(57)【要約】  複合部品（１００）は、少なくとも局所的に周辺的に空間（２０１）を区切る外殻（２００）を有し、外殻（２００）を強化するための構造部品（３００）を有する。構造部品（３００）は、外殻（２００）の、空間（２０１）を定めている壁（２０２，２０３，２０４）から少なくとも局所的に距離をおいて配置されている。外殻（２００）の壁（２０２，２０３，２０４）と構造部品（３００）との間に少なくとも局所的に構造材（１０１）が設けられている。外殻（２００）は、少なくとも１つの自由エッジ（２０６，２０７）を含む。構造部品（３００）が少なくとも局所的に外殻（２００）の自由エッジ（２０６，２０７）を越えて延在している。
2013514217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合部品（１００）であって、
少なくとも局所的に周辺的に空間（２０１）を区切る外殻（２００）を有し、
上記外殻（２００）を強化するための構造部品（３００）を有し、
上記構造部品（３００）は、上記外殻（２００）の上記空間（２０１）を定めている壁（２０２，２０３，２０４）から少なくとも局所的に距離をおいて配置され、
上記外殻（２００）の壁（２０２，２０３，２０４）と上記構造部品（３００）との間に少なくとも局所的に構造材（１０１）が設けられ、
上記外殻（２００）は、少なくとも１つの自由エッジ（２０６，２０７）を含み、
上記構造部品（３００）が少なくとも局所的に上記外殻（２００）の上記自由エッジ（２０６，２０７）を越えて延在している、複合部品。
【請求項２】
請求項１に記載の複合部品（１００）において、
上記外殻（２００）の上記空間（２０１）を定めている少なくとも１つの壁（２０２，２０３）が、上記自由エッジ（２０６，２０７）を含む、複合部品。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか一つに記載の複合部品（１００）において、
少なくとも局所的に上記自由エッジを完全に覆うために、上記構造部品（３００）は、上記外殻（２００）の上記自由エッジ（２０６，２０７）を越えて巻き付く態様で延在している、複合部品。
【請求項４】
請求項３に記載の複合部品（１００）において、
上記構造部品の（３００）の巻き付く領域は、上記自由エッジ（２０６，２０７）から少なくとも局所的に距離をおいて配置され、
上記構造部品（３００）と上記自由エッジ（２０６，２０７）との間に、少なくとも局所的に構造材（１０１）が設けられている、複合部品。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一つに記載の複合部品（１００）において、
少なくとも局所的に槽状の外殻（２００）が用いられている、複合部品。
【請求項６】
請求項５に記載の複合部品（１００）において、
上記構造部品（３００）は、この構造部品の、上記外殻（２００）の槽状の部分に向いている側面に、実質的に上記外殻（２００）の槽状の部分と同じ槽状の形状を有している、複合部品。
【請求項７】
請求項６に記載の複合部品（１００）において、
上記構造部品（３００）は、この構造部品自ら周辺的に第２の槽状の空間（３０３）を区切り、
上記外殻（２００）を強化するために剛化手段（３０７）が設けられ、この剛化手段（３０７）は上記槽状の空間（３０３）内に設けられている、複合部品。
【請求項８】
請求項５に記載の複合部品（１００）において、
上記構造部品の（３００）と上記外殻（２００）との間に空洞が生成される態様で、上記構造部品（３００）は、上記外殻（２００）の上記空間（２０１）を少なくとも局所的に覆い、
上記外殻（２００）の方向で上記空洞の中へ突出する少なくとも一つの補強手段（３０９）が、上記構造部品の（３００）上に設けられている、複合部品。
【請求項９】
請求項８に記載の複合部品（１００）において、
上記補強手段（３０９）に接している少なくとも１つの構造材（１０１）が設けられている、複合部品。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の複合部品（１００）において、
上記外殻（２００）に環境の影響からの保護を与えるために、上記構造部品（３００）は、上記空間（２０１）を区切る上記外殻（２００）の全部分を実質的に覆っている、複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも局所的に周辺的に空間を区切る外殻から構成された複合部品に関し、また、外殻と構造部品の間に少なくとも局所的に設けられる構造材を有する構造部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の複合部品には、特に車両分野での出願がある。用いられている外殻は、例えばシル、Ａ、ＢまたはＣピラー、トランスバースリンク、ステアリングナックル、または、別の少なくとも局所的に槽状または外殻形の部品であって、特に、構造部品および構造材によって強化されたものに関する。
【０００３】
上に述べられた種類の部品は、次のようにＤＥ ６９５３３４５７ Ｔ２に開示されている。
『複合部品であって、
外壁面および内壁面をもつＣ形のレールとして構成された外側の構造部分と、
外壁面および内壁面を有し、前記外側の構造部分と実質的に同じ形状を有する内側の補強部分とを備え、
前記内側の補強部分の前記内壁面が空洞を区切り、この空洞内に樹脂系材料の層が設けられ、
前記内側の補強部分の外壁面は、前記樹脂系材料によって前記構造部分の内壁面上に接着されているもの。』
【０００４】
特にコストと重量を下げるために、そのような構造部分（それらは通常は金属材料で作られている）を、材料の可能な限りの最小の支出で製造する努力がなされている。しかしながら、この材料節約は複合部品の強度の減少に帰着する場合がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、少なくとも１つの外殻、外殻を強化する構造部品および構造材から構成された、改善された複合部品を供給することにある。
【発明の概要】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。
【０００７】
この発明の有利な実施態様は、従属項として示されている。
【０００８】
この発明の根本概念は、
少なくとも局所的に周辺的に空間を区切る外殻を有し、
上記外殻を強化するための構造部品を有し、
上記構造部品は、上記外殻の上記空間を定めている壁から少なくとも局所的に距離をおいて配置され、
上記外殻の壁と上記構造部品との間に少なくとも局所的に構造材が設けられ、
上記外殻は、少なくとも１つの自由エッジを含み、
上記構造部品が少なくとも局所的にこの自由エッジを越えて延在している、
複合部品の使用である。
【０００９】
この関連において、例えば、上記外殻は、車両のいずれの部品でも、特にＡ、Ｂ若しくはＣピラー、ステアリングナックル、風防フレーム、またはシルであり得る。この外殻は、少なくとも局所的に周辺的に空間を区切る。例えば、Ｕ状の断面をもつ槽状の部品として構成された外殻の関連において、「空間」は、上記部品のＵ形状によって区切られる、上記断面における領域と見なされる。しかしながら、例えば、上記外殻はまた、Ｌ状の輪郭を有し得るし、または、上下に空間を区切る壁としての表面をもつ平坦な部品を単に表すことができる。
【００１０】
好ましくは、上記構造部品は、上記空間内で少なくとも局所的に配置され、上記構造部品による上記外殻の補強が可能にされる態様で、少なくとも壁または上記外殻の一部に接している。好ましくは、上記構造部品は、特に上記外殻と上記構造部品との間の接続および／またはエネルギ伝達能力を提供するために、２つの部品の間に構造材が設けられ得る態様で、上記外殻の空間を定める壁から少なくとも局所的に距離をおいて配置されている。
【００１１】
一般に、そのような外殻は自由エッジを含む。「自由エッジ」は、本発明の目的のために、一方では、エッジによって定められる、外殻の壁の端部として理解されるが、他方では、平面の形態であり得るエッジ領域として、例えば局所的に上記空間を定める部分から突出する上記外殻の一部または領域としても、理解される。
【００１２】
本発明の関連において、上記構造部品は、それが上記外殻の自由エッジを越えて少なくとも局所的に延在する態様で、構成される。上記自由エッジを越える上記構造部品のこの延在のせいで、例えば上記構造部品と上記外殻との間の接触面の高度のせいで、それは補強を、特に上記外殻のための上記構造部品の剛化性能を、向上させることが可能である。特に、上記自由エッジの上記領域における、上記構造部品と上記外殻との間の特定の領域は、構造材を装備され得る。これは、上記外殻上でこの領域において上記構造部品を固定化する。カバーは、全エッジ上に延在する必要がないが、その代りに、そのカバーは大きな力が上記外殻から上記構造部品へ伝達される領域内に設けられる態様で、設計され配置され得るか、または、さらに上記構造部品の強化された壁厚が与えられる。また、エネルギ伝達が全くまたは殆ど期待され得ない領域には、カバーはそれぞれ設けられず、上記構造部品のより少ない壁厚をもつカバーのみが設けられる。
【００１３】
更なる利点は、上記外殻の上記エッジの保護が、上記カバーのおかげで上記構造部品によって提供されるということである。特に車両構造の中で用いられる外殻は、通常は金属材料から作り上げられる。用いられる材料は、しばしば腐食保護処理を受けるかもしれないが、加工ステップの結果として、エッジは保護されないことが多く、外部の影響に対して晒される。上記構造部品によって上記エッジを覆うための能力を提供することによって、特に、上記外殻の腐食を防ぎ、したがって、上記外殻のための保護能力を提供することが可能である。ここでまた、上述のように、作用する影響および応力に従って、上記構造部品によるカバーは設計され得る。例えば、完全なカバーは、水しぶきまたは凝縮によって直接影響を受けるエッジ上で適切である。隠された態様で配置されたエッジにおいては、カバーを少なくすること又はカバーを無くすことが多分必要かもしれない。２つの部品間の開いた空間を好ましく完全に満たす構造材が、上記構造部品と上記外殻との間の上記カバーの上記領域内に設けられる。その結果、上記エッジのための保護能力をさらに改善するために、密封されたカバーが提供され得る。
【００１４】
特に、車両における荷重支持部品は、しばしば大きな力を扱わなければならず、さらに種々様々な風化の影響に晒されるので、上述の利点の組み合わせは好ましく選択される。従って、一方では、強化された複合部品を得るために、上記外殻のための上記構造部品の上述の剛化性能および／または強化性能が提供され得る態様で、上記構造部品によって、上記エッジがカバーされる態様で、上記構造部品は好ましく設計されている。他方では、例えば、より耐腐食性のある複合部品を得るために、外部影響によってストレスを受けるエッジのための保護能力が提供され得る態様で、上記カバーは設けられている。したがって、例えば車両構造における、サブフレーム、トランスバースリンク、または他の付属部品のような、外部の用途との関連で、環境条件の結果としての経年劣化の影響を低減することが可能である。
【００１５】
上記構造部品は、好ましくはプラスチック材料から製造される。ＰＥ若しくはＰＰのような既知のポリオレフィン、ＰＶＣ（軟または硬）、ＡＢＳ、ＰＣ（特に透明）、ポリアミド（特にＰＡ６、ＰＡ６．６、ＰＡ４．６）、フィラー（特にガラス繊維、ガラスビーズ、Ｖ０、鉱物）を有するプラスチック、ＴＰＥ、ＴＰＵ、またはＰＳは、特に材料として、利用され得る。ポリアミド（特にＰＡ６．６）の使用は、上記構造材のための物質として特に有利であると分かった。上記構造部品は、同様に複合部品であり得、繊維強化方式で特に設計され得る。この関連において、６０％までの比率のガラス繊維を有するポリアミドの使用は、有利であると分かった。特に、ガラス繊維の比率は１５％と３５％の間の範囲内にあるのが好ましい。
【００１６】
高い弾性率をもつ構造部品は、好ましく用いられる。上記構造部品は、異なる強度の領域をもつのが好ましい。特に高負荷が予想される外殻の領域は、大きな厚さをもつ上記構造部品によって強化され得る。上記外殻のそれほど高く負荷がかからない領域では、材料を節約するために、上記構造部品の厚さは、特により少なくされ得る。
【００１７】
更なる利点は、繊維強化プラスチックで作られていた構造部品の使用である。上記構造部品の材料としての繊維−プラスチック複合材の使用は、高い特定の剛性および強度が達成されることを可能にする。その結果、特に、軽量の構造の用途に適している構造部品が提供され得る。用いられる強化繊維は、特に、例えば玄武岩繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、または珪酸繊維のような、無機強化繊維である。また、考えられるのは、金属の強化繊維、例えば鋼繊維である。例えばアラミド繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、またはポリエチレン繊維のような、有機強化繊維の使用は、また有用であると分かるかもしれない。また、考えられるのは、例えば亜麻繊維、麻繊維、またはサイザル繊維のような、天然繊維の、再生可能な強化繊維の使用である。
【００１８】
更なる利点は、例えば鋼、アルミニウム、マグネシウム、または鋼編組のような、金属で作られたた構造部品の使用である。そのような構造部品の使用は、剛性と強度の点で厳しい要求が存在する強化された複合部品のために、特に適切である。被覆および／または塗布された金属の使用は、外部の影響から上記構造部品を保護するために、有利であるかもしれない。
【００１９】
上記外殻への上記構造部品の取り付けは、上記構造材を介して接着することによって、更に達成され得る。クリップまたはスリップオン式のファスナは、対応するレセプタクルまたは対応する部品とともに、更に上記構造部品および／または上記外殻上に、追加で又は交替で設けられ得る。また、例えば金属タブのような、金属材料で作られた接続手段も考えられる。その結果、上記構造部品は、溶接法によって上記外殻に接続され得る。
上記構造部品および上記外殻に対するさらに考えられる接続能力は、付属されたクランプ用リブ（rib）またはクランプ用突起（nub）による。
【００２０】
用いられる構造材は、５ＭＰａから４０ＭＰａまでの範囲内にある圧縮強度を持つのが好ましい。１０ＭＰａから２５のＭＰａまでの範囲内にある構造材は、特に好ましい。更に、上記構造材は、３００ＭＰａから２５，０００ＭＰａまでの範囲内にある弾性率をもつのが好ましく、５００ＭＰａから１５００ＭＰａまでの範囲内にある弾性率をもつのが特に非常に好ましい。更に、上記構造材として熱的に膨張可能な構造フォーム（structural foam）を用いるのが、特に有利なこと分かった。中膨張から低膨張のフォーム（泡状物）は、必要な高い強度および粘着を示す上記構造材として、好ましく用いられる。膨張するフォームは、上記壁および上記構造部品における製造ばらつきを補うために、隙間が閉じられ得る、という利点を有する。したがって、最大のエネルギ伝達は、製造ばらつきの関連でさえ保証され得る。さらに、隙間を閉じることは、部品の腐食防止のために働く。そのようなフォームの使用での更なる利点は、本発明による部品の利用潜在力を向上させながら、強度物性が８０℃を超えて延びる広い温度領域にわたって得られる、ということである。
【００２１】
上記構造材として熱的に架橋するフォームの使用は、有利であると分かった。膨張可能な化合物は、好ましくは少なくとも下記成分を含む：
ａ）  樹脂（以下「結合剤（binding agent）」とも言う。）であって、１２０℃から２２０℃までの範囲内の温度で、それ自体と又は上記化合物の他の成分と架橋するもの
ｂ）  発泡剤であって、１２０℃から２２０℃までの範囲内の温度で反応して、体積の増大とガスの発生とをもたらし、それによって、少なくとも２０％だけ上記化合物の体積を増加させるもの
【００２２】
上記熱的に膨張可能な構造材に適している重合の基礎的な結合剤（「樹脂（resin）」）は、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体、（メタ）アクリレートエステルを有するエチレンの共重合体（それはまた、付加的に、中へ重合した（メタ）アクリル酸の部分を含む。）、ブタジエンまたはイソプレンまたはそれらの水素添加生成物を有するスチレンの統計共重合体またはブロック共重合体である。また、後者は、ＳＢＳ、ＳＩＳタイプまたはそれらの水素添加生成物ＳＥＢＳ若しくはＳＥＰＳの三ブロック共重合体ＳＥＰＳになり得る。さらに、上記結合剤はまた、架橋剤、接着促進剤、粘着性を強める樹脂（「粘着付与剤（tackifier）」）、可塑剤、および、例えば低分子量オリゴマのような更なるアジュバントおよび添加剤を含むことができる。十分な発泡能力および膨張性を達成するために、これらの重合の結合剤は、さらに下記の発泡剤を含んでいる。
【００２３】
特に、ＷＯ２００４／０６５４８５と同様に、例えばＷＯ００／５２０８６またはＷＯ２００３／０５４０６９に開示されているように、エポキシ樹脂と硬化剤をベースとして、上記反応性の膨張可能な構造材のための別の結合剤系（「樹脂（resin）」）を用いることは、可能である。材料に関連するそれらの態様に関して、前述の文献が参照され得る。その点に関して、それらの開示は、本特許出願の開示を補足する。
【００２４】
更に、上記反応性の構造材は、例えば、可塑剤、レオロジーアジュバント、架橋剤、接着促進剤、経年劣化保護材、安定剤、および／または着色顔料のような、通常のアジュバントおよび添加剤を含むことができる。
【００２５】
それに代えて、高強度の上記構造材として化学的に架橋するフォームの使用は、また考えられる。化学反応の結果として自己膨張するフォーム、発熱剤及びおそらく適当な起泡剤によって膨張するフォーム、または、既知の発泡技術による空気または他のガスの供出の結果として、泡立ちの程度に関して可変的に膨張するフォームが、特に用いられる。
【００２６】
また、既存の構造材、例えば既存の技術に従う強化用化合物の関連において通常であるように、上記構造材がわずかに泡立ち、そして、それによって、硬化する温度へ加熱すると、体積において増加することは望ましい。上記接続要素と上記構造部品との間で、それぞれ、全ての側に有効な、非ポジティブエンゲージメント、それによって、上記壁は得られる。それゆえ、そのことは、１００℃から２００℃まで加熱すると、上記構造材が泡立ち、その関連で、約３０％から約２５０％まで体積が増大する、本発明による半組立品の場合には、好ましい。この効果を生成ずる発泡剤は、既存の技術から当業者に知られている。その例は下に示される。
【００２７】
特に壁の間の空洞の剛化および／または吸収および／または減衰の目的が、キュアの後に達成されるのを許容するために、用いられる上記構造材は、少なくとも１８０ＭＰａの弾性率を有しているのが有益である。当業者が知っているように、このことは、硬化剤と促進剤の性質および量によって確立され得る。その例は下に示される。
【００２８】
車体における空洞の剛化のための、既存の技術から当業者に知られている、それらの合成物は、熱的な構造材として適切である。好ましくは、上記構造材は少なくとも次の成分、すなわち、少なくとも１つの反応性樹脂、また少なくとも１つの硬化剤および／または促進剤を含んでいなければならない。所望の膨張性質を確立するために、上記構造材がさらに少なくとも１つの発泡剤を含むことは好ましい。
【００２９】
硬化可能な樹脂は、例えば、次から選択され得る：フリー又はブロックイソシアネート基をもつポリウレタン、不飽和ポリエステル／スチレン系、ポリエステル／多価アルコール混合物、ポリメルカプタン、シロキサン機能の反応性樹脂またはゴム、ベンゾアジン系樹脂、および反応性エポキシ基系樹脂。
【００３０】
減量については、上記構造材は、前述の「正常な（normal）」フィラーに加えて、中空の金属球の群から選択される、いわゆる軽量のフィラーを含むのが好ましい。軽量のフィラーは、例えば、中空の鋼球、中空のガラス球、フライアッシュ（フィライト（fillite））、フェノール樹脂、エポキシ樹脂若しくはポリエステル系の中空プラスチック球、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、スチレン／（メタ）アクリレート共重合体、そして特に、アクリロニトリルおよび／または（メタ）アクリル酸エステルを有する塩化ビニリデンの共重合体とともに、ポリ塩化ビニリデンで作られた壁材をもつ、膨張された中空のミクロ球、中空のセラミック球、または、例えばコルク粉若しくはコークス粉とともに、カシューナッツ、ココナッツ若しくはピーナッツの殻などの、挽いたナッツ殻のような自然源の軽量の有機フィラーである。この関連において、特に好ましいのは、キュアされた形作られた要素の母材において、形づくられた要素で高い圧縮強度を保証する、それらの中空のミクロ球系の軽量フィラーである。
【００３１】
特に好ましい実施態様では、熱的に硬化可能な上記構造材のための構成は、付加的に、アラミド繊維、炭素繊維、金属繊維（例えばアルミニウムからなる）、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維若しくはポリエステル繊維系の繊維を含む。これらの繊維は、好ましくは、０．５ｍｍと６ｍｍとの間の繊維長および５μｍから２０μｍまでの直径をもつパルプ繊維若しくはスフ繊維である。アラミド繊維タイプのポリアミド繊維またはポリエステル繊維は、この関連で特に好ましい。
【００３２】
構造材としての構造用接着剤の使用は、代わりに有利であると分かる場合がある。１成分および２成分の構造用接着剤の両方が、ここで考えられる。また、しかしながら、用いられる上記構造材は、エポキシ樹脂と活性化可能な又は潜在している硬化剤を含む１成分系であり得る。
【００３３】
更に、これらの構造材は、単一成分の予備ゲル化可能（pre-gellable）な接着剤として考案され得る。後者の場合において、合成物は、ポリメタクリレート、ポリビニルブチラール、若しくは他の熱可塑性（共）重合体のような、例えば細かい粒子の熱可塑性粉末を含んでも良い。または、２段階の硬化プロセスが起こるように、硬化系が調節されても良い。その結果、ゲル化する工程は接着剤の部分的なキュアにのみ影響を及ぼし、最終的なキュアは車両構築の間、例えば塗装オーブンのうちの１つ、好ましくはカソード浸漬オーブンの中で起こる。
【００３４】
更に、上記構造材の合成物は、例えば、可塑剤、反応性希釈剤、レオロジーアジュバント、架橋剤、経年劣化保護材、安定剤、および／または着色顔料のような、通常の更なるアジュバントおよび添加剤を含むことができる。
【００３５】
特に、次のものは、構造材の母材として用いることができる：
【００３６】
ＷＯ００／３７５５４に従って、次のものを含む合成物：
Ａ）  少なくとも−３０℃以下のガラス転移温度およびエポキシに関して反応する基を有する共重合体、または、前記共重合体の、ポリエポキシドとの反応生成物、
Ｂ）  ポリウレタンプレポリマとポリフェノールまたはアミノフェノールとの反応生成物、および
Ｃ）  少なくとも１つのエポキシ樹脂。
それに関するより詳細な情報が、前述のＷＯ００／３７５５４から集められるかも知れない。
【００３７】
ＷＯ０１／９４４９２に従って、次のものを含む合成物：
Ａ）  １分子当たり平均１つを超えるエポキシ基を有する少なくとも１つのエポキシ樹脂、
Ｂ）  少なくとも−３０℃以下のガラス転移温度およびエポキシに関して反応する基を有する共重合体、または、Ａ）に従う、前記共重合体の、エポキシ樹脂の化学量論的過剰との反応生成物、
Ｃ）  成分Ａのための上昇された温度で活性化され得る、潜在している硬化剤、
および、
Ｄ）  二官能性のアミノ終端の重合体およびトリまたはテトラカルボン酸無水物から製造され得る反応生成物であって、１分子当たり平均で１つを超えるイミド基およびカルボキシル基で特徴づけられたものと、
Ｅ）  三官能性または多官能性の多価アルコールまたは三官能性または多官能性のアミノ終端の重合体および周期的なカルボン酸無水物から製造され得る反応生成物であって、上記反応生成物が、１分子当たり平均で１つを超えるカルボキシル基を含むものとのいかずれか、または
Ｆ）  Ｄ）とＥ）に従う反応生成物の混合物。
それに関するより詳細な情報が、前述のＷＯ０１／９４４９２から集められるかも知れない。
【００３８】
ＷＯ００／２０４８３に従って、次のものを含む合成物：
Ａ）  少なくとも−３０℃以下のガラス転移温度およびエポキシに関して反応する基を有する共重合体、
Ｂ）  カルボン酸無水物または二無水物を、ジポリアミンおよびポリフェノールまたはアミノフェノールと反応させることにより、製造され得る反応生成物、
Ｃ）  少なくとも１つのエポキシ樹脂。
それに関するより詳細な情報が、前述のＷＯ００／２０４８３から集められるかも知れない。
【００３９】
構造材としての本発明による使用の関連において、用いられる接着剤は、半組立品の部品の接続の後に、例えば１２０℃から２００℃の範囲内の温度で、３０分から１２０分までの範囲内の時間で、熱的に硬化される。硬化は、特に、５０分から７０分までの範囲内の時間で、１１０℃から１３０℃までの範囲内の温度で、特に実行され得る。
【００４０】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００８１４１に記載されているような材料の使用は、また有用であると分かるかもしれない。材料に関するそれらの局面のために、前記文献に参照がなされ、その点に関して、その開示は、本特許出願の開示を補足する。
【００４１】
膨張可能な構造材の活性化および膨張は、好ましくは、例えば自動車の車体のカソード浸漬塗装をキュアするためのカソード浸漬オーブンのプロセス熱を利用することによって、起こり得る。膨張可能な材料を膨張させるために、熱を別個に加えることは、もちろん考えられる。
【００４２】
更なる利点は、射出成形法によって、上記構造部品上へ上記構造材を付けることである。その関連において、好ましく膨張可能な上記構造材は、射出成形動作の間に、金属材料またはプラスチック材料で作られた接続要素上に射出成形される。好ましくは、用いられている全ての構造材は、時間とコストを節約するために、１つの射出成形動作で付けられる。上記構造材を付けるための射出成形法の使用は、それらが上記構造部品上で意図された位置に正確に付けられることを可能にする。さらに、構造材の量の測定は単純である。その結果、あまり多すぎない材料（多すぎる材料はコストを増加させるだろう）または少なすぎない材料が付けられる。それに代えて、上記構造材は、上記構造部品上に、例えばロボットを用いて自動的に、ポンプ方法によって付けられ得る。
【００４３】
部分を結合する射出成形法（part-joining injection molding）および／または二重射出成形法（bi-injection molding method）によって、上記構造部品を製造すること、および、上記構造材を上記構造部品に装備することは、プラスチック材料から運搬装置を製造する関連において、特に有利であると分かっている。第１ステップで、上記構造部品それ自身は、上記構造材のための有り得るレセプタクルおよび／または位置の保持のための接続手段および／または任意の更なる構成の特徴とともに、熱可塑性物質（特にポリアミド）を射出型に注入することによって、製造され得る。その後、射出型の二つの半型は、型から外すことのために引き離される。その後、第２の作動ステップで、特に熱的に膨張可能な材料で作られた複数の構造材は、第２の適切な射出型に付けられる。本発明による上記構造材を有する上記構造部品のためのこの種の（好ましくは完全に自動化した）製造方法で、強化されるべき上記外殻のための、正確に設計された上記構造材を有する上記構造部品は、小さい生産ばらつきで利用可能にされ得る。
【００４４】
更なる利点は、上記外殻の、空間を決定する少なくとも１つの壁が自由エッジを含むような、強化された複合部品の使用である。特に、少なくとも局所的に上記空間内にある上記構造部品の配置の関連で、上記構造部品による１つのエッジの少なくとも局所的なカバーによって、上記構造部品の剛化性能は向上され得る。
【００４５】
更なる利点は、上記構造部品が少なくとも局所的に上記外殻の自由エッジを完全に覆うために、上記外殻の自由エッジを越えて巻き付く態様（ラップアラウンド方式）で延在するような、強化された複合部品の使用である。一方では、ラップアラウンドは、上記構造部品によるエッジの保護のための特に良好な能力が提供されることを可能にする。他方では、上記構造部品の剛化性能は、ラップアラウンドによってさらに向上され得る。好ましくは、上記構造部品は、この関連で、上記外殻の側壁のエッジが上記構造部品のラップアラウンドによってカバーされるような態様で、構成される。この関連で、上記構造部品のラップアラウンド領域が、壁の全高さ、つまり上記外殻の側面を、内部と外部の両方で、実質的に完全に覆うことができる、ということが有用であると分かるかも知れない。
【００４６】
更なる利点は、上記構造部品のラップアラウンド領域が上記自由エッジから少なくとも局所的に距離をおいて配置され、上記構造材が上記構造部品と上記自由エッジとの間に少なくとも局所的に設けられている、強化された複合部品の使用である。特に、このことは、完全な封止および／または音響的分離および／または上記外殻および上記構造部品の高強度の接続を可能にする。用いられる上記構造材は、ブチルゴム系で作られ得る。それは永久に可塑性であるか、または入熱によって架橋可能であっても良く、または、入熱の結果として膨張するＥＶＡ系のフォーム、または、熱的に反応する構造性接着剤若しくはフォームであっても良い。特に、上に網羅的に述べられた種類の上記構造材は、考えられる。
【００４７】
更なる利点は、少なくとも局所的に槽状の外殻の使用である。特に安定した外殻が材料を比較的殆ど用いずに供給され得ることから、この種の外殻は、車両構築および電化製品製造に特に適している。この関連で、Ｕ状またはＶ状の断面をもつ外殻は、特に用いられ得る。また、適当なのは、Ｉ状の輪郭、または２重Ｔ状の輪郭、Ｔ状の輪郭、Ｚ状の輪郭、またはＬ状の輪郭の形態にある、槽状の外殻である。そこでは、輪郭形状によって決定される通りに、槽として形成された空間が少なくとも部分的に区切られている。
【００４８】
この関連において、上記構造部品が、上記外殻の槽状の部分へ向いて面している側で、上記外殻の槽状の部分と実質的に同じ槽状の部分を有する態様で、上記構造部品を構成することが、特に有利であると分かっている。従って、Ｕ状の輪郭を有する槽状の外殻を用いるとき、同様にＵ状の輪郭を有し、かつ、好ましくは、上記外殻によって区切られた空間に配置され得る態様で寸法設定された構造部品を用いることが可能だろう。
【００４９】
この関連において、上記構造部品自体が第２の槽状の形状を区切り、上記外殻を強化するために、上記構造部品の上記第２の槽状の空間に剛化手段が設けられている態様で、上記構造部品を構成することは、特に有利である。この関連において、特に、第２の槽状の空間を区切る上記構造部品の一方の壁部の側から反対側に位置する壁部まで延在する剛化用リブを用いることが、可能である。好ましくは、上記構造部品によって上記外殻の最適の補強および／または剛化を提供するために、上記リブは、それらのリブが上記外殻および上記構造部品に作用すると予想される力に従って延在する態様で、配置され得る。さらに、剛化手段は、上記複合部品のそれぞれの応力ゾーンに関して設計されている様々な壁厚の強化用ウェブおよび／または強化用カラムとして、構成され得る。この点に関して、より高い予期された応力をもつゾーンには、より低い予期された応力をもつゾーンに比して、より厚いリブ、カラムまたはウェブが装備されるだろう。
【００５０】
更なる有利な複合部品は、上記外殻に環境の影響からの保護を与えるために、空間を区切る上記外殻のその部分の全体を構造部品が実質的に覆う態様にある、上記構造部品の構成である。従って、上記構造部品は、例えばＵ状の輪郭をもつ外殻の場合には、例えば、上記外殻の底部領域と空間を区切る２つの側壁領域との両方を覆う。したがって、水分（それは、例えば車両カラムの場合、上記空間に特に集まる。）が上記外殻自体と接触するのを防ぐことが可能である。その結果、腐食は回避され得る。
【００５１】
更なる利点は、上記構造部品に、取り付けられた部分を固定化するための手段を装備することである。このことは、上記構造部品による上記外殻の補強および／または剛化に加えて、上記構造部品によって、上記外殻上への更なる取り付けられた部分のための接続または設置能力が提供され得るという、特別の利点を有する。上記手段は、特に、当業者に知られた、ホルダ、フック、ねじ接続のためのオリフィス、または同様の接続要素のような、機能的な部品として構成され得る。そのような部品は、例えば車両構築に用いられる外殻の関連で、外部の影響について敏感な領域をしばしば代表する。これらの手段が上記構造部品上に提供されるという事実は、上記外殻のための更なる保護能力が、上記構造部品によって提供されることを可能にすることができる。
【００５２】
少なくとも局所的に槽状の構造の外殻を使用することの関連における更なる利点は、空洞が上記構造部品と上記外殻との間に形成される態様で、その構造部品が少なくとも局所的に上記槽を覆う態様にある、上記構造部品の構成、および、少なくとも１つの補強手段（それらは上記外殻の方向に空洞内へ突出する）が上記構造部品上に設けられていることである。
【００５３】
上記補強手段に接している上記構造材の使用は、更に有利であると分かっている。
【００５４】
上記発明は、図面中に示された実施態様の例示に関して、更に詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、外殻、構造部品および膨張可能な構造材を有する本発明による複合部品の斜視断面図である。
【００５６】
【図２】図２は、自動車のトランスバースリンクの形態にある本発明による複合部品の斜視図である。
【００５７】
【図３】図３は、本発明による別の複合部品についての断面図である。
【００５８】
【図４】図４は、本発明による更に別の複合部品の断面図である。
【００５９】
【図５】図５は、本発明による更に別の複合部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図１は、槽状の外殻２００と、この槽状の外殻２００に入れられた、同様に槽状の構造部品３００とを有する複合部品１００を示している。示された断面において、外殻２００はＵ状の輪郭を有しており、局所的に空間２０１を囲む底部２０４、第１の壁２０２および第２の壁２０３を含んでいる。空間２０１に設けられた構造部品３００は、底部２０４および壁２０２，２０３から離れて配置されている。構造材１０１で満たされた隙間が構造部品３００と外殻２００の間に設けられている。この例では、これは熱的に膨張可能な構造材１０１であり、図示の例示する実施態様では膨張された状態にある。この構造材は、一方では、外殻２００上で構造部品３００の固定化を提供し、他方では、特に、汚れと水分が隙間に入ることができないように、構造部品３００と外殻２００との間の隙間を満たす。構造材１０１の粘着を改善するために、構造部品３００の特に表面は、高度の粗さに仕上げられ得る。外殻２００の表面は、同様に構成または処理され得る。
【００６１】
２つの壁２０２および２０３は、底部２０４から反対向きの端で、つまり、第１の自由エッジ２０６、第２の自由エッジ２０７で、それぞれ終端している。構造部品３００は、それが槽状の空間２０１内で底部２０４の上方および壁２０２、２０３の上方に延在する態様で構成されている。また、構造部品３００は、第１のラップアラウンド３０４によって、第１の自由エッジ２０６を巻き付く態様（ラップアラウンド方式）で覆っており、第１の壁２０２の外側表面を実際に部分的にオーバーラップしている。さらに構造部品３００は、第２のラップアラウンド３０５を含んでいる。この第２のラップアラウンドによって、それは、第２の自由エッジ２０７をこの側で同様に巻き付く態様で覆っており、第２の壁２０３の外側表面を局所的にオーバーラップしている。ラップアラウンド３０４および３０５の領域内でも同様に、構造部品３００は、外殻２００から離れて配置されている。隙間の中に設けられている構造材１０１は、特に２つの自由エッジ２０６および２０７が外部影響から、特に腐食から保護されるように、供給されている。
【００６２】
ラップアラウンド３０４および３０５は、構造部品３００の補強用内部要素の剛化性能を向上させることができるという利点を有する。その一方で同時に、外殻２００の側壁２０２および２０３のエッジ２０６および２０７は、さらに腐食から保護され得る。同時に、特に車両構造における、例えば、サブフレームとしての外殻２０２の使用、トランスバースリンク、あるいは他の取り付け部品のような、外部の用途との関連で、環境条件の結果としての経年劣化の影響も低減され得る。
【００６３】
現在の例示する実施態様は、金属材料で作られた外殻２００、およびポリアミドで作られた構造部品３００に言及する。その構造部品は、外殻２００との組み立てに先立って、非膨張状態にある構造材１０１が配備された。構造部品３００および外殻２００の組み立ての後、構造材１０１は２つの部品２００と３００の間の固定化を達成するために膨張された。そのような配置の結果は、特に強い複合部品１００を提供することであり、構造部品３００が外殻２００を補強する。構造部品３００による補強の結果として、より少ない材料を用いて、同じか又は高められた強度をもつように製造され得る外殻２００を利用することが可能である。さらに、構造部品３００で壁２０２、２０３及び底部２０４を平面的に覆うことによって、また、特に構造部品３００の、自由エッジ２０６、２０７の上方のラップアラウンド３０４、３０５を介した局所的な延在によって、外殻２００に対する、特に自由エッジ２０６および２０７に対する保護能力を提供することが可能である。
【００６４】
図２は、トランスバースリンクとして自動車に用いられる本発明による強化された複合部品１００の斜視図である。ここで、同様に、複合部品１００は、３つの脚２０８、２０９、２１０を含む外殻要素として用いられる外殻２００から構成される。２つのアイレット２１２が、玉継手（図示せず）を受けるため、脚２０８および２０９上に設けられている。一方、脚２１０は、例えばゴム軸受（図示せず）のためのスリーブ２１１を含む。ここで、同様に、外殻２００は、底部２０４を有する槽状の空間２０１を局所的に囲む。その空間は、２つの自由エッジ２０６および２０７を含む２つの壁によってさらに区切られている。構造部品３００は、それが槽状の空間２０１に配置され、かつ構造材１０１によって外殻２００に接続され得る態様で構成され、トランスバースリンクを強化するためにここで用いられている。構造部品３００は、その構造部品の部分については同様に槽状であり、空間３０３を少なくとも局所的に形成している。構造部品３００のベース形状は、外殻２００のベース形状に実質的に対応している。構造部品３００は、それが外殻２００の自由エッジ２０６および２０７を巻き付く態様で覆う２つのラップアラウンド３０４および３０５を含む方式で、構成されている。外殻２００を強化し、自由エッジ２０６、２０７を保護するために、ラップアラウンド３０４，３０５と自由エッジ２０６、２０７との間の隙間は、構造材１０１で満たされている。
【００６５】
構造部品３００は、更に開口３０２を装備している。その開口を通して、底部２０４の一部が露出され、また、現在の例示する実施態様において、カラー２１３が突出している。そのカラーにおいて、更なる部品がトランスバースリンクに接続され得る。ここで、同様に、補強部品３００の空間３０３を通って延在する、複数の剛化用リブ３０７が、更なる補強のために設けられている。トランスバースリンクとして利用された外殻２００が図示の構造部品３００を装備しているので、強化された複合部品１００が提供され得る。外殻２００に作用する力は、構造材１０１を介して外殻２００上で構造部品３００が固定化されているおかげで、構造部品３００によって吸収され得る。剛化用リブ３０７は、特に非常に負荷が高い領域で、補強のために設けられている。さらに、外殻２００は、壁、および底部２０４の広面積が構造部品３００によって覆われているという事実によって、外部の影響から、特に腐食から保護され得る。さらに、構造部品３００は、ラップアラウンド３０４および３０５によって、外殻のうち自由エッジ２０６，２０７に対する更なる保護能力を提供する。
【００６６】
図３は、本発明による更なる複合部品１００の断面図である。その複合部品は、槽状の空間を少なくとも局所的に囲むＵ状の外殻２００と、その上に設けられた構造部品３００とを有している。構造部品３００は、それが空間２０１、自由エッジ２０６，２０７、および壁２０２，２０３の外側領域を覆うように、蓋構造として構成されている。構造部品３００は、外殻２００から離れて配置されており、その隙間に構造材１０１が設けられている。外殻２００上での構造部品３００の固定化と、構造部品３００と外殻２００の間の隙間の封止が、その結果として提供され得る。さらに、この種の構造は、構造部品３００と外殻２００との間の電気的絶縁をも保証し得る。このことは、自動車の構造で、例えば特に構造部品３００と外殻２００が金属の導電材料からなるときに、必要であるかも知れない。
【００６７】
外殻２００の更なる補強のために、構造部品３００は、空間２０１内へ突出する補強手段３０９を有している。その補強手段は、図示の実施態様では、円筒状の構造である。その構造部品３００は、互いの隣りに、かつ互いから離れて配置されている複数の補強手段３０９を有することが、断面図から明白である。また同様に、構造材１０１が、隙間の中に、特に補強手段３０９の間に設けられている。
【００６８】
図４は、本発明による強化された複合部品１００の更なる実施形態の断面図である。ここで、同様に、Ｕ状の輪郭をもつ外殻２００が用いられている。また、構造部品３００は、空間２０１、自由エッジ２０６、２０７、および壁２０２および２０３の外側表面を覆っている。ここで、同様に、構造材１０１は、構造部品３００と外殻２００との間の隙間に、固定化および封止のために設けられている。
【００６９】
図３に示される複合部品１００のように、ここで用いられる構造部品３００も、空間へ突出する複数の補強手段３０９を有している。その補強手段は、図示の実施態様では、異なった面積および直径を有している。ここで、同様に、補強手段３０９は、互いから離れて配置されている。しかしながら、補強手段３０９のうちの幾つかは、補強手段３０７を介して互いに接続されている。一方、他の補強手段３０９は、単に互いから距離をおいて配置されている。前記補強手段３０９間の隙間に、構造材１０１が配置されている。この方式において、特に強い複合部品１００を提供する可能である。この複合部品は、構造部品３００の特定の形状のおかげで、さらに外部の影響および腐食から保護される。
【００７０】
図５は、本発明による構造部品１００の更なる実施態様の断面図である。ここで、同様に、用いられている外殻２００は、その基本形状としてＵ状の輪郭を有している。壁２０２は、底部２０４に関して反対に向いている側で、直角に曲がっている。壁２０２は、底部２０４と平行に延在する平坦な端領域２０５を有しており、自由エッジ２０６で終端している。反対側の壁２０３は、平坦な形状を有している。それは自由エッジ２０７で終端している。図示の例では、用いられている構造部品３００は、それが壁２０２，２０３および底部２０４の内側を覆う態様で、構成されている。ここで、同様に、隙間が設けられており、その隙間は構造材で満たされている。自由エッジ２０７の領域において、構造部品３００は、カバー３０６を有している。このカバーは、壁２０３、つまり自由エッジ２０７の端面を覆っているが、巻き付く態様では具体化されていない、つまり壁２０３の外部側を覆っていない。さらに、カバー３０６と自由エッジ２０７との間に隙間が設けられていない。その代りに、構造部品３００は、カバー３０６によって自由エッジ２０７上に直接置かれている。
【００７１】
反対側では、構造部品が壁２０２の形状に適合して、端領域２０５のためのカバーおよび自由エッジ２０６のためのラップアラウンド３０４を含んでいる。ここで、構造部品３００は、外殻２００から距離をおいて配置されている。隙間の中に、もう一度構造材１０１が設けられている。構造部品３００は、壁２０２，２０３の内側のカバーおよび底部２０４の領域において、槽状の構造のものである。構造部品３００の補強手段３０７が設けられている。この補強手段は、一方の側から、槽の上方で傾斜し、槽を区切りながら、反対側へ延在する。
【００７２】
一般的に、図示されたすべての実施態様で、構造部品３００の剛化し強化する性能は、剛化手段３０７および補強手段３０９の適切な選択および設計によって調節され得る。この関連において、特に異なった壁厚の、強化または剛化ウェブ、リブ、カラムとして、これらの手段３０７，３０９を用いることが考えられる。全体としての部品１００のそれぞれの応力ゾーンに基づいて、より高い応力ゾーンにより厚いリブ、カラム、ウェブが装備される。
【００７３】
特に、用いられるカラムは、一般的に、外殻２００の縦軸に関して傾斜して又は垂直に配置され得る中空のものであり得る。カラムは、閉じた又は開いた円形、楕円体、または他の角の無い輪郭から構築され得る。さらに、カラムは、外殻２００の縦軸と平行に配置され得るし、それから、軸の方向の補強のために、外部に半分面して、チューブとして取り付けられ得る。縦軸に沿った又は垂直なカラムは、完全に又は部分的に、構造的な粘着物か構造的な泡で充満され得る。カラムは、異なる直径を有することができ、各４つの丸いカラムの外壁２０２，２０３の接触点が１つの長方形または２つの三角形を形成するように配置され得る。また、カラムは、図３に示されるように、接触無しに配置、つまり自立され得る。または、カラムは、図４に示されるように、ウェブを介して接続され得る。
【００７４】
さらに、外殻２００の縦軸の方向において、構造材１０１で覆われている構造部品３００の表面上で外殻２００の縦軸と平行に、構造材１０１中に埋め込まれるリブを設ける、という考察もされ得る。複合部品１００中へのエネルギ伝達の垂直な主方向の関連において、これらのリブは垂直に方向付けられ得るか、縦軸に関して、前記角度に一致した別の角度に方向付けられ得る。特に、リブまたはウェブは、波形の態様で具体化され得る。特に、ウェブ、カラム、リブの壁厚は、１ｍｍから２０ｍｍまでの範囲内であるのが好ましい。
【符号の説明】
【００７５】
１００  複合部品
１０１  構造材
２００  外殻
２０１  空間
２０２  第１の壁
２０３の第２の壁
２０４  底部
２０５  端領域
２０６  第１の自由エッジ
２０７の第２の自由エッジ
２０８  第１の脚
２０９の第２の脚
２１０  第３の脚
２１１  スリーブ
２１２  アイレット
２１３  カラー
３００  構造部品
３０１  壁
３０２  開口
３０３  空間
３０４  第１のラップアラウンド
３０５  第２のラップアラウンド
３０６  カバー
３０７  剛化用リブ
３０８  部分
３０９  補強手段
【図１】
2013514217.tif 000003
【図２】
2013514217.tif 000004
【図３】
2013514217.tif 000005
【図４】
2013514217.tif 000006
【図５】
2013514217.tif 000007
【国際調査報告】
2013514217.tif 000008
2013514217.tif 000009
2013514217.tif 000010
2013514217.tif 000011
2013514217.tif 000012
2013514217.tif 000013