JP5898700B2 - 部品表面に接着する接続要素及びその製造方法及びその取付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品表面に接着する接続要素、該接続要素の製造方法、及び該接続要素を部品表面に取付ける方法に関する。

先行技術において幾つかの接続要素が知られているが、これらは、熱活性化接着剤やホットメルト接着剤によって部品表面に取付けることができる。このような接続要素は、例えば、次の文献：ＥＰ０７４１８４２Ｂ１、ＵＳ３，３５３２，３１６、ＤＥ１０３５９４６６Ａ１、ＥＰ０５０４９５７Ａ２及びＤＥ１０２００６０１２４１１Ａ１に記載されている。

このような接続要素を部品表面に取付けるために、該接続要素はディスク又はディスク状構造を有する。このディスクは部品表面に対向する取付け面を有する。例えば、ホットメルト接着剤を取付け面に塗布した後、加熱により接着剤を活性化して硬化させる。このような接続要素の種々の設計形態としては、平坦な取付け面やウェブ又は支持用突出物を有する取付け面、ホットメルト接着剤を受ける凹状の取付け面がある。

このような接続要素がしばしば直面する問題は、ディスクが部品表面に十分に取付けられていても、ディスク内に締結されたピンが、例えば、構造部品を取付ける際の機械的荷重に耐えられない点である。この場合、接続要素が部品表面に十分に取付けられた状態であっても、早期に構造部品の取付け不良を招く。

更に不都合な点は、公知の接続要素が熱活性化接着剤を用いるように設計されていることである。これに対し、光によって活性化又は硬化する接着剤を用いる場合、接続要素が不透明であるため、外側から照射された光が接着剤に全く到達しないか、又は到達した場合でもその強度は非常に低い。この結果、接着剤は十分に硬化しないため、接続要素を部品表面に確実に取付けることができない。

従って、本発明の目的は、光硬化性接着剤を用いて部品表面に接着する接続要素を提供することである。更なる目的は、該接続要素の製造方法及びその取付け方法を提供することである。

欧州特許第０７４１８４２号公報 米国特許第ＵＳ３３５３２３１６号公報 ドイツ特許出願公開第１０３５９４６６号公報 欧州特許出願公開第０５０４９５７号公報 ドイツ実用新案第１０２００６０１２４１１号公報

上述の目的は、独立請求項１、７及び１６に記載の接続要素、独立請求項１０、１３及び２１に記載の該接続要素の製造方法、及び独立請求項１４及び２０に記載の接続要素の取付け方法によって達成される。本発明の更なる展開や有益な設計は、以下の説明、添付図面及び従属請求項によって明らかとなる。

パーツを部品表面に取付けることができるように部品表面に接着して用いる本発明に係る接続要素は、次の特徴、即ち、パーツを取付けることができるピン部分を有すると共にアンカーを有する保持ピンと、光透過性材料から成り、回転抑制及び離脱抑制形状を有するアンカーによって保持ピンが締結されており、アンカーによって保持ピンがねじれや離脱に耐えるようになっているディスクとを有する。

本発明に係る接続要素は、光活性化接着剤又は光硬化性接着剤を用いた取付けに適している。この目的で、接続要素のディスクを透明材料から製造し、あらゆる空間方向からの光がディスク下又は部品表面の感光性接着剤に到達できるようにする。接続要素の保持ピンがディスク内に確実に取付けられるようにするために、保持ピンの特殊なアンカーをディスク内に形成する。このアンカーの構造は、ディスク内で保持ピンがその長手方向軸の周りを回転するのを防止すると共に、保持ピンがディスクから離脱するのを防止する。

この目的で、アンカーは、保持ピンの長手方向軸に対し、横方向（好ましくは径方向）の拡大部の形状をしたアンダーカットを有する。この拡大部は、好ましい一設計においては、保持ピンの長手方向軸に対して直交するか又は９０°とは異なる角度で配置された平坦な構造であるが、保持ピンよりも大きい断面を有する。このように、アンカーの断面寸法は保持ピンに比べて大きいため、保持ピンがディスク内で傾くことがなくなり、機械的荷重が保持ピンから接続要素のディスク全体に確実に導入される。

ディスクの取付け面における保持ピン下の領域にも光を照射できるようにするためには、アンカーの平坦又は二次元構造は一部領域において不連続であることが好ましい。アンカーを閉じた平坦構造として形成することも好ましい。更なる実施形態によれば、アンカーは円錐状又は円錐台状断面を有し、上方からの入射光がアンカーが円柱形状の場合と比べて遮られないようにする。

外側へ向かって突出し、保持ピンの長手方向軸を横切ってディスク内でアンカーの回転防止ロックを形成する少なくとも１個のウェブを、平坦又は二次元構造のアンカーのピン部分に面している側か又はその離れた側、或いはその両側に設けることが更に好ましい。保持ピンの長手方向に突出するこのようなウェブの周りをディスクの材料が包囲しているため、アンダーカットは保持ピンの長手方向軸周りの回転方向に形成される。このように、保持ピンのねじ山にナットや類似の要素がねじ留めされれば、保持ピンは安定する。この状況において、好ましい一実施形態は、平坦なアンカーが円形になっており、アンカーのピン部分から離れた側にアンカーの径方向に延在する複数のウェブが配置されていることにある。

本発明の更なる実施形態によれば、アンカーは、回転防止ロックやねじれ防止及び離脱防止をもたらすエンボスを有する。

接続要素のディスクは、保持ピンに隣接する上面と部品表面に載置する取付け面を有する。ディスクの上面には、入射光を散乱させ、光の入射を支援し、ディスクの取付け面の光活性化接着剤へ光を運ぶことを支援するための表面粗さを設ける。この表面粗さによって、接着剤を硬化又は活性化するための入射光が反射しないことが保証される。また、光はこの粗い表面を経由して接続要素のディスクに導入されるため、光透過性材料から成るディスク内では、照射光を更に取付け面まで、ひいては接着剤まで伝えることができる。

凹形状になっている外周接続面によってディスクの上面と取付け面が互いに接続されていることが更に好ましい。

接着剤又はディスクの取付け面へ入射光を更に伝えることを支援する上で、具体的には凹形状も寄与していることが確認された。

また、本発明は、光透過性材料から成り、パーツを部品表面に取付けることができるように部品表面に接着して用いる接続要素であって、次の特徴、即ち、パーツを取付けることができるピン部分を有する保持ピンと、保持ピンに隣接する上面と部品表面に載置する取付け面を有するディスクとを有する接続要素において、上面は、入射光を散乱させるための表面粗さ及び／又は上面と取付け面を互いに接続する凹形状接続面を有する接続要素も開示する。

本発明によると、接続要素を１種の材料のみから製造することも好ましい。この製造経路の場合、保持ピンとディスクを互いに別々に接続する必要がないため、若干の単純化を伴う。更に、この場合、接続要素を光透過性プラスチックから、例えば、一成形段階のみで製造することが可能となる。上述と同様に、この接続要素のディスクの設計は表面粗さと凹型縁形状を有しており、接着剤を活性化及び／又は硬化させるための入射光がディスクの取付け面又は接着剤層に伝わるようになっている。具体的には、このディスクの設計によって光強度の損失がなくなり、このような接続要素を取付けるサイクル時間の短縮が支援される。

本発明は更に、既に記載の接続要素の製造方法であって、アンカーと少なくとも１個のピン部分とを有する保持ピンであって、好ましくは冷間圧縮、機械加工製造方法、射出成形、加圧鋳造、ダイカスト又は他の金属成形プロセスによって金属から成るか、又はプラスチックから成る保持ピンを用意する段階と、保持ピンとディスクが回転や離脱することなく互いに接続されるように、アンカーにディスクを取付ける段階とを有する方法を開示する。本発明の製造方法の更なる実施形態によれば、ディスクを製造する前に、アンカーを鋳型内に載置し、透明プラスチックを鋳型に注入して、保持ピンに隣接する上面が形成されると共に、部品表面に載置する取付け面が形成されるようにし、また、上面が、入射光を散乱させるための表面粗さ及び／又は上面と取付け面を互いに接続する凹形状接続面を有するようにする。機械的応力に起因してクラックが伝播しやすいディスクの材料（例えば、グリセリン等）を加工しようとする場合、接続要素の熱処理を行ってクラックを促進する機械的応力を緩和することが好ましい。本発明の製造方法の範囲内では、エンボス加工やローレット加工によって保持ピンのアンカーを製造して、ディスク内で成形状態にある保持ピンの回転防止ロックや離脱防止を同様に保証することも好ましい。

また、本発明は、上述の接続要素を部品表面に取付ける方法であって、接続要素のディスク及び／又は部品表面に接着剤を塗布する段階と、接続要素を部品表面に載置する段階と、接着剤を露光する段階とを有し、入射光はディスクの表面粗さによって散乱して部品表面に到達する、及び／又は入射光はディスクの凹型表面形状によって無機が変えられて部品表面に到達する方法も開示する。

本発明は更に、パーツを部品表面Ｂに取付けることができるように部品表面Ｂに接着して用いる接続要素であって、次の特徴、即ち、パーツを取付けることができるピン部分を有する保持ピンであって、保持ピンの長手方向軸に対して直交するか又は９０°とは異なる角度で配置された平坦な構造であり、保持ピンの長手方向において少なくとも部分的に分断されて又は閉じられて形成されたアンカーを有する保持ピンと、光透過性材料から成り、離脱抑制形状を有するアンカーによって保持ピンが締結されており、アンカーによって保持ピンが離脱する恐れがないようになっているディスクとを有し、接続要素の取付け面は、アンカーの内部領域及び外部領域において光透過性材料で構成されている接続要素を開示する。

上述の接続要素に対し、ここでは、接続要素の取付け面は、プラスチック及び光透過性材料から成る表面部分、及び熱伝導性材料からなる表面部分によって形成されている。特に、ディスクは透明プラスチックで形成されており、その内部を光が透過して取付け面の接着剤に到達することができる。アンカーは取付け面の他の部分を構成しており、保持ピンとアンカーを経由して、例えば、取付け面に伝わる熱が取付け面の接着剤の硬化に寄与することができるようになっている。アンカーは、そのピンに面している側とその横側において、透明プラスチックでコートされているか、又はプラスチックで包囲されている。プラスチックディスクをアンカーに接着する、ロックする又はクリップ留めする、或いは締結することも好ましい。取付け面の接着剤を最初に光照射によって活性化した場合、接続要素の最初の固定は、透明プラスチックから成る取付け面の領域で生じる。続いて、例えば、炉や他の熱源、周囲熱を用いた熱放射を行えば、取付け面の接着剤は確実に完全に硬化する。接着剤／接続要素を露光した後、更なるエネルギー供給を行わずに接着剤を一定期間に亘って硬化させることも好ましい。

好ましい一実施形態によれば、接続要素は、その取付け面において、ディスクとアンカーとの間の移行領域に亘って延在する複数の支持ポイント（好ましくは均一に分布している）を有する。或いは、支持ポイントはアンカーのみ又はディスクのみに配置されていることが好ましい。更なる好ましい一実施形態によれば、支持ポイントはアンカー及びディスクに配置されている。最初にこれらの支持ポイントは、部品表面と接続要素の取付け面との間に特定の距離を有する。これによって、接続要素を部品表面に載置する際には、部品表面と接続要素の取付け面との間にある接着剤が完全には移動しないことが確実である。この目的で、一代替手段においては、支持ポイントをプラスチックで実現する。取付け面の波形状によって又はアンカーの領域において支持ポイントを提供することも好ましい。更なる実施形態は、アンカーの保持ピンから離れた側を粗く加工し、その加工溝によって移動した物質によって取付け面と部品表面との間に十分な距離がもたらされるようにすることにある。

支持ポイントとディスクの取付けを支援するためには、接続要素のアンカーを保持ピンから離れた側の外縁領域において面取りすることが更に好ましい。

本発明は更に、上述の接続要素を部品表面に取付ける方法であって、接続要素のディスク及びアンカー又は部品表面に接着剤を塗布する段階と、接続要素を部品表面に載置する段階と、接着剤を露光する段階とを有し、ディスクの光透過性プラスチックを透過した入射光によって、部品表面への接続要素の最初の固定が行われる方法を開示する。本発明の取付け方法の更なる一実施形態によれば、アンカー及び／又は部品表面を介して熱を接着剤に供給し、その結果、部品表面への接続要素の更なる固定が行われるようにする。一代替手段においては、ここで供給される熱をプロセス制御する。これは、締結要素の下で用いる接着剤に応じて、所定量の熱を具体的に導入又は供給して接着剤を硬化させることを意味する。更なる代替手段においては、供給される熱又は光はプロセス制御されない。この更なるエネルギー供給は、例えば、接続要素を備えた部品を更に処理する他の処理方法（例えば、熱ペイント法）に起因する。従って、この更なるエネルギー供給は、部品と接続要素との間にもたらされる接着剤接続には適応していない。しかし、このエネルギー供給によって接着剤接続の実現が支援される。接着剤又は接続要素を露光した後に、更なるエネルギー供給を行わずに接着剤を一定期間硬化させることも好ましい。

更に、本発明は、上述した接続要素の製造方法について記載する。この製造方法は、冷間圧縮、機械加工製造方法又は他の金属成形方法によって、ピン部分とアンカーを有する保持ピンを用意する段階と、アンカーにディスクを貼付け又は取付けて保持ピンとディスクを離脱することなく互いに接続すると共に、アンカーとディスクによって接続要素の取付け面が形成されるようにする段階とを有する。

添付図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。

図１は、光照射された部品表面上の好ましい接続要素の概略側面図を示す。 図２は、横から光照射された部品表面上の好ましい接続要素の概略図を示す。 図３は、接続要素の好ましい一実施形態と光照射の作用を示す概略図である。 図４は、接続要素の更に好ましい実施形態を示す。 図５は、接続要素の好ましい一実施形態の側断面図を示す。 図６は、光照射された図５の接続要素の側断面図を示す。 図７は、接続要素の保持ピンの好ましい一実施形態の斜視図を示す。 図８は、保持ピンの更に好ましい実施形態の斜視図を示す。 図９は、保持ピンのアンカーの好ましい一実施形態を示す。 図１０は、保持ピンのアンカーの更に好ましい実施形態を示す。 図１１は、接続要素の製造方法の好ましい実施形態のフロー図を示す。 図１２は、接続要素の取付け方法の好ましい一実施形態のフロー図を示す。 図１３は、接続要素１の更なる実施形態の側面図を示す。 図１４は、図１３の囲み領域Ａの拡大図を示す。 図１５は、図１３の接続要素の斜視図を示す。 図１６は、接続要素の更に好ましい実施形態の斜視側面図を示す。 図１７は、図１６の接続要素を下から見た図を示す。 図１８は、図１６の接続要素の側断面図を示す。 図１９Ａは、図１８の囲み領域の断面拡大図を示す。 図１９Ｂは、図１８の囲み領域の接続要素の更なる設計を示す。 図２０は、接続要素の更なる実施形態の側断面図を示す。 図２１は、図１６に示す接続要素の取付け方法の好ましい一実施形態のフロー図を示す。

部品表面Ｂに接着する接続要素１は断面視でＴ字状構造を有するが、この様子を図１〜６に示す。このＴ字状構造は、取付け面４４と上面４２を有するディスク４０を有する。ディスク４０には保持ピン１０が取付けられている。保持ピン１０はピン部分２０を有し、構造部品や取付け具（例えば、内部ライニングや自動車のフェンダ等）を部品表面Ｂに取付けるのに役立つ。ディスク４０の取付け面４４は部品表面Ｂに面しており、接着剤によって部品表面Ｂに接続される。

ホットメルト接着剤又は通常の熱硬化性／熱活性化接着剤が広く用いられているが、本発明に係る接続要素１は、光硬化性接着剤又は光活性化接着剤を用いて取付けることが好ましい。この目的で、ディスク４０又は接続要素全体は、接着剤を硬化／活性化するのに必要な波長範囲の光を透過する透明材料から成る。ディスク４０又は接続要素全体の透明材料としてポリカーボネートを用いることが好ましい。ディスク４０又は接続要素１全体に全アモルファス透明プラスチックを用いることが更に好ましい。

不透明材料（例えば、金属（スチール）やプラスチック）から成る保持ピン１０と組合わせて透明なディスク４０を製造することが更に好ましい。ガラスやセラミック材料は、その機械的安定性、耐食性及び電気特性から接続要素１に適しているが、このような材料は、ディスク４０及び保持ピン１０又はこれら２種のパーツの内の１種のみにも適している。保持ピン１０は、防食が施された金属から、必要に応じてスライドコーティング装置やねじ保持装置を用いて製造することが好ましい。

保持ピン１０のピン部分２０は適切な取付け構造を有する。この取付け構造は、例えば、スチールピンやナット体、ボールピン、ねじ、プラグ接続、クランプ接続、スナップオン接続等として形成される。これらの種々の設計の特徴は、ディスク４０と同じ材料又はディスク４０とは異なる材料から製造される保持ピン１０においても実施することができる。

本発明に係る、即ち、図１〜６に示す好ましい実施形態に係る接続要素１は、透明なディスク４０と不透明な保持ピン１０を有する。光で硬化／活性化する接着剤を好ましく用いた場合、光源５０によって接着剤を照射すると、不透明な保持ピン１０によって取付け面４４に影６０が形成される。この影は、図１に示す縦の照射、図２に示す横からの照射、又は図３に示す縦と横の照射の組合せに応じて異なる。各々の場合について、光源５０の入射光５２を実線で概略的に示す。ディスク４０を透過した光５４及びディスク４０で反射した光５６を点線によって示す。接続要素１の照射によって生じる影６０によって、取付け面４４、具体的には、取付け面４４と保持ピン１０のアンカー３０との間の領域の照射が不均一になる。

上述したように、入射光５２の一部は透明なディスク４０を透過する。入射光５２の他の一部はディスク４０の上面４２で反射し、ディスクの内部に散乱する。ディスク４０と保持ピン１０のアンカー３０の好ましい設計によって、接着剤が載ったディスク４０の取付け面４４における光強度が最大限になることは確実である。先ず、ディスク４０の所定の表面設計によって、光５４がディスク４０を透過するようになるため、反射光５６の量が減少する。これはまさに光を横から好ましく照射する場合である。この状況において光を横から照射するとは、接続要素１の取付け面４４に対して９０°未満の角度で光を照射することを意味する。

ディスク４０を製造する際、所定の表面粗さを表面設計として上面４２及び／又は接続面４６に設ける。上面４２及び／又は接続面４６の平均粗さ値は０．１８μｍ〜３１．５μｍの範囲であることが好ましく、０．１８μｍ〜１０μｍの範囲であることが更に好ましい。

表面粗さによって入射光５２の反射が抑制され、より多くの入射光５２が透明なディスク４０を透過し、更には取付け面４４まで伝わる。また、入射光５６は、上面４２と接続面４６が平滑な場合と比べて、ディスク４０内により強く散乱する。その結果、ディスク４０内で散乱光５４の量が増加するが、その様子を図３及び６において点線で示す。このように、上面４２と接続面４６が平滑な場合と比べて、取付け面４４に到達する光の強度が増加する。この結果、取付け面４４で接着剤が速く硬化するため、部品表面Ｂへ接続要素１を取付ける際のサイクル時間が短縮される。

取付け面４４で光強度を増加させるため、図４に概略的に示すように、接続面４６を凹形状にすることも好ましい。接続面４６は上面４２と取付け面４４を周方向に接続するが、この場合、ディスク４０は円形状を有することが好ましい。ディスク４０は矩形状又は多角形状を有していてもよい。

接続面４６の凹形状によって、入射光５２（好ましくは横からの入射光）を取付け面４４への方向に収束させるレンズ効果が生じる。凹形状の接続面４６の曲率半径Ｒ₄₆は、入射光５２の入射角に応じて調整することが好ましい。この目的で、凹形状の接続面４６は、取付け面４４の影領域６０に横方向に隣接して配置される。影領域６０と接続面４６との間の横方向距離は材料厚さｘ（図４参照）によって決まる。材料厚さｘは、少なくともアンカー３０、ひいては保持ピン１０がディスク４０内に確実に保持される程度に大きくする必要がある。

接着剤を効果的に硬化させるために接続面４６によって入射光を取付け面４４へ集中させるには、光をあらゆる入射角から捕捉して更には取付け面４４へ伝えるように曲率半径Ｒ₄₆を設定する。この目的で、曲率半径Ｒ₄₆は、ディスク４０の全高Ｈ_Tと残存壁厚さＲ_Tから計算される値をとる（図４参照）。好ましい一実施形態によれば、曲率半径Ｒ₄₆は次の範囲の値をとる。

０．６・（Ｈ_T−Ｒ_T）≦Ｒ₄₆≦１．４・（Ｈ_T−Ｒ_T）

更に好ましい実施形態によれば、曲率半径Ｒ₄₆は次の範囲の値をとる。

０．８・（Ｈ_T−Ｒ_T）≦Ｒ₄₆≦１．２・（Ｈ_T−Ｒ_T）

取付け面４４への光入射を支援することに加え、アンカー３０を所定の形状とする。先ず、図１〜８に示すように、アンカー３０は断面がピン部分２０よりも大きい。このように、ディスク４０内に成形されたアンカーは、保持ピン１０の長手方向軸Ｌに対してアンダーカットを形成する。このアンダーカットは離脱抑制的に作用するため、ディスク４０と保持ピン１０との接続が安定する。

この離脱抑制用アンダーカットは一段階又は複数段階で形成する、即ち、図１〜７に示すように、アンカー３０の厚さの異なる部分領域を保持ピン１０の長手方向Ｌに順次広げることが好ましい。

アンカー３０は、保持ピン１０の長手方向Ｌ視で平坦又は二次元構造となっている。本発明の一実施形態によれば、この平坦構造は閉じて形成されている。本発明の更なる実施形態においては、図７及び８に示すように、該平坦構造は少なくとも一部で破断している。少なくとも１個の切欠け３５によって、取付け面４４のアンカー３０下の影又は影領域６０が減少するため、取付け面４４への光の入射が支援される。

更に、アンカー３０は、保持ピン１０の長手方向Ｌ視で、一部分領域において円錐台形状であることが好ましい。このアンカー３０の円錐台状領域は取付け面４４の方向に細くなっており、これによって、取付け面４４の影が減少する（図６参照）。

本発明の更なる実施形態によれば、平坦なアンカー３０は、ピン部分２０に面している側又はその離れた側、或いはその両側において、アンカーから突出し、保持ピン１０の長手方向軸Ｌを横切って延在する少なくとも１個のウェブ３４を有する。従って、図７は、円錐台状に形成されたアンカー３０に径方向に延在するウェブ３４がエンボス加工された好ましい一実施形態を示す。ウェブ３４間の表面は閉じているか、又は切欠け３５によって開いている。図８に示すように、長手方向軸Ｌを横切って延在し、取付け部分２０の方向に突出するウェブ３４を設けることも好ましい。ディスク４０が非円形状である場合、ウェブ３４は径方向に配置されるのでなく、長手方向軸Ｌに対して垂直に延在してもよい。ウェブ３４は、成形状態においてディスク４０の材料で包囲されている。これによって、ウェブは回転を抑制するように作用し、ディスク４０と保持ピン１０との接続が安定する。

本発明の更に好ましい実施形態によれば、アンカー３０をエンボス３６（図９参照）又はローレット加工部３８（図１０参照）の形状とする。エンボス３６及びローレット加工部３８は、例えば、保持ピン１０が中空形状である場合に適している。ローレット加工部３８及びエンボス３６はいずれもディスク４０内に成形すると、ディスク４０からの保持ピン１０の離脱防止や回転防止ロックをもたらす。更に、ローレット加工部３８やエンボス３６によって、確実に取付け面４４の影が小さくなり、光の入射が支援されるようになる。

本発明によると、接続要素１を光透過性材料から一体的に形成して、部品表面Ｂに接着することも好ましい。この場合、保持ピン１０をピン部分２０及びディスク４０と共に形成する。ディスク４０は、保持ピン１０に隣接する上面４２を有すると共に、部品表面Ｂに載置する取付け面４４を有する。上面４２には、入射光を散乱させるための上述の表面粗さ、及び／又は上面４２と取付け面４４を互いに接続する凹形状の接続面４６を設ける。

接続要素１のディスク４０の更に好ましい実施形態を図１３〜１５により詳細に示す。図１５の斜視図は接続要素１の取付け面４４を示す。上述の接続要素１の全ての実施形態と共に、次に記載の取付け面４４の設計を用いることが好ましい。

取付け面４４は周方向に配置された複数の凹部又は溝４８を有するが、その様子を図１４の部分拡大図でより詳細に示す。凹部４８の断面形状は角又は曲線である。複数の凹部４８は取付け面４４の径方向外縁に隣接して配置されている。径方向で互いにオフセットである複数の周方向凹部４８のグループを取付け面４４に配置することも好ましい。複数の凹部４８を示したが、好ましい一実施形態によれば、取付け面４４には１個の凹部４８のみを設けるか、又は複数の個々の凹部４８を径方向に間隔を置いて設ける。

凹部４８は、硬化状態で取付け面４４に接着剤（図示せず）を固定するのに役立つ。更に、凹部４８によって、部品表面Ｂからの接続要素１の離脱を招き得るクラックの発生が抑制及び／又は防止される。これによって、部品表面Ｂと接続要素１との接続の寿命が延びる。

また、取付け面４４から軸方向に突出する少なくとも３個の支持ポイント４９を取付け面４４に設けることが好ましい。これらの支持ポイント４９によって、取付け面４４と部品表面Ｂとの間隔が最小限になることが保証され、取付け面４４の如何なる場所においても、取付け面４４と部品表面Ｂとの中間領域から接着剤が完全に押し出されないようにすることができる。４個、５個又は６個の支持ポイント４９を設けることも好ましく、これらは取付け面に不均一又は均一の間隔で配置される。このように、接続要素１と部品表面Ｂとの接続の寿命が延びることも支援される。

例えば、図５及び６に示すような上述の接続要素１は、図１１のフロー図に従った好ましい製造方法によって製造する。この好ましい製造方法の範囲においては、先ず、保持ピン１０を製造する。保持ピン１０を製造するための種々の好ましい方法によると、ステップＳ１で冷間圧縮を行うか、又はステップＳ２で保持ピン１０のエンボス加工を行ってアンカー３０を形成するか、又はステップＳ３でローレット加工を行って保持ピンのアンカー３０を形成する。ピン部分２０を有する保持ピン１０を製造するための他の金属成形方法、例えば、射出成形や加圧鋳造、ダイカストを用いることも考えられる。更なる代替方法によると、アンカーを有する保持ピンを、例えば、射出成形や他のプラスチック成形方法によってプラスチックから製造する。

保持ピン１０を製造した後、ディスク４０を製造しアンカー３０に取付けるためのプラスチック成形用鋳型内に保持ピンを載置する。次に、ディスク４０形成用の光透過性プラスチックを鋳型に導入（好ましくは注入）し、保持ピン１０のアンカー３０をディスク４０のプラスチックで包囲する。ステップＳ４では鋳型内での保持ピン１０の位置決めを行う一方、ステップＳ５では鋳型内でディスク４０を形成する。

鋳型内でプラスチックを成形する際に、保持ピン１０に隣接して上面４２が形成され、部品表面Ｂに載置する取付け面４４が形成される。

製造方法の更に好ましい設計によると、鋳型内でディスク４０を成形する際に、ステップＳ６では、入射光５２を散乱させるための表面粗さを上面４２及び／又は接続面４６に形成する。製造ステップＳ７では、上面４２と取付け面４４との間の接続面４６を凹形状とし、上述の入射光５２を収束させる効果が得られるようにすることも好ましい。

また、本発明は、図１２のフロー図に従って行うことが好ましい、上述の接続要素１を取付ける方法も提供する。第１のステップＩでは、接続要素１のディスク４０の取付け面４４及び／又は部品表面に光硬化性接着剤を塗布する。次にステップＩＩでは、接続要素１を部品表面Ｂに載置する。ステップＩＩＩでは、接着剤を光源５０で露光して接着剤を硬化させ、取付け面４４を介して接続要素を部品表面Ｂに取付ける。ステップＩＩＩで接着剤を露光するに当たり、光源５０を用いて入射光５２を保持ピンの長手方向Ｌに照射する、及び／又は光源５０を用いて光を取付け面４４に対して９０°未満の角度で接続要素１に照射することが好ましい。横からの入射光５２の入射角は、ディスク４０の上面４２における入射光５２の反射が最小限になるように設定することが好ましい。ステップＩＩＩの露光を行うに当たり、局所的な表面粗さによって上面４２及び／又は接続面４６で入射光５２を散乱させて、最大限の入射光がディスク４０を透過して取付け面４４まで伝わるようにする（ステップＶ）ことが更に好ましい。ステップＩＩＩの露光の更なる実施形態においては、凹形状の接続面４６で入射光５２を集中／収束させ（ステップＶＩ）、取付け面４４での光強度を最適化することが好ましい。横からの光や散乱光等の横方向に向きが変えられる光の照射がない場合には、接続要素１の方向に光を再度反射させる。その結果、接続要素１に入る光が増加し、光源５０の光の損失が減少する。

図１６は、本発明に係る接続要素１’の更なる実施形態を示す。上述の接続要素１に対して同じ要素には同じ参照番号を付す。同様に、上述の特徴もこれらの要素に適用される。

図１６に示すように、接続要素１’は、ピン部分２０を有する保持ピン１０を有し、ピン部分２０はその一端にアンカー３０’を有する。図１８に示すように、アンカー３０’は平坦又は二次元に形成されており、保持ピン１０の長手方向軸Ｌに対して垂直又は９０°とは異なる角度となっている。アンカー３０’は、ピンに面している側において段状又は平滑になっていることが好ましい。アンカー３０’のピンから離れている側は平滑になっている。これは、後述するように、接続要素１’の取付け面４４の一部を成す。

アンカー３０’を有する保持ピン１０は、冷間圧縮、機械加工製造方法、射出成形、加圧鋳造又は他の金属成形方法によって金属から製造する。プラスチックからの製造も好ましい。

アンカー３０’は、そのピンに面している側において径方向、周方向で透明プラスチックによって包囲されており、これによってディスク４０’が形成されている。透明なプラスチックディスク４０’はアンカー３０’に密着させるか、又は他の方法で取付けることが好ましい。この目的で、作成済みのディスク４０’をアンカーに接着する、ロックする又はクリップ留めする、又は摩擦溶接によってディスクをアンカー３０’に固定することが可能である。図１９Ａ及びＢは、ディスク４０’とアンカー３０’との接続のそれぞれ異なる実施形態を示す。図１９Ａにおいては、ディスク４０’はアンカー３０’に密着しており、アンカー３０’の面取り縁領域を包囲している。こうすることで、支持ポイント４９’が同時に形成される。

これに対する代替手段として、ディスク４０’をアンカー３０’にクリップ留めするが、この場合、ディスク４０’は、領域４７におけるアンカー３０’の面取り縁領域を（好ましくは解放可能に）包囲する。また、任意の支持ポイント４９’’及び４９’’’がディスク４０’及び／又はアンカー３０’に示されている。

図１６（斜視図）、図１７（取付け面４４の上面図）及び図１８（接続要素１の側断面図）から、プラスチックディスク４０’とアンカー３０’が一緒に取付け面４４を形成していることが分かる。接続要素１’を取付けるため、後に接着剤を取付け面４４又は部品表面Ｂに塗布する。

複数の支持ポイント４９’は、アンカー３０’とディスク４０’との間の移行領域に亘って延在することが好ましい。支持ポイント４９’は、取付け面４４から垂直に突出している。接続要素１’を部品表面Ｂに載置する場合、取付け面４４上の支持ポイント４９’の突出によって、取付け面４４と部品表面Ｂとの間に残る接着剤の層の厚さが定まり、接着剤が押し出されることはない。支持ポイントを取付け面４４’全体に亘って不均一に分布させることも好ましい。種々の設計の変形によると、取付け面４４全体又はその一部の波形状によって支持ポイント４９’、４９’’が生じる。この様子を図２０に示すが、この場合、アンカー３０’は部品表面Ｂに面している表面が波形状である。この波形状はディスク４０’に設けることもできる。更なる代替手段ではアンカー３０’を粗く加工し、加工溝によって移動した物質によって物質の***が取付け面に形成されるようにするが、これによって部品表面Ｂに対して必要な空間が保証される。

図１９は、図１８の囲み領域の拡大図を示す。取付け面４４を超える支持ポイント４９’の突出を図１９に示す。また、ディスク４０’はアンカー３０’の周方向領域に配置されており、支持ポイント４９’にある程度融合している。このように、支持ポイント４９’は、例えば、ディスク４０’とアンカー３０’との間にクリップ接続をもたらす。しかし、図示の支持ポイント４９’’及び４９’’’は、ディスク４０’及び／又はアンカー３０’の移行領域の外側に設けることもできる（図１６、１７参照）。

アンカー３０’は、その周方向領域において、ピンから離れた側で面取りされていることが好ましい。これによって、光を横から照射する場合に、接着剤を活性化する照射光がアンカー３０’の下にもある程度透過することが保証される。アンカー３０’は、その形状に起因して軸方向にアンダーカットを形成し、アンカー３０’を有する保持ピン１０がディスク４０’から引き抜かれないようにする。保持ピン１０の長手方向軸Ｌの方向でアンカー３０’に切欠けを設けることも好ましい。このような切欠け（図示せず）は穴としてもよく、アンカー３０’の外縁までの平坦構造としてもよい。このように、更なる光を取付け面４４とそこにある接着剤に照射することができる。また、ディスク４０’のプラスチックはこの領域に嵌め込まれ、ディスク４０’とアンカー３０’との間に回転防止ロックが形成される。

図１７に示すように、接続要素１’の取付け面は、金属から成るアンカー３０’のピンから離れた側と、透明プラスチックから成るディスク４０’の周方向縁とによって形成される。ディスク４０’とアンカー３０’のそれぞれに対応する取付け面４４の領域部分は、接続要素１’を部品表面Ｂに取付ける際の要件に従って調整することができる。取付け面４４のディスク４０’の領域部分は、接続要素１’を部品表面Ｂに最初に固定するのに役立つ。この目的で、光で活性化することができる接着剤を取付け面４４に設ける。取付け要素１’を部品表面Ｂに載置した後、接続要素１’に光を照射する。光はディスク４０’のプラスチックを透過するため、接着剤の硬化は、取付け面４４のディスク領域における少なくとも最初の固定に際して生じる。このように、接続要素１’を運搬するか、より簡単に取扱うか、或いは処理する目的で最初に固定する（図２１参照）。

次に、接着剤を完全に硬化させて接続要素１’を固定するためには、接続要素１’ひいては取付け面４４の接着剤に熱を供給することが好ましい。熱の供給は、周囲の熱源によって行うか、接続要素をオーブンに入れて行うか、室温に対して加熱した環境に接続要素１’を誘導して行うか、又は周囲温度／室温自体によって行う。このプロセスにおいては、金属から成る保持ピン１０とそれに接続されたアンカー３０’によって良好な熱伝導性が確保されると共に、取付け面４４への更なる熱の伝導が確保される。同じことが部品表面Ｂにも当てはまり、これによっても供給熱又は周囲に存在する熱が取付け面４４に更に伝わる。特にアンカー３０’は接着剤を硬化させるための熱放射領域として寄与するが、該接着剤は熱によって硬化し、接続要素１’を部品表面Ｂに取付ける。

更なるエネルギーを供給せず、一定期間に亘ってのみ接着剤を硬化させることも好ましい。

１、１’ 接続要素
１０ 保持ピン
２０ ピン部分
３０、３０’ アンカー
３２ 拡大部
３４ ウェブ
３５ 切欠け
３６ エンボス
３８ ローレット加工部
４０、４０’ ディスク
４２ 上面
４４ 取付け面
４６ 接続面
４８ 凹部
４９、４９’、４９’’、４９’’’ 支持ポイント
５０ 光源
５２ 入射光
５４ 散乱光
５６ 反射光
６０ 影領域
Ｈ_T ディスク４０の全高
Ｒ_T ディスク４０の残存壁厚さ
ｘ 材料厚さ
Ｂ 部品表面
Ｌ 長手方向軸

Claims (21)

1. パーツを締結することができるように、部品表面（Ｂ）に接着して使用する接続要素（１）であって、
   ａ．パーツを締結することができるピン部分（２０）とアンカー（３０）を有する保持ピン（１０）と、
   ｂ．光透過性材料から成り、回転抑制及び離脱抑制形状を有するアンカー（３０）を介して保持ピン（１０）が締結されており、アンカー（３０）によって保持ピン（１０）が回転や離脱する恐れがないように配置されているディスク（４０）とを有し、
   前記アンカー（３０）は、保持ピン（１０）の長手方向軸（Ｌ）対して直交するか又は９０°とは異なる角度で配置された平坦な構造であり、保持ピン（１０）の長手方向において少なくとも部分的に分断されて又は閉じられて形成され、
   前記平坦なアンカー（３０）は、ピン部分（２０）に面している側か又はその側から離れた側、或いはその両側から突出する少なくとも１個のウェブ（３４）を有し、該ウェブ（３４）は保持ピン（１０）の長手方向軸を横切ってディスク（４０）内でアンカー（３０）の回転防止ロックを形成する、接続要素（１）。
2. アンカー（３０）は、保持ピン（１０）の長手方向軸（Ｌ）に対し、横方向、好ましくは径方向の拡大部（３２）の形状をしたアンダーカットを有することを特徴とする、請求項１に記載の接続要素（１）。
3. 平坦なアンカー（３０）が円形になっており、そのピン部分（２０）から離れた側において、複数のウェブ（３４）がアンカー（３０）の径方向に延在している、請求項１に記載の接続要素（１）。
4. アンカー（３０）は、回転防止ロックや離脱防止をもたらすエンボス（３６）又はローレット加工部（３８）を有する、請求項２に記載の接続要素（１）。
5. ディスク（４０）は、保持ピン（１０）に隣接する上面（４２）と部品表面（Ｂ）に載置する取付け面（４４）を有し、上面（４２）は、入射光を散乱させるための表面粗さを有する、請求項１に記載の接続要素（１）。
6. 上面（４２）と取付け面（４４）は、凹形状になっている周方向接続面（４６）によって接続されている、請求項５に記載の接続要素（１）。
7. 光透過性材料から成り、パーツを締結することができるように部品表面（Ｂ）に接着して使用する接続要素（１）であって、
   ａ．パーツを締結することができるピン部分（２０）を有する保持ピン（１０）と、
   ｂ．保持ピン（１０）に隣接する上面（４２）と部品表面（Ｂ）に載置する取付け面（４４）を有するディスク（４０）と
   を有する接続要素（１）において、
   上面（４２）は、上面（４２）と取付け面（４４）を互いに接続する凹形状の接続面（４６）を有し、それによりレンズ効果が生じてあらゆる入射角から光を捕捉し、更には接着剤を効果的に硬化させるために取付け面（４４）へ伝えることを特徴とする接続要素（１）。
8. 前記接続面（４６）は、ディスクの全高（Ｈ_T）と、ピンアンカーより下のディスク残存壁厚さ（Ｒ_T）から、下記式
   ０．６・（Ｈ_T−Ｒ_T）≦Ｒ₄₆≦１．４・（Ｈ_T−Ｒ_T）
   によって計算される曲率半径（Ｒ₄₆）を有する、請求項７に記載の接続要素（１）。
9. 前記取付け面（４４）は、接着剤を取付面（４４）に固定するのに役立つ周方向に配置された少なくとも一つの凹部（４８）を有する、請求項７に記載の接続要素（１）。
10. 請求項１に記載の接続要素（１）の製造方法であって、
    ａ．アンカー（３０）と少なくとも１個のピン部分（２０）とを有する保持ピン（１０）であって、好ましくは冷間圧縮、機械加工製造方法、射出成形、加圧鋳造又は他の金属成形方法によって金属から成るか、又はプラスチックから成る保持ピン（１０）を用意する段階と、
    ｂ．保持ピン（１０）とディスク（４０）が回転や離脱することなく互いに接続されるように、アンカー（３０）にディスク（４０）を取付ける段階とを有する方法であって、
    前記アンカー（３０）は、保持ピン（１０）の長手方向軸（Ｌ）対して直交するか又は９０°とは異なる角度で配置された平坦な構造であり、保持ピン（１０）の長手方向において少なくとも部分的に分断されて又は閉じられて形成され、
    前記平坦なアンカー（３０）は、ピン部分（２０）に面している側か又はその側から離れた側、或いはその両側から突出する少なくとも１個のウェブ（３４）を有し、該ウェブ（３４）は保持ピン（１０）の長手方向軸を横切ってディスク（４０）内でアンカー（３０）の回転防止ロックを形成する、
    製造方法。
11. ディスク（４０）を製造する際に、アンカー（３０）を鋳型内に載置し、光透過性プラスチックを鋳型に注入して、保持ピン（１０）に隣接する上面（４２）が形成されると共に、部品表面（Ｂ）に載置する取付け面（４４）が形成されるようにし、また、上面（４２）が、入射光を散乱させるための表面粗さ及び／又は上面（４２）と取付け面（４４）を互いに接続する凹形状接続面（４６）を有するようにする、請求項１０に記載の製造方法。
12. 保持ピン（１０）のエンボス加工又はローレット加工を行ってアンカー（３０）を設けるようにする、請求項１０又は１１に記載の製造方法。
13. 請求項７に記載の接続要素（１）の製造方法であって、
    ａ．アンカー（３０）と少なくとも１個のピン部分（２０）とを有する保持ピン（１０）であって、好ましくは冷間圧縮、機械加工製造方法、射出成形、加圧鋳造又は他の金属成形方法によって金属から成るか、又はプラスチックから成る保持ピン（１０）を用意する段階と、
    ｂ．保持ピン（１０）とディスク（４０）が回転や離脱することなく互いに接続されるように、アンカー（３０）にディスク（４０）を取付ける段階とを有する方法であって、
    前記ディスク（４０）は、保持ピン（１０）に隣接する上面（４２）と部品表面（Ｂ）に載置する取付け面（４４）とを有し、
    前記上面（４２）は、上面（４２）と取付け面（４４）を互いに接続する凹形状の接続面（４６）を有し、それによりレンズ効果が生じてあらゆる入射角から光を捕捉し、更には接着剤を効果的に硬化させるために取付面（４４）へ伝える、
    製造方法。
14. 請求項１又は７に記載の接続要素（１）を部品表面（Ｂ）に取付ける方法であって、
    ａ．接続要素（１）のディスク（４０）及び／又は部品表面（Ｂ）に接着剤を塗布する段階と、
    ｂ．接続要素（１）を部品表面（Ｂ）に載置する段階と、
    ｃ．接着剤を露光する段階と、
    ｄ．ディスク（４０）の凹型表面形状によって入射光の向きを変えて部品表面（Ｂ）に到達させる段階とを有し、
    ディスクは、保持ピン（１０）に隣接する上面（４２）と部品表面（Ｂ）に載置する取付け面（４４）を有し、前記上面は、上面（４２）と取付け面（４４）を互いに接続する凹形状の接続面（４６）を有し、それによりレンズ効果が生じてあらゆる入射角から光を捕捉し、更には接着剤を効果的に硬化させるために取付け面（４４）へ伝える、
    取り付け方法。
15. 請求項１又は７に記載の接続要素（１）を部品表面（Ｂ）に取付ける方法であって、
    ａ．接続要素（１）のディスク（４０）及び／又は部品表面（Ｂ）に接着剤を塗布する段階と、
    ｂ．接続要素（１）を部品表面（Ｂ）に載置する段階と、
    ｃ．接着剤を露光する段階であって、入射光はディスク（４０）の表面粗さによって散乱する、及び／又はディスク（４０）の凹型表面形状によって向きが変えられて部品表面（Ｂ）に到達する、露光段階と、
    ｄ．取付け面（４４）の少なくとも一つの凹部（４８）内に接着剤を固定する段階と
    を有する、取付け方法。
16. パーツを部品表面（Ｂ）に締結することができるように部品表面（Ｂ）に接着して使用する接続要素（１’）であって、
    ａ．パーツを締結することができるピン部分（２０）を有する保持ピン（１０）であって、保持ピン（１０）の長手方向軸（Ｌ）に対して直交するか又は９０°とは異なる角度で配置された平坦な構造であり、保持ピン（１０）の長手方向において少なくとも部分的に分断されて又は閉じられて形成されたアンカー（３０）を有する保持ピン（１０）と、
    ｂ．光透過性材料から成り、離脱抑制形状を有するアンカー（３０’）を介して保持ピン（１０）が締結されており、アンカーによって保持ピン（１０）が離脱する恐れがないようになっているディスク（４０’）とを有し、接続要素（１’）の取付け面（４４）は、アンカー（３０’）の内部領域及び外部領域において光透過性材料で構成されていることを特徴とする接続要素（１’）。
17. アンカー（３０’）は、保持ピン（１０）に面している側においてアンカー（３０’）の外周に沿って、ディスク（４０’）を形成するプラスチック層で包囲されている、請求項１６に記載の接続要素（１’）。
18. 好ましくは均一に複数配置された複数の支持ポイント（４９’）を取付け面（４４）を有し、この支持ポイント（４９’）は、ディスク（４０’）とアンカー（３０’）との間の移行領域に亘って延在するか、又はアンカー及び／又はディスク上に配置されている、請求項１６又は１７に記載の接続要素（１’）。
19. 支持ポイント（４９’）及び／又はディスクの取付けを支援するために、アンカー（３０’）は保持ピン（１０）から離れた側の外縁領域において面取りされている、請求項１６〜１８の１項に記載の接続要素（１’）。
20. 請求項１６〜１９の１項に記載の接続要素（１’）を部品表面（Ｂ）に取付ける方法であって、
    接続要素（１’）のディスク（４０’）とアンカー（３０’）及び／又は部品表面（Ｂ）に接着剤を塗布する段階と、
    接続要素（１’）を部品表面（Ｂ）に載置する段階と、
    接着剤を露光する段階であって、ディスク（４０’）の光透過性プラスチックを透過した入射光によって、部品表面（Ｂ）への接続要素（１’）の最初の固定が行われる、露光段階と、
    アンカー（３０’）及び／又は部品表面（Ｂ）を介して熱を接着剤に供給するか、又は更なるエネルギー供給を行わずに十分に長い時間かけて接着剤を硬化させて、部品表面（Ｂ）への接続要素（１’）の更なる固定が生じるようにする段階を有する、取付け方法。
21. 請求項１６〜１９の１項に記載の接続要素の製造方法であって、
    アンカー（３０’）と少なくとも１個のピン部分（２０）とを有する保持ピン（１０）であって、好ましくは冷間圧縮、機械加工製造方法、射出成形、加圧鋳造又は他の金属成形方法によって金属から成るか、又はプラスチックから成る保持ピン（１０）を用意する段階と、
    保持ピン（１０）とディスク（４０’）を離脱することなく互いに接続するようにアンカー（３０’）にディスク（４０’）を取付けると共に、アンカー（３０’）とディスク（４０’）によって接続要素（１’）の取付け面（４４）が形成されるようにする段階とを有する方法。

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