KR20200024906A - 고정될 수 있는 애드-온 부품을 구비하는 플라스틱 컴포넌트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열경화성 수지 매트릭스를 가진 코어 및 코어에 부착되는 애드-온(add-on) 부품을 구비하는 플라스틱 컴포넌트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 애드-온 부품(2)의 적어도 앵커링 구역은 열가소성 수지로부터 형성되고 앵커링 구역(3)에 의해 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15)에 고정되고, 앵커링 구역(3)은 코어(15) 속으로 삽입 또는 가입되어 코어(15)에 부착되고, 에너지의 부가에 의해 특히, 초음파 진동에 의해 생성된 유체 상태에서 코어(15)에 결합되고, 특히, 연결 앵커로서 고형화 후에 거기에 또는 그 안에 고정된다.
Description
본 발명은 열경화성 수지 매트릭스(thermoset matrix)를 갖는 코어(core) 및 애드-온 부품(add-on part)이 고정되는 플라스틱 컴포넌트에 관한 것이다.
열경화성 수지 매트릭스를 갖는 코어를 포함하는 플라스틱 컴포넌트 내에서, 열가소성 수지 재료로 구성된 앵커 핀을 플라스틱 컴포넌트의 코어에 도입하고 예를 들어, 소노트로드(sonotrode)에 의해 생성된 초음파 진동들과 같은 기계적 여기(excitation)를 통해 그 안에 있는 상기 앵커 핀을 연화시킴으로써 앵커 핀의 플라스틱 재료의 일부가 코어 속으로 흐르게 한 후 그 안에서 플라스틱 재료를 경화시켜 앵커 핀을 고정된 방식으로 유지하는 것이 알려져 있다. 애드-온 부품은 이러한 유형의 앵커 핀에 의해 플라스틱 컴포넌트에 고정될 수 있다.
WO2014/075200 A1은 플라스틱 컴포넌트 내의 리세스 속으로 삽입되어 소노트로이드를 사용하여 그 안에서 연화된 후 경화되어 플라스틱 컴포넌트 상에 애드-온 부품을 단단하게 유지하는 열가소성 수지 앵커 핀에 의한 애드-온 부품의 이러한 체결을 개시한다.
알려진 바에 따르면, 플라스틱 컴포넌트의 열경화성 수지 매트릭스 속으로 열가소성 수지 다월(dowel)들을 가압한 후, 다월들 속으로 스크류들이 나사결합됨으로써 애드-온 부품들을 고정할 수 있다. 이 경우, 열경화성 수지 매트릭스는 바람직하게 다공성 기재 또는 대안적으로 개방 코어를 갖는 샌드위치 구조로 구성된다.
애드-온 부품들의 고정을 위해, 앵커 핀 또는 그 밖에 열가소성 수지 다웰들과 같은 추가 연결 또는 앵커 컴포넌트들이 필요하다.
따라서, 본 발명은 애드-온 부품이 적은 비용으로 고정될 수 있는, 도입부에서 언급된 플라스틱 컴포넌트를 제공하는 것을 목적한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 달성되고, 본 발명의 플라스틱 컴포넌트에서, 애드-온 부품은 열가소성 수지 재료로부터 적어도 앵커링 영역 내에 형성되고, 애드-온 부품의 앵커링 영역은 플라스틱 컴포넌트의 코어에 고정되고, 앵커링 영역은 코어 상에 위치되거나 코어 속으로 삽입 또는 가압되고, 에너지의 입력을 통해 특히, 초음파 진동들에 의해 생성되는 유체 상태에서 코어의 열경화성 수지 매트릭스에 결합되고, 특히, 연결 앵커로서 고형화된 상태에서 그 위에 또는 그 안에 고정된다.
본 발명의 유리한 개선은 종속항들에 개시된다.
애드-온 부품 그 자체 또는 애드-온 부품의 일부 또는 부분으로서 적어도 앵커링 영역이, 앵커링 또는 연결 앵커을 제공한다는 사실에 의해, 다른 앵커링 부품들이 필요하지 않다. 앵커링 영역 또는 그것의 적어도 일부는 에너지의 입력에 의해 가소화되고 유체 또는 부분적인 유체 상태로 변환되기 때문에, 앵커링 영역은 코어 재료 또는 코어의 열경화성 수지 매트릭스 속으로 침투하여 그것에 긴밀하게 결합될 수 있다. 앵커링 영역의 열가소성 수지 재료가 고형화 및 경화된 후, 그것은 플라스틱 컴포넌트 내에서 확실한 앵커링을 형성한다. 에너지의 입력은 바람직하게 소노트로드를 사용하는 초음파 진동에 의해 발생한다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 애드-온 부품은, 적어도 그 앵커링 영역 내에서 또는 전체적으로, 오로지 열가소성 수지 재료로만 형성된다. 동일한 재료로 제조되는 이러한 유형의 구성의 경우, 특히 플라스틱 사출 성형 부품과 같은 애드-온 부품은 비용 효율적으로 제조되고 용이하게 가소화될 수 있다.
코어는 다공질 기재 또는 개방 코어를 갖는 샌드위치 구조, 특히 PU 복합 컴포넌트(예를 들어, 폴리우레탄, 유리 섬유 및 종이 허니콤(honeycomb)으로 구성된 샌드위치 구조)로부터 편리하게 형성된다.
코어는 애드-온 부품이 지지되고 애드-온 부품의 앵커링 영역 또는 함몰부가 가압되는 덮개층을 가질 수 있다. 덮개층은 예를 들어, 유리 섬유 강화 PU로부터 형성된다. 코어는 또한 그 반대편 상의 덮개층에 의해 덮일 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 애드-온 부품의 앵커링 영역은 코어 속으로 삽입되거나 가압되는 하나 이상의 함몰부를 포함한다. 함몰부는 특히, 애드-온 부품으로부터 또는 애드-온 부품의 외부 커버 플레이트로부터 플라스틱 컴포넌트 쪽으로 돌출하도록 형성된다. 함몰부는 예컨대, 앵커링 영역 또는 애드-온 부품의 환형 또는 포트-형 부분으로서 형성된다. 부응하여, 함몰부는 애드-온 부품으로부터 돌출되어 코어의 깊이 속으로 삽입되는 부분 또는 돌출부이다.
앵커링 영역은 코어 내부로 삽입 또는 가압되고 마찬가지로 앵커링을 형성하는 또 다른 앵커링부(anchoring portion)들을 가질 수 있다. 이러한 유형의 앵커링부는 예컨대, 핀(pin)으로서 또는 플레이트로서 또는 그 밖의 환형 방식으로 형성되고, 함몰부 옆의 외측에 배치될 수 있고, 예컨대, 환형 방식으로 또는 함몰부 주위의 링 세그먼트의 형태로 배치될 수 있다.
앵커링 영역 또는 함몰부는 상기 함몰부 내에 맞물릴 때 초음파 진동에 의해 애드-온 부품의 앵커링 구역의 열가소성 수지 재료로 에너지를 직접 전달하는 소노트로드를 수용하도록 편리하게 형성된다.
한편, 애드-온 부품의 앵커링 영역은 또한 평면 형태일 수 있다. 코어의 접촉 표면은 그에 따라 맞춰진다.
바람직하게, 애드-온 부품은 예를 들어, 애드-온 부품의 열가소성 수지 재료로부터 형성되는 애드-온 부품의 웹(web) 상의 슬라이드, 가이드 또는 개구 또는 보어(bore)와 같이, 하나 이상의 기능성 또는 부착 컴포넌트를 가질 수 있다. 따라서, 생산 비용을 크게 줄일 수 있다.
본 발명은 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 플라스틱 컴포넌트의 하나의 예시적인 실시예에 기반하여 아래에서보다 상세하게 설명된다.
도 1은 애드-온 부품을 고정하기 전에 애드-온 부품과 소노트로드를 가진 PU 복합 컴포넌트의 분리 단면도이다.
도 2는 애드-온 부품이 고정된 PU 복합 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 1은 애드-온 부품을 고정하기 전에 애드-온 부품과 소노트로드를 가진 PU 복합 컴포넌트의 분리 단면도이다.
도 2는 애드-온 부품이 고정된 PU 복합 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
플라스틱 컴포넌트(1)는 예컨대, PU 복합 컴포넌트로서 형성되고, 예를 들어, 종이 허니콤 구조와 같은 개방(open) 샌드위치 구조로서 또는 예컨대, 경질(rigid) 폴리우레탄 폼과 같은 다공성 기재로부터 형성되는 열경화성 수지 매트릭스를 갖는 코어(15)를 구비하고, 각각의 경우 예컨대, 유리 섬유 강화 PU로 구성된 커버층(미도시)에 의해 덮일 수 있다.
애드-온 부품(2)은 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15)에 고정하기 위해 제공된다. 애드-온 부품(2)에 의해, 다른 부품들에 대한 연결은 생성될 수 있고, 힘들이 플라스틱 컴포넌트(1)로 전달될 수 있다. 애드온 부품(2)은, 슬라이드(11)를 통해 이동가능한 방식으로 예컨대, 슬라이딩 헤드라이너(headliner)를 형성하고 플라스틱 컴포넌트(1)에 장착되는 가이드(12) 상에 장착되는 슬라이드(11)와 같은 기능적 또는 애드-온 부품들을 포함할 수 있다. 애드-온 부품(2)은 또한 다른 컴포넌트에 연결하기 위한 관통-홀(14) 등을 포함하는 웹(13)으로 형성될 수 있다.
애드-온 부품(2)은, 적어도 앵커링 영역(3) 내에서 그리고 바람직하게 전체적으로 열가소성 수지 재료로부터 제조된다. 도 1에 도시된 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)은 커버 플레이트(5)로서 형성된 부분으로부터 돌출하는 원통 형태의 함몰부(4), 및 함몰부(4) 옆의 커버 플레이트(5)로부터 돌출하는는 앵커링부들(6)을 구비한다. 앵커링부들(6)은 핀-형 또는 판-형 요소이거나 함몰부(4)를 환형으로 둘러싸는 요소로서 형성된다.
애드-온 부품(2)은 플라스틱 컴포넌트(1)의 측면(7)에 대해 안내되고, 커버 플레이트(5)가 플라스틱 컴포넌트(1) 또는 코어(15)의 측면(7)에 대해 지지되는 예상 위치에 도달할 때까지 선택적으로 존재하는 커버층을 통해 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15) 속으로 가압됨으로써, 플라스틱 컴포넌트(1)에 고정된다. 함몰부(4)와 앵커링부들(6)를 가진 앵커링 구역(3)이 코어(15) 속으로 가압될 때, 가요성 코어 재료는 상응하게 변위된다.
소노트로드(8)는 애드-온 부품(2)까지 안내되어 애드-온 부품(2)과 접촉하게된다. 소노트로드(8)는 예를 들어, 그 형상과 사이즈가 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)의 함몰부(4)에 꼭맞고, 베이스(9)로부터 돌출하는 원통형 저널(10)을 포함한다. 저널(10)은 작동 위치에서 함몰부(4) 내에서 초음파 진동에 의해 열가소성 수지 재료를 연화시키고, 함몰부(4)의 유체 플라스틱 재료가 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15) 속으로 들어가서 코어를 둘러싸는 코어 재료 및 선택적으로 존재하는 덮개층과 긴밀하게 결합할 수 있을 정도로 가소화시킨다. 소노트로드(8)의 충분히 높은 파워가 주어지면, 초음파 진동은 또한 앵커링부들(6)을 가소화시켜서, 유체 상태에서, 그것이 플라스틱 컴포넌트의 코어(15) 속으로 들어가서 코어 재료 또는 덮개층과 긴밀하게 결합될 수 있다. 애드-온 부품 내의 가압된 구역 내에서 변형 또는 변위되고, 플라스틱 재료에 의해 다시 경화되는 코어 재료의 열경화성 수지 매트릭스는, 그렇지 않으면 에너지의 입력에 의해 악영향을 받지 않는다.
소노트로드(8)가 초음파 진동의 발생을 중단한 후, 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)의 플라스틱 재료가 경화되고, 앵커링 영역(3)은 코어(15) 상에서 애드-온 부품(2)을 고정되게 유지하는 안정적이고 영구적인 연결 앵커를 형성한다. 소 노트로드(8)는 플라스틱 재료의 경화 동안 또는 그후에 제거된다.
도 2는 거기에 고정된 애드-온 부품(2)을 구비하는 플라스틱 컴포넌트(1)를 도시한다. 앵커링 영역(3), 함몰부(4) 및 앵커링부들(6)의 구성은 예시적인 방식으로 도시되어 있다. 개방형 또는 개방-셀 코어 재료 속으로 관통하거나 이를 지지하는 부품들 또는 연결 앵커들을 가진 앵커링 영역(3)의 다른 구성들은, 그들이 긴밀 한 결합 또는 앵커링을 가능하게 하는 한 사용될 수 있다.
상기 플라스틱 컴포넌트(1)의 경우, 애드-온 부품(2)의 앵커링(고정)은 스크류들, 리벳들 또는 다월 등과 같은 임의의 부가적 컴포넌트들을 필요로 하지 않는다.
앵커링 영역(3)은 애드-온 부품(2)이 설치된 상태에 있을 때 코어 재료 내의 커버 플레이트(5) 아래에 위치되고 커버 플레이트(5)에 의해 실질적으로 덮이기 때문에, 부가적인 스크류들 또는 리벳들없이 바람직한 시각적 외관이 얻어진다.
애드-온 부품(2)은, 전용 가압 장치에 의해 또는 소노트로드(8)에 의해, 선택적으로 덮개층을 통해, 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15)의 코어 재료 속으로 가압될 수 있다.
다른 개선예에 따르면, 적어도 하나의 리세스는 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어 재료 내에 형성될 수 있고, 앵커링 영역(3)의 형태에 실질적으로 맞춰지거나 그에 매칭됨으로써, 애드-온 부품(2)이 가압될 때 코어 재료가 덜 변형되게 한다. 플라스틱 컴포넌트(1)의 이러한 제조는 특히, 변형가능성이 약한 코어 재료가 사용될 때 편리하다.
애드-온 부품(2)은 열가소성 수지 재료로부터 그 전체적으로 또는 적어도 앵커링 영역(3) 내에 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예로부터 벗어나는 방식으로, 애드-온 부품(2)은, 적어도 앵커링 영역(3) 내에서, 평면 형태일 수 있으므로, 적어도 접촉 구역 내에서 유사하게 편형한 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15)에 평면 접촉하여 고정 및 앵커링될 수 있다. 그러므로, "앵커링(anchoring)"은 변위 및 변형 방식으로 코어 재료 속으로의 침투뿐만 아니라 라미나 본드(laminar bond)를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 소노트로드는 상응하게 적응된 형태를 가진다.
애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)의 열가소성 수지 재료를 가소화시키는데 필요한 에너지를 생성하기 위해 소노트로드(8)의 사용은 특히 바람직하지만, 부가적으로로 또는 대안적으로, 예컨대, 적외선 히터와 같은 가열 장치에 의한 에너지의 입력 역시 수행될 수 있다.
상세한 설명 내에 개시되고 예시적인 실시예에 기반하고 도면에 개시된 본 발명의 개별적인 특징들은 임의의 기술적으로 편리한 방식들과 구성들로 본 발명의 주제와 일반적인 형태로 결합될 수 있다.
1...플라스틱 컴포넌트 2...애드-온 부품
3...앵커링 영역 4...함몰부
5...커버 플레이트 6...앵커링부
7...측면 8...소노트로드
9...베이스 10...저널
11...슬라이드 12...가이드
13...웹 14...관통 홀
15...코어
3...앵커링 영역 4...함몰부
5...커버 플레이트 6...앵커링부
7...측면 8...소노트로드
9...베이스 10...저널
11...슬라이드 12...가이드
13...웹 14...관통 홀
15...코어
Claims (9)
- 열경화성 수지(thermoset) 매트릭스를 가진 코어 및 거기에 고정되는 애드-온(add-on) 부품을 구비하는 플라스틱 컴포넌트로서,
상기 애드-온 부품(1)은 적어도 그 앵커링 영역(3) 내에서, 열가소성 수지(thermoplastic) 재료로부터 형성되고, 상기 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)은 상기 플라스틱 컴포넌트(1)의 코어(15)에 고정되고,
상기 앵커링 영역(3)은 상기 코어 (15) 상에 위치되거나 상기 코어(15) 속으로 삽입 또는 가압되고, 에너지의 입력에 의해 특히, 초음파 진동에 의해 생성된 유체 상태 내에서, 상기 코어(15)의 열경화성 수지 매트릭스에 결합되고, 고형화된 상태에서, 특히, 연결 앵커로서 그 위에 또는 그 안에 고정되는, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1에서,
상기 애드-온 부품(2)은 적어도 그 앵커링 영역(3) 내에서 또는 전체적으로 오로지 열가소성 수지 재료로부터만 형성되는, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 또는 청구항 2에서,
상기 코어(15)는 다공성 기재 또는 개방 코어(15)를 갖는 샌드위치 구조, 특히 PU 복합 컴포넌트로 구성된, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에서,
상기 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3)은 상기 코어(15) 속으로 삽입 또는 가압되는 하나 이상의 함몰부(4)를 포함하는, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에서,
상기 애드온 부품(2)의 앵커링 영역(3)은 특히 핀, 플레이트 또는 링으로서 형성되고, 상기 코어(15) 속으로 삽입 또는 가압되는 적어도 하나의 앵커링부(6)를 포함하는, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 4 또는 청구항 5에서,
상기 앵커링 영역(3) 또는 상기 함몰부(4)는 소노트로드(sonotrode)(8)를 수용하도록 형성된, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에서,
상기 앵커링 영역(3)은 평면 형태인, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에서,
상기 코어(15)는 상기 애드-온 부품(2)이 지지되고 상기 애드-온 부품(2)의 앵커링 영역(3) 또는 함몰부(4)가 가압되는 덮개층을 구비하는, 플라스틱 컴포넌트.
- 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에서,
상기 애드-온 부품(2)은 열가소성 수지 재료로부터 형성되는 하나 이상의 기능성 또는 부착 컴포넌트(11,13)을 구비하는, 플라스틱 컴포넌트.
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