(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の部材で構成されるバルクヘッドアッパフレームの端末を、二つの部材で構成されるホイルハウスアッパメンバ部に前後に直線状に繋げて接合する車体フレームの接合部構造であって、前記バルクヘッドアッパフレームの端末に、前記バルクヘッドアッパフレームの端末を長手方向に対して直交する方向にカットする仮想カットラインと交差するように斜めにカットして開口部を形成すると共に、前記仮想カットラインから突出する延出片を形成し、前記バルクヘッドアッパフレームは上下壁及び内外側壁を備え、前記ホイルハウスアッパメンバ部は内側壁を形成する一の部材と上下壁及び外側壁を形成する残りの一の部材とからなり、前記延出片は前記ホイルハウスアッパメンバ部を構成する一の部材に溶接固定され、残りの一の部材は前記バルクヘッドアッパフレームの壁面に溶接固定されていることを特徴とする車体フレームの接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車体フレームの接合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体フレームの中には、ハイドロフォーミングによって成型されたものがある。このハイドロフォーミングとは、金型にセットされたパイプ材の内部に液体を充填した後、液体圧力を上げながらパイプ材の軸方向にパイプ材を押し込み、パイプ材を金型に倣わせて成型する工法である。この工法によれば連続的な断面形状変化に対応でき、成型による肉厚減少が少なく、成型と同時に、ピアス加工等様々な加工が行えるメリットがある。
したがって、このようなハイドロフォーミングにより製造された閉断面構造部材は断面形状の複雑な自動車の車体骨格部材として使用されることに大きな期待がもたれている。
例えば、自動車の車体前部に設けた骨格部材の一部にこのハイドロフォーミングにより成型された閉断面構造部材が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３９２１４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハイドロフォーミングにより成型された閉断面構造部材は、パイプ材から成型される関係でフランジ部が存在しないため、特許文献１に開示されているように、接合される構造部材に対して交差する方向に配置すれば、その内部をスポット溶接ガンの挿入スペースとして利用して、他の閉断面構造部材と接合することができるが、他の閉断面構造部と直線的に接合しようとすると、スポット溶接ガンなどの挿入空間が確保できず、溶接作業が行えないなどの問題がある。
したがって、このような製造上の不利点を解消して、ハイドロフォーミングにより成型された閉断面部材の接合構造が要望されている。
【０００４】
そこで、この発明は、端末にフランジ部を備えていない閉断面部材を他の閉断面構造部材と確実に接合できる車体フレームの接合部構造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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、一の部材で構成されるバルクヘッドアッパフレーム（例えば、実施形態におけるバルクヘッドアッパフレーム３）の端末を、二つの部材（例えば、実施形態におけるフロントホイルハウス１５、ホイルハウスアッパメンバ１２ａ）で構成されるホイルハウスアッパメンバ部（例えば、実施形態におけるホイルハウスアッパメンバ部１２）に前後に直線状に繋げて接合する車体フレームの接合部構造であって、前記バルクヘッドアッパフレームの端末に、前記バルクヘッドアッパフレームの端末を長手方向に対して直交する方向にカットする仮想カットライン（例えば、実施形態における仮想カットラインＬ）と交差するように斜めにカットして開口部（例えば、実施形態における開口部１１）を形成すると共に、前記仮想カットラインから突出する延出片（例えば、実施形態における延出片Ｅ）を形成し、前記バルクヘッドアッパフレームは上下壁（例えば、実施形態における上壁１７，下壁１８）及び内外側壁（例えば、実施形態における例えば実施形態における側壁１９，側壁１９’）を備え、前記ホイルハウスアッパメンバ部は内側壁を形成する一の部材（例えば、実施形態におけるフロントホイルハウス１５）と上下壁（例えば、実施形態における上壁２２、下壁２４）及び外側壁（例えば、実施形態における側壁２３）を形成する残りの一の部材（例えば、実施形態におけるホイルハウスアッパメンバ１２ａ）とからなり、前記延出片は前記ホイルハウスアッパメンバ部を構成する一の部材に溶接固定され、残りの一の部材は前記バルクヘッドアッパフレームの壁面（例えば、実施形態における上壁１７，側壁１９’）に溶接固定されていることを特徴とする。
このように構成することで、バルクヘッドアッパフレームに、端末部にフランジ部が存在しない部材を用いることができ、かつこのフランジ部が存在しないバルクヘッドアッパフレームをホイルハウスアッパメンバ部と溶接により直線状に接合することができる。
また、前記開口部をバルクヘッドアッパフレームの端末を長手方向に対して斜めにカットして形成することで、バルクヘッドアッパフレームを斜めにカットするだけの容易な加工で済み、かつ開口部が拡大してスポット溶接ガンの挿入空間を広く確保できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、バルクヘッドアッパフレームとしてハイドロフォーミングなどにより形成された端末部にフランジ部が存在しない部材を用いることができ、かつこのフランジ部が存在しないバルクヘッドアッパフレームをホイルハウスアッパメンバ部とスポット溶接により直線状に接合することができるため、溶接装置のアクセスが行い易く生産効率を落とすことなく接合信頼性を高める効果がある。
また、この発明によれば、斜めにカットするだけの容易な加工で済み、かつ開口部が拡大してスポット溶接ガンの挿入空間を広く確保できるため、作業が行い易い効果がある。
さらに、この発明によれば、バルクヘッドアッパフレームの開口部の断面積を斜めにカットしない場合に対し、大きくして、車体前部から作用する荷重を支持する断面積を増加し、開口部の周縁の各部に作用する荷重を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は自動車の車体前部斜視図、図２は図１の要部拡大斜視図である。図１、図２において、車体１の前部には図示しないラジエータを支持保護する枠状のフロントバルクヘッド２が設けられている。フロントバルクヘッド２は上部を構成するバルクヘッドアッパフレーム３と下部を構成し両端部が上方に立ち上がるバルクヘッドロアフレーム４とで構成されている。バルクヘッドアッパフレーム３は車幅方向に延びる上辺部５とこの上辺部５の両端が斜め外側に向かって延びる斜辺部６とで構成されている。バルクヘッドロアフレーム４は水平部８とこの水平部８の両端部からなだらかに湾曲しながら立ち上がる側辺部９とで構成されている。バルクヘッドアッパフレーム３の上辺部５と斜辺部６との間の下壁７にバルクヘッドロアフレーム４の側辺部９の上端開口部１０が下側から突き合わせ溶接により接合されている。
【００１２】
ここで、バルクヘッドアッパフレーム３とバルクヘッドロアフレーム４は共にパイプ材を用いてハイドロフォーミングにより成型された部材である。バルクヘッドアッパフレーム３の上辺部５と二つの斜辺部６は一体成形され、バルクヘッドロアフレーム４の水平部８と二つの側辺部９は一体成形されている。したがって、バルクヘッドアッパフレーム３とバルクヘッドロアフレーム４は共に端末がストレート状に開口しフランジ部が設けられておらず、フランジ部が存在しない分だけ軽量な部材となる。また、必要に応じて同時にピアス加工を施してある。
【００１３】
バルクヘッドアッパフレーム３の両端に直線状に開放する開口部１１には、ホイルハウスアッパメンバ部１２の前端部が接合されている。
バルクヘッドロアフレーム４には車体骨格部材である閉断面構造のフロントサイドフレーム１３の前端部が接合されている。フロントサイドフレーム１３にはダンパハウジング１４の下部が接合され、ダンパハウジング１４の外側縁はフロントホイルハウス１５（図３にのみ示す）に接合されている。フロントホイルハウス１５の上部にホイルハウスアッパメンバ１２ａが接合され閉断面構造のホイルハウスアッパメンバ部１２が形成されている。尚、図１において１６はダッシュアッパパネルを示している。
【００１４】
図３はバルクヘッドアッパフレーム３の左側端部の開口部１１とホイルハウスアッパメンバ部１２、つまりホイルハウスアッパメンバ１２ａ及びフロントホイルハウス１５との接合部を示している。尚、バルクヘッドアッパフレーム３の右側端部の開口部１１はバルクヘッドアッパフレーム３の左側端部と同様であるので説明は省略する。
【００１５】
図３に示すように、バルクヘッドアッパフレーム３の端末の開口部１１は端末の長手方向に対して斜めにカットされて形成されている。具体的には、図４に示すように、バルクヘッドアッパフレーム３の長手方向に対して直交する方向にカットした場合には、車体前後方向に沿い車体幅方向中央を通る中心線Ｊに対して交差角度θ２となるが、この中心線Ｊに対する交差角度がより小さい交差角度θ１（θ１＜θ２）となるよう、開口部１１が車幅方向外側に向く側にカットされている。
【００１６】
したがって、開口部１１よりもやや前側に、長手方向に対して直交する方向にカットした場合の仮想カットラインＬを設定すると、この仮想カットラインＬを基準にしてより後方に突出する延出片Ｅが形成されているととらえることができる。バルクヘッドアッパフレーム３の上壁１７、下壁１８、車室内側の側壁１９、車室外側の側壁１９’のうち、延出片Ｅは上壁１７と下壁１８の台形状部分と車室内側の側壁１９の方形状の部分となる。
【００１７】
フロントホイルハウス１５は縦壁２０の上縁に車室内側に向かってフランジ部２１が前端部から部分的に形成されている。一方、ホイルハウスアッパメンバ１２ａは車室内側に開いたコの字断面形状の部材であって、上壁２２と側壁２３と下壁２４を備えている。下壁２４には下方向に縦フランジ部２５が設けられている。ホイルハウスアッパメンバ１２ａの上壁２２はフロントホイルハウス１５のフランジ部２１にスポット溶接（図中＊で示す）により接合され、ホイルハウスアッパメンバ１２ａの縦フランジ部は２５はフロントホイルハウス１５の縦壁２０にスポット溶接により接合される。これにより閉断面構造のホイルハウスアッパメンバ部１２が形成される。
【００１８】
そして、バルクヘッドアッパフレーム３の端末の開口部１１は、側壁１９がフロントホイルハウス１５の縦壁２０にスポット溶接（図示せず）されると共に、仮想カットラインＬに沿ってホイルハウスアッパメンバ１２ａの上壁２２、側壁２３、下壁２４の縁部がミグ溶接部Ｍ（ハッチングで示す）でミグ溶接によりバルクヘッドアッパフレーム３の上壁１７と下壁１８と車室外側の側壁１９’に接合される。
【００１９】
上記実施形態によれば、車体前面骨格として閉断面部材であるバルクヘッドアッパフレーム３をフランジ部を設けることなく、フロントホイルハウス１５とホイルハウスアッパメンバ１２ａとで車体骨格部材である閉断面構造のホイルハウスアッパメンバ部１２に直線状に接合することができる。よって、バルクヘッドアッパフレーム３をハイドロフォーミングにより成形することができ、溶接装置のアクセスが行い易く生産効率を落とすことなく接合信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、バルクヘッドアッパフレーム３の端末の開口部１１は、単に斜めにカットするだけの容易な加工で済み、かつ斜めにカットすることで開口部１１が拡大すると共にスポット溶接のための部位が延出片Ｅとして確保できる上、開口部１１が拡大するのでスポット溶接ガンの挿入空間を広く確保でき、スポット溶接の溶接作業が行い易い。
【００２１】
更に、バルクヘッドアッパフレーム３の長手方向に対して直交する方向にカットした場合の中心線Ｊに対する交差角度θ２に対して、より小さい交差角度θ１（θ１＜θ２）となるよう、開口部１１が車幅方向外側に向く側にカットされているため、開口部１１を形成する四角形の断面（図３において□ＡＢＣＤ）が、斜めにカットしない仮想カットラインＬである場合（図３の□ａｂｃｄ）に比較して開口面積が増加する。
【００２２】
そのため、その分だけ車体１の前部から作用する衝撃荷重を支持する部位が増加することとなり、開口部１１の周縁の各部に作用する荷重が小さくなる点で有利となる。つまり、車体前面衝突時において前側から作用する荷重がバルクヘッドアッパフレーム３からホイルハウスアッパメンバ部１２に作用する際に、荷重が伝達される開口部１１の面積が大きいので、各部分にかかる負荷が小さくなり応力が部分的に集中しないのである。
【００２３】
次に、図４に基づいて第２実施形態を説明する。尚、第１実施形態と同一態様部分については同一符号を付して説明する。
この実施形態は、前述した実施形態がバルクヘッドアッパフレーム３の端末の開口部１１を斜めにカットしたのに対して、開口部１１の一部、具体的には車室外側の側壁１９’に切欠部２６を設けたものである。また、この実施形態ではホイルハウスアッパメンバ部１２は車室外側に開いた断面コの字状のホイルハウスアッパメンバ１２ａ’に蓋部材ｆを接合して構成されている。蓋部材ｆは縦壁２７の上下縁にフランジ２８、２８を備えている。
【００２４】
したがって、バルクヘッドアッパフレーム３の開口部１１の切欠部２６以外の部分、つまりバルクヘッドアッパフレーム３の上壁１７、下壁１８、車室内側の側壁１９のうちで延出している部分が延出片Ｅとなり、この延出片Ｅが断面コの字状のホイルハウスアッパメンバ１２ａ’の上壁２２、下壁２４、車室内側の側壁２３’に３箇所でスポット溶接される。
そして、ホイルハウスアッパメンバ１２ａ’の側壁２３’にバルクヘッドアッパフレーム３の切欠部２６を閉塞する位置まで蓋部材ｆを合わせ、蓋部材ｆの縦壁２７の前縁とバルクヘッドアッパフレーム３の側壁１９’とをミグ溶接部Ｍでミグ溶接する。尚、蓋部材ｆのフランジ２８，２８はホイルハウスアッパメンバ１２ａ’の上壁２２の側縁に内側から嵌合して両者をスポット溶接する。
これにより、閉断面部材であるバルクヘッドアッパフレーム３と、ホイルハウスアッパメンバ１２ａ’と蓋部材ｆとで形成されたホイルハウスアッパメンバ部１２とが直線状に連結される。
【００２５】
この実施形態によれば、閉断面部材であるバルクヘッドアッパフレーム３にフランジ部を設けなくても、ホイルハウスアッパメンバ１２ａ’と蓋部材ｆとで閉断面構造に形成されたホイルハウスアッパメンバ部１２を直線状に接合することができるため、バルクヘッドアッパフレーム３をハイドロフォーミングにより成型することができ、溶接装置、特に３箇所のスポット溶接に使用されるスポット溶接ガンのアクセスが行い易く生産効率を落とすことなく接合信頼性を高めることができる。
【００２６】
また、バルクヘッドアッパフレーム３の上壁１７、下壁１８、車室内側の側壁１９の延出している部分が延出片Ｅとなり、この延出片Ｅが断面コの字状のホイルハウスアッパメンバ１２ａ’の上壁２２、下壁２４、車室内側の側壁２３’の３箇所にスポット溶接されるため、確実にスポット溶接によって接合強度を確保することができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、閉断面部材を直線状に接合するのであれば、例えば、車体前部のバルクヘッドアッパフレーム３とホイルハウスアッパメンバ部１２との接合部分以外の部分にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態の車体前部の斜視図である。
【図２】図１の要部拡大斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態の要部分解斜視図である。
【図４】この発明の第２実施形態の要部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
３  バルクヘッドアッパフレーム（第１の閉断面部材）
１１  開口部
１２ａ  ホイルハウスアッパメンバ（二つの部材）
１２  ホイルハウスアッパメンバ部（第２の閉断面部材）
１５  フロントホイルハウス（二つの部材）
Ｅ  延出片
Ｊ  中心線
θ１  交差角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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