JPH10314922A - 複合部材およびその製造方法 - Google Patents
複合部材およびその製造方法Info
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- JPH10314922A JPH10314922A JP13113797A JP13113797A JPH10314922A JP H10314922 A JPH10314922 A JP H10314922A JP 13113797 A JP13113797 A JP 13113797A JP 13113797 A JP13113797 A JP 13113797A JP H10314922 A JPH10314922 A JP H10314922A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】精度が向上するとともに、機械的強度に優れ、
しかも、製造時間を短縮して生産効率を向上することが
可能な複合部材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】中空部１６を有するフレーム部材１２に傾
斜した壁部１９から形成される結合用孔２０を画成す
る。前記中空部１６に鋳物砂４０を詰め、前記フレーム
部材１２に金型４２を装着する。このとき、金型４２の
キャビティ４４は前記結合用孔２０に連通する。前記キ
ャビティ４４に溶湯４８を注湯し、該溶湯４８が冷却さ
れて固化すると、フレーム部材１２に結合部材が一体的
に形成される。
しかも、製造時間を短縮して生産効率を向上することが
可能な複合部材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】中空部１６を有するフレーム部材１２に傾
斜した壁部１９から形成される結合用孔２０を画成す
る。前記中空部１６に鋳物砂４０を詰め、前記フレーム
部材１２に金型４２を装着する。このとき、金型４２の
キャビティ４４は前記結合用孔２０に連通する。前記キ
ャビティ４４に溶湯４８を注湯し、該溶湯４８が冷却さ
れて固化すると、フレーム部材１２に結合部材が一体的
に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車に
使用されるフレーム部材等、複数の部材から構成される
複合部材およびその製造方法に関する。
使用されるフレーム部材等、複数の部材から構成される
複合部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、自動車のフレーム部材等、複
数の部材から構成される複合部材の製造方法として、例
えば、特開平６−７１３６４号公報に開示されている
「構造部材およびその製造方法」（以下、従来例１とい
う）がある。この従来例１には、曲げ加工が施されたア
ルミニウム合金製の押出形材に係合溝または係止用切欠
部を形成し、この係合溝または係止用切欠部に他のアル
ミニウム合金製の押出形材または板材を組み合わせ、そ
の接合部を溶接、接着または機械的結合により一体化し
て構造部材を製造する方法が示されている。
数の部材から構成される複合部材の製造方法として、例
えば、特開平６−７１３６４号公報に開示されている
「構造部材およびその製造方法」（以下、従来例１とい
う）がある。この従来例１には、曲げ加工が施されたア
ルミニウム合金製の押出形材に係合溝または係止用切欠
部を形成し、この係合溝または係止用切欠部に他のアル
ミニウム合金製の押出形材または板材を組み合わせ、そ
の接合部を溶接、接着または機械的結合により一体化し
て構造部材を製造する方法が示されている。
【０００３】また、特開昭５５−１１０６７８号公報の
「ダイカスト製二輪車用フレームの製造方法」（以下、
従来例２という）には、フレームパイプの端部を圧潰し
て金型内に配置した後、溶湯を金型内に供給してダイカ
ストで継手を形成する方法が開示されている。
「ダイカスト製二輪車用フレームの製造方法」（以下、
従来例２という）には、フレームパイプの端部を圧潰し
て金型内に配置した後、溶湯を金型内に供給してダイカ
ストで継手を形成する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例１では、接合部を接着する場合、その機械的強度が
低くなり、また、接合部を溶接により一体化すると、溶
接の際の熱により構造部材を形成する押出形材等に熱歪
が発生し、寸法精度が低下するおそれがあり、さらに、
溶接に長時間を要するため、製造時間が長くなり、生産
効率を向上することができないという問題がある。
来例１では、接合部を接着する場合、その機械的強度が
低くなり、また、接合部を溶接により一体化すると、溶
接の際の熱により構造部材を形成する押出形材等に熱歪
が発生し、寸法精度が低下するおそれがあり、さらに、
溶接に長時間を要するため、製造時間が長くなり、生産
効率を向上することができないという問題がある。
【０００５】一方、従来例２では、フレームパイプの端
部を圧潰するため、酸化防止のためのコーティング等が
破壊されて酸化膜が形成されてしまい、この酸化膜が形
成されたフレームパイプを使用してダイカストで継手を
形成すると、酸化膜によって該フレームパイプと継手と
が剥離する懸念があり、機械的強度が低下するという欠
点がある。
部を圧潰するため、酸化防止のためのコーティング等が
破壊されて酸化膜が形成されてしまい、この酸化膜が形
成されたフレームパイプを使用してダイカストで継手を
形成すると、酸化膜によって該フレームパイプと継手と
が剥離する懸念があり、機械的強度が低下するという欠
点がある。
【０００６】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、精度が向上するとともに、機械的強度に
優れ、しかも、製造時間を短縮して生産効率を向上する
ことが可能な複合部材およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
ものであって、精度が向上するとともに、機械的強度に
優れ、しかも、製造時間を短縮して生産効率を向上する
ことが可能な複合部材およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の部材から構成される複合部材で
あって、傾斜した壁部によって形成された結合孔が画成
された第１部材と、前記第１部材に金型を装着して鋳造
することによって前記第１部材に一体的に形成された第
２部材と、前記第２部材に形成され、前記結合孔を形成
する壁部に係合する係止部と、を備えることを特徴とす
る。
めに、本発明は、複数の部材から構成される複合部材で
あって、傾斜した壁部によって形成された結合孔が画成
された第１部材と、前記第１部材に金型を装着して鋳造
することによって前記第１部材に一体的に形成された第
２部材と、前記第２部材に形成され、前記結合孔を形成
する壁部に係合する係止部と、を備えることを特徴とす
る。
【０００８】本発明によれば、前記第１部材に前記第２
部材が鋳造によって一体的に形成され、係止部が結合孔
を形成する傾斜した壁部に係止されて前記第２部材が結
合孔から抜け止めされる。
部材が鋳造によって一体的に形成され、係止部が結合孔
を形成する傾斜した壁部に係止されて前記第２部材が結
合孔から抜け止めされる。
【０００９】この場合、前記第１部材の表面に低融点合
金が溶着され、前記第１部材と前記第２部材とが前記低
融点合金を介して金属結合により結合されると、前記第
１部材と前記第２部材とが強固に固着し、機械的強度に
優れた複合部材を得ることができ、好適である。
金が溶着され、前記第１部材と前記第２部材とが前記低
融点合金を介して金属結合により結合されると、前記第
１部材と前記第２部材とが強固に固着し、機械的強度に
優れた複合部材を得ることができ、好適である。
【００１０】さらに、本発明は、複数の部材から構成さ
れる複合部材の製造方法であって、前記複合部材を構成
する第１部材に、傾斜した壁部によって形成された結合
孔を画成する工程と、前記第１部材に金型を装着し、該
金型のキャビティと前記結合孔とを連通させる工程と、
前記金型のキャビティに溶湯を注湯し、前記第１部材に
第２部材を一体的に形成して複合部材を得る工程と、を
有することを特徴とする。
れる複合部材の製造方法であって、前記複合部材を構成
する第１部材に、傾斜した壁部によって形成された結合
孔を画成する工程と、前記第１部材に金型を装着し、該
金型のキャビティと前記結合孔とを連通させる工程と、
前記金型のキャビティに溶湯を注湯し、前記第１部材に
第２部材を一体的に形成して複合部材を得る工程と、を
有することを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、前記第１部材に前記第２
部材が鋳造によって一体的に形成され、第１部材は結合
孔を形成する傾斜した壁部に係止して前記第２部材が結
合孔から抜け止めされる。
部材が鋳造によって一体的に形成され、第１部材は結合
孔を形成する傾斜した壁部に係止して前記第２部材が結
合孔から抜け止めされる。
【００１２】この場合、前記結合孔を画成する工程の後
に、前記第１部材の表面に付着した酸化膜を除去する工
程と、前記第１部材の表面に溶融した低融点合金を溶着
する工程と、を有すると、前記第１部材と前記第２部材
とが前記低融点合金を介して金属結合によって一体的に
結合され、機械的強度に優れた複合部材を得ることがで
き、好適である。
に、前記第１部材の表面に付着した酸化膜を除去する工
程と、前記第１部材の表面に溶融した低融点合金を溶着
する工程と、を有すると、前記第１部材と前記第２部材
とが前記低融点合金を介して金属結合によって一体的に
結合され、機械的強度に優れた複合部材を得ることがで
き、好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る複合部材について、
その製造方法との関係において好適な実施の形態を挙
げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
その製造方法との関係において好適な実施の形態を挙
げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】図１において、参照符号１０は、本発明の
実施の形態に係る複合部材を示す。この複合部材１０
は、例えば、自動車等に使用されるフレーム部材（第１
部材）１２と、該フレーム部材１２を他のフレーム部材
等に組み付けるために当該フレーム部材１２の外壁に突
出形成された結合部材（第２部材）１４とからなる。
実施の形態に係る複合部材を示す。この複合部材１０
は、例えば、自動車等に使用されるフレーム部材（第１
部材）１２と、該フレーム部材１２を他のフレーム部材
等に組み付けるために当該フレーム部材１２の外壁に突
出形成された結合部材（第２部材）１４とからなる。
【００１５】前記フレーム部材１２は押出成形、引抜成
形等により長尺に形成され、断面四角形状の中空部１６
が画成される。また、このフレーム部材１２は曲げ加工
が施されている。一方、前記結合部材１４は略コ字状に
形成され、互いに平行な面にはそれぞれ孔部１８ａ、１
８ｂが画成される。前記結合部材１４に他のフレーム部
材等を組み付ける際には、この孔部１８ａ、１８ｂに軸
部材等が挿通される。
形等により長尺に形成され、断面四角形状の中空部１６
が画成される。また、このフレーム部材１２は曲げ加工
が施されている。一方、前記結合部材１４は略コ字状に
形成され、互いに平行な面にはそれぞれ孔部１８ａ、１
８ｂが画成される。前記結合部材１４に他のフレーム部
材等を組み付ける際には、この孔部１８ａ、１８ｂに軸
部材等が挿通される。
【００１６】前記フレーム部材１２には、図２に示すよ
うに、結合用孔２０が画成される。該結合用孔２０を形
成する壁部１９は前記フレーム部材１２の中空部１６に
向かって広くなるように傾斜している。前記結合用孔２
０には前記結合部材１４の下部に形成された係止部２１
が係合し、該係止部２１の壁部は前記壁部１９に対応し
て傾斜して形成される。このため、前記結合部材１４は
前記係止部２１によって結合用孔２０に抜け止めされ
る。
うに、結合用孔２０が画成される。該結合用孔２０を形
成する壁部１９は前記フレーム部材１２の中空部１６に
向かって広くなるように傾斜している。前記結合用孔２
０には前記結合部材１４の下部に形成された係止部２１
が係合し、該係止部２１の壁部は前記壁部１９に対応し
て傾斜して形成される。このため、前記結合部材１４は
前記係止部２１によって結合用孔２０に抜け止めされ
る。
【００１７】本実施の形態に係る複合部材１０は、基本
的には以上のように構成されるものであり、次に、この
複合部材１０の製造方法について説明する。
的には以上のように構成されるものであり、次に、この
複合部材１０の製造方法について説明する。
【００１８】先ず、アルミニウムまたはアルミニウム合
金により形成され、予め曲げ加工が施されたフレーム部
材１２の一方の壁面に結合用孔２０が画成される（図３
参照）。この場合、図４に示すように、フレーム部材１
２の中空部１６にはダイス２２が挿入され、一方、フレ
ーム部材１２の外壁部には前記ダイス２２に対応してパ
ッド２４が当接し、前記ダイス２２と前記パッド２４と
が互いに相対的に接近することにより前記フレーム部材
１２の壁部が挟持される。前記ダイス２２および前記パ
ッド２４にはそれぞれ孔部２６、２８が画成されてお
り、該孔部２６、２８に向けてパンチ３０が相対的に変
位することにより、フレーム部材１２に結合用孔２０が
画成される。なお、ダイス２２の孔部２６はパンチ３０
より若干大きく形成され、フレーム部材１２を形成する
壁部にはパンチ３０の当接部位からダイス２２の孔部２
６の縁部に向かって剪断作用が働く。このため、結合用
孔２０を形成する壁部１９の寸法は、フレーム部材１２
の外側ではパンチ３０の外形寸法と等しく、フレーム部
材１２の内側ではダイス２２の孔部２６の寸法と等しく
なり、結局、結合用孔２０を形成する壁部１９はフレー
ム部材１２の中空部１６に向かって広くなるように傾斜
して形成される。
金により形成され、予め曲げ加工が施されたフレーム部
材１２の一方の壁面に結合用孔２０が画成される（図３
参照）。この場合、図４に示すように、フレーム部材１
２の中空部１６にはダイス２２が挿入され、一方、フレ
ーム部材１２の外壁部には前記ダイス２２に対応してパ
ッド２４が当接し、前記ダイス２２と前記パッド２４と
が互いに相対的に接近することにより前記フレーム部材
１２の壁部が挟持される。前記ダイス２２および前記パ
ッド２４にはそれぞれ孔部２６、２８が画成されてお
り、該孔部２６、２８に向けてパンチ３０が相対的に変
位することにより、フレーム部材１２に結合用孔２０が
画成される。なお、ダイス２２の孔部２６はパンチ３０
より若干大きく形成され、フレーム部材１２を形成する
壁部にはパンチ３０の当接部位からダイス２２の孔部２
６の縁部に向かって剪断作用が働く。このため、結合用
孔２０を形成する壁部１９の寸法は、フレーム部材１２
の外側ではパンチ３０の外形寸法と等しく、フレーム部
材１２の内側ではダイス２２の孔部２６の寸法と等しく
なり、結局、結合用孔２０を形成する壁部１９はフレー
ム部材１２の中空部１６に向かって広くなるように傾斜
して形成される。
【００１９】次に、図５に示すように、フレーム部材１
２の表面にフラックス塗布装置（図示せず）に接続され
たノズル３６によってフラックスを塗布し、このフレー
ム部材１２を図示しない加熱装置で略３００℃に加熱し
てフレーム部材１２表面の酸化膜を除去する。
２の表面にフラックス塗布装置（図示せず）に接続され
たノズル３６によってフラックスを塗布し、このフレー
ム部材１２を図示しない加熱装置で略３００℃に加熱し
てフレーム部材１２表面の酸化膜を除去する。
【００２０】次いで、図６に示すように、略３００℃に
加熱されて溶融した低融点合金３８（例えば、Ａｌ−Ｚ
ｎ−Ｓｉ）にフレーム部材１２を浸漬してフレーム部材
１２表面に低融点合金３８を溶着する。
加熱されて溶融した低融点合金３８（例えば、Ａｌ−Ｚ
ｎ−Ｓｉ）にフレーム部材１２を浸漬してフレーム部材
１２表面に低融点合金３８を溶着する。
【００２１】次に、図７に示すように、フレーム部材１
２の中空部１６にその内壁に至るまで鋳物砂４０を詰め
る。次いで、フレーム部材１２の外壁に金型４２を装着
する。この場合、金型４２のキャビティ４４は結合用孔
２０に連通する。
２の中空部１６にその内壁に至るまで鋳物砂４０を詰め
る。次いで、フレーム部材１２の外壁に金型４２を装着
する。この場合、金型４２のキャビティ４４は結合用孔
２０に連通する。
【００２２】そして、キャビティ４４に連通する注湯孔
４６からアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯４
８を注湯し、鋳造を行う。
４６からアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯４
８を注湯し、鋳造を行う。
【００２３】溶湯４８が冷却されて固化すると、図２に
示すように、フレーム部材１２に結合部材１４が一体的
に形成される。この場合、金型４２のキャビティ４４に
溶湯４８を注湯した時点では、結合部材１４はキャビテ
ィ４４に対応した寸法であるが（図２中、２点鎖線参
照）、溶湯４８が冷却されて固化すると、図２中、実線
で示すように、熱収縮のために若干小さくなる。
示すように、フレーム部材１２に結合部材１４が一体的
に形成される。この場合、金型４２のキャビティ４４に
溶湯４８を注湯した時点では、結合部材１４はキャビテ
ィ４４に対応した寸法であるが（図２中、２点鎖線参
照）、溶湯４８が冷却されて固化すると、図２中、実線
で示すように、熱収縮のために若干小さくなる。
【００２４】このようにして形成された複合部材１０の
結合部材１４は、結合用孔２０の傾斜した壁部１９に係
合し、抜け止めされる。また、フレーム部材１２の表面
に溶着された低融点合金３８を介してフレーム部材１２
と結合部材１４とは金属結合で結合されるため、フレー
ム部材１２と結合部材１４とは高い機械的強度で結合さ
れることになる。
結合部材１４は、結合用孔２０の傾斜した壁部１９に係
合し、抜け止めされる。また、フレーム部材１２の表面
に溶着された低融点合金３８を介してフレーム部材１２
と結合部材１４とは金属結合で結合されるため、フレー
ム部材１２と結合部材１４とは高い機械的強度で結合さ
れることになる。
【００２５】なお、本実施の形態では、パンチ３０によ
って結合用孔２０を画成したが、図８に示すように、エ
ンドミル５０による切削加工で結合用孔２０を画成して
もよい。この場合、エンドミル５０を略４５°に傾斜さ
せて切削加工を行うことにより、結合用孔２０の壁部１
９を傾斜して形成することができる。
って結合用孔２０を画成したが、図８に示すように、エ
ンドミル５０による切削加工で結合用孔２０を画成して
もよい。この場合、エンドミル５０を略４５°に傾斜さ
せて切削加工を行うことにより、結合用孔２０の壁部１
９を傾斜して形成することができる。
【００２６】また、本実施の形態に係る鋳造方法では、
重力鋳造の場合を例に説明したが、油圧プレス等を用い
て溶湯に高圧力を印加するスクイズキャスティング法、
半溶融状態の溶湯（半溶融スラリ）を機械的衝撃により
キャビティに圧入するチクソキャスティング法でもよい
ことは勿論である。
重力鋳造の場合を例に説明したが、油圧プレス等を用い
て溶湯に高圧力を印加するスクイズキャスティング法、
半溶融状態の溶湯（半溶融スラリ）を機械的衝撃により
キャビティに圧入するチクソキャスティング法でもよい
ことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る複合部材およびその製造方
法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られ
る。
法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られ
る。
【００２８】鋳造により第２部材を形成するため、従来
技術のように溶接する場合と比較して製造時間が短縮さ
れ、生産効率が向上するとともに、この複合部材の寸法
精度が高くなる。また、低融点合金を介して第１部材と
第２部材とが金属結合により固着されるため、機械的強
度が高い複合部材を得ることができる。さらに、この複
合部材全体を鋳造する必要がないために、金型が小型で
済み、製造コストを低廉化することが可能である。
技術のように溶接する場合と比較して製造時間が短縮さ
れ、生産効率が向上するとともに、この複合部材の寸法
精度が高くなる。また、低融点合金を介して第１部材と
第２部材とが金属結合により固着されるため、機械的強
度が高い複合部材を得ることができる。さらに、この複
合部材全体を鋳造する必要がないために、金型が小型で
済み、製造コストを低廉化することが可能である。
【００２９】さらにまた、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金により複合部材を形成することにより、軽量で
機械的強度の高い複合部材を得ることができる。
ウム合金により複合部材を形成することにより、軽量で
機械的強度の高い複合部材を得ることができる。
【００３０】この複合部材を自動車等のフレーム部材に
用いると、自動車の生産効率が向上して生産コストが低
廉化し、フレーム部材の機械的強度が向上するという利
点もある。
用いると、自動車の生産効率が向上して生産コストが低
廉化し、フレーム部材の機械的強度が向上するという利
点もある。
【図１】本発明の実施の形態に係る複合部材を示す概略
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の複合部材に形成される係合部材を示す一
部拡大縦断面図である。
部拡大縦断面図である。
【図３】図１の複合部材を構成するフレーム部材の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図４】図３のフレーム部材にパンチによって結合用孔
を画成する工程を示す概略一部縦断面図である。
を画成する工程を示す概略一部縦断面図である。
【図５】図３のフレーム部材にフラックスを塗布する工
程を示す概略斜視図である。
程を示す概略斜視図である。
【図６】図３のフレーム部材に低溶融金属を溶着する工
程を示す概略斜視図である。
程を示す概略斜視図である。
【図７】図３のフレーム部材に係合部材を鋳造する工程
を示す概略一部縦断面図である。
を示す概略一部縦断面図である。
【図８】図３のフレーム部材にエンドミルによって結合
用孔を画成する工程を示す概略一部縦断面図である。
用孔を画成する工程を示す概略一部縦断面図である。
１０…複合部材 １２…フレーム部材 １４…結合部材 １９…壁部 ２０…結合用孔 ２１…係止部 ３８…低融点合金 ４２…金型 ４８…溶湯
Claims (4)
- 【請求項１】複数の部材から構成される複合部材であっ
て、 傾斜した壁部によって形成された結合孔が画成された第
１部材と、 前記第１部材に金型を装着して鋳造することによって前
記第１部材に一体的に形成された第２部材と、 前記第２部材に形成され、前記結合孔を形成する壁部に
係合する係止部と、 を備えることを特徴とする複合部材。 - 【請求項２】請求項１記載の複合部材において、 前記第１部材の表面には低融点合金が溶着され、前記第
１部材と前記第２部材とは前記低融点合金を介して金属
結合により結合されることを特徴とする複合部材。 - 【請求項３】複数の部材から構成される複合部材の製造
方法であって、 前記複合部材を構成する第１部材に、傾斜した壁部によ
って形成された結合孔を画成する工程と、 前記第１部材に金型を装着し、該金型のキャビティと前
記結合孔とを連通させる工程と、 前記金型のキャビティに溶湯を注湯し、前記第１部材に
第２部材を一体的に形成して複合部材を得る工程と、 を有することを特徴とする複合部材の製造方法。 - 【請求項４】請求項３記載の複合部材の製造方法におい
て、 前記結合孔を画成する工程の後に、 前記第１部材の表面に付着した酸化膜を除去する工程
と、 前記第１部材の表面に溶融した低融点合金を溶着する工
程と、 を有し、前記第１部材と前記第２部材とが前記低融点合
金を介して金属結合によって一体的に結合されることを
特徴とする複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13113797A JP3234795B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 複合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13113797A JP3234795B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 複合部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314922A true JPH10314922A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3234795B2 JP3234795B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=15050866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
1997
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