特許 7105366 鋳造製品、構造物および鋳造製品の製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-07-13

(45)【発行日】2022-07-22

(54)【発明の名称】鋳造製品、構造物および鋳造製品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 19/04 20060101AFI20220714BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20220714BHJP

【ＦＩ】

B22D19/04

B23K11/11

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021504694

(86)(22)【出願日】2019-03-13

(86)【国際出願番号】 JP2019010162

(87)【国際公開番号】W WO2020183629

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-11-05

(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】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】青山 俊三

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１８６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７４２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００７２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９０１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８５６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２５６４１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １９／００－１９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄系金属製の接合面と、前記接合面と直交する１本の仮想軸に沿う軸方向を向く規制面とを有する接合チップと、
前記規制面に接するように前記接合チップを鋳包んだ非鉄金属製の鋳造金属材と、を備え、
前記接合チップは、表面が前記接合面である頭部と、
前記軸方向へ向かって前記頭部の裏面から突出する脚部と、を備え、
前記脚部は、前記裏面から離れた先端部を備え、
前記鋳造金属材は、前記接合面および前記先端部を露出させた状態で前記接合チップを鋳包んだ鋳包部を備え、
前記脚部の前記軸方向の剛性が前記頭部の前記軸方向の剛性よりも低い鋳造製品。

【請求項2】

前記脚部は、前記仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に配置され、
前記仮想軸に面する内面と、
前記内面とは反対側の外面と、を備え、
前記脚部の前記軸方向の少なくとも一部の前記内面および前記外面が前記先端部へ向かうにつれて前記仮想軸から離れる請求項１記載の鋳造製品。

【請求項3】

前記脚部は、全体が前記仮想軸を全周に亘って囲む筒状に形成され、
前記外面は、前記規制面の少なくとも一部である請求項２記載の鋳造製品。

【請求項4】

前記鋳包部に鋳包まれた前記接合チップは、前記頭部の前記裏面から円筒状の前記脚部が突出したセルフピアスリベットの前記脚部を塑性変形させたものである請求項３記載の鋳造製品。

【請求項5】

前記鋳造金属材は、前記鋳包部のうち前記仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に連なる外側部を備え、
前記鋳包部の前記軸方向の厚さが前記外側部の前記軸方向の厚さよりも厚い請求項１から４のいずれかに記載の鋳造製品。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載の鋳造製品と、前記鋳造製品の前記接合面に接合される鉄系金属製の相手側部材とを備えている構造物。

【請求項7】

鉄系金属製の接合面と、前記接合面と直交する１本の仮想軸に沿う軸方向を向く規制面とを有する接合チップと、前記規制面に接するように前記接合チップを鋳包んだ非鉄金属製の鋳造金属材と、を備えている鋳造製品の製造方法であって、
前記接合面が接触する第１型と第２型との間に前記接合チップを挟んだ状態で、前記軸方向に前記第１型と前記第２型とを接近させることで、前記接合チップを前記軸方向に圧縮変形させる変形工程と、
前記変形工程によって前記第１型と前記第２型との間に形成された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鋳造金属材で前記接合チップを鋳包む鋳造工程と、を備える鋳造製品の製造方法。

【請求項8】

前記接合チップは、表面が前記接合面である頭部と、
前記軸方向へ向かって前記頭部の裏面から突出すると共に前記仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に配置される脚部と、を備え、
前記脚部は、前記裏面から離れた先端部と、
前記仮想軸に面する内面と、
前記内面とは反対側であって前記鋳造工程後に前記鋳造金属材に接する外面と、を備え、
前記変形工程では、前記第１型と前記第２型との前記軸方向の接近により前記先端部を前記第２型に押し付けることで、前記脚部の前記軸方向の少なくとも一部の前記内面および前記外面が前記先端部へ向かうにつれて前記仮想軸から離れるように前記脚部を塑性変形させる請求項７記載の鋳造製品の製造方法。

【請求項9】

前記第２型は、前記変形工程により前記脚部が押し付けられる部位であって、前記仮想軸から離れるにつれて下降傾斜する傾斜面を備えている請求項８記載の鋳造製品の製造方法。

【請求項10】

前記脚部は、前記軸方向の少なくとも一部が前記仮想軸を囲む筒状に形成され、
前記第２型は、前記脚部の前記内面に挿入される保持部を備え、
前記変形工程では、前記保持部を前記脚部に挿入した後、前記接合面を前記第１型に接触させて前記第１型と前記第２型とを前記軸方向に接近させる請求項８又は９に記載の鋳造製品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合チップを鋳造金属材に鋳包む鋳造製品、構造物および鋳造製品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、亜鉛など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、溶接など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チップの一部を鋳包むことにより、鋳造金属材と接合チップとを一体化した鋳造製品を製造し、接合チップ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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３２２４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の技術に対して、鋳造金属材の鋳造時、鋳造金属材によるバリを接合面に発生し難くすることが望まれている。

【0006】

本発明は上述した要求に応えるためになされたものであり、鋳造金属材によるバリを接合面に発生し難くできる鋳造製品、構造物および鋳造製品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】

【0007】

この目的を達成するために本発明の鋳造製品は、鉄系金属製の接合面と、前記接合面と直交する１本の仮想軸に沿う軸方向を向く規制面とを有する接合チップと、前記規制面に接するように前記接合チップを鋳包んだ非鉄金属製の鋳造金属材と、を備え、前記接合チップは、表面が前記接合面である頭部と、前記軸方向へ向かって前記頭部の裏面から突出する脚部と、を備え、前記脚部は、前記裏面から離れた先端部を備え、前記鋳造金属材は、前記接合面および前記先端部を露出させた状態で前記接合チップを鋳包んだ鋳包部を備え、前記脚部の前記軸方向の剛性が前記頭部の前記軸方向の剛性よりも低い。

【0008】

また、本発明の鋳造製品の製造方法は、鉄系金属製の接合面と、前記接合面と直交する１本の仮想軸に沿う軸方向を向く規制面とを有する接合チップと、前記規制面に接するように前記接合チップを鋳包んだ非鉄金属製の鋳造金属材と、を備えている鋳造製品を製造する方法であって、前記接合面が接触する第１型と第２型との間に前記接合チップを挟んだ状態で、前記軸方向に前記第１型と前記第２型とを接近させることで、前記接合チップを前記軸方向に圧縮変形させる変形工程と、前記変形工程によって前記第１型と前記第２型との間に形成された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鋳造金属材で前記接合チップを鋳包む鋳造工程と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

請求項１記載の鋳造製品によれば、接合面と直交する仮想軸に沿う軸方向を向く規制面が鋳造金属材に接しているので、鋳造金属材に鋳包まれた接合チップを軸方向へ抜け難くできる。また、頭部の接合面と、その頭部の裏面から軸方向へ向かって突出した脚部の先端部と、を露出させた状態で接合チップが鋳包部に鋳包まれている。そのため、鋳造金属材の鋳造時、接合面と脚部の先端部とを金型に当てて、金型で接合チップを軸方向に挟むことができる。そして、脚部の軸方向の剛性が頭部の軸方向の剛性よりも低いので、金型で接合チップを軸方向に挟んだとき、脚部を軸方向に圧縮変形させ易くできる。この脚部の変形時の反力により接合面を金型に押し付けることができるので、鋳造時に鋳造金属材によるバリを接合面に発生し難くできる。

【0010】

請求項２記載の鋳造製品によれば、請求項１記載の鋳造製品の奏する効果に加え、次の効果を奏する。仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に配置される脚部は、仮想軸に面する内面と、内面とは反対側の外面と、を備えている。脚部の軸方向の少なくとも一部の内面および外面が先端部へ向かうにつれて仮想軸から離れるので、接合チップを軸方向に挟んだとき、その離れていく部分の脚部を板ばねや皿ばねのように軸方向に圧縮変形させることができる。その結果、接合面を金型に押し付ける脚部の変形時の反力を確保できるので、鋳造時に接合面にバリをより発生し難くできる。

【0011】

請求項３記載の鋳造製品によれば、請求項２記載の鋳造製品の奏する効果に加え、次の効果を奏する。先端部へ向かうにつれて仮想軸から離れるように広がった脚部の外面が、鋳造金属材に接する規制面の少なくとも一部であり、その外面を有する脚部の全体が仮想軸を全周に亘って囲む筒状に形成されている。鋳造金属材に対して接合チップに軸方向のうち接合面側への荷重が接合チップに加わっても、先端部へ向かうにつれて広がった脚部の外面が狭まるような変形をし難くでき、接合チップを鋳造金属材からより抜け難くできる。これにより、接合チップと鋳造金属材との接合強度を向上できる。

【0012】

請求項４記載の鋳造製品によれば、請求項３記載の鋳造製品の奏する効果に加え、次の効果を奏する。鋳包部に鋳包まれた接合チップは、頭部の裏面から円筒状の脚部が突出したセルフピアスリベットの脚部を塑性変形させたものである。セルフピアスリベットを接合チップに流用できるので、鋳造金属材に鋳包むための専用品として製造した接合チップを用いる場合と比べて、接合チップにかかるコストを低減できる。

【0013】

請求項５記載の鋳造製品によれば、請求項１から４のいずれかに記載の鋳造製品の奏する効果に加え、次の効果を奏する。鋳造金属材は、鋳包部のうち仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に連なる外側部を備える。鋳包部の軸方向の厚さが外側部の軸方向の厚さよりも厚いので、接合チップまわりの鋳造金属材の強度や剛性を高くできる。その結果、接合チップと鋳造金属材との接合強度をより向上できる。

【0014】

請求項６記載の構造物は、請求項１から５のいずれかに記載の鋳造製品と、鋳造製品の接合面に接合される鉄系金属製の相手側部材とを備え、請求項１から５のいずれかと同様の効果を奏する。

【0015】

請求項７記載の鋳造製品の製造方法は、接合面と、接合面と直交する１本の仮想軸に沿う軸方向を向く規制面とを有する鉄系金属製の接合チップと、規制面に接するように接合チップを鋳包んだ非鉄金属製の鋳造金属材と、を備えている鋳造製品を製造するための方法である。変形工程では、接合チップの接合面が接触する第１型と第２型との間に接合チップを挟んだ状態で、接合面と直交する軸方向に第１型と第２型とを接近させることで、接合チップを軸方向に圧縮変形させる。そして、鋳造工程では、変形工程によって第１型と第２型との間に形成されたキャビティに溶融金属を鋳込み、鋳込まれた溶融金属を冷却して構成される鋳造金属材で接合チップを鋳包む。鋳造工程では、変形工程により接合チップを圧縮変形させたときの反力によって接合面を第１型に押し付けた状態で、接合チップを鋳造金属材で鋳包むことができる。その結果、鋳造金属材の鋳造時、金型と接合面との間に鋳造金属材によるバリを発生し難くできる。

【0016】

請求項８記載の鋳造製品の製造方法によれば、請求項７記載の鋳造製品の製造方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。接合チップは、表面が接合面である頭部と、軸方向へ向かって頭部の裏面から突出する脚部と、を備えている。そして、仮想軸に垂直な軸直角方向の外側に配置される脚部は、裏面から離れた先端部と、仮想軸に面する内面と、内面とは反対側の外面と、を備えている。変形工程では、第１型と第２型との軸方向の接近により先端部を第２型に押し付けることで、脚部の軸方向の少なくとも一部の内面および外面が先端部へ向かうにつれて仮想軸から離れるように脚部を塑性変形させる。これにより、鋳造工程後に鋳造金属材に接する外面を軸直角方向へ張り出させたり、その張出量を多くしたりできるので、鋳造工程後の接合チップを鋳造金属材から軸方向へ抜け難くできる。さらに、脚部の塑性変形時の反力によって接合面を第１型に押し付けることができる。これらのように、鋳造工程後に接合チップを鋳造金属材から抜け難くする形状に脚部を形成するための作業と、接合面を第１型に押し付ける作業とを同時にできるので、鋳造製品の製造工程を簡略化できる。

【0017】

請求項９記載の鋳造製品の製造方法によれば、請求項８記載の鋳造製品の製造方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。第２型は、変形工程により脚部が押し付けられる部位に、仮想軸から離れるにつれて下降傾斜する傾斜面が設けられている。変形工程では、この傾斜面に沿って脚部を塑性変形させることができるので、塑性変形後の脚部の形状のばらつきを小さくできる。その結果、鋳造製品の品質の安定性を向上できる。

【0018】

請求項１０記載の鋳造製品の製造方法によれば、請求項８又は９に記載の鋳造製品の製造方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。脚部は、軸方向の少なくとも一部が仮想軸を囲む筒状に形成されている。変形工程では、この筒状の脚部の内面に第２型の保持部を挿入した後、接合面を第１型に接触させて第１型と第２型とを軸方向に接近させるので、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。その結果、鋳造金属材に対する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。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（ａ）は第１実施形態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る。

【図2】変形前の接合チップ及び金型の断面図である。

【図3】変形後の接合チップ及び金型の断面図である。

【図4】第２実施形態における変形前の接合チップ及び金型の断面図である。

【図5】（ａ）は変形後の接合チップ及び金型の断面図であり、（ｂ）は鋳造製品に相手側部材が接合された構造物の断面図である。

【図6】（ａ）は第３実施形態における接合チップの斜視図であり、（ｂ）は変形後の接合チップ及び金型の断面図であり、（ｃ）は鋳造製品に相手側部材が接合された構造物の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、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。まず図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して構造物１について説明する。構造物１は、鋳造製品１０に相手側部材２が接合されたものである。

【0021】

鋳造製品１０は、鋳造金属材１１に複数個（本実施形態では２個）の接合チップ２０が鋳包まれている。鋳造金属材１１は、アルミニウムやマグネシウム、亜鉛、それらを主成分とする合金など、特に鉄系金属との溶接が難しい非鉄金属製である。本実施の形態では、鋳造金属材１１はアルミニウム合金製である。接合チップ２０及び相手側部材２は、鉄系金属製である。

【0022】

鋳造金属材１１は、第１面１２が相手側部材２に面する板状に形成されている。鋳造金属材１１は、接合チップ２０まわりに設けられる環状の鋳包部１４と、その鋳包部１４の外周（後述する仮想軸Ａに垂直な軸直角方向の外側）に連なる外側部１５とを備えている。鋳造金属材１１のうち第１面１２とは反対側の第２面１３において、外側部１５に対して鋳包部１４が突出している。即ち、第１面１２から第２面１３までの鋳造金属材１１の厚さにおいて、鋳包部１４の厚さＴ１が外側部の厚さＴ２よりも厚い。

【0023】

接合チップ２０は、円板状の頭部２１と、その頭部２１から突出する筒状の脚部２５とを備え、それらが一体成形されている。頭部２１の表面は、接合チップ２０が鋳造金属材１１に鋳包まれた状態で第１面１２から露出する接合面２２である。接合面２２と第１面１２とは同一平面上に位置する。第１面１２から露出した接合面２２を相手側部材２に接触させた状態で抵抗溶接することにより、接合面２２と相手側部材２との界面にナゲットＮが形成され、接合面２２と相手側部材２とが接合される。

【0024】

頭部２１の外周面である第１規制面２４（規制面の一部）は、接合面２２から頭部２１の裏面２３へ向かうにつれて縮径している。即ち、第１規制面２４は、接合面２２と直交する１本の仮想軸Ａに沿う軸方向Ｄのうち接合面２２（相手側部材２）とは反対側を向いている。なお、本実施形態では、接合面２２の中心を仮想軸Ａが通っている。この第１規制面２４に鋳造金属材１１が接しているので、鋳造金属材１１に接合チップ２０を、軸方向Ｄのうち相手側部材２とは反対側へ移動不能に拘束できる。そのため、相手側部材２と鋳造金属材１１とが近づく方向に荷重が加わっても、鋳造金属材１１から接合チップ２０を抜け難くできる。

【0025】

なお、本実施形態では、相手側部材２が鋳造金属材１１の第１面１２に接しているので、相手側部材２と鋳造金属材１１とがこれ以上近づくことはない。そのため、第１規制面２４を省略できる。

【0026】

脚部２５は、軸方向Ｄへ向かって頭部２１の裏面２３から突出する部位である。脚部２５は、仮想軸Ａに垂直な軸直角方向の外側に配置され、軸方向Ｄの全体が仮想軸Ａを全周に亘って囲む筒状に形成されている。なお、この軸方向Ｄは、鋳造金属材１１の厚さ方向と同一である。接合チップ２０は、仮想軸Ａを中心とした軸対称に形成されている。

【0027】

脚部２５は、裏面２３から離れた先端部２６と、仮想軸Ａに面する内面２７と、内面２７とは反対側の外面２８と、を備えている。先端部２６を第２面１３から露出し、接合面２２を第１面１２から露出した状態で、仮想軸Ａまわりの全周に亘って頭部２１及び脚部２５が鋳包部１４に鋳包まれている。これにより、鋳造金属材１１に接合チップ２０を仮想軸Ａの軸直角方向へ移動不能に拘束できる。

【0028】

内面２７及び外面２８は、軸方向Ｄの全体が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように広がっている。このように脚部２５が皿ばね状に形成されるので、脚部２５の軸方向Ｄの剛性を頭部２１の軸方向Ｄの剛性よりも低くできる。

【0029】

内面２７及び裏面２３の一部は、第２面１３から露出している。そのため、接合チップ２０を相手側部材２に抵抗溶接（特にダイレクト式のスポット溶接）する場合、一方の電極（図示せず）を相手側部材２に当てながら、他方の電極（図示せず）を内面２７や裏面２３に当てることができる。電極と接合チップ２０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２０の接合面２２と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。

【0030】

先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように広がる外面２８は、軸方向Ｄのうち接合面２２（相手側部材２）側を向いた第２規制面（規制面の一部）である。この外面２８に鋳造金属材１１が接しているので、鋳造金属材１１に接合チップ２０を、軸方向Ｄのうち相手側部材２側へ移動不能に拘束できる。そのため、相手側部材２と鋳造金属材１１とが離れる方向に荷重が加わっても、鋳造金属材１１から接合チップ２０を抜け難くできる。その結果、鋳造金属材１１と接合チップ２０との接合強度を確保できる。

【0031】

先端部２６へ向かうにつれて外面２８が広がった脚部２５が筒状に形成されているので、相手側部材２と鋳造金属材１１とが離れる方向（軸方向Ｄ）の荷重が接合チップ２０に加わっても、その広がった外面２８が狭まるように脚部２５を変形させ難くできる。その結果、接合チップ２０を鋳造金属材１１から抜け難くでき、鋳造金属材１１と接合チップ２０との接合強度を向上できる。

【0032】

さらに、接合チップ２０まわりの鋳包部１４の厚さＴ１が外側部１５の厚さＴ２よりも厚いので、接合チップ２０まわりの鋳造金属材１１の強度や剛性を高くできる。これにより、接合チップ２０が抜ける方向に荷重が加わったとき、鋳包部１４を破壊し難くできるので、鋳造金属材１１と接合チップ２０との接合強度を向上できる。また、外側部１５の厚さＴ２を薄くできるので、鋳造金属材１１を軽量化できる。

【0033】

次に図２及び図３を参照して鋳造製品１０の製造方法について説明する。図２に示す型締め完了前の状態において、接合チップ２０は、図１（ｂ）に示す鋳造金属材１１に鋳包まれた接合チップ２０に対して脚部２５の形状が異なる。詳しくは、型締め前の接合チップ２０は、塑性変形前のセルフピアスリベットであり、外面２８の外径が略一定の円筒状に脚部２５が形成されている。型締め前（塑性変形前）の接合チップ２０の内面２７は、先端部２６側の一部の内径が先端部２６へ向かって次第に拡径し、それ以外は内径が略一定に形成されている。なお、セルフピアスリベットとは、例えば、上下に重ねられた２つの部材のうち上側部材に打ち込むことで、円筒状の脚部２５の先端が軸直角方向の外側へ広がるように塑性変形しつつ、その広がった先端が下側部材に食い込むことで、２つの部材を接合するものである。

【0034】

鋳造金属材１１を成形するための金型３０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る。金型３０は、固定型３０ａ（第１型）と、その固定型３０ａに対して軸方向Ｄへ相対移動することにより型締め及び型開き可能な可動型３０ｃとを備えている。

【0035】

図３に示す型締め状態では、固定型３０ａの成形面３０ｂと、可動型３０ｃの成形面３０ｄとの間にキャビティ３１が形成される。成形面３０ｂによって鋳造金属材１１の第１面１２が形成され、成形面３０ｄによって鋳造金属材１１の第２面１３が主に形成される。可動型３０ｃには、成形面３０ｄに開口する取付孔３０ｅが軸方向Ｄに貫通形成されている。この取付孔３０ｅに保持装置３２を嵌めて、保持装置３２が可動型３０ｃに固定されている。保持装置３２は、接合チップ２０をキャビティ３１の所定位置に保持するための装置である。鋳造金属材１１の複数か所に接合チップ２０が鋳包まれる場合には、その接合チップ２０が鋳包まれる位置にそれぞれ保持装置３２が設けられる。

【0036】

保持装置３２は、可動型３０ｃの取付孔３０ｅに嵌めて固定される筒状の本体３３（第２型）と、本体３３から固定型３０ａへ向かって一部が突出する軸状の保持部３４と、保持部３４に固定されて本体３３内を摺動する摺動部３５と、摺動部３５から保持部３４とは反対側へ突出する軸状のストッパ部３６と、ストッパ部３６のまわりに配置されるコイルスプリング３７と、コイルスプリング３７を摺動部３５に押し付ける押え板３８と、その押え板３８を本体３３に締結するボルト３９と、を備えている。

【0037】

本体３３は、金型３０の一部であり、軸方向の一端の成形面３３ｃによりキャビティ３１の一部を形成する。筒状の本体３３の中心軸は、保持装置３２にセットされた接合チップ２０の仮想軸Ａと同一である。本体３３の内周面は、成形面３３ｃに開口する小径内面３３ａと、小径内面３３ａよりも内径が大きい大径内面３３ｂと、を備えている。大径内面３３ｂは、小径内面３３ａに段差を介して連なり、成形面３３ｃとは反対側の軸方向端面に開口している。

【0038】

成形面３３ｃは、仮想軸Ａ（小径内面３３ａ）から離れるにつれて下降傾斜する傾斜面３３ｄと、その傾斜面３３ｄの外周縁に連なる凹面３３ｅと、を備え、仮想軸Ａから離れた成形面３３ｃの外周縁部が成形面３０ｄと同一面に形成されている。傾斜面３３ｄ及び凹面３３ｅは、仮想軸Ａまわりの全周に亘って形成されている。凹面３３ｅは、その外周側（成形面３３ｃの外周縁部や成形面３０ｄ）に対して軸方向Ｄに凹んだ部位である。この凹面３３ｅによって、外側部１５の厚さＴ２よりも厚さＴ１が厚い鋳包部１４が形成される。

【0039】

保持部３４は、小径内面３３ａに挿入されて成形面３３ｃから一部が突出する軸状部材である。保持部３４は、型締め前の接合チップ２０の脚部２５の内面２７が嵌まる軸方向の先端３４ａと、その先端３４ａとは軸方向の反対側の基端３４ｂと、を備えている。

【0040】

摺動部３５は、基端３４ｂの周囲に固着される部位であり、大径内面３３ｂに対して軸方向に摺動する。この摺動部３５の摺動に伴って成形面３３ｃからの保持部３４の突出量が変化する。図２に示す通り、大径内面３３ｂと小径内面３３ａとの間の段差に摺動部３５が当たることによって、成形面３３ｃからの保持部３４の突出量が最大となる。大径内面３３ｂによる本体３３の開口を塞いだ押え板３８と、摺動部３５との間に挟まれるコイルスプリング３７の弾性力によって、大径内面３３ｂと小径内面３３ａとの段差に摺動部３５が押し付けられている。

【0041】

また、コイルスプリング３７を圧縮しながら摺動部３５を押え板３８へ向かって摺動させるとき、先端３４ａが小径内面３３ａ内に完全に入り込まないように、摺動部３５に連なるストッパ部３６が押え板３８に当たって、その摺動部３５の移動を規制する。これにより、小径内面３３ａの内側に溶湯が入り込むことを防止できる。

【0042】

鋳造製品１０を製造するには、まず、固定型３０ａと可動型３０ｃとを開いた状態で、接合チップ２０の脚部２５に保持部３４を挿入して保持部３４に接合チップ２０をセットする。その後、固定型３０ａに対して可動型３０ｃ及び本体３３を軸方向Ｄに接近させる型締めの途中で、図２に示す通り、接合チップ２０の接合面２２が固定型３０ａの成形面３０ｂに接触する。そして、固定型３０ａに対して可動型３０ｃ及び本体３３を軸方向Ｄにさらに接近させていくと、コイルスプリング３７が圧縮されながら、摺動部３５が大径内面３３ｂ内を摺動して、脚部２５の先端部２６が成形面３３ｃの傾斜面３３ｄに当たる。

【0043】

この状態から固定型３０ａと可動型３０ｃ及び本体３３とをさらに接近させる（変形工程）。そうすると、図３に示す通り、傾斜面３３ｄに押し付けられた脚部２５が傾斜面３３ｄに沿って塑性変形しながら、即ち脚部２５が軸方向Ｄに圧縮変形しながら、固定型３０ａ、可動型３０ｃ及び本体３３によってキャビティ３１が形成される。なお、固定型３０ａと本体３３との間で脚部２５を挟んで圧縮変形させるとき、固定型３０ａや本体３３が殆ど変形しないように、脚部２５の剛性を低く設定しておく。変形工程後、キャビティ３１に溶融金属を鋳込み、鋳込まれた溶融金属を冷却して構成される鋳造金属材１１で接合チップ２０を鋳込むことで（鋳造工程）、鋳造製品１０が製造される。

【0044】

この鋳造工程では、高温の溶融金属による金型３０の熱膨張の影響によって、接合チップ２０を軸方向Ｄに挟む固定型３０ａと本体３３との間の寸法が広がることがある。また、変形工程および鋳造工程を繰り返すことにより、接合チップ２０を挟む固定型３０ａと本体３３との間の寸法が徐々に広がることがある。しかし、脚部２５を軸方向Ｄに圧縮変形（塑性変形および弾性変形）させた状態で鋳造工程を行うので、その圧縮変形時の弾性反力によって、固定型３０ａと本体３３との間が広がっても接合面２２を固定型３０ａに押し付けることができ、接合面２２と固定型３０ａとの隙間を広がらないようにできる。その結果、接合面２２を固定型３０ａに押し付けた状態を維持したまま接合チップ２０を鋳造金属材１１で鋳包むことができるので、接合面２２と固定型３０ａとの隙間に溶融金属を浸入し難くして、鋳造金属材１１によるバリを接合面２２に発生し難くできる。

【0045】

また、鋳造工程では、固定型３０ａと本体３３との間に脚部２５の内面２７及び外面２８が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れた状態で、固定型３０ａと本体３３との間に脚部２５が挟まれている。この仮想軸Ａから離れていく皿ばね状の部分が軸方向Ｄに圧縮変形するので、鋳造工程において接合面２２を固定型３０ａに押し付けるための脚部２５の変形時の反力を確保できる。その結果、鋳造時、接合面２２にバリをより発生し難くできる。

【0046】

変形工程前では仮想軸Ａに平行だった外面２８を、変形工程により仮想軸Ａの軸直角方向へ張り出させることができる。これにより、外面２８が鋳造工程後に鋳造金属材１１に接すると接合チップ２０を鋳造金属材１１から軸方向Ｄへ抜け難くできると共に、脚部２５の塑性変形時の反力によって接合面２２を固定型３０ａに押し付けることができる。よって、鋳造工程後に接合チップ２０を鋳造金属材１１から抜け難くする形状に脚部２５を形成するための作業と、接合面２２を固定型３０ａに押し付ける作業とを変形工程によって同時にできるので、鋳造製品１０の製造工程を簡略化できる。

【0047】

さらに、変形工程では、仮想軸Ａから離れるにつれて下降傾斜する傾斜面３３ｄに脚部２５を押し付け、その傾斜面３３ｄに沿って脚部２５を塑性変形させることができるので、塑性変形後の脚部２５の形状のばらつきを小さくできる。その結果、接合チップ２０と鋳造金属材１１との接合強度のばらつきを小さくできる点で鋳造製品１０の品質の安定性を向上できる。また、接合チップ２０を介した鋳造金属材１１と相手側部材２との接合強度のばらつきを小さくできる点で構造物１の品質の安定性を向上できる。

【0048】

変形工程では、筒状の脚部２５の内面２７に保持部３４を挿入した後、接合面２２を固定型３０ａに接触させて型締めするので、接合チップ２０がずれた位置に鋳包まれてしまうことを防止できる。その結果、鋳造金属材１１に対する接合チップ２０の位置精度を向上させて、鋳造製品１０の品質の安定性を向上できる。また、接合チップ２０を介して相手側部材２の適切な位置に鋳造製品１０を抵抗溶接できるので、構造物１の品質の安定性を向上できる。

【0049】

変形工程により脚部２５を軸方向Ｄに圧縮変形させることで、その変形時の反力により筒状の脚部２５の先端部２６を全周に亘って本体３３へ押し付けることができる。これにより、鋳造工程時に溶融金属を脚部２５の内面２７側に浸入させ難くでき、内面２７や、内面２７よりも内側にある裏面２３の一部に鋳造金属材１１を付着し難くできる。その結果、鋳造製品１０の接合チップ２０を相手側部材２に抵抗溶接するとき、内面２７や裏面２３に付着した鋳造金属材１１を除去することなく、電極を内面２７や裏面２３に直接当てて品質の良い抵抗溶接を行うことができる。

【0050】

なお、鋳造製品１０の製造方法を実際に確認しなくても、製造された鋳造製品１０を確認することで、その製造方法が分かる。例えば、鋳造製品１０の製造時には、接合面２２を固定型３０ａに接触させ、先端部２６を本体３３に接触させて、その固定型３０ａと本体３３との間に接合チップ２０を軸方向Ｄに挟んでいる。そのため、この製造方法により製造された図１（ｂ）に示す鋳造製品１０は、接合面２２及び先端部２６が鋳造金属材１１から露出している。さらに、鋳造製品１０の製造時に脚部２５を軸方向Ｄに圧縮変形させるので、製造された鋳造製品１０は、脚部２５の軸方向Ｄの剛性が頭部２１の軸方向Ｄの剛性よりも低い。

【0051】

よって、製造後の鋳造製品１０において、接合面２２及び先端部２６が鋳造金属材１１から露出し、脚部２５の軸方向Ｄの剛性が頭部２１の軸方向Ｄの剛性よりも低ければ、軸方向Ｄに圧縮変形された脚部２５の弾性反力により接合面２２を固定型３０ａに押し付けながら鋳造工程を行うという上述した製造方法で鋳造製品１０を製造できる。よって、接合面２２及び先端部２６が鋳造金属材１１から露出し、脚部２５の軸方向Ｄの剛性が頭部２１の軸方向Ｄの剛性よりも低い鋳造製品１０によれば、その鋳造製品１０の鋳造時、鋳造金属材１１によるバリを接合面２２に発生し難くできる。

【0052】

また、固定型３０ａと本体３３とに接合チップ２０が挟まれた状態で鋳造工程が行われて、接合チップ２０の周囲に鋳造金属材１１が密着するので、製造後の鋳造製品１０の脚部２５の形状と、変形工程後であって鋳造工程時の脚部２５の形状とが略同一である。そのため、製造後の鋳造製品１０の内面２７及び外面２８が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れているので、皿ばねのように軸方向Ｄに圧縮変形可能な脚部２５が軸方向Ｄに圧縮変形されて鋳造工程が行われたことが分かる。よって、このような鋳造製品１０の脚部２５の形状によれば、その鋳造製品１０の製造時、接合面２２を固定型３０ａに押し付けるための脚部２５の変形時の反力を確保でき、接合面２２にバリをより発生し難くできる。

【0053】

鋳造金属材１１に鋳包まれた接合チップ２０は、頭部２１の裏面２３から円筒状の脚部２５が突出したセルフピアスリベットの脚部２５を塑性変形させたものである。セルフピアスリベットを接合チップ２０に流用できるので、鋳造金属材１１に鋳包むための専用品として製造した接合チップ２０を用いる場合と比べて、接合チップ２０にかかるコストを低減できる。また、電食防止処理されたセルフピアスリベットを接合チップ２０に用いることで、接合チップ２０と鋳造金属材１１とを容易かつ安定的に電食防止できる。

【0054】

セルフピアスリベットは、本来、２つの部材に打ち込まれて、脚部２５の内面２７及び外面２８が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように脚部２５を塑性変形させた状態で２つの部材を接合するものである。この本来の使用方法と同様の形状としたセルフピアスリベット（接合チップ２０）を鋳造金属材１１で鋳包んでいるので、接合チップ２０と鋳造金属材１１との接合強度を、セルフピアスリベットの本来の使用方法で得られる接合強度から推測し易くできる。

【0055】

次に図４から図５（ｂ）を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では、脚部２５の軸方向Ｄの全体が筒状に形成される場合について説明した。これに対して第２実施形態では、脚部４１の軸方向Ｄの一部が筒状に形成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。

【0056】

図４に示すように、型締め前の接合チップ４０は、接合面２２を有する頭部２１と、その頭部２１の裏面２３から軸方向Ｄへ向かって突出する脚部４１とを備え、それらが一体成形されている。脚部４１は、仮想軸Ａの軸直角方向の外側に配置される。脚部４１は、軸方向Ｄの裏面２３側に設けられて仮想軸Ａを全周に亘って囲む筒部４２と、その筒部４２の軸方向Ｄの端面の一部から軸方向Ｄへ突出する突出片４３と、を備えている。

【0057】

筒部４２は、仮想軸Ａを中心とした円筒状であり、仮想軸Ａに面する内面４２ａと、内面４２ａとは反対側の外面４２ｂとが仮想軸Ａと略平行に形成されている。この筒部４２の内面４２ａに保持部３４が挿入される。突出片４３は、変形工程時に主に軸方向Ｄに圧縮変形する部位である。突出片４３は、裏面２３から離れた先端部２６と、仮想軸Ａに面する内面４５と、内面４５とは反対側の外面４６と、を備えている。

【0058】

内面４５及び外面４６は、それぞれ筒部４２の内面４２ａ及び外面４２ｂと軸方向Ｄに連続している。内面４５及び外面４６は、軸方向Ｄの全体が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように広がっている。このように突出片４３（脚部４１の一部）が板ばね状に形成されるので、突出片４３の軸方向の剛性を頭部２１や筒部４２の軸方向Ｄの剛性よりも低くできる。

【0059】

接合チップ４０が鋳包まれる鋳造金属材４８（図５（ｂ）参照）を成形するための金型５０は、固定型５０ａ（第１型）と、その固定型５０ａに対して軸方向Ｄとは垂直な方向（図４紙面左右方向）へ相対移動することにより型締め及び型開き可能な可動型５０ｂと、可動型５０ｄに設けた取付孔３０ｅ内を軸方向Ｄへ相対移動することにより型締め可能な保持装置５２と、を備えている。固定型５０ａの成形面３０ｂと可動型５０ｂの成形面３０ｄとの間にキャビティ３１が形成される。可動型５０ｂの成形面３０ｄに開口する取付孔３０ｅに保持装置５２が挿入されている。

【0060】

保持装置５２の本体５３（第２型）は、固定型５０ａと可動型５０ｂとの型締方向と異なる軸方向Ｄに移動する移動中子であり、保持装置５２全体が油圧シリンダ（図示せず）によって軸方向Ｄに移動される。本体５３は、保持装置５２の保持部３４に保持された接合チップ４０の仮想軸Ａを中心軸とした筒状の部材である。本体５３のうち軸方向の一端である成形面５４は、仮想軸Ａと垂直な平面に形成されている。

【0061】

鋳造製品４７を製造するには、まず、固定型５０ａと可動型５０ｂとを型締めする。このとき、保持装置５２に保持された接合チップ４０が成形面３０ｄから固定型５０ａ側へ出ないように、保持装置５２及び接合チップ４０を取付孔３０ｅ内に入れておく。型締め後、図５（ａ）に示すように、本体５３の成形面５４が可動型５０ｂの成形面３０ｄと同一平面になるまで、本体５３を固定型５０ａの成形面３０ｂへ向かって軸方向Ｄに接近させることで、キャビティ３１が形成される（変形工程）。

【0062】

この変形工程では、保持部３４に保持された接合チップ４０の接合面２２が成形面３０ｂに当たった後、突出片４３の先端部２６が成形面５４に当たった状態から、さらに本体５３を成形面３０ｂへ接近させている。そうすると、頭部２１や筒部４２の軸方向Ｄの剛性よりも突出片４３の軸方向Ｄの剛性が低いため、型締め前に図５（ａ）に二点鎖線で示す状態だった突出片４３が軸方向Ｄに圧縮変形する。変形工程前と比べて変形工程後では、内面４５及び外面４６の広がりがより大きくなっている。

【0063】

変形工程後、キャビティ３１に溶融金属を鋳込み、鋳込まれた溶融金属を冷却して構成される鋳造金属材４８（鋳包部）で接合チップ４０を鋳込むことで（鋳造工程）、図５（ｂ）に示すように、鋳造製品４７が製造される。この鋳造製品４７の接合面２２に相手側部材２を接触させて、接合面２２と相手側部材２とを抵抗溶接することによって、構造物４９が製造される。第１実施形態と同様に、相手側部材２及び接合チップ４０は鉄系金属製であり、鋳造金属材４８はアルミニウムやマグネシウム、亜鉛、それらを主成分とする合金などの非鉄金属製である。

【0064】

軸方向Ｄに圧縮変形された突出片４３の反力によって接合面２２を固定型５０ａの成形面３０ｂに押し付けた状態で鋳造工程が行われるので、接合面２２と固定型５０ａとの隙間に溶融金属を浸入し難くして、鋳造金属材４８によるバリを接合面２２に発生し難くできる。特に、筒部４２の周方向の一部から突出片４３が突出しているので、突出片４３を軸方向Ｄに圧縮変形させ易くして、その変形時の反力をより強くできる。その結果、鋳造時、接合面２２にバリをより発生し難くできる。

【0065】

筒部４２の周方向の一部から突出片４３が突出しているので、突出片４３の外面４６だけでなく内面４５にも鋳造金属材４８を接触させることができる。そして、内面４５（第１規制面の一部）及び外面４６（第２規制面）は、先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように広がっているので、即ち、内面４５及び外面４６が軸方向Ｄの両側にそれぞれ向いているので、鋳造金属材４８に接合チップ４０を軸方向Ｄへ移動不能に拘束できる。

【0066】

さらに、突出片４３の内面４５にも鋳造金属材４８が接しているので、相手側部材２と鋳造金属材４８とが離れる方向の荷重が接合チップ４０に加わっても、先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れた外面４６が仮想軸Ａへ近づくように突出片４３を変形させ難くできる。その結果、接合チップ４０を鋳造金属材４８からより抜け難くでき、鋳造金属材４８と接合チップ４０との接合強度をより向上できる。

【0067】

内面４５及び外面４６の広がりを変形工程により大きくした状態で、接合チップ４０が鋳造金属材４８に鋳包まれるので、その広がりが小さい場合と比べて鋳造金属材４８と接合チップ４０との接合強度をより向上できる。鋳造工程では、鋳造工程後に接合チップ４０を鋳造金属材４８から抜け難くする形状に脚部４１を形成するための作業と、接合面２２を固定型５０ａに押し付ける作業とを同時にできるので、鋳造製品４７の製造工程を簡略化できる。

【0068】

保持部３４が筒部４２の内面４２ａに挿入された状態で鋳造工程が行われるので、鋳造製品４７では保持部３４が挿入されていた部分が空洞になり、接合チップ４０の裏面２３の一部や内面４２ａを鋳造金属材４８から露出させることができる。そのため、接合チップ４０を相手側部材２に抵抗溶接する場合、一方の電極（図示せず）を相手側部材２に当てながら、他方の電極（図示せず）を内面４２ａや裏面２３に当てることができる。電極と接合チップ４０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４０の接合面２２と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。

【0069】

次に図６（ａ）から図６（ｃ）を参照して第３実施形態について説明する。第１実施形態では、円板状の頭部２１から筒状の脚部２５が突出している場合について説明した。これに対して第３実施形態では、四角板状の頭部６１から２枚の板状の脚部６２が突出してい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。

【0070】

図６（ａ）に示すように、型締め前の接合チップ６０は、接合面２２を有する四角板状の頭部６１と、その頭部６１の裏面２３から軸方向Ｄへ向かって突出する一対の脚部６２，６２とを備え、それらが一体成形されている。一対の脚部６２，６２は、仮想軸Ａに垂直な軸直角方向のうち特定方向に延びて形成される板状の部位であって、その特定方向と垂直な方向に仮想軸Ａを挟んで対向している。

【0071】

脚部６２は、裏面２３から離れた先端部２６と、仮想軸Ａに面する内面２７と、内面２７とは反対側の外面２８と、を備えている。内面２７及び外面２８は、型締め前の状態において、軸方向Ｄの全体が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れるように広がっている。このように脚部６２が板ばね状に形成されるので、脚部６２の軸方向の剛性を頭部６１の軸方向Ｄの剛性よりも低くできる。

【0072】

図６（ｂ）に示すように、接合チップ６０が鋳包まれる鋳造金属材７２（図６（ｃ）参照）を成形するための金型６４は、固定型６５（第１型）と、固定型６５に対して軸方向Ｄへ相対移動することにより型締め可能な可動型６６（第２型）とを備えている。この型締めによって固定型６５と可動型６６との間にキャビティ３１が形成される。

【0073】

固定型６５の成形面３０ｂには、軸方向Ｄに凹む凹部６７が形成されている。そして、固定型６５には、凹部６７の底に露出するようにマグネット６８が設けられている。これにより、マグネット６８の磁力で凹部６７の底に接合面２２を吸着させて、凹部６７に接合チップ６０の頭部６１を固定できる。凹部６７に頭部６１を嵌めた状態で、固定型６５に可動型６６を軸方向Ｄに接近させて型締めすることで、接合チップ６０が固定型６５と可動型６６とにより軸方向Ｄに挟まれ、図６（ｂ）に二点鎖線で示す状態から脚部６２が軸方向に圧縮変形される（変形工程）。変形工程前と比べて変形工程後では、内面２７及び外面２８の広がりがより大きくなっている。

【0074】

変形工程後、キャビティ３１に溶融金属を鋳込み、鋳込まれた溶融金属を冷却して構成される鋳造金属材７２（鋳包部）で接合チップ６０を鋳込むことで（鋳造工程）、図６（ｃ）に示すように、鋳造製品７１が製造される。鋳造工程時に脚部６２の先端部２６が可動型６６に押し付けられているので、製造された鋳造製品７１において、先端部２６の一部が鋳造金属材７２の第２面１３から線状に露出している。

【0075】

そして、鋳造製品７１の接合面２２に相手側部材２を接触させて、接合面２２と相手側部材２とを抵抗溶接することによって、構造物７０が製造される。第１，２実施形態と同様に、相手側部材２及び接合チップ６０は鉄系金属製であり、鋳造金属材７２はアルミニウムやマグネシウム、亜鉛、それらを主成分とする合金などの非鉄金属製である。

【0076】

軸方向Ｄに圧縮変形された脚部６２の反力によって接合面２２を固定型６５に押し付けた状態で鋳造工程が行われるので、接合面２２と固定型６５との隙間に溶融金属を浸入し難くして、鋳造金属材７２によるバリを接合面２２に発生し難くできる。脚部２５が筒状である第１実施形態と比べて、第３実施形態の脚部６２は板状なので、脚部６２を軸方向Ｄに圧縮変形させ易くでき、その変形時の反力を強くできる。その結果、鋳造時、接合面２２にバリをより発生し難くできる。

【0077】

脚部６２が板状であり、接合チップ６０が鋳造金属材７２に仮想軸Ａの全周に亘って鋳包まれているので、板状の脚部６２の縁をまわって脚部６２の外面２８だけでなく内面２７にも鋳造金属材７２を接触させることができる。これにより、第２実施形態と同様に、相手側部材２と鋳造金属材７２とが離れる方向の荷重が接合チップ６０に加わっても、先端部２６へ向かうにつれて広がった外面２８が狭まるように脚部６２を変形させ難くでき、鋳造金属材７２と接合チップ６０との接合強度をより向上できる。

【0078】

固定型６５の凹部６７に頭部６１を嵌めた状態で鋳造工程が行われるので、鋳造金属材７２の第１面１２から頭部６１の一部を突出させることができる。これにより、第１面１２と相手側部材２とが離れた状態で接合面２２を相手側部材２に抵抗溶接できる。その結果、抵抗溶接時に、相手側部材２と鋳造金属材７２との間に直接電流が流れないようにでき、接合面２２と相手側部材２との間に発生するジュール熱の温度を確保でき、品質の良い抵抗溶接を行うことができる。さらに、相手側部材２と鋳造金属材７２との間に電食防止用のシール材を塗布することができる。

【0079】

また、凹部６７に頭部６１を嵌めた状態で鋳造工程が行われるので、接合チップ６０がずれた位置に鋳包まれてしまうことを防止できる。その結果、鋳造金属材７２に対する接合チップ６０の位置精度を向上させて、鋳造製品７１の品質の安定性を向上できる。

【0080】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記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。例えば、上記第１実施形態では鋳造金属材１１に２個の接合チップ２０が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、鋳造金属材１１，４８，７２に接合チップ２０，４０，６０を埋設する数や間隔、位置などは、鋳造金属材１１，４８，７２や相手側部材２との関係で適宜設定しても良い。また、接合チップ２０，４０，６０の大きさや形状などを、鋳造金属材１１，４８，７２や相手側部材２の形状や大きさ等に応じて設定しても良い。また、接合面２２の中心を１本の仮想軸Ａが通る場合に限らず、接合面２２と１本の仮想軸Ａとが直交していれば、接合面２２のどの位置を仮想軸Ａが通っても良い。

【0081】

上記形態では、接合チップ２０，４０，６０の接合面２２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２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。接合面が湾曲面状である場合の仮想軸Ａとは、鋳造金属材１１，４８，７２から露出している部分の湾曲面の所定位置の接平面と直交する軸である。接合面が多面体状である場合の仮想軸Ａとは、鋳造金属材１１，４８，７２から露出している部分の所定の１面と直交する軸である。

【0082】

上記第１実施形態では、接合チップ２０の脚部２５が仮想軸Ａを全周に亘って囲む筒状である場合について、即ち脚部２５が仮想軸Ａまわりに連続してい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。脚部２５を仮想軸Ａまわりに断続的に設けても良い。鋳造製品１０の脚部２５の内面２７及び外面２８が、軸方向Ｄの全体に亘って先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れている場合に限らず、脚部の軸方向Ｄの少なくとも一部の内面および外面が先端部２６へ向かうにつれて仮想軸Ａから離れていれば良い。

【0083】

上記第１，２実施形態では固定型３０ａ，５０ａ（第１型）と本体３３，５３（第２型）との間に接合チップ２０，４０が挟まれる場合について説明し、上記第３実施形態では固定型６５（第１型）と可動型６６（第２型）との間に接合チップ６０が挟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。接合面２２が押し付けられる第１型を本体（中子）や可動型としても良く、第１型に対して軸方向Ｄに接近して先端部２６が押し付けられる第２型を固定型としても良い。

【0084】

上記第２実施形態では、筒部４２の軸方向Ｄの端面の一部から１つの突出片４３が突出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い。筒部４２から複数の突出片４３を突出させても良い。上記第３実施形態では、仮想軸Ａの軸直角方向の両側にそれぞれ板状の脚部６２が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い。仮想軸Ａの周りに３以上の脚部６２を設けても良い。

【0085】

脚部の軸方向Ｄの剛性が頭部２１，６１の軸方向Ｄの剛性よりも低く、接合チップを第１型と第２型との間で挟んだときに軸方向Ｄに脚部が圧縮変形可能であれば、脚部の形状は適宜変更可能である。例えば、頭部２１，６１の裏面２３に溶接などにより接合した、軸方向Ｄに変形可能なコイルスプリングを脚部としても良い。なお、脚部がばね状であれば、接合チップが第１型と第２型との間に挟まれたとき、脚部を十分に軸方向Ｄに圧縮変形し易くできると共に、その脚部の圧縮変形時の反力を十分に確保できる。また、セルフピアスリベットの円筒状の脚部２５を予め塑性変形させたもの、即ち図１（ｂ）に示す状態の接合チップ２０を、第１型と第２型との間に挟んでさらに軸方向Ｄに弾性変形させ、その状態で鋳造工程を行っても良い。

【0086】

また、鉄系金属よりも剛性（ヤング率）の低い材料、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金、亜鉛合金から構成された脚部を裏面２３に付着させても良い。即ち、鉄系金属製の相手側部材２に接合される接合面２２が鉄系金属材であれば、接合チップ全体が鉄系金属製でなくても良い。なお、この場合、接合チップのうち鉄系金属製である部分に、鋳造金属材１１，４８，７２に対して接合チップの軸方向Ｄの移動を規制する規制面を設けることが好ましい。これにより、接合チップのうち鉄系金属製である部分から、鉄系金属製でない部分が外れても、接合チップを鋳造金属材１１，４８，７２から外れないようにできる。

【0087】

上記第１実施形態では、軸方向Ｄのうち接合面２２（相手側部材２）とは反対側を向いた第１規制面２４が頭部２１の外周面であり、軸方向Ｄのうち接合面２２側を向いた第２規制面が脚部２５の外面２８であ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。軸方向Ｄのうち接合面２２とは反対側を向いて鋳造金属材１１に接する第１規制面を、接合チップのどの位置に設けても良い。また、軸方向Ｄのうち接合面２２側を向いて鋳造金属材１１に接する第２規制面を、接合チップのどの位置に設けても良い。例えば、脚部２５の軸直角方向外側に裏面２３の一部を設け、その裏面２３を第１規制面としても良い。また、脚部をコイルスプリングとした場合、そのコイルスプリングの線材同士の対向面がそれぞれ第１規制面および第２規制面となる。また、頭部の外周面や脚部の外面にローレット状の凹凸やスパイク状の突起を設け、その凹凸や突起により形成される面をそれぞれ第１規制面および第２規制面としても良い。

【0088】

上記形態では、鋳造製品１０，４７，７１と相手側部材２とを重ね合わせた後、それらを電極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い。他の方式のスポット溶接によって鋳造製品１０，４７，７１と相手側部材２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。

【0089】

また、鋳造製品１０，４７，７１と相手側部材２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。

【0090】

また、抵抗溶接によって鋳造製品１０，４７，７１と相手側部材２とが接合される場合に限定するものでなく、他の接合手段によって鋳造製品１０，４７，７１と相手側部材２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。

【符号の説明】

【0091】

１，４９，７０ 構造物
２ 相手側部材
１０，４７，７１ 鋳造製品
１１ 鋳造金属材
１４ 鋳包部
１５ 外側部
２０，４０，６０ 接合チップ
２１，６１ 頭部
２２ 接合面
２３ 裏面
２４ 第１規制面（規制面の一部）
２５，４１，６２ 脚部
２６ 先端部
２７，４２ａ，４５ 内面
２８，４２ｂ，４６ 外面（規制面の一部）
３０ａ，５０ａ，６５ 固定型（第１型）
３１ キャビティ
３３，５３ 本体（第２型）
３３ｄ 傾斜面
３４ 保持部
４８，７２ 鋳造金属材（鋳包部）
６６ 可動型（第２型）
Ａ 仮想軸
Ｄ 軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】