JP2020019062A - アルミニウム構造体及びその製造方法 - Google Patents
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(1) 第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、
第1アルミニウム構造材と重なり合って一体にされ、第2アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とで構成される第2アルミニウム構造材と、
を備え、
前記第2アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれており、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合って、前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットが形成されているアルミニウム構造体。
(2) 第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、第2アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とで構成される第2アルミニウム構造材と、が重なり合って一体にされたアルミニウム構造体の製造方法であって、
前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれた前記第2アルミニウム構造材を準備する工程と、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合わせる工程と、
前記第1アルミニウム構造材と前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットを形成する工程と、
をこの順で実施するアルミニウム構造体の製造方法。
<第1構成例>
図1は本実施形態のアルミニウム構造体の斜視図であり、図2はアルミニウム構造体の裏面斜視図であり、図3は図1のIII−III断面図である。
先ず、アルミニウム展伸材からなるインサート材13を、少なくともその一面(露出面13a)を露出させてアルミニウム合金鋳物15で鋳ぐるんだ第2アルミニウム構造材17を形成する。このとき、露出面13aの反対側に位置するアルミニウム合金鋳物15の肉厚tcが、5mm以下、好ましくは2mm以下となるようにする。
(1)添加元素の数および量が多いので溶融温度が低い。
(2)鍛練されていないので組織,結晶粒及び金属間化合物が粗い。
(3)ブローホール、酸化膜の巻込み及び巣等の欠陥が比較的多い。
(4)肉厚が一定でない。
(5)割れが発生しやすい。
図5は第2構成例のアルミニウム構造体200の断面図である。
本構成の第2アルミニウム構造材17Aは、インサート材13の一面13bのみアルミニウム合金鋳物15に鋳ぐるまれており、その他の構成は前述のアルミニウム構造体100と同様である。本構成では、インサート材13の上面が鋳ぐるまれており、ナゲット21は、上面を平面視したときの上面領域内に形成される。
図6は第3構成例のアルミニウム構造体300における第2アルミニウム構造材17Bの裏面図である。
本構成の第2アルミニウム構造材17Bは、アルミニウム合金鋳物15に、離間して配置された複数(図示例では4個)のインサート材13が適宜の位置に鋳ぐるまれている。その他の構成は前述のアルミニウム構造体100と同様である。
図7は第4構成例のアルミニウム構造体400における第2アルミニウム構造材17Cの一部断面図である。
本構成の第2アルミニウム構造材17Cには、複数の異なる面上で第1アルミニウム構造材と溶接可能に複数のインサート材13が配置される。各インサート材13は、その露出面13aを互いに異なる面方向にして配置される。
図8は第5構成例のアルミニウム構造体500の断面図である。
本構成の第2アルミニウム構造材17Dは、インサート材13の表裏両面を露出面13a,13cとし、他の面をアルミニウム合金鋳物15に鋳ぐるんでいる。その他の構成は前述のアルミニウム構造体100と同様である。本構成では、インサート材13の少なくとも2面がアルミニウム合金鋳物15に鋳ぐるまれている。ナゲット21は、各平面を平面視したとき、いずれの平面領域内にも存在する位置に形成される。
インサート材13は、第1アルミニウム構造材11側の露出面13aの幅W1を、露出面13aと反対側の露出面13cの幅W2より短くして(W1<W2)、端面13dを板厚方向から傾斜させている。これにより、インサート材13のアルミニウム合金鋳物15によるせん断抑止効果(アンカー効果)が高められ、接合強度をより向上できる。図示例では、インサート材13の上面が露出面13cとなっているが、上面はアルミニウム合金鋳物15により鋳ぐるまれていてもよい。その場合、より高い接合強度が得られる。
図10の(A)に示す構成では、インサート材13の端面13dが、板厚方向の垂直方向から互いに異なる方向に傾斜した、一対の傾斜面31A,31Bを有する。
図10の(B)に示す構成では、インサート材13の端面13dの一部に、上記の傾斜面31Aと同じ傾斜の傾斜面31Cを有する。
図10の(C)に示す構成では、インサート材13の端面13dが、断面円弧状の曲面33を有する。
図11は第6構成例のアルミニウム構造体600の断面図である。
本構成のアルミニウム構造体600は、第2アルミニウム構造材17Fが、アルミニウム展伸材からなるアルミニウム構造材(第2アルミニウム展伸材)35と、アルミニウム構造材35を鋳ぐるむアルミニウム合金鋳物15とを有する。アルミニウム構造材35は、複数の開口孔37を有し、各開口孔37にアルミニウム合金鋳物15が充填されることで、アルミニウム合金鋳物15と高強度に接合されている。
(1) 第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、
第1アルミニウム構造材と重なり合って一体にされ、第2アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とで構成される第2アルミニウム構造材と、
を備え、
前記第2アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれており、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合って、前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットが形成されているアルミニウム構造体。
このアルミニウム構造体によれば、第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、アルミニウム合金鋳物を含む第2アルミニウム構造材とが、アルミニウム合金鋳物に鋳ぐるまれた第2アルミニウム展伸材を介してスポット溶接され、一体にされている。これにより、高い寸法精度が容易に得られるアルミニウム展伸材に、形状自由度が高いアルミニウム合金鋳物を、工程の煩雑化を招くことなく接合できる。また、アルミニウム合金鋳物から接合用の部位を突出させて形成する必要がなく、双方の構造材を無駄なく、コンパクトに接合でき、しかも軽量化に寄与できる。
このアルミニウム構造体によれば、アルミニウム合金鋳物で鋳ぐるんだ第2アルミニウム展伸材を安定して第1アルミニウム構造材にスポット溶接できる。
このアルミニウム構造体によれば、アルミニウム合金鋳物の肉厚を第2アルミニウム展伸材以下に薄くすることで、適正なナゲットを安定して形成できる。
このアルミニウム構造体によれば、第2アルミニウム展伸材の表裏両面がアルミニウム合金鋳物から露出させることで、第1アルミニウム構造体以外の部材とも接合でき、接合自由度を向上できる。
この構成によれば、寸法精度や品質が一定のアルミニウムの規格品をアルミニウム構造材に使用することができる。
この構成によれば、インサート材を強固にアルミニウム構造材に溶接できる。
前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれた前記第2アルミニウム構造材を準備する工程と、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合わせる工程と、
前記第1アルミニウム構造材と前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットを形成する工程と、
をこの順で実施するアルミニウム構造体の製造方法。
この構成によれば、工程を煩雑化することなく、アルミニウム合金鋳物をアルミニウム構造材に接合して軽量化されたアルミニウム構造体を容易に製作できる。
13 インサート材(第2アルミニウム展伸材)
13a,13c 露出面
15 アルミニウム合金鋳物
17,17A,17B,17C,17D,17E,17F 第2アルミニウム構造材
21 ナゲット
35 アルミニウム構造材(第2アルミニウム展伸材)
100,200,300,400,500,600 アルミニウム構造体
Claims (7)
- 第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、
第1アルミニウム構造材と重なり合って一体にされ、第2アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とで構成される第2アルミニウム構造材と、
を備え、
前記第2アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれており、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合って、前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットが形成されているアルミニウム構造体。 - 前記アルミニウム合金鋳物は、前記スポット溶接された位置の肉厚が5mm以下になっている請求項1に記載のアルミニウム構造体。
- 前記アルミニウム合金鋳物の前記スポット溶接された位置の肉厚は、前記第2アルミニウム展伸材の厚さ以下である請求項2に記載のアルミニウム構造体。
- 前記第2アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の前記露出した面の対向面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させ、かつ、前記第2アルミニウム展伸材の側面のうち少なくとも2面が鋳ぐるまれている請求項1に記載のアルミニウム構造体。
- 前記第1アルミニウム構造材は、アルミニウム押出材又はアルミニウム原板である請求項1〜4のいずれか一項に記載のアルミニウム構造体。
- 前記アルミニウム合金鋳物の前記第1アルミニウム構造材との対向面は、前記第2アルミニウム展伸材の前記露出された面と同じ面内に形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のアルミニウム構造体。
- 第1アルミニウム展伸材からなる第1アルミニウム構造材と、第2アルミニウム展伸材とアルミニウム合金鋳物とで構成される第2アルミニウム構造材と、が重なり合って一体にされたアルミニウム構造体の製造方法であって、
前記第2アルミニウム展伸材の少なくとも一面を前記アルミニウム合金鋳物から露出させた状態で鋳ぐるまれた前記第2アルミニウム構造材を準備する工程と、
前記第1アルミニウム構造材は、前記第2アルミニウム展伸材の露出した面に対向させて前記第2アルミニウム構造材と重なり合わせる工程と、
前記第1アルミニウム構造材と前記第2アルミニウム展伸材との間にスポット溶接によるナゲットを形成する工程と、
をこの順で実施するアルミニウム構造体の製造方法。
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JP2011235334A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Honda Motor Co Ltd | 異材継手構造 |
JP2015186824A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 株式会社アーレスティ | 鋳造製品 |
JP2017094390A (ja) * | 2015-10-19 | 2017-06-01 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム構造部材 |
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