JP2008525743A - 固定用フォークジョイント、及び該ジョイントによる支持体へのパーツ搭載システム - Google Patents

Abstract

支持体（２）上にパーツ（１）を固定するための本発明によるフォークジョイント（４）は、支持体に押し付けることができる２つのベアリング領域（４１１、４２１）、及びパーツの固定要素（１３）をクランプ留めするための２つのウイング部（４１２、４２２）を備え、ウイング部は固定要素の両側でボルト（３）によって締め付けられる。各ウイング部がそれぞれ１つのベアリング領域に剛性を有して連結され、２つのベアリング領域は半剛性を有する連結部（４３）により互いに連結される。このような半剛性を有する連結部は、寸法変動に起因して発生する制約力を受けると、ボルトの軸方向へ座屈することにより変形することが可能であり、２つのウイング部が互いに対してほぼ平行に保持される。

Description

本発明は、固定用フォークジョイント、及び該フォークジョイントにより支持体にパーツを搭載するシステムに関する。

多くの搭載方法、特に自動車の分野の搭載方法においては、一般的に、比較的精密な調整を必要とする相対的配置が要求される制約の下で、２つ以上のパーツを搭載しなければならない。自動車の分野では、例えば、車体の構造壁又はエンジンの要素のような何らかの支持体等に対して、結合分岐部等のパーツを保持させるという問題がある。さらに、このパーツを、別のアセンブリ、例えば結合分岐部が連結される排気マニホルドフランジに連結しなければならない。
このような、特に「支柱形成（propping）による搭載」と呼ばれる搭載方法を実現するためには、一般的に、概ねＵ字型のフォークジョイントが使用される。前記例におけるフォークジョイントの基部はネジによって支持体に固定され、保持されるパーツは、フォークジョイントのＵ字を形成するウイング部の間にうまく挿入されるように形成された固定部を備えている。ボルトが前記２つのウイング部及び前記固定部を貫通するように設けられた貫通孔内に入り、締め付けられることにより、フォークジョイントの両ウイング部の間に固定部がクランプ留めされる。

第一の問題は、他のパーツ又はアセンブリ、例えば前記マニホルドフランジ等に対して固定されるパーツの正確な位置決めを確実に行うこと、並びに不可避的な寸法のばらつきによりこのフランジが必ずしも常に同じ場所に配置されるわけではないとしても、フォークジョイントが固定される支持体に対して、パーツの保持を確実に行うことである。通常、フォークジョイントに設けられる孔部に固定用ネジが通る位置に一定の遊びを残すことができ、それによってこの支持体の面に対する位置決めのばらつきが許容される。同様に、フォークジョイントにパーツを搭載するためのボルトと、フォークジョイントのウイング部の穴又はパーツの穴との間にも一定の遊びを残すことができ、これによって支持体に対するフォークジョイントの固定面に垂直な方向における位置決めのばらつきを許容することができる。しかしながら、１つの欠点は、支持体に対してパーツを正確に及び最終的に位置決めすること無しに、又はそのような正確且つ最終的な位置合わせの前に、前記支持体上でのフォークジョイントの保持及び少なくともフォークジョイントの位置決めを確実に行うために、複雑なアセンブリ治具を使用しなければならないことである。

別の問題は、フォークジョイントのウイング部の間隔の寸法のばらつきと、ウイング部間に挿入してクランプ留めすべきパーツの固定部の、幅及びボルト軸の方向のばらつきとによって発生する。この幅がウイング部間の間隔に比べて小さ過ぎると、ボルトを締め付けた際にこれらウイング部にかかる応力が甚大なものになり、ウイング部の破損に繋がる可能性がある。この問題を回避するために逆にこれらの遊びを小さくすると、パーツをフォークジョイントに無理に挿入しなければならないことになって、ウイング部に応力を発生させ、これにより搭載作業が複雑になる。
これらの問題を避けるため、フォークジョイントに代えて２つの支柱又はアングルブラケットを使用することが既知であり、この場合２つの支柱又はアングルブラケットがフォークジョイントの２つのウイング部の代わりとなる。これら２つの支柱は互いに独立であり、クランプ留めにより、パーツの固定部分に機械的応力を発生させることなく搭載することが可能となる。しかし、この場合、支持体に固定するパーツの数が２つになり、それらの相対的な位置決めという新たな課題が生じる。これらのパーツは、ボルトを締め付けた後にのみ固定される。従って、アセンブリの間において各支柱をそれぞれ一時的に所定の位置に保持しなければならず、よって組立工程が複雑になる。

本発明の目的は、これらの問題を解決し、特に取り付けが単純なフォークジョイントにより支持体上にパーツを搭載するための、安価で、且つ搭載されるパーツ又はフォークジョイントに応力を発生させないシステムを提供することである。また、本発明は、このようなシステムに適合するように形成されたフォークジョイントであって、使用環境を修正する必要なく先行技術によるフォークジョイントの代わりとなり、且つ組立工程が大幅に容易になるようなフォークジョイントを提供するものである。
これらの目的に鑑み、本発明は、支持体に対してパーツを固定するためのフォークジョイントであり、本フォークジョイントは、支持体にクランプ留めされる２つのベアリング領域と、ボルトによってパーツの固定部分の両側にクランプ留めされる２つのウイング部とを備え、各ウイング部がそれぞれ１つのベアリング領域に剛性を有して連結され、２つのベアリング領域が互いに半剛性を有して連結され、この半剛性を有する連結部が、応力が作用したときに特に座屈により変形することが可能なことにより、ウイング部間の、ボルト軸の方向への距離の変化が許容されると同時に、２つのほぼ平行なウイング部が確実に互いに所定の位置に保持されることを特徴とする。

このように、半剛性を有する連結部が変形可能であることにより、ボルトを締めた際に、２つのウイング部が互いに接近することができるので、パーツの固定部の幅に正確に対応してパーツを所定の位置にクランプ留めすることができる。更に、従来のフォークジョイントではウイング部がクランプ留めされていることによりそれらが互いに近づくとウイング部及び／又はフォークジョイントの基部に少なくとも曲げ応力が必然的に発生していたことに対して、搭載部、特にフォークジョイントに応力が発生するのを避けることができる。
しかしながら、応力が半剛性を有する連結部にのみ作用するものであれば、全てのネジを締め付けた後では、各ベアリング領域がその他の部位及び搭載部から独立に支持体に固定され、実質的には連結部が存在しない場合と同様に動作するため、これらの応力は搭載部の強度に対していかなる害も与えない。

好適には、半剛性を有する連結部は平坦なスチール片である。
また好適には、応力を受けたときに変形し易いように、半剛性を有する連結部は予めＳ字型に変形されている。

他の特定の構成によれば、
−ベアリング領域及びウイング部は、バックルプレートから形成される。
−半剛性を有する連結部は、ベアリング領域に溶接される。
−ウイング部の一方は、搭載用ボルトを受けるための溶接されたナットを備える。
本発明の課題は、前記フォークジョイントを用いて支持体上にパーツを搭載するためのシステムを提供することである。本システムは、支持体が、同一平面内にその表面を有し、支持体上でフォークジョイントのベアリング領域を受けるように形成された２つの隆起部を備えることを特徴とする。これらの隆起部は支持体の表面の残りの部分から突出しているので、連結部が屈曲する際に支持体に接触してフォークジョイントの締め付けを妨害しないように、アセンブリ内で発生する連結部の無制限な変形を許容する。

ボルトを締め付けたときにフォークジョイントの２つのベアリング領域を互いに接近可能とするために、支持体へのクランプ留めに用いる連結用ネジと、これらのネジ用にフォークジョイントに設けられた孔部との間に、最小限の遊びを設けることが必要である。
他の特徴及び利点は、本発明によるフォークジョイント、及び直角フランジによりパイプを固定するためのこれら機械要素の使用方法に係る実施例に関する後述の説明により明らかになるであろう。

図１はパーツの搭載状態を示し、本実施例の場合、支持体２に直角パイプ１が搭載されている。本パイプはフランジ１１を備え、このフランジは、アセンブリ、例えば排気マニホルド（図示しない）の対応するフランジ１２に固定される。
パイプ１は、パイプ１と一体に形成された固定部１３を更に備えており、この固定部はほぼ円筒形の長いチューブ形状に形成され、軸方向に固定用ボルト３を通す孔部が貫通している。

固定用フォークジョイント４は、例えばバックルスティールプレート(buckled steel plate)から形成されたアングルブラケット４１、４２として与えられる２つの部材から構成されており、アングルブラケットは半剛性を有する連結部４３によって連結されている。
各アングルブラケット４１、４２は、それぞれベアリング領域４１１、４２１を構成する部分を備えており、これらのベアリング領域は支持体の隆起部２１に当接するように配置され、ネジ５１ａ、５１ｂによって支持体２に固定される。前記ベアリング領域に設けられた孔部５２の直径はネジ５１ａ、５１ｂの直径より十分に大きいので、ネジ５１ａ、５１ｂは孔部５２を貫通し、孔部５２とネジ５１ａ、５１ｂとの間にずれがある位置でネジを締め付けることができる。

各アングルブラケット４１、４２は、ベアリング領域に対して垂直に延び、ベアリング領域に剛性を有して連結し、またフォークジョイント４の各ウイング部４１２、４２２を与える壁部を備えており、よってこれらのウイング部は互いに平行である。両ウイング部には孔部３１が形成されており、これらの孔部は同軸で、一方のウイング部の孔部は搭載用ボルト３を通し、他方のウイング部はボルトを締め付けるためのナット３２を有する。
半剛性を有する連結部４３は、厚みの小さな平坦なスチール片から形成されているので、２つのアングルブラケットを互いに接近させる力の作用下で座屈により変形可能であるが、そのような力が作用しない限りアングルブラケット間の連結部は実質的に十分な剛性を有している。このような座屈による変形を容易にするために、図に示すように連結部４３は予めＳ字型に形成され、これによりアングルブラケットを互いに近づけると、特に図３に示されるようにＳ字の湾曲部だけに力が作用する。

搭載は、以下のように行われる。
準備段階において、フォークジョイント４を支持体上に配置するとともにその位置に保持し、ネジ５１ａ、５１ｂによって隆起部２１に対して押し付ける。これらのネジは、当面締め付けない。事前の位置決めは、既知の種類の位置決め治具によって行われ、連結対象となるフランジ１２に対して、フォークジョイント４、具体的にはそのウイング部４１２の位置的な調節を行う。この際、パイプ１のフランジ１１は、フランジ１２との間で位置決めが為される。次いで、第一のネジ５１ａを締め付ける。

パイプ１を組み付けるのに関連して、パイプ１は、フランジ１２に対応するフランジ１１、及びフォークジョイントのウイング部４１２と４２２との間に挿入される固定部１３を備えている。ボルト３を所定の位置に配置して、ウイング部４２２の孔部３１、及び固定部１３の貫通孔に通し、ウイング部４１２のナット３２にネジ留めしてウイング部を前記固定部１３に対して完全にクランプ留めする。このようなクランプ留めの過程において、前述のように連結部４３は変形し、これにより２つのアングルブラケット４１、４２が互いに接近する。支持体２に向けて連結部の一部を局所的に移動させるこのような連結部の変形が、隆起部の存在により支持体２の壁部とフォークジョイントとの間に間隙が残されることにより可能であることに留意されたい。また、２つのアングルブラケットの互いに対する移動を可能にしているのは、ベアリング領域の孔部５２とネジ５１ａ、５１ｂとの間に残された遊びであることが重要である。
次に、第二のネジ５１ｂを締め付けて搭載を完了させる。このとき、アングルブラケットのいずれにも応力は発生しておらず、これにより搭載の安定性及び寿命が確実に向上する。

本発明は、上述したフォークジョイントの例示的実施例、及びその用途のいずれにも限定されるものではない。本発明には他に多数の用途が可能であり、特に自動車の分野において、全体の寸法に大きく影響し得る寸法のばらつきを必然的に有するパーツを搭載するために、他の用途が可能である。このように、フォークジョイントの異なる部分の形状は、フォークジョイントの２つの部分を連結する半剛性を有する連結部が存在する限り、本発明の範囲から逸脱することなく変更可能である。同様に、ボルトは、機能的に等価な他のあらゆる搭載部材及びクランプ留め部材によって置換可能である。

搭載が完了した状態を示す図である。 フォークジョイントを示す斜視図である。 フォークジョイントを示す上面図である。 直角パイプを除く搭載部の構成要素を示す分解図である。

Claims (8)

1. 支持体（２）上にパーツ（１）を固定するためのフォークジョイントであって、支持体にクランプ留めされる２つのベアリング領域、及びボルト（３）によってパーツの固定部（１３）の両側にクランプ留めされる２つのウイング部を備え、
   各ウイング部（４１２、４２２）がそれぞれ１つのベアリング領域（４１１、４２１）に剛性を有して連結され、２つのベアリング領域が互いに半剛性を有して連結されており、この半剛性を有する連結部が、応力が作用したときに座屈により変形可能であることにより、ウイング部間の距離がボルトの軸方向に変化することが可能であり、同時に２つのほぼ平行なウイング部が互いに対して所定の位置に保持されることを特徴とする、フォークジョイント。
2. 半剛性を有する連結部（４３）が平坦なスチール片であることを特徴とする、請求項１に記載の固定用フォークジョイント。
3. 半剛性を有する連結部（４３）が予めＳ字型の変形を有していることを特徴とする、請求項２に記載の固定用フォークジョイント。
4. ベアリング領域（４１１、４２１）及びウイング部（４１２、４２２）がバックルプレートから一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の固定用フォークジョイント。
5. 半剛性を有する連結部（４３）がベアリング領域（４１１、４２１）に溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載の固定用フォークジョイント。
6. ウイング部（４１２）の一方が、搭載用ボルト（３）を受けるための溶接されたナット（３２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の固定用フォークジョイント。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のフォークジョイント（４）により支持体（２）上にパーツ（１）を固定するためのシステムであって、支持体が２つの隆起部を有し、これら隆起部が同一平面内にその表面を有し、且つ支持体上でフォークジョイントのベアリング領域（４１１、４２１）を受けるように形成されている、システム。
8. 支持体にベアリング領域（４１１、４２１）をクランプ留めするための固定用ネジ（５１ａ、５１ｂ）と、これらネジのためにフォークジョイントに設けられた孔部（５２）との間に遊びが残されていることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。

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