JP6913605B2 - 樹脂製ブラケット - Google Patents

Description

本発明は樹脂製ブラケットに係り、特に強度を向上させて品質を向上させる技術に関する。

従来、トラックの乗員が搭乗するキャビンの乗り心地改善のため、キャブサスペンションが用いられている。このキャブサスペンションには、エアサスペンション等のキャビンの衝撃を緩和させるエアスプリングが設けられている。また、このようなエアスプリングによって生じるばね質量系の周期振動を減衰するためにショックアブソーバを用いることが知られている（特許文献１、２）。

特開平７−１３７６６７ 特開平１１−３４８８１９号公報

上記特許文献１、２のようなキャブサスペンションは、ショックアブソーバをキャブ側に取り付けるために鍛造製の金属ブラケットが用いられる。しかしながら、鍛造製のブラケットは、機械加工や塗装などを要し、製造コストが高いことが問題であった。

以上から、本願の解決すべき課題は、品質を確保させつつ、コストを抑制することができる樹脂製ブラケットを提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
本適用例に係る樹脂製ブラケットは、樹脂製の本体と、前記本体に一体に形成される被締結部と、前記本体に埋設される埋設部と前記埋設部から延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、前記本体に設けられてなるリブを有する補強部と、を備え、前記荷重受部材は、キャブサスペンションのショックアブソーバが取り付けられ、前記ショックアブソーバを支持する。

本適用例に係る樹脂製ブラケットによれば、樹脂製の本体に補強部がリブを有して設けられることで、本体は、適度な靱性及び剛性を有することができる。また、例えば本体に埋設される荷重受部材に加わる力の方向に延びるリブを配置することで、樹脂製の本体が破損しないように樹脂製のリブが適度に撓みながら荷重受部材を補強することができる。また更に、本体が樹脂なので、耐食性を高くすることができ、塗装等の防錆加工が不要である。更には、本体が樹脂なので、さび等によって腐食した場合の強度を加味せず小型に形成することができる。特に、本体が樹脂製であるため、例えば金属製のブラケットを形成する場合と比較して軽量且つ安価に形成することができる。このような構成により、樹脂製の本体に金属製の荷重受部材を強固に設け、表面処理等の所謂後加工をすることなく耐食性を高め、軽量且つ安価なブラケットを形成することができる。
また、エンジン等の高温な熱に晒されない位置に設けられたショックアブソーバを荷重受部材が支持することで、樹脂製である本体が高温な熱に晒されないようにすることができる。また、キャブサスペンションのショックアブソーバのような締結部分に押圧や引張によるせん断応力及びねじり応力が加わる部材を本体がシャフト部を介して支持することができる。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記リブが複数設けられてなる。
これにより、リブひとつあたりに加わる力を分散させて応力集中が発生することを防止することができる。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記リブ同士の間に底面が設けられてなり、前記リブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さがそれぞれ異なる。
これにより、リブの高さによって剛性や靱性を調整することができる。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記シャフト部と接する内側補強部と前記内側補強部の周囲に設けられる外側補強部とで構成されており、前記内側補強部のリブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さが前記外側補強部のリブより低い。

これにより、荷重受部材に加わる力が集中する内側補強部のリブの高さを低くすることで本体の荷重受部材近傍の剛性を高めることができる。一方、外側補強部のリブの高さを高くすることで外側補強部の靱性を高くすることができる。

前記本体のうち前記底面を形成する樹脂は、前記シャフト部が延びる方向の厚みが均一である。
これにより、底面を形成する樹脂の厚さを均一にして底面を形成する樹脂の剛性や靱性を統一し、底面を形成する樹脂の一部に応力集中が発生することを抑制する。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記荷重受部材を囲う円形の円形リブを有してなる。
これにより、荷重受部材は、シャフト部回りに回動する方向について補強される。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記荷重受部材から放射状に延びる放射リブを有してなる。
これにより、荷重受部材は、荷重受部材から放射リブに沿う方向について補強される。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記補強部は、前記放射リブから枝分かれする枝リブを更に有してなる。
これにより、放射リブは、シャフト部回りに回動する方向について補強される。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記本体を構成する樹脂は、ガラス繊維を３０％〜５０％含有する。
これにより、本体は、剛性を高めつつ樹脂としての可撓性による靱性を維持することができる。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記シャフト部は、周面にネジ部が設けられてなる。
これにより、シャフト部に貫通されて接続される被貫通部材がネジ部にナットを設けることで螺合でき、被貫通部材をシャフト部に強固に締結することができる。

本適用例に係る樹脂製ブラケットは、樹脂製の本体と、前記本体に一体に形成される被締結部と、前記本体に埋設される埋設部と前記埋設部から延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、前記本体に設けられてなる複数のリブを有する補強部と、を備え、前記補強部は、前記リブ同士の間に底面が設けられてなり、前記リブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さがそれぞれ異なり、前記補強部は、前記シャフト部と接する内側補強部と前記内側補強部の周囲に設けられる外側補強部とで構成されており、前記内側補強部のリブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さが前記外側補強部のリブより低い。
これにより、樹脂製の本体に金属製の荷重受部材を強固に設け、表面処理等の所謂後加工をすることなく耐食性を高め、軽量且つ安価なブラケットを形成することができる。また、リブひとつあたりに加わる力を分散させて応力集中が発生することを防止することができるとともに、リブの高さによって剛性や靱性を調整することができる。更に、荷重受部材に加わる力が集中する内側補強部のリブの高さを低くすることで本体の荷重受部材近傍の剛性を高めることができる。一方、外側補強部のリブの高さを高くすることで外側補強部の靱性を高くすることができる。

キャブサスペンションが搭載されたトラックの概略構成図である。 キャブサスペンションの構成図である。 本発明に係る樹脂ブラケットの斜視図である。 図３中のI-I断面の断面図である。 図４中のII-II断面の断面図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、キャブサスペンション３が搭載されたトラック１の概略構成図が示されている。

トラック１の前部には、フレーム５、車輪７、及びキャビン１１が備えられる。また、フレーム５と車輪７との間には、リーフスプリング９が配設される。また更に、フレーム５とキャビン１１との間には、キャブサスペンション３が配設される。リーフスプリング９は、駆動部品１３と前後方向中央部で接続されており、車輪７からフレーム５に伝達される振動や衝撃を緩和させるサスペンションである。即ち、リーフスプリング９は、主に駆動部品１３、フレーム５、及び図示しないエンジン等のトラック１を構成する部品が車輪７から伝達される振動や衝撃によって劣化及び破損することを抑制するために配設される。

キャブサスペンション３は、後述する構成により、車輪７からキャビン１１に伝達される振動や衝撃をさらに緩和させる。即ち、キャブサスペンション３は、主にキャビン１１に搭乗する乗員の乗り心地を良好にするために設けられるサスペンションである。

図２を参照すると、キャブサスペンション３の構成図が示されている。
キャブサスペンション３は、キャブヒンジユニット２１、キャブ支持部材２３、エアスプリング２５、及びショックアブソーバユニット２７が備えられる。キャブヒンジユニット２１は、上側支持部材３３の一端がチルト支点３１ａ回りで回動することで、上側支持部材３３の上方に設けられるキャビン１１を回動（チルト）可能である。キャブ支持部材２３は、一端がサス支点３１ｂに回動可能に接続され、他端がエアスプリング２５及びショックアブソーバユニット２７によって回動を制限される。

詳しくは、キャブヒンジユニット２１は、下側支持部材３１及び上側支持部材３３によって構成される。下側支持部材３１は、上下方向下側がフレーム５に接続される。また、下側支持部材３１は、上側が上側支持部材３３とチルト支点３１ａにおいて上側支持部材３３を回動可能に接続される。

上側支持部材３３は、他端がキャブ支持部材２３とサス支点３１ｂでキャブ支持部材２３を回動可能に接続される。

エアスプリング２５は、図示しないエアコンプレッサから供給される空気によって弾性率が一定に保たれており、キャビン１１に加わる押圧方向または引張方向の衝撃を緩和する、所謂エアサスペンションの構成部材である。

ショックアブソーバユニット２７は、ショックアブソーバ２９の第１締結部２９ｄがチルト支点３１ａに固定される。また、ショックアブソーバユニット２７は、第２締結部２９ｃが本発明に係る樹脂ブラケット４１を介してキャブ支持部材２３に固定される。このショックアブソーバ２９は、ピストンロッド２９ａ及びシリンダ２９ｂを備えたオイルダンパであって、ピストンロッド２９ａに連結された図示しないピストンがシリンダ２９ｂ内で移動することにより、ショックアブソーバ２９に加わるピストンが移動する方向の力を減衰する。

即ち、キャブ支持部材２３は、例えばトラック１の走行によって発生する振動や衝撃によって一端がサス支点３１ｂ回りで回動するとき、他端がエアスプリング２５によって衝撃が緩和される。また、エアスプリング２５が一定の弾性率を有することによりキャブ支持部材２３に発生するばね質量系の周期振動は、ショックアブソーバユニット２７のショックアブソーバ２９によって減衰される。

図３を参照すると、本発明に係る樹脂ブラケット４１の斜視図が示されている。樹脂ブラケット４１は、キャブ支持部材２３に後述する被締結部５１がボルト（締結部材）６５によって螺合されることで組み付けられる。また、樹脂ブラケット４１は、シャフト部４７にカップワッシャ６３、ショックアブソーバ２９の第２締結部２９ｃ、及び平ワッシャ６７が上記順番に貫通され、ナット６１によって螺合されて組み付けられる。

ところで図２に示すように、キャブ支持部材２３が回動してショックアブソーバ２９に押圧力や引張力が発生するとき、樹脂ブラケット４１には、所定方向の押圧力や引張力の他に、ねじり方向の力が加えられる。詳しくは、キャブ支持部材２３がサス支点３１ｂを基点にして回動するとき、第２締結部２９ｃは、サス支点３１ｂ回りで円運動する。即ち、第１締結部２９ｄがチルト支点３１ａに固定され、第２締結部２９ｃがサス支点３１ｂに固定されるので、第２締結部２９ｃがサス支点３１ｂ回りで円運動すると、第１締結部２９ｄ及び第２締結部２９ｃには、ねじり方向の力が加えられる。

このねじれを解消するため、第２締結部２９ｃ及び第１締結部２９ｄは、第２締結部２９ｃの周縁にゴム等の弾性部材が設けられる。これにより、第２締結部２９ｃにねじり方向の力が加わると弾性部材が撓むことで第２締結部２９ｃ及び第１締結部２９ｄに加わるねじれを解消することが可能とされる。

このとき、樹脂ブラケット４１とショックアブソーバ２９とを固定する後述する荷重受部材４３にねじり応力が加わる。そのため、樹脂ブラケット４１は、荷重受部材４３に加わるねじり応力、押圧力、及び引張力に耐えうる構成である必要がある。

図４を参照すると、図３中のI-I断面の断面図が示されている。また、図５を参照すると、図４中のII-II断面の断面図が示されている。以下、図３〜図５を用いて樹脂ブラケット４１について詳しく説明する。

樹脂ブラケット４１は、荷重受部材４３及び樹脂部材（本体）４５によって構成される。荷重受部材４３は、フランジ部（埋設部）４６とシャフト部４７とで構成された鍛造製の金属部材である。フランジ部４６は、平面４６ａの周縁４６ｂが六角形の平板部材である。

シャフト部４７は、フランジ部４６の平面４６ａの中央から平面４６ａに対して垂直方向に延びる。また、シャフト部４７のフランジ部４６から離れた端部の周面には、ナット６１によって螺合可能なネジ部４７ａが形成される。

樹脂部材４５は、被締結部５１、外側補強部５３、内側補強部５５、及び外縁リブ部５７によって構成された、樹脂製の部材である。
詳しくは、例えば樹脂部材４５は、ガラス繊維を含むＰＡ６６−ＧＦを用いて形成された所謂繊維強化プラスチック（旭化成株式会社製レオナ１４Ｇ）である。なお、上記した樹脂は、ガラス繊維を３０％〜５０％含んで構成されていればよい。

また、樹脂部材４５は、インサート成形により荷重受部材４３のフランジ部４６が内側補強部５５の底面５５ａより深部に位置して埋め込まれるように形成される。このようにして埋め込まれたフランジ部４６は、平面４６ａ、及び周縁４６ｂが樹脂によって覆われることで、フランジ部４６がシャフト部４７回りに回動する方向に支持される。

即ち、荷重受部材４３は、シャフト部４７回りに回動する方向にねじられるとき、周縁４６ｂが樹脂部材４５によって支持されるので、シャフト部４７回りに回動することを防止することが可能である。特に周縁４６ｂが六角形であることにより、樹脂部材４５に強固に支持されることが可能である。

被締結部５１は、座面５１ａと開口５１ｂとを有して形成され、樹脂部材４５の両端部に設けられる。座面５１ａは、表面５８からＺ方向とは反対の方向に位置し、表面５８と平行な円形の面である。開口５１ｂは座面５１ａの中央から背面５９に向かって貫通する貫通穴である。

内側補強部５５及び内側補強部５５の周囲に設けられる外側補強部５３は、底面５３ａ、５５ａと、リブ５４、５６とによって構成される。底面５３ａ、５５ａは、表面５８と平行な面であり、表面５８から視て荷重受部材４３のＺ方向とは反対方向に底面５５ａ、底面５３ａの順に位置して形成される面である。説明の便宜上、表面５８を第１面Ｌ１としてＺ方向とは反対方向に第２面Ｌ２〜第５面Ｌ５に適宜区分けし、背面５９を第６面Ｌ６とすると、底面５５ａが第２面Ｌ２に、底面５３ａが第４面Ｌ４にそれぞれ位置して形成されている。

また、背面５９には、第６面Ｌ６から第５面Ｌ５に向かって凹む凹部５９ａが外側補強部５３及び内側補強部５５に対応する位置に設けられる。また更に、第３面Ｌ３〜第４面Ｌ４の間であって内側補強部５５に対応する位置には、フランジ部４６が埋め込まれ、第２面Ｌ２〜第３面Ｌ３のＺ方向の厚みが第４面Ｌ４〜第５面Ｌ５の厚みと同一である。

即ち、底面５３ａ、５５ａを形成する各面間に設けられる樹脂は、Ｚ方向の厚みが均一であるため、剛性や靱性が統一されており応力が分散される。

リブ５４、５６は、底面５３ａ、５５ａからＺ方向にそれぞれ延びる壁形状の部位である。詳しくは、リブ５６は、シャフト部４７と同心円の円形リブ５６ｂと、シャフト部４７から放射状に延びる放射リブ５６ａとを備える。特に、放射リブ５６ａのシャフト部４７近傍には、溝部５６ｃが設けられており、カップワッシャ６３の突出部６３ａが放射リブ５６ａに干渉することを防止することが可能となっている。また、リブ５４は、円形リブ５６ｂから樹脂部材４５の外縁を形成する外縁リブ部５７に至る。このリブ５４は、シャフト部４７から放射状に延びる幹リブ（放射リブ）５４ａと、幹リブ５４ａから外縁リブ部５７に至る枝リブ５４ｂとによって構成される。

即ち、樹脂部材４５にシャフト部４７から視て放射状に延びる放射リブ５６ａ及び幹リブ５４ａが設けられることで、荷重受部材４３は、表面５８と平行する方向（以降、説明の便宜上、ＸＹ平面方向という）について補強される。特に、枝リブ５４ｂが幹リブ５４ａから外縁リブ部５７に至ることにより、幹リブ５４ａは、Ｚ軸回りに回動する方向について補強される。また、樹脂部材４５に円形リブ５６ｂが設けられることで、荷重受部材４３は、Ｚ軸回りに回動する方向について補強される。

また更に、外側補強部５３及び内側補強部５５が表面５８から底面５３ａ、５５ａにかけて空間を有し、荷重受部材４３が樹脂製であることにより、樹脂部材４５は、所定の可撓性を有するリブ５４、５６によって補強される。このように樹脂部材４５を補強する外側補強部５３及び内側補強部５５は、荷重受部材４３がＸＹ平面方向に押圧され、またはＺ軸回りに回動する方向にねじられるとき、リブ５４、５６が空間に向かって撓む。これにより、リブ５４、５６それぞれにかかる応力を分散させることが可能である。

このような構成により、本発明に係る樹脂ブラケット４１は、本体である樹脂部材４５が材料コストや機械加工等の加工コストが安い樹脂製であり、トラック１の走行等により発生する振動や衝撃によってねじり応力、押圧力、及び引張力が荷重受部材４３に加わる場合であっても、破損することなく（品質の確保）ショックアブソーバ２９の第２締結部２９ｃをキャブ支持部材２３に固定することができる。

以上説明したように、本発明に係る樹脂ブラケットでは、樹脂製の樹脂部材４５と、樹脂部材４５に一体に形成される被締結部５１と、樹脂部材４５に埋設されるフランジ部４６とフランジ部４６から延びるシャフト部４７とを備える、金属製の荷重受部材４３と、樹脂部材４５に設けられてなるリブ５４、５６を有する補強部として外側補強部５３及び内側補強部５５が備えられる。

従って、樹脂製の樹脂部材４５に外側補強部５３及び内側補強部５５がリブ５４、５６を有して設けられることで、樹脂部材４５は、適度な靱性及び剛性を有することができる。また、例えば樹脂部材４５に埋設される荷重受部材４３に加わる力の方向に至る幹リブ５４ａや放射リブ５６ａを配置することで、樹脂部材４５が破損しないように樹脂部材４５と同じ樹脂製の幹リブ５４ａや放射リブ５６ａが適度に撓みながら荷重受部材４３を支持することができる。また更に、樹脂部材４５が樹脂なので、耐食性を高くすることができ、塗装等の防錆加工が不要である。更には、本体である樹脂部材４５が樹脂なので、さび等によって腐食した場合の強度を加味せず小型に形成することが可能とされる。特に、樹脂部材４５が樹脂製であるため、例えば金属製のブラケットを形成する場合と比較して軽量且つ安価に形成することが可能とされる。このような構成により、樹脂製の樹脂部材４５に金属製の荷重受部材４３を強固に設け、表面処理等の所謂後加工をすることなく耐食性を高め、軽量且つ安価なブラケットを形成することができる。

そして、補強部は、シャフト部４７と接する内側補強部５５と内側補強部５５の周囲に設けられる外側補強部５３とで構成されており、内側補強部５５のリブ５６は、底面５５ａからのＺ方向の高さが外側補強部５３のリブ５４より低い。
従って、荷重受部材４３に加わる力が集中する内側補強部５５のリブ５６の高さを低くすることで樹脂部材４５の荷重受部材４３近傍の剛性を高めることができる。一方、外側補強部５３のリブ５６の高さを高くすることで外側補強部５３の靱性を高めることができる。

このようにして内側補強部５５の剛性を高めつつ外側補強部５３の靱性を高めることで、内側補強部５５によって荷重受部材４３を支持する樹脂部材４５を補強し、剛性が高められた内側補強部５５及びその近傍の樹脂部材４５を靱性が高められた外側補強部５３が内側補強部５５の周囲に設けられ、樹脂部材４５全体としての剛性及び靱性を適度に有するように樹脂部材４５を形成することができる。

そして、樹脂部材４５を構成する樹脂は、ガラス繊維を３０％〜５０％含有する。
従って、樹脂部材４５は、剛性を高めつつ樹脂としての可撓性による靱性を維持することができる。

特に、荷重受部材４３がエンジン等の高温な熱に晒されない位置に設けられたショックアブソーバ２９を支持するようにしたので、締結部分に押圧や引張によるせん断応力及びねじり応力が加わる部材を支持することができる。

以上で本発明に係る樹脂ブラケットの説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、本実施形態では、樹脂ブラケット４１は、トラック１のキャブサスペンション３に設けられたショックアブソーバ２９を支持するため設けられているが、二輪車等のショックアブソーバを支持するために設けられてもよく、家屋等の不動産に用いられてもよい。
また、本実施形態では、樹脂部材４５がガラス繊維を５０％含むＰＡ６６−ＧＦ５０によって形成されているが、これに限らず、強度を有する樹脂であればよい。

３ キャブサスペンション
２９ ショックアブソーバ
４１ 樹脂ブラケット
４３ 荷重受部材
４５ 樹脂部材（本体）
４６ フランジ部（埋設部）
４７ シャフト部
４７ａ ネジ部
５１ 被締結部
５１ａ 座面
５１ｂ 開口
５３ 外側補強部
５３ａ、５５ａ 底面
５４、５６ リブ
５４ａ 幹リブ（放射リブ）
５４ｂ 枝リブ
５５ 内側補強部
５６ａ 放射リブ
５６ｂ 円形リブ
６５ ボルト（締結部材）

Claims (11)

1. 樹脂製の本体と、
   前記本体に一体に形成される被締結部と、
   前記本体に埋設される埋設部と前記埋設部から延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、
   前記本体に設けられてなるリブを有する補強部と、
   を備え、
   前記荷重受部材は、キャブサスペンションのショックアブソーバが取り付けられ、前記ショックアブソーバを支持する、樹脂製ブラケット。
2. 前記補強部は、前記リブが複数設けられてなる、請求項１に記載の樹脂製ブラケット。
3. 前記補強部は、前記リブ同士の間に底面が設けられてなり、
   前記リブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さがそれぞれ異なる、請求項２に記載の樹脂製ブラケット。
4. 前記補強部は、前記シャフト部と接する内側補強部と前記内側補強部の周囲に設けられる外側補強部とで構成されており、
   前記内側補強部のリブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さが前記外側補強部のリブより低い、請求項３に記載の樹脂製ブラケット。
5. 前記本体のうち前記底面を形成する樹脂は、前記シャフト部が延びる方向の厚みが均一である、請求項３または４に記載の樹脂製ブラケット。
6. 前記補強部は、前記荷重受部材を囲う円形の円形リブを有してなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。
7. 前記補強部は、前記荷重受部材から放射状に延びる放射リブを有してなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。
8. 前記補強部は、前記放射リブから枝分かれする枝リブを更に有してなる、請求項７に記載の樹脂製ブラケット。
9. 前記本体を構成する樹脂は、ガラス繊維を３０％〜５０％含有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。
10. 前記シャフト部は、周面にネジ部が設けられてなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。
11. 樹脂製の本体と、
    前記本体に一体に形成される被締結部と、
    前記本体に埋設される埋設部と前記埋設部から延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、
    前記本体に設けられてなる複数のリブを有する補強部と、
    を備え、
    前記補強部は、前記リブ同士の間に底面が設けられてなり、
    前記リブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さがそれぞれ異なり、
    前記補強部は、前記シャフト部と接する内側補強部と前記内側補強部の周囲に設けられる外側補強部とで構成されており、
    前記内側補強部のリブは、前記底面からの前記シャフト部が延びる方向の高さが前記外側補強部のリブより低い、樹脂製ブラケット。

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