電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造
【課題】チューブ状フレームの剛性などを損なうことなく該チューブ状フレームの中に侵入した電着塗装液を円滑に排出させる。
【解決手段】板材30の上方に膨出した中間部分30aを下方に押圧して偏平化することで、左右部分30bが揺動変位して起立し、そして、左右の屈曲端部分30cの端面が互いに対向した状態になる。そして、この左右の屈曲部分30cを互いに突き合わせた後に、この突き合わせ部分をワイヤーレーザ溶接などの片側連続溶接法によって接合することによりフロントサイドフレーム8を作ることができる。フロントサイドフレーム8の水平部8aにおいてサブフレームSFを搭載するためのブラケット24を設置した部位には、電着塗装液Wを排出するための第1通孔56が形成され、また、ブラケット24にも第２通孔58が形成されている。
【解決手段】板材30の上方に膨出した中間部分30aを下方に押圧して偏平化することで、左右部分30bが揺動変位して起立し、そして、左右の屈曲端部分30cの端面が互いに対向した状態になる。そして、この左右の屈曲部分30cを互いに突き合わせた後に、この突き合わせ部分をワイヤーレーザ溶接などの片側連続溶接法によって接合することによりフロントサイドフレーム8を作ることができる。フロントサイドフレーム8の水平部8aにおいてサブフレームSFを搭載するためのブラケット24を設置した部位には、電着塗装液Wを排出するための第1通孔56が形成され、また、ブラケット24にも第２通孔58が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ状フレーム構造の自動車車体に関し、電着塗装の際に、チューブ状フレーム構造の剛性を損なうことなく、フレームを構成するチューブ内に侵入した塗装液を円滑に排出することのできる電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの下地塗装の塗装方法として電着塗装法が採用されている。電着塗装は、電気メッキと同じ原理に基づいて、自動車ボディを塗料槽の中に漬け込むことで塗装を行う。このことから、塗料槽から自動車ボディを引き上げる際に、自動車ボディの各部の中に入り込んでいる塗料が円滑に排出するように、車体構造を設計することが必要となる。
【０００３】
特許文献１は、ルーフサイドレールに関する電着塗装液の液抜き構造を提案している。具体的には、特許文献１に開示の発明は、ルーフサイドレールアウタと、該ルールサイドレールアウタにスポット溶接されたルーフドリップとの間に、上下に開放したドレーン通路を設けることを提案している。
【０００４】
ところで、特許文献２に見られるようにハイドロフォーム成形法によって閉断面の中空部材を一体成形し、この中空部材の外側にアウターパネルを取り付けてフロントピラーを構成することが提案されている。
【０００５】
同じように、特許文献３には、パイプ状の高張力鋼板を用いてハイドロフォーム成形法によって成形された補強部材を平面視コ字状に形作って、これを左右のフロントピラー、左右のルーフサイド、リヤヘッダに配設して車両のルーフのフレームを作ることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１７３３７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２０７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近時の車両の車体構造は「モノコック」と呼ばれる手法に基づいて設計されるのが殆どである。本願発明者らは、上述した中空部材を使って車両のチューブ状フレーム構造を作り、そして、このチューブ状フレーム構造にアウタパネルを接合することで車体を作る研究を行っているが、中空部材で車体のフレームを構築するチューブ状フレーム構造を採用して電着塗装を施したところ、塗装液槽から車両を引き上げた際にフレームを構成する中空部材の中に入り込んだ塗装液の抜けが悪いことが確認できた。
【０００８】
この問題は、特に、従来のモノコックボディのフロントサイドフレーム、ルーフサイドフレーム、サイドシルに相当する略水平方向に延びる中空部材において顕著であり、この問題を解消するために中空部材に数多くの塗装液排出孔を設けたときには、チューブ状フレーム構造の利点である剛性向上効果が低減してしまうことになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、チューブ状フレーム構造を採用した自動車車体において、チューブ状フレームの剛性などを損なうことなく該チューブ状フレームの中に侵入した電着塗装液を円滑に排出させることのできる自動車車体のチューブ状フレーム構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
自動車の車体構造に含まれるチューブ状フレームであって、該フレームを作るために溶接を行うためのフランジを備えていない閉断面の中空部材からなるフレームに電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造において、
該フレームの最も低位に位置する部位に上下に開放した第１通孔が形成されていることを特徴とする電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造を提供することにより達成される。
【００１１】
本発明によれば、閉断面であり且つフレームを作るのに溶接するフランジを備えていないチューブ状フレームにおいて最も低位に位置する部位に上記の上下に開放した第１通孔を設けることで、当該第１通孔を通じて、チューブ状フレームの内部に侵入した電着塗装液を円滑に排出することができる。また、この第１通孔を最も低位に位置する部位という限定的に特定した位置に設けることで、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態では、前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位又はその近傍に内方又は外方に突出した隆起部が設けられている。この実施の形態によれば、第１通孔の部位又はその近傍が隆起部によって剛性が高められているため、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下に対する抑制効果が確実になる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態では、前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位にブラケットが設けられ、該ブラケットに上下に開放した第２通孔が設けられている。このブラケットは、例えば、フロントサイドフレームに設けられて、サスペンション機構が設置されるサブフレームをフロントサイドフレームに搭載するためのブラケットであり、このブラケットには、上下に開放した第２通孔が形成される。これによれば、平面視したときに、ブラケットを介してサブフレームと重複するフロントサイドフレームの部分に上述した第１通孔が設けられることになるため、このサブフレームによっても、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下に対する抑制効果が確実になる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態では、また、前記フレームがフロントサイドフレームであり、そして、このフロントサイドフレームには、その外部又は内部に添設された補強部材が設けられ、該補強部材に前記第１通孔と整合して位置する第３通孔が形成される。その一つの例が、前記フロントサイドフレームにエンジンをマウントするボルトを受け入れるスリーブナットを受け入れるエンジンマウントブラケットによって前記補強部材が構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電着塗装液排出孔を備えたチューブ状フレーム構造を採用した車体前部を斜め前方から見た斜視図である。
【図２】図１の車体前部の側面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図３に図示のチューブ状フレームの作り方を説明するための図である。
【図５】図３のチューブ状フレームに対する第１変形例を示す図である。
【図６】図３のチューブ状フレームに対する第２変形例を示す図である。
【図７】図３のチューブ状フレームに対する第３変形例を示すと共に図６の第２変形例の更なる変形例を示す図である。
【図８】第２実施例のチューブ状フレーム及びこれに付随する構造を示す図である。
【図９】第２実施例の第１変形例を示す側面図であり、フレームにボックス状のブラケットを設けた例を示す。
【図１０】図９に関連した底面図である。
【図１１】図９に関連した斜視図である。
【図１２】第２実施例の第２変形例を示す側面図であり、フレームの内部にボックス状のブラケットを設けた例を示す。
【図１３】第２実施例の第３変形例を示す側面図であり、フレームの側壁部分にビードを設けた例を示す。
【図１４】図１３に関連した底面図である。
【図１５】図１３に関連した斜視図である。
【図１６】第２実施例の第４変形例を示す一部切欠き側面図であり、フレームの底壁部分に下方に向けて隆起した隆起部を設けた例を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１７】
第１実施例（図１〜図４）：
図１、図２は、本発明の電着塗装液排出孔を備えたチューブ状フレーム構造を適用した車体前部を示す。この車体前部は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル２と、上記ダッシュパネル２の車幅方向両端つまり左右の端に連結された左右のヒンジピラー(フロントピラー)４と、このヒンジピラー４から前方に延びる左右のエプロンフレーム６と、ダッシュパネル２の左右の端部且つ下端部から前方に延びる左右のフロントサイドフレーム８とを有する。
【００１８】
エプロンフレーム６の前端部は下方に屈曲する形状を有し、このエプロンフレーム６の垂下部分６ａの下端はフロントサイドフレーム８の前端部に連結されている。左右のフロントサイドフレーム８の前端にはクラッシュボックス１０が連結され、この左右のクラッシュボックス１０は、車幅方向に延びるバンパーフレーム１２によって連結されている。
【００１９】
また、エプロンフレーム６及びフロントサイドフレーム８の前後方向中間部分には、これらの間にサスタワー１４が配設され、サスタワー１４の上端がエプロンフレーム６に連結され、他方、サスタワー１４の下端がフロントサイドフレーム８に連結されている。サスタワー１４には、既知のように、前輪用のサスペンション機構が配設される。なお、図１及び図２に図示の参照符号１６は板状部材を示し、この板状部材１６を介してサスタワー１４とフロントサイドフレーム８とが連結されている。
【００２０】
なお、左右のエプロンフレーム６の垂下部６ａには、車幅方向に延びる角パイプ１８の端がブラケット２０を介して連結されている。また、ダッシュパネル２の上端部に沿って車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ２２が配設され、このダッシュクロスメンバ２２の左右の端はヒンジピラー４に連結されている。
【００２１】
左右のフロントサイドフレーム８は、図２から最も良く分かるように、前端からサスタワー１４の部位まで水平方向に延びており、そして、各フロントサイドフレーム８は、水平部分８ａの後端から後方に且つ斜め下方に延びる傾斜部分８ｂを有している。
【００２２】
フロントサイドフレーム８の水平部分８ａと傾斜部分８ｂとの境界部分には、フロントサイドフレーム８の両側面及び底面を覆うように接合されたブラケット２４が配設され、このブラケット２４を介してサブフレームＳＦ（図２）が取り付けられるようになっている。このサブフレームは、ペリメータフレームと称される従来から周知のフレームであり、このサブフレームに前輪サスペンション機構に含まれるアームが連結される。
【００２３】
図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。エプロンフレーム６及びフロントサイドフレーム８はチューブ状フレームが採用されている。このチューブ状フレームは、特許文献２、３に記載のハイドロフォーム成形法によって作った中空部材であってもよいが、図示の例では、図４に示す手法を使って作られた断面略矩形の中空部材が採用されている。
【００２４】
図４は、一枚の鉄系金属の板材３０を曲げ加工することにより作られている。具体的に説明すると、鉄系金属からなる板材３０は、フロントサイドフレーム８（水平部８ａ）の底壁部分８ｃを構成する中間部分３０ａを有し、この中間部分３０ａは上方に向けて膨出する湾曲した形状に形作られている。中間部分３０ａを挟んで左右に延びる部分３０ｂは、フロントサイドフレーム８の左右の部分８ｄを構成し、この左右の部分３０ｂの自由端部は、直角に屈曲した屈曲端部分３０ｃで終端している。この左右の屈曲端部分３０ｃは、フロントサイドフレーム８の天井壁部分８ｅを構成する。
【００２５】
上記の形状に成形した板材３０を予備成型品として予め用意し、この板材３０に対して、所定の加工治具で上記上方に膨出した中間部分３０ａを下方に押圧して偏平化することで、上記左右部分３０ｂが矢印で示す方向に揺動変位して起立し、そして、左右の屈曲端部分３０ｃの端面が互いに対向した状態になる。そして、この左右の屈曲部分３０ｃを互いに突き合わせた後に、この突き合わせ部分をワイヤーレーザ溶接などの片側連続溶接法によって接合することによりチューブ状フレームである中空部材を作ることができる。図３の参照符号３２はレーザ溶接部分を示している。
【００２６】
従来のモノコックボディでの閉断面構造ではフランジ部分をスポット溶接することにより作られているが、この中空部材にあっては連続溶接法によって作られており、また、中空部材を作る溶接部としてのフランジを備えていない点に特徴を有している。したがって、フロントサイドフレーム８を構成する中空部材を「フレーム形成用フランジ無しフレーム」と呼ぶことにする。
【００２７】
第１変形例（図５）：
図５は、フレーム形成用フランジ無しフレームの第１の変形例３６を示す。図５のフレーム形成用フランジ無しフレーム３６は、左右の屈曲端部分３０ｃの端部に突き合わせ用フランジ３６ａを備え、この左右の突き合わせ用フランジ３６ａはフレーム３６の閉断面の内部で互いに対面した状態になる。
【００２８】
第２変形例（図６）：
図６は、フレーム形成用フランジ無しフレームの第２の変形例４０を示す。図６のフレーム形成用フランジ無しフレーム４０は、断面コ字状の対をなす第１、第２の２つの予備成形品４２、４４を有し、この２つの予備成型品４２、４４を互いに嵌合して、互いに重なり合った部分をレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合することにより作られている。すなわち、第１、第２の予備成型品４２、４４は、中央部分４２ａ、４４の両端から屈曲して延びる２つの端部分４２ｂ、４２ｃ、４４ｂ、４４ｃを備えた断面コ字状の形状を有し、第１の予備成型品４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１は、第２の予備成型品４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２よりも若干大きく（Ｌ１＞Ｌ２）、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の予備成型品４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とが互いに上下に重なり合った状態にある。
【００２９】
第３変形例（図７）：
図７は、上述した図６のフレーム形成用フランジ無しフレーム４０の更なる変形例５０を示す。この図７のフレーム形成用フランジ無しフレーム５０にあっては、第１の予備成型品４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１と、第２の予備成型品４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２とが等しく（Ｌ１＝Ｌ２）、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃに段部５２を設け、この段部５２によって第２の予備成型品４４を受け入れることで、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の予備成型品４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とが互いに上下に重なり合った状態を作るようにしてある。
【００３０】
図３に戻って、フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その下方にペリメータフレームを締結するためのブラケット２４が設置された部位において、フレーム８の底壁８ｃに、上下に開放した第１通孔５６が形成されている。この第１通孔５６は、電着塗装液を液抜きするための排出孔を構成するものである。また、図３から分かるように、ペリメータフレームを搭載するためのブラケット２４にも上下に開放した第２通孔５８が形成されており、この第２通孔５８は、好ましくは、第１通孔５６と整合しているのがよい。第１、第２の通孔５６、５８は、直径７〜１５mmの円形孔や、これと実質的に同じ開口面積を備えた長円形の孔であってもよい。
【００３１】
第１実施例を図示した図３に基づいて第１通孔５６を説明したが、上述した第１〜第３変形例（図５〜図７）についても同様に適用できるのは言うまでもない。
【００３２】
上述した第１実施例及びその変形例によれば、フロントサイドフレーム８の水平部８ａにおいて、ペリメータフレームマウント用ブラケット２４を設けた部位に、電着塗装液を排出するための第１通孔５６を設け、また、ブラケット２４にも第２通孔５８を設けたことから、この第１、第２の通孔５６、５８を通じて電着塗装液Ｗを円滑に排出することができる（図３）。また、チューブ状フレームで構成されたフロントサイドフレーム８に第１通孔５６を設けたことに伴う剛性や潰れ耐力の低下をブラケット２４によって実質的に補完されることから、チューブ状フレーム構造の剛性などが低下するのを抑制することができる。
【００３３】
第２実施例（図８）：
上述した第１実施例では、チューブ状フレームの水平部において、ブラケットが設けられた部位に電着塗装液を排出するための通孔を設けることを提案したが、この第２実施例にあっては、チューブ状フレームを部分的に補強した部位に、電着塗装液を排出するための通孔を設けることを提案するものである。
【００３４】
図８には例示的にフロントサイドフレーム８を図示してあるが、これは一例に過ぎず、自動車ボディに適用されるチューブ状フレームつまりフレーム形成用フランジ無しフレームであれば任意の部位に対して適用可能である。
【００３５】
フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その一部を包囲する補強部材６０が添設され、この補強部材６０はフロントサイドフレーム８に対してレーザ溶接のような連続溶接法によって固定される。勿論、補強部材６０を上下又は左右に半割にして、左右又は上下の補強部材ハーフ同士をフランジ結合することで、フロントサイドフレーム８の全周を包囲する補強部材６０を作ることができる。
【００３６】
補強部材６０には、上記第１通孔５６に対応する部位において上下に開放した第３の通孔６２が設けられている。すなわち、この第３の通孔６２と対応する部位であって、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに上述した第１の通孔５６が形成されている。
【００３７】
この補強部材６０が配設される部位として例えばエンジンを搭載するためのエンジンマウントブラケットを配設する部位を挙げることができる。このエンジンマウントブラケットは、エンジンマウントボルトが締結されるスリーブナットを受け入れる部位であり、このエンジンマウントブラケットで上述した補強部材６０を構成してもよい。
【００３８】
図８には、補強部材６０をフロントサイドフレーム８の外側に配設した例を図示してあるが、これに代えて、補強部材６０をフロントサイドフレーム８の内側に配設するようにしてもよいのは勿論である。また、補強部材６０は、フロントサイドフレーム８の全周を包囲する以外に、フロントサイドフレーム８の一部に添設するものであってもよい。
【００３９】
第１変形例（図９〜１１）：
フロントサイドフレーム８が、その底壁部分８ｃに溶接したボックス状のブラケット６６を備えている場合には、このブラケット６６に、その下面に上下に開放した第４の通孔６８を設け、この第４の通孔６８と対応する部位であって、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに上述した第１の通孔５６を形成するようにしてもよい。
【００４０】
第２変形例（図１２）：
この第２変形例は、上記第１変形例の更なる変形例でもある。図１２に示すように、フロントサイドフレーム８の内部において、底壁部分８ｃにブラケット６６が固設されており、このブラケット６６に第４の通孔６８が設けられている。なお、ボックス状のブラケット６６の側壁に切欠きを設け、この切欠きを通じて電着塗装液を排出するようにしてもよい。
【００４１】
第３変形例（図１３〜図１５）：
この第３変形例は、チューブ状フレームに電着塗装液を排出するための通孔を設ける場合に、これに対応する側壁や天井壁にフレームから外方に突出又は内方に凹んだ隆起部であるビードを設けて部分的に補強する例を示す。
【００４２】
図１５を参照して、フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その側壁部分８ｄに内方に隆起した（内方に向けて凸形状の）隆起部としてのビード７０を有し、このビード７０は、フロントサイドフレーム８の長手方向に長い長方形の形状を有している。そして、このビード７０が設けられている部位に対応する部位つまりビード７０の長手方向中間部分に相当する部位において、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに第１通孔５６が形成されている。
【００４３】
第４変形例（図１６）：
この第４変形例は上述した第３変形例の更なる変形例でもある。図１６から分かるように、フロントサイドフレーム８の水平部分８ａにおいて、その底壁部分８ａには下方に向けて突出した隆起部としてのビード７２が設けられており、このビード７２に第１通孔５６が形成されている。ビード７２は、図示の例では、平面視したときに矩形の形状を有しているが、円形、長円形、長方形であってもよい。
【００４４】
この第２実施例によれば、補強部材としての補強板６０、ブラケット６６、ビード７０、７２が設けられている部位に、電着塗装液を排出するための通孔５６を設けてあるため、この通孔５６を設けたことに伴うチューブ状フレーム構造の剛性などが低下するのを抑制することができる。
【００４５】
補強板６０やブラケット６６などを設ける場合に、図３〜図７に例示した手法によって形成されるチューブ状フレームを採用するのが好適であるのは言うまでもない。また、第１、第２の実施例及びこれらの変形例に関してフロントサイドフレーム８を例に説明したが、チューブ状フレーム構造に用いられた各部のフレームに対して本発明を適用できるのは言うまでもない。
【００４６】
また、第１、第２の実施例及びこれらの変形例において、フロントサイドフレーム８の水平部に第１通孔５６を設けてあるが、これは、本発明が適用可能なチューブ状フレームの各部において最も低位に位置する部位に第１通孔５６を設ける典型例であると理解すべきであり、従って、長さを有するチューブ状フレームにおいて最も低位に位置する部位に第１通孔５６を設けるのに本発明が適用される。
【符号の説明】
【００４７】
８ フロントサイドフレーム
８ａ フロントサイドフレームの水平部分
８ｃ フロントサイドフレームの底壁部分
８ｄ フロントサイドフレームの側壁部分
８ｅ フロントサイドフレームの天井壁部分
２４ ペリメータフレーム（サブフレーム）をマウントするためのブラケット
５６ フロントサイドフレームの水平部分の底壁部分に設けた第１通孔
５８ サブフレームマウント用のブラケットに設けた第２通孔
６０ 補強部材
６２ 補強部材に設けた第３通孔
７０、７２ 隆起部（ビード）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ状フレーム構造の自動車車体に関し、電着塗装の際に、チューブ状フレーム構造の剛性を損なうことなく、フレームを構成するチューブ内に侵入した塗装液を円滑に排出することのできる電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの下地塗装の塗装方法として電着塗装法が採用されている。電着塗装は、電気メッキと同じ原理に基づいて、自動車ボディを塗料槽の中に漬け込むことで塗装を行う。このことから、塗料槽から自動車ボディを引き上げる際に、自動車ボディの各部の中に入り込んでいる塗料が円滑に排出するように、車体構造を設計することが必要となる。
【０００３】
特許文献１は、ルーフサイドレールに関する電着塗装液の液抜き構造を提案している。具体的には、特許文献１に開示の発明は、ルーフサイドレールアウタと、該ルールサイドレールアウタにスポット溶接されたルーフドリップとの間に、上下に開放したドレーン通路を設けることを提案している。
【０００４】
ところで、特許文献２に見られるようにハイドロフォーム成形法によって閉断面の中空部材を一体成形し、この中空部材の外側にアウターパネルを取り付けてフロントピラーを構成することが提案されている。
【０００５】
同じように、特許文献３には、パイプ状の高張力鋼板を用いてハイドロフォーム成形法によって成形された補強部材を平面視コ字状に形作って、これを左右のフロントピラー、左右のルーフサイド、リヤヘッダに配設して車両のルーフのフレームを作ることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１７３３７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２０７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近時の車両の車体構造は「モノコック」と呼ばれる手法に基づいて設計されるのが殆どである。本願発明者らは、上述した中空部材を使って車両のチューブ状フレーム構造を作り、そして、このチューブ状フレーム構造にアウタパネルを接合することで車体を作る研究を行っているが、中空部材で車体のフレームを構築するチューブ状フレーム構造を採用して電着塗装を施したところ、塗装液槽から車両を引き上げた際にフレームを構成する中空部材の中に入り込んだ塗装液の抜けが悪いことが確認できた。
【０００８】
この問題は、特に、従来のモノコックボディのフロントサイドフレーム、ルーフサイドフレーム、サイドシルに相当する略水平方向に延びる中空部材において顕著であり、この問題を解消するために中空部材に数多くの塗装液排出孔を設けたときには、チューブ状フレーム構造の利点である剛性向上効果が低減してしまうことになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、チューブ状フレーム構造を採用した自動車車体において、チューブ状フレームの剛性などを損なうことなく該チューブ状フレームの中に侵入した電着塗装液を円滑に排出させることのできる自動車車体のチューブ状フレーム構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
自動車の車体構造に含まれるチューブ状フレームであって、該フレームを作るために溶接を行うためのフランジを備えていない閉断面の中空部材からなるフレームに電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造において、
該フレームの最も低位に位置する部位に上下に開放した第１通孔が形成されていることを特徴とする電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造を提供することにより達成される。
【００１１】
本発明によれば、閉断面であり且つフレームを作るのに溶接するフランジを備えていないチューブ状フレームにおいて最も低位に位置する部位に上記の上下に開放した第１通孔を設けることで、当該第１通孔を通じて、チューブ状フレームの内部に侵入した電着塗装液を円滑に排出することができる。また、この第１通孔を最も低位に位置する部位という限定的に特定した位置に設けることで、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態では、前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位又はその近傍に内方又は外方に突出した隆起部が設けられている。この実施の形態によれば、第１通孔の部位又はその近傍が隆起部によって剛性が高められているため、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下に対する抑制効果が確実になる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態では、前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位にブラケットが設けられ、該ブラケットに上下に開放した第２通孔が設けられている。このブラケットは、例えば、フロントサイドフレームに設けられて、サスペンション機構が設置されるサブフレームをフロントサイドフレームに搭載するためのブラケットであり、このブラケットには、上下に開放した第２通孔が形成される。これによれば、平面視したときに、ブラケットを介してサブフレームと重複するフロントサイドフレームの部分に上述した第１通孔が設けられることになるため、このサブフレームによっても、第１通孔を設けることに伴うチューブ状フレームの剛性などの低下に対する抑制効果が確実になる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態では、また、前記フレームがフロントサイドフレームであり、そして、このフロントサイドフレームには、その外部又は内部に添設された補強部材が設けられ、該補強部材に前記第１通孔と整合して位置する第３通孔が形成される。その一つの例が、前記フロントサイドフレームにエンジンをマウントするボルトを受け入れるスリーブナットを受け入れるエンジンマウントブラケットによって前記補強部材が構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電着塗装液排出孔を備えたチューブ状フレーム構造を採用した車体前部を斜め前方から見た斜視図である。
【図２】図１の車体前部の側面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図３に図示のチューブ状フレームの作り方を説明するための図である。
【図５】図３のチューブ状フレームに対する第１変形例を示す図である。
【図６】図３のチューブ状フレームに対する第２変形例を示す図である。
【図７】図３のチューブ状フレームに対する第３変形例を示すと共に図６の第２変形例の更なる変形例を示す図である。
【図８】第２実施例のチューブ状フレーム及びこれに付随する構造を示す図である。
【図９】第２実施例の第１変形例を示す側面図であり、フレームにボックス状のブラケットを設けた例を示す。
【図１０】図９に関連した底面図である。
【図１１】図９に関連した斜視図である。
【図１２】第２実施例の第２変形例を示す側面図であり、フレームの内部にボックス状のブラケットを設けた例を示す。
【図１３】第２実施例の第３変形例を示す側面図であり、フレームの側壁部分にビードを設けた例を示す。
【図１４】図１３に関連した底面図である。
【図１５】図１３に関連した斜視図である。
【図１６】第２実施例の第４変形例を示す一部切欠き側面図であり、フレームの底壁部分に下方に向けて隆起した隆起部を設けた例を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１７】
第１実施例（図１〜図４）：
図１、図２は、本発明の電着塗装液排出孔を備えたチューブ状フレーム構造を適用した車体前部を示す。この車体前部は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル２と、上記ダッシュパネル２の車幅方向両端つまり左右の端に連結された左右のヒンジピラー(フロントピラー)４と、このヒンジピラー４から前方に延びる左右のエプロンフレーム６と、ダッシュパネル２の左右の端部且つ下端部から前方に延びる左右のフロントサイドフレーム８とを有する。
【００１８】
エプロンフレーム６の前端部は下方に屈曲する形状を有し、このエプロンフレーム６の垂下部分６ａの下端はフロントサイドフレーム８の前端部に連結されている。左右のフロントサイドフレーム８の前端にはクラッシュボックス１０が連結され、この左右のクラッシュボックス１０は、車幅方向に延びるバンパーフレーム１２によって連結されている。
【００１９】
また、エプロンフレーム６及びフロントサイドフレーム８の前後方向中間部分には、これらの間にサスタワー１４が配設され、サスタワー１４の上端がエプロンフレーム６に連結され、他方、サスタワー１４の下端がフロントサイドフレーム８に連結されている。サスタワー１４には、既知のように、前輪用のサスペンション機構が配設される。なお、図１及び図２に図示の参照符号１６は板状部材を示し、この板状部材１６を介してサスタワー１４とフロントサイドフレーム８とが連結されている。
【００２０】
なお、左右のエプロンフレーム６の垂下部６ａには、車幅方向に延びる角パイプ１８の端がブラケット２０を介して連結されている。また、ダッシュパネル２の上端部に沿って車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ２２が配設され、このダッシュクロスメンバ２２の左右の端はヒンジピラー４に連結されている。
【００２１】
左右のフロントサイドフレーム８は、図２から最も良く分かるように、前端からサスタワー１４の部位まで水平方向に延びており、そして、各フロントサイドフレーム８は、水平部分８ａの後端から後方に且つ斜め下方に延びる傾斜部分８ｂを有している。
【００２２】
フロントサイドフレーム８の水平部分８ａと傾斜部分８ｂとの境界部分には、フロントサイドフレーム８の両側面及び底面を覆うように接合されたブラケット２４が配設され、このブラケット２４を介してサブフレームＳＦ（図２）が取り付けられるようになっている。このサブフレームは、ペリメータフレームと称される従来から周知のフレームであり、このサブフレームに前輪サスペンション機構に含まれるアームが連結される。
【００２３】
図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。エプロンフレーム６及びフロントサイドフレーム８はチューブ状フレームが採用されている。このチューブ状フレームは、特許文献２、３に記載のハイドロフォーム成形法によって作った中空部材であってもよいが、図示の例では、図４に示す手法を使って作られた断面略矩形の中空部材が採用されている。
【００２４】
図４は、一枚の鉄系金属の板材３０を曲げ加工することにより作られている。具体的に説明すると、鉄系金属からなる板材３０は、フロントサイドフレーム８（水平部８ａ）の底壁部分８ｃを構成する中間部分３０ａを有し、この中間部分３０ａは上方に向けて膨出する湾曲した形状に形作られている。中間部分３０ａを挟んで左右に延びる部分３０ｂは、フロントサイドフレーム８の左右の部分８ｄを構成し、この左右の部分３０ｂの自由端部は、直角に屈曲した屈曲端部分３０ｃで終端している。この左右の屈曲端部分３０ｃは、フロントサイドフレーム８の天井壁部分８ｅを構成する。
【００２５】
上記の形状に成形した板材３０を予備成型品として予め用意し、この板材３０に対して、所定の加工治具で上記上方に膨出した中間部分３０ａを下方に押圧して偏平化することで、上記左右部分３０ｂが矢印で示す方向に揺動変位して起立し、そして、左右の屈曲端部分３０ｃの端面が互いに対向した状態になる。そして、この左右の屈曲部分３０ｃを互いに突き合わせた後に、この突き合わせ部分をワイヤーレーザ溶接などの片側連続溶接法によって接合することによりチューブ状フレームである中空部材を作ることができる。図３の参照符号３２はレーザ溶接部分を示している。
【００２６】
従来のモノコックボディでの閉断面構造ではフランジ部分をスポット溶接することにより作られているが、この中空部材にあっては連続溶接法によって作られており、また、中空部材を作る溶接部としてのフランジを備えていない点に特徴を有している。したがって、フロントサイドフレーム８を構成する中空部材を「フレーム形成用フランジ無しフレーム」と呼ぶことにする。
【００２７】
第１変形例（図５）：
図５は、フレーム形成用フランジ無しフレームの第１の変形例３６を示す。図５のフレーム形成用フランジ無しフレーム３６は、左右の屈曲端部分３０ｃの端部に突き合わせ用フランジ３６ａを備え、この左右の突き合わせ用フランジ３６ａはフレーム３６の閉断面の内部で互いに対面した状態になる。
【００２８】
第２変形例（図６）：
図６は、フレーム形成用フランジ無しフレームの第２の変形例４０を示す。図６のフレーム形成用フランジ無しフレーム４０は、断面コ字状の対をなす第１、第２の２つの予備成形品４２、４４を有し、この２つの予備成型品４２、４４を互いに嵌合して、互いに重なり合った部分をレーザ溶接のような片側連続溶接法によって接合することにより作られている。すなわち、第１、第２の予備成型品４２、４４は、中央部分４２ａ、４４の両端から屈曲して延びる２つの端部分４２ｂ、４２ｃ、４４ｂ、４４ｃを備えた断面コ字状の形状を有し、第１の予備成型品４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１は、第２の予備成型品４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２よりも若干大きく（Ｌ１＞Ｌ２）、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の予備成型品４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とが互いに上下に重なり合った状態にある。
【００２９】
第３変形例（図７）：
図７は、上述した図６のフレーム形成用フランジ無しフレーム４０の更なる変形例５０を示す。この図７のフレーム形成用フランジ無しフレーム５０にあっては、第１の予備成型品４２の２つの端部分４２ｂ、４２ｃの間の間隔Ｌ１と、第２の予備成型品４４の２つの端部分４４ｂ、４４ｃの間の間隔Ｌ２とが等しく（Ｌ１＝Ｌ２）、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃに段部５２を設け、この段部５２によって第２の予備成型品４４を受け入れることで、第１の予備成型品４２の端部分４２ｂ、４２ｃの一部と、第２の予備成型品４４の端部分４４ｂ、４４ｃの一部とが互いに上下に重なり合った状態を作るようにしてある。
【００３０】
図３に戻って、フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その下方にペリメータフレームを締結するためのブラケット２４が設置された部位において、フレーム８の底壁８ｃに、上下に開放した第１通孔５６が形成されている。この第１通孔５６は、電着塗装液を液抜きするための排出孔を構成するものである。また、図３から分かるように、ペリメータフレームを搭載するためのブラケット２４にも上下に開放した第２通孔５８が形成されており、この第２通孔５８は、好ましくは、第１通孔５６と整合しているのがよい。第１、第２の通孔５６、５８は、直径７〜１５mmの円形孔や、これと実質的に同じ開口面積を備えた長円形の孔であってもよい。
【００３１】
第１実施例を図示した図３に基づいて第１通孔５６を説明したが、上述した第１〜第３変形例（図５〜図７）についても同様に適用できるのは言うまでもない。
【００３２】
上述した第１実施例及びその変形例によれば、フロントサイドフレーム８の水平部８ａにおいて、ペリメータフレームマウント用ブラケット２４を設けた部位に、電着塗装液を排出するための第１通孔５６を設け、また、ブラケット２４にも第２通孔５８を設けたことから、この第１、第２の通孔５６、５８を通じて電着塗装液Ｗを円滑に排出することができる（図３）。また、チューブ状フレームで構成されたフロントサイドフレーム８に第１通孔５６を設けたことに伴う剛性や潰れ耐力の低下をブラケット２４によって実質的に補完されることから、チューブ状フレーム構造の剛性などが低下するのを抑制することができる。
【００３３】
第２実施例（図８）：
上述した第１実施例では、チューブ状フレームの水平部において、ブラケットが設けられた部位に電着塗装液を排出するための通孔を設けることを提案したが、この第２実施例にあっては、チューブ状フレームを部分的に補強した部位に、電着塗装液を排出するための通孔を設けることを提案するものである。
【００３４】
図８には例示的にフロントサイドフレーム８を図示してあるが、これは一例に過ぎず、自動車ボディに適用されるチューブ状フレームつまりフレーム形成用フランジ無しフレームであれば任意の部位に対して適用可能である。
【００３５】
フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その一部を包囲する補強部材６０が添設され、この補強部材６０はフロントサイドフレーム８に対してレーザ溶接のような連続溶接法によって固定される。勿論、補強部材６０を上下又は左右に半割にして、左右又は上下の補強部材ハーフ同士をフランジ結合することで、フロントサイドフレーム８の全周を包囲する補強部材６０を作ることができる。
【００３６】
補強部材６０には、上記第１通孔５６に対応する部位において上下に開放した第３の通孔６２が設けられている。すなわち、この第３の通孔６２と対応する部位であって、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに上述した第１の通孔５６が形成されている。
【００３７】
この補強部材６０が配設される部位として例えばエンジンを搭載するためのエンジンマウントブラケットを配設する部位を挙げることができる。このエンジンマウントブラケットは、エンジンマウントボルトが締結されるスリーブナットを受け入れる部位であり、このエンジンマウントブラケットで上述した補強部材６０を構成してもよい。
【００３８】
図８には、補強部材６０をフロントサイドフレーム８の外側に配設した例を図示してあるが、これに代えて、補強部材６０をフロントサイドフレーム８の内側に配設するようにしてもよいのは勿論である。また、補強部材６０は、フロントサイドフレーム８の全周を包囲する以外に、フロントサイドフレーム８の一部に添設するものであってもよい。
【００３９】
第１変形例（図９〜１１）：
フロントサイドフレーム８が、その底壁部分８ｃに溶接したボックス状のブラケット６６を備えている場合には、このブラケット６６に、その下面に上下に開放した第４の通孔６８を設け、この第４の通孔６８と対応する部位であって、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに上述した第１の通孔５６を形成するようにしてもよい。
【００４０】
第２変形例（図１２）：
この第２変形例は、上記第１変形例の更なる変形例でもある。図１２に示すように、フロントサイドフレーム８の内部において、底壁部分８ｃにブラケット６６が固設されており、このブラケット６６に第４の通孔６８が設けられている。なお、ボックス状のブラケット６６の側壁に切欠きを設け、この切欠きを通じて電着塗装液を排出するようにしてもよい。
【００４１】
第３変形例（図１３〜図１５）：
この第３変形例は、チューブ状フレームに電着塗装液を排出するための通孔を設ける場合に、これに対応する側壁や天井壁にフレームから外方に突出又は内方に凹んだ隆起部であるビードを設けて部分的に補強する例を示す。
【００４２】
図１５を参照して、フロントサイドフレーム８の水平部８ａには、その側壁部分８ｄに内方に隆起した（内方に向けて凸形状の）隆起部としてのビード７０を有し、このビード７０は、フロントサイドフレーム８の長手方向に長い長方形の形状を有している。そして、このビード７０が設けられている部位に対応する部位つまりビード７０の長手方向中間部分に相当する部位において、フロントサイドフレーム８の底壁部分８ｃに第１通孔５６が形成されている。
【００４３】
第４変形例（図１６）：
この第４変形例は上述した第３変形例の更なる変形例でもある。図１６から分かるように、フロントサイドフレーム８の水平部分８ａにおいて、その底壁部分８ａには下方に向けて突出した隆起部としてのビード７２が設けられており、このビード７２に第１通孔５６が形成されている。ビード７２は、図示の例では、平面視したときに矩形の形状を有しているが、円形、長円形、長方形であってもよい。
【００４４】
この第２実施例によれば、補強部材としての補強板６０、ブラケット６６、ビード７０、７２が設けられている部位に、電着塗装液を排出するための通孔５６を設けてあるため、この通孔５６を設けたことに伴うチューブ状フレーム構造の剛性などが低下するのを抑制することができる。
【００４５】
補強板６０やブラケット６６などを設ける場合に、図３〜図７に例示した手法によって形成されるチューブ状フレームを採用するのが好適であるのは言うまでもない。また、第１、第２の実施例及びこれらの変形例に関してフロントサイドフレーム８を例に説明したが、チューブ状フレーム構造に用いられた各部のフレームに対して本発明を適用できるのは言うまでもない。
【００４６】
また、第１、第２の実施例及びこれらの変形例において、フロントサイドフレーム８の水平部に第１通孔５６を設けてあるが、これは、本発明が適用可能なチューブ状フレームの各部において最も低位に位置する部位に第１通孔５６を設ける典型例であると理解すべきであり、従って、長さを有するチューブ状フレームにおいて最も低位に位置する部位に第１通孔５６を設けるのに本発明が適用される。
【符号の説明】
【００４７】
８ フロントサイドフレーム
８ａ フロントサイドフレームの水平部分
８ｃ フロントサイドフレームの底壁部分
８ｄ フロントサイドフレームの側壁部分
８ｅ フロントサイドフレームの天井壁部分
２４ ペリメータフレーム（サブフレーム）をマウントするためのブラケット
５６ フロントサイドフレームの水平部分の底壁部分に設けた第１通孔
５８ サブフレームマウント用のブラケットに設けた第２通孔
６０ 補強部材
６２ 補強部材に設けた第３通孔
７０、７２ 隆起部（ビード）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車体構造に含まれるチューブ状フレームであって、該フレームを作るために溶接を行うためのフランジを備えていない閉断面の中空部材からなるフレームに電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造において、
該フレームの最も低位に位置する部位に上下に開放した第１通孔が形成されていることを特徴とする電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項２】
前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位又はその近傍に内方又は外方に突出した隆起部が設けられている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項３】
前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位にブラケットが設けられ、該ブラケットに上下に開放した第２通孔が設けられている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項４】
前記フレームがフロントサイドフレームであり、
前記ブラケットが、サスペンション機構が設置されるサブフレームを前記フロントサイドフレームに搭載するためのブラケットであり、
該ブラケットに上下に開放した第２通孔が形成されている、請求項３に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項５】
前記フレームがフロントサイドフレームであり、
前記フロントサイドフレームには、その外部又は内部に添設された補強部材が設けられ、該補強部材に前記第１通孔と整合して位置する第３通孔が形成されている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項６】
前記フロントサイドフレームにエンジンをマウントするボルトを受け入れるスリーブナットを受け入れる部材によって前記補強部材が構成されている、請求項５に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項１】
自動車の車体構造に含まれるチューブ状フレームであって、該フレームを作るために溶接を行うためのフランジを備えていない閉断面の中空部材からなるフレームに電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造において、
該フレームの最も低位に位置する部位に上下に開放した第１通孔が形成されていることを特徴とする電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項２】
前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位又はその近傍に内方又は外方に突出した隆起部が設けられている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項３】
前記フレームにおいて、前記第１通孔が設けられた部位にブラケットが設けられ、該ブラケットに上下に開放した第２通孔が設けられている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項４】
前記フレームがフロントサイドフレームであり、
前記ブラケットが、サスペンション機構が設置されるサブフレームを前記フロントサイドフレームに搭載するためのブラケットであり、
該ブラケットに上下に開放した第２通孔が形成されている、請求項３に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項５】
前記フレームがフロントサイドフレームであり、
前記フロントサイドフレームには、その外部又は内部に添設された補強部材が設けられ、該補強部材に前記第１通孔と整合して位置する第３通孔が形成されている、請求項１に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【請求項６】
前記フロントサイドフレームにエンジンをマウントするボルトを受け入れるスリーブナットを受け入れる部材によって前記補強部材が構成されている、請求項５に記載の電着塗装液排出孔を備えた自動車車体のチューブ状フレーム構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２３５０１２（Ｐ２０１０−２３５０１２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６６４７（Ｐ２００９−８６６４７）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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