KR20120014584A - 비전도성 격리물을 갖는 구조 장착 삽입체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조 부재를 확고히 장착하는 한편 그러한 부재가 부식을 야기할 가능성이 있는 환경 조건에 노출되는 것을 방지하거나 실질적으로 제한하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

비전도성 격리물을 갖는 구조 장착 삽입체 {A STRUCTURAL MOUNTING INSERT HAVING A NON-CONDUCTIVE ISOLATOR}

우선권 주장

본원은 2009년 5월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/467,478호의 출원일의 우선권을 주장하며, 이 출원의 내용은 본원에 참고사항으로 포함된다.

본 발명은 2개 이상의 결합된 구성요소들을 부식, 체결구 또는 구조적 접합으로부터의 느슨해짐(예를 들어, 비틀림 분리) 또는 이들 문제의 임의의 조합으로부터 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

여러 해 동안, 자동차 산업에서는 연료 절감이 더욱 강조되었다. 자동차의 연료 소모를 줄이기 위한 몇 가지 방법이 존재하며, 그 중 하나는 알루미늄 및 마그네슘과 같은 경량 재료의 사용이다. 이들 재료는 자동차의 무게를 줄일 수 있지만, 낮은 강도 때문에 현행의 충돌 안전 기준을 간신히 충족시킬 수 있다. 그리하여, 강(내부)과 알루미늄(외부)으로 만들어진 바이메탈 구조가 제안된다. 그러나, 그러한 재료는 단점을 갖는다. 일례로서, 혼합 재료 부품에 있어서 결합 영역은 부식성 환경에 대해 열악한 내부식성을 갖거나 또는 내부식성을 갖지 않는 것으로 알려져 있다. 더 구체적으로 온도 변화에 노출되는 동안 재료의 팽창/수축 특성은 재료의 밀봉 능력을 제한할 수 있고, 그리고/또는 재료를 열화시킬 수 있다. 다른 예로서, 그러한 재료들은 부재들이 서로 부착되는 능력을 제한하거나, 부재들의 상호 부착을 개선하는 능력이 제한된다. 따라서, 일반적인 재료는 팽창 능력을 거의 또는 전혀 갖지 못하여, 결합 구조물들 사이의 개방 공간을 완전히 충전하기 위해 재료의 추가적인 적용을 요구할 수 있고, 이것은 시간과 비용을 많이 소비할 수 있다. 다른 예로서, 체결구의 적용시에, 체결구가 결합 구조체들을 관통함에 따라서, 재료가 변위되어 체결구를 둘러싸는 또는 체결구 내의 추가적인 개방 공간을 형성할 수 있다. 이들 추가적인 개방 공간은 부분적으로 개방된 상태로 유지되고 주변 환경(예를 들어, 수분)에 대해 민감할 수 있다. 따라서, 본 발명은 적어도 상술한 단점 중 하나 또는 다른 단점을 극복하는데 도움이 되는 밀봉체(seal), 구조적 접착 재료, 또는 이들 모두로서 작용하는 삽입체를 제공한다.

본 발명은 2개의 유사하지 않은 재료를 밀봉 및 격리하는 구조적 장착 삽입체를 제공함으로써 종래의 결합 조립체에 대한 개선을 도모한다. 제1 태양에서, 본 발명은 접착, 밀봉 및 격리를 위한 삽입체를 고려하며, 이것은 약 115℃보다 높은 용융점 또는 유리 전이 온도를 갖는 대체로 비전도성인 격리물과; 격리물과 접촉하고 비가공 상태에서 점착성을 갖는 매트릭스 재료로서, 삽입체의 설치 후에 열에 대한 노출에 의해 경화되고, 표면에의 적용 후에 변위에 저항하기에 점착성이 충분하게 높은 점착성을 갖는 매트릭스 재료를 포함하고; 2개의 유사하지 않은 재료들 사이의 결합부에 설치되면, 격리물은 2개의 유사하지 않은 재료에 접합되고, 2개의 유사하지 않은 재료가 서로 직접 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항한다.

이 태양은 또한 다음의 특징들 중 하나 또는 임의의 조합을 특징으로 한다:격리물은 측방향 변위에 대항하여 서로에 대해 구속되는 세장형 섬유들의 네트워크를 포함하고; 격리물 내의 섬유들은 유사하지 않은 재료들 중 임의의 것의 임의의 엣지와 대체로 평행하지 않게 배향된 종방향 축을 갖고; 외측 표면은 매트릭스 재료 위에 놓인 비점착성 핸들링 필름 부분이고; 매트릭스 재료는 상승된 온도에 노출되면 팽창 가능하고; 삽입체는 유사하지 않은 재료들 중 어느 하나의 비평면형 표면에 적용되면 적어도 부분적으로 합쳐지는 엣지들을 갖는 하나 이상의 구멍을 포함하여, 삽입체의 형상이 비평면형 표면에 대체로 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하고; 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료는 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개방 공간을 충전하도록 유동하거나 팽창되고; 삽입체를 편향시키기에 충분한 힘을 받으면, 삽입체는 원래의 상태로 탄성적으로 복귀할 수 있고; 삽입체를 편향시키기에 충분한 힘을 받으면, 삽입체는 영구적으로 변형되고; 삽입체는 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료와 접촉하는 제거 가능한 릴리즈 필름 및 실질적으로 점착성이 없는 제2 점착성을 갖는 외측 표면과 접촉하는 핸들링 필름을 포함한다.

다른 태양에서, 본 발명은 접착, 밀봉 및 격리를 위한 삽입체를 고려하며, 이것은 측방향 변위에 저항하여 서로에 대해 구속되는 세장형 가닥들의 네트워크에 의해 복수의 개구를 관통 규정하는 대체로 비전도성 격리물로서, 세장형 가닥들이 폴리아미드, 폴리에스터, 유리 섬유 또는 이들의 조합으로 형성되는 격리물과; 격리물 위로 매립되고 비가공 상태에서 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료로서, 삽입체의 설치 후에 열에의 노출에 의해 경화되고, 제1 점착성은 표면에 대한 적용 후에 변위에 저항하기에 충분히 높은, 매트릭스 재료와; 제1 점착성보다 낮은 제2 점착성을 갖는 외측 표면을 포함하고; 격리물은 약 0.1mm 내지 약 0.8mm 범위의 두께를 갖고; 유사하지 않은 재료를 갖는 2개의 대향하는 부재들 사이의 결합부에 설치되면, 격리물은 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 집적 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고; 열이 인가되면, 매트릭스 재료가 팽창하여 세장형 가닥들을 통해 형성된 복수의 개구를 충전하고, 격리물과 유사하지 않은 재료들 사이의 연결 영역을 밀봉 및 접합한다.

이 태양은 또한 다음의 특징들 중 하나 또는 임의의 조합을 특징으로 한다: 삽입체는 2개의 대향하는 부재들 중 어느 하나의 비평면형 표면에 적용되면 적어도 부분적으로 합쳐지는 엣지들을 갖는 하나 이상의 구멍을 포함하여, 삽입체의 형상이 비평면형 표면에 대체로 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하고; 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료는 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개방 공간을 충전하도록 유동하거나 팽창되고; 세장형 가닥들은 씨실 가닥에 대해 대체로 횡방향으로 연장되는 날실 가닥을 포함하여, 인치당 날실-가닥 대 인치당 씨실-가닥의 비율이 약 2:1 내지 약 1:2가 되도록 네트워크를 형성하고; 복수의 개구는 동일한 형상과 간격을 갖는 개구들이고; 삽입체는 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료와 접촉하는 제거 가능한 릴리즈 필름 및 실질적으로 점착성이 없는 제2 점착성을 갖는 외측 표면과 접촉하는 핸들링 필름을 포함한다.

다른 태양에서, 본 발명은 쇼크 타워 하우징과 자동차의 프레임 부재 사이의 장착 조립체를 고려하며, 쇼크 타워 하우징 조립체는 제1 하우징부로부터 대체로 횡방향으로 연장되어 제1 하우징부와의 사이에 공동을 형성하는 외측 벽으로서, 제1 하우징부는 공동 내에 위치한 완충기의 일부로의 액세스를 위해 관통 연장되는 개구를 갖는, 외측 벽과; 연결 영역에서 제1 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제1 장착부로서, 제1 차량 프레임 부재에 제1 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제1 장착부와; 연결 영역에서 제2 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제2 장착부로서, 제2 차량 프레임 부재에 제2 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제2 장착부와; 구조적 장착 삽입체와; 프레임 부재들 및 삽입체를 통해 쇼크 타워 하우징까지 연장되는 복수의 체결구를 포함하고; 구조적 장착 부재는, 연결 영역의 형상에 대응하는 형상을 갖는 비전도성 구조 메쉬 재료로서, 동일한 형상 및 간격을 갖는 복수의 개구가 관통 형성된 비전도성 구조 메쉬 재료 및 비전도성 구조 메쉬 재료의 적어도 일부 위를 둘러싸고 관통 형성된 복수의 개구 내에 있는 열활성화 재료로서, 유연한 재료로 형성되는 열활성화 재료를 포함하고; 구조적 장착 삽입체는 제1 및 제2 구조적 장착 삽입체를 포함하고, 제1 구조적 삽입체는 제1 구조적 장착 삽입체를 통과하는 하나 이상의 구멍을 더 갖고, 하나 이상의 구멍은 제1 장착부의 장착 표면에 적용될 때 적어도 부분적으로 서로 합쳐지는 엣지를 가져서, 제1 구조적 장착 삽입체의 형상이 제1 장착 표면의 비평면형 표면에 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 제1 구조적 장착 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 제1 구조적 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하고; 제1 및 제2 장착부의 재료는 제1 및 제2 프레임 부재의 재료와 유사하지 않고, 제1 및 제2 장착부가 제1 및 제2 차량 프레임 부재에 장착되면, 비전도성 구조 메쉬 재료가 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 직접 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고; 열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 구조 메쉬를 통해 형성된 복수의 개구를 충전하고 주변 환경으로부터 구조 메쉬 재료 및 제1 장착부와 제1 차량 프레임 부재의 연결 영역 및 제2 장착부와 제2 차량 프레임의 연결 영역을 밀봉하고 접합하며; 열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 복수의 체결구가 구조 장착 삽입체를 통해 연장되는 주변 영역을 충전함으로써 수분이 그 안에 유입되는 것을 실질적으로 제한하거나 방지한다.

이 태양은 또한 다음의 특징들 중 하나 또는 임의의 조합을 특징으로 한다: 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료가 유동 또는 팽창하여 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개구를 충전하고; 격리물은 측방향 변위에 저항하여 서로에 대해 구속된 세장형 가닥들의 네트워크를 포함하여, 가닥들은 유사하지 않은 재료들 중 임의의 것의 임의의 접촉 엣지와 대체로 평행하지 않게 배향된 종방향 축을 가지며, 세장형 가닥들은 폴리아미드, 폴리에스터, 유리 섬유 또는 이들의 조합을 포함한다.

다른 태양에서, 본 발명은 쇼크 타워 하우징과 자동차의 프레임 부재 사이의 장착 조립체를 고려하며, 쇼크 타워 하우징 조립체는 제1 하우징부로부터 대체로 횡방향으로 연장되어 제1 하우징부와의 사이에 공동을 형성하는 외측 벽으로서, 제1 하우징부는 공동 내에 위치한 완충기의 일부로의 액세스를 위해 관통 연장되는 개구를 갖는, 외측 벽과; 연결 영역에서 제1 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제1 장착부로서,제1 차량 프레임 부재에 제1 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제1 장착부와; 연결 영역에서 제2 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제2 장착부로서, 제2 차량 프레임 부재에 제2 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제2 장착부와; 열활성화 재료를 포함하는 구조적 장착 삽입체로서, 제1 및 제2 구조적 장착 삽입체를 포함하고, 제1 구조적 삽입체는 제1 구조적 장착 삽입체를 통과하는 하나 이상의 구멍을 더 갖고, 하나 이상의 구멍은 제1 장착부의 장착 표면에 적용될 때 적어도 부분적으로 서로 합쳐지는 엣지를 가져서, 제1 구조적 장착 삽입체의 형상이 제1 장착 표면의 비평면형 표면에 대응하도록 함으로써, 비평면형 표면과 제1 구조적 장착 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭을 감소시키거나 제거하는, 구조적 장착 삽입체와; 프레임 부재 및 삽입체를 통해 쇼크 타워 하우징까지 연장되는 복수의 체결구를 포함하고; 제1 및 제2 장착부의 재료는 제1 및 제2 프레임 부재의 재료와 유사하지 않고, 제1 및 제2 장착부가 제1 및 제2 차량 프레임 부재에 장착되면, 구조적 장착 삽입체는 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고; 열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 주변 환경으로부터 제1 장착부와 제1 차량 프레임 부재의 연결 영역 및 제2 장착부와 제2 차량 프레임의 연결 영역을 밀봉하고 접합하며; 열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 복수의 체결구가 구조 장착 삽입체를 통해 연장되는 주변 영역을 충전함으로써 수분이 그 안에 유입되는 것을 실질적으로 제한하거나 방지한다.

도 1은 본 발명에 따른 구조적 장착 삽입체의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구조적 장착 삽입체의 다른 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 결합 전인 제1 및 제2 부재가 추가된 도 1에 도시된 구조적 장착 삽입체의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 구조적 장착 삽입체의 확대도이다.
도 5는 2개의 구성요소의 결합 후인, 도 4에 도시된 구조적 장착 삽입체를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 가용 재료의 활성화 후인(팽창을 도시함), 도 5에 도시된 구조적 장착 삽입체를 도시한다.
도 7a는 도 5에 도시된 것과 유사한 단면도이지만, 2개의 부재를 결합하는데 사용되는 장착물을 통해 취한 단면도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 가용 재료의 활성화 후인, 도 7a에 도시된 단면도이다.
도 8a 내지 도 9b는 본 발명에 따른 구조적 장착 삽입체의 몇몇 응용예를 도시한다.
도 10a는 본 발명에 따른 구조적 장착 삽입체의 다른 구성을 나타내는 평면도이다.
도 10b는 장착 표면에 적용된 후인, 도 10a에 도시된 구조적 장착 삽입체의 평면도이다.
도 11a는 본 발명에 따른 구조적 장착 삽입체의 또 다른 구성을 도시하는 평면도이다.
도 11b는 장착면에 적용된 후인, 도11a에 도시된 구조적 장착 삽입체의 평면도이다.

본 발명은 구조 부재들을 확고히 장착하면서 그러한 부재들이 부식을 유발할 수 있는 환경 조건에 노출되는 것을 방지하거나 실질적으로 제한하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 도면을 참조하면, 이것은 제1 부재(12)와 제2 부재(14)를 서로 결합하기 전에 이들 사이에 삽입체(10)를 사용함으로써 달성된다. 삽입체는 제1 부재와 제2 부재 사이의 거리를 유지하는 확고한 위치설정물 및 제1 부재와 제2 부재 사이의 개방 공간을 충전하거나 삽입체 및 삽입체와 제1 및 제2 부재의 결합부를 둘러싸거나 또는 이들 모두를 수행하도록 구성된 실러를 포함한다. 실러는 삽입체 및 구조 부재의 접촉부(16, 18)를 주변 환경으로부터 밀봉하기 위해 활성화 가능하거나 유연성이 있거나 또는 이들 모두가 가능할 수 있다.

본 발명의 추가적인 이점은 결합된 부재들의 열 사이클 또는 그 외 다른 상태 동안 체결구들(예를 들어, 볼트 또는 기타의 것)의 비틀림 분리 또는 느슨해짐을 실질적으로 제한하거나 방지한다는 것이다. 예를 들어, 가열과 냉각의 반복된 사이클 동안, 일반적인 밀봉 장치는 온도 변화로 인해 팽창 및 수축한다. 이들 종래의 장치에 사용되는 유일한 스페이서 재료는 밀봉 재료 자체를 포함하기 때문에, 이들 열 사이클 동안 실에 의해 형성된 갭으로 수분이 유입되는 것이 보통이다. 또한, 종래의 밀봉 장치는 크립(creep)에 의해 갭을 발생시키고, 이 갭은 상승된 온도에서 증가될 수 있다.

본 발명은 이러한 문제점들 및 다른 문제점들을 제1 부재와 제2 부재 사이에 스페이서 층을 유지하기 위해 그 사이에 갭을 형성하기 위한 고강도 재료를 제공함으로써 또는 다른 방식으로 격리물을 제공함으로써 극복한다. 그리하여 삽입체의 실러는 제1 부재와 제2 부재 사이에 형성된 임의의 갭을 밀봉하고 삽입체 및/또는 체결구를 둘러쌈으로써 제1 부재와 제2 부재의 연결 영역의 부식을 실질적으로 제한하거나 방지한다. 이것은 고강도 격리물과 제1 부재와 제2 부재 사이에 스페이서 층을 형성하고 대체로 유지하는 밀봉 재료의 조합으로 인해, 제1 부재와 제2 부재 사이의 직접 접촉(예를 들어, 침윤 접촉)이 실질적으로 제한되거나 방지되기 때문이다. 또한, 밀봉 재료는 제1 부재와 제2 부재 사이의 갭을 밀봉하기 때문에, 수분이 제1 부재와 제2 부재 사이의 접촉점에 접촉하는 것이 실질적으로 제한되거나 방지되고, 나아가 이것은 수분으로부터 기원한 전해질이 부식을 개시하는 것을 방지한다.

예를 들어, 제1 부재와 제2 부재가 유사하지 않은 재료(예를 들어, 강 및 알루미늄과 같은 상이한 금속)로 형성될 때, 고강도 격리물과 실러의 조합은 스페이서 층을 형성하여, 제1 부재와 제2 부재를 직접 접촉 상태로 가져가는 어떠한 변위도 억제될 수 있게 한다. 제1 부재와 제2 부재 사이의 직접 접촉을 억제하는 것은 전해질의 존재시에 유사하지 않은 재료들 사이의 갈바니 커플링을 방지하고, 이는 유사하지 않은 재료들 중 하나 또는 모두의 부식을 실질적으로 또는 완전히 감소시킬 수 있다.

일반적으로, 삽입체(10)는 구조 부재를 결합시키는데 사용되는 힘의 인가시에 제1 부재와 제2 부를 직접 접촉 상태로 가져가는 어떠한 변형도 억제하도록 구성된 고강도 재료를 포함하는 격리물(20)을 포함한다. 삽입체는 또한 격리물에 부착되는 인케이싱(22) 또는 그 밖의 것을 포함한다. 인케이싱(22)은 삽입체 및 구조 부재들의 접촉점 또는 접촉 영역을 둘러싸도록 적어도 부분적으로 유연성을 갖는다.

제1 구조 부재와 제2 구조 부재를 결합할 때, 인케이싱은 삽입체 및 구조 부재들의 접촉점들을 밀봉시키도록 활성화되거나 다른 방식으로 변형되어, 제1 부재와 제2 부재 사이의 접촉 및/또는 구조적 구성요소를 부식시킬 수 있는 물과 같은 부식 유발 성분에 대한 노출을 제한하거나 방지할 수 있다.

이상은 여러 예들과 본 발명의 이점들 중 하나일 뿐이며, 다음의 설명은 도면에 의해 더 뒷받침되는 본 발명의 다른 예 및 이점들을 함축적으로 그리고/또는 명시적으로 제공한다.

격리물 - 스페이서 재료

삽입체는 제1 부재(12)와 제2 부재(14) 사이에서 스페이서로서 작용하도록 구성되는 가요성 또는 강성 재료를 포함하는 격리물(20)을 구비한다. 격리물은 제1 부재와 제2 부재를 부착 동안 직접 접촉되게 하는 변위에 대해 실질적으로 저항하는 강도로 구성된다. 따라서, 격리물은 고강도 재료로 형성되는 것이 고려된다.

격리물을 형성하는데 사용될 수 있는 적절한 재료는 금속, 플라스틱, 유리, 세라믹, 고무 또는 기타의 것과 같은 재료를 포함한다. 격리물은 소수성 재료로 형성될 수 있거나, 소수성이 되도록 박판화될 수 있다. 하나의 구성에서, 격리물은 소성 변형에 저항하기 위한 가요성(예를 들어, 탄성) 및 높은 강도로 인해 [심 스톡(shim stock) 또는 기타의 것과 같은] 금속으로 형성된다. 적절한 금속 재료의 예는 스테인리스강, 합금강, 코팅되거나 코팅되지 않은 강, 아연도금강, 저탄소 또는 고탄소강, 코발트, 기타 금속 재료 또는 기타의 것을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 격리물은 금속이 없는 재료(예를 들어, 비금속)를 포함한다. 물론, 직물 또는 다른 방식으로 일반적으로 사용되는 다른 특정 재료가 사용될 수 있다. 어떤 응용예에서는, 강화 재료가 매트(mat), 천, 조방물(roving), 그물(netting), 메쉬(mesh), 스크림(scrim) 등으로서 적용될 수 있는 하나 이상의 비전도성 실 또는 와이어(예를 들어, 세장형 필라멘트, 섬유 또는 패브릭 재료)인 것이 바람직할 수 있다. 그러한 실시예에서, 강화 재료는 예를 들어 면, 유리(예를 들어, E-glass 또는 S-glass), 섬유유리, 마일라, 나일론, 폴리에스터, 카본, 아라미드, 플라스틱, 폴리머[예를 들어, 폴리아미드(예를 들어, 나일론)과 같은 가열가소물, PET(예를 들어, 마일라), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌(예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐 또는 이들의 임의의 조합] 또는 기타 재료의 직조 또는 부직 섬유, 필라멘트 등으로 이루어질 수 있다. 본원에 사용되는 "실(thread)" 또는 "와이어(wire)"는 재료의 단일 필라멘트, 꼬아진 필라멘트 다발 또는 꼬아지지 않은 필라멘트 다발을 내포한다. 본원에서 논의되는 바와 같이, 메쉬는 규칙적인 패턴(예를 들어, 일관된 개구 구성)을 갖는 재료를 내포하며, 스크림은 무작위 패턴(예를 들어, 가변적인 개구 구성)을 갖는 재료를 내포한다

다른 응용예들에서는, 강화 재료는 구슬형 입자, 집합체, 중공 재료(예를 들어, 중공 입자) 또는 기타의 것 또는 이들의 조합일 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 그러한 실시예에서, 강화 재료는 예를 들어 유리(예를 들어, E-glass 또는 S-glass), 섬유유리, 나일론, 폴리에스터, 카본, 아라미드, 플라스틱, 폴리머[예를 들어, 폴리아미드(예를 들어, 나일론)와 같은 가열가소물, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌(예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐 또는 이들의 조합] 또는 기타 재료의 입자 등으로 이루어질 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 강화 재료는 유리 필라멘트의 직조물 또는 조방물(예를 들어, 메쉬, 스크림 또는 기타의 것)과 같은 유리 필라멘트(예를 들어, 섬유)로 형성될 수 있다. 예시적인 유리 필라멘트(예를 들어, 섬유) 강화 재료는 노쓰캐롤라이나주의 그린스보로에 소재하는 BGF Industries, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 제품명 1521 및 7533으로 판매되는 재료를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서, 강화 재료는 폴라아미드(예를 들어, 나일론), 폴리부틸렌(예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들 둘의 폴리머릭 필라멘트(예를 들어, 메쉬, 스크림 또는 기타의 것)의 사출 또는 압출 몰딩에 의해 형성된다. 예시적인 폴리아미드 강화 재료는 델라웨어주 미들타운 소재의 DelStar Technologies, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 제품명 14410 및 15400으로 판매되는 재료를 포함한다. 통상의 기술자는, 본원에 바람직한 재료들이 개시되어 있지만, 구체적인 응용예에 대한 필요 또는 요구 특성 또는 기능에 따라 다양한 대체 재료들이 강화 재료로서 선택될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

대체로, 격리물의 요구되는 특성은 비교적 높은 강성, 높은 강도, 높은 용융점, 높은 유리 전이 온도 및 접착 내구성을 포함한다. 이러한 방식으로, 재료는 일반적으로 자동차 제조자에 의해 채용되는 재료 시스템과 상충되지 않는다. 격리물은 적어도 약 100℃, 일반적으로는 적어도 약 175℃, 그리고 더 일반적으로는 적어도 약 200℃의 용융점을 가질 수 있다. 그러나, 격리물의 용융점은 응용예에 따라 적어도 약 1,000℃로, 훨씬 높을 수 있다(예를 들어, 약 1,500℃). 또한, 격리물은 적어도 약 50℃, 일반적으로는 적어도 약 100℃, 그리고 더 일반적으로는 적어도 약 200℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 그러나, 격리물의 유리 전이 온도는 응용예에 따라 적어도 약 400℃로, 훨씬 높을 수 있다(예를 들어, 약 570℃). 예를 들어, 격리물(예를 들어, 비전도성 격리물)은 약 150℃보다 높고, 일반적으로 200℃보다 높고, 그리고 더 일반적으로는 300℃보다 높은 용융점 또는 유리 전이 온도를 가질 수 있다.

도 1 내지 도 6에 도시된 첫 번째 예시적인 구성에서, 격리물은 측방향 변위에 대항하여 서로에 대해 구속된 세장형 섬유(예를 들어, 필라멘트)의 네트워크를 포함한다. 격리물 내의 섬유는 제1 및 제2 부재 중 임의의 것의 임의의 접촉 엣지[예를 들어, 접촉부(16, 18)]와 대체로 평행하지 않게 배향될 수 있는 종방향 축을 갖는다.

격리물(10)에는 매트릭스 재료(22)의 적어도 일부를 수용하기 위한 복수의 개구(24)가 형성된다. 이들 개구는 임의의 사용 가능한 기술[압출, 위빙 또는 기타의 것]을 사용하여 형성될 수 있다. 개구(24)의 크기는 각각의 응용예에 대해 달라질 수 있다. 개구는 5mm, 2mm, 1mm, 0.5mm, 0.25mm보다 작은 직경 또는 그보다 작은 직경을 갖는 것이 고려된다. 또한, 평균 직경은 0.25mm 내지 1.5mm, 0.5mm 내지 1.5mm이거나 또는 그 외의 값인 것이 고려될 수 있다.

개구는 기하학적 형상이거나 비기하학적(불규칙) 형상일 수 있다. 개구의 형상 및 크기는 격리물 전체를 통해 달라질 수 있고(도 2), 따라서 격리물은 가변적인 개구 구성을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 하나의 바람직한 구성에서, 개구의 형상 및 크기는 격리물 전체를 통해 일관되고(예를 들어, 동일한 형상 및/또는 간격을 가짐)(도 1), 따라서 격리물은 대체로 일관된 개구 구성을 포함한다. 개구의 형상 및/또는 크기 및 구성(예를 들어, 가변적이거나 일관적임)은 주어진 응용예의 필요에 따라 달라진다는 것이 이해되어야 한다. 격리물이 개구를 포함할 때, 그리고 구체적으로는 그 구성요소가 메쉬 재료, 스크림 재료 또는 기타의 것인 경우에, 일반적으로 평방 인치당 적어도 10개, 더 일반적으로는 적어도 150개, 그리고 훨씬 더 일반적으로는 적어도 300개의 개구가 존재하고, 그리고/또는 평방 인치당 약 3,000개 미만, 더 일반적으로는 약 800개 미만, 그리고 훨씬 더 일반적으로는 약 500개 미만의 개구가 존재한다.

개구의 사용 가능한 형상은 원형, 삼각형, 정방향 또는 장방형, 육각형, 팔각형, 평행사변형 또는 기타의 형상을 포함한다. 개구는 적어도 약 40°, 그리고 바람직하게는 적어도 약 60°(예를 들어, 약 90°)인 각도를 형성할 수 있다. 또한, 개구는 140° 미만, 그리고 더 바람직하게는 약 120° 미만인 각도를 형성할 수 있다. 예를 들어, 개구는 약 40° 내지 약 140°, 그리고 바람직하게는 약 60° 내지 약 120°의 각도를 형성할 수 있다. 실은 일반적으로 평행사변형 개구를 형성한다(예를 들어, 약 60° 및 약 120°의 대향 각도). 그러나, 도 1에 도시된 하나의 바람직한 구성에서, 실은 대체로 정방형 또는 장방형 개구를 형성한다(약 90°의 대향 각도). "약"이라는 용어는 개구의 각도를 언급할 때 각도가 ±5°로 변할 수 있다는 것을 규정한다.

격리물은 상이한 형성 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 격리물은 하나 또는 복수의 실(예를 들어, 얀), 와이어 등으로부터 직조 또는 부직 처리될 수 있다. 격리물은 스크린(예를 들어, 메쉬), 패브릭(예를 들어, 스크림) 등과 유사하게 형성될 수 있다. 직조된 구성과 관련하여, 격리물은 금속 또는 폴리머 메쉬와 같은 메쉬 재료로 형성될 수 있고, 이는 개구(24)의 형성을 가져온다. 부직 처리된 구성과 관련하여, 격리물은 폴리머릭 메쉬와 같은 압출된 메쉬 재료일 수 있고, 이것은 개구(24)의 형성을 가져온다. 다른 기술도 사용 가능하다.

격리물의 두께는 사용되는 재료의 유형, 형성 공정의 유형, 개구의 수 또는 응용예와 같은 다수의 인자에 따라 달라질 수 있다. 두께는 또한 충전될 제1 재료와 제2 재료 사이의 개방 공간의 체적 도는 매트릭스 재료의 양에 따라 달라질 수 있다. 또한, 두께는 격리물의 유연성에 기초할 수 있다. 적절한 두께의 예는 약 0.05mm 내지 약 5mm 또는 약 0.1mm 내지 약 0.8mm 또는 그 밖의 값을 포함한다.

격리물은 형성하는 실 또는 와이어의 직경은 각각의 응용예에 대해 달라질 수 있다. 실 또는 와이어는 10mm, 5mm, 2mm, 1mm, 0.5mm 또는 0.1mm 미만 또는 그보다 작은 직경을 포함하는 것이 고려된다. 또한, 실 또는 와이어의 평균 직경은 0.1mm 내지 2mm, 0.2mm 내지 1mm, 0.25mm 내지 0.8mm이거나 또는 다른 값이 고려될 수 있다. 실의 형상 및 크기는 격리물 전체를 통해 일관적일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 하나의 바람직한 구성에서, 실의 형상 및 크기는 격리물 전체를 통해 달라질 수 있다. 또한, 실의 단면 형상은 원형, 타원형, 정방형, 장방형, 칠각형, 육각형, 평행사변형 또는 기타의 것일 수 있다.

실의 수는 각각의 응용예에 대해 달라질 수 있다. 실의 수(예를 들어, 실의 집계)는 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35가닥/인치 또는 그보다 많이 포함할 수 있다. 가닥의 절절한 수의 예는 약 5 내지 약 75가닥/인치 또는 약 12 내지 약 35가닥/인치 또는 그 밖의 값을 포함한다. 예를 들어, 실의 집계(count)는 18날실×18씨실(인치당)일 수 있고, 따라서 격리물은 인치당 18개의 날실-가닥과 인치당 18개의 씨실-가닥을 포함할 수 있다(예를 들어, 필(fill) 방향의 매 인치마다 18개의 날실 및 와프(warp) 방향의 매 인치당 18개의 씨실). 실의 집계, 더 구체적으로 격리물의 씨실(예를 들어, 필 얀)에 대한 날실(예를 들어, 와프 얀)의 수는 약 1가닥 내지 약 25가닥으로 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 실 집계는 18날실×22씨실(인치당)일 수 있고, 따라서 격리물은 인치당 18개의 날실-가닥과 인치당 22개의 씨실-가닥을 포함할 수 있다(예를 들어, 필 방향의 매 인치마다 18개의 날실 및 와프 방향의 매 인치당 22개의 씨실). 다른 실시예에서, 실 집계는 30날실×18씨실(인치당)일 수 있고, 따라서 격리물은 인치당 30개의 날실-가닥과 인치당 18개의 씨실-가닥을 포함할 수 있다(예를 들어, 필 방향의 매 인치마다 30개의 날실 및 와프 방향의 매 인치당 18개의 씨실). 상이한 응용예에 대해서는 다른 실 집계 구성이 고려될 수 있다. 또한, 날실-가닥/인치 대 씨실-가닥/인치의 비율은 약 2:1 내지 약 1:2의 범위, 일반적으로는 약 1.7:1 내지 약 1:1.7의 범위의 필 방향의 매 인치당 날실-가닥 대 와프 방향의 매 인치당 씨실-가닥일 수 있다.

본원에 포함된 또는 다른 여러 실시예들과 관련하여, 격리물의 전체 또는 일부는 실러 또는 기타의 것으로 코팅되는 것이 고려될 수 있다.

매트릭스 재료 - 밀봉제 재료

삽입체는 또한 제1 부재와 제2 부재 사이의 스페이서 층을 유지하고 삽입체와 제1 및 제2 부재의 연결 영역을 밀봉하도록 구성된 밀봉제 재료를 포함하는 매트릭스 재료를 구비한다. 매트릭스 재료는 제1 부재의 제2 부재의 결합 동안 변위(예를 들어, 탄성적으로, 유연하게 또는 두 방식 모두)되도록 구성될 수 있다. 매트릭스 재료에는 제1 및/또는 제2 부재의 사용 또는 이들에 대한 적용 동안 격리물이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 매트릭스 재료는 설치를 개선하고 제조 비용을 감소시키기 위해 격리물과 부착되거나 또는 다식 방식으로 결합된다.

하나의 구성에서, 매트릭스 재료는 실질적으로 또는 완전히 격리물을 수납한다. 매트릭스 재료는 본원에 설명된 일반적인 재료를 사용하여 격리물에 적용될 수 있다. 그러나, 하나의 바람직한 구성에서, 격리물은 매트릭스 재료 내에 매립될 수 있도록 매트릭스 재료에 적셔지거나 또는 다른 방식으로 침윤된다.

매트릭스 재료는 본원에서 논의되는 재료 성분들 중 임의의 것으로 형성될 수 있다. 이것은 밀봉제 재료, 소음 진동 불쾌감을 감소시키기 위한 재료, 구조적 재료 또는 기타의 것을 포함한다. 그러나, 바람직한 구성에서, 재료는 제1 부재와 제2 부재가 서로 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해 이들 사이에 실질적으로 연속적인 스페이서 층을 형성하도록(그리고, 대체로 유지하도록) 구성된다. 또한, 밀봉제는 매트릭스 재료와 제1 및 제2 부재 사이로 수분(물 또는 기타의 것을 포함하는 임의의 종류의 부식성 유체)이 유입되는 것을 방지하도록 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

매트릭스 재료는 비활성 재료, 활성 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 재료는 구성요소들을 밀봉하는데 사용되거나 그러한 능력이 있고 에너지의 인가시에 물리적으로 또는 화학적으로 거의 또는 전혀 변화를 겪지 않는 일반적인 가스켓 또는 기타의 것과 같은 비활성 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 매트릭스 재료는 본원에 설명된 바와 같이 에너지의 인가시에 물리적으로 그리고/또는 화학적으로 변화하는 활성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 매트릭스 재료의 일부만이 활성화되는 것이 더 고려될 수 있다.

하나의 바람직한 구성에서, 매트릭스 재료는 대체로 연속하는 스페이서 층을 유지하고 밀봉시키기 위해 활성 재료를 포함하거나 구비한다. 더 바람직하게는, 매트릭스 재료는 에너지(열 또는 기타의 것)의 인가시에 팽창하도록 구성된 열활성화 재료를 포함한다. 다른 바람직한 구성에서, 매트릭스 재료는 비팽창 재료 및/또는 비활성 재료를 포함하고, 여기서 매트릭스 재료는 제1 및 제2 부재의 접촉 영역의 주변을 형성하고 이들 사이의 개방 공간을 충전한다. 매트릭스 재료를 위한 추가의 적절한 재료 및 형성 기술이 이하에서 논의된다.

팽창 가능한 재료는 자동, 반자동 또는 수동일 수 있는 몰딩 또는 성형 기술을 사용하여 캐리어에 적용될 수 있다. 그러한 기술은 블로우 몰딩, 회전 몰딩, 사출 몰딩, 압축 몰딩 캐스팅 또는 기타의 것을 포함한다. 하나의 매우 바람직한 실시예에서, 팽창 가능한 재료는 압출(예를 들어, 동시 압출) 공정을 통해 캐리어에 적용된다.

매트릭스 재료의 두께는 날씨 그리고 매트릭스 재료가 어느 레벨로 활성인지 또는 팽창 가능한지와 같은 다수의 인자에 따라 달라질 수 있다. 두께는 또한 충전될 제1 부재와 제2 부재 사이의 개방 공간 또는 격리물 주변의 체적에 따라 달라질 수 있다. 또한, 두께는 매트릭스 재료의 유연성에 기초할 수 있다. 적절한 두께의 예는 약 0.05mm 내지 약 10mm 또는 약 0.1mm 내지 5mm 또는 기타의 값을 포함한다.

팽창 가능한 재료는 몇 가지 상이한 재료로 형성될 수 있다. 일반적으로, 부재는 미국 특허 제4,922,596호, 제4,978,562호, 제5,124,186호, 제5,884,960호 및 제7,199,165호에 개시된 것과 같은 팽창 가능한 재료를 형성하고 적용하는 기술 및 공정을 활용할 수 있고, 상기 특허들은 모두 참고를 목적으로 본원 인용된다. 일반적으로, 보강을 위해 사용될 때, 팽창 가능한 재료는 발포성을 갖는 높은 압축 강도 및 강성의 열활성화 보강 재료(예를 들어, 발포재)를 형성한다. 예를 들어, 재료의 압축 강도 계수는 바람직하게는 약 100MPa보다 크고, 더 바람직하게는 약 800MPa보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 약 1500MPa보다 크다.

재료는 대체로 건조한 촉감을 갖거나 점착성을 가질 수 있고, 원하는 패턴, 배치 또는 두께의 임의의 형태로 격리물 등의 위에 배치될 수 있지만, 바람직하게는 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 예시적인 팽창 가능한 재료는 미시간주의 로메오에 소재한 L&L Products, Inc.를 통해 입수 가능한 L-5510 및 L-5520이다.

다른 적절한 점착성인 또는 점착성이 아닌 재료의 예는 미시간주의 로메오에 소재한 L&L Products, Inc.를 통해 입수 가능한 L-2663, L-2610, L2609, L-2701 또는 기타 유사한 재료를 포함한다.

기타 열활성화 재료가 팽창 가능한 재료로 가능하지만, 바람직한 열활성화 재료는 팽창 가능한 폴리머 또는 플라스틱이며, 바람직하게는 발포성의 것이다. 특히 바람직한 재료는 에폭시계 구조 발포체이다. 예를 들어, 그리고 제한 없이, 구조 발포체는 알파-올레핀을 함유할 수 있는 에틸렌 코폴리머 또는 터폴리머를 포함하는 에폭시계 재료일 수 있다. 코폴리머 또는 터폴리머로서, 폴리머는 2개 또는 3개의 상이한 모노머, 즉 유사한 분자와 연결될 수 있는 높은 화학 반응성을 가진 작은 분자들로 이루어진다.

다수의 에폭시계 구조 보강 또는 밀봉 발포체가 당해 분야에 공지되어 있으며, 또한 구조 발포체를 생산하는데 사용될 수 있다. 일반적인 구조 발포체는 적절한 성분(일반적으로 발포제 및 경화제)과 화합될 때 열의 인가 또는 특정 주변 조건의 발생시에 신뢰성 있고 예측 가능한 방식으로 팽창하고 경화되는 에폭시 수지 또는 에틸렌계 폴리머와 같은 폴리머계 재료를 포함한다. 열활성화 재료 또는 열결화성 재료에 대한 화학적 관점에서, 구조 발포체는 대개 경화 전에 유동 가능한 열가소성 재료로서 초기에 처리된다. 그러한 재료는 일반적으로 경화시에 가교 결합될 것이고, 이는 재료가 더 이상 유동하지 못하게 한다.

바람직한 구조 발포체 형태의 바람직한 예는 제품명 L-5206, L-5207, L-5208, L-5209, L-8100, L-8101, L-8103 및 L-8503으로 미시간주의 로메오에 소재한 L&L Products, Inc.를 통해 상업적으로 입수 가능한 에폭시계 재료이다. 바람직한 구조 발포체 재료가 종래 기술에 비해 갖는 하나의 이점은 바람직한 재료가 몇 가지 방식으로 처리될 수 있다는 것이다. 바람직한 재료는 사출 몰딩, 압출 압축 몰딩, 캐리어 상으로의 오버몰딩 또는 미니-어플리케이터와의 오버몰딩에 의해 처리될 수 있다. 이것은 대부분의 종래 기술 재료의 능력을 초과하는 부품 설계의 구성 및 창조를 가능하게 한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 구조 발포체는 (경화되지 않은 상태에서) 대체로 건조하거나 또는 비교적 점착성의 촉감이 없으며, 종래 기술에 잘 알려진 체결 수단을 통해 캐리어 부재에 용이하게 부착될 수 있다.

팽창 가능한 재료를 제작하기 위한 바람직한 재료가 개시되어 있지만, 팽창 가능한 재료는 선택된 재료가 열활성화되거나 주변 조건(예를 들어, 수분, 압력, 시간 등)에 의해 다른 방식으로 활성화되고 선택된 응용에에 대해 적절한 조건 하에서 예측 가능하고 신뢰할 만한 방식으로 경화되는 한 다른 재료로 형성될 수 있다. 그러한 재료는 미국 특허 제6,131,897호에 개시된 에폭시계 수지이며, 상기 특허의 교시 내용은 본원에 참고사항으로 포함된다. 또한 미국 특허 제5,766,719호, 제5,755,486호, 제5,575,526호 및 제5,932,680호(참고로 인용됨)를 참조하기 바란다. 일반적으로, 팽창 가능한 재료의 요구되는 특징은 비교적 높은 강성, 높은 강도, 높은 유리 전이 온도(일반적으로 70℃보다 높음) 및 접착 내구성을 포함한다. 이러한 방식으로, 재료는 일반적으로 자동차 제조자에 의해 채용되는 재료 시스템과 상충되지 않는다. 예시적인 재료는 미시간주의 로메오에 소재한 L&L Products, Inc.를 통해 상업적으로 입수 가능하고 제품명 L-5207, L-5208, L-8100, L-8101, L-8103 및 L-8503으로 판매되는 재료를 포함한다.

일반적으로, 보강을 위해 사용될 때, 팽창 가능한 재료는 원래의 비팽창 체적의 110% 내지 500%, 더 일반적으로는 130% 내지 300%, 그리고 훨씬 더 일반적으로는 150% 내지 250%인 체적까지 팽창하도록 구성된다. 본 발명의 시스템이 밀봉 또는 배플링(baffling)을 위해 사용될 때, 팽창 가능한 재료는 소리를 흡수하거나 감쇠시키고, 공동 등을 통해 재료의 통과를 차단 및 방지하도록 설계될 수 있다. 그리하여, 팽창 가능한 재료는 원래의 비팽창 체적의 적어도 200%, 적어도 400%, 적어도 800%, 적어도 1600% 또는 심지어 적어도 3000%까지 팽창하도록 구성될 수 있다. 그러한 팽창 가능한 재료의 예는 미국 특허 제7,199,165호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 참고사항으로 포함된다.

팽창 가능한 재료는 열활성화되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 경화, 팽창, 접합, 이들의 조합 등을 위한 다른 자극에 의해 다른 방식으로 활성화될 수 있다. 제한 없이, 그러한 재료는 압력, 수분, 화학 성분, 자외선 조사, 전자 빔, 유도, 전자기 조사 또는 기타 주변 조건과 같은 대안적인 자극에 의해 활성화될 수 있다. 구체적인 예로서, 재료는 하나의 성분을 다른 성분에 첨가할 때 팽창, 경화, 접착 또는 이등의 조합이 발생하는 2-성분 접착성 재료일 수 있다. 재료의 예는 에폭시/아민 재료 및 에폭시/산 재료를 포함한다.

팽창 가능한 재료가 열활성화되는 열팽창성 재료인 응용예에서, 구조 발포체를 포함하는 재료의 선택 및 구성이 수반되는 중요한 고려 사항은 재료 반응 또는 팽창 및 가능하게는 경화가 발생하는 온도이다. 예를 들어, 대부분의 응용예에서, 재료는 실온에서 또는 생산 라인 환경 내의 주변 온도에서 반응하는 것이 바람직하지 않다. 더 일반적으로, 구조 발포체는 발포체가 자동차 부품과 함께 상승된 온도에서 처리될 때 조립 공장 내에서 만나는 것과 같은 더 높은 처리 온도에서 또는 예를 들어 페인트 경화 단계와 같은 더 높은 인가 에너지 레벨에서 반응한다. 자동차 조립 작업시에 만나는 온도는 약 150℃ 내지 200℃(약 300℉ 내지 400℉) 범위일 수 있지만, 차제 및 페인트 샵 응용예는 일반적으로 약 90℃(약 200℉)이거나 그보다 약간 높다. 유사하게, 다른 운송 장치(예를 들어, 자전거, 모터사이클, 모든 지상 차량 또는 기타의 것)의 제조 동안, 페인트 경화 처리(파우더 코트 응용예) 또는 기타의 처리 동안 더 높은 온도가 사용될 수도 있다. 하나의 구성에서, 재료는 약 120℃보다 높거나, 약 150℃보다 높거나, 심지어 약 160℃보다 높은 온도에서 반응하다. 필요하다면, 발포제 활성제가 조성물 내에 포함되어 상술한 범위 밖의 여러 온도에서 팽창하게 할 수 있다.

구체적인 예에 의해, 재료는 파우더 코트 페인트 경화 작업에서 경화되는 것이 고려될 수 있다. 그러한 작업에서, 재료는 약 10분 내지 60분의 노출 시간으로 대략 120℃ 내지 230℃ 범위의 온도에 노출될 수 있다. 또한, 재료는 석출 경질화 경화 작업에서 경화되는 것이 고려될 수 있다 이 작업에서, 재료는 약 45분 내지 8시간의 노출 시간으로 대략 150℃ 내지 230℃ 범위 온도에 노출될 수 있다.

일반적으로, 적절한 팽창 가능한 발포체는 대략 0 내지 1000%의 팽창 범위를 갖는다. 팽창 가능한 재료의 팽창 레벨은 1500% 이상만큼 증가될 수 있다. 일반적으로, 강도 및 강성은 낮은 팽창성을 갖는 제품으로부터 얻어진다.

팽창 가능한 재료를 위한 일부 다른 가능한 재료는 적어도 하나의 모노머 타입 알파-올레핀, 페놀/포름알데히드 재료, 페녹시 재료 및 폴리우레탄을 갖는 폴리올레핀 재료, 코폴리머 및 터폴리머를 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 미국 특허 제5,266,133호, 제5,766,719호 제5,755,486호, 제5,575,526호, 제5,932,680호 및 국제 출원 공개 제WO 00/27920호(PCT/US99/24795호)(이들 모두는 참고로 인용됨)를 또한 참고하기 바란다. 일반적으로, 형성된 재료의 요구되는 특징은 비교적 낮은 유리 전이점 및 양호한 접착 내구성을 포함한다. 이러한 방식으로, 재료는 대체로 자동차 또는 기타 차량(예를 들어, 모터사이클, 자전거, 모든 지상 차량 또는 기타의 것) 제조자에 의해 채용되는 재료 시스템과 상충되지 않는다. 더욱이, 그것은 e-코트 초벌칠, 세척 및 탈지(degreasing) 및 기타 코팅 처리뿐만 아니라 최종 차량 조립시에 만나는 페인팅 작업과 같은, 차량의 제조시에 일반적으로 만나는 처리 조건을 견딜 것이다.

다른 실시예에서, 팽창 가능한 재료는 봉입되거나 부분적으로 봉입된 형태로 제공될 수 있고, 이 형태는 접착성 쉘에 봉입되거나 부분적으로 봉입된 팽창 가능한 발포성 재료를 포함하는 펠렛을 포함할 수 있다. 그러한 하나의 시스템의 예는 미국 특허 제6,422,575호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 참고사항으로 포함된다.

또한, 앞서 논의된 바와 같이, 사전 형성된 패턴이 또한 선택된 구조물, 캐리어 부재 등에 따른 사전 결정된 구성에 따라 시트(편평하거나 휘어진 표면을 가짐)를 압출하고 절단함으로써 그리고 그것에 적용함으로써 만들어진 것들에 채용될 수 있다.

통상의 기술자는 시스템이 미국 특허 제6,482,486호 및 제6,467,834호에 개시된 통상의 방음 배플 또는 차량 구조 보강 시스템과의 조합으로 또는 그것들의 구성요소로서 채용될 수 있다는 것을 이해할 것이며, 상기 특허들은 참고사항으로 포함된다.

팽창 가능한 재료의 재료는 기계적 스냅 핏 조립, 당해 분야에 일반적으로 알려진 압출 기술뿐만 아니라 공동 소유의 미국 특허 제5,358,397호의 기술에 따른 미니-어플리케이터 기술을 포함하지만 이것에 한정되지 않는 다양한 전달 시스템을 통해 조립 부재로 전달되어 그 안에 배치될 수 있고, 상기 특허는 참고사항으로 포함된다. 이러한 비제한적 실시예에서, 재료 또는 매체는 댐핑 특성을 갖는 활성 폴리며 또는 기타 열활성화 폴리머(예를 들어, 성형 가능한 고온 용융 접착제계 폴리머 또는 팽창 가능한 구조 발포체이며, 그 예는 올레피닉 폴리머, 비닐 폴리머, 열가소성 고무 함유 폴리머, 에폭시, 우레탄 등을 포함함)로 적어도 부분적으로 코팅되고, 여기서 발포성 또는 팽창 가능한 재료는 선택된 표면 또는 기판 상에 스냅-핏 결합될 수 있고; 압출에 의해 선택된 기판 또는 부재를 따라 배치하기 위해 구슬 또는 펠렛 내에 배치될 수 있고; 배플 기술; 당해 분야에 잘 알려진 바에 따라 다이-캐스팅 적용; 배플 및 블래더 시스템의 사용을 포함할 수 있는 펌핑 가능한 적용 시스템; 및 스프레이 가능한 적용의 사용을 통해 기판을 따라 배치될 수 있다.

다른 바람직한 구성에서, 앞서 언급한 바와 같이, 매트릭스 재료는 비활성 그리고/또는 비팽창성일 수 있다. 이러한 구성에서, 힘의 인가시에, 그리고 선택적으로 활성화시에, 매트릭스 재료는 소성 변형되어 삽입체 및 제1 부재와 제2 부재의 접촉 영역을 둘러싸서 이들을 밀봉한다. 따라서, 하나의 구성에서, 매트릭스 재료는 가스켓을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 재료는 결합된 구성요소들을 밀봉하기 위해 사용되는 임의의 적절한 가스켓을 포함할 수 있다.

일 태양에서, 삽입체는 용착성 제품이 되도록 구성될 수 있다. 용착성 제품으로써 포함될 때, 매트릭스 재료는 용접부 주변에 추가의 밀봉을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 용착성 재료의 예는 미국 특허 공개 제2004/0076831호 및 제2005/0260399호에 개시되어 있으며, 본원에 참고사항으로 포함된다.

삽입체

삽입체의 형상 및 크기는 응용예들 사이에서 달라질 수 있다. 삽입체는 대체로 정방형이거나 장방형인 것이 고려될 수 있다. 그러나, 다른 형상은 원형, 타원형, 칠각형, 육각형 등을 포함하거나, 또는 규칙적이거나 규칙적이지 않은 형상을 포함하는 것이 고려된다.

삽입체의 두께는 날씨 및 매트릭스 재료가 어느 레벨까지 활성화되는지 또는 팽창 가능한지와 같은 인자들의 수에 따라 달라질 수 있다. 두께는 또한 충전될 제1 부재와 제2 부재 사이의 개방 공간의 체적에 따라 달라질 수 있다. 또한, 두께는 매트릭스 재료의 유연성에 기초할 수 있다. 적절한 두께의 예는 10mm 미만, 5mm 미만, 2mm 미만, 0.3mm 미만 또는 그보다 작은 값을 포함한다. 따라서, 삽입체는 0.1mm 내지 10mm 범위 또는 심지어 2mm 내지 5mm 범위 또는 다른 값의 연속적인 두께를 갖는다.

삽입체(10)는 대체로 평면형인 표면 또는 대체로 비평면형인 표면(예를 들어, 아치형이거나, 뾰족하거나, 이랑이 있거나, 함몰되어 있거나, 모서리를 갖거나 이들의 조합과 같은 변화하는 표면)에 적용될 수 있다. 삽입체(10)를 비평면형 표면에 적용할 때, 비평면형 표면의 하나 이상의 부분(예를 들어, 연결 영역)이 삽입체(10)와 접촉하지 않아서, 삽입체와 비평면형 표면의 부분 사이에 갭이 형성되는 것이 고려될 수 있다. 삽입체(10)를 비평면형 표면에 적용할 때(예를 들어, 비평면형 표면 주변으로 삽입체를 구부리는 것), 삽입체(10)의 하나 이상의 부분의 상호 "번칭(bunching)"(예를 들어, 삽입체를 접는 것 또는 기타의 것)이 또한 고려될 수 있다. 삽입체의 "번칭"은 또한 제2 부재를 제1 부재(삽입체가(10) 그 위에 배치됨)에 결합할 때 삽입체(10)와 제2 부재 사이에 갭을 형성한다. 매트릭스 재료의 활성화를 통해, 매트릭스 재료가 젖어서 제1 부재와 제2 부재 사이의 임의의 갭을 채우거나, 임의의 "번칭"을 줄이거나 제거하고, 또는 이들 둘 모두를 이룰 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

삽입체(10)는 제한된 갭이 형성되거나 전혀 형성되지 않은 상태 또는 제한된 번칭이 발생하거나 전혀 발생하지 않는 상태로 평면형 표면 및 비평면형 표면 모두에 적용될 수 있다. 그러나, 삽입체가 비평면형 표면 또는 표면들에 인가되어 갭 및/또는 번칭을 발생시키는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 본 발명의 삽입체(10)는 삽입체의 형상이 대체로 비평면형 표면에 대응하도록 삽입체를 변형시키는데 도움이 되도록 적어도 하나의 구멍(25)(예를 들어, 개구, 슬릿 또는 기타의 것)을 더 포함할 수 있다. 구멍(25)은 삽입체의 형성(위빙, 몰딩, 압출 또는 기타의 것) 동안 형성될 수 있고, 사전 형성된 삽입체로의 다이 컷팅 또는 기타의 것에 의한 별도의 단계에서 포함될 수 있다. 구멍(25)을 갖는 삽입체(10)는 제1 및 제2 부재 중 하나 또는 모두의 표면을 따른 다양한 프로파일 변화를 수용하도록 대체로 비평면형이거나 변화하는 표면에 적용될 수 있다. 포함되었을 때, 구멍(25)은 갭 또는 기타 불균일성(예를 들어, 삽입체의 번칭 또는 기타의 것)이 제1 부재와 제2 부재 사이에서 감소되거나 제거되도록 비평면형 표면을 따라 삽입체를 연장시키는데 도움이 된다.

삽입체(10)에 구멍(25)을 제공함으로써, 삽입체(10)는 더욱 성형이 용이해지거나(예를 들어, 유연성, 굽힘성 또는 기타의 것을 가짐), 비평면형 표면의 연결 영역에 대해 (예를 들어, 크기 및/또는 형상에 있어서) 더욱 상보적이 되어, 삽입체의 실질적인 부분이 비평면형 표면을 따라 연결 영역과 직접 접촉될 수 있는 한편, 그들 사이의 갭 또는 기타의 것을 감소시키거나 제거한다. 삽입체(10)를 구부리는데 있어서, 삽입체의 "번칭"이 프로파일의 변화를 수용하고 삽입체와 비평면형 표면 사이의 갭을 줄이거나 제거하기 위해 하나 이상의 영역에서 발생할 수 있다는 것이 또한 이해된다. 도 10a 내지 도 11b에 도시된 바와 같이, 구멍(25)은 엣지부(26) 등을 따르는 것과 같이 삽입체의 일부를 따라서 위치할 수 있거나(도 10a 및 도 10b), 중심부(27) 내에 위치할 수 있거나(도 11a 및 도 11b), 또는 두 경우 모두가 될 수 있다. 구멍(25)은 삽입체의 일부를 따라서 종방향으로 연장될 수 있거나, 삽입체 전체를 따라서 연장될 수 있다. 구멍(25)은 삽입체(10)의 일부를 통해 횡방향으로 연장될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 구멍(25)은 관통구를 형성하도록 삽입체(10)를 완전히 관통하여 횡방향으로 연장될 수 있다.

구멍(25)을 가진 삽입체(10)를 비평면형 표면에 적용할 때(예를 들어, 삽입체가 비평면형 표면 주위로 구부러짐), 삽입체(10)가 비평면형 표면의 프로파일에 일치함(예를 들어, 구부러지거나 대응함)에 따라, 구멍(25)의 엣지(28)(예를 들어, 주변 엣지)는 적어도 부분적으로, 실질적으로 또는 심지어 완전히 서로 합쳐져셔, 구멍(25)이 실질적으로 줄어들거나 제거될 수 있다(도 10b 및 도 11b). 예를 들어, 구멍(25)의 엣지(28)들은 포괄적이 접촉 상태로 또는 근접 상태로 합쳐질 수 있고, 따라서 구멍(25)은 실질적으로 줄어들거나 제거될 수 있다(즉, 실질적인 양이 매트릭스 재료의 활성화시에 개구가 완전히 둘러싸일 정도의 충분한 양임). "실질적인" 감소량은 삽입체(예를 들어, 매트릭스 재료)의 활성화시에 구멍(25)의 나머지 부분이 완전히 둘러싸일 정도의(예를 들어, 충전될 정도의) 충분한 양이다. 삽입체의 활성화시에, 매트릭스 재료는 젖거나 그리고/또는 팽창하여 구멍(25) 또는 삽입체와 제1 및 제2 부재 사이의 임의의 잔류 갭을 둘러쌈으로써, 삽입체가 제1 및 제2 부재를 직접 접촉 상태로 가져가는 임의의 변위에 대해 저항하게 하고, 그리고/또는 제1 부재와 제2 부재(예를 들어, 유사하지 않은 재료) 사이의 연결 영역을 주변 환경으로부터 밀봉한다.

하나의 비제한적인 예에서, 제1 삽입체와 비평면형 표면 사이의 갭 및/또는 "번칭"은 대체로 강성의 삽입체(예를 들어, 유리 섬유 등으로 형성된 격리물)를 갖는 응용예에서 발생할 수 있다. 그리하여, 구멍(25)이 포함되었을 때, 이것은 삽입체에 증가된 가요성을 제공하여(예를 들어, 유연성이 커짐), 비평면형 표면을 수용하고 그것에 일치하게 함으로써, 대체로 동일한 비평면형 표면에 적용되는 구멍(25)이 없는 삽입체에 비해 갭 또는 "번칭" 또는 이들 모두를 감소시키고 그리고/또는 제거한다.

삽입체는 릴리즈 페이퍼와 같은 제1 재료에 적용되어 릴리즈 층을 매트릭스 재료 및/또는 격리물과 접촉시킴으로써 삽입체 상에 릴리즈 층을 형성할 수 있다. 그 후, 제1 재료는 삽입체로부터 제거되어, 격리물을 갖는 매트릭스 재료를 남길 수 있다. 삽입체는 핸들링 층을 형성하기 위한 필름을 갖는 합성 재료와 같은 제2 재료에 적용될 수 있다. 핸들링 층은 실질적으로 점착성이 없거나 자국이 남지 않는 표면을 제공하기 위해 삽입체(예를 들어, 매트릭스 재료)의 외측 표면을 적어도 부분적으로 덮는다. 그러한 릴리즈 필름 재료 및 핸들링 필름 재료의 예는 공동으로 소유되고 동시 계류 중인 미국 특허 공개 제2008/0254214호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 참고사항으로 포함된다.

매트릭스 재료는 격리물과 접촉하는 동안 비가공 상태의 제1 점착성을 포함하고, 따라서 제1 점착성은 제1 및 제2 부재의 표면에 적용된 후에 변위에 저항하도록 충분히 높을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 삽입체는 제1 점착성보다 낮을 수 있는 제2 점착성을 갖는 외측 표면을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 삽입체는 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료와 접촉하는 제거 가능한 릴리즈 필름 및 실질적으로 점착성이 없는 제2 점착성을 갖는 외측 표면과 접촉하는 핸들링 필름을 포함할 수 있다.

다른 태양에서, 삽입체는 소수성 재료로 형성되거나 소수성이 되도록 박판화될 수 있다.

또 다른 태양에서, 삽입체는 상이한 형성 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 하나의 바람직한 형성 기술에서, 매트릭스 재료 및 격리물은 동시 압출에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 다른 기술도 사용될 수 있다.

사용 방법

도 3 내지 도 7b 및 도 10a 내지 도 11b를 참조하면, 본 발명의 삽입체의 두 가지 사용예가 각각 도시되어 있다. 본 발명은 2개 이상의 부재의 직접 접촉을 방지하도록 이들을 결합하고 이들 사이에 거리를 유지하는 체결(예를 들어, 리벳팅 또는 기타의 것) 시스템에 특히 적합하다. 본원에 개시된 삽입체는 제1 및 제2 부재(12, 14) 사이에 부착되기 전에 이들 사이에 배치된다. 그 후 제1 부재와 제2 부재는 서로 합쳐지고, 체결 장치 또는 기타의 것을 사용하여 힘 'F'이 인가된다.

제1 부재와 제2 부를 서로 합치는 것에 있어서, 제2 부재는 제1 부재를 따라 위치하는 삽입체에 적용된다. 제2 부재가 삽입체와 접촉함에 따라서, 격리물에 형성된 하나 이상의 개구는 그 크기가 확대될 수 있도록 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 삽입체는 일관된 개구 구성(예를 들어, 본원에 설명되는 바와 같이 유사한 크기의 개구)을 갖는 격리물을 포함하여, 가변적인 개구 구성(예를 들어, 상이한 크기의 개구)를 갖는 격리물을 포함하는 삽입체에 비해 개구 크기의 불필요한 변위(예를 들어, 제1 부재와 제2 부재 사이의 직접 접촉을 발생시킬 수 있는 개구의 확대)가 억제될 수 있다.

2개의 예에 도시된 바와 같이, 개구(예를 들어, 갭 또는 기타의 것)는 격리물과 제1 및 제2 부재(12, 14) 사이에 형성될 수 있다. 이들 개구는 매트릭스 재료의 활성화 전에, 또는 매트릭스 재료의 활성화 후에, 또는 두 가지 경우 모두에 있어서 삽입체에 의해 부분적으로 또는 완전히 충전될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 부재의 부착 동안, 삽입체를 갖는 제1 부재에 제2 부재를 접촉시키는 것, 또는 제1 부재와 제2 부재의 부착(예를 들어, 체결) 동안 형성되는 발생 토크 또는 이들 둘 모두가 격리물 위로 배치된 매트릭스 재료를 변위시키고, 활성화 전에 개방 공간을 부분적으로 또는 완전히 충전하게 할 수 있다. 대안적으로, 또는 개방 공간의 사전 활성화 충전에 추가하여, 매트릭스의 재료의 활성화 동안, 개방 공간에는 팽창하는 매트릭스 재료가 추가로 충전될 수 있다.

도 5를 참조하면, 힘이 인가됨에 따라서, 매트릭스 재료(예를 들어, 밀봉 재료)를 포함하는 매트릭스 재료는 개구 안으로, 구멍(25) 안으로, 그리고/또는 격리물의 단부 밖으로 변위된다. 이 변위는 제1 및 제2 부재가 격리물에 접촉할 때까지 지속된다. 이 시점에서, 격리물은 제1 부재와 제2 부재 사이의 실질적으로 연속적인 갭을 형성하고 유지하는 스페이서로서 작용하여, 제1 부재와 제2 부재가 실질적으로 직접 접촉하지 않는다. 상술한 바와 같이, 격리물은 실질적인 변형 없이 인가된 힘에 대한 반작용력을 제공하도록 강도면에서 적절할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 삽입체는 편향되기에 충분한 힘을 받았을 때 원래의 상태로 탄성적으로 복귀할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 삽입체는 편향되기에 충분한 힘을 받았을 때 영구적으로 변형될 수 있다. 격리물(20)은 제1 및 제2 부재의 표면(예를 들어, 하나 이상의 비평면형 표면)을 향해 변형(예를 들어, 구부러짐)되도록 구성되어, 삽입체의 프로파일(예를 들어, 형상)이 실질적으로 제1 및 제2 부재의 표면과 일치(예를 들어, 대응)할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 제1 부재와 제2 부재가 부착된 상태에서, 매트릭스 재료는 활성화될 수 있고, 이것은 하나의 바람직한 구성에서 매트릭스 재료가 팽창하여 격리물에 의해 형성된 임의의 개구 또는 구멍(25)의 엣지들 사이에 형성된 개방 공간을 충전하게 한다. 또한, 격리물 외부의 매트릭스 재료는 또한 격리물 전체의 둘레에 밀봉을 형성하도록 팽창된다는 것이 이해되어야 한다. 이 시점에서, 제1 및 제2 부재와 삽입체의 접촉 영역은 주변 환경으로부터 완전히 밀봉된다.

개구는 제1 및 제2 부재에 체결구(예를 들어, 리벳)를 적용하는 동안 삽입체를 통해 형성되는 것이 고려된다. 삽입체를 통해 체결구가 관통하면, 매트릭스 재료는 체결구가 관통 연장하는 주변 영역을 충전하여 밀봉을 형성한다. 그러나, 도 7a에 도시된 하나의 특정한 비제한적인 예에서, 개방 공간(70)은 리벳을 결합부에 체결하는 동안 리벳(예를 들어, Henrob의 자체 관통 리벳)과 같은 체결구(72)와 제1 부재, 제2 부재 및 삽입체 중 하나 이상의 것 사이에 형성될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 리벳은 리벳의 단부가 제2 부재를 관통하지만 완전히 관통하여 연장되지는 않도록 제1 부재(예를 들어, 강)와 연결 영역(삽입체를 포함함)을 통해 제2 부재(예를 들어, 알루미늄)까지 연장된다. 활성화되면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 매트릭스 재료(예를 들어, 팽창 가능한 재료)는 리벳이 관통 연장되는 곳에 형성된 개구 및/또는 개방 공간을 충전하여 그 안에 수분이 유입되는 것을 실질적으로 제한하거나 방지한다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 대체로 중공형인 체결구가 삽입체(예를 들어, 연결 영역)를 통해 연장됨에 따라서, 매트릭스 재료의 일부가 체결구의 중공 공동 내에서 변위되어, 활성화시에 매트릭스 재료가 체결구의 내부와 외부(예를 들어, 주변)의 개방 공간까지 연장되고 수분이 그 안에 유입되는 것을 제한하거나 방지한다고 생각된다.

하나의 구체적인 예

도 8a 내지 도 9b를 참조하면, 본 발명의 구조적 장착 삽입체의 비제한적인 예 및 사용이 도시되어 있다. 이 예에서는, 실시예들 중 임의의 것(예를 들어, 격리물 또는 기타의 것)이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이 구성에서는, 쇼크 타워 하우징(30)이 완충기 조립체로의 액세스를 위해 그리고 자동차의 내측 에이프런 구성요소 및 하나 이상이 프레임 부재(예를 들어, 내측 전방 에이프런, 지지 부재, 보강 부재)에의 장착을 위해 제공된다. 쇼크 타워는 제1 하우징부(32)로부터 연장되는 외측 벽을 포함한다. 외측 벽은 제1 하우징부에 대해 대체로 횡방향으로 연장되어 그것과의 사이에 공동을 형성한다. 제1 하우징부(32)는 제1 하우징부를 통해 외측 벽에 의해 형성된 내부 공동까지 연장되는 개구(66)를 포함한다. 개구(66)는 공동 내에 위치한 완충기(도시되지 않음)의 단부에 대한 액세스를 위해 구성된다. 외측 벽은 대체로 대향하는 제1 및 제2 벽부(34, 36) 및 이들 사이의 측벽부(38)를 포함한다. 하우징은 연결 영역을 따라 제1 차량 프레임 부재에 부착하기 위한 제1 벽부의 제1 장착부(40)를 더 포함한다. 제1 장착부(40)는 그것으로부터 연장되는 암(44)을 갖는 주 본체부(42)를 포함하고, 주 본체부와 암은 하나 이상의 삽입체(48)를 수용하기 위한 장착 표면(46)을 갖는다.

하우징은 또한 연결 영역을 따라 제2 차량 프레임 부재에 부착하기 위한 제1 벽부의 제2 장착부(50)를 포함한다. 제2 장착부는 제2 장착 표면(54)에 대한 제1 장착 표면(52)을 포함하고, 이들 사이에는 하나 이상의 삽입체(58)를 수용하기 위한 상호연결 비평면형 장착 표면(56)이 대체로 연장된다.

하우징은 제3 연결 영역을 따라 제3 차량 프레임 부재(예를 들어, 내부 에이프런 부재)에 부착하기 위한 제3 장착부(60)를 더 포함한다. 제3 장착부는 제1 벽부를 따라 제1 벽부를 따르는 제1 및 제2 장착부에 대체로 대향하는 대향측에서 하우징의 제2 벽부를 따라 연장된다. 제3 벽부는 하나 이상의 삽입체(64)를 수용하기 위한 장착 표면(62)을 포함한다.

쇼크 타워 하우징은 본원에 설명된 것과 같은 구조적 장착 삽입체(48, 58, 64)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 삽입체(48, 58, 64)는 제1 차량 지지 부재, 제2 차량 지지 부재 및 내부 에이프런 부재의 대응 연결 영역에 대해 다양한 형상으로 각각 형성된다. 삽입체(58)는 사전 결정된 위치에서 그 안에 형성되는 구멍(25)을 포함함으로써, 제2 장착 연결 영역으로의 인가시에, 구멍이 제2 장착 연결 영역의 제1 장착 표면과 제2 장착 표면 사이의 비평면형 표면을 따라 위치된다.

제1, 제2, 제3 장착 연결 영역은 각각의 부재에 대해 위치되어 그들 사이에 삽입체와의 중첩부를 형성한다. 중첩부는 결합부의 추가적인 고정을 위해 중첩부를 통해 그 안에 형성된 개구를 통해 연장되는 리벳 체결구를 수용할 것이다.

예

본 발명에 따른 삽입체와 접촉하는 표면들은 만족스러운 전단 강도를 얻을 수 있다. 예를 들어, 랩(lap) 전단 시험은 유사한 치수를 갖는 2개의 EG-60 시험 기판을 포함한다(예를 들어, 각각 약 25mm의 폭×120mm의 길이×0.8mm의 두께임). 제1 시험 기판의 단부 근처에서 폭을 가로질러 밀봉제 재료의 스트립이 적용된다. 제2 시험 기판의 단부를 제1 시험 기판 상에 위치한 밀봉제 재료에 결합하여, 시험 쿠폰이 동일 축을 따라 연장되고 제1 시험 기판과 제2 시험 기판의 결합된 단부들이 그들 사이에 밀봉제 재료가 위치한 상태로 중첩되어 중첩부(예를 들어, 약 45mm×10mm의 접합 영역)를 형성하게 한다. 중첩부는 시험 기판이 아닌 밀봉제 재료에 파손을 제공하기에 충분하다. 그 후, 시험 기판은 경화된다.

각각의 시험 기판은 부하가 저하될 때까지 인스트론(Instron)과 같은 실험실 시험 프레임을 사용하여 약 20mm/min의 속도에서 (예를 들어, 대체로 동일 축을 따라 반대 방향으로) 인장된다.

시험 샘플은 격리물을 갖는 매트릭스 재료를 포함하는 삽입체에 의해 결합된 EG-60 기판을 포함하여 준비된다. 삽입체를 적용하여 삽입체의 표면을 기판과 접촉시켜 결합부를 형성한 후에, 시험 샘플이 경화되고 전단 응력이 판단된다. 시험 샘플들은 약 0.25mm의 접합선에서 약 14.7MPa 내지 약 16.3MPA(예를 들어, 유리 스크림 격리물 재료를 사용하여 약 15.6MPa)의 전단 강도 및 약 13.4MPa 내지 약 15.0MPa의 전단 강도(예를 들어, 섬유유리 메쉬 격리물 재료를 사용하여 약 14.1MPa)를 얻었다. 또한, 시험 샘플들은 약 0.65mm의 접합선에서 약 11.6MPa 내지 약 13.8MPa(예를 들어, Norton Durite Q421, 타입 p220과 같은 샌드페이퍼 메쉬 격리물을 사용하여 약 12.6MPa)의 전단 강도 및 10.6MPa 내지 13.8MPa(예를 들어, Dexmet와 같은 폴리머릭 메쉬 격리물 재료를 사용하여 약 11.9MPa의 전단 강도를 얻었다. 또한, 시험 샘플들은 약 0.75mm의 접합선에서 약 10.6MPa 내지 약 13.8MPa(예를 들어, 금속 메쉬 격리물 재료를 사용하여 약 13.4MPa)의 전단 강도를 얻었다. 본원에서 논의된 바와 같이, 접합선은 활성화된(예를 들어, 경화된) 밀봉제 재료가 사이에 있는 상태의 제1 부재와 제2 부재의 내부 표면들 사이의 거리를 지칭한다.

본 발명의 보강 시스템은 약 0.1mm 내지 약 2mm 또는 약 0.25mm 내지 약 0.75mm의 접합선을 포함할 수 있다.

본 발명의 보강 시스템은 적어도 8.0MPa, 바람직하게는 적어도 약 12.0MPa, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 14.0MPa의 전단 강도를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

기타 응용예

본 발명의 보강 시스템은 특히 모터사이클, 자전거, 자동차, 보트, 기차 또는 기타의 것을 위한 운송 산업에서 다양한 태양의 구조적 보강에 사용될 수 있다. 하나의 특히 유리한 응용예에서, 본 발명의 보강 시스템은 유사하지 않은 금속 구성요소들이 서로 결합되고 그러한 구성요소들이 공통적으로 수분에 노출되는 응용예에 사용될 수 있다. 이들 구성에서, 본 발명의 삽입체(예를 들어, 비금속 삽입체)는 그러한 구성요소의 견고한 장착을 제공하는 한편, 유사하지 않은 재료들의 직접 접촉을 방지하기 위한 연속적인 스페이서 층을 제공함으로써 재료들을 부식으로부터 보호한다. 본 발명이 유용한 추가의 구성요소들은 힌지 조립체, 도어 랫치 조립체, 전방 및 후방 범퍼 시스템, 리프트 게이트, 차체 하면 보강물 등을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다.

본 발명의 보강 시스템은 차체 수리소, 종합 조립 플랜트 또는 기타의 곳에서 사용될 수 있다. 보강 시스템은 원래의 제조 동안 2개 이상의 구성요소의 개선된 부착을 제공할 뿐만 아니라, 사고시에 완전성(예를 들어, 강도 또는 기타의 것)이 위협받는 구성요소들의 개선된 부착을 제공한다.

논의된 바와 같은 본 발명은 여러 이점을 제공할 수 있다. 일례로서, 사람, 기계 또는 이들의 조합이 2개 이상의 유사하지 않은 표면들 또는 부재들을 서로 체결(예를 들어, 리벳, 용접, 볼트, 스크류 또는 기타의 부착)할 수 있고, 이들의 직접 접촉, 부식 및/또는 체결구의 느슨해짐(예를 들어, 토크 분리)를 제한하거나 방지할 수 있다. 2개의 유사하지 않은 재료들의 직접 접촉을 제한하거나 방지하는 것은, 하나의 바람직한 실시예에서, (예를 들어, 체결구를 통해 부재 또는 표면과 격리물 사이에 접촉(예를 들어, 금속 대 비금속 접촉)이 달성될 때까지) 표면들 또는 부재들을 서로 끌어당기거나 가압하거나 조임으로써 달성될 수 있다. 표면 또는 부재는 시간 경과 및/또는 온도 변화에 의해 유발될 수 있는 바람직하지 않은 대규모의 크립을 경험하지 않는 압출력을 격리물에 발생시키도록 지속적으로 서로 끌어당겨지거나 가압된다. 이러한 방식으로, 삽입체, 더 구체적으로는 격리물은 유사하지 않은 재료들 사이에 스페이서 층을 유지하는 한편, 매트릭스 재료는 유사하지 않은 재료들과의 접촉을 위해 격리물의 개구를 통해 연장되어, 그들 사이에 형성된 임의의 개방 공간을 밀봉한다. 그리하여, 본 발명은 유사하지 않은 재료들 중 하나 또는 모두의 부식에 기인한 보강 시스템의 교체 및/또는 수리를 제한하거나 제거할 수 있다.

달리 언급되지 않으면, 본원에 도시된 다양한 구조물들의 치수 및 형상은 발명의 제한을 의도하지 않으며, 다른 치수 또는 형상도 가능하다. 복수의 구조 구성요소들은 일체화된 구조물에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 일체화된 구조물은 분리된 복수의 구성요소로 나뉠 수 있다. 또한, 본 발명의 특징은 도시된 실시예들 중 하나만이 환경에서 설명될 수 있지만, 소정 응용예에서 그러한 특징은 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다. 또한, 이상으로부터, 본원의 독창적인 구조물의 제작 및 그 작동은 본 발명에 따른 방법을 구성한다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 개시되었다. 그러나, 통상의 기술자는 특정 변형이 본 발명의 교시 내에 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 발명의 범위 및 내용을 판단하기 위해서는 다음의 청구범위가 고찰되어야 한다.

Claims (20)

1. 접착, 밀봉 및 격리를 위한 삽입체이며,
   약 115℃보다 높은 용융점 또는 유리 전이 온도를 갖는 대체로 비전도성인 격리물과,
   격리물과 접촉하고 비가공 상태에서 점착성을 갖는 매트릭스 재료로서, 삽입체의 설치 후에 열에 대한 노출에 의해 경화되고, 표면에의 적용 후에 변위에 저항하기에 충분하게 점착성이 높은 매트릭스 재료를 포함하고,
   2개의 유사하지 않은 재료들 사이의 결합부에 설치되면, 격리물은 2개의 유사하지 않은 재료를 접합하고, 2개의 유사하지 않은 재료가 서로 직접 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하는
   삽입체.
2. 제1항에 있어서, 격리물은 측방향 변위에 대항하여 서로에 대해 구속되는 세장형 섬유들의 네트워크를 포함하는
   삽입체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 격리물 내의 섬유들은 유사하지 않은 재료들 중 임의의 것의 임의의 접촉 엣지와 대체로 평행하지 않게 배향된 종방향 축을 갖는
   삽입체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 표면은 매트릭스 재료 위에 놓인 비점착성 핸들링 필름의 부분인
   삽입체.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 재료는 상승된 온도에 노출되면 팽창할 수 있는
   삽입체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체는, 유사하지 않은 재료들 중 어느 하나의 비평면형 표면에 적용될 때 적어도 부분적으로 합쳐지는 엣지들을 갖는 하나 이상의 구멍을 포함하여, 삽입체의 형상이 비평면형 표면에 대체로 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하는
   삽입체.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료는 유동하거나 팽창하여 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개방 공간을 충전하는
   삽입체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체를 편향시키기에 충분한 힘을 받으면, 삽입체는 원래의 상태로 탄성적으로 복귀할 수 있는
   삽입체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체를 편향시키기에 충분한 힘을 받으면, 삽입체는 영구적으로 변형되는
   삽입체.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체는 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료와 접촉하는 제거 가능한 릴리즈 필름 및 실질적으로 점착성이 없는 제2 점착성을 갖는 외측 표면과 접촉하는 핸들링 필름을 포함하는
    삽입체.
11. 접착, 밀봉 및 격리를 위한 삽입체이며,
    측방향 변위에 저항하여 서로에 대해 구속되는 세장형 가닥들의 네트워크에 의해 복수의 개구가 관통 형성되는 대체로 비전도성 격리물로서, 세장형 가닥들이 폴리아미드, 폴리에스터, 유리 섬유 또는 이들의 조합으로 형성되는 격리물과,
    격리물 위로 매립되고 비가공 상태에서 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료로서, 삽입체의 설치 후에 열에 대한 노출에 의해 경화되고, 제1 점착성은 표면에 대한 적용 후에 변위에 저항하기에 충분히 높은, 매트릭스 재료와,
    제1 점착성보다 낮은 제2 점착성을 갖는 외측 표면을 포함하고,
    격리물은 약 0.1mm 내지 약 0.8mm 범위의 두께를 갖고,
    유사하지 않은 재료를 갖는 2개의 대향하는 부재들 사이의 결합부에 설치되면, 격리물은 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 집적 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고,
    열이 인가되면, 매트릭스 재료가 팽창하여 세장형 가닥들을 통해 형성된 복수의 개구를 충전하고, 격리물과 유사하지 않은 재료들 사이의 연결 영역을 밀봉 및 접합하는
    삽입체.
12. 제11항에 있어서, 삽입체는 2개의 대향하는 부재들 중 어느 하나의 비평면형 표면에 적용되면 적어도 부분적으로 합쳐지는 엣지들을 갖는 하나 이상의 구멍을 포함하여, 삽입체의 형상이 비평면형 표면에 대체로 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하는
    삽입체.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료는 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개방 공간을 충전하도록 유동하거나 팽창되는
    삽입체.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 세장형 가닥들은 씨실 가닥에 대해 대체로 횡방향으로 연장되는 날실 가닥을 포함하여, 인치당 날실-가닥 대 인치당 씨실-가닥의 비율이 약 2:1 내지 약 1:2가 되도록 네트워크를 형성하는
    삽입체.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 개구는 동일한 형상과 간격을 갖는 개구들인
    삽입체.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입체는 제1 점착성을 갖는 매트릭스 재료와 접촉하는 제거 가능한 릴리즈 필름 및 실질적으로 점착성이 없는 제2 점착성을 갖는 외측 표면과 접촉하는 핸들링 필름을 포함하는
    삽입체.
17. 쇼크 타워 하우징과 자동차의 프레임 부재 사이의 장착 조립체이며, 쇼크 타워 하우징 조립체는,
    제1 하우징부로부터 대체로 횡방향으로 연장되어 제1 하우징부와의 사이에 공동을 형성하는 외측 벽으로서, 제1 하우징부는 공동 내에 위치한 완충기의 일부로의 액세스를 위해 관통 연장되는 개구를 갖는, 외측 벽과,
    연결 영역에서 제1 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제1 장착부로서, 제1 차량 프레임 부재에 제1 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제1 장착부와,
    연결 영역에서 제2 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제2 장착부로서, 제2 차량 프레임 부재에 제2 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제2 장착부와,
    구조적 장착 삽입체와,
    프레임 부재들 및 삽입체를 통해 쇼크 타워 하우징까지 연장되는 복수의 체결구를 포함하고,
    구조적 장착 삽입체는, 연결 영역의 형상에 대응하는 형상을 갖는 비전도성 구조 메쉬 재료로서, 동일한 형상 및 간격을 갖는 복수의 개구가 관통 형성된 비전도성 구조 메쉬 재료 및 비전도성 구조 메쉬 재료의 적어도 일부를 둘러싸고 그것을 관통하여 형성된 복수의 개구 내에 있는 열활성화 재료로서, 유연한 재료로 형성되는 열활성화 재료를 포함하고,
    구조적 장착 삽입체는 제1 및 제2 구조적 장착 삽입체를 포함하고, 제1 구조적 삽입체는 제1 구조적 장착 삽입체를 통과하는 하나 이상의 구멍을 더 갖고, 하나 이상의 구멍은 제1 장착부의 장착 표면에 적용될 때 적어도 부분적으로 서로 합쳐지는 에지를 가져서, 제1 구조적 장착 삽입체의 형상이 제1 장착 표면의 비평면형 표면에 대응하도록 함으로써, 하나 이상의 구멍이 비평면형 표면에 적용되지 않은 유사한 삽입체에 비해, 비평면형 표면과 제1 구조적 장착 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭, 제1 구조적 삽입체의 번칭 또는 둘 모두를 감소시키거나 제거하고,
    
    제1 및 제2 장착부의 재료는 제1 및 제2 프레임 부재의 재료와 유사하지 않고, 제1 및 제2 장착부가 제1 및 제2 차량 프레임 부재에 장착되면, 비전도성 구조 메쉬 재료가 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 직접 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고,
    열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 구조 메쉬를 통해 형성된 복수의 개구를 충전하고 주변 환경으로부터 구조 메쉬 재료 및 제1 장착부와 제1 차량 프레임 부재의 연결 영역 및 제2 장착부와 제2 차량 프레임의 연결 영역을 밀봉하고 접합하며,
    열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 복수의 체결구가 구조 장착 삽입체를 통해 연장되는 주변 영역을 충전함으로써 수분이 그 안에 유입되는 것을 실질적으로 제한하거나 방지하는
    장착 조립체.
18. 제17항에 있어서, 매트릭스 재료가 활성화되면, 매트릭스 재료는 유동 또는 팽창하여 하나 이상의 구멍 내에 남아있는 임의의 개방 공간을 충전하는
    장착 조립체.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 격리물은 측방향 변위에 저항하여 서로에 대해 구속되는 세장형 가닥들의 네트워크를 포함함으로써, 가닥들은 유사하지 않은 재료들 중 임의의 것의 임의의 접촉 엣지와 대체로 평행하지 않게 배향된 종방향 축을 가지며, 세장형 가닥들은 폴리아미드, 폴리에스터, 유리 섬유 또는 이들의 조합을 포함하는
    장착 조립체.
20. 쇼크 타워 하우징과 자동차의 프레임 부재 사이의 장착 조립체이며, 쇼크 타워 하우징 조립체는,
    제1 하우징부로부터 대체로 횡방향으로 연장되어 제1 하우징부와의 사이에 공동을 형성하는 외측 벽으로서, 제1 하우징부는 공동 내에 위치한 완충기의 일부로의 액세스를 위해 관통 연장되는 개구를 갖는, 외측 벽과,
    연결 영역에서 제1 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제1 장착부로서, 제1 차량 프레임 부재에 제1 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제1 장착부와,
    연결 영역에서 제2 차량 프레임 부재에의 부착을 위한 제2 장착부로서, 제2 차량 프레임 부재에 제2 장착부를 장착하기 위한 장착 표면을 갖는 제2 장착부와,
    열활성화 재료를 포함하는 구조적 장착 삽입체로서, 제1 및 제2 구조적 장착 삽입체를 포함하고, 제1 구조적 삽입체는 제1 구조적 장착 삽입체를 통과하는 하나 이상의 구멍을 더 갖고, 하나 이상의 구멍은 제1 장착부의 장착 표면에 적용될 때 적어도 부분적으로 서로 합쳐지는 엣지를 가져서, 제1 구조적 장착 삽입체의 형상이 제1 장착 표면의 비평면형 표면에 대응하도록 함으로써, 비평면형 표면과 제1 구조적 장착 삽입체 사이에 형성되는 임의의 갭을 감소시키거나 제거하는, 구조적 장착 삽입체와,
    프레임 부재 및 삽입체를 통해 쇼크 타워 하우징까지 연장되는 복수의 체결구를 포함하고,
    제1 및 제2 장착부의 재료는 제1 및 제2 프레임 부재의 재료와 유사하지 않고, 제1 및 제2 장착부가 제1 및 제2 차량 프레임 부재에 장착되면, 구조적 장착 삽입체는 2개의 유사하지 않은 재료를 서로 접촉하게 하는 임의의 변위에 저항하고,
    열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 주변 환경으로부터 제1 장착부와 제1 차량 프레임 부재의 연결 영역 및 제2 장착부와 제2 차량 프레임의 연결 영역을 밀봉하고 접합하며,
    열이 인가되면, 열활성화 재료가 팽창하여 복수의 체결구가 구조 장착 삽입체를 통해 연장되는 주변 영역을 충전함으로써 수분이 그 안에 유입되는 것을 실질적으로 제한하거나 방지하는
    장착 조립체.

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