JP3217060B2 - 車体の部材結合構造、特に縦方向部材の結合構造、および部材の交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車体の部材結合部の交換方法に関する。

結合部材によって互いに結合される中空形材を用いて
車体の支持構造を製造することが、公知である（ヨーロ
ッパ特許第0,146,716号）。中空形材の部材としてアル
ミニウム押し出し成形品が用いられ、結合部材としてア
ルミニウム鋳物結合部品が用いられる。

さらに、中空形材として構成されている自動車の車体
フレームの縦方向部材を、変形可能な縦方向部材部品に
て構成することが公知である。この縦方向部材部品は、
横方向に延びる溶接シームによって結合され、異なった
肉厚および、または材料によって、それぞれの縦方向部
材部品の剛性が車体の中央に向かって増大するように寸
法決定されている。このことによって、車体中央に向か
って剛性を段階付けることが達成され、その結果、軽い
事故の場合はそれぞれ一つの縦方向部材部品、あるいは
場合によっては事故の程度に応じて複数の縦方向部材部
品が、結合された部分を損傷することなしに変形する。
修理の際には、単に変形した部品を交換するだけでよ
い。

このことによって、軽い事故の場合に車体全体が変形
することが回避される。上述の自動車のフレームは薄板
部品にて構成され、その結果、縦方向部材部品の切断と
新しい部品の溶接とによる交換につき、何ら根本的な問
題は生じない。

さらに、他の公知の車体フレームの縦方向部材の構成
（ドイツ出願公開第37 40 402号）の場合に、縦方向部
材は、構成ユニットの懸架部の前部から分割される。こ
こにおいても、変形要素としての前部の縦方向部材部品
は、後部の縦方向部材部品に比べて容易に変形するよう
に構成されている。前後に並んでいる縦方向部材部品ど
うしは、横方向の回転面として構成された接触面を介し
て、この接触箇所を軸方向に貫通する中央のねじ締結要
素によって結合される。この例によれば、特にアルミニ
ウム押し出し成形品を使用する場合に有利である。ねじ
締結要素によって、比較的軽い衝突の後の変形した前部
の縦方向部材部品を、比較的容易にそして迅速に交換す
ることができる。その際には、溶接結合によってアルミ
ニウム部材を交換する場合のような問題点は起こらな
い。しかし、このようにねじ結合するために要するコス
トは比較的高い。

はじめに述べた従来技術（ヨーロッパ特許第0,146,71
6号）によると、車体に関する部材結合は公知であり、
そこでは、押し出し成形されたアルミニウム部材を管状
のアルミニウム鋳物製の収容部に差し込み、この管状の
収容部の前面の縁の全周を溶接シームによって溶接して
いる。このような結合部は安価に製造され、しかも強度
を有する。

しかし、今日一般に知られているところによると、エ
イジング可能なアルミニウム合金を使用した場合に、い
わゆる熱影響を受ける部分で、溶接により材料の強度が
低下することになる。

この問題は、特に、分割された縦方向部材の部材結合
を行う場合に現れる。というのは、ここでは、前部の簡
単に変形される縦方向部材部品を事故後の修理の際に交
換したり、場合によっては自動車の耐用期間内に何度か
交換することが、始めから予定されているからである。
所要の溶接操作が繰り返されると、アルミニウム合金材
の熱影響部における進行性の構造変化によって、耐えら
れないほどに結合部分が弱まる。

初めから結合部分を高強度に設定しておき、何回か続
けて行われる溶接を原因とする強度の低下によっては破
損の危険がないようにすることが考えられる。しかし、
コスト面の理由と重量面の理由とから、これは現実的な
解決策ではない。

この発明の目的は、部材の適切な交換方法を提案し
て、その際に、最初の結合強度が簡単な手段によって再
び達成されるようにすることにある。

この目的は、請求項１と２の特徴により達成される。

請求項１によると、車体の部材結合、特に縦方向部材
結合は、特に押し出し成形品あるいは深絞り品からなる
部材を、対応する横断面を有する管状の収容部へ差し込
み、この管状の収容部の前縁の全周で溶接シームによっ
て溶接することによって製造される。このような溶接結
合は、最初の組み立ての際に製造される。部材を交換す
る場合には、単純に、溶接シームを剥がして、新しい部
材を差し込んで、そして新たに溶接することはできな
い。なぜなら、同じ場所で何回も相次いで溶接が行わて
同じ熱影響部で材料の構造が変化することにより、材料
の容認出来ない強度低下が生じるであろうからである。

この発明によると、修理目的のために部材を交換した
後に、ねじ結合により部材結合することが提案される。
すなわち、部材の交換のために溶接シームの部分で収容
部から分離され、交換する部材が取り去られるという解
体作業が行われる。ナット板が組み込まれた新しい部材
は、収容部に差し込まれて結合され、ボルトによってね
じ締結される。この作業は容易にしかも迅速に行われる
ので、このような修理は、コスト的に有利に仕上げられ
る。換言すると、挿入部材が、ねじ孔の付いたナット板
として、少なくとも部分的に、新しい部材に差し込まれ
る。収容部と新しい部材とは、一直線上に並べられた孔
部とねじ孔によって取り付けられ、それによってその収
容部と新たな部材と挿入部材とは、ボルトによってねじ
締結される。

このような部材結合の場合は、製造工場における初め
の組み立ては、溶接によって迅速にしかも安価に行われ
る。修理工場では、適当な溶接設備が常に使用できると
は限らず、また場合によっては、しっかりした溶接をす
るのに必要な経験も欠けている。とりわけ、きわめて高
い負荷がかかる縦方向部材結合の重大な位置での溶接の
場合に、それが該当する。さらに、この部分（エンジン
ルーム）での溶接のために、まず第一に溶接用トーチの
ための空間を作る必要があって、これは補助的なユニッ
トまたはエンジンを取り除くことを意味する。そして第
二に、火災を予防するための注意が必要となる。この作
業はねじ結合の際には問題にならず、このねじ結合にお
いては、時間とコストに関する利点が生じる。この発明
によるねじ結合は、それぞれの工場に適当な修理セット
を供給することによって、簡単かつ安価に実施される。
これに加えて、材料に対して繰り返し行われる溶接のた
めに起こる容認できないほどの強度低下の問題も生じな
い。というのは、収容部では製造時にただ一度しか溶接
が行われず、しかもこの措置は寸法決定の際に考慮に入
っているからである。

請求項２によると、この発明の部材結合部の交換方法
は、部材と収容部とがアルミニウムから製造されたアル
ミニウム部材構造物である場合に、特に有利に適用され
る。

請求項３によると、この部材は、特に前部の縦方向部
材として管状に構成される。その結果、収容部は、対応
する環状体にて構成される。しかし、他の横断面形状も
使用可能である。また、たとえば押し出し成形によって
容易に製造できる。

修理と部材の交換とは始めから考慮されており、したが
って収容部は、孔部の部分で、請求項４による厚肉部に
よって、好ましくはボルト頭部を接触するために平らな
受け面となって、補強されるのが有利である。

収容部で部材をねじ締結部によりしっかりと結合する
ために、請求項５の提案によれば、複数の孔部すなわち
ねじ孔が、周方向に分散される。

請求項６によれば、孔部は、たとえこの孔部が工場で
の修理の際に初めて用いられるとしても、収容部と部材
とにおいて、たとえば予備部品として予め形成されてい
る。

材料を節約するとともに重さを適当なものとするため
に、請求項７では、挿入部材を、その軸心方向に対し横
方向に延びる板材として、好ましくは押し出し成形品に
て形成でき、この挿入部材は、中心部分の開口部と全周
方向の接触面とを有する。部材の内部寸法の公差を補整
するために、この接触面は、縦方向のギャップによって
切り離される。

しっかりした保持を行うという要求のために、請求項
８によれば、ねじ孔の部分に、開口部に向けて延びる厚
肉部を形成するのが有利である。

図面を用いて、この発明の実施例を、その他の詳細、
特徴および利点とともに、さらに詳細に説明する。図面
において、 図１は、二つの前部縦方向部材を有した車体前部の支
持構造物の側面図を示し、 図２は、第一の前部縦方向部材と鋳物部品の収容部と
の間の部材結合の拡大斜視図を示し、 図３、４、５は、ねじ結合を用いた修理のために必要
な部品を示す図であり、 図６は、ねじ結合による修理を行ったあとの部材結合
部の縦方向の矢視図を示す。

図１は、自動車１の概略断面図であり、ここでは車体
２の支持構造物の前部の側面図を見て取ることができ
る。前部縦方向部材３は、第１の前部縦方向部材部品４
と、これに接続された第２の縦方向部材部品５とからな
る。第２の縦方向部材部品５は、横方向部材６を介し
て、Ａ支柱８の最下部７と、それに続く敷居部材９とに
連結されている。

第２の縦方向部材部品５の前端から、懸架ばね支持部
材10が、懸架ばね受け11のマウントに向けて斜め上方に
延びている。この懸架ばね受け11は、他のほぼ鉛直の支
持部材12によって、第２の縦方向部材部品５の上に、下
方から支持されている。さらに懸架ばね受け11は、支持
部材13を介して、Ａ支柱８の中央部分14へ導かれてい
る。

第１の縦方向部材部品４と第２の縦方向部材部品５と
は、単数あるいは複数の鋳物部品15を介して互いに結合
し、さらに、懸架ばね支持部材10はこの鋳物部品に一体
化されている。この鋳物部品15は複数の部材からなり、
つまり半殻の形で仕上げられる。

図２では、鋳物部品15は拡大して描かれている。ここ
では、管状の接続用の収容部16が見られる。この収容部
16に、第１の円筒状の縦方向部材部品４がフォームフィ
ツット状態で挿入され、溶接シーム17によって溶接され
ている。この構成は、最初の組み立ての場合を示してお
り、ここでは溶接シーム17によって結合が行われてい
る。しかし、最初の組み立ての際にも、ねじによる結合
が可能である。しかしながら、この段階において、収容
部16の周囲に分配されて、平らな接触面と孔部19とを有
した、複数の厚肉部18が、この収容部16に設けられてい
る。

軽い事故の後では、構造的に意図されているように第
１の前部の縦方向部材部品４のみが変形したときには、
修理および交換の第１ステップとして、溶接シーム17が
除去されて、変形した縦方向部材部品４が取り外され
る。このことによって、図５にもとづく露出収容部16が
生じる。

ここで、図３による、新しい第１の前部の縦方向部材
部品４からなる修理セットが使用できる。この修理セッ
トは、挿入部分において同様に、収容部16の孔部19に対
応する孔部20を有する。

この修理セットは、他の部材として、図４による挿入
部材21を含んでいる。これは、円筒状の接触面22を有し
た板体として構成されている。その中央部分には、ギャ
ップ24を介して接触面22につながる開口部23が形成され
ている。厚肉部25の領域では、複数の径方向のねじ孔26
が配置されている。

挿入部材21は、ねじ孔26と孔部20とが一直線に並ぶよ
うに、縦方向部材部品４（図３）の端部に差し込まれ
る。そして、これが収容部16に挿入されて、孔部19が一
直線上に配置される。

そして、縦方向部材部品４と挿入部材21と収容部16と
からなる配置構造が、複数のボルト27によってねじ締結
される。その結果、収容部16と部材部品４との間で、し
っかりとして形の決まった結合が得られる。

これによって、部材の結合と修理の方法とを活用で
き、強度を低下させずに、溶接固定された元の部材を、
簡単で経済的な手法で取り替えることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボーラ、フィオレル ドイツ連邦共和国 ヴェー−8070 イン ゴルシュタット キプフェンベルガー シュトラーセ 106 (56)参考文献 特開 平２−74475（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−136047（ＪＰ，Ｕ) 欧州特許出願公開318769（ＥＰ，Ａ １) 独国特許発明554980（ＤＥ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60S 5/00 B62D 21/00 - 29/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押し出し成形品あるいは深絞り品からなる
   部材を有し、この部材が、この部材の横断面に対応した
   鋳物部品からなる管状の収容部に挿入され、前記部材
   が、前記管状の収容部が前縁の全周で溶接シームによっ
   て溶接されるように構成された、車体の縦方向などの部
   材部の交換方法であって、 部材（４）の交換のために、溶接シーム（17）を分離す
   るとともに交換される部材（４）を管状の収容部（16）
   から取り外す解体を行い、 収容部（16）に新たな部材（４）を挿入するとともに、
   収容部（16）におけるこの挿入領域に対応した新部材
   （４）の内部に、複数のねじ孔（26）を有した挿入部材
   （21）を、このねじ孔（26）が新部材（４）における複
   数の孔部（20）および収容部（16）における複数の孔部
   （19）と一直線に並ぶように挿入し、 収容部（16）と部材（４）と挿入部材（21）との配置を
   ボルト（27）で固定することを特徴とする車体の部材結
   合部の交換方法。
2. 【請求項２】部材（４）および、または収容部（16）が
   アルミニウムから製造されることを特徴とする請求項１
   に記載の車体の部材結合部の交換方法。
3. 【請求項３】部材（４）が管状に構成され、それに相応
   して収容部（16）が環状体で構成されていることを特徴
   とする請求項１または２に記載の車体の部材結合部の交
   換方法。
4. 【請求項４】孔部（19）の部分で収容部（16）が厚肉部
   にて補強されていることを特徴とする請求項１から３ま
   でのいずれか１項に記載の車体の部材結合部の交換方
   法。
5. 【請求項５】孔部（19、20）とねじ孔（26）とが周方向
   に分散されていることを特徴とする請求項１から４まで
   のいずれか１項に記載の車体の部材結合部の交換方法。
6. 【請求項６】収容部（16）の孔部（19）がはじめからこ
   の収容部（16）に含まれ、交換品として使用される部材
   （４）の孔部（20）が、この交換品として使用される部
   材（４）にあらかじめ含まれていることを特徴とする請
   求項１から５までのいずれか１項に記載の車体の部材結
   合部の交換方法。
7. 【請求項７】挿入部材（21）は、外周方向の接触面（2
   2）を有した板体として構成されるとともに、その中央
   部分に開口部（23）を有し、かつ前記接触面（22）は、
   開口部（23）につながったギャップ（24）によって周方
   向に切り離されていることを特徴とする請求項１から６
   までのいずれか１項に記載の車体の部材結合部の交換方
   法。
8. 【請求項８】開口部（23）へ向けて伸びる厚肉部が、ね
   じ孔（26）の領域に形成されていることを特徴とする請
   求項７に記載の車体の部材結合部の交換方法。