JPH09221060A - 車両用フレーム部材の分割成形法 - Google Patents

車両用フレーム部材の分割成形法

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JPH09221060A
JPH09221060A JP8054192A JP5419296A JPH09221060A JP H09221060 A JPH09221060 A JP H09221060A JP 8054192 A JP8054192 A JP 8054192A JP 5419296 A JP5419296 A JP 5419296A JP H09221060 A JPH09221060 A JP H09221060A
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JP
Japan
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welding
vehicle frame
frame member
frame
sheared
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JP8054192A
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English (en)
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Nobuo Sannomiya
宣夫 三宮
Michio Osaki
陸夫 大崎
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Press Kogyo Co Ltd
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Press Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】フレーム部材を分割し、分割メンバまたは分割
メンバを型取りしたシート材の溶接に際し、隙間を小さ
くして該溶加材を使用しない溶接工法によって溶接する
車両用フレーム部材の分割成形法を提供する。 【解決手段】車両用フレームを構成するサイドフレーム
21、クロスメンバ2を2乃至3に分割し、隣合う部材
の接合すべき両端面が剪断面Cと破断面Hとなるよう打
抜いてプレス成形し、これを互いに剪断面Cと破断面H
とをレーザ溶接等で溶接Wするか、或いはサイドフレー
ム21、クロスメンバ2等を2乃至3に分割して、隣合
うシート材の接合すべき両端面が剪断面と破断面となる
よう配置し得る各シート材S−1、S−2、S−3上に
板取りし、該シート材を互いに剪断面Cと破断面Hとを
突合わせてレーザ溶接等で溶接Wした後、サイドフレー
ム21、クロスメンバ2等全体を打抜いてプレス成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用フレームを構成
するフレーム部材を2乃至3に分割して成形する車両用
フレーム部材の分割成形法に関する。
【0002】
【従来の技術】前記車両用フレームは、周知の如く左右
一対のサイドフレームと該サイドフレームを連結するク
ロスメンバを主部材とするが、そのうち例えばサイドフ
レームは、従来一般的には図7に1で示すように、一枚
板のシート材を用いてそこにプレス加工で穴1aをあ
け、同時に外周形状を打抜き、その後曲げ成形していた
が、図8に示すように、シート材Sから湾曲した細長い
サイドフレーム1−1、1−2を連続打抜きするため
に、図8で影線を施したような製品として不要な部分が
多くて出て材料面で無駄が多い。また、細長いサイドフ
レーム1−1、1−2全体を打抜くため、そのプレス機
及び金型が大型となり、設備費も高い。
【0003】上記の点は図10に示す従来のクロスメン
バ2でも同様で、図11に示すように、シート材S’か
ら湾曲部の多いクロスメンバ2−1、2−2を連続打抜
きするために、図11で影線を施したような製品として
不要な部分が多くて出て、これまた材料面で無駄が多
い。また、強度向上、耐久性向上等のため、サイドフレ
ーム、クロスメンバの一部について板厚、サイズを変更
し、あるいは材質、グレード等を上げる必要が生じたと
きも、前記従来のものでは一体物のためにサイドフレー
ム全体を変えねばならず、重量、コストの増加を免れな
い。
【0004】そこで、例えば米国特許第5149132
号のように、前記サイドメンバについて、これを3分割
してプレス成形し、その後成形した分割メンバを図9に
示すように、一方の分割メンバ11−1の端部11−1
aの外側寸法を、所定長さにわたり他の分割メンバ11
−2の内側寸法とほぼ同一として他の分割メンバ11−
2の端部11−2a内に挿入し、溶接又はボルト、リベ
ット等で両メンバを結合するものもあるが、両メンバの
連結部が重ね合わせのためサイドメンバ全体の重量及び
コストを増加させるとともに、曲げ成形後の結合のた
め、成形精度を保ち、溶接ビードの凸部処理を容易に
し、且つボルト等の頭部処置を容易とするには、前記連
結部の位置は図7のサイドフレーム1における中央の水
平部1bとせざるを得ず、前記連結位置即ち分割位置が
限定される欠点がある。
【0005】また、前記連結部位置乃至分割位置の限定
をさけるため、分割メンバの端部を突合わせて溶接する
ことも考えられるが、従来は前記打抜き時の端面の状態
を無視していたため次のような問題があった。即ち、図
12に示すように、プレス機のダイD上に載せたシート
材Sを下降するパンチPによって切断する場合、パンチ
Pの下降につれ、シート材Sの断面の上下から剪断が行
われ(剪断面Cの形成)、これに伴ってクラックが、上
記剪断面Cに続いてそれぞれ破断面Hとして下方及び上
方に延びてやがて接続して切断されるのであるが、両分
割メンバを突合わせ溶接する際に、従来は剪断面C、破
断面Hについての認識をもたず、図13に示すように、
分割メンバ11−3、11−4の剪断面C及び破断面H
同士を突合わせるため、破断面H側の隙間Lが大きくな
り、突合わせ部分の溶接に、溶接ビードの突出がなく、
溶接幅の狭いレーザ溶接、電子ビーム溶接等溶加材を使
用しない溶接工法の利用ができないという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の解決
すべき課題は、フレーム部材を2乃至3に分割し、この
ような分割メンバまたは該分割メンバを型取りしたシー
ト材の突合せ溶接に際し、突合せ部分の隙間を小さくし
て該部分を溶加材を使用しない溶接工法により溶接によ
って溶接することを可能とした車両用フレーム部材の分
割成形法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、車両用フレームを構成するサイドフレーム、
クロスメンバ等のフレーム部材を2乃至3に分割し、隣
合う部材の接合すべき両端面が剪断面と破断面となるよ
う打抜いてプレス成形し、これを互いに剪断面と破断面
とを突合わせて溶加材を使用しない溶接工法により溶接
することを特徴とする車両用フレーム部材の分割成形法
第1の発明と、車両用フレームを構成するサイドフレー
ム、クロスメンバ等のフレーム部材を2乃至3に分割し
て、隣合うシート材の接合すべき両端面が剪断面と破断
面となるよう配置し得る各シート材上に板取りし、該シ
ート材を互いに剪断面と破断面とを突合わせて溶加材を
使用しない溶接工法により溶接した後、フレーム部材全
体を打抜いてプレス成形することを特徴とする車両用フ
レーム部材の分割成形法に関する第2の発明とからな
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、前記フレ
ーム部材としてサイドフレーム及びクロスメンバを例と
して図1乃至図6により詳細に説明する。図1は本発明
に係るサイドフレーム21の斜視図を示すが、サイドフ
レーム21は比較的長い平坦部分をもつ中央部21−1
と、該部分の前後に共に立ち上がるよう結合した前部2
1−2及び後部21−3とからなる。このサイドフレー
ム21の例では、前記中央部21−1と前部21−2と
は、中央部21−1の前方における平坦部分が終わる直
前で、また中央部21−1と後部21−3とは、立上り
部分が始まったところで各々結合されているが、その位
置は以下に述べる板取りの都合により決めればよい。
【0009】図2は、前記サイドフレーム21の中央部
21−1、前部21−2及び後部21−3を各々シート
材S−1、S−2及びS−3から板取りする様子を示す
もので、それぞれできるだけ影線を施した部分、即ち無
駄な部分が少なくなるように板どりするが、このとき上
記各シート材S−1、S−2、S−3は互いにその端面
の剪断面と破断面が相対するように置いた状態で板取り
する。即ちシート材S−1の端面において上に剪断面、
下に破断面があれば、シート材S−2、S−3では上に
破断面、下に剪断面がくるように置き、且つシート材S
−1、S−2及びS−3の左右の端面に前記中央部21
−1、前部21−2及び後部21−3がくるように板取
りするのである。
【0010】次に、上記のように板取りした各シート材
S−1、S−2、S−3から、プレス機によって前記サ
イドフレーム21の中央部21−1、前部21−2及び
後部21−3を打ち抜き、これを図1に示す所定の形状
に成形する。そして、成形された中央部21−1、前部
21−2及び後部21−3の各端部を治具等を使用して
正確に合わせた後、例えば図3のようにその合わせ面を
溶接Wするのであるが、このとき図4に示すように、中
央部2−1と前部2−1の端部では、互いに剪断面Cと
破断面Hとが対峙してほぼ密着し表面の隙間L’も小さ
いので、溶接には溶接ビードの突出がなく、溶接幅の狭
いレーザ溶接または電子ビーム溶接等を使用できる。
【0011】上記の成形法は、各シート材S−1、S−
2、S−3にそれぞれサイドフレーム21の中央部21
−1、前部21−2及び後部21−3を板取りしてこれ
を打ち抜いて成形し、成形された中央部21−1、前部
21−2及び後部21−3を溶接して結合したものであ
るが、図5に示すものでは、前記と同様に各シート材S
−1、S−2、S−3を互いにその端面の剪断面と破断
面が相対するように置いた状態でレーザ溶接、電子ビー
ム溶接等で溶接Wした上、中央部21−1、前部21−
2及び後部21−3を板取りするもので、このときシー
ト材S−1をシート材S−2、S−3より図5で下方に
ずらして溶接してから板取りすれば無駄が少なくてす
む。
【0012】図6に符号22で示すものは、図10、図
11に示し且つ前記したクロスメンバ2を長手方向中間
部で分割した状態で板取りしたもので、このように左右
対称形のものは打抜いた後、左右の一方の表裏を逆にし
て前記中間部を合わせれば、その端面の剪断面と破断面
が相対するからこれを溶接すればよい。
【0013】以上に述べたものは、前記中央部21−
1、前部21−2及び後部21−3を板取りする各シー
ト材S−1、S−2、S−3の端面を、予め互いに剪断
面と破断面が相対するように置いた状態で個々に板取り
して打抜いてから溶接するか、または同様に各シート材
S−1、S−2、S−3の端面を、予め互いに剪断面と
破断面が相対するように置いた状態で、シート材S−
1、S−2、S−3を溶接してから前記中央部21−
1、前部21−2及び後部21−3を連続して板取りし
て打抜くものであるが、シート材から前記中央部21−
1、前部21−2及び後部21−3を板取りの上打抜く
時に、前記パンチ、ダイを工夫し、例えばパンチを内側
に、またダイを外側に配設して打抜くようにして、前記
中央部21−1、前部21−2及び後部21−3の端面
を互いに剪断面と破断面が相対するように形成してもよ
い。
【0014】
【発明の効果】本発明は以上の如く、車両用フレームを
構成するサイドフレーム、クロスメンバ等のフレーム部
材を2乃至3に分割して形成するので、板取りにおいて
不要な部分が少なくなり、材料面での無駄が少ない。ま
た、サイドフレーム、クロスメンバの一部について板
厚、サイズを変更し、あるいは材質、グレード等を上げ
ることもでき、強度向上、耐久性向上、軽量化が図れ
る。また、フレーム部材を隣合う部材の接合すべき両端
面が剪断面と破断面となるよう打抜いてプレス成形し、
これを互いに剪断面と破断面とを突合わせて溶接する
か、或いはフレーム部材を2乃至3に分割して、隣合う
シート材の接合すべき両端面が剪断面と破断面となるよ
う配置し得る各シート材上に板取りし、該シート材を互
いに剪断面と破断面とを突合わせて溶接した後、フレー
ム部材全体を打抜いてプレス成形するようにしたので、
互いに剪断面と破断面とが対峙してほぼ密着し、表面の
隙間も小さいので、溶接には溶接ビードの突出がなく、
溶接幅の狭いレーザ溶接、電子ビーム溶接等溶加材を使
用しない溶接工法を利用できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両用フレーム部材の分割成形法によ
り形成したサイドメンバの斜視図
【図2】本発明の分割成形法によるシート材へのサイド
メンバの板取りの説明図
【図3】本発明の分割成形法による分割メンバの溶接状
態を示す部分的斜視図
【図4】図3の溶接部分の拡大断面図
【図5】本発明の分割成形法によるシート材へのサイド
メンバの板取りの他の例を示す説明図
【図6】本発明の分割成形法によるシート材へのクロス
メンバの板取りを示す説明図
【図7】従来の成形法によるサイドメンバの斜視図
【図8】従来の成形法によるシート材へのサイドメンバ
の板取りの説明図
【図9】従来の分割成形法による分割メンバの結合状態
を示す部分的斜視図
【図10】フレーム部材の一つであるクロスメンバの斜
視図
【図11】図10に示すクロスメンバの従来の板取りを
示す説明図
【図12】プレス機によるシート材の切断状態を示す断
面図
【図13】シート材の端面の好ましくない突合せ状態を
示す断面図。
【符号の説明】
1、1−1、1−2 従来のサイドフレーム 2、2−1、2−2 クロスメンバ 11−1、11−2、11−3、11−4 分割メンバ 21 本発明のサイドフレーム 21−1 本発明サイドフレームの中央部 21−2 本発明サイドフレームの前部 21−3 本発明サイドフレームの後部 22 本発明のクロスメンバ(半裁) C 剪断面 H 破断面 S、S’、S−1、S−2、S−3 シート材 P パンチ D ダイ L、L’ 隙間 W 溶接。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用フレームを構成するサイドフレー
    ム、クロスメンバ等のフレーム部材を2乃至3に分割
    し、隣合う部材の接合すべき両端面が剪断面と破断面と
    なるよう打抜いてプレス成形し、これを互いに剪断面と
    破断面とを突合わせて溶加材を使用しない溶接工法によ
    り溶接することを特徴とする車両用フレーム部材の分割
    成形法。
  2. 【請求項2】車両用フレームを構成するサイドフレー
    ム、クロスメンバ等のフレーム部材を2乃至3に分割し
    て、隣合うシート材の接合すべき両端面が剪断面と破断
    面となるよう配置し得る各シート材上に板取りし、該シ
    ート材を互いに剪断面と破断面とを突合わせて溶加材を
    使用しない溶接工法により溶接した後、フレーム部材全
    体を打抜いてプレス成形することを特徴とする車両用フ
    レーム部材の分割成形法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350808A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Hyogo Prefecture ヘルメットおよびヘルメットの製造方法
JP2011143429A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Sumitomo Metal Ind Ltd テーラードブランクおよびその製造方法

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