JP2020011558A - 車体のクロスメンバおよびクロスメンバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減による構造の簡素化および溶接箇所の削減を図りながらも軽量化することができる車体のクロスメンバおよびクロスメンバの製造方法を提供する。【解決手段】金属製板材Ｗにおける一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれプレス加工する。金属製板材Ｗにおける前記他方側の面をシェービング加工により略平坦形状に切削する。このようにして作製された２枚の金属製板材Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ折り曲げた後、閉断面構造を構成するように接合する。これにより、各金属製板材Ｗ１，Ｗ２それぞれに厚板部と薄板部とを設けることが可能となり、クロスメンバを軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接する必要がないため、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。【選択図】図９

Description

本発明は車体のクロスメンバおよびクロスメンバの製造方法に係る。特に、本発明は、板厚寸法が互いに異なる複数の領域を備えたクロスメンバの改良に関する。

従来、車両の車体フレームとして、車体前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレール（サイドフレームとも呼ばれる）と、これらサイドレール同士の間に架け渡されたクロスメンバとを備えた構造（フレーム構造と呼ばれている）が知られている。一般に、前記クロスメンバは、金属製板材（高張力鋼板等）がプレス加工等によって所定の断面構造（例えば閉断面構造等）とされて高い剛性が得られるようになっている。

特許文献１には、金属製板材のプレス加工によって閉断面構造で構成されたメンバ本体を有するクロスメンバが開示されている。

特開２０００−１６８６１６号公報

特許文献１に開示されているように金属製板材（板厚寸法が均一な金属製板材）をプレス加工することによってメンバ本体（クロスメンバ）を作製した場合、クロスメンバの全体に亘って板厚寸法が均一となる。そして、この板厚寸法は、クロスメンバにおいて特に荷重が大きく作用する部分での強度が十分に確保できるように規定されている。従って、それ以外の部分（作用する荷重が比較的小さい部分）では板厚寸法が無駄に大きくなってしまうことになる。このため、クロスメンバを軽量化して車体重量の軽減を図るには限界がある。

クロスメンバの軽量化を図る構造として、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接することでクロスメンバを作製することが考えられる。例えば、図１０に示すように、クロスメンバａを、フロント側メンバｂとリヤ側メンバｃとで構成し、これらメンバｂ，ｃそれぞれを、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材ｂ１，ｂ２，ｂ３、ｃ１，ｃ２，ｃ３を溶接することによって作製し、また、これらメンバｂ，ｃ同士も溶接によって一体化させるようにしたものである。例えば、フロント側メンバｂおよびリヤ側メンバｃそれぞれにおいて、車幅方向の中央部分に大きな荷重が作用する場合には、中央に位置するパネル材ｂ２，ｃ２の板厚寸法を大きくし、それ以外のパネル材ｂ１，ｂ３，ｃ１，ｃ３の板厚寸法を小さくすることで、クロスメンバａの軽量化を図ることが可能になる。

しかしながら、このようにしてクロスメンバａを作製する場合、部品点数が多くなって、構造の複雑化を招いてしまう可能性がある。また、複数箇所での溶接が必要となることから、製造コストの高騰、溶接箇所での熱害（溶接箇所の強度低下）、錆の発生（溶接箇所の周辺部での錆の発生）を招いてしまう可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減による構造の簡素化および溶接箇所の削減を図りながらも軽量化することができる車体のクロスメンバおよびクロスメンバの製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車体フレームの一部を構成すると共に車幅方向に沿って延在し、所定断面形状の金属製板材で成るクロスメンバを前提とする。そして、このクロスメンバは、前記金属製板材における一方側の面には段差部が設けられており、前記段差部によって段落ちされた領域の裏面となる前記金属製板材の他方側の面には削り痕部が設けられていて、前記段差部を挟んで前記金属製板材の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられていることを特徴とする。

この特定事項により、金属製板材における一方側の面に段差部を設け、他方側の面に削り痕部を設けることで、単一の金属製板材に厚板部と薄板部とを設けることが可能となる。つまり、この金属製板材によってクロスメンバを作製することにより、該クロスメンバにおいて特に荷重が大きく作用する部分を厚板部で構成し、作用する荷重が比較的小さい部分を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材上に得ることができる。その結果、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、クロスメンバを軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接する必要がないため（図１０で示した構造を採用する必要がないため）、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。

また、車幅方向に沿って延在し且つ車体前後方向に所定間隔を存して配設された複数本のクロスメンバのうち最も車体後側に位置するクロスメンバに前記厚板部および前記薄板部がそれぞれ設けられていることが好ましい。

複数本のクロスメンバのうち最も車体後側に位置するクロスメンバは、トーイング時に他の車両（トレーラ等）が連結されること等から他のクロスメンバに比べて特に高い強度を必要とする部分が存在する。このため、この高い強度を必要とする部分を前記厚板部として構成し、それに隣接する部分を前記薄板部として構成することで、当該クロスメンバの軽量化を図りながら必要な強度を確保することができる。

より具体的に、最も車体後側に位置する前記クロスメンバは、その車幅方向の中央部にトーイング用連結部が設けられており、このトーイング用連結部およびその周辺部が前記厚板部となっていることが好ましい。

トーイング時には、一般にクロスメンバにおける車幅方向の中央部に設けられたトーイング用連結部に他の車両（トレーラ等）が連結されることになる。このため、このトーイング用連結部およびその周辺部を前記厚板部として構成することで、このトーイング用連結部に入力される荷重に対する強度を十分に得ることができる。

また、最も車体後側に位置する前記クロスメンバは、その車幅方向の両外側部が、車体前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレールにそれぞれ連結されており、前記車幅方向の両外側部が前記厚板部となっていることが好ましい。

クロスメンバは、車幅方向の両外側部がサイドレールにそれぞれ連結されていることにより両持ち構造となっている。このため、トーイング時には、この連結部分（サイドレールへの連結部分）に作用するモーメント等の影響によって該連結部分での応力が高くなりやすい。この点に鑑み、本解決手段では、車幅方向の両外側部を厚板部として構成することで、この車幅方向の両外側部に入力される荷重に対する強度を十分に得ることができるようにしている。

また、前記金属製板材は、車幅方向の全体に亘る単一の部材であることが好ましい。

これによれば、クロスメンバを開断面構造で構成する場合には、１枚の金属製板材のみによって前述した機能を有するクロスメンバを構成することが可能になる。また、クロスメンバを閉断面構造で構成する場合には、例えば車体前側の部材となる金属製板材と車体後側の部材となる金属製板材とを一体的に接合することで閉断面構造のクロスメンバを作製することができ、この場合、２枚の金属製板材のみによって前述した機能を有するクロスメンバを構成することが可能になる。このため、クロスメンバを構成するための部材の点数（金属製板材の使用枚数）を大幅に削減することができる。

また、前記クロスメンバは閉断面構造で構成されており、前記金属製板材において前記段差部が設けられている前記一方側の面は、前記閉断面構造の内側の面とされ、前記金属製板材において前記削り痕部が設けられている前記他方側の面は、前記閉断面構造の外側の面とされていることが好ましい。

閉断面構造のクロスメンバに外力が作用した場合、その外側の面には引っ張り応力が作用する。この際、この外側の面に段差部が存在していると、該段差部に応力が集中してしまう可能性がある。この点に鑑み、本解決手段では、内側の面（前記一方側の面）に段差部を設けることにより、外側の面（前記他方側の面）に削り痕部を設けて略平坦な面にし、これによって外側の面での引っ張り応力の集中が生じないようにしている。これにより、クロスメンバの強度の信頼性を高めることができる。

また、前記クロスメンバの製造方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、車体フレームの一部を構成すると共に車幅方向に沿って延在し、所定断面形状の金属製板材で成るクロスメンバの製造方法を対象とする。そして、このクロスメンバの製造方法は、プレス加工工程と、シェービング加工工程と、折り曲げ加工工程とを含んでいる。プレス加工工程では、前記金属製板材における一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成する。シェービング加工工程では、前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成する。折り曲げ加工工程では、前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる。

この製造方法によって製造されたクロスメンバは、前記一方側の面においてプレス加工工程によって凹状に形成された部分の外縁に段差部が形成されている。また、前記他方側の面の凸状の部分がシェービング加工工程によって切削されて削り痕部が形成されている。これにより、前記段差部を挟んで金属製板材の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられることになる。

そして、この製造方法によって製造されたクロスメンバによっても、前述したように、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接する必要がないため、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。

本発明では、金属製板材における一方側の面に段差部を、他方側の面に削り痕部をそれぞれ設けることにより、段差部を挟んで金属製板材の延在方向の一方側に厚板部を他方側に薄板部をそれぞれ設けるようにしている。これにより、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、クロスメンバを軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接する必要がないため、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。

実施形態に係る車体フレームを示す斜視図である。 リヤクロスメンバを車体前方の左上側から見た斜視図である。 リヤクロスメンバを車体後方の左下側から見た斜視図である。 リヤクロスメンバの正面図である。 リヤクロスメンバの平面図である。 リヤクロスメンバの背面図である。 図４におけるVII−VII線に沿った断面図である。 車両のトーイング状態を示す図である。 リヤクロスメンバの製造工程の概略を説明するための図である。 板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接してクロスメンバを作製する場合を説明するための斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、所謂ラダーフレームとして構成された車体フレームのクロスメンバに対して本発明を適用した場合について説明する。

−車体フレームの概略構造−
図１は本実施形態に係る車体フレーム１を示す斜視図である。なお、この図１における矢印ＦＲは車体前方向、矢印ＵＰは上方向、矢印ＲＨは車体右方向、矢印ＬＨは車体左方向をそれぞれ示している。

図１に示すように、車体フレーム１は、車幅方向の両外側において車体前後方向に沿って延在された左右一対のサイドレール１１，１１を備えている。このサイドレール１１，１１は、閉断面構造で成り、車体前後方向に沿って連続する中間部１１ａ，１１ａ、前側キック部１１ｂ，１１ｂ、前部１１ｃ，１１ｃ、後側キック部１１ｄ，１１ｄおよび後部１１ｅ，１１ｅを備えている。

中間部１１ａは、前輪（図示省略）の配設位置と後輪（図示省略）の配設位置との間の所定範囲において車体前後方向に沿って水平方向に延在している。

前側キック部１１ｂは、前記中間部１１ａの前端に連続し車体前方側に向かうに従って上方へ湾曲する形状となっている。前部１１ｃは、前側キック部１１ｂの前端に連続し車体前方側に延在している。この前部１１ｃにおける車幅方向の外側には前記前輪が配設されている。このため、このサイドレール１１，１１の前部１１ｃ，１１ｃにおける車幅方向の寸法（左右の各前部１１ｃ，１１ｃ間の寸法）は、この前輪との干渉を考慮して、前記中間部１１ａ，１１ａにおける車幅方向の寸法（左右の各中間部１１ａ，１１ａ間の寸法）よりも短く設定されている。このため、前側キック部１１ｂ，１１ｂは、車体後方に向かうに従って車幅方向の外側に湾曲する形状となっている。

後側キック部１１ｄは、前記中間部１１ａの後端に連続し車体後方側に向かうに従って上方へ湾曲する形状となっている。後部１１ｅは、後側キック部１１ｄの後端に連続し車体後方側に延在している。この後部１１ｅにおける車幅方向の外側には前記後輪が配設されている。このため、このサイドレール１１，１１の後部１１ｅ，１１ｅにおける車幅方向の寸法（左右の各後部１１ｅ，１１ｅ間の寸法）も、この後輪との干渉を考慮して、前記中間部１１ａ，１１ａにおける車幅方向の寸法（左右の各中間部１１ａ，１１ａ間の寸法）よりも短く設定されている。このため、後側キック部１１ｄ，１１ｄは、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に湾曲する形状となっている。

左右一対のサイドレール１１，１１の前部１１ｃ，１１ｃの前側には、車両前突時にエネルギ（衝突荷重）を吸収するためのクラッシュボックス１２，１２がそれぞれ設けられている。左右一対のクラッシュボックス１２，１２の前端部には、車幅方向に沿って延在するバンパリインフォースメント（図示省略）が架け渡されている。

各サイドレール１１，１１同士の間には、車幅方向に沿って延在された複数のクロスメンバ１３ａ〜１３ｇ，２が架け渡されている。

サイドレール１１，１１の前部１１ｃ，１１ｃにおけるクロスメンバ１３ａとクロスメンバ１３ｂとの間の位置には、車幅方向の外側に突出する金属製のサスペンションマウントブラケット１４，１４が配設されている。

また、サイドレール１１の前側キック部１１ｂの後端部、サイドレール１１の前部１１ｃの前端部、サイドレール１１の後側キック部１１ｄの前端部それぞれには、キャブマウントブラケット１５ａ，１５ｂ，１５ｃが配設されている。これらキャブマウントブラケット１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、車幅方向の外側へ突出されており、図示しないキャブマウントが取り付けられるようになっている。そして、キャブマウントおよびキャブマウントブラケット１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して、キャビン（図示省略）をサイドレール１１に連結できるように構成されている。

−クロスメンバの構造−
本実施形態の特徴は、前記各クロスメンバ１３ａ〜１３ｇ，２のうち最も車体後側に位置するリヤクロスメンバ（ＲＲクロスメンバ）２の構造にある。つまり、このリヤクロスメンバ２が、本発明でいうクロスメンバに相当する。以下、このリヤクロスメンバ２について説明する。

図２は、リヤクロスメンバ２を車体前方の左上側から見た斜視図である。図３は、リヤクロスメンバ２を車体後方の左下側から見た斜視図である。図４は、リヤクロスメンバ２の正面図である。図５は、リヤクロスメンバ２の平面図である。図６は、リヤクロスメンバ２の背面図である。図７は、図５におけるVII−VII線に沿った断面図である。図２および図３における矢印ＦＲは車体前方向、矢印ＵＰは上方向、矢印ＲＨは車体右方向、矢印ＬＨは車体左方向をそれぞれ示している。

リヤクロスメンバ２は、２枚の金属製板材Ｗ１，Ｗ２が溶接されることにより断面が矩形状の閉断面構造（本発明でいう所定断面形状）で構成されている。つまり、このリヤクロスメンバ２は、車体前側に位置する前壁部３、この前壁部３の上端縁から車体後方に延在する上板部４、この上板部４の後端縁（車体前後方向における後側の端縁）から下方に延在する後壁部５、この後壁部５の下端縁から車体前方に延在する下板部６を備えている。これにより、前壁部３と後壁部５とは車体前後方向で対向している。また、上板部４と下板部６とは上下方向で対向している。

前壁部３における車幅方向の中央部は車幅方向に沿って延在している。以下、この部分を前壁中央部３１と呼ぶこととする。この前壁中央部３１には、トーイングレシーバ７（図４〜図６では仮想線で示している）を挿入するための矩形状の開口３１ａが形成されている。同様に、後壁部５における車幅方向の中央部も車幅方向に沿って延在している。以下、この部分を後壁中央部５１と呼ぶこととする。この後壁中央部５１にも、トーイングレシーバ７を挿入するための矩形状の開口５１ａが形成されている。このトーイングレシーバ７を挿入するための矩形状の開口３１ａ，５１ａが形成されている部分の周辺部をトーイング用連結部２８と呼ぶこととする。

また、前記上板部４において、前記前壁中央部３１と後壁中央部５１との間に亘る領域を上板中央部４１と呼ぶこととする。この上板中央部４１はその前端縁および後端縁がそれぞれ車幅方向に沿って延在している。また、前記下板部６において、前記前壁中央部３１と後壁中央部５１との間に亘る領域を下板中央部６１と呼ぶこととする。この下板中央部６１もその前端縁および後端縁がそれぞれ車幅方向に沿って延在している。

また、前壁部３における前壁中央部３１よりも車幅方向の外側部分は、車幅方向外側に向かって車体前方側に傾斜している。以下、この部分を前壁傾斜部３２，３３と呼ぶこととする。同様に、後壁部５における後壁中央部５１よりも車幅方向の外側部分は、車幅方向外側に向かって車体前方側に傾斜している。以下、この部分を後壁傾斜部５２，５３と呼ぶこととする。

また、前記上板部４において、前記前壁傾斜部３２，３３と後壁傾斜部５２，５３との間に亘る領域を上板外側部４２，４３と呼ぶこととする。また、前記下板部６において、前記前壁傾斜部３２，３３と後壁傾斜部５２，５３との間に亘る領域を下板外側部６２，６３と呼ぶこととする。

（リヤクロスメンバの板厚寸法）
リヤクロスメンバ２の特徴は、板厚寸法が互いに異なる複数の領域を備えている点にある。本実施形態では、板厚寸法が互いに異なる５種類の領域が備えられている。板厚寸法が最も大きい領域を第１領域Ａ（図２〜図６における領域Ａ１〜Ａ４）と呼び、板厚寸法が第２番目に大きい領域を第２領域Ｂ（図２〜図６における領域Ｂ１〜Ｂ７）と呼び、以下、板厚寸法が大きい順に第３領域Ｃ（図２〜図６における領域Ｃ１〜Ｃ３）および第４領域Ｄ（図２〜図６における領域Ｄ１〜Ｄ４）と呼び、板厚寸法が最も小さい領域を第５領域Ｅ（図２〜図６における領域Ｅ１〜Ｅ３）と呼ぶこととする。

このように板厚寸法が互いに異なる複数の領域を設けるための構造として、具体的には、図７（図４におけるVII−VII線に沿った断面図）に示すように、リヤクロスメンバ２の閉断面構造の内側の面（本発明でいう金属製板材における一方側の面）２１を部分的に凹陥させることで段差部２２，２３が設けられているのに対し、閉断面構造の外側の面２４が略平坦になっており、内側の面２１の凹陥寸法が異なっていることで板厚寸法が互いに異なる複数の領域が構成されている。つまり、板厚寸法は、前記内側の面２１において段差部２２，２３によって段落ちされた領域と前記外側の面２４との間の寸法（図７における寸法ｔ１，ｔ２，ｔ３）によって決定されることになり、前記凹陥寸法が大きい領域ほど（段差部２２，２３による段落ちが大きいほど）板厚寸法が小さい領域として構成されている。このため、前記段差部２２，２３を挟んで金属製板材Ｗの延在方向の一方側（段差部２２，２３による段落ちが小さい部分）は板厚寸法が比較的大きい領域（本発明でいう厚板部）となっており、金属製板材Ｗの延在方向の他方側（段差部２２，２３による段落ちが大きい部分）は板厚寸法が比較的小さい領域（本発明でいう薄板部）となっている。

図７に示すものでは、２箇所に段差部２２，２３が設けられている。このため、この図７における左側の段差部２２を挟んで左側の領域と右側の領域とでは板厚寸法が異なっている。この部分にあっては、段差部２２を挟んで左側の領域が本発明でいう厚板部（板厚寸法ｔ１の部分）となっており、段差部２２を挟んで右側の領域が本発明でいう薄板部（板厚寸法ｔ２の部分）となっている。また、この図７における右側の段差部２３を挟んで左側の領域と右側の領域とにおいても板厚寸法が異なっている。この部分にあっては、段差部２３を挟んで左側の領域が本発明でいう厚板部（板厚寸法ｔ２の部分）となっており、段差部２３を挟んで右側の領域が本発明でいう薄板部（板厚寸法ｔ３の部分）となっている。

前述したように、本実施形態では、最も車体後側に位置するリヤクロスメンバ２に本発明が適用されているため、この最も車体後側に位置するリヤクロスメンバ２に前記厚板部および前記薄板部がそれぞれ設けられていることになる。

このようにリヤクロスメンバ２の閉断面構造の内側の面２１を部分的に凹陥させて段差部２２，２３を設けると共に、閉断面構造の外側の面２４を略平坦にするための製造方法としては、金属製板材Ｗのプレス加工とシェービング加工とが行われる。詳しくは後述するが、金属製板材Ｗにおける一方側の面（閉断面構造の内側となる面２１）を凹状に他方側の面（閉断面構造の外側となる面２４）を凸状にそれぞれ形成するプレス加工を行った後に（このプレス加工が終了した時点での金属製板材Ｗの形状を図７において仮想線で示す）、この金属製板材Ｗにおける前記他方側の面（閉断面構造の外側となる面２４）の前記凸状の部分を切削するシェービング加工を行い（このシェービング加工が終了した時点での金属製板材Ｗの形状を図７において実線で示す）、この他方側の面（閉断面構造の外側となる面２４）を略平坦にする。つまり、一方側の面（閉断面構造の内側となる面２１）には凹部を残して前記段差部２２，２３を設けると共に、他方側の面（閉断面構造の外側となる面２４）の凸状の部分を切削することでこの面を略平坦にする。これにより、前述したような板厚寸法が互いに異なる複数の領域を１枚の金属製板材Ｗ上に形成するようにしている。

このようにして金属製板材Ｗを加工した場合、前記他方側の面２４にあっては、シェービング加工によって前記凸状の部分を切削したことに伴い、この他方側の面２４の一部には削り痕部（段差部２２，２３によって段落ちされた領域の裏面となる金属製板材Ｗの他方側の面２４に設けられた削り痕部）２５が存在することになる。この削り痕部２５は、前記凸状の部分を切削した部分の切断面が現れている部分であって、他の部分（切削されていない部分）とは明らかに表面の形状（表面の光沢や表面粗さ等）が異なっている。例えば、金属製板材Ｗの表面処理が施されていた場合には、その表面処理層が除去されている。また、金属製板材Ｗの表面に酸化被膜が存在していた場合には、その酸化被膜が除去されている。また、場合によっては、削り痕部２５の外縁部には僅かなエッジが残っている。また、この削り痕部２５は、他の部分と完全に面一な平坦となっているとは限らず、他の部分よりも僅かに（例えば０．１ｍｍ程度）隆起した形状となっている場合もある。

図４〜図６では、これら板厚寸法が互いに異なる複数の領域を区別するためにそれぞれに斜線を付している。具体的には、第１領域Ａ（図中ではＡ１〜Ａ４で示している）には左斜め下に向かって傾斜する実線の斜線を付している。第２領域Ｂ（図中ではＢ１〜Ｂ７で示している）には右斜め下に向かって傾斜する実線の斜線を付している。第３領域Ｃ（図中ではＣ１〜Ｃ３で示している）には右斜め下に向かって傾斜する破線の斜線を付している。第４領域Ｄ（図中ではＤ１〜Ｄ４で示している）には左斜め下に向かって傾斜する破線の斜線を付している。第５領域Ｅ（図中ではＥ１〜Ｅ３で示している）には格子状の実線の斜線を付している。各領域Ａ〜Ｅの板厚寸法の一例として、第１領域Ａ（Ａ１〜Ａ４）は５．０ｍｍ、第２領域Ｂ（Ｂ１〜Ｂ７）は４．０ｍｍ、第３領域Ｃ（Ｃ１〜Ｃ３）は３．５ｍｍ、第４領域Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）は３．０ｍｍ、第５領域Ｅ（Ｅ１〜Ｅ３）は２．５ｍｍとなっている。これら値はこれに限定されるものではない。

（各領域の適用箇所）
次に、前記各領域Ａ〜Ｅの適用箇所について説明する。

第１領域Ａ（各領域Ａ〜Ｅのうち最も板厚寸法が大きい領域）の適用箇所は以下のとおりである。
・前壁中央部３１の中央部分に形成されている開口３１ａの周囲（符号Ａ１を付した部分）
・後壁中央部５１の中央部分に形成されている開口５１ａに対して車幅方向の両外側部分（符号Ａ２を付した部分）
・上板中央部４１の中央部分（符号Ａ３を付した部分）
・下板中央部６１の中央部分（符号Ａ４を付した部分）
第２領域Ｂ（各領域Ａ〜Ｅのうち２番目に板厚寸法が大きい領域）の適用箇所は以下のとおりである。
・前壁中央部３１における第１領域Ａの適用箇所の車幅方向外側部分から前壁傾斜部３２，３３における車幅方向内側部分（前壁傾斜部３２，３３における車幅方向中央位置よりも車幅方向内側の部分）に亘る領域（符号Ｂ１を付した部分）
・後壁中央部５１の中央部分に形成されている開口５１ａの周囲（符号Ｂ２を付した部分）
・後壁中央部５１における第１領域Ａの適用箇所の車幅方向外側部分から後壁傾斜部５２，５３における車幅方向内側部分（後壁傾斜部５２，５３における車幅方向中央位置よりも車幅方向内側の部分）に亘る領域（符号Ｂ３を付した部分）
・後壁中央部５１における第１領域Ａの内側の４箇所の領域（符号Ｂ４を付した部分）
・上板中央部４１の中央部分（符号Ｂ５を付した部分）
・上板中央部４１における第１領域Ａの適用箇所の車幅方向外側部分から上板外側部４２，４３における車幅方向内側部分（上板外側部４２，４３における車幅方向中央位置よりも車幅方向内側の部分）に亘る領域（符号Ｂ６を付した部分）
・下板中央部６１における第１領域Ａの適用箇所の車幅方向外側部分から下板外側部６２，６３における車幅方向内側部分（下板外側部６２，６３における車幅方向中央位置よりも車幅方向内側の部分）に亘る領域（符号Ｂ７を付した部分）
第３領域Ｃ（各領域Ａ〜Ｅのうち３番目に板厚寸法が大きい領域）の適用箇所は以下のとおりである。
・前壁傾斜部３２，３３の車幅方向外側部分（符号Ｃ１を付した部分）
・上板外側部４２，４３の車幅方向外側部分（符号Ｃ２を付した部分）
・下板外側部６２，６３の車幅方向外側部分（符号Ｃ３を付した部分）
第４領域Ｄ（各領域Ａ〜Ｅのうち４番目に板厚寸法が大きい領域）の適用箇所は以下のとおりである。
・前壁部３における第２領域Ｂの内側の４箇所の領域（符号Ｄ１を付した部分）
・前壁傾斜部３２，３３における第２領域Ｂの適用箇所の車幅方向外側部分（符号Ｄ２を付した部分）
・後壁部５における第２領域Ｂの内側の４箇所の領域（符号Ｄ３を付した部分）
・後壁傾斜部５２，５３における第２領域Ｂの適用箇所の車幅方向外側部分（符号Ｄ４を付した部分）
第５領域Ｅ（各領域Ａ〜Ｅのうち最も板厚寸法が小さい領域）の適用箇所は以下のとおりである。
・前壁傾斜部３２，３３における車幅方向外側の部分（符号Ｅ１を付した部分）
・後壁傾斜部５２，５３における第４領域Ｄの内側の５箇所の領域（符号Ｅ２を付した部分）
・上板外側部４２，４３における第４領域Ｄの内側の領域（符号Ｅ３を付した部分）
このように、リヤクロスメンバ２にあっては、トーイングレシーバ７を挿入するための開口３１ａ，５１ａの周辺の領域における板厚寸法（特に前壁中央部３１におけるトーイング用連結部２８）が、その他の領域における板厚寸法よりも大きくなっている。

図８は、車両Ｖによるトーイング状態を示している。このような車両Ｖによるトーイング時にあっては、トーイングレシーバ７にボールマウンティングＭを介して他の車両（トレーラ等）Ｔが連結される。つまり、前記トーイング用連結部２８に、トーイングレシーバ７（図２および図３を参照）およびボールマウンティングＭを介して他の車両Ｔが連結される。このため、このトーイング用連結部２８には大きな荷重が作用することになるが、このトーイング用連結部２８およびその周辺部における板厚寸法が、その他の領域における板厚寸法よりも大きくなっている（厚板部となっている）ことにより、トーイング時に比較的大きな荷重が入力されて応力が高くなりやすい車幅方向の中央部（トーイング用連結部２８）の強度を高くすることができ、このトーイング時に入力される荷重に対する強度を十分に得ることができるようにしている。

また、トーイング時、リヤクロスメンバ２における車幅方向の両外側部にあっては、サイドレール１１，１１に連結されているため、この連結部分に作用するモーメント等の影響によって応力が高くなりやすいものとなっているが、この車幅方向の両外側部における板厚寸法も大きくなっていることにより（第３領域Ｃとして設定されていることにより）、この車幅方向の両外側部の強度を高くすることができ、この車幅方向の両外側部に入力される荷重に対する強度を十分に得ることができるようにしている。

−リヤクロスメンバの製造工程−
次に、前述の如く構成されるリヤクロスメンバ２の製造工程について説明する。

このリヤクロスメンバ２の製造工程としては、金属製板材（例えば高張力鋼板等）Ｗのプレス加工工程、金属製板材Ｗのシェービング加工工程、金属製板材Ｗの折り曲げ加工工程、２つの金属製板材Ｗ１，Ｗ２の接合工程が順に行われる。

図９は、このリヤクロスメンバ２の製造工程の概略を説明するための図である。

先ず、図示しない剪断機によって所定形状（長尺状）に剪断された金属製板材Ｗをプレス機１００にセットする（図９（ａ）を参照）。このプレス機１００は、上面にパンチ１０１が設置されたベース台１０２と、このベース台１０２に対して昇降可能なダイス１０３とを備えている。このダイス１０３を昇降させるための機構は従来のプレス機と同様であるのでここでの説明は省略する。

そして、ベース台１０２上に載置した金属製板材Ｗに向けてダイス１０３を下降させることで（プレス加工工程）、金属製板材Ｗの下面に凹部を上面に凸部を形成する（図９（ｂ）を参照）。このプレス加工工程で得られた前記凹部が、将来的に前記段差部２２，２３を構成することになる。

また、ここでの凹部の凹陥寸法としては、金属製板材Ｗの板厚寸法よりも小さく設定されている。また、この凹部の凹陥寸法は、後述するシェービング加工工程によって得ようとする板厚寸法（目標板厚寸法）に応じて設定される。つまり、目標板厚寸法が大きいほど凹部の凹陥寸法が小さくなるように、前記パンチ１０１の凸部の突出寸法および前記ダイス１０３の凹部の凹陥寸法がそれぞれ設定される。

その後、前記プレス加工された金属製板材Ｗのシェービング加工を行う。このシェービング加工では、金属製板材Ｗにおける上面を略平坦形状に切削する。具体的には、プレス加工された金属製板材Ｗを前記ベース台１０２上に載置した状態のまま、前記ダイス１０３に代えて押さえ治具２００を配置する。この押さえ治具２００の下面は平坦面となっている。また、この押さえ治具２００は、金属製板材Ｗとの間にシェービング加工用の工具（切削刃）２０１が通過する空間だけベース台１０２との間に空間を存している。図９（ｃ）に示すように、この空間に切削刃２０１を通過させることで、金属製板材Ｗにおける凸部を切削により切除し、この金属製板材Ｗの上面が略平坦面とされる。

このシェービング加工工程で得られた金属製板材Ｗは、切削刃２０１によって切除された領域が薄板部として加工されることになり、その他の部分が厚板部として加工されることになる。

この図９では、説明を簡単にするために金属製板材Ｗの中央部に薄板部を、その外側に厚板部を加工する場合について説明したが、前述したように、実際のリヤクロスメンバ２にあっては、板厚寸法が互いに異なる５種類の領域が各所に備えられているため、これら板厚寸法が得られるように前記パンチ１０１およびダイス１０３が作製されており、プレス加工工程で作製された複数箇所の凸部が切削刃２０１によって切除されることになる。

そして、このようにして板厚寸法が互いに異なる領域が備えられた金属製板材Ｗを２枚（リヤクロスメンバ２の前側を構成する前側金属製板材Ｗ１およびリヤクロスメンバ２の後側を構成する後側金属製板材Ｗ２）作製しておき、それぞれをプレス加工などによってコ字状に成形（折り曲げ加工工程）し、図９（ｄ）に示すように、それぞれの端縁同士を突き合わせ溶接（接合工程）することで略矩形状の閉断面にする。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、金属製板材Ｗにおける一方側の面（閉断面構造の内側となる面）２１に段差部２２，２３を設け、他方側の面（閉断面構造の外側となる面）２４に削り痕部２５を設けることで、単一の金属製板材Ｗに厚板部と薄板部とを設けるようにしている。つまり、この金属製板材Ｗによってリヤクロスメンバ２を作製することにより、該リヤクロスメンバ２において特に荷重が大きく作用する部分を厚板部で構成し、作用する荷重が比較的小さい部分を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材Ｗ上に得ることができる。具体的には、リヤクロスメンバ２の車幅方向の中央部に設けられたトーイング用連結部２８およびその周辺部、および、サイドレール１１，１１にそれぞれ連結される車幅方向の両外側部を、それに隣接する部分よりも板厚寸法が大きい厚板部として構成している。その結果、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、リヤクロスメンバ２を軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル材を一体的に溶接する必要がないため（図１０で示した構造を採用する必要がないため）、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。

また、本実施形態では、金属製板材Ｗ１，Ｗ２は、車幅方向の全体に亘る単一の部材として構成されている。このため、２枚の金属製板材Ｗ１，Ｗ２のみによってリヤクロスメンバ２を構成することが可能になり、リヤクロスメンバ２を構成するための部材の点数（金属製板材Ｗ１，Ｗ２の使用枚数）を大幅に削減することができる。また、リヤクロスメンバ２を開断面構造で構成した場合には、１枚の金属製板材Ｗのみによってリヤクロスメンバ２を構成することも可能である。

また、本実施形態では、リヤクロスメンバ２の閉断面構造の内側の面２１に段差部２２，２３が設けられ、外側の面２４に削り痕部２５が設けられて略平坦とされている。閉断面構造のリヤクロスメンバ２に外力が作用した場合、その外側の面２４には引っ張り応力が作用する。この際、この外側の面２４に段差部が存在していると、該段差部に応力が集中してしまう可能性がある。この点に鑑み、本実施形態では、内側の面２１に段差部２２，２３を設け、外側の面２４に削り痕部２５を設けて略平坦な面にし、これによって外側の面２４での引っ張り応力の集中が生じないようにすることができる。これにより、リヤクロスメンバ２の強度の信頼性を高めることができる。

−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態では、各クロスメンバ１３ａ〜１３ｇ，２のうち最も車体後側に位置するリヤクロスメンバ２として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、他のクロスメンバ１３ａ〜１３ｇに対して適用してもよい。

また、前記実施形態では、板厚寸法が互いに異なる５種類の領域を備えたリヤクロスメンバ２について説明した。本発明はこれに限らず、板厚寸法が互いに異なる４種類以下の領域を備えたリヤクロスメンバや、板厚寸法が互いに異なる６種類以上の領域を備えたリヤクロスメンバとしてもよい。また、各領域の配設箇所や形状も前記実施形態に限定されることなく、適宜設定することが可能である。

また、前記実施形態では、金属製板材Ｗにおいて段差部２２，２３が設けられている面をリヤクロスメンバ２における閉断面構造の内側の面とし、平坦となっている面をリヤクロスメンバ２における閉断面構造の外側の面としていた。本発明はこれに限らず、金属製板材において段差部が設けられている面をリヤクロスメンバにおける閉断面構造の外側の面とし、平坦となっている面をリヤクロスメンバにおける閉断面構造の内側の面とするようにしてもよい。

また、前記実施形態では、リヤクロスメンバ２の前側を構成する前側金属製板材Ｗ１およびリヤクロスメンバ２の後側を構成する後側金属製板材Ｗ２それぞれを、車幅方向の全体に亘る単一の部材によって構成していた。本発明はこれに限られるものではなく、これら金属製板材Ｗ１，Ｗ２の少なくとも一方を、複数の部材を溶接によって一体化した構造としてもよい。

また、前記実施形態では、前側金属製板材Ｗ１と後側金属製板材Ｗ２とを突き合わせ溶接することで閉断面構造のリヤクロスメンバ２を作製するようにしていた。本発明はこれに限らず、前側金属製板材Ｗ１および後側金属製板材Ｗ２それぞれの開放側の端縁同士を部分的に重ね合わせて溶接する重ね溶接によって閉断面構造のリヤクロスメンバ２を作製するようにしてもよい。

本発明は、フレーム構造の車体フレームに適用されるクロスメンバおよびクロスメンバの製造方法に適用可能である。

１ 車体フレーム
１１ サイドレール
２ リヤクロスメンバ（クロスメンバ）
２１ 内側の面
２２，２３ 段差部
２４ 外側の面
２５ 削り痕部

Claims (7)

1. 車体フレームの一部を構成すると共に車幅方向に沿って延在し、所定断面形状の金属製板材で成るクロスメンバにおいて、
   前記金属製板材における一方側の面には段差部が設けられており、前記段差部によって段落ちされた領域の裏面となる前記金属製板材の他方側の面には削り痕部が設けられていて、前記段差部を挟んで前記金属製板材の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられていることを特徴とするクロスメンバ。
2. 請求項１記載のクロスメンバにおいて、
   車幅方向に沿って延在し且つ車体前後方向に所定間隔を存して配設された複数本のクロスメンバのうち最も車体後側に位置するクロスメンバに前記厚板部および前記薄板部がそれぞれ設けられていることを特徴とするクロスメンバ。
3. 請求項２記載のクロスメンバにおいて、
   最も車体後側に位置する前記クロスメンバは、その車幅方向の中央部にトーイング用連結部が設けられており、このトーイング用連結部およびその周辺部が前記厚板部となっていることを特徴とするクロスメンバ。
4. 請求項２または３記載のクロスメンバにおいて、
   最も車体後側に位置する前記クロスメンバは、その車幅方向の両外側部が、車体前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレールにそれぞれ連結されており、前記車幅方向の両外側部が前記厚板部となっていることを特徴とするクロスメンバ。
5. 請求項１〜４のうち何れか一つに記載のクロスメンバにおいて、
   前記金属製板材は、車幅方向の全体に亘る単一の部材であることを特徴とするクロスメンバ。
6. 請求項１〜５のうち何れか一つに記載のクロスメンバにおいて、
   当該クロスメンバは閉断面構造で構成されており、
   前記金属製板材において前記段差部が設けられている前記一方側の面は、前記閉断面構造の内側の面とされ、前記金属製板材において前記削り痕部が設けられている前記他方側の面は、前記閉断面構造の外側の面とされていることを特徴とするクロスメンバ。
7. 車体フレームの一部を構成すると共に車幅方向に沿って延在し、所定断面形状の金属製板材で成るクロスメンバの製造方法であって、
   前記金属製板材における一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程と、
   前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成するシェービング加工工程と、
   前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる折り曲げ加工工程と、
   を含んでいることを特徴とするクロスメンバの製造方法。

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