(57)【要約】接合構造物は、理想的には、アルミ製品の組立体や部分組立体の使用に適している。特に、交換可能な接合構造物やその製造方法は、白色の車体を持つ組立を容易にする。本発明における摩擦溶接接合物は、直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）、シート、鋳造物、押し出し構造物などと共に使用する組立体を提供する。
2004514585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合構造物であって：
一対の端部を持つ直状部材で構成する第一要素；
一つの表面、及び、前記表面から伸びかつ一つの突起面で終わる一つの突起、とを持つ少なくとも一つの第二要素であって、当該第二要素が前記突起を貫通する開口部を定義し、該開口部が前記直状部材の前記端部を受け入れ、かつ、前記突起面及び前記直状部材の前記端部とが同一端にて同一直線状に配されたところの第二要素；及び
前記直状部材及び前記突起面とで形成された前記同一端面上に取り付けられるよう適合された蓋部材；
から構成された接合構造物。
【請求項２】
請求項１に記載された接合構造物であって、接合部に、前記突起が内径を持ち、かつ、前記突起面近傍の第一径から、前記第一径の末端部である第二径へと漸次変化するところの内径であるところの接合構造物。
【請求項３】
請求項２に記載された接合構造物であって、前記接合部が前記開口部内にある、前記突起と前記直状部材との間に形成された間隙で定義され、さらに前記間隙内にスリーブを受け入れたところの接合構造物。
【請求項４】
請求項３に記載された接合構造物であって、前記スリーブが不連続であり、前記スリーブの直径がいくつかの値を持つところの接合構造物。
【請求項５】
請求項３に記載された接合構造物であって、前記スリーブが第一面及び第二面を持ち、前記間隙内部に配されることにより、前記第二面が前記蓋部材の近傍に位置することを特徴とする接合構造物。
【請求項６】
請求項５に記載された接合構造物であって、前記スリーブの第二面が不連続な面として定義されるところの接合構造物。
【請求項７】
請求項６に記載された接合構造物であって、前記スリーブの第二面が、前記蓋部材の接合に適した数個の歯で構成された接合構造物。
【請求項８】
請求項４に記載された接合構造物であって、前記蓋部材が内表面及び外表面を持ち、かつ、前記スリーブの第二面に、前記蓋部材の内表面を持つ前記スリーブが可動的に接合する手段を持つところの接合構造物。
【請求項９】
請求項３に記載された接合構造物であって、前記スリーブが、アルミニウム、鋼鉄（ｓｔｅｅｌ）、及びプラスチックからなるグループより選ばれた材料で構成されるところの接合構造物。
【請求項１０】
請求項２に記載された接合構造物であって、前記第一径が前記第二径よりも大きいところの接合構造物。
【請求項１１】
請求項２に記載された接合構造物であって、前記第一径が前記第二径よりも小さいところの接合構造物。
【請求項１２】
請求項１１に記載された接合構造物であって、前記スリーブが、前記突起内径にある傾斜方向から反対側の方向へと傾斜する特徴を有する前記外表面を持つところの接合構造物。
【請求項１３】
請求項１２に記載された接合構造物であって、前記スリーブの外表面が、前記突起への接合に適した数個の突起部品で構成されるところの接合構造物。
【請求項１４】
請求項１に記載された接合構造物であって、前記直状部材の一方の端部を受け入れるよう適合されたさらに別の前記第二要素で構成されるところの接合構造物。
【請求項１５】
請求項１４に記載された接合構造物であって、前記第一要素及び前記第二要素が車両用部分組立体を構成するところの接合構造物。
【請求項１６】
請求項１に記載された接合構造物であって、前記第一要素がアルミニウム製品であり、かつそれらがシート状製品、押し出し製品及び鋳造製品で構成されるグループからなるところの接合構造物。
【請求項１７】
請求項１に記載された接合構造物であって、前記第二要素がアルミニウム製品であり、かつそれらがシート状製品、押し出し製品及び鋳造製品で構成されるグループからなるところの接合構造物。
【請求項１８】
請求項１に記載された接合構造物であって、前記蓋部材が、前記第一要素の持つ前記端部及び前記突起面に摩擦鋳造されたところの接合構造物。
【請求項１９】
請求項１に記載された接合構造物であって、少なくとも前記直状部材の一端が円形の切断面を持ち、かつ、異なる形状の切断面を持つ前記端部と前記円形の切断面を持つ少なくとも一端との間に中間部を持つところの接合構造物。
【請求項２０】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記第一要素がシート状製品であるところの接合構造物。
【請求項２１】
請求項２０に記載された接合構造物であって、前記第一要素が、その一端部近傍に強化手段を含むところの接合構造物。
【請求項２２】
請求項２１に記載された接合構造物であって、前記強化手段が前記第一要素内部にビーズを形成して構成されたところの接合構造物。
【請求項２３】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記直状の第一要素が押し出し部品であるところの接合構造物。
【請求項２４】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記直状の第一要素が鋳造製品であるところの接合構造物。
【請求項２５】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記第二要素がシート状製品であるところの接合構造物。
【請求項２６】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記第二要素が鋳造製品であるところの接合構造物。
【請求項２７】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記第一要素及び大に部品が車両用の白い車体（ｂｏｄｙ−ｉｎ−ｗｈｉｔｅ）部分組立体であるところの接合構造物。
【請求項２８】
請求項１９に記載された接合構造物であって、前記第一要素がシート状部品で製作されており、前記円形の切断面を持つ一端が、前記円形の切断面に重なった部位を含むところの接合構造物。
【請求項２９】
車両用の白い車体（ｂｏｄｙ−ｉｎ−ｗｈｉｔｅ）に用いる接合部品の製作方法であって；
一対の端部を持つ直状部材で構成される第一要素を、第二要素に存在する開口部へと挿入する工程であって、第二要素には、表面、及び、前記表面から突起にかけて伸びる前記開口部が存在し、前記突起端部及び前記直状部材の一端部が同一端部にて同一直線状に配されているところの構造物群を構成する工程、及び；
前記直状部材及び前記突起端部で形成される前記同一端部上に蓋部材を取り付ける工程とで構成されるところの製作方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載された接合部品の製作方法であって、前記蓋部材の前記取り付け工程が摩擦鋳造により行われるところの製作方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載された接合部品の製作方法であって、前記方法に、前記第二要素突起と前記直状部材との間にて定義される間隙にスリーブを挿入する工程をさらに追加して構成されるところの製作方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載された接合部品の製作方法であって、不連続な環状物で構成される前記スリーブを持ち、前記スリーブの径が、最大乃至最小限度との間でいくつかの値を取ることを特徴とした部品を用いて製作方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載された接合部品の製作方法であって、前記スリーブが第一面及び第二面を持ち、かつ、前記第二要素突起と前記直状の第一要素との間に配される場合、前記第二表面が前記蓋部材近傍に配されるところの部品を用いた製作方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載された接合部品の製作方法であって、前記スリーブの第二面が不連続な面で定義される部品を用いた製作方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載された接合部品の製作方法であって、前記接合部に対する摩擦鋳造工程の間、前記スリーブの持つ不連続な第二面を、前記スリーブの第二面と前記蓋部材との間に、連続的な接合面を持つ一つの割れ目へと円滑にするところの製作方法。
【請求項３６】
一対の端部を持つ直状部材からなり、かつ、少なくとも一つの端部が円形の切断面なる形状を持つ第一要素；
体部分、第一面、および第二面を持つ蓋部材であって、前記蓋部材は前記円形の切断面を持つ直状物質に結合しており；
開口部、前記第一要素が前記開口部に受け入れられていることで定義される体部分を持つ構造部品であって、前記蓋部材が前記構造部品体部分に存在する内表面に固定されていることを特徴とする構造部品；及び
前記円形の切断面端部を持つ前記直状部材を前記構造部品に保持する手段；
から構成される組立体。
【請求項３７】
請求項３６に記載された組立体を含む接合構造物であって、前記体部分から延びるボアで定義される前記蓋部材体部分、及び、ボアで定義される前記構造部品体部分、及び、前記手段が、前記蓋部材及び前記構造部品の内部に、前記ボアへと伸びるボルトで構成される接合構造物
【請求項３８】
請求項３６に記載された組立体を含む接合構造物であって、前記蓋部材及び前記構造部品の内部に、前記構造部品体部分に対した前記ボルトの上に貫通したナットを持つことを追加的に構成された接合構造物。
【請求項３９】
請求項３６に記載された組立体を含む接合構造物であって、前記手段が前記蓋部材から前記構造部品体部分にあるボアへと伸びる鋲、及び、前記構造部品体部分の外表面に対する前記鋲の上にある貫通したナットで構成される接合構造物。
【請求項４０】
請求項３６に記載された組立体を含む接合構造物であって、前記蓋部材と前記構造部品体部分との接合であり、摩擦攪拌鋳造、レーザー鋳造、及び機械的締めからなるグループから選ばれたところの前記手段から構成される接合構造物。
【請求項４１】
請求項３６に記載された組立体を含む接合構造物であって、前記蓋部材が前記直状部材に摩擦鋳造されるところの接合構造物。
【請求項４２】
請求項４１に記載された接合構造物であって、前記第二面に摩擦鋳造された前記直状部材、前記第二面からの伸びる環状のリムとでさらに追加的に構成される前記蓋部材であって、前記環状のリムの内部に前記第二面を有し、前記リムが前記直状部材の外側にそって伸びることを特徴とするところの接合構造物。
【請求項４３】
請求項４１に記載された接合構造物であって、前記第二面から伸びる環状のリムと、前記直状部材に摩擦鋳造された前記環状のリムとをさらに追加的に構成される接合構造物。
【請求項４４】
請求項４３に記載された接合構造物であって、前記リムとは空間的に離れた場所に位置する前記蓋部材第二面から伸びた環状の鋳造表面と、前記直状部材が前記環状の鋳造表面に摩擦鋳造されたところの接合構造物。
【請求項４５】
車両用の衝撃吸収部品であって：
少なくとも一端部に円形の切断面を持つ伸張された衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）；及び
前記円形の切断面端部に摩擦鋳造されたブラケット；
とで構成されるところの衝撃吸収部品。
【請求項４６】
請求項４５に記載された衝撃吸収部品であって、前記ブラケットに下記の部品を含む、つまり、
チャンバーで定義された突起部分、前記チャンバーを受け入れた前期円形の切断面、及び前記チャンバー内部に前記ブラケットを摩擦鋳造された部品を含む
ところの衝撃吸収部品。
【請求項４７】
請求項４５に記載された衝撃吸収部品であって、前記衝撃箱にその両端に円形の切断面なる形状を持ち、さらに追加的に、前記衝撃箱両端部にブラケットが摩擦鋳造されたところの衝撃吸収部品。
【請求項４８】
請求項４７に記載された衝撃吸収部品であって、前記ブラケットの一つが、車体に結合され、前記ブラケットの他端がバンパーに結合された形状を有するところの衝撃吸収部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、接合構造物ならびにその製造方法に関する。前記構造物は、理想的には、白色の車体をもつ車両への使用に適している。特に、本発明にて提供される摩擦溶接接合物は、直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）、シート、鋳造物、又は押し出し構造物などと共に使用する組立体であり、この構造物及び方法は、前記接合構造物の安定性を向上させる。
【０００２】
自動車や他の乗り物用に使用する、多種多様な構造的部品が知られており、それらは、アルミニウムや他の軽金属合金でできている。車両用の主要な車両構造物の領域でアルミニウムや他の軽金属合金の利用を目的としたかなりの数の開発業務が現在進行中であって、しばしば、白い車体（ｂｏｄｙ ｉｎ ｗｈｉｔｅ）と呼ばれている。自動車用のシャシーや軽金属合金で構成される白い車体の重量は、安全や耐久性の要求を満たすために設計されたスチール製フレームよりもかなり軽い。白い車体のような軽金属合金を利用した作られた車両は、その性能を犠牲にすることなく燃費を向上させている。さらに、もし、前記合金にアルミニウム合金をしようすると、スチール製フレームを持つ車両よりも、より簡単に再利用でき、腐蝕耐性も向上している。加えて、知られているのは、立体骨組み技術（ｓｐａｃｅ ｆｒａｍｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に利用されている白い車体は、破壊や転覆による衝撃の吸収と分散と同様、自動車の通常の操作条件で起こる力の分散したり吸収したりしている。
【０００３】
詳細な説明の方法により、前記立体骨組みは、構造的な角材や円柱材を使った格子造りの骨組み物であり、それら端に一緒に結合される。これらの立体骨組みの構造的な部品は、時折直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）として参照されるが、ボルト、リベットや折り曲げた釘のような機械的手段や、溶接や接着などの方法、或いは前記手段の組み合わせによって結合される。その他に、立体骨組み物の直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）の接合方法には、分離した接合部品や結合部品によるものがあり、直状物にフィットするように設計された結節（ｎｏｄｅｓ）として参照されている。前記直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）は、前記文献を参照した良く知られる結合方法によって、結節と確実に結合される。本技術の例として、アメリカ国特許４，６１８，１６３がある。これが関係するのは、直状物や結節を含む自動車シャシーである。この特許は、ここにあたかも公にしたかの如く文献により、ここで具体化されている。もし前記直状物が結合物や結節などの手段によって結合させられるならば、前記結節は、分離した製造制御の中で、典型的に鋳造され、その他に形成される。もし直状物が、ボルトやその他の結束物にてそれぞれのその他のものや結節に機械的に結合させられるならば、複数の部品に、適当な穴を施されなければならない。部品を結合する硬化を得るために、代替的にあるいは付加的に、溶接や、ハンダ付け、又は接着剤のような部品や材料が必要になるかもしれない。さらに、一緒に組み立てる様々な部品における許容範囲が必ず存在する。つまり、穴若しくは突起と穴との調整、あるいは、溶接、ハンダ付けや接着剤による結合のためにそれぞれの表面をフィットする調整のためである。最後に、前記の完全な骨組みは、慎重なステップにより組み立てられる。この行程に含まれるのは、個々の直状物と結節あるいは他の直状物との結合や、部分組立体を形成する部品類及び、それに続く様々な部分組立体を、全体の白い車体の立体骨組みにくみ上げるステップである。前記のように、Ｈａｓｌｅｒらによるアメリカ国特許４，６１８，６１３で述べられているのは、自動車用の立体骨組みシャシーに関してであり、このシャシーは、多数のチューブ状軽金属直状物で作られており、この直状物は、これもまた軽金属で出来た結合部品とともに組み上げられている。Ｈａｓｌｅｒらは、結合又は受け部品にある凹部にこれらチューブ状端部分を組み込んだチューブ状部品の利用について言及している。しかしながら、この技術の欠点は、組立体又は部分組立体に組み立てられた最後の部品が、構造物の折り曲げにより設置されるところである。Ｈａｓｌｅｒらによる伸長された骨組み部品は、溶接、ハンダ付け或いはセメント付け若しくはボルト、スクリューやリベットなどの機械的締め具の使用により結合部品に固定される。
【０００４】
Ｆｕｓｓｎｅｇｇｅｒらによるアメリカ国特許５，３８１，８４９では、押し出しアルミ骨組み部品のように、穴部分の端上にある結合部品の溶接方法に関し言及している。この方法によれば、穴部分の端は、栓の近くにある前記端とともに鋳型の中におかれる。これは、ここに鋳造材料が侵入しないためである。この方法は、押し出し骨組み部品同士の結合には使用できないが、むしろ鋳造骨組み部品同士の結合には使用できる。これら鋳造骨組み部品は複雑な固形の構造を持っており、複雑な鋳型にて製造される。加えて、Ｆｕｓｓｅｎｅｇｇｅｒらにより述べられている鋳造物は、かなりの大きさを持ち、この方法により形成される骨組み構造物はかなりの重さになる。明確に望まれるのは、簡単な行程により立体骨組み部品を結合することであり、この行程は製造ステップを最小限にし、接合部分での許容範囲を代償し、経済的に行われることである。
【０００５】
本発明が提供する接合構造物は、理想的には、アルミニウムで出来た組立体及び部分組立体の製造に利用されるのに適している。特に、代替接合構造物やこの製造方法は、白い車体の車両の組立を容易にする。本発明における摩擦溶接接合物が提供するのは、直状物（ｌｉｎｅａｌｓ）、シート、鋳造物、又は押し出し組立部品らとともに使う部品である。
【０００６】
本発明に含まれる接合構造物は、両端をもつ直状部材とともに用いる初期部品であり、少なくとも一つの二番目の部品は表面とこの表面から伸びる突起及び突起面の終点を持ち、前記二番目の部品は前記突起から伸びた開口部分で定義され、開口部の中で前記直状部材を受け入れる。故に、前記突起表面と前記直状部材の前記端は接することになる。また、前記接合構造物は、前記直状部材の前記端と突起面との接合部分上に蓋部材を適用している。好ましくは、前記蓋部材は、前記初期部品の前記端と前記突起面に、摩擦鋳造されるのがよい。前記突起は、内部径をもっている。また、前記突起は、前記突起前記突起面の近似した初期径から、そこから離れた二番目の径にかけて傾斜しており、前記突起と前記直状部材との間には開口部で定義された隙間がある。
【０００７】
スリーブは、前記隙間の中にあり、一番目の面と二番目の面を持っており。故に、前記隙間の中に配されると、前記スリーブの前記二番目の面は、前記蓋部材の直前に存在する。前記スリーブは、好ましくは、不連続なほうがいい。なぜなら、前記スリーブの直径は変えることができ、前記二番目の面は、前記蓋部材の内部面を持つ前記スリーブを取り外し可能な連結する手段を含むかもしれないからである。前記スリーブは、前記蓋部材と適合するための多くの歯を持つようなものである。前記スリーブに適した材料として、アルミニウム、スチールやプラスチックが含まれる。前記スリーブの初期径が前記二番目の径より小さいと、前記スリーブの外表面は、反対側の方向、前記突起内部径の前記傾斜方向の反対に傾斜し、前記突起と連結のために適合した多くの前述部品類が含まれる。
【０００８】
本接合構造物は、他の前記直状部材の他端を受け入れるために適合した他の２番目の構造物を含むかもしれない。その中には、前記初期部品と二つの二番目の部品は、車両の部分組立体を構成するものがある。初期部品は、シート品、押し出し品、及び鋳造品などのアルミニウム製品かもしれない。二番目の部品は、シート品、押し出し品、及び鋳造品などのアルミニウム製品かもしれない。少なくとも、前記直状部材の一端が円形の切断面であると、両端との間の中央部分は、その端が交差した円形状であるよりも、異なる切断面形状を持つかもしれない。切断面の形状が円形ではない中間部分をもつ直状部材は、車両用の白い車体の部分組立体に対する組立部品に適したものとして、シート品、押し出し品、鋳造品であるかもしれない。直状部材をくみ込んだシート品には、ビーズのような教化手段が、その端近傍に含まれるかもしれない。
【０００９】
本発明に含まれる方法は、白い車体なる車両に用いられる接合部品を製作する方法であり、以下のステップで構成される方法である。（１）一対の端を持ち直状部材をもつ一番目の部品を、一つの表面とそこから伸びる突起を持ち開口部を持つ二番目の部品に組み込む行程である。前記突起からは前記開口部が伸びている。故に、前記突起の端と、前記直状部材の前記端は、境界線を共にしている。そして、（２）前記直状部材と前記突起との前記境界線の上に蓋部材を取り付ける行程である。この取り付ける行程は、好ましくは、摩擦鋳造により行われるほうがよい。隙間は、前記二番目の部品突起と前記直状部材との間で定義される。そして前記方法は、さらに前記隙間との間にスリーブを入れる行程も含む。この隙間は、不連続な輪を含む。故に、スリーブの径は、その最大及び最小の制限の中で、変更可能である。このスリーブは、最初の面と二番目の面を持つ。故に、前記二番目の部品突起と一番目の直状部材である部品との間に位置取ると、この二番目の面は、前記蓋部材の近傍にくる。前記スリーブの不連続な二番目の面は、前記接合部品の摩擦鋳造行程中での、前記スリーブの二番目の面と前記蓋部材との間の境界面の連続性は、切断を容易にする。
【００１０】
さらに本発明に含まれるのは、一つの組立体である。これは、一対の端部を持つ直状部材を含む第一番目の部品であり、少なくともその一つの端部には、円形の切断面からなる形状を持っている。また、前記組立体は、一番目の面及び二番目の面なる体部分を持つ蓋部材があり、前記蓋部材は、前記直状部材にある前記円形の切断面の端に、好ましくは摩擦鋳造法により、結合された部分を持っている。さらに、前記組立体は、体部分をからなる構造部品を持っており、この体部分は、前記一番目の部品の中に開口部を持つことで定義される。この一番目の部品は、この開口部を受けた形である。故に、前記蓋部分は、前記構造部品の体部分のない表面に固定されることになる。つまり、前記二番目の構造部品の中に前記直状部材の前記円形の切断面端部が固定されることになる。保持手段の一つの具体例として、前記蓋部材の体部分及び前記構造部品の体部分のそれぞれにて内径が定義され、ボルトが、前記蓋部材及び前記構造部品内にある前記直状部材の円形状の切断面の端部分を保持されるための前記構造部品から前記内径にかけて伸びる。好ましくは、前記構造部品の体部分の該表面に対するボルト上にナットを取り付けることである。代替的に、前記蓋部材から前記構造部品の大部分にある内径にびょうを取り付け、前記構造部品の体部分の外表面に対してある前記びょうにナットを取り付ける。その他の前記保持手段の具体化例として、前記構造部品内部に、前記直状部材の円形切断面の端部を保持することである。この構造部品は、例えば、前記蓋部材と前記構造部品の体部分との間で、摩擦攪拌鋳造、レーザー鋳造及び機械的な取り付けを施された接合部を介している。
【００１１】
前記蓋部材は、環状のリム（ｒｉｍ）を含むかもしれない。このリムは、前記直状部材にある前記二番目の面から伸びている。この直状部材は、前記リム内にあある二番目の面に摩擦鋳造されている。故に、このリムは、前記直状部材の外部を沿って伸びている。代替的に、この環状のリム自身は、前記直状部材に摩擦鋳造されるかもしれない。別の具体化例として、前記蓋部材はが含むのは、環状の鋳造面であり、この面は、前記リムとは空間的に離れた位置にある前記蓋部分の二番目の面から伸びている。前記直状部材は前記環状鋳造面に摩擦鋳造されている。
【００１２】
最後に、本発明が含むのは車両用の衝撃吸収部品に関するものであり、上述した摩擦鋳造接合により取り付けられたものである。この衝撃吸収部品は、少なくとも、円形の切断面の一端部と、この円形一端部に摩擦鋳造されたブラケットを持つ、伸長した衝突箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）を含む。このブラケットはチャンバーで定義される突起を含む。このチャンバーは、その内部に前記円形一端部を受け入れ、前記ブラケットに摩擦鋳造されている。前記衝突箱のそれぞれの端部は円形の切断面なる形状を持ち、ブラケットがそれぞれの円形端部に摩擦鋳造されている。前記ブラケットの一つは車両に取り付けられ、その他のブラケットはバンパーに取り付けられるかもしれない。
【００１３】
上述は、他の特徴や本発明の利点と同様、以下の数枚の図と組み合わせて、前述の具体例の詳細な記述を考慮することを通してより完全に理解することができる：
図１は、摩擦鋳造装置を図示したものであって、本発明の接合構造物の製造に使用することができる。
図２は、本発明における接合構造物を組み込んだ白い車体構造物の部分組立体である。
図３は、本発明における接合構造物の詳細な切断面図である。
図４Ａ及び４Ｂは、本発明における接合構造物に使用する直状部材の実寸図である。
図５は、スプリットリング（ｓｐｌｉｔ−ｒｉｎｇ）形状をした挿入可能なスリーブの実寸図である。
図６は、本発明における接合構造物の詳細な切断面図である。これは、直状構造物と二番目の部品との間にある隙間に挿入可能なスリーブをくみ込んでいる。
図７は、不連続面を有した挿入可能なスリーブの実寸図である。
図８は、図７に示した挿入可能なスリーブを含んだ接合構造物の詳細な切断面図である。一番目と二番目の構造物を配している。
図９は、脱着可能なように蓋部材が接合した挿入可能なスリーブの詳細な切断面図であり、本発明の接合部品である。
図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の代替可能な具体例の切断面の側方図である。これは、傾斜があり溝を有する挿入可能なスリーブがくみ込まれている。また、前記溝を有する挿入スリーブと表面が接合した溝を有するスリーブの切断面である。
図１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃは、本発明の接合構造物を組み込んだ組立体を図示したものである。
図１２は、本発明の特徴物を組み込んだ組立体の実寸図である。
図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明によるその他の組立体を図示したものである。
図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄは、直状部材をくみ込んだ蓋部材に関する様々な具体例を図示したものである。
図１５Ａ及び１５Ｂは、接合構造物を取り込んだ改変物を図示したものである。
図１６は、摩擦鋳造物をもつバンパー組立体を図示したものである。
図１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃは、衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）組立体の代替式摩擦鋳造接合物を図示したものである。
【００１４】
これ以降の記述の目的において、本発明に関連する以下の用語、つまり、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「先端」、「底面」あるいはこれら派生語は、前記図に由来するものである。しかしながら、理解されるのは、判例を特定的に表現した箇所を除けば、本発明は、様々な代替製造物や行程を仮定するものである。また、理解されるのは、図示され、続く特性を記載した部分にある特定の装置（ｄｅｖｉｃｅｓ）や行程は、本発明の具体例を簡単に例示したものである。従って、ここに示した具体例に関連する特定の寸法やその他の物理的特性は、限定として捉えられるものではない。
【００１５】
本発明の一つの接合構造物は、摩擦鋳造を介した蓋部材の利用を伴う同軸部品の接合を含む。摩擦接合は固形状態を有する接合行程であり、工作物の回転や移動を伴いながら物理的な圧力を加え、回転や材料の合体物を作り出す。接合面から熱的、可塑的に置き換えた材料を作るためである。通常条件化では、接合面は溶けない。溶加剤、溶剤、遮蔽ガスはこの行程には必要ない。典型的には、製造における摩擦鋳造は、自動の鋳造行程であり、本質的に、円形部品や円形の切断面を持つより適した部品に使用される行程である。摩擦鋳造の基本的なステップは、他の工作物は静止したまま、一つの工作物が回転する。二つの工作物が一緒にセットされ、摩擦鋳造力をかけたまま、同軸にかかった圧力下に置かれる。接合面の摩擦は部分的に工作物を熱し、その結果、アップセッタ鍛造（ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ）や部品の長さを変える。工作物の回転が止まったりアップセッタ鋳造が終ったら、行程は終了する。鋳造物は、融合領域（狭い熱効果領域）がないことや、溶接部周辺での可塑的に変形した材料を得ること（例えば鋳ばり（ｆｌａｓｈ））で特徴付けられる。鋳造の質が依存するのは、適当な材料の選定、接合部のデザイン、鋳造変数（ｗｅｌｄｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅｓ）、そして鋳造後の行程である。多くの材料で受け入れられる鋳造物は、広い範囲での鋳造を決定するパラメーター、例えば、速度や応力、そして鋳造制御時間、を利用したものである。蓋部材がこの発明で使われるのは、摩擦鋳造における工作物の回転としてである。
【００１６】
図１乃至３に戻って、本発明の基本的なコンセプトやその実施を図示している。摩擦鋳造装置を図示したのが図１である。白い車体を有する車両組立体を組み込まれた構造組立部品１０を結合している。構造組立部品１０は、第一及び第二接合物１２及び１４を含んでいる。構造組立部品１０には、第一要素１６があり、直状部材の第一端１８及び第二端２０を持っている。第一要素１６の持つ第一端１６及び第二端２０が図１に示されている。それには、両端に各々別部品にて鋳造され、それぞれの右手側に２２、左手側を２４にがある。第一要素１６の両端には部品２２と２４が配され、実質的には同一で対象のものである。それ故、参照の一セットのみが右手の及び左手の部品のような表現で記述される。これらの専門分野にて理解されるのは、異なる、又は、対称でない部品が第一要素１６部品お両端に結合されるかもしれないし、前記直状部材の一つの端部にのみ第二要素が稀有Ｔ合されるかもしれないということである。
【００１７】
第二要素２２は、第一面２８と第二面３０を持つ体部分２６を含む。体２２は、第一面２８から第二面３０に伸びる開口部３２を持つ。好ましくは、円柱形の突起３４は、第一面２８から伸び、突起面４２で終了する。開口部３２は、突起３４から伸び、故に、第一要素１６の第一端１８はここに受ける。適当に調整されると、突起面４２と第一要素１６の第一端１８は、４４の位置で同一延長上になる。
【００１８】
第一接合１２の三番目の要素は、蓋部材４６である。蓋部材４６は、第一面５０と第二面５２を持つ体部分４８及び先端部分５４を含んでいる。蓋部材４６は、同一延長上にある突起面４２と第一要素１６の第一端１８との上に摩擦鋳造される。故に、４４では、摩擦鋳造装置Ｆに伴う蓋部分４６が接合し、蓋部材４６が圧力下で回転する。蓋部材４６は。蓋部材４６は一分間に約２００乃至１０００回転の速度で矢印の方向Ａに回転される。また、第二面５２は、同一延長上の突起面４２と第一端１８に対して矢印の方向Ｂで押し付けられ、その圧力は１インチ当り約５００乃至２０００ポンド（上記のアプセット値から（ｕｐｓｅｔ ｆｏｒｃｅ）参照）、その時間は約１分である。蓋部材４６の回転速度、前記アップセット力及び鋳造時間は、使用する材料によって変化させるかもしれない。蓋部材４６の第二面５２、突起面４２、及び第一端１８は、すべて同じあるいは違う材料、例えば、アルミニウム合金、スチール、或いはセラミックス、かもしれない。蓋部材４６は接合手段（ｅｎｇａｇｉｎｇ ｍｅａｎｓ）（記載していないが）を含むかもしれない。その例として、摩擦鋳造装置Ｆの摩擦鋳造軸の結合に適した六角穴がある。
【００１９】
図２は、より完全な部分組立体Ｓを示している。例えば、白い車体を持つ車両の後部挿絵のような構成かもしれない。部分組立体Ｓは、空間的な位置取りの中で、複数の鋳造部品Ｃ、複数の直状部材Ｌ、及び複数の押し出し部品Ｅを構成するかもしれない。直状部材Ｌは、鋳造部品Ｃとともに、第一要素１６に関連し、押し出し部品Ｅは、第二要素２２及び２４に間連する。複数の蓋部材４６は、固定された関係の中で、部品Ｃ、Ｌ、及びＥを固定する。本発明における接合構造物の利用では、第一要素１６又は直状部材Ｌは、押し出し又はシート状製品の形で形成されるかもしれない。これ以降で示されるであろう内容は、より改善された行程の利用や、本発明における接合構造物をくみ込んだ直状部材の最終形状を作り出すためのシート状製品の製作論について熟慮することである。図１にある第二要素２２は、例えば、鋳造部品Ｃや押し出し部品Ｅ、を含んでいるかもしれない。鋳造部品Ｃの利用については、突起部３４は、シート状金属の製作の間や、形作られる鋳造物やシート状部品の結合作業の間に形成されるかもしれないし、製品ＣやＥの表面上に突起が押し出されるかもしれない。理解されるべきは、実質的に、図２にある部分組立体Ｓに示されている、部品Ｌと部品Ｃ並びにＥのそれぞれとの間にあるすべての接合部は、本発明により製造することができる、ということである。
【００２０】
図３に示しているのは、接合部１２に使われている代替可能な蓋部材４６である。代替可能具体例である蓋部材４６’は、第一面５０及び陥凹部分６２の周囲にある環状の第二面５２’を持つ体部分４８を含む。その他のすべての観点では、蓋部材４６’の環状の第二面５２’は、蓋部材４６について述べたように、突起部３４の同一延長上の面及び第一要素１６にある第一端１８に接している。接合部１２に関する詳細な切断面図の中で、第一要素１６は、一定でない切断面を持つ直状部材からなるよう示されている。摩擦鋳造接合には、同一延長上端（例えば、突起部３４や端部１８）は円形の切断面を持つこと、が必要であるが、一定でない切断面を持つ押し出し部品をハイドロフォーム（ｈｙｄｒｏｆｏｒｍ）することが可能である。
【００２１】
代替的に、前記第一要素は、シート製品を形成するかもしれない。図４Ａ及び図４Ｂに戻って、いくつかの構造および直状部材の形状を図示した。図４Ａでは、シート状製品中の第一要素１６’は、円形の切断面を持つ第一端１８がある。この代替的具体例である直状部材１６’は、一般的に方形の切断面を融資、その部位は、６２の部分で示されている。円形の切断面を持つ第一端部分１８では、摩擦鋳造が使用され、この直状部材１６が、蓋部材４６を介して第二要素と結合している。好ましくは、第一要素１６がシート状製品を形作っており、このシート状製品は、増強ビーズ（ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｂｅａｄｓ）６４を含み第一要素１６への付加的な剛性を提供している。この合成は、接合形成の間、第一要素１６の摩擦鋳造をしやすくしている。このビーズ６４は、打ち抜き加工（ｓｔａｍｐｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）によりシート状製品を形作っている。図４Ｂにある詳細図が示すところでは、シート状製品を形成している第一要素１８にある第一端１８は切断面接合部６６を有している。接合部６６は本発明における接合構造物に従った第一要素１６の摩擦鋳造を容易にしているが、この接合部６６の強度を増加させるために、好ましくは、このシート状製品の端部は、６８及び７０の部分で重なり合っている。たとえば、摩擦鋳造を行っている間のこの蓋部材の回転は、時計回りであり、図４Ｂの端部１８で起こっていると推測すると、好ましくは、重合部分７０は、７２の位置で平滑に（ｂｌｕｎｔｅｄ）、丸く形成されていることである。これは、この蓋部材が高回転でなされる摩擦鋳造工程の間に、接合部に対する損傷を最小限に食い止めるためである。重合端６８は７４の位置で丸く形成され、平滑化する必要はない。
【００２２】
図１及び図３で示された突起部３４は、同一体として第二要素２２に組み込まれている。図５に示したような他の例では、分離した突起部８０のような形で、部品２２に固定されているかもしれない。突起部８０は、鋳造部品かもしれないし、適した突起面を有する４２を形作る部品２２に鋳造されているかもしれない。本発明における接合物としてその他の好ましい形状は、本接合部からその他の車体構造物に対する接合物にかけて、負荷を伝達するような手段を提供する。図１、３、及び４示した接合物は、第一要素１６と突起部３４もしくは８０との間の間隙部で定義される。第一要素１６と突起部３４もしくは８０との間に間隙部が生じるかもしれない。というのも、摩擦鋳造あるいはその他の代替的な結合方法を介して形作られた最終接合物のための固定を行う際、部品の組み立てに対する空間的な体制を形成するためである。したがって、図５及び６に示したスリーブ８２は、実質的に第一要素１６と第二要素２２にある突起部３４若しくは８０との間にあるいかなる間隙部をも埋め合わせるために使用されるかもしれない。図５を参照すると、スリーブ８２は、突起部８０と第一要素１６にある第一端１８との間にある間隙部８４に組み込まれている。具体例において、突起部８０の内部面は、突起面４２近傍の第一径からそこから離れた位置にあるいより小さい第二径にかけて内側に傾斜している。理解されるであろうことであるが、スリーブ８２に関するいくつかの具体例が、この具体例における接合構造物における結合にしようされるだろう。
【００２３】
図６に示すように、スリーブ８２は、環状構造を有する部品であり、不連続な形状をしている。つまり、スプリット８８は、スリーブ８２が最小及び最大限度の間で変化しうるような内部径をもつことを許容することで定義する。このスリーブ８２は突起内部面８６と第一要素１６との間に挿入できるよう適合化されている。故に、蓋部材４６は、前記間隙間にあるスリーブ８２を固定している。図５に示すように、スリーブ８２に存在する第一面９０は、突起面４２及び第一要素１６にある第一端１８とで同一延長線を形成している。蓋部材４６を介したこれら部品による接合物の結合の間、スリーブ８２は、そこで、摩擦鋳造される。代替的に、その他のさまざまな接合物は、この接合構造物による部品を固定的に保持するために使用されるかもしれない。
【００２４】
摩擦鋳造工程において、スリーブ８２を含まないよう希望されるかもしれない。これは、図７に示したようなスリーブ８２’を使用することを伴うかもしれない。代替的なスリーブ部品８２’が含むのは、スプリット８８である。スプリット８８は、スリーブ８２’に内部径を与え、スリーブ８２’は所定の最小径から最大径に変化させる。しかしながら、スリーブ８２とは異なり、スリーブ８２’は不連続外表面９０’を持ち、特に蓋部材４６の摩擦鋳造の実施を最適にしている。不連続面９０’は、多数の空間的に離れた歯９２を含んでいる。この歯９２は、第一面９０’と蓋部材４６との間にある接触面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を分離するのに寄与している。したがって、摩擦鋳造物や未成熟な折れ曲がりを有する前記歯などの過剰の酸化物引き入れを起こすことになる。このことは、蓋部材４６と第一面９０’との間に、しっかりしたかつ強力な摩擦鋳造物の形成を防止する。結果として、一旦、突起内表面８６に密接に接触するような摩擦鋳造工程の間、スリーブ８２’が蓋部材４６によって押し付けられると、スリーブ８２’は、蓋部材４６が急速に原則した場合でも、回転することなくその場にとどまることになる。言い換えれば、スリーブ８２’は、スリーブ８２’にある面９０と蓋部材４６との間に形成された劣化した鋳造物を分断することにより、最終段階にある圧縮鋳造工程において、減速する蓋部材４６から分離される。図８に示すように、スリーブ８２’は、たとえば０．５ ｍｍ程度、突起面４２を超えて形成されるかもしれない。蓋部材４６が突起面４２及び第一要素１６の端部１８に対して設置されると、スリーブ８２’は、スリーブ８２’に存在する歯９２の端部が突起面４２と端部１８とで同一延長線を形成している間、突起部８０にある傾斜した内表面８６に押し付けられる。
【００２５】
代替的な蓋部材４６’は、代替的なスリーブ８２’に結合された形で、図９に示されている。歯９２は、若干、陥凹部分６２に押し付けられている。この押し付けは、スリーブ８２’の内部にあるスプリット８２’によって容易に行われる。この具体例は、摩擦鋳造の前段階あるいは組み立て工程の最終段階にて組み合わされるかもしれない。この工程が保証されるのは、端部１８と突起面４２が蓋部材４６’のもつ第二面５２’と接している間、突起内表面８６と第一要素１６の外部表面との間にある間隙の間にスリーブ８２’が挿入されることである。
【００２６】
本発明のその他の具体例を図１０Ａ及び１０Ｂに示した。図中において、第二要素１００が含むのは、突起面１０４をもつ環状物１０２が完全に組み込まれていることである。第一要素１６は、環状物１０２の中にある傾斜した開口部１０６の内部に埋め込まれている。故に、端部１８は突起面１０４と同一延長上にある。環状物１０２の内部面１０８は、突起面１０４の近傍の第一径からそこから離れた第二径にかけて増加する径を有する。スリーブ１００は、第一要素１６と環状内表面１０８との間にある開口部１０６の中に受けられている。スリーブ１１０は、傾斜した壁面１１２を持ち、この壁は、傾斜した開口部１０６と強固に接したサイズを持っている。壁部１１２は、多くの鋸歯状部１１４を含み、これらは、壁部１１２とそれぞれの第一要素ならびに環状内表面１０８との間の機械的な結合を促進している。この具体例は、特に第二要素の鋳造に適しており、図１、５、及び８に示した改変品への利用を妨げるような物理的な制限がある。
【００２７】
蓋部材を直状部材に結合するという上記に述べた観念を構築するために、特にここに、図１１乃至１５のような組み合わ品に関して示した。これらの図は、他の部品をそこに組み込むための結合端を持った直状物でを組み込んだ組立体で、自動車用の構造物用に設計されたものである。特に、結合端や蓋部分を持つ部品を直状物に結合するより好ましい接合工程として摩擦鋳造やフラッシュ溶接（ｆｌａｓｈ ｗｅｌｄｉｎｇ）を用いているのもかかわらず、この観念（ｃｏｎｃｅｐｔ）は、与えられた応用例に対する費用面を考慮し、かつ、この直状物にかかる熱を最小限にした他の接合工程によって準拠されたものと理解されている。この例として、マグナフォーミング法（ｍａｇｎａｆｏｒｍｉｎｇ）、ＭＩＡＢ（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｉｍｐｅｌｌｅｄ ａｃｔ ｂｕｔｔ ｗｅｌｄｉｎｇ）法、レーザー鋳造、及び低熱注入型ガス金属アース溶接（ｌｏｗ ｈｅａｔ ｉｎｐｕｔ ｔｙｐｅ ｇａｓ ｍｅｔａｌ ａｒｃ）法などがある。このようなより基本工法では、蓋部材が確かなさらなる結合手段が組み込まれた直状物に、蓋部材を組み込む工程や、蓋部材及び直状物を組み込んだ組み立て品を他の部品へと組み立てる工程を含んでいる。これらステップを図１１Ａ乃至１１Ｃに示した。これらが含むのは、２１０（図１１Ｃ）なる特徴物で示した参照図で示された構造組立体が、第一要素２１６（第一端部２１８及び第二端部２２０を持つ）と右手−及び左手−構造を持つ部品２２２並びに２２４との間に形成した第一及び第二接合物２１２並びに２１４を含む特徴物である。その他の接合物は図示されているが、ここでは述べない。
【００２８】
図１１Ａに戻って、蓋部材２４６は、体部分２４８、第一面２５０、第二面２５２及びそれらから伸びる２５４を持つ。蓋部材２４６は、ボルト２５６のような結合手段を介した穴として定義され、それらの中に固定されている。ボルト２５６は、貫通部２５８を有し、ナット２６０を受け入れるような形状をしている。ボルト２５６は、接着あるいは鋳造などの数々の適当な工程により、蓋部材２４６の内部に保持されているかもしれない。蓋部材２４６は、第一要素端部２１８及び２２０と面部２５２とを摩擦鋳造したものを介して第一要素２１６に結合されている。図１１Ｂに示したように、貫通ナット２６０は、貫通ボルトの結合に供されている。組立体２１０にて作成される例として、例えば図１１Ｃや図１２のように図示される。それぞれの構造組立体２２２及び２２４は、第一要素２１６が受け入れられた開口部を定義する。ここに、蓋部材２４６を組み込んだ第一要素２１６の二つを、構造部品２２２と２２４との間に配する。ナット２６０及びボルト２５６に付加的にロックワッシャ（ｌｏｃｋｉｎｇ ｗａｓｈｅｒ）を、蓋部材２４６を介して壁部に取り付け、あるいは、構造部品２２２及び２２４の体部分を組立体２１０に取り付ける。
【００２９】
図１３Ａに移って、本発明を具体化したその他の組立体（２１０’）の体部分を示している。この中で、適合したワッシャ２６８（例えばＢｅｌｌｖｉｌｌｅワッシャ）が蓋部材２４６の第一面２５０と構造部品２２２の内表面との間に配されている。適合したワッシャ２６８はいくつかの長さを持つ第一要素２１６を組立体２１０’に組み入れることを目的としている。種々の長さを持つ部品を組立体２１０’’に組み込む機構を図１３Ｂに示している。第一要素２１６’は、変形し曲がった体部分２７０を含んでいる。曲部分２７０は、組立体２１０’’の組立の間、第一要素２１６’を圧縮することを許容している。
【００３０】
図１４Ａ乃至１４Ｄに移って、これらは、図１１Ｃ、１２、１３Ａ、及び１３Ｂに示した組立体に使用するための第一要素を固定する蓋部材を用いたいくつかの具体例を示している。図１４Ａは、２１４ａなる「Ｔ接合部」を示している。この接合部は、蓋部材２４６ａと第一要素２１６との間で形成され、蓋部材２４６ａが、上述した方法により加圧下、第一要素２１６に対し蓋部材２４６を回転し摩擦鋳造することにより作られる。図１４Ｂでは、蓋部材２４６ｂは、環状部２７４を持つへり部（ｌｉｐ）２７２を含む。そこに、第一要素２１６が摩擦鋳造され、突合せ溶接部（ｂｕｔｔ ｗｅｌｄ）２１２ｂを形成する。摩擦鋳造の結果、第一要素２１６の外側に鋳ばり（ｆｌａｓｈ）が形成される。構造上、あるいは美感の理由から、この鋳ばりは見えないほうがいいかもしれない。鋳ばりを隠すために、代替的な手法として、図１４Ｃ及び１４Ｄを示した。図１４Ｃを参照すると、蓋部材２４６ｃは、面２７８を結合した凹所２７６で定義し、その内部に第一要素２１６が受け入れられている。第一要素２１６には面２７８が接し、そこに摩擦鋳造され、「Ｔ接合部」を形成している。摩擦鋳造で形成する鋳ばりは、第一要素２１６と蓋部材２４６ｖの環状部２７２との間の凹所２７６に集中している。代替的に、図１４Ｄでしめしたように、蓋部材２４６ｄは、接合部品２８０を含み、そこから、実質的に同一の切断面径を持つ面２７８へと伸びている。接合部品２８０及び第一要素２１６は、互いに摩擦鋳造されている。この手段により、蓋部材２４６の環状部２７２と接合部品２８０との間にある凹所２７６には、形成する鋳ばりが集中する。
【００３１】
図１５及び１５Ｂに示したのは、第一要素（直状部材）を固定するその他の機構である。この機構は、図１１Ｃ、１２、１３Ａ、及び１３Ｂに示した代替法であり、組立体の他の体部分を蓋部材へと仮止めする機構である。図１５Ａに示した機構では、蓋部材２４６’は、鋲２５６’と一体化しており、この鋲の目的は、貫通したナット２６０を受け入れるために貫通しているかもしれない。自動ロックワッシャ（ｓｅｌｆ−ｌｏｃｋｉｎｇ ｗａｓｈｅｒ）２６６は、構造部品２４６の外表面とナット２６０との間に配されるかもしれない。図１５Ｂが示すのは、図１４Ａに述べた第一要素２１６に摩擦鋳造するための蓋部材の利用に関して、である。蓋部材２４６の面５０は、構造部品２２４の内表面に、摩擦攪拌鋳造（ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｗｅｌｄｉｎｇ； ＦＳＷ）、若しくはレーザー鋳造（ｌａｓｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ； ＬＷ）を介して２８２の位置で固定されているかもしれない。鋳造の代わりにボルト締め及びリベット打ちが用いられるかもしれない。
【００３２】
蓋部材２４６、２４６’ならびにこれら部品を用いて、直状物２１６、２１６’を仮組立てするのに用いる摩擦鋳造工程が、異なる材料にて製造されるのは、鋳造不可能な場合かもしれない。この例が含むのは、ステンレススチール製の蓋部材を６ｘｘｘ若しくは７ｘｘｘの直状物に、あるいは、７ｘｘｘの蓋部材を６ｘｘｘの直状物に結合する例である。本発明の柔軟性は、自動車構造のデザインや接合様式の種類を広げる。このことにより、それらの白い車体（ｂｏｄｙ−ｉｎ−ｗｈｉｔｅ）組立体や本発明の接合技術が取り込まれるかもしれない。
【００３３】
本発明における摩擦鋳造接合は、特に、バンパーなどの衝撃吸収部品の組立によく適合している。この組立方法は、標準的な組立方法として用いられている方法、つまり鋳造、ボルト締め、あるいはリベット打ちなどよりも、より迅速に、より簡単に、そしてより安価に行うことが出来る。図１６は、衝撃吸収組立体３００を示している。これに含まれるのは、バンパービーム（ｂｕｍｐｅｒ ｂｅａｍ）３０２に衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）３０４が、バンパーブラケット（ｂｕｍｐｅｒ ｂｒａｃｋｅｔ）３０６を介して、結合しており、バンパーブラケット３０６のもう一方の端には、結合ブラケット（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｂｒａｃｋｅｔ）３０８が結合している。結合ブラケット３０８は、車体に対して取り外し可能な形状をしている。バンパーブラケット３０６は、バンパービーム３０２に、３１０にて示したガス鋳造溶接（ｇａｓ ｍｅｔａｌ ａｒｃ； ＧＭＡ）を介して固定されている。衝撃箱３０４は少なくともその一端が円筒状をしている。このように、衝撃箱３０４は、バンパーブラケット３０６および結合ブラケット３０８に摩擦鋳造されている。この摩擦鋳造は、図１７Ａに示されている。鋳ばり３１２は、摩擦鋳造接合部にて形成する。鋳ばり３１２は、鋳造が終了した後、続く工程にて機械的に取り除くことができる。代替的に、図１７Ｂにて示したように、結合ブラケット３０８’は、開口部を伴った突起部３１４を含む場所に用いられるかもしれない。この開口部は、鋳造面３１８による一部に結合した陥凹部分３１６の中へ伸びている。衝撃箱３０８は、陥凹層（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｃｈａｍｂｅｒ）３１６内部の面３１８に摩擦鋳造されている。摩擦鋳造工程中に形成される鋳ばり３１２は、陥凹層（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｃｈａｍｂｅｒ）３１６内部に保持されている。同じく、図１７Ｃに示したのは、バンパーブラケット３０６’が、開口部を持つ突起部３２０に含まれているところであり、開口部は、一部に鋳造面３２４を持つ陥凹層３２２の内側へと伸びている。衝撃箱３０４を面３２４へと摩擦鋳造した際形成した鋳ばり３１２は、陥凹層３２２内部に保持される。
【００３４】
摩擦鋳造工程における主題の依存性、つまり、回転エネルギー（例えば、速度論的）および軸方向加重（例えば、圧力）の、接合面における迅速かつ制御された適用のために、この工程は、いくつかの手がかりとなる結果をもたらす。第一に、本工程は、アルミニウムに対し、極めて一定した接合品質を提供する。一般的に、接合部において、好ましくない不連続性は生じない。この結果、製造時におけるこれら摩擦鋳造接合部に対する破壊若しくは非破壊検査の数を大幅に減少することができる。明らかなコスト削減は、この鋳造工程の質に由来するものである。第二に、本工程は、衝撃箱やブラケットの方向的な耐性への依存度が極めて低い点にある。これは、これら部品の耐性の保持に関連した消耗品や費用を顕著に減少する。円筒形の衝撃箱は、摩擦鋳造接合の準備段階で、簡単にのこ歯切りすることができる。第三に、この工程は、費用のかかるステップ、つまり、他の鋳造工程に由来する表面処理のような工程、が完全に消滅しないならば、最小限化するだろう。加えて、摩擦鋳造は、部品を硬く、かつ、正確に保持する低熱性負荷（ｌｏｗ−ｈｅａｔ ｉｎｐｕｔ）な工程であるので、衝撃箱やブラケットの結合に妻子、鋳造誘導性の歪曲が極めて起こりにくい。加えて、工程の停止に関してきめ細かい制御を行うことにより、ブラケットの結合に関し、プラスマイナス１％以下の角度精度（ａｎｇｕｌａｒ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を得ることができる。バンパーブラケットをバンパーに結合させるこの限定されたガス金属溶接（ＧＭＡ）鋳造において、組立前に、部品類のすべての機械的穴あけをきわめて可能にしている。さらに、摩擦鋳造は、接合部に対し低熱性の非常に早く適用するので、実用的に、合金の種類に依存しない。基底金属および継ぎ目合金の組み合わせに慎重さを要求するＧＭＡ鋳造工程と異なり、摩擦鋳造では、衝撃箱３０４にブラケット３０６および３０８を結合する工程は、ほとんどすべてのアルミニウム合金を使用し、結合することができる。
【００３５】
評価されるべきは、部分骨格あるいは部分組立体、例えば、エンジン箱（ｅｎｇｉｎｅ ｃｒａｄｌｅｓ）、これは、チューブ状の部品を摩擦鋳造により多面的な面を持った部品（正方形、方形若しくは、曲線型体部分をもつような）切断面を持つようなもの、は、より経済的な製造や組立を可能にするような様々なデザインを容易にする。明らかなように、ここに記述した様々な要素の組み合わせのように、本摩擦鋳造工程の使用には、チューブ状のアルミニウム部品は、多角的な切断面を有する部品に摩擦鋳造されるような押し出し鋳造製品を構成することができる。バンパーにブラケットを結合したバンパーの接合は、ガス金属溶接鋳造に変わって、リベット打ちや、ボルト止めを可能にしている。ブラケットや結合ブラケットを結合したバンパーは、プレス（ｓｔａｍｐｉｎｇ）、鋳造（ｃａｓｔｉｎｇ）、及び／又は、押し出し鋳造（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ）により作られるかもしれない。押し出し鋳造（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ）の場合、直状押し出し鋳造（ｓｔｒａｉｇｈｔ ｌｅｎｇｔｈ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ）法で間単に切断される。
【００３６】
摩擦及び鋳ばり鋳造（ｆｌａｓｈ ｗｅｌｄｉｎｇ）工程は最小限の鋳造準備が必要とされるので、評価されるべきは、受け側および最小限若しくは洗浄を伴わないのこ歯切り部品としての接合部である。これらは、特定の直状部材を取り付ける蓋部材であり、本発明の適用による適切な組立体を導入することにより、有意な経費削減を知らされることになるだろう。加えて、蓋部材への取り付け手段を提供することにより、さらなる経費削減を悟るだろう。この削減は、大変簡単な接合工程、つまり、最終組立段階におけるボルト締めやリベット打ちであるが、の利用によるものである。
【００３７】
本技術分野における熟練者にとって、すぐに理解されるであろうことは、改変品は、前述の概念から隔離することなく、本発明により製作されるであろうことである。このような改変は、この後に述べる請求項、あるいは言い換えた形で異なった表現としてかもしれないが、として考えるべきである。したがって、ここに詳細に述べた極めて具体的な例は、単なる例示であり、本発明のねらい、つまり、付加した請求項及びそこ記載した同等のいくつかならびにすべてのものによって与えられたもの、を限定するものではない。
【００３８】
（特許文献１）
アメリカ国特許４，６１８，１６３
（特許文献２）
アメリカ国特許５，３８１，８４９
【図面の簡単な説明】
【図１】
摩擦鋳造装置を図示したものであって、本発明の接合構造物の製造に使用することができる。
【図２】
本発明における接合構造物を組み込んだ白い車体構造物の部分組立体である。
【図３】
本発明における接合構造物の詳細な切断面図である。
【図４Ａ】
本発明における接合構造物に使用する直状部材の実寸図である。
【図４Ｂ】
本発明における接合構造物に使用する直状部材の実寸図である。
【図５】
スプリットリング（ｓｐｌｉｔ−ｒｉｎｇ）形状をした挿入可能なスリーブの実寸図である。
【図６】
本発明における接合構造物の詳細な切断面図である。これは、直状構造物と二番目の部品との間にある隙間に挿入可能なスリーブをくみ込んでいる
【図７】
不連続面を有した挿入可能なスリーブの実寸図である。
【図８】
図７に示した挿入可能なスリーブを含んだ接合構造物の詳細な切断面図である。一番目と二番目の構造物を配している。
【図９】
脱着可能なように蓋部材が接合した挿入可能なスリーブの詳細な切断面図であり、本発明の接合部品である。
【図１０Ａ】
本発明の代替可能な具体例の切断面の側方図である。これは、傾斜があり溝を有する挿入可能なスリーブがくみ込まれている。
【図１０Ｂ】
前記溝を有する挿入スリーブと表面が接合した溝を有するスリーブの切断面である。
【図１１Ａ】
本発明の接合構造物を組み込んだ組立体を図示したものである。
【図１１Ｂ】
本発明の接合構造物を組み込んだ組立体を図示したものである。
【図１１Ｃ】
本発明の接合構造物を組み込んだ組立体を図示したものである。
【図１２】
本発明の特徴物を組み込んだ組立体の実寸図である。
【図１３Ａ】
本発明によるその他の組立体を図示したものである。
【図１３Ｂ】
本発明によるその他の組立体を図示したものである。
【図１４Ａ】
直状部材をくみ込んだ蓋部材に関する具体例を図示したものである。
【図１４Ｂ】
直状部材をくみ込んだ蓋部材に関する具体例を図示したものである。
【図１４Ｃ】
直状部材をくみ込んだ蓋部材に関する具体例を図示したものである。
【図１４Ｄ】
直状部材をくみ込んだ蓋部材に関する具体例を図示したものである。
【図１５Ａ】
接合構造物を取り込んだ改変物を図示したものである。
【図１５Ｂ】
接合構造物を取り込んだ改変物を図示したものである。
【図１６】
摩擦鋳造物をもつバンパー組立体を図示したものである。
【図１７Ａ】
衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）組立体の代替式摩擦鋳造接合物を図示したものである。
【図１７Ｂ】
衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）組立体の代替式摩擦鋳造接合物を図示したものである。
【図１７Ｃ】
衝撃箱（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）組立体の代替式摩擦鋳造接合物を図示したものである。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004514585.tif 000049
2004514585.tif 000050
【国際調査報告】
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