(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備えるアセンブリであって、前記キャリアが、少なくとも一方がグリッドまたは格子構造を有する第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部および前記第２の側部の少なくとも一方が、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された少なくとも１つのレセプタクルを有し、前記レセプタクルは、前記インサートと係合して前記インサートを前記レセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つのプロングを含む、アセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレセプタクルが、前記キャリアを通って前記第１の側部から前記第２の側部に延びる開口である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記キャリアから延びる少なくとも１つの取付け部材をさらに備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の側部および前記第２の側部が共に、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するようにそれぞれが適合された複数のレセプタクルを有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備えるアセンブリであって、前記キャリアが、第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部および前記第２の側部が共に、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するようにそれぞれが適合された複数のレセプタクルを有し、前記レセプタクルは、前記インサートと係合して前記インサートを前記レセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つのプロングを含む、アセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプロングが、偏向可能なプロングである、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記キャリアが、前記第１の側部と前記第２の側部の間で延びる複数の開口を有し、前記開口が、合計で前記第１の側部および前記第２の側部それぞれの表面積の少なくとも５０％を構成する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記開口の少なくとも一部分が、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された前記レセプタクルとして機能することが可能である、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのレセプタクルが、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを収容し、前記熱発泡性樹脂組成物が、加熱によって活性化されたとき、構造補強発泡体、および／または振動減衰／消音発泡体を提供する、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記インサートの一端が、前記キャリアの前記第１の側部または前記第２の側部の少なくとも一方によって画定される表面を越えて延びる、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記インサートが、円筒形であり、前記インサートの円周周りに少なくとも部分的に延びる表面溝を有する、請求項９または１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記キャリアの前記第１の側部または前記第２の側部の少なくとも一方によって画定される前記表面を越えて延びる前記インサートの前記一端が、丸いもの、またはテーパ付きのものである、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
アセンブリを作製する方法であって、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成型キャリア内に含まれるレセプタクル内にインサートを配置することを含み、前記キャリアが、少なくとも一方がグリッドまたは格子構造を有する第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部および前記第２の側部の少なくとも一方が前記レセプタクルを有し、前記インサートが熱発泡性樹脂組成物から構成され、前記レセプタクルは、前記インサートと係合し前記インサートを前記レセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つのプロングを含み、これによって、前記レセプタクルが、前記インサートを受け取り保持するように適合されている方法。
【請求項１４】
構造補強、封止、または振動減衰／消音のうちの少なくとも１つを中空部材に提供する方法であって、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアセンブリを前記中空部材内に配置すること、および前記熱発泡性樹脂組成物を膨張させるのに有効な温度に前記熱発泡性樹脂組成物を加熱することを含む方法。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のアセンブリが中にある中空部材。
【請求項１６】
構造補強、封止、または振動減衰／消音の１つまたは複数を中空部材に提供するための、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアセンブリの使用。
【請求項１７】
構造補強された、および／または振動減衰／消音型の中空部材であって、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備えるアセンブリが中にある中空部材を備え、前記キャリアが、少なくとも一方がグリッドまたは格子構造を有する第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部および前記第２の側部の少なくとも一方が、少なくとも１つのレセプタクルを有し、熱発泡性樹脂組成物の部分が、前記レセプタクルの中に配置され、前記レセプタクルから延び、前記中空部材の内側表面と接触し、前記レセプタクルは、前記熱発泡性樹脂組成物からなるインサートと係合し前記インサートを前記レセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つのプロングを含む中空部材。
【請求項１８】
耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアであって、第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部または前記第２の側部の少なくとも一方における複数の開口がグリッドまたは格子を形成し、前記キャリアが、前記第１の側部および前記第２の側部の少なくとも一方に設けられて熱発泡性樹脂から構成されるインサートを受け取り保持するように適合されるレセプタクルであって、前記インサートと係合して前記インサートを前記レセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つのプロングを含む少なくとも１つのレセプタクルを有するキャリアと、前記キャリアを中空部材の内壁に固定し、前記キャリアの前記第１の側部または第２の側部を外壁から離し、かつ前記内壁から離し前記内壁に面して保持するように適合された取付け部材とを備えるアセンブリ。
【請求項１９】
前記耐熱性熱可塑性樹脂組成物が、ポリアミドから構成される、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記開口が、合計で前記第１の側部および前記第２の側部それぞれの表面積の少なくとも５０％を構成し、前記開口の少なくとも一部分が、前記キャリアを通って前記第１の側部から前記第２の側部に延びる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記開口が、前記第１の側部と前記第２の側部の間で延びる壁によって分離され、前記壁が、約１ｍｍから約５ｍｍの厚さを有する、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
構造補強を中空部材に提供する方法であって、請求項１８から２１のいずれか一項に記載のアセンブリを前記中空部材内に配置することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに存在するものなど中空部材の空洞内で構造補強、ならびに／または音および振動の制御をもたらすのに有用なデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車および他の業界において、ドアアセンブリ、ピラー、ロッカパネルなど中空部材を剛化、補強、封止し、または音響的に修正するために様々なポリマーベースの発泡体を使用することに対する関心が著しく、かつ高まっている。非常にしばしば、そのようなポリマーベースの発泡体は、そのような発泡体を作製するために使用される発泡性樹脂の膨張を制御し導く助けとなり、それ自体、所望の構造特性および音響特性を達成するのを支援することができるキャリアと組み合わせて使用される。しかし、そのようなキャリアは、通常、特定の最終用途の応用例に合わせて注文設計しなければならない。さらに、一般に使用される発泡性樹脂の量は相当なものであり、これが生産コストをさらに増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、多種多様な応用例に適用することができ、発泡性樹脂を費用効果的に使用し所望のレベルの性能を達成する柔軟で多目的な、万能の設計が依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本発明は、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備えるアセンブリであって、キャリアが、第１の側部および第２の側部を有し、第１の側部または第２の側部の少なくとも一方が、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された少なくとも１つのレセプタクルを有する、アセンブリを提供する。
【０００５】
本発明の他の態様は、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアであって、第１の側部および第２の側部を有し、第１の側部または第２の側部の少なくとも一方における複数の開口がグリッドまたは格子を形成するキャリアと、キャリアを中空部材の内壁に固定し、キャリアの第１の側部または第２の側部を内壁から離し、内壁に面して保持するように適合された取付け部材とを備えるアセンブリを提供する。
【０００６】
本発明のアセンブリは、以下の特徴のうちの１つまたは２つ以上の組合せを含んでもよい。すなわち、耐熱性熱可塑性樹脂組成物は、ポリアミドから構成され得る。少なくとも１つのレセプタクルは、キャリアを通って第１の側部から第２の側部に延びる開口であってもよい。アセンブリは、キャリアから延びる少なくとも１つの取付け部材をさらに備えてもよい。キャリアは、グリッドまたは格子構造を有してもよい。第１の側部および第２の側部は、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するようにそれぞれが適合された複数のレセプタクルを有してもよい。少なくとも１つのレセプタクルは、インサートの表面上の溝と係合しインサートをレセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも偏向可能なプロングを収容してもよい。キャリアは、第１の側部と第２の側部の間で延びる複数の開口を有してもよく、これらの開口は、合計で第１の側部および第２の側部それぞれの表面積の少なくとも５０％を構成してもよい。これらの開口の少なくとも一部分は、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合されたレセプタクルとして機能することが可能である。少なくとも１つのレセプタクルは、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを収容してもよい。熱発泡性樹脂組成物は、加熱によって活性化されたとき、構造補強発泡体、および／または振動減衰／消音発泡体を提供することができる。インサートの一端は、キャリアの片側によって画定される表面を越えて延びてもよい。インサートは、円筒形とすることができ、インサートの円周周りに延びる表面溝を含んでもよい。キャリアの表面によって画定される平面を越えて延びるインサートの端部は、丸いもの、またはテーパ付きのものとすることができる。第１の側部および第２の側部の少なくとも一方は、それぞれが熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された複数のレセプタクルを有してもよい。これらの開口は、合計で第１の側部および第２の側部それぞれの表面積の少なくとも５０％を構成する。これらの開口は、厚さが約１ｍｍから約５ｍｍに及ぶ壁によって分離されてもよい。これらの開口は、第１の側部と第２の側部の間で延びる壁によって分離されてもよい。
【０００７】
他の態様では、本発明は、アセンブリを作製する方法であって、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリア内に含まれるレセプタクル内にインサートを配置することを含み、キャリアが、第１の側部および第２の側部を有し、インサートが熱発泡性樹脂組成物から構成され、レセプタクルが、インサートを受け取り保持するように適合されている、方法を提供する。一実施形態では、インサートは、レセプタクル内に手動で配置されても、ロボットで配置されてもよい。
【０００８】
他の態様では、本発明は、構造補強、封止、または振動減衰／消音のうちの少なくとも１つを中空部材に提供する方法であって、本発明によるアセンブリを中空部材内に配置すること、および熱発泡性樹脂組成物を膨張させるのに有効な温度に熱発泡性樹脂組成物を加熱することを含む方法を提供する。
【０００９】
本発明は、他の態様では、構造補強または振動減衰／消音のうちの少なくとも１つを中空部材に提供する方法であって、（耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備え、キャリアが、第１の側部および第２の側部を有し、第１の側部または第２の側部の少なくとも一方が、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを収容する少なくとも１つのレセプタクルを有する）アセンブリを中空部材内に配置すること、および熱発泡性樹脂組成物を膨張させるのに有効な温度に熱発泡性樹脂組成物を加熱することを含む方法を提供する。
【００１０】
また、他の態様では、本発明によって、構造補強された、および／または振動減衰／消音型の中空部材であって、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアを備えるアセンブリが中にある中空部材を備え、キャリアが、第１の側部および第２の側部を有し、第１の側部または第２の側部の少なくとも一方が、膨張した樹脂組成物の一部分が中に配置される少なくとも１つのレセプタクルを有し、膨張した樹脂組成物の部分が、レセプタクルから延び、中空部材の内側表面、たとえば内側壁と接触する、中空部材が提供される。
【００１１】
耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成された射出成形キャリアであって、第１の側部および第２の側部を有し、第１の側部または第２の側部の少なくとも一方における複数の開口がグリッドまたは格子を形成するキャリアと、キャリアを中空部材の内壁に固定し、キャリアの第１の側部または第２の側部を外壁から離し、かつ内壁から離し内壁に面して保持するように適合された取付け部材とを備えるアセンブリ。
【００１２】
また、本発明によって、本発明によるアセンブリが中にある中空部材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による例示的なインサートの平面図である。
【図２】本発明の一態様によるキャリアのレセプタクル内に配置することができる偏向可能なプロングの切断図である。
【図３】図１のインサートと図２の偏向可能なプロングの組合せの一部分の詳細図である。
【図４】本発明の一態様による例示的なキャリアの図である。
【図５】中空部材の空洞と位置合わせされた図４のキャリアの縁視図である。
【図６】本発明の他の態様による例示的なキャリアの図である。
【図７】図６に示されているキャリアの縁視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本アセンブリのキャリア構成要素は、耐熱性熱可塑性樹脂組成物から構成され、熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって形成することができる。キャリア構成要素は、第１の側部および第２の側部を有し、これらの側部は、概して互いに反対向きである。アセンブリが中空部材の空洞内に配置された後で、第１の側部および第２の側部の一方または両方が中空部材の内壁に面してもよい（たとえば、第１の側部は第１の内壁に面してもよく、第２の側部は第２の内壁に面してもよい）。１つまたは複数のレセプタクルが第１の側部および第２の側部の一方または両方にある。これらのレセプタクルは、インサートを受け取り保持するように適合される。一実施形態では、第１の側部または第２の側部の一方が、複数のそのようなレセプタクルを含む。他の実施形態では、第１の側部および第２の側部が共に、それぞれ複数のレセプタクルを含む。キャリアは、典型的には、第１の側部と第２の側部の間に、ある厚さを有する。この厚さは、第１の側部と第２の側部が概して平行であるように均一であっても、第１の側部と第２の側部が互いに平行でないように不定であってもよい。一般に、キャリアの厚さは、約１ｃｍから約１０ｃｍの範囲内である。第１の側部または第２の側部から見たとき、キャリアは、たとえば方形、矩形、六角形、台形、円形、楕円形、三角形など、または不規則な形状など、任意の所望の形状のものであってよい。一実施形態では、キャリアは、キャリアが中に配置される中空部材の空洞内に嵌合するようにサイズ設定され形作られる。たとえば、キャリアの厚さは、キャリアがそのような空洞内に配置されたとき、キャリアの第１の側部および第２の側部の少なくとも一方が、キャリアが面する中空部材の内側壁、たとえば内側壁と実質的に平行になり、キャリアの側部と内側の中空部材表面との間の距離が、たとえば約１ｃｍから約５ｃｍであるように選択されてもよい。第１の側部または第２の側部によって画定される表面は、平坦なもの（平面）、湾曲したもの（たとえば、凹型、凸型）、または三角形のものなど、任意の好適な幾何形状のものであってよい。
【００１５】
キャリアは、熱可塑性樹脂組成物から所望の形態および構成に成形された単一の一体部品であるように単体であってもよい。しかし、他の実施形態では、キャリアは、（たとえば、射出成形によって）別々に形成され、次いで共に接合され、本発明のアセンブリに使用されることになるキャリアを提供する複数のキャリア部分を備えてもよい。キャリア部分をそのように共に接合することは、キャリア部分の機械的なインターロック、隣接するキャリア部分を共に保持するクリップ、接着剤、ねじなど、任意の好適な手段によって達成することができる。個々のキャリア部分は、互いに同一であっても、互いに異なってもよい。アセンブリのための最終用途の応用例が異なれば、キャリア構成要素のサイズに関する要件も異なる可能性があるので、異なるサイズおよび構成のキャリアを提供するように異なる方法で共に接合することができる標準的なキャリア部分が提供されてもよい。たとえば、標準的なキャリア部分が、１０ｃｍ×１０ｃｍである第１の側部および反対側の第２の側部を有する場合、４つのそのような部分を共に接合し、特定の応用例の要件（たとえば、構造補強される、および／または制動されることになる中空部材の内部寸法および形状）に応じて、２０ｃｍ×２０ｃｍの方形キャリアまたは１０ｃｍ×４０ｃｍの矩形キャリアを提供することができる。
【００１６】
キャリアの本体内で使用される熱可塑性樹脂組成物は、射出成形され、比較的剛性の寸法的に熱安定な材料を提供することが可能であるように、選択および配合される。当技術分野で知られている耐熱性熱可塑性樹脂組成物のどれでも、熱可塑性樹脂組成物の一部として使用することができ、エンジニアリング熱可塑性樹脂を含む。一実施形態では、熱可塑性樹脂組成物は、ポリアミドを含む。ナイロン６，６は、好適なポリアミドの一例である。熱可塑性樹脂組成物は、たとえば、充填材（たとえば、ガラス繊維）、安定剤、耐衝撃性改良剤、着色剤、加工助剤などを含めて、当技術分野で知られているどの添加剤を含んでもよい。本発明の一実施形態では、寸法歪みを示すことなしに少なくとも３０分間、少なくとも１２１℃の温度に耐えることが可能なキャリアを提供する熱可塑性樹脂組成物が選択される。
【００１７】
キャリアの第１の側部および第２の側部の一方または両方が、少なくとも１つの開口、より好ましくは複数の開口の存在によって特徴付けられ得る。本発明の一実施形態では、少なくとも１つの開口、好ましくは複数の開口は、レセプタクル（すなわち、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された開口）として機能するように構成される。しかし、他の実施形態では、キャリアは、インサートレセプタクルとして機能することが可能な開口を含まない。そのような開口は、第１の側部から第２の側部へキャリアの本体を完全に通過してもよく（貫通穴を形成する）、あるいは、その長さに沿ってある点またはいくつかの点で遮断または収斂されてもよい。一実施形態では、これらの開口は、キャリアを通過し、第１の側部または第２の側部から見たときキャリアが開いたグリッドまたは格子に似ているように構成される。これらの開口は、方形、矩形、六角形、円形、三角形、台形など任意の好適な断面形状のものであってよい。これらの開口は、互いに同じであっても異なってもよい。本発明の一態様では、これらの開口のサイズおよび数は、これらの開口がキャリアの片側または両側の表面積の少なくとも５０％、少なくとも６０％、または少なくとも７０％を構成するようなものである。しかし、これらの開口は、合計でキャリアの片側または両側の表面積の９０％以下または８０％以下を構成することが一般に望ましいことになる。そのような構成は、中空部材の空洞内に配置され、インサートの熱発泡性樹脂組成物が加熱によって活性化された後で、その剛性、またはアセンブリの構造補強特性に貢献するその能力を過度に損なうことなしに、キャリアの重量およびコストを低減する助けとなる。これらの開口を分離する壁の厚さは、キャリアがないとき中空部材を押しつぶす傾向があるはずの中空部材に加えられる荷重または力に耐える、キャリアが中に配置される中空部材の能力に関する要件を満たすのに望ましい、または必要とされ得るように様々であってよい。壁の厚さは、たとえば約１ｍｍから５ｍｍであってもよい。
【００１８】
本発明のキャリアは、その第１の側部またはその第２の側部、あるいはその第１の側部および第２の側部両方に、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように適合された少なくとも１つのレセプタクル、しかし有利には複数のレセプタクルを含むことによってさらに特徴付けられる。前述の開口は、そのようなレセプタクルとして機能するように適合されてもよい。これらの開口のすべて、または一部分だけがそのように適合されてもよい。
【００１９】
インサートをレセプタクル内で定位置に保持するための任意の好適な手段が使用されてもよい。インサートは、レセプタクルおよびインサートを含むキャリアの側部が下向きに保持されたとき、またはアセンブリが製造され、保管され、出荷され、次いで自動車などの中空部材内に設置されるとき通常遭遇する取扱いを受けたとき、インサートがレセプタクルから落下しないように十分に保持されることが有利である。インサートの保持は、たとえば、インサートおよびレセプタクルの寸法を、これらの構成要素間で押し嵌めが達成され、インサートがインサートの表面とレセプタクルの内側表面との間の摩擦力によって保持されるように、厳密に一致させることによって行われてもよい。また、接着剤を使用し、インサートをレセプタクルの内側表面に取り付けてもよい。一実施形態では、インサートを作製するために使用される熱発泡性樹脂組成物は、ホットメルト接着剤または感圧性接着剤の特性を有し、その結果、インサートそれ自体が内在的にインサートをレセプタクル内で保持することが可能な接着特性を有するように選択および配合されてもよい。本発明の有利な一実施形態では、レセプタクルは、インサートの表面上の溝と係合し、インサートをレセプタクル内で定位置に保持するように適合された少なくとも１つの偏向可能なプロングを収容する。レセプタクルが複数の偏向可能なプロングを有する場合、それらのプロングは、レセプタクルの内部周りで均一に離隔されてもよい。たとえば、レセプタクルが２つの偏向可能なプロングを有する場合、そのようなプロングは、互いに反対側に配置されてもよい。偏向可能なプロングは、プロングの長手方向軸に対して垂直な力の印加によって初期位置からプロングが偏向され、その力が除去された後で（外部の力の印加なしに）元の初期位置に戻ることが可能であるように、弾性材料から構築されてもよい。一実施形態では、偏向可能なプロングは、キャリアと同じ耐熱性熱可塑性樹脂組成物（たとえば、ガラス充填ポリアミド、または他のエンジニアリング熱可塑性樹脂）から作製される。
【００２０】
本発明によるアセンブリの製造を容易にするために、キャリア内にあるレセプタクルはすべて、サイズおよび形状が均一であり、１つの特定のタイプのインサートを受け取り保持することが可能であってもよい。しかし、２つ以上の異なるタイプのインサートを受け取り保持するように適合された２つ以上の異なるタイプのレセプタクルを有するキャリアもまた、本発明によって企図されている。
【００２１】
キャリア内の前述のレセプタクルは、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持するように構成される。アセンブリが複数のそのようなインサートを含む場合、それらのインサートは、同じ熱発泡性樹脂組成物から製作されても、様々な特性および特徴を有する異なる熱発泡性樹脂組成物から製作されてもよい。また、個々のアセンブリで使用されるインサートは、様々なサイズ、形状などを有してもよい。しかし、製造を容易にするために、一実施形態では、アセンブリを製造するために使用される複数のインサートは、同一である。
【００２２】
レセプタクルへのインサートの挿入を簡単にするために、そのような挿入を行うためにインサートを１つの特定の方法で配向する必要がないように、各インサートは、断面が対称であってもよい。具体的には、インサートは、円形の断面形状を有することが好ましい。一般的に言えば、インサートの断面形状は、インサートがレセプタクル内にぴったりと嵌合するようにレセプタクルの断面形状と厳密に一致する。また、一般的に、インサートがその長さの大部分にわたって断面が実質的に均一であることも有利となり得る。なぜなら、そのような構成は、やはりレセプタクル内でインサートの挿入を容易にする助けとなるからである。たとえば、一実施形態では、インサートは円筒形である。しかし、インサートの端部は、インサートの主な、または中央の本体より断面が小さくてもよく、これはインサートが挿入されているとき、それをレセプタクル内に案内する助けとなる。たとえば、インサートの一端または両端が先細であっても丸められてもよい。前述のように、インサートの外側表面は、インサートをレセプタクル内で適所に保持することが可能な、レセプタクル内に配置された偏向可能なプロングを受け取るように適合された溝を含んでもよい。この溝は、インサート表面の周囲全体を囲んで延びても、あるいは周囲全体より短く囲んで延びてもよい。本発明の一実施形態では、そのような溝は、インサートの長さのほぼ中点に配置される。インサートがその中心点周りで対称であるとき、溝をインサートの中点に配置することにより、レセプタクル内に挿入され保持されたときのインサートの最終配置は、インサートのどの端部がレセプタクル内に挿入されるかに依存しないことになる。それにより、本発明のアセンブリの製造をさらに簡単にすることができる。
【００２３】
インサートの長さ全体が、特定の最終用途の応用例に合わせるために望ましいように調整および制御されてもよい。一実施形態では、インサートの一端は、キャリアのレセプタクル内に挿入され保持された後で、キャリアの第１の側部または第２の側部によって画定される表面を越えて延びる。しかし、他の実施形態では、そのような端部は、その表面と同一平面であっても、さらにはその表面の下方にあってもよい。インサートの長さは、インサートがレセプタクル内に配置され、得られたアセンブリが中空部材内で望むように配置された後で、キャリアの側部によって画定される表面から最も遠くに延びるインサートの端部が、中空部材の内側表面（たとえば、キャリアの側部が面する内側表面）から、１ｍｍから５ｍｍの距離内にあるように選択されてもよい。
【００２４】
本発明のアセンブリで使用されるインサートは、熱発泡性樹脂組成物から構成される。熱発泡性樹脂組成物は、当技術分野で周知であり、典型的には、１種または複数のポリマーおよび／またはポリマー前駆体、ならびに組成物が加熱されたとき組成物を膨張（発泡）させる１種または複数の熱活性発泡剤を含む。すなわち、そのような熱活性発泡剤は、室温で安定であり、組成物がある温度（活性化温度とも呼ばれる）以上に加熱されたとき揮発性膨張剤として機能するように活性化されるにすぎない点で潜伏性発泡剤である。本発明の一実施形態では、発泡剤は、熱発泡性樹脂組成物が（たとえば、射出成形または押出しによって）インサートに形作られることになる温度より高い活性化温度を有するように選択される。熱発泡性樹脂組成物は、熱発泡性樹脂組成物から構成された１つまたは複数のインサートを含むアセンブリが中空部材内に配置され、樹脂組成物を膨張させるように加熱によって活性化された後で、構造補強特性、消音／振動減衰特性、または構造補強特性と消音／振動減衰特性両方を中空部材に与えるように配合することができる。
【００２５】
本発明のインサートで使用される熱発泡性樹脂組成物は、１種または複数のポリマーおよび／またはポリマー前駆体と、１種または複数の潜伏性発泡剤とを含み、それらから調製される構造が自立したものとなることを可能にするように周囲温度で十分な寸法安定性を有する、当技術分野で知られている材料のどれから選択されてもよい。一実施形態では、樹脂組成物（または少なくともその外側表面）は、周囲温度で実質的に非粘着性であり、しかし、高い温度で軟化または溶融することが可能であり、その結果、潜伏性発泡剤を活性化することなしに射出成形などによって所望の構成に形作る、または形成することができる。本発明の一実施形態では、樹脂組成物は弾性である。潜伏性発泡剤は、約１０分から約１５０分の間、外部加熱（たとえば、約１２０℃から約２２０℃の温度、典型的には、自動車ボディが受ける、仕上げ塗装がボディに焼き付けられるときの温度の範囲）を加えることによって樹脂組成物を発泡および膨張させる特性を提供するように選択されてもよい。ポリマーは、熱可塑性ポリマー、ゴム（架橋性または硬化性エラストマーを含むエラストマー）、および／または熱可塑性エラストマーであってよい。好適な熱可塑性ポリマーは、たとえば、エチレンビニルアセテートコポリマー、エチレンおよびアルキル（メタ）アクリレートのコポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ならびにポリエステルを含む。好適なゴムおよび熱可塑性エラストマーは、たとえば、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、スチレン・イソプレン・スチレンブロックコポリマー、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコポリマー、スチレン・エチレン／ブチレン・スチレンブロックコポリマー、スチレン・エチレン／プロピレン・スチレンブロックコポリマー、ニトリルゴム、塩素化ポリエチレンゴムなどを含む。ポリマー前駆体、たとえば加熱されたとき硬化、架橋、および／または連鎖延長させることが可能な、性質がモノマー性またはオリゴマー性であるプレポリマー、樹脂などを含む材料または物質もまた、それら自体で、ならびに１種または複数のポリマーとの組合せで使用されてもよい。好適なポリマー前駆体の例は、限定しないが、エポキシ樹脂、ポリウレタンプレポリマーなどを含む。したがって、樹脂組成物は、熱可塑性、熱硬化性、またはある特に望ましい実施形態では、熱可塑性かつ熱硬化性（すなわち、適度に高い温度で形作る、または成形することが可能であるが、より高い温度で硬化または架橋させることも可能である）であってよい。
【００２６】
ポリマーマトリクス内に存在する１種または複数の潜伏性発泡剤は、高い温度に加熱されたとき樹脂組成物の膨張または発泡を引き起こす。潜伏性発泡剤は、たとえば加熱したとき分解によってガスを遊離させる「化学発泡剤」、および／または「物理発泡剤」、すなわち加熱したとき体積が膨張する膨張中空ビードなど、当技術分野で知られている任意の既知の発泡剤とすることができる。異なる発泡剤の組合せを使用してもよく、たとえば、より低い活性化温度（たとえば、約１００℃）を有する発泡剤を、より高い活性化温度（たとえば、約１８０℃）を有する発泡剤と共に使用してもよい。潜伏性発泡剤の量は、発泡剤を活性化するのに有効な温度に加熱されたとき樹脂組成物の所望の体積膨張をもたらすように選択される。潜伏性発泡剤の量は、典型的には、全樹脂組成物の約５、６、７、８、９、１０、１１、または１２重量パーセントから約１５、１６、１７、１８、１９、または２０重量パーセントに及ぶ。
【００２７】
樹脂組成物内で使用される発泡剤の量およびタイプ、ならびに他の要因（たとえば、発泡促進剤／活性剤の存在、ポリマー／ポリマー前駆体の特性）に応じて、ポリマーマトリクスは、熱発泡性樹脂組成物の初期体積に比べて、体積で少なくとも約５０パーセント、または少なくとも約１００パーセント、または少なくとも約２５０パーセント、または少なくとも約５００パーセント、または少なくとも約７５０パーセント、または少なくとも約１０００パーセントが加熱されたとき膨張するように配合することができる。
【００２８】
さらに、たとえば架橋剤、硬化剤など、当技術分野で知られている添加剤を樹脂組成物に添加し、ポリマーまたはポリマー前駆体の硬化および／または架橋を促進してもよい。そのような架橋剤および硬化剤は、ポリマーマトリクス内で使用されるポリマーまたはポリマー前駆体のタイプに基づいて選択される。本発明の好ましい実施形態では、架橋剤および／または硬化剤は潜伏性である、すなわち周囲温度で安定／非反応性であるが、ポリマーマトリクスが高い温度に加熱されたとき活性化される。そのような実施形態では、ポリマーマトリクスは、そのような加熱の結果として、膨張かつ架橋／硬化する。使用される架橋剤／硬化剤のタイプは、一般に、熱発泡性樹脂組成物の他の成分、特にポリマーおよびポリマー前駆体に適合するように選択される。
【００２９】
たとえば耐衝撃性改良剤、安定剤、剛化剤、充填材、軟化剤、可塑剤、ろう、抗酸化剤、色素、着色剤、殺カビ剤、粘着剤、ろう、および／または難燃剤など、当技術分野で知られている添加剤もまた、熱発泡性樹脂組成物内に存在してよい。
【００３０】
本発明で使用するのに適した熱発泡性樹脂組成物は、たとえば、商標ＴＥＲＯＣＯＲＥ（主に構造補強用に使用される）およびＴＥＲＯＰＨＯＮ（主に消音および振動減衰用に使用される）の元でＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびその関係会社によって販売されている樹脂を含めて、市販されている。
【００３１】
インサートは、射出成形など任意の好適な手段によってそれらの所望の形状および構成に形成することができる。
【００３２】
本発明のアセンブリは、少なくとも１つの取付け部材をさらに備えてもよい。そのような取付け部材は、アセンブリが中空部材内で所望の位置に保持されるように、中空部材の内側表面にアセンブリを締結するように適合されてもよい。取付け部材は、たとえばキャリアと一体であっても、あるいは、別々に製作され、接着剤または機械的な手段（たとえば、クリップ、リベット、ボルト、ねじ）などを通じてキャリアに取り付けられてもよい。たとえば、取付け部材およびキャリアは、耐熱性熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって一体形成されてもよい。取付け部材は、（インサートを含む）キャリアの本体が中空部材の内側表面から所望の向きで、およびそのような内側表面から所望の間隔で離れて保持されるように、キャリアの本体から離れるように突出してもよい。たとえば、一実施形態では、取付け部材は、キャリアの第１の側部および／または第２の側部から延出する。他の実施形態では、取付け部材は、キャリアの縁部から延出する。取付け部材は、アセンブリを中空部材に固定するための手段を含む。そのような手段は、当技術分野で周知であり、たとえば、クリップ、いわゆる「クリスマスツリー」ファスナなどを含む。そのようなクリップまたはファスナは係合突起を有してもよく、係合突起は、中空部材内の開口を通して挿入可能であり、その開口の近くで中空部材の外側表面の周囲と係合し、その結果、開口から係合突起を引き抜くことが妨げられ、それによりアセンブリを適所に保持する。
【００３３】
アセンブリを中空部材内で望むように配置する助けとするために、アセンブリは、取付け部材のようにキャリアの側部または縁部から突出する１つまたは複数の間隔保持部材を備えてもよい。間隔保持部材は、中空部材の内壁とキャリアの本体との間で最小の所望の間隔を維持するのに有効な長さを有する。しかし、間隔保持部材には、アセンブリをそのような内壁に締結する、または物理的に取り付けるための手段がない。取付け部材のように、間隔保持部材は、キャリアと一体成形されても、別々にキャリアに取り付けられてもよい。
【００３４】
キャリアおよびインサートは、別々に製造され、次いでインサートがレセプタクル内で保持されるのを可能にする（それによりインサートがキャリアから分離することなしにアセンブリが保持され輸送されることを可能にする）のに必要な程度にインサートをキャリアの所望のレセプタクル内に挿入することによって組み合わされ、本発明によるアセンブリを形成してもよい。たとえば、インサートの表面上の溝と係合するように適合された少なくとも１つの偏向可能なプロングをレセプタクルが含む場合、インサートは、そのような係合が行われるのに必要な程度にレセプタクル内に挿入される。インサートの挿入は、手動で（すなわち、作業者によって）実施されても、ロボットで実施されてもよく、ロボットは、キャリアの片側または両側でインサートの所望のパターンを提供するように複数のインサートをキャリアの複数のレセプタクル内に挿入するようにプログラムされてもよい。
【００３５】
次いで、キャリアおよび１つまたは複数のインサートから構成されたアセンブリを、構造補強および／または／消音／振動減衰が必要とされる、または望まれる中空部材内に配置することができ、アセンブリは、前述の取付け部材の１つまたは複数を使用して中空部材の１つまたは複数の内壁に固定される。中空部材は、たとえば、ピラー、ロッカパネル、ドアアセンブリ、チャネル、レールなど自動車の構成要素であってもよい。典型的には、中空部材は、金属薄板など金属から製作される。次いで、アセンブリは、インサート内に存在する熱発泡性樹脂組成物を膨張（発泡）させるのに十分な時間量の間、加熱（たとえば、約１２０℃から約２１０℃の温度）にかけられる。冷えたとき、所望の構造補強および／または／消音／振動減衰特性を中空部材に与えるポリマーフォームマトリクスが得られる。一般的に言えば、アセンブリは、活性化されたとき熱発泡性樹脂組成物がキャリアと中空部材の内壁表面との間を橋渡しするように体積が十分に膨張するように選択および設計される。いくつかの実施形態では、ポリマーフォームマトリクスは、内壁表面に接合（接着）する。キャリアの側部が複数のレセプタクルおよび複数のインサートを含む場合、個々のインサートの膨張によって作り出されるポリマーフォームマトリクスは、他のインサートのそれぞれから作り出される１つまたは複数のポリマーフォームマトリクスから分離されたままであってもよい。しかし、他の実施形態では、２つ以上の隣接するインサートによって作り出されるポリマーフォームマトリクスが同化することができるように、インサートが配置され、インサート内で使用される熱発泡性樹脂組成物は、活性化された後で体積が十分に膨張してもよい。一実施形態では、１つまたは複数のポリマーフォームマトリクスおよびキャリアは、中空部材を完全に遮断し封止するように協働してもよい。
【００３６】
図１は、本発明の一態様による例示的なインサートを示す。インサート１は、概して円筒形であり、円形の断面、および丸い端部３Ａ、３Ｂを有する。溝２がインサート１の長さのほぼ中点にあり、溝２は、インサート１の表面内にあり、インサート１の円周周りに延びる。溝２は、リップ８を有する。
【００３７】
図２は、本発明の一実施形態によるキャリアのレセプタクル（図示せず）内に配置される偏向可能なプロング４を示し、偏向可能なプロング４は、インサート１の溝２と係合し、インサート１をレセプタクル内で定位置に保持するように適合される。偏向可能なプロング４は、切欠き５を有する。レセプタクルは、たとえば、レセプタクルの内部の両側で概して互いに面して配置された２つのそのような偏向可能なプロングを含んでもよい。
【００３８】
図３は、偏向可能なプロング４とインサート１の溝２が、本発明の一実施形態によるキャリアのレセプタクル（図示せず）内でインサート１を定位置に保持するように相互作用することができるかを示す。インサート１は、矢印によって示されている方向でレセプタクル内に挿入され、丸い端部３Ｂが、レセプタクル内に導入されるインサート１の最初の部分である。インサートが挿入されるにつれて、偏向可能なプロング４の一端がインサート１から離れるように偏向され、偏向可能なプロング４の先端７は、インサート１の外部表面６に沿って摺動する。先端７が溝２に達した後で、弾性材料から構築される偏向可能なプロング４の端部は、先端７が溝２に入るようにインサート１に向かって偏向する。切欠き５は、リップ８と相互作用する、すなわち係合する。その結果、インサート１は、それ以上レセプタクル内に挿入することもレセプタクルから引き抜くことも容易にできないようにレセプタクル内で定位置に保持される。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態によるキャリア９を示す。この図では、この例示的なキャリアは、複数の開口１１とレセプタクル１２を含む第１の側部１０の平面図で示されている。これらのレセプタクルは、図１に示されているインサート１など円筒形のインサートを、たとえばレセプタクル内に配置された図２に示されている偏向可能なプロング４など偏向可能なプロング（そのようなプロングは、図４に示されていない）の使用を通じて受け取り保持するように適合される。最終的なアセンブリでは、キャリアのあらゆるレセプタクル内にインサートが存在する必要はない。むしろ、所望の特定の最終用途の応用例（たとえば、アセンブリを使用して補強および／または制動される中空部材のタイプ、アセンブリを含む中空部材がある種の事前に選択された基準を満たすために必要とされる補強および／制動の度合い）に基づいて、インサートを含むレセプタクルの数、およびキャリアの１つまたは両方の側部におけるそのようなインサートを含むレセプタクルのパターンは、様々であってよい。開口１１にはそのような偏向可能なプロングがなく、図４に示されている実施形態では、開口１１は概して矩形である。この図の実施形態では、開口１１およびレセプタクル１２は、共にキャリア９を通って第１の側部１０から第２の側部に延び、したがって第２の側部は、事実上、第１の側部の鏡像である。複数の開口１１は、概して開いたグリッドまたは格子を形成し、それにより、キャリア９の重量を低減する助けとなり、一方、依然として適切な強度および剛性を提供する。開口１１は、たとえば１ｍｍから５ｍｍの厚さを有する壁２６によって分離される。
【００４０】
図５は、図４に示されているキャリア９の縁視図を示し、インサート１がレセプタクル内に配置されている。キャリアの第１の側部１０は、パネル１４の内壁１３に向かって面し、キャリア９の第２の側部１５は、パネル１７の内壁１６に向かって面する。第１の側部１０および第２の側部１５は、厚さ「ｔ」によって分離される。パネル１４とパネル１７は、共に中空部材１９の空洞１８を画定する。パネル１４、１７は、たとえば金属薄板などから製作されてもよく、一方のパネル、たとえばパネル１７を外部パネルとしてもよい。キャリア９は、取付け部材２０を使用してパネル１４の内壁１３に締結され、取付け部材２０は、取付け部材２０の一部分がパネル１４内の開口２３を通って延びることができるようにステム２２に向かって偏向され得る弾性の係合突起２１を有する。係合突起２１は、開口２３を通過した後でそれらの元の位置にはね戻り、パネル１４の外側表面２４と係合し、それにより開口２３から取付け部材２０を引き抜くことを妨げる。取付け部材２０のベース２５は、開口２３より広く、アセンブリを適所にさらにしっかりと保持するようにパネル１４の内側表面、すなわち内壁１３と係合する（すなわち、アセンブリはパネル１４に取り付けられる、または締結される）。各インサート１内に存在する樹脂組成物が加熱によって活性化されたとき、インサート１は、概して内壁１３、１６に向かう方向に膨張し、その結果、得られる１つまたは複数の膨張したポリマーマトリクスは、キャリア９の各側部１０、１５から内壁１３、１６に延びる。キャリア９と内壁１３、１６の間の空間内に１つまたは複数の膨張したポリマーマトリクスがあることは、インサート１内で使用するために選択された熱発泡性樹脂組成物の成分および特性に応じて、中空部材１９を構造補強する、ならびに／または音および振動に対して中空部材１９を制動するように働く。
【００４１】
図６は、本発明の他の実施形態によるキャリア９を示す。この図では、この例示的なキャリアは、複数の矩形の開口１１を含む第１の側部１０の平面図で示されている。係合突起２１およびベース２５を有する取付け部材２０が、キャリア９上で配置されて示されている。任意選択で、開口１１の１つまたは複数は、熱発泡性樹脂組成物から構成されたインサートを受け取り保持することが可能なレセプタクルとして機能するように適合されてもよい。代替として、開口１１は、三角形、方形、六角形、円形など、矩形でない形状を有してもよい。開口１１は、すべてが同じサイズまたは形状である必要はない。この図の実施形態では、開口１１は、キャリア９を通って第１の側部から第２の側部に延び、したがって第２の側部は、事実上、第１の側部の鏡像である。複数の開口１１は、概して開いたグリッドまたは格子を形成し、それにより、キャリア９の重量を低減する助けとなり、一方、依然として適切な強度および剛性を提供する。開口１１は、開口１１間に配置された、たとえば１から５ｍｍの厚さを有する壁２６によって分離される。
【００４２】
図７は、図６に示されているキャリア９の縁視図を示す。キャリアの第１の側部１０は、パネル１４の内壁１３に向かって面し、キャリア９の第２の側部１５は、パネル１７の内壁１６に向かって面し、パネル１７が外部パネルである。第１の側部１０および第２の側部１５は、厚さ「ｔ」によって分離される（すなわち、開口１１を分離する壁２６の長さは、キャリア９の厚さ「ｔ」に対応する）。パネル１４とパネル１７は、共に中空部材１９の空洞１８を画定する。キャリア９は、取付け部材２０を使用してパネル１４の内壁１３に締結され、取付け部材２０は、取付け部材２０の一部分がパネル１４内の開口２３を通って延びることができるようにステム２２に向かって偏向され得る弾性の係合突起２１を有する。係合突起２１は、開口２３を通過した後でそれらの元の位置にはね戻り、パネル１４の外側表面２４と係合し、それにより開口２３から取付け部材２０を引き抜くことを妨げる。ベース２５は、開口２３より広く、アセンブリを適所にさらにしっかりと保持するようにパネル１４の内側表面、すなわち内側壁１３と係合する（すなわち、アセンブリはパネル１４に取り付けられる、または締結される）。側部１０を内側表面１３から最小の距離で離隔して保つのに有効な長さを有する間隔保持部材２７が、キャリア９の側部１０から突出する。内壁１３と内壁１６の間にキャリア９があることは、中空部材１９を構造補強するように働く。すなわち、中空部材の空洞内にキャリア９がある結果として、中空部材１９は、パネル１４またはパネル１７に対して概して垂直な力または荷重の印加による押しつぶしに対して高い抵抗力を示すことになる。図７が示すように、キャリア９は、パネル１７と物理的に接触しない。しかし、そのグリッドまたは格子構造と、キャリアを製作するために使用される熱可塑性樹脂組成物の比較的低い密度とにより、アセンブリは、実質的に中空部材の重量の一因にならない。したがって、中空部材は、中空部材の押しつぶし抵抗力を改善するための他の知られている手法（中空部材を製作するために使用される金属の厚さを増すなど）に比べて、コスト効果的に構造補強され、一方、軽量を維持することができる。
【００４３】
本発明の特徴について、図示した実施形態の１つについて述べたが、そのような特徴は、任意の所与の使用のために、他の実施形態の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。
【００４４】
また、上記から、本明細書に開示されているアセンブリを生成すること、およびその使用もまた、本発明による方法を構成することを理解されたい。別段述べられていない限り、本明細書に記載され示されている様々なアセンブリの寸法および幾何形状、ならびにその一部は、本発明を制限するものではなく、他の寸法または幾何形状が可能である。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態について開示した。当業者なら、いくつかの修正もまた本発明の教示内に入ることを理解するであろう。したがって、以下の特許請求の範囲が本発明の範囲および／または内容を決定する。
【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７】
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