JP2008506909A - 部品の相互連結用のアダプタ、及び、前記アダプタを使用して製造される部品 - Google Patents

Abstract

本発明は、異なる材料から作られる２つの部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の確実な連結を確実な態様で可能にするアダプタに関する。本発明は、第１部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）の材料を含む材料のグループに属する材料から作られる基礎エレメント（５，６，７，８）と、接合プロセスにより基礎エレメント（５，６，７，８）へ確実なポジティブ及び摩擦連結を有する連結エレメント（１０．１９，２４，２５，２８，２９）とを含むアダプタであって、前記連結エレメントが、第２部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の材料を含む材料のグループに属する材料から作られる、前記アダプタによって達成される。本発明は、更に、前記アダプタを使用し製造される組立品の使用に関する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、第１材料からなる部品と第２材料からなる部品との連結用のアダプタに関する。更に、第１材料からなる第１部品から、並びに、第１部品の材料以外の材料グループに属する材料から製造される第２部品から製造される部品に関する。

異なる材料から製造される部品を互いに接合することのある、特に、自動車車体構造の分野及び技術のその他の分野では、一方で、接合の強度についての要求を満たし、そして、他方で、簡単に製造されると同時に可視パートにおける連結エリアの外観イメージについての要求を満たす連結の型を選択することのできる関連する材料を、好ましい態様で、互いに連結することができないという問題が頻繁に生じる。従って、例えば、軽金属材料（例えば、アルミニウム又はマグネシウム合金）からなる車体パネルは、個々の車両の耐荷構造（それが鋼製であっても）へ、原則として、溶接することができない。この問題によって、一方で、外板用の低重量金属又は車両のその他構造用に使用される軽金属と、もう一方で、高い荷重を受ける車体パートの製造用の高強度鋼との異なる材料を組み合わせて利用することが困難になる。プラスチックパートを金属パートへ連結すべき場合であってもこれらの問題が生じる。

接着で貼り合わせた連結（Ｋｌｅｂｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｅｎ）によって、異なる材料から製造される部品の相互連結を達成するための試みがこれまでなされてきた。しかしながら、実際には、これらの連結は課せられる荷重に対処することができない。このことは、例えば、軽量材料から製造されるシートメタル部品を強力材料から製造される形材へ連結する場合にも当てはまる。接着で貼り合わせたパートの領域で生じる張力が、特に、長期使用の後で、接合部を弱化させることがある。

接着結合に対する代替又は補足として、共に溶接することのできない異なる材料からなる部品を、ポジティブ（kraftschluessig）又はノンポジティブ（formschluessig）連結で互いに連結させることもできる。従って、例えば、軽金属又はプラスチックパートを鋼製部品へリベット又はネジ留めすることができる。しかしながら、車体又はその他ハウジング構造の分野において、連結の前記タイプは、連結エレメントが外側から可視可能であり、個々の製品の外観イメージを妨げるという欠点を有する。更に、完全自動化又は一部自動化された製造作業におけるポジティブ又はノンポジティブ連結の製造は、装置についての経費を増加することによってのみ達成することができるので、費用がかかる。

共に溶接することのできない異なる材料から作られる製造部品の更なる可能性は、ＥＰ０８６８２３７Ｂ１により公知である。前記特許出願明細書では、型締力（Kremmkraft）のみによって互いに連結される接合パート少なくとも２つからなる方法が示されている。

この場合において、公知の金属形材の製造は、第１に、接合されるべきパートの１つにおいてスロットが形成される点において効果的である。前記形成の間で、構造の変化がスロット付近で直ちに生じる。次に、平坦な材料から作られるその他のパートを、その狭い側で前記スロットへ挿入し、そして、もう一方のパートにおけるスロットの近くに材料を押しつけることによりスロット中で硬く締め付ける。この場合において、更なる構造変化が生じるので、連結されるべき２つのパートの間でポジティブ又はノンポジティブ連結のみが作られる。前記態様では、材料の組み合わせ又はその他の理由からその他の接合技術のためには好ましくないか、あるいは、最適ではない任意の所望の金属から作られるパートを接合することができる。

ＥＰ０８６８２３７Ｂ１から公知である方法の欠点は、少なくともスロットが形成されるエレメントの領域において、特定の材料厚さが必要条件となることである。更に、公知方法によると、スロットに隣接する領域では、スロットが提供される部品に適当な変形性が必要とされる。最後に、一方のエレメントにおけるスロットの形成、もう一方のエレメントのスロットへの挿入、並びに、それに続く材料のプレッシングは、複雑な製造工程でしか実施することができない。このことは、特に、厚さの少ない表面エリアの大きな車体部品を、関連する外側パートの厚さと比べて、実質的に厚い肉厚を有する運搬形材へ連結する場合に好ましくない。

前記の先行技術を起点とすると、本発明は、異なる材料から作られる２つの部品の確実な連結を単純な方法で可能にする独創的手段に基づいている。更に、異なる材料からなる部品から特に単純な方法で製造することができる部品を提供する。

連結手段に関して、前記目的は、第１材料からなる部品と第２材料からなる部品とを連結するためのアダプタによって解決することができ、
本発明によると、前記アダプタは、
第１部品の材料が分類される材料のグループに属する材料から製造される基礎エレメントと、接合操作によってポジティブ又はノンポジティブ態様で基礎エレメントに対して分解不可能に（unloesbar）連結される連結エレメントとを有しており、
前記連結エレメントが、第２部品の材料が分類される材料のグループに属する材料から作られる、
ことを特徴とする。

本発明によるアダプタでは、非常に大きく異なる材料からなる部品を確実で単純に互いに連結させることができる手段が提供される。前記のアダプタは問題なく予め組み立てることができるので、異なる材料及び互いに互換性のない材料からなる部品を、少ない技術費用で、単純で経済的な組立が可能になる。

この場合において、本発明は、ＥＰ０８６８２３７Ｂ１から基本的に公知の方法を利用している。従って、本発明のアダプタによると、例えば、ＥＰ０８６８２３７Ｂ１から公知の方法又はそれに匹敵する方法を使用することによって、連結エレメントが接合される基礎エレメントを見込むことができる。この場合において、基礎エレメントは、互いに接合されるべき部品のうちの一方が作られる材料に匹敵する材料からなるのに対して、連結エレメントは、部品のもう一方が製造される材料のグループに属する材料からなる。各々の場合において、組立間で、分類される部品と同一か、又は、密接に関連する材料からなる部品から製造されるので、本発明によるアダプタを、治金接合又は材料接合によって、両部品を問題なく連結することができる。達成される結果は、一方で、アダプタが、互いに連結されるべき部品をしっかりと連結していることであり、そして、他方で、部品が、アダプタの接合領域を介してしっかりと連結され、互いに確実に連結していることである。

従って、特に実用的な本発明の実施態様は、基礎エレメントがスロットを有し、前記スロットが連結エレメントの部分（Abschnitt）中に設置され、次に、基礎エレメントと連結エレメントとの間にポジティブ又はノンポジティブ連結が形成されるような態様で、前記スロットの縁部が、構造変化操作によって、スロット中に位置する連結エレメントの部分に対して、部分ごとにプレスされることを見込んでいる。

第１材料からなる第１部品からなる部品と、第１エレメントの材料とは異なる材料のグループに属する材料からなる第２部品とに関して、本発明により設計されるアダプタによって部品が互いに連結されるという点において、前記問題を解決することができる。

本発明によるアダプタにより、例えば、鋼材料から製造される一方の部品と軽金属材料からのもう一方の部品との部品を、特に単純な方法で互いに連結させることができる。しかしながら、本発明のアダプタによって、例えば、プラスチック材料製の部品を、鋼又は軽金属材料からなるエレメントへ非常に単純な方法で連結させることができる。これらの特性によって、本発明によるアダプタは、外板のパート又は車体のその他構造部品と、個々の自動車の耐荷構造へ割り当てられる部品との連結用に、特に適している。従って、本発明によるアダプタによって、特に軽量アルミニウム又はマグネシウム合金からなる構造部品（例えば、車両車体の外部又は内部シート部品）を、高強度鋼又はその他の材料からなる車両の耐荷構造の形材へ単純な方法で連結することができる。外部シートパートとアダプタとの間の連結部を溶接することができるので、外部シートとアダプタとの間の連結部の領域において、外観を妨げる連結エレメントを必要としない。更に、外部シートパート又は形材上で形成されるべきアダプタの連結用の特別な形状付与エレメントを必要としない。

本発明のその他の有利な実施態様は、本明細書の従属項中に記載され、そして、図面中に示される実施態様と共にこれ以降でより詳しく説明される。

図面は、各々の場合において図式的に、斜視図として、薄い外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４（セクションのみが示される）の間の４つの連結部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４と、各々の場合における自動車車両の耐荷形材Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（詳しく示されない）とを示している。

外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、各々の場合において、車体部品の第１部品を形成し、そして、前記車体部品の第２部品は個々の耐荷形材Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４によって形成される。この場合に、外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、例えば、アルミニウム又はマグネシウム材料からなるのに対し、耐荷形材Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、実際の使用で個々の車両で生じる荷重に確実に抵抗することができる高強度鋼合金から各々の場合において製造される。

個々の外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と、各々場合にそこへ割り当てられている耐荷形材Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４との間の連結部は、各々の場合において、アダプタ１，２，３，４によって形成される。アダプタ１，２，３，４の各々は、プレート状基礎エレメント５，６，７，８を有しており、前記基礎エレメントは、個々の外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４へ割り当てられ、そして、関係する外部シートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と同じ軽金属材料からなる。

連結部Ｖ１（図１）用に使用されるアダプタ１の製造の間で、基礎エレメント５にわたって横に延びているスロット９を、前記基礎エレメント５中に形成する。この場合、スロット９の幅は、同様なプレート状連結エレメント１０の厚さＤと一致しており、前記連結エレメント１０は、その狭い側で、スロット９へ挿入される。連結エレメント１０は、耐荷形材Ｔ１の鋼に対して十分に溶接されることのできる鋼材料からなる。

スロット９への挿入後に、高接触圧下にスロット９に対して短い間隔で、圧力ローラー（図示せず）を、連結エレメント１０へ割り当てられている基礎エレメント５の表面５ａにわたって前記スロット９に沿って移動させる。この場合、圧力ローラーによってかけられる接触圧が高いので、基礎エレメント５の材料の領域１１,１２は、前記圧力により位置がずらされ、変形後に小さいスロットの形態をとり、そして、スロット９に対して平行に延びており、スロット９の方向へ流れる。そのため、連結エレメント１０の各々の場合において、スロット９のサイド表面は、そこへ割り当てられる表面部分上へ高圧力の効果を発揮する。連結エレメント１０と基礎エレメント５との間の、前記方法で作られるポジティブ又はノンポジティブ連結は極めて強いので、高い交互耐荷下にあっても、連結エレメント１０は安全で永久に基礎エレメント５中で保たれる。

耐荷形材Ｔ１は、Ｉ型の断面を有している。連結ピース１３は、アダプタ１と向かい合っているその端部で形成される。前記連結ピース１３では、それらの通常位置から互いに間隔を設けて発端している耐荷形材Ｔ１の上側部分１４及び下側部分１５が、最初は、互いに対して斜めに設置され、そして、短い部分１６を超えてもう一度互いに平行になる。耐荷形材Ｔ１の上側部分１４と下側部分１５との間の、部分１６の領域中に前記方法で形成される隙間１７の高さは、この場合、アダプタ１の連結エレメント１０の厚さＤと本質的に相当する。

外部シートＡ１を耐荷形材Ｔ１へ連結するために、最初に、アダプタ１の基礎エレメント５を外部シート１へ溶接するので、外部シート１とアダプタとが、材料又は治金接合によって、互いにしっかりと連結される。次に、アダプタ１の連結エレメント１０を、基礎エレメント５からそらして、その狭い側で、耐荷形材Ｔ１の隙間１７中へ押入れる。耐荷形材Ｔ１と連結エレメント１０とを、このように形成される部分的に重なっている（Ueberlappung）領域中において、簡単で確実に溶接することができるので、耐荷形材Ｔ１とアダプタ１とを、治金接合によってしっかりと連結することができる。この場合、外部シートＡ１と耐荷形材Ｔ１との連結部は、連結エレメント１０と基礎エレメント５との間のスロット９の領域において生じる、ポジティブ及びノンポジティブ連結を保障している。

連結部Ｖ２（図２）用に使用されるアダプタ２において、連結エレメント１８はプレート状ではなく、Ｔ形材の態様で形成される。この場合において、連結エレメント１８のウェブ１９の自由な狭い側を、アダプタ１のスロット９における連結エレメント１０と基礎エレメント５との前記接合と同じ態様で、アダプタ２の基板６（Ｇｒｕｎｄｐｌａｔｔｅ）に対してしっかりとポジティブ及びノンポジティブ連結する。

この場合において、ウェブ１９からそれている連結エレメント１８の自由連結面２０を、個々の耐荷形材Ｔ２の連結に使用することができる。この場合において、連結エレメント１８は、耐荷形材Ｔ２の鋼へ特に十分に溶接することのできる鋼材料からなることもできる。

連結部Ｖ２において、前記耐荷形材Ｔ２は、同様に、Ｉ型断面を有する。アダプタへの単純な連結を可能にするために、上側部分２１と下側部分２２とを連結エレメント１８の連結表面２０での平坦な連結部で隣接させ、そして、連結エレメント１８へ簡単に溶接させる方法で、前記上側部分２１と下側部分２２とを、アダプタ２へ対向している耐荷形材Ｔ２の末端部で、形材のウェブ２３にわたって延長させる。同時に、アダプタ２の基礎エレメント６が外部シートＡ２に対して溶接されるので、連結部Ｖ２とともに、外部シートＡ２（と、耐荷形材Ｔ２と）が、アダプタ２の基礎エレメント６と連結エレメント１８との間のポジティブ及びノンポジティブ連結によって、しっかりと互いに連結される。

連結Ｖ３（図３）において、外部シートＡ３へ連結されるべき耐荷形材Ｔ３の末端部は、外部シートＡ２に対して割り当てられる耐荷形材Ｔ２の末端部と全く同一の方法で設計される。外部シートＡ３が、連結部Ｖ３の領域中において上にそらされているように設計されるので、外部シートＡ３に位置するアダプタ３で基礎エレメントが外部シートＡ４へしっかりと接触している方法で、連結部Ｖ３用に使用されるアダプタ３のプレートの基礎エレメント７を上にそらされている相当の態様で設計する。

耐荷形材Ｔ３に対する連結部用として、アダプタ３は、前記耐荷形材Ｔ３と同じような簡単に溶接可能な材料からなる２つのプレート状連結エレメント２４，２５を有している。ここで、前記連結エレメントは、耐荷形材Ｔ３の上側部分２６と下側部分２７との間の間隔に相当する間隔Ａで、互いに平行に配置される。アダプタ１の基礎エレメント５と連結エレメント１０との間の連結部について本明細書中に記載されているのと同じ態様で、連結エレメント２４，２５を、各々の場合において、アダプタ３の基礎エレメント７へ接合する。

外部シートＡ３を耐荷形材Ｔ３へ連結するために、基礎エレメント７を有するアダプタ３を最初に外部シートＡ３へ接触させて置き、そして、そこへ溶接する。次に、基礎エレメント７からそらされているその連結エレメント２４，２５の自由端部が耐荷形材Ｔ３の上側部分２６と下側部分２７との自由端部へ平坦に隣接するような方法で、外部シートＡ３を有するアダプタ３を、耐荷形材Ｔ３の末端部へ接触させて置く。前記方法で形成される接合部の領域では、アダプタ３と耐荷形材Ｔ３とを互いに問題なく溶接させることが可能である。

連結部Ｖ４（図４）に使用されるアダプタ４は、外部シートＡ４と同じ材料から作られてそこへ溶接されるプレート状の基礎エレメント８に加えて、連結エレメント２８，２９を有する。前記連結エレメント２８，２９は、アダプタ３に示される連結エレメント２４，２５に相当するように設計され、そして、基礎エレメント８へポジティブ及びノンポジティブ連結されている。しかしながら、アダプタ３とは対照的に、アダプタ４での前記連結エレメント２８，２９は、基礎エレメント８からそらされているそれらの末端部で連結プレート３０を搭載しており、ここで、前記連結プレートは、耐荷形材Ｔ４の鋼材料へ十分に溶接することのできる鋼材料からなる。この場合において、プレート状連結エレメント２８，２９は、連結プレート３０と同じ材料からなることができ、そして、そこへ溶接することができる。

しかしながら、代わりに、連結エレメント２８，２９をその他の材料から製造することも可能であり、同様に、例えば、これらと基礎エレメント８との間の連結部のパターンにしたがって連結プレート３０へ連結することができる。この場合において、例えば、連結エレメント２８，２９は、耐荷形材Ｔ４からそこへ連結されるべき外部シートＡ４上への振動の転送を防ぐ弾性材料からなることができる。

この場合において、連結プレート３０は、アダプタ４と管状耐荷形材Ｔ４との問題のない連結を可能にする。このために、耐荷形材Ｔ４を、平坦に隣接しているその自由末端でアダプタの連結プレート３０へ設置するので、前記方法で形成される接合部の領域で単純な溶接を行うことができる。

Claims (13)

1. 第１材料からなる部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）と、第２材料からなる部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）との連結用アダプタであって、
   前記連結用アダプタが、第１部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）の材料が分類される材料のグループに属している材料から製造される基礎エレメント（５，６，７，８）と、接合操作によってポジティブ及びノンポジティブな態様で基礎エレメント（５，６，７，８）へ分解不可能に連結している連結エレメント（１０，１９，２４，２５，２８，２９）とを有しており、
   前記連結エレメントが、第２部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の材料が分類される材料のグループに属している材料から製造されることを特徴とする、前記アダプタ。
2. 基礎エレメント（５，６，７，８）がスロット（９）を有し、そのスロットへ連結エレメント（１０，１９，２４，２５，２８，２９）の部分が設置されること、並びに、
   基礎エレメント（５，６，７，８）と連結エレメント（１０，１９，２４，２５，２８，２９）との間にポジティブ及びノンポジティブ連結を形成する態様で、構造変化操作によって、スロット（９）の縁部が、前記スロット（９）中に設置される連結エレメント（１０，１９，２４，２５，２８，２９）の部分に対して、少なくとも部分ごとにプレスされること、
   を特徴とする、請求項１に記載のアダプタ。
3. 基礎エレメント（５，６，７，８）がプレートであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアダプタ。
4. 連結エレメント（１０，１９，２４，２５，２８，２９）がプレートであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアダプタ。
5. 連結エレメント（１）がＴ形材片であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアダプタ。
6. 部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の少なくとも１つの材料が、メタル合金であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアダプタ。
7. 部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）のうちの１つの材料が、プラスチックであることを特徴とする、請求項６に記載のアダプタ。
8. 両方の部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の材料が、金属の異なるグループへ分類されることを特徴とする、請求項６に記載のアダプタ。
9. 第１材料が鋼材料であり、そして、第２材料が軽金属材料であることを特徴とする、請求項８に記載のアダプタ。
10. 第２材料がアルミニウム材料であることを特徴とする、請求項９に記載のアダプタ。
11. 第１材料からなる第１部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）と、第１部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）の材料以外の材料グループに属する材料から製造される第２部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）とから製造される部品であって、
    請求項１〜１０のいずれか一項により設計されるアダプタ（１，２，３，４）によって、部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）が相互に連結していることを特徴とする、前記部品。
12. 一方の部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を鋼材料から製造し、そして、もう一方の部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を軽金属材料から製造することを特徴とする、請求項１１に記載の部品。
13. 一方の部品（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）がシートであり、そして、もう一方の部品（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）が形材であることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の部品。

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