(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車において使用するための複合部品であって、
第一部品部と、
第二部品部と、
前記第一部品部と前記第二部品部の間に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合された第三部品部と、
前記第一部品部と前記第二部品部との間に、前記第三部品部と平行に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合された第四部品部と、を備え、
前記第一部品部と前記第二部品部はそれぞれ一体的なものであり、かつ、マグネシウムを含む材料で形成され、
前記第三部品部と前記第四部品部はアルミニウムを含む材料で形成され、
前記複合部品は、前記自動車のフレームに対して取り付けられるように、かつ、前記自動車のインストルメントパネルに対するサポートを提供するように構成されていることを特徴とする複合部品。
【請求項２】
前記第一部品部と前記第二部品部はマグネシウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合部品。
【請求項３】
前記第三部品部はアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合部品。
【請求項４】
前記第三部品部は押し出し成形部材であることを特徴とする請求項１に記載の複合部品。
【請求項５】
前記第一部品部と前記第二部品部とはダイカスト成形部材であることを特徴とする請求項１に記載の複合部品。
【請求項６】
自動車のセンターコンソールの部品を支持するための少なくとも１つの穴を有し、前記自動車の第一側面に取り付けられる第一部品部と、
前記第一部品部から距離をおいて配置され、前記自動車の第二側面に取り付けられる第二部品部と、
前記第一部品部と前記第二部品部の間に実質的に横方向に延設されると共に前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合され、前記第一部品部を前記第二部品部に接続する第三部品部と、
前記第一部品部と前記第二部品部との間に配置され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合された第四部品部であって、この第四部品部は前記第三部品部と実質的に同方向に配置されている第四部品部と、を備え、
前記第一部品部と前記第二部品部はそれぞれ一体的なものであり、かつ、マグネシウムを含む材料で形成され、
前記第三部品部と前記第四部品部はアルミニウムを含む材料で形成されていることを特徴とする前記自動車の運転席の組み立て部に使用する複合部品。
【請求項７】
少なくとも一つのニーボルスターをさらに備え、前記少なくとも一つのニーボルスターは前記第一部品部に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の複合部品。
【請求項８】
前記第一部品部はステアリングコラムアッセンブリを支持することを特徴とする請求項６に記載の複合部品。
【請求項９】
第一ニーボルスターと第二ニーボルスターとをさらに備え、前記第一ニーボルスターと前記第二ニーボルスターとは、ステアリングコラムアッセンブリに隣接した前記第一部品部に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の複合部品。
【請求項１０】
前記第一部品部は、実質的に横方向に延設された上側部と、前記自動車のフロアに向かって伸びる下側部とを含むことを特徴とする請求項６に記載の複合部品。
【請求項１１】
前記下側部は、ブラケット部に取り付けられる脚部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の複合部品。
【請求項１２】
マグネシウムを含む材料で形成されている第二部品部と一体成形された、マグネシウムを含む材料で形成されている第一部品部を含む複合部品部を形成するために金型組立体を使用するステップと、
前記第一部品部と前記第二部品部を分離するステップと、
前記第一部品部を前記自動車の第一所定領域に取り付け、第二部品部を前記自動車の第二所定領域に取り付けるステップとを含み、
前記第一部品部と前記第二部品部を分離する前記ステップは、複合部品を形成するために前記第一部品部に、いずれもアルミニウムを含む材料で形成されている第三部品部及び第四部品部を組み付けるステップを含み、
前記第三部品部は、前記第一部品部と前記第二部品部との間に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合され、かつ、
前記第四部品部は、前記第一部品部と前記第二部品部との間に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合されることを特徴とする、自動車に使用する複数の部品を製造する方法。
【請求項１３】
前記第一部品部を前記第一所定領域に取り付ける前記ステップは、前記複合部品を前記第一所定領域に取り付けることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
自動車用の複合部品を製造する方法であって、
金型組立体に形成した第一キャビティと第二キャビティとで、いずれもそれぞれ一体的なものでありかつマグネシウムを含む材料で形成される第一部品部と第二部品部とを形成するステップと、
いずれもアルミニウムを含む材料で形成される第三部品部及び第四部品部を前記第一部品部と前記第二部品部の間に挿入して、前記複合部品を形成するステップとを含み、
前記第一キャビティは、前記第二キャビティから第一の距離だけ離れて配置されており、
前記第三部品部は、前記第一部品部と前記第二部品部との間に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合され、かつ、
前記第四部品部は、前記第一部品部と前記第二部品部との間に延設され、かつ、前記第一部品部及び前記第二部品部に対して直接的に結合され、
前記第一部品部は、前記第二部品部から前記第一の距離よりも実質的に長い第二の距離だけ離れて配置されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記複合部品の長さは、前記金型組立体の長さよりも実質的に長いことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複合部品は自動車のハンガービームであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
自動車の部品を製造するための方法であって、
第二の部位と一体成形された第一の部位を含む、マグネシウムを含む第一の材料で形成された複合部を形成するために金型組立体を使用するステップと、
前記第二の部位を前記第一の部位から分離するステップと、
前記第一の部位及び前記第二の部位を、いずれも、前記第一の材料とは異なるアルミニウムを含む第二の材料で形成された第三の部位及び第四の部位に組み付けることによって複合部品を形成するステップと、
前記複合部品を前記自動車の第一所定領域に取り付け、前記第二の部位を前記自動車の第二所定領域に取り付けるステップとを含み、
前記第三の部位は、前記第一の部位と前記第二の部位との間に延設され、かつ、前記第一の部位及び前記第二の部位に対して直接的に結合され、
前記第四の部位は、前記第一の部位と前記第二の部位との間に延設され、かつ、前記第一の部位及び前記第二の部位に対して直接的に結合されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記第一の部位は、前記自動車のハンガービームに結合されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一所定領域は、前記自動車のフレームの一部であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合部品の製造方法および自動車に使用可能な複合部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運転席の組み立て部は、インストルメントパネルとインストルメントパネルを支えるクロスビームを含んでいてもよい。クロスビームは特にステアリングコラムを支えるように設計することも出来る。多くの場合では、クロスビームは、金属もしくは金属合金からなるダイカスト製の単一部品のビーム（梁）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動車に用いることが出来る複合部品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
複合部品を開示する。本発明は自動車に用いることができる。ここで、本明細書および特許請求の範囲全体にわたって用いられる「自動車」という語は、一人以上の人間を乗せて動かすことができる車両を指すものであり、どのような形態のエネルギによって駆動されるものであってもよい。自動車という語には、乗用車、トラック、バン、ミニバン、ＳＵＶ、オートバイ、スクータ、船、モータボートおよび飛行機が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【０００５】
自動車は、１台以上のエンジンを含む場合もある。ここで「エンジン」という語は、エネルギを変換できる装置または機械であればいかなるものでも指す。ポテンシャルエネルギが機械エネルギに変換される場合もある。例えば、エネルギの変換は燃料または燃料電池の化学的なポテンシャルエネルギを回転機械エネルギに変換する場合や電気的なポテンシャルエネルギを回転機械エネルギに変換する場合が含まれる。エンジンには、機械的エネルギをポテンシャルエネルギに変換する装置が含まれる。例えば、パワートレインの機械エネルギをポテンシャルエネルギに変換する回生制動ブレーキシステムがエンジンに含まれる。エンジンにはまた、太陽または原子力エネルギを他の形態のエネルギに変換する装置が含まれる。エンジンの例には、内燃エンジン、電気モータ、太陽エネルギ変換器、タービン、原子力プラント、２種類以上のタイプのエネルギ変換プロセスを組み合わせた複合システムが含まれる。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、第一部品部と、第二部品部と、前記第一部品部と前記第二部品部の間に伸びる第三部品部とを備え、前記第一部品部と前記第二部品部はマグネシウムを含む材料で形成され、前記第三部品部はアルミニウムを含む材料で形成され、前記第一部品部と前記第二部品部が、複合部品の大部分を構成することを特徴とする複合部品である。
【０００７】
請求項７に記載の発明は、自動車の第一側面に取り付けられる第一部品部と、前記自動車の第二側面に取り付けられる第二部品部と、前記第一部品部と前記第二部品部の間に、実質的に横方向に伸びる第三部品部とを備え、前記第一部品部は、前記自動車のセンターコンソールの部品を支持するための少なくとも１つの穴を有し、前記第二部品部は、前記第一部品部から距離をおいて配置され、前記第三部品部は、前記第一部品部を前記第二部品部に接続し、前記第一部品部と前記第二部品部は、マグネシウムを含む材料で形成され、前記第三部品部は、アルミニウムを含む材料で形成されていることを特徴とする前記自動車の運転席の組み立て部に使用する複合部品である。
【０００８】
請求項１４に記載の発明は、第二部品部と一体成形された第一部品部を含む複合部を形成するために金型組立体を使用するステップと、前記第一部品部と前記第二部品部を分離するステップと、前記第一部品部を前記自動車の第一所定領域に取り付け、第二部品部を前記自動車の第二所定領域に取り付けるステップとを含む、自動車に使用する部品を製造する方法である。
【０００９】
請求項２０に記載の発明は、複合部品を製造する方法であって、金型組立体に形成した第一キャビティと第二キャビティで第一部品部と第二部品部を形成するステップと、第三部品部を前記第一部品部と前記第二部品部の間に挿入して、前記複合部品を形成するステップとを含み、前記第一キャビティは、前記第二キャビティから第一の距離分離れて配置されており、前記第一部品部は、前記第二部品部から前記第一の距離よりも実質的に長い第二の距離分離れて配置されることを特徴とする方法。
【００１０】
請求項２７に記載の発明は、自動車の部品を製造するための方法であって、第一の材料で形成され、第二の部位と一体成形された第一の部位を含む複合部品部を形成するために金型組立体を使用するステップと、前記第二の部位を前記第一の部位から分離するステップと、前記第一の部位に、前記第一の材料とは異なる第二の材料で形成された第三の部位を取り付けることによって複合部品を形成するステップと、前記複合部品を前記自動車の第一所定領域に取り付けて、前記第二の部位を前記自動車の第二所定領域に取り付けるステップとを含むことを特徴とする方法である。
【００１１】
以下の詳細な実施例の説明や、図面により、当業者には、上述したもの以外の本発明によるシステム、方法、特徴、利点が明らかになるであろう。その様な付加的なシステム、方法、特徴、利点の全ては、実施形態の詳細な説明、要約に含まれ、本発明の範囲に含まれるものと理解されたい。したがって、その様な付加的なシステム、方法、特徴、利点の全ては、以下の請求の範囲によって保護されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による運転席の組み立て部の組立分解等角図である。
【図２】本発明の一実施形態による複合部品の組立分解等角図である。
【図３】本発明の一実施形態による複合部品の組み立て後の前面等角図である。
【図４】本発明の一実施形態による複合部品の組み立て後の後面等角図である。
【図５Ａ】スチールで作られた複合部品の一実施形態の等角図であり、その複合部品の重量を示す目盛りを含んだ等角図である。
【図５Ｂ】アルミニウムで作られた複合部品の一実施形態の等角図であり、その複合部品の重量を示す目盛りを含んだ等角図である。
【図５Ｃ】マグネシウムを含む材料で作られた複合部品の一実施形態の等角図であり、その複合部品の重量を示す目盛りを含んだ等角図である。
【図５Ｄ】様々な材料で作られた複合部品の一実施形態の等角図であり、その複合部品の重量を示す目盛りを含んだ等角図である。
【図６】２つの異なった材料を使用した、フレームメンバーの一実施形態の概略図である。
【図７】２つの異なった材料を使用した、フレームメンバーの一実施形態の概略図である。
【図８】２つの異なった材料を使用した、フレームメンバーの一実施形態の概略図である。
【図９】自動車のセンターコンソールフレームの一実施形態の等角図である。
【図１０】複合部品用の複数の部品を形成するために使用する金型組立体の等角図である。
【図１１】鋳造材料で満たされた金型組立体の一実施形態の等角図である。
【図１２】複合部品用の複数の部品を形成するために使用する金型組立体の組立分解等角図である。
【図１３】金型組立体の一実施形態の組立分解等角図である。
【図１４】金型組立体の一実施形態の等角図である。
【図１５】金型組立体の一実施形態の等角図である。
【図１６】金型組立体の一実施形態の等角図である。
【図１７】複合部品部を形成するために使用する金型組立体の一実施形態の組立分解等角図である。
【図１８】別々の部品部に切り離された、本発明の一実施形態による複合部品部の等角図である。
【図１９】自動車のインテリアキャビンの一実施形態の正面図である。
【図２０】自動車のドアの一部位の一実施形態の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、図示しない自動車における運転席の組み立て部１００の一実施形態の組立分解等角図である。いくつかの実施形態では、運転席の組み立て部１００は、複合部品１０２とインストルメントパネル１０４を含むことができる。ここで説明する実施形態では、複合部品１０２は自動車用のステアリングハンガービームとして図示されている。しかし、他の実施形態では、複合部品は必ずしも自動車とともに使用する必要はない。つまり、複合部品はあらゆる種類の構造部材として使用することができる。
【００１４】
インストルメントパネル１０４は、自動車の操作に使用する様々な機器を収納するように構成することができる。例えば、インストルメントパネル１０４は、車速、燃料量、エンジン温度、その他の情報を表す複数の表示器を含むことが出来る。インストルメントパネル１０４は、エアコン、オーディオ、カーナビゲーションシステム、その他のシステムなどの様々なシステムを操作するためのボタンを含むこともできる。さらに、他の実施形態では、インストルメントパネル１０４は、表示器、ボタン、ディスプレイ、コンパートメント、その他自動車の運転席の組み立て部のインストルメントパネルに一般的にみられる機能を付加的に備えることができる。記載の明瞭性を考慮し、本実施形態では、インストルメントパネル１０４は概略的に示している。
【００１５】
複合部品１０２は、インストルメントパネル１０４を支持する機能を有していてもよい。特に、複合部品１０２は、自動車のフレームもしくはサブフレームに直接取り付けられるように構成されている。この構成により、インストルメントパネル１０４は、複合部品１０２に取り付けることが出来る。他の実施形態では、運転席の組み立て部１００は、インストルメントパネル１０４と複合部品１０２の間に一つ以上の中間部材を含んでいてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、複合部品１０２は、ステアリングコラムと結合していてもよい。一実施形態では、複合部品１０２はステアリングコラム１０６と結合している。ある場合では、ステアリングコラム１０６は、ステアリングホイール１０８を支持するように構成することもできる。複合部品１０２に備えられる、ステアリングコラム１０６を受けるための取り付け機構については、以降に詳述する。
【００１７】
図２は、複合部品１０２の一実施形態の組立分解等角図である。図３は、複合部品１０２の一実施形態の組み立て後の前面等角図であり、図４は、複合部品１０２の一実施形態の組み立て後の後面等角図である。図２から図４に図示されている通り、複合部品１０２は複数の異なった部品を含んでいる。
【００１８】
複合部品１０２は、１つ以上の部品を含むことができる。ある場合では、複合部品１０２は、単一の部品のみを含んでいてもよい。他の場合では、複合部品１０２は、２つの部品を含んでいてもよい。さらに他の場合では、複合部品１０２は、３つ以上の部品を含んでいてもよい。１つの例示的な実施形態では、複合部品１０２は、少なくとも３つの部品を含むことができる。具体的には、複合部品１０２は、第一部品部２０１、第二部品部２０２、第三部品部２０３を含むことが出来る。ある場合では、第一部品部２０１、第二部品部２０２、第三部品部２０３は、それぞれ一体型の部品である。
【００１９】
ある実施形態においては、複合部品１０２は第四部品部２０４を含むことができる。ある場合では、第四部品部２０４は、複合部品１０２の安定性と剛性を向上させることができる。具体的には、第四部品部２０４は、複合部品１０２のフレームの一部であってもよい。一方、他の場合では、第四部品部２０４は、複合部品１０２の構造的な強度を実質的には向上させないブラケットであってもよい。ある場合では、第四部品部２０４は、インストルメントパネルの１つ以上の部品の取り付けを容易にするために、ブラケットとしてのみ備えることもできる。さらに他の実施形態では、複合部品１０２は、第四部品部２０４を含まなくてもよい。
【００２０】
第一部品部２０１は外表面２１２を有している。第一部品部２０１は、図４に明示されている通り、外表面２１２の反対側に内表面２１４を有している。外表面２１２は、自動車のキャビンの方を向いている面である。また、内表面２１４は、自動車のエンジンルームの方を向いている面である。
【００２１】
一実施形態においては、外表面２１２は、実質的に凸面であってもよい。いくつかの場合では、外表面２１２は、ほとんど角をもたない曲線状の面であってもよい。他の場合では、外表面２１２は、それぞれの端部で互いにつながる、複数の実質的に平らな面を含んでいてもよい。他の実施形態においては、外表面２１２は、実質的に凹面であってもよい。更に他の実施形態では、外表面２１２は、ほとんど曲面をもたないか、もしくは全く曲面を持たない実質的に平らな面であってもよい。
【００２２】
図４から明らかなように、一実施形態においては、内表面２１４は、実質的に凹面であってもよい。ある場合では、内表面２１４は、外表面２１２から離れるように延出した周辺フランジ部２１５を含んでいてもよい。同様に、内表面２１４は、第一部品部２０１の剛性と安定性を向上させるのに役立つ複数のサポートリブ４０２を含んでいてもよい。一方、他の実施形態においては、内表面２１４は実質的に凸面であってもよい。更に他の実施形態では、内表面２１４は、ほとんど曲面をもたないか、もしくは全く曲面をもたない実質的に平らな面であってもよい。
【００２３】
一般的に、第一部品部２０１は、任意の形でよい。ある実施形態では、第一部品部２０１は、横方向に延設される実質的に直線の単一のビーム部を有していてもよい。本明細書で使われる「横方向」という用語は、自動車の両側面の間を結ぶ方向のことを表す。他の実施形態においては、第一部品部２０１は、横方向に対して垂直な方向に延設される一つ以上の部位を有していてもよい。
【００２４】
１つの例示的な実施形態においては、第一部品部２０１は、実質的に横方向に延設される上側部２２０を含む。ある実施形態では、上側部２２０の厚さは可変である。例えば、上側部２２０の第一横部２２２は、上側部２２０の中間部２２４よりも実質的に厚くてもよい。特に、中間部２２４の厚さは薄くして、第一部品部２０１の上側の面に開口を有する第一ギャップ２２６の空間を作ってもよい。さらに、中間部２２４は、インストルメントパネルに向かって延設された、第一ギャップ２２６を画定する第一アーム部２２８を備えていてもよい。
【００２５】
第一部品部２０１は、上側部２２０から垂直方向に離れていく向きに延設された下側部２３０を含んでいてもよい。ある場合では、下側部２３０は、自動車のフロアに向かって伸びていてもよい。他の場合では、下側部２３０は、第二ギャップ２３２を含む四角形の形をしていてもよい。また、下側部２３０は、第一ギャップ２２６の一端を画定する役割をはたすこともできる。
【００２６】
一実施形態においては、下側部２３０は、自動車のフロアに向かって伸びる脚部２３８をさらに備えていてもよい。ある場合においては、脚部２３８は、複合部品１０２を垂直方向に支えることができる。ここで説明する実施形態は、単一の足部を有するのみであるが、他の実施形態では、下側部２３０は、脚部２３８の逆側に第二の足部を備えていてもよい。
【００２７】
複合部品１０２は、複合部品１０２の横方向の一端と結合している第二部品部２０２を含んでいてもよい。ある場合では、第二部品部２０２はベース部２８１を含んでいてもよい。第二部品部２０２は、ベース部２８１に対して垂直に伸びるフランジ部２８２を含んでいてもよい。
【００２８】
複合部品１０２は、第二横部２２５を通して配置される第三部品部２０３を含んでいる。いくつかの実施形態では、第三部品部２０３は概ね横方向に延設されるビームやバーであってもよい。ある場合では、第三部品部２０３は、第一部品部２０１と第二部品部２０２の間に伸びていてもよい。またある場合では、第三部品部２０３は、実質的には、第一部品部２０１の上側部２２０の延長として配置してもよい。この配置により、第一部品部２０１、第二部品部２０２、第三部品部２０３は自動車の横幅にまたがって延び、インストルメントパネルをその全体に渡って支持することができる。
【００２９】
複合部品１０２は、第二横部２２５を通して配置される第四部品部２０４を含んでいてもよい。ある場合では、第四部品部２０４は、実質的に横方向に延設されていてもよい。一実施形態においては、第四部品部２０４は、第三部品部２０３と実質的に平行であってもよい。この配置により、第四部品部２０４は、複合部品１０２の第二の横部２２５に沿って、複合部品１０２を付加的に支持することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、一つ以上の部品の取り付けを容易にすることができる。例えば、一実施形態においては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、グローブボックス用のフレームを形成するように配置することができる。他の実施形態においては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、ラジオのシャーシを支持することもできる。場合によっては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、固定用穴や他の固定用ブラケットを備えていてもよい。
【００３１】
複合部品１０２は、衝突の際にエネルギーを吸収する機能を備えることができる。ある場合では、複合部品１０２は、衝突の際に変形して運転手を保護するニーボルスターを備えていてもよい。例示的な実施形態では、複合部品１０２は、ステアリングコラムの周辺に配置される２つのニーボルスターを備えることができる。他の実施形態では、複合部品は、ニーボルスターを備えなくてもよい。
【００３２】
この例示的な実施形態では、複合部品１０２の第一部品部２０１は第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２を備えている。様々な実施形態において、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は任意の形であってよい。一実施形態においては、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は、それぞれ、第一ニーパッド２９１と第二ニーパッド２９２を有していてもよい。さらに、第一ニーパッド２９１と第二ニーパッド２９２はそれぞれ、第一部品部２０１に直接接続される第一フランジ２９３と第二フランジ２９４に支持されていてもよい。
【００３３】
第一部品部２０１は、脚部２３８に取り付けられたブラケット部２３９を備えていてもよい。例示的な実施形態においては、ブラケット部２３９は、自動車のフロアに直接取り付けてもよい。この構成により、ブラケット部２３９は、自動車のフロアに複合部品１０２を取り付けることを容易にし、複合部品１０２の安定性を向上させることができる。他の場合では、ブラケット部２３９は、自動車のセンターコンソールに取り付けてもよい。
【００３４】
複合部品は、それぞれ独立した個々の部品を互いに接続して組み立てるための機能を含んでいてもよい。ある場合では、様々な部品を取り付けるために、複数セットの留め具を使用してもよい。他の場合では、いくつかの部品は、溶接によって接合することもできる。さらに他の場合では、複合部品を組み立てるために、留め具と溶接の両方を使用してもよい。例示的な実施形態では、複数セットの留め具を使用して様々な部品を取り付けることができる。各図面では、明瞭性を考慮して、複合部品１０２の個々の部品を組み立てるのに使用する複数の留め具の一部のみを図示している。しかし、複合部品１０２は、様々な部品を組み込むために、場合によっては留め具を追加してもよい。
【００３５】
図２には、複合部品１０２の組み立て構造が詳細に図示されている。この例示的な実施形態においては、第三部品部２０３は、第一留め具セット２６４と第二留め具セット２６５を使用して、第一部品部２０１と第二部品部２０２と接続することができる。具体的には、第三部品部２０３の第一端部２５６は、第一留め具セット２６４によって、第一部品部２０１に接続される。ある場合では、第一留め具セット２６４は、第一部品部２０１と第三部品部２０３の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。様々な実施形態において、第一留め具セット２６４の留め具の数は決まっているわけではなく、変更可能である。例示的な実施形態においては、第一留め具セット２６４は、２つの金具を有している。
【００３６】
同様に、第三部品部２０３の第二端部２５８は、第二留め具セット２６５によって、第二部品部２０２に組み付けることができる。ある場合では、第二留め具セット２６５は、第二部品部２０２と第三部品部２０３の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。様々な実施形態において、第二留め具セット２６５の留め具の数は決まっているわけではなく、変更可能である。例示的な実施形態においては、第二留め具セット２６５は、２つの金具を有している。
【００３７】
同様に、第四部品部２０４は、第三留め具セット２６６と第四留め具セット２６７を使用して、第一部品部２０１と第二部品部２０２に組み付けることができる。具体的には、第四部品部２０４の第一端部２４６は、第三留め具セット２６６によって、第一部品部２０１に組み付けることができる。ある場合では、第三留め具セット２６６は、第一部品部２０１と第四部品部２０４の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。様々な実施形態において、第三留め具セット２６６の留め具の数は決まっているわけではなく、変更可能である。例示的な実施形態においては、第三留め具セット２６６は、２つの金具を有している。
【００３８】
同様に、第四部品部２０４の第二端部２４８は、第四留め具セット２６７によって、第二部品部２０２に取り付けることができる。ある場合では、第四留め具セット２６７は、第二部品部２０２と第四部品部２０４の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。様々な実施形態において、第四留め具セット２６７の留め具の数は決まっているわけではなく、変更可能である。例示的な実施形態においては、第四留め具セット２６７は、２つの金具を有している。
【００３９】
第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は、それぞれ、第五留め具セット２６１と第六留め具セット２６２を使用して、第一部品部２０１に取り付け可能である。ある場合では、第五留め具セット２６１は、第一ニーボルスター２５１と第一部品部材２０１の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。同様に、第六留め具セット２６２は、第二ニーボルスター２５２と第一部品部材２０１の固定用穴を挿通するボルトのセットであってもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、ブラケット部２３９は、第七留め具セット２３７を使用して、脚部２３８に取り付けることができる。ある場合では、第七留め具セット２３７は、脚部２３８とブラケット部２３９の固定用穴を挿通する一つ以上のボルトを有していてもよい。
【００４１】
数多くの小さな部品が複合部品に取り付けられている実施形態では、複合部品は、複合部品を作るのに必要な個々の部品の数を削減するための機能を有していてもよい。例えば、複合部品は、運転席の組み立て部の各部品の締結が容易になるように、運転席の組み立て部の一つ以上の部品と結合する一体成形部を複数備えていてもよい。ある場合では、複合部品は、その外表面に、運転席組み立て部の他の部品と嵌め合う凸部、凹部や他の一体成形部を有していてもよい。さらに、これらの一体成形部は、任意の大きさ、形であってよい。一体成形部を使用することで、複合部品を作るのに使う部品の数を削減することができる。加えて、ダイキャスト部品を形成するために金型で使われる空間を最大限利用することで、より効率的な製造方法が実現可能となる。
【００４２】
図３に示されているように、外表面２１２は、運転席組み立て部の複数の部品と結合する一体成形部を１つ以上有していてもよい。ある場合では、外表面２１２は、第一モールド部２４４と第二モールド部２４５を含んでいてもよい。第一モールド部２４４と第二モールド部２４５は、外表面２１２をインストルメントパネルや運転席組み立て部の他の部品と結合させるために使うことができる。
【００４３】
外表面２１２はまた、ステアリングコラムを取り付けるための一体成形部を複数備えていてもよい。特に、第一部品部２０１は、ステアリングコラムを支持するコラム取り付け部２４２を備えていてもよい。様々な実施形態において、コラム取り付け部２４２の形状は決まったものではなく、変わっていても構わない。本実施形態においては、コラム取り付け部２４２は、第一側部２７１と第二側部２７２とともに構成され、第一側部２７１と第二側部２７２は、ステアリングコラムの両側を支えることができる。また、コラム取り付け部２４２は、固定用突起部２７３を備えてもよい。場合によっては、固定用突起部２７３は、ステアリングコラムを固定して取り付けるための固定用穴を有していてもよい。
【００４４】
第一部品部２０１は、第一部品部２０１を自動車のフレームに取り付けるための部位を有していてもよい。ある場合では、第一部品部２０１は、第一部品部２０１に一体的に取り付けられた取り付けプレート２３１を備えていてもよい。取り付けプレート２３１は、複合部品１０２の第一側部２２３において、上側部２２０に対して垂直に配置してもよい。
【００４５】
他の実施形態においては、複合部品は上述した以外の一体成形部を備えていてもよい。例えば、他の実施形態では、ラジオブラケットを複合部品のある部位と一体成形してもよい。更に他の実施形態では、一つ以上のニーボルスターを複合部品のある部位と一体成形してもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態においては、複合部品は、複合部品の製造コストを削減したり、複合部品の重量を低減させて車両性能を向上させるように構成することが出来る。いくつかの実施形態では、複合部品は、複数の種類の材料から構成されていてもよい。ある場合では、複合部品は、２つの異なった材料で作られていてもよい。他の場合では、複合部品は、３つの異なった材料で作られていてもよい。さらに他の場合では、複合部品は、４つ以上の異なった材料で作られていてもよい。複合部品の様々な部位に異なった材料を使用することで、複合部品の製造コストと全体重量を低減することができる。
【００４７】
様々な実施形態において、複合部品を作るのに使用する材料は決まっているわけではなく、変更してもよい。複合部品を作るために使用する材料の例としては、スチール、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金や、その他の材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
例示的な実施形態においては、複合部品１０２は、２つの異なった材料から作ることができる。ある場合では、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、第一の材料から作り、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、第一の材料とは異なる第二の材料から作ることができる。一実施形態においては、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、マグネシウムを含む材料で作ってもよい。一実施形態においては、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、例えば、マグネシウム合金から作ることができる。さらに、一実施形態においては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、アルミニウムを含む材料から作っても良い。一実施形態においては、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、例えば、アルミニウム合金で作ることができる。ある場合では、第三部品部２０３は、アルミニウム合金押し出し材で作ってもよい。また、ある場合では、第四部品部２０４は、アルミニウム合金型鍛造材でつくってもよい。
【００４９】
複合部品の様々な部位に使う材料は、材料の所定の性質を基に選択してもよい。いくつかの実施形態においては、それぞれの部位の剛性は変わっていてもよい。ある場合では、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、第三部品部２０３より実質的に剛性を高くしてもよい。一実施形態では、例えば、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、マグネシウムを含んだ材料から作り、第三部品部２０３と第四部品部２０４は、マグネシウムよりも剛性が低いアルミニウムを含んだ材料で作ってもよい。
【００５０】
さらに、ある場合では、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、第四部品部２０４より実質的に剛性を高くしてもよい。第一部品部２０１と第二部品部２０２をマグネシウムを含んだ材料から作った実施形態において、第四部品部２０４をアルミニウムを含んだ材料で作ることもできる。この構成により、複合部品１０２の横方向の全長に渡って剛性が変化することになる。
【００５１】
この例示的な実施形態においては、複合部品１０２の大部分を、マグネシウムを含んだ材料で作ってもよい。いくつかの実施形態では、第一横部２２２と中間部２２４の両方を、マグネシウムを含んだ材料で作ってもよい。特に、第一横部２２２は、自動車の運転手側の部分に相当させ、中間部２２４は、自動車のセンターコンソール部に相当させてもよい。この構成により、複合部品１０２の構造的一体性を容易に向上させることができる。
【００５２】
様々な実施形態において、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は様々な材料で作ることができる。ある場合では、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は、マグネシウムを含んだ材料で作ってもよい。他の場合では、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は、アルミニウムを含んだ材料で作ってもよい。さらに他の場合では、第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２は、他の材料で作ってもよい。
【００５３】
様々な実施形態において、ブラケット部２３９も様々な種類の材料で作ることができる。ある場合では、ブラケット部２３９は、マグネシウム合金などの、マグネシウムを含んだ材料で作ってもよい。他の場合では、ブラケット部２３９は、アルミニウム合金などの、アルミニウムを含んだ材料で作ってもよい。さらに他の場合では、ブラケット部２３９は他の材料で作ってもよい。
【００５４】
図５は、様々な材料で作った複合部品の実施形態を複数図示している。以下の実施形態は、説明の便宜上使用するだけのものである。他の実施形態においては、複合部品は上述した以外の材料から作ってもよい。
【００５５】
ある場合では、第一複合部品５０１はスチールで作られている。特に、第一複合部品５０１は、第一複合部品５０１の長さ全体に伸びるモノリシック部品部５２１を含んでいる。さらに、第一複合部品５０１は、二−ボルスターやブラケットなどの、スチールで作ることができる付加的な機能部を有している。
【００５６】
第二複合部品５０２はアルミニウムで作られている。特に、第二複合部品５０２は、第二複合部品５０２の長さ全体に延設されるモノリシック部品部５２２を含んでいる。さらに、第一部品部５０１は、二−ボルスターやブラケットなどの、アルミニウムで作ることができる付加的な機能部を有している。
【００５７】
ある場合では、第三複合部品５０３は、マグネシウム合金などの、マグネシウムを含む材料で作られている。特に、第三複合部品５０３は、第三複合部品５０３の長さ全体に渡って延設されたモノリシック部品部５２３を含んでいる。第三複合部品５０３は、二−ボルスターやブラケットなどの、スチールで作ることができる付加的な機能部を有している。場合によっては、第三複合部品５０３に取り付けられる二−ボルスターとブラケットは、アルミニウムやアルミニウム合金で作ってもよい。
【００５８】
前述したとおり、複合部品１０２は、マグネシウムを含んだ材料からなる複数の部品と、アルミニウムを含む材料からなる複数の部品で構成することもできる。具体的には、一実施形態において、複合部品１０２はマグネシウムを含んだ材料で形成された第一部品部２０１と第二部品部２０２を含んでいる。また、一実施形態において、複合部品１０２は、アルミニウムを含んだ材料で形成された第三部品部２０３と第四部品部２０４を含んでいる。
【００５９】
図５は、第一複合部品５０１、第二複合部品５０２、第三複合部品５０３と複合部品１０２のそれぞれの重量を、第一目盛り５３１、第二目盛り５３２、第三目盛り５３３、第四目盛り５３４によって簡単に図示している。第一目盛り５３１が示すように、第一複合部品５０１は、約１６キログラムである。第二目盛り５３２が示すように、第二複合部品５０２は、約９キログラムである。第三目盛り５３３が示すように、第三複合部品５０３は、約８キログラムである。
【００６０】
複合部品１０２の重量も第四目盛り５３４に示されている。ある場合では、複合部品１０２は約７．５キログラムである。ここで図示されているように、複合部品１０２は、スチールで作られた第一複合部品５０１と、アルミニウムで作られた第二複合部品５０２よりも実質的に軽くなっている。また、複合部品１０２は、マグネシウムの一体型部材で作られた第三複合部品５０３よりも実質的に軽い。つまり、マグネシウムを含んだ材料とアルミニウムを含んだ材料の組み合わせによる設計によって、運転席の組み立て部の支持強度と剛性を保ちながら、複合部品１０２の重量を低減させることを可能にしている。
【００６１】
これまでに説明してきた実施形態においては、自動車用の複合部品について述べてきたが、他の実施形態においては、複数の異なる材料を使って、自動車の一部を補強するあらゆるフレーム部材を構成することができる。例えば、一実施形態においては、フレーム部材を自動車のボディの一部として使ってもよい。他の例としては、フレーム部材をサスペンションシステムのサブフレームの一部として使ってもよい。
【００６２】
図６から図８は、２つの異なる材料を使用して作られたフレーム部材の各実施形態を図示している。図６の一実施形態においては、フレーム部材６００は、第一モノリシック部６０２と、第二モノリシック部６０４を備えている。この実施形態においては、第二モノリシック部６０４は、フレームメンバー６００の外周の一部に該当する。ある場合では、第一モノリシック部６０２は、マグネシウムを含んだ材料で作ってもよい。また、第二モノリシック部６０４は、アルミニウムを含んだ材料で作ってもよい。この構成により、フレーム部材６００の重量は、マグネシウムのモノリシック部単体で構成されたフレーム部材より軽くすることができる。また、第二モノリシック部６０４は、他の部品をフレーム部材６００に結合するための部位をもつように容易に変更することができる。
【００６３】
図７の実施形態においては、もう一つのモノリシック部（第三モノリシック部６０６）の位置を、第一モノリシック部６０２に対して変更することができる。この実施形態においては、第三モノリシック部６０６は、フレーム部材６００のクロスバーに相当する。図８に示した、さらに他の実施形態においては、フレーム部材６００は、第一モノリシック部６０２、第二モノリシック部６０４、第三モノリシック部６０６を備えている。この実施形態において、第二モノリシック部６０４はフレーム部材６００の外周部に対応し、第三モノリシック部６０６はフレーム部材６００のクロスメンバーに対応する。第一モノリシック部６０２と第二モノリシック部６０４を異なる材料から成る場合に、第二モノリシック部の位置を第一モノリシック部に対して変更することにより、フレーム部材の全体の剛性を微調整することが可能となる。さらに、異なる材料で作られた個々のモノリシック部の数を変更することにより、フレーム部材の全体の重量を微調整することもできる。場合によっては、この構成により製造コストを削減することができる。
【００６４】
図９は、自動車のセンターコンソールフレーム９００の一実施形態を図示している。センターコンソールフレーム９００は、自動車のキャビンのセンターコンソールに取り付けることができる。ある場合では、センターコンソールフレーム９００は、複数の個別の部分を含むことができる。他の場合では、センターコンソールフレーム９００は、単一の材料から構成された単一のモノリシック部を含むこともできる。
【００６５】
例示的な実施形態においては、センターコンソールフレーム９００は、第一部品部９０２と、第二部品部９０４と、第三部品部９０６とを含んでいる。第一部品部９０２は、第一材料で作られ、センターコンソールフレーム９００の大部分を形成している。第二部品部９０４と第三部品部９０６は、それぞれ別々のクロスビーム部材であり、第一材料とは異なる第二材料から作られている。ある場合では、第一材料はマグネシウムを含んでいてもよい。また、ある場合では、第二材料はアルミニウムを含んでいてもよい。他の場合では、第一部品部９０２、第二部品部９０４、第三部品部９０６のそれぞれを異なった材料で形成してもよい。この例示的な構成により、センターコンソールフレーム９００の重量と剛性は微調整可能である。
【００６６】
図１０から図１６は、自動車の部品を製造する工程の一実施形態を図示したものである。具体的には、図１０から図１６は、金型組立体を使って、自動車用の複合部品を製造する工程を図示したものである。ここで詳細に説明する工程は、ダイキャスト工程により作ることができる他の複合部品の製造にも使うことができる。つまり、以下に述べる工程は、自動車用の複合部品の製造法に限定されるものではない。
【００６７】
図１０は、第一金型組立体１０００の組立分解等角図である。第一金型組立体１０００は固定金型１００２と可動金型１００４を含んでいる。図面の簡略化のため、第一金型組立体１０００は概略的に示されているが、場合によっては、第一金型組立体１０００は金型組立体に一般的に備えられる他の様々な部品を含んでいてもよい。例えば、第一金型組立体１０００は、固定金型と可動金型を固定する１つもしくは複数のプラテンを備えていてもよい。また、場合によっては、第一金型組立体１０００は、成形された部品の取り外しを容易にするための突き出しピンを備えていていてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態においては、第一金型組立体１０００は、鋳造材料を投入する１つ以上のオリフィスを備えていても良い。一実施形態においては、第一金型組立体１０００は、オリフィス１００７を備えていてもよい。場合によっては、オリフィス１００７は、固定金型１００２と可動金型１００４に金属や金属合金を注入するためのノズルを中に入れるようにすることもできる。また、オリフィス１００７は、固定金型１００２や可動金型１００４内に形成される一つ以上の流路と連通していてもよい。図面の簡略化のため、本実施形態においては、鋳造材料を金型組立体１０００の様々なキャビティに運ぶ流路は図示していない。
【００６９】
一般的に、第一金型組立体１０００は、あらゆる種類のダイキャスト工程に使用することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、第一金型組立体１０００は、無孔性ダイカスト法に使用することができる。別の実施形態においては、第一金型組立体１０００は、ダイレクトインジェクションダイカスト法にも使用することができる。さらに、第一金型組立体１０００は、ホットチャンバーダイカスト法にも使用することができる。場合によっては、第一金型組立体１０００は、コールドチャンバーダイカスト法にも使用することができる。
【００７０】
例示的な実施形態においては、第一金型組立体１０００は、自動車のインストルメントパネルやステアリングコラムを支持する複合部品の一つ以上の部品を作るために使うことができる。ある場合では、第一金型組立体１０００は、複合部品の複数の部品を形成するための一つ以上のキャビティを有していてもよい。特に、その一つ以上のキャビティは、ダイカスト工程で所定の部品を形成するように形作られていてもよい。一実施形態においては、第一金型組立体１０００は、複数のキャビティ１０９９を有している。ある場合では、複数のキャビティ１０９９は、複合部品の一つ以上の部品を形成するように形作られた複数のキャビティを含んでいてもよい。
【００７１】
図１０に図示しているように、複合部品を製造する最初のステップにおいて、可動金型１００４は、固定金型１００２に向かって移動させることができる。ある場合では、第一金型組立体１０００は、可動金型１００４と固定金型１００２とを適切に位置合わせをして、可動金型１００４と固定金型１００２とを閉じることを容易にする位置合わせのための機構を有していてもよい。さらに、場合によっては、可動金型１００４と固定金型１００２は、移動金型１００４と固定金型１００２を固定するスクリューやボルトを受ける固定用穴を備えていてもよい。
【００７２】
図１１に図示しているように、ノズル１０９０はオリフィス１００７につなげることができる。ある場合では、ノズル１０９０は、ある種類の鋳造材料１０９２を含む加圧室につなぐこともできる。それにより、鋳造材料１０９２を第一金型組立体１０００に注入することが可能となる。鋳造材料１０９２が第一金型組立体１０００の一つ以上の流路に注入されると、鋳造材料１０９２は、第一金型組立体１０００内のキャビティを充填することになる。この構成により、第一金型組立体１０００内のキャビティの形に基づいて、鋳造材料１０９２を所定の形に成形することができる。
【００７３】
各実施形態において、第一金型組立体１０００に使う材料は決まっているわけではなく、変更してもよい。ダイカストに使う様々な材料の例としては、スチール、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、その他の物質が上げられるが、これらに限定されるわけではない。一実施形態においては、第一金型組立体１０００をマグネシウムを含む材料とともに使用して、マグネシウムを含んだ複合部品用ダイカストを製造することができる。他の実施形態においては、第一金型組立体１０００は、マグネシウム合金とともに使用して、マグネシウム合金の複合部品用ダイカストを製造してもよい。
【００７４】
鋳造材料が冷却されて凝固したら、可動金型１００４は固定金型１００２から取り外すことができる。そして、ダイカストを固定金型１０００から取り外すことが可能となる。場合によっては、第一金型組立体１０００は、ダイカストの取り外しを容易にする１つ以上の突き出しピンを備えていてもよい。別の場合では、ダイカストが冷却された後であれば、ダイカストは手で取り外してもよい。
【００７５】
図１２は、複数のダイカスト部品と第一金型組立体１０００の組立分解等角図である。図１２に示すように、第一金型組立体１０００は、第一ダイキャビティ１０１０を含んでいてもよい。第一ダイキャビティ１０１０は、固定金型１００２に形成された第一下側キャビティ１０１２と可動金型１００４に形成された第一上側キャビティ１０１４を有していてもよい。例示的な実施形態においては、第一ダイキャビティ１０１０は、第一部品部２０１を形成するように形作ってもよい。
【００７６】
第一金型組立体１０００は、第二ダイキャビティ１０２０を有していてもよい。第二ダイキャビティ１０２０は、固定金型１００２に形成された第二下側キャビティ１０２２と可動金型１００４に形成された第二上側キャビティ１０２４を有していてもよい。この例示的な実施形態においては、第二ダイキャビティ１０２０は、第二部品部２０２を形成するように形作ってもよい。
【００７７】
第一金型組立体１０００は、第三ダイキャビティ１０３０を有していてもよい。第三ダイキャビティ１０３０は、固定金型１００２に形成された第三下側キャビティ１０３２と可動金型１００４に形成された第三上側キャビティ１０３４を有していてもよい。この例示的な実施形態においては、第三ダイキャビティ１０３０は、第三部品部２０３を形成するように形作ってもよい。
【００７８】
前記したように、第一部品部２０１、第二部品部２０２、ブラケット部２３９を作るために使用する材料は変更することも出来る。ある場合では、第一部品部２０１、第二部品部２０２、ブラケット部２３９は、アルミニウムを含む材料で作ってもよい。この例示的な実施形態においては、第一部品部２０１、第二部品部２０２、ブラケット部２３９は、マグネシウムを含む材料で作ってもよい。場合によっては、第一部品部２０１、第二部品部２０２、ブラケット部２３９は、マグネシウム合金で作ることもできる。
【００７９】
図１３に示すように、第二金型組立体１０５０は、複合部品の付加的な部材を作るために使うことも出来る。いくつかの実施形態では、第二金型組立体１０５０は、固定金型１０５２と可動金型１０５４を含んでいてもよい。ある場合では、第二金型組立体１０５０は、複合部品の複数の部品を形成する一つ以上のキャビティを有していてもよい。いくつかの実施形態では、第二金型組立体１０５０は、第一ダイキャビティ１０６０を有していてもよい。第一ダイキャビティ１０６０は、固定金型１０５２に形成された第一下側キャビティ１０６２と可動金型１０５４に形成された第一上側キャビティ１０６４を有していてもよい。例示的な実施形態においては、第一ダイキャビティ１０６０は、第三部品部２０３を形成するような形状になっている。
【００８０】
第二金型組立体１０５０は、第二ダイキャビティ１０７０を有していてもよい。第二ダイキャビティ１０７０は、固定金型１０５２に形成された第二下側キャビティ１０７２と可動金型１０５４に形成された第二上側キャビティ１０７４を有していてもよい。この例示的な実施形態においては、第二ダイキャビティ１０７０は、第四部品部２０４を形成するように形作ることができる。ある場合では、第三部品部２０３は、ハンガービームなどの複合部品を作るために使用するビームやバーであってもよい。また、ある場合では、第四部品部２０４は、複合部品を作るのに使用するビームであってもよい。場合によっては、第四部品部２０４は、ブラケットであってもよい。例えば、複合部品がインストルメントパネルのためのハンガービームである実施形態においては、第四部品部２０４は、インストルメントパネルの一つ以上の部品と結合するブラケットであってもよい。
【００８１】
第二金型組立体１０５０はまた、第三ダイキャビティ１０８０と第四ダイキャビティ１０８２を有していてもよい。ある場合では、第三ダイキャビティ１０８０と第四ダイキャビティ１０８２は、それぞれ、固定金型１０５２に形成された上側キャビティと可動金型１０５４に形成された下側キャビティを有していてもよい。一実施形態においては、第三ダイキャビティ１０８０と第四ダイキャビティ１０８２は第一ニーボルスター２５１と第二ニーボルスター２５２を形成するために使用してもよい。
【００８２】
各実施形態において、第二金型組立体とともに使用する材料は、様々であってよい。ダイカストに使う様々な材料の例としては、スチール、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、その他の物質が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。一実施形態においては、第二金型組立体１０５０をアルミニウムを含む材料とともに使用して、アルミニウムを含んだ複合部品用ダイカストを製造してもよい。他の実施形態においては、第二金型組立体１０５０をアルミニウム合金とともに使用して、アルミニウム合金の複合部品用ダイカストを製造してもよい。例示的な実施形態においては、第三部品部２０３、第四部品部２０４、第一ニーボルスター２５１、第二ニーボルスター２５２は、アルミニウムを含む材料で作ってもよい。一実施形態においては、第三部品部２０３、第四部品部２０４、第一ニーボルスター２５１、第二ニーボルスター２５２は、例えば、アルミニウム合金の部品でもよい。
【００８３】
複合部品の各部位を製造した後は、図２及び図３を参照して説明したように各部材を組み立てることができる。特に、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、第三部品部２０３及び第四部品部２０４を使って接続することができる。さらに、第一ニーボルスター２５１、第二ニーボルスター２５２、ブラケット部２３９を第一部品部２０１に接続することができる。
【００８４】
自動車用の複合部品を製造するための本発明の方法は、複合部品の一つ以上の部品を形成するための金型のサイズを最小化するための機能を有している。本発明の方法は、大きな金型が使えない場合や、大きな金型を使うと部品の製造コストが大きく増加してしまう可能性がある場合に有用である。
【００８５】
図１４に示すように、固定金型１００２の第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０は、固定金型１００２の長手方向において距離Ｄ１分離して配置してもよい。第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０は、不規則な形を有しているため、第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０の間の距離は、多少変化させることができる。したがって、ある場合では、距離Ｄ１は、第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０の間の距離の平均値であってもよいし、別の場合では、距離Ｄ１は、第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０の隣接する端部間の最小距離であってもよい。
【００８６】
いくつかの実施形態では、距離Ｄ１は、第三部品部２０３の長さよりも実質的に短くすることができる。ある場合では、距離Ｄ１は、第一ダイキャビティ１０１０の長さよりも実質的に短くすることができる。また、ある場合では、距離Ｄ１は、第二ダイキャビティ１０２０の長さよりも短くすることができる。この構成により、第一ダイキャビティ１０１０と第二ダイキャビティ１０２０とを、第一金型組立体１０００の長さＬ１を最小化するように、第一金型組立体１０００内に配置することができる。
【００８７】
図１５に示しているように、第一部品部２０１と第二部品部２０２とを形成すると、第三部品部２０３を第一部品部２０１と第二部品部２０２と結合することができる。特に、第一部品部２０１と第二部品部２０２は、第三部品部２０３を第一部品部２０１と第二部品部２０２の間に挿入可能なように、距離Ｄ２分離して配置してもよい。ある場合では、距離Ｄ２が距離Ｄ１よりも実質的に長くてもよい。
【００８８】
図１６に図示しているように、第四部品部２０４も第一部品部２０１と第二部品部２０２に結合することができる。特に、第四部品部２０４は、第一部品部２０１と第二部品部２０２の間に挿入してもよい。場合によっては、第四部品部２０４は、第三部品部２０３と実質的に平行に配置してもよい。
【００８９】
ある場合では、第三部品部２０３は、図１３を参照して説明したように、ダイカストによって作ってもよい。別の場合では、第三部品部２０３は、押し出し成形によって作ってもよい。同様に、ある場合では、第四部品部２０４はダイカストによって作ってもよいし、別の場合では、押し出し成形によって作ってもよい。様々な製法を使用することで、第三部品部２０３及び第四部品部２０４を様々な種類の形に成形することができる。例えば、押し出し成形を使用することで、第三部品部２０３を実質的に円筒状に形成することもできる。
【００９０】
この構成により、第一部品部２０１、第二部品部２０２、第三部品部２０３を組み立てて、第一金型組立体１０００より実質的に長い複合部品１０２にすることができる。つまり、本願の方法により、複合部材の各部位を形成するのに必要な金型組立体のサイズを小さくすることが可能となる。例えば、例示的な実施形態においては、複合部品１０２の長さを、第一金型組立体１０００の長さＬ１よりも実質的に長い長さＬ２にすることもできる。この構成により、単一の金型を使用して複合部品の全長を鋳造する方法よりも、製造コストを抑えることが可能となる。
【００９１】
複数の金型組立体を使用して様々な自動車用部品を製造することができる実施形態では、金型組立体は、単一の金型に使う空間を最大限利用するための機能を有している。いくつかの実施形態では、単一の金型組立体を使って、自動車の様々な所定の領域に使う複数の部品を作ってもよい。
【００９２】
図１７に図示している通り、金型組立体８００は、可動金型８０４と固定金型８０２を含んでいる。金型組立体８００は、ダイキャビティ８０１を有していてもよい。場合によっては、ダイキャビティ８０１は、一つ以上のサブキャビティを有していてもよい。一実施形態においては、ダイキャビティ８０１は、第一サブキャビティ８１０を有している。ある場合では、第一サブキャビティ８１０は、ハンガービームなどの複合部品の一部を形成するように形作ってもよい。また、別の場合では、第一サブキャビティはその他の形であってもよい。
【００９３】
ダイキャビティ８０１は、第二ダイキャビティ８１２と第三ダイキャビティ８１４を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第二ダイキャビティ８１２と第三ダイキャビティ８１４は、自動車のドア用のスタイリングパネルを形成するような形状になっている。場合によって、第二サブキャビティ８１２と第三サブキャビティ８１４は、実質的に同じ形であってもよいし、異なった形であってもよい。
【００９４】
ダイキャビティ８０１は、第四サブキャビティ８１６を有していてもよい。いくつかの実施形態では、第四サブキャビティ８１６は、自動車のドアのハンドル用のモールド部を形成するような形状にしてもよい。別の実施形態では、第四サブキャビティ８１６は、他の機能部のためのモールド部を形成するような形状にしてもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態においては、ダイキャビティ８０１の複数のサブキャビティは、一つ以上の流路により連通していてもよい。例示的な実施形態においては、第二サブキャビティ８１２と第三サブキャビティ８１４は、それぞれ、第一流路８２１と第二流路８２２を介して第一サブキャビティ８１０と連通している。同様に、第四サブキャビティ８１６は、第三流路８２３を介して第一サブキャビティ８１０と連通していてもよい。この構成により、鋳造材料をダイキャビティ８０１のそれぞれのサブキャビティに充填することが可能になる。
【００９６】
図１７に示しているように、一実施形態においては、金型組立体８００を使用して複合部品部８５０を作ることができる。本明細書と請求の範囲に使われている「複合部品部」という用語は、複数の互いにつながっている部品の全体を指すものであり、その複数の部品の１つ１つは成形工程で単一のモノリシック部として形成されている。つまり、複合部品部はダイカスト工程後に分離される複数の部品を含んでいるということである。
【００９７】
複合部品部８５０は、互いに結合されている２つ以上の部品を含んでいてもよい。本実施形態では、複合部品部８５０は、第一部品部８５２を含んでいる。複合部品部８５０は、第二部品部８５４と第三部品部８５６を含んでいてもよい。複合部品部８５０は、第四部品部８５８をさらに含んでいてもよい。ある場合では、第二部品部８５４、第三部品部８５６、第四部品部８５８は、第一部品部８５２と一体成形することができる。例えば、本実施形態では、第二部品部８５４は第一接続部８６１を介して第一部品部８５２に接続されていてもよいし、第三部品部８５６は第二接続部８６２を介して第一部品部８５２に接続されていてもよい。また、第四部品部８５８は第三接続部８６３を介して第一部品部８５２に接続されていてもよい。
【００９８】
図１８に示すように、複数の自動車用部品を製造する工程において、１つ以上の部品を複合部品部８５０から分離することができる。一実施形態においては、ソー８９９で、第一接続部８６１、第二接続部８６２、第三接続部８６３を切断することができる。本実施形態ではソーが使われているが、他の実施形態では、第一接続部８６１、第二接続部８６２、第三接続部８６３を切断するのに他の方法を使ってもよい。例えば、他の実施形態では、一つ以上の接続部を切断するのに、レーザーを使うこともできる。
【００９９】
図面の明瞭性を考慮し、第一接続部８６１、第二接続部８６２、第三接続部８６３の大きさは大きめに描かれている。場合によっては、第一接続部８６１、第二接続部８６２、第三接続部８６３を切断した後、様々な部位に余分な部分が残っていることがある。いくつかの実施形態においては、この余分な部分は、研磨や切断、その他の方法などで取り除くことができる。
【０１００】
いくつかの実施形態においては、第一部品部８５２は、他の部品と組み合わせて複合部品を作ることができる。ある場合では、第一部品部８５２に、同じようなダイカスト工程を使って製造された複数の部品を組み付けて結合させることもできる。具体的には、第一部品部８５２は、前述した実施形態において説明した複数の部品に同じような複数の部品を組みつけて結合させて、複合部品を組み立てることができる。
【０１０１】
図１９は、自動車のインテリアキャビン１１００の正面視である。図１９に示すように、第一部品部８５２は第一ハンガービーム部１１１０、第二ハンガービーム部１１１２、第三ハンガービーム部１１１４と組み付けて、複合部品１１０２を形成している。また、第一部品部８５２は、第一ニーボルスター１１５１、第二ニーボルスター１１５２、ブラケット部１１１６と組み付けている。ある場合では、複合部品１１０２は、さらに、ステアリングコラムアッセンブリ１１２０と接続されていてもよい。
【０１０２】
第一部品８５２を含む複合部品１１０２は、インテリアキャビン１１００の所定の第一部分と結合することができる。この場合、複合部品１１０２はインストルメントパネル１１０４の後ろ側に取り付けることができる。図面の明瞭性を考慮し、図１９では、インストルメントパネル１１０４は点線で示している。
【０１０３】
同様に、第二部品部８５４を、インテリアキャビン１１００の所定の第二部分に結合することができる。例えば、一実施形態においては、第二部品部８５４を第一ドア１１３０と結合させてもよい。特に、第二部品部８５４は、第一ドア１１３０用のトリムピースとして組み立てることもできる。同様に、第三部品部８５６は、第二ドア１１３２に接続してもよい。特に、第三部品部８５６は、第二ドア１１３２用のトリムピースとして使うこともできる。
【０１０４】
図１９及び図２０に示すように、第四部品部８５８は、第一ドア１１３０に結合させることもできる。ある場合では、第四部品部８５８は、ハンドル１２０２を受けるための第一ギャップ８７０を有している。同様に、第四部品部８５８は、ロックボタン１２０４を受けるための第二ギャップ１２０６を有している。この構成により、第四部品部８５８は、ハンドル１２０２とロックボタン１２０４用の定型化したトリムを提供することになる。
【０１０５】
この好ましい構成では、単一の金型組立体で自動車に使用する個々の部品を複数形成するため、製造コストを抑えることが可能になる。特に、既知の方法よりも、自動車の様々な所定領域に対応する複数の部品を製造するのに必要な工程の数を削減することができる。
【０１０６】
本実施形態では、自動車の様々な所定領域に取り付けられる複数の部品を製造する方法について説明しているが、本願の方法は自動車の部品の製造方法に限定されるわけではない。一般的に、本明細書で説明した方法は、あらゆる既知のダイカスト工程に適用してダイカスト工程の効率を向上させることができる。
【０１０７】
特定の実施形態および用途を例示して本発明を説明したが、本明細書の記述は例示的なものであり、限定的なものではない。当業者者にとって、本発明の範囲内で、本明細書で説明した以外の実施形態が可能であることは明らかである。したがって、付属の請求の範囲を考慮することなく、本発明を限定するべきではない。また、付属の請求項の範囲から逸脱することなく、各種の修正、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００  運転席の組み立て部
１０２  複合部品
１０４  インストルメントパネル
１０６  ステアリングコラム
１０８  ステアリングホイール
２０１  第一部品部
２０２  第二部品部
２０３  第三部品部
２０４  第四部品部
２１２  外表面
２１４  内表面
２１５  周辺フランジ部
２２０  上側部
２２２  第一横部
２２３  第一側部
２２４  中間部
２２５  第二横部
２２６  第一ギャップ
２２８  第一アーム部
２３０  下側部
２３１  取り付けプレート
２３２  第二ギャップ
２３７  第七留め具セット
２３８  足部
２３９  ブラケット部
２４２  コラム取り付け部
２４４  第一モールド部
２４５  第二モールド部
２４６  第一端部
２４８  第二端部
２５１  第一ニーボルスター
２５２  第二ニーボルスター
２５６  第一端部
２５８  第二端部
２６１  第五留め具セット
２６２  第六留め具セット
２６４  第一留め具セット
２６５  第二留め具セット
２６６  第三留め具セット
２６７  第四留め具セット
２７１  第一側部
２７２  第二側部
２７３  固定用突起部
２８１  ベース部
２８２  フランジ部
２９１  第一ニーパッド
２９２  第二ニーパッド
２９３  第一フランジ
２９４  第二フランジ
４０２  サポートリブ
５０１  第一複合部品
５０２  第二複合部品
５０３  第三複合部品
５２１  モノリシック部品部
５２２  モノリシック部品部
５２３  モノリシック部品部
５３１  第一目盛り
５３２  第二目盛り
５３３  第三目盛り
５３４  第四目盛り
６００  フレーム部材
６０２  第一モノリシック部
６０４  第二モノリシック部
６０６  第三モノリシック部
８００  金型組立体
８０１  ダイキャビティ
８０２  固定金型
８０４  可動金型
８１０  第一サブキャビティ
８１２  第二ダイキャビティ
８１４  第三ダイキャビティ
８１６  第四サブキャビティ
８２１  第一流路
８２２  第二流路
８２３  第三流路
８５０  複合部品部
８５２  第一部品部
８５４  第二部品部
８５６  第三部品部
８５８  第四部品部
８６１  第一接続部
８６２  第二接続部
８６３  第三接続部
８７０  第一ギャップ
８９９  ソー
９００  センターコンソールフレーム
９０２  第一部品部
９０４  第二部品部
９０６  第三部品部
１０００  第一金型組立体
１００２  固定金型
１００４  可動金型
１００７  オリフィス
１０１０  第一ダイキャビティ
１０１２  第一下側キャビティ
１０２０  第二ダイキャビティ
１０２２  第二下側キャビティ
１０２４  第二上側キャビティ
１０３０  第三ダイキャビティ
１０３２  第三下側キャビティ
１０３４  第三上側キャビティ
１０５０  第二金型組立体
１０５２  固定金型
１０５４  可動金型
１０６０  第一ダイキャビティ
１０６２  第一下側キャビティ
１０６４  第一上側キャビティ
１０７０  第二ダイキャビティ
１０７２  第二下側キャビティ
１０７４  第二上側キャビティ
１０８０  第三ダイキャビティ
１０８２  第四ダイキャビティ
１０９０  ノズル
１０９２  鋳造材料
１０９９  キャビティ
１１００  インテリアキャビン
１１０２  複合部品
１１０４  インストルメントパネル
１１１０  第一ハンガービーム部
１１１２  第二ハンガービーム部
１１１４  第三ハンガービーム部
１１１６  ブラケット部
１１２０  ステアリングコラムアッセンブリ
１１３０  第一ドア
１１３２  第二ドア
１１５１  第一ニーボルスター
１１５２  第二ニーボルスター
１２０２  ハンドル
１２０４  ロックボタン
１２０６  第二ギャップ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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