JP2023106805A - 車両の締結部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両の締結部構造では、その内部空間への水の浸入により異種金属間のガルバニック腐食が発生する恐れがあるという課題がある。【解決手段】本発明の車両の締結部構造１０では、高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃに、円環状の突起部３１及び窪み部３２が形成される。そして、ボルト１２がウェルドナット１３に締め込まれることで、突起部３１の一部は、窪み部３２内へと圧縮変形する。そして、上端面１４Ｃには、上記突起部３１から形成される止水壁４２が形成される。この構造により、車両の走行中等に、水が高さ調整スペーサ１４の挿通孔１４Ａの内部へと浸入することが防止される。そして、異種金属間のガルバニック腐食の発生が防止され、ボルト１２の水素脆化破壊が防止される。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の締結部構造に関する。

特許文献１には、従来の車両の締結部構造が開示され、駆動ユニットが、連結体及び枢支軸を介してサスペンションメンバに連結されている。そして、連結体とサスペンションメンバとの連結強度を高めるため、サスペンションメンバには、上下板部材、上下板部材を互いに結合させるバルクヘッド及び上下板部材とバルクヘッドとに連結される補強体を備えている。

一方、枢支軸は、上記補強体の間に配設されるカラーと、上記補強体と上記サスペンションメンバとを共締めする締結具と、を備える。そして、カラーの上端部とナットとの間やカラーの下端部とボルトの頭部との間には、上記補強体と上記サスペンションメンバを構成する複数の板部材が挟まれた構造となる。

特開２００７－２５３６４２号公報

上述した締結部構造では、カラーの上端部と板部材との間から、また、ナットやボルトの頭部と板部材との間から水が浸入し、浸入した水がカラーの内部へと溜まる恐れがある。そして、カラーの内部に水が溜まった場合には、ボルトとその周辺の異種金属部品との間にてガルバニック腐食が起き、水素が発生する。そして、発生した水素が、ボルトに吸着し、結晶粒界に拡散し水素脆化疲労により破壊する恐れがあるという課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、車両の締結部構造の内部に水が浸入し、異種金属間におけるガルバニック腐食により、上記締結部構造を構成するボルトの水素脆化破壊を防止する車両の締結部構造を提供することにある。

本発明の車両の締結部構造では、第１の車体フレームと第２の車体フレームとの間に高さ調整スペーサを介在させ、前記第１の車体フレームと前記第２の車体フレームとがボルトとナットとを用いたボルト締結により固定される車両の締結部構造であって、前記ボルトが螺合される第１の挿通孔を有し、前記第１の車体フレームの内側面に溶接固定される前記ナットと、前記ボルトが挿通される第２の挿通孔を有し、前記第１の車体フレームの外側面と接触して配設される前記高さ調整スペーサと、前記第２の車体フレームの取付孔、前記第２の挿通孔、前記第１の車体フレームの取付孔及び前記第１の挿通孔に挿通される前記ボルトと、を備え、前記高さ調整スペーサの前記第１の車体フレームとの接触面には、前記第２の挿通孔の周囲に１周に渡り形成される突起部と、前記突起部の近傍であり前記第２の挿通孔の周囲に１周に渡り形成される窪み部と、が形成されることを特徴とする。

本発明の車両の締結部構造は、高さ調整スペーサの第１の車体フレームとの接触面に、第２の挿通孔の周囲に１周に渡り形成される突起部及び窪み部を有する。そして、ボルトがナットに締め込まれることで、突起部の一部は、窪み部内へと圧縮変形する。そして、上記接触面には、上記突起部から形成される止水壁が形成され、止水壁の天面は、第１の車体フレームと当接状態となる。この構造により、車両の走行中等に、水が高さ調整スペーサの内部へと浸入することが防止される。そして、異種金属間のガルバニック腐食の発生が防止され、上記締結部構造を構成するボルトの水素脆化破壊が防止される。

本発明の実施形態の車両の締結部構造を説明する断面図である。 本発明の実施形態の車両の締結部構造を説明する分解斜視図である。 本発明の実施形態の車両の締結部構造を説明する上面図である。 本発明の実施形態の車両の締結部構造を説明する断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の締結部構造１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では、上下方向は車両の高さ方向を示し、左右方向は車両を前方から見た横幅方向を示し、前後方向は車両の長さ方向を示している。

図１は、本実施形態の車両の締結部構造１０を説明する断面図である。図２は、本実施形態の車両の締結部構造１０を説明する分解斜視図である。図３は、本実施形態の車両の締結部構造１０の高さ調整スペーサ１４を説明する上面図である。図４は、本実施形態の車両の締結部構造１０の高さ調整スペーサ１４を説明する断面図である。

図１及び図２に示す如く、車両の締結部構造１０は、例えば、共通の標準のサスペンションを用いて、各車種に応じた車両の最低地上高の変更をする際に、サスペンションメンバ１７とサスペンションフレーム１８とを固定するために用いられる。尚、サスペンションメンバ１７は、本願発明の第１の車体フレームに対応し、サスペンションフレーム１８は、本願発明の第２の車体フレームに対応する。

ここで、各車種の仕様において、使用目的等に応じて異なる車高の自動車が製造される。そして、それらの車種毎に独自のサスペンションを製造することは製造コストの増大を招く。そこで、高さ調整スペーサ１４が、サスペンションメンバ１７とサスペンションフレーム１８との間に介在することで、サスペンションの共通化が実現され、製造コストの増大が抑制される。

図示したように、車両の締結部構造１０は、主に、ボルト１２と、ウェルドナット１３と、高さ調整スペーサ１４と、プレートナット１５と、ブッシュ１６と、を備える。そして、車両の締結部構造１０は、サスペンションメンバ１７とサスペンションフレーム１８との間に高さ調整スペーサ１４を介在させた状態にて、サスペンションメンバ１７とサスペンションフレーム１８とをボルト締結により固定する。

ウェルドナット１３は、サスペンションメンバ１７に設けられた取付孔１７Ａに挿通されると共に、サスペンションメンバ１７の内側面１７Ｄに溶接固定される。また、ウェルドナット１３の中心部には、ボルト１２と螺合するための挿通孔１３Ａが形成される。そして、一点鎖線は、ボルト１２の軸心２１を示すが、ウェルドナット１３の挿通孔１３Ａの中心は、一点鎖線の上記軸心２１上に位置する。尚、サスペンションメンバ１７の取付孔１７Ａ，１７Ｂの中心は、一点鎖線の上記軸心２１上に位置する。また、挿通孔１３Ａは、本願発明の第１の挿通孔に対応する。

この構造により、ウェルドナット１３は、サスペンションメンバ１７に溶接固定されると共に、その上部側が取付孔１７Ａを介してサスペンションメンバ１７に狭持される。そして、ウェルドナット１３は、予め、サスペンションメンバ１７に溶接固定されることで、サスペンションフレーム１８をサスペンションメンバ１７に組み付ける際の位置決め部として機能する。

高さ調整スペーサ１４は、略円柱形状であり、その上端面１４Ｃ及び下端面１４Ｂは、円形状の平坦面として形成される。高さ調整スペーサ１４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成され、軽量化が図られる。尚、高さ調整スペーサ１４の材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金に限定されるものではなく、亜鉛、マグネシウム等の軽金属や軽金属合金を用いることも出来る。また、防錆処理を施すことで、材料として鋼材を用いることも出来る。

高さ調整スペーサ１４には、その中心にボルト１２を挿通させる挿通孔１４Ａが形成される。挿通孔１４Ａの内径は、ボルト１２の外径と略一致する。そして、高さ調整スペーサ１４の挿通孔１４Ａの中心は、一点鎖線の上記軸心２１上に位置する。尚、挿通孔１４Ａは、本願発明の第２の挿通孔に対応する。

高さ調整スペーサ１４の下端面１４Ｂには、挿通孔１４Ａの周囲に１周に渡り円環状の係止突起部２２が形成される。そして、係止突起部２２が、ブッシュ１６の内筒２４に対して嵌合される。この構造により、組み付け作業時や搬送時に、高さ調整スペーサ１４が、ブッシュ１６から脱落することやブッシュ１６に対して位置ずれし難くなる。一方、詳細は後述するが、高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃは、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃと接触する。そして、上端面１４Ｃには、挿通孔１４Ａの周囲に１周に渡り円環状の突起部３１（図３参照）と窪み部３２（図３参照）が形成される。

ブッシュ１６は、主に、鋼材から形成される内筒２４及び外筒２５と、防振用ゴム部２３とを有する。内筒２４及び外筒２５の中心は、一点鎖線の上記軸心２１上に位置するように配設される。そして、内筒２４と外筒２５との間には、防振用ゴム部２３が介装される。

ブッシュ１６は、サスペンションフレーム１８の所望の箇所に圧入固定される。そして、ボルト１２が、ブッシュ１６の内筒２４に対して挿通される。つまり、ブッシュ１６の内筒２４は、サスペンションフレーム１８の取付孔１１として用いられる。尚、図示したように、ブッシュ１６は、プレートナット１５の上面に載置された状態にて、ボルト１２が、プレートナット１５の下方から挿通される。

ボルト１２は、例えば、高強度鋼製ボルトである。そして、ボルト１２が、プレートナット１５の下方から車両の高さ方向の上方に向けて、順次、プレートナット１５の挿通孔１５Ａ、サスペンションフレーム１８の取付孔１１、高さ調整スペーサ１４の挿通孔１４Ａ、サスペンションメンバ１７の取付孔１７Ｂ及びウェルドナット１３の挿通孔１３Ａへと挿通される。ボルト１２が、ウェルドナット１３に螺合されることで、サスペンションフレーム１８は、サスペンションメンバ１７に対して固定される。

図３に示す如く、高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃは、一点鎖線の上記軸心２１に対して略水平面となる平坦面である。上端面１４Ｃの中心部には挿通孔１４Ａが形成される。そして、上端面１４Ｃには、挿通孔１４Ａの周囲に突起部３１及び窪み部３２が形成される。突起部３１及び窪み部３２は、挿通孔１４Ａの外側に１周に渡り円環状に形成される。例えば、図４にて点線４１にて示すように、窪み部３２は、挿通孔１４Ａと突起部３１との間に形成されると共に、突起部３１は、窪み部３２と連続して形成される。

点線の丸印にて示す領域は、ウェルドナット１３が、サスペンションメンバ１７の内側面１７Ｃにプロジェクション溶接される溶接領域３３を示す。そして、ウェルドナット１３が、サスペンションメンバ１７にプロジェクション溶接されることで、サスペンションメンバ１７の溶接領域３３は、高さ調整スペーサ１４側へと突出する。

つまり、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃ（図４参照）は、平坦面として成形されるが、上記溶接作業により多少の凹凸面へと変形してしまう。その結果、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃと高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃとが、締結後に略全面に渡り密接状態と成り難くなる。そして、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃと高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃとの隙間４３（図４参照）には、外部空間から水が浸入する恐れがある。

また、図示したように、上端面１４Ｃの突起部３１の外側には、位置合わせ突起部３４が形成される。詳細は後述するが、サスペンションメンバ１７には、その外側面１７Ｃ側から位置合わせ窪み部３５（図４参照）が形成される。

図４に示す如く、ボルト１２をウェルドナット１３に対して締め込むことで、高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃとサスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃとは、お互いに圧接された状態となる。上述したように、サスペンションメンバ１７は鋼材から形成され、高さ調整スペーサ１４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成される。

この構造により、高さ調整スペーサ１４では、ハッチング４４にて示すように、サスペンションメンバ１７との硬度の違いにより、突起部３１の大部分は、窪み部３２側へと圧縮変形により潰される。一方、窪み部３２は、潰された突起部３１により埋設される。このとき、突起部３１の全てが窪み部３２側へと圧縮変形することはなく、突起部３１の一部は、窪み部３２の周囲の上端面１４Ｃに円環状の止水壁４２として残存する。その結果、上記隙間４３では、挿通孔１４Ａは、上記止水壁４２により外部空間から区画される。尚、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃは、円環状に止水壁４２の天面と当接している。

車両が、例えば、雨の中を走行し、上記隙間４３に水が浸入した場合でも、水が止水壁４２により堰き止められ、挿通孔１４Ａへと流れ込むことが防止される。そして、止水壁４２の内側の上記隙間４３や挿通孔１４Ａ内にて、高さ調整スペーサ１４とサスペンションメンバ１７やボルト１２との間にてガルバニック腐食が発生することが抑制される。その結果、上記ガルバニック腐食に起因する水素の発生も抑制され、ボルト１２が水素脆化疲労により強度低下し、あるいは破壊することが防止される。

また、図示したように、突起部３１が圧縮変形する際に、高さ調整スペーサ１４の上端面１４Ｃの位置合わせ突起部３４は、サスペンションメンバ１７の位置合わせ窪み部３５内へと収納される。そのため、位置合わせ突起部３４は、サスペンションメンバ１７により圧縮変形することなく、車両の締結部構造１０の締結後も、その形状を維持する。

事故による車両の修理作業等の際に、サスペンションフレーム１８をサスペンションメンバ１７から取り外すことで、高さ調整スペーサ１４も取り外される。そして、修理作業の終了後に、サスペンションフレーム１８をサスペンションメンバ１７へと組み付ける際に、同じ高さ調整スペーサ１４を再利用することが出来る。つまり、高さ調整スペーサ１４の位置合わせ突起部３４は、圧縮変形せず現状形状を維持することで、サスペンションメンバ１７の外側面１７Ｃとの位置合わせが可能となる。その結果、高さ調整スペーサ１４を繰り返し使用することが可能となり、製造コストを抑えることが出来る。

尚、本実施形態では、高さ調整スペーサ１４において、突起部３１が窪み部３２と連続して形成されると共に、突起部３１が窪み部３２の外側に形成される場合について説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、突起部３１が窪み部３２の内側に形成される場合でも良い。また、突起部３１が圧縮変形し、窪み部３２へと移動すればよく、突起部３１と窪み部３２とは連続して形成される必要はなく、お互いに近傍に位置すれば良い。

また、車両の締結部構造１０は、サスペンションメンバ１７とサスペンションフレーム１８との締結部に用いられる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。車両の締結部構造１０は、例えば、高さ調整スペーサ１４を用いて車両の高さ調整が行われるその他の締結箇所においても用いられ、その内部への水の浸入を防止する効果が得られる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

１０ 車両の締結部構造
１１ 取付孔
１２ ボルト
１３ ウェルドナット
１３Ａ 挿通孔
１４ 高さ調整スペーサ
１４Ａ 挿通孔
１４Ｃ 上端面
１５ プレートナット
１５Ａ 挿通孔
１６ ブッシュ
１７ サスペンションメンバ
１７Ａ，１７Ｂ 取付孔
１７Ｃ 外側面
１７Ｄ 内側面
１８ サスペンションフレーム
２１ 軸心
２２ 係止突起部
２３ 防振用ゴム部
２４ 内筒
３１ 突起部
３２ 窪み部
３４ 位置合わせ突起部
３５ 位置合わせ窪み部
４２ 止水壁
４３ 隙間

Claims (5)

1. 第１の車体フレームと第２の車体フレームとの間に高さ調整スペーサを介在させ、前記第１の車体フレームと前記第２の車体フレームとがボルトとナットとを用いたボルト締結により固定される車両の締結部構造であって、
   前記ボルトが螺合される第１の挿通孔を有し、前記第１の車体フレームの内側面に溶接固定される前記ナットと、
   前記ボルトが挿通される第２の挿通孔を有し、前記第１の車体フレームの外側面と接触して配設される前記高さ調整スペーサと、
   前記第２の車体フレームの取付孔、前記第２の挿通孔、前記第１の車体フレームの取付孔及び前記第１の挿通孔に挿通される前記ボルトと、を備え、
   前記高さ調整スペーサの前記第１の車体フレームとの接触面には、前記第２の挿通孔の周囲に１周に渡り形成される突起部と、前記突起部の近傍であり前記第２の挿通孔の周囲に１周に渡り形成される窪み部と、が形成されることを特徴とする車両の締結部構造。
2. 前記高さ調整スペーサの前記接触面には、位置合わせ突起部が形成され、
   前記第１の車体フレームには、前記位置合わせ突起部が挿入される位置合わせ窪み部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の締結部構造。
3. 前記高さ調整スペーサは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の締結部構造。
4. 前記第２の車体フレームの前記取付孔は、前記第２の車体フレームに固定されたブッシュの内筒により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の締結部構造。
5. 前記第１の車体フレームは、サスペンションメンバであり、前記第２の車体フレームは、サスペンションフレームであることを特徴とする請求項４に記載の車両の締結部構造。

Images