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KR20130095650A - 부하의 축과 정렬된 보강재 - Google Patents

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KR20130095650A
KR20130095650A KR1020127032982A KR20127032982A KR20130095650A KR 20130095650 A KR20130095650 A KR 20130095650A KR 1020127032982 A KR1020127032982 A KR 1020127032982A KR 20127032982 A KR20127032982 A KR 20127032982A KR 20130095650 A KR20130095650 A KR 20130095650A
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미카엘 마이어
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시카 테크놀러지 아게
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Abstract

예시적인 보강재(100)는 실린더(120)들의 어레이를 구비하는 캐리어(105)를 포함한다. 캐리어(105)는 구조물(115)에 배치되게 구성되고, 상기 실린더(120) 각각은 구조물(115)에 적용되는 구조적 부하(F)와 정렬된 축(A)을 규정한다. 실린더(120)에 의해 규정된 축(A)들은 서로 평행하고 평면(P)을 규정한다. 본딩 물질(110)은 캐리어(105) 상에 배치되고 캐리어(105)를 구조물(115)에 연결하도록 구성된다.

Description

부하의 축과 정렬된 보강재{REINFORCEMENT ALIGNED WITH AXIS OF LOAD}
본 발명은 보강재에 관한 것이다.
보강재는 비용과 중량이 상당히 증가함이 없이 구조적 지지를 제공한다. 예를 들어, 보강재는 필라(pillar), 범퍼(bumper) 등과 같은 차량의 여러 부분에 의해 형성된 공동(cavity)을 보강하기 위해 차량에 사용될 수 있다. 구조물의 일측으로부터 타측으로 부하를 적절히 전달하기 위해 보강재는 보강재가 배치되는 공동의 내부면과 일반적으로 매칭되는 부분을 구비한다. 그러나, 보강재의 이러한 부분은 제조하는 것이 어렵과 비싸다. 따라서, 이전의 보강재보다 덜 복잡하고 공동 내에 동일하거나 추가적인 구조적 및/또는 음향적 지지를 제공하는 보강재가 요구된다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 이전의 보강재보다 덜 복잡하고 공동 내에 동일하거나 추가적인 구조적 및/또는 음향적 지지를 제공하는 보강재를 제공하는 것이다.
본 발명의 이점은 특히 보강재가 실린더들의 어레이를 가지는 캐리어를 구비하는 것에서 볼 수 있다. 캐리어는 구조물에 비치되게 구성되고 각 실린더는 구조물에 적용되는 구조적 부하와 정렬된 축을 규정한다(deine). 실린더에 의해 규정된 축들은 서로 평행하고 평면을 규정한다. 본딩 물질(bonding material)이 캐리어 상에 배치되고 구조물에 캐리어를 연결하도록 구성된다. 본 발명의 다른 유리한 실시예는 종속항으로부터 나타난다.
도 1은 구조물 상에 배치된 예시적인 보강재를 도시한 도면;
도 2a 내지 도 2c는 보강재에 사용되는 예시적인 실린더의 예시적인 단면을 도시한 도면;
도 3은 본딩 물질이 내부에 배치되고 어레이로 배열된 복수의 실린더를 포함하는 캐리어를 구비하는 예시적인 보강재를 도시한 도면;
도 4는 실린더 중 일부가 갭을 규정하고 이 갭 내에 팽창가능한 물질이 배치되는 예시적인 캐리어를 도시한 도면;
도 5는 정렬된 실린더를 구비하는 캐리어를 가지는 예시적인 보강재의 평면도;
도 6은 축들이 평면을 규정하도록 정렬된, 축을 각각 구비하는 복수의 실린더를 포함하는 캐리어를 가지는 예시적인 보강재의 배면도.
구조물의 일 부분으로부터 구조물의 다른 부분으로 부하를 전달하는 예시적인 보강재는 실린더들의 어레이를 구비하는 캐리어를 포함한다. 어레이에서 각 실린더는 다른 캐리어와 평행한 방향으로 연장되며, 실린더는 일반적으로 평면으로 정렬된다. 즉, 각 실린더는 축을 규정하고 실린더들에 의해 규정된 축들은 서로 평행하며 평면을 규정한다. 캐리어는 구조물에 배치되게 구성되고 실린더들 중 적어도 하나는 구조물에 적용될 수 있는 구조적 부하와 정렬된 축을 규정한다. 본딩 물질은 캐리어 상에 배치되고 구조물에 캐리어를 연결하는데 사용된다. 이 배열을 가지는 보강재는 복잡한 제조 복잡성과 비용 없이 충분한 성능 대 중량 비를 가지고 구조물의 측벽들 사이에 구조적 부하를 전달할 수 있다.
도 1은 구조물의 하나의 측벽으로부터 구조물의 다른 측벽으로 부하를 전달할 수 있는 예시적인 보강재(100)를 도시한다. 보강재(100)는 많은 상이한 형태를 취할 수 있고 다수의 및/또는 대안적인 부품과 시설을 포함할 수 있다. 예시적인 보강재(100)가 도시되어 있으나, 도면에 도시된 예시적인 부품은 제한하려는 것으로 의도된 것이 아니다. 사실, 추가적이거나 대안적인 부품 및/또는 구현이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보강재(100)는 구조물(115) 상에 배치된 캐리어(105)와 본딩 물질(110)을 포함한다. 캐리어(105)는 구조물(115)에 구조적 지지를 제공하는 임의의 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캐리어(105)는 나일론과 같은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 나아가, 캐리어(105)를 제조하는 물질은 유리 섬유를 포함할 수 있다. 대안적으로, 캐리어(105)는 스틸, 알루미늄 또는 마그네슘과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 캐리어(105)는 오버몰딩 또는 다이 절삭 공정과 같은 여러 공정으로 형성될 수 있다.
캐리어(105)는 구조물(115)에 의해 규정된 공간(125) 내에 배치되는 하나 이상의 실린더(120)를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 접근법에서, 실린더(120)들은 서로 일체로 형성된다. 대안적으로, 실린더(120)들은 별도로 형성되고 기계적인 패스너에 접착제를 사용하여 서로 부착될 수 있다. 실린더(120)들은 일반적으로 평면으로 정렬된다. 즉, 각 실린더(120)는 예를 들어 실린더(120)의 중심을 통해 연장되는 축(A)을 규정하며, 실린더(120)들의 축(A)들은 일반적으로 서로 평행하다.
실린더(120)는 구조물(115)에 의해 규정된 공간(125)보다 약간 더 작을 수 있으며, 실린더(120)의 하나 또는 두 단부는 구조물(115) 위에 배치될 수 있다. 실린더(120)는 일반적으로 중공이며 실린더(120)의 중심 부근에 축(A)을 규정한다. 실린더(120)는 실린더(120)에 의해 규정된 축(A)이 구조물(115)의 일측이나 양측에 적용되는 힘(F)과 일반적으로 정렬되도록 구조물(115) 내에 배치되도록 구성된다. 이것은 실린더(120)로 하여금 구조물(115)의 일측에 적용된 힘(F)을 분배하게 한다. 즉, 구조물(115)의 일측에 적용된 힘(F)은 구조물(115)의 타측으로 실린더(120)를 통해 전달할 수 있다.
실린더(120)는 공간(125)의 폭(W)보다 약간 더 적은 길이(L)를 구비한다. 하나의 예시적인 접근법에서, 실린더(120)는 구조물(115)의 폭(W)보다 더 작은 대략 2 내지 8㎜일 수 있다. 보강재(100)는 공간(125)의 사이즈나 형상에 상관없이 구조물(115)에 의해 규정된 공간(125) 내에 배치될 수 있다. 그러므로, 다수의 실린더(120)가 캐리어(105)에 사용될 때, 실린더(120) 중 일부는 다른 실린더(120)보다 상이한 길이(L)일 수 있다. 예를 들어, 구조물(115)에 의해 규정된 공간(125)이 테이퍼 형상으로(tapered) 되어 있으면, 실린더(120)는 테이퍼 형상의 공간(125) 내에 끼워맞춰지게 적절한 길이(L)를 구비할 수 있다. 나아가, 테이퍼 형상을 수용하기 위하여, 실린더(120)의 단부들은 서로 평행할 필요는 없다. 즉, 실린더(120)의 일 단부는 하나의 평면을 규정할 수 있고 캐리어(105)의 다른 단부는 횡방향 평면을 규정할 수 있다. 나아가, 캐리어(105)는 임의의 수의 실린더(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1은 이해를 용이하게 하기 위해 단 하나의 실린더(120)만을 가지는 예시적인 캐리어(105)를 도시한다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어(105)는 어레이로 배열된 하나를 초과하는 실린더(120)를 포함할 수 있다.
본딩 물질(110)은 구조물(115)에 캐리어(105)를 부착하는데 사용된다. 본딩 물질(110)은 캐리어(105) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 본딩 물질(110)은 실린더(120)의 외부면에 배치된다. 대안적으로, 본딩 물질(110)은 실린더(120)의 내부면(예를 들어, 공동 내)에 배치될 수 있다. 본딩 물질(110)은 구조적 발포재나 음향 발포재와 같은 팽창가능한 물질이나 접착제를 포함할 수 있다. 본딩 물질(110)은 경화될 때 캐리어(105)를 구조물(115)에 부착하도록 구성될 수 있다. 본딩 물질(110)을 경화시키는 것은 본딩 물질(110)을 가열하거나 본딩 물질(110)에 경화제를 도포하는 것을 포함할 수 있다.
구조물(115)은 공간(125)을 규정하는 임의의 물체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구조물(115)은 공간(125)이 사이에 규정되도록 서로 이격된 2개의 측벽(130)을 포함할 수 있다. 측벽(130)은 평행한 방향으로 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 하나 또는 두 개의 측벽(130)은 공동 내에 캐리어(105)를 더 지지하는 고정 부재(135)(도 3 참조)를 수용하는 개구(미도시)를 규정할 수 있다. 이들 개구는 측벽(130)의 평행한 부분에 있을 수 있다. 그러나, 측벽(130)은 평행하지 않을 수 있으며 구조물(115)의 평행하지 않은 부분은 캐리어(105)를 수용하도록 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, 구조물(115)은 차량의 일부를 포함할 수 있으며 공간(125)은 차량에 의해 규정된 공동이다. 따라서, 구조물(115)은 차량의 필라, 범퍼, 도어, 등일 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 캐리어(105)에서 실린더(120)의 예시적인 단면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실린더(120)는 실질적으로 중공이며 축(A)을 규정한다. 실린더(120)는 축(A)이 평면(P)을 규정하도록 실질적으로 정렬된다. 즉, 평면(P)은 어레이로 실린더(120)의 축(A)을 통해 횡방향으로 연장될 수 있다. 도 2a는 도 1의 라인 2-2를 따라 취해진 캐리어의 예시적인 단면도를 도시한다. 도 2a에서, 실린더(120)는 2개의 실질적으로 곡선 부분의 단면과 2개의 실질적으로 직선 부분의 단면을 포함한다. 곡선 부분들은 서로 이격되고 직선 부분들은 서로 이격되고 평행하다. 도 2b는 실질적으로 타원 형상의 단면을 가지는 예시적인 실린더(120)를 도시한다. 도 2c는 실질적으로 육각형 단면 형상을 가지는 예시적인 실린더(120)를 도시한다. 물론, 실린더(120)는 다른 단면 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 실린더(120)는 일반적으로 원형, 직사각형, 사다리꼴형, 삼각형 등의 단면일 수 있다.
도 3은 실린더(120)의 하나 이상으로부터 연장되는 고정 부재(135)(예를 들어, 클립)와 어레이로 배열된 복수의 실린더(120)를 구비하는 예시적인 캐리어(105)를 도시한다. 각 실린더(120)는 축(A)을 규정하며 이 축(A)은 구조물(115)(도 1 참조)에 배치될 때 측벽(130) 중 하나에 배치될 수 있는 구조적 부하와 정렬된다.
고정 부재(135)는 구조물(115)의 측벽(130)에 캐리어(105)를 고정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 구조물(115)은 고정 부재(135)를 수용하도록 구성된 개구(미도시)를 규정할 수 있다. 고정 부재(135)는 고정 부재(135)가 개구에 배치될 때 구조물(115)에 대해 캐리어(105)를 적절히 홀딩하도록 바이어스될 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(135)는 개구로 푸시되는 동안 수축되고 클립이 홀에 배치된 후에는 팽창하는 클립을 포함할 수 있다. 각 고정 부재(135)는 하나의 실린더(120) 상에 배치될 수 있거나 대안적으로 2개의 실린더(120)들 사이에 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면 본딩 물질(110)은 실린더(120) 내에 배치된다. 특히, 본딩 물질(110)은 실린더(120)의 내부면을 부분적으로 라이닝(lining)할 수 있다. 그러나, 본딩 물질(110)은 실린더(120)의 전체 내부면을 라이닝할 필요는 없다. 도시된 바와 같이, 본딩 물질(110)은 측벽(130) 중 하나에 가장 가까운 실린더(120)의 내부면의 일부를 라이닝할 수 있다. 본딩 물질(110)은 하나 또는 두 개의 측벽(130) 부근의 실린더(120)의 내부면 상에 배치될 수 있다. 나아가, 본딩 물질(110)은 어레이의 각 실린더(120) 내 또는 상에 배치될 필요가 없다. 도시된 바와 같이, 본딩 물질(110)은 실린더(120) 중 일부 내에만 배치된다. 본딩 물질(110)을 운반하는 실린더(120)의 수를 감소시키고 실린더(120) 내에 배치된 본딩 물질(110)의 양을 감소시키는 것은 제조 비용을 감소시키는 것을 도와줄 수 있다.
실린더(120) 중 하나 이상이 예를 들어 그 주변에 대해 갭(140)을 규정할 수 있으며, 이는 하나의 실린더(120) 내에 배치된 본딩 물질(110)이 다른 실린더(120) 내 본딩 물질(110)에 연결될 수 있게 한다. 그리하여, 갭(140)은 적어도 실린더(120)가 공간(125) 내에 배치될 때까지 실린더(120)들 사이에 본딩 물질(110)의 기계적인 링크를 제공한다.
도 5는 예시적인 캐리어(105)의 평면도이고, 도 6은 예시적인 캐리어(105)의 배면도이다. 도시된 바와 같이, 실린더(120)는 어레이로 배치되고 단일 층을 형성한다. 따라서, 실린더(120)의 축(A)은 단일 평면(P)을 규정한다. 구조물(115)에 배치될 때, 각 실린더(120)에 의해 규정된 축(A)은 실질적으로 하나 또는 두 개의 측벽(130)에 적용될 수 있는 구조적 부하와 실질적으로 정렬된다. 이 구성은 캐리어(105)가 측벽(130)들 사이에 구조적 부하를 분배할 수 있게 한다.
본 명세서에 설명된 공정, 시스템, 방법, 학습 등에 대하여, 이러한 공정 등의 단계들은 특정 순서의 시퀀스에 따라 발생하는 것으로 기술되어 있으나, 이 공정은 본 명세서에 설명된 순서와는 다른 순서로 수행되는 기술된 단계로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있어야 할 것이다. 나아가, 특정 단계는 동시에 수행될 수 있고, 다른 단계들이 추가될 수 있고, 또는 본 명세서에 설명된 특정 단계는 생략될 수 있다는 것이 이해될 수 있어야 할 것이다. 다시 말해, 본 명세서에서 공정의 설명은 특정 실시예를 예시하려는 목적으로 제공된 것일 뿐 청구범위를 제한하기 위한 것으로 해석되어서는 아니된다.
따라서, 상기 설명은 예시를 위하여 의도된 것일 뿐 제한하기 위한 것이 아니라는 것이 이해되어야 할 것이다. 제공된 예와는 다른 많은 실시예와 응용은 상기 설명을 읽을 때 명백하게 될 것이다. 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 결정되어서는 아니되고, 청구범위와 그 완전한 균등범위와 함께 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 본 명세서에 설명된 기술에 차후 개발이 일어날 수 있고 개시된 시스템과 방법은 이러한 미래의 실시예에 포함될 수 있는 것으로 예상되고 의도된다. 요컨대, 본 발명은 변경과 변형이 이루어질 수 있는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
청구범위에 사용된 모든 용어는 본 명세서에서 명시적으로 달리 언급하지 않는 한, 본 명세서에서 설명된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있는 가장 넓은 합리적인 구성과 통상적인 의미로 이해되도록 의도된다. 특히, 단수 관사, "상기" 등과 같은 단수 관사의 사용은 청구항이 명시적으로 달리 제한하지 않는 한, 지시된 요소들을 하나 이상 언급하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 보강재(100)로서,
    실린더(120)들의 어레이를 구비하고, 구조적 부하(F)를 제공하는 구조물(115)에 배치되도록 구성된 캐리어(105)로서, 상기 실린더(120) 각각은 구조적 부하(F)와 정렬된 축(A)을 규정하고, 상기 실린더(120)에 의해 규정된 상기 축(A)들은 서로 평행하고 평면(P)을 규정하는 것인, 상기 캐리어(105); 및
    상기 캐리어(105) 위에 배치되고 상기 캐리어(105)를 상기 구조물(115)에 연결하도록 구성된 본딩 물질(110)을 포함하는 보강재(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더(120) 각각은 실질적으로 중공이고, 상기 본딩 물질(110)은 상기 실린더(120)들 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 배치되는 것인 보강재(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실린더(120)들 중 적어도 2개는 당해 실린더들 사이에 갭(140)을 규정하고, 상기 본딩 물질(110)은 상기 갭(140)에 적어도 부분적으로 배치되는 것인 보강재(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 물질(110)은 상기 실린더(120)들 중 적어도 하나에 배치되는 것인 보강재(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 물질(110)은 상기 실린더(120)들 중 적어도 하나에 배치되고 상기 실린더(120) 전부보다 더 적은 것인 보강재(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각 실린더(120)는 2개의 곡선 부분 단면과 2개의 직선 부분 단면을 구비하며, 상기 곡선 부분들은 서로 이격되고, 상기 직선 부분들은 실질적으로 서로 평행한 것인 보강재(100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각 실린더(120)는 실질적으로 타원 단면 형상을 구비하고/하거나, 각 실린더(120)는 실질적으로 육각형 단면 형상을 구비하는 것인 보강재(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(105)는 플라스틱을 포함하고/하거나, 상기 캐리어(105)는 금속을 포함하는 것인 보강재(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 물질(110)은 팽창 가능한 물질과 접착제 중 적어도 하나를 포함하는 것인 보강재(100).
  10. 제9항에 있어서, 상기 팽창가능한 물질은 구조적 발포재와 음향 발포재 중 적어도 하나를 포함하는 것인 보강재(100).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조물(115)은 서로 이격된 적어도 2개의 측벽(130)을 포함하고, 상기 캐리어(105)는 상기 2개의 측벽(130) 사이에 배치되는 것인 보강재(100).
  12. 제11항에 있어서, 각 실린더(120)는 상기 2개의 측벽(130) 사이에 상기 공간(125)의 폭(W)보다 더 적은 길이(L)를 구비하는 것인 보강재(100).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더(120)들 중 적어도 하나에 배치된 고정 부재(135)를 더 포함하는 보강재(100).
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