(57)【要約】【課題】鋳造品にインサート部材の一部を鋳ぐるむことにより、鋳造品にインサート部材を結合するようにした、異種金属材料の結合構造において、鋳造品の端末面とインサート部材の付け根との境界部分で、電食の発生を防止する。【解決手段】異種金属材料の結合構造は、第１の部材６０と第２の部材７０とが互いに異種金属材料から成り、第１の部材を鋳造するときに、この第１の部材に第２の部材の一部７１を鋳ぐるむことにより、第１の部材に第２の部材を結合したものである。第２の部材は、第１の部材における端末面６７ａから外方へ延びた延出部を有する。端末面は、延出部へ向かって先細り状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とが互いに異種金属材料から成り、前記第１の部材を鋳造するときに、この第１の部材に前記第２の部材の一部を鋳ぐるむことにより、前記第１の部材に前記第２の部材を結合した、異種金属材料の結合構造において、
前記第２の部材は、前記第１の部材における端末面から外方へ延びた延出部を有しており、
前記端末面は、前記延出部へ向かって先細り状に形成されていることを特徴とした、異種金属材料の結合構造。
【請求項２】
前記端末面と前記延出部との間の角度は、鈍角であることを特徴とした請求項１記載の異種金属材料の結合構造。
【請求項３】
前記端末面は、円弧状に形成されていることを特徴とした請求項１記載の異種金属材料の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異種金属から成る材料同士を結合する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、互いに異種金属から成る材料同士を結合する技術の開発が進められている。その１つに、鋳造によって材料同士を一体化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−３１２１９２公報
【０００３】
この特許文献１で知られている異種金属材料の結合構造は、インサート部材を鋳造型にセットし、インサート部材とは異種金属からなる溶融材料を、鋳造型に流し込むことによって、鋳造品にインサート部材の一部を鋳ぐるむようにしたものである。この結果、鋳造品にインサート部材が一体に結合される。例えば、インサート部材は鋼板から成り、鋳造品はアルミニウム鋳物からなる。
【０００４】
ところで、異種金属を互いに接触させた場合には、電食（電池作用腐食）に対する対策が必要となる。電食とは、異種金属を互いに接触させて腐食性環境に晒すと、電位の低いほうの金属がアノードとなって、比較的早く腐食が進むことである。例えば、アルミニウム鋳物と鋼板を接触させた場合では、電位が低いアノード側のアルミニウム鋳物の腐食が進む傾向にある。
【０００５】
互いに異種金属から成る板材同士を、結合させる場合であれば、各板材の間に接着剤を塗布することによって、板材同士が直接に接触することを規制できる。この結果、電食の発生は抑制される。
【０００６】
これに対し、特許文献１で知られている異種金属材料の結合構造では、鋳造品にインサート部材の一部を鋳ぐるむものであるから、部材同士が直接に接触する。つまり、各部材間に接着剤を塗布することはできない。インサート部材は、鋳造品の端末面から外部に露出しているが、この端末面に対する付け根の部分が腐食性環境に晒される（例えば、水分に晒される）と、電食が促進される要因となり得る。
【０００７】
電食の予防対策としては、鋳造品の端末面とインサート部材の付け根との境界部分（以下「境界部」と言う）を、電食を防止するための「塗布剤の層」によって覆うことが考えられる。ここで、境界部における電食を確実に防止するには、境界部を塗布剤の層によって確実に覆うことが求められる。塗布剤の層の品質は、電食の防止に大きい影響を及ぼす。例えば、境界部と塗布剤の層との間に、空隙が発生した場合には、外部から空隙に水が浸入し得る。しかも、塗布剤の層の品質を確保しつつ、塗布剤を塗布する作業を効率良く行うことができることが求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、鋳造品にインサート部材の一部を鋳ぐるむことにより、鋳造品にインサート部材を結合するようにした、異種金属材料の結合構造において、鋳造品の端末面とインサート部材の付け根との境界部分で、電食の発生を防止することができる技術を、提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明では、第１の部材と第２の部材とが互いに異種金属材料から成り、前記第１の部材を鋳造するときに、この第１の部材に前記第２の部材の一部を鋳ぐるむことにより、前記第１の部材に前記第２の部材を結合した、異種金属材料の結合構造において、前記第２の部材は、前記第１の部材における端末面から外方へ延びた延出部を有しており、前記端末面は、前記延出部へ向かって先細り状に形成されていることを特徴とする。ここで、「鋳ぐるむ」（enveloped casting）とは、鋳型の中に第２の部材の一部を埋め込み、この第２の部材を包み込むようにして鋳物を製造することを言う。
【００１０】
請求項２に係る発明では、前記端末面と前記延出部との間の角度は、鈍角であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、前記端末面は、円弧状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、第１の部材は鋳造品であり、第２の部材は第１の部材に鋳ぐるまれたインサート部材である。第２の部材は、第１の部材における端末面から外方へ延びた延出部を有している。端末面は、延出部へ向かって先細り状に形成されている。
端末面と、この端末面に対する延出部の基端との間の、境界部分（境界部）周りのスペースは、端末面を先細り状に形成した分だけ、広くなる。境界部周りに広いスペースを確保したので、電食を防止するための塗布剤によって、境界部を確実に覆うことができる。つまり、境界部を覆っている「塗布剤の層」の品質を、十分に確保することができる。例えば、境界部と塗布剤の層との間に空隙が発生することはない。この結果、境界部における電食を確実に防止することができる。しかも、電食を防止するための塗布剤を境界部に塗布する作業を、容易に且つ効率良く行うことができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、端末面と延出部との間の角度を鈍角にしたので、境界部周りの作業スペースが広くなる。このため、電食を防止するための塗布剤を境界部に塗布する作業を、容易に且つ確実に行うことができる。しかも、端末面の幅が狭い場合であっても、端末面を容易に先細り状に形成することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、端末面を円弧状に形成したので、境界部周りの作業スペースが広くなる。このため、電食を防止するための塗布剤を境界部に塗布する作業は、容易に且つ確実に行うことができる。しかも、端末面の幅が狭い場合であっても、端末面を容易に先細り状に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、ＣＬは車幅中央側を示す。
図１は本発明に係る異種金属材料の結合構造を採用した車体フレームの斜視図である。図２は図１に示すダンパハウジング周りを車幅中央側から見た斜視図である。図３は図２の３−３線断面図である。
【００１６】
図１は車体フレーム１０における左前部を示している。なお、車体フレーム１０における右前部は、左前部と同様の構成である。車体フレーム１０の前部は、左右のサイドフレーム２０（左だけを示す。以下同じ。）と左右のアッパメンバ３０と左右のロアメンバ４０とフロントバルクヘッド５０と左右のダンパハウジング６０とからなる。
【００１７】
サイドフレーム２０とアッパメンバ３０とロアメンバ４０は、全て断面視略矩形状の閉断面体であって、鉄鋼等の鉄系材料からなる。例えば、サイドフレーム２０は鋼板製のプレス成形品であり、アッパメンバ３０及びロアメンバ４０は角パイプ（鋼管）からなる。
【００１８】
左右のサイドフレーム２０は、車体前部の左右両側において前後に延びている。左右のアッパメンバ３０は、左右のサイドフレーム２０の上部に且つ車幅方向外側に位置しており、車体前部の左右両側において前後に延びている。各アッパメンバ３０の後端部は、各フロントピラー（図示せず）の前端部にそれぞれ結合されている。
【００１９】
アッパメンバ３０とロアメンバ４０の組み合わせ構造は、ツインフレーム構造をなす。左右のロアメンバ４０は、左右のアッパメンバ３０の真下に位置しており、車体前部の左右両側において前後に延びている。より具体的には、ロアメンバ４０の全体形状は、側面視で概ね山形状に形成されている。このロアメンバ４０は、長手中央の中間部４１と、前側の前部４２と、後側の後部４３とからなる。
【００２０】
中間部４１は、山形の頂部に相当し、ダンパハウジング６０の位置においてアッパメンバ３０の下面に接している。この中間部４１は、車体前後方向に所定の長さだけ、アッパメンバ３０の下面に沿うように延びている。前部４２は、中間部４１から前下方へ湾曲しながら延び、さらに前方へ略水平に延びた部分である。後部４３は、中間部４１から後下方へ湾曲しながら延び、さらに後方へ略水平に延びた部分である。ロアメンバ４０の前端は、サイドガセット４４を介して、サイドフレーム２０の前部における外側面に結合されている。ロアメンバ４０の後端は、図示せぬサイドシル又はフロントピラーの前端部に結合されている。
【００２１】
フロントバルクヘッド５０は、全体が正面視で略矩形状に形成された部材であり、左右のサイドフレーム２０の前端に結合されている。フロントバルクヘッド５０において、前部上部で車幅方向に延びたアッパクロスメンバ５１の両端は、左右のアッパメンバ３０の各前端に結合されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、左のダンパハウジング６０は、図示せぬフロントサスペンションのダンパを収納し且つダンパの上端部を固定するものである。この左のダンパハウジング６０は、上端部が左のアッパメンバ３０及び左のロアメンバ４０に結合されるとともに、下端部がブラケット７０を介して左のサイドフレーム２０に結合されている。右のダンパハウジングは、左のダンパハウジング６０と同様の構成なので、説明を省略する。
【００２３】
以下、左のダンパハウジング６０について詳しく説明する。図２及び図３に示すように、ダンパハウジング６０は、軽合金から成る鋳造品（ダイカスト製品など）である。軽合金としては、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金を採用する。このダンパハウジング６０は、ハウジング本体６１と上部結合部６２とからなる、一体成形品である。
【００２４】
ハウジング本体６１は、天板６３と周壁部６４とからなる。天板６３は、略平板状の部分であって、ダンパの上端部を取り付けるための孔６３ａと、複数のダンパ用フランジ取付孔６３ｂと、複数のストラットタワーバー取付孔６３ｃとを有する。ストラットタワーバー（図示せず）は、左右のダンパハウジング６０間に掛け渡される部材である。
【００２５】
周壁部６４は、アッパメンバ３０及びロアメンバ４０に接する部分を除いて、天板６３の縁から下方へ略垂直に延びた縦壁である。この周壁部６４は、平面視において、アッパメンバ３０側を開放した略Ｕ字状断面に形成されている。このような周壁部６４は、天板６３の縁からサイドフレーム２０へ向かって延びている主壁部６５と、この主壁部６５の前後両側から車幅方向外側へ延びている側壁部６６，６６とからなる。
【００２６】
主壁部６５における下縁６５ａには、縁全体にわたって結合部６７が一体に形成されている。この結合部６７は、主壁部６５の下縁６５ａに沿うように形成されており、主壁部６５よりも肉厚である。さらに、結合部６７はブラケット７０を有している。このブラケット７０は、結合部６７の下面６７ａ、つまり端末面６７ａに全体にわたって沿うように形成された板材であり、ダンパハウジング６０とは互いに異種金属の材料、例えば鉄鋼等の鉄系材料から成る。
【００２７】
ブラケット７０の上半部７１は、結合部６７に「鋳ぐるみ」によって、結合部６７に結合されている。ここで、「鋳ぐるみ」（enveloped casting）とは、鋳型の中にブラケット７０の一部を埋め込み、このブラケット７０を包み込むようにして鋳物（ダンパハウジング６０）を製造することを言い、「鋳ぐるむ」、「鋳込む」、「鋳包み」とも言われている。つまり、ダンパハウジング６０は鋳物であり、ブラケット７０はダンパハウジング６０に鋳ぐるまれたインサート部材であると、言うことができる。
【００２８】
板材から成るブラケット７０の上半部７１には、下縁６５ａに沿う方向に複数の貫通孔７１ａが形成されている。このため、ダンパハウジング６０を鋳造するときに、鋳型の中にブラケット７０の上半部７１が埋め込まれているので、鋳型に流し込まれた軽合金の溶融材料の一部が、複数の貫通孔７１ａに入り込む。複数の貫通孔７１ａに入り込んだ溶融材料は、凝固して貫通孔７１ａに固定される。このように、溶融材料が貫通孔７１ａに入り込んで凝固した部分６７ｂ（図３参照）のことを、固定部６７ｂと言うことにする。複数の貫通孔７１ａにそれぞれ固定部６７ｂが固定されるので、ダンパハウジング６０に対するブラケット７０の結合は、より強固なものになる。なお、ブラケット７０に形成される貫通孔７１ａの個数や孔径は、結合部６７に対するブラケット７０の結合強度を勘案して、適宜設定すればよい。
【００２９】
ブラケット７０は、結合部６７の端末面６７ａから下方へ延びて露出した延出部７２（下半部７２）を有している。延出部７２は、サイドフレーム２０のフランジ２１に重ね合わされて、溶接、リベット結合、ボルト結合等の結合構造によって、結合される。
【００３０】
上部結合部６２は、ハウジング本体６１における上端部に一体に形成された部分であり、車体前後方向に細長い角パイプから成る。上述のように、アッパメンバ３０の下面に対してロアメンバ４０の中間部４１が接している。この中間部４１の位置において、上部結合部６２は、内部にアッパメンバ３０及びロアメンバ４０を「鋳ぐるみ」によって結合したものである。この結果、互いに上下重なっている状態の、アッパメンバ３０及びロアメンバ４０は、角パイプ状の上部結合部６２によって一様に覆われ且つ互いに結合される。
【００３１】
以上の説明から明らかなように、ダンパハウジング６０に対して、アッパメンバ３０、ロアメンバ４０及びブラケット７０は、「鋳ぐるみ」によって結合される。
【００３２】
図４は図３に示す結合部の端末面周りの構成図兼作用図である。図４において、（ａ）は結合部６７の端末面６７ａ周りを示し、（ｂ）は端末面６７ａ周りに塗布剤を塗布するための塗布機８３を示している。
【００３３】
ここで、端末面６７ａと、この端末面６７ａに対する延出部７２の基端７２ａ（付け根７２ａ）との間の、コーナ８１（境界部分）のことを「境界部８１」と言うことにする。境界部８１は、腐食性環境に晒され易い部分である。腐食性環境に晒される（例えば、水分に晒される）と、電食が促進される要因となり得る。これに対して、本発明の境界部８１及びその周辺部分は、電食を防止するための「塗布剤の層８２」によって覆われている。
【００３４】
詳しくは、塗布機８３におけるガン８３ａのノズル８３ｂから境界部８１及びその周辺部分に、塗布剤を吐出することによって、境界部８１及びその周辺部分を塗布剤の層８２によって覆う。塗布剤の層８２を成すための塗布剤は、境界部８１及びその周辺部分を外部から密封するものであり、シーラ又はシーラントとも言われている。
【００３５】
ところで、境界部８１における電食を確実に防止するには、境界部８１を塗布剤の層８２によって確実に覆うことが求められる。塗布剤の層８２の品質は、電食の防止に大きい影響を及ぼす。例えば、境界部８１と塗布剤の層８２との間に、空隙が発生した場合には、外部から空隙に水が浸入し得る。しかも、塗布剤の層８２の品質を確保しつつ、塗布剤を塗布する作業を効率良く行うことができることが求められる。以下、このことについて詳しく説明する。
【００３６】
図５は結合部の端末面周りの説明図である。図５（ａ）は本発明の実施例であって、上記図４（ａ）に合わせて示している。図５（ｂ）は比較例を示している。
図５（ａ）に示すように、本発明に係る実施例の結合部６７の端末面６７ａは、延出部７２へ向かって先細り状に形成されていることを特徴とする。端末面６７ａと延出部７２との間の角度θ１は、鈍角である。例えば角度θ１は１３５°に設定される。
【００３７】
一方、図５（ｂ）に示す比較例の結合部６７Ａの端末面６７ａＡは、延出部７２に対して直角である。つまり、端末面６７ａＡと延出部７２との間の角度θ１ａは、９０°である。このため、端末面６７ａＡと延出部７２との間のコーナ８１Ａ（境界部８１Ａ）周りのスペースＳｐＡは、比較的狭い。ノズル８３ｂ（図４参照）から塗布剤を吐出して境界部８１Ａに塗布したときに、境界部８１Ａに空隙（エアポケット）が発生し得る。空隙が発生した場合には、外部から空隙に水が浸入し得る。
【００３８】
これに対して、上述のように、図５（ａ）に示す結合部６７の端末面６７ａは、延出部７２へ向かって先細り状に形成されている。つまり、図５（ｂ）に示す比較例の結合部６７Ａから角部６７ｂＡを削除した。この削除した部分を、図５（ａ）において想像線で表している。このように削除した分だけ（端末面６７ａを先細り状に形成した分だけ）、結合部６７における境界部８１周りのスペースＳｐは広くなる。
【００３９】
このように、境界部８１周りに広いスペースＳｐを確保したので、図４（ａ）に示すように、塗布剤の層８２によって、境界部８１を確実に覆うことができる。つまり、境界部８１を覆っている塗布剤の層８２の品質を、十分に確保することができる。例えば、境界部８１と塗布剤の層８２との間に空隙が発生することはない。この結果、境界部８１における電食を確実に防止することができる。しかも、電食を防止するための塗布剤を境界部８１に塗布する作業を、容易に且つ効率良く行うことができる。
【００４０】
さらには、端末面６７ａと延出部７２との間の角度θ１を鈍角にしたので、境界部８１周りの作業スペースが広くなる。このため、電食を防止するための塗布剤を境界部８１に塗布する作業を、容易に且つ確実に行うことができる。しかも、端末面６７ａの幅Ｗｄ（板厚Ｗｄ）が狭い場合であっても、端末面６７ａを容易に先細り状に形成することができる。
【００４１】
図６は図２の６−６線断面図である。上述のように、アッパメンバ３０及びロアメンバ４０と、上部結合部６２とは、互いに異種金属の材料から成る。
図６に示すように、上部結合部６２における長手方向の両端面６２ａ，６２ａ（車体前後方向の両端面６２ａ，６２ａ）のことを、「端末面６２ａ，６２ａ」と言う。端末面６２ａ，６２ａ周りについても、上記図４（ａ）に示す結合部６７の端末面６７ａ周りと同様の構成である。以下、このことについて説明する。
【００４２】
アッパメンバ３０において、上部結合部６２の端末面６２ａ，６２ａから外方へ延びて露出した部分のことを「延出部３０ａ，３０ａ」と言う。ロアメンバ４０において、上部結合部６２の端末面６２ａ，６２ａから外方へ延びて露出した部分のことを「延出部４０ａ，４０ａ」と言う。
【００４３】
上部結合部６２の端末面６２ａ，６２ａは、延出部３０ａ，３０ａ及び延出部４０ａ，４０ａへ向かって先細り状に形成されていることを特徴とする。端末面６２ａと延出部３０ａ，４０ａとの間の角度θ２は、鈍角である。例えば角度θ２は１３５°に設定される。
【００４４】
端末面６２ａ，６２ａと、この端末面６２ａ，６２ａに対する延出部３０ａ，４０ａの基端３０ｂ，４０ｂ（付け根３０ｂ，４０ｂ）との間の、コーナ８６（境界部分）のことを「境界部８６」と言う。境界部８６及びその周辺部分は、電食を防止するための「塗布剤の層８２」によって覆われている。
【００４５】
次に、図４に示す結合部６７の端末面６７ａ周りの変形例について説明する。なお、上記図４に示す構成と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図７は図４に示す結合部の端末面周りの変形例図である。変形例の端末面６７ａは、延出部７２へ向かって凸となる円弧状に形成されていることを特徴とする。なお、端末面６７ａは、延出部７２へ向かって凹となる円弧状に形成されてもよい。変形例においても、上記図４に示す実施例と同様の作用、効果を発揮する。
【００４６】
以上の説明をまとめると、次の通りである（図４、図６及び図７参照）。ここで、ダンパハウジング６０のことを「第１の部材６０」と言うときに、ダンパハウジング６０に結合されるアッパメンバ３０、ロアメンバ４０及びブラケット７０は「第２の部材３０，４０，７０」であると言うことができる。
【００４７】
第１の部材６０（ダンパハウジング６０）は鋳造品であり、第２の部材３０，４０，７０は第１の部材６０に鋳ぐるまれたインサート部材である。第２の部材３０，４０，７０は、第１の部材６０における端末面６７ａ，６２ａから外方へ延びた延出部３０ａ，４０ａ，７２を有している。端末面６７ａ，６２ａは、延出部３０ａ，４０ａ，７２へ向かって先細り状に形成されている。境界部８１，８６周りのスペースＳｐ（図５参照）は、端末面６７ａ，６２ａを先細り状に形成した分だけ、広くなる。
【００４８】
このように、境界部８１，８６周りに広いスペースＳｐを確保したので、塗布剤の層８２によって、境界部８１，８６を確実に覆うことができる。つまり、境界部８１，８６を覆っている塗布剤の層８２の品質を、十分に確保することができる。この結果、境界部８１，８６における電食を確実に防止することができる。しかも、電食を防止するための塗布剤を境界部８１，８６に塗布する作業を、容易に且つ効率良く行うことができる。
【００４９】
なお、本発明では、異種金属材料の結合構造は、車体に限定されるものではなく、各種の結合部分に採用することができる。
また、第１の部材６０と第２の部材３０，４０，７０とは、互いに異種金属の材料から成るものであればよい。また、一方の部材の材質を軽金属とした場合に、この軽金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金に限定されるものではなく、例えばマグネシウム又はマグネシウム合金であってもよい。
また、第１の部材に鋳ぐまれる第２の部材は、板材に限定されるものではなく、アッパメンバ３０及びロアメンバ４０のように単純なパイプや、ハイドロフォーム成形品、ロールフォーム成形品等の、閉断面を有したものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の異種金属材料の結合構造は、車体における各部に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る異種金属材料の結合構造を採用した車体フレームの斜視図である。
【図２】図１に示すダンパハウジング周りを車幅中央側から見た斜視図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図３に示す結合部の端末面周りの構成図兼作用図である。
【図５】結合部の端末面周りの説明図である。
【図６】図２の６−６線断面図である。
【図７】図４に示す結合部の端末面周りの変形例図である。
【符号の説明】
【００５２】
３０，４０，７０…第２の部材、３０ａ，４０ａ，７２…第２の部材の延出部、６０…第１の部材（ダンパハウジング）、６２ａ，６７ａ…第１の部材における端末面、８２…塗布剤の層、Ｓｐ…スペース、θ１，θ２…端末面と延出部との間の角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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