JP2019086036A - 部品締結構造 - Google Patents

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Masaru Okuyama
優 奥山
栄志 吉田
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Abstract

【課題】2つの部品がボルト及びナットにより結合される部品締結構造において、部品の剛性を向上し、かつ、ボルトの回り止めを図るとともに、部品からの頭部の浮き上がりを抑制することである。【解決手段】部品締結構造は、第1部品と第2部品とがボルト及びナットにより結合される。第1部品は、ボルトが貫通する貫通穴と、貫通穴の上端開口の近傍において、ボルトの頭部が設置される座面と、座面の近傍において、頭部を挟んで両側に形成された2つの回り止め壁部と、各回り止め壁部において、座面から上側に離れた位置に形成され、頭部の側に突出する浮き上がり抑制部とを含む。2つの回り止め壁部の間隔がボルトの頭部に形成された2つの腕部の先端間の距離より小さくなっており、浮き上がり抑制部の座面側が腕部の上面に対向している。【選択図】図3

Description

本発明は、第1部品と第2部品とがボルト及びナットにより結合される部品締結構造に関する。
特許文献1には、鉄道車両用の構体において、下端部の台枠の上側にレール部材が接合され、レール部材の内側に特殊ボルトの矩形板状の頭部が配置され、この特殊ボルトを用いて腰かけ部材が取り付けられることが記載されている。
特開2007−137217号公報
特許文献1に記載された特殊ボルトとレール部材を用いた部品締結構造で、上下方向を逆にした構造を利用して、レール部材に部品をボルト及びナットで結合する構成が考えられる。この構成によれば、矩形板状の頭部が回転した場合にレールの内側面に突き当たることで、ボルトにナットを締め付けるときのボルトの回転を防止できる可能性がある。しかしながら、レール部材では、ボルトの頭部を横からスライドさせて挿入する必要があるので、ボルトの軸部を挿通する開口が、レール部材の長手方向の全長にわたって開いた形状となる。これにより、レール部材において、ボルトの頭部を押し付ける座面を含む部分の剛性が低下する。また、ボルトの頭部が軸部より上側に配置される場合において、ボルトの頭部の高さに比べてレール部材の高さがかなり大きいと、軸部の下側にナットを結合する場合にボルトが上側に押されて、レール部材からの頭部の浮き上がりが生じる可能性がある。これにより、ボルトとナットとの結合作業が困難になる可能性がある。
本発明の目的は、2つの部品がボルト及びナットにより結合される部品締結構造において、ボルトの頭部が設置される部品の剛性を向上でき、かつ、ボルトの回り止めを図れるとともに、部品からの頭部の浮き上がりを抑制できる構造を提供することである。
本発明の部品締結構造は、第1部品と第2部品とがボルト及びナットにより結合される部品締結構造であって、前記第1部品は、前記ボルトの軸部が上下方向に貫通する貫通穴と、前記貫通穴の上端開口の近傍において、前記ボルトの頭部が設置される座面と、前記座面の近傍において、前記頭部を挟んで両側に形成された2つの回り止め壁部と、前記2つの回り止め壁部において、前記座面から上側に離れた位置に形成され、少なくとも一部が前記頭部の側に突出する2つの浮き上がり抑制部とを含み、前記ボルトは、前記頭部において前記ボルトの軸方向に対し直交する直線上において互いに反対側に突出するように形成された2つの腕部を含み、前記2つの回り止め壁部の間隔が前記2つの腕部の先端間の距離より小さくなっており、前記2つの浮き上がり抑制部の前記座面側が前記2つの腕部の上面に対向している、部品締結構造である。
上記の構成によれば、ボルトにナットを締め付けるときにおいて、ボルトが回転した場合に、ボルトの頭部に形成された腕部と回り止め防止壁部とが係合することにより、ボルトの回り止めを図れる。これとともに、第1部品において、ボルトの軸部を貫通させる貫通穴を、円形の小さい穴とできるので、第1部品の座面を含む部分の剛性を向上できる。さらに、頭部に形成された腕部の上面が浮き上がり抑制部の座面側に突き当たることにより、座面からの頭部の浮き上がりを抑制できる。
本発明の部品締結構造において、好ましくは、前記第1部品は、金属または樹脂により一体成形され、前記2つの回り止め壁部は、前記第1部品に形成された2つの第1リブであり、前記2つの浮き上がり抑制部は、前記2つの第1リブに連続して形成された2つの第2リブである。
上記の好ましい構成によれば、2つの回り止め壁部及び2つの浮き上がり抑制部を含んで第1部品が、金属または樹脂により一体に形成されることにより、第1部品の組み付け工数及び部品点数の削減を図れる。これとともに、第1部品において、局所的に強度が必要な部分を肉厚にする構造を容易に実現できる。
本発明の部品締結構造によれば、2つの部品がボルト及びナットにより結合される構成において、ボルトの頭部が設置される部品の剛性を向上でき、かつ、ボルトの回り止めを図れるとともに、部品からの頭部の浮き上がりを抑制できる。
本発明に係る実施形態の部品締結構造を含む車両において、一部を省略して示す断面図である。 図1から第1部品であるラジエータサポート、衝撃吸収部材及びボルトを取り出して、車両の後側から見た図である。 図2のA部を斜め上側から見た図である。 ボルトの斜視図である。 図1のB−B断面拡大図である。 図5の上から見た図である。 図6において、ボルトが回転したときに腕部が第1リブに係合した状態を示す図である。 本発明に係る実施形態の別例において、図5の上部に対応する図である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料、及び個数は、説明のための例示であって、部品締結構造を含む車両の仕様等に応じて適宜変更することができる。以下では、部品締結構造を、第1部品であるラジエータサポートと第2部品であるマウント部材との結合構造に適用した場合を説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、2つの部品が上下方向に結合される構成に適用することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
図1は、実施形態の部品締結構造12を含む車両10において、一部を省略して示す断面図である。車両10は、フレーム付車両であり、ラダーフレーム50の上側にキャブ60が結合される。ラダーフレーム50は、車両10の車幅方向(図1の紙面の表裏方向)における両側に分かれて配置された2つのサイドフレーム52と、複数のクロスメンバ(図示せず)とを含んで構成される。各サイドフレーム52は、全体として車両10の前後方向(図1の左右方向)に伸びるように配置される。各クロスメンバは、全体として車幅方向に沿って配置され、2つのサイドフレーム52に固定される。各サイドフレーム52の車両前後方向の前側及び後側には、車輪11が懸架される。
さらに、各サイドフレーム52の車両前後方向中間部には、板状の中間ブラケット53が固定される。中間ブラケット53には、マウント部材54及びゴム製の衝撃吸収部材55を介してキャブ60が結合される。キャブ60の内側には運転席(図示せず)が配置される。
各サイドフレーム52の車両前側端部(図1の左端部)には、板状の前側ブラケット56が固定される。各前側ブラケット56には、マウント部材57及びゴム製の衝撃吸収部材58を介してラジエータサポート13が結合される。具体的には、各前側ブラケット56の上側には溶接、またはボルトを含む締結手段によりマウント部材57が固定される。このマウント部材57には、衝撃吸収部材58を介してラジエータサポート13が、ボルト30(図3〜図5)及びナット38(図5)で固定される。
ラジエータサポート13は、車幅方向の両端部における上端部で、キャブ60の前側(図1の左側)に結合された2つのサイドパネル61に連結される。2つのサイドパネル61は、車幅方向両端部に配置される。ラジエータサポート13は第1部品に相当し、ラジエータサポート13に結合されるマウント部材57は第2部品に相当する。ラジエータサポート13の前側または後側にはラジエータ(図示せず)が固定される。ラジエータサポート13及びマウント部材57が結合されることにより、部品締結構造12が形成される。
ラジエータサポート13とキャブ60との間で、2つのサイドパネル61により囲まれた部分には、エンジンルーム62が形成される。エンジンルーム62には、エンジン及び補機(図示せず)が配置される。
次に、部品締結構造12を詳しく説明する。図2は、図1からラジエータサポート13、衝撃吸収部材58及びボルト30を取り出して、車両の後側から見た図である。図3は、図2のA部を斜め上側から見た図である。
部品締結構造12は、ラジエータサポート13、マウント部材57(図1)、ボルト30、ナット38(図5)、及び衝撃吸収部材58を含んで構成される。ラジエータサポート13は、車幅方向(図2の左右方向)に長い略板状であり、車幅方向の3つの位置に窓部14a、14b、14cが形成される。ラジエータサポート13にラジエータ(図示せず)が固定された状態で、ラジエータは車幅方向中央の窓部14bに対向する。ラジエータサポート13は、金属により一体成形される。ラジエータサポート13は、樹脂により一体成形されてもよい。
ラジエータサポート13は、車両前後方向における後側(図2、図3の紙面の表側)の下端部で車幅方向に離れた2つの位置において、車両後側に突出するように形成された2つの下側板部15を含んでいる。各下側板部15には、ボルト30の軸部が上下方向に貫通する貫通穴16(図5)が形成される。貫通穴16は、ねじ部が形成されない単なる円形孔である。また、図3に示すように、各下側板部15の上側面で、貫通穴16の上端開口の近傍には座面17が形成される。座面17には、ラジエータサポート13をマウント部材57(図1)に結合するためのボルト30の頭部32が設置される。
各下側板部15において、座面17の近傍には、2つの第1リブ18及び2つの第2リブ19が形成される。2つの第1リブ18は、下側板部15において、ボルト30の頭部32を挟んで車幅方向(図3の左右方向)の両側に、座面17より上側に突出するように形成される矩形板状の壁部である。第1リブ18の高さH1(図3)は、ボルト30の頭部32に形成される後述の腕部33の厚みより少し大きい。後述の図6に示すように2つの第1リブ18を上から見た状態で、2つの第1リブ18は互いに平行である。各第1リブ18の車幅方向におけるボルト30側の面18a(図6)には、上記の腕部33が対向する。各第1リブ18は、ボルト30の回転を規制する回り止め壁部に相当する。
2つの第2リブ19は、2つの第1リブ18のそれぞれの上端において、座面17から上側に離れた位置で上側に突出するように形成される矩形板状の部分である。各第2リブ19の一部は、第1リブ18のボルト30側の面18aよりも、ボルト30の頭部32の側に突出する。各第2リブ19は、第1リブ18に連続して形成される。これにより、第2リブ19の下側面と座面17との間には、車両前後方向に長い溝部20(図5)が形成される。後述のように溝部20には、ボルト30の頭部32に形成された腕部33の先端部が挿入される。各第2リブ19は、ボルト30の頭部32の座面17からの浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部に相当する。
図4は、ボルト30の斜視図である。ボルト30は、軸部31と、軸部31の上端に形成された頭部32とを含む。頭部32は、円板部32aと、円板部32aの上側に形成された六角形の頭部本体34とを有する。円板部32aの外周面には、2つの腕部33が、ボルト30の軸方向に対し直交する直線上において互いに反対側に突出するように形成される。各腕部33は、略矩形板状であり、それぞれの先端部は上から見て半円状に形成される。さらに、ボルト30の軸部31は、頭部32側端から中間部にわたって外周面が円筒面となっており、軸部31の先端部のみにねじ部31aが形成される。
図5は、図1のB−B断面拡大図である。図6は、図5の上から見た図である。図7は、図6において、ボルト30が回転したときに腕部33が第1リブ18に係合した状態を示す図である。
図5に示すように、マウント部材57は、車両前後方向一方側から見て略台形状に形成される金属製の台である。マウント部材57は、上記のように溶接または締結手段により前側ブラケット56の上側に固定される。マウント部材57の上端に形成され、水平面と平行な天板部57aには貫通穴57bが上下方向に貫通して形成される。天板部57aの上面において、貫通穴57bの開口近傍には、円筒形のカラー59が配置される。
ボルト30の頭部32がラジエータサポート13の座面17に配置されるとともに、ボルト30の軸部31が下側板部15の貫通穴16を貫通する。そして、ボルト30の軸部31のうち、下側板部15の下面から突出した部分が、カラー59を貫通してから、マウント部材57の天板部57aの貫通穴57bを貫通し、天板部57aの下側に突出する。この状態で、ボルト30において、天板部57aの下側に突出した部分に形成されたねじ部31aには、ナット38が結合される。これにより、ボルト30及びナット38によりラジエータサポート13とマウント部材57とが結合される。また、下側板部15と、マウント部材57の天板部57aとの間で、カラー59の外周側には、衝撃吸収部材58がカラー59を覆うように配置される。
衝撃吸収部材58は、ゴムにより蛇腹状の筒体に形成され、上下方向において弾性的に伸縮可能である。ボルト30にナット38が結合された状態で、カラー59の上端と下側板部15の下面との間、またはマウント部材57の天板部57aの下面とナット38の上面との間には隙間が形成される。これにより、ラジエータサポート13とマウント部材57とで衝撃吸収部材58が圧縮されることで、ラダーフレーム50(図1)からラジエータサポート13に加わる衝撃を衝撃吸収部材58により抑制することができる。
さらに、図5、図6に示すように、ボルト30の各腕部33の先端部は第2リブ19と座面17との間の溝部20に挿入される。図6に示すように、ボルト30及び下側板部15を上から見た状態で、2つの第1リブ18の間隔L1は、2つの腕部33の先端間の距離L2より小さい。これにより、図7に示すように、2つの腕部33が座面17上で矢印α方向に回転した場合に、各腕部33の先端部が第1リブ18の面18aに係合することでボルト30の頭部32の回転が規制される。
さらに、図5に戻って、2つの第2リブ19の座面17側である下側が2つの腕部33の上面に対向する。このとき、各第2リブ19の下面と腕部33の上面との間には小さい隙間が形成される。これにより、座面17からのボルト30の頭部32の浮き上がりが抑制される。
上記の部品締結構造12の組み付け時には、ボルト30の頭部32に形成された腕部33を、図6に二点鎖線で示すように上から見て第2リブ19と重ならないようにして、頭部32を下側板部15の座面17に配置する。この状態で、ボルト30の軸部31(図5)を、下側板部15の貫通穴16(図5)及びカラー59(図5)に上側から貫通させる。そして、カラー59の外側に衝撃吸収部材58を配置した状態で、ボルト30の軸部31の先端部を、マウント部材57(図5)の貫通穴57bに上側から貫通させる。その後、ボルト30の頭部32を回転させることで、図6に実線で示す2つの腕部33の先端部を、第2リブ19の下側の溝部20に挿入する。そして、マウント部材57の下側において、ボルト30の軸部31にナット38を工具により締結することにより、マウント部材57にラジエータサポート13を結合する。
上記の部品締結構造12によれば、ボルト30にナット38を締め付けるときにおいて、ボルト30が回転した場合に、ボルト30の頭部32に形成された腕部33と第1リブ18とが係合する。これにより、ボルト30にナット38を締め付けるときにおけるボルト30の回り止めを図れる。これとともに、ラジエータサポート13において、ボルト30の軸部31を貫通させる貫通穴16を、円形の小さい穴とできるので、ラジエータサポート13の座面17を含む部分である下側板部15の剛性を向上できる。さらに、頭部32に形成された腕部33の上面が第2リブ19の下側に突き当たることにより、座面17からの頭部32の浮き上がりを抑制できる。これにより、ボルト30の下側にナット38を結合する場合において、ボルト30が上側に押されて逃げることを防止できるので、ボルト30とナット38との結合作業の容易化を図れる。
さらに、ラジエータサポート13は、金属または樹脂により一体成形され、かつ、2つの第1リブ18と、2つの第1リブ18に連続して形成された2つの第2リブ19とを含む。これにより、ラジエータサポート13の組み付け工数及び部品点数の削減を図れるとともに、ラジエータサポート13において局所的に強度が必要な部分を肉厚にする構造を容易に実現できる。例えば、実施形態と異なり、ラジエータサポート13において、座面17を含む部分、第1リブ18、及び第2リブ19に相当する部分を、複数の板材を溶接することにより形成することも考えられる。しかしながら、この場合にはラジエータサポート13の組み付け工数及び部品点数が大幅に増大する。
図8は、実施形態の別例において、図5の上部に対応する図である。本例の構成では、図1から図7の構成と異なり、ラジエータサポート13aの下側板部15の座面17の近傍において、車幅方向(図8の左右方向)の両端部には、上下方向に伸びる2つの壁部40が形成される。そして各壁部40のボルト30側の面において、座面17から上側に離れた位置には、全部がボルト30の頭部32側に突出する矩形板状の突部42が形成される。突部42の下面と座面17との間には溝部44が形成され、溝部44にはボルト30の頭部32に形成された腕部33の先端部が挿入される。各壁部40は回り止め壁部に相当し、各突部42は浮き上がり抑制部に相当する。
上記の構成によっても、図1から図7の構成と同様に、ボルト30の頭部32が設置されるラジエータサポート13の剛性を向上でき、かつ、ボルト30の回り止めを図れるとともに、ラジエータサポート13からの頭部32の浮き上がりを抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図1から図7の構成と同様である。
なお、上記の各例では、前側ブラケット56(図1)に固定されたマウント部材57にボルト及びナットでラジエータサポート13が結合される場合を説明した。一方、ボルトの下端部をマウント部材57に下側に貫通させた後、マウント部材57の下側に配置した前側ブラケット56にも貫通させて、前側ブラケット56の下側でボルトの下端部にナットを結合する構成としてもよい。この構成によれば、前側ブラケット、マウント部材、及びラジエータサポートが、ボルト及びナットにより結合される。また、前側ブラケットを省略し、サイドフレーム52(図1)の上側に直接にマウント部材を固定し、このマウント部材にボルト及びナットでラジエータサポート13を結合してもよい。
また、上記の各例において、ボルト30の頭部32に形成する腕部は略矩形板状に限定するものではなく、例えば、山形の板状等としてもよい。
10 車両、11 車輪、12 部品締結構造、13,13a ラジエータサポート、14a,14b,14c 窓部、15 下側板部、16 貫通穴、17 座面、18 第1リブ、18a 面、19 第2リブ、20 溝部、30 ボルト、31 軸部、31a ねじ部、32 頭部、32a 円板部、33 腕部、34 頭部本体、38 ナット、40 壁部、42 突部、44 溝部、50 ラダーフレーム、52 サイドフレーム、53 中間ブラケット、54 マウント部材、55 衝撃吸収部材、56 前側ブラケット、57 マウント部材、57a 天板部、57b 貫通穴、58 衝撃吸収部材、59 カラー、60 キャブ、61 サイドパネル、62 エンジンルーム。

Claims (2)

  1. 第1部品と第2部品とがボルト及びナットにより結合される部品締結構造であって、
    前記第1部品は、前記ボルトの軸部が上下方向に貫通する貫通穴と、前記貫通穴の上端開口の近傍において、前記ボルトの頭部が設置される座面と、前記座面の近傍において、前記頭部を挟んで両側に形成された2つの回り止め壁部と、前記2つの回り止め壁部において、前記座面から上側に離れた位置に形成され、少なくとも一部が前記頭部の側に突出する2つの浮き上がり抑制部とを含み、
    前記ボルトは、前記頭部において前記ボルトの軸方向に対し直交する直線上において互いに反対側に突出するように形成された2つの腕部を含み、
    前記2つの回り止め壁部の間隔が前記2つの腕部の先端間の距離より小さくなっており、
    前記2つの浮き上がり抑制部の前記座面側が前記2つの腕部の上面に対向している、部品締結構造。
  2. 請求項1に記載の部品締結構造において、
    前記第1部品は、金属または樹脂により一体成形され、
    前記2つの回り止め壁部は、前記第1部品に形成された2つの第1リブであり、
    前記2つの浮き上がり抑制部は、前記2つの第1リブに連続して形成された2つの第2リブである、部品締結構造。
JP2017212549A 2017-11-02 2017-11-02 部品締結構造 Pending JP2019086036A (ja)

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