JP7311399B2 - Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member - Google Patents
Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member Download PDFInfo
- Publication number
- JP7311399B2 JP7311399B2 JP2019201382A JP2019201382A JP7311399B2 JP 7311399 B2 JP7311399 B2 JP 7311399B2 JP 2019201382 A JP2019201382 A JP 2019201382A JP 2019201382 A JP2019201382 A JP 2019201382A JP 7311399 B2 JP7311399 B2 JP 7311399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- end portion
- joint
- door frame
- vehicle frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
Description
この発明は、車両用フレーム部材および車両用フレーム部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a vehicle frame member and a method for manufacturing a vehicle frame member.
たとえば、特開2016-52675号公報(特許文献1)には、一枚の板材から形成されたドアサッシュと、そのドアサッシュの製造方法とが開示されている。ドアサッシュは、板材が2重に重なった重合部と、重合部と段差をなし、板材が3重に重なった段差部とを有する。ドアサッシュの製造時、重合部が、ドアサッシュの長手方向に沿って連続的にレーザ溶接される。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-52675 (Patent Document 1) discloses a door sash formed from a single plate material and a method for manufacturing the door sash. The door sash has an overlapped portion in which plate members are double overlapped, and a stepped portion in which the plate members are overlapped three times to form a step with the overlapped portion. During the manufacture of the door sash, the overlapping portion is continuously laser welded along the longitudinal direction of the door sash.
また、特開2014-104872号公報(特許文献2)には、一枚の板材から、ロール成形によって断面形成される車両のドアサッシュが開示されている。ドアサッシュの製造時、板材同士が2重に重ね合わされた2重部が、電気抵抗溶接に属するスポット溶接またはシーム溶接によって接合される。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-104872 (Patent Document 2) discloses a door sash for a vehicle in which a cross section is formed by roll forming from a sheet of plate material. During the manufacture of the door sash, the double portions in which the plate materials are overlapped are joined together by spot welding or seam welding belonging to electric resistance welding.
上述の特許文献に開示されるように、金属板をロール成形し、溶接により金属板同士を接合して得られるドアサッシュ等の車両用ドアフレームが知られている。このような車両用ドアフレームは、軽量であり、かつ、高剛性であることが求められる。 BACKGROUND ART As disclosed in the above-mentioned patent document, a vehicle door frame such as a door sash is known which is obtained by roll-forming a metal plate and joining the metal plates together by welding. Such vehicle door frames are required to be lightweight and highly rigid.
そこでこの発明の目的は、軽量であり、かつ、高剛性である車両用フレーム部材と、そのような車両用フレーム部材を得るための車両用フレーム部材の製造方法とを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a lightweight and highly rigid vehicle frame member, and a method of manufacturing a vehicle frame member for obtaining such a vehicle frame member.
この発明に従った車両用フレーム部材は、金属板が折り曲げられてなるフレーム断面を有する車両用フレーム部材である。車両用フレーム部材は、金属板において互いに平行な一対の端辺に配置され、金属板の平面方向において互いに対向する第1接合端部および第2接合端部と、金属板において一対の端辺の間に配置され、金属板の厚み方向において第1接合端部および第2接合端部が重ね合わされる接合中間部と、第1接合端部、第2接合端部および接合中間部を接合し、車両用フレーム部材の長手方向に沿って延びる溶接部とを備える。 A vehicle frame member according to the present invention is a vehicle frame member having a frame cross section formed by bending a metal plate. The vehicle frame member is arranged on a pair of edges parallel to each other on the metal plate, and includes a first joint edge and a second joint edge facing each other in the plane direction of the metal plate, and a pair of edges on the metal plate. A joint intermediate portion disposed between the metal plates in which the first joint end portion and the second joint end portion are overlapped in the thickness direction of the metal plate, and the first joint end portion, the second joint end portion, and the joint intermediate portion are joined, a weld extending along the longitudinal direction of the vehicle frame member.
この発明に従った車両用フレーム部材の製造方法は、互いに平行な一対の端辺に配置される第1端部および第2端部と、第1端部および第2端部の間に配置される中間部とを有する金属板を準備する工程と、第1端部および第2端部が、金属板の平面方向において互いに突き合わされ、かつ、第1端部および第2端部が、金属板の厚み方向において中間部に重ね合わされるように、金属板をロール成形する工程と、ロール成形する工程の後、金属板をレーザ溶接することにより、第1端部、第2端部および中間部を接合する工程とを備える。 A method of manufacturing a vehicle frame member according to the present invention provides a first end portion and a second end portion arranged on a pair of parallel edges, and a pair of end portions arranged between the first end portion and the second end portion. the first end and the second end are butted against each other in the plane direction of the metal plate, and the first end and the second end are the metal plate After the step of roll-forming the metal plate so that it is superimposed on the intermediate portion in the thickness direction, and after the step of roll-forming, the metal plate is laser-welded to form the first end, the second end, and the intermediate portion and a step of joining.
この発明に従えば、軽量であり、かつ、高剛性である車両用フレーム部材と、そのような車両用フレーム部材を得るための車両用フレーム部材の製造方法とを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lightweight and highly rigid vehicle frame member and a method of manufacturing a vehicle frame member for obtaining such a vehicle frame member.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are given the same numbers.
図1は、車両のドアを示す側面図である。図1に示されるように、車両12は、ドア20を有する。ドア20は、ドアヒンジ(不図示)を介して、車両12の車両本体に回動可能に接続されている。ドア20は、ドライバーが車両12に搭乗する時に開閉される右フロントドアである。
FIG. 1 is a side view showing a vehicle door. As shown in FIG. 1,
ドア20は、ドア本体22と、ドアフレーム30と、ドアガラス24とを有する。ドア本体22は、ドア20の下部を構成している。ドア本体22は、車両前後方向および車両上下方向に沿って平面的に設けられている。
The
ドアフレーム30は、ドア20の上部を構成している。ドアフレーム30は、ドア本体22の上方に設けられている。ドアフレーム30は、枠形状を有し、ドア本体22の上端部(ベルトライン)とともに窓枠26を形成している。窓枠26の内側には、開口部が形成されている。窓枠26の開口部には、ドアガラス24が配置されている。ドアガラス24は、昇降可能に設けられている。ドアガラス24の昇降に伴って、窓枠26の開口部が開閉される。ドアガラス24は、窓枠26から降下すると、ドア本体22の内部に収容される。
The
ドアフレーム30は、窓枠26の上縁部26Uを形成するドアフレームアッパ30Uと、窓枠26の後縁部26Rを形成するドアフレームリヤ(不図示)とを有する。ドアフレームアッパ30Uは、車両12のフロントピラー14およびルーフサイドレール16に沿って延びている。
The
図2は、図1中のII-II線上の矢視方向に見た車両を示す断面図である。図1および図2に示されるように、ドア20は、ウェザストリップ44と、ガラスラン46と、モール42とをさらに有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vehicle as viewed in the direction of arrows on line II-II in FIG. The
ウェザストリップ44は、ドアフレームアッパ30Uの上部に取り付けられている。ウェザストリップ44は、ゴム製であり、ドアフレームアッパ30Uと、フロントピラー14およびルーフサイドレール16との間の隙間を塞ぐように設けられている。
The
ガラスラン46は、ドアフレームアッパ30Uの下部に取り付けられている。ガラスラン46は、ゴム等の弾性体から形成されている。ガラスラン46は、凹部48を有する。凹部48は、下方を向いて開口する凹み形状をなす。窓枠26の開口部がドアガラス24によって閉じられる時、凹部48は、ドアガラス24の上端部を収容する。
The
モール42は、ドアフレームアッパ30Uの側部に取り付けられている。モール42は、車両12の車外に面して設けられている。モール42は、窓枠26の上縁部26Uに沿って意匠面を形成している。モール42は、たとえば、光沢を有する亜鉛、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属から形成されている。
The
本実施の形態では、本発明における車両用フレーム部材およびその製造方法が、ドアフレーム30のうちのドアフレームアッパ30Uに適用された場合を説明するが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば、ドアフレーム30のうちのドアフレームリヤに適用されてもよいし、車両におけるリヤドア等のドアフレームに適用されてもよい。また、本発明は、ドアフレームに限られず、シートを車両前後方向に案内するレール、または、車載バッテリを保持するフレーム部材等に適用されてもよい。
In the present embodiment, a case where the vehicle frame member and the manufacturing method thereof according to the present invention is applied to door frame upper 30U of
図3は、図1中のドアフレームアッパを示す斜視図である。図4は、図3中のドアフレームアッパの製造に用いられる金属板を示す斜視図である。図5は、図3中のドアフレームアッパのフレーム断面を示す断面図である。 3 is a perspective view showing the door frame upper in FIG. 1. FIG. 4 is a perspective view showing a metal plate used for manufacturing the door frame upper in FIG. 3. FIG. 5 is a sectional view showing a frame section of the door frame upper in FIG. 3. FIG.
図3から図5に示されるように、ドアフレームアッパ30Uは、矢印101に示す方向が長手方向となる長尺形状を有する(以下、矢印101に示す方向を「ドアフレームアッパ30Uの長手方向」ともいう)。ドアフレームアッパ30Uは、金属板50が折り曲げられてなるフレーム断面を有する。なお、フレーム断面とは、ドアフレームアッパ30Uがその長手方向に直交する平面により切断された場合に得られる断面である。
As shown in FIGS. 3 to 5, the door frame upper 30U has a long shape whose longitudinal direction is the direction indicated by the arrow 101 (hereinafter, the direction indicated by the
ドアフレームアッパ30Uの製造に用いられる金属板50の構成について説明する。金属板50は、金属製である。金属板50は、たとえば、鋼板である。金属板50は、その平面視において矩形形状を有する1枚の板材である。
The configuration of the
金属板50は、第1端部51と、第2端部52と、第3端部56と、第4端部57とを有する。第1端部51、第2端部52、第3端部56および第4端部57は、金属板50の平面視における矩形形状の4つの端辺をなしている。
The
第1端部51および第2端部52は、金属板50の、互いに平行な一対の端辺に配置されている。第1端部51および第2端部52は、矢印101に示すドアフレームアッパ30Uの長手方向に沿って直線状に延びている。第3端部56および第4端部57は、第1端部51および第2端部52と直交している。第3端部56および第4端部57は、矢印101に示す方向に直交する矢印102に示す方向に沿って直線状に延びている(以下、矢印102に示す方向を「ドアフレームアッパ30Uの長手方向に直交する方向」ともいう)。
The
第1端部51および第2端部52の各々は、長さLを有する。第3端部56および第4端部57の各々は、長さBを有する。第1端部51および第2端部52の各長さLは、第3端部56および第4端部57の各長さBよりも大きい(L>B)。第1端部51および第2端部52の各長さLは、金属板50の厚みTよりも大きく、第3端部56および第4端部57の各長さBは、金属板50の厚みTよりも大きい(L,B>T)。金属板50の厚みTは、たとえば、0.8mm以下である。
Each of
金属板50は、中間部53をさらに有する。中間部53は、第1端部51および第2端部52の間に配置されている。中間部53は、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に直交する方向において、第1端部51および第2端部52の双方から離れて配置されている。中間部53は、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に直交する方向において、第1端部51および第2端部52の間に位置し、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に沿って帯状に延在する領域に対応している。
The
金属板50は、第1表面50aと、第2表面50bとをさらに有する。第1表面50aおよび第2表面50bは、金属板50の板表面をなしている。第1表面50aおよび第2表面50bの各々は、第1端部51、第2端部52、第3端部56および第4端部57により囲まれた領域に対応している。第1表面50aおよび第2表面50bは、金属板50の厚み方向における表裏に配置されている。
The
続いて、ドアフレームアッパ30Uの構造について説明する。金属板50は、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面が閉断面をなすように折り曲げられている。
Next, the structure of the door frame upper 30U will be described. The
金属板50は、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に直交する方向において互いに間隔を隔てて位置し、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に沿って延びる複数の折り曲げ線で折り曲げられている。金属板50は、第1表面50aがドアフレームアッパ30Uのフレーム断面の外側に面し、第2表面50bがドアフレームアッパ30Uのフレーム断面の内側に面するように折り曲げられている。
The
金属板50の第3端部56および第4端部57は、ドアフレームアッパ30Uのその長手方向における両端に配置されている。
The
図6は、図5中の2点鎖線VIにより囲まれた範囲を拡大して示す写真である。図3から図6に示されるように、ドアフレームアッパ30Uは、第1接合端部36および第2接合端部37と、接合中間部33と、溶接部61とを有する。
FIG. 6 is a photograph showing an enlarged area surrounded by a two-dot chain line VI in FIG. As shown in FIGS. 3 to 6, door frame upper 30U has first
第1接合端部36および第2接合端部37は、金属板50において互いに平行な一対の端辺に配置されている。第1接合端部36は、金属板50における第1端部51に対応している。第2接合端部37は、金属板50における第2端部52に対応している。接合中間部33は、金属板50において一対の端辺の間に配置されている。接合中間部33は、金属板50における中間部53に対応している。
The first
第1接合端部36および第2接合端部37は、金属板50の平面方向において互いに対向している。金属板50の平面方向は、金属板50の第1表面50aおよび第2表面50bが延在する方向と平行である。金属板50の平面方向は、金属板50の厚み方向と直交する方向である。第1接合端部36を構成する金属板50と、第2接合端部37を構成する金属板50とは、同一平面内で延在している。第1接合端部36および第2接合端部37は、溶接部61を介して互いに対向している。
The first
接合中間部33には、金属板50の厚み方向において第1接合端部36および第2接合端部37が重ね合わされている。第1接合端部36を構成する金属板50、および、第2接合端部37を構成する金属板50と、接合中間部33を構成する金属板50とは、金属板50の厚み方向において、互いに重ね合わされている。第1接合端部36を構成する金属板50の第2表面50b、および、第2接合端部37を構成する金属板50の第2表面50bと、接合中間部33を構成する金属板50の第2表面50bとが、互いに面接触している。
A first
溶接部61は、第1接合端部36、第2接合端部37および接合中間部33を接合している。溶接部61は、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に沿って延びている。溶接部61は、ドアフレームアッパ30Uの長手方向において、金属板50の第3端部56および第4端部57の間で連続的に延びている。
The welded
溶接部61は、第1接合端部36における金属板50と、第2接合端部37における金属板50と、接合中間部33における金属板50とが、溶接により接合されている部分である。溶接部61は、金属板50が溶融し、そのあと凝固することによって、第1接合端部36における金属板50と、第2接合端部37における金属板50と、接合中間部33における金属板50とを互いに一体化する部分である。溶接部61と、金属板50とは、同一の金属からなる。
The welded
金属板50は、溶接部61が設けられた位置において2重に重ね合わされている。溶接部61は、金属板50の厚み方向において、第1接合端部36および第2接合端部37を貫通し、接合中間部33の内部にまで達している。
The
溶接部61は、頂部61cと、最深部61dとを有する。頂部61cは、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面の外側に面している。頂部61cは、金属板50の厚み方向において、第1接合端部36を構成する金属板50の第1表面50aおよび第2接合端部37を構成する金属板50の第1表面50aから一段下がった第1接合端部36および第2接合端部37の内部に位置している。
The welded
最深部61dは、頂部61cからの溶接部61の深さが最も大きくなる部分である。最深部61dは、金属板50の厚み方向において、接合中間部33を構成する金属板50の第2表面50bおよび第1表面50aの間に位置している。最深部61dは、金属板50の厚み方向において、接合中間部33を構成する金属板50の第1表面50aよりも、接合中間部33を構成する金属板50の第2表面50b寄りに位置している。溶接部61の深さH(金属板50の厚み方向における頂部61cから最深部61dまでの長さ)は、2重に重ね合わされた金属板50の厚み(2T)よりも小さい。
The deepest portion 61d is a portion where the depth of the welded
なお、最深部61dは、金属板50の厚み方向において、接合中間部33を構成する金属板50の第2表面50bおよび第1表面50aの中間に位置してもよいし、接合中間部33を構成する金属板50の第2表面50bよりも、接合中間部33を構成する金属板50の第1表面50a寄りに位置してもよい。
Note that the deepest portion 61d may be located between the
本実施の形態におけるドアフレームアッパ30Uにおいては、第1接合端部36および第2接合端部37が、溶接部61によって、金属板50の平面方向において互いに対向する形態で接合されている。これにより、第1接合端部36および第2接合端部37が金属板50の厚み方向に重ね合わされた形態で接合される場合と比較して、金属板50の余分な使用を抑えて、ドアフレームアッパ30Uを軽量化することができる。また、接合中間部33と、金属板50の厚み方向において接合中間部33と重ね合わされた第1接合端部36および第2接合端部37とが、溶接部61によって、互いに接合されている。これにより、捻り等の荷重に対するドアフレームアッパ30Uの断面性能を高めて、高剛性なドアフレームアッパ30Uを実現することができる。
In door frame upper 30U of the present embodiment, first
ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面は、中空部31と、重合部32と、連結部34とを有する。中空部31は、中空形状を有する。中空部31は、第1接合端部36および接合中間部33の間の金属板50から構成されている。
A frame cross-section of the door frame upper 30U has a
重合部32は、金属板50同士が金属板50の厚み方向に重ね合わされてなる。重合部32は、金属板50が金属板50の厚み方向に2重に重ね合わされてなる。重合部32は、第2接合端部37および接合中間部33の間の金属板50から構成されている。
The overlapping
連結部34は、接合中間部33と、金属板50の厚み方向において接合中間部33と重ね合わされた第1接合端部36および第2接合端部37とを有する。連結部34は、中空部31および重合部32を連結している。溶接部61は、連結部34に設けられている。
The connecting
図5に示されるように、溶接部61を通り、溶接部61における金属板50の厚み方向と、ドアフレームアッパ30Uの長手方向とを含む平面210が想定されている。この場合に、中空部31は、平面210を挟んで一方の側の領域220に配置され、重合部32は、平面210を挟んで他方の側の領域230に配置され、連結部34は、平面210と交差している。
As shown in FIG. 5, a
図2に示されるように、ガラスラン46は、ドアフレームアッパ30Uを挟んで第1接合端部36および第2接合端部37の側に配置され、中空部31、連結部34および重合部32と対向して取り付けられている。ウェザストリップ44は、ドアフレームアッパ30Uを挟んで接合中間部33の側に配置され、中空部31、連結部34および重合部32と対向して取り付けられている。モール42は、ドアフレームアッパ30Uを挟んで、第1接合端部36および第2接合端部37の側と、接合中間部33の側とに跨がって配置され、重合部32と対向して取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
このような構成によれば、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面において、溶接部61による第1接合端部36および第2接合端部37と、接合中間部33との接合位置が、中空部31および重合部32の間に配置される。これにより、捻り等の荷重に対するドアフレームアッパ30Uの断面性能をさらに高めることができる。
According to such a configuration, in the frame cross section of the
図7は、図5中のドアフレームアッパの変形例を示す断面図である。図7に示されるように、本変形例では、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面が、中空部31と、重合部32と、モール部35とを有する。
7 is a sectional view showing a modification of the door frame upper in FIG. 5. FIG. As shown in FIG. 7, in this modification, the frame cross section of the door frame upper 30U has a
中空部31は、中空形状を有する。中空部31は、第1接合端部36および接合中間部33の間の金属板50から構成されている。
The
重合部32は、金属板50同士が金属板50の厚み方向に重ね合わされてなる。重合部32は、金属板50が金属板50の厚み方向に2重に重ね合わされてなる。重合部32は、接合中間部33と、金属板50の厚み方向において接合中間部33と重ね合わされた第1接合端部36および第2接合端部37とを有する。本変形例では、溶接部61が、重合部32に設けられている。
The overlapping
モール部35は、図2中のモール42に替わって、ドアフレームアッパ30Uに一体に設けられている。モール部35は、重合部32の先端に設けられている。モール部35の一部は、金属板50同士が金属板50の厚み方向に重ね合わされてなる。
The molding portion 35 is provided integrally with the door frame upper 30U instead of the
溶接部61を通り、溶接部61における金属板50の厚み方向と、ドアフレームアッパ30Uの長手方向とを含む平面260が想定されている。この場合に、中空部31は、平面260を挟んで一方の側の領域270に配置され、モール部35は、平面260を挟んで他方の側の領域280に配置され、重合部32は、平面260と交差している。
A plane 260 that passes through the welded
本変形例においては、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面において、溶接部61による第1接合端部36および第2接合端部37と、接合中間部33との接合位置が、中空部31およびモール部35の間に配置される。このため、ドアフレームアッパ30Uの断面性能を高めることができる。
In this modification, in the cross section of the door frame upper 30U, the joint positions between the first
続いて、ドアフレームアッパ30Uの製造に用いられるドアフレームアッパの製造装置70の構成について説明する。図8は、図3中のドアフレームアッパの製造装置を示す側面図である。図9および図10は、ロール成形工程時における金属板の断面形状を示す断面図である。図11は、レーザ溶接工程時における金属板の中間成形品を示す断面図である。
Next, the configuration of the door frame
図8に示されるように、ドアフレームアッパの製造装置70は、アンコイラー71と、ロールスタンド(ロール成形装置)72と、レーザ溶接装置73と、切断装置77と、払い出し装置78とを有する。
As shown in FIG. 8 , the door frame
アンコイラー71には、長尺状の金属板500が巻回されている。アンコイラー71は、金属板500を矢印121に示す方向に送り出す。ロールスタンド72、レーザ溶接装置73、切断装置77および払い出し装置78は、挙げた順に、アンコイラー71からの金属板500の送り出し方向における上流側から下流側に並んでいる。
A
ロールスタンド72は、複数のロール81(S=1,2,3…n-1,n)を有する。複数のロール81は、金属板500の送り出し方向における上流側から下流側に並んでいる。アンコイラー71からロールスタンド72に向けて送り出された金属板500は、複数のロール81を通過する。この際、複数のロール81が金属板500に対して順次ロール成形を実行することによって、所定のフレーム断面を有する金属板500の中間成形品500M(図10を参照)が得られる。
The roll stand 72 has a plurality of rolls 81 (S=1, 2, 3...n-1, n). The multiple rolls 81 are arranged from the upstream side to the downstream side in the delivery direction of the
図9中には、ロール81(S=n-1)を通過した後の金属板500の断面形状が示されている。このとき、金属板500は、第2端部52が中間部53に重ね合わされ、第1端部51が中間部53に近接する位置まで折り曲げられた断面形状を有する。第1端部51から斜め下方向に折り曲げられ、中空部31に連なる第1傾斜部54は、中間部53から斜め下方向に折り曲げられ、中空部31に連なる第2傾斜部55から離れている。
FIG. 9 shows the cross-sectional shape of the
図10中には、ロール81(S=n)を通過した後の金属板500の中間成形品500Mの断面形状が示されている。このとき、中間成形品500Mは、第1端部51および第2端部52が互いに突き合わされ、第1端部および第2端部52が中間部53に重ね合わされた断面形状を有する。第1端部51および第2端部52の平行度などに起因する金属板500の寸法誤差、または、ロールスタンド72による成形寸法のばらつき等が生じることによって、第1端部51および第2端部52の間には局所的に隙間C1が発生している。第1傾斜部54および第2傾斜部55の間には、隙間C2が設けられている。
FIG. 10 shows the cross-sectional shape of the intermediate molded
レーザ溶接装置73は、レーザ発振器75と、レーザ溶接ヘッド76とを有する。レーザ発振器75は、レーザ溶接に用いられるレーザ光を発振する。レーザ発振器75で発振されたレーザ光は、光ファイバ等から構成される光路を通じてレーザ溶接ヘッド76に導かれる。レーザ溶接ヘッド76は、集光レンズ等によってレーザ光を集光し、金属板500の中間成形品500Mに向けて照射する。
The
切断装置77は、レーザ溶接装置73から連続的に送られてくる中間成形品500Mをドアフレームアッパ30Uの長さに合わせて切断する。払い出し装置78は、ドアフレームアッパの製造装置70からドアフレームアッパ30Uを回収する。
The cutting
図12は、アプセット治具を示す断面図である。図8および図12に示されるように、ドアフレームアッパの製造装置70は、アプセット治具91(91F,91R)をさらに有する。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an upset jig. As shown in FIGS. 8 and 12, the door frame
アプセット治具91Fは、アンコイラー71からの金属板500の送り出し方向において、レーザ溶接ヘッド76の上流側に設けられている。アプセット治具91Rは、アンコイラー71からの金属板500の送り出し方向において、レーザ溶接ヘッド76の下流側に設けられている。
The
アプセット治具91は、第1ロール92と、第2ロール93と、第3ロール94と、第4ロール95とを有する。第1ロール92および第2ロール93は、それぞれ、水平方向に延びる中心軸112および中心軸113を中心に回転する。第1ロール92および第2ロール93は、上下方向において互いに対向して配置されている。第3ロール94および第4ロール95は、それぞれ、上下方向に延びる中心軸114および中心軸115を中心に回転する。第3ロール94および第4ロール95は、水平方向において互いに対向して配置されている。
The
金属板500の中間成形品500Mは、第1ロール92、第2ロール93、第3ロール94および第4ロール95により囲まれた空間を通過する。このとき、中間成形品500Mは、第1ロール92、第2ロール93、第3ロール94および第4ロール95によって、上下方向および水平方向から拘束される。これにより、中間成形品500Mに対して、第1端部51および第2端部52が中間部53に重ね合わされる方向の外力と、第1端部51および第2端部52が互いに突き合わされる方向の外力とが作用する。
The intermediate molded
続いて、ドアフレームアッパ30Uの製造方法について説明する。図13は、ドアフレームアッパの製造方法の工程を示すフローチャートである。 Next, a method for manufacturing the door frame upper 30U will be described. FIG. 13 is a flow chart showing steps of a method for manufacturing the door frame upper.
図4、図8および図13に示されるように、まず、金属板500を準備する(S101)。
As shown in FIGS. 4, 8 and 13, first, a
より具体的には、図4中の金属板50が矢印101に示す方向に連続した長尺状の金属板500を準備する。金属板500は、互いに平行な一対の端辺に配置される第1端部51および第2端部52と、第1端部51および第2端部52の間に配置される中間部53とを有する。アンコイラー71に巻回された金属板500をその長手方向(図8中の矢印121に示す方向)に送り出す。
More specifically, an
図8および図13に示されるように、次に、金属板500をロール成形する(S102)。
As shown in FIGS. 8 and 13, the
より具体的には、金属板500がロールスタンド72における複数のロール81(S=1,2,3…n-1,n)を順次通過する。これにより、図10に示される、第1端部51および第2端部52が、金属板500の平面方向において互いに突き合わされ、かつ、第1端部51および第2端部52が、金属板500の厚み方向において中間部53に重ね合わされた断面形状を有する金属板500の中間成形品500Mを得る。
More specifically, the
図8、図11および図13に示されるように、次に、金属板500をレーザ溶接する(S103)。
As shown in FIGS. 8, 11 and 13, the
より具体的には、金属板500の中間成形品500Mがレーザ溶接装置73におけるレーザ溶接ヘッド76と対向する位置を通過する。レーザ溶接ヘッド76から中間成形品500Mに向けてレーザ光を照射することによって、第1端部51、第2端部52および中間部53を接合する。
More specifically, intermediate molded
図8および図12に示されるように、本実施の形態では、金属板500の中間成形品500Mが、レーザ溶接ヘッド76の前後においてアプセット治具91(91F,91R)を通過する。これにより、金属板500の中間成形品500Mに対して、第1端部51および第2端部52が互いに突き合わされる方向の外力と、第1端部51および第2端部52が中間部53に重ね合わされる方向の外力とを作用させつつ、金属板500をレーザ溶接する。
As shown in FIGS. 8 and 12, in the present embodiment, an intermediate molded
このような構成によれば、図10中の第1端部51および第2端部52の間に発生した隙間C1、ならびに、第1端部51および第2端部52と、中間部53との間に生じ得る隙間を縮小した状態で、第1端部51、第2端部52および中間部53を接合することができる。これにより、第1端部51、第2端部52および中間部53における溶接強度が向上するため、ドアフレームアッパ30Uの剛性をさらに高めることができる。
According to such a configuration, the gap C1 generated between the
なお、図10中の第1傾斜部54および第2傾斜部55の間の隙間C2は、上記のアプセット治具91による中間成形品500Mの拘束時に第2端部52の移動を許容するために設けられている。
A gap C2 between the first slanted
図8および図13に示されるように、次に、切断装置77において、金属板500の中間成形品500Mをドアフレームアッパ30Uの長さに合わせて切断する(S104)。これにより、複数のドアフレームアッパ30Uが切り出される。次に、払い出し装置78において、ドアフレームアッパ30Uを回収する(S105)。以上の工程により、ドアフレームアッパ30Uが完成する。
As shown in FIGS. 8 and 13, the cutting
本実施の形態におけるドアフレームアッパ30Uの製造方法においては、第1端部51および第2端部52が、レーザ溶接によって、金属板500の平面方向において互いに突き合わされた形態で接合される。これにより、第1端部51および第2端部52が金属板500の厚み方向に重ね合わされた形態で接合される場合と比較して、金属板500の余分な使用を抑えて、ドアフレームアッパ30Uを軽量化することができる。また、中間部53と、金属板50の厚み方向において中間部53と重ね合わされた第1端部51および第2端部52とが、レーザ溶接によって接合される。これにより、捻り等の荷重に対するドアフレームアッパ30Uの断面性能を高めて、高剛性なドアフレームアッパ30Uを実現することができる。
In the method of manufacturing door frame upper 30U in the present embodiment,
また、長尺状の金属板500をその長手方向に送り出すことにより、ロール成形工程と、溶接工程とを連続的に実行し、そのあと金属板500を切断することにより、複数のドアフレームアッパ30Uを切り出す製造方法においては、溶接工程時における処理速度が、金属板500の送り出し速度に影響する。本実施の形態では、高速処理が可能なレーザ溶接を採用することによって、金属板500の送り出し速度を高めることができる。
Further, by feeding the
以上に説明した、ドアフレームアッパ30Uおよびその製造方法の構成および効果についてまとめる。 The configurations and effects of the door frame upper 30U and the manufacturing method thereof described above will be summarized.
車両用フレーム部材としてのドアフレームアッパ30Uは、金属板50が折り曲げられてなるフレーム断面を有する。ドアフレームアッパ30Uは、金属板50において互いに平行な一対の端辺に配置され、金属板50の平面方向において互いに対向する第1接合端部36および第2接合端部37と、金属板50において一対の端辺の間に配置され、金属板50の厚み方向において第1接合端部36および第2接合端部37が重ね合わされる接合中間部33と、第1接合端部36、第2接合端部37および接合中間部33を接合し、ドアフレームアッパ30Uの長手方向に沿って延びる溶接部61とを備える。
Door frame upper 30U as a vehicle frame member has a frame cross section formed by bending
このような構成によれば、第1接合端部36および第2接合端部37が、金属板50の平面方向において互いに対向した形態で接合されるため、第1接合端部36および第2接合端部37が、金属板50の厚み方向に重ね合わされた形態で接合される場合と比較して、金属板50の余分な使用を抑えることができる。これにより、ドアフレームアッパ30Uを軽量化することができる。また、接合中間部33と、金属板50の厚み方向において接合中間部33と重ね合わされた第1接合端部36および第2接合端部37とが、接合されるため、捻り等の荷重に対するドアフレームアッパ30Uの断面性能を高めて、高剛性なドアフレームアッパ30Uを得ることができる。
According to such a configuration, since the first
また、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面は、第1接合端部36および接合中間部33の間の金属板50から構成され、中空形状を有する中空部31と、第2接合端部37および接合中間部33の間の金属板50から構成され、金属板50同士が金属板50の厚み方向に重ね合わされた重合部32と、第1接合端部36および第2接合端部37と、接合中間部33とを含み、中空部31および重合部32を連結する連結部34とを有する。
Further, the frame cross section of the door frame upper 30U is composed of the
このような構成によれば、溶接部61による第1接合端部36および第2接合端部37と、接合中間部33との接合位置が、ドアフレームアッパ30Uのフレーム断面の中央付近に配されるため、ドアフレームアッパ30Uの断面性能をさらに高めることができる。
According to such a configuration, the joint position between the first
車両用フレーム部材としてのドアフレームアッパ30Uの製造方法は、互いに平行な一対の端辺に配置される第1端部51および第2端部52と、第1端部51および第2端部52の間に配置される中間部53とを有する金属板500を準備する工程と、第1端部51および第2端部52が、金属板500の平面方向において互いに突き合わされ、かつ、第1端部51および第2端部52が、金属板500の厚み方向において中間部53に重ね合わされるように、金属板500をロール成形する工程と、ロール成形する工程の後、金属板500をレーザ溶接することにより、第1端部51、第2端部52および中間部53を接合する工程とを備える。
A method of manufacturing the door frame upper 30U as a vehicle frame member includes forming a
このような構成によれば、軽量であり、かつ、高剛性であるドアフレームアッパ30Uを得ることができる。 According to such a configuration, it is possible to obtain the door frame upper 30U that is lightweight and highly rigid.
また、接合する工程は、ロール成形する工程で得られた金属板500の中間成形品500Mに対して、第1端部51および第2端部52が互いに突き合わされる方向の外力と、第1端部51および第2端部52が中間部53に重ね合わされる方向の外力とを作用させつつ、金属板500をレーザ溶接する工程を含む。
In addition, in the step of joining, an external force in a direction in which the
このような構成によれば、第1端部51、第2端部52および中間部53の間に生じ得る隙間を縮小させた状態で、第1端部51、第2端部52および中間部53を接合することができる。これにより、第1端部51、第2端部52および中間部53における溶接強度が向上するため、ドアフレームアッパ30Uの剛性をさらに高めることができる。
According to such a configuration, the
また、長尺状の金属板500をその長手方向に送り出すことにより、ロール成形する工程と、接合する工程とを連続的に実行する。ドアフレームアッパ30Uの製造方法は、接合する工程の後、長尺状の金属板500を切断することによって複数のドアフレームアッパ30Uを切り出す工程を備える。
Further, by feeding the
このような構成によれば、高速処理が可能なレーザ溶接を採用することによって、金属板500の送り出し速度を高めることができる。これにより、ドアフレームアッパ30Uの製造効率を向上させることができる。
According to such a configuration, the delivery speed of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.
この発明は、ドアフレーム等の車両用フレーム部材に適用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applied to vehicle frame members such as door frames.
12 車両、14 フロントピラー、16 ルーフサイドレール、20 ドア、22 ドア本体、24 ドアガラス、26 窓枠、26R 後縁部,26U 上縁部、30 ドアフレーム、30U ドアフレームアッパ、31 中空部、32 重合部、33 接合中間部、34 連結部、35 モール部、36 第1接合端部、37 第2接合端部、42 モール、44 ウェザストリップ、46 ガラスラン、48 凹部、50,500 金属板、50a 第1表面、50b 第2表面、51 第1端部、52 第2端部、53 中間部、54 第1傾斜部、55 第2傾斜部、56 第3端部、57 第4端部、61 溶接部、61c 頂部、61d 最深部、70 製造装置、71 アンコイラー、72 ロールスタンド、73 レーザ溶接装置、75 レーザ発振器、76 レーザ溶接ヘッド、77 切断装置、78 払い出し装置、81 ロール、91,91F,91R アプセット治具、92 第1ロール、93 第2ロール、94 第3ロール、95 第4ロール、112,113,114,115 中心軸、210,260 平面、220,230,270,280 領域、500M 中間成形品。 12 vehicle, 14 front pillar, 16 roof side rail, 20 door, 22 door body, 24 door glass, 26 window frame, 26R rear edge, 26U upper edge, 30 door frame, 30U door frame upper, 31 hollow, 32 overlapping portion, 33 joint intermediate portion, 34 connecting portion, 35 molding portion, 36 first joint end portion, 37 second joint end portion, 42 molding, 44 weather strip, 46 glass run, 48 concave portion, 50,500 metal plate , 50a first surface, 50b second surface, 51 first end, 52 second end, 53 intermediate portion, 54 first inclined portion, 55 second inclined portion, 56 third end, 57 fourth end. , 61 welding part, 61c top part, 61d deepest part, 70 manufacturing device, 71 uncoiler, 72 roll stand, 73 laser welding device, 75 laser oscillator, 76 laser welding head, 77 cutting device, 78 delivery device, 81 roll, 91, 91F, 91R upset jig, 92 first roll, 93 second roll, 94 third roll, 95 fourth roll, 112, 113, 114, 115 center axis, 210, 260 plane, 220, 230, 270, 280 area , 500M intermediate molding.
Claims (5)
前記金属板において互いに平行な一対の端辺に配置され、前記金属板の平面方向において互いに対向する第1接合端部および第2接合端部と、
前記金属板において前記一対の端辺の間に配置され、前記金属板の厚み方向において前記第1接合端部および前記第2接合端部が重ね合わされる接合中間部と、
前記第1接合端部、前記第2接合端部および前記接合中間部を接合し、前記車両用フレーム部材の長手方向に沿って延びる溶接部とを備える、車両用フレーム部材。 A vehicle frame member having a frame cross section formed by bending a metal plate,
a first joint end and a second joint end arranged on a pair of parallel edges of the metal plate and facing each other in the planar direction of the metal plate;
a joining intermediate portion disposed between the pair of edges of the metal plate, wherein the first joining end portion and the second joining end portion are overlapped in the thickness direction of the metal plate;
A vehicle frame member, comprising: a weld portion that joins the first joint end portion, the second joint end portion, and the joint intermediate portion and extends along the longitudinal direction of the vehicle frame member.
前記第1接合端部および前記接合中間部の間の前記金属板から構成され、中空形状を有する中空部と、
前記第2接合端部および前記接合中間部の間の前記金属板から構成され、前記金属板同士が前記金属板の厚み方向に重ね合わされた重合部と、
前記第1接合端部および前記第2接合端部と、前記接合中間部とを含み、前記中空部および前記重合部を連結する連結部とを有する、請求項1に記載の車両用フレーム部材。 The frame section is
a hollow portion having a hollow shape, which is composed of the metal plate between the first joint end portion and the joint intermediate portion;
an overlapping portion composed of the metal plates between the second joint end portion and the joint intermediate portion, wherein the metal plates are overlapped in the thickness direction of the metal plates;
2. The vehicle frame member according to claim 1, further comprising a connection portion including said first connection end portion, said second connection end portion, and said connection intermediate portion, and connecting said hollow portion and said overlapping portion.
前記第1端部および前記第2端部が、前記金属板の平面方向において互いに突き合わされ、かつ、前記第1端部および前記第2端部が、前記金属板の厚み方向において前記中間部に重ね合わされるように、前記金属板をロール成形する工程と、
前記ロール成形する工程の後、前記金属板をレーザ溶接することにより、前記第1端部、前記第2端部および前記中間部を接合する工程とを備える、車両用フレーム部材の製造方法。 A step of preparing a metal plate having a first end and a second end arranged on a pair of edges parallel to each other, and an intermediate portion arranged between the first end and the second end. and,
The first end and the second end abut each other in the plane direction of the metal plate, and the first end and the second end are in the middle portion in the thickness direction of the metal plate. roll forming the metal plates so that they overlap;
A method of manufacturing a vehicle frame member, comprising: joining the first end portion, the second end portion and the intermediate portion by laser welding the metal plate after the roll forming step.
前記ロール成形する工程で得られた前記金属板の中間成形品に対して、前記第1端部および前記第2端部が互いに突き合わされる方向の外力と、前記第1端部および前記第2端部が前記中間部に重ね合わされる方向の外力とを作用させつつ、前記金属板をレーザ溶接する工程を含む、請求項3に記載の車両用フレーム部材の製造方法。 The step of joining
An external force in a direction in which the first end and the second end face each other is applied to the intermediate molded product of the metal plate obtained in the roll forming step, and the first end and the second end are pressed against each other. 4. The method of manufacturing a vehicle frame member according to claim 3, further comprising a step of laser-welding the metal plate while applying an external force in a direction in which the end portion overlaps the intermediate portion.
前記接合する工程の後、長尺状の前記金属板を切断することによって複数の前記車両用フレーム部材を切り出す工程を備える、請求項3または4に記載の車両用フレーム部材の製造方法。 The step of roll forming and the step of joining are continuously performed by feeding the elongated metal plate in its longitudinal direction, and
5. The method of manufacturing a vehicle frame member according to claim 3, further comprising a step of cutting out a plurality of said vehicle frame members by cutting said elongated metal plate after said joining step.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019201382A JP7311399B2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member |
PCT/JP2020/041052 WO2021090802A1 (en) | 2019-11-06 | 2020-11-02 | Vehicular frame member and method for manufacturing vehicular frame member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019201382A JP7311399B2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021075102A JP2021075102A (en) | 2021-05-20 |
JP7311399B2 true JP7311399B2 (en) | 2023-07-19 |
Family
ID=75848390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019201382A Active JP7311399B2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7311399B2 (en) |
WO (1) | WO2021090802A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116039349A (en) * | 2022-08-12 | 2023-05-02 | 宁波信泰机械有限公司 | Door frame welded by laser |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015227150A (en) | 2014-06-03 | 2015-12-17 | アイシン精機株式会社 | Door frame for vehicle |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6203470B2 (en) * | 2011-07-12 | 2017-09-27 | シロキ工業株式会社 | Door sash |
JP7016239B2 (en) * | 2017-10-27 | 2022-02-21 | シロキ工業株式会社 | Vehicle door sash |
-
2019
- 2019-11-06 JP JP2019201382A patent/JP7311399B2/en active Active
-
2020
- 2020-11-02 WO PCT/JP2020/041052 patent/WO2021090802A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015227150A (en) | 2014-06-03 | 2015-12-17 | アイシン精機株式会社 | Door frame for vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021075102A (en) | 2021-05-20 |
WO2021090802A1 (en) | 2021-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180009050A1 (en) | Welding structure of press formed part, structural part for automotive body including the welding structure, and method for manufacturing welding part (as amended) | |
US8172125B2 (en) | Vehicle door frame and method of producing the same | |
CN113329826A (en) | Galvanized multi-tube beam and continuous forming method thereof | |
JP7311399B2 (en) | Vehicle frame member and method for manufacturing vehicle frame member | |
JP6102869B2 (en) | Vehicle door mounting structure and door mounting manufacturing method | |
JP5409096B2 (en) | Door sash and manufacturing method thereof | |
US9085220B2 (en) | Door sash | |
KR960003314B1 (en) | Vehicle body structure and the manufacturing process | |
CN107856509A (en) | Vehicle door frame | |
US10226839B2 (en) | Butt jointed closed section hollow structural element | |
US9539884B2 (en) | Door sash | |
JP4280265B2 (en) | Railway vehicle | |
CA2783408C (en) | Butt jointed closed section hollow structural element | |
JP3909229B2 (en) | Door frame | |
JP2010012924A (en) | Door frame structure of vehicle | |
JP7227063B2 (en) | metal structural member | |
CN110171484B (en) | Vehicle pillar structure and method for manufacturing vehicle pillar | |
JP4195579B2 (en) | Friction stir welding material and manufacturing method thereof | |
WO2016035446A1 (en) | Door sash | |
JP2000254732A (en) | Method and device for bending flanged metallic member | |
JP4764015B2 (en) | Manufacturing method of bonded metal plate | |
US10173501B2 (en) | Standing pillar sash for vehicle door, and method for manufacturing standing pillar sash for vehicle door | |
JPH0732176A (en) | Manufacture of laser beam welded member | |
JP3657851B2 (en) | Joining method of plate materials | |
JP5912420B2 (en) | Processing method for vertical frame of vehicle door |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200108 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230706 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7311399 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |