KR20160065215A - 자동차용 필러 덮개 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 일체형 차창 안내 웹(2)과 장착 요소(7)를 갖는 캐리어부(1), b) 차창 안내 웹(2)과 캐리어부(1) 사이의 접촉 지점의 협소화부(3), c) 접촉면(11)을 통해 캐리어부(1)에 연결되는 중합체 커버부(4)를 적어도 포함하고, d) 강화 리브(5)가 협소화부(3) 내부에 장착되는 차량용 필러 덮개에 관한 것이다.

Description

자동차용 필러 덮개{PILLAR COVERING FOR MOTOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 필러 덮개(pillar covering) 및 그 사용에 관한 것이다.
자동차의 이산화탄소 배출에 대한 규제가 점점 더 엄격해짐에 따라 자동차의 중량을 저감하여 연료 소비를 줄이려는 노력이 치열하다. 플라스틱 분야에서의 부단한 혁신은 금속성 차체의 상당 부분을 중합체 재료로 제조되는 상대적으로 가벼운 요소로 대체할 수 있도록 하였다. 특히 부품이나 전체 차창 영역도 중합체 재료로 제조되는 요소로 대체될 수 있다. 많은 경우에, 이들 요소는 현저히 가벼우면서도 강재 차창에 필적하는 경도, 안정성 및 강인성을 가진다. 또한 중량의 저감으로 인해 차량의 무게중심이 보다 낮게 이동되어 운전에 긍정적인 영향을 미친다. 또한 금속에 비해 중합체 재료는 현저히 낮은 온도에서 제조, 가공 및 성형될 수 있다. 이로 인해 재료 제조 중의 에너지 수요와 비용이 절감된다.
중합체 재료로 제조되는 성형 부품은 사실상 임의의 바람직한 형상 및 기하구조로 제조될 수 있다. 아라미드, 예컨대 케블라(Kevlar)와 같은 특수 고성능 플라스틱은 매우 높은 강도와 안정성을 가진다.
플라스틱 재질의 많은 재료 부품은 다양한 요건과 기능을 충족해야 한다. 중요한 파라미터로는 안정성, 파단 거동, 긁힘 저항성, 충격 강도 또는 노치 충격 강도가 있다. 개별 구성요소의 중량 및 강도와 같은 기술적인 고려사항 이외에도, 형상, 기하구조 및 외관은 점점 더 중요한 역할을 하고 있다. 특히 자동차 산업에서는 기계적 특성과 더불어 설계와 미적 특질이 대단히 중요하다.
중합체 재료의 다양한 특징을 조합하기 위해, 이들 재료는 다양하게 형상화되고 다양하게 제조되는 모재로 구성된다. 이들 재료의 제조를 위해 확립된 방법은 2-구성요소 또는 다구성요소 사출 성형을 포함한다. 이렇게 하여 내후성, 표면 광택, 내파단성 또는 비틀림 안정성과 같은 특징을 서로 조합하는 것이 가능하다. 또한 고가 재료의 비율을 줄일 수 있다.
DE 196 33 959 A1은 지지체와 외측 장식 필름을 포함하는 성형품을 개시한다. 외측 필름은 장식층과 보호층을 가지며, 보호층은 광중합성 수지 조성물로 구성된다.
WO 2006/094484 A1은 두 개의 구성요소를 포함하는 이차원 플라스틱 차체를 제조하는 방법을 개시한다. 바람직한 실시예에서, 제1 구성요소는 투명 폴리카보네이트로 제조되고 제2 구성요소는 불투명 폴리카보네이트로 제조된다.
DE 197 22 551 A1은 2-구성요소 사출 성형 공정에서 플라스틱 부품을 제조하는 방법을 개시한다.
EP 1 695 808 A1은 자동차용 장식 부품, 예컨대 트림 스트립을 개시한다. 장식 부품은 열가소성 플라스틱으로 제조되는 캐리어부와 커버부를 포함한다. 장식 부품은 바람직하게는 다구성요소 사출 성형 공정에 의해 제조된다.
필러 덮개의 중량을 더욱 저감하기 위해, 차창 안내 웹과 같은 돌출 구성요소는 박화될 수 있다. 안정성을 높이는 동시에 돌출된 박화 구성요소의 파손 위험을 최소화하기 위해, 보강 리브가 외부로부터 박화 영역에 도입된다. 그러나 이들 보강 리브는 돌출된 박화 구성요소의 내파손성을 약간만 증가시킬 수 있을 뿐이다. 또한 외부에서 도입되는 보강 리브는 공간 요건을 증대시켜 필러 덮개의 설치를 보다 어렵게 할 수 있다.
본 발명의 목적은 돌출되고 박화된 구성요소 영역의 강도와 내파손성이 향상된 가공물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 차량용 필러 덮개에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 하위청구항에서 제시된다.
차량용 필러 덮개의 본 발명에 따른 사용은 다른 독립청구항에서 제시된다. 바람직한 실시예는 하위청구항에서 제시된다.
본 발명에 따른 차량용 필러 덮개는 일체형 돌출 구성요소(차창 안내 웹)를 갖춘 적어도 하나의 중합체 캐리어부를 포함하며, 중합체 캐리어부와 차창 안내 웹 사이에는 협소화부가 마련된다. 바람직하게는, 성형된 차창 안내 웹은 실제의 캐리어부로부터 돌출되며, 정확한 치수화는 차량의 대응하는 가공물의 기하구조에 좌우된다. 차창 안내 웹은 바람직하게는 대략 L자 형상으로 구현되고 바람직하게는 그 돌출 영역이 중합체 캐리어부의 기저면에 대해 45° 내지 135°의 각도를 이룬다. 차창 안내 웹은 바람직하게는 두 하위웹 모두 각각 10 mm 내지 20 mm의 길이를 가진다. 본 발명의 맥락에서, 표현 "테이퍼"는 중합체 캐리어부의 기저면에 가깝거나 인접한 차창 안내 웹의 두께가 선형적 또는 점차적으로 감소하는 것을 의미한다. 일체형 돌출 요소의 두께 감소는 구성요소의 가시면의 시각적 싱크 마크(sink mark)를 저감하고 필러 덮개의 중량 저감과 중합체 출발 재료의 절약을 가능하게 한다.
차창 안내 웹은 바람직하게는 중합체 캐리어부와 동일한 재료로 제조되고 바람직하게는 대응하는 공동을 갖춘 몰드를 사용하여 사출 성형 공정에서 제조된다. 협소화부 내부에는 적어도 하나의 강화 리브가 장착된다. 본 발명의 맥락에서 표현 "내부"는 협소화부 너머의 강화 리브의 구성도 포함한다. 바람직하게는, 일체형 돌출 구성요소 외부의 추가적인 공간을 요하지 않으면서 강화 리브는 필러 덮개의 안정성, 내파단성 및 충격 강도를 증가시킨다.
중합체 캐리어부는 바람직하게는 차창 안내 웹의 대향측에 장착 요소를 포함한다. 장착 요소는 바람직하게는 F자 형상으로 구성된다. 장착 요소의 정확한 형상화는 차체의 대응하는 상대 부분에 의해 결정된다. 장착 요소는 바람직하게는 차체 고정 역할을 한다.
중합체 캐리어부는 필러 덮개의 안정성을 제공하며, 중합체 재료, 바람직하게는 최고의 가능 강도, 충격 강도 또는 노치 강도와 비교적 낮은 파손 민감성을 갖는 열가소성 중합체를 함유한다. 중합체 커버부는 접촉면을 통해 중합체 캐리어부에 연결된다. 표현 "접촉면"은 중합체 캐리어부와 중합체 커버부 사이의 경계면을 가리킨다. 중합체 커버부는 장식 기능과 공구 내성 관련 기능을 수행할 수 있다. 커버부의 예로는 필러 덮개의 내후성, UV 내성 또는 내화학성을 증가시키는 표면 또는 코팅이 있다. 중합체 캐리어부와 중합체 커버부는 라운드형 공통 단부를 형성한다. 본 발명의 맥락에서, 표현 "단부"는 바람직하게는 중합체 캐리어부와 중합체 커버부의 총두께가 선형적 또는 점차적으로 감소하는 영역을 가리킨다.
필러 덮개의 기하구조에 따라서는, 바람직하게는 라운드형인 공통 단부가 더 많이 존재할 수 있다. 이 가장자리 기하구조는 필러 덮개 내부의 중합체 캐리어부와 중합체 커버부의 모든 공통 가장자리에, 또는 단지 개별 구성요소의 가장자리에만 원주방향으로 구현될 수 있다. 전체 필러 덮개는 바람직하게는 2-구성요소 또는 다구성요소 사출 성형 공정이나 다구성요소 사출-압축 성형 공정의 하나의 공정 단계에서 제조된다. 대안적인 방법에서, 중합체 캐리어부는 협소화부 및 차창 안내 웹과 함께 하나의 사출 성형 공정에서 제조될 수 있다. 차후에 중합체 캐리어부는 역시 사출 성형 공정에서 제조되는 중합체 커버부에 연결될 수 있다.
협소화부는 바람직하게는 4 mm 내지 1 mm에서 2 mm 내지 0.2 mm로 테이퍼된다. 이 치수는 중량을 최소화하고 광학 품질을 높이는 동시에 돌출부 내부의 안정성을 증대시킬 수 있도록 한다. 바람직하게는, 돌출부는 위에 언급한 영역에서 3 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 10 mm의 길이에 걸쳐 테이퍼된다. 협소화부로 인해 완성된 구성요소의 재료와 중량이 저감될 수 있고 구성요소의 가시면의 반사 광학 특성이 향상된다.
특히 바람직하게는, 복수의 강화 리브가 협소화부 내부에 장착된다. 바람직하게는, 5개 내지 30개의 강화 리브가 협소화부 내부에 장착된다. 복수의 강화 리브를 배치함으로써 협소화부 내의 가능한 파단 민감 영역을 선별 보강하는 것이 가능해진다.
강화 리브는 바람직하게는 협소화부 너머까지 구성된다. 강화 리브는 협소화부 너머의 일체형 돌출 구성요소를 지지할 수 있다.
일체형 돌출 구성요소는 바람직하게는 자동차의 차창 안내 웹을 포함한다.
중합체 캐리어부는 바람직하게는 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리니트릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 바람직하게는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 아크릴에스테르-스티렌-아크릴로니크릴(ASA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌-폴리카보네이트(ABS+PC) 및/또는 이들의 공중합체 또는 혼합물을 함유한다.
차창 안내 웹 및/또는 장착 요소는 표면 상에 바람직하게는 0.5 mm 내지 3 mm의 두께로 감소하는 벽 두께 박화부를 가지며, 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소의 박화된 저부벽은 바람직하게는 벌집형, 원형 또는 다각형 융기 표면 구조물, 특히 바람직하게는 벌집 형상의 육각형 융기 표면 구조물에 의해 보강된다. 융기 표면 구조물은 벽 두께가 박화되는 경우에도 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소의 안정성 및 파손 안전성을 보장한다. 벽 두께의 박화로 인해 필러 덮개의 중량이 저감된다. 융기 구조물은 바람직하게는 0.2 mm 내지 1.5 mm의 두께를 가진다. 차창 안내 웹과 융기 표면 구조물의 총두께는 바람직하게는 하부의 차창 안내 웹의 두께보다 1.2배 내지 3배만큼 크다. 상기 배수는 차창 안내 웹의 최적 중량 대 안정성 비를 보장한다.
융기 표면 구조물은 바람직하게는 표면 구조물 하부에 위치한 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소의 표면의 수직선에 대해 1° 내지 15°의 경사도를 가진다. 이 구배각은 파단 민감성 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소를 사출 몰드에서 용이하게 제거할 수 있도록 한다.
선택적인 실시예에서, 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소는 벽 두께가 박화되지 않은 차창 안내 웹 및/또는 장착 요소의 영역에 융기 표면 구조물을 가진다.
중합체 커버부는 바람직하게는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 및/또는 이들의 공중합체 또는 혼합물을 함유한다. 의도된 용도에 따라서는, 이들 중합체는 몇몇 경우에는 유리상인 고광택 표면에 대한 처리를 가능하게 한다.
중합체 캐리어부는 바람직하게는 무기 또는 유기 충전제, 특히 바람직하게는 SiO2, Al2O3, TiO2, 점토 광물, 실리케이트, 제올라이트, 유리 섬유, 탄소 섬유, 유리 비드, 유기 섬유 및/또는 이들의 혼합물을 함유한다. 충전제는 캐리어부의 안정성을 더욱 증가시킬 수 있다. 또한 충전제는 중합체 재료의 비율을 낮출 수 있고, 따라서 구성요소의 제조비를 줄일 수 있다.
장착 요소는 바람직하게는 밀봉 립을 가진다. 밀봉 립은 차체에 대한 필러 덮개의 신축적이고 누손 없는 설치를 가능하게 한다.
중합체 커버부는 바람직하게는 하드 코트, 특히 바람직하게는 열 또는 UV-경화 코팅, 특히 바람직하게는 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 및/또는 이들의 혼합물 또는 공중합체를 포함한다. 하드 코트는 기계적인 긁힘 손상, 기후의 영향, 온도의 변동, UV 방사선 및/또는 공기나 분사수에서 유래하는 침식성 화학물질에 대한 내성을 향상시킨다. 또한 하드 코트는 장식 기능도 수행할 수 있다.
바람직하게는 중합체 커버부는 400 nm 내지 800 nm 범위에서 60%를 초과하는 평균 광 투명도, 바람직하게는 80%를 초과하는 평균 광 투명도를 가진다. 높은 광 투명도는 단지 가벼운 자체 중량만을 갖고 높은 연성을 가지는 유리상 외관을 중합체 커버부에 부여한다.
강화 리브는 바람직하게는 1 cm 내지 15 cm, 바람직하게는 2 cm 내지 10 cm 서로 이격된다. 이와 같이 배치되는 강화 리브는 차창 안내 웹의 안정성과 파손 안전성을 현저히 증가시킨다. 강화 리브 사이의 정확한 거리는 또한 중합체 커버부용으로 사용되는 재료와 요구되는 필러 덮개의 안정성에 좌우된다.
일체형 돌출 구성요소는 바람직하게는 차창 안내 웹의 안정성을 더욱 증가시키는 보강 리브를 협소화부의 대향측에 구비한다.
본 발명에 따른 필러 덮개는 테이퍼된 돌출부 내부의 강화 리브와 테이퍼된 돌출부 외부 및 인접 영역의 보강 리브를 포함한다.
본 발명은 차량, 바람직하게는 자동차, 트럭, 버스에서, 특히 바람직하게는 자동차의 트림 스트립으로서의 필러 덮개의 용도를 추가로 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도면은 단지 개략적인 표현이며 일정 비례로 작성되지는 않았다. 도면은 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 종래 기술에 따른 필러 덮개의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 필러 덮개의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필러 덮개의 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 4는 필러 덮개의 바람직한 실시예의 입체도이다.
도 5는 본 발명에 따른 강화 리브의 세 개의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 1은 종래 기술에 따른 필러 덮개의 단면도를 도시한다. 중합체 캐리어부(1)는 성형된 일체형 돌출 구성요소(2), 여기서는 차창 안내 웹(2)을 포함한다. 중합체 캐리어부(1)는 밀봉 립(8)을 갖춘 F자 형상 장착 요소(7)를 추가로 포함하고 중합체 커버부(4)에 의해 둘러싸인다. 차창 안내 웹(2)은 협소화부(3)를 통해 중합체 캐리어부(1)에 연결된다. 보강 리브(10)가 협소화부(3) 외부에 장착된다. 보강 리브(10)는 차창 안내 웹(2)의 내파손성을 증가시키지만 중합체 캐리어부(1) 상에 추가적인 공간을 필요로 한다. 중합체 캐리어부(1)와 중합체 커버부(4)는 접촉면(11)을 따라 단부(6)로 이행한다.
도 2는 본 발명에 따른 필러 덮개의 개략적인 단면도를 도시한다. 차창 안내 웹(2)을 구비한 중합체 캐리어부(1)와, 밀봉 립(8)을 갖춘 F자 형상 장착 요소(7)와, 중합체 커버부(4)로 구성되는 기본 구조는 도 1에 도시된 구조에 대응한다. 도 1의 구조와는 달리, 강화 리브(5)가 테이퍼된 돌출부(3) 내부에 배치되어 추가적인 공간을 요하지 않으면서 차창 안내 웹(2)을 효과적으로 안정화한다. 협소화부(3) 내부에서 차창 안내 웹(2)은 4 mm 내지 1 mm에서 2 mm 내지 0.2 mm로의 범위에서 직경(b)으로부터 보다 작은 직경(a)으로 감소한다.
도 3은 본 발명에 따른 필러 덮개의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 차창 안내 웹(2)을 구비한 중합체 캐리어부(1)와, 밀봉 립(8)을 갖춘 F자 형상 장착 요소(7)와, 중합체 커버부(4)와, 강화 리브(5)로 구성되는 기본 구조는 도 2의 구조에 대응한다. 차창 안내 웹(2)은 협소화부(3) 외부에 장착되는 보강 리브(10)와, 0.5 mm 내지 3 mm의 두께로 감소하는 벽 두께 박화부(12)를 가진다. 벽 두께 박화부(12) 영역의 융기 표면 구조물(9)과 보강 리브(10)는 차창 안내 웹(2)의 안정성과 내파손성을 증가시킨다.
도 4는 필러 덮개의 바람직한 실시예의 입체도를 도시한다. 구조는 도 3에 도시된 구조에 대응한다. 벌집형 융기 표면 구조물(9)은 표면을 덮는 규칙적인 육각형 형태로 차창 안내 웹(2)의 표면에 배치된다. 융기 표면 구조물(9)은 0.5 mm 내지 3 mm의 두께로 감소하는 벽 두께 박화부(12)와 더불어 차창 안내 웹(2)의 충분한 안정성을 보장한다. 또한 표면 구조물(9)은 제조 공정 중에 사출 몰드로부터 필러 덮개를 용이하게 제거할 수 있도록 한다. 보강 리브(10)는 차창 안내 웹(2)의 외부에 규칙적 및 불규칙적 간격으로 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 강화 리브의 세 가지 바람직한 실시예(A, B, C)의 개략적인 단면도를 도시한다.
제1 변형예(A)에서, 강화 리브(5)는 쇄선 하부의 협소화부(3) 너머까지 연장된다. 따라서 강화 리브(5)는 협소화부(3) 너머에서 중합체 캐리어부(1)로부터 돌출되는 일체형 구성요소(2)를 지지한다. 강화 리브(5)에서 멀어지는 하중을 흡수하기 위해, 다른 보강 리브(10)가 강화 리브(5)의 대향측에 배치된다.
제2 변형예(B)는 추가적인 보강 리브(10)가 없는 제1 변형예(A)에 대응한다.
제3 변형예(C)는 그 기본 구조가 제2 변형예(B)에 대응한다. 그러나 강화 리브(5)는 협소화부(3) 훨씬 너머까지 돌출되고 일체형 돌출 구성요소(2)의 상당 부분을 지지하고 보강한다.
1: 중합체 캐리어부
2: 일체형 돌출 구성요소/차창 안내 웹
3: 협소화부
4: 중합체 커버부
5: 강화 리브
6: 단부
7: 장착 요소
8: 밀봉 립
9: 융기 표면 구조물
10: 보강 리브
11: 접촉면
12: 벽 두께 박화부
a: 테이퍼된 돌출부의 최소 치수
b: 테이퍼된 돌출부의 최대 치수
A, B, C: 차창 안내 웹의 변형예

Claims (15)

  1. a. 일체형 차창 안내 웹(2)과 장착 요소(7)를 구비한 중합체 캐리어부(1),
    b. 차창 안내 웹(2)과 중합체 캐리어부(1)의 접촉 지점의 협소화부(3) -협소화부(3)에서 차창 안내 웹의 두께는 중합체 캐리어부의 기저면에 인접하여 점차적으로 또는 선형적으로 감소함-,
    c. 접촉면(11)을 통해 중합체 캐리어부(1)에 연결되는 중합체 커버부(4)
    를 적어도 포함하고,
    중합체 캐리어부(1)와 중합체 커버부(4)는 중합체 캐리어부(1)와 중합체 커버부(4)의 총두께가 점차적으로 또는 선형적으로 감소하는 라운드형 공통 단부를 형성하며, 접촉면(11)은 라운드형 단부의 가장자리까지 연장되고,
    d. 적어도 하나의 강화 리브(5)가 협소화부(3) 내부에 장착되며 협소화부(3) 너머까지 구현되는, 차량용 필러 덮개.
  2. 제1항에 있어서, 협소화부(3)는 폭 4 mm 내지 1 mm에서 2 mm 내지 0.2 mm로 테이퍼되는 필러 덮개.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차창 안내 웹(2)은 대략 L자 형상으로 구현되는 필러 덮개.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐리어부(1)는 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리니트릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나를 함유하는 필러 덮개.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차창 안내 웹(2) 또는 장착 요소(7) 또는 둘 모두가 0.5 mm 내지 3 mm의 두께로 감소하는 벽 두께 박화부(13)를 갖는 필러 덮개.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차창 안내 웹(2) 또는 장착 요소(7) 또는 둘 모두가 융기 표면 구조물(9)을 갖는 필러 덮개.
  7. 제6항에 있어서, 융기 표면 구조물(9)은 벽 두께 박화부(12)에 배치되는 필러 덮개.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커버부(4)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나를 함유하는 필러 덮개.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장착 요소(7)는 F자 형상으로 구성되는 필러 덮개.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐리어부(1)는 무기 또는 유기 충전제 또는 이들의 혼합물을 함유하는 필러 덮개.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장착 요소(7)는 밀봉 립(8)을 갖는 필러 덮개.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커버부(4)는 하드 코트를 포함하는 필러 덮개.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 강화 리브(5)는 1 cm 내지 15 cm 서로 이격되는 필러 덮개.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차창 안내 웹(2)은 보강 리브(10)를 갖는 필러 덮개.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량에서 사용되는 것을 특징으로 하는 필러 덮개.
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