JP2000128019A - 車輌用テーパ状ボデー骨格構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 閉断面を有する押出し成形材の全てを有効に
利用してテーパ状部分を形成することにより、重量を増
大させることなく座屈強度を最適に設定する。 【解決手段】 矩形の閉断面を有する押出し成形材１０
をその閉断面が開断面になるよう長手方向軸線１２に対
し傾斜した切断線１４及び１６に沿って切断し、二つの
切断片１８及び２０を形成する。切断片１８及び２０に
対し必要な加工を行った後、開断面の深い部分同士及び
浅い部分同士が互いに対向するよう一方の切断片２０を
他方の切断片１８に対し長手方向に反転し、二つの切断
片１８及び２０の切断部１４ａと１６ｂ及び切断部１４
ｂと１６ａとを突合せ溶接により接合し、全長に亘りテ
ーパ状をなすボデー骨格構造体２４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車輌の
ボデー骨格構造体に係り、更に詳細にはテーパ状のボデ
ー骨格構造体の製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌のボデー骨格構造体の製
造方法の一つとして、例えば特開平９−２０２２６３号
公報に記載されている如く、閉断面を有すると共に互い
に対向する二つの平面部に各板厚分の段差部を有する押
出し成形材を用意し、段差部を所定の長さ切断すると共
に該切断部の内端の位置に切断部に垂直な方向のスリッ
トを形成し、押出し成形材に対し前記二つの平面部に沿
って圧縮力を与えてテーパ状に成形し、切断部及びスリ
ットの部分を溶接するボデー骨格構造体の製造方法が従
来より知られている。

【０００３】かかるボデー骨格構造体の製造方法によれ
ば、プレス加工の如き高コストな加工手段を要すること
なく、比較的低廉な押出し成形材を使用して所定の長さ
の部分がテーパ状をなすボデー骨格構造体を製造するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の従来のボ
デー骨格構造体の製造方法に於いては、テーパ状をなす
部分の二つの平面部が比較的大きい重なり代にて互いに
重なり合った状態にあるため、ボデー骨格構造体の大き
さに比してその重量が大きくなるという問題があり、ま
たテーパ状をなす部分の座屈強度を最適に設定すること
ができないという問題がある。

【０００５】またこれらの問題を解消するためには、段
差部を含む所定の長さの領域をＶ字形に切断しなければ
ならず、切断工程が複雑になると共に歩留まりが悪化す
るという問題が生じる。

【０００６】更に上述の従来のボデー骨格構造体の製造
方法に於いては、テーパ状をなす部分以外の領域に段差
部が残存するため、ボデー骨格構造体としての見栄え
（意匠性）が悪く、またテーパ状をなす部分の二つの平
面部にもそれらの重なりに起因する段差の発生が避けら
れないという問題がある。

【０００７】本発明は、従来のテーパ状ボデー骨格構造
体の製造方法、特に閉断面を有すると共に互いに対向す
る二つの平面部に各板厚分の段差部を有する押出し成形
材を使用してテーパ状をなす部分を形成する上述のボデ
ー骨格構造体の製造方法に於ける上述の如き問題に鑑み
てなされたものであり、本発明の主要な課題は、閉断面
を有する押出し成形材の全てを有効に利用してテーパ状
をなす部分を形成することにより、重量増大等の問題を
生じることなく座屈強度を最適に設定することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の主要な課題は、本
発明によれば、請求項１の構成、即ち閉断面を有する押
出し成形材を前記閉断面が開断面になるよう長手方向に
対し傾斜して切断し、一方の切断片を他方の切断片に対
し長手方向に反転させ、二つの切断片の切断部を接合す
ることを特徴とする車輌用テーパ状ボデー骨格構造体の
製造方法によって達成される。

【０００９】上記請求項１の構成によれば、閉断面を有
する押出し成形材がその閉断面が開断面になるよう長手
方向に対し傾斜して切断され、一方の切断片が他方の切
断片に対し長手方向に反転され、二つの切断片の切断部
が接合されるので、押出し成形材の全てを有効に利用し
てテーパ状のボデー骨格構造体が形成される。

【００１０】また本発明によれば、上述の主要な課題を
効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、二
つの切断片の切断部を突合せ溶接するよう構成される
（請求項２の構成）。

【００１１】請求項２の構成によれば、二つの切断片の
切断部は突合せ溶接されるので、二つの切断片の接合部
にも段差は発生せず、如何なる部分にも段差のないボデ
ー骨格構造体が形成される。

【００１２】

【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好まし
い態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、閉断面
は矩形であるよう構成される（好ましい態様１）。

【００１３】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様１の構成に於いて、二つの互いに
対向する平面部に対し傾斜した切断面に沿って押出し成
形材を切断するよう構成される（好ましい態様２）。

【００１４】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様２の構成に於いて、二つの切断片
の開断面が一端より他端まで互いに同一になるよう押出
し成形材を切断するよう構成される（好ましい態様
３）。

【００１５】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１の構成に於いて、二つの切断片の切断
部を接合する前に少なくとも一方の切断片を加工するよ
う構成される（好ましい態様４）。

【００１６】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１の構成に於いて、二つの切断片の切断
部を部分的に重ね合わせてすみ肉溶接により接合するよ
う構成される（好ましい態様５）。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

【００１８】図１乃至図４は本発明によるテーパ状ボデ
ー骨格構造体の製造方法の一連の工程を示す説明図であ
り、特に図１は矩形の閉断面を有する押出し成形材を示
す斜視図であり、図２は閉断面が開断面になるよう長手
方向に対し傾斜して切断された押出し成形材を示す斜視
図であり、図３は一方の切断片が他方の切断片に対し長
手方向に反転された状態を示す斜視図であり、図４は二
つの切断片の切断部を突合せ溶接することにより形成さ
れたテーパ状ボデー骨格構造体を示す斜視図である。

【００１９】これらの図に於いて、符号１０は矩形の閉
断面を有する押出し成形材を示しており、押出し成形材
１０は長手方向軸線１２に沿って一定の断面形状にて延
在している。特に図示の実施形態に於いては、押出し成
形材１０は互いに平行に対向する一対の長辺部１０a及
び１０ｂと、これらに対し垂直に延在し互いに平行に対
向する一対の短辺部１０ｃ及び１０ｄとよりなり、図５
に示されている如く、長辺部１０a及び１０ｂの一部は
矩形の閉断面の部分より互いに逆方向へ同量突出してい
る。

【００２０】図２に示されている如く、押出し成形材１
０は一対の長辺部１０a及び１０ｂに於いてそれぞれ切
断線１４及び１６に沿って例えばレーザ切断により切断
され、これにより互いに同一の形状及び大きさの二つの
切断片１８及び２０が形成される。この場合切断線１４
及び１６により郭定される切断平面２２は長辺部１０a
及び１０ｂの平面に対し傾斜し且つ押出し成形材１０の
長手方向の中央に於いて長手方向軸線１２と交差し、こ
れにより切断片１８の図にて上端及び下端の断面形状は
それぞれ切断片２０の図にて下端及び上端の断面形状と
同一であると共に二つの切断片の開断面は一端より他端
まで互いに同一である。

【００２１】次いで図３に示されている如く、長辺部１
０aの一部１０a′と長辺部１０ｂの一部１０ｂ″とが互
いに一平面に沿って整合し、長辺部１０aの一部１０
ｂ′と長辺部１０ｂの一部１０a″とが互いに一平面に
沿って整合するよう、切断片２０が切断片１８に対し長
手方向に反転され、これにより二つの切断片１８及び２
０はそれらの開断面の深い部分同士及び浅い部分同士が
互いに対向した状態にもたらされる。

【００２２】更に図４に示されている如く、二つの切断
片１８及び２０の切断部１４ａと１６ｂとが互いに当接
し且つ切断部１４ｂと１６ａとが互いに当接するよう切
断片１８及び２０が位置決めされ、その状態にて切断部
１４ａと１６ｂ及び切断部１４ｂと１６ａとが互いに例
えばレーザ溶接により突合せ溶接され、これにより一端
より他端までテーパ状をなすボデー骨格構造体２４が形
成される。

【００２３】かくして図示の実施形態によれば、矩形の
閉断面を有する押出し成形材１０がその閉断面が開断面
になるよう長手方向軸線１２に対し傾斜した切断線１４
及び１６に沿って切断され、一方の切断片２０が他方の
切断片１８に対し長手方向に反転され、二つの切断片１
８及び２０の切断部が互いに接合されるので、押出し成
形材１０の全てを有効に利用して全長に亘りテーパ状を
なすボデー骨格構造体２４を容易に且つ能率良く且つ歩
留まり良く形成することができる。

【００２４】特に図示の実施形態によれば、押出し成形
材１０は段差部を有しておらず、また二つの切断片１８
及び２０の切断部１４ａ、１６ｂ及び切断部１４ｂ、１
６ａは互いに突合せ溶接されるので、段差部を全く有し
ない意匠的に優れたテーパ状のボデー骨格構造体２４を
形成することができ、また二つの切断片１８及び２０の
切断部が互いに重ね合せ溶接される場合に比して、大き
さに対する重量の比を低減することができる。

【００２５】また図示の実施形態によれば、閉断面を有
する押出し成形材１０がその閉断面が開断面になるよう
長手方向軸線１２に対し傾斜した切断線１４及び１６に
沿って切断され、一方の切断片２０が他方の切断片１８
に対し長手方向に反転され、二つの切断片１８及び２０
の切断部が互いに接合されるので、切断片１８及び２０
が互いに一体的に接合される前に切断片１８若しくは２
０に対し必要な加工を容易に且つ能率良く行うことがで
きる。

【００２６】例えば上述の如く形成されるボデー骨格構
造体２４が自動車のセンターピラーとして使用される場
合には、ボデー骨格構造体２４に対しセンターピラーに
必要な加工を行なうことができると共に、前席用シート
ベルトのアンカーリインフォースを容易に且つ強固に取
り付けることができる。

【００２７】図９は図４に示された溶接工程に先立って
アンカーリインフォース２６を取り付ける要領を示す横
断面図である。図９（Ａ）に示されている如く、まず切
断片１８の長辺部の一部１０a′及び切断片２０の一部
１０ｂ″の切断部にアンカーリインフォース２６を取り
付けるための実質的に半円形の切欠き２８ａ及び２８ｂ
が例えば切断加工により形成される。

【００２８】次いで図９（Ｂ）に示されている如く、平
面図で見て円形の皿状部２６ａ及びその周囲の矩形のフ
ランジ部２６ｂを有し皿状部２６ａの内面にナット３０
が溶接により固定されたアンカーリインフォース２６が
用意され、フランジ部２６ｂが長辺部の一部１０a′の
内面に当接し且つ皿状部２６ａが切欠き２８ａより外方
へ突出するよう、アンカーリインフォース２６が切欠き
２８ａに対し位置決めされ、例えば溶接部２６ｃに於い
てスポット溶接が行なわれることにより長辺部の一部１
０a′に固定される。

【００２９】更に図９（Ｃ）に示されている如く、二つ
の切断片１８及び２０の切断部１４ａと１６ｂとが互い
に当接し且つ切断部１４ｂと１６ａとが互いに当接する
よう切断片１８及び２０が位置決めされ、その状態にて
切断部１４ａと１６ｂ及び切断部１４ｂと１６ａとが互
いに突合せ溶接され、これによりボデー骨格構造体２４
が形成されると共に、例えば溶接部２６ｄに於いてすみ
肉溶接が行なわれることによりフランジ部２６ｂが長辺
部１０ｂの一部１０ｂ″に固定される。

【００３０】図１０は押出し成形材１０の如く閉断面を
有する従来のボデー骨格構造体３２に対するアンカーリ
インフォース２６の取り付け構造を示す横断面図であ
る。図１０に示された従来の構造の場合には、長辺部１
０ｅにアンカーリインフォース２６のナット３０を受け
入れる孔３４を形成すること自体容易ではなく、またア
ンカーリインフォース２６のフランジ部２６ｂをボデー
骨格構造体３２の閉断面の内側に配置することができな
いため、フランジ部２６ｂを長辺部１０ｅの外面に溶接
せざるを得ず、更に溶接法として能率的なスポット溶接
を採用することができない。

【００３１】一般に図９（Ｃ）及び図１０に示されてい
る如く、アンカーリインフォース２６にはボデー骨格構
造体２４や押出し成形材３２よりアンカーリインフォー
スを引き離そうとする力Ｆが作用する。そのためフラン
ジ部２６ｂを長辺部１０ｅの外面に溶接せざるを得ない
従来の構造の場合には、力Ｆに起因して溶接部３６には
該溶接部を剥離させようとする強大な力が作用し、この
強大な力に屈しないよう溶接部３６は強力に形成されな
ければならない。

【００３２】これに対し、図示の実施形態によれば、フ
ランジ部２６ｂはボデー骨格構造体２４の内側に位置
し、力Ｆに起因する力の大部分がフランジ部２６ｂより
直接長辺部１０ｂへ機械的に伝達されるので、スポット
溶接部及びすみ肉溶接部に強大な力が作用せず、これに
よりアンカーリインフォース２６の取り付け部の耐久性
を大幅に向上させることができる。

【００３３】また図１１は図４に示された溶接工程に先
立って切断片１８に対し行なわれてよいプレス加工を示
す横断面図であり、特に（Ａ）はビードの形成を示し、
（Ｂ）はバーリング孔の形成を示している。

【００３４】図１１（Ａ）に於いては、切断片１８の角
部に対しそれを内方へ移動させる押圧力Ｆｐが与えら
れ、これにより切断片１８の所望の位置に所望の長手方
向の範囲に亘り延在するビード３８が形成される。尚図
示の実施形態に於いては、ビード３８は面取り状をなし
ているが、ビードは任意の形状のものであってよい。

【００３５】図１１（Ｂ）に於いては、切断片１８の短
辺部１０ｃに穿孔力Ｆｈが与えられ、これにより短辺部
１０ｃに外方へ突出するリップ部４０を有するバーリン
グ孔４２が形成される。尚バーリング孔はリップ部が内
方へ突出するよう形成されてもよい。

【００３６】図１１（Ａ）及び（Ｂ）より解る如く、図
示の実施形態によれば、切断片１８及び２０を一体的に
接合する前に切断片１８若しくは２０に対し必要な加工
を容易に且つ能率良く行うことができるだけでなく、ビ
ード３８などによってボデー骨格構造体２４が長手方向
の圧縮荷重を受けた際の座屈変形モードを制御すること
ができ、また他の部品の取り付けや挿通を行うためのバ
ーリング孔４２などの手段を所望の位置に所望の形態に
て形成することができる。

【００３７】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【００３８】例えば上述の実施形態に於いては、押出し
成形材の閉断面形状は矩形であるが、押出し成形材の閉
断面形状は四角形以上の多角形であってもよく、円や楕
円の如き曲線の閉断面形状であってもよい。尚閉断面形
状が四角形以上の多角形である場合には、その多角形は
互いに平行な二つの辺部を有し、押出し成形材は該二つ
の辺部にて切断されることが好ましい。

【００３９】また上述の実施形態に於いては、二つの切
断片１８及び２０の切断部１４ａと１６ｂとが互いに当
接し且つ切断部１４ｂと１６ａとが互いに当接するよう
切断片１８及び２０が位置決めされ、その状態にて切断
部１４ａと１６ｂ及び切断部１４ｂと１６ａとが互いに
突合せ溶接されるようになっているが、例えば図１２に
示されている如く、切断部１４ａと１６ｂとが互いに重
ね合され且つ切断部１４ｂと１６ａとが互いに重ね合さ
れるよう切断片１８及び２０が位置決めされ、その状態
にて切断部１４ａと１６ｂ及び切断部１４ｂと１６ａと
が溶接部４４にて互いにすみ肉溶接されてもよい。この
場合には、上述の実施形態の場合に比して、二つの切断
片１８及び２０の切断部の接合を容易に行うことができ
る。

【００４０】更に上述の実施形態に於いては、押出し成
形材１０は切断平面２２が長辺部１０a及び１０ｂの平
面に平行な方向に傾斜し且つ押出し成形材１０の長手方
向の中央に於いて長手方向軸線１２と交差するよう設定
されることにより二つの切断片１８及び２０に切断され
るようになっているが、切断平面２２が押出し成形材１
０の長手方向の中央に対し一端の側又は他端の側にて長
手方向軸線１２と交差するよう設定された状態で二つの
切断片１８及び２０に切断されてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の請求項１の方法によれば、閉断面を有する押出し成
形材がその閉断面が開断面になるよう長手方向に対し傾
斜して切断され、一方の切断片が他方の切断片に対し長
手方向に反転され、二つの切断片の切断部が接合される
ので、押出し成形材の全てを有効に利用してテーパ状の
ボデー骨格構造体を容易に且つ能率良く製造することが
できる。

【００４２】また本発明の請求項１の方法によれば、二
つの切断片の切断部の重なり代を０又は最小限の値に設
定することができるので、前述の公開公報に記載された
方法の場合に比して、ボデー骨格構造体の大きさに対す
る重量の比を低減することができ、またボデー骨格構造
体の座屈強度を最適化することができる。

【００４３】また本発明の請求項１の方法によれば、押
出し成形材自体は同一であっても、押出し成形材の長手
方向に対する切断線の傾斜角を変えることにより、二つ
の切断片の一端より他端までの開断面の深さの変化度合
を任意に変えることができ、これによりボデー骨格構造
体のテーパの度合を容易に且つ任意に変えることができ
る。

【００４４】また請求項２の方法によれば、二つの切断
片の切断部は突合せ溶接されるので、二つの切断片の接
合部にも段差は発生せず、如何なる部分にも段差のない
ボデー骨格構造体を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】矩形の閉断面を有する押出し成形材を示す斜視
図である。

【図２】閉断面が開断面になるよう長手方向に対し傾斜
して切断された押出し成形材を示す斜視図である。

【図３】一方の切断片が他方の切断片に対し長手方向に
反転された状態を示す斜視図である。

【図４】二つの切断片の切断部を突合せ溶接することに
より形成されたテーパ状ボデー骨格構造体を示す斜視図
である。

【図５】図１に示された押出し成形材の横断面図であ
る。

【図６】図２に示された二つの切断片の上端の横断面図
（Ａ）及び下端の横断面図（Ｂ）である。

【図７】図３に示された二つの切断片の上端の横断面図
（Ａ）及び下端の横断面図（Ｂ）である。

【図８】図４に示された横断面図テーパ状ボデー骨格構
造体の上端の横断面図（Ａ）及び下端の横断面図（Ｂ）
である。

【図９】溶接工程に先立ってアンカーリインフォースを
取り付ける要領を示す横断面図である。

【図１０】従来のボデー骨格構造体に対するアンカーリ
インフォースの取り付け構造を示す横断面図である。

【図１１】図４に示された溶接工程に先立って切断片に
対し行なわれてよいプレス加工を示す横断面図であり、
特に（Ａ）はビードの形成を示し、（Ｂ）はバーリング
孔の形成を示している。

【図１２】すみ肉溶接された二つの切断片を示す横断面
図である。

【符号の説明】

１０…押出し成形材 １４、１６…切断線 １８、２０…切断片 ２０…切断平面 ２４…骨格構造体 ２６…アンカーリインフォース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉断面を有する押出し成形材を前記閉断面
   が開断面になるよう長手方向に対し傾斜して切断し、一
   方の切断片を他方の切断片に対し長手方向に反転させ、
   二つの切断片の切断部を接合することを特徴とする車輌
   用テーパ状ボデー骨格構造体の製造方法。
2. 【請求項２】二つの切断片の切断部を突合せ溶接するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の車輌用テーパ状ボデー
   骨格構造体の製造方法。