(57)【要約】本発明は、２個以上の輪郭（１）及び（２）よりなる合成構成要素及びその製造方法に関する。本発明により、１個の自由端を有する少なくも１個の輪郭（１）が、第２の輪郭（２）に当たり又は第２の輪郭（２）内に挿入される。本発明は、輪郭（１）及び（２）の確実な結合を形成する強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）が、輪郭（１）及び（２）の接合部（１０）の区域に設けられ、更に熱可塑性プラスチック材料が接合部（１０）の区域上にスプレーされ又はこの区域上で収縮することにより、輪郭（１）及び（２）が相互に連結される。
2004501802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個以上のセクション（１）及び（２）から構成され、少なくも１個のセクション（１）の自由端が第２のセクション（２）に当てられ又は挿入された合成構造用部品であって、セクション（１）及び（２）との確実な適合を形成する強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）がセクション（１）及び（２）の連結点（１０）の領域内に固定されること、及びセクション（１）及び（２）が連結点（１０）の領域における熱可塑性プラスチック材料の射出又は収縮により連結されることを特徴とする合成構造用部品。
【請求項２】
セクション（１、２）が、特に円形又は長方形の封鎖された断面、或いは特にＵ字形の開口断面を有することを特徴とする請求項１による合成構造用部品。
【請求項３】
セクション（１、２）が封鎖されたセクションであることを特徴とする請求項２による合成構造用部品。
【請求項４】
強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）が、金属、特に鋼、アルミニウム又はマグネシウムより、セラミックより、或いは非常に強力なプラスチック材料、特に熱硬化性材料又は長繊維強化プラスチック材料より或いは工業用布地で強化されたプラスチック材料より構成されることを特徴とする請求項１から３の一つによる合成構造用部品。
【請求項５】
強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）が、クランプ、リング、又はハーフシェルとして設計されることを特徴とする請求項１から４の一つによる合成構造用部品。
【請求項６】
強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に、追加の支持壁（３１）が設けられることを特徴とする請求項１から５の一つによる合成構造用部品。
【請求項７】
ワンピース式の強化用部材が連結点（１０）に設けられ、熱可塑性プラスチック材料の射出より前に、この中にセクションが押し込まれ又は挿入されることを特徴とする請求項１から６の一つによる合成構造用部品。
【請求項８】
開口（３４）又はドリル穴が、セクション（１、２）及び／又は強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に、重なっている場所において設けられ、これを熱可塑性プラスチック材料が通過でき、そしてこれに熱可塑性プラスチック材料が固着されることを特徴とする請求項１から７の一つによる合成構造用部品。
【請求項９】
変形（１６、２６）、特にインデント又は突出部が、セクション（１、２）及び／又は強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に設けられ、これに熱可塑性プラスチック材料が固着されることを特徴とする請求項１から８の一つによる合成構造用部品。
【請求項１０】
熱可塑性プラスチック材料が、好ましくは、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオレフィン、特にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、スチレン・アクリロニトリル共重合体、特にアクリロニトリル・スチレン・ブタジェン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、（ＰＳＯ）、ポリフェニンレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、（ＰＥＥＫ）、ポリケトン、シンジオタクチックポリスチレン（ＰＳ）又はこれらプラスチックの適宜の可能な混合物に基づく非強化又は強化又は充填されたプラスチック材料より構成し得ることを特徴とする請求項１から９の一つによる合成構造用部品。
【請求項１１】
強化用部材（２１、２３、２５）が、セクション（１）又は（２）の少なくも一方と一体品に設計されること、及びセクション（１）及び（２）が互いに形の適合した配列に作られることを特徴とする請求項１から１０の一つによる合成構造用部品。
【請求項１２】
機械、車両及びあらゆる形式の構造用部品、特に自動車用、電子品用、家庭用品用、及び建築材料用の構造部材としての請求項１から１１の一つによる合成構造用部品。
【請求項１３】
自動車用、特にドア、バンパー、ブラケット、自家用車の前後部の部品、ドアシル支持フレーム、計器板支持具、テールゲート支持具、屋根フレーム及び装飾用部材の構造用部品としての請求項１から１１の一つによる合成構造用部品。
【請求項１４】
２個以上のセクション（１、２）が強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）の中に挿入され又は押し込まれ或いは一時的な連結点（１０）を形成して強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）により囲まれること、及び次いで連結点（１０）が射出成型用の型の中で熱可塑性プラスチック材料を全面的に又は部分的に射出され、セクション（１、２）が強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に直結されることを特徴とする請求項１から１０の一つによる合成構造用部品の製造方法。
【請求項１５】
２個以上のセクション（１、２）が、強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）の中に挿入され又は押し込まれ、或いは一時的な連結点（１０）を形成して強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）により囲まれること、及び次いで連結点（１０）が収縮し得る熱可塑性プラスチック材料で作られた１個又は複数個の成型品（４、５）により全体的に又は部分的に囲まれ、次いでセクション（１、２）が成型品（４、５）の熱処理により強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に連結されることを特徴とする請求項１から１１の一つによる合成構造用部品の製造方法。
【請求項１６】
開口セクション（８、９、１６２、２４２、２４２’、２４７、２２２、２２７）が使用され、そして強化用ストラット（４１）が熱可塑性プラスチック材料の射出の際に開口セクション（８、９、１６２、２４２、２４２’、２４７、２２２、２２７）内で作られることを特徴とする請求項１４又は１５による方法。
【請求項１７】
追加の強化用ストラット（４１）が、熱可塑性プラスチック材料の射出の際に連結点（１０）の領域内で作られることを特徴とする請求項１４から１６による方法。
【請求項１８】
セクション（１、２）及び／又は強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）を組立又は挿入したときこれらが互いに重なるように、組立又は挿入より前に、セクション（１、２）及び／又は強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）に、変形（１６、２６）、特にセクション（１、２）及び／又は強化用部材（３、３’；６、６’；２３；２５；２１）の特定の場所におけるインデント又は突出部、及び／又は開口（３４）又はドリル穴が設けられることを特徴とする請求項１４から１７の一つによる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、２個以上のセクションよりなり、自由端を有する少なくも一方のセクションが第２のセクションに突き合わせられ又は差し込まれた合成構造用部品であって、これらセクションとの確実な適合を形成する補強用部材がこれらセクションの連結点の領域内で固定されること、及びこれらセクションが連結点の領域において熱可塑性プラスチック材料の射出又は収縮により互いに接合されることを特徴とする合成構造用部品を提供する。
【０００２】
本発明は、特にプラスチック／金属ハイブリッドモードの構造の使用により、非常に強くかつ非常に剛い合成構造用部品を作ることによりセクション及び板材を接合する方法であって、半製品の接合及び合成構造用部品の製造が、熱可塑性成型構成物の熱成型により同時に達成することができる前記接合方法を提供する。
【０００３】
本発明は、ハイブリッドモードの構造を使用して、高応力を受け得る接合領域を作ることにより半製品を連結する方法も提供する。
【０００４】
本方法は、熱可塑性プラスチック材料を使用したリブ又は固体壁により接合され定位置に保持されかつ一定形状に支持された例えば鋼又は剛性材料のような非常に強くてかつ非常に強固な構成要素より構成された合成構成用部品を作る。
【０００５】
車両又は機械の構造物には、高応力を受ける支持体、セクション、板材などのための非常に強い連結があることが多い。この場合、鋼又はアルミニウムより作られた支持体が広く使用され、これらは接合領域において互いに溶接され又は接合される。以下接合点とも呼ばれる連結点の更なる強化のために、ブレースが一体化され、或いは射出鋳造、例えばアルミニウムのダイキャスティングが使用される。別の可能性は、半製品モードの合成材料（長繊維で強化されたプラスチック）の使用である。これらは、同様に合成材料からなる接合要素による積層により全体的に互いに接合される。
【０００６】
実用に便利なこれらの作業モードは、接合工程に時間がかかりかつ量産の場合に限られた寸法精度と再現性しか得られない短所を持つ。連結部材は、更なる強化のためにブレースが使用された場合は、座屈又は曲がりによる損傷を防ぐために厚い壁（１から３ｍｍ）に特定しなければならない。自動車工業において使用される金属板についての通常の壁厚は、自家用車製造の場合、０．７から１．２ｍｍである。これは構成要素の重量を大きくし、このことは、特に車両組立部門において組立者によりなされる努力と矛盾する。
【０００７】
そこで、本発明は、最初に説明された種類の接合点による接合方法であって、支持体と板材との極めて強くかつ極めて剛い接合を容易にし、更に構造用構成要素を形成するために半製品及び標準的な部品用構成要素の経済的に価値ある接合も可能とする接合方法を創る目的に基づく。加えて、合成構造用部品の製造は、寸法がほとんど確保されかつ高い再現可能性を持たねばならない。壁厚が０．５から１ｍｍの薄壁部品が射出成型機において処理される場合に、射出圧力のため損傷することを避けることが特別の目的である。
【０００８】
この目的は、本発明により、接合領域において確実に適合して配置された半製品又は構造用部品構成要素の連結及び合成構造用部品の強化のための非常に強い材料で作られた部品の使用により達成される。次いで、接合領域に熱可塑性プラスチック構成要素が提供され、これが個々の部品を一緒に保持し、そして接合領域における非常に強い個々の部品の短期間での座屈又は曲がりを防止する。
【０００９】
本発明は、２個以上のセクションよりなり、自由端を有する少なくも一方のセクションが第２のセクションと突き合わせられ又は差し込まれた合成構造用部品であって、これらセクションとの確実な適合を形成する補強用部材がこれらセクションの連結点の領域内で固定されること、及びこれらセクションが連結点の領域において熱可塑性プラスチック材料の射出又は収縮により互いに接合されることを特徴とする合成構造用部品を提供する。
【００１０】
補強用部材は、非常に強い材料で作られた例えば板材又はダイキャスト部品である。この非常に強い材料は、鋼、アルミニウム、マグネシウム、セラミックス、熱硬化性材料又は長繊維強化プラスチック、工業用布地で強化された合成物又はプラスチックとすることができる。
【００１１】
熱可塑性プラスチック材料は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオレフィン、特にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、スチレン・アクリロニトリル共重合体、特にアクリロニトリル・スチレン・ブタジェン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、（ＰＳＯ）、ポリフェニンレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、（ＰＥＥＫ）、ポリケトンシンジオタクチックポリスチレン（ＰＳ）又はこれらプラスチックの適宜の可能な混合物に基づく非強化又は強化又は充填されたプラスチック材料より構成することができる。
【００１２】
本発明の文脈におけるセクションは、例えば、プラスチック又は金属（好ましくは金属、例えば鋼、アルミニウム、マグネシウム）で作られ全く適宜の断面を有する開口し又は密閉されたセクションである。円形又は長方形の断面を有する密閉されたセクション或いは開口したＵ字形セクションであることが好ましい。セクションは、好ましくは０．３から１．５ｍｍ、特に好ましくは０．５から１．２ｍｍの壁厚を持つ。
【００１３】
非常に強力な接着用構成要素のような強化用部材が、セクション（半製品）及び構造用部品構成要素の形状に適合され、かつ支持のために、特にブレース及び／又は好ましくは更なる支持板を使用して一緒に保持された例えばクランプ、リング及びハーフシェルの形式で使用される。これらは、接合すべきセクション及びその他の構造用部品の周囲に置かれる。連結点を強化し又は剛くし、かつ接合すべき半製品及び構造用部品構成要素との確実な適合を形成するような形状にされた強化用部材が使用される。
【００１４】
合成構造用部品の好ましい形式においては、強化用部材に追加の支持壁が設けられ、これも、特に突き合わせられたセクションの場合の連結点の曲がりを防止する。
【００１５】
セクションの連結点に一体品の強化用部材が設けられ、熱可塑性プラスチック材料が射出されるより前にセクションが押し込まれ又は挿入される合成構造用部品が特に好ましい。
【００１６】
熱可塑性プラスチック構成要素は、構造用部品（セクション及び板材）を定位置に保持するような方法で熱形成処理を使用する連結材料として配列される。これら構造用部品は確実な方法で互いに突き当てられるか、さもなければ強化用部材及び強化用部材自体の支援により緩く連結される。これは、強化用部材の部分的又は完全なカプセル化により行うことができる。
【００１７】
一方の構造用部品から他方の構造用部品への力の伝達は、強化用部材内の極めて強力な構成要素により行われる。強化用部材のブレース及び支持壁の座屈又は曲がりは高荷重下においてのみ生ずるので、選択的に追加され成型されたリブにより、或いは（例えば、個々の支持板により形成された）空洞部を熱可塑性プラスチック構成要素で充填することにより、合成構造用部品の強度の追加の増加が達成される。
【００１８】
セクション及び／又は強化用部材の重なっている場所において、これらに開口又はドリル穴が設けられ、ここを通って熱可塑性プラスチック材料が通過でき、これに熱可塑性プラスチック材料が固着されるような合成構造用部品が特に有利であることが確かめられた。
【００１９】
これに加え又は代わって、合成構造用部品の別の好ましい変更例では、セクション及び／又は強化用部材に、その重なり場所において変形、特にインデント又は突出部を設け、これに熱可塑性プラスチック材料を固着することができる。
【００２０】
強化用部材が少なくも一方のセクションと一体に設計され、かつセクションが互いに確実な適合を形成する好ましい合成構造用部品が特に有利である。
【００２１】
この目的に対しては、互いに組み合っているセクションを、例えば、確実な適合を保証する適合した突起と溝との組合せ又は形状を有するような方法で形作ることができる。
【００２２】
一方のセクションは、強化用部材又はより厚い壁についての好ましい材料の形状における強化を、連結点の領域内に持つことができる。
【００２３】
更に、連結過程中に、少なくも２種の異なった材料から構成される合成構造用部品を作ることによりセクション（半製品又は構造用部品構成要素）を連結する方法が見いだされた。一方の材料構成要素は熱可塑性材料よりなり、他方の構成要素は一般に非常に強い材料から製造される。
【００２４】
このため、本発明は、本発明による合成構造用部品を作る方法であって、２個以上のセクションが強化用部材内に挿入され又は押し込まれ或いは一時的な連結点を形成して強化用部材によりクランプされ、次いで射出成型用の型の中で、連結点が完全に又は部分的に熱可塑性プラスチック材料によりカプセル化され、接合部が強化用部材で接合されることを特徴とする方法も提供する。
【００２５】
開口セクションが使用され、そして熱可塑性プラスチック材料が射出されたとき開口セクション内で強化用部材が作られることが好ましい。
【００２６】
特に好ましい方法においては、開口セクションの剛性を改善するために、熱可塑性プラスチック材料が射出されたとき、連結点の領域に追加の強化用ストラットが作られる。
【００２７】
本発明による合成構造用部品を作るための別の方法は、２個以上のセクションが強化用部材に挿入され又は押し込まれ、或いは強化用部材によりクランプされて一時的な連結点を形成し、次いで収縮可能なプラスチック材料で作られた１個又は複数個の成型片により連結点を完全に又は部分的に取り囲み、次いで成型片の熱処理によりセクションを強化用部材に接合することを特徴とする。
【００２８】
特に好ましい方法は、セクション及び／又は強化用部材が組立又は挿入されるとき、熱可塑性プラスチック材料が適用されるより前にこれらが互いに重なるように、組立又は挿入より前に、セクション及び／又は強化用部材に、変形、特にセクション及び／又は強化用部材の特定の場所におけるインデント又は突出部、及び／又は開口又はドリル穴が設けられることを特徴とする。
【００２９】
熱形成手順により接合過程が達成されるので、セクションの連結点領域における永久的かつ強力な連結を保証する応力を発生させるために熱可塑性プラスチック材料の収縮を使用することができる。
【００３０】
加えて、例えば追加の板材又は支持部の支持、続く取付部品の定位置における固定、又は更なる構造用部品の受入れのような機械的機能を満たす更なる追加部材が合成構造用部品に一体化される、これら一体部材は、一方では、非常に強力な材料で作られた更なる確実な取付用部材の挿入により、他方では熱可塑性構成要素を使用してインデント、凹所又はスクリュードーム（ｓｃｒｅｗ　ｄｏｍｅ）の形状を作ることにより作ることができる。
【００３１】
合成構造用部品の作成、従って接合過程の実行は、種々の方法で行うことができる。可能な処理は、熱可塑性プラスチック構成要素の適用とは本来異なる。
【００３２】
［射出成型手段による接合］
射出成型を使った接合方法においては、まず、接合すべき構造用部品（セクション又はセクションと板材及び強化用部材）が射出成型用の型の中に置かれる。次いで、射出成型用の型が閉じられ、熱可塑性プラスチック材料が射出される。プラスチック材料は液状で射出成型用の型に中に導かれるため、その中に置かれた部品は全周を囲まれ、これが、強化用部材により既に達成された確実な適合を確保する。接合される半製品及び構造用部品構成要素及び／又は強化用部材における開口の手段により、特にセクションと強化用部材との重なっている開口領域におけるリベット頭部の形の熱可塑性プラスチック構成要素のゲーティング（ｇａｔｉｎｇ）も達成することができる。この形式のゲーティングが生ずる場合は、接合領域の完全なカプセル化は要求されない。
【００３３】
例えば中空セクションを接合するときに、セクションの内部への熔融プラスチック材料の貫入を防ぐために、これらは全面をカバー（例えば板材の溶接により、又は強化プラスチックカップにより）で永久的に封鎖され、又は型に取り付けられた可動コアの使用により一時的的に閉鎖される。射出成型過程において高い射出圧力が加えられる場合は、射出成型用の型への可動コアの挿入により、或いは中空セクションにおける永久的なリブ構造、ダブルＴ字形ピース、又はその他の強化物、例えば拡張金網の挿入により、中空セクションの潰れが同様に防がれる。
【００３４】
［熱可塑性プラスチック部材の収縮による接合］
この変更された方法における手順は、射出成型を用いた先の方向と基本的には変わらない。この場合も、接合すべき半製品、構造用部品構成要素、及び強化用部材は、確実に適合する方法であるが緩い組合せで組み立てられる。次いで、これら個別部品の組立体は、接合領域内で接合上に伸び又はスナップ止めされた熱可塑性プラスチック材料よりなる連結用部材により固定される。使用された熱可塑性プラスチック連結用部材は予め伸長され、接合領域における半製品又は構造用部材構成要素及び強化用部材の加熱により、確実に接合された強化用部材のための摩擦支持を作り上げるようにここで収縮される。
【００３５】
［異なる接合方法及び熱形成方法の組合せ］
半製品又は構造用部品構成要素及び強化用部品を接合させる更なる可能性は、上述の２種の方法の組合せよりなる。
【００３６】
加えて、まず、強化物あり及びなしの熱可塑性プラスチック製のクランプ、板材等を定位置に置き、そして最後に射出成型、接着又は溶接の使用により接合領域の全周をまわる連結用部材を完成させることも有利である。
【００３７】
更に、強化用部材の製造と連結用部材の製造及び接合方法は、これを１処理段階に組み合わせることができる。もし、例えば、強化用部材が金属板よりなるとすれば、これは、射出成型工程中にその最終の形を提供することができる。このため、平らな板材又は既に或る大きさの形にされた板材は、接合すべき構造用部品と共に射出用の型の中に置かれる。型の２個の半分体を一緒にし所要の閉鎖力を加えることにより、強化板は構造用部品を取り囲みかつ構造用部品の形にされる。次いで、熔融プラスチック材料の射出及び冷却により、接合すべき構造用部品及び強化用部材の連結が達成される。
【００３８】
本発明により作られた利点は以下のようにまとめることができる。
【００３９】
本発明は、単純な形にされた半製品の使用により永久的で非常に強くかつ非常に剛い接合及び合成構造用部品の形成を可能とする。
【００４０】
１個の射出成型用の型の中で、幾つかの連結点の同時接合が可能である。
【００４１】
連結点を有する構造用部品を量産するとき、この製造方法は高度の寸法の保持と再現性とを組み入れる。
【００４２】
非常に強くかつ非常に強固な接合領域における追加の機械的機能又はその他の機能の統合が可能である。
【００４３】
合成構造用部品の設計を、費用及び重量に関して最適化することができる。
【００４４】
本発明は、機械、車両、及びあらゆる種類の構造用部品、特に自動車、電子品、家庭用品及び建築材料用の構造用部品として適切な設計で、本発明による合成構造用部品の使用も提供する。
【００４５】
合成構造用部品として特に適切な応用は、自動車用、特にドア、バンパー、ブラケット、自家用車の前後の部品、ドアシル支持フレーム、計器板支持具、テールゲート支持具、屋根フレーム、及び装飾部材用の、大きい強度とその他の材料特性とを組み合わせた構造用部品である。
【００４６】
本発明は、本発明を詳細に限定するものではない以下の図面をにおいてより詳細に説明される。
例
棒状の中実体及び／又は厚壁の中空セクションの連結：図１ないし１０
例１
図１から５に示された合成構造用部品は、２個の長方形の棒状の構造用部品（セクション）１及び２を備え、これらは非常に強くかつ非常に剛い強化用部材３と３’とにより互いに確実に保持されかつ熱可塑性プラスチック材料で作られた連結片４及び５の手段により確り連結されかつ支持される。図６及び７においては、連結すべき構造用部品及び強化用部材は、連結点１０を取り巻く熱可塑性プラスチック材料４の手段により互いに保持されかつ支持される。
【００４７】
図１から１０のすべての図において、セクション１及び２は、強化用部材３、３’に一体化された支持壁３１により互いに定位置に保持される。セクション１及び２の輪郭は、強化用部材３及び３’の壁３２により囲まれる。これが、接合すべきセクション１及び２と強化用部材３、３’との間の確実な適合を作る。
【００４８】
薄壁中空セクションが射出成型の手段により接合される場合は、熔融プラスチックが射出成型用の型の中に射出されたときの比較的高い射出圧力のため、損傷又は潰れが生じないように注意しなければならない。これを防止するために、基本的に二つの解決法がある。一つは、コアを使って中空セクションを内部から支持することができ、もう一つは、合成構造用部品の構造的設計により射出圧力の影響を強化用部材上だけに限定する可能性である。
【００４９】
図１は、射出された熱可塑性プラスチック材料４により互いに連結された２個の長方形セクション１、２を連結するための２個の強化用部材３、３’を有する合成構造用部品を示す。
【００５０】
図２は、図１のものと同様であるが、強化用部材に、支持壁の領域内の追加の強化用エッジが設けられた合成構造用部品を示す。
【００５１】
図４の合成構造用部品においては、強化用部材３は一体品である。
【００５２】
図１ないし３に示された合成構造用部品においては、接合すべきセクション１及び２は、強化用部材３、３’内に押し込まれ又は挿入されて射出成型用の型の中に置かれる。熱可塑性プラスチック構成要素４の射出により連結用部材４及び５が作られ、これが同時に作られた熱可塑性プラスチック材料製の壁４２及びリブ構造４１を介して強化用部材３、３’を一緒に保持する。
【００５３】
図３に示された合成構造用部品の場合は、連結部材４及び５を、予め別々に成型することもできる。次いで、これは接合工程の前に引っ張られてから支持壁３１上に置かれる。続く加熱のため、この変更例における熱可塑性プラスチック部品４、５は強化用部材３、３’の上にきつく収縮する。図１ないし３の合成構造用部品においては、内向きに僅かに膨らんだ２個の支持壁３１が、リブ構造４１により支持される。支持壁３１の短期間での座屈又は曲がりが、この方法で防止される。
【００５４】
図４及び５の合成構造用部品においては、この役割は、熱可塑性プラスチック材料で作られかつ支持壁３１の間に置かれた壁４３により果たされる。図１及び４の合成構造用部品においては、熱可塑性プラスチック材料４及び５は、強化用部材３、３’に設けられたドリル穴３４を通して引かれ、そして熱可塑性プラスチック材料によりこれら同じ強化用部材３、３’に確実に固着される。
【００５５】
図５の合成構造用部品では、連結点４及び５の領域内の強化用部材３、３’は、これらの周りの壁４２により囲まれる。この場合、強化用部材３、３’は、セクション２の下面２２の長手方向軸線２１に沿って割られる。これにより、図４の設計に比して作動モードが阻害されることはなく、かつ強化用部材３の２個の半分体の組立が単純化される。
【００５６】
図１ないし７に示された合成構造用部品は、長方形断面を有するセクションの連結を示す。強化用部材３、３’の内側の輪郭を、接合されるセクションの輪郭と適合させることができるが、その他の断面のセクションを互いに連結することもできる。円形断面を有するセクションを連結する場合は、滑りキーを取り付けることにより、接合領域における断面を長円形断面にすることにより、又は類似の手段により捩りに対する適切な抵抗を保証することができる。
【００５７】
図６の合成構造用部品は、セクション１と２とにより、及び接合すべきセクション１と２の２個の面に確実に適合して置かれた２個の強化用部材３と３’（図８ないし１０も参照）とにより形成される。次いで、連結点１０の領域において、熱可塑性プラスチック材料４が接合すべきセクション１及び２、並びに強化用部材３、３’の上に射出される。図６において、確実に一緒に接合されたセクション１及び２、並びに強化用部材３’が図の左側に示される。右側は、完全に形成された連結を示し、これにおいては、熱可塑性プラスチック材料４はセクション１と２及び強化用部材３の上に射出されている。この図において、強化用部材３は連結用の熱可塑性プラスチック材料４で完全に被覆され、従って見ることができない。
【００５８】
図６及び７の合成構造用部品は、セクション２が追加のフランジ６３及び２４を介していかにセクション１と連結されるかを示す。強化用部材３及び３’は、適合した形状でセクション１及び２を囲む壁３２により捩りに対する高い抵抗を保証し、かつ支持壁３１によりセクション１と２との間の曲げに対する高い抵抗を保証する。個別の部品１、２、３、３’の全てを囲む連結用熱可塑性プラスチック材料４が、射出成型中の熱可塑性プラスチック材料に生ずる材料の応力により連結が一緒に保持されることを保証する。熱可塑性プラスチック材料で作られたリブ４１が、内向きに膨らむ支持壁３１を互いに支持する。
棒状の薄壁にされた中空セクションの連結：図１１ないし１５
例２
図１１及び１２は、後面に、射出成型用の型の中へのコアの挿入を容易にする開口３５を有する合成構造用部品を示す。この挿入されたコアは、射出成型過程中の中空セクション１、２、及び８のための支持を提供する。合成構造用部品を作るときは、まず、接合すべき全ての構造用部品１、２及び８並びに強化用部材６、６’及び３０（図１４も参照）が、射出成型用の型の中に置かれる。次いで、熱可塑性プラスチック材料が射出され、壁４２及びリブ４１が形成され、そしてドリル穴３４が満たされる。合成構造用部品の剛性を大きくするために、熱可塑性プラスチック材料の射出後、開口３５を金属板で封鎖することができる。
【００５９】
連結されたセクション１、２及び８は、強化用部材６、６’及び３０内の支持壁３１により互いに支持され、かつリブ構造４１、ドリル穴３４内の充填物及び壁４２により一緒に保持される。強化用部材６、６’及び３０は、強化用部材６、６’及び３０と連結されたセクション１、２及び８との間の追加の形状適合を達成するために構造用部品１、２及び８におけるインデント内に入れることができる。
【００６０】
合成構造用部品の別の強化方法が図１３に示される。コーナー部分を強化するための強化用部材１３６が示される。このコーナーは、図１１に示されたものと同様な３個の棒状の構造用部品により形成されている。接合されるセクションは壁３２に当たり、更に支持壁３１により互いに支持される。ドリル穴３４があるため、接合されるセクションと強化用部材１３６との間にリベット接合を作ることができる。
【００６１】
図１５に示された構造用部品においては、射出成型過程中の射出圧力の効果は、連結される中空セクションの外側の領域に限定される。中空セクション１と２及び強化用部材３、３’は、射出成型用の型の中に置かれ、そして支持壁３１の領域内においてのみ熱可塑性プラスチック材料により囲まれる。
【００６２】
熱可塑性プラスチック材料は、壁４２、連結ペグ４４及びリベット頭部４５より作られる連結用部材４を形成する。連結ペグ４４があるため、壁４２とリベット頭部４５とは、これらを、２個の支持壁３１の各のゲートを経て熱可塑性プラスチック材料により形成することができる。強化用部材３、３’のリベット連結は、リベット頭部４５の領域において、強化用部材３、３’の支持壁３１に置かれた重なったドリル穴（図示せず）により作られる。強化用部材３、３’の連結は、壁４２の領域におけるエッジのカプセル化により更に強化される。
【００６３】
強化用部材３、３’と連結されるセクション１、２との間の追加の形状適合を達成するために、強化用部材３、３’を、構造用部品１及び２のインデント（図示せず）内に置くこともできる。
統合された強化用部材を使用した薄壁の中空セクションのＵ字形セクションへの連結：図１６ないし１８
例３
図１６に示された合成構造用部品においては、中空セクション１６１がＵ字形セクション１６２に直接連結される。両セクションは金属より製造され、特に、図１７及び１８において非連結状態で分離して示される。Ｕ字形セクション１６２は、支持壁２１が上下の面と統合できるように、連結領域内で下げられるように設計される。この設計において、このセクションには統合された強化用部材がある。強化用部材の機能は、一緒に働いている部分２１、２３及び２５により達成される。図１６に示されたリブ４１及びカプセル化されたエッジ４２のあるリブ構造のため、支持壁２１は荷重下で形状を保持し、座屈による短期間での故障を防止する。相互に噛み合うインデント１６及び２６の手段により、中空セクション１６１はＵ字形セクション１６２と確実に連結される。開口１７及び２７の領域において、リブ構造４の連結ペグ４４上の成型されたプラスチックリベット４５を作ることができ、これらが２個のセクション１６１と１６２との連結を確保する。合成構造用部品の捩りに対する抵抗を更に改善するために、Ｕ字形セクション１６２は、壁２５及びフランジ２３により後面上で封鎖される。フランジ２３は、リベット連結を形成するために使用される追加のドリル穴（図示せず）も持つ。
【００６４】
合成構造用部品を作るとき、まず、セクション１６１がセクション１６２内に押し込まれ、セクション１６１は、セクション１６２の凹所１２８（図１７も参照）内に置かれる。次いで、２個のセクション１６１及び１６２が射出成型用の型の中に置かれる。リブ４１、エッジのカプセル４２、連結ペグ４４及びプラスチックリベット４５は、熱可塑性プラスチック材料４が射出されたとき同時に形成される。射出成型過程中にプラスチックリベット４５を形成するために、熔融プラスチック材料が開口１７及び２７（図１７及び１８参照）並びにフランジ２３（図１７参照）に接近できることを連結ペグ４４が確保する。後者は、エッジのカプセル（図示せず）の作成、及び選択的な更なるプラスチックリベット（図示せず）の作成を導く。セクション１６１は、射出成型用の型の中の可動コアの使用により連結領域１０内に支持される。コアは、射出成型過程中に高い射出圧力によるセクション１６１の潰れを防ぐために、セクション１６２の開口２８を経て中空セクション１６１内に挿入される。
【００６５】
図１６に示された連結の形式は、１８０゜旋回されたＵ字形セクションにより達成することができる。加えて、以下のセクションの組合せによるセクションの接合にも適切である。
【００６６】
−Ｕ字形セクションに対する円筒状中空セクション
−Ｕ字形セクションに対するＵ字形セクション
−２重Ｔ字形セクションに対するＵ字形セクション
−Ｚ字形セクションに対するＵ字形セクション
応用例
自動車の計器板パネルのための横断方向支持具（図１９ないし２０）
例４
自動車の計器板のための横断方向支持具であって、筒状セグメント１、２及び７よりなる支持具の例を示す。横断方向支持具は、フランジに置かれたドリル穴１３４及び７３４を介してフランジ１３６及び１３７によりフェンダー部分（図示せず）に保持される。これは、中央部においては、２個のＵ字形セクション８により支持される。ステアリングコラム（図示せず）に固定するためのＵ字形セクション９が筒状セグメント１に取り付けられる。セクション９は、フランジ９３６及びドリル穴９３４（図２１参照）により車体に固定される。乗員用のエヤーバッグが、筒状セグメント７に連結された２個の固定用部材３５３のドリル穴３３４により定位置に保持される。個々のセクション１、２、３、７、８、９が組み立てられ、その上に熱可塑性プラスチック材料４をオーバースプレーすることにより一緒に保持される。セクション１、２、３、７、８、９間の連結における接合領域を示し得るように、これらが熱可塑性プラスチックのオーバースプレーなしの図２１に示される。セクション１、２、７、８、９は、インデント１２６、３２６、７２６、８２６及び９２６により互いに確実に連結される。個々の要素１、２、７、８、９の確りした連結は、オーバースプレー中に熱可塑性材料４で満たされた重なったドリル穴３２７、８２７、及び９２７により行われる（図１９参照）。これら連結は、オーバースプレー４及び５の統合構成として形成されたリベット４５（図２０参照）により達成される。連結の捩りに対する抵抗は、フランジ３２３、８２３及び９２３の使用により改善される。Ｕ字形セクション８及び９をより強固にするために、リブ構造４１が設けられる。リブ構造４１は、エッジカプセル４２及び４７により多部品連結領域におけるオーバースプレー４に連結される。リブ構造４１は、リベット４５により、リブ交差４８においてＵ字形セクション８又は９に固着される。ステアリングコラムを捕らえるために、Ｕ字形セクション９のリブ構造４１における凹所４６が計画される。
【００６７】
横断方向支持部を作るために、まず、個々のセクション１、２、７、８及び９が組み立てられる。他に、１個の管から（内部高圧熱形成（ＩＨＴ）により）又は長手方向に割られた２個のハーフシェルから、筒状セクション１、２及び７を作ることが可能である。組み立てられたセクション１、２、７、８及び９は、射出成型用の型の中に置かれる。型が閉じられ、そして射出型の構成要素であるコアがセクション１及び７の各開口内に挿入される。コアは、これらが挿入された状態で筒状セグメント１、２及び７の内側輪郭の像を形成するように設計される。次いで、熱可塑性プラスチック材料が射出され、そして成型されたリブ構造４１及びエッジカプセル４２及び４７と共に熱可塑性プラスチックのオーバースプレー４及び５が形成される。射出成型過程中、筒状セグメント１、２及び７内に突き出た可動の成型コアが、高い射出圧力によるこれらの潰れを防ぐ。
例５
商用車のためのドア構造（図２２及び２３）
図２２は、熱可塑性プラスチックのオーバースプレー２２４を有するドアフレーム構造を作るためのセクション２２１、２２２、２２７、２２８及び２２９の連結を示す。図２３においては、連結領域を説明するために、熱可塑性プラスチックのオーバースプレーなしのセクション２２１、２２２、２２７、２２８及び２２９のみが示される。セクション２２１、２２８及び２２９は、捩れに抵抗する密閉された箱状セクションを構成する。セクション２２８は、窓枠を形成しかつセクション２２１及び２２９と適合した組立体を形成できるように下端において広げられる。別の設計変更例においては、セクション２２１、２２８及び２２９も個別部品から一緒に溶接され、又は１個のＩＨＴ部品からなる。セクション２２２及び２２７はＵ字形セクションであり、これらは熱可塑性プラスチックのリブ構造４１により強化される。セクション２２１、２２２、２２７、２２８及び２２９の適合組立体が、インデント２２６、７２６及び８２６により達成される。熱可塑性プラスチックのオーバースプレー２２４が、組み立てられた個別部品２２１、２２２、２２７、２２８及び２２９を一緒に確りと保持する。
【００６８】
ドア構造を作るために、セクション２２１及び２２９が組み立てられ、そして射出成型用の型の中に置かれる。箱状セクション２２１及び２２９が、先の応用例と同じ方法で射出成型過程中に可動の成型コアにより満たされかつ支持される。連結領域のオーバースプレー２２４及びリブ構造４１は、熱可塑性プラスチック材料の射出により形成される。
例６
自動車用の支持テールゲート構造（図２４）
図２４に示された構造は、耐捩り性の箱状セクション２４１、曲げに対する予応力が加えられかつフレーム構造をより強固にするための２個の側方Ｕ字形セクション２４２、２４２’、更なるＵ字形セクション２４７及びＺ字形セクション２４８より構成される。セクション２４７及び２４８は、別の設計変更例においてはＵ字形セクション又は密閉された箱状セクションとすることもできる。Ｕ字形セクション２４２、２４２’及び２４７は、リブ構造４１により強化される。Ｚ字形セクション２４８にもリブが設けられ、或いはウインドウガラス、ワイパーモーター、ロックなど（図示せず）を捕らえるための機能部材を設けることもできる。熱可塑性プラスチックのオーバースプレー２４４が、個別のセクション２４１、２４２、２４２’、２４７及び２４８を一緒に保持する。これらは、横断方向支持具と同様なインデント（図示せず）を用いて一緒に確実に固着される。射出成型過程中、箱状セクション２４１を支持するために開口１１が使用される。生産は、先の応用例と同じ方法で、セクション２４１、２４２、２４２’、２４７及び２４８を組み立て、次いで連結領域を熱可塑性プラスチック材料２２４のオーバースプレーにより行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
射出された熱可塑性プラスチック材料により連結された２個の長方形セクションを連結するための２個の強化用部材３、３’のある合成構造用部品である。
【図２】
追加の強化用エッジを有する図１と同様な合成構造用部品である。
【図３】
収縮熱可塑性プラスチックの成型部品４、５により形成された連結部を有する図１と同様な合成構造用部品である。
【図４】
図１と同様であるが熱可塑性プラスチック製の横方向リブ構造がなくかつ一体の強化用部材３のある合成構造用部品である。
【図５】
完全にカプセル化された強化用部材３、３’のある図１と同様な合成構造用部品である。
【図６】
セクション２の端部にフランジ６３のある２個の強化用部材３、３’を有しかつプラスチック材料で完全にカプセル化された合成構造用部品である。
【図７】
図６の線Ａ−Ａにおいて得られた図６に示された合成構造用部品を通る断面図である。
【図８】
図６に示された合成構造用部品のための強化用部材３、３’の個別表現である。
【図９】
図８に示された強化用部材３、３’の図である。
【図１０】
図８に示された強化用部材３、３’の側面図である。
【図１１】
セクション１と８とがセクション２に当たる３個のセクション１、２、８より作られた合成構造用部品である。
【図１２】
後方から見た図１１に示された合成構造用部品である。
【図１３、１４】
図１１に示された合成構造用部品のための異なった形状の強化用部材３０、１３６である。
【図１５】
図４と同様であるが２個の強化用部材３、３’を有する薄壁の中空セクションで作られた合成構造用部品である。
【図１６】
箱状セクション１６１及びＵ字形セクション１６２に統合された強化用部材２１、２３、２５を有するＵ字形セクションから作られた合成構造用部品である。
【図１７】
図１６のＵ字形セクションの個別表現である。
【図１８】
図１６の箱状セクションの個別表現である。
【図１９】
複合合成構造用部品の例としての自動車用計器板の横断方向支持具である。
【図２０】
図１９の線Ａ−Ａに沿って得られた図１９の横断方向支持具のセクション９を通る長手方向断面図である。
【図２１】
セクションを囲む射出プラスチック材料がない図１９の横断方向支持具の図である。
【図２２】
複合合成構造用部品の別の例としての自動車用のドアフレーム構造である。
【図２３】
セクションを囲む射出プラスチック材料がないドアフレーム構造の図である。
【図２４】
複合合成構造用部品の別の例としての自動車用テールゲートでる。
【国際公開パンフレット】
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2004501802.tif 000004
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【国際調査報告】
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