JP2014169009A - 閉断面フレーム構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】閉断面フレーム構造体10は、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13が重ね合わされ、両フレーム部12,13で内部空間74が形成される。内部空間74に中子83が配置されることにより内部空間74の一部が充填空間75に形成される。充填空間75に向けて両フレーム部12,13の外側から溶融樹脂が充填されることにより、充填された溶融樹脂で樹脂部14が形成される。樹脂部14でアッパフレーム部12(アッパ脚部)およびロアフレーム部13(ロア脚部)が接合される。
【選択図】図1
Description
加えて、メインフレームの内部に樹脂製のリブを接合させてメインフレームの強度・剛性を確保することも考えられる。
このため、第1フレーム部および第2フレーム部の内部に樹脂層や樹脂製のリブを接合する工程と、両フレーム部のフランジを接着剤で接続する工程との2工程が必要になり、閉断面フレーム構造体の製造に手間がかかる。
これにより、第1フレーム部および第2フレーム部を閉断面に形成し、かつ、閉断面に形成された両フレーム部の内部に樹脂を充填する工程を容易におこなうことができる。
これにより、両フレーム部を樹脂部を補強できるので、閉断面フレーム構造体の剛性・強度を充分に確保することができる。
よって、第1フレーム部および第2フレーム部から、従来必要とされていた接続用のフランジを除去でき、両フレーム部の断面形状を簡素化できる。これにより、第1フレーム部および第2フレーム部を従来のフレーム部に対して精度よく形成(成形)することができる。
このように、両フレーム部を精度よく形成し、かつ、両脚部間の間隙に対する許容公差範囲を大きく確保できるので、閉断面フレーム構造体を安定的に製造することができる。
よって、第1脚部および第2脚部が樹脂部で接合された部位をリブで跨ぐように、リブを連続的に形成することができる。
これにより、両フレーム部をリブで補強できるので、閉断面フレーム構造体の剛性・強度を充分に確保することができる。
さらに、締結樹脂部に締結用部材をインサート成形することにより、締結用部材を所望の箇所に容易に取り付けることができる。
これにより、樹脂を充填空間に導く専用の流路を備える必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。
これにより、両フレーム部の内側の閉断面に充填された樹脂の充填状態を両フレーム部の外側から容易に確認することができ、品質の安定化を図ることができる。
図1、図2に示すように、閉断面フレーム構造体10は、断面略コ字状のアッパフレーム部(第1フレーム部)12と、断面略コ字状のロアフレーム部(第2フレーム部)13と、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13を接合する樹脂部14と、樹脂部14に一体に形成された複数のリブ15と、樹脂部14と一体に形成された締結樹脂部16と、締結樹脂部16に一体に設けられたカラー(締結用部材)17とを含む(備えている)。
この閉断面フレーム構造体10は、断面略矩形状に中空筒体に形成され、一例として車体の骨格を構成する部材に用いられる。
アッパベース21、左アッパ脚部22および右アッパ脚部23でアッパフレーム部12が断面略コ字状に形成されている。
左下部29および左段部28は左上部27に対して外側に膨出されている。左下部29に複数の左アッパ連通孔(連通孔)31が長手方向(矢印方向)(図3参照)に所定間隔をおいて形成されている。
右下部35および右段部34は右上部33に対して外側に膨出されている。
右下部35に複数の右アッパ連通孔(連通孔)37が、複数の左アッパ連通孔31と同様に、長手方向に所定間隔をおいて形成されている。
アッパベース21、左ロア脚部42および右ロア脚部43でロアフレーム部13が断面略コ字状に形成されている。
左ロア脚部42の左ロア上部42aは、左アッパ脚部22の左下部29に重ね合わされ、左ロア上部42aおよび左下部29間に左間隙(間隙)52が形成されている。
左ロア上部42aおよび左下部29が重ね合わされた状態で、左アッパ連通孔31および左ロア連通孔53が同軸上に重ね合わされている。
右ロア脚部43の右ロア上部43aは、右アッパ脚部23の右下部35に重ね合わされ、右ロア上部43aおよび右下部35間に右間隙(間隙)55が形成されている。
右ロア上部43aおよび右下部35が重ね合わされた状態で、右アッパ連通孔37および右ロア連通孔56が同軸上に重ね合わされている。
樹脂部14は、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13の内側に設けられた左右の内側樹脂部58,59と、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13の外側に設けられた左右の外側樹脂部61,62と、左間隙52に設けられた左間隙樹脂部64と、右間隙55に設けられた右間隙樹脂部65とを有する。
左外側樹脂部61は、左上部27(外面)の一部27b、左段部28の外面、左下部29の外面、および左ロア脚部42(外面)の一部42bに一体に接続されている。
左間隙樹脂部64は、左間隙52に設けられることにより、左段部28の内面、左下部29の内面、および左ロア脚部42(左ロア上部42a)の外面に一体に接続されている。
ここで、左アッパ連通孔31に左アッパ連結樹脂部67が充填され、左ロア連通孔53に左ロア連結樹脂部68が充填されている。よって、左アッパ連結樹脂部67で左外側樹脂部61および左間隙樹脂部64が連結され、左ロア連結樹脂部68で左内側樹脂部58および左間隙樹脂部64が連結されている。
これにより、左アッパ連結樹脂部67および左ロア連結樹脂部68が、いわゆるアンカーの役割を果たし、左アッパ脚部22および左ロア脚部42が一層強固に接合されている。
ここで、右アッパ連通孔37に右アッパ連結樹脂部71が充填され、右ロア連通孔56に右ロア連結樹脂部72が充填されることにより、右アッパ脚部23および右ロア脚部43が一層強固に接合されている。
ここで、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13はCFRPで形成されている。CFRPは、断面形状が複雑な部材を精度よく成形することが難しいとされている。
そこで、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13をそれぞれ断面略コ字状に形成し、重ね合わせた左アッパ脚部22および左ロア脚部42や、重ね合わせた右アッパ脚部23および右ロア脚部43を樹脂部14で覆うことにより接合するようにした。
このように、両フレーム部12,13を精度よく形成し、かつ、左側の両脚部22,42間の間隙や右側の両脚部23,43間の間隙に対する許容公差範囲を大きく確保できるので、閉断面フレーム構造体10を安定的に製造することができる。
左内側樹脂部58は、左アッパ脚部22および左ロア脚部42が重なり合った状態に接合された部位を跨ぐように連続的に形成されている。
また、右内側樹脂部59は、右アッパ脚部23および右ロア脚部43が重なり合った状態に接合された部位を跨ぐように連続的に形成されている。
これにより、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13が左右の内側樹脂部58,59で補強され、矩形枠体11(すなわち、閉断面)の剛性・強度を充分に確保することができる。
複数のリブ15は、図2、図3に示すように、矩形枠体11の内面11bから内部空間74の中心に向けてリブ高さ寸法H1で張り出されることにより略矩形枠状に形成されている。
これにより、リブ15は、矩形枠体11の内面11bに全周に亘って連続的に形成されている。
このように、矩形枠体11の内面11bに複数のリブ15が設けられることにより、矩形枠体11が複数のリブ15で補強され、矩形枠体11の剛性・強度を充分に確保することができる。
締結樹脂部16は、矩形枠体11の右外面や、右外側樹脂部62から矩形枠体11の外方に向けて突出されている。締結樹脂部16の先端部16aにガイド孔77が上下方向に向けて貫通されている。
カラー17は、締結樹脂部16を成形する際に、締結樹脂部16の先端部16aにインサート成形されている。このカラー17は、筒状に形成されることにより貫通孔78を有する金属製の部材である。貫通孔78はガイド孔77に対して同軸上に配置されている。
さらに、締結樹脂部16の先端部16aにカラー17をインサート成形することにより、カラー17を所望の箇所に容易に取り付けることができる。
図4(a)に示すように、セット工程において、固定型81にロアフレーム部13を配置した後、ロアフレーム部13の内部に中子83を配置し、配置した中子83を幅木84で所定位置に保持する。幅木84はロアフレーム部13(ロアベース41)に形成された複数の幅木孔48に貫通される。
ロアフレーム部13の内部に中子83を保持した後、ロアフレーム部13にアッパフレーム部12を重ね合わせた状態で配置する。
具体的には、左ロア脚部42(左ロア上部42a)の外側に左アッパ脚部22(左下部29)を重ね合わせ、右ロア脚部43(右ロア上部43a)の外側に右アッパ脚部23(右下部35)を重ね合わせる。
また、左ロア上部42aの外側に左下部29を重ね合わせることにより左間隙52が形成される。同様に、右ロア上部43aの外側に右下部35を重ね合わせることにより右間隙55が形成される。
さらに、固定型81に金属製のカラー17を配置する。この状態で、可動型82を移動して型締めする。
キャビティ86内に充填された溶融樹脂は、重ね合わされたアッパフレーム部12およびロアフレーム部13の外側から左間隙52および右間隙55を経て充填空間75に矢印Aの如く導かれる。
同時に、充填された溶融樹脂の一部が、カラー17の周囲に矢印Bの如く導かれる。
この状態で、アッパフレーム部12およびロアフレーム部13で閉断面が形成され、かつ、閉断面に形成された両フレーム部12,13の内部に樹脂部14の左右の内側樹脂部58,59が充填される。
ついで、型開き工程において、固定型81および可動型82を型開きして閉断面フレーム構造体10および中子83を固定型81から取り出す。
さらに、同工程で、閉断面に形成された両フレーム部12,13の内部に左右の内側樹脂部58,59を充填できる。
よって、左間隙52および右間隙55を有効に活用して溶融樹脂を充填空間75に充填することができる。これにより、溶融樹脂を充填空間75に導く専用の流路を備える必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。
これにより、両フレーム部12,13の内側の閉断面に充填された樹脂部14(左右の内側樹脂部58,59)の充填状態を両フレーム部12,13の外側から容易に確認することができ、品質の安定化を図ることができる。
例えば、前記実施例では、締結樹脂部16に設ける締結用部材としてカラー17を例示したが、これに限定するものではなく、締結樹脂部16にナットやボルトなどの他の締結用部材を設けることも可能である。
例えば、左右のアッパ脚部22,23の一部を左右のロア脚部42,43の内側に膨出させ、内側に膨出させた部位を左右のロア脚部42,43に重ね合わせることも可能である。
あるいは、左右のアッパ脚部22,23の全体を平坦に形成し、全体を左右のロア脚部42,43の外側に配置し、平坦に形成された左右のアッパ脚部22,23の一部を左右のロア脚部42,43に重ね合わせることも可能である。
Claims (5)
- 第1フレーム部が第1ベース、および該第1ベースの両側辺から張り出された第1脚部で断面略コ字状に形成され、第2フレーム部が第2ベース、および該第2ベースの両側辺から張り出された第2脚部で断面略コ字状に形成され、前記第1脚部および前記第2脚部が重ね合わされることにより前記第1フレーム部および前記第2フレーム部で閉断面が形成される閉断面フレーム構造体であって、
前記第1脚部および前記第2脚部が重ね合わされることにより、前記第1フレーム部および前記第2フレーム部の両フレーム部で内部空間が形成され、
該内部空間に中子が配置されることにより前記内部空間の一部が充填空間に形成され、
該充填空間に向けて前記両フレーム部の外側から樹脂が充填されることにより、充填された樹脂で重ね合わされた第1脚部および第2脚部を覆う樹脂部が形成され、
該樹脂部で前記第1脚部および前記第2脚部が接合されたことを特徴とする閉断面フレーム構造体。 - 前記第1フレーム部、前記第2フレーム部および前記樹脂部で内面が形成され、
該内面から前記内部空間に向けて張り出された略矩形枠状のリブを含むことを特徴とする請求項1記載の閉断面フレーム構造体。 - 前記両フレーム部の外面に前記樹脂で形成された締結樹脂部と、
該締結樹脂部に一体に設けられ、締結部材が貫通可能な締結用部材と、
を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の閉断面フレーム構造体。 - 前記重ね合わされた第1脚部および第2脚部間に、前記樹脂を前記充填空間に導く間隙が形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の閉断面フレーム構造体。
- 前記第1脚部および前記第2脚部にそれぞれ形成され、第1脚部および第2脚部が重ね合わされた状態で互いに重ね合わされる連通孔を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の閉断面フレーム構造体。
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