JP2006213186A

JP2006213186A - 車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法及び車両用骨格メンバ部材

Info

Publication number: JP2006213186A
Application number: JP2005028026A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Yamada; 博大山田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP4299254B2

Abstract

【課題】部分的に応力が集中する点を解決することで、応力の分散を図り剛性を向上することを可能にするとともに、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに高さ方向の寸法が嵩む点を解決することで、全体として高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることを可能にする。
【解決手段】基部となる底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２と、を備えた断面視コ字状の車両用骨格メンバ部材４５において、底部８１が、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部８１に、側壁部８２，８２に沿わせた補強ビード８５・・・を形成した。
【選択図】図５

Description

本発明は、車体フレームを構成する車両用骨格メンバ部材と、車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法に関するものである。

車両用骨格メンバ部材として、断面がコ字状を呈する部材や断面がコ字状を呈する部材同士を互いに合わせた形状のものが実用に供されている。
実用の車両用骨格メンバ部材は、所定の剛性を保ちつつ所定の機能をもたすようにすれば実用上十分であった。

このような車両用骨格メンバ部材として、断面をコ字状に形成するとともに所定の部材を通過させる切り欠きを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平５−１４７７０号公報（第２頁、図１）

図１５は従来の基本構成を説明する図であり、車両用骨格メンバ部材２４０は、具体的にはサイドフレーム２４１に直交させたクロスメンバであって、断面がコ字状を呈し、コ字状の底部２４２に配管（若しくは配材）２４５を貫通させる切り欠き２４３若しくは貫通孔２４４を設けたものである。

しかし、車両用骨格メンバ部材２４０では、底部２４２に配管を貫通させる切り欠き２４３若しくは貫通孔２４４を設けたものなので、切り欠き２４３や貫通孔２４４に応力が集中し、骨格メンバ部材の剛性が落ちるという問題があった。
また、車両用骨格メンバ部材２４０では、中央部が両端部に同一の断面形状と考えられ、例えば中央部の下面に配管２４５などを通そうとする場合には高さ方向の寸法が嵩むという欠点がある。

すなわち、応力の分散を図り剛性を向上できるとともに、例えば、車両用骨格メンバ部材を横切る配管などを配置するときに全体として高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる車両用骨格メンバ部材が望まれる。

本発明は、部分的に応力が集中する点を解決し、応力の分散を図り剛性を向上できる車両用骨格メンバ部材及び車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法を提供するとともに、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに高さ方向の寸法が嵩む点を解決し、全体として高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる車両用骨格メンバ部材及び車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法の発明は、矩形板材の相対する両辺を互いに対称な凹状にカットする工程と、アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程と、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程と、からなることを特徴とする。

例えば、車両用骨格メンバ部材の応力の分散を図ることができるとすれば、車両用骨格メンバ部材の剛性を向上できるので好ましいことである。また、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができるとすれば、例えば、車両の低床化などを図ることができるので好都合である。

そこで、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設けることで、部分的に応力が集中することを回避することができる。
また、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設けることで、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部を利用することができる。

さらに、アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けることで、材料の有効利用をすることができる。
アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けることで、成形しわを抑えることができる。

請求項２に係る発明は、基部となる底部と、この底部から両側を立ち上げた側壁部と、を備えた断面視コ字状の車両用骨格メンバ部材において、底部が、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部に、側壁部に沿わせた補強ビードを形成したことを特徴とする。

底部を、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、部分的に応力が集中することを回避することができる。
また、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部を利用することができる。

さらに、底部に、側壁部に沿わせた補強ビードを形成することで、車両用骨格メンバ部材の剛性の向上を図ることができる。

請求項１に係る発明では、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設たので、部分的に応力が集中することを回避することができる。この結果、車両用骨格メンバ部材の剛性の向上を図ることができるという利点がある。
また、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設けたので、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部を利用することができる。この結果、車両の高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる。

さらに、アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けたので、材料の有効利用をすることができる。
アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けたので、成形しわを抑えることができる。この結果、車両用骨格メンバ部材の品質の向上を図ることができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、底部を、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成したので、部分的に応力が集中することを回避することができる。この結果、車両用骨格メンバ部材の剛性の向上を図ることができるという利点がある。
また、底部を、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成したので、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部を利用することができる。この結果、車両の高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる。

さらに、底部に、側壁部に沿わせた補強ビードを形成したので、車両用骨格メンバ部材の剛性の向上を図ることができる。この結果、例えば、剛性の高い車体フレームなどの実現を図ることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車両の斜視図であり、１０は車両、１２は車体フレーム、１３は車室、１４はフロントバンパ、１５はフロントフェンダ、１６は前輪、１７は後輪、１８は前ドア、１９は後ドア、２１はテールゲート、２２はリヤバンパ、２３はボンネット、２４はルーフである。
本発明に係る車両用骨格メンバ部材は、後述するように、底部をアーチ状に形成し、底部８１に側面に沿わせた補強ビードを形成した部材である。

図２は本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車両のフロア構造の斜視図であり、車両のフロア構造３０は、車体フレーム１２と、この車体フレーム１２に取付けたフロアパネル３１と、このフロアパネル３１の前部に設けたダッシュボード３２と、から構成する。

フロアパネル３１は、車体フレーム１２の上に略平坦に取付けた部材である。
ダッシュボード（ダッシュパネル）３２は、エンジンルーム３３と車室１３（図１参照）を仕切る隔壁とともに、フロアパネル３１に連続的に形成した部材である。図中、３４はパワープラント（不図示）を支持するフロントサブフレーム、３８はフットレスト近傍を示す。

図３は本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車体フレームの平面図であり、車体フレーム１２は、左右のフロントサイドフレーム４１，４１と、これらのフロントサイドフレーム４１，４１にそれぞれ車体後方へ延ばした左右のサイドフレーム（フロアフレーム）４２Ｌ，４２Ｒと、これらのサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒから車体後方へ延ばした左右のリヤフレーム（不図示）と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの前部を繋ぐ第１クロスメンバ４４と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの中間を繋ぐ車両用骨格メンバ部材としての第２クロスメンバ４５と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの後部を繋ぐ第３クロスメンバ４６と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第１クロスメンバ４４の接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第１アウトリガ（張出し部材）４７，４７と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第２クロスメンバ４５の接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第２アウトリガ（張出し部材）４８，４８と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第３クロスメンバ４６接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第３アウトリガ（張出し部材）４９，４９と、左の第１〜第３アウトリガ４７〜４９の先端に接続した左のサイドシル５１Ｌと、右の第１〜第３アウトリガ４７〜４９の先端に接続した右のサイドシル５１Ｌと、第３クロスメンバ４６の後方にて左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを繋ぐ横連結部材（サイドフレーム連結部材）５３と、からなる。

サイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒは、互いに車体後方に向けて平面視にて幅広がりの略ハ字状に形成し、この略ハ字状に形成した拡幅部６２を備える。なお、３９Ｌ，３９Ｒはサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒのそれぞれの底面を示す。

図４は本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車体フレームの斜視図であり、第１クロスメンバ４４は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７１と、この底部７１から両側を立ち上げた側壁部７２ａ，７２ｂと、からなるメンバであって、底部７１は、中心部７１ａのコ字断面の深さを両端部７１ｂ，７１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈する。なお、第２クロスメンバ４５は、図５にて詳細に説明する。

第３クロスメンバ４６は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７３と、この底部７３から両側を立ち上げた側壁部７４，７４と、からなるメンバであって、底部７３は、中心部７３ａのコ字断面の深さを両端部７３ｂ，７３ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部７３に、側壁部７４，７４に沿わせた図３に示した補強ビード７５・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）を形成したものである。

横連結部材５３は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７７（図３参照）と、この底部７７から両側を立ち上げた側壁部７８，７８と、からなるメンバである。図中、３５は燃料タンクを示す。

図５は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の斜視図であり、第２クロスメンバ４５を示す。
第２クロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）４５は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２と、これらの側壁部８２，８２から外方に形成した前後のフランジ８３，８３と、側壁部８２，８２の左右端を曲げたサイドフランジ８４・・・と、側壁部８２，８２に沿わせて底部８１に形成した複数の補強ビード８５・・・と、底部８１の左右から延ばすことでそれぞれサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒ（図３参照）に取付ける左右の取付部８６，８６と、からなる。

底部８１は、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈する。

図６は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の正面図であり、第２クロスメンバ４５を示す。すなわち、第２クロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）は、基部となる底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２（一方の８２は不図示）と、を備えた断面視コ字状の車両用骨格メンバ部材において、底部８１が、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部８１に、側壁部８２，８２に沿わせた補強ビード８５・・・を形成したものと言える。

図７は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の平面図であり、第２クロスメンバ４５を示す。
第２クロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）４５は、底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、部分的に応力が集中することを回避することができる。この結果、第２クロスメンバ４５の剛性の向上を図ることができる。
また、底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、例えば、第２クロスメンバ４５に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部８１を利用することができる。この結果、車両１０（図１参照）の高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる。

さらに、底部８１に、側壁部８２，８２に沿わせた補強ビード８５・・・を形成することで、第２クロスメンバ４５の剛性の向上を図ることができる。この結果、剛性の高い車体フレーム１２（図２参照）などの実現を図ることができる。

図８は図２の８−８線断面図であり、車体右側部の縦断面を示す。図９は図２の９−９線断面図であり、車体中心の縦断面を示す。
図８において、第１〜第３のクロスメンバ４４〜４６の略コ字断面状の車体右側部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さと同一に形成したことを示す。また、図９において、第１〜第３のクロスメンバ４４〜４６の略コ字断面状の車体中心部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さよりも浅く形成したことを示す

図８において、横連結部材５３の略コ字断面状の車体右側部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さより浅く形成したことを示す。また、図９において、横連結部材５３の略コ字断面状の車体中心部での深さは、図８に示す車体右側部での深さにほぼ同一であることを示す。

図１０は図２の１０−１０断面図であり、車両のフロア構造３０は、車体前後方向に左右一対のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを延ばし、これらのサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを車体幅方向に設ける第２クロスメンバ（クロスメンバ）４５で連結し、これらのクロスメンバ４５及びサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒにフロアパネル３１を被せる車両のフロア構造において、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成し、コ字状断面の底部８１から車幅方向に左右の取付部８６，８６を延出し、これらの取付部８６，８６をそれぞれ左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの底面３９Ｌ，３９Ｒに連結したものと言える。

例えば、車室空間を十分に確保することができるとすれば、車室内の利便性の向上を図ることができるので好ましいことであり、クロスメンバの剛性を十分に高めるとすれば、フロアパネルの低床化の促進を図ることができるので好都合せある。

そこで、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成し、コ字状断面の底部８１から車幅方向に左右の取付部８６，８６を延出し、これらの取付部８６，８６をそれぞれ左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの底面３９Ｌ，３９Ｒに連結することで、クロスメンバ４５の剛性を十分に高めることができる。この結果、クロスメンバ４５を軽量にすることができ、車体重量を軽くすることができる。

図１１は本発明に係る車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法のフロー図である。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：カット工程
矩形板材の相対する両辺を互いに対称な凹状にカットする。
ＳＴ０２：補強ビード形成工程
アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する。
ＳＴ０３：押込みプレス成形工程
押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する。

車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法では、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設たので、部分的に応力が集中することを回避することができる。この結果、車両用骨格メンバ部材の剛性の向上を図ることができる。
また、車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法では、押込みプレス成形で両辺を直線状に形成するとともに両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程を設けたので、例えば、車両用骨格メンバ部材に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部を利用することができる。この結果、車両の高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる。

さらに、車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法では、アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けたので、材料の有効利用をすることができる。
車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法では、アーチ状の底部に両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程を設けたので、成形しわを抑えることができる。この結果、車両用骨格メンバ部材の品質の向上を図ることができる。

図１２は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の比較説明図であり、（ａ）は比較例の車両用骨格メンバ部材（クロスメンバ）１５０を示し、（ｂ）は実施例の車両用骨格メンバ部材（第２クロスメンバ）４５を示す。
（ａ）において、車両用骨格メンバ部材１５０は、底部１５１と、この底部１５１から両側を立ち上げた側壁部１５２，１５２と、これらの側壁部１５２，１５２から外方に形成した前後のフランジ１５３，１５３と、を備えたメンバである。

（ｂ）において、車両用骨格メンバ部材４５は、底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２と、これらの側壁部８２，８２から外方に形成した前後のフランジ８３，８３と、側壁部８２，８２に沿わせ底部８１形成した補強ビード８５・・・と、を備えたメンバである。

図１３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の断面形状を示す比較説明図であり、（ａ），（ｂ）は比較例の車両用骨格メンバ部材（クロスメンバ）１５０を示し、（ｂ）は実施例の車両用骨格メンバ部材（第２クロスメンバ）４５を示す。
（ａ）は図１２（ａ）のａ−ａ断面図であり、車両用骨格メンバ部材（クロスメンバ）１５０は、底部１５１の中心部１５１ａは深さを浅く形成しするとともに、底部１５１をフラット面に形成したものである。また、（ｂ）は図１２（ｂ）のｂ−ｂ断面図であり、車両用骨格メンバ部材１５０は、底部１５１の両端部１５１ｂは深さを深く形成したものである。

（ｃ）は図１２（ｃ）のｃ−ｃ断面図であり、車両用骨格メンバ部材（第２クロスメンバ）４５は、底部８１の中心部８１ａは深さを浅く形成しするとともに補強ビード８５・・・を形成したものである。また、（ｄ）は図１２（ｄ）のｄ−ｄ断面図であり、車両用骨格メンバ部材４５は、底部８１の両端部８１ｂは深さを深く形成した（車両用骨格メンバ部材１５０同様に形成した）ものである。

（ａ）〜（ｄ）において、車両用骨格メンバ部材４５は、底部８１に補強ビード８５・・・を形成したので車両用骨格メンバ部材１５０よりも剛性を向上させることができたメンバであると言える。

図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る車両用骨格メンバ部材の展開形状を示す比較説明図であり、（ａ）は比較例の車両用骨格メンバ部材１５０（図１２参照）の展開図を示し、（ｂ）は実施例の車両用骨格メンバ部材４５（図１２参照）の展開図を示す。
（ａ）に示す車両用骨格メンバ部材１５０のブランク１５８の最小縦幅Ｈ１は、（ｂ）に示す車両用骨格メンバ部材４５のブランク８８の最小縦幅Ｈ２よりも小さい。これは、車両用骨格メンバ部材４５に補強ビード８５・・・（図１２参照）を備えるので最小縦幅Ｈ２が最小縦幅Ｈ１よりも広く必要であることに基づく。

また、（ａ）の斜線で示す材料の捨て部分１５９及び（ｂ）に示す材料の捨て部分８９を比較すると捨て部分１５９に比較して捨て部分８９のほうが少ない。
すなわち、車両用骨格メンバ部材４５は、底部８１に補強ビード８５・・・（図１２参照）を形成したので、材料の有効利用を図ることができるとともに、剛性の向上を図ることができる。

尚、本発明に係る車両用骨格メンバ部材は、図７に示すように、底部８１に３本の補強ビード８５・・・を図示したが、これに限るものではなく、側壁部８２，８２に沿わせて底部８１に複数の補強ビードを形成したものであればよい。

本発明に係る車両用骨格メンバ部材は、ミニバンやワゴンなどの車体フレームに採用するのに好適である。

本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車両の斜視図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車両のフロア構造である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車体フレームの平面図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材を採用した車体フレームの斜視図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の斜視図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の正面図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の平面図である。図２の８−８線断面図である。図２の９−９線断面図である。図２の１０−１０断面図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法のフロー図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の比較説明図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の断面形状を示す比較説明図である。本発明に係る車両用骨格メンバ部材の展開形状を示す比較説明図である。従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…車両、１２…車体フレーム、４５…車両用骨格メンバ部材（第２クロスメンバ）、８１…底部、８１ａ…中心部、８１ｂ…両端部、８２…側壁部、８５…補強ビード。

Claims

矩形板材の相対する両辺を互いに対称な凹状にカットする工程と、前記アーチ状の底部に前記両辺に沿わせた補強ビードを形成する工程と、押込みプレス成形で前記両辺を直線状に形成するとともに前記両辺を繋ぐ底部をアーチ状に成形する工程と、からなる車両用骨格メンバ部材のプレス成形方法。
基部となる底部と、この底部から両側を立ち上げた側壁部と、を備えた断面視コ字状の車両用骨格メンバ部材において、
前記底部は、中心部のコ字断面の深さを両端部のコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈したものであり、前記底部に、前記側壁部に沿わせた補強ビードを形成したことを特徴とする車両用骨格メンバ部材。