JP2010235014A

JP2010235014A - 自動車車体におけるチューブ状フレームの連結構造及びその組立方法

Info

Publication number: JP2010235014A
Application number: JP2009086649A
Authority: JP
Inventors: Masanori Honda; 正徳本田; Shin Sasaki; 伸佐々木; Takayuki Hashida; 隆之橋田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: EP2236395B1; EP2236395A1; US20100244497A1; JP5013133B2

Abstract

【課題】チューブ状フレームの壁に孔を開けることなく、隣接するチューブ状フレーム同士の連結部位での剛性を確保しつつチューブ状フレームを連結する。
【解決手段】第１チューブ状フレーム2に第１分割ブラケット6がレーザ溶接によって接合される。第２チューブ状フレーム２の端部に第２分割ブラケット8がレーザ溶接によって接合される。第１分割ブラケット6を備えた第１チューブ状フレーム2に対して、第２分割ブラケット8を備えた第２チューブ状フレーム4を組み込む。第１分割ブラケット6の第２フランジ606と第２分割ブラケット8の第２フランジ806とをスポット溶接により仮止めする。第１分割ブラケット６の第２フランジ606と第２分割ブラケット8の第２フランジ806とをレーザ溶接によって連続溶接する。
【選択図】図1

Description

本発明は、チューブ状フレーム構造の自動車車体に関し、より詳しくは、チューブ状フレーム同士の連結構造及びその組立方法に関する。

中空部材であるチューブ状フレームは閉断面の面積を小さくしても車体剛性などの向上が期待できるため部分的な使用が既に検討されている。

特許文献１は、フロントピラーをアウターパネルとチューブ状フレームとで構成すると共に、アウターパネルにフランジを設けて、このフランジにドアシールストリップを嵌着することを開示している。特許文献１に開示のチューブ状フレームは、ハイドロフォーム成形法によって閉断面多角形に一体成形されたチューブで構成されており、このチューブは略六角形の断面形状を有し、その外側且つ前方の平坦な前面部にはアウターパネルのベース部が接合されて、このベース部にフロントウィンドウシールドが支持されている。

特許文献２には、ハイドロフォーム成形法によって閉断面の中空部材を一体成形し、この中空部材の外側にアウターパネルを取り付けてフロントピラーを構成することが提案されている。

特許文献３には、パイプ状の高張力鋼板を用いてハイドロフォーム成形法によって成形された補強部材を平面視コ字状に形作って、これを左右のフロントピラー、左右のルーフサイド、リヤヘッダに配設して車両のルーフのフレームを作ることが提案されている。

特開昭６２−１７３３７８号公報特開２００６−１８２０７９号公報特開２００２−１４５１１７号公報

近時の車両の車体構造は「モノコック」と呼ばれる手法に基づいて設計されるのが殆どである。本願発明者らは、上述したチューブ状フレームを使った車体構造を作る研究を行っている。チューブ状フレーム構造による場合、チューブ状フレームの剛性を損なうことなく隣接するチューブ状フレーム同士を連結する構造の開発が必要となる。すなわち、モノコックボディで一般的に使用されているスポット溶接法は、互いに対向する電極で、対象となる部位を挟み込む必要があるが、チューブ状フレームでは、チューブ状フレームの内部に電極を挿入するには、チューブ状フレームに開口を用意する必要があり、これではチューブ状フレームの剛性が低下してしまう。

そこで、本発明の目的は、チューブ状フレームの壁に孔を開けることなく、隣接するチューブ状フレーム同士を接合することのできる自動車車体におけるチューブ状フレームの連結構造を提供することにある。
本発明の更なる目的は、隣接するチューブ状フレーム同士の連結部位での剛性を確保することのできるチューブ状フレームの連結構造を提供することにある。
本発明の別の目的は、チューブ状フレーム構造における隣接するチューブ状フレーム同士の連結においてこれを合理的に組み立てることのできるチューブ状フレーム構造の組立方法を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明の一つの観点によれば、
複数のチューブ状フレームが合流する部位に対応して該合流部位のチューブ状フレームを受け入れる形状のブラケットを複数に分割した複数の分割ブラケットを有し、
互いに隣接する分割ブラケットの互いに対向する部分が片側連続溶接され、
各分割ブラケットとこれに隣接するチューブ状フレームとが連続溶接されていることを特徴とするチューブ状フレームの連結構造を提供することにより達成される。

これによれば、複数のチューブ状フレームが合流する部位において、これら複数のチューブ状フレームを相互に連結するためのブラケットを分割構造にし、そして、この分割ブラケットの分割ラインを例えばレーザ溶接のように片側から溶接することのできる片側連続溶接することでチューブ状フレームの壁に溶接用の孔を設けることなく、また、ブラケットの部位においてもチューブ状フレームと同様の剛性を確保することができる。また、ブラケットを介在して複数のチューブ状フレームが相互に連結されるため、隣接するチューブ状フレームの間の間隔を調整することで誤差を吸収することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、
各分割ブラケットには、前記複数の分割ブラケットを分割する分割ラインに沿って且つ外方に向けて延びるフランジを有し、互いに重なり合ったフランジが片側連続溶接される。この実施の形態によれば、互いに重なり合うフランジが互いに面によって重なり合うため、チューブ状フレーム間の誤差を、このフランジ同士の重なり合いを微調整することで吸収することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、また、
前記ブラケットが上下に下方分割ブラケットと上方分割ブラケットとに分割され、
該下方分割ブラケットと上方分割ブラケットには、夫々、分割ラインに沿って延びるフランジが形成され、
下方分割ブラケットと上方分割ブラケットの互いに重なり合ったフランジが片側連続溶接される。このようにブラケットを上下に分割することで、下方に位置するブラケットに対して上方から上方ブラケットをアクセスさせることで上下の分割ブラケットを組み立てることができる。また、上下の分割ブラケットを位置合わせを調整することで複数のチューブ状フレーム間の相互誤差を吸収することができる。

上記の技術的課題は、本発明の他の観点によれば、
左右のチューブ状フレームからなるルーフサイドフレームに対してＴ字状に連結されて、前記左右のルーフサイドフレーム間に亘って延び且つチューブ状フレームからなるルーフクロスメンバを有するチューブ状フレーム構造において、該ルーフクロスメンバの端には、前記フールサイドフレームに連結するために上下に分割された下方分割ブラケットと上方分割ブラケットとが形成されているチューブ状フレーム構造の組立方法であって、
前記ルーフクロスメンバと前記ルーフサイドフレームとを連結するためのブラケットであって、上下に分割され且つその分割ラインに沿って延びるフランジを備えた下方分割ブラケット及び上方分割ブラケットを用意し、
前記下方分割ブラケットを前記ルーフサイドフレームの下部に片側連続溶接する第１工程と、
前記上方分轄ブラケットを前記ルーフクロスメンバの端部の上部に片側連続溶接する第２工程と、
前記ルーフクロスメンバと一体化した前記上方分割ブラケットを、前記ルーフサイドフレームと一体化された前記下方分割ブラケットに組み付ける第３工程と、
前記上下の分割ブラケットの互いに重なり合ったフランジ同士を仮止め溶接する第４工程と、
該仮止めされたフランジ同士を片側連続溶接する第５工程とを有するチューブ状フレーム構造の組立方法を提供することにより達成される。

すなわち、この他の観点による発明によれば、仮止めのための第４工程を付加することで、チューブ状フレーム構造に含まれる片側連続溶接箇所を第５工程で集中的に溶接することができるため、チューブ状フレーム構造における連結部位を合理的に組み立てることができる。

第１実施例の連結構造の分解斜視図であり、２本のチューブ状フレームをＴ字状に連結する連結構造である。図１のＴ字状に連結した連結部の平面図である。チューブ状フレームの一つの作り方を示す説明図である。図３の手法により作ったチューブ状フレームの断面図である。図４のチューブ状フレームの変形例の断面図である。図４のチューブ状フレームの更なる変形例の断面図である。２つの断面コ字状部材によって作ったチューブ状フレームの断面図である。図７のチューブ状フレームの変形例を示す断面図である。図１、図２の連結構造の変形例の平面図である。図９の連結構造の斜視図である。図９の連結構造の分解斜視図である。第２実施例の連結構造の平面図である。図１２に図示の第２実施例の斜視図である。図１２に図示の第２実施例の分解斜視図である。第３実施例の連結構造の平面図である。図１５に図示の第３実施例の斜視図である。図１６とは異なる方向から見た第３実施例の斜視図である。図１５の第３実施例の分解斜視図である。第３実施例の変形例の分解斜視図である。第３実施例の更なる変形例の分解斜視図である。第４実施例の連結構造の斜視図である。図２１に図示の第４実施例の連結構造の分解斜視図である。図２１に図示の第４実施例の連結構造を図２２とは異なる方向から見た分解斜視図である。第５実施例の連結構造を示し、２本のチューブ状フレームが直列に連結される。図２４のX25−X25線に沿った断面図である。図２４の第５実施例の連結構造の分解斜視図である。図２４の第５実施例の変形例の連結構造の斜視図である。図２７に図示の連結構造の分解斜視図である。第６実施例の連結構造の平面図であり、２本のチューブ状フレームがＬ字状に連結される。図２９の第６実施例の連結構造の斜視図である。図２９の第６実施例の連結構造を図３０とは異なる方向から見た斜視図である。図２９の第６実施例の連結構造の分解斜視図である。図２９〜図３２の第６実施例の変形例の連結構造の斜視図である。図３３に図示の第６実施例の変形例の分解斜視図である。図３３に図示の第６実施例の変形例の分解斜視図であり、図３４とは異なる方向から見た図である。第７実施例の連結構造の平面図であり、３本のチューブ状フレームがＹ字状に連結される。図３６の第７実施例の連結構造の斜視図である。図３６の第７実施例の連結構造の分解斜視図である。図３６〜図３８の第７実施例の変形例の連結構造の斜視図である。図３９に図示の連結構造の分解斜視図である。図３９に図示の連結構造の分解斜視図であり、図４０とは異なる方向から見た図である。第８実施例の連結構造の分解斜視図である。第８実施例の連結構造の他の分解斜視図である。第８実施例の連結構造の斜視図である。第８実施例の連結構造の斜視図であり、図４４とは異なる方向から見た図である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明するが、以下に説明する種々のチューブ状フレーム結合構造は自動車の各所に適用可能である。適用可能な典型的な部位を例示すれば次のとおりである。
（１）フロントピラー、センターピラー、リアピラーをチューブ状フレームで構成したときには、これらピラーの下端とサイドシルとの間の連結；
（２）左右のサイドシルをチューブ状フレームで構成し、また、左右のサイドシル間に亘って車幅方向に延びるクロスメンバをチューブ状フレームで構成したときには、左右のサイドシルとクロスメンバと間の連結；
（３）左右のフロントサイドフレームをチューブ状フレームで構成し、また、左右のフロントサイドフレーム間に亘って車幅方向に延びるクロスメンバをチューブ状フレームで構成したときには、左右のフロントサイドフレームとクロスメンバとの間の連結；
（４）ルーフを左右のルーフサイドフレームと、左右のルーフサイドフレーム間に亘って車幅方向に延びるフロント及びリアのヘッダ及び／又はルーフクロスメンバとをチューブ状フレームで構成したときには、左右のルーフサイドフレームとフロント及びリアのヘッダ及び／又はフールクロスメンバとの間の連結。

第１実施例（図１、図２）：
この第１実施例は、第１、第２のチューブ状フレーム２、４をＴ字状に連結するのに適用される連結構造を示す。第１、第２のチューブ状フレーム２、４は、互いに対抗する２つの側壁２０２、４０２と、互いに対抗する端壁２０４、４０４とを有する断面矩形の閉断面構造を有している。勿論、図示の第１、第２のチューブ状フレーム２、４は説明に都合の良い概念的な形状であり、具体的な断面形状は任意である。また、図示の第１、第２のチューブ状フレーム２、４は、その高さＨ１、Ｈ２が等しく図示してあるが（Ｈ１＝Ｈ２）、異なっていてもよい。

図示の例では、第１、第２のチューブ状フレーム２、４は直交して配置されているが、この第１、第２のチューブ状フレーム２、４の交差角度は９０°に限定されない。第１、第２のチューブ状フレーム２、４の連結構造を具体的に説明すると、第１チューブ状フレーム２の側壁２０２に対して第２のチューブ状フレーム４の一端面４０６を突き合わせた状態で配置される。なお、図示の例では、第１、第２のチューブ状フレーム２、４は直交して配置されているが、この第１、第２のチューブ状フレーム２、４の交差角度は９０°に限定されない。

図１から最も良く分かるように、第１チューブ状フレーム２と第２チューブ状フレーム４は、上下に分割した第１、第２の分割ブラケット６、８を使って連結されている。下方に位置する第１の分割ブラケット６は、第２チューブ状フレーム４の端部の下部と相補的な形状を有するブラケット本体６０２と、ブラケット本体６０２から第１チューブ状フレーム２の下方端壁４０４ａに沿って延び且つこの下方端壁４０４ａと対面して第１チューブ状フレーム２と接合部位を構成する第１フランジ６０４とを有する。より具体的に第１分割ブラケット６を説明すると、ブラケット本体６０２は、第２チューブ状フレーム４の両側壁４０２、４０２に対面する両側壁６０２ａ、６０２ａと、この両側壁６０２ａ、６０２ａの下端の間に延びて第２チューブ状フレーム４の下方端壁４０４ａに対面する下方壁６０２ｂとを有している。そして、この下方壁６０２ｂは、第１チューブ状フレーム２に向けて広がる扇状の形状を有しており、これに対応して第１ブラケット６の両側壁６０２ａ、６０２ａは、平面視したときに湾曲しており、この両側壁６０２ａ、６０２ａ間の間隔が、第１チューブ状フレーム２に接近するに従って徐々に大きくなっている。そして、各側壁６０２ａの上端縁には、外方に向けて広がる第２フランジ６０６が形成されており、この第２フランジ６０６は、第１、第２の分割フランジ６、８の分割ラインに沿って延びている。

上記第１の分割ブラケット６と対をなす第２の上方分割ブラケット８も上記第１分割ブラケット６と実質的に同じ形状を有している。すなわち、第２分割ブラケット８は、第２チューブ状フレーム４の端部の上部と相補的な形状を有するブラケット本体８０２と、ブラケット本体８０２から第１チューブ状フレーム２の上方端壁４０４ｂに沿って延び且つこの上方端壁４０４ｂと対面する第１フランジ８０４とを有する。より具体的に第２分割ブラケット８を説明すると、ブラケット本体８０２は、第２チューブ状フレーム４の両側壁４０２、４０２に対面する両側壁８０２ａ、８０２ａと、この両側壁８０２ａ、８０２ａの上端の間に延びて第２チューブ状フレーム４の上方端壁４０４ｂに対面する上方壁８０２ｂとを有している。そして、この上方壁８０２ｂは、第１チューブ状フレーム２に向けて広がる扇状の形状を有している。そして、これに対応して第２ブラケット８の両側壁８０２ａ、８０２ａは、平面視したときに湾曲しており、この両側壁８０２ａ、８０２ａ間の間隔が、第１チューブ状フレーム２に接近するに従って徐々に大きくなっている。そして、各側壁６０２ａの下端縁には、外方に向けて広がる第２フランジ８０６が形成されている。このように扇状に広がる形状にすることで、第１、第２の分割ブラケット６、８による結合強度を高めることができる。

第１、第２のチューブ状フレーム２、４は、次の工程を経て互いに連結される。
（第１工程）第１チューブ状フレーム２の下方端壁２０４ａと側壁２０２と、第１分割ブラケット６の第１フランジ６０４及びブラケット側壁６０２ａとを当接させて、第１フランジ６０４及びブラケット側壁６０２ａの周縁つまり第１チューブ状フレーム２の外形と相補的な形状を有している部分をレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合する。レーザ溶接部位を仮想線１０で示す。図１から、レーザ溶接による連続溶接は、第１、第２の分割ブラケット６、８の周縁に沿って一筆書きのように連続的に延びているのが分かるであろう。

（第２工程）第２チューブ状フレーム２の端部の上方端壁４０４ｂ、両側壁２０２と、第２分割ブラケット８のブラケット本体８０２とを当接させて、この第２分割ブラケット８のブラケット本体８０２に周縁つまり第２チューブ状フレーム４と相補的な形状を有している部分をレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合する。レーザ溶接部位を仮想線１０で示す。

（第３工程）第１分割ブラケット６を備えた第１チューブ状フレーム２に対して、第２分割ブラケット８を備えた第２チューブ状フレーム４を組み込む。この組み立ては、第１チューブ状フレーム２に接合されている第１分割ブラケット６に第２チューブ状フレーム４の端部を上から挿入することにより行われ、これにより、第１分割ブラケット６と第２分割ブラケット８は、第２フランジ６０６、８０６同士が重なり合った状態なる。

（第４工程）第１分割ブラケット６の第２フランジ６０６と第２分割ブラケット８の第２フランジ８０６とをスポット溶接により仮止めする。この仮止めのための第４工程は省略することができる。
（第５工程）第１分割ブラケット６の第２フランジ６０６と第２分割ブラケット８の第２フランジ８０６とをレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合する。

上述した第１、第２の分割ブラケット６、８を使ったチューブ状フレーム２、４の連結構造によれば、第２チューブ状フレーム４の端面４０６が第１チューブ状フレーム２の側壁２０４から離間Ｃしていても、これら第１、第２のチューブ状フレーム２、４の連結が可能である。

また、車体組み立てラインにおいて従来のモノコックボディ組立ラインで多用されているスポット溶接エリアを含め、そして、このスポット溶接エリアで仮止めを行い、その後、レーザ溶接などの片側連続溶接で集中的に最終的な接合を行うことができるためチューブ状フレーム構造の車体を合理的に製造することができる。

また、上記第１、第２工程をサブアッセンブリライン又はフレーム納入企業で行い、第１、第２の分割ブラケット６、８を接合した第１、第２のチューブ状フレーム２、４を受け取った自動車製造工場の自動車ボディ組み立てラインで上記第３〜第５の工程を行うようにしてもよい。

上述した第１、第２のチューブ状フレーム２、４は、特許文献２、３に記載のハイドロフォーム成形法によって作った中空部材であってもよいが、図３〜図８に示す手法を使って作られた断面略矩形の中空部材を採用してもよい。

上述したチューブ状フレーム構造は、車室のルーフのフレーム構造に適用することができ、フールのフレーム構造として上記のフレーム構造を採用するときには、第1チューブ状フレーム２が車室ルーフの左右端部において車体前後方向に延びる左右のフールサイドフレームに対応し、第２チューブ状フレーム４がルーフの前端及び／又は後端のヘッダやルーフの前後方向中間部分に配置するルーフクロスメンバに対応することになる。

チューブ状フレームの実施例（図３、図４）：
図３は、一枚の鉄系金属の板材２０を曲げ加工することにより作られている。具体的に説明すると、鉄系金属からなる板材２０は、第１、第２のチューブ状フレーム２、４の下方端壁２０４ａ、４０４ａを構成する中間部分２０ａを有し、この中間部分２０ａは上方に向けて膨出する湾曲した形状に形作られている。中間部分２０ａを挟んで左右に延びる部分２０ｂは、第１、第２のチューブ状フレーム２、４の両方の側壁２０２、４０２を構成し、この左右の部分２０ｂの自由端部は、直角に屈曲した屈曲端部分２０ｃで終端している。この左右の屈曲端部分２０ｃは、第１、第２のチューブ状フレーム２、４の上方端壁２０４ｂ、４０４ｂを構成する。

上記の形状に成形した板材２０を予備成型品として予め用意し、この板材２０に対して、所定の加工治具で上記上方に膨出した中間部分２０ａを下方に押圧して偏平化することで、上記左右部分２０ｂが矢印で示す方向に揺動変位して起立し、そして、左右の屈曲端部分２０ｃの端面が互いに対向した状態になる。そして、この左右の屈曲部分２０ｃを互いに突き合わせた後に、この突き合わせ部分をワイヤーレーザ溶接などの片側連続溶接法によって接合することによりチューブ状フレーム３０になり（図４）、このチューブ状フレーム３０はハイドロフォーム成形法によって作った中空部材と同様に閉断面構造を有している。図４の参照符号１０はレーザ溶接部分を示している。

従来のモノコックボディでの閉断面構造ではフランジ部分をスポット溶接することにより作られているが、この中空部材にあっては連続溶接法によって作られており、また、中空部材を作る溶接部としてのフランジを備えていない点に特徴を有している。したがって、チューブ状フレーム３０を「フレーム形成用フランジ無しフレーム」と呼ぶことができる。

チューブ状フレームの第１変形例（図５）：
この第１変形例のチューブ状フレーム３４（図５）は、互いに突き合わせた左右の屈曲部分２０ｃを更に折り曲げた第２の屈曲部分２０ｄを有し、この第２の屈曲部分２０ｄは閉断面３２内で互いに対面した状態にある。この第２の屈曲部分２０ｄは、チューブ状フレーム３４の外側に設けられていてもよい。この場合には、互いに重ね合った第２の屈曲部分２０ｄの基端部分を連続溶接すればよい。

チューブ状フレームの第２変形例（図６）：
この第２変形例のチューブ状フレーム３６（図６）は、一方の第１の屈曲部分２０ｃに段部３８を設け、この段部３８に他方の第１の屈曲部分２０ｃを受け入れて、この他方の第１屈曲部分２０ｃと、一方の第１屈曲部分２０ｃの段部３８とが互いに重なり合った部分をレーザ溶接するようにしてもよい。

チューブ状フレームの第３変形例（図７）：
この第３変形例のチューブ状フレーム４０（図７）は、断面コ字状の対をなす第１、第２の２つの予備成形品である分割フレーム４２、４４を有し、この２つの分割フレーム４２、４４を互いに嵌合して、互いに重なり合った部分をレーザ溶接によって接合することにより作られている。すなわち、第１、第２の分割フレーム４２、４４は、中央部分４２ａ、４４ａの両端から屈曲して延びる２つの端部分４２ｂ、４２ｃ、４４ｂ、４４ｃを備えた断面コ字状の形状を有し、第１の分割フレーム４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１は、第２の分割フレーム４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２よりも若干大きく（Ｌ１＞Ｌ２）、第１の分割フレーム４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の分割フレーム４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とが互いに上下に重なり合った状態にある。

チューブ状フレームの第４変形例（図８）：
図８は、上述した図７のチューブ状フレーム４０の更なる変形例４６を示す。この図８のチューブ状フレーム４６にあっては、第１の分割フレーム４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１と、第２の分割フレーム４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２とが等しく（Ｌ１＝Ｌ２）、第１の分割フレーム４２の端部分４２ｂ、４２ｃに段部４８を設け、この段部４８によって第２の分割フレーム４４を受け入れることで、第１の分割フレーム４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の分割フレーム４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とを互いに上下に重なり合った状態を作るようにしてある。

第１実施例の連結構造の変形例（図９〜図１１）：
前述した第１実施例（図１、図２）では、第１、第２の分割ブラケット６、８は第１チューブ状フレーム２に対して、第１フランジ６０４、８０６を下方端壁２０４ａ、上方端壁４０４ａに連続溶接するようにしたが、この変形例（図９〜図１１）の連結構造では、第１、第２の分割ブラケット６、８に第１チューブ状フレーム２を包囲する分割包囲部６０８、８０８を設けると共に、この各分割包囲部６０８（８０８）の分割ラインに沿って延びるフランジ６０８ａ、８０８ａを設けて、このフランジ６０８ａ、８０８ａ同士を互いに重ね合わせて、このフランジ６０８ａ、８０８ａに対しても連続溶接するようにしてもよい。勿論、第１段階として、互いに重ね合わせたフランジ６０８ａ、８０８ａ同士をスポット溶接し、そして、第２段階で、フランジ６０８ａ、８０８ａ同士をレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合してもよい。

連結構造の第２実施例（図１２〜図１４）：
この第２実施例の連結構造にあっては、第１チューブ状フレーム２の側壁に連結する第２チューブ状フレーム５０が図７又は図８に例示した２つの断面コ字状の分割フレーム５２、５４で構成され、そして、下方の分割フレーム５４に外方に突出した左右のフランジ５４ａが形成されており、この下方の分割フレーム５４には、図１４から最も良く分かるように、実質的に上述した第１分割ブラケット６が一体成形されている。勿論、下方の分割フレーム５４と一体成形した下方の第１分割ブラケット６は、図１の形態であってもよい。

連結構造の第３実施例（図１５〜図１８）：
図１５〜図１８は、分割ブラケット６、８の本体６０２、８０２と包囲部６０８、８０８との境界部分に隆起部６０を設けてもよいことを説明するための図であり、これを第３実施例として例示してある。この第３実施例では、第１実施例の変形例（図９〜図１１）の分割ブラケット６、８に隆起部６０を設けた例を示してあるが、第１実施例（図１）や第２実施例（図１２〜図１４）に対しても適用可能であるのは言うまでもない。

第３実施例の変形例（図１９、図２０）：
上記図１５〜図１８の第３実施例で説明した隆起部６０は、分割ブラケット６、８の分割包囲部６０８、８０８に第１チューブ状フレーム２の延びる方向に延びていても良く、これに対応して第１チューブ状フレーム２の上方端壁２０４ｂ、下方端壁２０４ａに第２の隆起部６２を設けてもよい（図１９）。また、更なる変形例として、図２０に示すように、分割ブラケット６、８の第１隆起部６０を、第１チューブ状フレーム２の延び方向及び第２チューブ状フレーム４の延び方向に延びるＴ字状の形状に形作り、また、第１チューブ状フレーム２の上方端壁２０４ｂ、下方端壁２０４ａに、この第１チューブ状フレーム２の延び方向に延びる第２の隆起部６２を設けるだけでなく、第２チューブ状フレーム４の端部の上方端壁４０４ｂ、下方端壁４０４ａの端部に、この第２チューブ状フレーム４の延び方向に延びる第３隆起部６４を設けるようにしてもよい（図２０）。なお、図１９では、上方の第２分割ブラケット８には、第１チューブ状フレーム２の延び方向に延びる直線状の隆起部６０が形成され、下方の第１分割ブラケット６にはＴ字状の隆起部６０が設けられ、そして、第２チューブ状フレーム４の下方端壁４０４ａの端部に第３隆起部６４を設けた例を示してある。

上述した第１〜第３の隆起部６０、６２、６４に関し、これらの隆起部は、第１チューブ状フレーム２と第２チューブ状フレーム４とを接合する前工程として、これら第１、第２のチューブ状フレーム２、４を組み合わせる際に（前述した第３工程）、これら隆起部６０、６２、６４同士が合致するように第１、第２のチューブ状フレーム２、４を移動させることで、溶接すべき各フランジが適切な位置にくるように、第１〜第３の隆起部６０、６２、６４の位置や凹凸形状が設定される。

連結構造の第４実施例（図２１〜図２３）：
この第４実施例では、対をなす分割フレーム６６、６８によって上述した第２チューブ状フレーム４を構成し、この分割フレーム６６、６８に上述した第１、第２の分割ブラケット６、８を一体成形する構成が採用されている。この第４実施例では、第１、第２の分割ブラケット６、８は、図１に示した第１チューブ状フレーム２の上下の端壁２０４ａ、２０４ｂと当接する第２フランジ６０４、８０４を備えた形態であるのがよい。なお、図示の例では、上下の分割フレーム６６、６８の分割ラインに沿って連続溶接することにより第２チューブ状フレーム４を構成するように図示されているが、上下の分割フレーム６６、６８をフランジ接合する構成を採用してもよい。勿論、この場合には、これらと一体に成形されている第１、第２の分割ブラケット６、８もフランジ６０６、８０６を備えているのがよい。

連結構造の第５実施例（図２４〜図２６）：
この第５実施例は、直列に配置したチューブ状フレーム４、４の端同士を連結する構造に関する実施例である。断面ハット状の第１、第２の分割ブラケット７０、７２を有し、この第１、第２の分割ブラケット７０、７２は、２本のチューブ状フレーム２、２の互いに対向する端部を跨いで配設され、そして、第１、第２の分割ブラケット７０、７２の分割ラインに沿って延びるフランジ７００ａ、７２０ａを重ね合わせて、このフランジ７００ａ、７２０ａをレーザ溶接によって連続溶接すると共に、第１、第２の分割ブラケット７０、７２の端縁を連続溶接することにより直列に配置した２本のチューブ状フレーム４、４が連結される。連続溶接ラインを参照符号１０で示してある。

第５実施例の変形例（図２７、図２８）：
図２７、図２８は、上述した第５実施例（図１５〜図１８）の変形例であり、この変形例の連結構造にあっては、互いに直列に連結する２本のチューブ状フレーム４Ａ、４Ｂが、夫々、２つの分割フレーム７４、７６で構成されている。そして、図示の例で説明すれば、左側のチューブ状フレーム４Ａにあっては下方の分割フレーム７４が上方の分割フレーム７６よりも端部が延長され、他方、右側のチューブ状フレーム４Ｂにあっては上方の分割フレーム７６が下方の分割フレーム７４よりも端部が延長されて、そして、左右のチューブ状フレーム４Ａ、４Ｂの互いに当接する部位がレーザ溶接によって連続溶接される。

連結構造の第６実施例（図２９〜図３２）：
この第６実施例は、２本のチューブ状フレーム４、４をＬ字状に連結する構造に関する実施例である。この第６実施例では、断面ハット状の第１、第２の分割ブラケット７４、７６を有し、この第１、第２の分割ブラケット７４、７６は平面視したときにＬ字状の形態を有している。そして、図３２から分かるように、第１のチューブ状フレーム４（４Ａ）の端面を第２チューブ状フレーム４（４Ｂ）の側壁に対向させた状態で（図３２）、この互いに対向している第１、第２のチューブ状フレーム４、４の端部を第１、第２の分割ブラケット７４，７６で包囲して、この第１、第２の分割ブラケット７４、７６の分割ラインに沿って延びるフランジ７４ａ、７６ａ及び第１、第２の分割ブラケット７４、７６の端部をレーザ溶接によって連続溶接することにより、第１、第２のチューブ状フレーム４、４がＬ字状に屈曲した形態で連結される。また、この第１、第２のチューブ状フレーム４、４の隙間によって第１又は第２のチューブ状フレーム４、４の実質的な長さを調整することで誤差を吸収することができる。

第６実施例の変形例（図３３〜図３５）：
上記第６実施例では第１、第２の分割ブラケット７４、７６を上下に配置した例を図示してあるが、図３３〜図３５に示すように、左右に分割するようにしてもよい。

連結構造の第７実施例（図３６〜図３８）：
この第６実施例は、３本のチューブ状フレーム４が合流する箇所において、この３本のチューブ状フレームの端同士を一平面内でＹ字状に連結する構造に関する実施例である。この第６実施例では、３本のチューブ状フレーム４が位置する平面と直交する方向に２つに分割した第１、第２の分割ブラケット８０、８２は平面視Ｙ字状の三つ叉の形態を有し、３本のチューブ状フレーム４の端部を包囲するように第１、第２ブラケット８０、８２に組み付けて、第１、第２の分割ブラケット８０、８２の分割ラインに沿って延びるフランジ８０ａ、８２ａ同士を重ね合わせた後に、フランジ８０ａ、８２ａ同士を連続溶接することで３本のチューブ状フレーム４をＹ字状に連結することができる。

第７実施例の変形例（図３９〜図４１）：
上記第７実施例では、平面視Ｙ字状の２つの分割ブラケット８０、８２が３本のチューブ状フレーム４が占める平面に対して直交する方向に分割した例を説明したが、これを３つの分割ブラケット８４、８６、８８で構成した例を第７実施例の変形例として説明する。説明を簡素化するために、３本のチューブ状フレーム４を水平面上に配置するとして、上記３つの分割ブラケット８４、８６、８８のうち、第１、第２の２つの分割ブラケット８４、８６を上下に分割し、この第１、第２の分割ブラケット８４、８６を平面視でＹ字状に形成すると共に、この第１、第２の分割ブラケット８４、８６と第３のブラケット８８とを左右に分割してある。この変形例の連結構造によれば、１本のチューブ状フレーム４Ａに対して第１、第２の分割ブラケット８４、８６を予め連続溶接しておき、また、他の１本のチューブ状フレーム４Ｂに対して第３の分割ブラケット８８を予め連続溶接しておいて、また、好ましくは、更に他のチューブ状フレーム４Ｃに対しても第３の分割ブラケット８８を予め連続溶接しておいて（図４０）、車両組立ラインで、第３の分割ブラケット８８を介して互いに連結されている２本のチューブ状フレーム４、４を第１、第２の分割ブラケット８４、８６に組み込んで、縦フランジ８４ｂ、８６ｂ、８８ｂを互いに重ね合わせた後に、これらを先ずスポット溶接して仮組立を行い、その後のレーザ溶接工程で、縦フランジ８４ｂ、８６ｂ、８８ｂ同士を連続溶接することで３本のチューブ状フレーム４をＹ字状に連結することができる。

連結構造の第８実施例（図４２〜図４５）：
この第８実施例では、一本の第１のチューブ状フレーム２の途中部分において、その側壁２０２に一本の第２のチューブ状フレーム４Ａを連結し、端壁２０４に他の一本の第３のチューブ状フレーム４Ｂを連結して、立体的に合計３本のチューブ状フレーム２、４、４が合流する部位を相互に連結する構造を示す。この第８実施例では、３つの分割ブラケット９０、９２、９４が用意される。

第１の分割ブラケット９０は、第１のチューブ状フレーム平面視Ｔ字状の形状を有し、第１のチューブ状フレーム２と、これと水平面上でＴ字状に連結される第２のチューブ状フレーム４Ａの下部に対応する形態を有する。第２の分割ブラケット９２は、第１のチューブ状フレーム２の上部の左右方向半分と、第２のチューブ状フレーム４Ａの上部と、第１チューブ状フレーム２から起立する第３チューブ状フレーム４Ｂの左右半分とを覆う形態を有する。第３の分割ブラケット９４は、第１チューブ状フレーム２と第３チューブ状フレーム４Ｂを部分的に覆う形態を有し、第１〜第３の分割ブラケット９０、９２、９４を合体させたときには、上記立体的に交差する第１〜第３のチューブ状フレーム２、４Ａ、４Ｂの交差する部分を包囲する連結部材が作られる。

この第８実施例では、第１チューブ状フレーム２に第１分割ブラケット９０を予め連続溶接しておき、また、第２チューブ状フレーム４Ａに第２分割ブラケット９２を予め連続溶接しておき、更に、第３チューブ状フレーム４Ｂに第３分割ブラケット９４を予め連続溶接しておいて、自動車車体組み立て工程において、これら３つの分割ブラケット９０、９２、９４を合体させて、分割ラインに沿って延び且つ互いに重なり合うフランジ９０ａと９２ａ、９０ｂと９４ａ、９２ｂと９４ｂとをスポット溶接して仮組立を行い、その後のレーザ溶接工程で、これらのフランジを連続溶接することで３本のチューブ状フレーム２、４Ａ、４Ｂを立体的に連結することができる。勿論、スポット溶接工程を省いても良いのは先に説明したとおりである。

上記の実施例において、チューブ状フレーム２、４又は４、４の連結部位に発泡樹脂などの非鉄充填材を充填してもよい。これにより結合強度を向上させることができる。第１実施例などの分割ブラケット６、８では、フランジ６０６、８０６を互いに対面させて、これらフランジ６０６、８０６を互いに接合するようにしてあるため、フランジ６０６、８０６の互いに対面する合わせ代によってフランジ６０６、８０６の相対的位置を調整することで、第１チューブ状フレーム２の長手方向に関する第２チューブ状フレーム４の相対位置の誤差を車体組立ラインで微調整することができる。

また、第１実施例などの分割ブラケット６、８ではフランジ６０６、８０６を使って分割ブラケット６、８同士を接合するようにしてあるが、フランジ６０６、８０６を省いて分割ブラケットの側壁６０２ａ、８０２ａの縁同士を突き合わせてこれをレーザ溶接により連続溶接するようにしてもよい。

２第１チューブ状フレーム
２０２第１チューブ状フレームの側壁
２０４第１チューブ状フレームの端壁
２０４ａ第１チューブ状フレームの下方端壁
２０４ｂ第１チューブ状フレームの上方端壁
４第２チューブ状フレーム
４０２第２チューブ状フレームの側壁
４０４第２チューブ状フレームの端壁
４０４ａ第２チューブ状フレームの下方端壁
４０４ｂ第２チューブ状フレームの上方端壁
４０６第２チューブ状フレームの端面
６第１分割ブラケット（下方ブラケット）
６０２第１分割ブラケットのブラケット本体
６０２ａ第１分割ブラケットのブラケット側壁
６０２ｂ第１分割ブラケットのブラケット下方壁
６０４第１分割ブラケットの第１フランジ（下方フランジ）
６０６第１分割ブラケットの第２フランジ
８第２分割ブラケット（上方ブラケット）
８０２第２分割ブラケットのブラケット本体
８０２ａ第２分割ブラケットのブラケット側壁
８０２ｂ第２分割ブラケットのブラケット上方壁
８０４第２分割ブラケットの第１フランジ（上方フランジ）
８０６第２分割ブラケットの第２フランジ
１０レーザ溶接部位

Claims

複数のチューブ状フレームが合流する部位に対応して該合流部位のチューブ状フレームを受け入れる形状のブラケットを複数に分割した複数の分割ブラケットを有し、
互いに隣接する分割ブラケットの互いに対向する部分が連続溶接され、
各分割ブラケットとこれに隣接するチューブ状フレームとが片側連続溶接されていることを特徴とするチューブ状フレームの連結構造。
各分割ブラケットには、前記複数の分割ブラケットを分割する分割ラインに沿って且つ外方に向けて延びるフランジを有し、
互いに重なり合ったフランジが片側連続溶接される、請求項１に記載のチューブ状フレーム。
前記ブラケットが上下に下方分割ブラケットと上方分割ブラケットとに分割され、
該下方分割ブラケットと上方分割ブラケットには、夫々、分割ラインに沿って延びるフランジが形成され、
下方分割ブラケットと上方分割ブラケットの互いに重なり合ったフランジが片側連続溶接される、請求項１に記載のチューブ状フレームの連結構造。
前記チューブ状フレームが下方分割フレームと上方分割フレームに分割されると共に、該分割ラインに沿って下方分割フレームと上方分割フレームとを片側連続溶接することにより前記チューブ状フレームが製造され、
前記下方分割フレームには前記下方分割ブラケットが一体成形されている、請求項３に記載のチューブ状フレーム。
前記チューブ状フレームが下方分割フレームと上方分割フレームに分割されると共に、該分割ラインに沿って下方分割フレームと上方分割フレームとを片側連続溶接することにより前記チューブ状フレームが製造され、
前記上方及び下方の分割フレームには前記上方及び下方の分割ブラケットが一体成形されている、請求項３に記載のチューブ状フレーム。
左右のチューブ状フレームからなるルーフサイドフレームに対してＴ字状に連結されて、前記左右のルーフサイドフレーム間に亘って延び且つチューブ状フレームからなるルーフクロスメンバを有するチューブ状フレーム構造において、該ルーフクロスメンバの端には、前記フールサイドフレームに連結するために上下に分割された下方分割ブラケットと上方分割ブラケットとが形成されているチューブ状フレーム構造の組立方法であって、
前記ルーフクロスメンバと前記ルーフサイドフレームとを連結するためのブラケットであって、上下に分割され且つその分割ラインに沿って延びるフランジを備えた下方分割ブラケット及び上方分割ブラケットを用意し、
前記下方分割ブラケットを前記ルーフサイドフレームの下部に片側連続溶接する第１工程と、
前記上方分轄ブラケットを前記ルーフクロスメンバの端部の上部に片側連続溶接する第２工程と、
前記ルーフクロスメンバと一体化した前記上方分割ブラケットを、前記ルーフサイドフレームと一体化された前記下方分割ブラケットに組み付ける第３工程と、
前記上下の分割ブラケットの互いに重なり合ったフランジ同士を仮止め溶接する第４工程と、
該仮止めされたフランジ同士を片側連続溶接する第５工程とを有するチューブ状フレーム構造の組立方法。