JPH1149027A - 車体フレームの連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 閉断面中空材のフロントサイドフレーム
２の壁面２ａにプレート３１を設け、閉断面中空材のフ
ロントアッパーフレーム８の壁面８ｂにスポット溶接の
電極を通す為に通孔３２を開けておく。通孔３２に対向
する壁面８ｄにプレート３１を当接し、通孔３２を通じ
て、電極４２を内側の壁面に当接する。一方、電極４３
をプレート３１の面に当接し、電極４２，４３で重ね部
を挟み、通電して溶接ナゲット４１を形成する。 【効果】 閉断面中空材同士をスポット溶接できる。従
って、溶接部の熱影響が極めて小さく、歪が微小なの
で、車体フレームの寸法精度が向上する。さらに、部品
点数が少ないので、作業効率が向上し、コスト低減が図
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車体フレームの連結
構造の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体構造において、閉断面中空
材同士をアーク溶接で結合し、車体フレームを形成する
場合がある。このような溶接による結合の技術には、例
えば特開平６−３３９７８９号公報「車両用フレーム
の接合構造」や特開平８−２６８３２４号公報「押出
材（おしだしざい）に対する部品の取付構造」に示され
たものがある。

【０００３】上記は、同公報の図３によると、第１の
角パイプ１１に端部を絞り形成した第２の角パイプ１２
を突合せ溶接し、かつ角パイプ１１の上面にガセット１
５を取付けるものである。絞り部を溶接すると、溶接ビ
ード１４が角パイプ１１の上面に突出しない。従って、
溶接ビードを取除く必要がなく、強度は維持できる。

【０００４】上記は、同公報の図２によると、フロン
トサイドメンバ１０に垂直フランジ２２，２３を所定の
脚長ですみ肉溶接し、スリットＳの溝をビードで埋めた
ものである。壁面部略中央に溶接するので、フロントサ
イドメンバ１０が強度低下を起こすことはない。

【０００５】また、溶接しないで結合する技術には、例
えば特開平６−２８６６４３号公報「Ｔ字形フレーム
装置」に示されたものがある。同公報の図１によると、
第一のフレーム部材１に第二のフレーム部材２を係合爪
部１０，１４を有する接合部材３によってＴ状に接合す
るものである。フレーム部材と結合部材とをボルトや溶
接を採用することなく接合固定できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記は、角パイプを
アーク溶接で結合するため、入熱が大きく、熱影響によ
る歪が発生する。歪が大きくなると、第１の角パイプ１
１は溶接した側面を基点に曲り、第２の角パイプ１２は
溶接した端面を基点に他端が動くという変形現象を起こ
す問題がある。上記も同様に溶接で結合するため、熱
影響によりフロトサイドメンバ１０の曲りと取付ブラケ
ット１８の曲りが起きやすい。また、閉断面中空材の場
合、スポット溶接の電極でフロトサイドメンバ１０の壁
面部とフランジ２２，２３の重ね部を両側から挟めない
ため、スポット溶接の適用が難しかった。上記は、接
合部材３を必要とするため、部品点数が多くなり、コス
トアップとなる。また爪の係りなので、接合部材を採用
する車体の部位によっては強度上劣ることがある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、閉断面中空材の
結合において、作業効率に優れ、熱影響の小さいスポッ
ト溶接のできる溶接構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、第１の閉断面中空材と、この第
１の閉断面中空材の一端から一体的若しくは別ピースを
用いて延長した被溶接片と、スポット溶接の電極を通す
為の通孔の開いた第２の閉断面中空材と、この第２の閉
断面中空材と前記被溶接片との間にスポット溶接法で形
成した溶接ナゲットとからなるものである。第２の閉断
面中空材の所定箇所に被溶接片を当てる。通孔を通じて
スポット溶接の一方の電極を第２の閉断面中空材の壁面
に当て、他方の電極を被溶接片に当てることで、一対の
電極を対向させる。一対の電極で第２の閉断面中空材と
被溶接片を挟みつつ圧着して、通電することでスポット
溶接を実施し、第２の閉断面中空材と被溶接片との間に
溶接ナゲットを形成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る自動車のフレーム構造
を示す平面図であり、１は車体フレーム，２，２はフロ
ントサイドフレーム，３，３はサイドシル，４，４はリ
ヤサイドフレーム，５はフロントビーム，６はクロスメ
ンバ，７はリヤビームである。

【００１０】図２は本発明に係る自動車のフレーム構造
を示す側面図であり、８，８はフロントアッパーフレー
ム，９，９はフロントピラー，１１，１１はセンターピ
ラー，１２，１２はリヤピラー，１３，１３はリヤフレ
ーム，１４，１４はルーフサイドレール，１５はフロン
トルーフメンバー，１６，１６はダンパールームであ
る。

【００１１】図３は本発明に係るフロントアッパフレー
ム先端の拡大斜視図（第１実施例）であり、車体フレー
ムの連結構造２０はフロントサイドフレーム２にフロン
トアッパーフレーム８をスポット溶接したものである。
具体的には閉断面中空材のフロントサイドフレーム２の
上の壁面２ａからプレート３１を立て、一方、閉断面中
空材のフロントアッパーフレーム８の壁面８ｂにスポッ
ト溶接の電極を通す為に通孔３２を開けておく。この通
孔３２に対向する壁面８ｄに前記プレート３１を当接
し、重ね部をスポット溶接する。

【００１２】図４は図３の４−４線断面図であり、プレ
ート３１と閉断面中空材のフロントアッパーフレーム８
との重ね部をスポット溶接４０後の状態を示す。白抜き
矢印はスポット溶接の電極を簡易的に示したものであ
る。壁面８ｂの通孔３２を通じて、スポット溶接の電極
をフロントアッパーフレーム８の内側の壁面に当接し、
通孔３２の略中心線上で、かつ重ねた互いの壁面８ｄと
プレート３１の面の間に溶融凝固して円形になった溶接
ナゲット４１を形成する。

【００１３】以上に述べた車体フレームの連結構造の連
結作業手順を次に説明する。図５は閉断面中空材同士の
スポット溶接の手順説明図である。プレート３１を設け
たフロントサイドフレーム２並びにスポット溶接の電極
を通す為の通孔３２の開いたフロントアッパーフレーム
８を各位置決め装置によって所定の基準位置に保持す
る。続いて、接合部であるプレート３１とフロントアッ
パーフレーム８の壁面８ｄを重ねる。次に、スポット溶
接の第１の電極４２を通孔３２を通じてフロントアッパ
ーフレーム８の内側の壁面に当接する。一方、スポット
溶接の第２の電極４３をプレート３１の面に当接し、第
１の電極４２と第２の電極４３とで重ね部を挟み、溶接
装置で所定の電流を通電して、フロントアッパーフレー
ム８とプレート３１の間に溶接ナゲット４１を形成す
る。

【００１４】図６は本発明に係る車体フレームの連結構
造の別実施例図（第２実施例）であり、図１の６−６線
断面図である。車体フレームの連結構造２１はフロント
アッパーフレーム８とダンパールーム１６との重ね部を
スポット溶接４０…（…は複数を示す。以下同様。）し
たものである。閉断面中空材のフロントアッパーフレー
ム８の壁面８ｃにスポット溶接の電極を通す為に通孔３
２を開け、この通孔３２に対向する壁面８ａにダンパー
ルーム１６のフランジ１７を重ねる。通孔３２を通じて
スポット溶接の一方の電極を加圧してフロントアッパー
フレーム８の内側の壁面に当接する。他方の電極をフラ
ンジ１７の平面に当接し、重ね部を挟みつつ、スポット
溶接を実施し、壁面８ａとフランジ１７との間に溶接ナ
ゲット４１を形成する。

【００１５】図７は本発明に係る車体フレームの連結構
造の別実施例図（第３実施例）であり、左右のセンター
ピラー下部の拡大斜視図である。ここで、「左右」と
は、運転者がシートに腰を下ろし、ステアリングホイー
ルに向った状態を基準としたものである。車体フレーム
の連結構造２２はサイドシル３，３にセンターピラー１
１，１１をスポット溶接で連結したものである。各構成
部材は以下の如くである。 サイドシル３の中間部（センターピラー取付部）は、
車外側の壁面３ｂに電極を通す為に３個の通孔３２…を
所定のピッチで開け、対向する車室側の壁面３ｄに電極
を通す為に４個の通孔３２…を所定のピッチで開け、下
の壁面３ｃに電極を通す為に２個の通孔３２…を所定の
ピッチで開けたものである。

【００１６】センターピラー１１は、閉断面中空材の
長手方向端部に、第１の壁面１１ａから直角に屈曲し一
体にフランジ５１を形成し、この第１の壁面１１ａに対
向する第３の壁面１１ｃから直角に屈曲し一体にフラン
ジ５２を形成し、これら壁面１１ａと壁面１１ｃの間の
第２の壁面１１ｂに長手方向へ延長したフランジ５３を
形成し、この第２の壁面に対向する第４の壁面１１ｄの
縁をフランジ５１，５２の基部までとしたものである。
なお、３２は所定のピッチで開けた通孔である。 継手板１８は、Ｔ字状の平面に電極を通す為に４個の
通孔３２…をサイドシル３と同じピッチで開けたもので
ある。

【００１７】図８は図７の８−８線断面図であり、右側
のサイドシル３の車室側の壁面３ｄと継手板１８との重
ね部、並びにセンターピラー１１の第４の壁面１１ｄと
継手板１８との重ね部をスポット溶接４０後の状態を示
す。

【００１８】図９は図７の９−９線断面図であり、左側
のサイドシル３の車外側の壁面３ｂとセンターピラー１
１のフランジ５３との重ね部をスポット溶接後の状態を
示す。

【００１９】図１０は図７の１０−１０線断面図であ
り、サイドシル３の上の壁面３ａとセンターピラー１１
のフランジ５１との重ね部をスポット溶接４０後の状態
を示す。

【００２０】車体フレームの連結構造２２の具体的な製
造手順は次の通りである。まず、サイドシル３の車室側
の壁面３ｄに継手板１８を図９のように壁面３ｄの通孔
３２の略同心上に継手板１８の通孔３２が合うように当
接して、図８のように壁面３ｂの通孔３２を通じて３
箇所スポット溶接４０…する。続いて、サイドシル３の
上の壁面３ａにセンターピラー１１を当接し、継手板１
８に図８ののように壁面１１ｂの通孔３２を通じて３
箇所スポット溶接４０…する。次に、サイドシル３の車
外側の壁面３ｂにフランジ５３を図９のようにサイドシ
ル３並びに継手板１８に開けた各通孔３２，３２を同時
に通じてスポット溶接４０…する。最後に、サイドシル
３の上の壁面３ａにフランジ５１を図１０のように下の
壁面３ｃの通孔３２を通じてスポット溶接４０する。フ
ランジ５２（図７）も同様に溶接する。

【００２１】図１１は本発明に係る車体フレームの連結
構造の別実施例図（第４実施例）であり、左側のフロン
トピラー９下部の拡大斜視図である。上記図７に示す実
施の形態と同様の構成については、同一符号を付しその
説明を省略する。車体フレームの連結構造２３は一体と
なったフロントサイドフレーム２とサイドシル３にフロ
ントピラー９を連結したものである。フロントサイドフ
レーム２の車室側の壁面並びにサイドシル３の車室側の
壁面に継手板１９をスポット溶接で結合する。この継手
板１９の平面に接すると共にサイドシル３の上の壁面３
ａにフロントピラー９を立てた状態で、継手板１９とフ
ロントピラー９との重なりと、フロントピラー９のフラ
ンジ５４，５５とサイドシル３との重なりとをスポット
溶接４０…で結合する。

【００２２】サイドシル３の端部（フロントピラー取付
部）は、上の壁面３ａを除き、他の壁面に通孔３２…を
開けたものである。車外側の壁面３ｂに電極を通す為に
通孔３２…を所定のピッチで開け、対向する車室側の壁
面３ｄ（図示せず）に電極を通す為に通孔３２…（図示
せず）を所定のピッチで開け、下の壁面３ｃに電極を通
す為に通孔３２…（図示せず）を所定のピッチで開けた
ものである。また、フロントサイドフレーム２の壁面２
ｂの所定の位置に電極を通す為に通孔３２…を開けてお
く。

【００２３】フロントピラー９の下部（サイドシル取付
部）は、閉断面中空材の長手方向端部に、第２の壁面９
ｂを長手方向へ延長したフランジ５４を形成し、かつ電
極を通す為に３個の通孔３２…を開け、第３の壁面９ｃ
から直角に屈曲し一体にフランジ５５を形成し、第１及
び第４の壁面９ａ，９ｄの縁をフランジ５５の基部まで
としたものである。継手板１９はフロントサイドフレー
ム２、サイドシル３及びフロントピラー９に当接するＴ
字形状を形成し、平面に電極を通す為に通孔３２…を所
定のピッチで開けたものである。

【００２４】図１２は図１１の１２−１２線断面図であ
り、左側のサイドシル３と継手板１９との重ね部、並び
にサイドシル３とフロントピラー９との重ね部をスポッ
ト溶接後の状態を示す。製造手順は次の通りである。上
記図７〜図１０に示す実施の形態と同様の構成について
は、同一符号を付しその説明を省略する。まず、フロン
トサイドフレーム２並びにサイドシル３に継手板１９を
スポット溶接４０（図示せず）で結合する。続いて、サ
イドシル３の上にフロントピラー９を当接して、継手板
１９にスポット溶接４０する。次に、サイドシル３にフ
ランジ５４をスポット溶接４０する。最後に、サイドシ
ル３にフランジ５５をスポット溶接４０（図示せず）す
る。

【００２５】図１３は本発明に係る車体フレームの連結
構造の別実施例図（第５実施例）であり、図１の１３−
１３線断面図である。車体フレームの連結構造２４はル
ーフサイドレール１４にフロントルーフメンバー１５を
スポット溶接４０…したものである。閉断面中空材のル
ーフサイドレール１４の壁面に通孔３２を開け、この通
孔３２に対向する壁面にフロントルーフメンバー１５の
板状端の面を当接し、スポット溶接４０する。ここで、
「対向する壁面」とは、必ずしも平行状態で対向するこ
とのみを意味するものでなく、角度があっても良い。

【００２６】図１４は本発明に係る車体フレームの連結
構造の別実施例図（第６実施例）であり、図１の１４−
１４線断面図である。車体フレームの連結構造２５はセ
ンターピラー１１にルーフサイドレール１４をスポット
溶接４０…したものである。閉断面中空材のルーフサイ
ドレール１４の壁面に通孔３２を開け、この通孔３２に
対向する壁面にセンターピラー１１の板状端部の面を当
接し、スポット溶接４０する。

【００２７】図１５は本発明に係る車体フレームの連結
構造の別実施例図（第７実施例）であり、図２の１５−
１５線断面図である。車体フレームの連結構造２６はリ
ヤサイドフレーム４にリヤフレーム１３をスポット溶接
４０…したものである。閉断面中空材のリヤサイドフレ
ーム４の車室側の壁面４ｄに通孔３２を開け、下の壁面
４ｃに通孔３２を開けておく。これら通孔３２，３２に
対向する壁面４ａに断面Ｌ形のリヤフレーム１３の面１
３ａを当接し、壁面４ｂにリヤフレーム１３の面１３ｂ
を当接し、スポット溶接４０…する。

【００２８】尚、実施例では閉断面中空材の壁面と被溶
接片との重ね部をスポット溶接しているが、壁面同士の
接合も可能である。閉断面中空材のＡフレームに通孔を
開け、この通孔に対向する壁面にＡフレームと同様のＢ
フレームの壁面を当接する。両通孔を通じて、壁面の重
ね部をスポット溶接する。また、実施例では通孔の数は
１〜４個だが、目的により適宜な数に変更自由である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は第２の閉断面中空材に通孔を開け、こ
の通孔を通じてスポット溶接の電極の一方をセットと、
電極の他方を第１の閉断面中空材側の被溶接片にセット
して、スポット溶接した車体フレームの連結構造であ
り、第１、第２の閉断面中空材を容易に且つ確実にスポ
ット溶接法で連結でき、スポット溶接法であるから、一
般のアーク溶接法に比べて熱影響が小さく、溶接歪が微
小となるので、寸法精度の良好な高品質車体フレームを
短時間で製造することが可能となる。そして、車体フレ
ームの構成部材が閉断面中空材であるから、曲げ及びね
じり剛性に富んだ強い車体フレームを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車のフレーム構造を示す平面
図

【図２】本発明に係る自動車のフレーム構造を示す側面
図

【図３】本発明に係るフロントアッパフレーム先端の拡
大斜視図（第１実施例）

【図４】図３の４−４線断面図

【図５】閉断面中空材同士のスポット溶接の手順説明図

【図６】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実施
例図（第２実施例）

【図７】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実施
例図（第３実施例）

【図８】図７の８−８線断面図

【図９】図７の９−９線断面図

【図１０】図７の１０−１０線断面図

【図１１】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実
施例図（第４実施例）

【図１２】図１１の１２−１２線断面図

【図１３】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実
施例図（第５実施例）

【図１４】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実
施例図（第６実施例）

【図１５】本発明に係る車体フレームの連結構造の別実
施例図（第７実施例）

【符号の説明】

１…車体フレーム、２…第１の閉断面中空材（フロント
サイドフレーム）、３…サイドシル、８…第２の閉断面
中空材（フロントアッパーフレーム）、１１…センター
ピラー、１８…継手板、２０…車体フレームの連結構
造、３１…被溶接片（プレート）、３２…通孔、４０…
スポット溶接、４１…溶接ナゲット、４２…電極、４３
…電極、５１，５２，５３…被溶接片（フランジ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の閉断面中空材と、この第１の閉断
   面中空材の一端から一体的若しくは別ピースを用いて延
   長した被溶接片と、スポット溶接の電極を通す為の通孔
   の開いた第２の閉断面中空材と、この第２の閉断面中空
   材と前記被溶接片との間にスポット溶接法で形成した溶
   接ナゲットとからなる車体フレームの連結構造。