JP2010194583A - 車両用部品の鋳ぐるみ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウムダイキャスト部品のスチール製のつなぎ部品とスチール部品とを溶接するときに、十分な溶接強度を確保することを可能にする。
【解決手段】ダイキャスト部品２１をスチール部品１２に接合するために、ダイキャスト部品２１の成形時にスチール製のつなぎ部品２３を一体的に鋳ぐるむ車両用部品の鋳ぐるみ構造４０において、鋳ぐるまれ側のスチール製のつなぎ部品２３のダイキャスト部品２１側との境界近傍に、段差４８が設けられた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用部品の成形時に別部品を一体的に形成する車両用部品の鋳ぐるみ構造に関する。

車両用部品の鋳ぐるみ構造として、異種金属同士で形成された一方側部品と他方側部品とを接合するために、一方側部品の材質と同じ材質で形成されたつなぎ部品を他方側部品の成形時に一体的に鋳ぐるむものが知られている。
この種の車両用部品の鋳ぐるみ構造は、異種金属同士で形成された部品同士の接合強度を向上させるものであった。
このような、車両用部品の鋳ぐるみ構造として、アルミニウムダイキャスト製の部品をスチール製の部品に接合するために、アルミニウムダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に形成するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特許文献１の車両用部品の鋳ぐるみ構造は、アルミニウムダイキャスト部品をスチール部品に接合するために、アルミニウムダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむものである。

特許文献２の車両用部品の鋳ぐるみ構造も、同様に、アルミニウムダイキャスト部品をスチール部品に接合するために、アルミニウムダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむものである。

しかし、これらの特許文献１，２の車両用部品の鋳ぐるみ構造では、アルミニウムダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむときに、アルミニウムダイキャスト部分からスチール製のつなぎ部品側にアルミニウムのバリが飛び出しやすかった。つなぎ部品側にアルミニウムのバリが飛び出す場合には、アルミニウムダイキャスト部品のスチール製のつなぎ部品とスチール部品との溶接強度が十分に確保されないという課題があった。

特開２００６−３１２１９２公報 特開２００８−３６７０４公報

本発明は、アルミニウムダイキャスト部品のスチール製のつなぎ部品とスチール部品とを溶接するときに、十分な溶接強度を確保することができる車両用部品の鋳ぐるみ構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ダイキャスト部品をスチール部品に接合するために、ダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむ車両用部品の鋳ぐるみ構造において、鋳ぐるまれ側のスチール製のつなぎ部品のダイキャスト部品側との境界近傍に、段差が設けられたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、スチール製のつなぎ部品に、スチール部品に溶接する溶接面を有し、段差が、ダイキャスト部品と溶接面との間に設けられたことを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、ダイキャスト部品をスチール部品に接合するために、ダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむ。このときに、鋳ぐるまれ側のスチール製のつなぎ部品のダイキャスト部品側との境界近傍に段差が設けられたので、ダイキャスト成形時にスチール製のつなぎ部品側へのバリの飛び出しを抑制することができる。

請求項２に係る発明では、スチール製のつなぎ部品に、スチール部品に溶接する溶接面を有し、段差が、ダイキャスト部品と溶接面との間に設けられたので、例えば、ダイキャスト部品のバリがスチール製のつなぎ部品側へ飛び出したとしても、そのまま溶接することができる。すなわち、ダイキャスト部品のバリ取りが不要となり、車両用部品の生産性の向上を図ることができる。

本発明に係る車両用部品の鋳ぐるみ構造が採用された車体フレームの斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 本発明に係る車両用部品の鋳ぐるみ構造の断面図である。 図３に示された車両用部品の鋳ぐるみ構造の比較検討図である。 本発明に係る第２実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造の断面図である。 本発明に係る第３実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造の断面図である。 本発明に係る第４実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造の断面図である。 図８は図１の８−８線断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示されたように、車体フレーム１０は、ダンパハウジング１６（車両用部品）を除き、他の各部材が鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）によって構成されている。詳しくは、フロントサイドフレーム（スチール部品）１２とアッパメンバ１３とロアメンバ１４は、全て正面視略矩形状断面の閉断面体であって、鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）からなる。例えば、フロントサイドフレーム１２は鋼板製のプレス成形品である。アッパメンバ１３及びロアメンバ１４は角パイプ（鋼管）からなる。

これらのアッパメンバ１３及びロアメンバ１４は、車体１０の一部をなす鋼材製の車体骨格部材である。

フロントサイドフレーム１２は、車体前部の左右両側において前後に延びている。フロントサイドフレーム１２は後端から後方へ延びる延長部（不図示）を有している。この延長部は、図示せぬフロアフレームに繋がる。このフロントサイドフレーム１２は、アウタメンバ１７とインナメンバ１８とを接合する構造であり、上部にダンパハウジング１６が接合されるフランジ部１９が形成される。

アッパメンバ１３は、フロントサイドフレーム１２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。アッパメンバ１３の後端は、フロントピラー（不図示）の前端部に溶接によって結合される。

ロアメンバ１４は、アッパメンバ１３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。ロアメンバ１４の前端部は、ダンパハウジング１６の位置においてアッパメンバ１３の下面に、溶接によって一体的に結合されている。ロアメンバ１４の後端部は、フロントピラー（不図示）の前下端部に溶接によって結合される。

ダンパハウジング１６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。このダンパハウジング１６は、上端部がアッパメンバ１３及び左のロアメンバ１４に結合されるとともに、下端部が一体的に形成された下部結合部２３を介してフロントサイドフレーム１２に結合されている。なお、ダンパハウジング１６は、左のダンパハウジングを示すものであり、右のダンパハウジング（不図示）は、左のダンパハウジング１６と同様の構成である。

ダンパハウジング１６は、アルミニウム等の軽合金を主体とする鋳造品（ダイキャスト製品など）である。軽合金としては、例えばアルミニウム合金（アルミニウムを含む）を採用する。このダンパハウジング１６は、ハウジング本体（ダイキャスト部品）２１と下部結合部（つなぎ部品）２３とからなる、一体成形品である。ハウジング本体２１は、上部結合部２２と天板２４と周壁部２５とからなる。

天板２４は、平面視略矩形状を呈した概ね平板状の部分であって、ダンパの上端部を取付けるための孔２４ａと、複数のダンパ用フランジ取付孔２４ｂとを有する。

周壁部２５は、アッパメンバ１３及びロアメンバ１４に接する上部結合部２２からフロントサイドフレーム１２に接合する下部結合部２３に向けて略コ字状に延ばされた縦壁である。この周壁部２５は、前方に形成された前壁２７と、後方に形成された後壁２８と、側方に形成される側壁２９と、これらの側壁２９と前壁２７とを繋ぐ前コーナ壁３１と、側壁２９と後壁２８とを繋ぐ後コーナ壁３２とから構成される。詳細には、下部結合部２３は、側壁２９の下端にハウジング本体２１に、一体的に鋳込まれた部分である。

ハウジング本体２１に前後のコーナ壁３１，３２を形成することによって、ハウジング本体２１の角部における応力の集中を緩和することができる。この結果、ダンパハウジング１６の剛性を高めることができる。

上部結合部２２は、アッパメンバ１３及びロアメンバ１４を鋳ぐるむことにより保持する部分であって、ダンパハウジング１６の上部側部に有している。

下部結合部２３は、フロントサイドフレーム１２と同一の材料で形成されている。すなわち、下部結合部２３は、鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）によって構成され、フロントサイドフレーム１２に複数の溶接箇所３４で溶接される。

図２及び図３に示されたように、本発明の車両用部品の鋳ぐるみ構造４０は、ハウジング本体２１と、下部結合部２３とから構成されるダンパハウジング１６の構造である。
以下、「ダンパハウジング１６」を「車両用部品１６」と、フロントサイドフレーム１２を「スチール部品１２」と、ハウジング本体２１を「ダイキャスト部品２１」と、「下部結合部２３」を「つなぎ部品２３」と記載する。

つなぎ部品２３は、ダイキャスト部品２１に鋳ぐるまれ、ダイキャスト部品２１に接合される鋳ぐるみ部４７と、スチール部品１２に溶接する溶接面（溶接部）４９と、これらの鋳ぐるみ部４７と溶接面４９との間に設けられる段差４８とからなる。

段差４８は、好ましくは、ダイキャスト部品２１側との境界近傍に設けられるとよい。溶接面４９は、段差４８を介して車幅内方に形成される。
ダイキャスト部品２１には、段差４８よりもダイキャスト部品２１側にバリ４４，４５が発生することがある。

図４（ａ）に比較例の車両用部品の鋳ぐるみ構造２００が示され、車両用部品の鋳ぐるみ構造２００は、アルミニウム等の軽合金で形成されるダイキャスト部品２０１と、このダイキャスト部品２０１に一体的に形成される鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）のつなぎ部品２０３とから構成される。

車両用部品の鋳ぐるみ構造２００では、ダイキャスト部品２０１に鋳ぐるまれるつなぎ部品２０３が、鋳ぐるみ部２０７から溶接面（溶接部）２０９まで直線的（ストレート）に形成されている。
ダイキャスト金型２１１のスライド中子２１２及びコア型２１３にキャビティ２１４が形成され、このキャビティ２１４につなぎ部品２０３がセットされ、コア型２１３にスライド中子２１２が閉じられ、アルミニウム等の溶融金属がキャビティ２１４内に注入される。このときに、バリ２０４，２０５がつなぎ部品２０３の溶接面２０９まで延びる恐れがある。

バリ２０４，２０５がつなぎ部品２０３の溶接面２０９まで延びると、スチール部品（不図示）との溶接性（溶接品質）の低下を招く。従って、つなぎ部品２０３をスチール部品に溶接する前に、バリの除去をする作業が発生する。すなわち、生産性の悪化を招く。 さらに、バリ取り作業の際に、つなぎ部品２０３の表面処理層まで削り取ってしまう恐れもあり、つなぎ部品２０３の防錆性が低下することもある。

車両用部品の鋳ぐるみ構造４０では、つなぎ部品２３が、ダイキャスト金型５１のコア型５３に形成されたキャビティ５４にセットされ、コア型５３にスライド中子５２が閉じられ、アルミニウム等の溶融金属がキャビティ５４内に注入される。

鋳包まれ側のつなぎ部品２３に段差４８を設けることにより、バリ４４，４５となるアルミニウム等の溶融金属の流れが、Ａ１及びＡ２で示した面を流れる。これらのＡ１及びＡ２面を通過した溶融金属は鋳包まれ側であるつなぎ部品２３の段差面Ｂ１及びコア型５３の段差面Ｂ２面に阻まれて流速が減少する。Ｂ１及びＢ２面を通過した溶融金属は、スライド中子５２の当接面Ｃ１及び鋳込まれ側のつなぎ部品２３の当接面Ｃ２に阻まれ、さらに、流速が減少する。

よって、Ｂ１及びＢ２面で流速が落ちているので、つなぎ部品２３とスライド中子５２の当接面Ｃ１及びつなぎ部品２３とコア型５３の当接面Ｃ２へは溶融金属が侵入しずらい。この結果、つなぎ部品２３の溶接面４９までバリ４４，４５が発生することはない。従って、バリ取りをすることなく、スチール製のつなぎ部品２３を、スチール部品１２（図２参照）に溶接をすることができる。これにより、車両用部品１６の組立時の作業工数を著しく低減できる。

車両用部品の鋳ぐるみ構造４０では、ダイキャスト部品２１をスチール部品１２に接合するために、ダイキャスト部品２１の成形時にスチール製のつなぎ部品２３を一体的に鋳ぐるむ。このときに、鋳ぐるまれ側のスチール製のつなぎ部品２３のダイキャスト部品２１側との境界近傍に、段差４８が設けられたので、ダイキャスト成形時にスチール製のつなぎ部品２３の溶接面４９側へバリ４４，４５の飛び出しを抑制することができる。

スチール製のつなぎ部品２３に、スチール部品１２（図２参照）に溶接する溶接面４９を有し、段差４８が、ダイキャスト部品２１と溶接面４９との間に設けられたので、例えば、ダイキャスト部品２１のバリ４４，４５がスチール製のつなぎ部品２３側に飛び出したとしても、そのまま溶接することができる。すなわち、ダイキャスト部品２１のバリ取りが不要となり、車両用部品１６の生産性の向上を図ることができる。

図５に示されたように、第２実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造６０は、ダイキャスト部品（ハウジング本体）６１と、つなぎ部品（下部結合部）６３とから構成される構造である。
つなぎ部品６３は、ダイキャスト部品６１に鋳ぐるまれ、ダイキャスト部品６１に接合される鋳ぐるみ部６７と、スチール部品１２（図２参照）に溶接する溶接面（溶接部）６９と、これらの鋳ぐるみ部６７と溶接面６９との間に設けられる第１の段差６８Ａ及び第２の段差６８Ｂとからなる。

車両用部品の鋳ぐるみ構造６０では、２つの段差である第１の段差６８Ａ及び第２の段差６８Ｂが設けられたので、さらなるバリ６４，６５の発生の抑制を図ることができる。この結果、さらなる溶接品質の向上を図ることができる。

図６に示されたように、第３実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造７０は、ダイキャスト部品（ハウジング本体）７１とつなぎ部品（下部結合部）７３とから構成される構造である。
つなぎ部品７３は、ダイキャスト部品７１に鋳ぐるまれ、ダイキャスト部品７１に接合される鋳ぐるみ部７７と、スチール部品１２（図２参照）に溶接する溶接面（溶接部）７９と、これらの鋳ぐるみ部７７と溶接面７９との間に設けられる段差７８とからなる。

第３実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造７０では、溶接面７９は、段差７８を介して車幅外方に形成される。車体内方の空間を有効利用することができる。また、バリ７４，７５は段差７８で抑制される。

図７に示されたように、第４実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造８０は、ダイキャスト部品８１と、鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）によって構成されるとともに、パイプ材で形成されたつなぎ部品８３とから構成される構造である。なお、ダイカスト部品８１は、図１に示される上部結合部２２などの部品に相当し、つなぎ部品８３は、図１に示されるアッパメンバ１３若しくはロアメンバ１４などのパイプ材に相当する。

つなぎ部品８３は、ダイキャスト部品８１に鋳ぐるまれ、ダイキャスト部品８１に接合される鋳ぐるみ部８７と、他のスチール部品（不図示）に溶接する溶接面（溶接部）８９と、これらの鋳ぐるみ部８７と溶接面８９との間に設けられる段差（段部）８８とからなる。バリ８４は段差８８で抑制される。

図８に示される第５実施例の車両用部品の鋳ぐるみ構造９０は、ダイキャスト部品９１と、鉄鋼等の鋼材（鉄系材料）によって構成されるとともに、パイプ材で形成されたつなぎ部品９３とから構成される構造である。
図８は図１の８−８線断面図なので、ダイキャスト部品９１は、図１に示される上部結合部２２であり、つなぎ部品９３は、図１に示されるアッパメンバ１３である。すなわち、本図では「上部結合部２２」を「つなぎ部品９３」、「アッパメンバ１３」を「ダイキャスト部品９１」として説明する。

つなぎ部品９３は、ダイキャスト部品９１に鋳ぐるまれ、ダイキャスト部品９１に接合される鋳ぐるみ部９７と、他のスチール部品（不図示）に溶接する溶接面（溶接部）９９と、これらの鋳ぐるみ部９７と溶接面９９との間に設けられる第１の段差（段部）９８Ａ及び第２の段差（段部）９８Ｂとからなる。バリ９４は、第１の段差（段部）９８Ａ及び第２の段差（段部）９８Ｂで抑制される。
また、車両用部品の鋳ぐるみ構造９０において、ダイキャスト部品９１は、図１に示されたアッパメンバ１３及びロアメンバ１４を一体的に鋳ぐるむものであってもよい。

尚、本発明に係る車両用部品の鋳ぐるみ構造は、図３及び図５〜図８に示すように、平板状のつなぎ部品２３、６３，７３及びパイプ状のつなぎ部品８３，９３であったが、これに限るものではなく、段差によってバリを抑制できる形態であれば、つなぎ部品の形状は任意なものでよい。また、鋳ぐるみ側の部品の材質は、スチール（鉄）以外に軽合金でもよい。

本発明に係る車両用部品の鋳ぐるみ構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１２…スチール部品（フロントサイドフレーム）、１６…車両用部品（ダンパハウジング）、２１…ダイキャスト部品（ハウジング本体）、２３…つなぎ部品（下部結合部）、４０…車両用部品の鋳ぐるみ構造、４８…段差、４９…溶接面。

Claims (2)

1. ダイキャスト部品をスチール部品に接合するために、ダイキャスト部品の成形時にスチール製のつなぎ部品を一体的に鋳ぐるむ車両用部品の鋳ぐるみ構造において、
   鋳ぐるまれ側の前記スチール製のつなぎ部品は、ダイキャスト部品側との境界近傍に段差が設けられたことを特徴とする車両用部品の鋳ぐるみ構造。
2. 前記スチール製のつなぎ部品は、前記スチール部品に溶接する溶接面を有し、前記段差は、前記ダイキャスト部品と前記溶接面との間に設けられたことを特徴とする請求項１記載の車両用部品の鋳ぐるみ構造。

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