(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側に配置されるサイドメンバの内側にそれぞれ補強用サイドメンバを溶接し、これらサイドメンバと補強用サイドメンバにそれぞれ側方に貫通する穴を形成し、これら穴にパイプ材からなるクロスメンバを挿入したのち、溶接して組み付ける車両用フレーム構造において、上記クロスメンバの両端部近傍を軸方向にプレス成形を行って、そのクロスメンバの両端部近傍に径方向外方に張り出したフランジをそれぞれ形成し、クロスメンバの両端を上記サイドメンバと補強用サイドメンバの穴に挿入し、穴周囲の補強用サイドメンバに上記フランジの外周部をそれぞれ溶接すると共に上記サイドメンバにクロスメンバの端部をそれぞれ溶接したことを特徴とする車両用フレーム構造。
【請求項２】
成形後のフランジの外径を、パイプ材の外径ｄの１．３〜１．４ｄとした請求項１記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
上記補強用サイドメンバの穴は、上記フランジを通さない程度の穴径に形成され、上記サイドメンバの穴は上記クロスメンバを密に嵌合する穴径に形成された請求項１または２記載の車両用フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用フレームのクロスメンバ等の車両用フレーム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用フレームのサイドメンバにクロスメンバを取り付け、図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、断面コ字状のサイドメンバ１に補強用サイドメンバ２を溶接３し、そのサイドメンバ１と補強用サイドメンバ２に形成した穴４，５にパイプからなるクロスメンバ６を挿入し、そのクロスメンバ６をサイドメンバ１，２に全周溶接７，８を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このクロスメンバ６の取付時の組付けを容易にするには、サイドメンバ１，２の穴４，５の径Ｄを、クロスメンバ６の外径ｄに対して２ｍｍ大きくなるよう、すなわちＤ＝ｄ＋２となるようにその穴径を設定している。
【０００４】
しかしながら、このように穴径を設定すると、クロスメンバ６との溶接部にスキマを生じ、溶接欠陥が発生しやすい。また穴４，５に組み付けたクロスメンバ６は、その軸方向に移動自在なため位置決めが行えない問題がある。
【０００５】
この弱点をカバーするために、補強用パッチ９を、予めクロスメンバ６に溶接１０にて取り付け、その補強用パッチ９を補強用サイドメンバ２に溶接１１して取り付けるようにしているが、この補強用パッチ９を当てる、部品数，溶接箇所が増え、重量，コストが増加する問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、組み付けが簡単にできしかもコストを低減できる車両用パイプ構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、両側に配置されるサイドメンバの内側にそれぞれ補強用サイドメンバを溶接し、これらサイドメンバと補強用サイドメンバにそれぞれ側方に貫通する穴を形成し、これら穴にパイプ材からなるクロスメンバを挿入したのち、溶接して組み付ける車両用フレーム構造において、上記クロスメンバの両端部近傍を軸方向にプレス成形を行って、そのクロスメンバの両端部近傍に径方向外方に張り出したフランジをそれぞれ形成し、クロスメンバの両端を上記サイドメンバと補強用サイドメンバの穴に挿入し、穴周囲の補強用サイドメンバに上記フランジの外周部をそれぞれ溶接すると共に上記サイドメンバにクロスメンバの端部をそれぞれ溶接した車両用フレーム構造である。
【０００９】
請求項２の発明は、成形後のフランジの外径を、パイプ材の外径ｄの１．３〜１．４ｄとした請求項１記載の車両用フレーム構造である。
【００１０】
請求項３の発明は、上記補強用サイドメンバの穴は、上記フランジを通さない程度の穴径に形成され、上記サイドメンバの穴は上記クロスメンバを密に嵌合する穴径に形成された請求項１または２記載の車両用フレーム構造である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１（ａ）において、２０は、クロスメンバを構成するパイプ材で、その両端（或いは端部）にプレス加工を施して図１（ｂ）に示すように断面Ｕ字状のフランジ２２を形成したものである。
【００１６】
このフランジ２２を形成したパイプ材２０は、図２に示すようにサイドメンバ１と補強用サイドメンバ２の穴２５，２６に挿入した後、パイプ材２０の先端の周囲をサイドメンバ１に溶接２３し、またフランジ２２の周囲を補強用サイドメンバ２の周囲に溶接２４して取り付ける。
【００１７】
この場合、補強用サイドメンバ２の穴２６は、フランジ２２を通さない程度の穴径であれば良く、またサイドメンバ１の穴２５はパイプ材２０を密に嵌合できる穴径としても支障がないため、結果として組み付けが正確に行えると共にフランジ２２の外周を溶接２４するため、溶接時の芯出しも正確にできる。
【００１８】
このフランジ２２の径は、パイプ材２０の外径ｄに対して１．３〜１．４の径とすることで、プレス加工が支障なく、かつフランジ２２の溶接の際の溶接長を大きく取れるので、溶接部の応力を下げることが可能となる。またフランジ加工により、溶接結合部が、円弧状となり応力集中が少なくなると共に最大応力部から離すことができる。さらにサイドメンバ１の曲げ半径に近くなることで取り付け部の面剛性を向上できる。
【００１９】
図３は、パイプ材２０のフランジ２２のプレス加工の詳細を示したものである。  図において、３０は上型、３１は下型で、その上下の型３０，３１でパイプ材２０のフランジ加工部２１を除いたパイプ材２０の外周と内周（図示せず）を拘束し、パイプ材２０にプレス機で軸方向に圧縮荷重を加えると、拘束していないフランジ加工部２１が座屈してフランジ２２を形成できる。また上型３０と下型３１のパイプ材２０を拘束する拘束穴３２，３３の縁部３４，３５は、数ミリ（具体的には２〜５ｍｍ）のアールに形成し、フランジ加工部２１のプレス成形時に、この部分に座屈応力が集中しないようにした。
【００２０】
このフランジ加工において、ＳＴＫＭ１３Ａ相当（φ５０．８ｍｍ外径，肉厚ｔ＝２．６ｍｍ）のパイプ材２０で、フランジ外径が最大φ＝７０．１ｍｍまで成形（１．３８倍）でき、フランジ外径が１．４倍以上となるとフランジの軸対称性が悪くなるのみならずフランジ径もほとんど増大せず形状が悪くなるばかりで好ましくない、またフランジ外径が１．３以下では、フランジ加工部２１の長さが短く、フランジ加工が困難となると共に応力割れが発生して好ましくない。よってフランジ外径は、パイプ材２０の外径ｄの１．３〜１．４倍がよいことが判った。また、パイプの肉厚（ｔ＝２．６ｍｍ）が変わると上記の条件は変わるが、ｄ／ｔが略一定であれば、上記条件を満たすことが判った。
【００２１】
図４〜図６は本発明の他の実施の形態を示したものである。
【００２２】
図４（ａ）は、パイプ材２０の端部にフランジ２２ａを形成したものである。
【００２３】
図４（ｂ）は、パイプ材２０に近接してフランジ２２を形成し、その間で部材４０をカシメて支持するようにしたもので、例えば部材４０をブレーキペダルとし、そのブレーキペダルの回動支点をパイプ材２０で支持するように構成したものである。
【００２４】
図５（ａ），図５（ｂ）は、フランジ４２の形状をフレア状に形成した例を示し、図５（ａ）はパイプ材２０の端部に、図５（ａ）はパイプ材２０の途中に形成したものである。このフレアの加工は、型にフレア状の受け溝を形成することでプレス加工が行える。
【００２５】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、フランジ４４の形状をバルジ状に形成した例を示し、図６（ａ）は、屈曲部４５の曲率を小さく断面山形状にフランジ４４を形成した例を、図６（ｂ）は、屈曲部４６の曲率を大きくして断面円弧状のフランジ４４を形成した例を示したものである。
【００２６】
図５，図６の形態においては、パイプ材２０をクロスメンバとして用いた場合、フランジ４２，４４が補強用サイドメンバ２の内側に位置し、その穴２６に挿入して嵌合する際にセンタリングしてパイプ材２０を案内することが可能となり、組み付け時の芯出しが容易となると共に局部応力の集中を防止でき、溶接性も向上できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を発揮する。
【００２８】
(1) パイプ材に直接フランジを形成することで、従来の補強用パッチを廃止でき、溶接箇所も少なくでき、軽量化、低コスト化が図れる。
【００２９】
(2) 補強用サイドメンバ穴径を大きくすることが可能となったので、クロスメンバ挿入作業性を向上できる。
【００３０】
(3) 溶接部の強度，作業性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の使用状態を示す説明図である。
【図３】本発明において、フランジ加工を行うための説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態を示す図である。
【図７】従来例を示す図である。
【図８】他の従来例を示す図である。
【符号の説明】
２０  パイプ材
２２  フランジ
【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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