KR20160130323A - 하이브리드 범퍼 빔 및 그 제조 및 이용 방법 - Google Patents

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KR20160130323A
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매튜 디. 마크스
소마세카르 벤카트 보바
디하넨드라 쿠마르 나그완시
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

하이브리드 에너지 흡수 빔 제조 방법은 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면이 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브가 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널이 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되는 폴리머 부재를 형성하는 단계와, 금속/합성물 부재를 형성하는 단계와, 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 금속/합성물 부재에 상기 폴리머 부재를 부착시키는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 범퍼 빔 및 그 제조 및 이용 방법{HYBRID BUMPER BEAMS AND METHODS FOR MAKING AND USING THE SAME}
차량-보행자 충돌에서의 부상을 감소시키는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 저속 충돌의 경우, 에너지 흡수 장치는 범퍼에 사용될 수 있으며, 차량 손상을 감소시키고 차량 안전을 보장하도록 에너지를 흡수하며, 보행자의 부상을 감소시킬 수 있다.
미국 연방 자동차 안전 기준(United States Federal Motor Vehicle Safety Standard, FMVSS), 고속도로 안전 보험 협회(Insurance Institute for Highway Safety, IIHS), 자동차 수리기술 연구회(Research Council for Automobile Repairs, RCAR), 및 유럽 경제 위원회(Economic Commission for Europe, ECE)과 같은 기구에 의해 차량에 대한 다양한 성능 요구사항들이 수립되었다. 전 세계에 걸친 차량의 저속 손상성 요구사항들에 관한 규정은 상이하다. 예를 들면, 유럽 및 태평양 지역에서, 차량은 차량의 전후방 모두에서 ECE 42 및 RCAR 기준을 충족시켜야 한다. 미국에서는, 차량이 FMVSS 파트 581, RCAR 및 IIHS 변형 베리어 충격 테스트를 통과해야 한다.
자동차 제조사, 또는 공급자에게, 다수의 요구사항들을 충족시킬 수 있는 비용 효율이 높은 해결 수단을 개발하는 것이 중요하다. 따라서, 안전 기준을 충족시킬 수 있고 경량이며 비용 효율이 높은 방식으로 제조될 수 있는 범퍼 빔이 요구된다.
하이브리드 에너지 흡수 빔과, 상기 빔을 포함하는 물품과, 이를 제조하고 사용하는 방법이 본 명세서에서 설명된다.
차량에 부착되는 하이브리드 에너지 흡수 빔은, 폴리머 부재; 및 상기 폴리머 부재에 결합되는 금속/합성물 부재를 포함하며, 상기 폴리머 부재는 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면은, 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브는 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널은 상기 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되며, 상기 금속/합성물 부재는 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 폴리머 부재와 결합된다.
하이브리드 에너지 흡수 빔을 제조하는 방법은, 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면이 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브가 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널이 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되는 폴리머 부재를 형성하는 단계; 금속/합성물 부재를 형성하는 단계; 및 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 금속/합성물 부재에 상기 폴리머 부재를 부착시키는 단계를 포함한다.
또한, 부품들을 포함하는 범퍼 빔 조립체들이 본 명세서에 포함된다.
동일한 구성요소들이 몇몇의 도면들에서 동일한 번호로 도시되며, 비제한적이고 예시적인 도면들을 참조한다.
도 1은 폴리머 부재를 도시한다.
도 2는 금속/합성물 부재를 도시한다.
도 3은 도 1의 폴리머 부재 및 도 2의 금속/합성물 부재를 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔을 도시한다.
도 4는 A-A선에 따라 취해진 도 3의 하이브리드 에너지 흡수 빔의 단면도이다.
도 5는 하이브리드 에너지 흡수 빔의 폴리머 부재의 채널의 단면도이다.
도 6은 도 3의 하이브리드 에너지 흡수 빔의 평면도이다.
도 7은 ECE 42 펜듈럼(pendulum) 충격 테스트를 위해 설치된 하이브리드 에너지 흡수 빔을 구비하는 후방 범퍼의 단면도이다.
도 8은 도 1의 폴리머 부재의 정면도이다.
도 9는 도 1의 폴리머 부재 및 금속/합성물 부재를 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔을 도시한다.
도 10은 도 1의 폴리머 부재와 금속/합성물 부재를 포함하는 또 다른 하이브리드 에너지 흡수 빔을 도시한다.
도 11은 금속/합성물 부재 상에 배치된 리브들을 구비하는 하이브리드 에너지 흡수 빔의 등각 사시도이다.
하이브리드 에너지 흡수 빔은 폴리머 부재 및 금속/합성물 부재(예를 들면, 금속 부재, 합성물 부재, 또는 금속 부재 및 합성물 부재)를 포함하여, 보행자, 또 다른 차량, 대상물 등과의 차량 충돌과 관련된 충격 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있는 경량의 에너지 흡수 빔을 제공할 수 있다. 테일게이트, 엔진 부품, 범퍼, 라이트 등을 포함하는, 저속 또는 적정 속력 충돌 동안 손상된 차량 부품을 보수하는 것은 고가일 수 있다. 부러진 림들(limbs), 타박상(bruises) 등과 같은 의료 장애가 발생할 수 있으므로 보행자가 움직이는 차량과 충돌하는 것은 위험할 수 있다. 폴리머 부재와 금속/합성물 부재의 조합을 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔은 저속 충돌과 연관되는 보행자 및/또는 차량 손상을 감소시킬 수 있다. 그러한 하이브리드 빔은 완만한 속도에서의 충돌에 연관된 차량 및/또는 대상물에의 손상을 감소시킬 수 있다. 지역 안전 구체사항들, 내부 개발 구체사항 등을 포함하는, 범퍼 빔이 충족시킬 수 있는 다양한 구체사항들이 있다. 이러한 구체사항들은 차량이 판매되는 지역(예를 들면, 미국 및 유럽) 간에 상이할 수 있다. 따라서, 에너지 흡수 빔이 가장 국제적인 범퍼 안전 요구사항들을 충족시키는 것이 바람직할 수 있다. 폴리머 부재와 금속/합성물 부재의 조합을 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔은 가장 국제적인 범퍼 안전 요구사항들, 예를 들면, ECE 42 중앙 펜듈럼 테스트 및/또는 IIHS 시속 10킬로미터 충격 테스트를 충족시킬 수 있다.
하이브리드 에너지 흡수 빔의 폴리머 부재는 채널 및 리브들을 포함할 수 있다. 폴리머 부재는 개방 부분과, 개방 부분이 금속/합성물 부재를 향하는 폐쇄 부분을 구비할 수 있다. 즉, 폴리머 부재는 범퍼 빔의 페시아(fascia)를 향하는 전방 부분과 후방 부분을 구비할 수 있으며, 금속/합성물 부재가 폴리머 부재의 후방 부분에 부착될 수 있다. 폴리머 부재는 h-축을 따라 측정된 높이 Hp, l-축을 따라 측정된 길이 Lp, 및 d-축을 따라 측정된 깊이 Dp를 가질 수 있다.
폴리머 부재의 채널은, 폴리머 부재의 강화 부재와 제1 횡벽, 제2 횡벽, 및 제1 및 제2 횡벽들 간에 연장되는 연결 벽을 포함하는 로브(lobe) 사이에 배치되는 개방 부분으로부터 형성될 수 있으며, 채널은 로브의 제1 횡벽과 강화 부재의 채널 벽 사이에 배치될 수 있다. 리브들은 채널 내에 배치될 수 있으며, 폴리머 부재에 구조적인 강화(예를 들면, 강성, 토션 강도 등)를 제공하여, 차량 충돌 시 하이브리드 에너지 흡수 빔의 변형을 감소시킬 수 있다. 리브들은 폴리머 부재의 길이를 따라 채널 내에 연장될 수 있다.
폴리머 부재는 요구되는 충격 특성들을 제공할 임의의 수의 채널들을 포함할 수 있으며, 임의의 요구되는 형상, 크기, 및/또는 벽 두께를 가져 하이브리드 에너지 흡수 빔의 요구되는 에너지 흡수 특성들을 달성할 수 있다.
(폴리머 부재의 길이 방향에 대해 수직한) 로브의 단면 형상은 임의의 형상을 가질 수 있다. 로브의 제1 및 제2 횡벽들, 및/또는 연결 벽들은 직선이거나 곡선 형태일 수 있으며, 즉, 곧게 뻗거나 굴곡진 단면 형상, 또는 윤곽선을 가질 수 있다. 로브의 제1, 제2 횡벽, 및/또는 연결 벽들은 C-자 형상 또는 U-자 형상을 가질 수 있다. 로브는 제1 및 제2 횡벽들만 포함할 수 있으며, 즉, 연결 벽이 없어, 제1 및 제2 횡벽들이 채널의 개방 측에서 서로 직접 접촉할 수 있다. 이러한 방식에서, V-자 단면 형상이 직선 형태의 제1 및 제2 횡벽들에 의해 형성되거나, C-자 형상 또는 U-자 단면 형상이 굴곡진 제1 및 제2 횡벽들에 의해 형성될 수 있다.
로브는 임의의 크기 및/또는 개방 체적 (또는 단면에서의 개방 영역)을 가질 수 있다. 로브는 h-축을 따라 측정된 높이 Hc, l-축을 따라 측정된 길이 Lc, 및 d-축을 따라 측정된 깊이 Dc를 가질 수 있다. 로브의 높이(Hc)sms 로브의 캐방측을 따라서 가장 클 수 있으며, 수렴하는(converging) 로브를 형성할 수 있다. 반대로, 채널의 높이, Hh는 채널의 폐쇄 측면에서 (즉, 금속/합성물 부재를 향하여) 가장 클 수 있으며, 분기하는(diverging) 채널을 형성할 수 있다. 선택적으로, 둥글납작하거나(bulbous) 분기/수렴하는 로브는, 로브의 높이(Hc)가 로브의 깊이를 따른 지점에서 가장 클 수 있고 채널의 개방 측면 또는 폐쇄 측면에서 가장 크지 않도록 형성될 수 있다.
폴리머 부재의 강화 부재는 채널의 폐쇄 측을 따라 로브의 횡벽으로부터 연장되는 베이스(즉, 베이스 벽 또는 플랜지)(즉, 금속/합성물 부재에 가장 가까운 폴리머 부재의 측면)를 포함할 수 있다. 베이스는 (h-축 방향으로 로브로부터 이격된) 제1 횡벽 위로 연장될 수 있고/있거나, 베이스는 (h-축 방향으로 로브로부터 이격된) 제2 횡벽 아래로 연장될 수 있다.
로브의 제1 횡벽은 첨부된 도면들의 h-l 평면에 의해 규정된 참조 평면(즉, 수직 참조 평면)에 대해 시계 방향으로 측정된 각도 αu로 폴리머 부재의 개방 측면으로부터 연장될 수 있다. 각도 αu는 10도 내지 170도일 수 있다. 각도 αu는 30도 내지 150도일 수 있다. 각도 αu는 90도 내지 135도일 수 있다.
로브의 제2 횡벽은 첨부된 도면들의 h-l 평면에 의해 규정된 참조 평면(즉, 수직 참조 평면)에 대해 시계 방향으로 측정된 각도 αl로 폴리머 부재의 개방 측면으로부터 연장될 수 있다. 각도 αl는 10도 내지 170도일 수 있다. 각도 αl는 30도 내지 150도일 수 있다. 각도 αl는 45도 내지 90도일 수 있다.
로브의 연결 벽은 첨부된 도면들의 h-l 평면에 의해 규정된 참조 평면(즉, 수직 참조 평면)에 대해 시계 방향으로 측정된 각도 αc로 로브의 제1 횡벽 및 제2 횡벽 사이로 연장될 수 있다. 각도 αc는 100도 내지 270도일 수 있다. 각도 αc는 130도 내지 230도일 수 있다. 각도 αc는 135도 내지 225도일 수 있다.
각도 αu는 제1 횡벽의 깊이를 따라 변화할 수 있으며, 즉 제1 횡벽은 굴곡질 수 있고, 각도 αl은 제2 횡벽의 깊이를 따라 변화할 수 있으며, 즉 제2 횡벽은 굴곡질 수 있다. 제1 횡벽은 제2 횡벽과 반전될 수 있어, 각도 αu와 각도 αl의 합은 180도일 수 있다. 연결 벽은 선택적으로 첨부된 도면들의 h-l 평면에 의해 규정된 참조 평면(즉, 수직 참조 평면)에 대해 평행하지 않게 연장될 수 있다. 채널의 제1 횡벽의 길이, lu는 채널의 제2 횡벽의 길이 ll과 동일하거나 상이할 수 있다.
둘 이상의 로브와 둘 이상의 채널은 폴리머 부재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 로브들과 두 개의 강화 부재들은 폴리머 부재로 형성될 수 있고, 채널은 각각의 로브와 각각의 폴리머 부재 사이에 형성된다(즉, 제1 채널 및 제2 채널). 추가적인 채널은 폴리머 부재에 제3 채널을 생성하도록 두 개의 로브들 사이에 형성될 수 있다. 제1 로브와 제2 로브 사이의 개방 공간은 제1 로브와 제2 로브 사이에 연장되는 베이스 부분(예를 들면, 중간 베이스 부분)에 의해 형성될 수 있다. 제3 채널은 제1 채널 및/또는 제2 채널과 동일하거나 상이한 치수를 가질 수 있다. 굴곡진 부분들은 각 단부 또는 중간 베이스 부분의 측부로부터 연장될 수 있으며 제1 베이스 부분 또는 제2 베이스 부분과 연결될 수 있다.
베이스 부분은 각도 αbi로 채널의 횡벽으로부터 연장될 수 있으며, "i"는 베이스의 i번째 섹션을 나타낸다. 즉, 베이스의 부분은 제1 횡벽, 및/또는 제2 횡벽으로부터 연장될 수 있고/있거나, 하나의 로브의 제1 횡벽을 또 다른 로브의 제2 횡벽에 연결시키거나 그 반대일 수 있다. 베이스의 부분은 첨부된 도면들에서 h-l 평면에 의해 규정된 참조 평면에 대해 시계 방향으로 측정된 각도 αbi로 연장될 수 있으며, 채널 벽 및 베이스와 교차할 수 있다(즉, 채널 벽이 베이스의 부분과 교차하는 지점을 통하는 수직 참조 평면). 베이스의 각각의 섹션의 각도 αbi는 동일하거나 상이할 수 있다. 각도 αbi는 0도 내지 360도일 수 있다. 베이스의 형상은 금속/합성물 부재의 형상과 대응할 수 있으며, 즉, 베이스의 형상은 금속/합성물 부재의 형성과 짝지어질 수 있도록 형성될 수 있다.
각도들(αu, αl, αc, 및 αbi), 길이들(ll 및 lu), 깊이(Dc), 및 높이(Hc)는 (첨부된 도면들의 l-축에서 측정되는) 폴리머 부재의 길이 Lp를 따라 변할 수 있어, 이러한 파라미터들은 폴리머 부재의 두 상이한 단면들(즉, 폴리머 부재의 길이에 따른 상이한 두 지점들에서 취해진 단면들)에서 상이할 수 있다.
각각의 채널 내에는 복수의 리브들이 배치될 수 있다. 예를 들면, 리브들은 제1 로브의 제1 횡벽과 강화 부재의 채널 벽 사이, 제1 로브의 제2 횡벽과 제2 로브의 제1 횡벽 사이, 및/또는 제2 로브의 제2 횡벽과 강화 부재의 채널 벽 사이에 연장될 수 있다. 리브들은 로브들의 연결 벽으로부터 연장될 수 있다.
인접한 채널들 및/또는 인접한 로브들에 배치되는 리브들은 실질적으로 평행할 수 있다(즉, 서로로부터 거의 90도만큼 이격될 수 있다). 리브들은, 로브들이 대체로 C-자 형상의 단면을 가지며 기본적으로 이중층의 C-섹션 형상의 로브들을 형성할 경우 로브들을 보완하도록 대체로 C-자 형상의 단면을 가질 수 있다. C-자 형상의 단면은 채널에 이용가능한 패키징 공간에 기반할 수 있다. 패키징 공간은 25mm 내지 150mm일 수 있다. 패키징 공간은 50mm 내지 110mm일 수 있다. 패키징 공간은 75mm 내지 100mm일 수 있다. 그러한 이중층의 C-섹션 형상의 로브들은 제어되고 효율적인 에너지 흡수를 제공할 수 있다.
폴리머 부재는 그것의 길이 및/또는 높이를 따라(l-축 및/또는 h-축을 따라) 굴곡져 금속/합성물 부재에 형성된 골곡(들)에 대응할 수 있다. 폴리머 부재는 금속/합성물 부재와 인접하도록 배치될 수 있으며, 예를 들면, 폴리머 부재는 금속/합성물 부재와 기계적으로 연결될 수 있다. 폴리머 부재는, 폴리머 부재의 개방 측면을 따라 금속/합성물 부재와 인접할 수 있다. 베이스가 폴리머 부재에 형성될 경우, 폴리머 부재는 베이스가 금속/합성물 부재와 기계적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 금속/합성물 부재는 폴리머 부재에 오버-몰딩되거나, 고정(예를 들면, 스냅 핏(snap fit), 스크류 및 볼트, 부착)되거나, 삽입될 수 있다.
폴리머 부재는 로브들 및/또는 채널들로부터(폴리머 부재의 개방 측면으로부터) 이격되어 베이스로부터 연장부가 연장되는 폴리머 부재의 각 단부 상의 연장부들을 포함할 수 있다. 연장부들은 금속/합성물 부재의 부분들을 덮고/덮거나 연결시키는데 사용될 수 있으며, 선택적으로 금속/합성물 부재에 대해 상보적인 형상을 가져 폴리머 부재에 대해 금속/합성물 부재의 부착을 용이하게 할 수 있다.
선택적으로, 폴리머 부재는 베이스로부터 연장되는 강화 부재들을 포함할 수 있다. 강화 부재들은 d-축 및/또는 h-축에서, 베이스를 따르고/따르거나 베이스로부터 연장될 수 있다. 강화 부재는 로브의 연결 벽을 향하여 베이스로부터 외측으로 연장될 수 있고/있거나 베이스 및 횡벽의 교차점으로 h-축에서 베이스를 따라 연장될 수 있다. 복수의 강화 부재들은, 하이브리드 에너지 흡수 빔이 차량에 사용될 경우, 지면에 가까운 제2 채널의 제2 횡벽과 인접한 베이스의 외부 표면 및/또는 제1 채널의 제1 횡벽과 인접한 베이스의 (금속/합성물 부재로부터 멀어지는 쪽을 향하는) 외부 표면 상에 배치될 수 있다. 강화 부재들은 하이브리드 에너지 흡수 빔의 폴리머 부재에 구조적인 강화(예를 들면, 강성, 토션 강도 등)를 제공할 수 있다. 강화 부재들은 폴리머 부재의 전방 부분 위로 연장될 수 있다.
적어도 로브들의 수량, 채널들의 수량, 로브(들)의 제1 및 제2 횡벽의 간격, 채널(들) 내 리브들의 간격(l-축에 따른 간격), 횡벽들 및/또는 리브들의 두께, 또는 전술한 파라미터들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 변화시킴으로써 폴리머 부재는 충돌 동안의 상이한 강도와 충격 특성들을 가지도록 조정될 수 있다.
폴리머 부재는 임의의 중합체 재료 또는 요구되는 특성들을 제공하고 요구되는 형상으로 형성될 수 있는 중합체 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 재료들로는 중합체 재료들뿐만 아니라 탄성 중합체 재료들과 중합체 재료들의 조합, 및/또는 열경화성 재료들을 포함한다. 일 실시예에서, 중합체 재료들은 열가소성 재료들을 포함한다. 가능한 폴리머 재료에는: 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT); 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS); 폴리카보네이트(사빅 이노베이티브 플라스틱 비즈니스(SABIC's Innovative Plastics business)사로부터 상업적으로 입수가능한 렉산(LEXAN)™ 및 렉산™ 이엑스엘(EXL) 수지); 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리카보네이트/PBT 혼합물; 폴리카보네이트/ABS 혼합물; 코폴리카보네이트-폴리에스테르(copolycarbonate-polyester); 아크릴-스티렌-아크릴로니트릴(acrylic-styrene-acrylonitrile; ASA); 아크릴로니트릴-(에틸렌-변성 폴리프로필렌 디아민)-스티렌(acrylonitrile-(ethylene-polypropylene diamine modified)-styrene; AES); 페닐렌 에테르(phenylene ether)수지; 폴리페닐렌 에테르/폴리아미드의 혼합물(사빅 이노베이티브 플라스틱 비즈니스 사로부터 상업적으로 입수가능한 노릴 지티엑스(NORYL GTX)™ 수지); 폴리카보네이트/PET/PBT의 혼합물; PBT 및 충격 변성제(사빅 이노베이티브 플라스틱 비즈니스 사로부터 입수가능한 제노이(XENOY)™ 수지); 폴리아미드; 페닐렌 설파이드(phenylene sulfide) 수지; 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride) PVC; 고충격 폴리스티렌(high impact polystyrene; HIPS); 저/고밀도 폴리에틸렌(L/HDPE); 폴리프로필렌(PP); 발포 폴리프로플렌(EPP); 폴리에틸렌 및 섬유 복합체; 폴리프로필렌 및 섬유 복합체(아즈델 아이엔씨(Azdel, Inc.) 사로부터 상업적으로 입수가능한) 아즈델 슈퍼라이트(AZDEL Superlite)™ 시이트; 장 섬유 강화(long fiber reinforced) 열가소성 수지(사빅 이노베이티브 플라스틱 비즈니스 사로부터 상업적으로 입수가능한 버톤(VERTON)™ 수지), 및 열가소성 올레핀(thermoplastic olefins; TPO), 그리고 이들 중 적어도 한가지를 포함하는 조성물이 포함된다.
예시적인 충진 수지(filled resin)는 스타맥스(STAMAX)™ 수지인데, 이것도 사빅 이노베이티브 플라스틱 비즈니스 사로부터 상업적으로 입수가능한, 장 유리 섬유(long glass fiber)가 충진된 폴리프로필렌 수지이다. 가능한 일부 강화 재료에는 유리, 탄소 등과 같은 섬유는 물론, 이들 중 적어도 한 가지를 포함하는 조합물이 포함되는바, 예를 들면 장 유리 섬유 및/또는 장 탄소 섬유로 강화된 수지이다. 예를 들면, 탄소 섬유 강화 중합체 합성물들은 폴리머 부재를 형성하는데 활용될 수 있다. 탄소 섬유 강화 중합체 합성물들은 폴리머 부재에 요구되는 구조적인 완전성을 제공하도록 폴리머 부재 상에 코팅(예를 들면, 스킨)으로 사용될 수 있다. 에너지 흡수 요소는 전술된 재료들 중 임의의 하나 이상을 포함하는 조합물로 형성될 수도 있다. 예를 들어 일부 실시예에서는, 폴리머 부재의 각 요소(예를 들면, 횡벽들, 및/또는 리브들)를 만들기 위하여 동일한 재료가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는, 폴리머 부재의 다양한 요소들을 만들기 위하여 상이한 재료가 사용될 수 있다 (예를 들어, 횡벽들을 만들기 위하여 하나의 재료가 사용되고, 리브들을 만들기 위하여 다른 재료가 사용될 수 있다). 예를 들어 충돌 특성 향상, 파손가능성 저감, 등을 위하여 재료들이 조합되어 사용될 수 있다는 점도 고려된다.
하이브리드 빔의 금속/합성물 부재는 개방 섹션 또는 폐쇄 섹션을 가질 수 있다. 금속/합성물 부재는 실질적으로 I-자 형상 단면을 가질 수 있거나 실질적으로 직사각형의 단면을 가질 수 있거나, 실질적으로 C-자 형상의 단면을 가질 수 있다. 금속/합성물 부재는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 구체적인 실시예에서, 금속/합성물 부재는 스틸 합금을 포함한다.
도면들을 참조하면, 도 1은 폴리머 부재(30)를 도시한다. 폴리머 부재(30)는 l-축을 따라 측정되 길이 Lp와, h-축을 따라 측정된 높이 Hp와, d-축을 따라 측정된 깊이 Dp를 가질 수 있다. 폴리머 부재는 개방 부분(32)과 폐쇄 부분(34)을 가질 수 있다. 사용 시, 개방 부분(32)은 금속/합성물 부재(20)와 인접하여 금속/합성물 부재(20) 및 폴리머 부재(30)는 서로 기계적으로 결합될 수 있다. 제1 및 제2 채널들(40, 50)은 각각 폴리머 부재(30)에 형성될 수 있으며, 폴리머 부재(30)를 가로 질러(즉, l-축을 가로 질러) 채널들(40, 50) 사이에 배치되는 리브들(82)을 구비한다. 폴리머 부재(30)는 제1 부분(2)과 제2 부분(4)을 포함할 수 있으며 제1 부분(2)은 제1 렛지(ledge)(6) 및 제1 부분 벽(9)에 의해 연결되는 연결 렛지(13)를 포함하고 제2 부분(4)은 제2 렛지(8) 및 제2 부분 벽(11)에 의해 연결되는 연결 렛지(13)를 포함할 수 있다.
도 2는 금속/합성물 부재(20)를 도시한다. 금속/합성물 부재(20)는 l-축을 따라 측정된 길이 Lm과, h-축을 따라 측정된 높이 Hm과, d-축을 따라 측정된 깊이 Dm을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 폴리머 부재(30) 및 도 2의 금속/합성물 부재(20)로 형성된 하이브리드 빔 에너지 흡수 장치(10)를 도시한다. 폴리머 부재(30) 및 금속/합성물 부재(20)는 서로로부터 분리 형성될 수 있거나, 폴리머 부재(30)가 금속/합성물 부재(20)에 오버-몰딩될 수 있다. 분리 형성될 경우, 폴리머 부재(30)는 예를 들면, 스냅-핏, 스크류 및 볼트, 접착제 등과 같은 기계적인 부착을 통해 금속/합성물 부재(20)에 부착될 수 있다. 하이브리드 에너지 흡수 빔(10)은 l-축을 따라 측정된 길이 L과, h-축을 따라 측정된 높이 H와, d-축을 따라 측정된 깊이 D를 가질 수 있다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취해진 도 3의 하이브리드 에너지 흡수 빔(10)의 단면도이다. 금속/합성물 부재(20)는, 폴리머 부재(30)가 금속/합성물 부재(20) 위에 끼워지거나 형성되게 하도록 폴리머 부재(30)와 상보적인 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속/합성물 부재(20)는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 폴리머 부재(30)는 금속/합성물 부재(20)의 전방 측면(26)을 따라 부착될 수 있어, 폴리머 부재(30)가 충격 방향(120)으로 가장 가까운 금속/합성물 부재(20)의 측면과 인접할 수 있다. 폴리머 부재(30)는 제1 채널(40)과, 제2 채널(50)과, 채널들(40, 50)의 양측면 또는 하나의 측면 상의 강화 부재들(90)을 포함할 수 있다. 강화 부재들(90)은 또한 폴리머 부재(30)의 폐쇄 부분(34) 상에 배치되는 것으로 도 8에 도시된다. 리브(82)는 제1 부분 벽(9) 및/또는 제2 부분 벽(11)으로부터 연장될 수 있다. 리브(82)는 채널 벽(48)과 로브(80) 사이의 개구부로부터 형성되고 그 사이에 배치되는 제1 채널(40)을 포함할 수 있으며, 로브(80)는 제1 횡벽(42)과, 제2 횡벽(44)과, 제1 횡벽(42) 및 제2 횡벽(44) 사이에 배치되는 연결 벽(46)을 포함할 수 있다. 제1 채널(40)은 폴리머 부재(30)의 길이 Lp의 부분을 따라 연장될 수 있으며 제1 횡벽(42)과 채널 벽(48) 사이에 배치될 수 있다.
유사하게, 리브들(82)은 제2 부분 벽(11)으로부터 연장될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 리브(82)는 로브(74)와 채널 벽(48) 사이의 개구부로부터 형성되는 채널 벽(50)을 포함할 수 있으며, 로브(74)는 제1 횡벽(52)과, 제2 횡벽(54)과, 제1 횡벽(52) 및 제2 횡벽(54) 사이에 배치되는 연결 벽(56)을 포함할 수 있다. 제2 채널(50)은 제2 횡벽(54)과 채널 벽(48) 사이에 배치될 수 있다. 채널 벽(48)은 제2 채널(50)의 길이를 가로 질러 연장될 수 있다. 강화 부재들(90)은 제2 채널(50)의 길이를 가로 질러 연장될 수 있다. 선택적으로, 추가적인 채널들으 제1 및 제2 채널들(40, 50) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 채널(76)은 로브(74)의 제1 횡벽과 로브(80)의 제2 횡벽(44)을 분리하는 중간 베이스부(60)로부터 형성될 수 있다. 로브(80)는 로브(80)의 제2 횡벽(44)으로부터 로브(74)의 제1 횡벽(52)까지, 로브(74)와 로브(80) 사이에 연장되는 중간 베이스부(60)에 의해 로브(74)로부터 h-축을 따라 분리될 수 있다. 이러한 방식에서, 채널(76)은 로브(74)와 로브(80) 사이에 형성될 수 있으며, 채널(76)은 폴리머 부재(30)의 개방 측면(32)의 맞은편에 개방 측면(78)을 가질 수 있다. 제1 베이스부(64)는 로브(80)의 제1 횡벽(42)으로부터 연장될 수 있으며 중간 베이스부(60)로부터 연장되는 제1 굴곡부(67)에 연결될 수 있다. 제2 베이스부(62)는 로브(74)의 제2 횡벽(54)으로부터 연장될 수 있으며 중간 베이스부(60)로부터 연장되는 제2 굴곡부(68)에 연결될 수 있다. 연장부(70)는 제1 베이스부(64)로부터 돌출될 수 있으며 연장부(72)는 제2 베이스부(62)로부터 연장될 수 있다. 연장부들(70, 72)은 폴리머 부재(30)로의 금속/합성물 부재(20)의 부착을 각각 용이하게 하는 금속/합성물 부재(20)의 상단 측면(22)과 하단 측면(24)에 상보적인 형상을 가질 수 있다. 추가적으로, 폴리머 부재(30)와 금속/합성물 부재(20)가 함께 조립되는 경우, 연장부(70)는 금속/합성물 부재(20)의 상단 측면(22)을 덮을 수 있으며, 연장부(72)는 금속/합성물 부재(20)의 하단 측면(24)을 덮을 수 있다.
로브들(74, 80) 및/또는 채널들(40, 50, 76)은 리브들(82)을 포함할 수 있다. 리브들(82)은 각각 로브들(80, 74)의 연결 벽(46, 56)으로부터 연장될 수 있거나, 전술한 바와 같이, 채널들(40, 50, 76) 내에 배치될 수 있다. 리브들(82)은 각각의 채널 내에 임의의 크기로 연장될 수 있다. 예를 들면, 리브들(82)은 평행한 구조로 채널들 내에 연장될 수 있어, 제1 채널(40) 및 제2 채널(50)의 리브들(82)이 서로 평행할 수 있다. 리브들(82)은 폴리머 부재(30)에 요구되는 구조적인 완전성을 제공하는 것을 도울 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 리브들(82)은 C-자, I-자, N-자, S-자, T-자, W-자, X-자, Z-자 형상, 또는 유사한 단면 형상, 또는 h-l 평면의 전술한 단면 형상들 중 하나 이상을 포함하는 조합된 형상을 가질 수 있다. 폴리머 부재(30)는 제1 베이스부(64) 및/또는 제2 베이스부(62)로부터 연장될 수 있는 강화 부재(90)를 포함할 수 있다. 리브들(82)의 경우와 같이, 강화 부재(90)는 폴리머 부재(30)에 요구되는 구조적인 완전성을 제공하는데 도움이 될 임의의 형상을 가질 수 있다. 강화 부재(90)는 깊이에 있어(d-축을 따라) 베이스부(62, 64)를 따라 연장될 수 있다. 강화 부재(90)는 구조적인 강화(예를 들면, 강성, 토션 강도 등)를 폴리머 부재(30)에 제공할 수 있다. 강화 부재(90)는 도 8에 도시된 바와 같이 폴리머 부재(30)의 폐쇄 부분(34) 위로 연장될 수 있다.
도 9 및 도 10은 금속/합성물 부재(20)의 상이한 구성예들을 도시한다. 도 9에서, 금속/합성물 부재(20)는 C-자 형상을 형성하는 하단 측면(24)과, 전방 측면(26)과, 상단 측면(22)을 가지는 C-자 형상의 단면을 가진다. 도 9에서, 금속/합성물 부재(20)는 전방 측면(26)의 맞은편에 개방 섹션을 가진다. 도 10에서, 금속/합성물 부재(20)는 로브(84)와 로브(80)의 후퇴 부분(81)과 일치할 수 있는 지지 연장부들(27)과 전방 측면(26) 맞은편에 개방 섹션을 가진다. 지지 연장부들(27)은 금속/합성물 부재(20)를 제조하는데 사용되는 시트로부터 돌출될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 금속/합성물 부재(20)는 개방 섹션으로 인해 도 4에 도시된 금속/합성물 부재와 비교하여 더 큰 전체 두께를 가질 수 있다. 리브들은 요구될 경우, 금속/합성물 부재(20)의 강도를 증가시키기 위해 금속/합성물 부재(20)의 임의의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 리브들(21)은 금속/합성물 부재(20) 상에 배치될 수 있다. 리브들(21)은 임의의 요구되는 구조일 수 있으며, 금속/합성물 부재(20) 상에 수직 방향, 수평 방향, 사선 방향 등으로 배치될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 리브들(21)은 사선 방향으로 배치된다. 리브들의 수량은 요구되는 에너지 흡수 특성들을 제공할 임의의 수량일 수 있다. 금속/합성물 부재(20)가 단수 또는 복수의 부재들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 단일의 금속 합성물 부재(20)를 포함할 수 있거나 하나 이상의(예를 들면, 둘, 셋, 또는 다섯)의 금속 합성물 부재(20)를 포함할 수 있으며, 금속 합성물 부재들은 부재들 사이의 요구되는 접착을 제공할 임의의 부착 수단(예를 들면, 볼트들, 접착제 등)에 의해 부착될 수 있다는 점이 고려될 수 있다.
도 5는 h-d 평면을 따라 취해진, 로브(100)의 단면도이다. 로브(100)는 h-축을 따라 측정된 높이 Hc와, d-축을 따라 측정된 깊이 Dc를 가질 수 있다. 로브(100)의 제1 횡벽(102)은 d-h 평면에서 측정된 길이 lu를 가질 수 있으며, h-l 참조 평면(200)에서 시계 방향으로 측정된 각도 αu로 제1 베이스부(114)로부터 연장될 수 있다. 로브(100)의 제2 횡벽(104)은 d-h 평면에서 측정된 길이 ll을 가질 수 있으며, h-l 참조 평면(200)에서 시계 방향으로 측정된 각 αl으로 제2 베이스부(112)로부터 연장될 수 있다. 연결 벽(106)은 h-l 참조 평면(202)에서 시계 방향으로 측정된, 각도 αc로 제1 및 제2 횡벽들(102, 104) 사이에 연장될 수 있다.
폴리머 부재(30)는 하나 이상의 로브(100)를 포함할 수 있다. 복수의 채널이 형성된 폴리머 부재의 각각의 로브(100)는 폴리머 부재의 강화 부재들과 로브들 사이 및/또는 인접한 로브들 사이에 형성된 채널들과 상이한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 즉, 각각의 채널(100)은 전술한 파라미터들(예를 들면, 각도들(αu, αl, αc, αbi), 길이들(ll 및 lu), 깊이(Dc)의 상이한 구성을 가질 수 있으며, 높이(Hc)는 (첨부된 도면들에서 l-축에서 측정된)폴리머 부재의 길이 L을 따라 변화할 수 있어, 이러한 파라미터들은 폴리머 부재의 두 개의 상이한 단면들에서 다를 수 있다.
베이스부들(112, 114)은 h-l 평면(200)에서 시계 방향으로 측정된 각도 αbi로 횡벽(102, 104)으로부터 연장될 수 있으며, i는 특정한 베이스부(예를 들면, 중간 베이스부, 제1 베이스부, 제2 베이스부, 또는 두 인접한 로브들 사이의 임의의 또 다른 베이스부)를 구별하는데 사용될 수 있다.
로브(100)의 높이 Hc는 폴리머 부재의 길이 Lp 및/또는 로브(100)의 깊이 Dc에 따라 변화할 수 있다. 로브(100)의 깊이 Dc는 로브(100)의 높이 Hc 및/또는 폴리머 부재의 길이 Lp를 따라 변화할 수 있다. 로브의 개방 영역 Ac, 깊이 Dc 및/또는 높이 Hc는 폴리머 부재(30)의 길이 Lp를 따라 변화할 수 있다. 각도 αu, αl, αc, αbi는 폴리머 부재(30)의 길이 Lp를 따라 변화할 수 있다.
도 6은 도 3의 하이브리드 에너지 흡수 빔(10)의 평면도이다. 하이브리드 에너지 흡수 빔(10)은 그 길이를 따라 굴곡지며, 즉, 빔은 l축에서 연장된다. 강화 부재들(90)은 d-축에서 연장될 수 있다. d-축에서 측정되는 채널 깊이 Dc는 빔 단부들(12, 14)을 감소시킬 수 있어, 로브의 크기가 각각의 빔 단부(12, 14)를 향하여 감소될 수 있다.
도 7은 차량 후방 페시아(18) 뒤의, 차량의 후방 단부에 배치된 하이브리드 에너지 흡수 빔(10)을 도시한다. 도 7은 펜듈럼(88)에 의한 충격(84) 이전과 펜듈럼(88)에 의한 충격(86) 이후의 단면을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 충격 동안 하이브리드 에너지 흡수 빔의 부재들의 손상이 단계적으로 발생하고 부재들이 또 다른 대상물과 접촉하게 된다.
폴리머 부재 및 금속/합성물 부재는 분리된 채로 제조되었다가 예를 들면 물리적인 연결, 잠금 수단, 또는 용접에 의해 함께 고정될 수 있다. 금속/합성물 부재를 제조하는 과정은 벤딩, 롤링, 또는 하이드로포밍(hydroforming)을 포함할 수 있다. 폴리머 부재는 사출 성형 처리를 이용하여 제조될 수 있다. 폴리머 부재는 단일 구조를 형성하는 금속/합성물 부재 위에 오버-몰딩될 수 있다.
하이브리드 빔은 차량의 레일들에 빔을 고정시키기 위한 차량 부착 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 작은 금속 피스(piece)는 편평한 레일 지지부 위에 장착하기 위해 빔의 각 단부에 용접될 수 있다. 대안적으로 레일 지지부는 그 편평한 표면이 각 단부에서 금속 빔의 수직한 표면과 동일 면을 이루도록 회전될 수 있다.
하이브리드 빔은 전단 모듈 및/또는 후단 모듈에 부착될 수 있다. 전단 모듈 및/또는 후단 모듈은 멀티-피스 조립체를 포함할 수 있다. 전단 모듈 또는 후단 모듈은 다수의 부품들을 단일 조립체로 통합할 수 있다. 전단 모듈 및/또는 후단 모듈은 차량에 설치될 수 있는 서브-조립체로서 차량 제조사에 공급될 수 있다. 전단 모듈 및/또는 후단 모듈은 조광 조립체 및/또는 부품, 라디에이터, 호스(hoses), 냉각 팬, 공조 부품, 그릴(grille), 그릴-오프닝 강화 패널, 크럼플 존(crumple zone), 범퍼 빔, 범퍼 조립체, 에너지 흡수 조립체, 장식적인 페시아, 후드 래치, 워셔 보틀, 전자기기, 배선 등을 포함할 수 있다. 전단 모듈 또는 후단 모듈의 부품들은 공급자 타이어(tier) 레벨 및 차량 제조사에 의해 변할 수 있다. 피스밀(piecemeal) 조립체가 아닌 전단 모듈 및/또는 후단 모듈의 사용은 조립 노동, 조립 시간, 및/또는 차량 제조사의 조립 라인에서의 조립 단계(공정)을 감소시킬 수 있다.
전단 모듈 및/또는 후단 모듈의 구조는 규격화될 수 있으며 다수의 지역에 판매되는 다수의 모델들에 걸쳐 통상적인 설계가 사용되게 할 수 있다. 이는 차량 제조사에 대한 비용 절감을 제공할 수 있다. 모델 차별화는 스킨 및/또는 코스메틱 처리를 변화함으로써 달성될 수 있다. 전단 모듈 및/또는 후단 모듈은 지역 간에(예를 들면, 지리적으로) 상이할 수 있는 모델 변형(또는 버전)을 허용하며 차량 제조사들에 국제적인 차량 플랫폼을 허용할 수 있다.
페시아는 빔을 둘러쌀 수 있어 빔이 차량에 부착될 경우 보이지 않을 수 있다. 페시아는 열경화성 재료로 형성될 수 있으며 통상적인 차량 도색 및/또는 코팅 기술을 활용하여 마감 처리될 수 있다.
하이브리드 에너지 흡수 빔은 저속 및/또는 완속에서 충격 에너지를 흡수할 수 있다. 이는 저속 및/또는 완속 충격 동안 차량 및/또는 보행자에 대한 손상을 최소화하는데 사용될 수 있다. 하이브리드 에너지 흡수 빔은 충격 에너지가 벤딩을 통해 하이브리드 빔 구조에 의해 흡수될 필요가 있는 임의의 충돌 상황에서 에너지를 흡수하도록 고정 베리어(예를 들면, 차량 주차 베리어, 로드 디바이더, 로드 베리어 등)로 구성될 수 있다.
또한, 에너지 흡수 빔은 이하의 비-제한적인 예시들로써 설명될 수 있다.
<실시예>
완속 충돌의 경우 에너지 흡수에 있어 하이브리드 빔의 효율을 정량화하는데 시뮬레이션 연구가 수행되었다.
도 3에 도시된 바와 같은, 하이브리드 빔은 1600킬로그램(kg)의 질량을 가지는 통상적인 차량에 장착된다. 하이브리드 빔은 대략 3kg 내지 6kg의 플라스틱 재료와 3kg의 스틸을 포함한다. 시험 차량은 ECE42 중앙 펜듈럼 충돌 성능 및 IIHS 변형 베리어 충돌 성능을 위해 평가된다. 충돌 테스트에 앞선 구성과 결과 구성이 도 7에 도시된다.
하이브리드 빔이 허용 가능한 인트루젼(intrusion) 수준을 유지하며 IIHS 10km/h 충돌 테스트 및 ECE42 중앙 펜듈럼 충돌 테스트를 모두 통과하는 것으로 확인된다. 또한, 요구사항들을 충족하기 위한 하이브리드 빔 질량은 차량 질량에 의존하며, 더 높은 질량을 가지는 차량에 대해, 하이브리드 빔의 질량은 적절하게 증가되어야 할 수도 있다.
하이브리드 에너지 흡수 빔 및 제조 방법은 적어도 이하의 실시예들을 포함한다.
실시예 1 : 폴리머 부재; 및 상기 폴리머 부재에 결합되는 금속/합성물 부재를 포함하며, 상기 폴리머 부재는 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면은, 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브는 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널은 상기 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되며, 상기 금속/합성물 부재는 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 폴리머 부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 부착용 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 2 : 폴리머 부재는 제2 렛지 및 제2 부분 벽에 의해 연결되는 상기 연결 렛지를 포함하는 제2 부분과, 상기 제2 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 더 포함하며, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면은, 로브와 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제2 채널을 포함하며, 상기 로브는 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시예 1의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 3 : 리브들은 상기 로브의 제2 횡벽과 상기 채널 벽 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 실시예 2의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 4 : 상기 로브의 제1 횡벽과 상기 로브의 제2 횡벽 사이에 연장되고, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널 사이에 배치되는 제3 채널을 형성하는 중간 베이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시예 2 또는 3의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 5 : 상기 제1 채널에 배치된 리브들과 상기 제2 채널에 배치된 리브들은 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 실시예 2 내지 4 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 6 : 상기 로브는 C-자 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 실시예 2 내지 5 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 7 : 상기 폴리머 부재는 그것의 길이를 따라 굴곡진 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 6 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 8 : 상기 금속/합성물 부재는 상기 폴리머 부재 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 7 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 9 : 상기 폴리머 부재는 상기 로브의 상기 제1 횡벽으로부터 연장되며 상기 중간 베이스부에 의해 연결되는 제1 베이스부와 제2 베이스부를 더 포함하며, 상기 제1 베이스부에 도달하도록 상기 중간 베이스부의 측면으로부터 제1 굴곡부가 연장되고, 상기 제2 베이스부에 도달하도록 상기 중간 베이스부의 측면으로부터 제2 굴곡부가 연장되며, 상기 제1 베이스부와 상기 제2 베이스부는 상기 금속/합성물 부재와 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 실시예 2 내지 7 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 10 : 상기 폴리머 부재는 상기 제1 베이스부 및 상기 제2 베이스부 중 하나 이상으로부터 연장되는 강화 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 9 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 11 : 상기 폴리머 부재는 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 10 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 12 : 상기 폴리머 부재는 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 11 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 13 : 상기 금속/합성물 부재는 실질적으로 I-자 형상의 단면 또는 직사각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 12 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 14 : 상기 금속/합성물 부재는 스틸 알로이를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 13 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 15 : 상기 금속/합성물 부재는 벤딩, 롤링 또는 하이드로포밍에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 14 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 16 : 상기 폴리머 부재 및 상기 금속/합성물 부재는 오버-몰딩된 단일 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 실시예 1 내지 15 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔.
실시예 17 : 실시예 1 내지 16 중 어느 하나의 실시예의 하이브리드 에너지 흡수 빔; 및 상기 빔의 부분을 덮는 페시아를 포함하는 범퍼 조립체.
실시예 18 : 상기 하이브리드 에너지 흡수 빔은 차량의 전단 모듈 및 후단 모듈 중 하나 이상에 부착되는 것을 특징으로 하는 실시예 17의 범퍼 조립체.
실시예 19 : 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면이 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브가 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널이 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되는 폴리머 부재를 형성하는 단계; 금속/합성물 부재를 형성하는 단계; 및 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 금속/합성물 부재에 상기 폴리머 부재를 부착시키는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔 제조 방법.
실시예 20 : 상기 폴리머 부재는 상기 금속/합성물 부재에 오버-몰딩되는 것을 특징으로 하는 실시예 19의 하이브리드 에너지 흡수 빔 제조 방법.
본 명세서에서 설명된 예들은 최선의 형태를 포함하는, 본 발명을 제시하기 위한 것으로서, 이는 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시함을 가능하게 하기 위한 것이다. 본 발명의 특허가능한 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 규정되며, 여기에는 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 도출될 수 있는 다른 예들도 포함된다. 그와 같은 다른 예들은, 상기 청구범위의 문언과 상이하지 않은 구조 요소들을 포함하거나, 또는 청구범위의 문언과 실질적이지 않은 차이점을 가진 균등한 구조 요소를 포함한다면, 청구범위의 범위 내에 속하도록 의도된 것이다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점(end point)을 포함하고, 상기 종점은 독립적으로 서로 조합될 수 있다(예를 들면, "25 중량% 이하, 또는 더 구체적으로 5 중량% 내지 20 중량%"의 범위는 각 종점 및 "5 중량% 내지 25 중량% 등의 범위의 모든 중간값을 포함한다). "조합"은 블렌드, 혼합물, 알로이, 반응 생성물 등을 포함한다. 또한, 본 명세서의 용어 "제1", "제2" 등은 임의의 순서, 수량 또는 중요도를 표시하는 것이 아니라, 일 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 본 명세서의 단수 형태의 용어 및 "상기"는 수량의 한정을 표시하는 것이 아니고, 본 명세서에서 달리 기재하거나 문맥에 의해 명백히 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형을 모두 포함하는 것으로 해석된다. 본 명세서에 사용된 접미사"(들)"은 그것이 수식하는 용어의 단수 및 복수를 모두 포함하려는 것이어서, 해당 용어의 하나 이상을 포함한다 (예를 들면, 필름(들)은 하나 이상의 필름을 포함한다). 본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "일부 실시예", "몇몇의 실시예" 등에 대한 언급 내용은 실시예와 관련하여 설명된 특정 요소(예를 들면, 구성, 구조, 및/또는 특성)가 본 명세서에서 설명된 적어도 하나의 실시예에 포함되며 다른 실시예에는 존재하거나 존재하지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 설명된 요소는 다양한 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 폴리머 부재; 및
    상기 폴리머 부재에 결합되는 금속/합성물 부재를 포함하며,
    상기 폴리머 부재는 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고,
    A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면은, 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며,
    상기 로브는 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고,
    상기 제1 채널은 상기 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되며,
    상기 금속/합성물 부재는 상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 폴리머 부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 부착용 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 제2 렛지 및 제2 부분 벽에 의해 연결되는 상기 연결 렛지를 포함하는 제2 부분과, 상기 제2 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 더 포함하며,
    A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면은, 로브와 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제2 채널을 포함하며,
    상기 로브는 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  3. 제2 항에 있어서,
    리브들은 상기 로브의 제2 횡벽과 상기 채널 벽 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 로브의 제1 횡벽과 상기 로브의 제2 횡벽 사이에 연장되고, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널 사이에 배치되는 제3 채널을 형성하는 중간 베이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 채널에 배치된 리브들과 상기 제2 채널에 배치된 리브들은 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  6. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로브는 C-자 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 그것의 길이를 따라 굴곡진 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속/합성물 부재는 상기 폴리머 부재 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  9. 제2 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 상기 로브의 상기 제1 횡벽으로부터 연장되며 상기 중간 베이스부에 의해 연결되는 제1 베이스부와 제2 베이스부를 더 포함하며,
    상기 제1 베이스부에 도달하도록 상기 중간 베이스부의 측면으로부터 제1 굴곡부가 연장되고,
    상기 제2 베이스부에 도달하도록 상기 중간 베이스부의 측면으로부터 제2 굴곡부가 연장되며,
    상기 제1 베이스부와 상기 제2 베이스부는 상기 금속/합성물 부재와 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 상기 제1 베이스부 및 상기 제2 베이스부 중 하나 이상으로부터 연장되는 강화 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 열가소성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속/합성물 부재는 실질적으로 I-자 형상의 단면 또는 직사각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속/합성물 부재는 스틸 알로이를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속/합성물 부재는 벤딩, 롤링 또는 하이드로포밍에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재 및 상기 금속/합성물 부재는 오버-몰딩된 단일 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 에너지 흡수 빔; 및
    상기 빔의 부분을 덮는 페시아를 포함하는 범퍼 조립체.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 하이브리드 에너지 흡수 빔은 차량의 전단 모듈 및 후단 모듈 중 하나 이상에 부착되는 것을 특징으로 하는 범퍼 조립체.
  19. 제1 렛지 및 제1 부분 벽에 의해 연결되는 연결 렛지를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분 벽으로부터 연장되는 리브를 포함하고, A-A선에 따라 취해진 상기 리브의 단면이 로브의 제1 횡벽과 채널 벽 사이의 개구부로 형성되는 제1 채널을 포함하며, 상기 로브가 상기 제1 횡벽과, 제2 횡벽과, 상기 제1 횡벽 및 상기 제2 횡벽 사이에 배치된 연결 벽을 포함하고, 상기 제1 채널이 폴리머 부재의 길이 Lp의 부분을 따라 연장되는 폴리머 부재를 형성하는 단계;
    금속/합성물 부재를 형성하는 단계; 및
    상기 연결 벽을 따라 상기 폴리머 부재의 맞은편에서 상기 금속/합성물 부재에 상기 폴리머 부재를 부착시키는 단계를 포함하는 하이브리드 에너지 흡수 빔 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 폴리머 부재는 상기 금속/합성물 부재에 오버-몰딩되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 에너지 흡수 빔 제조 방법.
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