(57)【要約】【課題】部材形状設計の自由度と施工性に優れるアルミニウム構造部材を提供する。【解決手段】アルミニウム構造部材１００は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム展伸材１１と、アルミニウム展伸材１１を鋳ぐるんだ状態で接合するアルミニウム合金鋳物１３と、を備える。アルミニウム展伸材１１は、アルミニウム合金鋳物１３から一部を外部に突出させた接合部１７を有している。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム展伸材と、該アルミニウム展伸材を鋳ぐるむアルミニウム合金鋳物と、を有するアルミニウム構造部材の接合方法であって、
前記アルミニウム展伸材を、少なくとも一面に前記アルミニウム合金鋳物で覆われない接合部が形成されるように前記アルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんで、前記アルミニウム展伸材と前記アルミニウム合金鋳物とを一体構造物にする工程と、
前記一体構造物を溶体化処理する工程と、
前記溶体化処理後の前記一体構造物を時効処理する工程と、
前記接合部を被接合部材に溶接又はかしめ接合する工程と、
を備えるアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項２】
前記アルミニウム展伸材は熱処理型合金であり、
前記一体構造物にする工程の前に前記アルミニウム展伸材を時効処理する工程を備える請求項１に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項３】
前記一体構造物にする工程は、複数の前記アルミニウム展伸材を前記アルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんで、複数の前記接合部を形成する請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項４】
前記一体構造物にする工程は、複数の前記アルミニウム展伸材を互いに隙間を有して配置し、前記隙間に前記アルミニウム合金鋳物の溶湯を充填する請求項３に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項５】
前記アルミニウム展伸材は、少なくとも一つの貫通孔を有し、
前記一体構造物にする工程で、前記アルミニウム合金鋳物の溶湯を前記貫通孔に充填する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項６】
前記アルミニウム展伸材は中空部材であり、
前記アルミニウム展伸材の径方向内側に設けられ、前記アルミニウム展伸材の長手方向の少なくとも一部を径方向内側から支持する支持部材を備え、
前記一体構造物にする工程で、前記支持部材に相対する前記アルミニウム展伸材の外周面を、前記アルミニウム合金鋳物により鋳ぐるんだ状態で接合する請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【請求項７】
前記一体構造物にする工程で、前記アルミニウム展伸材の少なくとも一部を、前記アルミニウム合金鋳物に溶融させる請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム構造部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の構造材には、鋼材、アルミニウム材等の展伸材（パイプ、板プレス成形品）が多く用いられている。インストルメントパネル（インパネ）レインフォースメント等の一部の構造部材には、大径部から小径部へと形状変化する場所（形状変化部）がある。このような形状変化部を持つ部材を展伸材で形成する場合には、径の異なる筒状部材を連結具によって継ぎ足して連結する方法（特許文献１）、パイプ部材の端部を縮径して小径のパイプ材とオーバーラップさせて締結する方法（特許文献２）が採用されている。また、この形状変化部を鋳物で成形し、パイプ部材と接着剤又は溶接で接合する方法も提案されている（特許文献３）。更に、アルミニウム合金押出材からなる中空部材の端部をアルミニウム合金で鋳ぐるんで一体化した鋳造構造体も提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５３３６８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０６０８３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７０１０号公報
【特許文献４】特開２００４−３４４９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような形状変化部を展伸材のみで作製する場合、複数の加工工程を経て所定の形状にしなければならず、生産性に劣る場合がある。更に展伸材は塑性加工により成形できる形状に限界があるため、部材形状設計の自由度に劣るという問題がある。
また、重量の増加を抑えつつ構造材を部分的に補強するため、形状変化部に補強部材を入れる場合があるが、形状変化している箇所には、このような補強部材も形状変化部に沿った形状に作製しなければならない。そのため、補強部材の製造が難しく、更に補強部材を精度よく所定の位置に配置することが難しいという問題がある。
一方、鋳物部材の場合は、複雑な形状であっても１回の鋳込みにより所的の形状を形成することができるため、生産性に優れる。しかし、鋳物部材を他の部材と接合するためには、取付精度を出すための取付面を形成する必要があるため、切削工程が必須となり生産性の向上を図ることが難しい。また、鋳物部材は薄肉部の形成が難しく、大型部材を作製することが難しいため、大型部材では鋳物部材と展伸材を接合して用いることがある。鋳物部材と展伸材との接合は、鋳物内部に存在する気孔（巣）により溶接することができないため、接着剤による接合やボルト等による機械的締結手段により接合する必要がある。
接着剤を用いて接合する場合、所定の接合部強度を得ることが難しく、特に経年劣化により接合強度が低下するという問題がある。また、接着剤塗布後から接着剤の樹脂が硬化するまで、取付位置を維持するための治具へのセッティングが必要となるため施工性に劣る。また、機械的締結手段によつ接合する場合、構造全体の重量が増加すると共に、製造に手間がかかるという問題がある。
また、特許文献４に記載の構造体では、端部にアルミ溶湯が流入するのを防ぐため、流入抑制手段を設けているが、この流入抑制手段の周辺では溶湯の流れ（湯回り）が悪くなる。そのため、接合部において中空部材と鋳物部材とが密着しない隙間部が生じる可能性がある。
そして、上記した部材形状設計の自由度と施工性を向上させることに加え、接合部における被接合部材との接合強度を高めることも重要である。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、被接合部材との接合強度が高く、部材形状設計の自由度と施工性に優れるアルミニウム構造部材の接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は下記構成からなる。
（１）  アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム展伸材と、該アルミニウム展伸材を鋳ぐるむアルミニウム合金鋳物と、を有するアルミニウム構造部材の接合方法であって、
前記アルミニウム展伸材を、少なくとも一面に前記アルミニウム合金鋳物で覆われない接合部が形成されるように前記アルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんで、前記アルミニウム展伸材と前記アルミニウム合金鋳物とを一体構造物にする工程と、
前記一体構造物を溶体化処理する工程と、
前記溶体化処理後の前記一体構造物を時効処理する工程と、
前記接合部を被接合部材に溶接又はかしめ接合する工程と、
を備えるアルミニウム構造部材の接合方法。
（２）  前記アルミニウム展伸材は熱処理型合金であり、
前記一体構造物にする工程の前に前記アルミニウム展伸材を時効処理する工程を備える（１）に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
（３）  前記一体構造物にする工程は、複数の前記アルミニウム展伸材を前記アルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんで、複数の前記接合部を形成する（１）又は（２）に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
（４）  前記一体構造物にする工程は、複数の前記アルミニウム展伸材を互いに隙間を有して配置し、前記隙間に前記アルミニウム合金鋳物の溶湯を充填する（３）に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
（５）  前記アルミニウム展伸材は、少なくとも一つの貫通孔を有し、
前記一体構造物にする工程で、前記アルミニウム合金鋳物の溶湯を前記貫通孔に充填する（１）〜（４）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
（６）  前記アルミニウム展伸材は中空部材であり、
前記アルミニウム展伸材の径方向内側に設けられ、前記アルミニウム展伸材の長手方向の少なくとも一部を径方向内側から支持する支持部材を備え、
前記一体構造物にする工程で、前記支持部材に相対する前記アルミニウム展伸材の外周面を、前記アルミニウム合金鋳物により鋳ぐるんだ状態で接合する（１）又は（２）に記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
（７）  前記一体構造物にする工程で、前記アルミニウム展伸材の少なくとも一部を、前記アルミニウム合金鋳物に溶融させる（１）〜（６）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材の接合方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るアルミニウム構造部材の接合方法によれば、被接合部材との接合強度が高く、長手方向に大径から小径へ変化する等の形状変化が大きい部材の部材形状設計の自由度を高めることができ、更に施工性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの平面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図２Ａ】第２構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３Ａ】第３構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＣ−Ｃ線断面図である。
【図４Ａ】第４構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＤ−Ｄ線断面図である。
【図５Ａ】第５構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＥ−Ｅ線断面図である。
【図６Ａ】第６構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＦ−Ｆ線断面図である。
【図７Ａ】第７構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＧ−Ｇ線断面図である。
【図８Ａ】第８構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＨ−Ｈ線断面図である。
【図９Ａ】第９構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【図１０Ａ】第１０構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＪ−Ｊ線断面図である。
【図１１】第１１構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１２Ａ】第１２構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＫ−Ｋ線断面図である。
【図１３】第１３構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１４Ａ】第１４構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＬ−Ｌ線断面図である。
【図１５Ａ】貫通孔を設けたアルミニウム展伸材の表裏面をアルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんだ状態の断面図である。
【図１５Ｂ】貫通孔を設けたアルミニウム展伸材の片面側のみをアルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんだ状態の断面図である。
【図１６Ａ】第１５構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６ＡのＭ−Ｍ線断面図である。
【図１７Ａ】第１５構成例のアルミニウム構造部材の内部に配置されたアルミニウム合金鋳物部を軸方向の一方から見た側面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａのアルミニウム合金鋳物部の変形例を示す側面図である。
【図１８Ａ】第１６構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＯ−Ｏ線断面図である。
【図１９Ａ】第１７構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９ＡのＰ−Ｐ線断面図である。
【図２０Ａ】第１８構成例のアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０ＡのＲ−Ｒ線断面図である。
【図２１Ａ】アルミニウム構造部材の鋳ぐるみ部の変形例を示す正面図である。
【図２１Ｂ】アルミニウム構造部材の鋳ぐるみ部における他の変形例を示す側面図である。
【図２２】第２０構成例のアルミニウム構造部材を用いたインストルメントパネルレインフォースメント構造を車室内側から見た概略正面図である。
【図２３Ａ】硬度変化の評価に用いたアルミニウム構造部材の斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３ＡのＵ−Ｕ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１Ａは本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のアルミニウム構造部材の斜視図、図１Ｂは図１Ａの平面図、図１Ｃは図１ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【００１０】
アルミニウム構造部材１００は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム展伸材１１が、アルミニウム合金鋳物１３で鋳ぐるまれている。アルミニウム展伸材１１を鋳ぐるんだアルミニウム合金鋳物１３は、アルミニウム展伸材１１を接合する鋳ぐるみ部１５を形成する。アルミニウム展伸材１１は、その一部が、アルミニウム合金鋳物１３から外部に突出した接合部１７を備える。
【００１１】
アルミニウム展伸材１１は、アルミニウム圧延材、押出材、鍛造材である。アルミニウム展伸材１１は、例えば板やパイプ（丸パイプ、角パイプ、異形パイプ）として作製できる。アルミニウム展伸材１１は、鋳物材のように材料内に空孔（巣）等の鋳物欠陥が存在しないため、溶接性に優れると共に寸法精度に優れる。鋳物では、接合部１７における接合面の寸法精度を出すために、切削加工が必要となる。これに対し、アルミニウム展伸材１１は、鋳物のように機械加工（切削加工）により接合面を形成しなくても、展伸材自体の高い寸法精度を利用して、高い寸法精度の接合部１７を得ることができる。
【００１２】
一方、部材を様々な形状（例えば、丸形、角形、テーパ形状、リブ付形状等）で構成する場合は、展伸材を複数の工程で成形するよりも、溶湯を鋳型に流し込んで一体的に形成するアルミニウム合金鋳物１３の方が成形しやすい。例えば、アルミニウム合金鋳物１３を、エンジンのシリンダヘッド、クランクケース等の複雑な形状であっても容易に成形できる。また、アルミニウム合金鋳物１３にすることで、一体構造物として剛性の高いものを比較的安価に作製できる。本構成においては、精度の高い展伸材に沿ってアルミニウム合金の溶湯を流動させ、展伸材をアルミニウム合金で鋳ぐるむため、他の被接合部材との接合部に高い寸法精度で接合可能で、且つ形状設計の自由度の高いアルミニウム合金構造部材を簡単な工程で作製できる。
【００１３】
また、アルミニウム構造部材１００は、アルミニウム展伸材１１とアルミニウム合金鋳物１３との融点に差がある材種を適宜組み合わせたり、アルミニウム展伸材１１の厚みを適宜組み合わせたりして鋳造することで、アルミニウム展伸材１１とアルミニウム合金鋳物１３の溶け込み深さを調整できる。この際、アルミニウム展伸材１１の表面を殆ど溶かさないブレージング接合状態にすることでも良いが、より好ましくは、アルミニウム展伸材１１の厚み方向にアルミニウム合金鋳物１３の溶湯と溶け込ませた溶融部を形成することで、より高い接合強度の構造部材を得ることができる。
【００１４】
アルミニウム展伸材１１の材質としては、ＡＡ６０００系合金、５０００系合金、７０００系合金、３０００系合金、２０００系合金等の各種合金材が使用可能である。
【００１５】
アルミニウム展伸材、アルミニウム合金鋳物の少なくとも一方が２０００系、６０００系、７０００系の熱処理型合金の場合は、アルミニウム合金をアルミニウム展伸材に鋳ぐるんだ後に、固溶化処理（溶体化処理）と時効処理を施すとよい。
【００１６】
溶体化処理と時効処理は、以降に説明する各構成例のアルミニウム構造部材に適用できる。各構成例のいずれもアルミニウム構造部材の強度（硬度）が向上して、被接合部材とのより強固な接合強度が得られる。特に、ビッカース硬度Ｈｖが６０以上であれば、必要十分なアルミニウム構造部材の強度となり、高い信頼性が得られる。
【００１７】
アルミニウム展伸材１１は、板材に限らず、押出形材（パイプ材や、中空、中実、異形断面の形材）、鍛造材（板材、リブ付材）であってもよい。アルミニウム展伸材１１は、その表面にブラスト処理、エッチング処理、ブラシ研磨処理等の各種表面処理を施してもよい。これにより、アルミニウム展伸材１１の表面の有機物が除去され、アルミニウム展伸材１１とアルミ溶湯との親和性（アルミニウム溶湯の濡れ性）が高められる。
【００１８】
鋳ぐるみに用いるアルミニウム合金鋳物１３の材質としては、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ２Ｂ（JIS H 5202）、又はＡＤＣ１２（JIS H 5302）等が使用可能である。
【００１９】
アルミニウム合金鋳物１３の鋳込みは、ダイカスト、高圧鋳造等の金型鋳造、重力鋳造等の砂型鋳造の各種鋳造方法を適宜使用できる。この際、金型又は砂型内にアルミニウム展伸材１１を、その一部がアルミニウム合金鋳物１３から突出するようにセットして鋳造することにより、本構成例のアルミニウム構造部材１００が得られる。
【００２０】
また、複数の部材が接合される際、各部材同士の間に隙間が生じ、この隙間に水分が浸入して腐食を促進することがある。しかし、本構成のアルミニウム構造部材１００においては、アルミニウム合金鋳物１３がアルミニウム展伸材１１を鋳ぐるんで構成される。そのため、アルミニウム展伸材１１がアルミニウム合金鋳物により隙間なく覆われて、水分の浸入が阻止される。その結果、腐食の発生を抑制できる。
【００２１】
上記構成のアルミニウム構造部材１００によれば、寸法精度の高いアルミニウム展伸材と形状自由度の高いアルミニウム合金鋳物との組み合わせにより、部材形状の設計自由度が高められる。また、接着剤による接合やボルト等による機械的締結手段を用いることなく被接合部材との接合が行えるため、施工性が高められる。
【００２２】
＜第２構成例＞
図２Ａは第２構成例のアルミニウム構造部材１１０の斜視図、図２Ｂは図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。なお、以降の説明においては、同一の部材や対応する部材に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を簡略化又は省略する。
【００２３】
本構成のアルミニウム構造部材１１０は、アルミニウム展伸材１１の一方の片面側がアルミニウム合金鋳物１３によって鋳ぐるまれている。アルミニウム展伸材１１を鋳ぐるむアルミニウム合金鋳物１３は、鋳ぐるみ部１５を形成する。本構成のアルミニウム展伸材１１は、他方の片面がアルミニウム合金鋳物１３から露出した露出面１９となる。アルミニウム展伸材１１は、片面（図２Ａの下面２１）の一部分と、下面２１に隣接する一対の平行な側面２３と、この一対の側面２３に挟まれる端面２５とがアルミニウム合金鋳物１３に鋳ぐるまれる。
【００２４】
このように、アルミニウム展伸材１１は、その板厚方向の表裏両面や、側面及び端面を同時に鋳ぐるみ部１５を設けた構成とする他に、アルミニウム展伸材１１の一部のみに鋳ぐるみ部１５を設けた構成としてもよい。
【００２５】
本構成のアルミニウム構造部材１１０によれば、アルミニウム展伸材１１の一面がアルミニウム合金鋳物１３に覆われることなく露出しているので、このアルミニウム合金鋳物１３の露出部分（面）に他の被接合部材を溶接等により接合できる。その場合、この露出部分の広い面を用いて、他の被接合部材と重ね継手、Ｔ字継手等を様々な方向に接続できる。また、本構成によれば、アルミニウム展伸材１１の寸法精度をそのまま活かすことができ、切削加工を施さなくても被接合部材との平行度を容易に高められる。そのため、露出部分をボルト等の機械締結用の接合面として利用することもできる。よって、工程の簡略化が可能となる。
【００２６】
なお、アルミニウム構造部材１１０は、アルミニウム展伸材１１の露出部分（露出面）の高さが、アルミニウム合金鋳物１３の表面の高さと同じレベルであってもよく、アルミニウム合金鋳物１３の表面から突出していても、アルミニウム合金鋳物１３の表面から凹んだ状態で配置されていてもよい。
【００２７】
＜第３構成例＞
図３Ａは第３構成例のアルミニウム構造部材１２０の斜視図、図３Ｂは図３ＡのＣ−Ｃ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１２０は、アルミニウム展伸材１１のコーナー部に面取部２７を設けている他は、図２Ａに示すアルミニウム構造部材１１０と同様の構成である。面取部２７は、アルミニウム展伸材１１の露出面１９と、一対の平行な側面２３及び端面２５との境界となるコーナー部に切削又は研磨することによって形成される。面取部２７は、Ｒ面取、Ｃ面取のいずれであってもよい。
【００２８】
本構成のアルミニウム構造部材１２０によれば、アルミニウム展伸材１１に面取部２７を形成することにより、アルミニウム合金鋳物１３の鋳込み時における溶湯の湯回りを良好にできる。アルミニウム構造部材１２０では、湯回りが良好となることで、アルミニウム展伸材１１とアルミニウム合金鋳物１３との間に隙間が生じにくくなる。また、アルミニウム合金鋳物１３は、アルミニウム展伸材１１の面取部２７を覆って形成される。そのため、アルミニウム構造部材１２０は、上記の第２構成例に示すアルミニウム構造部材１１０よりもアルミニウム展伸材１１の露出面１９に垂直な方向に抜けにくくなり、ねじり剛性も向上する。
【００２９】
＜第４構成例＞
図４Ａは第４構成例のアルミニウム構造部材１３０の斜視図、図４Ｂは図４ＡのＤ−Ｄ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１３０は、１枚のアルミニウム展伸材１１がアルミニウム合金鋳物１３の鋳ぐるみ部１５から２箇所で突出して接合部１７となっている。図示のアルミニウム合金鋳物１３は、簡素な形状例であるが、実際には、例えばアルミニウム合金鋳物１３の基材にボルト固定部や補強用リブ、ボルト穴を備える複雑な形状に作製することもできる。
【００３０】
本構成のアルミニウム構造部材１３０によれば、アルミニウム展伸材１１をアルミニウム合金鋳物１３で鋳ぐるみ、アルミニウム合金鋳物１３から突出した一対の接合部１７のそれぞれに被接合部材を接合することで、一対の被接合部材が共通に接合される。そのため、一対の被接合部材を、高精度に位置決めされた状態に接合でき、接合精度が高められる。
【００３１】
＜第５構成例＞
図５Ａは第５構成例のアルミニウム構造部材１４０の斜視図、図５Ｂは図５ＡのＥ−Ｅ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１４０は、図４Ａに示したアルミニウム構造部材１３０におけるアルミニウム展伸材１１の片面を露出面１９とした他は、アルミニウム構造部材１３０と同様の構成である。アルミニウム展伸材１１は、片面（図５Ｂの下面２１）の一部分と、下面２１に隣接する一対の平行な側面２３とがアルミニウム合金鋳物１３の鋳ぐるみ部１５に鋳ぐるまれる。
【００３２】
本構成のアルミニウム構造部材１４０によれば、アルミニウム展伸材１１の一面がアルミニウム合金鋳物１３の表面に露出しているので、このアルミニウム合金鋳物１３の露出部分（面）に被接合部材を溶接等によって接合できる。また、アルミニウム展伸材１１の寸法精度をそのまま活かすことができ、構造部材の組み立てがしやすくなる。特に、アルミニウム構造部材１４０は、アルミニウム展伸材１１の長尺方向両端がアルミニウム合金鋳物１３から突出するので、被接合部材との接合部１７を大面積で得ることができる。
【００３３】
＜第６構成例＞
図６Ａは第６構成例のアルミニウム構造部材１５０の斜視図、図６Ｂは図６ＡのＦ−Ｆ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１５０は、図５Ａに示したアルミニウム構造部材１４０における、アルミニウム展伸材１１に面取部２７を設けた他は、アルミニウム構造部材１４０と同様の構成である。面取部２７は、アルミニウム展伸材１１の露出面１９と一対の平行な側面２３との境界におけるコーナー部を、切削又は研磨することによって形成される。面取部２７は、Ｒ面取、Ｃ面取のいずれであってもよい。
【００３４】
本構成のアルミニウム構造部材１５０によれば、アルミニウム展伸材１１に面取部２７を形成することにより、アルミニウム合金鋳物１３の鋳込み時における溶湯の湯回りを良好にできる。また、アルミニウム構造部材１５０は、アルミニウム合金鋳物１３の鋳ぐるみ部１５がアルミニウム展伸材１１の面取部２７を覆って形成される。そのため、アルミニウム構造部材１５０は、上記の第５構成例に示すアルミニウム構造部材１４０よりもアルミニウム展伸材１１の露出面１９に垂直な方向に抜けにくくなり、ねじり剛性も高められる。
【００３５】
＜第７構成例＞
図７Ａは第７構成例のアルミニウム構造部材１６０の斜視図、図７Ｂは図７ＡのＧ−Ｇ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１６０は、アルミニウム鋳物の中に複数のアルミニウム展伸材１１，２９が鋳込まれる。アルミニウム展伸材１１とアルミニウム展伸材２９とは、互いに隙間Ｃを有して平行に重ねられ、アルミニウム展伸材１１の端面２５側の一端部と、アルミニウム展伸材２９の端面３１側の一端部とが、鋳ぐるみ部１５の内側に配置される。
【００３６】
アルミニウム展伸材１１，２９の一端部の端面２５，３１と反対側の他端部は、アルミニウム合金鋳物１３の外側に突出して接合部１７となる。
【００３７】
上記構成のアルミニウム構造部材１６０は、互いに異なる任意の位置に設けられる複数のアルミニウム展伸材１１，２９が、アルミニウム合金鋳物１３からなる鋳ぐるみ部１５によって接合する継手部として機能する。
【００３８】
アルミニウム合金鋳物１３は、アルミニウム展伸材１１，２９の一端側をそれぞれ鋳ぐるむと同時に、一端側同士の間の隙間Ｃにも充填される。これにより、複数のアルミニウム展伸材１１，２９とアルミニウム合金鋳物の接合面積が大きくなり、アルミニウム展伸材１１，２９双方を高強度に接合できる。その結果、アルミニウム構造部材１６０全体の強度が向上する。また、アルミニウム展伸材１１，２９を互いに離れた位置に配置できるため、例えば軸芯の位置や方向が異なる展伸材同士を接合する場合等に用いることで、継手設計の自由度が高く、強度の高い継手部が簡単に得られる。また、平板状の展伸材同士の接合に限らず、径が異なるパイプ状の展伸材の外周面同士を軸芯をずらして接合する場合にも適用可能である。
【００３９】
＜第８構成例＞
図８Ａは第８構成例のアルミニウム構造部材１７０の斜視図、図８Ｂは図８ＡのＨ−Ｈ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１７０は、図７Ａに示したアルミニウム構造部材１６０におけるアルミニウム展伸材１１，２９のそれぞれ背面側となる片面が露出面１９，３３となっている。アルミニウム展伸材１１は、片面（図８Ｂの上面３５）の一部分と、上面３５に隣接する一対の平行な側面２３と、端面２５とがアルミニウム合金鋳物１３の鋳ぐるみ部１５に鋳ぐるまれる。アルミニウム展伸材２９は、片面（図８Ｂの下面２１）の一部分と、下面２１に隣接する一対の平行な側面３７と、端面３１とがアルミニウム合金鋳物１３の鋳ぐるみ部１５に鋳ぐるまれる。アルミニウム展伸材１１，２９は、厚み方向に隙間Ｃを有して配置され、その隙間Ｃ内にアルミニウム合金鋳物１３が充填される。
【００４０】
本構成のアルミニウム構造部材１７０によれば、それぞれの露出面１９，３３を被接合部材との取付面として利用できる。その場合、被接合部材との接合面積が大きくなり、接合強度を向上できる。また、露出面１９，３３を互いに平行な面にしておくことで、被接合部材同士の平行度を高めることができる。
【００４１】
＜第９構成例＞
図９Ａは第９構成例のアルミニウム構造部材１８０の斜視図、図９Ｂは図９ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１８０は、矩形板状のアルミニウム展伸材１１の中央部分が、アルミニウム合金鋳物１３によって鋳ぐるまれる。アルミニウム展伸材１１は、一方向の両端が、鋳ぐるみ部１５から突出した接合部１７となる。鋳ぐるみ部１５には、このアルミニウム展伸材１１の一方向と垂直な方向に、他のアルミニウム展伸材２９が配置されて、共に鋳ぐるまれる。アルミニウム展伸材２９は、アルミニウム展伸材１１との間に隙間Ｃを空けた状態で、一端側が鋳ぐるみ部１５に鋳ぐるまれている。
【００４２】
本構成のアルミニウム構造部材１８０によれば、例えば、アルミニウム展伸材１１の接合部１７Ａを、アルミニウム合金鋳物１３の基材に接合し、アルミニウム展伸材２９の接合部１７Ｂを被接合部材に接合することで、基材と被接合部材との接合面同士が垂直な位置関係となるように、双方の部材を連結できる。
【００４３】
＜第１０構成例＞
図１０Ａは第１０構成例のアルミニウム構造部材１９０の斜視図、図１０Ｂは図１０ＡのＪ−Ｊ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材１９０は、矩形板状のアルミニウム展伸材１１の図１０Ｂに示す下面２１が、アルミニウム合金鋳物１３によって鋳ぐるまれる。つまり、アルミニウム展伸材１１は、図１０Ｂにおける上面が露出面１９となる。また、アルミニウム展伸材１１は、長手方向の両端が、鋳ぐるみ部１５から突出した接合部１７となる。鋳ぐるみ部１５には、このアルミニウム展伸材１１の板面に垂直な方向で他のアルミニウム展伸材２９が鋳ぐるまれる。アルミニウム展伸材２９は、一端側がアルミニウム展伸材１１との間に隙間Ｃを空けて配置され、鋳ぐるみ部１５に鋳ぐるまれる。このアルミニウム展伸材２９は、鋳ぐるみ部１５から外側向けて露出した面（図１０Ｂにおける右側面）が露出面３３となっている。
【００４４】
本構成のアルミニウム構造部材１９０によれば、アルミニウム展伸材１１、アルミニウム展伸材２９のそれぞれ片側面の全てが露出面１９，３３とされ、大面積の接合部１７が得られる。また、アルミニウム構造部材１９０は、アルミニウム展伸材１１とアルミニウム展伸材２９とを直交させたＴ字形継手３９を形成する。アルミニウム構造部材１９０は、このＴ字形継手３９を、被接合部材の出隅部に接合することで、被接合部材との接合面積を増大でき、高い接合強度が得られる。
【００４５】
＜第１１構成例＞
図１１は第１１構成例のアルミニウム構造部材２００の斜視図である。
本構成のアルミニウム構造部材２００は、図１に示すアルミニウム構造部材１００と同様の構成であり、鋳ぐるみ部１５から突出するアルミニウム展伸材１１の接合部１７の先端に、被接合部材４１が溶接部４３を介して接合されている。
【００４６】
アルミニウム展伸材１１の接合部１７には、その先端が傾斜面で形成され、この傾斜面と被接合部材４１が有する先端傾斜面とを突き合わせることで、開先が形成される。
【００４７】
アルミニウム展伸材１１の溶接は、例えば溶け込みの深いＭＩＧ溶接が使用できる。ＭＩＧ溶接は、アルミニウム合金においてはシールドガスに純アルゴンが用いられ、アークによるクリーニング作用によって母材表面の酸化被膜を除去しながら進められ、溶融部に溶加材を加えながら溶接される。
【００４８】
本構成のアルミニウム構造部材２００によれば、接合部１７を被接合部材４１との突き合わせ溶接用に利用でき、これにより、接合部１７となる部位を更に延長することができる。
【００４９】
＜第１２構成例＞
図１２Ａは第１２構成例のアルミニウム構造部材２１０の斜視図、図１２Ｂは図１２ＡのＫ−Ｋ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２１０は、鋳ぐるみ部１５から突出するアルミニウム展伸材１１の接合部１７に、被接合部材４１が板厚方向に重ねられて抵抗スポット溶接される。溶接面と反対側となる接合部１７及び被接合部材４１の片側面には、それぞれ溶接痕４５が現れる。溶接箇所の数、位置は、必要とされる強度によって任意に設定できる。
【００５０】
本構成のアルミニウム構造部材２１０によれば、アルミニウム展伸材１１の接合部１７を、被接合部材４１と重ね合わせてスポット溶接するスポット溶接用に利用でき、これにより、接合部１７となる部位を更に延長することができる。
【００５１】
＜第１３構成例＞
図１３は第１３構成例のアルミニウム構造部材２２０の斜視図である。
本構成のアルミニウム構造部材２２０は、鋳ぐるみ部１５から突出するアルミニウム展伸材１１の接合部１７に、被接合部材４１が板厚方向に重ねられてＭＩＧ溶接される。接合部１７は、このＭＩＧ溶接による溶接部４３を介して被接合部材４１と接合される。ＭＩＧ溶接は、接合部１７の端面２５と、端面２５に重なり合う被接合部材４１の片面との間に限らず、他の部位に施して接合することであってもよい。
【００５２】
本構成のアルミニウム構造部材２２０によれば、アルミニウム展伸材１１の接合部１７を、被接合部材４１と重ね合わせてＭＩＧ溶接するＭＩＧ溶接用に利用でき、これにより、接合部１７となる部位を更に延長することができる。
【００５３】
＜第１４構成例＞
図１４Ａは第１４構成例のアルミニウム構造部材２３０の斜視図、図１４Ｂは図１４ＡのＬ−Ｌ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２３０は、鋳ぐるみ部１５から突出するアルミニウム展伸材１１の接合部１７に、被接合部材４１が板厚方向に重ねられてクリンチ締結される。図示例では、ＴＯＸ（登録商標）クリンチ方式によってクリンチ締結された構造を表す。ＴＯＸ（登録商標）クリンチ方式は、接合部１７と下側で重ねた被接合部材４１の下面２１側に配置されるダイ（図示略）に対し、接合部１７の上面３５側からパンチで加圧し、接合部１７及び被接合部材４１を塑性変形させ、パンチ凹部４７を形成する。次いで、被接合部材４１の下面２１側からパンチ凹部４７の下面を潰し、接合部１７と被接合部材４１とを締結する。
【００５４】
本構成のアルミニウム構造部材２３０によれば、ＭＩＧ溶接やスポット溶接等のように溶接の熱が発生しないため、部材の熱歪を防止できる。また、アルミニウム構造部材２３０は、リベット、ネジ等の締結部材が不要で、金属板可塑性を利用するのみで製造コストを安価にできる。
【００５５】
上記した各構成例におけるアルミニウム展伸材は、いずれも平板状の部材として示しているが、アルミニウム展伸材に少なくとも１つの貫通孔が形成されていてもよい。
【００５６】
図１５Ａは貫通孔４９を設けたアルミニウム展伸材１１の表裏面をアルミニウム合金鋳物１３で鋳ぐるんだ状態の断面図である。貫通孔４９には、鋳ぐるみ時におけるアルミニウム合金鋳物１３の溶湯が流入して充填される。
【００５７】
この構成によれば、アルミニウム展伸材１１の表裏面にそれぞれ形成されるアルミニウム合金鋳物１３が、貫通孔４９を通じて表裏連結される。これにより、アルミニウム構造部材は、貫通孔４９に充填されたアルミニウム合金鋳物１３が係合部となって、引張強度や曲げ強度等の機械的強度や剛性が更に高められる。
【００５８】
図１５Ｂは、貫通孔４９を設けたアルミニウム展伸材１１の片面側のみをアルミニウム合金鋳物１３で鋳ぐるんだ状態の断面図である。同図の上面はアルミニウム展伸材１１の露出面１９となる。この場合でも、貫通孔４９に充填されたアルミニウム合金鋳物１３が係合部となって、引張強度や曲げ強度等の機械的強度、剛性が更に高められる。また、露出面を他部材（展伸材）等と溶接等により接合することもできる。
【００５９】
なお、貫通孔４９の数、配置場所、孔径φｄｓは、使用用途や適用部位に応じて適宜調整することで、最適な継手強度を得ることができる。
【００６０】
また、貫通孔４９は、図示例の丸孔に限らず、角孔、長孔等、任意の形状であってもよい。また、孔断面は、円筒状の他に、テーパ状や厚み方向中間部が内側に突出した形状等、孔内面積を増加させることや傾斜面を持たせた形状にしてもよい。その場合、孔内壁面とアルミニウム合金鋳造材との接合強度が更に増加して、アルミニウム合金鋳物１３との機械的強度を一層向上させることができる。
【００６１】
更に、貫通孔４９は、アルミニウム展伸材１１の片面のみに凹部として形成した非貫通孔とすることもできる。このような構成においても、凹部に充填されたアルミニウム合金鋳物１３が係合部となって、引張強度や曲げ強度等の機械的強度が更に高められる。
【００６２】
次に、円筒状のアルミニウム構造部材について説明する。
＜第１５構成例＞
図１６Ａは第１５構成例のアルミニウム構造部材２４０の斜視図、図１６Ｂは図１６ＡのＭ−Ｍ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２４０は、アルミニウム展伸材５１が筒状に形成される。アルミニウム構造部材１６０は、外筒となる大径のアルミニウム展伸材５１の内側に、内筒となる小径のアルミニウム展伸材５３が挿入される。アルミニウム展伸材５１の端面５５は、アルミニウム展伸材５３の外周面に溶接され、環状の溶接部４３が形成される。アルミニウム展伸材５３の内側には、アルミニウム合金鋳物１３が鋳ぐるまれた円柱状の鋳ぐるみ部（インサート部）５７が形成される。
【００６３】
なお、アルミニウム構造部材２４０は、内筒であるアルミニウム展伸材５３に鋳ぐるみ部５７を形成した後、外筒であるアルミニウム展伸材５１を被せて端面５５を溶接したものであってもよい。本構成の鋳ぐるみ部５７は、中実構造であり、アルミニウム展伸材５３の端部で表出する面がフラットな形状となっている。
【００６４】
本構成のアルミニウム構造部材２４０によれば、大径のアルミニウム展伸材５１と、小径のアルミニウム展伸材５３とによって、同軸に配置された異なる外径の接合部１７を得ることができる。アルミニウム構造部材２４０は、アルミニウム展伸材５１，５３の外径差を利用して、例えば異径管材の継手として用いることができる。また、長手方向に大径から小径へ変化する等の形状変化が大きい部材に対する部材形状設計の自由度を高めることができ、展伸材と鋳物との接合部強度を高めることができる。
【００６５】
上記構成の鋳ぐるみ部（インサート部）は、中実構造に限らない。
図１７Ａは第１５構成例のアルミニウム構造部材の内部に配置されたアルミニウム合金鋳物部を軸方向の一方（矢印Ｎ方向）から見た側面図である。図示例のアルミニウム合金鋳物部（インサート部）５９は、十字状の補強リブ６１を有する。補強リブ６１は、図１６Ｂに示したアルミニウム構造部材２４０の鋳ぐるみ部５７の鋳ぐるみ時に、中子等により略三角柱状の肉抜き空間部６３を形成して、アルミニウム合金鋳物部５９に貫通させることで形成される。
【００６６】
図１７Ｂは図１７Ａのアルミニウム合金鋳物部の変形例を示す側面図である。
本変形例のアルミニウム合金鋳物部６５は、放射状の補強リブ６１を有する。補強リブ６１は、上記同様に中子等によって形成される。
【００６７】
上記各構成のアルミニウム合金鋳物部５９，６５によれば、軽量化、及びアルミニウム合金鋳物１３の体積を少なくすることによる低コスト化が図れる。
【００６８】
＜第１６構成例＞
図１８Ａは第１６構成例のアルミニウム構造部材２５０の斜視図、図１８Ｂは図１８ＡのＯ−Ｏ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２５０は、内筒である小径のアルミニウム展伸材５３の内径部に鋳ぐるみ部５７が形成される。アルミニウム展伸材５３の外周には、外筒である大径のアルミニウム展伸材５１が被せられる。アルミニウム展伸材５１は、軸方向一部の外径が縮径されたかしめ部６７を有し、アルミニウム展伸材５３も同様のかしめ部６８を有する。アルミニウム展伸材５１は、その内周面にアルミニウム展伸材５３の外周面が軸方向に挿入される。そして、かしめ部６７，６８が重なる位置でアルミニウム展伸材５１と５３とがかしめ固定される。
【００６９】
本構成のアルミニウム構造部材２５０によれば、アルミニウム展伸材５１と、アルミニウム展伸材５３とによって、同軸に配置された異なる外径の接合部１７を得ることができる。アルミニウム構造部材２５０は、アルミニウム展伸材５１とアルミニウム展伸材５３との外径差を利用して、例えば異径管材の継手として用いることができる。また、アルミニウム構造部材１８０は、ＭＩＧ溶接や抵抗スポット溶接等によらず、アルミニウム展伸材５１と、アルミニウム展伸材５３とを接合できる。そのため、熱歪を抑制することができ、更に溶接に比べて製造コストを低減できる。
【００７０】
＜第１７構成例＞
図１９Ａは第１７構成例のアルミニウム構造部材２６０の斜視図、図１９Ｂは図１９ＡのＰ−Ｐ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２６０は、大径のアルミニウム展伸材５１の内側に、小径のアルミニウム展伸材５３が挿入される。アルミニウム展伸材５３は、アルミニウム展伸材５１から一部を露出させた状態で、アルミニウム展伸材５１の端面５５が、アルミニウム展伸材５３の外周面にＭＩＧ溶接等により接合される。これにより、端面５５に環状の溶接部４３が形成される。大径のアルミニウム展伸材５１は、一部を露出させた状態で、一端側の外周にアルミニウム合金鋳物１３による円筒状の鋳ぐるみ部６９が形成される。これら、アルミニウム展伸材５３、アルミニウム展伸材５１、鋳ぐるみ部６９は、同軸に配置される。
【００７１】
本構成のアルミニウム構造部材２６０は、接合部となるアルミニウム展伸材５３に被接合部材を高精度に接合でき、鋳ぐるみ部６９によって他の部位への固定を可能とした異径、軽量の管状部材となる。
【００７２】
＜第１８構成例＞
図２０Ａは第１８構成例のアルミニウム構造部材２７０の斜視図、図２０Ｂは図２０ＡのＲ−Ｒ線断面図である。
本構成のアルミニウム構造部材２７０は、図１９Ｂに示した大径のアルミニウム展伸材５１が、かしめ部６７，６８によって、小径のアルミニウム展伸材５３の外周に固定される。かしめ部６７，６８は、アルミニウム展伸材５１及びアルミニウム展伸材５３を軸方向の一部で全周に亘って縮径することにより、アルミニウム展伸材５１とアルミニウム展伸材５３を相互に固定している。
【００７３】
本構成のアルミニウム構造部材２７０によれば、アルミニウム展伸材５１及びアルミニウム展伸材５３をかしめ固定することにより容易に作製することができる。そして、本構成のアルミニウム構造部材２７０は、接合部となるアルミニウム展伸材５３に被接合部材を高精度に接合でき、鋳ぐるみ部６９によって他の部位への固定を可能とした異径、軽量の管状部材となる。
【００７４】
図２１Ａはアルミニウム構造部材２７０の鋳ぐるみ部の変形例を示す正面図である。
このアルミニウム構造部材は、大径のアルミニウム展伸材５１の一端側に、小径のアルミニウム展伸材５３が挿入された状態で接合される。これらアルミニウム展伸材５１とアルミニウム展伸材５３との接合は、溶接、かしめのいずれであってもよい。そして、大径のアルミニウム展伸材５１の他端側には、本変形例の鋳ぐるみ部７１が外周に形成されている。
【００７５】
鋳ぐるみ部７１は、アルミニウム展伸材５１の軸方向に沿って、外径が徐々に太くなるテーパ部７３を有する。また、図示例のように、テーパ部７３に連なって形成される一様径の外径部７５を備えた構成であってもよい。
【００７６】
本変形例の鋳ぐるみ部７１によれば、大径のアルミニウム展伸材５１と、一様径の外径部７５とがテーパ部７３によって一体にされ、一本の異径管材を得ることができる。また、テーパ部７３を利用して、他の部材と接合することもできる。
【００７７】
図２１Ｂはアルミニウム構造部材２７０の鋳ぐるみ部における他の変形例を示す側面図である。
本変形例の鋳ぐるみ部７１は、図２０Ａに示す鋳ぐるみ部６９の外径部７５に、軸線に沿って複数（図示例では４つ）の補強リブ７７が形成されている。各補強リブ７７は、径方向外側に突起する凸状のリブであり、円周方向に等間隔で設けられる。
【００７８】
本変形例のアルミニウム構造部材によれば、鋳ぐるみ部７１の強度を向上でき、アルミニウム構造部材の剛性や耐荷重性がより高められる。
【００７９】
なお、筒状のアルミニウム展伸材５１やアルミニウム展伸材５３に、アルミニウム合金鋳物１３を鋳ぐるむ場合、アルミニウム展伸材５１やアルミニウム展伸材５３には前述の貫通孔４９（図１５Ａ，図１５Ｂ参照）が設けられていることが好ましい。貫通孔４９にアルミニウム合金鋳物１３が充填されることで、アルミニウム展伸材５１やアルミニウム展伸材５３と、鋳ぐるみ部との接合強度を更に高めることができる。
【００８０】
＜第１９構成例＞
図２２はアルミニウム構造部材を用いたインストルメントパネルレインフォースメント構造を車室内側から見た概略正面図である。
自動車等の車両には、車室の車両前後方向における前部側の上方にフロントガラス７９が設けられる。フロントガラス７９の下方には、インストルメントパネル８１が配置される。
【００８１】
インストルメントパネル８１は、不図示の左右のフロントピラー間に架け渡されてアルミニウム合金や鉄等の金属で形成された、インストルメントパネルレインフォースメント構造の一部を構成する中空状のインストルメントパネルレインフォースメント（以下、「インパネレインフォース８３」と称する）に取り付けられている。
【００８２】
インパネレインフォース８３は、ハウジング８９側となる一端側の大径部８５と、他端側の小径部８７と、これら大径部８５と小径部８７とが連結される連結部８８とを有する。この連結部８８は、上述した筒状のアルミニウム構造部材２６０，２７０等により構成できるため、大径部８５の端部を小径部８７の形状に合わせて加工（縮管等）する必要はなく、外径の異なる部材同士を高い施工性で確実に連結できる。
【００８３】
そして、上記構成のアルミニウム構造部材をインパネレインフォース８３に適用することで、インパネレインフォース８３を、軽量で接合強度や剛性の高い構成にできる。
【００８４】
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００８５】
上記したアルミニウム構造部材は、インパネレインフォースへの適用に限らず、他の部材に適用することもできる。また、自動車等の車両用の部材に限らず、船舶、航空機等の輸送機械、建設機械、各種設備用の構造部材等への適用も可能である。
【実施例】
【００８６】
ここで、上記したようなアルミニウム構造部材を、溶体化処理及び時効処理した場合の硬度変化の結果を説明する。
本実施例では、図２３Ａ，図２３Ｂに示すアルミニウム構造部材に溶体化処理と時効処理を施した。
【００８７】
図２３Ａは硬度変化の評価に用いたアルミニウム構造部材２８０の斜視図、図２３Ｂは図２３ＡのＵ−Ｕ線断面図である。
アルミニウム構造部材２８０は、筒状のアルミニウム展伸材５１の内周に有底円筒状の支持部材となる鋳ぐるみ部５７が形成され、外周に鋳ぐるみ部５７と相対する位置に円筒状の鋳ぐるみ部６９が形成される。鋳ぐるみ部５７，６９は、いずれもアルミニウム合金鋳物からなり、アルミニウム展伸材５１の長手方向の一部分で、厚さ方向に少なくとも一部が重なるように配置される。
【００８８】
支持部材となる鋳ぐるみ部５７は、筒状のアルミニウム展伸材５１の径方向内側に一対の中子を挿入し、これにより形成されるキャビティにアルミニウム合金を供給することで形成した。一対の中子は、アルミニウム展伸材５１の内径と略同一径の外径を有する一方の中子と、一方の中子より小径の他方の中子とからなる。これら一対の中子同士の間、及び他方の中子とアルミニウム展伸材５１の内周面との間のキャビティに、アルミニウム合金鋳物を形成した。
【００８９】
鋳ぐるみ部６９は、アルミニウム展伸材５１の径方向外側に配置される成形型によって成形した。鋳ぐるみ部６９と鋳ぐるみ部５７は、それぞれ個別に図示しないゲートからアルミ溶湯を供給することで形成した。
【００９０】
次に、上記構成のアルミニウム構造部材２８０の熱処理する手順を説明する。
まず、アルミニウム展伸材５１となるアルミニウム合金管（押出材、材質Ａ６０６３（熱処理型合金）、調質：Ｔ５、外径φ６０ｍｍ）を金型にセットする。
【００９１】
アルミ合金ＡＣ４Ｃの溶湯を、アルミ合金管の外側と内側にそれぞれ厚さ２ｍｍになるようにして、鋳造温度７８０℃で鋳ぐるむ。これにより、図２３Ａ、図２３Ｂに示すようなアルミニウム構造部材を作製する。
【００９２】
次に、鋳ぐるみ後のアルミニウム構造部材を５２０℃に加熱し、５時間保持した後、空冷で室温まで急速冷却する溶体化処理を施す。続いて１６０℃×４ｈｒの時効処理を施す。
【００９３】
上記の熱処理を施したアルミニウム構造部材２８０に対して、硬度変化を測定した。表１にアルミニウム構造部材２８０のアルミニウム合金鋳物の積層部におけるアルミ鋳込み直後と時効処理後のビッカース硬度Ｈｖ（JIS Z 2204）を示す。
【００９４】
【表１】
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【００９５】
上記の鋳ぐるみ条件においては、アルミニウム合金鋳物が積層されるアルミニウム展伸材５１は、積層部において一部が溶融して溶融部が生成される。このアルミニウム展伸材５１のビッカース硬度Ｈｖは、元々のアルミニウム展伸材５１のビッカース硬度約６０から３５〜４０程度まで低下している。一方、鋳ぐるみ後のアルミニウム構造部材２８０は、上記した溶体化処理の後に時効処理を施すと、強度（硬度）が大幅に回復した。即ち、アルミニウム展伸材５１、アルミニウム合金鋳物が熱処理型合金の場合は、それぞれの部材の硬度が増加すると共に、溶融部の硬度も増加するため構造部材全体の硬度が増加する。
【００９６】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム展伸材と、該アルミニウム展伸材を鋳ぐるんだ状態で接合するアルミニウム合金鋳物と、を備えるアルミニウム構造部材であって、
前記アルミニウム展伸材は、前記アルミニウム合金鋳物から一部を外部に突出させた接合部を有することを特徴とするアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材のアルミニウム合金鋳物によって鋳ぐるまれている部分が、アルミニウム合金鋳物と高強度に接合され、それぞれが一体となって固定される。アルミニウム構造部材は、一端側のアルミニウム展伸材に加わる荷重を、他端側のアルミニウム合金鋳物によって受けることができる。また、その逆も可能となる。
アルミニウム展伸材は、鋳物材のように部材内に空孔（巣）がないため、寸法精度に優れ、溶接性にも優れる。このようなアルミニウム展伸材を接合部に用いることで、展伸材の高い寸法精度を利用でき、鋳物のように特に機械加工しなくても高い寸法精度の接合が可能となる。
また、アルミニウム合金鋳物は、様々な形状（例えば、丸形、角形、テーパ形状、リブ付形状等）に成形でき、溶湯を鋳型に流し込んで作製するので、アルミニウム展伸材よりも形状の設計自由度が高い。
そして、アルミニウム構造部材は、アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とからなるので、鉄等を用いた構造部材よりも軽量にできる。アルミニウム合金鋳物でアルミニウム展伸材を鋳ぐるむので、水分が存在する環境化においても腐食の発生や進行を抑制できる。また、アルミニウム合金鋳物とアルミニウム展伸材とを互いにろう付け状態で密着させ、又はアルミニウム展伸材の厚み方向の少なくとも一部を溶融させて接合部を形成できるため、より高い接合強度が得られる。
上記のように、本構成のアルミニウム構造部材は、アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物のそれぞれの短所を補いつつ、それぞれの長所を同時に発揮させることができ、秀逸な構造部材にすることができる。
【００９７】
（２）  前記アルミニウム展伸材の少なくとも一面が、前記アルミニウム合金鋳物に覆われずに露出していることを特徴とする（１）に記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材の少なくとも一面がアルミニウム合金鋳物に覆われずに露出しているので、この露出部分に、展伸材に接続される被接合部材を、様々な継手の配置、継手形状で容易に溶接できる。また、アルミニウム展伸材の寸法精度をそのまま活かすことができ、構造部材の組み立てが容易になる。
【００９８】
（３）  前記アルミニウム合金鋳物には、複数の前記アルミニウム展伸材が鋳ぐるんだ状態で接合されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、複数のアルミニウム展伸材を、鋳ぐるみ部によって接合できる。また、複数のアルミニウム展伸材を、任意の相対位置で、鋳ぐるみ部によって鋳ぐるむことができる。これにより、アルミニウム構造部材は、異なる任意の位置の被接合部材同士を接合する継手として使用できる。
【００９９】
（４）  複数の前記アルミニウム展伸材は、互いに隙間を有して配置され、前記隙間に前記アルミニウム合金鋳物が充填されていることを特徴とする（３）に記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材同士の間の隙間にアルミニウム合金鋳物が充填されるので、鋳ぐるみ部におけるアルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物の接合面積が増加する。これにより、アルミニウム構造部材は、アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物との接合強度と剛性が向上し、構造部材全体の強度が向上する。
【０１００】
（５）前記アルミニウム展伸材は、少なくとも一つ以上の貫通孔を有し、前記アルミニウム合金鋳物が前記貫通孔に充填されていることを特徴とする請末項１〜（４）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材の貫通孔を通じて、アルミニウム展伸材の表裏面に形成されるアルミニウム合金鋳物が互いに連結される。これにより、アルミニウム構造部材は、貫通孔に充填されたアルミニウム合金鋳物が係合部となって、引張強度等の機械的強度が更に高められる。
【０１０１】
（６）  前記アルミニウム展伸材は中空部材であり、
前記アルミニウム展伸材の径方向内側に設けられ、前記アルミニウム展伸材の長手方向の少なくとも一部を径方向内側から支持する支持部材を備え、
前記アルミニウム合金鋳物は、前記支持部材に相対する前記アルミニウム展伸材の外周面を鋳ぐるんだ状態で接合されていることを特徴とする（１）に記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材の径方向内側に支持部材が形成され、更に、この支持部材に相対する外周面にアルミニウム合金鋳物が形成されるため、アルミニウム構造部材の強度を更に向上できる。
（７）前記アルミニウム展伸材の少なくとも一部は、前記アルミニウム合金鋳物に溶融していることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とが溶融していることで、相互の接合強度をより向上できる。
（８）前記アルミニウム展伸材のビッカース硬度と前記アルミニウム合金鋳物のビッカース硬度は、共に６０以上であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物のビッカース硬度が共に６０以上であることで、高強度な構造にできる。
（９）  前記アルミニウム展伸材と前記アルミニウム合金鋳物の少なくとも一方は熱処理型合金であり、
前記アルミニウム展伸材の、前記アルミニウム合金鋳物と溶融して形成された溶融部の硬度は、鋳ぐるみ前の前記アルミニウム展伸材の硬度よりも高いことを特徴とする（１）〜（８）のいずれか一つに記載のアルミニウム構造部材。
このアルミニウム構造部材によれば、アルミニウム展伸材のアルミニウム合金鋳物と溶融した溶融部及び、アルミニウム展伸材の軟化した部分が鋳ぐるみ前の展伸材よりも高い硬度を有することで、溶融部の接合強度が高くなり、アルミニウム構造部材全体の強度が向上する。
【符号の説明】
【０１０２】
１１，５１，５３  アルミニウム展伸材
１３  アルミニウム合金鋳物
１７  接合部
４９  貫通孔
５７  鋳ぐるみ部（支持部材）
６９，７１  鋳ぐるみ部
１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０，２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０  アルミニウム構造部材
Ｃ  隙間
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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