(57)【要約】【課題】ガセットとクロスメンバとを十分な結合強度で摩擦攪拌接合する。【解決手段】ガセット４のガセット側取付板部２５には切欠き状の接合凹部３１が形成され、クロスメンバ３のクロスメンバ側取付板部１７が接合凹部３１に侵入した組合せ状態で、クロスメンバ側取付板部１７の外側面は接合凹部３１の内側面と対向して近接又は接触し、クロスメンバ側取付板部１７の上面１８はガセット側取付板部２５の上面２７と略同一面に配置される。接合凹部３１の内側面とクロスメンバ側取付板部１７の外側面とは、上記組合せ状態での上面２７と上面１８との境界３５に沿った摩擦攪拌接合によって線状に接合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームを形成する第１部材と第２部材とを摩擦攪拌接合によって結合する結合構造であって、
第１表面及び第１裏面を表裏に有し、前記第１部材に一体形成される第１取付板部と、
第２表面及び第２裏面を表裏に有し、前記第２部材に一体形成される第２取付板部と、
前記第１取付板部に形成され、前記第２取付板部が侵入する切欠き状の接合凹部と、を備え、
前記第２取付板部が前記接合凹部に侵入した組合せ状態で、前記第２取付板部の外側面は、前記接合凹部の内側面と対向して近接又は接触し、前記第２表面は、前記第１表面と略同一面に配置され、
前記組合せ状態の前記第１表面と前記第２表面との境界に沿った摩擦攪拌接合によって、前記接合凹部の前記内側面と前記第２取付板部の前記外側面とを線状に接合した
ことを特徴とする車体フレームの部材間の結合構造。
【請求項２】
請求項１に記載の結合構造であって、
前記組合せ状態で、前記第２裏面は、前記第１裏面と略同一面に配置され、
前記組合せ状態の前記第１裏面と前記第２裏面との境界に沿った摩擦攪拌接合によって、前記接合凹部の前記内側面と前記第２取付板部の前記外側面とを線状に接合した
ことを特徴とする車体フレームの部材間の結合構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の結合構造であって、
前記第２部材は、車幅方向に延びるクロスメンバであり、
前記クロスメンバは、上下に離間して相対向する上板部及び下板部と、前後に離間して相対向し、前記上板部と前記下板部とを連結して前記上板部及び前記下板部との間に閉断面を形成する前板部及び後板部と、を有し、
前記上板部及び前記下板部の車幅方向の端部には、前記前板部の前方及び前記後板部の後方並びに前記前板部及び前記後板部の車幅方向外方へ突出するフランジ状のクロスメンバ側取付板部が、前記第２取付板部としてそれぞれ一体形成される
ことを特徴とする車体フレーム部材間の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体フレームの部材間を摩擦攪拌接合によって結合する結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車体フレームを形成する２つの被接合物を板厚方向に重ねて摩擦攪拌接合によってスポット接合する構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４４４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のようなスポット接合では接合範囲が狭く、十分な結合強度が得られない可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、車体フレームを形成する第１部材と第２部材とを、十分な結合強度で摩擦攪拌接合することが可能な車体フレームの部材間の結合構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明の第１の態様は、車体フレームを形成する第１部材と第２部材とを摩擦攪拌接合によって結合する結合構造であって、第１取付板部と、第２取付板部と、接合凹部とを備える。
【０００７】
第１取付板部は、第１表面及び第１裏面を表裏に有し、第１部材に一体形成される。第２取付板部は、第２表面及び第２裏面を表裏に有し、第２部材に一体形成される。接合凹部は、第２取付板部が侵入する切欠き状であり、第１取付板部に形成される。第２取付板部が接合凹部に侵入した組合せ状態で、第２取付板部の外側面は、接合凹部の内側面と対向して近接又は接触し、第２表面は、第１表面と略同一面に配置される。
【０００８】
接合凹部の内側面と第２取付板部の外側面とは、上記組合せ状態での第１表面と第２表面との境界に沿った摩擦攪拌接合によって線状に接合される。
【０００９】
上記構成では、第１表面と第２表面との境界に沿った摩擦攪拌接合によって、接合凹部の内側面と第２取付板部の外側面とを線状に接合したので、接合凹部（第１部材）と第２取付板部（第２部材）とを広範囲に亘って接合することができ、十分な結合強度を確保することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様の結合構造であって、上記組合せ状態で、第２裏面は、第１裏面と略同一面に配置される。接合凹部の内側面と第２取付板部の外側面とは、上記組合せ状態での第１裏面と第２裏面との境界に沿った摩擦攪拌接合によって線状に接合される。
【００１１】
上記構成では、第１表面と第２表面との境界に沿った摩擦攪拌接合に加えて、第１裏面と第２裏面との境界に沿った摩擦攪拌接合を行なうので、結合強度をさらに高めることができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の結合構造であって、第２部材は、車幅方向に延びるクロスメンバである。クロスメンバは、上下に離間して相対向する上板部及び下板部と、前後に離間して相対向し、前記上板部と前記下板部とを連結して前記上板部及び前記下板部との間に閉断面を形成する前板部及び後板部と、を有し、
前記上板部及び前記下板部の車幅方向の端部には、前記前板部の前方及び前記後板部の後方並びに前記前板部及び前記後板部の車幅方向外方へ突出するフランジ状のクロスメンバ側取付板部が、前記第２取付板部としてそれぞれ一体形成される
上記構成では、クロスメンバの剛性を閉断面形状によって高めるとともに、クロスメンバと第１部材とを十分な結合強度で摩擦攪拌接合することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車体フレームを形成する第１部材と第２部材とを、十分な結合強度で摩擦攪拌接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る結合構造の斜視図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図２を矢印III方向から視た平面図である。
【図４】変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図中の矢印ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両の前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００１６】
本実施形態の車両は、車体フレーム１を有するトラック等であり、車体フレーム１は、図１に示すように、左右１対のサイドメンバ２と、クロスメンバ（第２部材）３と、左右１対のガセット（第１部材）４とを備える。
【００１７】
左右のサイドメンバ２は、車幅方向の両側で互いに離間して前後方向に延びる。各サイドメンバ２は、車幅方向内側に開口するＵ状断面であり、略鉛直に起立して前後方向に延びる縦壁部１０と、縦壁部１０の上端縁及び下端縁からそれぞれ車幅方向内側に曲折して相対向する上壁部１１及び下壁部１２とを一体的に有する。
【００１８】
クロスメンバ３は、左右のサイドメンバ２の間で車幅方向に直線状に延びる。クロスメンバ３は、押出成型によって車幅方向外側に開口する閉断面形状に形成されたアルミ材であり、前板部１３と後板部１４と上板部１５と下板部１６とを一体的に有する。上板部１５と下板部１６とは、矩形平板状であり、上下に離間して相対向する。前板部１３と後板部１４とは、前後に離間して相対向して起立し、上板部１５と下板部１６とを連結して上板部１５及び下板部１６との間に閉断面を形成する。
【００１９】
図１及び図３に示すように、前板部１３と後板部１４とは、上板部１５の前縁及び下板部１６の前縁よりも後方で、上板部１５の後縁及び下板部１６の後縁よりも前方で、且つ上板部１５の車幅方向外端縁及び下板部１６の車幅方向外端縁よりも車幅方向内側に配置され、上板部１５及び下板部１６の左右の端部には、前板部１３の前方及び後板部１４の後方並びに前板部１３及び後板部１４の車幅方向外方へ突出するフランジ状のクロスメンバ側取付板部（第２取付板部）１７がそれぞれ一体形成される。
【００２０】
図２に示すように、上側のクロスメンバ側取付板部１７は、第２表面としての上面１８と、第２裏面としての下面１９とを表裏に有する。同様に、下側のクロスメンバ側取付板部１７は、第２表面としての下面２０と、第２裏面としての上面２１とを表裏に有する。
【００２１】
図１〜図３に示すように、ガセット４は、クロスメンバ３の左右の端部と左右のサイドメンバ２とを結合するために、クロスメンバ３の左右の端部にそれぞれ配置され固定される。左右のガセット４は、全て同一形状のアルミ材であり、各ガセット４は、上下のガセット横板部２３とガセット縦板部２４とを一体的に有する。
【００２２】
ガセット横板部２３は、全体が上下方向と略直交する平板状であり、車幅方向内側のガセット側取付板部（第１取付板部）２５と車幅方向外側の延長板部２６とを一体的に有する。ガセット側取付板部２５は、クロスメンバ３の上下のクロスメンバ側取付板部１７に、摩擦攪拌接合によって溶着されて固定される。ガセット横板部２３は、車幅方向外側に向かってクロスメンバ３の前方及び後方へ拡がる略台形状であり、延長板部２６は、ガセット側取付板部２５から車幅方向外側に延びる。
【００２３】
上側のガセット側取付板部２５は、第１表面としての上面２７と、第２裏面としての下面２８とを表裏に有する（図２参照）。同様に、下側のガセット側取付板部２５は、第２表面としての下面２９と、第２裏面としての上面３０とを表裏に有する（図２参照）。
【００２４】
上下のガセット側取付板部２５には、車幅方向外側に凹む切欠き状の接合凹部３１がそれぞれ形成される。接合凹部３１は、クロスメンバ側取付板部１７の外縁形状に合わせた矩形溝状であり、クロスメンバ側取付板部１７の外縁よりも僅かに大きい寸法形状に設定される。
【００２５】
上側の接合凹部３１には上側（上板部１５）のクロスメンバ側取付板部１７が侵入し、下側の接合凹部３１には下側（下板部１６）のクロスメンバ側取付板部１７が侵入する。接合凹部３１にクロスメンバ側取付板部１７が侵入した組合せ状態で、クロスメンバ側取付板部１７の外側面３２は、接合凹部３１の内側面３４と対向して近接又は接触する（図２参照）。また、上側のクロスメンバ側取付板部１７の上面１８及び下面１９は、上側のガセット側取付板部２５の上面２７及び下面２８とそれぞれ略同一面に配置され、下側のクロスメンバ側取付板部１７の下面２０及び上面２１は、下側のガセット側取付板部２５の下面２９及び上面３０とそれぞれ略同一面に配置される（図２参照）。すなわち、上側及び下側の各々において、クロスメンバ側取付板部１７の板厚とガセット側取付板部２５の板厚とは略等しく形成される。
【００２６】
上記組合せ状態において、上側の接合凹部３１の内側面３４と上側のガセット側取付板部２５の外側面３２とは、上側のガセット側取付板部２５の上面２７と上側のクロスメンバ側取付板部１７の上面１８との境界３５に沿った表面側からの摩擦攪拌接合によって線状に接合されるとともに、上側のガセット側取付板部２５の下面２８と上側のクロスメンバ側取付板部１７の下面１９との境界３６に沿った裏面側からの摩擦攪拌接合によって線状に接合される。また、下側の接合凹部３１の内側面３４と下側のガセット側取付板部２５の外側面３２とは、下側のガセット側取付板部２５の下面２９と下側のクロスメンバ側取付板部１７の下面２０との境界３７に沿った表面側からの摩擦攪拌接合によって線状に接合されるとともに、下側のガセット側取付板部２５の上面３０と下側のクロスメンバ側取付板部１７の上面２１との境界３８に沿った裏面側からの摩擦攪拌接合によって線状に接合される。
【００２７】
摩擦攪拌接合では、接合ツール５０を境界３５〜３８の端部に押付けた後、接合ツール５０を押付けたまま境界３５に沿って移動させる（接合範囲を図３に×印で示す）。
【００２８】
ガセット縦板部２４は、上下のガセット横板部２３の車幅方向外端縁部を連結する。ガセット横板部２３（ガセット側取付板部２５）がクロスメンバ３に固定されたガセット取付状態で、ガセット縦板部２４は、クロスメンバ３の左右の先端よりも車幅方向外側に突出し、ガセット縦板部２４は、サイドメンバ２の上壁部１１と下壁部１２との間に車幅方向内側から挿入されて、サイドメンバ２の縦壁部１０の車幅方向内側面に面接触した状態で縦壁部１０によって結合される。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、上側のガセット側取付板部２５については、ガセット側取付板部２５の上面２７及び下面２８と上側のクロスメンバ側取付板部１７の上面１８及び下面１９との各境界３５，３６に沿った摩擦攪拌接合によって、接合凹部３１の内側面３４とガセット側取付板部２５の外側面３２とを表裏両面から線状に接合し、下側のガセット側取付板部２５については、ガセット側取付板部２５の下面２９及び上面３０と下側のクロスメンバ側取付板部１７の下面２０及び上面２１との各境界３７，３８に沿った摩擦攪拌接合によって、接合凹部３１の内側面３４とガセット側取付板部２５の外側面３２とを表裏両面から線状に接合したので、接合凹部３１（ガセット側取付板部２５）とクロスメンバ側取付板部１７とを広範囲に亘って表裏両側から接合することができ、十分な結合強度を確保することができる。
【００３０】
また、クロスメンバ３の剛性を閉断面形状によって高めることができる。
【００３１】
なお、図４に示すように、図１の左右の各ガセット４をそれぞれ上下のガセット５に分割し（ガセット縦板部２４を上下に分離し）、クロスメンバ３の上下左右の４箇所にそれぞれガセット５を固定してもよい。
【００３２】
また、本発明の結合構造を、クロスメンバとガセットとの結合以外に用いてもよい。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の結合構造は、トラックその他の車両の車体フレームに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  車体フレーム
２  サイドメンバ
３  クロスメンバ（第２部材）
４，５  ガセット（第１部材）
１０  縦壁部
１１  上壁部
１２  下壁部
１３  前板部
１４  後板部
１５  上板部
１６  下板部
１７  上下のクロスメンバ側取付板部（第２取付板部）
１８  上側のクロスメンバ側取付板部の上面（第２表面）
１９  上側のクロスメンバ側取付板部の下面（第２裏面）
２０  下側のクロスメンバ側取付板部の下面（第２表面）
２１  下側のクロスメンバ側取付板部の上面（第２裏面）
２３  ガセット横板部
２４  ガセット縦板部
２５  ガセット側取付板部（第１取付板部）
２６  延長板部
２７  上側のガセット側取付板部の上面（第１表面）
２８  上側のガセット側取付板部の下面（第１裏面）
２９  下側のガセット側取付板部の下面（第１表面）
３０  下側のガセット側取付板部の上面（第１裏面）
３１  接合凹部
３２  クロスメンバ側取付板部の外側面
３４  接合凹部の内側面
３５，３６，３７，３８  境界
５０  接合ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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