JP2000130689A - 中空室状の軽量構成部品 - Google Patents

中空室状の軽量構成部品

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JP2000130689A
JP2000130689A JP11296527A JP29652799A JP2000130689A JP 2000130689 A JP2000130689 A JP 2000130689A JP 11296527 A JP11296527 A JP 11296527A JP 29652799 A JP29652799 A JP 29652799A JP 2000130689 A JP2000130689 A JP 2000130689A
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plastics
plate
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Joachim Dr Wagenblast
ヨアヒム・バゲンブラスト
Boris Koch
ボリス・コツホ
Hubert Goldbach
フベルト・ゴルトバツハ
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Bayer AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い機械的負荷を伝達するのに適した中空室
状の軽量構成部品を提供すること。 【解決手段】 高強度材料からつくられた少なくとも一
つの深皿形のハウジング部材（１）、プラスティック
ス、特に熱可塑性プラスティックスからつくられたリブ
付き構造物（２）、および特にプラスティックスとは異
なった高強度材料からつくられた少なくとも一つの板状
被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）から少なくと
も成る中空室軽量構成部品、および該軽量構成部品の製
造法が提供される。該支持構造物（２）はハウジング部
材（１）の内側に対して密着して接触し、特にハウジン
グ部材（１）に連結されている。板状被覆材（４）また
は深皿状被覆材（２０）はハウジング部材（１）と支持
構造物（２）とからつくられる空間の大部分を覆い、そ
の周囲区域（１０）においてハウジング部材（１）の境
界（１０）の少なくとも一部と連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、高強度の材料からつくられた少
なくとも一つの深皿状のハウジング部材、プラスティッ
クスからつくられたリブ付きの支持構造物、および該ハ
ウジング部材および支持構造物からつくられる空間の大
部分を覆い該ハウジング部材に連結されている板状また
は深皿状の被覆材から成る高い機械的負荷を伝達するの
に適した中空室軽量構成部品、並びに該軽量構成部品の
製造法に関する。
【０００２】本発明の軽量構成部品は、高強度の例えば
靭性をもった材料、例えば鋼からつくられた外皮部分、
および該ハウジング部材の空隙を少なくとも部分的に埋
めている、該外皮部分を支持する容易に成形可能な材
料、例えば熱可塑性材料からつくられたリブ付きの構造
物から成る中空室をもつ複合部品である。
【０００３】実際に使用されている高度の負荷をかけ得
る軽量構成部品は、閉鎖構造をもった部材（例えば断面
が正方形、矩形または円形の箱型の部分）または開放構
造をもった部材（例えばＩ−、Ｖ−、Ｌ−、Ｔ−または
二重−Ｔ−型のガーダ）のいずれか、或いは熔接または
接合された金属シートまたは補強されたプラスティック
スのパネルからつくられた要素を含んでいる。また、高
強度で深皿の形をしておりその深皿になった部分を支え
るリブ構造物が備えられた外皮部分を含む開放構造の金
属／プラスティックス複合部材も知られている（ヨーロ
ッパ特許０３７０３４２号Ａ３）。
【０００４】中空室の部材または構成部品と比較する
と、開放構造の部材または構成部品は一般に剛性および
強度が低い。支持用のリブ構造物をもつ構成部品と比較
すると、リブ構造物をもたない軽量構成部品は、屈曲に
よる応力をかけると役に立たなくなる欠点をもってい
る。材料のもつ強度特性よりも著しく低い荷重がかかっ
た場合でもこのようなことが起こる。支持用のリブ構造
物をもつ開放構造の複合部材または部品をリブ構造物を
もたない公知の中空室式の軽量構成部品と比較すると、
開放構造の複合部材の剛性および強度はリブ構造物があ
るにも拘わらず全体として著しく低い。
【０００５】従って本発明の目的は、金属からつくられ
た公知の中空室の部品または部材のもつ高い剛性および
強度をもち、同時に複合部材または部品（ヨーロッパ特
許３７０ ３４２号に対応する部材）におけるように屈
曲の結果役に立たなくなる傾向が著しく低い上記に述べ
たような型の構成部品を提供することである。特に、該
構成部品を変形した際にエネルギー吸収能力は著しく増
加しなければならない。過負荷の領域において特にそう
である。
【０００６】本発明に従えば、上記目的は、少なくとも
部分的に閉鎖構造をもつ中空室部材または部分から成
り、該中空室はその中に配置されたリブ構造物によって
機械的に支持されている構成部品を提供することによっ
て達成される。
【０００７】本発明は、高強度材料、特にプラスティッ
クスとは異なった材料、特に好ましくは金属からつくら
れた少なくとも一つの深皿の形をしたハウジング部材、
および該ハウジング部材の内側に密着して接触し特に該
ハウジング部材と連結されているプラスティックス、特
に熱可塑性材料からつくられた支持構造物、および特に
プラスティックスとは異なった高強度材料、特に金属か
らつくられ，該ハウジング部材および該支持構造物から
つくられる空間の大部分を覆い、その周辺区域において
該ハウジング部材の境界の少なくとも一部と連結されて
いる少なくとも一つの板状被覆材または深皿状被覆材か
ら少なくとも成る高度に機械的応力をかけ得る中空室状
の軽量構成部品に関する。
【０００８】支持構造物はまた板状被覆材または深皿状
被覆材に密着して接触して（ａｎｌｉｅｇｅｎ ａｎ）
いることができる。
【０００９】構成部品の外皮部分は少なくとも二つの部
分（ハウジング部材および金属のカバーシート）から成
り、これらは高強度の材料（例えば鋼、アルミニウム、
マグネシウムまたはプラスティックス複合体）からつく
られている。
【００１０】支持構造物を挿入して適宜その端を閉じる
ような構造のパイプを考えることもできる。この場合ハ
ウジング部材および深皿状被覆材は一体になるようにつ
くられる。
【００１１】支持構造物はリブ付きの支持構造物であ
り、好ましくは随時繊維で補強された熱可塑性材料（例
えばＰＡ、ＰＢＴ、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＣ）、および補強
された形（例えばガラス繊維で補強されたもの）と補強
されない形の該材料の混合物からつくられる。
【００１２】リブ付きの支持構造物は、軽量構成部品の
壁を内側から支え、該構成部品に作用する力を均一に分
布させる空間的な物体を意味する。支持構造物は平行な
リブ、他のリブに対してある角度をなすリブ、または互
いに交叉するリブをもっていることができる。
【００１３】支持構造物が係合により固定する方法で
（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）、特に射出成形によ
りハウジング部材に連結されている軽量構成部品が好適
である。 支持構造物の上に成形されて取り付けられ、
プラスティックスのリベットの形に変形された植込ボル
トを用い係合により固定する方法でハウジング部材に連
結された軽量構成部品が特に好適である。
【００１４】本発明の軽量構成部品の一変形において
は、板状被覆材または深皿状被覆材が同様にしてプラス
ティックスでつくられた支持構造物に取り付けられてい
ることを特徴としている。
【００１５】板状被覆材または深皿状被覆材は、その外
側、特にハウジング部材への連結区域において、その上
に熱可塑性材料を部分的にまたは完全に噴霧または被覆
することができる。
【００１６】板状被覆材または深皿状被覆材がお互いの
真上にある場所で、特にお互いの上方にある深皿状被覆
材およびハウジング部材の中の孔の区域で、熱可塑性プ
ラスティックスによって係合により固定する方法でハウ
ジング部材に相互に連結されるように軽量構成部品を設
計することが有利である。
【００１７】本発明の軽量構成部品の好適な一変形にお
いては、熔接により、或いは例えば超音波熔接によって
取り付けられたプラスティックスのリベットにより（植
込ボルト熔接と呼ばれる）深皿状被覆材または板状被覆
材が支持構造物および／またはハウジング部材に連結さ
れ、支持構造物のリブ上に取り付けられたプラスティッ
クスの植込ボルトは係合により固定する方法で深皿状被
覆材または板状被覆材の後方の切り込みと係合してい
る。
【００１８】深皿状被覆材または板状被覆材は、お互い
の上方にある面を熔接することにより、特に例えばプラ
スティックス／プラスティックスまたはプラスティック
ス／使用材料の接合をつくる摩擦熔接により、お互いの
上にある縁を熔接することにより、スポッと熔接、接
合、フランジ付け、クリンチ（ｃｌｉｎｃｈ）、リベッ
ト止め、プラスティックスのリベット止め、プラスティ
ックスの植込ボルトの熔接、またはこれらの方法の任意
の組み合わせにより、支持構造物および／またはハウジ
ング部材に連結することができる。
【００１９】支持構造物は、好ましくはハウジング部材
の壁の孔および／または波形部分の区域において射出成
形により係合により固定する方法で、ハウジング部材の
壁に連結されている。
【００２０】支持構造物はまた押込み連結または嵌め込
み連結により係合により固定する方法でハウジング部材
に連結することもできる。
【００２１】その代わりに或いはそれと一緒に、接合お
よび／または熔接による連結により、材料により固定す
る方法（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）で支持構造
物をハウジング部材に連結することができる。
【００２２】ハウジング部材、板状被覆材または深皿状
被覆材は、互いに独立に、特に金属シート、好ましくは
鋼またはアルミニウムのシート、または加圧ダイカスト
された部材、好ましくはアルミニウム、亜鉛またはマグ
ネシウムからつくられた加圧ダイカスト部材、或いは繊
維で補強されたプラスティックスまたはプラスティック
ス複合体から構成されている。
【００２３】軽量構成部品の支持構造物のプラスティッ
クスは特に補強および／または充填され熱可塑性材料で
あって、好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリア
ミド（ＰＡ）、ポリブチレンテテフタレート（ＰＢ
Ｔ）、またはポリプロピレン（ＰＰ）である。
【００２４】本発明の軽量構成部品は、ハウジング部
材、板状被覆材または深皿状被覆材の中に該ハウジング
部材、板状被覆材または深皿状被覆材から作られる空間
へ至る部分的な機能をもった開口部を備えていることが
できる。
【００２５】別法として、支持構造物がハウジング部材
の中だけにあるように軽量構成部品を設計することもで
きる。この場合支持構造物はハウジング部材および板状
被覆材または深皿状被覆材を連結することにより固定さ
れる。
【００２６】中空室の複合構成部品は種々の方法でつく
ることができる。この点に関し異なっているのは主とし
てリブ構造物をハウジング部材に取り付ける方法および
種々の外側の部材の連結方法である。
【００２７】１．材料を変形させて係合により固定する
方法でリブ構造物をハウジング部材に取り付ける方法。
【００２８】この好適な製造法では、射出成形による方
法、および前以て成形されて取り付けられた連結要素に
よりプラスティックスのリベットで連結する方法の両方
で連結を行うことができる。両方の場合ハウジング部材
には孔が備えられ（例えば孔をもった金属シート）、こ
の孔を通し係合により固定する方法でリブ構造物に対す
る連結を行うことができる。
【００２９】射出成形による連結の場合には、開放構造
のハウジング部材を先ず射出成形機の上に載せる。リブ
構造物の成形およびハウジング部材への連結は両方とも
射出成形工程により達成される。プラスティックス材料
は液体の形で射出成形機の中に注入されるから、この材
料は該孔を通りハウジング部材の中に流れ込み、孔の後
方にリベットのヘッドをつくることができる。次いで少
なくとも一つの他の外側の部材（ここでは板状被覆材ま
たは深皿状被覆材と呼ばれている）を取り付け（例えば
熔接し）中空室の構成部品を完成する。
【００３０】また、プラスティックスのリベットを用い
ても（植込ボルトによる熔接）、同様にしてリブ構造物
をハウジング部材に連結することができる。この場合に
は先ず、ハウジング部材には取り付けられていないが連
結用の植込ボルトが成形で取り付けられた形で、リブ構
造物を別に射出成形する。次に外側の部材（ハウジング
部材および板状被覆材）をリブ構造物の周りに配置し、
この工程で連結用の植込ボルトが外側の部材の孔を通っ
て突き出すようにする。次いで変形工程（例えば超音波
による熔接）により連結用の植込ボルトを変形させ、リ
ベットのヘッドをつくる。この工程ではこの最終的な熔
接操作により必要な外側の部材をリブ構造物の周りに適
切な方法で配置して軽量構成成分を完成することができ
る。
【００３１】２．挿入、押込みまたは嵌め込みを用いる
係合により固定する方法でリブ構造物をハウジング部材
に連結する方法。
【００３２】他の好適な方法であるこの方法においても
同様に先ず別の分離した構造物をつくる。この場合もい
くつかの可能な方法がある。一つの方法では、押出され
た部材からリブ構造物を成形し、これを単に軽量構成部
品の外側の部材（ハウジング部材および板状被覆材また
は深皿状被覆材）の間に置くだけでよい。次いで外側の
部材を連結することにより係合による固定が得られる。
他の方法では、成形された植込ボルトが取り付けられて
いる射出成形されたリブ構造物を使用し、この植込ボル
トを同様に軽量構成部品の外側の部材の間に配置し、軽
量構成部品の外側の部材を連結することによりリブ構造
物と外側の部材との間に係合による固定を行うことがで
きる。この場合には、リブ構造物の成形により取り付け
られた植込ボルトを外側の部材の孔に挿入し、リブ構造
物の外側の被覆材との連結を改善する。
【００３３】３．リブ構造物の材料を変形させることに
よる軽量構成部品の外側の部材の連結 リブ構造物を軽量構成部品の外側の部材に連結するのと
同様な方法で外側の部材（ハウジング部材および板状被
覆材／深皿状被覆材）を互いに連結することもできる。
この場合も同様に予め成形によりリブ構造物に取り付け
られた連結用の植込ボルトを使用し、変形工程によりリ
ブ構造物と種々の外側の部材との間および／または直接
外側の部材の間で係合による固定を達成することができ
る。射出成形により連結を行う場合には、外側の部材は
お互いの真上に置くか、または互いに僅かしか離れてい
ない距離に置かなければならない。これは特に部材の周
辺区域または部分的に波形になった区域で達成すること
ができる。連結用の植込ボルトを超音波により変形させ
て連結を行う場合には、リブ構造物を外側の部材へ直接
連結することも可能である。
【００３４】４．軽量構成部品の外側の部材の材料によ
る固定または係合による固定 金属シートを用いる場合には、スポット熔接、クリンチ
（即ち２枚またはそれ以上のシートを互いに重ね、シー
トの或るいくつかの場所を部分的に変形させて茸形の凹
みをつくることにより連結し、それによってシートを係
合により固定する方法で連結する方法）、または接合に
よって軽量構成部品の外側の部材（ハウジング部材およ
び板状被覆材／深皿状被覆材）を直接材料により固定す
るかまたは係合により固定することができる。外側の部
材がプラスティックス複合体からつくられている限り、
部分的な熔接または同様な接合を用いることができる。
【００３５】外側の部材を連結する他の可能な方法は、
上記１〜４項の方法を種々組み合わせる方法である。従
って、両方の部材にぴったりと合った波形をつけ、これ
にさらに成形によってリブ構造物に取り付けられた連結
用の植込ボルトを変形させる孔を介するリベットによる
連結を組み合わせて、外側の部材の間で係合による固定
を行うことができる。
【００３６】本発明はさらに、少なくとも一つの深皿の
形をしたハウジング部材、少なくとも一つの板状被覆材
または深皿状被覆材、および該部材で取り囲まれた支持
構造物から成る複合構造物の中のプラスティックス／使
用材料複合体として高度に機械的応力をかけ得る軽量構
成部品の製造法において、高強度材料または材料連結体
からつくられた少なくとも一つの深皿状のハウジング部
材の内側にプラスティックスからつくられた支持構造物
を取り付け、次いで高強度材料または材料連結体からつ
くられた板状被覆材または深皿状被覆材を中空室の軽量
構成部品に連結する方法に関する。
【００３７】好ましくは第１の工程において、射出成形
により支持構造物をハウジング部材に取り付け、第２の
工程において支持構造物の一構成部材である植込ボルト
を変形させることにより支持構造物のリブを第２のハウ
ジング部材の壁に係合により固定する方法で連結する。
【００３８】一つの好適な方法は、ハウジング部材を閉
じる前に、板状被覆材または深皿状被覆材にプラスティ
ックスでつくられた自分自身の支持構造物を取り付ける
か、および／またはその上にプラスティックスを用い噴
霧または被覆を行う方法である。
【００３９】板状被覆材または深皿状被覆材は、お互い
の真上にある場所で、特にお互いの上方にある孔の区域
において係合により固定を行う方法で相互に連結し、熱
可塑性材料によって保持することができる。
【００４０】この場合、ハウジング部材間およびプラス
ティックスのリベットとハウジング部材との間の両方に
係合による固定材が存在する。
【００４１】この方法の一変形では、深皿状被覆材また
は板状被覆材を、熔接によるかまたはプラスティックス
のリベット止めによって支持構造物および／またはハウ
ジング部材に連結し、この際支持構造物のリブに取り付
けられたプラスティックスの植込ボルトがハウジング部
材或いは深皿状被覆材または板状被覆材の後方の切り込
みと係合するようにすることが特徴である。
【００４２】好ましくは、深皿状被覆材または板状被覆
材は、お互いの上方にある面を熔接することにより（特
に、プラスティックス／プラスティックスまたはプラス
ティックス／使用材料の結合をつくるための摩擦熔接に
より）、お互いの上方にある縁を熔接することにより、
スポット熔接、接合、フランジ付け、クリンチ、リベッ
ト止め、プラスティックスのリベット止め、プラスティ
ックスの植込ボルトがの熔接或いはこれらの方法の任意
所望の組み合わせにより支持構造物および／またはハウ
ジング部材に連結される。
【００４３】このような連結の型には無関係に、ハウジ
ング部材を閉じる前に、押込みまたは嵌め込みを用い係
合により固定を行う方法で支持構造物をハウジング部材
に固定することができる。
【００４４】またハウジング部材を閉じる前に、接合お
よび／または熔接により支持構造物をハウジング部材に
材料により固定する方法で連結することができる。
【００４５】本発明で得られる利点は次のように言うこ
とができよう。ハウジング部材としてＵ字形の部分を具
備し該ハウジング部材はその中にリブ構造物を含み且つ
スポット熔接によりカバーシートと連結されている閉鎖
構造の交叉したリブを有する軽量構成部品の特性は、リ
ブ構造物を有する開放構造のプラスティックス／金属複
合ガーダ、並びにそれぞれ同じ外側の寸法を有する鋼か
らつくられた中空室部材の特性と同等である。（特性値
は同じ重さの構成部品に基づいている。）交叉したリブ
をもつ軽量構成部品の場合、最大曲げ荷重は開放構造の
複合ガーダと比較して３０％増加し、鋼のシートからつ
くられた中空室部分をもつものと比べれば６０％増加し
ている。
【００４６】交叉したリブをもつ軽量構成部品の捩り剛
性は、開放構造の複合ガーダと比較して１００％高い
（鋼のシート部分だけからつくられたものと同等な捩り
剛性をもっている）。
【００４７】交叉したリブをもつ軽量構成部品のエネル
ギー吸収能力は、開放構造の複合ガーダおよび鋼のシー
トからつくられた中空室部分の両方と比較して約１００
％高い。
【００４８】開放構造の複合体と比較した場合本発明の
軽量構成部品は任意所望の取り付け位置が可能である
（例えば開放構造の複合Ｕ字形部材に開いた側で負荷を
かけた際圧力の応力のために弦材が屈曲する）。その結
果本発明の軽量構成部品の極めて高い曲げ剛性が達成さ
れる。
【００４９】公知の鋼シートからつくられた中空室部品
と比較すると、本発明の閉鎖構造の軽量構成部品は、鋼
のシートが内部リブ構造物によって支えられているか
ら、一層有利に力を伝達することができる。
【００５０】上記の利点は基本的な機械的試験によって
評価された。閉鎖構造の軽量構成部品が最適な形状をも
っている場合（例えば或る輪郭の形をもったハウジング
部材の長手方向および横方向にリブ構造物のリブを配置
し、Ｕ字形部材と被覆シートを係合により固定する方法
で連結した場合）、これらの特性値はさらに著しく増加
することができる。
【００５１】本発明はまた車両構造物および航空機構造
物における長手方向のガーダ、横方向のガーダ、車体底
面部品、懸架アーム、エネルギー吸収用の側面壁材また
は前面壁材、またはバンパー板としての本発明の軽量構
成部品の使用に関する。
【００５２】特に車両構造物におけるガーダを連結する
ための連結要素としての本発明の軽量構成部品の使用が
好適である。
【００５３】次に添付図面を参照して本発明を例示し詳
細に説明する。本発明はこれらの説明の詳細点に制限さ
れるものではない。
【００５４】
【実施例】内部リブ付き構造をもつ閉じた鍔付き帽子型
部材からつくられたガーダ要素、図１〜８ 図１〜８はカバーシート４で閉じられたＵ字形部材１を
含む鍔付き帽子型部材を示す。この場合先ず内部にある
リブ付き構造物２を射出成形により開いたＵ字形部材の
中に導入し、次にカバー・シート４を種々の方法により
取り付ける。
【００５５】図１は、一方ではプラスティックスのリベ
ット連結材５により、他方では付加的なスナップ要素６
を用いるスナップ連結材により、Ｕ字形部材１とカバー
シート４との間のフランジ区域１０の中に一緒に保持さ
れた部材を示す。プラスティックスのリベット連結材５
はこの例に示す具体化例においてはＵ字形部材１とカバ
ーシート４との間で係合による固定材１８によって補強
されているが、射出成形および超音波熔接の両方により
つくることができる。リブ付きの構造物２自身は成形さ
れた連結要素７、８により係合により固定する方法でＵ
字形部材１およびカバーシート４に取り付けられてい
る。リブ付き構造物２の内部にある中央の支柱９をＵ字
形部材１およびカバーシート４にさらに連結することに
より、ガーダの剛性が増加している。
【００５６】図３はＵ字形部材１とカバーシート４がプ
ラスティックスのリベット５を介しフランジ区域１０の
中だけにおいて連結されている簡単なガーダを示す。
【００５７】図４においては、Ｕ字形部材１およびカバ
ーシート４はプラスティックスのリベット連結材１２、
１３によりフランジ区域１０の中およびリブ付き構造物
４の中央の支柱９の上方の両方において連結されてい
る。フランジ区域１０の中のリベット連結材１３は射出
成形および超音波熔接の両方によりつくることができ
る。リブ付き構造物４の中央の支柱９の区域の中のリベ
ット連結材１２は超音波熔接だけでつくることができ
る。
【００５８】図５に従えば、Ｕ字形部材１とカバーシー
ト４の連結は軽量構成部品の中でフランジをつけること
により行われる。この場合カバーシート４をＵ字形部材
１に係合により固定する方法で連結されるように、靭性
をもったカバーシート４の中の孔１４が変形する。
【００５９】図６の軽量構成部品の他の形においては、
同様に「クリンチ」によりＵ字形部材１とカバーシート
４との間のフランジ区域の中で係合による固定が行われ
る。この場合Ｕ字形部材１とカバーシート４は連結場所
１５の所で変形し、深絞り加工と以後の据え込みとが一
緒になって係合による固定を行う連結要素がつくるられ
る。
【００６０】図７の例示的な具体化例に示された軽量構
成成分の部分図では、Ｕ字形部材１とカバーシート４と
の間のフランジ区域１０の連結要素は、先ずクリンチさ
れた孔１６をつくり、その後さらにその上にプラスティ
ックスの噴霧１９を行うことによって固定されている。
【００６１】図８の軽量構成部品においてもＵ字形部材
１とカバーシート４との間の連結は同様にクリンチによ
って得られる。しかしこの例示的な具体化例において
は、カバーシート４と部分１との間の連結を固定する他
の変形可能な連結材１７も使用されている。
【００６２】内部リブ付きの構造物をもつ二重鍔付き帽
子型部材を含むガーダ − 図９ 図９は部材２０および１の長手方向の軸上の多数の点に
おいて、連結位置２１を有する二重鍔付き帽子型部材を
示す。この場合ハウジング部材１および深皿状被覆材２
０は種々の連結表面と接触した同じ形のシートである。
連結位置２１の所でこの部材のシート１、２０はお互い
の上にある開口部３を有している。連結位置２１はプラ
スティックスのリベット５により開口部３の所で一緒に
把持されており、このリベットは射出成形および超音波
熔接の両方によってつくることができる。内部リブ付き
構造物３２はこの場合は押し出しによりつくられてい
る。この構造物は単にＵ字形部材１および２０のキャビ
ティー２３の中に入れられているだけであり、各部材は
係合により固定する方法でガーダ２０、１の中に保持さ
れている。
【００６３】連結要素を有する閉鎖構造のガーダ −
図１０ 図１０は二つのガーダをＴ字形に連結したものを示す。
この場合、閉鎖構造のプラスティックス／金属複合ガー
ダ２５が金属だけのガーダ２６に連結されている。閉鎖
構造の複合ガーダ２５はＵ字形のシート１とカバーシー
ト４とから成り、また内部リブ構造物２を具備してい
る。Ｕ字形部材１およびカバーシート４は多数の位置で
連結されている。これに対しフランジ区域１０、および
リブ構造物２の支柱９の区域において、プラスティック
スのリベット５または１２により連結要素がつくられて
いる（図１および４の具体化例と同様）。他方フランジ
区域１０の縁の部分の射出成形による被覆材により、Ｕ
字形部材１とカバーシート４との間の連結強度はさらに
増加する（図７の断面と同等になる）。
【００６４】二つのガーダ２５および２６は、プラステ
ィックスのリベット５により複合ガーダ２５に、またプ
ラスティックスのリベット２５により金属だけのガーダ
２６に連結された２枚の連結シート２７によって連結さ
れている。プラスティックスのリベット３０および射出
成形でつくられた縁の被覆材３１により連結シート２７
の間に取り付けられた他のリブ構造物２９は、連結シー
ト２７が十分仕上がらない前に曲がって取り付けられる
のを防ぎ、その結果完全なＴ字形の連結の補強が行われ
る。リブ構造物２９には常に圧力による応力がかかって
いるから、連結シート２７はリブ構造物２９の区域では
内側に曲がっている。
【００６５】本発明の主な特徴および態様は次の通りで
ある。
【００６６】１．高強度材料、特にプラスティックスと
は異なった材料、特に好ましくは金属からつくられた少
なくとも一つの深皿の形をしたハウジング部材（１）、
および該ハウジング部材（１）の内側に密着して接触し
特に該ハウジング部材（１）と連結されているプラステ
ィックス、特に熱可塑性材料からつくられた支持構造物
（２）、および特にプラスティックスとは異なった高強
度材料、特に金属からつくられ，該ハウジング部材
（１）および該支持構造物（２）からつくられる空間の
大部分を覆い、その周辺区域において該ハウジング部材
（１）の境界（１０）の少なくとも一部と連結されてい
る少なくとも一つの板状被覆材または深皿状被覆材から
少なくとも成る高度に機械的応力をかけ得る中空室状の
軽量構成部品。
【００６７】２．該支持構造物（２）は係合により固定
を行う方法で、特に射出成形により該ハウジング部材
（１）に連結されている上記第１項記載の軽量構成部
品。
【００６８】３．該支持構造物（２）は、該支持構造物
（２）の上に成形して取り付け変形させてプラスティッ
クスのリベットにされる植込ボルトにより、係合により
固定を行う方法で該ハウジング部材（１）に連結されて
いる上記第１または２項記載の軽量構成部品。
【００６９】４．該板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）にも同様にプラスティックスからつくられた
支持構造物（３２）が備えられている上記第１〜３項記
載の軽量構成部品。
【００７０】５．該板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）はその外側（１１）、特にハウジング部材
（１）とのその連結部の区域の上に、熱可塑性材料によ
る被覆または噴霧（１９、２４）が部分的にまたは完全
に施されている上記第１〜４項記載の軽量構成部品。
【００７１】６．該板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）は、お互いの真上にある場所で、特にお互い
の上方にある孔（３）の区域において、熱可塑性プラス
ティックスにより係合により固定が行われる方法で相互
に該ハウジング部材（１）に連結されている上記第１〜
５項記載の軽量構成部品。
【００７２】７．該板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）は、熔接によるか、またはプラスティックス
のリベットにより該支持構造物（２）および／またはハ
ウジング部材（１）に連結され、この際支持構造物
（２）のリブ（９）に備えられたプラスティックスの埋
込みボルト（８）が係合により固定が行われる方法でハ
ウジング部材（１）または深皿状被覆材（２０）または
板状被覆材（４）の後方の切り込みと係合している上記
第１〜６項記載の軽量構成部品。
【００７３】８．該板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）は、お互いの上方にある表面を熔接する（特
にプラスティックス／プラスティックスまたはプラステ
ィックス／使用材料の連結を行うために摩擦熔接をす
る）か、お互いの上方にある縁を熔接するか、スポッと
熔接、接合、フランジ付け、クリンチ、リベット止め、
プラスティックスのリベット止め、プラスティックスの
埋込みボルトによる熔接、或いはこれらの方法の任意所
望の組み合わせにより支持構造物（２）および／または
ハウジング部材（１）に連結されている上記第１〜７項
記載の軽量構成部品。
【００７４】９．支持構造物（２）は、ハウジング部材
（１）の壁にある孔および／または波形をなす区域に射
出成形により取り付けられた係合による固定材（７、
８、５）によってハウジング部材（１）の壁に連結され
ている上記第１〜８項記載の軽量構成部品。
【００７５】１０．支持構造物（２）は、押込み連結材
または嵌め込み連結材（６）により係合により固定を行
う方法でハウジング部材（１）に連結されている上記第
１〜９項記載の軽量構成部品。
【００７６】１１．支持構造物（２）は、接合および／
または熔接による連結により材料により固定を行う方法
でハウジング部材（１）に連結されている上記第１〜１
０項記載の軽量構成部品。
【００７７】１２．ハウジング部材（１）および／また
は板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）は、金
属のシート、好ましくは鋼またはアルミニウムのシー
ト、或いは加圧ダイカストされた部材、好ましくはアル
ミニウム、亜鉛またはマグネシウム、或いは繊維で補強
されたプラスティックスまたは複合材からつくられた加
圧ダイカスト部材からつくられている上記第１〜１１項
記載の軽量構成部品。
【００７８】１３．支持構造物（２）のプラスティック
スは、特に補強されたおよび／または充填された熱可塑
性材料、好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリア
ミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
またはポリプロピレン（ＰＰ）から成る上記第１〜１２
項記載の軽量構成部品。
【００７９】１４．該軽量構成部品はハウジング部材
（１）および板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２
０）からつくられる空間への部分的な開口部を有してい
る上記第１〜１３項記載の軽量構成部品。
【００８０】１５．支持構造物（２、３２）はハウジン
グ部材（１）の中だけにある上記第１、または５〜８項
記載の軽量構成部品。
【００８１】１６．車両構造物または航空機構造物にお
ける長手方向のガーダ、横方向のガーダ、車体底面部
品、懸架アーム、エネルギー吸収用の側面壁材または前
面壁材、またはバンパー板としての上記第１〜１５項記
載の軽量構成部品の使用。
【００８２】１７．特に車両構造物におけるガーダを連
結するための連結要素としての上記第１〜１５項記載の
軽量構成部品の使用。
【００８３】１８．少なくとも一つの深皿の形をしたハ
ウジング部材（１）、少なくとも一つの板状被覆材
（４）または深皿状被覆材（２０）、および該部材で取
り囲まれたリブ付きの支持構造物（２）から成る複合構
造物の中のプラスティックス／使用材料連結体として高
度に機械的応力をかけ得る軽量構成部品の製造法におい
て、高強度材料または材料連結体からつくられた少なく
とも一つのハウジング部材（１）の内側にプラスティッ
クスからつくられた支持構造物（２）を取り付け、次い
で高強度材料または材料連結体からつくられた板状被覆
材（４）または深皿状被覆材（２０）と連結する方法。
【００８４】１９．第１の工程において、支持構造物
（２）の一構成部材である係合による固定材（７、８）
を介して支持構造物（２）のリブ（９、１３、２９）を
ハウジング部材（１）の壁に連結することにより射出成
形によって支持構造物（２）をハウジング部材（１）に
取り付け、第２の工程において被覆シート（４）または
深皿状被覆材（２０）を用いて閉鎖する上記第１８項記
載の方法。
【００８５】２０．ハウジング部材（１）を閉じる前
に、板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）にプ
ラスティックスからつくられた自分自身の支持構造物を
取り付け、該板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２
０）はプラスティックスでその上に部分的にまたは完全
に噴霧または被覆が行われている上記第１８〜１９項記
載の方法。
【００８６】２１．板状被覆材（４）または深皿状被覆
材（２０）をお互いの真上にある場所において、特に孔
（３）の区域において、熱可塑性材料により相互にハウ
ジング部材（１）に係合による固定を行う方法で連結す
る上記第１８〜２０項記載の方法。
【００８７】２２．深皿状被覆材（２０）または板状被
覆材（４）を熔接により、或いはプラスティックスのリ
ベット止めにより該支持構造物（２）および／またはハ
ウジング部材（１）に連結し、この際支持構造物（２）
のリブ（９、１３、２９）に備えられたプラスティック
スの埋込みボルト（７、８）が係合により固定が行われ
る方法でハウジング部材（１）ないし深皿状被覆材（２
０）または板状被覆材（４）の後方の切り込みと係合し
ているようにする上記第１８〜２１項記載の方法。
【００８８】２３．該板状被覆材（４）または深皿状被
覆材（２０）を、お互いの上方にある表面を熔接する
（特にプラスティックス／プラスティックスまたはプラ
スティックス／使用材料を連結するために摩擦熔接す
る）か、お互いの上方にある縁を熔接するか、スポッと
熔接、接合、フランジ付け、クリンチ、リベット止め、
プラスティックスのリベット止め、プラスティックスの
埋込みボルトによる熔接、或いはこれらの方法の任意所
望の組み合わせにより支持構造物（２）および／または
ハウジング部材（１）に連結する上記第１８〜２２項記
載の方法。
【００８９】２４．ハウジング部材（１）を閉じる前に
押し込みまたは嵌め込みによって係合による固定を行う
方法で支持構造物（２）をハウジング部材（１）に固定
する上記第１８〜２３項記載の方法。
【００９０】２５．ハウジング部（１）を閉じる前に、
接合および／または熔接により材料により固定を行う方
法で支持構造物（２）をハウジング部材（１）に固定す
る上記第１８〜２４項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軽量構成部品の断面図。
【図２】図１の軽量構成部品の平面図の一部。
【図３】プラスティックスのリベットの連結材を取り付
けた図１と同様な軽量構成部品の部分図。
【図４】プラスティックスのリベットの連結材および被
覆部材４に連結された支持構造物９を取り付けた図１と
同様な軽量構成部品の同様な部分図。
【図５】部材１と被覆部材４とをフランジで連結した図
１と同様な軽量構成部品の同様な部分図。
【図６】部材１と被覆部材４とをクリンチで連結した図
１と同様な軽量構成部品の同様な部分図。
【図７】部材１と被覆部材４とをクリンチで連結し、さ
らに射出成形によるプラスティックスで周囲を被覆して
連結した図１と同様な軽量構成部品の同様な部分図。
【図８】部材１、連結部材１７および被覆部材４をクリ
ンチで連結した図１と同様な軽量構成部品の同様な部分
図。
【図９】二重鍔付き帽子型部材の形の軽量構成部品の平
面図および断面図。
【図１０】本発明の二つの軽量構成部品を従来の金属ガ
ーダと連結するＴ型連結材。
【符号の説明】
１ ハウジング部材；Ｕ字形部材 ２ 支持構造物；リブ構造物 ３ 孔 ４ 板状被覆材；被覆シート ５ プラスティックスのリベット連結材 ６ スナップ要素 ７、８ 成形により取り付けられた連結要素 ９ 支柱 １０ 周辺区域；フランジ区域 １２、１３ プラスティックスのリベット連結材 １４ 孔 １５ 連結材 １６ クリンチされた孔 １７ 連結部材 １８ 係合による固定材 ２０ 深皿状被覆材；部材 ２１ 連結要素 ２３ 凹み ２４ 縁の射出成形部 ２５ 複合ガーダ ２６ 金属ガーダ ２７ 連結用シート ２８ プラスティックスのリベット ２９ リブ構造物 ３０ プラスティックスのリベット ３１ 縁の射出成形部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボリス・コツホ ドイツ42929ベルメルスキルヘン・タネン ベーク５ (72)発明者 フベルト・ゴルトバツハ ドイツ40882ラテインゲン・グレーフエン ハウザーベーク33

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高強度材料、特にプラスティックスとは
    異なった材料、特に好ましくは金属からつくられた少な
    くとも一つの深皿の形をしたハウジング部材（１）、お
    よび該ハウジング部材（１）の内側に密着して接触し特
    に該ハウジング部材（１）と連結されているプラスティ
    ックス、特に熱可塑性材料からつくられた支持構造物
    （２）、および特にプラスティックスとは異なった高強
    度材料、特に金属からつくられ，該ハウジング部材
    （１）および該支持構造物（２）からつくられる空間の
    大部分を覆い、その周辺区域において該ハウジング部材
    （１）の境界（１０）の少なくとも一部と連結されてい
    る少なくとも一つの板状被覆材（４）または深皿状被覆
    材（２０）から少なくとも成ることを特徴とする高度に
    機械的応力をかけ得る中空室状の軽量構成部品。
  2. 【請求項２】 該支持構造物（２）は係合により固定を
    行う方法で、特に射出成形により該ハウジング部材
    （１）に連結されていることを特徴とする請求項１記載
    の軽量構成部品。
  3. 【請求項３】 該板状被覆材（４）または深皿状被覆材
    （２０）にも同様にプラスティックスからつくられた支
    持構造物（３２）が備えられていることを特徴とする請
    求項１または２項記載の軽量構成部品。
  4. 【請求項４】 該板状被覆材（４）または深皿状被覆材
    （２０）はその外側（１１）、特にハウジング部材
    （１）とのその連結部の区域の上に、熱可塑性材料によ
    る被覆または噴霧（１９、２４）が部分的にまたは完全
    に施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
    かに記載の軽量構成部品。
  5. 【請求項５】 該板状被覆材（４）または深皿状被覆材
    （２０）は、お互いの真上にある場所で、特にお互いの
    上方にある孔（３）の区域において、熱可塑性プラステ
    ィックスにより係合により固定が行われる方法で相互に
    該ハウジング部材（１）に連結されていることを特徴と
    する請求項１〜４のいずれかに記載の軽量構成部品。
  6. 【請求項６】 該板状被覆材（４）または深皿状被覆材
    （２０）は、熔接によるか、またはプラスティックスの
    リベットにより該支持構造物（２）および／またはハウ
    ジング部材（１）に連結され、この際支持構造物（２）
    のリブ（９）に備えられたプラスティックスの埋込みボ
    ルト（８）が係合により固定が行われる方法でハウジン
    グ部材（１）または深皿状被覆材（２０）または板状被
    覆材（４）の後方の切り込みと係合していることを特徴
    とする請求項１〜５のいずれかに記載の軽量構成部品。
  7. 【請求項７】 支持構造物（２）は、ハウジング部材
    （１）の壁にある孔および／または波形をなす区域に射
    出成形により取り付けられた係合による固定材（７、
    ８、５）によってハウジング部材（１）の壁に連結され
    ていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
    の軽量構成部品。
  8. 【請求項８】 ハウジング部材（１）および／または板
    状被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）は、金属の
    シート、好ましくは鋼またはアルミニウムのシート、或
    いは加圧ダイカストされた部材、好ましくはアルミニウ
    ム、亜鉛またはマグネシウム、或いは繊維で補強された
    プラスティックスまたは複合材からつくられた加圧ダイ
    カスト部材からつくられていることを特徴とする請求項
    １〜７のいずれかに記載の軽量構成部品。
  9. 【請求項９】 支持構造物（２）のプラスティックス
    は、特に補強されたおよび／または充填された熱可塑性
    材料、好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエス
    テル、ポリウレタン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリアミ
    ド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）ま
    たはポリプロピレン（ＰＰ）から成ることを特徴とする
    請求項１〜８のいずれかに記載の軽量構成部品。
  10. 【請求項１０】 該軽量構成部品はハウジング部材
    （１）および板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２
    ０）からつくられる空間への部分的な開口部を有してい
    ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の軽
    量構成部品。
  11. 【請求項１１】 車両構造物または航空機構造物におけ
    る長手方向のガーダ、横方向のガーダ、車体底面部品、
    懸架アーム、エネルギー吸収用の側面壁材または前面壁
    材、またはバンパー板としての請求項１〜１０のいずれ
    かに記載の軽量構成部品の使用。
  12. 【請求項１２】 少なくとも一つの深皿の形をしたハウ
    ジング部材（１）、少なくとも一つの板状被覆材（４）
    または深皿状被覆材（２０）、および該部材で取り囲ま
    れたリブ付きの支持構造物（２）から成る複合構造物の
    中のプラスティックス／使用材料連結体として高度に機
    械的応力をかけ得る軽量構成部品の製造法において、高
    強度材料または材料連結体からつくられた少なくとも一
    つのハウジング部材（１）の内側にプラスティックスか
    らつくられた支持構造物（２）を取り付け、次いで高強
    度材料または材料連結体からつくられた板状被覆材
    （４）または深皿状被覆材（２０）と連結するすること
    を特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 第１の工程において、支持構造物
    （２）の一構成部材である係合による固定材（７、８）
    を介して支持構造物（２）のリブ（９、１３、２９）を
    ハウジング部材（１）の壁に連結することにより射出成
    形によって支持構造物（２）をハウジング部材（１）に
    取り付け、第２の工程において被覆シート（４）または
    深皿状被覆材（２０）を用いて閉鎖することを特徴とす
    る請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ハウジング部材（１）を閉じる前に、
    板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）にプラス
    ティックスからつくられた自分自身の支持構造物を取り
    付け、該板状被覆材（４）または深皿状被覆材（２０）
    はプラスティックスでその上に部分的にまたは完全に噴
    霧または被覆が行われていることを特徴とする請求項１
    ３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 板状被覆材（４）または深皿状被覆材
    （２０）をお互いの真上にある場所において、特に孔
    （３）の区域において、熱可塑性材料により相互にハウ
    ジング部材（１）に係合による固定を行う方法で連結す
    ることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載
    の方法。
  16. 【請求項１６】 深皿状被覆材（２０）または板状被覆
    材（４）を熔接により、或いはプラスティックスのリベ
    ット止めにより該支持構造物（２）および／またはハウ
    ジング部材（１）に連結し、この際支持構造物（２）の
    リブ（９、１３、２９）に備えられたプラスティックス
    の埋込みボルト（７、８）が係合により固定が行われる
    方法でハウジング部材（１）ないし深皿状被覆材（２
    ０）または板状被覆材（４）の後方の切り込みと係合し
    ているようにすることを特徴とする請求項１２〜１５の
    いずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 該板状被覆材（４）または深皿状被覆
    材（２０）を、お互いの上方にある表面を熔接する（特
    にプラスティックス／プラスティックスまたはプラステ
    ィックス／使用材料を連結するために摩擦熔接する）
    か、お互いの上方にある縁を熔接するか、スポッと熔
    接、接合、フランジ付け、クリンチ、リベット止め、プ
    ラスティックスのリベット止め、プラスティックスの埋
    込みボルトによる熔接、或いはこれらの方法の任意所望
    の組み合わせにより支持構造物（２）および／またはハ
    ウジング部材（１）に連結することを特徴とする請求項
    １２〜１６のいずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ハウジング部材（１）を閉じる前に押
    し込みまたは嵌め込みによって係合による固定を行う方
    法で支持構造物（２）をハウジング部材（１）に固定す
    るることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記
    載の方法。
  19. 【請求項１９】 ハウジング部材（１）を閉じる前に、
    接合および／または熔接により材料により固定を行う方
    法で支持構造物（２）をハウジング部材（１）に固定す
    ることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載
    の方法。
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