KR20050106008A - 개선된 계기 패널 조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20050106008A
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amine
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하인 요트. 쾰만
게르하르트 슬릭
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다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
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Abstract

자동차와 같은 제품을 위한 계기 패널 조립체(10)가 제공된다. 조립체(10)는 일반적으로 적어도 하나의 구조물(18)과 적어도 하나의 골격(12)을 포함한다. 골격(12)과 구조물(18)은 일반적으로 열, 환기 및 공기조화(HVAC) 시스템과 같은 시스템의 적어도 일부분을 형성하는것을 도우는 방식으로 서로 서로 부착(접착식으로 고정)되는 것이 일반적이다.

Description

개선된 계기 패널 조립체 및 그 제조방법 {IMPROVED INSTRUMENT PANEL ASSEMBLY AND METHOD OF FORMING SAME}
본 출원은 2003년 2월 13일에 제출된 미국 가출원 번호 제60/447,117의 출원일의 이익을 주장하며, 그 출원은 여기에 참조로 통합된다.
본 발명은 개선된 계기 패널 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자동차에 적합한 개선된 계기 패널에 관한 것이다. .
일반적으로 운송 산업은 구조 보전(structural integrity), 상대적으로 낮은 중량 또는 이 모두를 보이는 운송차량용 조립체들을 만들려고 노력해왔다. 예를 들면, 자동차의 계기 패널 조립체들이 스스로 지지되는 것(self-supporting)이 바람직할 수도 있다. 또한 이러한 조립체들이 에어백 조립체들, 계기들, 퓨즈 박스들, 조종간 기둥들과 같은 적어도 하나 이상의 추가 부품들을 부분적으로 지지하는 것이 바람직할 수도 있다. 동시에, 계기 패널 조립체들이 자동차 전체 무게를 줄이는데 도움이 되게끔 낮은 중량을 유지하는 것이 바람직하다.
게다가, 계기 패널 조립체가 히터, 환기, 에어컨(HVAC) 덕트, 전선 등과 같은 다양한 기능의 부품들을 수용하는데 적합하게끔 만들어지는 것이 바람직할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상대적으로 낮은 중량, 구조적 보전, 디자인 유연성 또는 이들 모두의 조합을 보이는 조립체, 특히 계기 조종 패널 조립체를 제공한다
도1은 본 발명의 일 태양에 따른 예시적 계기 패널 조립체의 분해 개략도이다.
도2a는 도1의 계기 패널 조립체의 일부분의 조립된 단면도이다.
도2b는 도1의 계기 패널 조립체의 일부분의 다른 조립된 단면도이다.
도3은 본 발명의 대체 태양에 따른 계기 패널 조립체의 일부분의 분해된 개략도이다.
도4는 본 발명의 다른 대체 태양에 따른 계기 패널 조립체의 조립된 개략도이다.
도5는 본 발명의 대체 태양에 따른 계기 패널 조립체의 분해된 개략도이다.
도6a 내지 6c는 본 발명의 태양에 따라 형성된 예시적 덕트들의 단면도 들이다.
본 발명은 적어도 하나의 구조물(construction, 예를 들어 패널 또는 장식 구조) 및 적어도 하나의 골격(framework structure)을 갖는 계기 패널 조립체를 제공한다. 적어도 하나의 구조물은 플라스틱 재료로 만들어지는 것이 바람직하며, 낮은 표면 에너지 플라스틱 재료로 만들어 질 수도 있으며/또는 폴리프로필린(polypropylene), 폴리아미드(polyamide), 스티레닉(styrenic), 경쟁등급의 재료(competitor grade material) 또는 이들의 조합 등으로 만들어 질 수 있다. 적어도 하나의 골격은 바람직하게는 금속, 더 바람직하게는 연강(mild steel), 압출된 알루미늄, 다이 캐스트 마그네슘(die cast magnesium), 이들의 조합 등으로 만들어 진다.
본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 골격은 접착제로 적어도 하나의 구조물에 적어도 부분적으로 부착(예, 접착)된다. 접착제는 여기에 기재된 다양한 접착제들에서 고를 수도 있다. 바람직한 일 실시예에서, 접착제는 금속과 플라스틱 모두를 붙일 수 있다.
본 발명은 적어도 하나의 구조물(예, 패널 또는 장식 구조) 및 적어도 하나의 골격을 갖는 계기 패널 조립체의 준비에 기초를 둔다. 바람직하게는 적어도 하나의 골격 및 적어도 하나의 구조물은 다른 재료들로 형성되나, 같거나 유사한 재료들로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 재료들은 상대적으로 낮은 에너지 표면을 지닐 수 있다. 또한 골격이 접착제로 구조물에 적어도 부분적으로 고정되는 것이 바람직하다. 유리하게는, 만약 적어도 하나의 골격과 적어도 하나의 구조물 중 하나 또는 모두가 결합되는데 낮은 에너지 표면을 제공하거나, 높은 에너지 표면이 제공되면, 그러한 접착 고정이 잘 달성될 수 있다.
본 발명의 계기 패널 조립체는 라디오, 전자제품, 스테레오 시스템 등과 같은 다양한 제조품들에 사용될 수도 있다고 생각된다. 그러나 본 조립체는 자동차와 같은 운송 차량에 매우 효과적이라고 알려져 왔다. 본 조립체는 라디오 하우징들, 네비게이션 시스템, 기후 조종 장치, 장갑상자 통과 같은 장갑상자(glovebox) 부품, 에어백 통, 기계 장치(instrument cluster), 전자제품 상자, 전자제품 모듈, 이들의 조합 중의 하나 이상을 지지하거나 이를 통합시키는데 도움이 된다고 본다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 계기 패널 조립체(10)가 도시된다. 계기 패널 조립체(10)는 적어도 하나의 골격 및 적어도 하나의 구조물을 포함한다. 도시된 계기 패널 조립체(10)는 제1 골격(12), 제2 골격(14), 제1 구조물(18), 제2 구조물(20)을 도시한다.
제1 골격(12)은 다양한 형상 및 크기들로 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 골격(12)은 제1 단부(26)에서 제2 단부(28)까지 연장되는 긴 부재(24)를 포함한다. 긴 부재(24)는 자동차의 한 A-기둥으로부터 대향하는 A-기둥까지 실질적으로 연장되게끔 설계된다. 이와 같이, 각각의 단부(26, 28)는 (도시되지 않은) A-기둥들에 긴 부재(24)를 고정하기 위해 형성된 접착부를 포함한다. 바람직하게는, 긴 부재(24)가 긴 부재(24)와 실질적으로 동일공간에 걸치는(coextensive) 채널(32)를 형성한다. 본 발명에 따른 채널들은 변형, 굽힘, 굴림, 이들의 조합 등을 포함하는 많은 기술들에 의해 형성될 수도 있다.
도시된 제1 골격(12)은 또한 제1 연장부(36) 및 제2 연장부(38)을 포함하며, 이 둘은 모두 긴 부재(24)로부터 바깥쪽으로 연장된다. 바람직하게는 제1 연장부(36)는 제2 연장부(38)과 실질적으로 평행하게 연장된다. 게다가, 제1 연장부(36)와 제2 연장부(38) 각각은 긴 부재(24)의 채널(32)에 연결되는 부-채널들(42, 44, sub-channels)을 형성한다.
제1 골격(12)은 선택적으로 긴 부재(24)를 지지하는데 도움이 되기 위한 하나 이상의 지지부들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 골격(12)은 긴 부재(24)로부터 바깥쪽으로 연장되는 한 쌍의 지지부들(48)을 포함한다. 또한 제1 골격(12)은 차량의 다른 부품 또는 (도시되지 않은) 스티어링(steering) 기둥을 지지하는데 도움이 되도록 쓰일 수도 있는 지지 구조물(50)을 포함할 수도 있다.
제2 골격(14)은 단지 하나의 긴 부재(54)를 포함하나, 다른 구조물 역시 포함하도록 형성될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제2 골격(14)의 긴 부재(54)는 제1 골격(12)의 긴 부재(24)와 유사한 방식으로 채널(56)을 형성한다.
제1 구조물(18)은 이 구조물이 사용되는 차량에 따라서 다양한 형상 및 구성으로 형성될 수도 있다. 일 실시예에서는, 제1 구조물이 차량에 계기 패널을 적어도 부분적으로 형성하도록 형성되는 패널부(60)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 패널부(60)는 자동차의 클러스터(cluster), 라디오, 속도계, 에어백 등의 장치들을 수용하기 위한 구멍 또는 포켓과 같은 복수 개의 개구들을 포함할 수도 있다.
제1 구조물(18)은 또한 패널부(60)로부터 바깥쪽으로 연장되는 후방 구역으로 도시되는 구역(62)을 포함한다. 바람직하게는, 구역(62)은 제1 골격(12)의 긴 부재(24)에 대응되는 제1 부분(66)을 포함한다.
게다가, 구역(62)은 제1 골격(12)의 연장부들(36, 38)에 대응하는 제3 부분(70) 및 제2 부분(68)을 바람직하게 포함하기도 한다.
제1 구조물과 같이 제2 구조물(20)도 다양한 형상 및 구성들로 형성될 수도 있다. 도시된 실시예에서는, 제2 구조물(20)이 패널로 실질적으로 형성된다.
상기 골격들 및 구조물들에 더하여, 계기 패널 조립체는 스티어링 기둥을 특히 지지하기 위한 하나 이상의 강화부들을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 강화부 부재는 하나 이상의 골격들, 구조물들 또는 이 모두의 제1 부분과 제2 부분 사이의 간격을 연결할 수도 있다. 특히, 이 부재는 스티어링 기둥이 연장되는 간격을 연결할 수도 있으며, 스티어링 기둥의 위 또는 아래 간격을 연결할 수도 있다. 이러한 강화부의 예는 ‘계기 패널 조립체 및 그 제조 방법’이라는 명칭으로 2003년 3월 31일에 출원된 미국 출원 번호 제 10/403,603호(본 출원과 출원인 동일)에서 개시되며, 본 명세서에 참조로 병합된다.
제1, 제2 골격들 및 제1, 제2 구조물들은 다양한 재료로 형성될 수도 있다. 게다가, 제1, 제2 골격들 및 제1, 제2 구조물들의 다양한 부분들 또는 부품들은 다른 재료로 형성될 수도 있다고 생각된다.
예시적인 재료들로는 금속, 중합체(polymeric) 재료들 등이 포함된다.
바람직하게는 구조물들은 플라스틱 주조로 형성된다. 플라스틱 재료는 바람직하게는 폴리오레핀(polyolefin), 폴리아미드(polyamide), 산화폴리페닐린(polyphenylene oxide), 폴리스티렌(polystyrene)과 같은 균질 중합체(homopolymer) 또는 폴리알킬린 테레프탈레이트(polyalkylene terephthalate)와 같은 혼성 중합체(copolymer)를 포함한다.
바람직한 플라스틱 재료들은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아미드(polyamide), 폴리아미드 혼합물(polyamide alloys), 폴리에틸린(polyethylene, 낮거나 높은 밀도), 산화폴리페닐린 중합체(polyphenylene oxide polymers), 산화폴리페닐린 혼합물(polyphenylene oxide alloys), 폴리스티렌 중합체(polystyrene polymers), 폴리스티렌 혼합물(polystyrene alloys), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체(polybutylene terephthalate polymers), 아크로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리카보네이드 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene PC/ABS), 경쟁 등급 플라스틱(competitor grade plastics)(예, 스티렌 맬레익 안하이드라이드 7(styrene maleic anhydride(SMA) 7), 폴리프로필렌 에테르(polyphenylene ether) 또는 산화폴리페닐린(polyphenylene oxide) 등과 상기 중합체들의 혼합) , 폴리부틸렌 테레프탈레이트 혼합물(polybutylene terephthalate alloys)이다. 이 플라스틱들은 짧은 유리 섬유, 긴 유리섬유, 짧은 자연 섬유 또는 긴 자연 섬유와 같은 섬유를 포함할 수도 있다.
특히 바람직한 플라스틱 재료들은 폴리프로필렌으로 충전된 짧은 유리섬유(short glass fibre filled polypropylene), 폴리프로필렌으로 충전된 긴 유리섬유(long glass fibre filled polypropylene), ABS로 충전된 짧은 유리섬유(short fiber glass filled ABS), ABS로 충전된 긴 유리섬유(long glass fiber filled ABS), PC/ABS로 충전된 짧은 유리섬유(short glass fiber filled PC/ABS), PC/ABS로 충전된 긴 유리섬유(long glass fiber filled PC/ABS), 폴리아미드로 충전된 유리(glass filled polyamide) 및 폴리아미드 혼합물로 충전된 유리(glass filled polyamide alloys)를 포함한다.
EUA와 같은 범퍼 시스템 용도로 특히 바람직한 플라스틱 재료들은 비충전 폴리프로필렌(unfilled polypropylene), 활석이 충전된 폴리프로필렌(talc filled polypropylene), 미네랄이 충전된 폴리프로필렌(mineral filled polypropylene)을 포함한다.
어떤 바람직한 실시예들에서는, 중합체 재료들이 추가적 강도를 위해 유리섬유를 포함할 수도 있다. 다양한 크기(예, 길이)의 섬유가 사용될 수 있다고 생각되지만, 유리하게는 상대적으로 긴 유리섬유들이 상대적으로 높은 강도를 추가시킨다고 알려져 왔다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 다른 적당한 플라스틱 또는 ABS, PC/ABS, 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 중합체 재료는 약 2mm 이상의 평균 길이, 더 바람직하게는 4mm 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 6mm 이상의, 가장 바람직하게는 8mm와 20mm 사이의 평균 길이를 지니는 유리섬유로 충전된다.
이 중합체들 또는 플라스틱들은 다양한 충전물들을 포함할 수도 있다. 예시적인 충전물로는 실리카(silica), 규조토(diatomaceous earth), 유리(glass), 진흙(clay), 활석(talc), 안료들(pigments), 착색제(colorants), 탄소 세라믹 섬유들(carbon ceramic fibers), 운모(mica), 산화방지제(antioxidants) 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
선택된 재료의 제작을 위해 업계에서 알려진 기술들을 이용하여 구조물들을 만들 수 있다. 따라서, 예를 들어, 구조물들은 희망하는 형상으로 형성, 주조, 기계가공, 또는 달리 만들어질 수도 있다. 구조물들이 플라스틱일 경우, 사출 성형(외부 또는 내부 가스 사출 성형도 포함하지만 이에 한정되는 것은 아님), 취입 성형(blow molding), 압축 성형(compression molding), 회전 성형(rotational molding), 열형성(thermoforming), 압출(extruding), 진공 성형(vacuum forming), 포밍 인 플레이스(foaming-in-place) 등의 임의의 적당한 플라스틱 제조 기술을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
삽입 성형(insert molding), 오버 몰딩(over-molding) 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 다른 제조 기술들이 사용될 수도 있다. 따라서, 일 실시예에서, 상이한 각각의 제조 기술들 및 상이한 각각의 재료들의 이익을 향유하고, 추가적 형상들의 설계 가능성을 유리하게 허용하여서 하이브리드 패널 조립체들이 제조될 수도 있다고 고려될 수 있다.
골격들은 알루미늄, 철, 텅스텐, 마그네슘, 강, 주석, 구리, 티타늄, 이들의 조합 등과 같은 하나 이상의 금속으로 적어도 부분적으로 또는 실질적으로 전체적으로 형성되는 것이 바람직하다. 골격들의 형성은 다양한 기술들을 이용하여 이루어 질 수도 있다. 예를 들면, 구조물들은 롤 형성, 주조, 스탬프(roll formed, cast, stamped) 등으로 형성될 수 도 있다. 골격들은 또한 주조, 압출(molded, extruded) 등이 될 수도 있다.
계기 패널 조립체(10)는 일반적으로 하나 이상의 구조물들에 하나 이상의 골격들을 접착시켜서 형성된다. 복수 개의 골격들 또는 복수개의 구조물들에서, 골격들은 서로 서로 접착될 수 있으며, 구조물들도 서로 서로 접착될 수도 있다고 생각된다.
임의의 적당한 결속 기술들이 구조물들을 같이, 골격들을 같이, 골격들을 구조물들에 붙이는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 나사, 클립, 리벳, 인터로킹 장치(interlocking device), 이들의 조합들과 같은 기계적 패스너들이 사용될 수도 있다.
게다가, 이러한 접착부들은 골격 또는 구조물들로부터 분리되거나 통합되어서 형성될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 골격들은 여기에 기재된 하나의 몰딩 기술들에 따라 골격들에 대해서 적어도 하나의 부분을 몰딩시킴으로써 골격들이 구조물들에 통합될 수 있다. 열 스테이킹(heat staking), 진동 용접(vibrational welding), 초음파 용접, 이들의 조합 등의 다른 대안들 또는 다른 부가물들이 사용될 수도 있다.
도시된 실시예 및 도2a 및 도2b를 더 참조하면, 제1 골격(12)는 제1 구조물(18)에 고정되며, 제2 골격(14)는 제1 및 제2 구조물(18, 20) 모두에 고정된다. 바람직하게는, 접착제(76)가 제1 골격(12)의 정합(mating) 또는 대응되는 표면들 (78,80, 82, 84, 86), 제2 골격(14), 제1 구조물(18), 제2 구조물(20) 또는 그 조합에 발라진다. 그 뒤에 정합 또는 대응되는 표면들(78, 80, 82, 84, 86)은 표면들(78, 80, 82, 84, 86)을 붙여 골격들(12, 14) 및 구조물들(18, 20)이 서로 붙게끔 서로에 대해서 압착된다.
적절할 접착제라면 어떤 것이든 본 발명에 사용될 수도 있다. 접착제가 골격 및 구조물들의 표면재와 조화되는(접착될 수 있는) 것이 바람직하다. 그러나 만약 접착제가 이들 재료들 중의 하나와 약간 조화되지 않는다면, 조화될 수 없는 재료로 형성된 표면을 처리하는 것이 바람직할 수도 있다. 예시적인 처리로는 초벌(primer)의 적용, 플라즈마에 노출, 이들의 조합등을 포함한다.
일 실시예에서는, 접착제는 우레탄(urethane) 기반의 접착제이며, 더 바람직하게는 우레탄 접착제(예, 폴리우레탄(polyurethane) 접착제)이다. 대안적으로, 접착제는 아크릴(acrylic), 메틸 메타크라레이트(methyl methacrylate (MMA)), 에폭시(epoxy), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene (ABS)), 폴리카보네이트(polycarbonate (PC)), PC-ABS와 같은 이들의 조합에서 선택된 기능적 구성요소들을 포함할 수도 있다.
접착제의 더 대안적인 실시예는 실레인(silane) 접착제, 실리콘 접착제 또는 이들의 혼합물이다. 또 다른 실시예에서는, 접착제는 아크릴 접착제이다. 접착제는 에폭시 기반도 쓰일 수가 있다. 이는 또한 폴리오레피닉스(polyolefinics), 스티레닉스(styrenics), 아크릴 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 바람직한 접착제로 알킬 보래인(alkyl borane)을 포함한다. . 적합한 접착제들의 예들은 본 출원인과 출원인이 동일한 1997년 12월 17일에 제출된 미국 특허 번호 제09/466,321호 및 특허 공보 번호 제20020058764호 및 제 20030001410호에 개시되며, 본 명세서에 참조로 병합된다. 이러한 접착제라면 어떤 것이든 적당한 성능 조절제(suitable performance modifiers)를 포함할 수도 있으며, 성능 조절제는 업계에서 공지된 점착성 부여제(tackifiers), 탄성중합체(elastomers), 충격 조절제(impact modifiers) 등과 같은 것을 포함할 수도 있다.
매우 바람직한 일 실시예에서는, 올개노보래인/아민 보충물(organoborane/amine comple) 접착제 또는 다른 접착제의 2 부분이 구조물 및 골격들의 조합을 같이 접착고정 하는 데 사용된다. 유리하게는, 접착제는 강과 같은 금속 및 플라스틱, 특히 폴리프로필렌과 조화된다고 알려져 왔다. 이와 같이, 접착제는 접착에 앞서 골격 또는 구조물들의 표면에 어떠한 처리를 하지 않은 상태로, 금속으로 형성되는 골격 및 플라스틱 또는 폴리프로필렌으로 형성되는 구조물들을 붙이는 용도로 사용될 수도 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는 폴리프로필렌으로 충전된 몰딩된 유리 및/또는 45mJ/m2 미만의 표면 에너지를 갖는 폴리아미드로 충전된 유리, 강, 아연 및/또는 알루미늄으로 만들어진 강화제로 만들어진 하나 이상의 구조물들을 제공한다. 이와 같이, 45mJ/m2 미만의 표면 에너지를 갖는 기판에 바람직하게 결합될 수 있는 접착제는 적어도 대응되는 표면들의 부분 사이에 배치되어 이들을 서로 결합한다. 여기서 중합체화 할 수 있는(polymerizable) 조성으로부터 나올 수 있는 접착제는 다음을 포함한다:
i) 올개노보래인/아민 합성물
ii) 하나이상의 단량체들, 자유 래디컬 중합체화(free radical polymerization)에 의한 중합체화가 가능한 올레피닉 불포화(olefinic unsaturation)를 갖는 올리고머들(oligomers) 또는 중합체들
그리고 선택적으로
iii) 올레피닉 불포화를 갖는 올리고머들 또는 중합체들, 하나 이상의 단량체들의 중합체화를 시작하기 위해 보래인(borane)을 해제하기 위해 상기 합성물을 해리시키는 화합물
물론, 사용되는 접착제 및 비용, 중량 등의 다른 요소들에 따라서 높은 표면 에너지들을 갖는 다른 플라스틱들 또는 금속들이 사용될 수도 있다고 생각된다.
본 발명의 부가적이고 특히 바람직한 태양은 상기 단락에서 언급된 자동차 조립체를 만들고 여기에 기재된 조립체를 제작하는 단락에서 기재된 접착제를 사용하는 것이다.
국제 특허 출원 번호 제PCT/US00/33806호에 개시된 접착제들 및 중합체화 할 수 있는 조성들은 구조물들 및 골격들을 결합하기 위한 본 발명에서 특히 바람직하다.
올래노보래인 화합물을 합성하는데 쓰인 아민들(amines)은 올래노보래인을 합성하고 분해제에 노출시 분해될 수 있는 임의의 아민들일 수 있다.
바람직한 아민들은 1차 또는 2차 아민들 또는 1차 또는 2차 아민 그룹을 포함하는 폴리아민들(polyamines), 또는 암모니아인 몬탄올라민(monthanolamine), 2차 디알킬 디아민들(secondary dialkyl diamines) 또는 폴리옥시알킬렌폴리아민들(polyoxyalkylenepolyamines)을 포함하며, 이는 자로브(Zharov) 미국 특허 번호 제5,539, 070호 5컬럼, 41행 내지 53행, 스코울트치(Skoultchi) 미국 특허 번호 제5,106, 928호 2컬럼 29행 내지 58행, 포셔스 미국 특허 번호 제5,686, 544호 컬럼7 29행 내지 컬럼10 36행에 개시되며, 본 명세서에 참조로 병합된다. 또한 바람직한 아민들은 아민 반응성 2 이상의 그룹들을 갖는 화합물들 및 디아민들의 아민 제거 반응물들을 개시하며 이들은 데비니(Deviny) 미국 특허 번호 제5,883, 208호의 컬럼 7의 30행 내지 컬럼 8의 56행에 개시되어 있으며 본 명세서에 참조로 통합된다. 데비니에 기재된 반응물들과 관련해서 바람직한 디프라이머리(diprimary) 아민들은 알킬 디프라이머리 아민(alkyl diprimary amines), 아릴 디프라이머리 아민(aryl diprimary amines), 알키아릴 디프라이머리 아민(alkyaryl diprimary amines) 및 폴리오시알킬린 디아민(polyoxyalkylene diamines)을 포함하며, 아민들과 반응성 있는 화합물들은 2 이상의 그룹으로 된 카보실릭 액시드(carboxylic acids), 카보실릭 액시드 이스터(carboxylic acid esters), 카보실릭 액시드 해리드(carboxylic acid halides), 앨드하이드(aldehydes), 에폭사이드(epoxides), 알콜(alcohols) 및 아크릴레이트 그룹(acrylate group)들을 포함하는 화합물들을 포함한다.
바람직한 아민들은 엔-옥틸라민(n-octylamine), 1,6-디아미노헥산(1,6-diaminohexane,1,6헥산 디아민(1,6-hexane diamine)), 디에틸아민(diethylamine), 디부틸 아민(dibutyl amine), 디에틸렌 트라이아민(diethylene triamine), 디프로필렌 디아민(dipropylene diamine), 1,3-프로필렌 디아민(1,3-프로판 디아민(1, 3-propylene diamine (1,3-propane diamine)), 1,2-프로필렌 디아민(1, 2-propylene diamine), 1,2-에탄 디아민(1,2-ethane diamine), 1,5-펜탄 디아민(1,5- pentane diamine), 1,12-도디케인디아민(1,12-dodecanediamine), 2-메틸-1,5-펜탄 디아민(2-methyl-1,5-pentane diamine), 3-메틸-1,5-펜탄 디아민(3-methyl-1,5-pentane diamine), 트라이데틸렌 테트라아민(triethylene tetraamine), 디에틸렌 트라이아민(diethylene triamine)을 포함한다. 바람직한 폴리옥시알킬린 폴리아민들은(polyoxyalkylene polyamines) 폴리에틸렌옥시드 디아민(polyethyleneoxide diamine), 폴리프로필렌옥시드 디아민(polypropyleneoxide diamine), 트라이에틸렌 글리콜 프로필렌 디아민(triethylene glycol propylene diamine), 폴리테트라메틸렌옥시드 디아민(polytetramethyleneoxide diamine) 및 폴리에틸렌옥시드코폴리프로필렌옥시드 디아민(polyethyleneoxidecopolypropyleneoxide diamine)을 포함한다.
특히 올개노보래인/아민 합성물 안의 아민은 아미딘(amidine) 구조의 성분을 가지는 아민들; 헤테로사이클릭 링(heterocyclic ring)에 적어도 하나의 질소를 지니는 알리패틱 헤테로사이클들(aliphatic heterocycles)-여기서 헤테로 사이클릭(heterocyclic) 화합물은 헤테로사이클(heterocycle)에서 이중 결합 또는 하나이상의 질소 원자들(nitrogen atoms), 산소 원자들(oxygen atoms), 황 원자들(sulphur atoms)을 포함할 수도 있음-; 하나 이상의 수소결합을 허용하는 그룹들을 추가로 가지는 1차 아민들-1차 아민과 수소 결합 허용 그룹들 사이에 적어도 2 탄소 원자들, 바람직하게는 적어도 3 탄소 원자들이 존재하며, 합성물 내의 인터 또는 인트라몰큘라(inter-or intramolecular interactions) 상호 작용에 의해서 B--N 결합의 강도가 증가-; 결합된 이민들(conjugated imines)의 그룹으로부터 적절히 선택될 수 있다.
바람직한 수소 결합을 허용하는 그룹은 다음을 포함한다: 1차 아민들(primary amines), 2차 아민들(secondary amines), 3차 아민들(tertiary amines), 에테르(ethers), 할로겐(halogens), 폴리에테르(polyethers) 또는 폴리아민들(polyamines). 여기에 사용되는 헤테로 사이클(Heterocycle)은 링들 중의 하나는 질소를 함유하는 하나 이상의 알리패틱 사이클릭 링들(aliphatic cyclic rings)을 갖는 합성물이다. 아미딘들(amidines) 또는 복합 이민들(conjugated imines)은 직선(straight) 또는 가지 친 체인(branched chain) 또는 사이클릭(cyclic)일 수도 있다.
바람직하게는, 합성물에 쓰이는 올개노보래인은 3알킬 보래인(trialkyl borane) 또는 알킬 싸이클로알킬 보래인(alkyl cycloalkyl borane)이다. 바람직하게는 이 보래인은 식1에 대응한다:
B--(R1)3 식1
여기서 B는 보론(boron)을 의미하고, R1은 C1-10 알킬, C3-10 사이클로알킬로 각각 분리되어 있거나, 2 이상의 R1은 싸이클로알리패틱 링(cycloaliphatic ring)을 형성하게끔 결합할 수도 있다.
바람직하게는, R1은 C1-4 알킬이며, 더 바람직하게는 C2-4 알킬, 가장 바람직하게는 C3-4 알킬이다. 바람직한 올개노보래인들은 3-에틸 보래인(tri-ethyl borane), 3- 이소프로필 보래인(tri- isopropyl borane) 및 3-n-부틸보래인이다(tri-n-butylborane).
바람직한 실시예에서, 합성물의 아민 부분은 1차 아민 및 하나 이상의 수소 결합을 허용하는 그룹들을 갖는 화합물을 포함하며, 1차 아민과 수소 결합 허용그룹들 사이에는 적어도 2개의 탄소 원자들이 있으며, 바람직하게는 적어도 3개가 있다.
바람직하게는 아민은 식2에 대응한다:
NH2(CH2)b(C(R2)2)ax (2)
여기서 R2는 C1-10 알킬 또는 C3-10 사이클로 알킬 또는 수소로 분리되어 각각 존재하며, X는 일부 수소결합을 허용하고; a는 1 내지 10의 정수이며, b는 0 내지 1의 정수로 각각 분리되어 존재하며, a와 b의 합은 2 내지 10이다.
바람직하게는 R2는 수소(hydrogen) 또는 메틸(methyl)이다.
바람직하게는 X는 일부 수소를 허용하게 각각 분리되어 존재하며(separate in each occurrence a hydrogen accepting moiety), 수소 허용 부분이 아민일때, 이는 3차 또는 2차 아민이 바람직하다. 더 바람직하게는 X는 --N(R2)e, --OR10, 할로겐이 각각 분리되어 존재하며, 여기서 R8는 C1-10 알킬, C3-10 사이클로알킬 또는 --(C(R2)2)d--W; R10는 C1-10 알킬, C3-10 사이클로알킬, 또는 --(C(R2)2)d--W으로 각각 분리되어 존재하며, e는 0, 1, 또는 2이다. 더 바람직하게는 X는 --N(R8)2 또는 __OR10이다.
바람직하게는 R8 및 R10은 C1-4 알킬 또는 --(C(R1)2)d--W, 더 바람직하게는 C1-4알킬, 가장 바람직하게는 메틸이다. W는 수소 또는 C1-10알킬 또는 X 및 더 바람직하게는 수소 또는 C1-4알킬로 분리되어 존재한다.(W is separately in each occurrence hydrogen or C1-10 alkyl or X and more preferably hydrogen or C1-4 alkyl).
바람직하게는 a는 약 1 이상, 더 바람직하게는 2 이상이다. 바람직하게는 a는 6 이하이고, 가장 바람직하게는 4 이하이다. 바람직하게는 b는 약 1이다. 바람직하게는 a와 b의 합은 2이상의 정수, 가장 바람직하게는 약 3 이상이다. 바람직하게는 a와 b의 합은 약 6이하, 더 바람직하게는 4 이하이다. 바람직하게는 d는 1 내지 4의 정수, 더 바람직하게는 2 내지 4, 가장 바람직하게는 2 내지 3으로 각각 분리되어 존재한다.
식2에 대응되는 바람직한 아민들은 디메틸아미노프로필 아민(dimethylaminopropyl amine), 메톡시프로필 아민(methoxypropyl amine), 디메틸아미노에틸아민(dimethylaminoethylamine), 디메틸아미노부틸아민(dimethylaminobutylamine), 메톡시부틸 아민(methoxybutyl amine), 메톡시에틸 아민(methoxyethyl amine), 에톡시프로필아민(ethoxypropylamine), 프로포시프로필아민(propoxypropylamine), 트라이메틸로프로판 트리스(폴리(프로필렌글리콜), 아민 터미네이티드) 에테르)(trimethylolpropane tris (poly (propyleneglycol), amine terminated) ether)와 같은 아민 터미네이티드 폴리알킬린 에테르들(amine terminated polyalkylene ethers) , 아미노프로필몰포린(aminopropylmorpholine), 아이소포론디아민(isophoronediamine), 및 아미노프로필프로판디아민(aminopropylpropanediamine)이다.
다른 실시예에서, 아민은 적어도 하나의 질소를 헤테로사이클 안에 갖는 알리패틱 헤테로사이클일 수도 있다. 헤테로사이클릭 합성물은 하나이상의 질소, 산소, 황 또는 이중 결합을 함유할 수도 있다. 게다가, 헤테로사이클은 다중 링들을 포함할 수도 있는데, 여기서 적어도 하나의 링은 링에 질소를 갖는다. 이 유형의 바람직한 합성물은 몰포린(morpholine), 파이퍼리딘(piperidine), 필로리딘(pyrolidine), 파이퍼래진(piperazine), 1,3,3 트리메틸 6-아자바이시클로 [3,2,1] 옥탄(1,3,3 trimethyl 6-azabicyclo [3,2,1] octane), 티아졸리딘(thiazolidine), 호모파이퍼래진(homopiperazine), 아지리딘(aziridine), 1,4-디아자바이시클로 [2.2.2.]옥탄(DABCO)(1, 4-diazabicylo [2.2. 2] octane (DABCO)), 1-아미노-4-메틸파이퍼래진(1-amino-4-methylpiperazine) 및 3-필로린(3-pyrroline)을 포함할 수도 있다.
또 다른 실시예에서는, 올개노보래인과 적절하게 합성되는 아민은 아미딘이다. 아미딘(amidine)은 앞서 기재된 바와 같이 올개노보래인과 충분히 결합하는 에너지를 갖으며, 아미딘 구조를 가진 임의의 화합물이 사용될 수 있다. 바람직한 아미딘들은 1,8 디아자바이시클로 [5,4] 언덱-7-엔(1,8 diazabicyclo [5,4] undec-7-ene); 테트라하이드로피리미딘(tetrahydropyrimidine); 2-메틸-2-이미다조린(2-methyl-2-imidazoline) 및 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘(1,1,3, 3-tetramethylguanidine)이다.
다른 실시예에서, 올개노보래인과 합성되는 아민은 결합된 이민(conjugated imine)이 적합하다. 이민은 국제 특허 출원 번호 제 PCT/US00/33806호에 기재된 바와 같이 올개노보래인과의 충분한 결합에너지를 가지며, 결합 이민 구조(conjugated imine structure)를 가진 임의의 화합물이 사용될 수도 있다. 결합 이민은 직선 또는 가지친 체인 이민 또는 사이클릭 이민일 수 있다. 바람직한 결합 이민들은 4-디메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine) ; 2,3-비스 (디메틸아미노) 사이클- 오프로페네이민(2,3- bis (dimethylamino) cycl- opropeneimine) ; 3-(디메틸아민) 아크로레인이민(3- (dimethylamine) acroleinimine) ; 3-(디메틸아미노)메타크롤-인이민(3- (dimethylamino)methacrole- inimine)이다.
바람직하게는 아민 화합물의 올개노보래인 화합물에 대한 질량비(molar ratio)는 1.0:1.0 내지 3.0:1.0이다. 비가 약 1.0 :1.0의 비율보다 낮다면, 중합체화, 합성물 및 접착제의 안정화에 문제가 있을 수 있다. 약 3.0:1.0 보다 비가 큰 것을 사용하는 것에 추가적 이익이 없더라도 약 3.0 :1.0 이상의 비가 사용될 수도 있다. 만약 너무 많은 아민이 존재하면, 이는 접착제의 안정성 또는 중합체 조성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 바람직하게는 아민 화합물의 올개노보래인 화합물에 대한 질량비는 2.0:1.0 내지 1.0:1.0이다.
예를 들어 국제특허출원 번호 제PCT/US00/33806에 참조 또는 기재된 바와 같이, 올개노보래인 아민 합성물은 공지된 기술을 이용하여 잘 준비될 수도 있다.
바람직하게는, 중합체화가 가능한 재료는 아크릴레이트(acrylate) 및/또는 메타크리레이트 기반의 화합물(methacrylate based compounds)이다. 특히 바람직한 아크릴레이트 및 메타크리레이트 화합물은 메틸메타크리레이트(methylmethacrylate), 부틸메타크리레이트(butylmethacrylate), 에틸 헥실 메타크리레이트(ethyl hexyl methacrylate), 이소보닐메타크리레이트(isobornylmethacrylate), 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크리레이트(tetrahydrofurfuryl methacrylate) 및 사이클로헥실메틸메타크리레이트(cyclohexylmethylmethacrylate)이다.
중합체화가 가능한 조성은 중합체화 (분리제)를 시작하게끔 올개노보래인의 해리를 위해 아민과 반응하는 효과적인 양의 화합물을 더 포함할 수 있다. 바람직한 아민 반응 화합물들은 순환 조건 아래에서 일반적으로 쉽게 사용되고 치유될 수도 있는 조성을 제공하기 위해 실온에서 또는 더 아래에서 아민들과 반응물들을 잘 형성할 수 있는 재료들이다. 이들 화합물들의 일반적인 클래스들은 산(acids), 알데히드(aldehydes), 이소시안네이트(isocyanates), 산 클로라이드(acid chlorides), 술폰닐 클로라이드(sulphonyl chlorides) 이들의 조합등을 포함한다. 바람직한 아민 반응 화합물들은 산들이며, 특히 브론테스와 루이스 산(Bronsted and Lewis acids) 및 미국 특허번호 제5,718, 977호에 기재된 것 및 더 바람직하게는 아크릴 산 및 메타아크릴릭 산(acrylic acid and methacrylic acid)이다.
중합체화 가능한 조성에서, 적절하게는 조성의 중량에서 적어도 20%, 바람직하게는 중량에서 적어도 30%, 특히 중량에서 적어도 40%는 중합체화가 가능한 구성물을 포함한다. 독립적으로, 중합체화가 가능한 구성요소는 조성 중량의 95%를 초과하지 않는 레벨에서 적절히 존재하며, 바람직하게는 90%의 초과하지 않고, 특히 85%를 초과하지 않는다.
적절하게는, 올개노보래인/아민 합성물은 조성 중량의 적어도 0.2%, 바람직하게는 적어도 1%, 더 바람직하게는 적어도 2%의 레벨로 존재한다. 독립적으로는, 합성물은 조성 중량의 8%를 넘지 않는, 바람직하게는 6%를 넘지 않는, 특히 4%를 넘지 않는 수준이다.
만약 존재한다면, 분해 화합물은 조성 중량의 적어도 1%, 바람직하게는 적어도 1.5%, 더 바람직하게는 적어도 2%의 수준으로 존재한다. 독립적으로 분해 화합물은 적절하게는 조성 중량의 8%를 넘지 않는, 바람직하게는 6%를 넘지 않는, 특히 4%를 넘지 않는다.
본 발명에서 사용되는 접착제는 ASTMD1002에 나오는 절차에 따라서 테스트될 때 임의의 표면 처리에 종속되어 온 구조가 없는 골격과 30% 유리 충전 폴리프로필린 구조물 사이에 결합을 제공할 수 있다. 바람직하게는 접착제는 높은 습도 및 열 사이클링에 종속되는 것을 포함하는 조건 아래에서 테스트될 때 결합을 제공한다. 여기서 열 사이클링(thermal cycling)은 섭씨 40도부터 120도 이상의 사이클링을 포함한다. 습도 레벨은 건조 내지 완전 포화까지 다양할 수 있다.
접착제는 국제특허출원 번호 제PCT/US00/33806호에 설명된 방식으로 사용될 수 있다. 선택적으로 다른 구성요소는 조성에 접착제로 포함될 수 있다. 적절한 첨가제는 국제특허출원 번호 제PCT/US00/33806호에 설명된 것을 포함한다.
조립체는 섭씨100도 또는 120도 까지 또는 그 이상의 온도에서의 열에 노출되어도 버틸 수 있는 것이 적절하다. 또한, 조립체는 바람직하게는 생산 및 사용시 부과되는 하중을 견딜 수도 있어야한다.
일단 접착제(76) 발라지면, 경화(예, 부분경화, 완전경화, 선택경화(cure on demand), 공기 경화, 열 경화, 습기 경화, 화학 경화, 빛 경화 등)되는데 일반적으로 얼마간의 시간이 필요할 것이다. 바람직하게는 접착제는 상온(예, 약 섭씨 20도 내지 30도 사이)에서 경화되나, 경화 시간을 가속시키거나 늦추기 위해서 온도를 올리거나 내려 노출시킬 수도 있다.
경화하는 동안에, 구조물, 골격 또는 둘 다를 고정하기 위해 패스너(예, 푸시핀들, 클립 등)를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러한 패스너들은 패널 조립체(10)를 사용하는 동안 구조물 및 골격을 고정하는 것을 도우는 의도가 될 수도 있으며 제거될 수 있다.
일반적으로 접착제는 합리적인 정도의 경화 후 연성(ductility)를 보이는 것이 바람직하다. 바람직하게는 접착제는 골격들(12, 14)을 형성하는 재료 또는 구조물들(18, 20)을 형성하는 재료들의 연성만큼 높은 연성을 보이며, 골격 및 구조물들의 연성이 더 낮다. 그러나 더 바람직하게는 접착제는 골격들(12, 14)을 형성하는 재료 또는 구조물들(18, 20)을 형성하는 재료들의 연성만큼 높은 연성을 보이며, 골격 및 구조물들의 연성이 더 높다.
구조물에 골격을 부착시에 하나 이상의 덕트들이 구조물 또는 골격 또는 그 조합에 의해서 형성되는 것이 바람직하다. 도2a 및 도2b를 추가로 참조하면, 제1 골격(12) 및 제1 구조물(18)은 같이 하나 이상의 에어 덕트들(80, 82, 82)를 형성하며, 제2 골격(14) 및 제2 구조물(20)은 같이 하나 이상의 에어 덕트들(88)을 형성한다. 바람직하게는, 덕트들(80, 82, 84, 88)은 차량의 HVAC 시스템의 부분으로 사용된다. 이와 같이, 덕트들(80, 82, 84, 88)은 조절된 공기의 소스(source, 도시되지 않음)와 유체 연통한다.
도시된 바람직한 실시예에서, 제1 골격(12)의 긴 부재(24) 및 후방 구역(62)의 제1 부분(66)은 같이 제1 구조물(18)의 패널 부(60)에서 한 쌍의 외부 개구들(90) 및 조절된 공기의 소스 사이에서 유체 연통하게 만드는 덕트(80)를 형성하는 채널(32)을 둘러싼다.
게다가, 후방 구역(62)의 제2 및 제3 부분들(68, 70) 및 제1 골격(12)의 제1 및 제2 연장부(36, 38)는 각각 함께 부채널들(42, 44)을 둘러싸서 한 쌍의 내부 개구들(94)과 조절된 공기의 소스 사이세 유체 연통을 제공하는 덕트들(82, 84)을 형성한다. 바람직하게는 내부 개구들(94) 및 외부 개구들(90)은 제1 구조물(18)의 패널 부분(60)에 의해서 형성되나 필요한 것은 아니다.
도시된 실시예에서, 제2 골격(14) 및 제2 구조물(20)의 긴 부재(54)는 함께 채널(56)을 둘러싸서, 상단 한 쌍의 개구들(96) 및 조절된 공기의 소스 사이에 유체 연통을 제공하는 또 다른 덕트(88)을 형성한다. 바람직하게는 상단 한 쌍의 개구들(96)은 제2 구조물(20)에 의해 형성된다.
꼭 필요한 것은 아니나, 부식, 응축 등을 방지하기 위해, 덕트를 형성하는 표면들(예, 구조물, 골격 또는 모두에서의)을 덮는 것이 바람직 할 수도 있다. 적절하게 덮는 것은 페인트, 초벌 등과 같은 코팅을 포함할 수도 있다. 대안적으로 필름 또는 다른 플라스틱 또는 중합체 재료의 덮개가 표면을 코팅하는데 사용될 수도 있다. 한 바람직한 실시에에서는, 덮는 것은 취입 성형된 중합체성 재료이며, 이는 여기에서 논의된 중합체 재료들 중의 하나 또는 다른 중합체 재료들일 수도 있다.
유리하게는, 강화물, 구조물, 골격, 접착제 또는 다른 조립체의 부착물들 또는 패널 조립체의 이들의 조합들은 조립체 및/또는 차량에 바람직한 특성들을 제공하는데 적어도 도움을 줄 수 있다. 예를 들면, 강도 및 강성 특성들과 함께 소음, 진동 및 거친 특성이 향상될 수 있다. 추가적인 이점으로서, 계기 패널 조립체의 골격들 및 구조물들이 분리될 수 있으며, 특히 차량에 쓰인 다음에 재활용이 가능하다.
이미 논의된 바와 같이, 계기 패널 조립체의 다양한 부품들의 구성은 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 예시적인 목적으로, 도3, 4, 5, 6a-6c는 본 발명에 따라 형성된 2개의 대안적인 조립체들을 도시한다. 비록 도3, 4, 5, 6a-6c는 도1-2b와 다르지만, 당업자라면 도1-2b에 관련되는 것들의 모두는 아니지만 다수가 도3,4,5 및 6a-6c의 실시예에 동일하게 적용될 수 있다고 이해할 것이다. 따라서, 예를 들어, 도1-2b에서의 재료들, 제조 방법, 사용 및 운용 방법, 물리적 형태, 조립체 이들의 조합 등의 논의가 도3,4,5 및 6a-6c에서의 조립체들(예, 골격들 및 구조물들)에도 적용될 수 있다.
도3을 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 계기 패널 조립체(110)의 적어도 일부분을 도시된다. 도시된 조립체(110)는 제1 골격(112), 제2 골격(114), 구조물(116) 및 지지골격(118)을 포함한다.
도시된 실시예에서, 제1 골격(112)은 제1 단부(126)에서 제2 단부(128)까지 연장되는 긴 부재(124)를 포함한다. 긴 부재(124)는 자동차의 한 A-기둥으로부터 대향하는 A-기둥까지 실질적으로 연장되게끔 설계되나, 꼭 필요한 것은 아니다. 게다가, 긴 부재(124)는 실질적으로 긴 부재(124)와 동일공간에 걸치는(coextensive) 채널(132)를 형성한다. 도시된 실시예에서, 채널(132)은 도1에 도시된 부재(24)의 채널(32)이 그러한 것처럼 실질적으로 수직에 대향하여 부재(124)쪽으로 실질적으로 수평으로 연장한다. 부재(124)에는 그것을 통과하는 공기 흐름과 같은 유체 흐름을 허용하는 개구(124)도 형성된다.
제2 골격(114)은 일반적으로 긴 부재(154)이나, 다른 골격을 포함하기 위해 달리 형성될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제2 골격(114)의 긴 부재(154)는 제1 골격(112)의 긴 부재(124)와 유사한 방식으로 채널(156)을 형성한다.
부가적으로, 긴 부재(124)는 부채널(159)(예, 수직으로 연장되는 부채널들) 속으로 채널(156)을 몰고 가는 복수 개의 분리 부재들(divider members, 158)을 포함한다.
제1 구조물(116)은 일반적으로 제1 단부(162)과 제2 단부(164) 사이에서 연장되고 연신된다. 일 실시예에서는, 제1 구조물은 패널부(168)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 패널부(160)는 각각의 대향하는 단부들(162, 164) 중의 하나에서 복수 개의 개부들(172)을 포함한다. 구조물은 지지 기둥(예, 스티어링지지 기둥)에 접착되게끔 형성되는 연신부(176)를 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 골격들과 제1 및 제2 구조물들은 다양한 상이한 재료들로 형성될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 구조물(116)은 상기에서 논의된 중합체 재료들 중의 하나로 형성될 수 있고, 지지부(118) 및 골격들(112, 114)은 상기에서 논의된 금속 재료들 중의 하나로 형성될 수 있다.
부품들(골격들(112, 114), 지지부(118), 구조물(116) 또는 이들의 임의의 조합들)은 상기에 언급된 연결 기술들 및/또는 임의의 패스너들을 사용하여 서로 접착될 수 있다. 또한 이 부품들은 도1-2b를 참조하여 기술된 바와 같이 부품들의 만나거나 대응되는 표면들에 접착제를 바름으로써 서로 접착될 수 있다. 조립체에, 골격(110,112)의 채널들(132, 156, 159)은 상호적으로 구조물(116)을 갖고 HVAC 덕트들을 형성한다.
도4를 참조하면, 본 발명에 따라 예시적인 계기 패널 조립체(210)의 적어도 일부분이 도시된다. 도시된 바와 같이 조립체(210)는 구조물(216) 및 골격(212)를 포함한다.
도시된 실시예에서, 골격(212)은 제1 단부(226)에서 제2 단부(228)까지 연장되는 긴 부재(224)를 포함한다. 부재(224)는 차량의 인접하는 한 A-기둥에서 대향하는 인접 A-기둥까지 실질적으로 연장되도록 설계될 수 있으나, 꼭 필요한 것은 아니다.
선택적으로, 부재(224)는 A-기둥들과 같은 차량 부품들에 접착하기 위해 부재(224)의 대향 단부들(226, 228)에서 각각 접착부들(232, 234)을 포함할 수도 있다.
바람직하게는 부재(224)는 부재와 실질적으로 동일 평면에 있는 채널(232)를 형성한다. 도시된 실시예에서, 채널(232)은 도1에 도시된 부재(24)의 채널(32)에서의 실질적으로 수직에 대향하게 실질적으로 수평으로 부재(224) 속으로 채널(232)이 연장한다. 부재(224)는 유체 흐름(예, 공기 흐름)이 허용되게끔 (도시되지 않은) 개구를 일반적으로 형성하기도 한다.
한 쌍의 지지 부재들(238)은 골격(212)의 하단부로부터 연장된다. 게다가, 방화벽과 같은 차량부품에 부착되게끔 형성되는 것이 바람직한 브래킷(242)은 골격(212)의 상단부에 부착된다.
구조물(216)은 일반적으로 제1 단부(256) 및 제2 단부(258) 사이에서 연장 및 연신된다. 일 실시에에서, 제1 구조물은 패널부(260)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 패널부(160)는 대향 단부들(256, 258) 중의 하나에서 복수 개의 개구들(266)을 갖는다.
조립체(210)는 골격(212), 구조물(216) 또는 이 둘 다에 부착되는 지지부(270)를 포함한다. 바람직하게는, 지지부(270)는 스티어링 기둥과 같은 차량 부품에 부착되게끔 형성된다. 골격(212), 구조물들(216), 지지부들(238, 270), 브래킷(242)은 다양한 다른 재료들로 형성될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 구조물(216)은 상기에서 논의된 다양한 중합체 재료들 중의 하나로 형성되며, 브래킷(242), 지지부들(238, 270), 골격(212)은 상기에서 논의된 금속 재료들 중의 하나로 형성된다.
부품들(즉, 골격(212), 브래킷(242), 지지부들(238, 270), 구조물(216) 또는 이들의 임의의 조합)은 상기에서 언급된 결합 기술들 및/또는 임의의 패스너들을 사용해서 서로 부착될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 구조물 및 골격은 도1-2b를 참조하여 기재된 바와 같이 부품들의 만나거나 상응하는 표면들에 접착제를 바름으로써 서로 결합될 수 있다. 조립체에서, 골격(212)의 채널(233)은 상호적으로 구조물(216)과 적어도 하나의 HVAC 덕트를 형성한다.
도5를 참조하면, 본 발명에 따라 예시적인 계기 패널 조립체(310)가 도시된다. 조립체(310)는, 도시된 바와 같이, 구조물(316) 및 골격(312)를 포함한다. 도시된 실시에에서, 조립체는 단지 하나의 구조물 및 단지 하나의 골격을 포함하나, 꼭 필요한 것은 아니다.
도시된 실시예에서, 골격(312)은 제1 단부(326)에서 제2 단부(328)까지 연장되는 긴 부재(324)를 포함한다. 부재(324)는 차량의 인접하는 한 A-기둥에서 대향하는 인접 A-기둥까지 실질적으로 연장하게끔 설계될 수도 있으나 꼭 필요한 것은 아니다.
선택적으로, 부재(324)는 A-기둥과 같은 차량 부품들에 부착하게끔 부재(324)의 대향하는 단부들(326, 328)에서 각각 접착부들(332, 334)을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 부재(324)는 부재(324)와 실질적으로 동일평면에 있는 채널(333)을 형성한다. 도시된 실시예에서는, 채널(333)은 도1에 도시되는 부재(24)의 채널(32)과 같이 실질적으로 수직에 대향하게 부재(324) 속으로 실질적으로 수평으로 연장한다. 부재(324)는 통과해서 유체 흐름(예, 공기흐름)을 허용하게끔 개구(336)을 일반적으로 형성하기도 한다. 부재(324)의 후방벽(338)은 부재(324)의 길이를 따라 일반적으로 연속적으로 아치형이다.
한 쌍의 지지부재(340)는 골격(312)의 하단부에서부터 연장된다. 게다가 방화벽과 같은 차량 부품에 부착되도록 형성되는 것이 바람직한 브래킷(342)은 골격(312)의 상단부에 부착된다.
구조물(316)은 제1 단부(356) 및 제2 단부(358) 사이에서 일반적으로 연장 및 연신된다. 일 실시예에서, 구조물(316)은 패널부(360)를 포함한다. 도시된 바와 같이 패널부(360)는 복수 개의 개구들(366)을 포함하며, 그 중 하나는 대향하는 단부들(356, 358)의 각각에, 단부들(356, 358) 사이의 패널부(360)의 길이를 따라 실질적으로 중심으로 위치한다. 도시된 바와 같이, 개구(366)는 패널부(360)로부터 바깥쪽으로 연장하는 관 구조물(368)로 형성된다. 구조물(316)은 골격(312)의 부착물들(332, 334)에 대응되는 부착물(370, 372)들을 포함할 수도 있다. 도시된 바와 같이 부착물들(332, 334)는 구조물(316)의 대향하는 단부들(356, 358)에서부터 연장된다.
조립체(310)는 골격(312), 구조물(316), 또는 양쪽 다에 부착되는 지지부(380)를더 포함한다. 바람직하게는 지지부(380)는 스티어링 기둥과 같은 차량 부품에 부착되게끔 형성된다. 골격(312), 구조물(316), 지지부들(340, 380) 및 브래킷(342)는 다양한 다른 재료들로 형성된다고 생각된다. 바람직한 실시예에서, 구조물(316)은 상기에서 논의된 중합체 재료들 중의 하나로 형성되며, 부착물들(332, 334, 370, 372), 지지부들(340, 380), 골격(312)는 상기에서 논의된 금속 재료들 중의 하나로 형성된다.
부품들(즉, 골격(312), 브래킷(342, 지지부들(340, 380), 구조물(316) 또는 이들의 임의조합)은 상기에 논의된 결합 기술 및/또는 임의의 패스너들을 사용해서 서로 결합될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 구조물(316) 및 골격(312)은 도1-2b를 참조하여 기재된 부품들의 만나거나 대응되는 표면들(390)에 접착제를 바름으로써 서로 접착된다. 조립체에서는, 골격(312)의 채널(333)은 상호적으로 구조물(316)을 갖는 HVAC 덕트를 적어도 하나 형성한다.
계기 패널 조립체의 덕트들은 구조물에서의 채널뿐만 아니라 골격에서의 하나 이상의 채널들로부터 형성될 수도 있다고 이해되어야한다. 도들 6a 내지 6b에서, 구조물(402) 안에 형성된 채널(400)은 골격(405) 안의 채널(404)과 결합하여 덕트(406)을 형성한다. 도6c에서, 구조물(412) 안의 채널(410)은 상호적으로 골격(418)의 패널부(416)와 덕트(414)를 상호적으로 형성한다.
달리 언급되지 않는다면, 여기에 묘사된 다양한 골격들의 치수들 및 외형들은 본 발명을 제한하기 위한 의도로 사용된 것은 아니며, 다른 치수 또는 외형이 가능하다. 복수개의 구조적 부품들은 하나의 통합 구조에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 단일 통합 구조는 분리된 복수 개의 부품들로 분리될 수도 있다.
게다가, 본 발명의 특징은 도시된 실시예들 중의 단지 하나의 문맥에서 기재되었으나, 이러한 특징은 주어진 응용을 위해 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징들과 결합될 수도 있다. 여기의 독특한 골격들의 생산 및 수행이 본 발명에 따른 방법들을 구성할 수도 있다고 상기로부터 이해될 수 있다.
위의 논의는 본 발명의 단지 예시적인 실시예를 개시하고 기재한 것일 뿐이다. 당업자라면 다음 청구항에서 정의된 본 발명의 범위 및 사상 내에서 다양한 변화, 수정, 변형이 가해질 수 있음을 이러한 논의 및 첨부된 도면들 및 청구범위로부터 이해할 수 있다.
특히 상기에 기재된 부품들, 조립체들, 장치들, 조성들, 등에 의해서 수행되는 다양한 기능들과 관련하여, 그러한 사항들을 기재하는데 쓰이는 용어들은 달리 지적이 없는 한 기술된 사항의 구체적 기능을 수행하는 어떤 사항에 대응되는 것으로 의도된다, 그러나 여기서 개시된 구조에 구조적으로 균등할 필요는 없다. 게다가 본 발명의 특정 특징은 단지 일 실시예와 관련해서 상기에 서술되었으나 이러한 특징은 다른 도시된 실시예들의 다른 하나 이상의 특징들과 결합할 수도 있다.

Claims (25)

  1. 계기 패널 조립체를 형성하는 방법이며,
    제1 재료로 형성되어, 제1 재료로 형성된 대응 표면을 제공하는 제1 골격을 제공하는 단계;
    제2 재료로 형성되어, 제2 재료로 형성된 대응 표면을 제공하는 제1 구조물을 제공하는 단계;
    접착제로 제1 구조물의 대응 표면에 제1 골격의 대응 표면을 접착하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 골격의 대응 표면과 제1 구조물의 대응 표면 중의 적어도 하나는 낮은 에너지 표면(low energy surface)이며, 접착제는 낮은 에너지 표면에 결합될 수 있는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 낮은 에너지 표면은 제1 구조물에 의해 제공되며, 제1 재료는 45mJ/m2 미만의 표면 에너지를 갖는 플라스틱인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리오레핀(polyolefin), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리아미드(polyamide) 중에서 선택된 균질 중합체(homopolymer) 또는 이들의 혼성 중합체(copolymer)인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리스티렌 혼합물(polystyrene alloy), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트 폴리머(polybutylene terephthalate polymer), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene), 스티렌 말레익 안하이드라이드(styrene maleic anhydride), 폴리페닐린 에테르(polyphenylene ether), 폴리페닐린 옥시드(polyphenylene oxide) 및 이들의 조합 등으로부터 선택된 폴리머(polymer)를 포함하는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱은 섬유(fiber)를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 섬유는 짧은 유리섬유(short glass fiber), 긴 유리섬유(long glass fiber), 짧은 자연섬유(short natural fiber) 또는 긴 자연섬유(long natural fiber)에서 선택된 섬유인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리프로필린으로 충전된 짧은 유리섬유(glass fibre filled polypropylene), 폴리프로필린으로 충전된 긴 유리섬유(long glass fibre filled polypropylene), 폴리아미드로 충전된 유리(glass filled polyamide) 및 폴리아미드 혼합물로 충전된 유리(glass filled polyamide alloys)에서 선택되는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 골격 및 그 대응 표면은 강(steel), 알루미늄 또는 이들의 조합에서 선택되는 금속으로 만들어지는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 구조물의 대응 표면을 처리(treatment)나 초벌(priming)하지 않고, 제1 구조물의 대응 표면에 접착제를 바로 바르는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 구조물 및 제1 구조물의 대응 표면은 폴리프로필린(polypropylene) 또는 폴리아미드(polyamide)로 형성되는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 자유 래디컬 중합체화(free radical polymerization)에 의해서 중합체화(polymerization)할 수 있는 올레피닉 불포화(olefinic unsaturation)를 갖는 폴리머들(polymers), 올리고머들(oligomers), 모노머들(monomers) 중의 하나 이상 및 올개노보래인/아민(organoborane/amine) 합성물을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 중합체화 할 수 있는 조성은 올개노보래인을 해제하여 올레피닉 불포화(olefinic unsaturation)를 갖는 폴리머들(polymers), 올리고머들(oligomers), 모노머들(monomers) 중의 하나 이상을 중합체화 하도록 합성물을 해리시키는 화합물을 더 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 올개노보래인/아민 합성물(organoborane/amine complex)의 아민 부분은 아미딘(amidine) 구조의 구성물을 가지는 아민들; 헤테로사이클릭 링(heterocyclic ring)에 적어도 하나의 질소를 갖는 알리패틱 헤테로사이클들(aliphatic heterocycles); 1차 아민(primary amine)과 수소 결합 허용 그룹들 사이에 적어도 2개의 탄소 원자가 있는 수소 결합을 허용하는 그룹들을 하나 이상 더 갖는 1차 아민들; 복합 이민들(conjugated imines)의 그룹에서 선택되는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 아민은 디메틸아미노프로필 아민(dimethylaminopropyl amine), 메톡시프로필 아민(methoxypropyl amine), 디메틸아미노에틸아민(dimethylaminoethylamine), 디메틸아미노부틸아민(dimethylaminobutylamine), 메톡시부틸 아민(methoxybutyl amine), 메톡시에틸 아민(methoxyethyl amine), 에톡시프로필아민(ethoxypropylamine), 프로폭시프로필아민(propoxypropylamine), 트리메틸올프로판 트리스(폴리(프로필린글리콜), 아민 터미네이티드)에테르)(trimethylolpropane tris (poly (propyleneglycol), amine terminated) ether)와 같은 아민 터미네이티드 폴리알킬린 에테르(amine terminated polyalkylene ethers), 아미노프로필몰포린(aminopropylmorpholine), 아이소포론디아민(isophoronediamine), 및 아미노프로필프로판디아민(aminopropylpropanediamine)에서 선택되는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 올개노보래인/아민 합성물의 올개노보래인(organoborane) 부분은 트라이알킬 보래인(trialkyl borane)과 알킬 사이클로알킬 보래인(alkyl cycloalkyl borane)에서 선택되는 방법.
  17. 제1항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 골격 및 제1 구조물은 접착 단계 후에 적어도 하나의 덕트를 같이 형성하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 구조물은 접착 단계에 앞서 채널을 형성하고, 이 채널은 그 후에 덕트의 적어도 일부분을 형성하는 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 덕트는 제1 구조물의 전방 패널부에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 개구와 조절된 공기의 공급부 사이에 유체 연통을 제공하는 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구조물은 차량의 한 A-기둥(A-pillar)에서부터 또 다른 A-기둥까지 실질적으로 연장하는 긴 부재를 포함하는 방법.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 골격은 스티어링 휠 기둥(steering wheel column)을 지지하기 위한 골격을 포함하는 방법.
  22. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 우레탄(urethane), 아크릴(acrylic), 메틸 메타크레이트(methyl methacrylate), 에폭시(epoxy), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 방법.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 골격을 제공하는 단계;
    제2 구조물을 제공하는 단계;
    제2 골격을 제2 구조물에 접착하는 단계;
    제2 골격, 제2 구조물 중의 하나 또는 이 모두를 제2 구조물에 접착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 덮개(covering)가 제1 구조물의 표면상에 배치되는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 덮개는 취입 성형된(blow molded) 중합체 재료(polymeric material)로 형성된 방법.
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