特許 6322453 鋳造製品、構造物および構造物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6322453

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】鋳造製品、構造物および構造物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 19/04 20060101AFI20180423BHJP

   B23K 11/20 20060101ALI20180423BHJP

   B23K 11/00 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   B22D19/04

   B23K11/20

   B23K11/00 530

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-65441(P2014-65441)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-186824(P2015-186824A)

(43)【公開日】2015年10月29日

【審査請求日】2016年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005256

【氏名又は名称】株式会社アーレスティ

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】青山 俊三

【審査官】 藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５３０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８５６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９１８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７７３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３８２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １９／００−１９／１６

Ｂ２３Ｋ １１／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相手側部材と接合される鋳造製品において、
前記相手側部材の複数箇所と接合チップのそれぞれの接合面で抵抗溶接により接合される複数の接合チップと、
前記相手側部材とは異種の金属材料から構成されると共に、前記複数の接合チップを分散させつつ、それぞれの前記接合面を少なくとも一面露出させて鋳包む鋳造金属材とを備え、
前記接合チップは、前記相手側部材に接触して接合される接合面と、
その接合面を取り囲む稜を介して前記接合面に交わる側面と、
その側面に凸設または凹設される係止部とを備え、
少なくともその係止部が前記鋳造金属材に鋳包まれると共に、前記側面の全周に亘って前記接合チップが前記鋳造金属材に鋳包まれることを特徴とする鋳造製品。

【請求項2】

前記接合チップは、前記接合面とは反対側に設けられる端面を備え、
前記鋳造金属材は、前記端面の少なくとも一部を露出させて複数の前記接合チップを鋳包むことを特徴とする請求項１記載の鋳造製品。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の鋳造製品と、前記鋳造製品が抵抗溶接により接合される前記相手側部材とを備える構造物であって、
前記接合チップの前記接合面には、前記相手側部材との間に抵抗溶接による点状のナゲットが１箇所形成され、
前記接合面は、前記ナゲットの最大径に応じて大きさが設定されることを特徴とする構造物。

【請求項4】

請求項２の鋳造製品を前記相手側部材に抵抗溶接した構造物を製造する構造物の製造方法であって、
複数の前記接合チップの前記接合面および前記端面をそれぞれ金型に当接させて前記金型のキャビティ内に複数の前記接合チップを保持させる保持工程と、
前記保持工程により前記接合チップが保持された状態の前記キャビティに溶融金属を鋳込み、鋳込まれた前記溶融金属を冷却して構成される前記鋳造金属材で複数の前記接合チップを鋳包んで前記鋳造製品を製造する鋳造工程と、
前記鋳造工程により製造された前記鋳造製品から露出した複数の前記接合チップの前記接合面を前記相手側部材に接触させた状態で、抵抗溶接用電極を前記相手側部材と前記端面とに接触させて通電する抵抗溶接によって前記相手側部材と複数の前記接合チップとをそれぞれ接合する接合工程とを備えることを特徴とする構造物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は相手側部材と一部もしくは全部が重なる形態で接合される鋳造製品、その鋳造製品に相手側部材を抵抗溶接した構造物、及び、構造物の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の非鉄金属製の部材と、鉄系金属（鉄鋼）製の部材とを接合する場合、溶接により両部材同士を直接接合すると、それらは異種金属なので、接合界面に脆い金属間化合物が生成される。その結果、接合強度のばらつきが大きくなり接合の信頼性が低いものになることが知られている。

【0003】

そこで、非鉄金属製の鋳造金属材で鉄系金属製の接合用素材の一部を鋳包むことにより、鋳造金属材と接合用素材とを一体化した鋳造製品を製造し、接合用素材を介して、異種金属である鋳造金属材と相手側部材とを接合する技術がある（特許文献１）。以下、図６を参照して特許文献１に開示される技術について説明する。図６（ａ）は従来の鋳造製品３００に相手側部材３０３が接合された構造物の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における構造物の断面図である。

【0004】

図６（ａ）に示すように鋳造製品３００は、鋳造金属材３０１に平板状の接合用素材３０２が鋳包まれている。鋳造金属材３０１は非鉄金属製であり、接合用素材３０２は鉄系金属製（鋼板）である。図６（ｂ）に示すように鋳造金属材３０１は、第１面３０１ａ、第２面３０１ｂ及び端面３０１ｃに囲まれた板状の部材であり、第１面３０１ａ及び第２面３０１ｂに沿って接合用素材３０２（鋼板）の一部が鋳包まれ、厚さの小さい端面３０１ｃから接合用素材３０２の残部が突設される。重ね抵抗溶接によりナゲットＮを接合用素材３０２と相手側部材３０３との間の複数箇所（図６では３箇所）に形成することで、接合用素材３０２を介して鋳造金属材３０１と相手側部材３０３とが接合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３１２１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら上記従来の技術では、鋳造金属材３０１の端面３０１ｃの長手方向に亘る大きさの一体化された接合用素材３０２（鋼板）を鋳造金属材３０１に鋳包むので、鋳造後、鋳造金属材３０１の冷却に伴う収縮により、鋳造金属材３０１と接合用素材３０２との熱膨張差が原因で、鋳造金属材３０１（特に接合用素材３０２の境界部Ａ，Ｂ）に大きな応力が発生する。その結果、大きな残留応力が生じるという問題がある。残留応力が大きいと繰り返し外力を受けるときの破壊強度低下の原因となるおそれがある。また、発生する応力により鋳造製品が変形するおそれもある。

【0007】

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、応力を抑制できる鋳造製品、構造物および構造物の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段および発明の効果】

【0008】

この目的を達成するために請求項１記載の鋳造製品によれば、相手側部材と接合されるものにおいて、相手側部材の複数箇所と接合面がそれぞれ抵抗溶接により接合される複数の接合チップが、鋳造金属材に分散されつつそれぞれの接合面を少なくとも一面露出させて鋳包まれる。鋳造金属材は、相手側部材とは異種の金属材料から構成されるので、熱膨張差のために、鋳造後、鋳造金属材の冷却に伴う収縮によって鋳造金属材に応力が生じる。しかし、鋳造金属材に分散されて鋳包まれる複数の接合チップは相手側部材の複数箇所とそれぞれ抵抗溶接されるので、個々の接合チップの大きさを、従来の接合用素材に比べて小さくできる。その結果、鋳造金属材の冷却に伴う収縮によって接合チップが鋳造金属材に与える影響を小さくできるので、鋳造金属材に生じる応力を抑制できる効果がある。
接合チップは、相手側部材に接触する接合面が接合され、その接合面を取り囲む稜を介して接合面に側面が交わる。側面に係止部が凸設または凹設され、少なくともその係止部が鋳造金属材に鋳包まれると共に、側面の全周に亘って接合チップが鋳造金属材に鋳包まれる。その結果、鋳造金属材と接合チップとの密着強度を向上できる効果がある。

【0009】

請求項２記載の鋳造製品によれば、接合チップは、相手側部材に接触する接合面が接合され、その接合面とは反対側に端面が設けられる。端面の少なくとも一部を露出させた状態で複数の接合チップが鋳造金属材に鋳包まれる。これにより、鋳造金属材を鋳造する金型に複数の接合チップの接合面および端面を当接させて保持した状態で、接合チップを鋳造金属材に鋳包むことができる。その結果、接合チップがずれた位置に鋳包まれてしまうことを防止できるので、請求項１の効果に加え、接合チップの位置精度を向上させて、鋳造製品の品質の安定性を向上できる。
さらに、接合チップの端面の少なくとも一部が露出しているので、その露出した端面に抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接することが可能である。この場合、抵抗溶接用電極と接合チップとの間に異材が挟み込まれないようにできるので、接合チップの接合面と抵抗溶接用電極との間の障壁を減らすことができ、品質の良い抵抗溶接を行うことができる。
請求項３記載の構造物は、請求項１又は２に記載の鋳造製品と、鋳造製品が抵抗溶接により接合される相手側部材とを備える。接合チップの接合面には、相手側部材との間に抵抗溶接による点状のナゲットが１箇所形成される。これにより、接合面の面積を小さくできるので、接合チップの全体を小さくできる。その結果、鋳造金属材の冷却に伴う収縮によって接合チップが鋳造金属材に与える影響をさらに小さくできるので、請求項１又は２の効果に加え、鋳造金属材に生じる応力をさらに抑制できる効果がある。
請求項４記載の構造物の製造方法は、請求項２の鋳造製品を相手側部材に抵抗溶接した構造物を製造する方法であり、請求項２の鋳造製品と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）は本発明の実施の形態１における鋳造製品に相手側部材が接合された構造物の平面図であり、（ｂ）は図１のＩｂ−Ｉｂ線における構造物の断面図であり、（ｃ）は接合チップの斜視図である。

【図2】（ａ）は接合チップがセットされた鋳包み用金型の断面図であり、（ｂ）は相手側部材が接合された鋳造製品の断面図である。

【図3】（ａ）は接合チップがセットされた鋳包み用金型の断面図であり、（ｂ）は相手側部材が接合された第２実施の形態における鋳造製品の断面図である。

【図4】（ａ）は接合チップがセットされた鋳包み用金型の断面図であり、（ｂ）は相手側部材が接合された第３実施の形態における鋳造製品の断面図である。

【図5】（ａ）は第４実施の形態における鋳造製品の断面図であり、（ｂ）は第５実施の形態における鋳造製品の断面図であり、（ｃ）は第６実施の形態における鋳造製品の断面図であり、（ｄ）は第７実施の形態における鋳造製品の断面図であり、（ｅ）は第８実施の形態における鋳造製品の断面図であり、（ｆ）は第９実施の形態における鋳造製品の断面図である。

【図6】（ａ）は従来の鋳造製品に相手側部材が接合された構造物の平面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における構造物の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態における鋳造製品１に相手側部材３が接合された構造物Ａの平面図であり、図１（ｂ）は図１のＩｂ−Ｉｂ線における構造物Ａの断面図であり、図１（ｃ）は接合チップ１０の斜視図である。

【0012】

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように鋳造製品１は、鋳造金属材２に複数個（本実施の形態では４個）の接合チップ１０が鋳包まれている。鋳造金属材２は非鉄金属製であり、接合チップ１０は鋳造金属材２とは異種の金属材料であって、相手側部材３と同種ないし同系統の金属材料から構成されている。本実施の形態では、鋳造金属材２はアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、相手側部材３及び接合チップ１０は鉄系金属製である。

【0013】

接合チップ１０は、本体部１１と、その本体部１１から張り出す係止部１２とを備え、それらが一体に形成される。係止部１２は鋳造金属材２に囲まれ、本体部１１の一部が、接合される相手側部材３に面する鋳造金属材２の第１面２ａから露出する。重ね抵抗溶接により接合チップ１０の本体部１１と相手側部材３との間にナゲットＮが形成される。

【0014】

図１（ｃ）に示すように接合チップ１０は、本体部１１が棒状（本実施の形態では円柱状）に形成され、係止部１２が、本体部１１の軸方向一端から全周に亘って径方向外側にフランジ状（円環状）に凸設される。本体部１１は、相手側部材３に接触し界面にナゲットＮ（図１（ｂ）参照）が形成される接合面１１ａと、接合面１１ａを取り囲む稜１１ｂを介して接合面１１ａに交わる側面１１ｃとを備えている。側面１１ｃは鋳造金属材２に囲まれる面であり、係止部１２は、鋳造金属材２の第１面２ａと第２面２ｂとの間に内設される部位である。係止部１２は、鋳造金属材２に囲まれることで接合チップ１０を軸方向（図１（ｂ）左右方向）に移動不能に拘束する。よって、係止部１２により鋳造金属材２に対する接合チップ１０の密着強度を確保できる。

【0015】

なお、係止部１２は、Ｃ面取りやＲ面取り等の面取り加工が、係止部１２（フランジ）の稜に施されることが好ましい。係止部１２の周りの鋳造金属材２に発生する応力が局所的に集中することを抑制するためである。

【0016】

次に図２を参照して鋳造製品１の製造方法、及び、鋳造製品１の接合方法について説明する。図２（ａ）は接合チップ１０がセットされた鋳包み用金型Ｂ１の断面図であり、図２（ｂ）は相手側部材３が接合された鋳造製品１の断面図である。

【0017】

図２（ａ）に示すように鋳包み用金型Ｂ１は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等の非鉄金属の溶融金属が鋳込まれるように構成されたダイカスト金型であり、固定型４と、その固定型４に対して型締め及び型開き可能な可動型５とを備えている。可動型５の固定型４に対する型締めによってキャビティ５ａが形成される。固定型４は、接合チップ１０の本体部１１（接合面１１ａ側）が嵌入される保持部４ａが、複数箇所に凹設されている。保持部４ａはキャビティ５ａ内に接合チップ１０を保持するための部位であり、固定型４に対して型締めされた可動型５が、保持部４ａに保持された接合チップ１０に接触しないように、キャビティ５ａの厚さ方向（図２（ａ）左右方向）に対する接合チップ１０（本体部１１）の長さが設定される。なお、可動型５側に保持部４ａを設けることは当然可能である。

【0018】

複数の保持部４ａに係止される複数の接合チップ１０は、それぞれ同一の形状および大きさに設定されている。ロボットハンド等の搬入装置（図示せず）を用いて接合チップ１０を鋳包み用金型Ｂ１にセットするが、接合チップ１０が互いに同一の形状および大きさに設定されているので、接合チップ１０を把持して鋳包み用金型Ｂ１にセットするためのコンポーネント（図示せず）を共通化または規格化し易くできる。搬入装置（図示せず）により接合チップ１０を鋳包み用金型Ｂ１にセットした後、キャビティ５ａに溶融金属が鋳込まれることで、接合チップ１０の側面１１ｃ及び係止部１２（図１（ｃ）参照）が、鋳造金属材２（冷却した溶融金属）に鋳包まれた鋳造製品１が製造される。接合チップ１０は、接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）側の本体部１１の一部（少なくとも一面）が、鋳造金属材２の第１面２ａの複数箇所に露出され、接合面１１ａ側以外の残部が、鋳造金属材２に包まれている。

【0019】

ここで、従来（図６（ｂ）参照）、鋳造金属材３０１に平板状の接合用素材３０２（鋼板）を鋳包んで鋳造製品３００を製造する場合、鋳造金属材３０１の第１面３０１ａ及び第２面３０１ｂに接合用素材３０２を沿わせる必要があるので、接合用素材３０２は、鋳造金属材３０１の端面３０１ｃから突設される。そのため、接合用素材３０２の位置が制約されるので、接合用素材３０２を配置する設計の自由度が低下する。また、鋳造金属材３０１の第１面３０１ａ及び第２面３０１ｂに接合用素材３０２を沿わせるので、鋳造金属材３０１の厚さ（図６（ｂ）左右方向）を増やすことができない場合には、鋳造金属材３０１の機械的強度が低下する。

【0020】

さらに、鋳造製品３００の鋳包み用金型（図示せず）では、鋳造金属材３０１の端面３０１ｃに鋳造時のガス抜き部（図示せず）を配置する必要があるが、端面３０１ｃには接合用素材３０２が配置されるので、ガス抜き部の配置が困難である。加えて、鋳造製品３００を製造する場合に、鋳造金属材３０１の形状や大きさ等に応じて接合用素材３０２を個別に準備しなければならないので、接合用素材３０２の作成および在庫管理が煩雑化する。

【0021】

これに対し本実施の形態によれば、接合チップ１０の接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）を、鋳造金属材２の端面２ｃ（図１（ｂ）参照）に限らず、鋳造金属材２の第１面２ａの複数箇所に露出させることができるので、鋳造金属材２に接合チップ１０を配置する設計の自由度を向上できる。そのため、鋳造金属材２の第１面２ａが相手側部材３に面するように鋳造金属材２と相手側部材３とを重ねて、接合チップ１０と相手側部材３とを抵抗溶接により接合できる。また、鋳造金属材２の端面２ｃ以外の箇所に接合チップ１０を鋳包むことができるので、鋳包み用金型Ｂ１に設けるガス抜き部やオーバーフロー等の配置の自由度を向上できると共に、相手側部材３へ鋳造金属材２を接合できる部位を拡大できる。

【0022】

さらに、接合チップ１０を互いに同一の形状および大きさに設定することで、鋳造金属材２や相手側部材３の形状や大きさ等に応じて種々の接合チップを準備することを不要にできる。その結果、鋳造金属材２や相手側部材３の形状等に関わらずに接合チップ１０を汎用化（共通部品化）することができ、接合チップ１０の在庫管理を容易にできる。

【0023】

図２（ｂ）に示すように、鋳造製品１を相手方部材３に接合するときには、相手側部材３を鋳造金属材２に重ね、接合チップ１０の接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）を相手側部材３に接触させる。次いで、スポット溶接の電極６の先端面を鋳造金属材２及び相手側部材３に押し付けると共に通電して、接合チップ１０毎にナゲットＮ（接合部）を一つずつ形成する。接合チップ１０毎にナゲットＮを形成することで、接合チップ１０を介して相手側部材３の複数箇所と鋳造金属材２とを接合する。

【0024】

ここで、鋳造金属材２は、相手側部材３とは異種の金属材料から構成されるので、熱膨張差のために、鋳造金属材２の鋳造後、鋳造金属材２の冷却に伴う収縮によって鋳造金属材３に応力が生じる。しかし、鋳造金属材２に分散して鋳包まれる複数の接合チップ１０は、相手側部材３の複数箇所とそれぞれ接合されるので、個々の接合チップ１０の大きさを従来（特許文献１）の接合用素材に比べて小さくできる。

【0025】

その結果、鋳造金属材２の冷却に伴う収縮によって接合チップ１０が鋳造金属材２に与える影響を小さくできる。即ち、鋳造金属材２に生じる応力を抑制できる。その結果、残留応力を抑制し、繰り返し外力をうけるときの破壊強度の低下を抑制できる。また、応力により生じる鋳造製品の変形も抑制できる。

【0026】

さらに、個々の接合チップ１０の大きさを従来（特許文献１）の接合用素材に比較して小さくできるので、従来（特許文献１）と比較して、溶接（接合）時の入熱による熱膨張の影響を小さくできる。その結果、入熱に起因する鋳造製品１の変形を抑制できる。

【0027】

好適には、各接合チップ１０が、相手側部材３と各１箇所でスポット溶接されるのが望ましい。その場合には、各接合チップ１０が複数箇所で相手側部材３とスポット溶接される場合と比較して、接合チップ１０の先端面１１ａの面積を小さくできる。それに伴い、本体部１１及び係止部１２を含む接合チップ１０の全体を小さくできるので、鋳造金属材２に生じる応力をさらに抑制できる。

【0028】

なお、接合チップ１０の先端面１１ａの大きさは、スポット溶接により相手側部材３と接合チップ１０とを各１箇所で接合する場合、電極６の先端面の形状にもよるが、電極６の先端径と同一か先端径より少し大きめに設定される。電極６の先端径は得られる最大ナゲット径にほぼ一致するので、電極６の先端径に基づいて接合チップ１０の先端面１１ａの大きさを定めることにより、接合強度を確保できるからである。また、本体部１１が円柱状に形成されると共に、係止部１２が円環状に形成されるので、本体部１１及び係止部１２の周りの鋳造金属材２に発生する応力が局所的に集中することを抑制できる。

【0029】

なお、接合チップ１０は、本体部１１（図１（ｃ）参照）が鋳造金属材２の第１面２ａから突出しているので、接合チップ１０の接合面１１ａと相手側部材３とが接合されたときに、相手側部材３と鋳造金属材２との間に、本体部１１の突出量に等しい隙間が形成される。鋳造金属材２と相手側部材３とが接合された構造物Ａが雨水に曝されるような環境で使用される場合に、接合チップ１０によって相手側部材３と鋳造金属材２との間に隙間を設け、その隙間に充填材やガスケット等のシール材を挟み込むことができる。これによりシール材の内側（接合チップ１０側）への水分の浸入を防ぎ、電食を生じ難くできる。また、接合面１１ａが鋳造金属材２から露出しているので、非鉄金属等の異材を挟み込まずに、同じ材質同士の鋳造金属材２と相手側部材３との間を接合できる。その結果、品質の良い抵抗溶接を行うことができる。

【0030】

また、従来の接合用素材３０２（鋼板、図６（ａ）参照）を鋳包む場合と比較して、接合チップ１０を鋳包む場合は、接合チップ１０の本体部１１（図１（ｃ）参照）の周りに形成される鋳造金属材２の開口長さを小さくできる。これにより、鋳造金属材２の機械的強度が、鋳包みにより形成される開口によって低下することを抑制できる。

【0031】

接合チップ１０は、接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）を取り囲む稜１１ｂを介して接合面１１ａに交差する側面１１ｃ及び係止部１２が鋳造金属材２に囲まれるので、鋳造金属材２に接合チップ１０を保持する保持強度を確保できる。また、接合チップ１０は、相手側部材３と各１箇所で接合できる程度の大きさなので、鋳造金属材２の体積を相対的に大きくすることができ、接合チップ１０が鋳包まれたことによる鋳造金属材２の機械的強度の低下を抑制できる。

【0032】

さらに、鋳造金属材２の体積と比較して、接合チップ１０の体積を相対的に小さくできるので、接合チップ１０を鋳造金属材２に比較的自由に配置できる。その結果、鋳造金属材２の形状設計（リブ形成等）の自由度を向上できる。また、鋳造金属材２に対して相対的に小さい複数の接合チップ１０を、互いに間隔をあけた状態で鋳造金属材２に分散配置することで、鋳造金属材２に生じる応力を抑制できる。

【0033】

次に図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、接合チップ１０の接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）側の本体部１１の一部が、鋳造金属材２の第１面２ａに露出され、接合面１１ａ側以外の残部が、鋳造金属材２に包まれる場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、接合チップ１０の接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）側の本体部１１の一部が、鋳造金属材２の第１面２ａに露出されるのに加え、本体部１１の一部（接合面１１ａの反対に位置する面）が第２面２ｂ側に露出される場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３（ａ）は接合チップ１０がセットされた鋳包み用金型Ｂ２の断面図であり、図３（ｂ）は相手側部材３が接合された第２実施の形態における鋳造製品２１の断面図である。

【0034】

図３（ａ）に示すように鋳包み用金型Ｂ２は、非鉄金属の溶融金属が鋳込まれるように構成されたダイカスト金型であり、固定型４に対して型締め及び型開き可能な可動型５に当接部７が設けられている。当接部７は、可動型５が固定型４に型締めされるときに、固定型４の保持部４ａに係止された接合チップ１０の本体部１１の端面１１ｄ（図３（ｂ）参照）に当接して、固定型４と当接部７との間で接合チップ１０を圧接保持するための部位である。当接部７は、先端径が、電極６の先端径より小さく設定されている。

【0035】

固定型４に対して可動型５が型締めされ、固定型４と当接部７との間で接合チップ１０が圧接保持された後、キャビティ５ａに溶融金属が鋳込まれることで、接合チップ１０の側面１１ｃ（図１（ｃ）参照）及び係止部１２が鋳造金属材２に鋳包まれた鋳造製品２１が製造される。鋳造金属材２は、当接部７によって、本体部１１の端面１１ｄの一部が露出する孔部２２が形成される。

【0036】

鋳造製品２１は、以上のように製造されるので、鋳込み時、固定型４と可動型５との間に接合チップ１０を圧接保持することができる。その結果、キャビティ５ａに鋳込まれた溶融金属に煽られて接合チップ１０がずれた位置に鋳包まれてしまうことを防止できる。これに対し従来の鋳造製品３００を製造する場合（図６（ｂ）参照）、鋳造製品３００の鋳包み用金型（図示せず）に配置された接合用素材３０２（鋼板）が、鋳込まれた溶融金属に煽られて鋳造金属材３０１に偏って鋳包まれることがある。本実施の形態によればこれを防止することができ、接合チップ１０の位置精度を向上させて、鋳造製品２１の品質の安定性を向上できる。

【0037】

次に図４を参照して第３実施の形態について説明する。第２実施の形態では、先端径が電極６の先端径より小さく設定された当接部７を用いて、固定型４と可動型５との間で接合チップ１０を圧接保持する場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、先端径が電極６の先端径より大きく設定された当接部８を用いて、固定型４と可動型５との間で接合チップ１０を圧接保持する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４（ａ）は接合チップ１０がセットされた鋳包み用金型Ｂ３の断面図であり、図４（ｂ）は相手側部材３が接合された第３実施の形態における鋳造製品３１の断面図である。

【0038】

図４（ａ）に示すように鋳包み用金型Ｂ３は、固定型４に対して型締め及び型開き可能な可動型５に当接部８が設けられたダイカスト金型である。当接部８は、可動型５が固定型４に型締めされるときに、固定型４の保持部４ａに係止された接合チップ１０の本体部１１の端面１１ｄ（図４（ｂ）参照）に当接して、固定型４と当接部７との間で接合チップ１０を圧接保持するための部位である。当接部８は、先端径が、電極６の先端径より大きく設定されており、先端側から基端側に向かって拡径する円錐台状に形成されている。

【0039】

固定型４に対して可動型５が型締めされ、固定型４と当接部８との間で接合チップ１０が圧接保持された後、キャビティ５ａに溶融金属が鋳込まれることで、接合チップ１０の側面１１ｃ（図１（ｃ）参照）及び係止部１２が、鋳造金属材２に鋳包まれた鋳造製品３１が製造される。鋳造金属材２は、当接部８によって、本体部１１の端面１１ｄの一部が露出する擂鉢状の孔部３２が形成される。

【0040】

鋳造製品３１は、以上のように製造されるので、鋳込み時、固定型４と可動型５との間に接合チップ１０を圧接保持し、接合チップ１０がずれた位置に鋳包まれてしまうことを防止できる。さらに、抵抗溶接を行う場合には、一方の電極６を孔部３２に挿入して電極６の先端面を接合チップ１０の本体部１１の端面１１ｄに接触させることができる。電極６と接合チップ１０との間に非鉄金属等の異材が挟み込まれないようにできるので、接合チップ１０の接合面１１ａ（図１（ｃ）参照）と電極６との間の障壁を減らすことができ、品質の良い抵抗溶接を行うことができる。

【0041】

次に図５を参照して、他の実施の形態について説明する。図５（ａ）は第４実施の形態における鋳造製品４１の断面図であり、図５（ｂ）は第５実施の形態における鋳造製品６１の断面図であり、図５（ｃ）は第６実施の形態における鋳造製品７１の断面図であり、図５（ｄ）は第７実施の形態における鋳造製品９１の断面図であり、図５（ｅ）は第８実施の形態における鋳造製品１１１の断面図であり、図５（ｆ）は第９実施の形態における鋳造製品１２１の断面図である。なお、第４実施の形態から第９実施の形態では、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、以下の説明を省略する。また、図５（ａ）〜図５（ｆ）では、鋳造金属材２，７２及び相手側部材３の一部の図示を省略する。

【0042】

図５（ａ）に示すように鋳造製品４１は、接合チップ５０が鋳造金属材２に鋳包まれている。接合チップ５０は、接合面１１ａ（相手側部材３に当接する面、図１（ｃ）参照）の略中心に、本体部１１の端面１１ｄ側に向かうにつれて縮径する擂鉢状の凹欠部５１が凹設されている。凹欠部５１は、接合面１１ａの面積を縮小するための部位である。鋳包み用金型（図示せず）にセットされた接合チップ５０は、鋳包み用金型に設けられた当接部（図示せず）が本体部１１の端面１１ｄに圧接されることで、鋳包み用金型に固定される。端面１１ｄに当接部（図示せず）が圧接された状態で溶融金属が鋳込まれることで、鋳造金属材２に孔部４２が形成される。接合チップ５０は本体部１１に凹欠部５１が形成されて接合面１１ａの面積が縮小されると共に凹欠部５１の周囲が凸起状になるので、凸起状の結合面１１ａを使って、接合チップ５０と相手側部材３とをプロジェクション溶接により接合するのに適している。

【0043】

図５（ｂ）に示すように鋳造製品６１は、接合チップ５０が鋳造金属材２に鋳包まれている。鋳造金属材２は、接合チップ５０の本体部１１の側面１１ｃ（図１（ｃ）参照）を包み込む被覆部６２が設けられている。被覆部６２は、鋳造製品６１が相手側部材３に接合されると相手側部材３に接触する。鋳造製品６１は、鋳造金属材２の一部（被覆部６２）を相手側部材３に接触させる必要がある場合に適している。

【0044】

図５（ｃ）に示すように鋳造製品７１は、接合チップ８０が鋳造金属材７２に鋳包まれている。接合チップ８０は、鉄系金属材により一体に形成される部材であり、鋳造金属材７２の厚さ（図５（ｃ）左右方向寸法）と軸方向長さが同一に設定される棒状の本体部８１と、本体部８１の軸方向略中央から径方向外側に張り出して鍔状に形成される係止部８２とを備えている。接合チップ８０は、固定型および可動型（いずれも図示せず）に本体部８１が軸方向に圧接されて鋳包み用金型（図示せず）に保持される。接合チップ８０は鋳造金属材７２に係止部８２が取り囲まれるので、鋳造金属材７２から接合チップ８０が脱落することを防止できる。

【0045】

図５（ｄ）に示すように鋳造製品９１は、接合チップ１００が鋳造金属材２に鋳包まれている。接合チップ１００は、鉄系金属材により一体に形成される部材であり、棒状に形成される本体部１０１の側面に、ローレット状の凹凸やスパイク状の凸起からなる係止部１０２が形成されている。鋳包み用金型（図示せず）にセットされた接合チップ１００は、鋳包み用金型に設けられた当接部（図示せず）が本体部１０１の端面に圧接されることで、鋳包み用金型に固定され、その状態で溶融金属が鋳込まれることで、鋳造金属材２に孔部９２が形成される。接合チップ１００は、係止部１０２のアンカー効果により鋳造金属材２からの脱落を防止できる。

【0046】

また、接合チップ１００（図５（ｄ）参照）は、相手側部材３に当接する接合面１１ａ（本体部１０１）の略中心に擂鉢状の凹欠部１０３が凹設されている。接合チップ１００は本体部１０１に凹欠部１０３が形成されて凹欠部１０３の周囲が凸起状になるので、凸起状の結合面１１ａを使って、接合チップ１００と相手側部材３とをプロジェクション溶接により接合するのに適している。

【0047】

図５（ｅ）に示すように鋳造製品１１１は、接合チップ１００が鋳造金属材２に鋳包まれている。鋳造金属材２は、接合チップ１００の本体部１０１の側面を包み込む被覆部１１２が設けられている。被覆部１１２は、鋳造製品１１１が相手側部材３に接合されると相手側部材３に接触する。鋳造製品１１１は、鋳造金属材２の一部（被覆部１１２）を相手側部材３に接触させる必要がある場合に適している。

【0048】

図５（ｆ）に示すように鋳造製品１２１は、接合チップ１３０が鋳造金属材７２に鋳包まれている。接合チップ１３０は、鉄系金属材により一体に形成される部材であり、鋳造金属材７２の厚さ（図５（ｆ）左右方向寸法）と軸方向長さが同一に設定される棒状の本体部１３１の側面に、ローレット状の凹凸やスパイク状の凸起からなる係止部１３２が形成されている。接合チップ１３０は、固定型および可動型（いずれも図示せず）に本体部１３１が軸方向に圧接されて鋳包み用金型（図示せず）に保持される。接合チップ１３０は、係止部１３２のアンカー効果により鋳造金属材７２からの脱落を防止できる。

【0049】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0050】

例えば、第１実施の形態では鋳造金属材２に４個の接合チップ１０が等間隔に埋設される場合について説明したが、これに限定するものではなく、接合チップ１０を埋設する数や間隔は、鋳造金属材２や相手側部材３との関係で適宜設定できる。

【0051】

また、第１実施の形態では鋳造金属材２に複数の接合チップ１０が一列に配列される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、鋳造金属材２、相手側部材３及び接合チップ１０の形状や大きさ等に応じて、複数の接合チップ１０を格子状や千鳥状等の２次元状や３次元状に配列することは当然可能である。

【0052】

また、各接合チップ１０が同一の形状および大きさに設定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、鋳造金属材２や相手側部材３の大きさや形状等に応じて、異なる形状や大きさに設定することは当然可能である。

【0053】

上記各実施の形態では、各接合チップ１０，５０，８０，１００，１３０の接合面１１ａが平面の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、相手側部材３との関係で、接合面を湾曲面状や多面体状に形成することは当然可能である。接合面が多面体状に形成される場合でも、少なくとも１面が鋳造金属材から露出されていれば、接合面を相手側部材３に接触させて相手側部材３と接合できる。

【0054】

上記第１実施の形態から第５実施の形態では、接合チップ１０，５０の本体部１１が円柱状に形成された場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本体部１１を楕円柱状や多角柱状等にすることは当然可能である。また、接合チップ１０，５０の係止部１２を円環状に形成した場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、軸方向視して楕円形状や多角形状等の種々の形状にすることは当然可能である。

【0055】

また、係止部１２を本体部１１に凸設するものに限定するものではなく、本体部１１の側面１１ｃに係止部１２を凹設することは当然可能である。係止部１２に鋳造金属材２が進入することで、接合チップ１０，５０が鋳造金属材２から脱落することを防止できるからである。

【0056】

また、上記第１実施の形態から第６実施の形態では、フランジ状の係止部１２，８２が本体部１１，８１に１つ設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本体部１１，８１の軸方向に互いに間隔をあけて係止部（フランジ）を複数設けることは当然可能である。

【0057】

また、上記第１実施の形態から第６実施の形態では、フランジ状の係止部１２，８２が本体部１１，８１の周方向に亘って一連に（連続して）形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。係止部１２，８２（凸起）を、本体部１１，８１の周方向に沿って断続的に、又は、本体部１１の側面１１ｃの１乃至複数箇所に設けることは当然可能である。この場合にも係止部によって、接合チップ５０，８０が軸方向に移動して鋳造金属材２，７２から脱落することを抑制できる。

【0058】

上記第１実施の形態から第３実施の形態では、鋳包み用金型Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の固定型４に接合チップ１０を固定して、固定型４に対して可動型５を型締めする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、可動型５に接合チップ１０を固定することは当然可能である。

【0059】

上記第７実施の形態（図５（ｄ）参照）、第９実施の形態（図５（ｆ）参照）では、ローレット状等に形成された係止部１０２，１３２が、本体部１０１，１３１の軸方向に亘って鋳造金属材２，７２に囲まれる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。係止部１０２，１３２は、本体部１０１，１３１の軸方向の一部が鋳造金属材２，７２に鋳包まれていれば、鋳造金属材２，７２からの接合チップ１００，１３０の脱落を防止できるからである。

【0060】

また、上記第７実施の形態（図５（ｄ）参照）、第９実施の形態（図５（ｆ）参照）では、ローレット状等に形成された係止部１０２，１３２が、本体部１０１，１３１の軸方向の一部に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。係止部１０２，１３２を、本体部１０１，１３１の軸方向の全長に亘って設けることは当然可能である。その場合に、係止部１０２，１３２の軸方向の全長を鋳造金属材２，７２で鋳包むことは不要である（係止部１０２，１３２の一部が鋳造金属材２から露出していても良い）。係止部１０２，１３２の軸方向の一部が鋳包まれていれば、鋳造金属材２，７２からの接合チップ１００，１３０の脱落を防止できるからである。

【0061】

上記第１実施の形態から第３実施の形態では、鋳造製品１，２１，３１と相手側部材３とを重ね合わせた後、それらを電極６で挟み込むようにして溶接するダイレクト式のスポット溶接について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の方式のスポット溶接によって鋳造製品１，２１，３１と相手側部材３とを接合することは当然可能である。他の方式としては、インダイレクト式、シリーズ式、パラレル式等が例示される。

【0062】

また、鋳造製品１，２１，３１と相手側部材３とをスポット溶接により接合するものに限定するものではなく、他の抵抗溶接によってそれらを接合することは当然可能である。他の抵抗溶接としては、プロジェクション溶接、加圧バット溶接、フラッシュバット溶接、シーム溶接等が例示される。

【0063】

上記各実施の形態では、接合チップと相手側部材３との接合界面を溶融凝固させたナゲットＮが接合部に形成される場合について説明したが、必ずしも接合界面を溶融凝固する必要はなく、固相接合（接合部）により（ナゲットＮを形成せずに）接合チップと相手側部材３とを接合することは当然可能である。

【0064】

また、上記各実施の形態では、重ね溶接によって各接合チップ１０，５０，８０，１００，１３０が相手側部材３とそれぞれ１箇所で接合される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。各接合チップ１０，５０，８０，１００，１３０の接合面の面積を電極の先端の面積の複数倍に設定することで、各接合チップ１０，５０，８０，１００，１３０の接合面に、相手側部材３が接合される接合部を複数設けることは当然可能である。

【0065】

また、上記各実施の形態では、抵抗溶接によって相手側部材３と鋳造製品１，２１，３１が接合される場合について説明した。しかし、接合手段を抵抗溶接に限定するものではない。他の接合手段によって鋳造製品１，２１，３１を相手側部材３と接合することは当然可能である。他の接合手段としては、例えばレーザ溶接、アーク溶接等の他の溶接手段や摩擦撹拌接合などの塑性流動による接合手段が挙げられる。

【0066】

また、上記各実施の形態では、重ね溶接によって鋳造製品１，２１，３１と相手側部材３との間にスポット状（点状）の接合部が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、レーザ溶接、シーム溶接、摩擦撹拌接合等によって線状や環状の接合部を形成することは当然可能である。

【0067】

上記実施の形態では、鋳造製品と相手側部材とを抵抗溶接により接合する場合に、接合チップの接合面をナゲット１個分程度（電極の先端面程度）の大きさにすることが好ましいことを説明した。しかしながら、鋳造製品と相手側部材とをレーザ溶接やアーク溶接等によって接合する場合には、接合チップの接合面は、形成される溶融池程度の大きさにすることができる。また、鋳造製品と相手側部材とを摩擦撹拌接合によって接合する場合には、接合チップの接合面は、回転工具のショルダ径程度の大きさにすることが好ましい。いずれも接合チップと鋳造金属材との熱膨張差を要因とする応力を小さくするためである。

【符号の説明】

【0068】

１，２１，３１，４１，６１，７１，９１，１１１，１２１ 鋳造製品
２，７２ 鋳造金属材
３ 相手側部材
５ａ キャビティ
６ 電極（抵抗溶接用電極）
１０，５０，８０，１００，１３０ 接合チップ
１１ａ 接合面
１１ｂ 稜
１１ｃ 側面
１１ｄ 端面
１２，８２，１０２，１３２ 係止部
Ａ 構造物
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 鋳包み用金型（金型）
Ｎ ナゲット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】