JP4315000B2 - パイプナットの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、パイプナットの支持構造に関する。

パイプ状のナット（以下、パイプナットと略す）は、通常のナットと比べて軸部が長い形状であり、ボルトの雄ネジにかみ合う雌ネジを内側に有する。パイプナットは、例えば、車体の両側で車体前後方向に延びる車体フレームに、車体前側のサスペンション部材をボルトで締め付けるときに用いられる。このパイプナットの一端面を車体フレームに固定して取り付けても、パイプナットの軸部が長いため、パイプナットの他端側で振動してしまうことがある。この振動を抑制するため、補強部材を用いて、車体フレームにパイプナットを固定（係止）している。図６及び図７には、従来のパイプナットの支持構造の一例の構造を示す。

図６及び図７において、車体フレーム１０は、底面１０ａと、底面１０ａの両側からそれぞれ上方に延びる側壁１０ｂとからなり、断面略Ｕ字状である。車体フレーム１０の底面１０ａにパイプナット１１の一端面１１ａが固定されている。パイプナット１１は、補強部材１２で車体フレーム１０に固定されている。補強部材１２は、車体フレーム１０の側壁１０ｂ間に延びる係止面１２ａと、係止面１２ａの両側からそれぞれ車体フレーム１０の側壁１０ｂに沿って延びる延在部１２ｂとを有する。補強部材１２の係止面１２ａには、パイプナット１１の外径より径大な貫通孔１２ｃが設けられる。上記構成の従来のパイプナットの支持構造において、補強部材１２の貫通孔１２ｃにパイプナット１１を通し、貫通孔１２ｃとパイプナット１１とが溶接１４で固定されると共に、補強部材１２の延在部１２ｂと車体フレーム１０の側壁１０ｂとが溶接して固定されることで、パイプナット１１の振動が抑制されている。

図８及び図９には、従来のパイプナットの支持構造の他の例の構造を示す。図８及び図９において、車体フレーム１０の底面１０ａに一端面１１ａを固定したパイプナット１１の側面１１ｂを補強部材１３で覆い、補強部材１３が車体フレーム１０に溶接で固定されている。補強部材１３は、車体フレーム１０の側壁１０ｂ間に延びる係止面１３ａと、係止面１３ａの両側からそれぞれ車体フレーム１０の側壁１０ｂに沿って延びる延在部１３ｂとを有する。補強部材１３の係止面１３ａには、パイプナット１１の側面１１ｂに沿う曲面１３ｃが形成される。上記構成の従来のパイプナットの支持構造において、補強部材１３の係止面１３ａとパイプナット１１の側面１１ｂとが溶接１４で固定されると共に、補強部材１３の延在部１３ｂと車体フレーム１０の側壁１０ｂとが溶接して固定されることで、パイプナット１１の振動が抑制されている。

下記特許文献１に記載される技術では、サイドメンバにパイプナットを固定し、サブフレームの先端に下方からボルトを挿入して上記ナットと締結することにより、サイドメンバにサブフレームを取り付ける技術が開示されている。この技術では、ナットをサイドメンバに取り付ける構造として、ナットの下端部周囲をサイドメンバに溶接すると共に、ナットの周囲をサイドメンバ側に設けられたブラケットに溶接する構成が挙げられている。

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しかしながら、図６及び図７、図８及び図９に示した従来のパイプナットの支持構造では、以下の問題があった。
（１）補強部材１２の貫通孔１２ｃとパイプナット１１との隙間の精度、具体的には、貫通孔１２ｃの位置及び貫通孔１２ｃの大きさを高い精度で製造する必要があり、製造コストがかかる。
（２）アーク溶接を行うとき、溶接ガンを侵入させる軌跡（スペース）が必要であり、このスペースが狭いため、組み付け性が悪い。また、パイプナットの取付け位置によっては、補強部材を先に組み付けることができず、作業手順が制限されるため、組み付け性が悪い。

上記特許文献１に記載される技術では、サイドメンバの周囲をサイドメンバ側に設けられたブラケットに溶接する構成であり、ブラケットの孔部を高い精度で製造する必要があるため、製造コストがかかるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、組み付け性を向上させるパイプナットの支持構造を提供することにある。

上述した課題を解決する第１の発明に係るパイプナットの支持構造は、
底面および前記底面の両側からそれぞれ上方に延びる側壁を有して断面略Ｕ字状に形成された車体フレームの底面に設けられる孔部に一致させて前記底面に一端面が支持されたパイプナットと、
前記パイプナットに前記孔部を通じて締結され、被支持体を前記車体フレームに支持するボルトとを有するパイプナットの支持構造において、
前記車体フレームの両側壁に固定されると共に前記パイプナットの他端面に接すると共に前記パイプナットの他端面に対応する位置に前記パイプナットより小径の孔部が設けられた補強部材を有し、
前記パイプナットの他端面と前記補強部材の孔部とをアーク溶接する一方、
前記補強部材は、前記車体フレームの底面まで延びて固定される支持部を有する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係るパイプナットの支持構造は、
第１の発明に記載されるパイプナットの支持構造において、
前記支持部は傾斜して配置された前記車体フレームの両側壁にも固定されている
ことを特徴とする。

本発明に係るパイプナットの支持構造によれば、底面および前記底面の両側からそれぞれ上方に延びる側壁を有して断面略Ｕ字状に形成された車体フレームの底面に設けられる孔部に一致させて前記底面に一端面が支持されたパイプナットと、前記パイプナットに前記孔部を通じて締結され、被支持体を前記車体フレームに支持するボルトとを有するパイプナットの支持構造において、前記車体フレームの両側壁に固定されると共に前記パイプナットの他端面に接すると共に前記パイプナットの他端面に対応する位置に前記パイプナットより小径の孔部が設けられた補強部材を有し、前記パイプナットの他端面と前記補強部材の孔部とをアーク溶接する一方、前記補強部材が、前記車体フレームの底面まで延びて固定される支持部を有することで、前記パイプナットを前記車体フレームに容易に固定することができ、組み付け性が向上する。前記補強部材が、前記車体フレームの底面まで延びて固定される支持部を有したことで、前記車体フレームに前記補強部材を強固に固定することができ、前記パイプナットの他端面での振動を抑制することができる。

以下に、本発明に係るパイプナットの支持構造を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造の斜視図、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は、本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造に用いられる補強部材の斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造の説明図であり、（Ａ）はそれに力Ｆが入力される前の状態、（Ｂ）はそれに力Ｆが入力された後の状態を示す。

本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造では、図１乃至４に示す様に、車体フレーム１０の孔部１０ｄに一致させて、パイプナット１の一端１ａ側が支持されている。パイプナット１に、車体フレーム１０の孔部１０ｄを通じてボルト５は締結される。このボルト５により車体フレーム１０に被支持体４が支持される。
車体フレーム１０は、パイプナット１の取付け位置である孔部１０ｄを有する底面１０ａと、底面１０ａの両側からそれぞれ上方に延びる側壁１０ｂと、側壁１０ｂから外側に延びる延在部１０ｃとを有し、断面略Ｕ字状である。なお、この実施形態で採用されるパイプナット１は袋状であり、他端面１ｂは塞がっている。

補強部材２は、車体フレーム１０の側壁１０ｂ間に延び、パイプナット１の他端部である他端面１ｂに接する接合部である接合面２ａと、接合面２ａの一側から車体フレーム１０の底面１０ａまで延びる支持部である支持面２ｂとを有する。補強部材２とパイプナット１とが接する位置に、孔２ｆが設けられる。この孔２ｆを補強部材２に設けることにより、補強部材２とパイプナット１とをアーク溶接で容易に固定することができる。なお、補強部材２に孔２ｆを設けず、補強部材２の上方から溶接できる溶接方法を用いて補強部材２とパイプナット１とを溶接しても良く、補強部材２に孔２ｆを設け補強部材２とパイプナット１とを溶接して固定するときと同様に、補強部材２とパイプナット１とを溶接で容易に固定することができる。

補強部材２の接合面２ａの側部（車体フレーム１０と接する位置）に、車体フレーム１０の側壁１０ｂに沿って上方に延びる第１延在部２ｃを有する。この延在部２ｃは、溶接で車体フレーム１０に固定される。
補強部材２の支持面２ｂの側部（車体フレーム１０と接する位置）に、車体フレーム１０の底面１０ａに沿って延びる第２延在部２ｄと、車体フレーム１０の側壁１０ｂに沿って延びる第３延在部２ｅとを有する。第２延在部２ｄ、第３延在部２ｅは車体フレーム１０に溶接で固定される。
よって、補強部材２とパイプナット１との接合位置と、補強部材２と車体フレーム１０との取り付け位置とが離れるので、取り付け剛性が向上する。

なお、補強部材２の第１延在部２ｃ、第２延在部２ｄ、第３延在部２ｅで車体フレーム１０に溶接されるため、補強部材２は車体フレーム１０に強固に固定される。

パイプナット１は、例えば、図５に示す様に、プレート７を介在させて、被支持体である車体前側に配設されるサスペンション部材６を車体フレームであるサイドメンバ３に取り付けるときに用いられる。サイドメンバ３は、車体の前後方向に延びると共に、斜め下方に向って延びる傾斜部３ａと、この傾斜部３ａの後方から略水平に延びる水平部３ｂとを有する。上記サスペンション部材６の取付位置は、サスペンション部材６の傾斜部３ａである。

車体の前方で衝突し、この衝突による力（衝撃）Ｆが前記車体に入力されると、車体の前部に搭載されるエンジン（図示せず）が潰れて力Ｆを吸収し、更に、車体の前側に配設されるサスペンション部材６が潰れて力Ｆを吸収している。そのうえ、前記エンジン及びサスペンション部材６で力Ｆを吸収しきれないと、サスペンション部材６を介してプレート７及び補強部材２まで前記力Ｆが入力される。前記力Ｆの入力により、パイプナット１に補強部材２から下方への力が加わり、パイプナット１が比較的容易に補強部材２から剥がれる。ここで、本発明では、パイプナット１の他端面１ｂに補強部材２の接合面２ｂが接合されるため、従来のように補強部材の貫通孔にパイプナットを通して固定する場合に比べて、パイプナット１が補強部材２から容易に剥がれ、入力された力Ｆを適切に吸収することができる。尚、車両の通常使用時には、サスペンション部材６を介してパイプナット１に入力される荷重は、前後左右方向であるため、パイプナット１の結合剛性は十分に確保される。

したがって、本発明の一実施形態に係るパイプナット１の支持構造によれば、パイプナット１の一端面１ａを車体フレーム１０に固定すると共に、パイプナット１の他端部である他端面１ｂと補強部材２の接合面２ａとを接合し、溶接１４で固定するため、つまり、パイプナット１の一端面１ａと他端面１ｂとを固定しているため、隙間管理を行う必要がなくパイプナット１に補強部材２を容易に取りつけることができる。また、補強部材２の接合面２ａとパイプナット１の他端面１ｂとを溶接するため、溶接箇所近傍の空間が広く、溶接ガンを溶接箇所に入れやすくなるので、組み付け性が向上する。また、補強部材２とパイプナット１との接合位置と、補強部材２と車体フレーム１０との取り付け位置とが離れるので、取り付け剛性が向上する。

さらに、被支持体として、車体の前側に配設されるサスペンション部材６に適用したとき、車体の前方の衝突による力Ｆの入力により、パイプナット１と補強部材２との溶接１４が剥がれ、さらに力Ｆがパイプナットの支持構造に加わるとプレート７で破断して、力Ｆが吸収される。そのため、車体の前方からの力Ｆを十分に吸収することができる。

なお、上述した本発明の一実施形態では、パイプナット１の他端面１ｂに接合する接合面２ａと、車体フレーム１０の底面１０ａに延びる支持面２ｂとを有する補強部材２を用いて説明したが、パイプナット１の他端面１ｂに接合する接合面と、車体フレーム１０の側壁１０ｂに接する延在部とを有する補強部材を用いても良い。このような補強部材であっても、上記補強部材２と同様の作用効果を奏する。

上述した本発明の一実施形態では、他端面１ｂが袋状のパイプナットを用いて説明したが、一端面に蓋が無い、つまり、孔が開いているパイプナットを用いても良い。このようなパイプナットを用いても、上述した本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造と同様の作用効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造の斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造に用いられる補強部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプナットの支持構造の説明図であり、（Ａ）はそれに力Ｆが入力される前の状態、（Ｂ）はそれに力Ｆが入力された後の状態を示す。 従来のパイプナットの支持構造の一例の斜視図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。 従来のパイプナットの支持構造の他の例の斜視図である。 図８におけるＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。

符号の説明

１ パイプナット
２ 補強部材
３ サイドメンバ
４ 被支持体
５ ボルト
６ サスペンション部材
１０ 車体フレーム
１４ 溶接

Claims (2)

1. 底面および前記底面の両側からそれぞれ上方に延びる側壁を有して断面略Ｕ字状に形成された車体フレームの底面に設けられる孔部に一致させて前記底面に一端面が支持されたパイプナットと、
   前記パイプナットに前記孔部を通じて締結され、被支持体を前記車体フレームに支持するボルトとを有するパイプナットの支持構造において、
   前記車体フレームの両側壁に固定されると共に前記パイプナットの他端面に接すると共に前記パイプナットの他端面に対応する位置に前記パイプナットより小径の孔部が設けられた補強部材を有し、
   前記パイプナットの他端面と前記補強部材の孔部とをアーク溶接する一方、
   前記補強部材は、前記車体フレームの底面まで延びて固定される支持部を有する
   ことを特徴とするパイプナットの支持構造。
2. 請求項１に記載されたパイプナットの支持構造において、
   前記支持部は傾斜して配置された前記車体フレームの両側壁にも固定されている
   ことを特徴とするパイプナットの支持構造。

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