JP2012071660A - 取付ブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】素材を薄くしても、支持部に対する横向きの外力によって変形を起こし難い取付ブラケットを提供する。
【解決手段】取付対象物を支持する支持部２２と、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂから取付対象面に向かって屈曲形成された左右一対の脚部２３ａ，２３ｂとを有し、左右側辺２２ａ，２２ｂどうしと脚部２３ａ，２３ｂの下端辺どうしとが同じ側に開く角度α，βをなしており、脚部２３ａ，２３ｂの下端辺と左右側辺２２ａ，２２ｂとは反対側に開く角度γをなしている取付ブラケットとした。
【選択図】図４

Description

本発明は、取付対象物を取付対象面に支持するための取付ブラケットであって、取付対象物を支持する支持部と、支持部の左右側辺から取付対象面に向かって屈曲形成された左右一対の脚部とを有する取付ブラケットに関する。

この種の支持ブラケットに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された取付ブラケットは、取付対象物としてのワイパーを取付対象面としてのカウルの縦壁に支持するワイパーブラケットを構成している。このワイパーブラケットは、ワイパーの基部を支持する支持部と、支持部の左右側辺からカウルの縦壁に向かって屈曲形成された左右一対の脚部とを有し、脚部の下端辺と左右側辺とは下方に開く角度をなしている。その結果、ワイパーはワイパーブレードが後方に傾斜した車両のフロントウインドウの面に沿う好適な姿勢で支持される。

特開２００５−２１９６２６号公報（００１３段落、図３）

しかし、特許文献１に記された取付ブラケットでは、軽量化のためにブラケットの構成素材を薄くすると、ワイパーアームなどから支持部に対して横向きの強い外力が加えられた場合に、脚部が倒れ込む形態の変形（以降、これをマッチ箱変形と呼ぶ）が生じる虞があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による取付ブラケットが与える課題に鑑み、素材を薄くしても、支持部に対する横向きの外力によってマッチ箱変形を起こし難く、その結果、軽量化を有効に図ることの可能な取付ブラケットを提供することにある。

本発明による取付ブラケットの特徴構成は、
取付対象物を支持する支持部と、前記支持部の左右側辺から前記取付対象面に向かって屈曲形成された左右一対の脚部とを有し、
前記左右側辺どうしと前記脚部の下端辺どうしとが同じ側に開く角度をなしており、
前記脚部の下端辺と前記左右側辺とは前記同じ側と反対側に開く角度をなしている点にある。

上記の特徴構成による取付ブラケットでは、前記支持部を前記取付対象面に沿って移動させる向きの外力（以降、横向き外力と呼ぶ）によって、前記脚部を構成する一対の面および前記支持部を構成する面の少なくともいずれかが曲げまたは捻りを含む変形を強いられるため、このような変形に対する部材の抵抗が、支持部を取付対象面に対して移動させる変形を抑制することになり、マッチ箱変形が生じ難くなる。
より具体的には、上記の特徴構成による取付ブラケットでは、支持部に対する横向き外力によって、支持部の左右側辺どうしの間に捻れが生じるため、支持部も捻れを含む曲げ変形を強いられ、同変形に対する支持部の抵抗が、支持部を横向きに移動させる向きの変形を抑制することになり、マッチ箱変形が生じ難くなる。
また、この構成では、横向き外力によって支持部に捻れを含む曲げ変形を強いるので、支持部に目的の取付対象物を取り付けると、この取付対象物によって支持部を構成する面の曲げ変形が抑制されるために、さらに相乗的にマッチ箱変形が抑制される。

さらに、この構成では、脚部の下端辺から取付対象面に沿って延ばしたフランジ部などを下端辺に沿った複数箇所において溶接などで固定する際に次のような利点が得られる。すなわち、左右側辺どうしと脚部の下端辺どうしとが同じ側に開く角度をなしており、脚部の下端辺と左右側辺とは前記同じ側と反対側に開く角度をなしているので、支持部に配置された負荷点から各溶接スポットまで、取付ブラケットを構成する板材に沿って最短の表面経路を想定した場合、仮に、支持部に配される経路は取付対象面に沿った上端側の溶接スポットに向かうものが最長だとすると、脚部に配される経路は取付対象面に沿った上端側の溶接スポットに向かうものが最短となり、同様に、支持部に配される経路は取付対象面に沿った下端側の溶接スポットに向かうものが最短だとすると、脚部に配される経路は取付対象面に沿った下端側の溶接スポットに向かうものが最長となるという関係が得られる。その結果、取付ブラケットを構成する板材の表面に沿って、支持部に配置された負荷点から各溶接スポットまで伸ばされる距離が平均化するため、特定の負荷点に対して過剰な応力が加わり難くなり、結果的に取付対象面に対する取付強度が高められる。

本発明の他の特徴構成は、前記脚部に、断面波状のリブが前記支持部との境界部から前記取付対象面に向かって延設されている点にある。

本構成であれば、断面波状のリブが、前記支持部との境界部から前記取付対象面に向かって、言い換えれば、前記横向き外力によって脚部に生じる曲げ変形の軸心を横断する方向に延設されているため、同横向き外力が大きい場合にも脚部が曲げ変形を生じ難くなり、その結果、さらに効果的にマッチ箱変形が抑制される。

自動車の前部車体構造を示す縦断側面図である。 自動車のカウルの部分を示す縦断断面図である。 自動車のカウルの内部を示す斜視図である。 ワイパーブラケットの製造工程を示す略図である。 支持部に横向き外力が作用した状態を示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（カウル付近の構成）
図１に示すように、自動車の前部には、エンジンフード１により開閉可能なエンジンルーム２が設けられており、エンジンルーム２と運転席を含む車室４とはダッシュパネル３によって区画されている。ダッシュパネル３の上方には、フロントウインドウ５の下端部を支持するカウル１０が配設され、カウル１０の後方にはインストルメントパネル６が配設されている。

図２に示すように、カウル１０は、底面部１１、前面部１２、後面部１３、及び上面部１４を備えている。前面部１２は底面部１１の前縁から前方へ斜め上方に延出されており、後面部１３は底面部１１の後縁から上方へ延出されている。また、上面部１４は後面部１３の上縁から前方へ斜め下方に張り出しており、後面部１３及び底面部１１の上方を覆っている。フロントウインドウ５は支持部材Ｊなどを介して上面部１４の上方に接着支持されている。こうして、カウル１０は、車両前側が開放する開放断面を形成するよう構成されている。カウル１０の底面部１１、前面部１２、及び後面部１３は１枚の金属板からプレス成形されており、別途プレス成形された上面部１４の後縁部が後面部１３の上縁部にスポット溶接等により接合されている。

カウル１０の後面部１３は上方から作用する衝撃荷重により変形可能に構成されており、上下方向の中間部に側面視で前側に突出するように設けられた屈曲部１５がその変形時の折れ起点となる。屈曲部１５から下方に延設された下方部分１３Ａには、補強用の複数のビード１６がプレス加工により左右方向に等ピッチで形成されている。各ビード１６は、車両前方に膨出されており、下方部分１３Ａの下端付近と上端とに設けられた傾斜部１４Ａ，１４Ｂに亘って延出された上下向きの長円形を呈する。一部のビード１６の膨出面１６Ａは、後述するワイパーブラケット２１を溶接する取付対象面を構成している。

図３に示すように、複数の一部のビード１６の膨出面１６Ａには、ワイパーユニット（不図示）を支持するワイパーブラケット２１（取付ブラケットの一例）をスポット溶接で取り付けている。このようにビード１６によって補強した部位にワイパーブラケット２１を固定することにより、ワイパーユニットの支持剛性を高めることができる。ワイパーブラケット２１を固定する部位におけるワイパーユニットの支持剛性が高ければ、ワイパーブラケット２１を小型で簡単な構造のものに構成した場合でもワイパーユニットを十分な強度で支持できるようになる。

（ワイパーブラケットの構成）
図２及び図３に示すように、ワイパーブラケット２１は、ワイパーユニット（取付対象物の一例）を支持する台形状の支持部２２と、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂからビード１６の膨出面１６Ａ（取付対象面の一例）に向かって屈曲形成された左右一対のほぼ台形状の脚部２３ａ，２３ｂと、脚部２３ａ，２３ｂの下端から左右の外向きに、すなわち膨出面１６Ａと平行に延出されたフランジ部２４ａ，２４ｂとを有する。左右一対の脚部２３ａ，２３ｂは、その台形の短辺となる側が台形状の支持部２２の長辺となる側に位置し、その台形の長辺となる側が台形状の支持部２２の短辺となる側に位置する状態で、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂから屈曲形成されている。

図２、図３及び図４（ｄ）に示すように、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂどうしは膨出面１６Ａに沿って上向きに開く角度αをなしている。また、脚部２３ａ，２３ｂの下端辺どうしも、膨出面１６Ａに沿って上向き（同じ側の一例）に開く角度βをなしている。さらに、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂと脚部２３ａ，２３ｂの下端辺とは、膨出面１６Ａに沿って下向き（同じ側と反対側の一例）に開く角度γをなしている。

これらの角度を設けている結果、図５に例示するように、支持部２２を膨出面１６Ａに沿って左右いずれかに移動させる向きの外力Ｆ（以降、横向き外力Ｆと呼ぶ）が加えられても、脚部２３ａ，２３ｂを構成する部材が膨出面１６Ａに向かって倒れ込む変形（マッチ箱変形）が生じ難くなるため、支持部２２および脚部２３ａ，２３ｂを従来に比して薄く軽量な材料で構成しても、十分に剛性の高いワイパーブラケット２１が得られる。

一例として、図１〜図４の実施形態に示すワイパーブラケット２１では、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂどうしのなす角度αは約３０°、脚部２３ａ，２３ｂの下端辺どうしのなす角度βは角度αより小さい約１５°、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂと脚部２３ａ，２３ｂの下端辺とが鉛直面内でなす角度γは角度α，βより大きい約４０°とされている。

角度α，β，γが上記の各数値に設定されていると、支持部２２に横向き外力Ｆを加えたとき、支持部２２を構成する面：ｆ１と脚部２３ａ，２３ｂを構成する２つの面：ｆ２，ｆ３とが、同時に変形を強いられることになる。その結果、支持部２２に対する横向き外力Ｆに対して十分に高い剛性が得られる。

より具体的には、角度α，β，γが上記の各数値に設定されている場合には、図５に例示するように、支持部２２に横向き外力Ｆを加えたとき、脚部２３ａ，２３ｂの上端辺（支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂと一致する）が同時に横向きに移動するが、左側辺２２ａは概して横に平行移動するのに対して、右側辺２２ｂは上端が下端に比して著しく取付対象面に近付くような非平行な移動を示す。その結果、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂどうしが互いに捻られるような移動を強いられるため、少なくとも支持部２２の面：ｆ１が捻りを含む複雑な曲げ変形を強いられるため、特に高い剛性が得られる。尚、支持部２２に横向き外力Ｆを加えたとき、脚部２３ａ，２３ｂの面：ｆ２，ｆ３もまた幾らかの捻りを含む曲げ変形を強いられる。

角度α，β，γは前述した各数値に限定されるものではなく、角度αは１０°〜５０°の範囲、角度βは５°〜２５°の範囲、角度γは２０°〜６０°の範囲であれば、支持部２２に横向き外力Ｆを加えたとき、前述した３つの面：ｆ１，ｆ２，ｆ３が同時に変形を強いられるため、同外力Ｆに対して十分に高い剛性が得られる。角度α，β，γは、上記の数値範囲内で、ワイパーユニット２０の質量、ワイパーブレードの長さ、ビード１６の膨出面１６Ａとフロントウインドウ５の間の角度などのパラメータによって適宜調整すればよい。

また、必ずしも、支持部２２に横向き外力Ｆを加えたときに、３つの面：ｆ１，ｆ２，ｆ３が同時に変形を強いられる角度α，β，γを選択する必要はなく、同外力Ｆによって３つの面：ｆ１，ｆ２，ｆ３の少なくとも一つが変形を強いられるように角度α，β，γを決定しても、従来の構成に対して明らかな剛性の向上が得られる。

図４（ｄ）に示すように、剛性をさらに高める手段として、脚部２３ａ，２３ｂの各々には、支持部２２との境界部である左右側辺２２ａ，２２ｂから膨出面１６Ａ（取付対象面）または脚部２３ａ，２３ｂの下端辺に向かって互いにほぼ平行に延びた二列のビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４（断面波状のリブの一例）がプレス成形により一体的に形成されている。これらのビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の延出方向は、支持部２２に対する横向き外力Ｆによって脚部２３ａ，２３ｂに生じる曲げ変形の軸心をビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が横断するように設定されている。ビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂから外向きに突出するように形成されている。

図２に示すように、支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂと脚部２３ａ，２３ｂの下端辺とは、膨出面１６Ａに沿って下向きに開く約４０°の角度γをなしているため、支持部２２は膨出面１６Ａに対して明確な前傾姿勢を示すことになる。そのため、ほぼ鉛直に延びたビード１６の膨出面１６Ａに支持されるステー４０Ａと、傾斜したフロントウインドウ５に沿って延びるワイパーブレード（不図示）とを有するワイパーユニットを取り付けるのに適したワイパーブラケット２１が得られる。

図には示していないが、ワイパーブラケット２１を用いて車体に取付完了した状態のワイパーユニットは、支持部２２からフロントウインドウ５の側に向かって斜め上方にクランク状に延びるステー４０Ａを有し、ステー４０Ａの先端側にワイパーの回動軸が回転自在に支持される。前記回動軸の上端からはフロントウインドウ５の外表面に沿ってワイパーアームとワイパーブレードが延設され、前記回動軸の下端に固着された入力アームが外径方向に延設される。前記入力アームの他端は、ワイパーモータによって車体の幅方向に沿って往復駆動される駆動リンクの遊端に枢支連結されている。ワイパーモータの駆動力によって入力アームが車体の幅方向に沿って往復駆動されることで、ワイパーアームとワイパーブレードが一定の角度範囲内で揺動操作される。

（ワイパーブラケットの製造手順）
図４に例示したワイパーブラケット２１は例えば次の手順で製造することができる。
（１）鋼板から打ち抜き加工などで図４（ａ）に示す形状の板状素材を得る。
（２）図４（ｂ）に示すように、１回目のプレス加工によって、前記板状素材の一対の脚部２３ａ，２３ｂに相当する部位に各二列のビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を形成する。

（３）図４（ｄ）に例示するように、２回目のプレス加工によって、脚部２３ａ，２３ｂが支持部２２の左右側辺２２ａ，２２ｂから下方に屈曲し、フランジ部２４ａ，２４ｂが脚部２３ａ，２３ｂの下端辺から外向き水平に屈曲したブラケット状に曲げ加工する。このとき、一対のフランジ部２４ａ，２４ｂどうしは一つの平面を形成するように、脚部２３ａ，２３ｂは隣接するフランジ部２４ａ，２４ｂに対して約１００°の角度δをなすように曲げ加工する。図４（ｃ）には、この曲げ加工の際の山折り予定箇所を太い一点鎖線Ｌ１で示し、谷折り予定箇所を太い二点鎖線Ｌ２で示している。

（４）最後の曲げ加工によって確定した支持部２２の軸心Ｘに沿って、ワイパーユニットのステー４０Ａをボルト３４で固定するための取付孔ｈ１と位置決め孔ｈ２とを形成する。
（５）支持部２２の裏面に円板状の補助材３０を溶接し、さらに補助材３０の裏面に袋ナット３１を溶接する。

図３に示すように、得られたワイパーブラケット２１は、フランジ部２４ａ，２４ｂに３つずつ設定された合計６つの溶接予定点Ｗを、ビード１６の膨出面１６Ａにスポット溶接することによって、自動車のカウル１０に取り付けられる。

図２に示すように、ワイパーユニットを取り付ける際は、先ず、先端側にワイパーユニットの前記回動軸と前記ワイパーアームとを取付完了したステー４０Ａを用意し、このステー４０Ａの基部に設けられた貫通孔に弾性材料製のブッシュ５０を内嵌装着し、下端にフランジ状のシートを備えた鉄製スリーブ５１を同ブッシュ５０に下方から内挿することでステーアセンブリとする。そこで、鉄製スリーブ５１の下面をワイパーブラケット２１の支持部２２に当て付けた状態で、予め環状の押付け板５２を装着したボルト３４を上方から鉄製スリーブ５１と、支持部２２の取付孔ｈ１と、補助材３０の貫通孔とに挿入し、袋ナット３１に対する螺合を押付け板５２の下面が鉄製スリーブ５１の上端に強固に押付けられるまで行うことで、ステー４０Ａの基部をブッシュ５０を介して押付け板５２と鉄製スリーブ５１のシートとの間で締め付け固定する。
この螺合、つまりボルト３４と袋ナット３１の間の締め付け操作によって、鉄製スリーブ５１の平面状のシートの裏面が、ワイパーブラケット２１の支持部２２に面接触を介して押し付けられ、支持部２２を構成する板材部位の曲げ剛性が向上するので、結果的に脚部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性も向上し、ワイパーブラケット２１の全体的な剛性がさらに向上することになる。

〔別実施形態〕
〈１〉脚部２３ａ，２３ｂがフランジ部２４ａ，２４ｂに対してなす角度Ｄは上に例示した約１００°に限らず、例えば約９０°〜約１２０°などの角度範囲から適宜選択することができる。

〈２〉支持部２２が台形ではなく三角形を呈する形態で実施することも可能である。また、脚部２３ａ，２３ｂが台形ではなく三角形を呈する形態で実施することも可能である。

〈３〉脚部２３ａ，２３ｂに対するビードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の形成を省略して、脚部２３ａ，２３ｂが平面状のワイパーブラケット２１としてもよい。

〈４〉特にビード１６の高さが十分な場合などは、フランジ部２４ａ，２４ｂを脚部２３ａ，２３ｂの下端から、左右の外向きにではなく、ビード１６の側面と平行に延出されたフランジ部とし、ビード１６の側面にスポット溶接することも可能である。この場合、図４（ｃ）に示す太い二点鎖線Ｌ２については、谷折りではなく僅かな山折り曲げ加工、または、曲げ加工が不要となる。

〈５〉自動車のフロントウインドウやリアウインドウのワイパーを支持するブラケットとして適用する他に、アシストグリップ、ヘッダー（サンバイザー）、ホイルハウス、シフトケーブル、パーキングブレーキ用ケーブルなどのブラケットとしても適用可能である。

〈６〉特に、支持部に対する横向き外力Ｆが比較的小さい取付対象物に適用する場合は、脚部２３ａ，２３ｂを中央部が切り抜かれた形態とする、或いは、脚部を一対（全部で４本）の棒状部材などで構成してもよい。

ウインドウ用のワイパーや種々の駆動ケーブルなどを自動車の車体などに取り付けるための取付ブラケットの構成として利用することができる。

α 角度（支持部の左右側辺どうし）
β 角度（脚部の下端辺どうし）
γ 角度（脚部の下端辺と支持部の左右側辺の間）
Ｂ 脚部のビード（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）
Ｆ 外力（横向き外力）
Ｗ 溶接予定点
５ フロントウインドウ
１０ カウル
１６ ビード（車体の一部）
１６Ａ 膨出面（取付対象面）
１３Ａ 下方部分
２１ ワイパーブラケット（取付ブラケット）
２２ 支持部
２２ａ，２２ｂ 左右側辺
２３ａ，２３ｂ 脚部
２４ａ，２４ｂ フランジ部
３４ ボルト
４０Ａ ステー（取付対象物）

Claims (2)

1. 取付対象物を取付対象面に支持するための取付ブラケットであって、
   取付対象物を支持する支持部と、前記支持部の左右側辺から前記取付対象面に向かって屈曲形成された左右一対の脚部とを有し、
   前記左右側辺どうしと前記脚部の下端辺どうしとが同じ側に開く角度をなしており、
   前記脚部の下端辺と前記左右側辺とは前記同じ側と反対側に開く角度をなしている取付ブラケット。
2. 前記脚部に、断面波状のリブが前記支持部との境界部から前記取付対象面に向かって延設されている請求項１に記載の取付ブラケット。

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