KR20100024904A - 자동차용 가로 부재 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계기판을 수용하고 자동차의 2개의 A-필러의 직접 연결을 통해 차체를 강화하기 위해 조향축 보유체를 가진 가로 부재로 구성된 가로 부재 모듈에 관한 것으로서, 가로 부재 모듈은, 즉 가로 부재뿐만 아니라 조향축 보유체는 금속-플라스틱-복합체 설계(하이브리드 기술)를 사용하여 만들어진다.

조향축 보유체, 가로 부재 모듈, 하이브리드 기술

Description

자동차용 가로 부재 모듈 {TRANSVERSE-MEMBER MODULE FOR A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 계기판을 수용하고 자동차의 2개의 A-필러의 직접 연결을 통해 차체를 강화하기 위해 조향축 보유체(steering-column retainer)를 가진 가로 부재로 구성된 가로 부재 모듈(transverse-member module)에 관한 것으로서, 가로 부재 모듈은, 즉 가로 부재뿐만 아니라 조향축 보유체는 금속-플라스틱-복합체 설계(하이브리드 기술)를 사용하여 만들어진다.

조향 콘솔(steering console)이라고도 불리는 공지된 조향축 보유체는 강철 또는 다이캐스트 구성요소(예를 들어, 알루미늄 또는 마그네슘으로 구성됨)로 된 복수의 용접식 시트 금속 프로파일로 구성되어 가로 부재 모듈을 제공하도록 계기판 가로 부재의 하중 지지 구조물을 가진 단일 피스를 형성하거나, 또는 알루미늄, 강철, 마그네슘 또는 플라스틱-금속-하이브리드 설계로 구성된 조합식 프로파일의 형태로 또는 용접 형태로 단단히 연결된다.

DE 10 2005 004 605 A1은 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브를 포함하는 자동차용 가로 부재 모듈을 개시하고 있으며, 나사 결합 방법(screw-thread method)에 의해 자동차의 전방 벽에 고정하기 위한 플라스틱으로 구성되는 성형식 링크를 가지며, 도전체 세트가 통과할 수 있는 플라스틱 덕트가 단일 피스를 형성하도록 성형된다.

DE 102 40 395 A1은 튜브의 곡선 영역에 용접 결합식 금속 조향축 링크를 갖고 그 위에 조향축의 나사 결합 플레이트가 장착되는 자동차용 가로 부재를 개시한다. 상기 가로 부재의 곡선 섹션의 제조는 금속-플라스틱-하이브리드 설계를 사용한다.

DE 200 08 201 U1은 자동차의 A-필러들 사이에 설치되는 하이브리드형 구조의 계기판 지지체를 개시하며, 이것은 가늘고 긴 쉘 형태의 주 본체를 구비하고, 또한 금속 재료로 구성된 삽입 부품들을 안정화시키며, 삽입 부품들은 성형식 내부 플라스틱 리브 결합부를 통해 결합되어 금속/플라스틱-복합체 부품을 제공하고, 삽입 부품들을 통해 적어도 하나의 공기 덕트가 적어도 얼마간의 범위까지 진행하며, 플라스틱 리브 결합부와 함께, 플라스틱으로 구성되고 주 본체로부터 외측으로 돌출하는 보유체, 콘솔 및 연결점들이 단일 피스를 제공하도록 성형된다.

DE 100 64 522 A1은 차량용 구성요소, 특히 자동차의 A-필러들 사이에 배치되는 가로 부재를 개시하며, 이것은 기본적으로 튜브형 주 본체를 가지며, 그 안에 적어도 하나의 덕트가 제공된다. 보다 적은 작업으로 그리고 그에 따라 낮은 비용으로 더욱 용이하게 만들어질 수 있고 덕트가 유리한 방식으로 내부로 통합될 수 있는 개선된 경량의 구성요소를 제공하기 위해, DE 100 64 522 A1은 주 본체가 플라스틱으로 구성된 덕트 벽을 형성하도록 플라스틱으로 된 내부 라이닝을 갖는 것을 제안한다. 상기 구성요소는 자동차에서 계기판 지지체로 사용될 수 있다. 조 향축 홀더와 같은 홀더가 주 본체에 부착되며, 이들 홀더는 마찬가지로 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. DE 100 64 522 A1에 따르면, 홀더는 플라스틱으로 둘러싸일 수 있고, 따라서 강성이 증가하고, 덜걱거림이 사라지며, 에지 보호를 제공한다.

조향축 보유체와 가로 부재의 연결을 위한 종래 기술에 설명된 모든 방법들의 공통된 특징은, 추가적인 작업이 수행되기 전까지 조향 콘솔을 수용하지 않거나 또는 DE 200 08 201 U1의 경우와 같이 플라스틱으로만 구성된 리브 결합부를 위한 플라스틱의 성형과 동시에 조향 콘솔의 성형이 발생하는 범위에서 조향 콘솔을 수용하지 않는, 금속으로 구성되거나 또는 플라스틱으로 구성된 홀더만을 포함한다는 것이다.

2개의 부품으로 된 설계의 결과는 작업 비용의 증가이고, DE 200 08 201 U1에 따라 완전히 플라스틱으로만 구성되는 해결책의 결과는 안정성의 결여이다. 더욱이, 종래 기술에 설명된 해결책들은 감지할 수 있을 정도로 조향 휠까지 연장되는 불리한 진동 거동을 나타낸다. 비록 DE 10 2005 004 605 A1에 가로 부재 모듈의 제안된 하이브리드 설계가 진동 질량을 감소시키지만 가로 부재에 비교적 높은 고유 진동수를 제공하여 가로 부재 모듈에 높은 수준의 진동 안락함을 제공한다고 기재되어 있지만, 개량된 차량 구조에서 가로 부재의 이러한 진동 거동만으로는 충분하지 않으며, 불쾌한 진동 거동이 조향 휠까지 연장된다는 것이 밝혀졌다.

따라서 본 발명의 목적은 먼저 조향 콘솔과 그에 고정될 조향축(조향축 튜브라고도 함)과 함께 전체 계기판 지지체의 고유 진동 거동을 개선하여 조향 휠에서 측정된 제1 모드 고유 진동수가 36 Hz보다 크도록 하는 것이고, 추가적인 결과는 위에서 인용한 종래 기술과 비교하여 중량을 더 감소시키고, 비용을 절감시키며 또한 생산 공정을 단순화시키는 것이다.

곤란한 점은 구체적으로 조향축 보유체가 조향축을 수용하는 임무와 벌크헤드(하중을 지지하는 차체의 구성물)와 계기판 가로 부재 사이의 중요한 연결 요소의 역할을 하는 임무를 갖는다는 사실이다. 본원에서 조향축 보유체는 계기판 가로 부재의 고유 진동 거동에 결정적인 영향을 미치는 최대 강성의 연결부를 형성하여야 한다. 바람직하지 않은 고유 진동은 예를 들어 엔진, 파워 트레인 및 섀시로부터 야기되는 여기(excitation)에 의해 발생된다. 이들 진동은 차체에 의해 조향 로드 및 조향 휠로 전파되고, 또한 전체 대시보드에 전파되어, 조향 휠에서 진동을 야기하고 차량 내부에 소음을 야기한다. 그 결과 달갑지 않은 안락함의 저하를 가져온다.

따라서 목적의 달성을 위해 본 발명은 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브 및 조향축 보유체의 기능을 하는 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하는 자동차의 계기판을 수용하기 위한 가로 부재 모듈을 제공하며, 시 트 금속 프로파일은 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 단단한 연결부를 제공하고, 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결부를 갖도록 설계되고 배치된다.

놀랍게도, 하이브리드 설계를 사용하여 유사하게 제조되는 조향축 보유체와 가로 부재 모듈의 단단한 연결부는 설치된 상태에서 조향 휠에서 최적화된 고유 진동 거동, 즉 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수를 제공하며, 또한 비용과 전체 차량의 중량의 감소를 제공한다. 결국, 가로 부재 모듈과 조향축 보유체의 이러한 조합체는 2개의 금속 부품(금속 튜브 및 성형된 금속 시트)을 함께 동일 몰드 내에서 단일 작업으로 오버몰딩하여 연결함으로써 단일 작업으로 간단하게 생산될 수 있다.

본 발명은 또한 설치된 상태에 있는 자동차의 계기판 지지체의 고유 진동 거동에 영향을 주어 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수를 부여하는 방법을 제공하며, 이 방법은 가로 부재 모듈이 계기판 아래에 부착되고, 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브 및 조향축 보유체의 기능을 하는 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하며, 시트 금속 프로파일은 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 매우 단단한 연결부를 제공하고 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결부를 갖도록 설계되고 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수를 부여하도록 설치된 상 태에 있는 계기판 지지체의 고유 진동 거동에 영향을 주기 위해, 자동차의 계기판 아래에 부착되는 가로 부재 모듈의 사용을 제공하며, 가로 부재 모듈은 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브 및 조향축 보유체의 기능을 하는 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하며, 시트 금속 프로파일은 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 단단한 연결부를 제공하고, 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결부를 갖도록 설계되고 배치된다. 바람직한 일 실시양태에서, 제1 모드 고유 진동수는 36.1 Hz 내지 50 Hz이며, 특히 바람직하게는 37.1 Hz 내지 39 Hz이다.

바람직한 일 실시양태에서, 가로 부재 모듈을 위해 사출 성형 공정으로 형성된 플라스틱 구조물은 계기판 가로 부재로의 연결부를 강화할 뿐만 아니라 오버몰딩된 시트 금속 프로파일을 보강하고 지지하며 넓은 영역에 걸쳐 전방 벽으로 힘을 전달하는 기능을 갖는 보강 리브를 포함한다. 보강 리브는 결국 시트 금속 프로파일 내의 천공부에 의해 불연속적인 연결 개소에서 시트 금속 프로파일에 단단히 연결되는 것이 바람직하고, 플라스틱은 천공부를 통해 연장되어 천공부의 표면 너머로 연장된다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에서, 금속 튜브 및/또는 조향축 보유체를 위해 사용되는 시트 금속 프로파일은 접착 촉진제 또는 접착제의 코팅을 갖는다. DE 10 2006 025 745 A1은 본 발명에 따라 사용될 접착 촉진제를 개시하고, 이와 관련된 전체 내용이 본원에 참고로 인용된다. 접착 촉진제 또는 접착제는 바람직하게는 열적 활성화를 통해 2개의 순차적 단계에서 완전히 가교결합되는 2단계 접착 촉진제인 것이 바람직하다. 접착 촉진제 또는 접착제는 스탬핑(stamping) 및/또는 조형(shaping) 등의 단계 전에 시트 금속 프로파일 또는 금속 재료에 도포될 수 있다. 이러한 유형의 도포는 시트 금속 프로파일 상에서의 작업 전에 "코일-코팅(coil-coating)" 공정에 의해 시트 금속 프로파일 상에서 이루어지는 것이 바람직하다. 이 공정은 특히 비용 효율적이다. 그러나, 접착 촉진제 또는 접착제는 또한 스프레이, 딥-코트(dip-coat) 또는 파우더 스프레이 방법 등에 의해 도포될 수도 있다. 시트 금속 프로파일 및/또는 금속 튜브로의 도포 후에, 접착 촉진제 또는 접착제는 제1 단계에서 부분적으로 가교결합되어, 취급으로부터의 손상에 대해 충분한 저항성을 갖는 "촉감이 건조한(dry to the touch)" 표면을 형성한다. 플라스틱의 성형 동안 또는 그 후에, 접착 촉진제 또는 접착제는 완전히 가교결합되며, 그리하여 그것의 최종 성질을 얻는다. 접착 촉진제의 가교결합의 제2 단계를 위해 필요한 활성화 에너지를 얻기 위해, 플라스틱 몰드를 가열하고, 그리고/또는 시트 금속 삽입물 프로파일 또는 금속 튜브를 가열하고, 그리고/또는 플라스틱 재료를 사출 몰드로 사출하는 온도가 가교결합을 발생시키기에 충분히 높도록 보장하는 것이 유리할 수 있다. 별법으로, 성형 공정 후의 어닐링(annealing)에 의해 완전한 가교결합을 얻는 것이 가능하다.

플라스틱과 시트 금속 프로파일 및/또는 금속 튜브 사이의 연접 결합(coherent link)을 제공하는 접착 촉진제 또는 접착제는 폴리우레탄계이거나 에폭시계인 것이 바람직하고, 특히 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 B 및/또는 비스페놀 C 및/또는 비스페놀 F를 기재로 하는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 사용될 플라스틱 재료를 위한 바람직한 접착 촉진제 시스템 또는 접착제는 특히 1,3-부타디엔의 공중합을 통한 공유 결합 및/또는 고무의 첨가를 통한 물리적 결합을 갖는 엘라스토머-개질된 에폭시 접착제를 기재로 한다.

바람직한 대안적인 실시양태에서, 시트 금속 프로파일은 오직 오버몰딩 공정 후의 별도의 공정 단계에서 고온 리벳팅(riveting) 또는 다른 유형의 리벳팅, 클린칭(clinching), 접착제 접합 또는 나사 결합 방법에 의해 금속 튜브의 플라스틱 구조물에 연결된다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에서, 가로 부재 모듈에 사용되는 금속 튜브는 양 단부에서 핀치(pinch)된 파이프이며, 핀치된 양 단부에 구멍이 위치한다. 핀치된 단부에 제공되는 구멍은 가로 부재 모듈을 차량 차체 내에 조립할 때 A-필러를 위한 나사 결합 러그의 역할을 한다. 이 설계의 장점은 종래 기술에서 A-필러를 연결하는데 있어서 통상적이던 추가적인 앵글 브래킷의 용접 결합을 필요로 하지 않는다는 것이다. 따라서 A-필러 링크의 용접 결합을 위한 추가적인 제조 단계가 생략될 수 있고, 이에 따라 이들 개소에서의 뒤틀림의 문제도 또한 제거된다.

가로 부재 모듈은, 조향축 보유체에 추가하여, 금속 파이프의 핀치된 각각의 단부에 성형된 플라스틱 러그를 갖고, 각각의 성형된 플라스틱 러그에 관통 보어가 위치하는 것이 더 바람직하다. 이러한 추가적인 관통 보어는 가로 부재 모듈을 A-필러에 추가로 연결하는 역할을 하며, 특히 금속 튜브의 종방향 축을 중심으로 한 가로 부재 모듈의 회전을 방지하는 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따르면, 금속 튜브는 강철로 구성되고, 바람직하게는 이음매가 없다. 금속 튜브의 재료는 일반적으로 요구되는 기계적 성질의 관점에서 선택될 수 있다. 또한, 차량 유형의 함수로서, 비교적 높은 중요도가 설치 공간 최적화 또는 중량 최적화에 부여되어야 하며, 이것은 금속 튜브를 위한 적절한 재료의 선택에 마찬가지로 영향을 미친다. 결국, 자동차의 A-필러와 금속 파이프 사이에 직접 접촉이 존재하기 때문에, 재료의 선택도 또한 재료의 이러한 짝지움에 상응하는 부식 요건을 고려한다. 금속 튜브는 이음매가 없는 것이 바람직하지만, 종방향 용접 이음매를 가진 금속 튜브이거나 또는 그밖에 압출된 금속 튜브일 수도 있다. 사출 성형 몰드가 강철 튜브와 함께 기밀한 이음매를 형성하도록 그리고 금속 튜브와 조향축 보유체를 플라스틱으로 부분적으로 오버몰딩하는 동안 높은 제조 품질이 얻어질 수 있도록 금속 튜브의 외부 치수는 작은 공차를 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시양태에서, 금속 튜브는 직선 설계의 것이다. 즉, 금속 튜브는 (측면 충격이 발생하는 경우에) 핀치된 단부에 의해 금속 튜브에 압력이 도입되더라도 만곡 변형이 발생할 수 있는 곡선부를 갖지 않는다.

가로 부재 모듈은 승객 에어백용 성형 수용 수단 및/또는 무릎 보호기용 성형 수용 수단 및/또는 라디오 유닛 및/또는 내비게이션 유닛용 성형 수용 수단을 갖는 것이 바람직하다. 대체물로서 또는 다른 것들과의 임의의 원하는 조합으로 가로 부재 모듈에 단일 피스로서 성형될 수 있는 상술한 모든 수용 수단은 다양한 콕피트(cockpit) 구성요소의 조립을 용이하게 한다. 대체물로서 또는 조합으로 성형되는 다른 수용 수단이 카단(cardan) 터널의 연결을 위한 역할을 한다. 카단 터널 연결의 장점은 가로 부재 모듈이 각각의 A-필러로의 고정점들 사이에 차량 차체 에의 추가적인 고정점을 가짐으로써, 첫째로는 전체 복합체의 강도와 강성을 증가시키고 둘째로는 가로 부재 모듈의 진동 거동에 유리하게 영향을 미친다는 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따르면, 가로 부재 모듈은 또한 금속 튜브 상에 플라스틱으로 둘러싸이지 않은 영역들을 포함하고, 이들 영역은 조향축의 나사 결합 플레이트를 고정하는 것을 가능하게 하는 연결 요소들의 부착부의 역할을 한다. 연결 요소들은 조향축 링크를 통합하는데 사용될 수 있다. 바람직한 연결 요소들은 파이프 클램프이다. 이 방법은 또한 조향축 링크의 영역에서 부수적인 뒤틀림의 문제를 가진 용접 연결부를 제거한다. 확실한 부착을 허용하기 위해, 이 방법은 금속 튜브에서, 즉 플라스틱에 의해 둘러싸이지 않은 개소에서 직접 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따르면, 가로 부재 모듈은 또한 발포체 요소를 포함하고, 발포체 요소는 플라스틱 덕트를 관통하여 설치된 도전체 세트를 둘러싸며, 금속 튜브에 임의적으로 제공되는 플라스틱 덕트 안으로 삽입될 수 있고, 플라스틱 덕트 내에서 탄성적으로 팽창하고 내부 벽에 대해 고정되도록 하는 치수를 갖는다. 발포체 요소는 바람직하게는 PE 발포체, 발포체 고무 또는 유사한 재료로 구성되는 것이 바람직하다. PE 발포체는 그리 비싸지 않은 반면, 발포체 고무는 플라스틱 덕트 내에서의 고정에 중요한 마찰 계수 및 탄성도에 있어서 유리하다(PE=폴리에틸렌). 발포체 요소의 장점은 발포체 요소의 탄성도 덕분에 다양한 두께의 도전체 세트가 수용될 수 있다는 것이다. 상이한 두께의 도전체 세트는 특히 고객 주문형 케이블 하네스의 사용에 의해서 발생한다. 발포체 요소의 압축성 및 그것의 복원성은 임의적으로 존재하는 플라스틱 케이블 덕트 내에 도전체 세트를 고정하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 발포체 요소는 임의적으로 존재하는 플라스틱 덕트 내의 개별 도전체들의 덜걱거림을 제거하기 때문에, 개별 도전체들의 전체 다발 둘레에 감기 위한 접착 테이프의 복잡한 사용을 제거하는 것이 가능하다.

또한, 플라스틱 덕트에는 서로 평행하게 배치되고 그 사이에 발포체 요소가 삽입될 수 있는 성형된 가이드 홈들이 존재하는 것이 바람직하다. 이 방법은 발포체 요소의 삽입 동안 정밀한 위치설정을 용이하게 할 뿐만 아니라, 플라스틱 덕트 내에 개별 발포체 요소를 정확하게 위치설정하는 것을 또한 보장할 수 있다.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 임의적으로 존재하는 플라스틱 덕트를 통과하는 도전체 세트는 기본적으로 바인더에 의해서만 서로 고정된 개별 도전체들을 포함한다. 바인더는 분기식 도전체 들의 위치를 한정하기 위해 사용된다. 환언하면, 개별 도전체들의 다발 전체를 감는 것이 생략될 수 있고, 유일하게 남은 요건은 개별 도전체들의 또는 그들의 스트랜드들의 분기(branching)가 한정되는 개소에서의 바인더를 위한 것이다.

플라스틱 덕트의 치수 결정은 전체 온-보드 네트워크를 위한 도전체 세트를 수용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 본원에서 도전체 세트는 또한 바람직하게는 플레이트 또는 부싱에 의해 둘러싸인 엔진 격실 도전체 세트(engine-compartment conductor set)를 포함하고, 그것의 치수는 차량의 전방 벽에 있는 구멍(aperture)의 크기와 일치한다. 따라서, 가로 부재 모듈의 조립 공정에 의해 플라스틱 덕트 내에서 도전체 세트를 조립하는 것이 가능하고, 도전체 세트는 이 단 계에 의해 엔진 격실 도전체 세트를 포함하고, 전방 벽에 있는 적절한 구멍을 통해 엔진 격실 내로 진행된다. 전방 벽에 있는 적절한 구멍의 누설 없는 재폐쇄를 허용하기 위해, 이를 목적으로 하는 적절한 플레이트 또는 부싱이 이 단계에 의해 제공되었다.

조향축 보유체의 시트 금속 프로파일을 위해 사용되는 재료 또는 금속 튜브를 위해 사용되는 재료는 강철, 알루미늄, 알루미늄 합금, 강철 합금, 마그네슘, 티타늄, 또는 유리- 또는 탄소-섬유-보강식 플라스틱인 것이 바람직하다. 본 발명의 대안적인 실시양태에서, 상술한 일련의 다양한 재료로 구성된 시트 금속 프로파일들은 서로 조합될 수 있다. 금속 튜브를 위해 강철이 사용되는 것이 특히 바람직하다.

튜브를 둘러싸는 재료의 리브 구조물을 얻기 위해, 그리고 가로 부재 모듈과 조향축 보유체의 연결을 얻기 위해, 열가소성 중합체가 중합체 성형 조성물의 형태로 사용되는 것이 바람직하다.

플라스틱-금속-복합체 설계를 사용하는 상술한 목적의 중합체 성형 조성물의 공정은 열가소성 물질을 위한 조형 공정을 통해, 바람직하게는 사출 성형, 용융 압출, 압축 성형, 스탬핑 또는 취입 성형을 통해 이루어진다. 원칙적으로, 달성되는 유리한 효과는 임의 유형의 열가소성 물질에서도 명백하다. 성분 A)로 사용될 열가소성 물질의 목록은 예를 들어 쿤스트스토프-타쉔부흐(Kunststoff-Taschenbuch)의 "플라스틱 핸드북(Plastics Handbook)"(Ed. Saechtling; 1989 에디션)에서 찾아볼 수 있으며, 이것은 또한 공급원도 언급하고 있다. 이들 열가소성 물질의 생산 공정은 그 자체로 당업자에게 공지되어 있다. 달성될 효과는 마찬가지로 하이브리드 기술의 사용에 관한 상술한 종래 기술에 개시된 모든 변형예들에서 명백하며, 이는 플라스틱 부분이 금속 부분을 완전히 둘러싸는지 또는 EP 1 380 493 A2의 경우에서와 같이 단순히 그 주변에 웨브를 형성하는지에 관계가 없으며, 또한 플라스틱 부분이 그 후에 접착제에 의해 통합되는지, 또는 예를 들어 레이저에 의해 금속 부분에 연결되는지, 또는 WO 2004/071741에서와 같이 플라스틱 부분과 금속 부분이 단단한 상호체결 결합을 추가적인 작업에서 달성하는지에 관계가 없다.

금속 튜브 및 조향축 보유체로 구성되고 하이브리드 설계를 사용하는, 본 발명의 가로 부재 모듈을 위한 바람직한 반결정질 열가소성 중합체 (열가소성 물질)는 폴리아미드, 비닐방향족 중합체, ASA 중합체, ABS 중합체, SAN 중합체, POM, PPE, 폴리아릴렌 에테르 술폰, 폴리프로필렌 (PP) 또는 이들의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택된 것들이고, 여기서 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리카르보네이트 또는 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리카르보네이트를 필수 구성으로서 포함하는 블렌드가 바람직하다.

공정처리될 성형 조성물에 사용되는 재료가 일련의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌 또는 폴리아미드, 또는 이들 열가소성 물질과 상기한 재료의 블렌드로부터의 1종 이상의 중합체를 포함하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 특히 바람직하게 사용되는 폴리아미드는 디아민 및 디카르복실산으로부터 및/또는 5개 이상의 고리원을 갖는 락탐으로부터, 또는 상응하는 아미노산으로부터 출발하여 제조할 수 있는 반결정질 폴리아미드 (PA)이다. 이러한 목적을 위해 사용할 수 있는 출발 물질은 지방족 및/또는 방향족 디카르복실산, 예컨대 아디프산, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸아디프산, 아젤라산, 세바신산, 이소프탈산, 테레프탈산, 및 지방족 및/또는 방향족 디아민, 예를 들면 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,9-노난디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 이성질체 디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노디시클로헥실프로판, 비스아미노메틸시클로헥산, 페닐렌디아민, 크실릴렌디아민, 아미노카르복실산, 예를 들면 아미노카프로산, 및 상응하는 락탐이다. 복수의 언급한 단량체로 구성된 코폴리아미드가 포함된다.

본 발명에 따라 바람직한 폴리아미드는 카프로락탐, 보다 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐으로부터, 또한 PA6, PA66, 및 중합체 쇄 내의 폴리아미드기마다 3 내지 11개의 메틸렌기가 존재하는 여타 다른 지방족 및/또는 방향족 폴리아미드 또는 코폴리아미드 기재의 대부분의 배합 재료로부터 제조된다.

본 발명에 따라 사용되는 반결정질 폴리아미드는 또한 여타 다른 폴리아미드 및/또는 추가 중합체와의 혼합물로 사용할 수 있다.

통상의 첨가제, 예를 들면 이형제, 안정화제 및/또는 흐름 보조제를 폴리아미드와의 용융물에 혼합하거나 표면에 도포할 수 있다.

또한 폴리에스테르도 본 발명에 따라 사용하기에 바람직하고, 이들은 방향족 디카르복실산 및 지방족 또는 방향족 디히드록시 화합물을 기재로 하는 폴리에스테르이다.

바람직한 폴리에스테르의 제1 군은 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 특히 알콜 잔기에 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 것들의 군이다.

이러한 유형의 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 공지되어 있으며 문헌에 개시되어 있다. 그의 주쇄는 방향족 디카르복실산으로부터 유래한 방향족 고리를 포함한다. 또한 방향족 고리에, 예를 들면 할로겐, 특히 염소 또는 브롬, 또는 C₁-C₄-알킬기, 특히 메틸, 에틸, 이소- 또는 n-프로필, 또는 n-, 이소- 또는 tert-부틸 기에 의한 치환이 있을 수 있다.

이러한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 방향족 디카르복실산, 또는 그의 에스테르 또는 다른 에스테르-형성 유도체를 지방족 디히드록시 화합물과 공지된 방식으로 반응시킴으로써 제조할 수 있다.

언급할 수 있는 바람직한 디카르복실산은 2,6-나프탈렌디카르복실산, 테레프탈산 및 이소프탈산, 및 이들의 혼합물이다. 30 몰％ 이하, 바람직하게는 10 몰％ 이하의 방향족 디카르복실산이 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 예컨대 아디프산, 아젤라산, 세바신산, 도데칸디온산 및 시클로헥산디카르복실산으로 대체될 수 있다.

지방족 디히드록시 화합물 중에서, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 디올, 특히 1,2-에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 네오펜틸 글리콜, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.

그 사용이 보다 특히 바람직한 폴리에스테르는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖 는 알칸디올로부터 유래한 폴리알킬렌 테레프탈레이트이다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리프로필렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 및 이들의 혼합물이 특히 바람직하다. 다른 단량체 단위로서, 1 중량％ 이하, 바람직하게는 0.75 중량％ 이하의 1,6-헥산디올 및/또는 2-메틸-1,5-펜탄디올을 포함하는 PET 및/또는 PBT 또한 바람직하다.

본 발명에 따라 그 사용이 바람직한 폴리에스테르의 점도수는 일반적으로 ISO 1628에 따라 50 내지 220, 바람직하게는 8 내지 160 (25℃에서 1:1 중량비의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 중의 0.5 중량％ 농도의 용액에서 측정함)의 범위이다.

카르복시 말단기 함량이 폴리에스테르 1 kg 당 100 meq 이하, 바람직하게는 폴리에스테르 1 kg 당 50 meq 이하, 특히 폴리에스테르 1 kg 당 40 meq 이하인 폴리에스테르가 특히 바람직하다. 이러한 유형의 폴리에스테르는, 예를 들어 DE-A 44 01 055의 방법으로 제조할 수 있다. 카르복시 말단기 함량은 통상적으로 적정법 (예를 들면, 전위차법)에 의해 측정한다.

폴리에스테르 혼합물이 사용되는 경우에, 성형 조성물은 PBT와는 상이한 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 추가로 포함하는 폴리에스테르로 구성된 혼합물을 포함한다.

적절하다면, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 예컨대 PBT와 혼합된, PA 재생물 또는 PET 재생물 (폐기물(scrap) PET라고도 함)과 같은 재생 물질을 사용하는 것 또한 유리하다.

재생 물질은 일반적으로 다음과 같다.

1) 공업-후(post-industrial) 재생 물질로 공지된 것들: 중축합 동안 또는 공정 동안의 생산 폐기물, 예를 들면 사출 성형으로부터의 스프루(sprue), 사출 성형 또는 압출로부터의 개시(start-up) 물질, 또는 압출된 시트 또는 호일로부터의 가장자리 절단물이다.

2) 소비-후(post-consumer) 재생 물질; 최종 소비자에 의해 이용된 후 수집 및 처리된 플라스틱 품목이다. 미네랄 워터, 소프트 드링크 및 쥬스용 취입 성형된 PET 병이 양적인 면에서 뚜렷이 우세한 품목이다.

재생 물질은 두 유형 모두 분쇄된 물질로서 또는 펠렛의 형태로 사용할 수 있다. 후자의 경우에, 조제 재생 물질을 분리하고 정제한 후에 용융시키고 압출기를 사용하여 펠렛화한다. 이는 통상적으로 취급 및 자유 흐름, 및 공정의 추가 단계를 위한 계량을 용이하게 한다.

사용되는 재생 물질은 펠렛화되거나 또는 재분쇄된 형태일 수 있다. 가장자리 길이는 10 mm 이하, 바람직하게는 8 mm 미만이어야 한다.

폴리에스테르가 공정 동안 (미량의 수분으로 인해) 가수분해성 분해되기 때문에 재생 물질을 예비건조시키는 것이 권장된다. 건조 이후의 잔류 수분 함량은 바람직하게는 0.2％ 미만, 특히 0.05％ 미만이다.

그 사용이 바람직한 폴리에스테르의 언급할 수 있는 또다른 군은 방향족 디카르복실산 및 방향족 디히드록시 화합물로부터 유래한 완전한 방향족 폴리에스테르 군이다.

적합한 방향족 디카르복실산은 폴리알킬렌 테레프탈레이트에 대해 앞서 언급한 화합물들이다. 바람직하게는 사용되는 혼합물은 이소프탈산 5 내지 100 몰％ 및 테레프탈산 0 내지 95 몰％, 특히 테레프탈산 약 50 내지 약 80％ 및 이소프탈산 20 내지 약 50％로 구성된다.

방향족 디히드록시 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 1에 따른 것이다.

식 중,

Z는 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 시클로알킬렌 기, 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 아릴렌기, 카르보닐기, 술포닐기, 산소 또는 황 원자, 또는 화학 결합이고,

m은 0 내지 2이다.

화합물의 페닐렌기는 또한 C₁-C₆-알킬 또는 -알콕시 기, 및 불소, 염소 또는 브롬에 의해 치환될 수 있다.

이러한 화합물의 모 화합물의 예로는 디히드록시비페닐, 디(히드록시페닐)알칸, 디(히드록시페닐)시클로알칸, 디(히드록시페닐)술파이드, 디(히드록시페닐)에테르, 디(히드록시페닐)케톤, 디(히드록시페닐)술폭시드, α,α'-디(히드록시페닐)디알킬벤젠, 디(히드록시페닐)술폰, 디(히드록시벤조일)벤젠, 레소르시놀 및 히드 로퀴논과 또한 이들의 고리-알킬화 및 고리-할로겐화된 유도체가 있다.

이들 중에서, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,4-디(4'-히드록시페닐)-2-메틸부탄, α,α'-디(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-디(3'-메틸-4'-히드록시페닐)프로판, 및 2,2-디(3'-클로로-4'-히드록시페닐)프로판, 특히 2,2-디(4'-히드록시페닐)프로판, 2,2-디(3',5-디클로로디히드록시페닐)프로판, 1,1-디(4'-히드록시페닐)시클로헥산, 3,4'-디히드록시벤조페논, 4,4'-디히드록시디페닐 술폰 및 2,2-디(3',5'-디메틸-4'-히드록시페닐)프로판 및 이들의 혼합물이 바람직하다.

물론, 폴리알킬렌 테레프탈레이트와 완전한 방향족 폴리에스테르의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이들은 일반적으로 폴리알킬렌 테레프탈레이트 20 내지 98 중량％ 및 완전 방향족 폴리에스테르 2 내지 80 중량％를 포함한다.

물론, 폴리에스테르 블록 공중합체, 예컨대 코폴리에테르에스테르를 사용할 수도 있다. 이러한 유형의 제품은 공지되어 있으며 문헌, 예를 들어 US-A 3 651 014에 개시되어 있다. 또한 하이트렐(Hytrel)® (듀폰(DuPont))과 같이 상응하는 제품이 상업적으로 입수가능하다.

본 발명에 따라서, 폴리에스테르로서의 그 사용이 바람직한 재료에는 또한 비할로겐계 폴리카르보네이트가 포함된다. 적합한 비할로겐계 폴리카르보네이트의 예로는 하기 화학식 2의 디페놀을 기재로 하는 것들이 있다.

식 중,

Q는 단일 결합, C₁-C₈-알킬렌, C₂-C₃-알킬리덴, C₃-C₆-시클로알킬리덴, C₆-C₁₂-아릴렌 기, 또는 -O-, -S- 또는 -SO₂-이고,

m은 0 내지 2의 정수이다.

디페놀의 페닐렌 라디칼은 또한 C₁-C₆-알킬 또는 C₁-C₆-알콕시와 같은 치환기를 가질 수 있다.

상기 화학식의 바람직한 디페놀의 예로는 히드로퀴논, 레소르시놀, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산이 있다. 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 또한 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 특히 바람직하다.

호모폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트가 성분 A로서 적합하고, 비스페놀 A의 코폴리카르보네이트 및 비스페놀 A 단독중합체가 바람직하다.

적합한 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로, 구체적으로 그리고 바람직하게는 사용되는 디페놀의 총량을 기준으로 0.05 내지 2.0 몰％의 3관능성 이상의 화합물, 특히 3개 이상의 페놀계 OH기를 갖는 화합물의 혼입에 의해 분지화할 수 있다.

특히 적합한 것으로 확인된 폴리카르보네이트는 1.10 내지 1.50, 특히 1.25 내지 1.40의 상대 점도 η_rel를 갖는다. 이는 10000 내지 200000 g/몰, 바람직하게 는 20000 내지 80000 g/몰의 평균 몰질량 M_w (중량-평균)에 상응한다.

상기 화학식의 디페놀은 공지되어 있거나 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

폴리카르보네이트는, 예를 들면, 디페놀을 계면 공정으로 포스젠과, 또는 균일상 공정 (피리딘 공정으로 공지됨)으로 포스젠과 반응시킴으로써 제조할 수 있고, 각각의 경우에 목적하는 분자량은 공지된 방식으로 적절한 양의 공지된 쇄 종결제를 사용함으로써 달성할 수 있다 (폴리디오르가노실록산-함유 폴리카르보네이트와 관련하여 예를 들어 DE-A 33 34 782 참조).

적합한 쇄 종결제의 예로는 페놀, p-tert-부틸페놀, 또는 장쇄 알킬페놀, 예컨대 DE-A 28 42 005에서와 같은 4-(1,3-테트라메틸부틸)페놀, 또는 DE-A-35 06 472에서와 같이 알킬 치환기에 총 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀, 예컨대 p-노닐페놀, 3,5-디-tert-부틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실페놀, 2-(3,5-디메틸헵틸)페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)페놀이 있다.

본 발명의 목적상, 비할로겐계 폴리카르보네이트는 비할로겐계 디페놀, 비할로겐계 쇄 종결제, 및 사용된다면 비할로겐계 분지화제로 구성된 폴리카르보네이트이고, 여기서, 예를 들어 계면 공정으로 포스젠을 이용하는 폴리카르보네이트의 제조로부터 생성된, ppm 수준으로의 부수적인 양의 가수분해가능한 염소의 함량은 본 발명의 목적상 할로겐-함유라는 용어를 취하는 것으로 여겨지지 않는다. ppm 수준으로 가수분해가능한 염소의 함량을 갖는 이러한 유형의 폴리카르보네이트는 본 발 명의 목적상 비할로겐계 폴리카르보네이트이다.

언급할 수 있는 다른 적합한 열가소성 중합체는 무정형 폴리에스테르 카르보네이트이고, 여기서 제조 공정 동안에 포스젠은 방향족 디카르복실산 단위, 예컨대 이소프탈산 및/또는 테레프탈산 단위로 대체된다. 이와 관련하여 보다 자세하게는 EP-A 0 711 810를 참조할 수 있다.

EP-A 365 916에는 단량체 단위로서 시클로알킬 라디칼을 갖는 다른 적합한 코폴리카르보네이트가 개시되어 있다.

비스페놀 A를 비스페놀 TMC로 대체할 수도 있다. 이러한 유형의 폴리카르보네이트는 바이엘 아게(Bayer AG)로부터 상표 APEC HT®로 입수가능하다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 중합체 성형 조성물은 충전제 또는 보강재 0.001 내지 75 중량부, 바람직하게는 10 내지 70 중량부, 특히 바람직하게는 20 내지 65 중량부, 특히 바람직하게는 30 내지 65 중량부를 포함한다.

사용되는 충전제 또는 보강재는 또한, 2종 이상의 상이한 충전제 및/또는 보강재, 예를 들어 탈크, 또는 운모, 실리케이트, 석영, 이산화티타늄, 규회석, 고령토, 무정형 실리카, 탄산마그네슘, 백악, 장석, 황산바륨, 유리 비드를 기재로 하는 것 및/또는 탄소 섬유 및/또는 유리 섬유를 기재로 하는 섬유상 충전제 및/또는 보강재로 이루어진 혼합물을 포함할 수 있다. 탈크, 운모, 실리케이트, 석영, 이산화티타늄, 규회석, 고령토, 무정형 실리카, 탄산마그네슘, 백악, 장석, 황산바륨 및/또는 유리 섬유 기재의 광물성 미립자 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 탈크, 규회석, 고령토 및/또는 유리 섬유 기재의 광물성 미립자 충전제를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 유리 섬유가 보다 특히 바람직하다.

또한 침상 광물성 충전제를 사용하는 것도 특히 바람직하다. 본 발명에 따라서, 침상 광물성 충전제라는 용어는 뚜렷한 침상 특성을 갖는 광물성 충전제를 의미한다. 언급할 수 있는 예로는 침상 규회석이 있다. 광물의 길이:직경 비율은 바람직하게는 2:1 내지 35:1, 특히 바람직하게는 3:1 내지 19:1, 특히 바람직하게는 4:1 내지 12:1이다. 본 발명의 침상 광물의, 실라스 그라눌로미터(CILAS GRANULOMETER)를 이용하여 측정한 평균 입자 크기는 바람직하게는 20 ㎛보다 작고, 특히 바람직하게는 15 ㎛보다 작고, 특히 바람직하게는 10 ㎛보다 작다.

충전제 및/또는 보강재는, 적절하다면, 커플링제 또는 커플링제 시스템, 예를 들어 실란을 기재로 하는 것들로 표면-개질될 수 있다. 그러나, 이러한 전처리는 필수적인 것은 아니다. 그러나, 특히 유리 섬유를 사용하는 경우에, 실란 이외에, 중합체 분산액, 필름-형성제, 분지화제 및/또는 유리-섬유-공정 보조제를 사용할 수도 있다.

본 발명에 따라 그 사용이 특히 바람직한 유리 섬유는 연속-필라멘트 섬유의 형태로 또는 잘게 자르거나 분쇄한 유리 섬유의 형태로 첨가하고, 그의 섬유 직경은 일반적으로 7 내지 18 ㎛, 바람직하게는 9 내지 15 ㎛이다. 섬유에 적합한 가호제 시스템 및 커플링제 또는 커플링제 시스템, 예를 들어 실란을 기재로 하는 것들이 제공된다.

실란을 기재로 하고 전처리에 통상 사용되는 커플링제는 실란 화합물, 바람직하게는 하기 화학식 3의 실란 화합물이다.

식 중,

X는 NH₂-, HO- 또는

이고,

q는 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 4의 정수이고,

r은 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이고,

k는 1 내지 3의 정수, 바람직하게는 1이다.

추가로 바람직한 커플링제는 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노부틸트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노부틸트리에톡시실란, 및 치환기 X로서 글리시딜기를 갖는 상응하는 실란으로 이루어진 군으로부터의 실란 화합물이다.

충전제의 개질을 위한 표면 코팅을 위해 일반적으로 사용되는 실란 화합물의 양은 광물성 충전제를 기준으로 0.05 내지 2 중량％, 바람직하게는 0.25 내지 1.5 중량％, 특히 0.5 내지 1 중량％이다.

미립자 충전제의 d97 또는 d50 값은, 성형 조성물 또는 성형물을 제공하기 위한 공정의 결과로, 본래 사용된 충전제보다 성형 조성물 또는 성형물에서 보다 작을 수 있다. 유리 섬유의 길이 분포는, 성형 조성물 또는 성형물을 제공하기 위한 공정의 결과로, 성형 조성물 또는 성형물에서 보다 작을 수 있다.

명확하게 하기 위해, 본 발명의 범주는 일반적인 용어로 또는 바람직한 범위로 상기 주어진 모든 정의 및 파라미터의 임의의 바람직한 조합을 포함함을 언급해 야 한다.

<실시예>

이하에서 본 발명은 첨부된 도면을 사용하여 오직 예시의 방법으로만 설명된다.

시트 금속 프로파일에 있는 천공부는 도시되어 있지 않으며(도 3), 이들 너머로 그리고 이들을 관통하여 성형되고 에지 너머로 성형된 플라스틱의 영역도 도시되어 있지 않다(도 1 및 도 2).

가로 부재 모듈에 있어서 대체로 도면 부호 1로 표시되는 금속 튜브는 금속 튜브 또는 임의의 개별 링크 요소의 임의의 구체적인 형상화를 갖지 않으면서 도 1에 부분적으로만 도시되어 있다. 그러나, 구체적인 기하학적 형상은 이하의 설명으로부터 명확하지 않을 정도로, 예시일 뿐이라는 것이 이해되어야 한다.

조향축 보유체 및 금속 튜브로 구성된 본 발명의 가로 부재 모듈로부터 도시된 섹션은 차량의 계기판을 수용하는 역할을 하며, 조립 시에 자동차의 A-필러(도시되지 않음)에 연결된다. 가로 부재 모듈은 바람직하게는 강철 튜브인 이음매 없는 또는 종방향 용접 이음매를 갖는 금속 튜브를 포함하며, 그 외부 치수는 작은 공차를 갖는다. 금속 튜브는 양 단부에서 핀치되는 것이 바람직하다. 이들 핀치된 단부에는 구멍이 위치하며, 이것은 A-필러를 위한 나사 결합 러그(screw-on lug)의 역할을 한다. 따라서, 구멍의 위치는 A-필러들 사이에 견고한 연결부를 형성하기 위해 가로 부재에 의해 사용되는 금속 튜브의 영역 내에 있다. 특히 측면 충격시에 발생하는 큰 힘의 흡수를 허용하기 위해, 금속 튜브의 설계는 직선인 것 이 바람직하다. 즉, 금속 튜브는 핀치된 단부에 의해 금속 튜브에 압력이 도입될 때 굴곡 변형이 발생할 수 있는 곡선 섹션을 갖지 않는다.

가로 부재의 생산 시에, 금속 튜브는 사출 성형 플랜트에서 플라스틱으로 오버몰딩된다. 본원에서는 예를 들어 유리-섬유-충전식 플라스틱과 같은 섬유-보강식 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 본원에서는 재료 PA GF30(30 중량%의 유리 섬유 함량을 갖는 폴리아미드)가 특히 적절한 것으로 입증되었다. 오버몰딩된 플라스틱이 전체 금속 튜브를 덮을 수 있거나, 또는 오버몰딩된 플라스틱을 갖지 않는 영역이 있을 수 있다. 금속 튜브가 완전히 오버몰딩되지 않아야 하는 경우에, 사출 성형 플랜트에서 몰드의 치수 정확도에 대한 그리고 또한 금속 튜브의 치수 정확도에 대한 특정한 요건이 있으며, 따라서 금속 튜브는 외부 치수와 관련하여 작은 공차를 가져야 한다.

금속 튜브를 오버몰딩하기 위해 플라스틱을 사용하는 것의 장점은 높은 강도와 강성도가 요구되는 개소가 금속 튜브를 통해 구현될 수 있는 반면, 이하에 더 상세히 설명되는 구성요소들을 단순히 링크시키는 역할을 하는 개소는 플라스틱으로부터 성형될 수 있다. 동일한 방식으로, 사용되는 플라스틱 내에서 추가의 차별을 달성하는 것도 또한 가능하다. 예를 들어, 플라스틱에 증가된 기계적 요건들이 존재하는 개소에만 섬유-보강식 플라스틱, 특히 유리-섬유-충전식 플라스틱을 사용하는 것이 가능한 반면, 다른 영역에는 섬유 보강을 갖지 않은 통상의 플라스틱이 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 가로 부재 모듈 부분의 경우에, 도시된 섹션만이 조향축 보유체에 확실히 연결되는 섹션이다. 본원에서 모든 플라스틱 부품들은 단 일 제조 단계에서 성형될 수 있다.

DE 10 2005 004 605 A1은 가로 부재의 금속 튜브를 위한 대안적인 실시양태, 다른 요소 및 생산 방법을 개시한다.

완전히 플라스틱으로 구성되는 해결책과 반대로, 금속 튜브 및 조향축 보유체의 형태인 가로 부재 모듈을 위한 본 발명에 설명된 플라스틱-금속-복합체 해결책은 설치된 상태에서 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수의 달성을 허용하는데, 이들은 그렇지 않은 경우라면 단지 금속으로 구성되는 설계를 사용해서만 달성될 수 있어서 상당히 무겁게 된다.

바람직하게는 플라스틱 리브 결합부를 갖는 하이브리드 기술을 사용한 금속 튜브 및 조향축 보유체로 구성된 가로 부재 모듈의 구조는 단순하고 확실한 생산 공정을 보장하도록 설계된다.

도 1은 플라스틱으로 부분적으로 둘러싸인 시트 금속 프로파일(2)까지 완전히 플라스틱으로 구성된 리브식 설계의 구조물(3) 너머로 연장되는 플라스틱으로 부분적으로 오버몰딩된 본 발명에 따른 가로 부재 모듈의 섹션을 도시한다. 플라스틱으로 오버몰딩된 시트 금속 프로파일(2)의 구조는 조향축을 위한 고정점(4) 및 차량 차체의 전방 벽을 위한 고정점(5)을 갖는다.

도 2는 조향축 보유체 및 금속 튜브로 구성된 본 발명의 가로 부재 모듈의 또다른 도면을 도시한다.

도 3은 플라스틱 구조물을 갖지 않은 조향축 보유체의 시트 금속 프로파일을 도시한다.

Claims (10)

1. 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브, 및 조향축 보유체(steering-column retainer)의 기능을 하고, 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 단단한 연결부를 제공하고 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결부를 갖도록 설계되고 배치된 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하는, 자동차의 계기판을 수용하기 위한 가로 부재 모듈(transverse-member module).
2. 제1항에 있어서, 플라스틱 구조물이 보강 리브를 갖는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
3. 제2항에 있어서, 보강 리브가 시트 금속 프로파일 내의 천공부에 의해 불연속적인 연결 개소에서 시트 금속 프로파일에 단단히 연결되고, 플라스틱이 천공부를 통해 연장되어 천공부의 표면 너머로 연장되는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱으로서 열가소성 중합체가 사용되는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
5. 제4항에 있어서, 폴리아미드, 비닐방향족 중합체, 폴리에스테르, ASA 중합체, ABS 중합체, SAN 중합체, POM, PPE, 폴리아릴렌 에테르 술폰, 폴리프로필렌 또는 이들의 블렌드로 이루어진 군으로부터의 열가소성 중합체가 사용되는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 열가소성 중합체가 충전제 또는 보강재 0.001 내지 75 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 시트-금속 프로파일 및/또는 금속 튜브가 접착 촉진제 또는 접착제로 코팅된 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 오직 오버몰딩 공정 후의 별도의 공정 단계에서 시트-금속 프로파일이 고온 리벳팅(riveting) 또는 다른 유형의 리벳팅, 클린칭(clinching), 접착제 접합 또는 나사 결합 방법을 통해 플라스틱 구조물에 연결되는 것을 특징으로 하는 가로 부재 모듈.
9. 자동차에서 가로 부재 모듈이 계기판 아래에 부착되고, 또한 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브, 및 조향축 보유체의 기능을 하고, 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 단단한 연결부를 제공하고 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결 부를 갖도록 설계되고 배치된 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설치된 상태에 있는 계기판 지지체의 고유 진동 거동에 영향을 주어 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수를 부여하는 방법.
10. 설치된 상태에 있는 계기판 지지체의 고유 진동 거동에 영향을 주어 36 Hz보다 큰 제1 모드 고유 진동수를 부여하는데 있어서의, 적어도 부분적으로 플라스틱으로 둘러싸인 금속 튜브, 및 조향축 보유체의 기능을 하고, 성형된 플라스틱과 복합되어 첫째로는 조향축과 전방 벽 사이에 단단한 연결부를 제공하고 둘째로는 완전히 플라스틱으로만 구성된 구조물에 의해 금속 튜브로의 견고한 연결부를 갖도록 설계되고 배치된 단순하게 성형된 시트 금속 프로파일을 포함하는, 자동차의 계기판을 수용하기 위한 가로 부재 모듈의 용도.

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