(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑えつつ補強部材を構成する基材の腐食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】フレーム部材内に補強部材を備える車体フレームを製造する際に、未発泡の充填材１００と基材６２とを、両者の間に隙間を確保してフレーム部材２４ａ内に配置した状態で、基材６２を含むフレーム部材２４ａの表面に電着塗装を行い、その後、充填材１００を発泡させ、フレーム部材２４ａと基材６２との間に充填部材６１を充填させて補強部材６０を形成する。【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、
金属材料からなる基材と、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、
未発泡の前記充填材と前記基材とを、両者の間に隙間を確保して前記フレーム部材内に配置した状態で、前記基材を含む前記フレーム部材の表面に電着塗装を行う工程と、
その後、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に前記充填部材を充填する工程と、
を有す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であって、
前記基材又は前記充填材の何れか一方の他方との当接面に突起部を形成し、該突起部を介して前記基材と前記充填部材とを当接させることで、両者の間に空間を確保することを特徴とする車体フレームの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の車体フレームの製造方法であって、
前記突起部を前記充填材に設けることを特徴とする車体フレームの製造方法。
【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、発泡充填材の内部には、発泡による多数の孔が存在していることもあり、水分を吸収してしまうことがある。このため、補強部材として金属の板材からなる基材を用いている場合、発泡充填材に吸収された水分によって基材が徐々に腐食してしまう虞がある。このため、基材の発泡充填材との接触面には防錆処理、例えば、塗装等を予め施しておくことが好ましい。
【０００７】
しかしながら、各基材に対して個別に防錆処理を施すのは作業効率が悪く、製造コストを増加させてしまう虞がある。
【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、製造コストの増加を抑えつつ補強部材を構成する基材の腐食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、金属材料からなる基材と、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、未発泡の前記充填材と前記基材とを、両者の間に隙間を確保して前記フレーム部材内に配置した状態で、前記基材を含む前記フレーム部材の表面に電着塗装を行う工程と、その後、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に前記充填部材を充填する工程と、を有す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であって、前記基材又は前記充填材の何れか一方の他方との当接面に突起部を形成し、該突起部を介して前記基材と前記充填部材とを当接させることで、両者の間に空間を確保す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、第２の態様の車体フレームの製造方法であって、前記突起部を前記充填材に設けることを特徴とする車体フレームの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
かかる本発明によれば、フレーム部材に対して電着塗装を行う際に、基材の充填部材との当接面に、同時に防錆処理を施すことができる。したがって、製造コストの増加を抑えつつ基材の腐食を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】一実施形態に係るフレーム部材を示す側面図である。
【図４】一実施形態に係るフレーム部材を示す概略斜視図である。
【図５】一実施形態に係るフレーム部材の構造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製造工程を示す斜視図である。
【図７】一実施形態に係る車体フレームの製造工程を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係るフレーム部材の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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上に設けられて充填部材６１によってリアサイドメンバ２４に固定された基材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。またリアサイドメンバ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。
【００２０】
ここで、充填部材６１の材料である発泡充填材としては、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。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。
【００２１】
本実施形態では、補強部材６０を構成する充填部材６１は、加熱硬化型の発泡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。補強部材６０は、具体的には、次のような手順で形成される。まずリアサイドメンバ２４内に、未発泡の充填材を載置すると共に、この充填材上に基材６２を載置する。この状態で充填材を加熱して発泡させる。これにより、発泡した充填材からなる充填部材６１が所望の形状に形成されると共に、この充填部材６１がリアサイドメンバ２４及び基材６２に強固に接合される。すなわちリアサイドメンバ２４と基材６２とが充填部材６１によって接合されて、補強部材６０が形成される。
【００２２】
ところで、発泡充填材で形成された充填部材６１は、水分を吸収してしまうことがある。このため、基材６２の充填部材６１との当接面には、予め、防錆処理が施されていることが好ましい。
【００２３】
本発明では、車体フレーム２０を製造する際に、以下に説明するような手順でリアサイドメンバ２４内に補強部材６０を設けることで、基材６２の充填部材６１との当接面に対して、効率的に防錆処理を施している。
【００２４】
図６及び図７に示すように、フレーム部材であるリアサイドメンバ２４内、本実施形態では、キックアップ部２４ａの溝部２５内に、未発泡の充填材１００と基材６２とを、両者の間に隙間を確保した状態で配置する。本実施形態では、充填材１００の基材６２側の面に、基材６２側に向かって突出する複数の突起部１０１が設けられており、これらの突起部１０１が基材６２に当接することで、充填材１００と基材６２との間には隙間が確保されている。また、未発泡状態の充填材１００とリアサイドメンバ２４との間にも隙間が確保されている。この隙間を確保するために、充填材１００又はリアサイドメンバ２４の一方に、他方側に向かって突出する複数の突起部が設けられていてもよい。
【００２５】
そして、このように充填材１００と基材６２との間に隙間を確保した状態で、リアサイドメンバ２４に対する電着塗装を行う。充填材１００と基材６２との間には隙間が確保されていることで、リアサイドメンバ２４の表面と共に、基材６２の充填材１００側の面にも防錆処理としての電着塗装が施されることになる。
【００２６】
その後、充填材１００を発泡させてリアサイドメンバ２４と基材６２との間に充填部材６１を充填する。これにより充填部材６１によってリアサイドメンバ２４と基材６２とが接合されて補強部材６０が形成される（図５参照）。
【００２７】
このように本発明によれば、リアサイドメンバ２４に対して電着塗装を行う際に、基材６２の充填部材６１との当接面に対して、同時に防錆処理を施すことができる。すなわち、基材６２の充填部材６１との当接面に対して、極めて効率的に防錆処理を施すことができる。したがって、充填部材６１が水分を吸収した場合でも、この水分に起因する基材６２の腐食を抑制することができる。また製造コストの増加も抑えられる。
【００２８】
さらに本実施形態では、充填部材６１となる充填材１００に突起部１０１を設けているため、充填材１００を発泡させることで突起部１０１は消滅して、リアサイドメンバ２４と基材６２との間に充填部材６１を特に良好に充填することができる。なお突起部１０１の数や大きさは特に限定されないが、突起部１０１の基材６２と当接する面積が、極力小さくなるようにするのが好ましい。これにより、防錆処理を施すことができる基材６２の面積が広がり、基材６２の腐食をより確実に抑制することができる。
【００２９】
また充填材１００と基材６２との間に隙間を確保する方法は、特に限定されず、例えば、基材６２の充填材１００側の面に突起部を設けるようにしてもよく、基材６２及び充填材１００とは別の部材を両者の間に介在させるようにしてもよい。何れにしても、充填材１００と基材６２との間に隙間を確保することができれば、基材６２の充填部材６１との当接面に効率的に防錆処理を施すことができる。
【００３０】
また、このような充填部材６１と基材６２とで構成される補強部材６０がリアサイドメンバ２４のキックアップ部２４ａ内に設けられていることで、キックアップ部２４ａの衝突性能が大幅に向上する。すなわち、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によって吸収されて車体フレーム２０の変形が抑制され、車両１０の安全性が向上する。
【００３１】
なお充填部材６１の形状は、特に限定されず、リアサイドメンバ２４の形状等に応じて適宜決定されればよい。本実施形態では、充填部材６１は、リアサイドメンバ２４の溝部２５の底面部分を覆って設けられているが、例えば、リアサイドメンバ２４によって画成された溝部２５の二つの角部にのみ設けるようにしてもよい。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。
【００３２】
また補強部材６０を構成する基材６２は、リアサイドメンバ２４に対して直接固定（接合）されることはなく、充填部材６１のみによって固定されている。このような構成とすることで、衝突の際のエネルギーを充填部材６１によって効率的に吸収することができ、車体フレーム２０の変形を抑制することができる。
【００３３】
また基材６２の材料は、特に限定されず、上述のように、例えば、金属材料或いは樹脂材料等の比較的硬質の材料を用いることができるが、特に、比較的軽量な樹脂材料を用いることが好ましい。充填部材６１によって衝突の際のエネルギーが効率的に吸収されるため、基材６２を樹脂材料で形成しても車体フレーム２０の変形を抑制することができる。したがって、基材６２を樹脂材料で形成することで、衝突性能を向上しつつ、車体フレーム２０を軽量化して燃費の向上を図ることができる。
【００３４】
ただし熱硬化型の発泡充填材を加熱発泡させる際には、基材６２をリアサイドメンバ２４に仮固定して基材６２の移動を規制しておくことが好ましい。仮固定の方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、クリップ部材によって基材６２をリアサイドメンバ２４に対して仮固定している。具体的には、図８に示すように、基材６２の所定位置には、充填部材６１の厚さでリアサイドメンバ２４側に突出する突出部６３が設けられていると共に、この突出部６３には貫通孔６４が設けられている。一方、リアサイドメンバ２４にも、上記貫通孔６４に連通する連通孔２６が設けられている。そして、例えば、樹脂材料やゴム材料等の弾性材料からなるクリップ部材８０を、これら貫通孔６４及び連通孔２６に装着することで、基材６２をリアサイドメンバ２４に対して仮固定している。
【００３５】
これにより、熱硬化型の発泡充填材を所望の形状に加熱発泡させて、充填部材６１を所定形状に良好に形成することができる。なおこのクリップ部材８０は、充填部材６１を形成後に除去してもよいし、このまま残しておいてもよい。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、勿論、このような実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
【００３７】
例えば、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】
また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  連通孔
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
４２，４３，４４  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  貫通孔
７０  リアサイドメンバアッパー
８０  クリップ部材
１００  充填材
１０１  突起部
【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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