JP5580472B2 - ナット付きブラケット - Google Patents

Description

本発明は、部材の表面に形成された溝状のビードの内部に装着されるナット付きブラケットに関する。

閉断面のアルミニウム合金押出形材の壁面に中空内部側からピアスナットを打ち込んで固定するときに、ピアスナットをアルミニウム合金押出形材の壁面に強固に固定するために、それが打ち込まれる壁面の板厚を、その他の部分の板厚よりも大きくするものが、下記特許文献１により公知である。

日本特開２０１０−１８０６１号公報

ところで、溝状のビードが形成された部材の表面に被締結部材をボルトで締結しようとすると、上記特許文献１に記載された発明では、次のような問題が発生する。

図７（Ａ）に示すように、閉断面の部材０１の表面０１ａ，０１ａ間に溝状のビード０１ｂが形成されており、ビード０１ｂの裏側に設けたナット０２にボルト０３を螺合することで被締結部材を固定する場合を考える。このとき、ビード０１ｂの幅がボルト０３の頭部０３ａの直径よりも小さいと、ボルト０３の頭部０３ａがビード０１ｂ内に嵌合することができず、被締結部材をビード０１ｂの底面に固定することができない問題がある。これを回避するために、被締結部材を部材０１の表面０１ａ，０１ａに固定しようとすると、被締結部材の下面とビード０１ｂの底面との間に空間が存在するため、ボルト０３の締結力が被締結部材に充分に伝達されない問題がある。

そこで、ビード０１ｂの位置を避けた部材０１の一方の表面０１ａに被締結部材を固定すべく、表面０１ａの裏側にナット０２を配置しようとすると、図７（Ｂ）に示すように、ビード０１ｂと干渉するためにナット０２を表面０１ａの裏側に配置できなくなる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、溝状のビードを形成した部材の表面に他部材を容易かつ確実に固定できるフランジ付きナットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、部材の表面に形成された溝状のビードの内部に装着されるナット付きブラケットであって、前記ナット付きブラケットは、ボルトが螺合するナット部と、前記ナット部を支持して前記ビードの底壁に形成された開口に係止されるブラケット部とを備え、前記ブラケット部は、前記ビードの両側の前記表面に当接するベース部と、前記ベース部の前記ビードの長手方向の２個所から該ビードの底壁に沿って相互に接近する方向に延びる一対の第１脚部と、前記一対の第１脚部の先端から前記開口を貫通して延びる一対の第２脚部と、前記一対の第２脚部の先端から相互に接近する方向に延びて前記ボルトにより拡開される一対の第３脚部とを備え、前記ナット部は前記ベース部における前記一対の第１脚部に挟まれた位置に設けられることを第１の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記第２脚部の幅は、前記開口の前記ビードの長手方向に直交する方向の幅と略等しいことを第２の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記ブラケット部は１枚の金属板を折り曲げて形成されることを第３の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記ナット部は前記ブラケット部と一体に形成されることを第４の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記ブラケット部は樹脂で一体に形成されることを第５の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

また本発明によれば、前記第５の特徴に加えて、前記ナット部は前記ブラケット部と一体に形成されることを第６の特徴とするナット付きブラケットが提案される。

尚、実施の形態の車体フレーム１１は本発明の部材に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、部材の表面に形成された溝状のビードの内部に装着されるナット付きブラケットは、ボルトが螺合するナット部と、ナット部を支持してビードの底壁に形成された開口に係止されるブラケット部とを備える。ブラケット部は、ビードの両側の部材の表面に当接するベース部と、ベース部のビードの長手方向の２個所から該ビードの底壁に沿って相互に接近する方向に延びる一対の第１脚部と、一対の第１脚部の先端から開口を貫通して延びる一対の第２脚部と、一対の第２脚部の先端から相互に接近する方向に延びてボルトにより拡開される一対の第３脚部とを備えるので、ブラケット部の第２脚部および第３脚部をビードの底壁の開口に挿入した状態で、ベース部に設けたナット部にボルトを螺合すると、そのボルトによって第３脚部が押されて第２脚部が開口の内部側で拡開することでブラケット部が開口から抜けないように係止されるため、ボルトおよびナット部の螺合によって部材のベース部に他の部材を締結することができる。

その結果、ビードの幅が狭くても、ビードの両側の部材の表面に跨がるベース部の全面を他の部材の締結面として利用して締結剛性を高めることができるだけでなく、ボルトの頭部の径をビードの幅に制限されずに大きくすることが可能となり、充分な締結力を確保することができる。またビードの長手方向にブラケットを倒そうとするモーメントが作用したときには、ビードの両側の部材の表面に跨がるベース部が前記モーメントに抵抗してブラケット部の倒れを防止するとともに、ビードの長手方向に直交する方向にブラケットを倒そうとするモーメントが作用したときには、開口の内部側に係合する第２脚部が前記モーメントに抵抗してブラケット部の倒れを防止することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、第２脚部の幅が開口のビードの長手方向に直交する方向の幅と略等しいので、第２脚部を開口に挿入した状態でボルトをナット部に螺合したとき、ブラケット部が連れ回りするのを防止して作業性を高めることができる。

また本発明の第３の特徴によれば、ブラケット部を１枚の金属板を折り曲げて形成したので、構造を簡素化して製造コストを削減することができる。

また本発明の第４の特徴によれば、ナット部をブラケット部と一体に形成したので、部品点数を削減して構造を簡素化することができる。

また本発明の第５の特徴によれば、ブラケット部を樹脂で一体に形成したので、構造を簡素化して製造コストを削減することができる。

また本発明の第６の特徴によれば、ナット部をブラケット部と一体に形成したので、部品点数を削減して構造を簡素化することができる。

図１は車体フレームにフランジ付きナットを用いてステーを固定した状態を示す図である。（第１の実施の形態） 図２は図１に対応する分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図３は図１の３（Ａ）−３（Ａ）線断面図および３（Ｂ）−３（Ｂ）線断面図である。（第１の実施の形態） 図４は図２の４（Ａ）−４（Ａ）線断面図および４（Ｂ）−４（Ｂ）線断面図である。（第１の実施の形態） 図５は前記図３に対応する図である。（第２の実施の形態） 図６は前記図４に対応する図である。（第３の実施の形態） 図７は従来例の課題の説明図である。（従来例）

１１ 部材（車体フレーム）
１１ａ 表面
１１ｂ ビード
１１ｃ 開口
１２ ナット付きブラケット
１３ ブラケット部
１３ａ ベース部
１３ｂ 第１脚部
１３ｃ 第２脚部
１３ｄ 第３脚部
１４ ナット部
１５ ボルト
ｂ 底壁

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

図１および図２に示すように、例えば自動車の車体フレーム１１は矩形状の閉断面を構成する部材であり、その四面のうちの一面には、二つの表面１１ａ，１１ａに挟まれた角溝状のビード１１ｂが車体フレーム１１の長手方向に沿って形成される。ビード１１ｂは一対の側壁ａ，ａと、両側壁ａ，ａに挟まれた底壁ｂとを備えており、その底壁ｂに矩形状の開口１１ｃが形成される。

図１〜図４に示すように、車体フレーム１１のビード１１ｂの底壁ｂの開口１１ｃに装着されるナット付きブラケット１２は、一体に形成されたブラケット部１３とナット部１４とで構成される。ブラケット部１３は１枚の金属板を折り曲げて構成されており、略矩形板状のベース部１３ａと、ベース部１３ａの相互に平行に延びる２辺から内向き（相互に接近する方向）に延びる一対のＬ字状断面の第１脚部１３ｂ，１３ｂと、第１脚部１３ｂ，１３ｂの先端から下向きに直線状に延びる一対の第２脚部１３ｃ，１３ｃと、第２脚部１３ｃ，１３ｃの先端から内向き（相互に接近する方向）に延びる一対のＬ字状断面の第３脚部１３ｄ，１３ｄとを備える。

第１〜第３脚部１３ｂ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｄは、前記１枚の金属板の二つの一定幅Ｌ１の帯状部分を折り曲げて構成されており、その幅Ｌ１はビード１１ｂの長手方向と直交する方向に沿う開口１１ｃの幅Ｌ１と略一致している。第２脚部１３ｃ，１３ｃおよび第３脚部１３ｄ，１３ｄは開口１１ｃに挿入可能であり、一対の第１脚部１３ｂ，１３ｂの先端間の距離Ｌ２はビード１１ｂの長手方向に沿う開口１１ｃの幅Ｌ２と略一致しており、かつ第２脚部１３ｃ，１３ｃの基端は開口１１ｃの縁に当接可能である。

ナット部１４は、ブラケット部１３のベース部１３ａの一対の第１脚部１３ｂ，１３ｂに挟まれた部分をバーリング加工したボス部１４ａの内面に、雌ねじ１４ｂを加工したものである。ブラケット部１３の第２脚部１３ｃ，１３ｃおよび第３脚部１３ｄ，１３ｄを車体フレーム１１の開口１１ｃに嵌合させたとき、一対の第３脚部１３ｄ，１３ｄの間隔Ｌ３（図４（Ａ）参照）は、ボルト１５の軸部１５ａの直径Ｌ４（図３（Ａ）参照）よりも小さく設定されている。従って、ナット部１４の雌ねじ１４ｂにボルト１５を螺合すると、ボルト１５の軸部１５ａが一対の第３脚部１３ｄ，１３ｄの間隔Ｌ３を押し広げ、第３脚部１３ｄ，１３ｄに連なる一対の第２脚部１３ｃ，１３ｃをハ字状に拡開させる。

金属板を折り曲げて形成されたステー１６は、基端側に形成されたボルト孔１６ａを貫通するボルト１５の頭部１５ａとブラケット部１３のベース部１３ａと間に挟まれて固定されるもので、そのステー１６の先端のループ部分には車体フレーム１１に沿って配置されるワイヤーハーネス１７が支持される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、図３（Ａ）に鎖線で示すように、車体フレーム１１のビード１１ｂの底壁ｂの開口１１ｃに、ナット付きブラケット１２のブラケット部１３の第３脚部１３ｄ，１３ｄおよび第２脚部１３ｃ，１３ｃを挿入し、第１脚部１３ｂ，１３ｂの水平部をビード１１ｂの底壁ｂに当接させる。このとき、第２脚部１３ｃ，１３ｃの外面が開口１１ｃの縁部に弾発的に当接するように第２脚部１３ｃ，１３ｃの下部を若干広げておくと、開口１１ｃに仮支持したナット付きブラケット１２の姿勢が安定する。

続いて、ワイヤーハーネス１７を支持するステー１６のボルト孔１６ａを貫通させたボルト１５をナット付きブラケット１２のナット部１４の雌ねじ部１４ｂに螺合すると、ボルト１５の軸部１５ａが一対の第３脚部１３ｄ，１３ｄの間隔を押し広げ、図３（Ａ）に実線で示すように第１脚部１３ｂ，１３ｂと第２脚部１３ｃ，１３ｃとの間の屈曲部分ｃ，ｃがビード１１ｂの底壁ｂの開口１１ｃの縁部に係合することで、ナット付きブラケット１２が車体フレーム１１に固定される。そしてナット付きブラケット１２のベース部１３ａとボルト１５の頭部１５ｂとの間に挟まれたステー１６が車体フレーム１１に強固に固定される。

このように、ボルト１５をナット部１４に螺合した状態で、ステー１６は平坦なベース部１３ａと、平坦なボルト１５の頭部１５ｂの下面との間に挟まれるので、ステー１６にボルト１５の締結力を充分に作用させることができる。しかもボルト１５の頭部１５ｂの直径をビード１１ｂの幅よりも大きくできるので、ステー１６を一層確実に固定することが可能となる。

またステー１６に図３（Ａ）の矢印Ａ方向のモーメントが作用しても、ブラケット部１３の屈曲部分ｃ，ｃが開口１１ｃに縁部に係合しているためにナット付きブラケット１２の傾きが防止され、ステー１６に図３（Ｂ）の矢印Ｂ方向のモーメントが作用しても、ブラケット部１３のベース部１３ａの両端の角部ｄ，ｄが車体フレーム１１の表面１１ａ，１１ａに当接しているためにナット付きブラケット１２の傾きが防止される。

以上のように、本実施の形態によれば、車体フレーム１１のビード１１ｂの幅が狭くても、ビード１１ｃの両側の車体フレーム１１の表面１１ａ，１１ａに跨がるベース部１３ａの全面をステー１６の締結面として利用して締結剛性を高めることができる。しかもボルト１５の頭部１５ｂの径をビード１１ｂの幅に制限されずに大きくすることが可能となり、充分な締結力を確保することができる。さらにナット付きブラケット１２は開口１１ｃの外側から装着可能であるため、閉断面を有する車体フレーム１１に対しても容易に装着することができる。

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態

第２の実施の形態は、第１の実施の形態に比べて車体フレーム１１のビード１１ｂの深さ（側壁ａ，ａの高さ）が大きくなっている。このような場合でも、ナット付きブラケット１２の第１脚部１３ｂ，１３ｂを長くするだけで対応することが可能である。ビード１１ｂの深さが大きくなると、Ａ方向のモーメントあるいはＢ方向のモーメントが作用したときにナット付きブラケット１２が倒れ易くなるが、第１の実施の形態と同様の作用でナット付きブラケット１２の倒れを防止することができる。

次に、図６に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態

第１、第２の実施の形態では、ナット付きブラケット１２のブラケット部１３が金属板で構成されているが、第３の実施の形態ではブラケット部１３が合成樹脂で一体に構成されている。そして金属製のナット部１４が、ブラケット部１３のベース部１３ａにインサートされている。この第３の実施の形態によれば、ボルト１５の軸部１５ａによって第３脚部１３ｄ，１３ｄの円柱状に膨らんだ部分が押し開かれることで、第１、第２の実施の形態と同様に、第１脚部１３ｂ，１３ｂと第２脚部１３ｃ，１３ｃとの間の屈曲部分ｃ，ｃがビード１１ｂの底壁ｂの開口１１ｃの縁部に係合することで、ナット付きブラケット１２が車体フレーム１１に固定される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、第１、第２の実施の形態では、ナット部１４がブラケット部１３と一体に形成されているが、別部材のナット部１４をブラケット部１３に溶接やカシメで固定しても良い。

また第３の実施の形態では、金属製のナット部１４が合成樹脂製のブラケット部１３にインサートされているが、ボルト１５の締結力が低くても良い場合は、ナット部１４をブラケット部１３と一体に合成樹脂で構成しても良い。

また本発明の部材は実施の形態の車体フレーム１１に限定されるものではなく、また部材は閉断面のものに限定されるものではない。

Claims (6)

1. 部材（１１）の表面（１１ａ）に形成された溝状のビード（１１ｂ）の内部に装着されるナット付きブラケット（１２）であって、
   前記ナット付きブラケット（１２）は、ボルト（１５）が螺合するナット部（１４）と、前記ナット部（１４）を支持して前記ビード（１１ｂ）の底壁（ｂ）に形成された開口（１１ｃ）に係止されるブラケット部（１３）とを備え、
   前記ブラケット部（１３）は、前記ビード（１１ｂ）の両側の前記表面（１１ａ）に当接するベース部（１３ａ）と、前記ベース部（１３ａ）の前記ビード（１１ｂ）の長手方向の２個所から該ビード（１１ｂ）の底壁（ｂ）に沿って相互に接近する方向に延びる一対の第１脚部（１３ｂ）と、前記一対の第１脚部（１３ｂ）の先端から前記開口（１１ｃ）を貫通して延びる一対の第２脚部（１３ｃ）と、前記一対の第２脚部（１３ｃ）の先端から相互に接近する方向に延びて前記ボルト（１５）により拡開される一対の第３脚部（１３ｄ）とを備え、前記ナット部（１４）は前記ベース部（１３ａ）における前記一対の第１脚部（１３ｂ）に挟まれた位置に設けられることを特徴とするナット付きブラケット。
2. 前記第２脚部（１３ｃ）の幅は、前記開口（１１ｃ）の前記ビード（１１ｂ）の長手方向に直交する方向の幅と略等しいことを特徴とする、請求項１に記載のナット付きブラケット。
3. 前記ブラケット部（１３）は１枚の金属板を折り曲げて形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のナット付きブラケット。
4. 前記ナット部（１４）は前記ブラケット部（１３）と一体に形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のナット付きブラケット。
5. 前記ブラケット部（１３）は樹脂で一体に形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のナット付きブラケット。
6. 前記ナット部（１４）は前記ブラケット部（１３）と一体に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のナット付きブラケット。

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