(57)【要約】      （修正有）【課題】要求に応じて充填材の形状を変更することができ且つ製造コストを抑制することができる車体フレームの製造方法を提供する。【解決手段】予め形成された所定形状の充填材パーツ６１５を組み合わせて、充填材６１０が所定パターンとなるように基材６２に取り付ける工程と、所定パターンの充填材６１０が取り付けられた前記基材６２をフレーム部材内に固定し、この状態で充填材６１０を発泡させてフレーム部材と基材６２との間の空間に充填部材６１０を充填する工程と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロア下に配されて複数のフレーム部材で形成され、
基材と、該基材と前記フレーム部材との間に充填された発泡した充填材からなる充填部材とで構成される補強部材を、前記フレーム部材内に備える車体フレームの製造方法であって、
予め形成された所定形状の充填材パーツを、前記充填材が所定パターンとなるように前記基材に取り付ける工程と、
所定パターンの前記充填材が取り付けられた前記基材を前記フレーム部材内に固定し、この状態で前記充填材を発泡させて前記フレーム部材と前記基材との間の空間に前記充填部材を充填する工程と、
を備えることを特徴とする車体フレームの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車体フレームの製造方法において、
前記充填材及び前記基材の一方に凸部が形成されていると共に、他方には凹部が形成されており、
これら凸部と凹部とを係合させることで前記充填材パーツを前記基材に取り付けることを特徴とする車体フレームの製造方法。
【請求項３】
車両のフレーム部材に固定され、前記フレーム部材との間に発泡した充填材からなる充填部材が充填される空間である充填部を形成する基材であって、
前記充填材を構成する複数の充填材パーツにそれぞれ係合する係合部を備えることを特徴とする基材。
【請求項４】
請求項３に記載の基材において、
前記係合部として前記充填部内に向かって突出する複数の凸部を備えることを特徴とする基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフロア下に設けられる車体フレームの製造方法及びそれに用いられる基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のフロア下に設けられる車体フレームは、車両の骨格をなすものであるため、十分に高い強度が確保されている必要がある。従来は、例えば、補強用の部材を車体フレームの所定位置にスポット溶接等によって接合することで、車体フレームの強度を高めていた。これにより車体フレームの強度を向上することはできるが、車両の重量が増加してしまうという問題がある。
【０００３】
また車体フレームの変形を抑えるために、車体フレームを構成するアウタパネルと、アウタパネルの内側に配置された補強部材との間の閉断面空間に、発泡樹脂材を充填するようにしたものがある（例えば、特許文献１，２等参照）。
【０００４】
このように車体フレームの内部に発泡充填材（発泡樹脂材）を充填することにより、車体フレームの変形を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５２５８９０号公報
【特許文献２】特開２００９−１２０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば、様々な衝突形態毎に車両に要求される性能（フレームの強度、剛性等）は、世界各国において異なる場合がある。充填材を発泡させた発泡充填材（充填部材）を備える構成では、この充填部材の形状を変更することで、フレームの強度や剛性を適宜設定することができる。
【０００７】
しかしながら、製造コストが高くなってしまうという問題がある。充填部材を形成する充填材は、例えば、樹脂製の基材と共にインジェクション成形等によって形成されている。このため、例えば、販売国や車種毎で充填部材の形状を変更する場合、それぞれに対応した成形用金型を新たに作製する必要がある。このことが、製造コストの上昇を招いていた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、要求に応じて充填材の形状を変更することができ且つ製造コストを抑制することができる車体フレームの製造方法及びそれに用いられる基材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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両のフロア下に配されて複数のフレーム部材で形成され、基材と、該基材と前記フレーム部材との間に充填された発泡した充填材からなる充填部材とで構成される補強部材を、前記フレーム部材内に備える車体フレームの製造方法であって、予め形成された所定形状の充填材パーツを、前記充填材が所定パターンとなるように前記基材に取り付ける工程と、所定パターンの前記充填材が取り付けられた前記基材を前記フレーム部材内に固定し、この状態で前記充填材を発泡させて前記フレーム部材と前記基材との間の空間に前記充填部材を充填する工程と、を備えることを特徴とする車体フレームの製造方法にある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様の車体フレームの製造方法において、前記充填材及び前記基材の一方に凸部が形成されていると共に、他方には凹部が形成されており、これら凸部と凹部とを係合させることで前記充填材パーツを前記基材に取り付けることを特徴とする車体フレームの製造方法にある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、車両のフレーム部材に固定され、前記フレーム部材との間に発泡した充填材からなる充填部材が充填される空間である充填部を形成する基材であって、前記充填材を構成する複数の充填材パーツにそれぞれ係合する係合部を備えることを特徴とする基材にある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第３の態様の基材において、前記係合部として前記充填部内に向かって突出する複数の凸部を備えることを特徴とする基材にある。
【発明の効果】
【００１３】
かかる本発明では、充填材パーツの組み合わせを変更することで、充填部材の形状を変更する場合でも、新たに金型を形成することなく充填材を所望のパターンとすることができる。したがって、製造コストの増加を抑えつつ充填部材の形状を適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る車両の車体構造を示す概略図である。
【図２】車両を構成するリアサスペンションの一例を示す概略図である。
【図３】一実施形態に係る車体フレームを示す側面図である。
【図４】一実施形態に係る車体フレームを示す概略斜視図である。
【図５】一実施形態に係る車体フレームの構造の一例を示す断面図である。
【図６】一実施形態に係る車体フレームの構造の一例を示す断面図である。
【図７】一実施形態に係る車体フレームの製造工程の一例を示す斜視図である。
【図８】一実施形態に係る車体フレームの製造工程の一例を示す斜視図である。
【図９】一実施形態に係る車体フレームの構造の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明に係る車両の車体フレーム構造について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、自動車である車両１０は、車体１１の下部の骨格をなす車体フレーム２０をフロア下（車室の下側）に備えている。この車体フレーム２０は、複数のフレーム部材で構成されている。例えば、本実施形態では、車体フレーム２０は、車両１０の前後方向に延設される一対のサイドメンバ２１と、車両１０の車幅方向に延設される複数本のクロスメンバ２２とを備えている。各サイドメンバ２１は、例えば、複数の部材を連結することによって形成されており、本実施形態では、車両１０の前方側を構成するフロントサイドメンバ２３と車両１０の後方側を構成するリアサイドメンバ２４とで構成されている。各クロスメンバ２２は、このようなサイドメンバ２１の所定位置にスポット溶接等によって固定されている。
【００１７】
このような車体フレーム２０の構造は特に限定されないが、車両１０の骨格をなすものであるため、その剛性は比較的高いことが好ましい。また車体フレーム２０は、全体の剛性が高いことが好ましく、特に、他部材が連結される部分の剛性が高くなっていることが望ましい。
【００１８】
例えば、本実施形態では、車両１０の前輪３０（図１参照）は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１（車体フレーム２０）に支持されている。車両１０の後輪３１は、リアサスペンションによって車体１１（車体フレーム２０）に支持されている。図２に示すように、リアサスペンション４０としては、例えば、マルチリンク型のリアサスペンションが挙げられる。このリアサスペンション４０は、車両１０の前後方向に延設されて後輪３１の前後位置を決めると共に上下方向にスイング可能に構成されたトレーリングアーム４１、車幅方向に延設された複数のリンク４２，４３，４４、車両１０の上下方向に延びるショックアブゾーバ４５を内蔵しコイルバネ４６を外装するストラット４７等を備えている。各リンク４２，４３，４４は、リアサスペンション４０の骨格をなすサスペンションクロスメンバ（図２では省略）に取り付けられている。そして、このサスペンションクロスメンバは、車体フレーム２０に取り付けられている。
【００１９】
具体的には、図３に示すように、車体フレーム２０を構成するリアサイドメンバ２４は、車両１０の後輪３１に対向する部分に、後端側が前端側よりも上方に位置するように傾斜するキックアップ部２４ａを有する。このキックアップ部２４ａは、リアサスペンション４０等との干渉を避けるために設けられている。そして、リアサスペンション４０を構成するサスペンションクロスメンバ４８が、このリアサイドメンバ２４のキックアップ部２４ａに、サスペンションブラケット５０を介して連結されている。つまりリアサイドメンバ２４のキックアップ部２４ａには、リアサスペンション４０の一部が連結されている。なお本実施形態では、サスペンションクロスメンバ４８は、井桁状のパイプフレームからなり、ボルト等の締結部材５１によってリアサイドメンバ２４及びサスペンションブラケット５０に固定されている。
【００２０】
そして図４及び図５に示すように、リアサイドメンバ２４のキックアップ部２４ａ内には、加熱硬化型の発泡充填材で形成された充填部材６１と、この充填部材６１上に設けられた基材６２とで構成される補強部材６０が設けられている。本実施形態に係るリアサイドメンバ２４は、断面略コ字状に形成されて溝部２５を画成しており、この溝部２５内に補強部材６０が設けられている。リアサイドメンバ２４上には、車体フレーム２０を構成する他のフレーム部材であるリアサイドメンバアッパー７０がスポット溶接等によって接合されており、溝部２５がこのリアサイドメンバアッパー７０によって塞がれている。
【００２１】
このようにリアサイドメンバ２４のキックアップ部２４ａ内に補強部材６０が設けられていることで、キックアップ部２４ａの衝突性能が向上する。これにより、車両後方からの衝突（後突）が生じた場合にも、衝突のエネルギーが充填部材６１によって効果的に吸収される。したがって、車体フレーム２０の変形が抑制され、車両１０の安全性が向上する。
【００２２】
補強部材６０を構成する充填部材６１の材料としては、例えば、エポキシ系の加熱硬化型の発泡充填材が用いられる。すなわち充填部材６１は、例えば、加熱硬化型の充填材を加熱して発泡させることによって形成されている。例えば、本実施形態では、充填部材６１は、リアサイドメンバ２４と基材６２との間の空間全体（後述する突出部６３を除く部分）に設けられている。なお充填部材６１は、必ずしも一体でなくてもよく、例えば、図６に示すように、リアサイドメンバ２４によって画成された溝部２５の二つの角部にそれぞれ設けられていてもよい。溝部２５の各角部は、車両後方からの衝突の際の荷重（エネルギー）負荷が大きい。このため、各角部に充填部材６１を設けることで、衝突の際のエネルギーを充填部材６１によって吸収させて車体フレーム２０の変形を効果的に抑制することができる。
【００２３】
このような充填部材６１の形状は、車体フレーム２０の衝突性能、具体的には、車体フレーム２０の強度や剛性に大きく影響する。このため、充填部材６１の形状（パターン）は、例えば、販売国や車種毎に応じて適宜変更することが好ましい。ただし、充填部材６１の形状毎に金型を作製するとコストが増加してしまう。詳しくは後述するが、本発明では、充填部材６１となる未発泡の充填材を複数のパーツで構成するようにしたので、コストの増加を抑えつつ充填部材６１の形状を適宜変更することができる。
【００２４】
また基材６２は、未発泡（加熱発泡前）の充填材の仮保持及び発泡エリアをガイドするためのものであり、例えば、金属材料、或いは樹脂材料等の比較的硬質の板材で形成されている。この基材６２は、その幅方向中央部にリアサイドメンバ２４側（図中下側）に突出する突出部６３を備えている（図４、図５（ｂ）等参照）。本実施形態では、突出部６３が基材６２の長手方向中央部に設けられている。そして基材６２は、突出部６３がリアサイドメンバ２４に当接した状態で保持されている。なお、突出部６３の形状は特に限定されず、例えば、突出部６３は基材６２の長手方向に亘って連続的に設けられていてもよい。また突出部６３の数も特に限定されず、例えば、一つの基材６２に対して複数の突出部６３が設けられていてもよい。
【００２５】
また、このような基材６２の突出部６３には、基材６２を貫通する第１の貫通孔６４が設けられている。一方、リアサイドメンバ２４の突出部６３が当接する部分には、リアサイドメンバ２４を貫通して第１の貫通孔６４に連通する第２の貫通孔２６が設けられている。そして、これら第１の貫通孔６４及び第２の貫通孔２６にクリップ部材８０が装着されることで、リアサイドメンバ２４に基材６２が保持されている（図５（ｂ）参照）。クリップ部材８０は、例えば、樹脂材料やゴム材料等の弾性材料からなる。
【００２６】
このような車体フレーム２０の製造方法としては、図７に示すように、まずは、充填部材６１を形成する領域に応じて、未発泡の充填材６１０を所定パターンとなるように基材６２に固定する。上述のように、本実施形態では充填部材６１は基材６２の突出部６３を除く略全面に形成されている。このため、充填材６１０も基材６２の突出部６３を除く略全面に固定する。
【００２７】
この充填材６１０は、複数の充填材パーツ６１５を組み合わせることによって所定パターンに形成されている。本実施形態では、充填材パーツ６１５として、形状の異なる第１の充填材パーツ６１５ａと第２の充填材パーツ６１５ｂとを組み合わせることで充填材６１０が所望のパターンとなるようにする。
【００２８】
また例えば、上述のように充填材６１０をリアサイドメンバ２４によって画成された溝部２５の二つの角部にそれぞれ設ける場合には（図６参照）、図８に示すように、２つの第１の充填材パーツ６１５ａを組み合わせて、充填材６１０を所望のパターンとなるように基材６２に固定する。
【００２９】
これらの各充填材パーツ６１５は、基材６２に対して着脱可能に固定することができるようになっている。基材６２は、各充填材パーツ６１５にそれぞれ係合する係合部としての凸部６７を備えている。この凸部６７は充填材パーツ６１５側に向かって突出して設けられている。一方、各充填材パーツ６１５は、基材６２の凸部６７が係合する貫通孔（凹部）６１６が形成されている。各充填材パーツ６１５の貫通孔６１６内に基材６２の凸部６７を嵌合することで、各充填材パーツ６１５を基材６２に容易に固定することができる。
【００３０】
このように基材６２に充填材６１０を所定パターンとなるように固定した後は、基材６２をリアサイドメンバ２４内に固定し、この状態で充填材６１０を加熱し発泡させる。これにより、充填部２７内に充填材６１０が充填されて充填部材６１が形成される（図５参照）。すなわち、充填部材６１と基材６２とからなる補強部材６０が形成される。さらに、リアサイドメンバ２４にリアサイドメンバアッパー７０を接合して溝部２５を塞ぐことで、車体フレーム２０が形成される。
【００３１】
以上説明したように、本発明では、予め形成された複数の充填材パーツ６１５を組み合わせることで、基材６２に固定される充填材６１０が所定パターンとなるようにした。充填材パーツ６１５の組み合わせを変更することで、充填部材６１の形状を変更する場合でも、新たに金型を作製することなく充填材６１０を所望のパターンとすることができる。したがって、製造コストの増加を抑えつつ充填部材の形状を適宜変更することができる。
【００３２】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
上述の実施形態では、第１の充填材パーツ６１５ａ及び第２の充填材パーツ６１５ｂのそれぞれを基材６２に設けられた凸部６７で固定するようにしたが、充填材パーツ６１５の全てが凸部６７によって固定されている必要はない。例えば、第１の充填材パーツ６１５ａはインジェクション成形等によって基材６２と一体的に形成しておき、必要に応じて第２の充填材パーツ６１５ｂを基材６２に固定するようにしてもよい。
【００３４】
また上述の本実施形態では、基材６２に係合部としての凸部６７を設け、充填材パーツ６１５に凹部（貫通孔）６１６を設けるようにしたが、例えば、図９に示すように、基材６２に係合部としての凹部（貫通孔）６８を設け、充填材パーツ６１５に凸部６１７を設けるようにしてもよい。このような構成としても充填材パーツ６１５を基材６２に良好に固定することができる。
【００３５】
勿論、基材６２に設けられる係合部は、上述したような凹凸構造に限定されるものではない。係合部は、充填材パーツ６１５を確実に固定できる構造であればよく、例えば、充填材パーツ６１５に係合する爪部を備える構造等、他の構造であってもよい。
【００３６】
さらに上述の実施形態では、基材６２上における各充填材パーツ６１５の配置は特に限定されず、基材６２の形状等を考慮して適宜決定されればよい。
【００３７】
また上述の実施形態では、補強部材が設けられるフレーム部材として、リアサイドメンバを例示したが、補強部材は、車体フレームを構成する何れのフレーム部材に設けられていてもよい。
【００３８】
さらに上述の実施形態では、キックアップ部に連結されるリアサスペンションの一例としてマルチリンク型のリアサスペンションを例示したが、勿論、リアサスペンションの型式は、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１０  車両
１１  車体
２０  車体フレーム
２１  サイドメンバ
２２  クロスメンバ
２３  フロントサイドメンバ
２４  リアサイドメンバ
２４ａ  キックアップ部
２５  溝部
２６  第２の貫通孔
２７  充填部
３０  前輪
３１  後輪
４０  リアサスペンション
４１  トレーリングアーム
４２  リンク
４５  ショックアブゾーバ
４６  コイルバネ
４７  ストラット
４８  サスペンションクロスメンバ
５０  サスペンションブラケット
５１  締結部材
６０  補強部材
６１  充填部材
６２  基材
６３  突出部
６４  第１の貫通孔
６７  凸部
６８  凹部（貫通孔）
７０  リアサイドメンバアッパー
８０  クリップ部材
６１０  充填材
６１５  充填材パーツ
６１６  凹部（貫通孔）
６１７  凸部
【図１】
2013216215.tif 000003
【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】
2013216215.tif 000008
【図７】
2013216215.tif 000009
【図８】
2013216215.tif 000010
【図９】
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