(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成型された中空閉断面をなし、スポット溶接で別部材がその周壁に結合される車両用フレーム構成材であって、
断面形状が、一方の対角が鋭角をなし他方の対角が鈍角をなす略平行四辺形であり、かつ鋭角の対角同士間がリブで結ばれることを特徴とする車両用フレーム構成材。
【請求項２】
周壁とリブとが交わる部分の外面に長手方向の溝を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構成材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成型された中空閉断面をなし、スポット溶接で別部材がその周壁に結合される車両用フレーム構成材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車体の軽量化をより一層推進しようとする要望に応えるべく、アルミニウム合金材で構成された車体構造を実用に供する機運が高まっている。
【０００３】
しかしながら、スポット溶接を多用する鋼板のモノコック構造を踏襲してアルミニウム合金材で高剛性の車体を製造することは、アルミニウム材のスポット溶接が比較的困難なせいもあり、製造コストの高騰が避けられなかった。そこで、押出成型された閉断面の中空材の溶接構造からなるスペースフレーム形式の車体フレームとすることが考えられた（特開平９−８６４３６号公報など参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、薄板材で形成した例えばワイヤーハーネスの結束バンドなどの取付ブラケットを、中空材のフレームの適所に固着したい場合があるが、これに比較的生産性の高いスポット溶接法を適用しようとすると、スポット溶接機の電極チップの圧接力にフレームが耐えられずに、不規則な変形を生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、スポット溶接機の加圧力で変形することのない剛性を、軽量化を阻害せずに閉断面形状の押出材に与えることができるように改良された車両用フレーム構成材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、押出成型された中空閉断面をなし、スポット溶接で別部材（ブラケット３）がその周壁に結合される車両用フレーム構成材１を、断面形状が、一方の対角Ａ１・Ａ２が鋭角をなし他方の対角Ａ３・Ａ４が鈍角をなす略平行四辺形であり、かつ鋭角の対角同士間がリブ２で結ばれることを特徴とするものとした。
【０００７】
これによれば、スポット溶接機の加圧力が作用すると、鋭角側の角度がより小さくなる方向に潰れる傾向となるように変形の態様をコントロールできる。そしてこの鋭角側の対角同士間に設けられたリブに作用する引っ張り応力で変形に対抗することができる。
【０００８】
特に、周壁（前壁６Ｆ並びに下壁６Ｌ）とリブとが交わる部分の外面に長手方向の溝１２を形成するものとすれば、リブの付け根の周辺部の肉厚は必然的に大きくなるので、部材の取付方向判別用の溝をその部分に設けても、強度低下への影響が小さくて済む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された一実施の形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に基づき構成された車両用フレーム構成材を示している。このフレーム構成材１は、アルミニウム合金材で押出成型された平行四辺形の中空閉断面をなしており、鋭角の対角Ａ１・Ａ２同士間を結ぶリブ２が設けられている。
【００１１】
このフレーム構成材１の周壁の適宜な位置には、例えばワイヤーハーネスを結束するクリップなどを止め付けるための薄板材でプレス成型されたブラケット３が、スポット溶接で結合される。
【００１２】
さて、アルミニウム材にスポット溶接を行う場合、比較的大きな加圧力を要する。そのため、スポット溶接で別部材を溶接可能なように中空材を構成すると、その加圧力で変形しないだけの高い剛性を付与する都合上、重量低減効率が低下しがちである。
【００１３】
そこで本発明においては、対角に位置する内角同士が互いに異なる角度となる平行四辺形の断面形状とすることにより、互いに対向する壁に対してスポット溶接機の電極４を直角に押し当てた時に、鋭角側の対角Ａ１・Ａ２の内角がより小さくなる方向に潰れるように中空材の変形の態様をコントロールすると共に、鋭角側の対角Ａ１・Ａ２同士間を繋ぐリブ２を設けることにより、リブ２に作用する引っ張り応力でスポット溶接時の加圧力に対抗するものとしている（図２参照）。
【００１４】
もしもこの反対に鈍角側の対角Ａ３・Ａ４間にリブを設けるものとすると、座屈応力で変形を阻止しなければならなくなるので、リブの板厚をより大きくしなければならない。
【００１５】
図３は、ステアリングシャフト５を支持するためのハンガーパイプ６に本発明によるフレーム構成材を適用した様子を示している。このハンガーパイプ６には、右サイドボディの内面にボルト止めするための右フランジ部材７がその右端に、前記のワイヤーハーネス結束クリップ用ブラケット３がその上壁６Ｕ（及び前壁）に、ステアリングシャフト５を支持するための一対のステアリングハンガ８がその後壁６Ｒ（車室側）に、ブレーキペダル（図示せず）の上端を支持するためのペダルブラケット９がその前壁（エンジンルーム側）に、図示されていない別のパイプ部材を介してフロア及び左サイドボディに連結するための左フランジ部材１０がその左端（車体中央側）に、それぞれ溶接付けされている。またハンガーパイプ６の左端側は、板金構造のステー１１を介してダッシュボードアッパ（図示せず）に連結されている。
【００１６】
上記の左右両フランジ部材７・１０、ステアリングハンガ８、並びにペダルブラケット９の各部材は、それぞれ押出成型材を軸線に直交する面で切断したものからなっている。
【００１７】
右フランジ部材７とハンガーパイプ６の右端とは、互いに嵌合しているが、嵌合の向きを誤らないようにするために、ハンガーパイプ６の前壁６Ｆには軸線方向の溝１２が凹設されている。そして右フランジ部材７の嵌合孔１３の内面に形成された突条１４にこの溝１２を対応させることにより、右フランジ部材７とハンガーパイプ６との間の取付方向と位置とが規定されるようになっている（図４参照）。なお、この溝１２は、ハンガーパイプ６の前壁６Ｆ、下壁６Ｌ、及びリブ２が互いに交わる部分の近傍に設けられているが、周壁とリブ２とが交わる部分は必然的に肉厚が大きくなるので、この部分の近傍に長手方向の溝１２を形成するものとすれば、特別な補強措置を施さずに強度低下を最低限に抑えることができる。
【００１８】
一対のステアリングハンガ８は、図５に示すように、軸線に直交する断面の形状が概ね二等辺三角形をなす主部１５と、当該二等辺三角形の底辺部１５Ａの一端末から底辺部１５Ａと概ね直交する方向へ延出された第１延出片１６と、下側の斜辺部１５Ｂから真っ直ぐに延出された第２延出片１７とを備えており、下側の斜辺部１５Ｂが延在する面に斜め下向きのスタッドボルト１８が２本固着されている。そしてこのスタッドボルト１８を介してステアリングシャフト５がステアリングハンガ８に固定されるようになっている。
【００１９】
ここでステアリングハンガ８の底辺部１５Ａと第１延出片１６とのなす内角は、鋭角とされている。他方、この部分が対応するハンガーパイプ６の後壁６Ｒと下壁６Ｌとのなす内角は鈍角とされている。従って、ステアリングハンガ８の底辺部１５Ａが延在する面をハンガーパイプ６の後壁６Ｒに密接させると、第１延出部１６の上面とハンガーパイプ６の下壁６Ｌとの対向面には三角形の隙間Ｇが開き、第１延出部１６はその遊端のみがハンガーパイプ６の下壁６Ｌに当接することになる。これにより、ステアリングハンガ８に於ける底辺部１５Ａの延在面をハンガーパイプ６の後壁６Ｒに密接させた上で、第１延出片１６の遊端をハンガーパイプ６の下壁６Ｌに当接させ、これらを溶接付けできる。
【００２０】
これを両者の内角を等しくすると、もしもハンガーパイプ６が変形した場合に、第１延出片１６の遊端がハンガーパイプ６の下壁６Ｌに当接できなくなることがあり、溶接長が十分にとれなくなることがあり得る。それがこのようにすれば、よしんば誤差（製造誤差を含む）があったとしても、それを吸収し、十分な溶接長を確保することが可能となる。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、ハンガーパイプ６の前壁６Ｆに斜め上方を向く傾斜を与えるものとしたが、これにより、ハンガーパイプ６の前壁６Ｆ側には、上側が広くなる三角形の空隙が形成されるので、この部分にワイヤーハーネス（図示せず）を延設するものとすれば、ワイヤーハーネスの取付スペースの節約になる。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、平行四辺形の対角線上に設けたリブに対し、抗力としては圧縮よりも大きな引っ張りが作用するように、スポット溶接機の加圧力が作用した際の応力分布をコントロールすることができる。従って、周壁並びにリブの厚さを最小限に抑えた上で、スポット溶接時の変形抑制効果を高めることができる。
【００２３】
特に、周壁とリブとが交わる部分の外面に長手方向の溝を形成するものとすれば、強度低下に対する特別な防止措置を施さずに取付方向判別用あるいは位置決め用の溝を設けることができる。
【００２４】
即ち本発明により、スポット溶接機の加圧力で変形することのない強度を、軽量化を阻害せずに閉断面形状の押出材に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車体構成材の一部を示す斜視図
【図２】車体構成材にスポット溶接機を接触させた状態を示す側面図
【図３】本発明による車体構成材が適用されたステアリングシャフトの支持部を示す斜視図
【図４】ハンガーパイプとフランジ部材との結合部の側面図
【図５】パイプパイプとステアリングハンガとの結合部の側面図
【符号の説明】
１  フレーム構成材
２  リブ
３  ブラケット
１２  溝
【図１】
0003853112.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003853112.tif 000005
【図５】
0003853112.tif 000006