JP2022158126A - 車両用締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】第１ナットの供回りを防止するための工具を用いることなく、第２ナットの締め付け作業を行うことができる、車両用締結構造を提供する。
【解決手段】車両用締結構造は、車体の第１部材に設けられたボルトと、車体の第２部材にボルトの軸周りの回転を拘束された状態で、ボルトに遊嵌された第３部材と、ボルトに螺合して、ボルトの軸方向一側への第３部材の移動を規制する第１ナットと、第１ナットよりもボルトの軸方向一側においてボルトに螺合した第２ナットと、第１ナットと第２ナットとの間に介挿された第４部材と、を備える。第４部材は、第１ナットと第２ナットとに挟持される座金部と、第３部材に当接する当接部とを有し、第３部材は、当接部に当接し第４部材のボルトの軸周りの回転を規制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用締結構造に関するものである。

特許文献１は、ボルト頭部を嵌合するための穴部を備えたソケット部と、穴部に嵌合されるボルト頭部の嵌合先端面を係止するべく穴部の反開口側に設けられた係止部材と、ソケット部の周面から穴部半径方向外方へ延設されたアーム部と、アーム部に設けられた磁石とを有する供回り防止具を開示している。

特開２００９－３４７３３号公報

ところで、車両を構成する部材を締結するためのダブルナットによるゆるみ止め作業を行う際に、第１ナットに対して第２ナットを締め込むと、第２ナットから第１ナットにモーメントが伝達され、第１ナットと第２ナットとが供回りしようとするため、第１ナットの共回りを防止するための工具を用いる場合があった。

本発明の目的は、第１ナットの供回りを防止するための工具を用いることなく、第２ナットの締め付け作業を行うことができる、車両用締結構造を提供することである。

本発明の一態様にかかる車両用締結構造では、第１ナットと第２ナットとの間に介挿された第４部材は、第１ナットと第２ナットとに挟持される座金部と、第３部材に当接する当接部とを有する。第３部材は、当接部に当接し第４部材のボルトの軸周りの回転を規制する。

本発明によれば、第１ナットの供回りを防止するための工具を用いることなく、第２ナットの締め付け作業を行うことができる。

実施形態に係る車両用締結構造を備える車体構造の斜視図であって、当該車両用締結構造に係る部材と、他の車体用部材との配設関係を示す図である。 実施形態に係る車両用締結構造が備える部材の配設関係を示す分解斜視図である。 仮保持状態における、実施形態に係る車両用締結構造が備える部材の配設関係を示す斜視図である。 締結状態における、実施形態に係る車両用締結構造が備える部材の配設関係を示す斜視図である。 締結状態における、実施形態に係る車両用締結構造が備える部材の配設関係を示す図であって、図４のＡ－Ａ線に沿った一部断面図である。 実施形態に係る車両用締結構造の、車体における作用を説明するための図であって、第２部材であるアンカアームの位置決め方法を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態にかかる車両用締結構造について説明する。なお、各図中のＦＲ，ＲＲは、車両前後方向前方、後方をそれぞれ示し、ＬＨ，ＲＨは、車幅方向左方、右方を、ＵＰ，ＤＮは、車両上下方向上方、下方をそれぞれ示す。以下の説明では、車両前後方向前方、後方、車両上下方向上方、下方を、それぞれ単に「車両前方」「車両後方」「車両上方」「車両下方」と称する。なお、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施形態にかかる車両用締結構造１は、例えば、車体（図示せず）の姿勢調整機構における、ダブルナットによる締結に用いられる。

図１に示すように、車体はその左右において車両前後方向に延伸する一対のサイドメンバ３と、サイドメンバ３の車両後部側において車幅方向に延在する第１部材であるクロスメンバ１０と、を備える。一対のサイドメンバ３の各々の車両前方部における車幅方向外側には、図に例示するようにダブルウィッシュボーン式のサスペンション５が設けられている。

サスペンション５はアッパーアーム５ａと、ロアーアーム５ｂと、図示しないスプリングを内蔵するショックアブソーバ５ｃと、備える。また、アッパーアーム５ａとロアーアーム５ｂとは、車両の前輪（図示せず）を支持するナックル（図示せず）によって車両上下方向において連結される。また、ショックアブソーバ５ｃは車両上下方向に延在し、その上端はサイドメンバ３に固定され、その下端はロアーアーム５ｂに所定の角度範囲で回転可能に連結される。

アッパーアーム５ａは車両上下方向視でＵ字型の形状を有し、車幅方向内側の端部５ｄには、車両前後方向に向けて貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔にはトーションバー７が挿通されており、例えば鋸歯状の凹凸が嵌合することによってアッパーアーム５ａとトーションバー７とが連結される。

トーションバー７は、サイドメンバ３に沿うようにして車両前後方向に延在する円柱状の長尺部材であり、例えばバネ鋼鋼材（ＳＵＰ材）等の金属から構成される。トーションバー７の車両前方側端部は前述のようにアッパーアーム５ａと連結され、車両後方側端部は、車幅方向内側に向けて延在する第２部材であるアンカアーム２０と連結されている。アンカアーム２０は、車両用締結構造１を用いてクロスメンバ１０に固定される。

アンカアーム２０は、トーションバー７の軸周りに所定の角度捻じられた状態で、車両用締結構造１を用いて位置決めされている。これにより、トーションバー７はその軸周り方向の捻じりモーメントを受けた状態で、アッパーアーム５ａとアンカアーム２０との間に固定される。そして、トーションバー７に生じた反発力はアッパーアーム５ａに対して入力される。このため、アンカアーム２０を捻じる角度を調整することにより、トーションバー７に入力する捻じりモーメントを調整し、その結果、アッパーアーム５ａのトーションバー７の軸周り方向のモーメントを調整することができる。

例えば、トーションバー７に対して図１の矢印Ｂ方向に向けた捻じりモーメントを増加することにより、アッパーアーム５ａ及びロアーアーム５ｂは車幅方向外側が下がるように傾く。これにより、車両における前輪の相対的位置を車両下方に移動させ、車両前部における車高を高くする（リフトアップする）ことができる。また、トーションバー７に対して入力される捻じりモーメントを減少させることにより、車両前部における車高を低くする（ロアーダウンする）ことができる。

車両はこのようなサスペンション５、トーションバー７、アンカアーム２０及び車両用締結構造１を車幅方向左右それぞれにおいて有するため、車両前部における車高を左右それぞれに調整することができる。従って、車両は、左右の前輪の各々について、車両における相対的な上下方向位置を調整する、姿勢調整機構を備える。

実施形態に係る車両用締結構造１は、図２乃至図６に示すように、ボルト５０と、第１ナット６０と、第２ナット７０と、第３部材であるアンカ部材３０と、第４部材であるアンカブラケット４０と、を備える。

ボルト５０は、その軸方向（以下、ボルト軸方向）における、一側（図２における下方側）に所定の範囲でネジ山が形成され、他側（図２における上方側）の端部にはスイベル５０ａを有し、車体のクロスメンバ１０に設けられている。

スイベル５０ａは、ボルト軸方向に対して垂直、かつトーションバー７の軸方向に平行な方向に延在する半円柱状の部材である。図１に示すように、スイベル５０ａはクロスメンバ１０に設けられた車両前後方向に貫通する円形の穴部１０ａに挿し込まれる。このため、ボルト５０はスイベル５０ａを支軸として所定の角度範囲で揺動可能な状態で、クロスメンバ１０によって保持される。

アンカ部材３０は、ボルト軸方向に対して垂直、かつスイベル５０ａの長手方向に平行な方向に延在する半円柱状の部材であり、例えば鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属からなる。アンカ部材３０の側面のうち、ボルト軸方向一側の側面はボルト軸方向に対して垂直な平面であり、他側の側面はアンカ部材３０の延在方向の周りに湾曲する曲面（上曲面）である。また、アンカ部材３０の長手方向中央部には、平面及び上曲面を貫通する円形の穴部（アンカ穴部３０ａ）が形成されている。アンカ穴部３０ａの内径はボルト５０の軸の外径よりも大きい。また、アンカ部材３０の長手方向両端部には、ボルト軸方向と平行で平坦な側面３０ｂが形成され、側面３０ｂにはアンカ部材３０の長手方向に沿って突出する突出部３０ｃが形成されている。換言すれば、アンカ部材３０は、その長手方向に突出する突出部３０ｃを備える。

図示した例では、突出部３０ｃの側面のうち、ボルト軸方向他側の側面は、突出部３０ｃの突出方向周りに湾曲する曲面となっている。もっとも、ボルト軸方向他側の側面以外の側面が湾曲する曲面となっていてもよい。換言すれば、突出部３０ｃが突出する方向と平行な軸方向視において、突出部３０ｃの輪郭の少なくとも一部は湾曲する。

第１ナット６０は、ボルト５０と螺合する部材であり、アンカ部材３０よりもボルト軸方向の一側に配置される。第２ナット７０は、第１ナット６０よりもボルト５０の軸方向一側においてボルト５０に螺合する部材である。第２ナット７０は第１ナット６０の緩みを防止するために配置される部材であり、第１ナット６０と第２ナット７０とでダブルナット構造を構成する。

アンカブラケット４０は第１ナット６０と第２ナット７０との間に介挿される部材であり、例えば鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属からなる。また、アンカブラケット４０は、第１ナット６０と第２ナット７０とに挟持される座金部４０ａと、アンカ部材３０に当接する当接部４０ｂとを有する。

図示した例では、座金部４０ａはボルト軸方向に対して垂直な方向に延在する平板であり、その一部はボルト軸方向と平行な軸方向視（ボルト軸方向視）で略Ｕ字の形状に切り欠かれ、座金切欠き部４０ｄが形成されている。座金切欠き部４０ｄにボルト５０を通すことにより第１ナット６０と第２ナット７０との間に座金部を配置し、第２ナット７０を第１ナット６０に向けて締め込むことにより、座金部４０ａを第１ナット６０と第２ナット７０との間に挟持することができる。

当接部４０ｂは、座金部４０ａが第１ナット６０と第２ナット７０とによって挟持された状態において、ボルト軸方向と直交する方向における両端部の各々からボルト軸方向他側に向けて立設された一対の壁部である。なお、アンカ部材３０の長手方向両端の平面である側面３０ｂ同士の間の寸法と、当接部４０ｂ同士の間の寸法とはほぼ等しく構成されていてもよい。なお、図示した例ではアンカブラケット４０は一対の当接部４０ｂを備えるが、これに限定されない。１つの当接部４０ｂが座金部４０ａの周縁部に沿って立設されていてもよい。

また、当接部４０ｂには、その一部を切り欠くことにより溝部４０ｃが形成されている。溝部４０ｃは、当接部４０ｂの立設する方向に対して垂直な方向に所定の幅で切り取られるとともに、当接部４０ｂが立設される方向に向けて所定の幅で切り取られ形成される。このため、図に例示するように当接部４０ｂは全体としてフック状の形状をなす。よって、溝部４０ｃは後述するように突出部３０ｃと掛合可能に構成されている。

次に、図２乃至図６を参照しながら、実施形態に係る車両用締結構造１に係る締結方法を説明する。

まず、アンカ部材３０のアンカ穴部３０ａに、ボルト５０が遊びを持った状態で挿通される。そして、アンカ部材３０をボルト５０に沿ってボルト軸方向他側に向けて移動することにより、ボルト５０上の所定位置でアンカ部材３０とアンカアーム２０とを当接させる。

アンカアーム２０の一端部にはトーションバー７を挿し込み固定するためのアーム穴部２０ａが設けられ、他端部のボルト軸方向一側には、アンカ部材３０と摺動可能に嵌め合わされるように構成されたアーム切欠き部２０ｂが形成されている。図示した例では、アーム切欠き部２０ｂは、トーションバー７の延在方向と平行な軸方向視で、アンカアーム２０の他端部を半円弧状に切り欠くことにより形成される。ここで、アーム切欠き部２０ｂとアンカ部材３０の上曲面とは、略同一の曲率を備える。このため、アンカアーム２０とアンカ部材３０とは、アンカ部材３０の長手方向と平行な軸を中心として摺動可能に嵌め合わせることができる。その一方で、アンカアーム２０は、アーム穴部２０ａに連結されたトーションバー７によってボルト５０の軸周りの回転を拘束されているため、アンカ部材３０のボルト５０の軸周りの回転は、アンカアーム２０によって拘束される。従って、アンカ部材３０は、アンカアーム２０によってボルト５０の軸周りの回転を拘束された状態で、ボルト５０に遊嵌される。

なお、ダブルナットを用いた他の車体用部材の締結構造に車両用締結構造１を用いた場合には、第３部材のボルト５０の軸周りの回転を拘束する第２部材は、アンカアーム２０以外の部材であってもよい。また、第３部材の形状は上述のアンカ部材３０の形状に限定されず、第２部材の形状に応じて適宜変更することができる。

次に、第１ナット６０をボルト５０のネジ山に対して締め込む。これにより、第１ナット６０のボルト軸方向他側の座面は、アンカ部材３０のボルト軸方向一側に当接し、アンカ部材３０のボルト軸方向一側への移動は第１ナット６０により規制される。従って、第１ナット６０は、ボルト５０に螺合して、ボルト５０の軸方向一側へのアンカ部材３０の移動を規制する。これにより、アンカ部材３０のボルト５０に沿った移動は、ボルト軸方向一側で当接するアンカアーム２０と、ボルト軸方向他側で当接する第１ナット６０とによって規制されることとなる。

さらに、図６に示すように、アンカ部材３０とアンカアーム２０とが嵌合した状態で、さらに第１ナット６０をボルト軸方向他側に向けて締め込むことによって、アンカ部材３０がボルト５０に沿ってボルト軸方向他側に向けて移動する。これにより、アンカアーム２０はアンカ部材３０に押され、トーションバー７の軸方向周りを矢印Ｃ方向に回転し、所定の角度で位置決めされる。これにより、トーションバー７には捻じりモーメントが入力され反発力が生じる。当該反発力はトーションバー７からサスペンション５のアッパーアーム５ａに入力され、前述のように車両の姿勢を調整することができる。なお、第１ナット６０を締め込む距離は、所望の車両姿勢に応じて適宜調整することができる。

次に、図３に示すように、アンカブラケット４０の座金部４０ａに形成された座金切欠き部４０ｄにボルト５０を通すとともに、溝部４０ｃにアンカ部材３０の突出部３０ｃを通し、突出部３０ｃのボルト軸方向他側の面に、溝部４０ｃのボルト軸方向一側の縁部を引っ掛けるようにして、アンカブラケット４０を一時的に保持した状態（仮保持状態）にする。この状態では、突出部３０ｃのボルト軸方向一側の面と、溝部４０ｃのボルト軸方向一側の縁部とは所定の距離を隔てて離間する。また、第１ナット６０のボルト軸方向一側の座面と、座金部４０ａのボルト軸方向他側の面とは、所定の距離を隔てて離間する。

なお、アンカブラケット４０のうち、座金部４０ａの第１ナット６０と第２ナット７０との間で挟持される部分以外の部分は、第１ナット６０から離間する。このため、当接部４０ｂと第１ナット６０の側面とは、所定の距離を隔てて離間する。従って、当接部４０ｂと第１ナット６０の側面とが干渉することがなく、アンカ部材３０に対する第１ナット６０の相対角度を自由に設定することができる。

次に、ボルト５０に第２ナット７０をボルト軸方向他側に向けて締め込むことで、第２ナット７０のボルト軸方向他側の座面と座金部４０ａのボルト軸方向一側の面とを当接させ、さらに第２ナット７０を締め込み、アンカブラケット４０をボルト軸方向他側に持ち上げる。このとき、当接部４０ｂと、アンカアーム２０によってボルト軸方向周りの回転を拘束されたアンカ部材３０の側面３０ｂと、が当接しているため、アンカブラケット４０のボルト軸方向周りの回転はアンカ部材３０によって規制されている。換言すれば、アンカ部材３０は、当接部４０ｂに当接しアンカブラケット４０のボルト５０の軸周りの回転を規制している。さらに、アンカ部材３０の突出部３０ｃが突出する方向における両端の平面である側面３０ｂと、突出部３０ｃが突出する方向において当該平面に対向する当接部４０ｂの平面とは、アンカブラケット４０がボルト５０の軸周りに回転するときに干渉するように構成されていてもよい。このため、第２ナット７０とともにアンカブラケット４０とが供回りすることを抑制しながら、第２ナット７０を締め込み、図４乃至図６に示すような、座金部４０ａを第１ナット６０と第２ナット７０とで挟持した状態（締結状態）とすることができる。なお、この状態では、突出部３０ｃのボルト軸方向他側の面と、溝部４０ｃのボルト軸方向他側の縁部とは、所定の距離を隔てて離間した状態となる。

次に、実施形態に係る車両用締結構造１の作用効果を説明する。

（１）実施形態に係る車両用締結構造１は、車体のクロスメンバ１０に設けられたボルト５０と、車体のアンカアーム２０にボルト５０の軸周りの回転を拘束された状態で、ボルト５０に遊嵌されたアンカ部材３０と、ボルト５０に螺合して、ボルト５０の軸方向一側へのアンカ部材３０の移動を規制する第１ナット６０と、第１ナット６０よりもボルト５０の軸方向一側においてボルト５０に螺合した第２ナット７０と、第１ナット６０と第２ナット７０との間に介挿されたアンカブラケット４０と、を備える。アンカブラケット４０は、第１ナット６０と第２ナット７０とに挟持される座金部４０ａと、アンカ部材３０に当接する当接部４０ｂとを有する。アンカ部材３０は、当接部４０ｂに当接しアンカブラケット４０のボルト５０の軸周りの回転を規制する。

このため、車両用締結構造１を図３に示す仮保持状態から、図４に示す締結状態にする際に、第２ナット７０を締め込むと、第２ナット７０から座金部４０ａを介して、アンカブラケット４０と第１ナット６０とにモーメントが伝達され、第１ナット６０とアンカブラケット４０とが第２ナット７０と供回りしようとするが、アンカブラケット４０の回転は、当接部４０ｂがアンカ部材３０に当接することで規制される。そのため、更に第２ナット７０を締め込んでも、当該モーメントが第１ナット６０に伝達されることはない。即ち、第１ナット６０の供回りを防止するための工具を用いることなく、第２ナット７０の締め付け作業を行うことができる。

また、第２ナット７０を締め込むと、第１ナット６０と第２ナット７０とが座金部４０ａを介して互いに押し付けられ、座金部４０ａは圧縮される。この状態では、第１ナット６０の内径部に設けられたネジ山のうち、座金部４０ａとは反対側を向いた面が、ボルト５０のネジ山のうち座金部４０ａ側を向いた面に対して押し当てられ、摩擦力が生じる。また、第２ナット７０の内径部に設けられたネジ山のうち、座金部４０ａとは反対側を向いた面が、ボルト５０のネジ山のうち座金部４０ａ側を向いた面に対して押し当てられ、摩擦力が生じる。そして、ボルト５０には、第１ナット６０と第２ナット７０との間において引っ張り方向の軸力が生じる。即ち、ダブルナットによる緩み止めの効果を得ることができる。

（２）実施形態に係る車両用締結構造１は、アンカブラケット４０のうち、座金部４０ａの第１ナット６０と第２ナット７０との間で挟持される部分以外の部分は、第１ナット６０から離間する。

これにより、第１ナット６０の側面とアンカブラケット４０の当接部とが接触することが無い。そのため、第１ナット６０の側面にアンカブラケット４０の一部を当接させることで第１ナット６０の回転を拘束した場合と比較して、アンカ部材３０に対する第１ナット６０の相対角度を自由に設定できる。従って、第１ナット６０のボルト５０上の位置を自由に設定できる。

（３）実施形態に係る車両用締結構造１では、アンカ部材３０は、ボルト５０の軸方向とは垂直な方向に向けて突出する突出部３０ｃを備え、当接部４０ｂには、突出部３０ｃと掛合可能に構成された溝部４０ｃが形成される。

これにより、第１ナット６０でボルト５０上におけるアンカ部材３０の位置を調整した後、溝部４０ｃにアンカ部材３０の突出部３０ｃを通すようにしてアンカブラケット４０を配置することにより、突出部３０ｃにアンカブラケット４０を引っ掛けて一時的に保持することができる。そのため、アンカブラケット４０の座金部４０ａを第１ナット６０と第２ナット７０との間で挟持する際に、アンカブラケット４０を別途保持することなく、第２ナット７０を締め込むことができる。従って、容易に第１ナット６０と第２ナット７０との間にアンカブラケット４０を挟持することができる。

（４）実施形態に係る車両用締結構造１では、突出部３０ｃが突出する方向と平行な軸方向視において、突出部３０ｃの輪郭の少なくとも一部は湾曲する。

これにより、突出部３０ｃは、突出部３０ｃが突出する方向周りに湾曲する曲面を備える。そのため、アンカ部材３０の突出部３０ｃをアンカブラケット４０の溝部４０ｃに通す際の、突出部３０ｃと当接部４０ｂとの引っ掛かりが抑制される。従って、より容易にアンカブラケット４０を突出部３０ｃに引っ掛けて一時的に保持することができる。

（５）実施形態に係る車両用締結構造１は、アンカ部材３０の突出部３０ｃが突出する方向における両端の平面と、突出部３０ｃが突出する方向において当該平面に対向する当接部４０ｂの平面とは、アンカブラケット４０がボルト５０の軸周りに回転するときに干渉するように構成される。

これにより、アンカブラケット４０を突出部３０ｃに引っ掛けて一時的に保持した際に、ボルト５０の軸周りにおいてアンカブラケット４０が回転しようとしたとき、アンカ部材３０と当接部４０ｂとが干渉し、アンカブラケット４０の回転が規制される。従って、より確実にアンカブラケット４０を突出部３０ｃに引っ掛けて一時的に保持することができる。

なお、上記実施形態では、車体の姿勢調整機構においてアンカアーム２０を所望の角度で位置決めするための締結構造を例にとって説明したが、車両用締結構造１をダブルナットを用いた他の車体用部材の締結構造にも用いることができることは勿論である。

１ 車両用締結構造
１０ クロスメンバ（第１部材）
２０ アンカアーム（第２部材）
３０ アンカ部材（第３部材）
３０ｃ 突出部
４０ アンカブラケット（第４部材）
４０ａ 座金部
４０ｂ 当接部
４０ｃ 溝部
５０ ボルト
６０ 第１ナット
７０ 第２ナット

Claims (5)

1. 車体の第１部材に設けられたボルトと、
   前記車体の第２部材に前記ボルトの軸周りの回転を拘束された状態で、前記ボルトに遊嵌された第３部材と、
   前記ボルトに螺合して、前記ボルトの軸方向一側への前記第３部材の移動を規制する第１ナットと、
   前記第１ナットよりも前記ボルトの軸方向一側において前記ボルトに螺合した第２ナットと、
   前記第１ナットと前記第２ナットとの間に介挿された第４部材と、
   を備え、
   前記第４部材は、前記第１ナットと前記第２ナットとに挟持される座金部と、前記第３部材に当接する当接部とを有し、
   前記第３部材は、前記当接部に当接し前記第４部材の前記ボルトの軸周りの回転を規制する、
   車両用締結構造。
2. 前記第４部材の内、前記座金部の前記第１ナットと前記第２ナットとの間で挟持される部分以外の部分は、前記第１ナットから離間する、請求項１に記載の車両用締結構造。
3. 前記第３部材は、前記ボルトの軸方向とは垂直な方向に向けて突出する突出部を備え、
   前記当接部には、前記突出部と掛合可能に構成された溝部が形成される、請求項１又は２に記載の車両用締結構造。
4. 前記突出部が突出する方向と平行な軸方向視において、前記突出部の輪郭の少なくとも一部は湾曲する、請求項３に記載の車両用締結構造。
5. 前記第３部材の前記突出部が突出する方向における両端の平面と、前記突出部が突出する方向において当該平面に対向する前記当接部の平面とは、前記第４部材が前記ボルトの軸周りに回転するときに干渉するように構成される、請求項３又は４に記載の車両用締結構造。

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