JP2003112260A - フレーム構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレームの強度及び／又は剛性の向上を図る
に際して、大幅な重量増加を招くことなく安定した効果
を得ることができ、また、汎用性のある手段を利用で
き、適用範囲に過度な制限も受けることがない、フレー
ム構造およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 所定厚さの板材により形成されたフレー
ムＡ１の構造において、フレームの内面及び／又は外面
に、少なくとも全体として当該フレームへの荷重入力方
向に沿った肉盛り溶接ビード部Ｄｗが形成されているこ
とを特徴とし、また、この肉盛り溶接ビードは、フレー
ムの稜線部Ｅに沿って形成されていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、所定厚さの板材
により形成されたフレームの構造およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両においては、燃費
性能および車両衝突時の安全性のより一層の向上に対す
る要求の高まりに伴って、車両の軽量化と高強度化の両
立が、従来にも増して強く要望されている。そして、か
かる要望に対して種々の手法・対策が検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】その一つとして、いわ
ゆる高張力鋼板の車体フレームへの適用があり、実車へ
の採用が増加しつつある。この高張力鋼板を車体フレー
ムに適用することにより、比較的薄肉構造で衝突時のエ
ネルギ吸収性を高めることができるのであるが、その一
方で、フレームの剛性を確保する必要があるので、余り
板厚を薄くすることはできない。材料自体の高剛性化
は、現状では実用化が難しく、やはりフレーム断面の拡
大に依らざるをえないのが実情である。すなわち、車体
の軽量化と高強度化及び高剛性化の３者をバランス良く
実現することは、なかなかに難しいという問題がある。

【０００４】また、板厚の増加や補強部材の追加などに
よる大幅な重量増加を招くことなく、強度および剛性を
高め得る方法として、溶射法あるいはメッキ法などによ
り材料を部分的に改質する方法も考えられているが、溶
射層の厚さやメッキ厚の確保などについて安定した品質
を確保することが実際には難しく、また、複雑形状の部
品や大型の部品には適用し難いなど、適用範囲にも制限
があり、実用性に欠けるという難点がある。

【０００５】尚、部材表面に他の材料層を形成するもの
として、フレームの強度・剛性の向上に関するものでは
ないが、例えば実開平６−６５６２３号公報には、軸受
の保持器付きころについて、ポケットの一部に凹部を形
成してこれをオイル溝として作用させ、かかる凹部を設
けたことによる肉抜き分相当の肉盛りを施して、剛性の
確保を図るようにした構成が開示されている。また、特
開平７−９１３５号公報には、パネル部材端部どうしの
重合部分に肉盛り溶接を行う際におけるパネル材の変形
の抑制を図る構成が開示されている。

【０００６】更に、高周波焼き入れ等の熱処理技術を適
用して材料を部分的に高強度化する方法も検討されてい
るが、部品の種類が異なる毎に焼き入れコイルを用意し
なければならないなど、設備に汎用性がなく部品毎に新
たな装置が必要とされる上、部品形状によってはこれに
適合した焼き入れコイルを製作することが困難な場合も
あり、やはり実用的ではない。尚、加熱源にレーザ光を
用いることも提案されているが、加熱範囲が狭いので、
加工時間が長く掛かる上、十分な効果を得ることも難し
い。また、このような熱処理技術を適用して材料の高強
度化を図るものにあっては、剛性向上の効果は全く期待
することはできないという問題もある。

【０００７】この発明は、上記従来の技術的課題に鑑み
てなされたもので、フレームの強度及び／又は剛性の向
上を図るに際して、大幅な重量増加を招くことなく安定
した効果を得ることができ、また、汎用性のある手段を
利用でき、適用範囲に過度な制限も受けることがない、
フレーム構造およびその製造方法を提供することを主要
な目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本願請求項１
の発明(以下、第１の発明という)に係るフレーム構造
は、所定厚さの板材により形成されたフレームの構造で
あって、フレームの内面及び／又は外面に、少なくとも
全体として当該フレームへの荷重入力方向に沿った肉盛
り溶接ビード部が形成されていることを特徴としたもの
である。

【０００９】また、本願請求項２に係る発明(以下、第
２の発明という)は、上記第１の発明において、上記肉
盛り溶接ビード部はフレームの稜線部に沿って形成され
ていることを特徴としたものである。

【００１０】更に、本願請求項３に係る発明(以下、第
３の発明という)は、上記第１又は第２の発明におい
て、上記フレームの荷重入力による変形が想定される所
定部位には、変形により加工硬化を生じ得る溶接材料か
らなる肉盛り溶接ビード部が形成されていることを特徴
としたものである。

【００１１】また、更に、本願請求項４に係る発明(以
下、第４の発明という)は、上記第１〜第３の発明の何
れか一において、上記フレームの荷重入力による変形が
想定される所定部位よりも荷重入力点から遠い側には、
所定部位よりも荷重入力点から近い側に比して、剛性が
高い材料からなる肉盛り溶接ビード部が形成されている
ことを特徴としたものである。

【００１２】また、更に、本願請求項５に係る発明(以
下、第５の発明という)は、上記第１〜第４の発明の何
れか一において、上記フレームは車両の車体の構造部材
であることを特徴としたものである。

【００１３】また、本願請求項６の発明(以下、第６の
発明という)に係るフレームの製造方法は、所定厚さの
板材により形成されたフレームの製造方法であって、上
記フレームは車両の車体の構造部材であり、該フレーム
の基本形状を形成した後、当該フレームの内面及び／又
は外面に、少なくとも全体として当該フレームへの荷重
入力方向に沿って肉盛り溶接ビード部を形成することを
特徴としたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本
発明を自動車等の車両のフロントフレームに適用した例
を示している。このフロントフレームＳは、車体を構成
するフレーム部材の中でも、車両の衝突安全性及び操安
性確保の観点から重要なフレーム部材であり、一定以上
の強度，剛性が求められる。すなわち、フロントフレー
ムＳには、衝突安全性については、車両正面からの衝突
による衝撃エネルギを効果的に吸収しつつ、乗員空間を
確保することが求められる。このエネルギ吸収は、一般
に、フロントフレームＳの先端（図１における左端）か
らフロントサスタワー取付部Ｃｔまでのフロントフレー
ムの圧縮変形によってもたらされる。また、フロントフ
レームＳのサスタワー以降の部分については、乗員空間
確保のために高い強度及び剛性が要求される。

【００１５】図１から良く分かるように、上記フロント
フレームＳは、所定厚さの鋼板素材を断面ハット状にプ
レス加工して得られたフレームインナＳｍと、所定厚さ
のフラットな鋼板部材でなるフレームアウタＳｐとを基
本的な構成要素とし、具体的には図示しなかったが、実
際には、これらの間に必要なレインフォースメントを組
み付けた上で、フレームインナＳｍのフランジ部Ｓｆを
フレームアウタＳｐに当接させて組み合わせ、このフラ
ンジ部Ｓｆをスポット溶接で接合することにより組み立
てられる。

【００１６】このフロントフレームＳの強度及び／又は
剛性の向上を図るために、本発明を適用する場合、フレ
ーム組立前に、フレームインナＳｍ単体の状態で肉盛り
溶接が施される。すなわち、図２に示すように、フレー
ムインナＳｍをその内側が上方を向く姿勢で溶接冶具
（不図示）に固定し、付与すべき強度及び／又は剛性に
応じて選定された所定の溶接材を用いて、例えばロボッ
トハンド（不図示）の先端に保持された溶接トーチТｗ
により所定の溶接条件で肉盛り溶接を施す。図２の例で
は、フレームインナＳｍの稜線Ｅ（図１参照）に沿って
その内面部分に（つまり、内側隅部に沿って）溶接ビー
ド部Ｄｗが形成されている。

【００１７】このフロントフレームＳの場合、衝突時に
は主としてその長手方向に荷重が入力されるので、その
荷重入力方向に沿った肉盛り溶接ビード部Ｄｗが形成さ
れることにより、想定される荷重入力に対してフレーム
Ｓの強度及び／又は剛性を向上させることができる。特
に、上記肉盛り溶接ビード部ＤｗはフレームＳの稜線部
Ｅに沿って形成されているので、より効果的で効率良
く、フレームＳの強度及び／又は剛性の向上を図ること
ができる。

【００１８】この場合において、当該フレームＳに求め
られる強度特性及び／又は剛性特性、更には変形特性に
応じて、肉盛り溶接ビードを形成すべき部位を設定し
（従って、部分的な補強も容易であり）、また、好適な
溶接材料を選定することにより、大幅なフレーム重量増
加を招くことなく、当該フレームＳに対して所要の強度
特性及び／又は剛性特性、更には変形特性を付与するこ
とが可能になる。しかも、一般的な溶接設備によって施
工できるので汎用性が高く、また、適用範囲に過度な制
限を受けることもない。

【００１９】また、フレームＳの荷重入力による変形が
想定される所定部位には、変形により加工硬化を生じ得
る溶接材料からなる肉盛り溶接ビード部を形成すること
が好ましい。これにより、荷重に対する負荷能力をより
有効に高めることができ、また、同荷重による衝撃に対
してより高い衝撃吸収性を付与することが可能になる。

【００２０】更に、フレームＳの荷重入力による変形が
想定される所定部位よりも荷重入力点から遠い側（例え
ば、フロントサスタワー取付部Ｃｔよりも後側）には、
所定部位よりも荷重入力点から近い側（例えば、フロン
トサスタワー取付部Ｃｔよりも前側）に比して、剛性が
高い材料からなる肉盛り溶接ビード部を形成することが
好ましい。これにより、上記所定部位よりも荷重入力点
から遠い側（フロントサスタワー取付部Ｃｔよりも後
側）のフレーム部分に対して、より高い剛性を有効に付
与することができる。また、これにより当該フレームＳ
に所要の変形特性、つまり、フロントサスタワー取付部
Ｃｔよりも前側は衝撃吸収性が高くて比較的変形し易
く、後側は剛性が高く変形し難い変形特性を、比較的容
易に付与することができる。

【００２１】尚、図２の例では、フレームインナＳｍに
対して肉盛り溶接ビード部Ｄｗを形成するようにしてい
るが、要求される強度・剛性及び変形特性に応じてフレ
ームアウタＳｐ側に、或いは、インナ及びアウタの両方
に溶接ビード部Ｄｗを設けるようにしても良い。また、
図２の例では、フレームインナＳｍ単体について肉盛り
溶接が行われているが、本発明方法は、その施工方法に
極めて高い柔軟性があり、設計自由度も高いので、適切
な冶具を用意することにより、フレーム組立状態あるい
は車体に組み付けた後においても、比較的容易に施工す
ることが可能である。

【００２２】本発明に係るフレーム構造を採用すること
による効果を確かめるために、真直した一定断面のフレ
ーム供試材を用意し、強度，剛性，エネルギ吸収性等の
種々の特性を調べる試験を行った。以下、これらの試験
について説明する。図２及び図３は、本発明に係る肉盛
り溶接を施す前のベースとなるフレーム体Ａ（ベースフ
レーム）の基本形状を示している。

【００２３】この図に示すように、このベースフレーム
Ａは、所定厚さの鋼板素材を断面ハット状にプレス加工
して得られたフレームインナＡｍと、所定厚さのフラッ
トな鋼板部材でなるフレームアウタＡｐとを備え、上記
フレームインナＡｍのフランジ部Ａｆをフレームアウタ
Ａｐに当接させて組み合わせ、このフランジ部Ａｆをス
ポット溶接で接合することにより組み立てられる。

【００２４】本実施の形態では、上記鋼板としてＪＩＳ
に規定されたＳＰＣＣ鋼板を用い、フレームインナＡｍ
およびフレームアウタＡｐともに、その板厚を１．０ｍ
ｍとした。尚、フレームアウタＡｐのみについて、板厚
を１．４ｍｍとしたものも用意した。

【００２５】以下に説明する本発明の実施例１〜実施例
６に係るフレーム体（供試材）は、何れも、インナ及び
アウタの両部材について、板厚が１．０ｍｍのベースフ
レームＡに対して肉盛り溶接ビードを設けたものであ
る。これら本発明実施例１〜７に対して、上記ベースフ
レームＡを比較例１とし、また、フレームアウタＡｐの
みについて、その板厚を１．４ｍｍとしたものを比較例
２とした。

【００２６】図５及び図６は本発明実施例１に係るフレ
ーム供試材Ａ１を示している。この実施例１のフレーム
体Ａ１は、フレームインナＡ１ｍとフレームアウタＡ１
ｐとで構成され、フレームインナＡ１ｍの外面において
稜線部Ｅに沿って（つまり、外側角部に沿って）連続し
た肉盛り溶接ビード部Ｄｗが形成されている。

【００２７】また、図７は本発明実施例２に係るフレー
ム供試材Ａ２を示している。この実施例２のフレーム体
Ａ２は、フレームインナＡ２ｍとフレームアウタＡ２ｐ
とで構成され、フレームインナＡ２ｍの内面において稜
線部Ｅに沿って（つまり、内側隅部に沿って）連続した
肉盛り溶接ビード部Ｄｗが形成されている。

【００２８】更に、図８〜図１１はそれぞれ本発明実施
例３〜６に係るフレーム供試材Ａ３〜Ａ６を示してい
る。これら実施例のフレーム体Ａ３〜Ａ６は、各々フレ
ームインナＡ３ｍ〜Ａ６ｍとフレームアウタＡ３ｐ〜Ａ
６ｐとで構成され、フレームインナＡ３ｍ〜Ａ６ｍの外
面において稜線部Ｅに沿って（つまり、外側角部に沿っ
て）不連続に施工したステッチ状の肉盛り溶接ビード部
Ｄｗが形成されている。このように、ステッチ状の肉盛
り溶接ビードＤｗを形成することにより、その長手方向
から圧縮荷重を受けた場合には、フレーム部材を規則的
に折り畳まれるように変形させることができる。

【００２９】上記本発明実施例１〜６においては、溶接
材として銅（Ｃｕ）系の溶接ワイヤ（日本ウエルディン
グロッド株式会社製：ＷＥＬ ＭＩＧ ＥＰ３５）を用
いた。このＣｕ系の金属は変形により加工硬化を生じる
ので、フレームの衝撃吸収性を高めることができ、しか
も、融点が比較的低いので、肉盛り溶接時のフレームへ
の熱影響を抑制することができる。尚、フレームにより
高い衝撃吸収性を付与することが求められる場合には、
加工硬化性のより高い例えばオーステナイト系ステンレ
スをベースとした溶接材を用いることが好ましい。

【００３０】まず、本発明実施例に係るフレーム供試材
の圧縮特性を調べるために、図１２に示すような装置を
用いて圧縮試験を行った。この圧縮試験には、本発明実
施例として上述の実施例１のフレーム体Ａ１を用い、比
較例としては、上述のベースフレームＡで、フレームア
ウタの板厚が１．０ｍｍのもの（比較例１）と１．４ｍ
ｍのもの（比較例２）を用いた。この圧縮試験では、装
置ベースＪｂと圧子Ｊａの間に供試材（例えばフレーム
Ａ１）を配設し、圧子Ｊａを静的に１０ｍｍ／分の速度
で下降させ、１２０ｍｍ圧縮するまでの圧縮変形量（ｍ
ｍ）と圧縮荷重Ｆａ（ｋＮ）とを、荷重−変形カーブと
してデータ採取した。各供試材についての荷重−変形カ
ーブを図１９に示す。

【００３１】この図１９のグラフから良く分かるよう
に、本発明実施例１の場合には、板厚条件が同じである
比較例１と比べた場合、同一の変形量に対する圧縮荷重
が高く、耐圧縮特性に優れており、フレームアウタの板
厚が大きい比較例２と比べた場合、耐圧縮特性は大略同
レベルとみなせるが、初期荷重がより低い。従って、圧
縮変形時には、変形の進行に伴って平均的にエネルギ吸
収を行うことができ、エネルギ吸収特性に優れていると
いえる。

【００３２】また、この荷重−変形カーブに基づいて、
つまり、両縦軸と横軸と当該カーブとで囲まれた領域の
面積を算出することにより、各供試材のエネルギ吸収量
を求めた。各供試材のエネルギ吸収量をフレーム重量と
併せて図２０に示す。この図２０のグラフから良く分か
るように、本発明実施例１の場合には、板厚条件が同じ
である比較例１と比べた場合、３０ｇの重量増加で極め
て高いエネルギ吸収性を得ることができた。また、フレ
ームアウタの板厚が大きい比較例２と比べた場合、重量
は６０ｇ軽量になり、でエネルギ吸収性は同等であっ
た。しかしながら、図１９のグラフで説明したように、
本発明実施例１の場合には、比較例２に比べて、初期荷
重がより低く、圧縮変形の進行に伴って平均的にエネル
ギ吸収を行うことができ、エネルギ吸収特性に優れてい
るといえる。

【００３３】次に、上記圧縮試験と同様のフレーム供試
材の組み合わせで、各フレームの曲げ剛性を調べる試験
を行った。この曲げ剛性試験の試験結果を図２１に示
す。この図２１のグラフから良く分かるように、本発明
実施例１の場合には、板厚条件が同じである比較例１と
比べた場合、大幅に曲げ剛性が向上しており、フレーム
アウタの板厚が大きい比較例２と比べても、６０ｇ軽量
であるにも拘わらず若干高い曲げ剛性が得られた。

【００３４】尚、フレームにより高い曲げ剛性を付与す
ることが求められる場合には、剛性向上に有効な溶接材
料として、タングステン合金や炭化物を含有した硬化肉
盛り用の溶接材料（例えば、特殊電極株式会社製：ＭＴ
−ＣＡ−１１，ＭＴ−ＣＡ−２１，ＭＴ−ＣＡ−４０
等）が有効である。

【００３５】次に、本発明をフレーム内に配設されるレ
インフォースメントに適用した場合について、供試材フ
レームを作製し、三点曲げ試験を行った。図１４及び図
１５に示すように、この三点曲げ試験では、上記比較例
１のベースフレームＡと同様の（従って、本発明実施例
１のフレームＡ１と同様の）フレームインナＡ７ｍとフ
レームアウタＡ７ｐ（共に板厚：１．０ｍｍ）の間に、
断面ハット状のレインフォースメントＡｒを挟み込ん
で、その重合したフランジ部をスポット接合することに
より組み立てられる。

【００３６】そして、レンフォースメントＡｒに肉盛り
溶接を施さないでフレームインナＡ７ｍとフレームアウ
タＡ７ｐとを組み立てたものを比較例３とした。また、
レンフォースメントＡｒの稜線部の内側に沿って肉盛り
溶接を施して連続ビームＤｗを形成し、これをフレーム
インナＡ７ｍとフレームアウタＡ７ｐの間に挟み込んで
組み立てたフレームＡ７を本発明実施例７（図１５参
照）とした。尚、肉盛り溶接材料としては、軟鋼用ワイ
ヤ（日鉄溶接工業株式会社製：ＹТ−２８）を用いた。

【００３７】この三点曲げ試験では、支点Ｍｂ及び圧子
Ｍａは、その先端形状が各々半径が１５ｍｍ及び２５ｍ
ｍの半円形状のものを用いた。そして、曲げ荷重Ｆｂの
負荷速度を１０ｍｍ／分とし、最大荷重及び５０ｍｍ変
位までの吸収エネルギを求めた。このように、本発明を
レインフォースメントに適用した場合について行った三
点曲げ試験の試験結果を図２２に示す。

【００３８】この図２２のグラフから良く分かるよう
に、本発明実施例７の場合には、板厚条件が同じである
比較例３と比べた場合、最大曲げ荷重で約３３％、平均
荷重（吸収エネルギ）で約１０％の向上が認められ、両
方の特性について効果があることが確認された。

【００３９】次に、オーステナイト系ステンレス溶接材
を肉盛り溶接材料に用いた例について説明する。図１６
及び図１７は、本発明実施例８のフレーム構造を示して
いる。この実施例８では、共に断面ハット状に形成され
た鋼板部材Ａ８ｍどうしを、そのフランジ部でスポット
溶接することによりフレーム体Ａ８が構成されている。
尚、この場合には、断面ハット状の鋼板部材の板材とし
ては、板厚１．２ｍｍのＳＰＦＣ４４０鋼板を用いた。

【００４０】そして、肉盛り溶接を施さないベースフレ
ームを比較例４とし、このべーフレーム４の各鋼板部材
Ａ８ｍに対して、その稜線部Ｅの内側に図１６に示され
るようにステッチ状の肉盛り溶接ビードＤｗを形成し、
その後に組み立ててフレーム体Ａ８としたものを、本発
明実施例８とした。尚、この肉盛り溶接には、溶接材料
として線径１．２ｍｍのオーステナイト系ステンレス溶
接ワイヤＹ−３０８を用いた。このオーステナイト系ス
テンレスの場合、マルテンサイト変態が生じるので非常
に加工硬化性が高いことが知られている。

【００４１】この本発明実施例８のフレームＡ８と比較
例４のフレームとを供試材として、以下に示すような種
々の試験を実施した。その結果を、図２３〜図２６に示
す。尚、各試験の試験装置及び方法は、前述の本発明実
施例１又は実施例７で用いた装置及び方法或いは公知の
装置及び方法と同様である。

【００４２】図２３〜図２６のグラフから良く分かるよ
うに、フレーム剛性（面内曲げ，面外曲げ及び捩り剛
性：図２３参照）、三点曲げ試験における曲げモーメン
ト及び吸収エネルギ（図２４参照）、軸圧縮最大荷重
（図２５参照）及び軸圧縮吸収エネルギ（図２６参照）
の何れについても、本発明実施例８の方が比較例４に比
して優れた特性を示しており、本発明の効果が確認され
た。

【００４３】以上の本発明実施例１〜８では、何れもフ
レーム（若しくはフレームの一部としてのレインフォー
スメント）の稜線部に沿って肉盛り溶接ビード部を形成
していたが、例えば図１８に示すフレーム体Ａ９のよう
に、稜線部ではなく、フレームＡ９を構成する板材Ａ９
ｍ，Ａ９ｎの平面部に、荷重入力が想定される方向（図
１８の場合には、フレーム長手方向）に沿った肉盛り溶
接ビード部Ｄを形成するようにしても良い。

【００４４】尚、以上の実施の形態では、肉盛り溶接と
して主にＭＩＧ溶接が適用されていたが、選定された溶
接材料の材質やタイプに応じて最適な溶接装置を採用す
ることにより、より安定的な溶接ビードを得ることがで
きる。すなわち、上記ＭＩＧ溶接以外に、例えば、ТＩ
Ｇ溶接やレーザ溶接などの他の公知の溶接法の何れをも
適用することが可能である。更には、例えばバーナ加熱
など溶接材料を溶融させる種々の手段の応用も可能であ
る。

【００４５】また、以上の実施の形態は、主として自動
車等の車両の車体構造を構成する鋼板製フレームについ
てのものであったが、本発明は、かかる場合に限定され
るものではなく、他の種々の用途、或いは異なる材料の
フレームに対しても有効に適用することができる。ま
た、フレームが受ける荷重についても、その長手方向か
らの荷重に限定されるものではなく、例えば曲げ荷重や
捩り荷重あるいはせん断荷重、更にはその組み合わせな
ど、他の種々の荷重入力が想定されるフレームについて
も、有効に適用することが可能である。

【００４６】このように、本発明は、以上の実施態様に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の改良あるいは設計上の変更が可能である
ことは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】本願第１の発明に係るフレーム構造によ
れば、フレームの内面及び／又は外面に、少なくとも全
体として当該フレームへの荷重入力方向に沿った肉盛り
溶接ビード部が形成されているので、想定される荷重入
力に対してフレームの強度及び／又は剛性を向上させる
ことができる。この場合において、当該フレームに求め
られる強度特性及び／又は剛性特性、更には変形特性に
応じて、肉盛り溶接ビードを形成すべき部位を設定し
（従って、部分補強も容易にでき）、また、好適な溶接
材料を選定することにより、大幅なフレーム重量増加を
招くことなく、当該フレームに対して所要の強度特性及
び／又は剛性特性、更には変形特性を付与することが可
能になる。しかも、一般的な溶接設備によって施工でき
るので汎用性が高く、また、適用範囲に過度な制限を受
けることもない。

【００４８】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記肉盛り溶接ビードはフレームの稜線部に
沿って形成されているので、より効果的で効率良く、フ
レームの強度及び／又は剛性の向上を図ることができ
る。

【００４９】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には、上記第１又は第２の発明と同様の効果を奏するこ
とができる。特に、上記フレームの荷重入力による変形
が想定される所定部位には、変形により加工硬化を生じ
得る溶接材料からなる肉盛り溶接ビード部が形成されて
いるので、上記荷重に対する負荷能力をより有効に高め
ることができ、また、同荷重による衝撃に対してより高
い衝撃吸収性を付与することができる。

【００５０】また、更に、本願の第４の発明によれば、
基本的には、上記第１〜第３の発明の何れか一と同様の
効果を奏することができる。特に、上記フレームの荷重
入力による変形が想定される所定部位よりも荷重入力点
から遠い側には、所定部位よりも荷重入力点から近い側
に比して、剛性が高い材料からなる肉盛り溶接ビード部
が形成されているので、上記所定部位よりも荷重入力点
から遠い側のフレーム部分に対して、より高い剛性を有
効に付与することができる。また、当該フレームに所要
の変形特性を容易に付与することができる。

【００５１】また、更に、本願の第５の発明によれば、
車両の車体の構造部材であるフレームについて、上記第
１〜第４の発明の何れか一と同様の効果を奏することが
できる。

【００５２】また、本願第６の発明に係るフレームの製
造方法によれば、車両の車体の構造部材としてのフレー
ムについて、想定される荷重入力に対しフレームの強度
及び／又は剛性を向上させることができる。この場合に
おいて、当該フレームに求められる強度特性及び／又は
剛性特性、更には変形特性に応じて、肉盛り溶接ビード
を形成すべき部位を設定し、また、好適な溶接材料を選
定することにより、大幅なフレーム重量増加を招くこと
なく、当該フレームに対して所要の強度特性及び／又は
剛性特性、更には変形特性を付与することが可能にな
る。しかも、一般的な溶接設備によって施工できるので
汎用性が高く、また、適用範囲に過度な制限を受けるこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るフロントフレーム
の斜視図である。

【図２】 上記フロントフレームのフレームインナへの
肉盛り溶接施工例を示す斜視図である。

【図３】 本発明の効果を確認する試験に用いたベース
フレームの平面図である。

【図４】 図３のＹ４−Ｙ４線に沿ったベースフレーム
の断面図である。

【図５】 本発明実施例１に係るフレームの斜視図であ
る。

【図６】 上記実施例１に係るフレームの端面図であ
る。

【図７】 本発明実施例２に係るフレームの端面図であ
る。

【図８】 本発明実施例３に係るフレームの斜視図であ
る。

【図９】 本発明実施例４に係るフレームの斜視図であ
る。

【図１０】 本発明実施例５に係るフレームの斜視図で
ある。

【図１１】 本発明実施例６に係るフレームの斜視図で
ある。

【図１２】 本発明実施例１についての圧縮試験の試験
装置の概略を示す説明図である。

【図１３】 図１２のＹ１３−Ｙ１３線に沿った供試フ
レームの断面図である。

【図１４】 本発明実施例７についての三点曲げ試験の
試験装置の概略を示す説明図である。

【図１５】 図１４のＹ１５−Ｙ１５線に沿った供試フ
レームの断面図である。

【図１６】 本発明実施例８に係るフレームの平面図で
ある。

【図１７】 図１６のＹ１７‐Ｙ１７線に沿った上記実
施例８に係るフレームの断面図である。

【図１８】 本発明実施例９に係るフレームの斜視図
である。

【図１９】 本発明実施例１についての圧縮試験での荷
重−変形特性を示すグラフである。

【図２０】 本発明実施例１についての圧縮試験でのエ
ネルギ吸収特性を示すグラフである。

【図２１】 本発明実施例１についての曲げ剛性試験の
試験結果を示すグラフである。

【図２２】 本発明実施例７についての三点曲げ試験の
試験結果を示すグラフである。

【図２３】 本発明実施例８についてのフレーム剛性
（面内曲げ，面外曲げ及び捩り剛性）試験の試験結果を
示すグラフである。

【図２４】 本発明実施例８についての三点曲げ試験の
試験結果を示すグラフである。

【図２５】 本発明実施例８についての圧縮試験におけ
る軸圧縮最大荷重を示すグラフである。

【図２６】 本発明実施例８についての圧縮試験におけ
る軸圧縮吸収エネルギを示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ９…フレーム Ｄｗ…肉盛り溶接ビード部 Ｅ…稜線部 Ｓ…フロントサイドフレーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定厚さの板材により形成されたフレー
   ムの構造であって、 フレームの内面及び／又は外面に、少なくとも全体とし
   て当該フレームへの荷重入力方向に沿った肉盛り溶接ビ
   ード部が形成されていることを特徴とするフレーム構
   造。
2. 【請求項２】 上記肉盛り溶接ビード部は、上記フレー
   ムの稜線部に沿って形成されていることを特徴とする請
   求項１記載のフレーム構造。
3. 【請求項３】 上記フレームの荷重入力による変形が想
   定される所定部位には、変形により加工硬化を生じ得る
   溶接材料からなる肉盛り溶接ビード部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレー
   ム構造。
4. 【請求項４】 上記フレームの荷重入力による変形が想
   定される所定部位よりも荷重入力点から遠い側には、所
   定部位よりも荷重入力点から近い側に比して、剛性が高
   い材料からなる肉盛り溶接ビード部が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一記載のフ
   レーム構造。
5. 【請求項５】 上記フレームは、車両の車体の構造部材
   であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一
   記載のフレーム構造。
6. 【請求項６】 所定厚さの板材により形成されたフレー
   ムの製造方法であって、 上記フレームは車両の車体の構造部材であり、該フレー
   ムの基本形状を形成した後、当該フレームの内面及び／
   又は外面に、少なくとも全体として当該フレームへの荷
   重入力方向に沿って肉盛り溶接ビード部を形成すること
   を特徴とするフレームの製造方法。