(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造部材を補強するためのシステムであって、
金属、カーボンファイバー、及び有機材料の少なくとも１つから作られる、構造部材（１６０）；
金属、ガラス強化ナイロン、及び有機材料の少なくとも１つから作られた堅いキャリア部分（１２０）を含む、構造補強体（１００）；及び
粘着性である、１以上の接着剤ビーズ（１３０）
を備え、かつ
前記キャリアの少なくとも一部は、前記構造部材（１６０）の空洞（１７０）を規定する１以上の内側壁（１８０）に略一致するように構成されていること；
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、前記キャリア（１２０）を前記空洞（１７０）に挿入する前に、前記キャリア（１２０）がそこに配置されるときに、前記キャリア（１２０）を前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）に接着するために、前記キャリア（１２０）及び／又は内側壁（１８０）の１以上の場所で適用されていること；  前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、前記キャリア（１２０）と前記１以上の内側壁（１８０）との間で規定された隙間（１８５）の幅よりも大きいビーズ厚さを有し、かつ前記キャリア（１２０）が前記空洞（１７０）に配置されるとき、初期位置から変形又は移動すること；
前記キャリア（１２０）を空洞（１７０）内に接着させることが構造部材の強度を増加させること；及び
前記キャリア（１２０）を前記１以上の内側壁（１８０）に接着させるとき、チャネルが前記キャリア（１２０）の部分及び前記空洞（１７０）を規定する前記１以上の内側壁（１８０）の間で維持され、流体がその間で流れることを可能にするように、前記接着剤（１３０）が配置されること
を特徴とする、構造部材を補強するためのシステム。
【請求項２】
前記接着剤（１３０）は、硬化する場合に、２０％よりも少ない膨張率を有していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記接着剤（１３０）は、硬化する場合に、５％よりも少ない膨張率を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記接着剤（１３０）は、非膨張性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項５】
前記接着剤（１３０）は、前記キャリア（１２０）及び前記１以上の内側壁（１８０）の少なくとも１つ上に１以上のビーズ又はプロットとして押出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項６】
前記キャリア（１２０）及び前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）の間の前記隙間（１８５）は、４ｍｍから０．５ｍｍの間にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
前記キャリア（１２０）及び前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）の間の前記隙間は、０．５ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項８】
前記接着剤（１３０）は、ポリマー組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項９】
前記接着剤（１３０）は、熱可塑性樹脂及びエポキシ樹脂の混合物から形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
キャリア（１２０）が空洞（１７０）内に配置されるまで前記接着剤（１３０）は押出された形状を保持することができるほど十分に高い粘性を有し、キャリア（１２０）が空洞（１７０）内に配置されるとき前記接着剤（１３０）は変形されるか又は移動されることができるほど十分に低い粘性を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記接着剤（１３０）は、最大初期ビーズ厚さが１２ミリメートルよりも小さいことを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記接着剤（１３０）はｅ−ｃｏａｔ工程中で硬化されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
さらに、少なくとも前記接着剤（１３０）の部分に渡って配置される１以上の保護フィルム（１４０）を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
複数のそれぞれの接着剤（１３０）に渡って配置される複数の保護フィルム（１４０）を備える請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記保護フィルム（１４０）はポリエチレンから作られることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記キャリア（１２０）の外側表面上に規定された１以上の突起（１９０）をさらに備え、前記キャリア（１２０）が前記空洞（１７０）内に設置されるとき前記１以上の突起（１９０）が前記接着剤（１３０）の流れを導くように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
以下を特徴とする、構造部材を補強する方法：
金属、ガラス強化ナイロン、及び有機材料の少なくとも１つから作られたキャリア（１２０）有する補強体（１００）を提供するステップであって、前記キャリア（１２０）は、金属、カーボンファイバー、及び有機材料の少なくとも１つから作られている構造部材（１６０）内の空洞（１７０）を規定する１以上の内側壁（１８０）に、略一致するように構成されている、補強体（１００）を提供するステップ；
前記キャリア（１２０）及び／又は前記１以上の内側壁（１８０）の１以上の場所で接着剤ビーズ（１３０）を適用するステップであって、前記接着剤ビーズ（１３０）は、前記キャリア（１２０）と前記１以上の内側壁（１８０）との間で規定された隙間（１８５）の幅よりも大きいビーズ厚さを有し、かつキャリア（１２０）を前記１以上の内側壁（１８０）に接着させるとき、チャネルが前記キャリア（１２０）の部分及び前記空洞（１７０）を規定する前記１以上の内側壁（１８０）の間で維持され、流体がその間で流れることを可能にするように、前記接着剤（１３０）が配置される、接着剤ビーズ（１３０）を適用するステップ；及び
前記空洞（１７０）内に前記キャリア（１２０）を前記１以上の内側壁（１８０）の近くに配置し、それにより前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）を変形又は移動させるステップ;
を備えること、並びに
適用されるときに前記接着剤は粘着性であること。
【請求項１８】
前記キャリア（１２０）の少なくとも一部と前記空洞（１７０）の１以上の内側壁（１８０）との間の隙間（１８５）は、２ｍｍから４ｍｍの間にあることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリア（１２０）の少なくとも一部及び前記空洞（１７０）の１以上の内側壁（１８０）の間の隙間（１８５）は、０．５ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、最大初期ビーズ厚さが１２mmよりも小さい
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、熱に晒されて硬化されるように構成されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、大気水分に晒されて硬化されるように構成されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
１以上の接着剤ビーズ（１３０）を１以上の保護フィルム（１４０）でコートするステップと同時に前記キャリア（１２０）及び前記１以上の内側壁（１８０）の少なくとも１つの上に１以上の接着剤ビーズ（１３０）を押出すステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
１以上の接着剤ビーズ（１３０）を１以上の保護フィルム（１４０）でコートするステップは、前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）を硬化から防ぐことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記保護フィルム（１４０）を除去するステップをさらに備える請求項２３又は２４の方法。
【請求項２６】
保護フィルム（１４０）を除去するステップは、防護フィルム（１４０）を剥がすこと及び防護フィルム（１４０）を融かすことの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、構造補強を提供するための方法及びシステムに向けられたものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品は、その中に中空の空洞を有する本体又は筐体を有している。例えば、様々な消費財及び車両は、例えば、ピラー中に又はフレーム部材内のような、本体又は筐体の内側及び外側パネルの間に形成された中空空洞を有している。特に、自動車のいくつかの構造部材は、１以上のノードに接続された様々なピラー、部材、レール、梁、ポスト、など（集合的に「空洞」と呼ばれる）。そのような中空ピラー、梁等は、しばしば、最終製品の総重量を減少すること、及び材料コストを減少することに役立つ。しかしながら、これらの空洞は、しばしば、十分な強度又はエネルギー吸収特性に欠ける構造部材につながる。
【０００３】
弱まった構造部材を補償するための１つの方法は、部材の空洞内に構造補強体を提供することである。構造補強体は、しばしば、構造部材の内側表面に膨張してモールドするように構成された膨張可能な材料を備えたキャリアを含んでいる。キャリア部分は典型的には、ナイロン、ガラス強化ナイロン、金属、又はそれらのいくつかの組み合わせ、から作られたモールドされたコンポーネントであり、軽量であるが堅いように設計されている。キャリアは、また、特定のストレスにキャリアの応答を増加させるように構成された複数のリブを含むことができる。
【０００４】
効果的である一方、上述したモールドされたキャリア構造補強体は欠点を有している。例えば、膨張可能な発泡体層は通常相対的に大きく、特に剪断及び引張応力に関して、穏健な強度増加のみを提供する。発泡可能な材料の補強体の部分は、モールドされたキャリア部分と比較して強度が欠けている。さらに、発泡体の十分な膨張を達成するために、そのような補強体は通常、キャリアと補強されるべき空洞の内側壁との間に大きな隙間を必要とする。モールドされたキャリアと空洞を規定する内側壁との間の必要な隙間は通常最小でも６−１０mmである。この寸法の隙間では、例えば高いアセンブリ公差、焼成条件の変動等により、発泡体が膨張するときに隙間を適切に密閉することができないことがある。もし、例えば、発泡体が均一に膨張しなければ、隙間の部分が密閉されないままに残るか、キャリアが空洞内に適切に固定されないことになりうる。さらに、空洞内に１以上のチャネルを含む構造補強体を形成し、例えばe-コート（e-coat）流体のような流体をそこを通じて流動させることは困難である。そして、膨張可能な発泡体補強体は、通常、剪断及び引張荷重に関して穏健な補強作用を提供するのみである。
【０００５】
他の補強体は、補強体と構造部材の間を流れて補強体をそこに接着する注射用接着剤を使用するように設計されている。全キャリアに渡り膨張可能な発泡体を膨張させるための空間を提供する必要がないので、注射用接着剤の使用は、キャリアと、空洞の１以上の内側壁との間の隙間の部分を減少させる。しかしながら、注射用接着剤を含む方法はまた欠点を有する。注射用接着剤を使用する現在の方法は、注射用接着剤が空洞から流れ出るのを防ぐために、通常、キャリアと空洞の１以上の内側壁との間に密閉材料の導入を必要とする。密閉材料は通常、膨張可能な発泡体又はマスティックからなる。この工程は、このように、追加のステップ、及び、追加の材料を含み、密閉材料の塗布及び密閉材料の硬化を含み、さらに、続いて接着材料の注入及び硬化が含まれる。これは、補強された部分を作るために、追加の時間及び費用を要する。これはまた、通常、密閉材料が少なくとも部分的に硬化するまで接着剤を注入することができないので、タイミングをより細かく制御する必要がある。さらに、接着剤を空洞に注入することは、通常、すべての隙間を接着剤で充填するので、e-coat流れのためのチャネルを提供することが困難になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、構造補強を提供するためのシステム及び方法に向けられている。より詳しくは、開示は、空洞内に接着して固定されるように構成された構造補強体に向けられている。構造補強体は、空洞を規定する一以上の内側壁に通常形状が一致するキャリアを含むことができる。接着剤は、補強体及び/又は構造部材に配置されている。接着剤は、構造部材内に補強体を挿入する前に実質的に安定形状を保持している。本開示は、構造部材内の補強体のキャリアと空洞を規定する内側壁との間をより緊密にすることを可能にする。本開示はまた、接着剤と一緒に密着剤として膨張可能な発泡体又はマスティックスを使用する必要を除去する。本開示はまた、流体の流動のための、補強体と構造体の間のチャネルの含有を容易にし、接着剤の局所的な配置のために簡素化されたデザインを可能にする。これは、補強体が、より少ない接着剤を使用することを可能にして、コスト節減に繋がる。
【０００７】
防護フィルムは、また、接着剤のいくつか又はすべてにわたって提供されることができ、接着剤を、塵、水分、汚染物質、又は他の部材との接触から保護することができる。これは、例えば、早すぎる接着剤硬化を防ぐ一方、接着剤をサービス部品に、部品が工場を離れる前に、配置することを可能にする。
【０００８】
請求項は例示された実施例に限定されないが、様々な態様の認識が、それらの様々な実施例の議論を通じて最もよく得られることができる。ここで図面を参照して、様々な実施例が詳細に示される。図面は様々な例示を現しているが、図面は正確に測られる必要はなく、ある特徴は、よりよい図示をするために誇張されて、実施例の革新的な面が説明されている。さらに、ここに記載された実施例は、網羅的又は図面で示され以下の詳細に説明に記載されている厳密な形態及び構成に限定又は制限することは意図されていない。代表的な例示が、以下の図面を参照して詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な補強体及び構造部材を示し、接着剤は、キャリア上で平行なビーズの連続に押し出されている。
【図２】例示的な補強体及び構造部材を示し、接着剤は、キャリア上で円状のプロットの連続に押し出されている。
【図３】例示的な補強体及び構造部材を示し、接着剤は、構造部材上に押し出されている。
【図４】構造部材内に位置する例示的な補強体の端面図である。
【図５】例示的な補強体と接着剤ビーズに渡る保護フィルムを含む構造的な部材とを示す図である。
【図６】例示的な補強体と複数の保護フィルムを含む構造部材とを示す図である。
【図７Ａ】例示的な補強体と構造部材を示す図である。
【図７Ｂ】例示的な補強体と構造部材を示す図である。
【図８】例示的なアプローチによる補強体を製造する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
それ自体限定なしに、ここに記載された例示的アプローチは、構造部材に補強をもたらすように構成されたキャリアを有する構造補強体を含む。構造部材は、例えば、電化製品、自動車のような車両等内の、梁、チャネル、ピラー等である。補強体は接着剤を使用して構造部材に接着されている。
【００１１】
補強体は、例えば、アルミニウム又は鋼鉄、プラスチック、ナイロン、ガラス補強ナイロン、発泡体構造、有機的構造、又はそれらのいくつかの組み合わせから製造されることができる。１つの例示的なアプローチでは、補強体は熱可塑性プラスチック材料からできている。補強体は、押し出しを通じて、射出成形を通じて、または他の適した工程を通じて作られることができる。補強体は、特定の応用を基にして、局所化された強化を提供するために、その中に１以上のリブを含むことができる。少なくとも補強体の一部は、接着される構造部材の一部にきっちりと形状が一致するように構成されることができる。例えば、構造補強体のキャリア部分の１以上の外側面は、構造部材内の空洞を規定する１以上の内側面に通常一致するように構成されることができる。例えば、１つのアプローチによると、構造補強体が、構造部材に近接して配置されるとき、キャリア部分及びキャリアが接着される構造部材の１以上の内側面の間の隙間が、約６ミリメートル（mm）よりも少なくすることができる。隙間の寸法は、応用の要求、製造方法等を元に決定若しくは設計されることができる。１つのアプローチにおいては、隙間は約２mmから約４mmの間で設計される。別の例示的なアプローチでは、隙間は約0.5mm以下になるように設計される。
【００１２】
接着剤は補強体を構造部材に固定するために使用される。その接着剤は、例えばキャリアの外側面に沿って補強体に、及び／又は、例えば構造部材中に空洞を規定する１以上の内側壁に沿って構造部材に、適用されることができる。接着剤は構造部材に近接して補強体を配置する前に適用されることができ、それはキャリア部材を空洞内に配置することができる。接着剤は、接着剤が空洞内に配置されている間に、硬化することができ、それにより、構造補強体を構造部材に接着させる。
【００１３】
接着剤は、キャリアの１以上の面上に、及び／又は構造部材の１以上の内側面上に、１以上の接着剤ビーズ、又はプロットとして適用される。接着剤ビーズ又はプロットの長さ、幅、厚さ、形状、断面、表面、量及び配置は、例えば、コストの最小化、強度の最大化、組み立て時間の高速化等の応用パラメーターを基に、任意の特定応用のために適切に変化させることができる。例えば、ビーズは、連続的な半円ビーズ、一連の平行な直線群、一連の隣接するプロット群、一連の丸い接着剤プロット群、一連の同心円群、ジグザグパターン、または他の任意のデザインによって、適用されることができる。接着剤ビーズの厚みは、特定の応用の要求を基に決定されることができる。１つの例示的なアプローチにおいて、ビーズ厚さは、接着剤により繋がる対向面により規定される隙間の幅の最低限約１５０％である。
【００１４】
採用される接着剤は、任意の多くの接着剤であることができる。選ばれた接着剤は実質的に非発泡性であることができる。すなわち、選ばれた接着剤は、硬化する際に約２０％よりも少ない膨張をすることができる。１つの例示的アプローチにおいて、接着剤は、硬化する際に約５％よりも少ない膨張をすることができる。別の例示的アプローチにおいては、接着剤は、非膨張性である。選ばれた接着剤は、補強体が構造部材に配置されるまで接着剤がそのビード形状を保持するのに十分高く、一方、補強体を構造部材内に挿入する上で接着剤が少なくとも部分的に変形又は移動することができるのに十分低い粘性を有することができる。１つのアプローチにおいては、接着剤は、硬化の前にペースト状の濃度を有していることができ、且つ／又は粘着性があることができる。別のアプローチにおいては、接着剤は、ビンガムプラスチックのように振舞うことができ、十分なストレスの適用前に、実質的に安定な形状を保持することができる。選ばれた接着剤は、空気、大気水分、別の化学物質、熱、光に晒されて、又は任意の他の適切な効果方法により、硬化することができる。１つのアプローチによれば、接着剤が例えば焼成又はe-coat工程中のように熱に晒されるときに硬化するように、接着剤を選ぶことができる。接着剤は、例えば、少なくとも樹脂及び硬化剤を含むポリマー組成物であることができる。例えば、接着剤は、ポリウレタン組成物、ポリウレタン及びポリオールイソシアネート組成物、アクリレート組成物、エポキシド組成物等であることができる。接着剤は、エポキシ樹脂及び硬化剤、例えば、ポリイソシアネート又はポリアミン硬化剤、マイクロカプセル化したアクリル又はメタクリレート等を含むことができる。適した接着剤には、特許出願番号WO/2008/077944号に記載された接着剤が挙げられる。
【００１５】
接着剤は、自動化された工程、例えばアセンブリライン上のロボットにより、又は、手動で、例えば押出機ガンを使用してオペレーターにより、キャリア及び／又は構造部材上に押し出されることができる。接着剤は、押出の際に補助するために加熱されることができ、又は周囲温度で適用されることができる。１つの例示的なアプローチにおいて、接着剤は、ドラム中のアセンブリ場所に提供されることができる。接着剤は、例えば、ペースト又は粘着材料の形態で提供されることができる。
【００１６】
防護フィルムは、接着剤全体に適用されることができ、接着剤が早すぎる硬化をすることを防ぐことができ、接着剤に塵又は他の汚染物質がくっ付くことを防ぎ、接着剤が水分又は大気に晒されることを防ぎ、且つ/又は有効期間及び接着特性を確保する。保護フィルムは、接着剤と、共押出されることができ、押出された接着剤の頂上に適用されることができる。１つの例示的なアプローチによれば、保護フィルムはプラスチック、例えばポリエチレンであることができる。保護フィルムは、構造部材の近くに構造補強体を配置する前、中、又は後に除去することができる。保護フィルムは、例えば、保護フィルムを接着剤から剥くことにより、フィルムを接着剤から切断することにより、熱、化学物質、光等を適用することにより、又は、他の適した手段を通じて、除去することができる。
【００１７】
図１は、ベース１１０及びそこに接続されたキャリア１２０を有する例示的な補強体１００を示す。例示的なキャリア部分１２０は、構造部材１６０の１以上の内部の壁１８０により規定される空洞１７０に形状が通常一致する。ベース１１０は、１以上の面を含むことができ、その１以上の面は、実質的に構造部材１６０の１以上の面に同一面上にあって且つ構造部材１６０に対して接するように構成され、構造部材１６０の内側壁１８０により規定される空洞１７０内の補強体１００のキャリア部分１２０の挿入深さを限定する。ベース１１０は、図示されたベース１１０よりも大きいか又は小さくすることができ、ベース１１０は、特定の応用の要求に応じて、完全に省略することができることが理解されるべきである。図１の例示的なアプローチにおいて、複数の接着ビーズ１３０は、キャリア１２０の外部に沿って一連の平行な列に配置される。複数の列の接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０が空洞１７０内に配置されるときに、それらが構造部材１６０の１以上の内側壁１８０に接触するように配置される。キャリア１２０が空洞１７０内に配置されているときにキャリア１２０と構造部材１６０の１以上の内側壁１８０の間で規定された隙間の寸法は、キャリア１２０のデザインによって決定されることができ、約６mmよりも狭くすることができる。１つの例示的なアプローチにおいて、隙間の寸法は、約２mmから約４mmの間とすることができる。さらなる例示的なアプローチにおいて、隙間は約０．５mmよりも狭くすることができる。隙間のデザインは、一部、構造補強体１００及び構造部材１６０のために使用される製造方法により、使用される接着剤１３０により、及び他の要因により、影響されるかもしれない。キャリア１２０が空洞１７０に配置される場合、接着剤ビーズ１３０は、初期位置から、変形又は、移動されることができる。接着剤ビーズ１３０が変形又は移動されるとき、２以上の分離した接着剤ビーズ１３０が繋がることができ、１以上のさらに大きな接着剤ビーズ１３０を作る。さらに、又は代替的に、e-coat流体のような流体をその中に流すことを可能にするために、１以上のチャネルが、キャリア１２０と１以上の内部壁１８０との間で規定されるように、接着剤ビーズ１３０を配置することができる。
【００１８】
図２は、別の例示的な補強体１００を示す。補強体１００は、そこに取り付けられたキャリア１２０を備えたベース１１０を含む。複数の丸い接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０の外部面に沿ってさまざまな場所に配置される。構造補強体１００のキャリア部分１２０が構造部材１６０の内側壁１８０により規定される空洞１７０内に配置されるとき、接着剤ビーズ１３０が１以上の内側壁１８０に接触するように、接着剤ビーズ１３０は配置される。接着剤ビーズ１３０の寸法、配置及び量は、特定の応用要求に基づいて選ばれることができる。キャリア１２０の空洞１７０への挿入において、２以上の接着剤ビーズ１３０が移動し、互いに接触して、それにより大きな効果的な接着剤ビーズ１３０を形成するように、２以上の接着剤ビーズ１３０は配置されることができる。さらに、又は代替的に、接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０の空洞１７０への挿入において、接着剤ビーズ１３０は、分離したままで、例えばe-coat流体のような流体がそこを流れる１以上のチャネルを提供するように、配置される。
【００１９】
図３は、例示的な補強体１００を示し、ベース部分１１０及びキャリア部分１２０を含み、構造的な部材１６０に構造的な支持を提供するように構成されている。構造部材１６０の内側壁１８０はその中に空洞１７０を規定する。接着剤ビーズ１３０は、構造部材１６０の内側面１８０に沿って略平行な列で適用されている。補強体１００が構造部材１６０の近くに配置されるとき、キャリア部分１２０は、空洞１７０内に１以上の内側壁１８０の近くに配置される。接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０と１以上の内側壁１８０との間で規定された隙間の幅よりも広いビーズ厚さを含む。キャリア１２０が空洞１７０内に配置されるとき、接着剤ビーズ１３０はこのようにキャリア１２０と１以上の内側壁１８０との両方に接触し、それにより接着剤ビーズ１３０を変形させる。接着剤１３０は、このように、キャリア１２０を空洞１７０内で接着して、構造補強体１００を構造部材１６０に接着する。
【００２０】
図４は、ベース部分１００とキャリア部分１２０を有する補強体１００を含む例示的なシステムの断面の端部図を示す。図示された補強体１００は、構造部材１６０の近くに配置される。補強体のキャリア部分１２０は、構造部材１６０の１以上の内側壁１８０により規定される空洞１７０内に配置される。補強体１００が構造部材１６０の近くに位置されるとき、キャリア１２０の少なくとも一部と構造部材１６０の少なくとも１つの内側壁１８０との間で規定された隙間１８５がある。接着剤ビーズ１３０が変形され且つ実質的にすべての隙間１８５を満たすように、構造部材１６０の内側壁１８０の近くにキャリア１２０を配置することにより、接着剤ビーズ１３０は隙間１８５内で移動することができる。これは一例であって、キャリア１２０が空洞１７０内に配置されるとき、１以上の通路が隙間１８５内で維持されるように接着剤ビーズ１３０が配置されて、例えばe-coat流体のような流体が、キャリア１２０と構造的な部材１６０の１以上の内側壁１８０との間を流れることを可能にできることが理解されるべきである。キャリア１２０と１以上の壁１８０との間の隙間１８５は、部分的に、キャリア１２０、キャリア１２０及び構造部材１６０の組み立て許容度、及び特定の応用のデザインにより、決定されることができる。１つの例示的なアプローチによれば、キャリア１２０と構造部材１６０との隙間１８５は、約６mmよりも小さくすることができる。別の例示的なアプローチにおいて、隙間１８５は約２mmから４mmの間であることができる。さらなる例示的なアプローチにおいて、隙間１８５は約０.5mmよりも小さくすることができる。接着剤ビーズ１３０の配置は、キャリア１２０の外側面に沿って１以上の場所で構造補強体１００の構造部材１６０への選択的な接着を可能にすることができ、構造部材１６０の局所化された強化を可能にする一方、接着剤１３０を節約する。キャリア１２０が空洞内に配置されるとき、１以上の個々のビーズ１３０が、１以上の追加的なビーズ１３０に結合することができるように、接着剤ビーズ１３０を配置することができる。
【００２１】
図５は、例示的なアプローチによる補強体１００の端面図を示す。補強体１００は、ベース１１０と、その上に配置されたキャリア１２０を含む。キャリア１２０は、その上に配置された複数の接着剤ビーズ１３０を含む。図５の例示的なアプローチにおいて、複数の接着剤ビーズ１３０は、保護フィルム１４０により覆われる。保護フィルム１４０は、例えば、接着剤ビーズ１３０を、塵、水分、又は他の汚染物から保護し、ビーズ１３０が補強体１００を構造部材１６０内に設置する前に１以上の要素に接着することを防ぐ等することができる。さらに、又は代替的に、フィルム１４０は、フィルム１４０が除去される前に接着性ビーズ１３０が硬化することを防ぐことができる。保護フィルム１４０は、このように、キャリア１２０を空洞１７０に配置する前に、接着剤１３０が早く硬化することなしに、キャリア１２０又は構造部材１６０上に接着性ビーズ１３０が配置されることを可能にする。そのようなアプローチは、補修部品市場、又はサービス用途、又は空気、又は大気水分に晒されるとき接着剤が硬化するかもしれない他の用途に、特に有用でありうる。例えば、接着剤ビーズ１３０は、工場でキャリア１２０に適用されることができ、構造補強体１００は、接着剤１３０が硬化し始めることなしに、続いてサービス場所に運搬されることができる。防護フィルム１４０は、空洞１７０内にキャリア１２０を配置する前に、例えばフィルム１４０を剥いたり又は切断すること等により、除去することができる。フィルム１４０は、また、構造補強体１００のキャリア１２０は、空洞１７０内に配置された後に、例えば熱、圧力、化学物質を加えること、又は他の適した手段を通じて、除去されることができる。
【００２２】
図６は、例示のアプローチによる補強体１００の端面図を示す。補強体１００は、ベース１１０、及びその上に配置されたキャリア１２０を含む。複数の接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０に渡って配置される。それぞれの複数の接着剤ビーズ１３０は、それぞれ保護フィルム１５０により覆われることができる。接着剤ビーズ１３０のための個々の防護フィルム１４０を提供することは、補強体１００の完全性をさらに保護することができる。例えば、個々の保護フィルム１４０を提供することにより、個々のフィルム１４０は破裂されるか、損傷されるかもしれないが、残りのフィルム１４０、及びそれらを保護するそれぞれの接着剤ビーズ１３０は、損傷を受けないままにすることができる。
【００２３】
図７a及び７bは、補強体１００の部分図を示す。補強体１００は、それ自体の上に搭載されている１以上の突起１９０を有するキャリア部分１２０を含む。１以上の接着剤ビーズ１３０は、１以上の突起１９０の近くに配置されることができる。突起１９０は、例えばキャリア１２０が空洞１７０内に配置されるときのような接着剤ビーズ１３０が変形されるときに、接着剤ビーズ１３０の流れを導くことを助けることができる。図７aは、補強体１００の設置前のキャリア１２０を図示する。接着剤ビード１３０は、２つの突起１９０の間で、変形されていない状態で図示されている。図７bは、キャリア１２０が空洞１７０内に配置された後の図７aの補強体１００を例示する。接着剤ビード１３０は変形され、そして部分的に突起１９０により規定された形状を取る。突起１９０は、構造補強体１００が構造部材１６０に設置されるとき、このように接着剤１３０の流れを導くように構成されることができる。
【００２４】
図８は、構造要素の空洞、例えば、構造部材１６０の空洞１７０を補強する例示的方法２００を、例えば補強体１００のような補強体を使用して、例示するフローチャートである。ステップ２１０で、補強体１００は、補強体１００のキャリア１２０が構造部材１６０の内側壁１８０に緊密に一致するように、デザインされる。
【００２５】
ステップ２２０で、１以上の接着剤ビーズ１３０が、キャリア１２０の１以上の外側面上に押出される。さらに、又は代替的に、接着剤ビーズ１３０は、構造部材１６０の１以上の内側壁１８０上に押出されることができる。接着剤１３０は、例えば自動化されたアセンブリラインを使用して自動的に押出されることができ、例えば押出し機ガンを採用する使用者により、手動で押出されることができる。
【００２６】
ステップ２３０で、防護フィルム１４０が１以上の接着剤ビーズ１３０上で押出される。防護フィルム１４０は、１以上の接着剤ビーズ上に、接着剤ビーズ１３０の押出しにあわせて、押出されることができ、又は、接着剤ビーズ１３０が押出された後にその上に配置されることができる。
【００２７】
ステップ２４０で、防護フィルム１４０が除去される。フィルム１４０は、例えば、フィルム１４０をはがすことにより、又は例えば熱又は化学物質のような要素をフィルムに適用することにより、除去することができる。構造的な補強体１００は、例えば、第１場所から別の所に移送されることができ、又は、ステップ２３０のフィルム１４０の適用とステップ２４０のフィルム１４０の続く除去の間で時間を置くことができることが理解されるべきである。
【００２８】
ステップ２５０で、補強体１００のキャリア１２０は、構造部材１６０の１以上の内側壁１８０により規定される空洞１７０内に配置される。キャリア１２０が空洞１７０内に配置されるので、１以上の接着剤ビーズ１３０は、キャリア１２０と構造部材１６０の１以上の内側壁１８０との間の隙間が減少されるように、移動される且つ／又は変形されることができる。
【００２９】
ステップ２６０で、接着剤ビーズ１３０は、硬化し始めることができる。接着剤ビーズ１３０の硬化は、例えば、接着剤ビーズ１３０を空気又は水分に晒すことで、自動的に、始めることができる。接着剤ビーズ１３０の硬化は、また、例えば熱、光、化学物質等のような１以上の要素の適用を通じて、活性化されるか又は促進されることができる。例えば、接着剤ビーズ１３０は、例えばe-coat又は塗装工程中の焼成と関連付けられた熱のような、熱を通じて活性化される。接着剤ビーズ１３０を硬化させることで、構造補強体１００を構造部材１６０に接着させることができる。
【００３０】
開示された実施形態に加えて、補強体のキャリア１２０の表面及び／又は構造部材の壁１８０は、接着剤１３０の結合を改善するために、表面処理で処理されることができる。さまざまな表面処理には、サンドブラスティング、研磨剤の使用、ピクリング、プラズマの使用、コロナ放電の使用、フレーミング、接着磨耗、クロム酸エッチング、ヨウ素処理、プライマーの使用、ナトリウム処理、表面グラフト、粗面処理、熱処理、トランス結晶成長、及び／又はＵＶ露出が挙げられる。表面処理は、また、他の材料の結合の改善を助けることができる。
【００３１】
ここで記載された工程、システム、方法等に関して、そのような工程のステップ等は、ある順序により起こるように記載されているが、そのような工程は、ここに記載された順序以外の順序で実行される記載されたステップで実施することができることが理解されるべきである。さらに、あるステップは同時に実行されることができ、他のステップが追加され、又はここに記載されたあるステップが省略されることができることを理解されるべきである。すなわち、ここの工程の記載は、あるシステムを例示する目的で提供されており、限定するために解釈されてはならない。
【００３２】
したがって、上述の記載は例示のためであり制限のためではないことを意図していることが理解されるべきである。上述の記載は、例示的であって制限的ではないことが意図されている。提供された実施例のほかの多くのアプローチ及び応用が、上述の記載を読む当業者には明らかである。本開示の範囲は、上述の説明を参照することなく決定されるべきであり、しかし代わりに、そのような請求項に権利が与えられるのと均等な全範囲に沿って付属の請求項を参照して決定されるべきである。将来の開発がここで議論された分野で起こり、開示されたシステム及び方法はそのような将来のアプローチに組み入れられることが予期され、意図されている。総合すると、開示は修正及び変形することができ、以下の請求項によってのみ限定されることが理解されるべきである。
【００３３】
請求項で使用された全ての用語は、ここに反対の明確な表示がない限り、それらの最も広い合理的な解釈及び当業者により理解されるそれらの通常の意味が与えられることが意図されている。特に、原文中の「a」「the」「said」等の単数冠詞は、請求項が反対の明確な限定記載しない限り、１以上の指示された要素を記載していると読まれるべきである。
本発明の実施態様としては、以下が挙げられる：
［１］
構造部材を補強するためのシステムであって、
金属、プラスチック、ナイロン、ガラス強化ナイロン、及び有機材料の少なくとも１つから作られた堅いキャリア部分（１２０）を含む構造補強体（１００）；
構造的な部材の空洞（１７０）を規定する１以上の内側壁（１８０）に略一致するように構成された前記キャリア部分（１２０）の少なくとも一部であって、構造部材が金属、プラスチック、カーボンファイバー、及び有機材料の少なくとも１つから通常作られる、前記キャリア部分（１２０）の少なくとも一部；
を備え、
前記キャリア（１２０）が前記空洞（１７０）内に配置されるとき、前記キャリア（１２０）の少なくとも一部及び前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）の間の隙間（１８５）が、約６ｍｍよりも小さく、且つ
前記キャリア（１２０）を前記空洞（１７０）に挿入する前に、前記キャリア（１２０）がそこに配置されるときに、前記キャリア（１２０）を前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）に接着するために、前記キャリア（１２０）及び内側壁（１８０）の少なくとも１つ上の１以上の場所で、通常触ると粘着性である、接着剤（１３０）が押出され；
前記キャリア（１２０）を空洞（１７０）内に接着させることが構造的な部材の強度を増加させることを特徴とする構造部材を補強するためのシステム。
［２］
前記接着剤（１３０）は、硬化する場合に、約２０％よりも少ない膨張率を有していることを特徴とする［１］に記載のシステム。
［３］
前記接着剤（１３０）は、硬化する場合に、約５％よりも少ない膨張率を有していることを特徴とする［１］又は［２］に記載のシステム。
［４］
前記接着剤（１３０）は、非膨張性であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか１つに記載のシステム。
［５］
前記接着剤（１３０）は、前記キャリア（１２０）及び前記１以上の内側壁（１８０）の少なくとも１つ上に１以上のビーズ又はプロットとして押出されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１つに記載のシステム。
［６］
キャリア（１２０）が前記１以上の内側壁（１８０）に接着されるとき、チャネルが前記キャリア（１２０）の部分及び前記空洞（１７０）を規定する前記１以上の内側壁（１８０）の間で維持され、流体がその間で流れることを可能にするように、前記接着剤（１３０）が配置されることを特徴とする［１］〜［５］のいずれか１つに記載のシステム。
［７］
前記キャリア（１２０）及び前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）の間の前記隙間（１８５）は、約４ｍｍから約０．５ｍｍの間にあることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１つに記載のシステム。
［８］
前記キャリア（１２０）及び前記空洞（１７０）の前記１以上の内側壁（１８０）の間の前記隙間は、約０．５ｍｍよりも小さいことを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１つに記載のシステム。
［９］
前記接着剤（１３０）は、ポリマー組成物であることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか１つに記載のシステム。
［１０］
前記接着剤（１３０）は、熱可塑性樹脂及びエポキシ樹脂の混合物から形成されることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか１つに記載のシステム。
［１１］
キャリア（１２０）が空洞（１７０）内に配置されるまで前記接着剤（１３０）は押出された形状を保持することができるほど十分に高い粘性を有し、キャリア（１２０）が空洞（１７０）内に配置されるとき前記接着剤（１３０）は変形されるか又は移動されることができるほど十分に低い粘性を有することを特徴とする［１］に記載のシステム。
［１２］
前記接着剤（１３０）は、最大初期ビーズ厚さが約１２ミリメートルよりも小さいことを有することを特徴とする［１］に記載のシステム。
［１３］
前記接着剤（１３０）はｅ−ｃｏａｔ工程中で硬化されるように構成されることを特徴とする［１］に記載のシステム。
［１４］
さらに、少なくとも前記接着剤（１３０）の部分に渡って配置される１以上の保護フィルム（１４０）を備えることを特徴とする［１］に記載のシステム。
［１５］
複数のそれぞれの接着剤（１３０）に渡って配置される複数の保護フィルム（１４０）を備える［１４］に記載のシステム。
［１６］
前記保護フィルム（１４０）はポリエチレンから作られることを特徴とする［１４］又は［１５］に記載のシステム。
［１７］
前記キャリア（１２０）の外側表面上に規定された１以上の突起（１９０）をさらに備え、前記キャリア（１２０）が前記空洞（１７０）内に設置されるとき前記１以上の突起（１９０）が前記接着剤（１３０）の流れを導くように構成されていることを特徴とする［１］に記載のシステム。
［１８］
構造部材を補強する方法であって、
金属、プラスチック、ナイロン、ガラス強化ナイロン、及び有機材料の少なくとも１つから作られたキャリア（１２０）有する補強体（１００）を提供することであって、前記キャリア（１２０）は、構造部材（１６０）内の空洞（１７０）を規定する１以上の内側壁（１８０）に略一致するように構成され、前記構造部材（１６０）は金属、プラスチック、カーボンファイバー、及び有機材料の少なくとも１つから通常作られる補強体（１００）を提供するステップ；
前記キャリア（１２０）及び前記１以上の内側壁（１８０）の少なくとも１つの上に１以上の接着剤ビーズ（１３０）を押出すステップ;及び
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）を変形させることにより前記空洞（１７０）内に前記キャリア（１２０）を前記１以上の内側壁（１８０）の近くに配置するステップ;
を備え、
前記キャリア（１２０）が前記空洞（１７０）内に配置されるときに、前記キャリア（１２０）の少なくとも一部と前記１以上の内側壁（１８０）の間の隙間（１８５）が約６mmよりも小さく;且つ
押出されるときに前記接着剤は通常触ると粘性であることを特徴とする構造部材を補強する方法。
［１９］
前記キャリア（１２０）の少なくとも一部と前記空洞（１７０）の１以上の内側壁（１８０）との間の隙間（１８５）は、約２ｍｍから約４ｍｍの間にあることを特徴とする［１８］に記載の方法。
［２０］
前記キャリア（１２０）の少なくとも一部及び前記空洞（１７０）の１以上の内側壁（１８０）の間の隙間（１８５）は、約０．５ｍｍよりも小さいことを特徴とする［１８］に記載の方法。
［２１］
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、最大初期ビーズ厚さが約１２mmよりも小さいことを特徴とする［１８］に記載の方法。
［２２］
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、熱に晒されて硬化されるように構成されることを特徴とする［１８］〜［２１］のいずれか１つに記載の方法。
［２３］
前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）は、大気水分に晒されて硬化されるように構成されることを特徴とする［１８］〜［２１］のいずれか１つに記載の方法。
［２４］
１以上の接着剤ビーズ（１３０）を１以上の保護フィルム（１４０）でコートするステップと同時に前記キャリア（１２０）及び前記１以上の内側壁（１８０）の少なくとも１つ上に１以上の接着剤ビーズ（１３０）を押出すステップとをさらに含むことを特徴とする［１８］〜［２３］のいずれか１つに記載の方法。
［２５］
１以上の接着剤ビーズ（１３０）を１以上の保護フィルム（１４０）でコートするステップは、前記１以上の接着剤ビーズ（１３０）を硬化から防ぐことを特徴とする［２４］に記載の方法。
［２６］
前記保護フィルム（１４０）を除去するステップをさらに備える請求項［２４］又は［２５］の方法。
［２７］
保護フィルム（１４０）を除去するステップは、防護フィルム（１４０）を剥がすこと及び防護フィルム（１４０）を融かすことの少なくとも１つを含むことを特徴とする［２６］に記載の方法。
【符号の説明】
【００３４】
１００  補強体
１１０  ベース
１２０  キャリア
１３０  接着剤ビーズ
１４０  保護フィルム
１５０  保護フィルム
１６０  構造部材
１７０  空洞
１８０  壁
１８５  隙間
１９０  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
0005792618.tif 000008
【図７Ｂ】
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【図８】
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