JP2002173049A

JP2002173049A - 発泡充填材を有するフレームの成形方法およびその構造

Info

Publication number: JP2002173049A
Application number: JP2000372974A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Fukahori; 貢深堀; Yasuaki Ishida; 恭聡石田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-18
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP3525890B2

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な強度を有するフレームを簡単かつ安価
に製造できるフレームを提供する。【解決手段】側辺部にフランジ部９が設けられた断面
ハット状の第１部材３と、第２部材４との間に形成され
た閉断面１０内に配設されて第１部材３との間に断面コ
字状の空間部１５を形成する中間部材５とを備え、上記
空間部１５の左右に位置する両側辺部の途中まで側端部
がそれぞれ膨出する大きさを備えたシート状の未発泡充
填材を、上記第１部材３の底壁部６の内側面に沿って設
置した状態で、この第１部材３と中間部材５と第２部材
４とを接合した後、上記未発泡充填材を加熱して発泡さ
せることにより、上記断面コ字状の空間部１５の左右に
位置する両側辺部の端末部分１６を除く部分に発泡充填
材１７を充填するフレームの成形方法およびその構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレームを強化す
るための発泡充填材を有するフレームの成形方法および
その構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平７−１１７７１３号
公報に示されるように、孔部を有する閉断面部分のボデ
ィ構成部材をもち、かつ上記閉断面部分内には熱硬化型
発泡部材が発泡充填されるボディと、上記熱硬化型発泡
部材より反応が早い発泡材からなり、上記孔部と上記発
泡した熱硬化型発泡部材との間に位置して、上記孔部の
開口を塞ぐように設けられ、発泡にしたがって上記孔部
とこれに対向する上記熱硬化型発泡部材との間に上記孔
部からの挿入を許す許容領域を形成する軟質発泡部材と
を具備したシートを設けたボディ構造が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように自動車等
のボディに設けられた閉断面部分に孔部から熱硬化型発
泡部材を充填した後、この熱硬化型発泡部材を発泡させ
て上記閉断面部分に充満させるように構成した場合に
は、ボディの重量が顕著に増大するのを防止しつつ、そ
の剛性を効果的に増大させることができるとともに、ボ
ディの振動および騒音の伝達を効果的に抑制することが
できる。

【０００４】しかし、上記熱硬化型発泡部材をボディの
孔部から注入して発泡させるようにした場合には、上記
孔部から発泡部材が外部にはみ出し易く、このはみ出し
た発泡部材を除去しなければならないという問題があ
る。このため、上記公報に記載された従来技術では、上
記熱硬化型発泡部材よりも反応が早い軟質発泡部材によ
って上記孔部を塞ぐようにしているが、この場合には、
構造が複雑になって作業時間が長くなるとともに、製造
コストがアップするという問題がある。

【０００５】また、上記従来技術では、アウタパネルと
インナパネルとによって形成された自動車のセンタピラ
ー等からなるボディの閉断面内の全体に、上記熱硬化型
発泡部材を充満させるように構成されているため、上記
ボディの閉断面が閉塞されて内部に進入した水分の排出
が困難であるとともに、大量の発泡材が必要となって製
造コストがアップするという問題がある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、十分な強度を有するフレームを簡単かつ安価に
製造することができる発泡充填材を有するフレームの製
造方法およびその構造を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
側辺部にフランジ部が設けられた断面ハット状の第１部
材と、この第１部材に接合されて第１部材との間に閉断
面を形成する第２部材と、上記閉断面内に配設されて第
１部材との間に断面コ字状の空間部を形成する中間部材
とを備えたフレームの成形方法であって、加熱されるこ
とにより発泡して上記断面コ字状の空間部の左右に位置
する側辺部の途中まで側端部がそれぞれ膨出する大きさ
を備えたシート状の未発泡充填材を、上記第１部材を構
成する底壁部の内側面に沿って設置した状態で、この第
１部材と中間部材と第２部材とを接合して上記フレーム
を形成した後、上記未発泡充填材を加熱して発泡させる
ことにより、上記断面コ字状の空間部の左右に位置する
両側辺部の端末部分を除く部分に発泡充填材を充填する
ものである。

【０００８】上記構成によれば、第１部材を構成する底
壁部の内側面に沿って設置されたシート状の未発泡充填
材が加熱されて発泡することにより、上記第１部材と中
間部材との間に形成された断面コ字状の空間部の左右に
位置する両側辺部の端末部分を除く部分に、発泡充填材
が充填されて強度が充分に確保されるとともに、上記側
辺部の端末部分がフレーム内に進入した水分の排水部と
なるフレームが成形されることになる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の発泡充填材を有するフレームの成形方法において、自
動車のルーフレールおよびピラーにより略Ｔ字状に形成
されたフレームのアウタパネルからなる第１部材と、レ
インフォースメントからなる中間部材とによって断面コ
字状の空間部を形成し、かつ上記ルーフレール内に設置
される水平部と、上記ピラー内に設置される鉛直部とに
よって略Ｔ字状に形成されたシート状の未発泡充填材を
上記空間部内に配設するものである。

【００１０】上記構成によれば、自動車のルーフレール
およびピラーのアウタパネルからなる第１部材の底壁部
の内側面に沿って設置されたシート状の未発泡充填材が
加熱されて発泡することにより、アウタパネルとレイン
フォースメントとの間に形成された断面コ字状の空間部
の左右に位置する両側辺部の端末部分を除く部分に発泡
充填材が充填され、連結部の強度が充分に確保される略
Ｔ字状のフレームが成形されることになる。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載の発泡充填材を有するフレームの成形方法にお
いて、シート状の未発泡充填材を、第１部材の内側面に
沿って設置した状態で、この第１部材と中間部材と第２
部材とを溶接することにより車体フレームを形成した
後、このフレームを塗装乾燥工程に搬送し、塗装時の乾
燥熱により上記未発泡充填材を加熱して発泡させるもの
である。

【００１２】上記構成によれば、第１部材の底壁部の内
側面に沿って設置されたシート状の未発泡充填材が塗装
の乾燥熱によって加熱されることにより、上記第１部材
と中間部材との間に形成された断面コ字状の空間部の左
右に位置する両側辺部の端末部分を除く部分に、発泡充
填材が充填された車体フレームが成形されることにな
る。

【００１３】請求項４に係る発明は、閉断面を形成する
第１部材と第２部材により形成されるとともに、略Ｔ字
状のフレームを形成するように互いに連結された第１フ
レームと第２フレームとを有するフレームの成形方法で
あって、加熱されることにより発泡するシート状の未発
泡充填材を上記閉断面内に設置した状態で、少なくとも
上記第１，第２フレームの連結部近傍に位置する第１部
材と第２部材とをレーザ溶接によって接合した後、上記
発泡充填材を加熱して発泡させることにより、上記閉断
面内に発泡充填材を充填したものである。

【００１４】上記構成によれば、互いに交差するように
連結された第１フレームとおよび第２フレームの閉断面
内に上記発泡充填材が配設されるとともに、少なくとも
上記両フレームの連結部近傍に位置する第１部材と第２
部材とがレーザ溶接によって接合されることにより、連
結部の剛性が充分に確保されたフレームが成形されるこ
とになる。

【００１５】請求項５に係る発明は、側辺部にフランジ
部が設けられた断面ハット状の第１部材と、この第１部
材に接合されて第１部材との間に閉断面を形成する第２
部材と、上記閉断面内に配設されて第１部材との間に断
面コ字状の空間部を形成する中間部材と、この断面コ字
状の空間部内に設置される発泡充填材とを備え、上記断
面コ字状の空間部の左右に位置する両側辺部の端末部分
を除く部分に上記発泡充填材を充填したものである。

【００１６】上記構成によれば、上記第１部材と中間部
材との間に形成された断面コ字状の空間部の左右に位置
する両側辺部の端末部分を除く部分に、発泡充填材が充
填されてフレームの強度が充分に確保されるとともに、
上記フレーム内に進入した水分が上記側辺部の端末部分
を通って流動することが許容されることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る発泡充填材
を有するフレーム構造の実施形態を示している。このフ
レーム構造は、自動車のルーパネルの側辺部に沿って前
後方向に延びるルーフレールからなる第１フレーム１
と、この第１フレーム１の略中央部から下方に延びるセ
ンタピラーからなる第２フレーム２とを有し、これらの
第１，第２フレーム１，２が互いに交差するように一体
に連結されることにより、自動車の側面から見て略Ｔ字
状に形成されている。

【００１８】上記第１フレーム１および第２フレーム２
は、図２に示すように、上記ルーフレールおよびセンタ
ピラーのアウタパネルからなる第１部材３と、この第１
部材３に接合されて第１部材３とともに閉断面を形成す
るアウタパネルからなる第２部材４と、第１部材３と第
２部材４との間に配設されるレインフォースメントから
なる中間部材５とを備えている。

【００１９】上記第１部材３は、所定幅の底壁部６およ
び左右一対の側壁部７からなる断面コ字状の本体部８
と、上記両側壁部７の端部からそれぞれ外方に向けて突
設された所定幅のフランジ部９とにより断面ハット状に
形成されている。そして、上記第１部材３のフランジ部
９に、略平板状に形成された第２部材４の側辺部が接合
されることにより、上記第１部材３の本体部８と、第２
部材４とにより閉断面１０が形成されるようになってい
る。

【００２０】また、上記中間部材５は、第１部材３と同
様に、所定幅の底壁部１１および左右一対の側壁部１２
からなる断面コ字状の本体部１３と、上記両側壁部１２
の端部からそれぞれ外方に向けて突設された所定幅のフ
ランジ部１４とにより断面ハット状に形成されている。
そして、上記中間部材５のフランジ部１４が、第１部材
３のフランジ部９と、第２部材４の側端部との間に配設
された状態で、これらが一体に溶接され、上記第１部材
３の本体部８と、中間部材５の本体部１３とによって断
面コ字状の空間部１５が形成されるようになっている。

【００２１】上記断面コ字状の空間部１５には、その左
右に位置する両側辺部の端末部分１６を除く部分に、例
えば共和産業社製の商品名「ＨＹ−１００」等からなる
発泡樹脂材、つまり５０重量％のエポキシ樹脂と、１５
重量％のポリオレフィン系樹脂と、３０重量％の炭酸カ
ルシウム等の無機繊維充填材と、２重量％の硬化剤と、
３重量％の発泡剤とからなる硬質の発泡充填材１７が充
填されている。

【００２２】上記発泡充填材１７は、図１の破線で示す
ように、ルーフレールからなる第１フレーム１内に配設
される水平部１８と、センタピラーからなる第２フレー
ム２の上部に配設される鉛直部１９とを有するシート状
の未発泡充填材２０を、図３に示すように、上記第１部
材３のコ字状本体部８を構成する底壁部６の内側面に沿
って設置した状態で、上記未発泡充填材２０を加熱して
発泡させることにより、図２に示すように、上記断面コ
字状の空間部１５を構成する左右一対の側辺部の端末部
分１６を除く部分に充填されるように構成されている。

【００２３】すなわち、上記共和産業社製の商品名「Ｈ
Ｙ−１００」からなる発泡樹脂材は、約４倍の発泡倍率
を有しているため、この発泡率と、上記断面コ字状の空
間部１５の容積とに基づいて、上記シート状の未発泡充
填材２０が発泡することにより、その端部が、上記断面
コ字状の空間部１５の左右に位置する両側辺部の途中ま
でそれぞれ膨出するように、上記第１部材３の底壁部６
の内側面に沿って設置されるシート材の未発泡充填材２
０の大きさを予め設定することができる。

【００２４】図４は、上記フレームの成形方法を示す工
程図であり、この成形方法は、上記アウタパネルからな
る第１部材３の底壁部６の内壁面に沿ってシート状の未
発泡充填材２０を設置した状態で、上記第１部材３と中
間部材５とを部分的にスポット溶接する等により仮止め
する工程と、仮止めされた第１部材３および中間部材５
に対して上記第２部材４をスポット溶接する等により上
記フレームを備えた自動車のボディを形成する工程と、
この自動車のボディに電着塗装、中塗り塗装および上塗
り塗装を施して塗装する工程とを有している。

【００２５】そして、上記塗装工程の電着塗装時に、上
記フレームが塗料乾燥炉に導入されることにより、上記
シート状の未発泡充填材２０が１７０℃の温度で約３０
分間に亘り加熱されて発泡する。この結果、図２に示す
ように、上記第１部材３と中間部材５との間に形成され
た断面コ字状の空間部１５の左右に位置する両側辺部の
端末部分１６を除く部分に上記発泡充填材１７が充填さ
れたフレーム構造が得られることになる。

【００２６】上記のように側辺部にそれぞれフランジ部
１４が設けられた断面ハット状の第１部材３と、この第
１部材３に接合されて第１部材３との間に閉断面１０を
形成する第２部材４と、上記閉断面１０内に配設されて
第１部材３との間に断面コ字状の空間部１５を形成する
中間部材５とを備えたフレームの成形方法において、加
熱されることにより発泡して上記断面コ字状の空間部１
５の左右に位置する両側辺部の途中まで側端部がそれぞ
れ膨出する大きさを備えたシート状の未発泡充填材２０
を、上記第１部材３を構成する底壁部６の内側面に沿っ
て設置した状態で、この第１部材３と中間部材５と第２
部材４とを接合して上記フレームを形成した後、上記未
発泡充填材２０を加熱して発泡させることにより、上記
断面コ字状の空間部１５の左右に位置する両側辺部の端
末部分１６を除く部分に発泡充填材１７を充填するよう
に構成したため、十分な強度を有するとともに、排水性
を備えたフレームを簡単かつ安価に製造することができ
る。

【００２７】すなわち、上記のようにセンタピラー等の
アウタパネルからなる第１部材３の断面コ字状の本体部
８と、レインフォースメントからなる中間部材５の断面
コ字状の本体部１３との間に形成された断面コ字状の空
間部１５内に、上記発泡充填材１７を充填したため、上
記フレームに曲げ荷重またはねじり荷重等が作用した場
合においても、上記第１部材３と中間部材５との間隔を
略一定に保持することができる。したがって、上記荷重
に応じてフレームが大きく変形することに起因して上記
第１部材３の本体部８と中間部材５の本体部１３とが接
触するという事態の発生を効果的に防止し、上記中間部
材５を配設することによる補強作用が損なわれるのを抑
制して上記フレームの強度を効向上させることができ
る。

【００２８】また、上記のようにシート状の未発泡充填
材２０を、上記第１部材３の底壁部６の内側面に沿って
設置した状態で、上記未発泡充填材２０を加熱して発泡
させることにより、上記断面コ字状の空間部１５を構成
する左右一対の側辺部の端末部分１６を除く部分に発泡
充填材１７を充填するようにしたため、フレームに形成
された孔部から未発泡充填剤を注入した場合のように、
この未発泡充填剤の発泡時に、上記孔部から発泡充填剤
がはみ出す等の問題を生じることなく、簡単な構成で、
上記空間部１５の必要個所に発泡充填材１７を充填する
ことができる。しかも、上記未発泡充填材２０の幅寸法
を第１部材３の底壁部６の幅寸法よりも小さな値に設定
することにより、上記未発泡充填材２０を上記底壁部６
に沿って設置する場合の位置管理が容易であり、未発泡
充填材２０の製造時における寸法精度を正確に管理する
ことなく、その設置位置を自然に修正できる等の利点が
ある。

【００２９】さらに、上記未発泡充填材２０の発泡に応
じて、側端部が上記断面コ字状の空間部１５の左右に位
置する両側辺部の途中までそれぞれ膨出するように、発
泡倍率および上記空間部１５の容積に応じて上記未発泡
充填材２０の大きさを予め設定することにより、上記空
間部１５の全体に発泡充填材を充填した場合のように、
上記第１部材３と中間部材５との接合部等から発泡充填
材がはみ出す等の問題を生じることなく、上記空間部１
５の必要個所に発泡充填材１７を充填することができ
る。しかも、上記断面コ字状の空間部１５の左右に位置
する両側辺部の端末部分１６、つまり上記発泡充填材１
７の未充填部分を、上記空間部１５内に進入した水分の
流動路として利用することができるため、この水分を効
果的に排出することが可能であるという利点がある。

【００３０】また、上記実施形態に示すように、自動車
のルーフレールからなる第１フレーム１と、センタピラ
ーからなる第２フレーム２とにより略Ｔ字状に形成され
たフレームのアウタパネルからなる第１部材３と、レイ
ンフォースメントからなる中間部材５とによって断面コ
字状の空間部１５を形成し、かつ上記第１フレーム１内
に設置される水平部１８と、上記第２フレーム２内に設
置される鉛直部１９とにより略Ｔ字状に形成されたシー
ト状の未発泡充填材２０を上記空間部１５内に配設する
ように構成した場合には、特別な係止手段を設けること
なく、上記未発泡充填材２０を吊下した状態で安定して
保持しつつ、このシート状の未発泡充填材２０と、上記
第１部材３および中間部材５の壁面との間に隙間を形成
することができるため、上記フレームの電着塗装時に、
上記隙間を介してフレームの各部に電着液を行き渡らせ
ることができるという利点がある。

【００３１】そして、上記シート状の未発泡充填材２０
を加熱して発泡させることにより、略Ｔ字状に形成され
た上記フレームに設けられた断面コ字状の空間部１５の
左右に位置する両側辺部の端末部分１６を除く部分に、
上記発泡充填材１７を充填することができる。したがっ
て、上記第１フレーム１と第２フレーム２との連結部の
強度を充分に確保することができ、自動車の側突時等に
大きな荷重が作用した場合においても、上記連結部が変
形するのを効果的に防止することができる。

【００３２】また、上記実施形態では、シート状の未発
泡充填材２０を、第１部材３の内側面に沿って設置した
状態で、この第１部材３と中間部材５と第２部材４とを
溶接することにより車体フレームを形成した後、このフ
レームを塗装乾燥工程に搬送し、塗装時の乾燥熱、つま
りフレームに付着した電着液を乾燥させるための乾燥熱
等によって上記未発泡充填材２０を約１７０℃の温度で
３０分程度に亘り加熱することにより、特別な加熱工程
を設けることなく、上記第１部材３の内側面に沿って設
置されたシート状の未発泡充填材２０を確実に発泡させ
ることができる。したがって、上記第１部材３と中間部
材５との間に形成された断面コ字状の空間部１５の左右
に位置する両側辺部の端末部分１６を除く部分に、発泡
充填材１７を容易かつ確実に充填することができる。

【００３３】上記のようにして成形されたフレームの剛
性を確認するために行った実験例について以下に説明す
る。すなわち、１．０ｍｍの板厚を有する軟鋼板（ＳＰ
ＣＮ１）により図５（ａ）に示すように、断面の形状お
よび大きさが設定されるとともに、図６（ａ）に示すよ
うに、全長が設定された第１フレーム１および第２フレ
ーム２によりＴ字状に形成されたフレームからなるテス
トピースＴ１〜Ｔ４をそれぞれ形成し、各テストピース
Ｔ１〜Ｔ４には、図６（ｂ）に示すように、全長が設定
された中間部材５を配設した。なお、図６（ａ）におい
て、２１は、第１フレーム１の側端部を試験機の支持部
に保持させるための保持プレートであり、２２は、第２
フレーム２の端部を覆う端板である。

【００３４】また、図５（ａ）に示すテストピースＴ１
は、第１部材３と中間部材５との間に形成された断面コ
字状の空間部１５の略全域に、共和産業社製の商品名
「ＨＹ−１００」からなる発泡充填材１７が充填された
本発明例を示している。また、図５（ｂ）に示すテスト
ピースＴ２は、上記中間部材５と第２部材４との間に形
成された閉断面内に上記発泡充填材１７が充填された比
較例を示し、図５（ｃ）に示すテストピースＴ３は、上
記断面コ字状の空間部の両側辺部を除く中央部分のみに
上記発泡充填材１７が充填された比較例を示し、図５
（ｄ）に示すテストピースＴ４は、上記発泡充填材１７
が充填されていない比較例を示している。なお、図５
（ｂ）〜（ｄ）に示すテストピースＴ２〜Ｔ４の断面形
状および大きさは、図５（ａ）に示すテストピースＴ１
と同一に設定されている。

【００３５】そして、図７に示すように、上記各テスト
ピースＴ１〜Ｔ４の第１フレーム１の側端部を支持した
状態で、その支持中心から０．４３ｍの位置にある第２
フレーム２の端部に一定の荷重Ｗを作用させ、その変位
量δを測定した後、この変位量δに基づいて上記各テス
トピースＴ１〜Ｔ４のせん断ひずみｔａｎθ（＝δ／
０．４３）と、そのラジアン角θ′（＝θ×π／０．４
３）とを算出するとともに、これらの値に基づいて、上
記各テストピースＴ１〜Ｔ４の剛性（＝Ｗ×０．４３／
θ′（Ｎｍ／ｒａｄ））を算出したところ、図８に示す
ようなデータが得られた。

【００３６】上記データから、本発明に係るテストピー
スＴ１では、その剛性が２．９７Ｅ×１０⁴（Ｎｍ／ｒ
ａｄ）となり、上記発泡充填剤１７が充填されていない
比較例に係るテストピースＴ４の剛性（１．５３Ｅ×１
０⁴（Ｎｍ／ｒａｄ））に比べて、剛性が約２倍に向上
したことが確認された。これに対して上記中間部材５と
第２部材４との間に形成された閉断面内に上記発泡充填
材１７が充填された比較例に係るテストピースＴ２およ
び上記発泡充填材１７が断面コ字状の空間部の中央部分
にのみ充填された比較例に係るテストピースＴ３では、
その剛性がそれぞれ２．３０Ｅ×１０⁴（Ｎｍ／ｒａ
ｄ），２．２７Ｅ×１０⁴（Ｎｍ／ｒａｄ）となり、上
記発泡充填剤１７が充填されていない比較例に係るテス
トピースＴ４に比べて、剛性がそれ程向上していないこ
とが確認された。

【００３７】なお、上記実施形態では、発泡充填材１７
として共和産業社製の商品名「ＨＹ−１００」を使用し
た例について説明したが、これに限られず、例えばイイ
ダ産業株式会社製の商品名「オロテックス８１５」また
はヘンケル社製の商品名「テロコア１０１０Ａ」等から
なる種々の発泡充填材を使用可能である。

【００３８】また、本発明に係るフレームの成形方法お
よびその構造は、上記ルーフレールとセンターピラーと
の連結部に限られず、ルールレールとフロントピラーと
の連結部、センターピラーとサイドシルとの連結部また
はセンターピラーの中間部等の各部に適用可能である。

【００３９】次に、上記フレームをスポット溶接で成形
した場合と、レーザ溶接により形成した場合とにおいて
フレームの剛性を比較するために行った実験例について
説明する。すなわち、アウタパネルからなる第１部材３
とインナパネルからなる第２部材４が、１．０ｍｍの板
厚を有する軟鋼板（ＳＰＣＮ１）により、図９に示す大
きさおよび形状に形成されるとともに、上記第１部材３
と第２部材４とによって形成された閉断面内に、共和産
業社製の商品名「ＨＹ−１００」からなる発泡充填材１
７が充填されたテストピースＲ１〜Ｒ３を形成した。

【００４０】図１０（ａ）に示す第１テストピースＲ１
は、斜線で示すように、Ｔ字状に形成された第１フレー
ム１と第２フレーム２とからなるフレームの全体をレー
ザ溶接し、図１０（ｂ）に示す第２テストピースＲ２
は、第１フレーム１と第２フレーム２との連結部を、斜
線で示す約４０ｍｍの範囲に亘ってレーザ溶接するとと
もに、他の部分を４０ｍｍ〜５０ｍｍのピッチでスポッ
ト溶接し、かつ第３テストピースは、フレームの全体を
４０ｍｍ〜５０ｍｍのピッチでスポット溶接したものを
使用した。

【００４１】なお、上記スポット溶接は、ルーフレール
の上辺部に対応する第１フレーム１の一側辺部１ａの溶
接ピッチを５０ｍｍに設定し、ルーフレールの下辺部に
対応する第１フレーム１の他側辺部の前方側部分１ｂお
よびセンタピラーのフロント側の側辺辺部に対応する第
２フレーム２の一側辺部２ａの溶接ピッチをそれぞれ４
５ｍｍに設定し、かつルーフレールの下辺部に対応する
第１フレーム１の他側辺部の後方側部分１ｃおよびセン
タピラーのリヤ側の側辺部に対応する第２フレーム２の
他側辺部２ｂの溶接ピッチをそれぞれ４０ｍｍに設定し
た。

【００４２】そして、図７に示す実験装置を使用して測
定した上記第１〜第３テストピースＲ１〜Ｒ３の変位量
δに基づき、各テストピースＲ１〜Ｒ３の剛性（＝Ｗ×
０．４３／θ′（Ｎｍ／ｒａｄ））を算出したところ、
図１１に示すようなデータが得られた。このデータか
ら、上記フレームをレーザ溶接した場合には、スポット
溶接した場合に比べて優れた剛性が得られることが確認
された。また、上記フレームの全体をレーザ溶接した場
合と、上記第１フレーム１と第２フレーム２との連結部
のみをレーザ溶接した場合とでは、その剛性の差がわず
かであり、図１０（ｂ）に示すように、少なくとも上記
第１フレーム１と第２フレーム２との連結部近傍をレー
ザ溶接することにより、優れた剛性が得られることが確
認された。

【００４３】なお、上記実験例では、アウタパネルから
なる第１部材３とインナパネルからなる第２部材４によ
りフレームを形成した例について説明したが、図１に示
すように、第１部材３と第２部材４との間に中間部材５
を配設するとともに、この中間部材５と第２部材４との
間に形成された断面コ字状の空間部１５内に上記発泡充
填材１７が充填されたフレームにおいて、少なくとも上
記第１フレーム１と第２フレーム２との連結部近傍をレ
ーザ溶接した構造とした場合においても、同様の効果が
得られる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、側辺部
にフランジ部が設けられた断面ハット状の第１部材と、
この第１部材に接合されて第１部材との間に閉断面を形
成する第２部材と、上記閉断面内に配設されて第１部材
との間に断面コ字状の空間部を形成する中間部材とを備
えたフレームの成形方法であって、加熱されることによ
り発泡して上記断面コ字状の空間部の左右に位置する両
側辺部の途中まで側端部がそれぞれ膨出する大きさを備
えたシート状の未発泡充填材を、上記第１部材を構成す
る底壁部の内側面に沿って設置した状態で、この第１部
材と中間部材と第２部材とを接合して上記フレームを形
成した後、上記未発泡充填材を加熱して発泡させること
により、上記断面コ字状の空間部の左右に位置する両側
辺部の端末部分を除く部分に発泡充填材を充填するよう
にしたため、十分な強度を有するとともに、排水性を備
えたフレームを簡単かつ安価に製造できるという利点が
ある。

【００４５】また、本発明は、閉断面を形成する第１部
材と第２部材により形成されるとともに、略Ｔ字状のフ
レームを形成するように互いに連結された第１フレーム
と第２フレームとを有するフレームの成形方法であっ
て、加熱されることにより発泡するシート状の未発泡充
填材を上記閉断面内に設置した状態で、少なくとも上記
第１，第２フレームの連結部近傍に位置する第１部材と
第２部材とをレーザ溶接によって接合した後、上記発泡
充填材を加熱して発泡させることにより、上記閉断面内
に発泡充填材を充填したため、簡単な構成で上記フレー
ムの剛性を効果的に向上させることができるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフレーム構造の実施形態を示す側
面図である。

【図２】本発明に係るフレーム構造の実施形態を示す断
面図である。

【図３】上記フレームの製造過程を示す断面図である。

【図４】上記フレームの製造工程を示す説明図である。

【図５】実験例に使用したテストピースの形状を示す断
面図である。

【図６】実験例に使用したテストピースの形状を示す説
明図である。

【図７】実験装置の具体例を示す説明図である。

【図８】実験データを示すグラフである。

【図９】実験例に使用したテストピースの形状を示す断
面図である。

【図１０】実験例に使用したテストピースの形状を示す
説明図である。

【図１１】実験データを示すグラフである。

【符号の説明】

１第１フレーム２第２フレーム３第１部材４第２部材５中間部材６底壁部９フランジ部１０閉断面１５空間部１７発泡充填材２０シート状の未発泡充填材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 25/06 Ｂ２９Ｃ 67/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側辺部にフランジ部が設けられた断面ハ
ット状の第１部材と、この第１部材に接合されて第１部
材との間に閉断面を形成する第２部材と、上記閉断面内
に配設されて第１部材との間に断面コ字状の空間部を形
成する中間部材とを備えたフレームの成形方法であっ
て、加熱されることにより発泡して上記断面コ字状の空
間部の左右に位置する両側辺部の途中まで側端部がそれ
ぞれ膨出する大きさを備えたシート状の未発泡充填材
を、上記第１部材を構成する底壁部の内側面に沿って設
置した状態で、この第１部材と中間部材と第２部材とを
接合して上記フレームを形成した後、上記未発泡充填材
を加熱して発泡させることにより、上記断面コ字状の空
間部の左右に位置する両側辺部の端末部分を除く部分に
発泡充填材を充填することを特徴とする発泡充填材を有
するフレームの成形方法。
【請求項２】自動車のルーフレールおよびピラーによ
り略Ｔ字状に形成されたフレームのアウタパネルからな
る第１部材と、レインフォースメントからなる中間部材
とによって断面コ字状の空間部を形成し、かつ上記ルー
フレール内に設置される水平部と、上記ピラー内に設置
される鉛直部とによって略Ｔ字状に形成されたシート状
の未発泡充填材を上記空間部内に配設することを特徴と
する請求項１記載の発泡充填材を有するフレームの成形
方法。
【請求項３】シート状の未発泡充填材を、第１部材の
内側面に沿って設置した状態で、この第１部材と中間部
材と第２部材とを溶接することにより車体フレームを形
成した後、この車体フレームを塗装乾燥工程に搬送し、
塗装の乾燥熱により上記未発泡充填材を加熱して発泡さ
せることを特徴とする請求項１または２記載の発泡充填
材を有するフレームの成形方法。
【請求項４】閉断面を形成する第１部材と第２部材に
より形成されるとともに、略Ｔ字状のフレームを形成す
るように互いに連結された第１フレームと第２フレーム
とを有するフレームの成形方法であって、加熱されるこ
とにより発泡するシート状の未発泡充填材を上記閉断面
内に設置した状態で、少なくとも上記第１，第２フレー
ムの連結部近傍に位置する第１部材と第２部材とをレー
ザ溶接によって接合した後、上記発泡充填材を加熱して
発泡させることにより、上記閉断面内に発泡充填材を充
填したことを特徴とする発泡充填材を有するフレームの
成形方法。
【請求項５】左右両側辺部にフランジ部が設けられた
断面ハット状の第１部材と、この第１部材に接合されて
第１部材との間に閉断面を形成する第２部材と、上記閉
断面内に配設されて第１部材との間に断面コ字状の空間
部を形成する中間部材と、上記断面コ字状の空間部内に
設置される発泡充填材とを備え、上記断面コ字状の空間
部の左右に位置する両側辺部の端末部分を除く部分に上
記発泡充填材を充填したことを特徴とする発泡充填材を
有するフレーム構造。