JP2007508198A

JP2007508198A - 複合部材、特に横支持体

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Publication number: JP2007508198A
Application number: JP2006534684A
Authority: JP
Inventors: ファイストーマス; メルクルクリスティアン; ヴォルフヴァルター
Original assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US20070262617A1; CN100436233C; BRPI0415368A; DE102004050162A1; US7445274B2; ATE373597T1; DE502004005047D1; EP1675766B1; WO2005037632A1; EP1675766A1; CN1867480A

Abstract

【課題】金属形材内に配置される１つの通路を含み、通路の形状に関して十分な造形自由度において特別合理的に製造可能な金属‐プラスチック複合部材を提供する。
【解決手段】複合部材、特に自動車のＡピラーの間の横支持体が、１つの開口金属形材（２）と、そのなかに配置され少なくとも部分的にプラスチックから形成されて金属形材（２）に沿って延びる１つの通路（３）とを有する。壁を形成するために、および／または通路（３）を機械的に安定させるために、金属形材（２）の壁の１つの穴（１１）にこの金属形材から成形される１つの保持輪郭（１０）がこの保持輪郭に圧入される挿入部品（４、２２）のプラスチックをアンダカットするように、少なくとも部分的にプラスチックから仕上げられた挿入部品（４、２２）が金属形材（２）の壁に固着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合部材、特に自動車のＡピラーの間の横支持体であって、１つの開口金属形材とそのなかに配置され少なくとも部分的にプラスチックから形成されて金属形材に沿って延びる１つの通路とを有するものに関する。

金属‐プラスチック複合部材の態様の横支持体は例えば特許文献１により公知である。

特許文献１により公知の部材は実質的に１つの管状本体を有し、この本体が内面をプラスチックでライニングされ、それとともに媒体、例えば空気を案内するための１つの通路を形成している。プラスチックは主に射出成形法で本体に導入され、通路は事実上本体の中空横断面全体を満たす。こうして通路の推移は本体断面の推移に結び付けられている。
独国特許出願公開第１００６４５２２号明細書独国特許発明第１００６５２１９号明細書

本発明の課題は、金属形材内に配置される１つの通路を含み、通路の形状に関して十分な造形自由度において特別合理的に製造可能な金属‐プラスチック複合部材を提示することである。

この課題は、本発明によれば、壁を形成するためにおよび／または通路を機械的に安定させるために、金属形材の壁の１つの穴にこの金属形材から成形される１つの保持輪郭がこの保持輪郭に圧入される挿入部品のプラスチックをアンダカットするように、少なくとも部分的にプラスチックから仕上げられた挿入部品が金属形材の壁に固着されていることを特徴とする複合部材によって解決される。この複合部材が１つの開口金属形材を有し、この金属形材内にその伸長方向に延びる１つの通路、特に換気通路が配置されている。通路の内壁は少なくとも大部分がプラスチックから形成されている。通路の少なくとも１つの壁を形成するためにおよび／または通路を機械的に安定させるために、少なくとも部分的にプラスチックから仕上げられる１つの挿入部品が設けられており、この挿入部品は、金属形材の壁の穴でこの金属形材から成形された１つの保持輪郭がこの保持輪郭に圧入される挿入部品のプラスチックをアンダカットするように金属形材に固着されている。鍔接合とも称されるこのような固着によってプラスチック部品は形状式および摩擦式に金属部品で保持され、金属部品の保持輪郭は主に打抜き鍔状隆起部として形成されている。鍔接合は例えば特許文献２により公知であり、プラスチックと金属とからなる複合構造体の追加的接合として、射出成形プロセスでの接合と比較して特に、大きな設計自由度という利点を有する。鍔接合によって金属形材と結合された挿入部品が通路の１つの壁を形成しまたは少なくとも支え、挿入部品の形状は金属形材の推移から外されている。こうして、通路の横断面をその都度の要求に適合させ、特に金属形材の縦方向で変更する可能性が簡単に与えられている。金属部品とプラスチック部品との間で力を伝達する結合は、複合部材の特別容易かつ同時に安定した造形を可能にする。金属形材と挿入部品を製造するための射出成形金型とに対する公差要求が、射出成形プロセスにおいて複合部材の金属部品とプラスチック部品とを接合する場合よりも厳しくないことによって、他の諸利点が与えられている。さらに、複合部材の製造時に歪みの問題は生じない。

金属形材は例えばＵ形材またはΩ形材として構成されている。特別好ましい構成において帽子型形材が使用され、この帽子型形材は予め仕上げられた挿入部品の金属部品内への特別簡単な挿入を可能とするとともに、鍔接合によって挿入部品を固着するための良好な適性も有する。

発明の実施の形態

第１実施形態によれば、通路の壁の一部、つまり少なくとも金属形材の開口側に向き合う通路壁は、挿入部品によって形成されている。その場合、残りの通路壁は主に第２プラスチック部品によって形成され、このプラスチック部品は金属形材内に例えば貼付けられまたは射出成形されている。

第２実施形態によれば、予め仕上げられた通路は第２プラスチック部品として金属形材内に配置され、そのなかで挿入部品によって保持されまたは少なくとも安定にされている。第１実施例によっても、第２実施例によっても、一方で挿入部品、他方で付加的プラスチック部品は主に異なる材料から仕上げられており、一方の挿入部品の材料は代表的には機械的強度に関して一層厳しい要求を満たさねばならない。

第３実施形態によれば、挿入部品を補足して金属形材の内部に他のプラスチック部品が設けられてはいない。挿入部品によって形成されて完全に予め仕上げられた通路は鍔接合によって金属形材に直接固着されている。通路の製造は例えば複数のプラスチック部品の貼付け、溶接またはクリップ止めによって行われる。

前記実施形態のいずれにおいても金属形材および／または通路の付加的補強は金属製の付加的挿入部品によって、または金属‐プラスチック複合体からなる挿入部品によって達成可能である。さらに、挿入部品の構成要素としておよび／または複合部材のその他の構成要素として発泡プラスチックが使用可能である。これらは軽量であることと重量と機械的安定性との間の関係が好ましいという利点の他に、特別良好な騒音減衰性および／または絶縁性、特に断熱性を有する。各部品の機能に応じて例えば多液射出成形品も使用可能である。

金属形材内に配置される挿入部品は主に、機械的安定性を高めるための１つの肋構造体を有する。その場合、挿入部品は通路の壁の一部を形成するか、または通路の外側に配置しておくことができる。いずれの場合でも肋構造体は少なくとも部分的に、主に完全に、金属形材の内部に配置されている。特別有利には肋構造体は同時に、金属形材の横断面の内部で複数の横断面領域を相互に分離するのに利用される。その場合例えば個々の横断面領域はそれぞれ媒体、例えば空気または液体用の１つの通路を形成する。選択的に通路の少なくとも１つは、および／または相互に離間した通路の間に形成される空間は、ケーブル通路として利用可能である。金属、プラスチックまたは金属‐プラスチック複合体からなる補強する構造体は例えば溶接、接着、クリンチまたはその他の仕方で金属形材と結合しておくことができる。肉薄金属形材または挿入されたプラスチック形材の座屈を防止するために、腹板は発泡構造体またはこれらの構造体の組合せと同様に適している。

本発明の利点は特に、金属製形材の内部で完全にまたは部分的にプラスチックから仕上げられた通気通路の空間的に任意な推移が負荷に即した仕方で、予め仕上げられた金属部品とプラスチック部品との追加的接合によって合理的に実現可能であることにある。

以下、図面を基に本発明の幾つかの実施例が詳しく説明される。

相対応する部品または同じ働きの部品にはいずれの図でも同じ符号が付けてある。

すべての実施例が関係している複合部材１は帽子型形材の態様の１つの開口金属形材２を含み、横支持体として自動車のＡピラーの間に配置されている。図示しない仕方で金属形材２にダッシュボード用接合個所または保持器、またはコックピットモジュール内への取付具がある。金属形材２の内部に少なくとも１つの通路３があり、この通路は自動車の車内に空気を案内するのに役立つ。複合部材１はさらに、プラスチックから仕上げてＰＭＡ（post mould assembly）法で組込可能な１つの挿入部品４を含み、この挿入部品は通路３の壁の少なくとも一部を形成し、および／またはその安定性を高める。後続の諸実施は、別段確定されていない限り、図１、図２による簡単な諸構成にも、図４〜図８による諸展開にも関係している。

２つの縁区域５と２つの側区域６と１つの底面７とを含む金属形材２は少なくとも縁区域５に打抜き鍔状隆起部８を有し、これらの隆起部に挿入部品４は摩擦および形状式に固着されている。この固着方式は鍔接合とも称され、基本的には特許文献２により公知である。挿入部品４は例えばプラスチック射出成形によって仕上げられている。その場合、金属形材２および挿入部品４に対する公差要求は、特に射出成形プロセス（ＩＭＡ、in mould assembly）での金属‐プラスチック複合部材の製造と比較して比較的厳しくない。さらに、歪みによる諸問題は事実上生じない。金属形材２と挿入部品４との間で隆起部８に形成される接合個所９は全体として複合部材１の安定性向上に寄与する。

金属形材２への挿入部品４の固着が以下で図３を基に詳しく説明される。隆起部８は金属形材２から曲げ出される１つの保持輪郭１０を形成し、この保持輪郭は平面図で金属形材２の表面に円形状を有し、図２には金属形材２の穴１１の一部のみを見ることができる。挿入部品４を圧入された打抜き鍔状隆起部８は横断面においてアンダカット１２が生じるように成形されており、このアンダカットはプラスチック製の挿入部品４を特別安定確実に金属形材２に固着するのに寄与する。隆起部８の狭隘部とも称されるアンダカット１２は、鍔製造前に金属形材２の平らな表面に円形条溝をエンボス加工することによって生成される。

図１による実施例では通路３がプラスチック製長方形形材１３によって形成され、この形材が金属形材２に挿入されている。底面７と少なくとも部分的に側区域６とに当接する長方形形材１３は金属形材２内で挿入部品４によって保持されており、この挿入部品は補強のために１つの肋構造体１４を有する。それから通路３が仕上げられるプラスチックは挿入部品４の材料に比べて比較的可撓性であるにもかかわらず、通路は形状安定的に金属形材２内に収容されている。図示横断面において通路３は金属形材２によって形成される横断面をほぼ完全に満たす。それから外れて、金属形材２の内部に他の設置用の付加的空間を形成するために、複合部材１の図示しない横断面領域内で通路３は先細としておくことができる。同様に、異なる態様に成形された通路３、特に喚起通路を有する同種の金属形材２をベースにさまざまな複合部材１の作製が簡単に可能である。

図２による実施例では、図の上側に配置されて底面７に向き合う通路３のカバー１５が挿入部品４によって形成される一方、金属形材２の側区域６に隣接する側壁１６と金属形材２の底面７に隣接する床面１７とはプラスチック製ライニング１８によって形成されている。その際、他のプラスチック部品としてのライニング１８は金属形材２内に貼付けられまたは射出成形法で射出成形されまたは発泡成形される。全体として、図１による実施例におけると同様に、通路３の内部表面全体はプラスチックから形成されている。

図４〜図７はそれぞれ複合部材１の１実施例を示しており、この複合部材は２つの通路３と通路間に配置される１つの自由空間１９とを有する。図４による実施例では挿入部品４が通路３も含めて一体に構成されている一方、図５〜図７による実施例では通路３がそれぞれ一部では挿入部品４によって、また一部ではライニング１８によって形成されている。図４〜図７による各実施形態では接合個所９が金属形材２の縁区域５にも、底面７の領域の中央にも設けられている。図６、図７による実施例では中央に配置される接合個所９が金属形材２の１つの外向きもしくは内向き溝２０に設けられており、この溝は複合部材１の安定性をさらに高めるのに寄与する。中央に配置される接合個所９に続く通路３の側壁１６は腹部２１とも称される。腹部２１は必ずしも金属形材２の側区域６と平行ではなく、選択的に平面図において底面７の方向で円形状を有することができ、従って個々のピラーと同様に通路３内に配置しておくことができる。この領域内に浸漬するプランジャは必要なら、鍔接合時に相応する接合力を支えることができる。

上で説明した実施例とは異なり、図８による実施例では腹部２１は縁区域５に固着される挿入部品４によってではなく、専ら底面７に固着される他の挿入部品２２によって形成されている。両方の挿入部品４、２２は予め仕上げられ、追加的にＰＭＡ法で鍔接合によって金属形材２に固着されている。底面７に隣接する挿入部品２２の腹部２１を固定するために、図で上側の挿入部品４は金属形材２の縦方向に延びる４つの溝２３または中空円筒を有する。側区域６と通路３との間、および両方の通路３の間に、ケーブル通路２４として利用可能な各１つの自由空間１９が形成されている。

図８に示す複合部材１に対する代案を図８ａが示す。縁区域５に固着される挿入部品４が腹部２１を有し、この腹部は底面７に設けられる他の挿入部品２５に当接する。挿入部品２５は腹部２１を受容し場合によっては固定するための相応する溝を有する。選択的に挿入部品２５は弾性材料、例えば弾性プラスチックまたはゴムから構成しておくことができ、組立状態のとき腹部は挿入部品に密封当接しもしくは固定されており、密封当接は特に腹部２１によって弾性材料を軽く押し込むことによって行われる。挿入部品４は予め仕上げられており、追加的にＰＭＡ法で鍔接合によって金属形材２に固着される。好ましくは挿入部品２５も明示された仕方で金属形材に固着することができる。

図９は２つの通路３を有する複合部材１を斜視図で示す。挿入部品４は補強のために肋構造体４を有する。接合個所９は金属形材２の縁区域５に、底面７の領域の中央に設けられている。図９による複合部材１の個々の要素‐挿入部品４、ライニング１８、金属形材２‐が図１０ａ〜図１０ｃに個別に斜視図で示してある。

図１１は１つの円形通路３を有する複合部材１の選択的実施例を示す。通路３の横方向に形成された自由空間１９はケーブル通路２４として利用可能である。複合部材１は金属形材２の１つの２段階円形区域５を有する。各円形区域５が隆起部８を備えており、安定性を高めるために接合個所９が隆起部に形成されている。他の接合個所９は底面７の領域の中央に設けられている。

図１１ａは先行する実施例に相応する複合部材１を、ずらした断面図で示しており、断面は、横方向下側接合個所９の領域において右側に示した半分内および左側に示した半分内でこれに対してずれて延びている。有利には、挿入部品４は横方向下側接合個所９の上の領域に１つの切欠き部２６を有する。この切欠き部は例えば接合過程用に必要な工具、例えばプランジャを導入するための穴として利用することができる。

１つの金属形材とそのなかに配置される１つの通路とを有する複合部材の１実施例を示す。１つの金属形材とそのなかに配置される１つの通路とを有する複合部材の１実施例を示す。鍔接合による金属部品に対するプラスチック部品の固着を示す。２つの通路を有する複合部材の１実施例を示す。２つの通路を有する複合部材の１実施例を示す。２つの通路を有する複合部材の１実施例を示す。２つの通路を有する複合部材の１実施例を示す。２つの通路と３つの付加的空洞とを有する複合部材を示す。２つの通路と付加的挿入部品とを有する複合部材を示す。２つの通路を有する複合部材を斜視図で示す。図９による複合部材を個々の要素で示す。図９による複合部材を個々の要素で示す。図９による複合部材を個々の要素で示す。１つの円形通路を有する複合部材を示す。１つの円形通路を有する複合部材をずらした断面で示す。

符号の説明

１複合部材
２金属形材
３通路
４挿入部品
５縁区域
６側区域
７底面
８隆起部
９接合個所
１０保持輪郭
１１穴
１２アンダカット
１３長方形形材
１４肋構造体
１５カバー
１６側壁
１７床面
１８ライニング
１９自由空間
２０溝
２１腹部
２２挿入部品
２３溝
２４ケーブル通路
２５挿入部品
２６切欠き部

Claims

複合部材、特に自動車のＡピラーの間の横支持体であって、１つの開口金属形材（２）とそのなかに配置され少なくとも部分的にプラスチックから形成されて金属形材（２）に沿って延びる１つの通路（３）とを有し、壁を形成するためにおよび／または通路（３）を機械的に安定させるために、金属形材（２）の壁の１つの穴（１１）にこの金属形材から成形される１つの保持輪郭（１０）がこの保持輪郭に圧入される挿入部品（４、２２）のプラスチックをアンダカットするように、少なくとも部分的にプラスチックから仕上げられた挿入部品（４、２２）が金属形材（２）の壁に固着されていることを特徴とする複合部材。
保持輪郭（１０）が金属形材（２）の打抜き鍔状隆起部（８）として構成されていることを特徴とする、請求項１記載の複合部材。
金属形材（２）が帽子型形材として構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の複合部材。
通路（３）の少なくとも１つの壁部分を形成するための他のプラスチック部品（１８）を特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の複合部材。
挿入部品（４、２２）が、補強する肋構造体（１４）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の複合部材。
通路（３）が金属形材（２）を一部だけ満たすことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の複合部材。
金属形材（２）の内部に複数の通路（３）が配置されていることを特徴とする、請求項６記載の複合部材。
金属形材（２）の内部に１つのケーブル通路（２４）が配置されていることを特徴とする、請求項６または７記載の複合部材。