(57)【要約】  本発明は、第１の接触面を備えた第１の部材（１；１ａ）と、第１の接触面に接触する第２の接触面を備えた少なくとも１つの第２の部材（２；２ａ）とを有する複合部材（１０；１０ａ）であって、第１の接触面は、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有する表面構造（１７）を有しており、第１の接触面における第２の接触面の接触が、第２の部材（２；２ａ）の材料の少なくとも部分的な溶融によって行われるようになっており、この場合第１の部材（１；１ａ）の材料の融点は、第２の部材（２；２ａ）の材料の融点よりも高い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接触面を備えた第１の部材（１；１ａ）と、第１の接触面に接触する第２の接触面を備えた少なくとも１つの第２の部材（２；２ａ）とを有する複合部材（１０；１０ａ）であって、第１の接触面は、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有する表面構造（１７）を有しており、第１の接触面における第２の接触面の接触が、第２の部材（２；２ａ）の材料の少なくとも部分的な溶融によって行われる、複合部材（１０；１０ａ）において、
第２の部材（２；２ａ）は金属から成っていることを特徴とする複合部材。
【請求項２】
第１の部材（１；１ａ）は、少なくとも大部分が銅から成っていて、第２の部材（２；２ａ）は、少なくとも大部分がアルミニウムから成っている、請求項１記載の複合部材。
【請求項３】
両方の部材（１ａ，２ａ）は差込み結合部を形成する、請求項１又は２記載の複合部材。
【請求項４】
両方の部材（１；１ａ，２；２ａ）の間に、好ましくは前記両方の接触面の領域に、追加的な形状結合部（２５）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の複合部材。
【請求項５】
第１の接触面は、第１の部材（１ａ）におけるリング溝（２７）の領域に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の複合部材。
【請求項６】
第１の接触面は、第１の部材（１ａ）における切欠き（１１）の領域に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の複合部材。
【請求項７】
第１の接触面を備えた第１の部材（１；１ａ）と、第２の接触面を備えた少なくとも１つの第２の部材（２；２ａ）とを有していて、第１の接触面は、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有する表面構造（１７）を有している、複合部材（１０；１０ａ）、好ましくは請求項１から６までのいずれか１項記載の複合部材（１０；１０ａ）を製造する方法であって、第２の部材（２；２ａ）の材料を、第１の部材（１；１ａ）への接触のために該第２の部材（２；２ａ）の融点を超えて加熱する方法において、
融点を超える第２の部材（２；２ａ）の材料の加熱を、第１の部材（１；１ａ）への接触領域において単に局部的に行うことを特徴とする、複合部材を製造する方法。
【請求項８】
第２の部材（２ａ）の加熱を、レーザビーム（３２，３３）を用いて、超音波を用いて又は火炎作用を用いて行う、請求項７記載の方法。
【請求項９】
表面構造（１７）を、電磁放射線によってレーザビーム放射装置を用いて生ぜしめる、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
電子又は電気式のコンポーネント、特に制御装置、センサ及びコネクタにおける部材（１；１ａ，２：２ａ）又はエレメントの結合のための、又はバッテリにおける結合のための、請求項１から６までのいずれか１項記載の複合部材（１０；１０ａ）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部に記載の複合部材に関する。本発明はさらに、請求項７の前段部に記載の複合部材を製造する方法、並びに本発明に係る複合部材の使用に関する。
【０００２】
両方の独立請求項の前段部に記載した、複合部材並びに複合部材を製造する方法は、本出願人の独国特許出願公開第１０２００８０４０７８２号明細書に基づいて公知である。この公知の複合部材では、金属から成る第１の部材に、第１の接触面が形成されている。この第１の接触面は、電磁放射線を用いて、特にレーザビーム放射装置を用いて生ぜしめられ、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有する表面構造を有している。このようにして形成された第１の部材、もしくは第１の部材の第１の接触面は、第２の部材の第２の接触面に接触させられる。この場合第２の部材は、プラスチックから成っており、第２の部材の材料は、第１の接触面に第２の接触面を接触させるために、第２の部材の材料の融点を超える温度に加熱される。追加的に複合部材はさらに形状結合部を有することができ、この形状結合部は、第１の部材を取り囲むように第２の部材を射出成形することによって形成され、この場合第１の部材は、形状結合に適した幾何学形状を有している。上記明細書に基づいて公知の複合部材は、比較的堅固な結合を可能にし、つまり両方の部材の間における比較的堅固で密な結合を可能にする。しかしながらこの公知の複合部材は、第１の部材が金属、セラミック又はプラスチックから成っていて、第２の部材がプラスチックから成っているという使用範囲に制限されている。そしてこの公知の複合部材をどのようにして他の使用範囲に適用できるかについての提案は、上記明細書には開示されていない。
【０００３】
発明の開示
上に述べた従来技術を出発点として本発明の課題は、両方の独立請求項の前段部に記載された複合部材もしくは複合部材を製造する方法を改良して、複合部材の使用可能性を広げることができるようにすることである。特に、このような拡大された使用可能性が、通電の可能性において与えられていることが望ましい。
【０００４】
この課題は本発明によれば、独立請求項１，７の特徴部記載のように構成された、複合部材もしくは複合部材を製造する方法において解決された。
【０００５】
この場合本発明は、複合部材の第２の部材を、第１の部材と同様に同じく金属から形成するという思想に基づいている。これによって、複合部材を、例えば自動車技術のコンポーネントにおける通電のために使用することが可能になる。
【０００６】
本発明によれば、複合部材は、第１の接触面を備えた第１の部材と、第１の接触面に接触する第２の接触面を備えた少なくとも１つの第２の部材とを有しており、この場合第１の接触面は、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有する表面構造を有しており、第１の接触面における第２の接触面の接触が、第２の部材の材料の少なくとも部分的な溶融によって行われ、第２の部材は金属から成っている。
【０００７】
複合部材を製造する本発明に係る方法は、融点を超える第２の部材の材料の加熱を、第１の部材の第１の接触面における第２の接触面の接触領域において単に局部的に行うことを特徴とする。
【０００８】
これによって、両方の部材を例えば自動車コンポーネントにおいて予め取り付けることもしくは位置決めすることができ、その結果本発明に係る複合部材の形成を、自動車コンポーネントにおいて局部的に行うことができる、という利点が得られる。さらに、特に既に他の部材と作用結合して配意されている第２の部材において、単に局部的に加熱することによって、他の部材に対する（第２の部材を介しての熱伝達による）熱的な負荷が減じられるもしくは最小になる、という利点が得られる。
【０００９】
本発明に係る複合部材もしくは本発明に係る複合部材を製造する方法の好適な態様は、それぞれの従属請求項に記載されている。本発明の枠内には、特許請求の範囲、明細書の記載及び／又は図面に開示された特徴的な構成のうちの少なくとも２つの構成から成るすべての組合せが含まれる。この場合、方法技術的に開示された特徴的な構成は、装置技術的に開示されたものと、また装置技術的に開示された特徴的な構成は、方法技術的に開示されたものと見なすべきである。
【００１０】
本発明に係る複合部材の具体的な構成では、第１の部材は銅から成っていて、第２の部材はアルミニウムから成っている。これによって比較的簡単に、両方の部材の材料の互いに異なる融点によって、第２の部材の溶融時に、マイクロ構造及びナノ構造を有する第１の部材の表面構造の溶融もしくは損傷が回避される、という利点が得られる。
【００１１】
複合部材に関与する両方の部材の、機械的に特に負荷可能なもしくは堅固な結合部を得るために、本発明の好適な態様では、両方の部材の間に、好ましくは両方の接触面の領域に、追加的な形状結合部が形成されている。
【００１２】
構造的に、第１の接触面もしくは形状結合部は、第１の部材の周りにおいてリング溝の領域に形成することができる。しかしながらまた択一的に、第１の接触面が、第１の部材における切欠き又は凹部の領域に形成されている構成も可能である。
【００１３】
複合部材を製造する好適な方法では、第２の部材の加熱を、レーザビームを用いて、超音波を用いて又は火炎作用を用いて行う。この場合熱源の適宜な選択は、両方の部材のその都度の使用もしくは幾何学的な配置及び構成によって強く左右される。
【００１４】
本発明に係る複合部材の好適な使用は、電子又は電気式のコンポーネント、特に制御装置、センサ及びコネクタにおける部材又はエレメントの結合において、又はバッテリにおける結合のために、それぞれ好ましくは自動車における使用において見られる。
【００１５】
本発明のその他の利点、特徴的な構成及び詳細は、好適な実施形態の下記の記載及び図面に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】構造化された表面構造が第１の部材の端面に形成されている、第１の本発明に係る複合部材を示す縦断面図である。
【図２】構造化された表面構造が第１の部材の周りに形成されている、第２の本発明に係る複合部材を示す縦断面図である。
【００１７】
同じエレメントもしくは同じ機能を有するエレメントには、図面において同じ参照符号が付されている。
【００１８】
図１には、第１の複合部材１０が示されており、この複合部材１０は２つの部材１，２を有している。両方の部材１，２は金属製である。例えば、一方の第１の部材１は銅から成っていて、他方の第２の部材２はアルミニウムから成っている。重要なことは、第１の部材１の材料の融点が第２の部材２の材料の融点よりも高いことである。図示の実施形態では、両方の部材１，２は例えばほぼブロック形状を有している。第１の部材１は第２の部材２に向いた端面に、横断面がほぼ方形の切欠きもしくは凹部１１を有している。第１の部材１の上側面１２は、凹凸のない、つまり平らな上側面１２として形成されている。凹部１１を形成する面、少なくとも第２の部材２に向かい合って位置している端面１３は、好ましくはしかしながらまた、凹部１１の周りに配置された周面１４，１５（及び図１の図平面に対して平行な図示されていない周面）は、それぞれ表面構造１７を有している。この表面構造１７は、（第２の部材２のための）第１の接触面を形成していて、電磁放射線を用いて、特にレーザビーム放射装置を用いて形成され、ナノ構造によって重畳されたミクロ構造を有している。
【００１９】
このような表面構造１７の正確な構成に関しては、つまりこのような表面構造１７がどのように形成されるか、どのような幾何学的な特性を表面構造１７は有することができるかは、本出願人の独国特許出願公開第１０２００８０４０７８２号明細書に記載されており、これに関連してこの出願公開明細書における開示内容は、本出願の一部であると見なすべきである。
【００２０】
第２の部材２は、第１の部材１に向いた側に、凹部１１の幾何学形状に相応して形成された延長部１８を有しており、この延長部１８は少なくともほぼ形状結合式（formschluessig）に凹部１１内に進入していて、第２の接触面を形成している。さらに図１から分かるように、第２の部材２の、延長部１８の横に形成された２つの端面１９，２０は、幾分斜めに形成もしくは配置されており、その結果両方の部材１，２の結合領域にはほぼくさび形の間隙２１，２２が生ぜしめられている。
【００２１】
両方の部材１，２の結合は次のことによって行われる。すなわちこの場合、低い融点を有する部材２の材料は、単に局部的に、図示の実施形態では、例えば延長部１８の領域においてだけ、その融点を超えて加熱され、この状態で部材２の延長部１８は、矢印２３の方向で凹部１１内に押し込まれる。この際に矢印２３の方向で力を加えることによって、延長部１８の第２の接触面と、部材１の、第１の接触面を形成する表面構造１７との接触が保証され、その結果部材２の液化された材料は、表面構造１７を満たし、両方の部材１，２の間における高められた固着もしくは改善された結合のために寄与する。さらに、凹部１１もしくは延長部１８によって、両方の部材１，２の間において（追加的な）形状結合部（Formschlussverbindung）２５が形成され、この形状結合部２５は、第１の部材１の上側面１２もしくは第２の部材２の端面１９，２０に対して平行な方向における、両方の部材１，２の相対運動を阻止する。
【００２２】
図２には、変化形態の複合部材１０ａが示されている。この場合第１の部材１ａは、長手方向軸線２６を有するピン形状に形成されていて、第２の部材２ａの高さに、半径方向に凹んだ環状のリング溝２７を有している。少なくともリング溝２７の底部２８は、しかしながら好ましくは、リング溝２７の、半径方向に延びる両方の環状面２９，３０もまた、複合部材１０の部材１と同様に表面構造１７を有していて、この場合この表面構造１７は、第１の接触面を形成している。
【００２３】
第２の部材２ａは、一例としてプレート形に形成されていて、貫通孔３１を有しており、この貫通孔３１は特に、第１の部材１ａが第２の部材２ａを貫いて差し込まれることを可能にする。両方の部材１ａ，２ａは、電流を通す差込み接続部を形成していて、部材１ａは例えばピンを形成し、部材２ａは例えば打抜きグリッド（Stanzgitter）を形成している。
【００２４】
例えば、第１の部材１ａへの接続領域において第２の部材２ａの上側もしくは下側にレーザビーム３２，３３を作用させることによって、第２の部材２ａの材料は、少なくとも部分的に融点を超えて加熱され、その結果、液状化された材料は、第２の接触面を形成しながら、第１の部材１ａのリング溝２７に形成された表面構造１７を満たし、これによって両方の接触面は接触接続する。両方の部材１ａ，２ａは、最終状態においてリング溝２７によって同様に追加的な形状結合部２５を形成し、この形状結合部２５は、両方の部材１ａ，２ａが長手方向軸線２６の方向で互いに相対運動することを阻止する。
【００２５】
さらに付言すると、レーザビーム３２，３３を使用する代わりに、他の熱源を用いて、複合部材１０，１０ａにおいて第２の部材２ａを局部的に加熱することも可能である。このような他の熱源としては例えば、火炎又は超音波振動発生器を使用することができる。
【００２６】
上に述べた複合部材１０，１０ａは、本発明の思想を逸脱することなしに、種々様々な異なる態様において構成することができる。特に部材１，１ａ，２，２ａの幾何学形状は、図示の幾何学的な構成とは異なっていても、又は他の（金属の）材料対を使用することも可能である。本発明にとって重要なことは単に、第２の部材２ａも同様に金属から成っていて、第１の部材１ａよりも低い融点を有していることである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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