(57)【要約】【課題】設備側の位置決め装置に依存することなくシャシーフレームの分割要素を相互に容易に嵌合させることができるようにする。【解決手段】断面コ字形をなす一対の溝形部材１１Ａと１１Ｂ、１２Ａと１２Ｂを閉断面構造となるようにかつ端部が前後方向に段付きとなるように合せてなる分割要素１１、１２が、段違いの接合部１３Ａ、１３Ｂにより直列に接続される分割型シャシーフレームにおいて、一方の接合部１３Ａを構成するいんろう継手２４を、一方の分割要素１１の溝形部材１１Ａの端部に設けた縮小部２０内のストレート部２２の外面側に設定すると共に、他方の接合部１３Ｂを構成するいんろう継手３３を、一方の分割要素１１の溝形部材１１Ｂの端部に設けた拡大部３０内のストレート部３２の内面側に設定し、さらに各分割要素１１、１２に設けたテーパ部２３、３５を、いんろう継手嵌合のガイドとして用いる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉断面構造をなすシャシーフレームの前後の分割要素を相互にいんろう継手により連結すると共に、前記いんろう継手の周りを溶接してなる分割型シャシーフレームにおいて、前記前後の分割要素の一方または双方の端部に、前記いんろう継手用ストレート部に連接して、連結時のガイドとなるテーパ部を塑性加工により形成したことを特徴とする分割型シャシーフレーム。
【請求項２】
シャシーフレームの前後の分割要素が、同等の断面サイズを有しており、いんろう継手が、前後の分割要素の一方または双方の端部に形成した縮小部の外面または拡大部の内面に設定されることを特徴とする請求項１に記載の分割型シャシーフレーム。
【請求項３】
シャシーフレームの各分割要素が、断面コ字形をなす一対の溝形部材を閉断面構造となるようにかつ端部が前後方向に段付きとなるように合せてなっており、いんろう継手が、前記一対の溝形部材のそれぞれの端部に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の分割型シャシーフレーム。
【請求項４】
閉断面構造をなすシャシーフレームの前後の分割要素の端部に、予め塑性加工によりテーパ部を成形し、前記テーパ部をガイドとして前記前後の分割要素を相対移動させていんろう継手により連結し、しかる後、前記いんろう継手の周りを溶接することを特徴とする分割型シャシーフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシャシーフレームに係り、特に閉断面構造をなすシャシーフレームの前後の分割要素を結合一体化してなる分割型シャシーフレームおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のシャシーフレームは、図１４に示すように車両の前後方向へ平行に延ばされた左右一対のサイドメンバ１とこの一対のサイドメンバ１の相互間に橋架された複数のクロスメンバ２とからなっている。このようなシャシーフレームにおいて、各サイドメンバー１は、図１５に示すように、断面コ字形をなす内側溝形部材１Ａとこれより断面サイズの大きい外側溝形部材１Ｂとを閉断面構造となるように合せて、その合せ部を溶接部Ｃにより接合した構造となっている。
【０００３】
ところで、上記したサイドメンバー１は、通常、製造性、部位による強度等を考慮して車両の前後方向に複数分割され、それぞれ独立に製作した分割要素（ここでは、３つ）１ａ、１ｂ、１ｃを相互に結合部３を介して直列に接続することにより一体物として提供されるようになっていた。
そして従来、上記した分割型サイドメンバー１の結合部３は、図１６に示すように、前後の分割要素１ａと１ｂ（または１ｂと１ｃ）の断面サイズを異ならせて、相互にいんろう継手４により連結すると共に、このいんろう継手４の周りを溶接部５にて接合する構造となっていた（例えば、特開平１１−７８９６１号公報参照）。なお、この種の分割型サイドメンバー１としては、結合部３に対する信頼性を高めるため、各分割要素１ａ、１ｂ、１ｃを構成する内側溝形部材１Ａと外側溝形部材１Ｂとをそれぞれの端部が前後方向に段違いとなるように合せることにより、結合部３を左右方向（車幅方向）に段違いに設けたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の分割型サイドメンバー（分割型シャシーフレーム）１においては、溶接部Ｃとして良好な品質（溶接品質）を確保して結合部３の強度を高めるには、いんろう継手４を構成する前後の分割要素１ａと１ｂ、１ｂと１ｃの嵌合クリアランスをできるだけ小さく設定する必要があり、したがって、一方の分割要素に他方の分割要素を挿入していんろう継手４を得るには、前記した微小な嵌合クリアランスよりもさらに小さい誤差で前後の分割要素１ａと１ｂ、１ｂと１ｃを位置決めしなければならないことになる。
しかしながら、上記した従来の分割型サイドメンバー１の結合部３の構造によれば、各分割要素１ａ、１ｂ、１ｃの端部は単純なストレート形状となっているため、前後の分割要素１ａと１ｂ、１ｂと１ｃの位置決め精度は、専ら挿入設備側の位置決め装置に依存し、該位置決め装置として高精度位置決め可能なものが必要になって、設備にかかるコスト負担が大きい、という問題があった。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、設備側の位置決め装置に依存することなくシャシーフレームの分割要素を相互に容易に嵌合させることができ、もって設備コストの低減に大きく寄与する分割型シャシーフレームとその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る分割型シャシーフレームは、閉断面構造をなすシャシーフレームの前後の分割要素を相互にいんろう継手により連結すると共に、前記いんろう継手の周りを溶接してなる分割型シャシーフレームにおいて、前記前後の分割要素の一方または双方の端部に、前記いんろう継手用ストレート部に連接して、連結時のガイドとなるテーパ部を塑性加工により形成したことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明に係る分割型シャシーフレームの製造方法は、閉断面構造をなすシャシーフレームの前後の分割要素の端部に、予め塑性加工によりテーパ部を成形し、前記テーパ部をガイドとして前記前後の分割要素を相対移動させていんろう継手により連結し、しかる後、前記いんろう継手の周りを溶接することを特徴とする。
このように構成した分割型シャシーフレームおよびその製造方法においては、いんろう継手用ストレート部に連接して設けたテーパ部をガイドとしてシャシーフレームの分割要素を相互に嵌合させることができるので、分割要素同士を高精度に位置決めする必要はなくなる。
本分割型シャシーフレームにおいて、上記シャシーフレームの前後の分割要素は、同等の断面サイズを有する構造とすることができ、この場合は、いんろう継手を、前後の分割要素の一方または双方の端部に形成した縮小部の外面または拡大部の内面に設定する。
また、上記シャシーフレームの各分割要素は、断面コ字形をなす一対の溝形部材を閉断面構造となるようにかつ端部が前後方向に段付きとなるように合せてなる構造とすることができ、この場合は、いんろう継手を、前記一対の溝形部材のそれぞれの端部に設定する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１〜９は、本発明の１つの実施の形態としての分割型サイドメンバー（分割型シャシーフレーム）を示したものである。本分割型サイドメンバー１０は、前記図１６に示したシャシーフレーム用サイドメンバー１と実質同じもので、車両の前後方向に分割された分割要素１１、１２を相互に結合部１３を介して直列に接続してなっている（図２）。なお、ここでは、説明の便宜のため、前後２つの分割要素１１、１２のみを図示している。
【０００７】
上記分割型サイドメンバー１０の各分割要素１１、１２は、図２および３に示すように、断面コ字形をなす内側溝形部材１１Ａ、１２Ａとこれより断面サイズの大きい外側溝形部材１１Ｂ、１２Ｂとを、従来（図１５）と同様に閉断面構造となるように合せて、その合せ部を溶接部Ｃにより接合した構造となっている。本実施の形態において、前後の分割要素１１、１２は同等の断面サイズを有しており、したがって、前記分割要素１１、１２の相互間における内側溝形部材１１Ａと１２Ａ、外側溝形部材１１Ｂと１２Ｂはそれぞれ同等の断面サイズを有するものとなっている。また、各分割要素１１、１２を構成する内側溝形部材１１Ａ、１２Ａと外側溝形部材１１Ｂ、１２Ｂとは、それぞれの端部が前後方向に段違いとなるように合されており、これにより、前記結合部１３は、左右方向（車幅方向）に段違いに設けられている。なお、以下では、車両内側に位置する結合部を内側結合部１３Ａ、車両外側に位置する結合部を外側結合部１３Ｂとそれぞれ呼ぶこととする。
【０００８】
本実施の形態において、上記結合部１３は、図１によく示されるように、その内側結合部１３Ａが、一方の分割要素１１の内側溝形部材１１Ａの端部に塑性加工により形成した縮小部２０の周りに設定されると共に、その外側結合部１３Ｂが、該一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの端部に塑性加工により形成した拡張部３０の周りに設定されている。なお、図１は、内側溝形部材１１Ａ、１２Ａを上側とした平面視で、一部を断面として示している。
【０００９】
より詳しくは、上記一方の分割要素１１の内側溝形部材１１Ａの端部に形成した縮小部２０は、図４〜６にも示すように、該内側溝形部材１１Ａの一般部１１ａから内方傾斜する根元側テーパ部２１と、この根元側テーパ部２１から一般部１１ａと平行に延ばされたストレート部２２とこのストレート部２２からさらに内方傾斜する先端側テーパ部２３とを備えている。内側結合部１３Ａは、前記縮小部２０のストレート部２２に、他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａの端部をわずかのクリアランスで嵌合させたいんろう継手２４の周りを溶接部２５にて接合した構造となっている。ここで、内側結合部１３Ａを構成する他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａの端部は、その一般部１２ａと同じストレート形状となっており（図７〜９参照）、したがって、前記いんろう継手２４は、この他方の分割要素１２のストレート形状の端部と前記一方の分割要素１１の縮小部２０内のストレート部２２との間に設定されることになる。しかして、前記縮小部２０内の先端側テーパ部２３は、前記いんろう継手２４を得る際のガイドとして用いられるもので、この先端側テーパ部２３の存在により、一方の分割要素１１の端部に対して他方の分割要素１２の端部が円滑に挿入（嵌合）されるようになる。
【００１０】
また、上記一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの端部に形成した拡大部３０は、同じく図４〜６にも示すように、該外側溝形部材１１Ｂの一般部１１ｂから外方傾斜するテーパ部３１と、このテーパ部３１から一般部１１ｂと平行に延ばされたストレート部３２とを備えている。外側結合部１３Ｂは、前記各拡大部３０のストレート部３２に、他方の分割要素１２の外側溝形部材１２Ｂの端部をわずかのクリアランスで嵌合させたいんろう継手３３の周りを溶接部３４にて接合した構造となっている。この場合、前記ストレート部３２に嵌合される他方分割要素１２の外側溝形部材１２Ｂの端部は、その一般部１２ｂと同じストレート形状となっており、したがって、前記いんろう継手３３は、この他方の分割要素１２のストレート形状の端部と前記一方の分割要素１１の拡大部３０内のストレート部３２との間に設定されることになる。しかして、前記他方の分割要素１２の外側溝形部材１２Ｂの先端側には、図７〜９にも示すように、その一般部１２ｂから内方傾斜するテーパ部３５が設けられている。このテーパ部３５は、前記いんろう継手３３を得る際のガイドとして用いられるもので、この先端側テーパ部３５の存在により、一方の分割要素１１の端部に対して他方の分割要素１２の端部が円滑に嵌合（挿入）されるようになる。
【００１１】
以下、上記のように構成した分割型サイドメンバー１０を製造する方法について、図１０〜１２も参照して説明する。
分割型サイドメンバー１０の製造に際しては、上記のように内側溝形部材１１Ａ、１２Ａと外側溝形部材１１Ｂ、１２Ｂとを閉断面構造となるようにかつ前後方向に段違いとなるように合せて溶接固定してなる前後の分割要素１１、１２を用意する。そして、一方の分割要素１１の端部、すなわち前後方向に段違いとなっている内側溝形部材１１Ａと外側溝形部材１１Ｂとの端部に塑性加工を加え、内側溝形部材１１Ａの端部に縮小部２０を、外側溝形部材１１Ｂの端部に拡大部３０をそれぞれ成形する。また、他方の分割要素１２については、その外側溝形部材１２Ｂの端部に塑性加工を加え、該端部にテーパ部３５を成形する。
【００１２】
その後、上記前後の分割要素１１、１２を挿入設備内に搬入し、図１０に示すように、一方の分割要素１１を位置固定の位置決め装置４０に、他方の分割要素１２を可動の位置決め装置４１にそれぞれセットする。挿入設備は、前記分割要素１１、１２のセット完了により、その可動の位置決め装置４１が固定の位置決め装置４０側へ移動（前進）し、これにより先ず、一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの先端部に他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａの先端部が部分係合する（図１０、１１）。この時、一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの先端部には、前記したように拡大部３０が形成されているので、図１２によく示されるように、他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａが拡大部３０のストレート部３２内に余裕をもって挿入され、さらに拡大部３０のテーパ部３１にガイドされながら一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの一般部１１ｂ内に円滑に進入する。
【００１３】
そしてその後、さらに可動の位置決め装置４０が前進すると、図２に示したように、一方の分割要素１１の内側溝形部材１１Ａと外側溝形部材１１Ｂとの双方に、他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａと外側溝形部材１２Ｂとが同時に係合する。この時、一方の分割要素１１の内側溝形部材１１Ａの先端部には、前記したように縮小部２０が形成されているので、図１に示したように、他方の分割要素１２の内側溝形部材１２Ａの端部が前記縮小部２０内の先端側テーパ部２３によりガイドされながらストレート部２２に円滑に挿入され、これにより内側結合部１３Ａを構成するいんろう継手２４が得られる。また、一方の分割要素１１の外側溝形部材１１Ｂの先端部には、前記したように拡大部３０が形成されると共に、他方の分割要素１２の外側溝形部材１２Ｂの先端部には、前記したようにテーパ部３５が形成されているので、他方の分割要素１２の外側溝形部材１２Ｂの端部が、その先端側のテーパ部３５をガイドとして前記拡大部３０内のストレート部３２に円滑に挿入され、これにより外側結合部１３Ｂを構成するいんろう継手３３が得られる。
【００１４】
その後は、上記のように前後の分割要素１１と１２との相互間に形成されたいんろう継手２４と３３との周りを溶接（アーク溶接）して溶接部２５、３４を形成し、これにて内側結合部１３Ａと外側結合部１３Ｂとを段違いに有する分割型サイドフレーム１０が完成する。
このようにして製造された分割サイドフレーム１０は、上記したようにいんろう継手２４、３３がわずかのクリアランスで嵌合しているので、いんろう継手２４、３３の周りを溶接する際、溶接不良を起こすことはなく、品質良好な溶接部２５、３４が得られ、結果として結合部１３の強度は十分となる。また、一方の分割要素１１に他方の分割要素を挿入する際、各分割要素１１、１２の端部に設けたテーパ部２３、３５がガイドとなって両者の円滑な嵌合が保証されるので、挿入設備内に装備する位置決め装置特に可動の位置決め装置４１として高精度位置決め可能なものを用意する必要はなく、これにより設備コストは大幅に低減する。
本実施の形態においては特に、各分割要素１１、１２の端部を段違いに形成して、接合部１３を段違いに設けているので、接合部１３に対する強度的な信頼性は十分高いものとなる。
【００１５】
ここで、本発明は、従来の分割型サイドフレーム１（図１６）のように、断面サイズの異なる分割要素１ａと１ｂの結合にも適用可能である。図１３は、このような従来の分割型サイドフレーム１に適用した実施の形態を示したもので、ここでは、断面サイズの小さい方の分結要素１ｂを構成する内側溝形部材１Ａと外側溝形部材１Ｂとの双方の端部に、塑性加工により内方傾斜するテーパ部５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ設けている。本実施の形態においては、一方の分割要素１ａに対して他方の分割要素１ｂを挿入する際、前記したテーパ部５０Ａ、５０Ｂがガイドとなってその挿入が円滑となり、上記実施の形態と同様の作用効果を奏するものとなる。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る分割型シャシーフレームおよびその製造方法によれば、いんろう継手用ストレート部に連接して設けたテーパ部をガイドとしてシャシーフレームの分割要素を相互に嵌合させることができるので、分割要素同士を高精度に位置決めする必要はなくなり、設備側に高精度位置決め可能な位置決め装置を設置する必要がなく、設備コスト並びに製造コストの大幅な低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態である分割型シャシーフレームの要部構造を一部断面として示す平面図である。
【図２】本分割型シャシーフレームの全体的な結合状態を示す側面図である。
【図３】本分割型シャシーフレームを構成する各分割要素の構造を示す断面図である。
【図４】結合すべき一方の分割要素の端部形状を示す側面図である。
【図５】結合すべき一方の分割要素の端部形状を示す平面図である。
【図６】結合すべき一方の分割要素の端部形状を拡大して示す平面図である。
【図７】結合すべき他方の分割要素の端部形状を示す側面図である。
【図８】結合すべき他方の分割要素の端部形状を示す平面図である。
【図９】結合すべき他方の分割要素の端部形状を拡大して示す平面図である。
【図１０】本発明に係る分割型シャシーフレームの製造方法の実施状況を示す側面図である。
【図１１】本製造方法の実施状況を示す平面図である。
【図１２】本製造方法の実施状況を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態である分割型シャシーフレームの要部構造を一部断面として示す側面図である。
【図１４】本発明の対象である車両用シャシーフレームの一般的な構造を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示したシャシーフレームを構成するサイドメンバーの構造を示す断面図である。
【図１６】従来の分割型シャシーフレームの全体的な結合状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１、１０　　分割型サイドメンバー（分割型シャシーフレーム）
１ａ，１ｂ、１１，１２　　分割要素
１Ａ、１１Ａ、１２Ａ　　内側溝形部材
１Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ　　外側溝形部材
３、１３、１３Ａ、１３Ｂ　　結合部
２０　　縮小部
２２、３２　　いんろう継手用ストレート部
２３、３５、５０Ａ、５０Ｂ　　テーパ部
４、２４、３３　　いんろう継手
５、２５、３４　　溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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