JP6967940B2 - 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フランジ部と前記フランジ部から垂直に延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、を備え、前記被締結部は、締結部材が貫通する開口及び前記締結部材が面接触する座面を有し、前記フランジ部は、周縁が前記座面と垂直方向に重なる位置よりも前記シャフト部側に形成され、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、フランジ部が本体に埋設されることで、フランジ部の全体が本体に覆われ、樹脂製の本体に金属製の荷重受部材を強固に設けることができる。また、例えば本体の表面処理、特に被締結部の座面の面粗度を調整するための機械加工をせずに本体の形成と同時に被締結部を形成することができる。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、フランジ部が本体の座面と垂直方向に重なる位置に位置しないようにすることで、座面を形成する樹脂が薄肉になることを抑制し、樹脂が破損することを防止することができる。
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、前記フランジ部は、平面で視た周縁が多角形である。
これにより、フランジ部の周縁の角が本体に係止されるため、シャフト部がその周方向に回転する力がフランジ部に加わる場合であっても、本体に対してフランジ部を回り止めにして強固に支持される。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記フランジ部は、前記平面で視た前記周縁が六角形である。
フランジ部の平面で視た周縁が六角形より角が多いと円形に近づくため本体に各角が係止する力が弱くなる。一方、フランジ部の平面で視た周縁が六角形より角が少ないと角ひとつあたりにかかる応力が大きくなる。しかし、フランジ部の平面で視た周縁を六角形に形成することで、周縁を本体に強固に支持しつつ、フランジ部の各角にかかる応力を低下することができる。

また、本適用例に係る樹脂製ブラケットにおいて、前記荷重受部材は、前記フランジ部と前記シャフト部とが一体に鍛造成形されてなる。
これにより、フランジ部とシャフト部とを一体に、且つ鍛造成形によって一度に形成することで、荷重受部材の成形性を高めると共にフランジ部とシャフト部との接続部分の強度を高めることができる。

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。

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から垂直に延びるシャフト部４７とを有する金属製の荷重受部材４３とが備えられる。

従って、フランジ部４６が樹脂部材４５に埋設されるので、フランジ部４６の全体が樹脂部材４５に覆われ、樹脂製の樹脂部材４５に金属製の荷重受部材４３を強固に設けることが可能とされる。また、例えば樹脂部材４５の表面処理、特に座面５１ａを形成する場合に座面５１ａを形成するための機械加工をせずに樹脂部材４５の形成と同時に被締結部５１を成形することが可能とされる。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、フランジ部４６は、平面４６ａで視た周縁４６ｂが円形と比較して角が樹脂部材４５に引っかかる多角形として六角形に形成されている。
ここで、フランジ部４６の平面４６ａで視た周縁４６ｂが六角形より角が多いと円形に近づくため、樹脂部材４５に各角が係止する力が弱くなる。一方、フランジ部４６の平面４６ａで視た周縁４６ｂが六角形より角が少なと角ひとつあたりにかかる応力が大きくなる。しかし、フランジ部４６の平面４６ａで視た周縁４６ｂを六角形に形成したので、周縁４６ｂを樹脂部材４５に強固に支持しつつ、フランジ部４６の各角にかかる応力を低下することができる。

そして、被締結部５１は、ボルト６５が貫通する開口５１ｂ及びボルト６５が面接触する座面５１ａを有し、フランジ部４６は、周縁４６ｂが座面５１ａと垂直方向に重なる位置よりシャフト部４７側に形成されてなる。
従って、フランジ部４６が樹脂部材４５の座面５１ａと垂直方向に重なる位置に位置しないようにしたので、座面５１ａを形成する樹脂が薄肉になることを抑制し、樹脂が破損することを防止することができる。

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
４６ａ 平面
４６ｂ 周縁
４７ シャフト部
４７ａ ネジ部
５１ 被締結部
５１ａ 座面
５１ｂ 開口
６５ ボルト（締結部材）

Claims (5)

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フランジ部と前記フランジ部から垂直に延びるシャフト部とを有する金属製の荷重受部材と、
   を備え、
   前記被締結部は、締結部材が貫通する開口及び前記締結部材が面接触する座面を有し、
   前記フランジ部は、周縁が前記座面と垂直方向に重なる位置よりも前記シャフト部側に形成され、
   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. 前記フランジ部は、平面で視た周縁が多角形である、請求項１に記載の樹脂製ブラケット。
3. 前記フランジ部は、前記平面で視た周縁が六角形である、請求項２に記載の樹脂製ブラケット。
4. 前記荷重受部材は、前記フランジ部と前記シャフト部とが一体に鍛造成形されてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。
5. 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１〜４のいずれか一項に記載の樹脂製ブラケット。

Images