可動ナット取付構造
【課題】内部へのアクセスが困難な中空構造体に可動ナットを容易に取り付けることができる可動ナット取付構造を提供する。
【解決手段】可動ナット取付構造を、閉断面を有し一体に形成された中空構造体１１と、中空構造体の外表面１１ｄと間隔を隔てて対向する保持面部２１０を有するナットプレート保持部材２００と、中空構造体の外表面とナットプレート保持部材の保持面部との間に配置されたプレート部１１０及びナット部１２０を有し、中空構造体に対してネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレート１００とを有する構成とする。
【解決手段】可動ナット取付構造を、閉断面を有し一体に形成された中空構造体１１と、中空構造体の外表面１１ｄと間隔を隔てて対向する保持面部２１０を有するナットプレート保持部材２００と、中空構造体の外表面とナットプレート保持部材の保持面部との間に配置されたプレート部１１０及びナット部１２０を有し、中空構造体に対してネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレート１００とを有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造体に可動式のナットを取り付ける可動ナット取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車において、車体にサブフレーム等の中空構造体を装着するとともに、ディファレンシャルキャリア等の部品をサブフレームに取り付けられたナットを用いて固定することが知られている。
例えば、特許文献１には、井形形状に形成され車体に取り付けられる車両のリアサブフレームにディファレンシャル装置を取り付けるディファレンシャル装置の支持構造が記載されている。
【０００３】
このようなディファレンシャル装置等を、離間した複数個所でサブフレームに締結する場合、各部品の寸法公差等に起因して締結箇所間のスパンにずれが生じる場合がある。これに対し、サブフレームに対して所定の範囲内で相対変位可能な可動ナット（ガタナット）を用いて寸法誤差を吸収することが知られている。
従来の可動ナット取付構造の一例として、サブフレームを上下２分割していわゆるモナカ状に形成するとともに、その内部にガタナット及びその脱落を防止するカバーを設けるものが知られている（後述する本発明の比較例を参照）。カバーはサブフレームの下側部材の内面に溶接され、ガタナットはカバーの内部で変位可能となっている。このようなガタナット及びカバーは、サブフレームの上下部材を接合する前にあらかじめ配置されている。
【０００４】
また、特許文献２には、車両用の中空構造体の一種であるフロントサイドメンバとして、ハイドロフォームによって一体に形成された筒状体を用いたものが記載されている。
このような一体成型品を用いることによって、部品点数の低減、強度の向上、軽量化等を図ることができるが、この場合には、部品の配置や溶接等の工程における内部へのアクセスが困難であることから、上述したようなガタナットを内部に配置することは困難である。
【０００５】
特許文献３には、一体成型の中空構造体の内部にナットを設ける構造として、目の字断面を有するバンパビームの開口端からナットを挿入することが記載されている。
しかし、このような構造は、バンパビームのように形状が比較的単純であり、端部が開口しており、かつ、ナットが開口端の近傍に設けられる場合には適用可能であるが、例えば井桁状のサブフレームのフロントメンバのように両端部が閉塞された部材に設けられるナットには適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３８５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７７３０号公報
【特許文献３】実開平１−１７４２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サブフレーム等のように内部へのアクセスが困難な中空構造体であっても可動ナットを容易に取り付けることができれば、一体成型品を適用することによって部品点数の低減や軽量化を図ることが可能となる。
本発明の課題は、内部へのアクセスが困難な中空構造体に可動ナットを容易に取り付けることができる可動ナット取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、閉断面を有しかつ一体に形成された中空構造体と、前記中空構造体の外部に固定されかつ前記中空構造体の外表面と間隔を隔てて対向する保持面部を有するナットプレート保持部材と、前記中空構造体の前記外表面と前記ナットプレート保持部材の前記保持面部との間に配置されたプレート部及び前記プレート部の法線方向に略沿ってボルトが挿入されるネジ部が形成されたナット部を有し、前記中空構造体に対して前記ネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレートとを有することを特徴とする中空構造体の可動ナット取付構造である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記ナットプレートは、金属板からなるプレート部の前記中空構造体側の面にナット部を固定して構成されることを特徴とする請求項１に記載の中空構造体の可動ナット取付構造である。
請求項３の発明は、前記ナットプレート保持部材は、前記中空構造体から前記保持面部にわたして設けられ前記保持面部を支持する支持部と、前記支持部に形成され、前記ナットプレートが外部から挿入される挿入開口とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動ナット取付構造である。
請求項４の発明は、前記ナットプレート保持部材の前記保持面部は、前記中空構造体の前記外表面との間隔が前記プレート部の厚さより大きくかつ前記プレート部の厚さと前記ナット部の厚さの和より小さく形成され、前記中空構造体の前記外表面に前記ナット部の少なくとも一部が挿入される開口が形成され、前記ナットプレートは、前記ナットプレート保持部材を前記中空構造体に固定する際に予め前記中空構造体と前記ナットプレート保持部材との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の可動ナット取付構造である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えばハイドロフォーム等によって一体に形成された中空構造体であっても、内部に部品配置や溶接等のためにアクセスする必要がなく容易に可動ナットを取り付けることができる。このため、可動ナットを取り付ける必要があるために従来は一体成型を適用しにくかった中空構造体であっても、一体成型を適用して部品点数の低減及び軽量化を図ることができる。
また、ナット部に挿入されるボルトからの荷重が負荷されるナットプレート保持部材は、中空構造体のうちナットプレートが設けられる箇所の近傍にのみ設ければよいことから、中空構造体が直接荷重を受ける既存の構造のように中空構造体を全体的に補強して重量が増加することがない
さらに、中空構造体とナットプレート保持部材とを固定した後にナットプレートを挿入可能な構成とすることによって、中空構造体及びナットプレート保持部材に塗装等を施す場合であっても、塗料によって可動ナットが固着したり、ネジ部に塗装が入り込んで品質が損なわれることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例１を有する車両用サブフレームの外観斜視図である。
【図２】実施例１の可動ナット取付構造の横断面図である。
【図３】図２のIII−III部矢視図である。
【図４】実施例１の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図５】実施例１の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。
【図６】本発明の比較例である可動ナット取付構造の横断面図である。
【図７】図６のVII−VII部矢視図である。
【図８】比較例の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図９】比較例の可動ナット取付構造におけるガタナット及びカバーの部品図である。
【図１０】本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例２の横断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI部矢視図である。
【図１２】実施例２の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図１３】実施例２の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、内部へのアクセスが困難な中空構造体に可動ナットを容易に取り付けることができる可動ナット取付構造を提供する課題を、ハイドロフォームによって形成されたサブフレームのフロントメンバ下部にロワメンバを溶接し、サブフレーム下面とロワメンバの間に、鉄板にウェルディングナットを固定したナットプレートを変位可能に挟み込むことによって解決した。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例１について説明する。実施例１において、例えば、車両は例えば乗用車等の自動車であって、可動ナット取付構造は車体後部の下部に取り付けられるサブフレームに設けられ、ディファレンシャルキャリアの前端部の固定に用いられる。
図１は、実施例１におけるサブフレーム周辺部の外観斜視図である。
サブフレーム１０は、ハウジング２０を支持するサスペンション３０の各リンク等の車体側の端部、及び、ディファレンシャルキャリア４０を支持するものである。
なお、以下の説明において、前後左右上下等の方向は、特記ない限り車両装着状態における方向を示すものとする。
【００１４】
サブフレーム１０は、フロントメンバ１１、リアメンバ１２、サイドメンバ１３を有し、車両上方から見た平面形がほぼ矩形または井桁状に形成されている。
フロントメンバ１１は、サブフレーム１０の前部に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
リアメンバ１２は、サブフレーム１０の後部に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
サイドメンバ１３は、フロントメンバ１１の左右端部近傍から、リアメンバ１２の左右端部近傍にかけてそれぞれ設けられ、前後方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
これらの各メンバ１１〜１３は、例えば、鋼製の筒状体をハイドロフォーミングすること等によって、閉断面を有する中空体として形成されている。
サブフレーム１０は、フロントメンバ１１及びリアメンバ１２の両端部にそれぞれ設けられたマウント５０を介して図示しない車体に固定されている。マウント５０は、例えば中心軸を鉛直方向に略沿わせて配置された円筒ゴムブッシュである。
【００１５】
ハウジング２０は、図示しない車輪を支持するハブ２１を、車軸回りに回転可能に支持するハブベアリングが収容される部材である。
サスペンション３０は、ハウジング２０をサブフレーム１０に対して、略上下方向にストローク可能に支持するものである。サスペンション３０は、フロントラテラルリンク３１、図示しないリアラテラルリンク、アッパアーム３２、トレーリングリンク３３等を備えている。
フロントラテラルリンク３１及びリアラテラルリンクは、それぞれ車幅方向にほぼ沿って延びるとともに、前後方向に離間して配置され、サイドメンバ１３の下部とハウジング２０の下部とを連結する部材である。
アッパアーム３２は、車幅方向にほぼ沿って延びるとともに、サイドメンバ１３の上部とハウジング２０の上部とを連結する部材である。
トレーリングリンク３３は、前後方向にほぼ沿って延びるとともに、フロントメンバ１１の端部とハウジング２０の下部とを連結する部材である。
上述した各リンク、アームのサブフレーム１０側の端部は、それぞれ円筒ブッシュ等を介してサブフレーム１０に対して揺動可能に接続されている。
【００１６】
ディファレンシャルキャリア４０は、図示しないプロペラシャフトの回転を減速して左右のドライブシャフト４１に伝達する最終減速機構、及び、左右輪の回転数差を吸収する差動機構等を収容する例えば鋳物製の部材である。
ディファレンシャルキャリア４０の後端部は、水平方向に車両後方側から挿入されるボルトによって、サブフレーム１０のリアメンバ１２に締結されている。
また、ディファレンシャルキャリア４０の前端部は、鉛直方向に車両下方側から挿入されるボルトによって、サブフレーム１０のフロントメンバ１１に締結されている。
実施例１の可動ナット取付構造は、このディファレンシャルキャリア４０の前端部が締結されるフロントメンバ１１の中央部に設けられている。
【００１７】
以下、実施例１の可動ナット取付構造について、より詳細に説明する。
図２は、実施例１の可動ナット取付構造の横断面図（フロントメンバ１１の長手方向と直交する断面で切ったもの）であり、図１及び図３のII−II部矢視断面を示すものである。
図３は、実施例１の可動ナット取付構造を車両前方側から見た正面図であって、図２のIII−III部矢視図である。
図４は、実施例１の可動ナット取付構造の外観斜視図であって、車両前方側の斜め上側から見た図である。
図５は、実施例１の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。図５において、図５（ａ）は外観斜視図であり、図５（ｂ）は車両装着状態における上方から見た平面図である。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、それぞれ図５（ｂ）のｂ−ｂ部矢視図及びｄ−ｄ部矢視図である。
【００１８】
図２に示すように、フロントメンバ１１は、ハイドロフォームによって一体に形成された上面部１１ａ、下面部１１ｂ、前面部１１ｃ、後面部１１ｄを有し、略矩形の横断面形状を有する。下面部１１ｂには、ボルトの逃げ孔１１ｅが形成されている。
実施例１の可動ナット取付構造は、ナットプレート１００及びロワメンバ２００を備えて構成されている。
【００１９】
ナットプレート１００は、プレート部１１０、ナット部１２０を備えている。
プレート部１１０は、例えば、鋼板をプレス加工して形成されている。プレート部１１０は、図５等に示すように、一体に形成された中央部１１１、先端部１１２、後端部１１３を備えている。
中央部１１１は、車両前後方向（フロントメンバ１１を横断する方向）にほぼ沿って水平に延びた帯状の平板部である。中央部１１１には、図示しないボルトが挿入される開口が形成されている。
先端部１１２は、ナットプレート１１０をロワメンバ２００に差し込む際の先端となる部分である。実施例１においては、車両前方側から後方側へナットプレート１１０を挿入するため、中央部１１１の車両後方側の端部から延びて形成され、中央部１１１と同じ幅の帯状に形成されている。なお、ナットプレート１１０の挿入方向はこれに限定されず、他の方向から挿入してもよい。
後端部１１３は、中央部１１１の車両前方側の端部に設けられ、中央部１１１に対してサブフレーム１１の長手方向における幅が広く形成された部分である。この後端部１１３は、ロワメンバ２００へのナットプレート１００の挿入深さを規制するストッパとして機能する。
【００２０】
これらの中央部１１１、先端部１１２、後端部１１３を有することによって、プレート部１１０を上方から見た平面形は、図５（ｂ）等に示すように略Ｔ字状に形成されている。
また、先端部１１２及び後端部１１３は、図２、図５（ｃ）等に示すように、中央部１１１に対して段状に上方（フロントメンバ１１側）に張り出して形成されている。
ここで、中央部１１１と先端部１１２との間の段差、及び、中央部１１１と後端部１１３との間の段差の水平方向距離（間隔）は、後述するロワメンバ２００の前面部２２０と後面部２３０との間隔よりも小さく設定されている。
【００２１】
ナット部１２０は、プレート部１１０の中央部１１１の上面に溶接により固定された汎用のウェルディングナットである。
ナット部１２０は、その中央部に中心軸が鉛直方向に沿って配置されたネジ部が形成され、図示しないボルトを締結される。ナット部１２０の外径は、上方及び側方から見た形状が略矩形であるキューブ状に形成されている。
【００２２】
ロワメンバ２００は、例えば鋼板をプレス加工して形成されている。ロワメンバ２００は、ナットプレート１００を保持する本発明にいうナットプレート保持部材として機能する。図２等に示すように、ロワメンバ２００は、一枚の板材を曲げ加工して一体に形成された下面部２１０、前面部２２０、後面部２３０を備えている。この結果、ロワメンバ２００を車幅方向から見た横断面形状は、上方に開いた略コの字状に形成されている。
下面部２１０は、略水平に配置された平板状の部分であって、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと間隔を隔てて対向して配置されている。この下面部２１０は、ナットプレート１００を保持する本発明にいう保持面部として機能する。ここで、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと、下面部２１０との間隔は、ナットプレート１００のプレート部１１０及びナット部１２０の厚さの和よりも大きく設定され、その結果、ナットプレート１００の挿入を妨げないようになっている。
また、下面部２１０の中央部には、ボルトが挿入される開口２１１が形成されている。
【００２３】
前面部２２０及び後面部２３０は、下面部２１０の車両前方側及び後方側の端縁より上方へ立ち上げられた平板状の部分である。これらの前面部２２０及び後面部２３０は、フロントメンバ１１に対して下面部２１０を支持する本発明にいう支持部として機能する。
前面部２２０及び後面部２３０の上部は、フロントメンバ１１の前面部１１ｃ及び後面部１１ｄにそれぞれ沿わせて配置され、前面部１１ｃ、後面部１１ｄと例えば溶接等によって接合され固定されている。
【００２４】
前面部２２０の下部には、ナットプレート１００が挿入される開口２２１が形成されている。開口２２１は、略矩形に形成された貫通穴である。開口２２１の高さ方向の寸法は、ナットプレート１００の最も厚い部分が通過するのに支障ないように設定されている。開口２２１の下端部は、下面部２１０よりも高い位置（フロントメンバ１１側の位置）に配置されている。開口２２１の下端部と下面部２１０との段差は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１と後端部１１３との段差よりも小さく設定されている。開口２２１の車幅方向（フロントメンバ１１の長手方向）における寸法は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１及び先端部１１２の幅よりも所定の隙間だけ大きく、かつ、後端部１１３の幅よりも小さくなるように設定されている。
【００２５】
後面部２３０の下部には、ナットプレート１００が所定の締結位置に配置された際に、プレート部１１０の先端部１１２が突き出す開口２３１が形成されている。開口２３１は、略矩形に形成された貫通穴である。開口２３１の高さ方向の寸法は、ナットプレート１００の先端部１１２が挿入されるのに支障ないように設定されている。開口２３１の下端部は、下面部２１０よりも高い位置に配置されている。開口２３１の下端部と下面部２１０との段差は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１と先端部１１２との段差よりも小さく設定されている。開口２３１の車幅方向における寸法は、ナットプレート１００の先端部１１２の幅よりも所定の隙間だけ大きくなるように設定されている。
【００２６】
上述したロワメンバ２００は、図３、図４等に示すように、フロントメンバ１１のうちナットプレート１００が配置される領域にのみ部分的に設けられている。
【００２７】
次に、上述した実施例１の可動ナット取付構造の製造工程について説明する。
先ず、例えば鉄系金属からなる電縫管等の筒状体を型内に配置して内径側に液圧をかけ、ハイドロフォーミングによってサブフレーム１０のフロントメンバ１１等を形成する。その後、冶具を用いて各メンバを組み上げて溶接等によって接合し、その他の部品等を装着してサブフレーム１０を形成する。
次に、フロントメンバ１１の下部にロワメンバ２００を溶接して固定する。
そして、防錆等のため、サブフレーム１０及びロワメンバ２００にカチオン電着塗装等の塗装を施す。
【００２８】
塗装の乾燥後、サブフレーム１０にディファレンシャルキャリア４０を搭載するのに先立ち、ロワメンバ２００の前面部２２０の開口２２１から、ナットプレート１００を先端部１１２側から挿入し、図２等に示すように、先端部１１２が後面部２３０の開口２３１から突出した状態とする。
そして、サブフレーム１０にディファレンシャルキャリア４０をあてがい、ボルトをディファレンシャルキャリア４０の図示しないボルト孔を経由してナットプレート１００のナット部１２０に挿入する。このとき、ボルトがナット部１２０のネジ部と同心となるように、ナットプレート１００はロワメンバ２００の下面部２１０と摺動して水平方向に変位し、その位置を調整される。この位置調整は、ロワメンバ２００の下面部２１０の開口２１１からナット部１２０に工具等を差し込んで行ってもよく、また、作業者がナットプレート１００のうちロワメンバ２００から突出した部分を把持して行っても良い。
【００２９】
このとき、ナットプレート１００は、車両の前後方向には、プレート部１１０の段差の間隔Ｌ１（図２参照）とロワメンバ２００の前面部２２０と後面部２３０との間隔Ｌ２との差であるガタの範囲内でフロントメンバ１１に対して相対移動可能となっている。
また、ナットプレート１００は、車幅方向には、プレート部１１０の幅Ｗ１（図３参照）と開口２２１，２３１の幅Ｗ２との差であるガタの範囲内でフロントメンバ１１に対して相対移動可能となっている。
【００３０】
そして、ボルトをナット部１２０に締結することによって、ディファレンシャルキャリア４０の前端部は、サブフレーム１０のフロントメンバ１１に結合される。
このとき、ナットプレート１００は、プレート部１１０の側端縁部が前面部２２０及び後面部２３０の開口２２１，２３１の側縁部と当接することによって回り止めがなされる。
また、ナットプレート１００のプレート部１１０の中央部１１１は、締結対象物であるディファレンシャルキャリア４０の図示しないボルト孔部と協働して、ボルトの張力によってロワメンバ２００の下面部２１０を挟持する。このとき、ロワメンバ２００はディファレンシャルキャリア４０の重量等の荷重を支えることになる。
【００３１】
以下、上述した実施例１の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。なお、比較例及び後述する実施例２においては、上述した実施例１と実質的に同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図６は、比較例の可動ナット取付構造の横断面図であって、図７のVI−VI部矢視断面図である。
図７は、比較例の可動ナット取付構造を車両前方側から見た図であって、図６のVII−VII部矢視図である。
図８は、比較例の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
図９は、比較例の可動ナット取付構造におけるガタナット及びカバーの部品図である。
【００３２】
比較例においては、実施例１のフロントメンバ１１に変えて、上下２分割のフロントメンバ５１０を備えている。フロントメンバ５１０は、上側部材５１１及び下側部材５１２をいわゆるモナカ状に溶接して中空梁状に形成されている。
フロントメンバ５１０の内部には、ガタナット５２０及びナットカバー５３０が設けられている。
【００３３】
ガタナット５２０は、比較的肉厚の矩形のプレートの中央部にネジ部を形成したものである。ガタナット５２０は、フロントメンバ５１０の底面部に非固定状態で載せられている。
ナットカバー５３０は、フロントメンバ５１０内におけるガタナット５２０の変位可能範囲を規制してガタナット５２０の脱落を防止するとともに、ガタナット５２０の回り止めをするものである。
ナットカバー５３０は、カバー部５３１及び溶接しろ５３２を例えばプレス成型によって一体に形成したものである。
カバー部５３１は、下側に開口したトレイ状に形成され、その内寸はガタナット５２０の外形よりも大きく形成されている。カバー部５３１には、図９に示すように、ボルトが挿入される逃げ孔５３３が形成されている。
溶接しろ５３２は、カバー部５３１の下端部から突き出して設けられ、ナットカバー５３０をフロントメンバ５１０の底面に溶接するのにもちいられるタブ状の部分である。
【００３４】
比較例においては、ガタナット５２０は、その外寸とカバー部５３１の内寸との差の範囲内でフロントメンバ５１０に対して相対変位可能となっている。
比較例のようにガタナット５２０とナットカバー５３０を用いて、ナットカバー５３０をフロントメンバ５１０の内面に溶接する構造とした場合、フロントメンバ５１０をハイドロフォーム等による一体成型とすることは難しい。仮に溶接トーチ等を挿入できる程度の大きな開口をフロントメンバに設ければ施工は不可能ではないが、この場合フロントメンバの強度が著しく低下してしまう。
また、比較例のようにフロントメンバ５１０を上下２分割とした場合、部品点数が増加するとともに、フロントメンバ５１０の全長にわたって上側部材５１１と下側部材５１２との溶接を行う必要があることから、重量が増加するとともに、溶接時の熱等による寸法精度低下等の弊害も懸念される。
さらに、下側部材５１２にはガタナット５２０及び図示しないボルトからの荷重が負荷されることから、例えば板厚をある程度大きくしたり、複数枚のパネルを重ねた構造とするなどして補強する必要が生じ、さらに重量が増加してしまう。
また、比較例の場合サブフレームをカチオン電着塗装する際に、ガタナット５２０が下側部材５１２やナットカバー５３０に固着するおそれがあり、ネジ部への塗料の付着を防止するためには例えば捨てボルトを挿入してマスキングするなどの対策が必要となる。
また、ナットカバー５３０の溶接しろ５３２が下側部材５１２に溶接される溶接部は、サブフレームの完成後には外側から確認することが困難であり、溶接品質の確認が難しい。
また、ガタナット５２０及びナットカバー５３０は、通常汎用品を用いることが困難であり、専用品を準備する必要があるから、コストが増加してしまう。
【００３５】
これに対し、実施例１によれば、サブフレーム１０のフロントメンバ１１をハイドロフォームによって一体に形成し、部品点数の低減、強度向上、軽量化を図った場合であっても、その外部からロワメンバ２００を固定し、これにナットプレート１００を挿入することによって、容易に可動ナット取付構造を設けることができる。
このようなロワメンバ２００は、可動ナット取付構造が設けられる箇所にのみ配置すればよく、比較例のようにフロントメンバの下面部を全体的に補強する場合と比較してさらに軽量化することができる。
さらに、ナットプレート１００のプレート部１１０もロワメンバ２００を補強する部材として機能することから、ロワメンバ２００はより強固となる。
また、ロワメンバ２００とフロントメンバ１１との溶接個所は、サブフレーム１０の完成後においても外側から容易に目視できることから、溶接品質の確認が容易である。
さらに、ナットプレート１００をサブフレーム１０のカチオン電着塗装後に挿入することによって、ナットプレート１００が塗料によって固着したり、ネジ部の品質が損なわれることがない。
また、ナットプレート１００のナット部１２０は汎用のウェルディングナットを用いることができるので、コストを低減することができる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例２について説明する。
図１０は、実施例２の可動ナット取付構造の横断面図であって、実施例１における図２に相当する断面を示すものである。
図１１は、実施例２の可動ナット取付構造を下側から見た図であって、図１０のXI−XI部矢視図である。
図１２は、実施例２の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
図１３は、実施例２におけるナットプレートの部品図である。
【００３７】
実施例２の可動ナット取付構造は、実施例１のナットプレート１００及びロワメンバ２００に代えて、以下説明するナットプレート３００及びロワメンバ４００を備えている。
図１３に示すように、ナットプレート３００は、プレート部３１０、ナット部３２０を備えている。
プレート部３１０は、略矩形に形成された平板状の部材である。
ナット部３２０は、実施例１のナット部１２０と同様のウェルディングナットである。
ナットプレート３００は、プレート部３１０の長辺方向をフロントメンバ１１の長手方向と略沿わせて配置されるとともに、その一方の端部は、ロワメンバ４００から突き出して配置されている。
【００３８】
ロワメンバ４００は、例えば鋼板をプレス加工して形成されたナットプレート保持部材である。
ロワメンバ４００は、下面部４１０、前面部４２０、後面部４３０、爪部４４０，４５０等を備えている。ロワメンバ４００は、車幅方向から見た横断面形状が、上方に開いた略コの字状に形成されている。
【００３９】
下面部４１０は、略水平に配置された平板状の部分であって、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと間隔を隔てて対向して配置されている。下面部４１０には、ボルトが挿入される開口４１１が形成されている。ロワメンバ４００の下面部４１０とフロントメンバ１１の下面部１１ｄとの間隔は、ナットプレート３００のプレート部３１０の厚さより大きく、かつ、プレート部３１０とナット部３２０との厚さの和より小さく形成されている。
このため、ナット部３２０は、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに形成された開口１１ｆ（図１１参照）から、その上端部がフロントメンバ１１の内部に挿入されている。
この開口１１ｆは、ナット部３２０の外形よりも大きく形成されるとともに、ナットプレート３００の変位可能な範囲を規制している。すなわち、ナットプレート３００は、ナット部３２０の外形と開口１１ｆとの間に形成されるガタの範囲内で変位可能となっている。
また、実施例２では、ナットプレート３００は、実施例１のようにロワメンバ４００の固定後に挿入できないことから、ロワメンバ４００をフロントメンバ１１に溶接する際に、予めフロントメンバ１１とロワメンバ４００との間に挟み込まれる。
【００４０】
前面部４２０及び後面部４３０は、下面部４１０の車両前方側及び後方側の端縁より上方へ立ち上げられた平板状の部分である。
前面部４２０及び後面部４３０の上部は、フロントメンバ１１の前面部１１ｃ及び後面部１１ｄにそれぞれ沿わせて配置され、前面部１１ｃ、後面部１１ｄと例えば溶接等によって接合され固定されている。
【００４１】
爪部４４０，４５０は、フロントメンバ１１の長手方向におけるロワメンバ４００の一方の端部に設けられている。
爪部４４０は、前面部４２０の下端部から、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに沿って車両後方側に突き出した部分である。
爪部４５０は、後面部４３０の下端部から、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに沿って車両前方側に突き出した部分である。
爪部４４０，４５０の突端部は、図１１に示すように、ナットプレート３００のプレート部３１０の側縁部と対向して配置されている。爪部４４０，４５０の間隔は、ナットプレート３００の変位を妨げないように、プレート部３１０の幅より大きく設定されている。これらの爪部４４０，４５０は、ボルトをナットプレート３００のナット部３２０に締結する際に、ナットプレート３００の回り止めを行うものである。
【００４２】
また、爪部４４０，４５０は、ロワメンバ４００をフロントメンバ１１に溶接する際に、フロントメンバ１１の下面部１１ｂとロワメンバ４００の下面部４１０との間隔を位置決めする位置決め手段としても機能する。
なお、このような爪部４４０，４５０は、ロワメンバ４００の両端部に設けてもよく、この場合、上述した位置決め効果を向上することができる。
以上説明した実施例２においても、上述した実施例１の効果と実質的に同様の効果（ナットプレートへの塗料の付着に関するものを除く）を得ることができる。また、可動ナット取付構造のフロントメンバ１１からの張り出し量が低減されることから、スペース効率が向上する。
【００４３】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
各実施例では中空構造体は例えば車両のリアサブフレームであるが、本発明はこれに限らず、一体に形成された他の中空構造体への可動ナット取付にも適用することができる。例えば、中空構造体は一体に形成されたフロントサブフレーム、クロスメンバ、ピラー等であってもよく、締結対象となる部品等も特に限定されない。また、中空構造体を形成する手法もハイドロフォームに限定されず、例えばアルミニウム合金等の押し出し材を用いて中空構造体を形成してもよい。
また、ナットプレート及びその保持部材の形状や構造、材質等も特に限定されない。
【符号の説明】
【００４４】
１０ サブフレーム １１ フロントメンバ
１１ａ 上面部 １１ｂ 下面部
１１ｃ 前面部 １１ｄ 後面部
１１ｅ 逃げ孔 １１ｆ 開口
１２ リアメンバ １３ サイドメンバ
２０ ハウジング ２１ ハブ
３０ サスペンション ３１ フロントラテラルリンク
３２ アッパアーム ３３ トレーリングリンク
４０ ディファレンシャルキャリア ４１ ドライブシャフト
５０ マウント
１００ ナットプレート １１０ プレート部
１１１ 中央部 １１２ 先端部
１１３ 後端部 １２０ ナット部
２００ ロワメンバ
２１０ 下面部 ２１１ 開口
２２０ 前面部 ２２１ 開口
２３０ 後面部 ２３１ 開口
３００ ナットプレート
３１０ プレート部 ３２０ ナット部
４００ ロワメンバ ４１０ 下面部
４２０ 前面部 ４３０ 後面部
４４０ 爪部 ４５０ 爪部
５１０ フロントメンバ
５１１ 上側部材 ５１２ 下側部材
５２０ ガタナット ５３０ ナットカバー
５３１ カバー部 ５３２ 溶接しろ
５３３ 逃げ孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造体に可動式のナットを取り付ける可動ナット取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車において、車体にサブフレーム等の中空構造体を装着するとともに、ディファレンシャルキャリア等の部品をサブフレームに取り付けられたナットを用いて固定することが知られている。
例えば、特許文献１には、井形形状に形成され車体に取り付けられる車両のリアサブフレームにディファレンシャル装置を取り付けるディファレンシャル装置の支持構造が記載されている。
【０００３】
このようなディファレンシャル装置等を、離間した複数個所でサブフレームに締結する場合、各部品の寸法公差等に起因して締結箇所間のスパンにずれが生じる場合がある。これに対し、サブフレームに対して所定の範囲内で相対変位可能な可動ナット（ガタナット）を用いて寸法誤差を吸収することが知られている。
従来の可動ナット取付構造の一例として、サブフレームを上下２分割していわゆるモナカ状に形成するとともに、その内部にガタナット及びその脱落を防止するカバーを設けるものが知られている（後述する本発明の比較例を参照）。カバーはサブフレームの下側部材の内面に溶接され、ガタナットはカバーの内部で変位可能となっている。このようなガタナット及びカバーは、サブフレームの上下部材を接合する前にあらかじめ配置されている。
【０００４】
また、特許文献２には、車両用の中空構造体の一種であるフロントサイドメンバとして、ハイドロフォームによって一体に形成された筒状体を用いたものが記載されている。
このような一体成型品を用いることによって、部品点数の低減、強度の向上、軽量化等を図ることができるが、この場合には、部品の配置や溶接等の工程における内部へのアクセスが困難であることから、上述したようなガタナットを内部に配置することは困難である。
【０００５】
特許文献３には、一体成型の中空構造体の内部にナットを設ける構造として、目の字断面を有するバンパビームの開口端からナットを挿入することが記載されている。
しかし、このような構造は、バンパビームのように形状が比較的単純であり、端部が開口しており、かつ、ナットが開口端の近傍に設けられる場合には適用可能であるが、例えば井桁状のサブフレームのフロントメンバのように両端部が閉塞された部材に設けられるナットには適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３８５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７７３０号公報
【特許文献３】実開平１−１７４２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サブフレーム等のように内部へのアクセスが困難な中空構造体であっても可動ナットを容易に取り付けることができれば、一体成型品を適用することによって部品点数の低減や軽量化を図ることが可能となる。
本発明の課題は、内部へのアクセスが困難な中空構造体に可動ナットを容易に取り付けることができる可動ナット取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、閉断面を有しかつ一体に形成された中空構造体と、前記中空構造体の外部に固定されかつ前記中空構造体の外表面と間隔を隔てて対向する保持面部を有するナットプレート保持部材と、前記中空構造体の前記外表面と前記ナットプレート保持部材の前記保持面部との間に配置されたプレート部及び前記プレート部の法線方向に略沿ってボルトが挿入されるネジ部が形成されたナット部を有し、前記中空構造体に対して前記ネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレートとを有することを特徴とする中空構造体の可動ナット取付構造である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記ナットプレートは、金属板からなるプレート部の前記中空構造体側の面にナット部を固定して構成されることを特徴とする請求項１に記載の中空構造体の可動ナット取付構造である。
請求項３の発明は、前記ナットプレート保持部材は、前記中空構造体から前記保持面部にわたして設けられ前記保持面部を支持する支持部と、前記支持部に形成され、前記ナットプレートが外部から挿入される挿入開口とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動ナット取付構造である。
請求項４の発明は、前記ナットプレート保持部材の前記保持面部は、前記中空構造体の前記外表面との間隔が前記プレート部の厚さより大きくかつ前記プレート部の厚さと前記ナット部の厚さの和より小さく形成され、前記中空構造体の前記外表面に前記ナット部の少なくとも一部が挿入される開口が形成され、前記ナットプレートは、前記ナットプレート保持部材を前記中空構造体に固定する際に予め前記中空構造体と前記ナットプレート保持部材との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の可動ナット取付構造である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えばハイドロフォーム等によって一体に形成された中空構造体であっても、内部に部品配置や溶接等のためにアクセスする必要がなく容易に可動ナットを取り付けることができる。このため、可動ナットを取り付ける必要があるために従来は一体成型を適用しにくかった中空構造体であっても、一体成型を適用して部品点数の低減及び軽量化を図ることができる。
また、ナット部に挿入されるボルトからの荷重が負荷されるナットプレート保持部材は、中空構造体のうちナットプレートが設けられる箇所の近傍にのみ設ければよいことから、中空構造体が直接荷重を受ける既存の構造のように中空構造体を全体的に補強して重量が増加することがない
さらに、中空構造体とナットプレート保持部材とを固定した後にナットプレートを挿入可能な構成とすることによって、中空構造体及びナットプレート保持部材に塗装等を施す場合であっても、塗料によって可動ナットが固着したり、ネジ部に塗装が入り込んで品質が損なわれることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例１を有する車両用サブフレームの外観斜視図である。
【図２】実施例１の可動ナット取付構造の横断面図である。
【図３】図２のIII−III部矢視図である。
【図４】実施例１の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図５】実施例１の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。
【図６】本発明の比較例である可動ナット取付構造の横断面図である。
【図７】図６のVII−VII部矢視図である。
【図８】比較例の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図９】比較例の可動ナット取付構造におけるガタナット及びカバーの部品図である。
【図１０】本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例２の横断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI部矢視図である。
【図１２】実施例２の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
【図１３】実施例２の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、内部へのアクセスが困難な中空構造体に可動ナットを容易に取り付けることができる可動ナット取付構造を提供する課題を、ハイドロフォームによって形成されたサブフレームのフロントメンバ下部にロワメンバを溶接し、サブフレーム下面とロワメンバの間に、鉄板にウェルディングナットを固定したナットプレートを変位可能に挟み込むことによって解決した。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例１について説明する。実施例１において、例えば、車両は例えば乗用車等の自動車であって、可動ナット取付構造は車体後部の下部に取り付けられるサブフレームに設けられ、ディファレンシャルキャリアの前端部の固定に用いられる。
図１は、実施例１におけるサブフレーム周辺部の外観斜視図である。
サブフレーム１０は、ハウジング２０を支持するサスペンション３０の各リンク等の車体側の端部、及び、ディファレンシャルキャリア４０を支持するものである。
なお、以下の説明において、前後左右上下等の方向は、特記ない限り車両装着状態における方向を示すものとする。
【００１４】
サブフレーム１０は、フロントメンバ１１、リアメンバ１２、サイドメンバ１３を有し、車両上方から見た平面形がほぼ矩形または井桁状に形成されている。
フロントメンバ１１は、サブフレーム１０の前部に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
リアメンバ１２は、サブフレーム１０の後部に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
サイドメンバ１３は、フロントメンバ１１の左右端部近傍から、リアメンバ１２の左右端部近傍にかけてそれぞれ設けられ、前後方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
これらの各メンバ１１〜１３は、例えば、鋼製の筒状体をハイドロフォーミングすること等によって、閉断面を有する中空体として形成されている。
サブフレーム１０は、フロントメンバ１１及びリアメンバ１２の両端部にそれぞれ設けられたマウント５０を介して図示しない車体に固定されている。マウント５０は、例えば中心軸を鉛直方向に略沿わせて配置された円筒ゴムブッシュである。
【００１５】
ハウジング２０は、図示しない車輪を支持するハブ２１を、車軸回りに回転可能に支持するハブベアリングが収容される部材である。
サスペンション３０は、ハウジング２０をサブフレーム１０に対して、略上下方向にストローク可能に支持するものである。サスペンション３０は、フロントラテラルリンク３１、図示しないリアラテラルリンク、アッパアーム３２、トレーリングリンク３３等を備えている。
フロントラテラルリンク３１及びリアラテラルリンクは、それぞれ車幅方向にほぼ沿って延びるとともに、前後方向に離間して配置され、サイドメンバ１３の下部とハウジング２０の下部とを連結する部材である。
アッパアーム３２は、車幅方向にほぼ沿って延びるとともに、サイドメンバ１３の上部とハウジング２０の上部とを連結する部材である。
トレーリングリンク３３は、前後方向にほぼ沿って延びるとともに、フロントメンバ１１の端部とハウジング２０の下部とを連結する部材である。
上述した各リンク、アームのサブフレーム１０側の端部は、それぞれ円筒ブッシュ等を介してサブフレーム１０に対して揺動可能に接続されている。
【００１６】
ディファレンシャルキャリア４０は、図示しないプロペラシャフトの回転を減速して左右のドライブシャフト４１に伝達する最終減速機構、及び、左右輪の回転数差を吸収する差動機構等を収容する例えば鋳物製の部材である。
ディファレンシャルキャリア４０の後端部は、水平方向に車両後方側から挿入されるボルトによって、サブフレーム１０のリアメンバ１２に締結されている。
また、ディファレンシャルキャリア４０の前端部は、鉛直方向に車両下方側から挿入されるボルトによって、サブフレーム１０のフロントメンバ１１に締結されている。
実施例１の可動ナット取付構造は、このディファレンシャルキャリア４０の前端部が締結されるフロントメンバ１１の中央部に設けられている。
【００１７】
以下、実施例１の可動ナット取付構造について、より詳細に説明する。
図２は、実施例１の可動ナット取付構造の横断面図（フロントメンバ１１の長手方向と直交する断面で切ったもの）であり、図１及び図３のII−II部矢視断面を示すものである。
図３は、実施例１の可動ナット取付構造を車両前方側から見た正面図であって、図２のIII−III部矢視図である。
図４は、実施例１の可動ナット取付構造の外観斜視図であって、車両前方側の斜め上側から見た図である。
図５は、実施例１の可動ナット取付構造におけるナットプレートの部品図である。図５において、図５（ａ）は外観斜視図であり、図５（ｂ）は車両装着状態における上方から見た平面図である。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、それぞれ図５（ｂ）のｂ−ｂ部矢視図及びｄ−ｄ部矢視図である。
【００１８】
図２に示すように、フロントメンバ１１は、ハイドロフォームによって一体に形成された上面部１１ａ、下面部１１ｂ、前面部１１ｃ、後面部１１ｄを有し、略矩形の横断面形状を有する。下面部１１ｂには、ボルトの逃げ孔１１ｅが形成されている。
実施例１の可動ナット取付構造は、ナットプレート１００及びロワメンバ２００を備えて構成されている。
【００１９】
ナットプレート１００は、プレート部１１０、ナット部１２０を備えている。
プレート部１１０は、例えば、鋼板をプレス加工して形成されている。プレート部１１０は、図５等に示すように、一体に形成された中央部１１１、先端部１１２、後端部１１３を備えている。
中央部１１１は、車両前後方向（フロントメンバ１１を横断する方向）にほぼ沿って水平に延びた帯状の平板部である。中央部１１１には、図示しないボルトが挿入される開口が形成されている。
先端部１１２は、ナットプレート１１０をロワメンバ２００に差し込む際の先端となる部分である。実施例１においては、車両前方側から後方側へナットプレート１１０を挿入するため、中央部１１１の車両後方側の端部から延びて形成され、中央部１１１と同じ幅の帯状に形成されている。なお、ナットプレート１１０の挿入方向はこれに限定されず、他の方向から挿入してもよい。
後端部１１３は、中央部１１１の車両前方側の端部に設けられ、中央部１１１に対してサブフレーム１１の長手方向における幅が広く形成された部分である。この後端部１１３は、ロワメンバ２００へのナットプレート１００の挿入深さを規制するストッパとして機能する。
【００２０】
これらの中央部１１１、先端部１１２、後端部１１３を有することによって、プレート部１１０を上方から見た平面形は、図５（ｂ）等に示すように略Ｔ字状に形成されている。
また、先端部１１２及び後端部１１３は、図２、図５（ｃ）等に示すように、中央部１１１に対して段状に上方（フロントメンバ１１側）に張り出して形成されている。
ここで、中央部１１１と先端部１１２との間の段差、及び、中央部１１１と後端部１１３との間の段差の水平方向距離（間隔）は、後述するロワメンバ２００の前面部２２０と後面部２３０との間隔よりも小さく設定されている。
【００２１】
ナット部１２０は、プレート部１１０の中央部１１１の上面に溶接により固定された汎用のウェルディングナットである。
ナット部１２０は、その中央部に中心軸が鉛直方向に沿って配置されたネジ部が形成され、図示しないボルトを締結される。ナット部１２０の外径は、上方及び側方から見た形状が略矩形であるキューブ状に形成されている。
【００２２】
ロワメンバ２００は、例えば鋼板をプレス加工して形成されている。ロワメンバ２００は、ナットプレート１００を保持する本発明にいうナットプレート保持部材として機能する。図２等に示すように、ロワメンバ２００は、一枚の板材を曲げ加工して一体に形成された下面部２１０、前面部２２０、後面部２３０を備えている。この結果、ロワメンバ２００を車幅方向から見た横断面形状は、上方に開いた略コの字状に形成されている。
下面部２１０は、略水平に配置された平板状の部分であって、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと間隔を隔てて対向して配置されている。この下面部２１０は、ナットプレート１００を保持する本発明にいう保持面部として機能する。ここで、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと、下面部２１０との間隔は、ナットプレート１００のプレート部１１０及びナット部１２０の厚さの和よりも大きく設定され、その結果、ナットプレート１００の挿入を妨げないようになっている。
また、下面部２１０の中央部には、ボルトが挿入される開口２１１が形成されている。
【００２３】
前面部２２０及び後面部２３０は、下面部２１０の車両前方側及び後方側の端縁より上方へ立ち上げられた平板状の部分である。これらの前面部２２０及び後面部２３０は、フロントメンバ１１に対して下面部２１０を支持する本発明にいう支持部として機能する。
前面部２２０及び後面部２３０の上部は、フロントメンバ１１の前面部１１ｃ及び後面部１１ｄにそれぞれ沿わせて配置され、前面部１１ｃ、後面部１１ｄと例えば溶接等によって接合され固定されている。
【００２４】
前面部２２０の下部には、ナットプレート１００が挿入される開口２２１が形成されている。開口２２１は、略矩形に形成された貫通穴である。開口２２１の高さ方向の寸法は、ナットプレート１００の最も厚い部分が通過するのに支障ないように設定されている。開口２２１の下端部は、下面部２１０よりも高い位置（フロントメンバ１１側の位置）に配置されている。開口２２１の下端部と下面部２１０との段差は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１と後端部１１３との段差よりも小さく設定されている。開口２２１の車幅方向（フロントメンバ１１の長手方向）における寸法は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１及び先端部１１２の幅よりも所定の隙間だけ大きく、かつ、後端部１１３の幅よりも小さくなるように設定されている。
【００２５】
後面部２３０の下部には、ナットプレート１００が所定の締結位置に配置された際に、プレート部１１０の先端部１１２が突き出す開口２３１が形成されている。開口２３１は、略矩形に形成された貫通穴である。開口２３１の高さ方向の寸法は、ナットプレート１００の先端部１１２が挿入されるのに支障ないように設定されている。開口２３１の下端部は、下面部２１０よりも高い位置に配置されている。開口２３１の下端部と下面部２１０との段差は、ナットプレート１００のプレート部１１０における中央部１１１と先端部１１２との段差よりも小さく設定されている。開口２３１の車幅方向における寸法は、ナットプレート１００の先端部１１２の幅よりも所定の隙間だけ大きくなるように設定されている。
【００２６】
上述したロワメンバ２００は、図３、図４等に示すように、フロントメンバ１１のうちナットプレート１００が配置される領域にのみ部分的に設けられている。
【００２７】
次に、上述した実施例１の可動ナット取付構造の製造工程について説明する。
先ず、例えば鉄系金属からなる電縫管等の筒状体を型内に配置して内径側に液圧をかけ、ハイドロフォーミングによってサブフレーム１０のフロントメンバ１１等を形成する。その後、冶具を用いて各メンバを組み上げて溶接等によって接合し、その他の部品等を装着してサブフレーム１０を形成する。
次に、フロントメンバ１１の下部にロワメンバ２００を溶接して固定する。
そして、防錆等のため、サブフレーム１０及びロワメンバ２００にカチオン電着塗装等の塗装を施す。
【００２８】
塗装の乾燥後、サブフレーム１０にディファレンシャルキャリア４０を搭載するのに先立ち、ロワメンバ２００の前面部２２０の開口２２１から、ナットプレート１００を先端部１１２側から挿入し、図２等に示すように、先端部１１２が後面部２３０の開口２３１から突出した状態とする。
そして、サブフレーム１０にディファレンシャルキャリア４０をあてがい、ボルトをディファレンシャルキャリア４０の図示しないボルト孔を経由してナットプレート１００のナット部１２０に挿入する。このとき、ボルトがナット部１２０のネジ部と同心となるように、ナットプレート１００はロワメンバ２００の下面部２１０と摺動して水平方向に変位し、その位置を調整される。この位置調整は、ロワメンバ２００の下面部２１０の開口２１１からナット部１２０に工具等を差し込んで行ってもよく、また、作業者がナットプレート１００のうちロワメンバ２００から突出した部分を把持して行っても良い。
【００２９】
このとき、ナットプレート１００は、車両の前後方向には、プレート部１１０の段差の間隔Ｌ１（図２参照）とロワメンバ２００の前面部２２０と後面部２３０との間隔Ｌ２との差であるガタの範囲内でフロントメンバ１１に対して相対移動可能となっている。
また、ナットプレート１００は、車幅方向には、プレート部１１０の幅Ｗ１（図３参照）と開口２２１，２３１の幅Ｗ２との差であるガタの範囲内でフロントメンバ１１に対して相対移動可能となっている。
【００３０】
そして、ボルトをナット部１２０に締結することによって、ディファレンシャルキャリア４０の前端部は、サブフレーム１０のフロントメンバ１１に結合される。
このとき、ナットプレート１００は、プレート部１１０の側端縁部が前面部２２０及び後面部２３０の開口２２１，２３１の側縁部と当接することによって回り止めがなされる。
また、ナットプレート１００のプレート部１１０の中央部１１１は、締結対象物であるディファレンシャルキャリア４０の図示しないボルト孔部と協働して、ボルトの張力によってロワメンバ２００の下面部２１０を挟持する。このとき、ロワメンバ２００はディファレンシャルキャリア４０の重量等の荷重を支えることになる。
【００３１】
以下、上述した実施例１の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。なお、比較例及び後述する実施例２においては、上述した実施例１と実質的に同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図６は、比較例の可動ナット取付構造の横断面図であって、図７のVI−VI部矢視断面図である。
図７は、比較例の可動ナット取付構造を車両前方側から見た図であって、図６のVII−VII部矢視図である。
図８は、比較例の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
図９は、比較例の可動ナット取付構造におけるガタナット及びカバーの部品図である。
【００３２】
比較例においては、実施例１のフロントメンバ１１に変えて、上下２分割のフロントメンバ５１０を備えている。フロントメンバ５１０は、上側部材５１１及び下側部材５１２をいわゆるモナカ状に溶接して中空梁状に形成されている。
フロントメンバ５１０の内部には、ガタナット５２０及びナットカバー５３０が設けられている。
【００３３】
ガタナット５２０は、比較的肉厚の矩形のプレートの中央部にネジ部を形成したものである。ガタナット５２０は、フロントメンバ５１０の底面部に非固定状態で載せられている。
ナットカバー５３０は、フロントメンバ５１０内におけるガタナット５２０の変位可能範囲を規制してガタナット５２０の脱落を防止するとともに、ガタナット５２０の回り止めをするものである。
ナットカバー５３０は、カバー部５３１及び溶接しろ５３２を例えばプレス成型によって一体に形成したものである。
カバー部５３１は、下側に開口したトレイ状に形成され、その内寸はガタナット５２０の外形よりも大きく形成されている。カバー部５３１には、図９に示すように、ボルトが挿入される逃げ孔５３３が形成されている。
溶接しろ５３２は、カバー部５３１の下端部から突き出して設けられ、ナットカバー５３０をフロントメンバ５１０の底面に溶接するのにもちいられるタブ状の部分である。
【００３４】
比較例においては、ガタナット５２０は、その外寸とカバー部５３１の内寸との差の範囲内でフロントメンバ５１０に対して相対変位可能となっている。
比較例のようにガタナット５２０とナットカバー５３０を用いて、ナットカバー５３０をフロントメンバ５１０の内面に溶接する構造とした場合、フロントメンバ５１０をハイドロフォーム等による一体成型とすることは難しい。仮に溶接トーチ等を挿入できる程度の大きな開口をフロントメンバに設ければ施工は不可能ではないが、この場合フロントメンバの強度が著しく低下してしまう。
また、比較例のようにフロントメンバ５１０を上下２分割とした場合、部品点数が増加するとともに、フロントメンバ５１０の全長にわたって上側部材５１１と下側部材５１２との溶接を行う必要があることから、重量が増加するとともに、溶接時の熱等による寸法精度低下等の弊害も懸念される。
さらに、下側部材５１２にはガタナット５２０及び図示しないボルトからの荷重が負荷されることから、例えば板厚をある程度大きくしたり、複数枚のパネルを重ねた構造とするなどして補強する必要が生じ、さらに重量が増加してしまう。
また、比較例の場合サブフレームをカチオン電着塗装する際に、ガタナット５２０が下側部材５１２やナットカバー５３０に固着するおそれがあり、ネジ部への塗料の付着を防止するためには例えば捨てボルトを挿入してマスキングするなどの対策が必要となる。
また、ナットカバー５３０の溶接しろ５３２が下側部材５１２に溶接される溶接部は、サブフレームの完成後には外側から確認することが困難であり、溶接品質の確認が難しい。
また、ガタナット５２０及びナットカバー５３０は、通常汎用品を用いることが困難であり、専用品を準備する必要があるから、コストが増加してしまう。
【００３５】
これに対し、実施例１によれば、サブフレーム１０のフロントメンバ１１をハイドロフォームによって一体に形成し、部品点数の低減、強度向上、軽量化を図った場合であっても、その外部からロワメンバ２００を固定し、これにナットプレート１００を挿入することによって、容易に可動ナット取付構造を設けることができる。
このようなロワメンバ２００は、可動ナット取付構造が設けられる箇所にのみ配置すればよく、比較例のようにフロントメンバの下面部を全体的に補強する場合と比較してさらに軽量化することができる。
さらに、ナットプレート１００のプレート部１１０もロワメンバ２００を補強する部材として機能することから、ロワメンバ２００はより強固となる。
また、ロワメンバ２００とフロントメンバ１１との溶接個所は、サブフレーム１０の完成後においても外側から容易に目視できることから、溶接品質の確認が容易である。
さらに、ナットプレート１００をサブフレーム１０のカチオン電着塗装後に挿入することによって、ナットプレート１００が塗料によって固着したり、ネジ部の品質が損なわれることがない。
また、ナットプレート１００のナット部１２０は汎用のウェルディングナットを用いることができるので、コストを低減することができる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明を適用した可動ナット取付構造の実施例２について説明する。
図１０は、実施例２の可動ナット取付構造の横断面図であって、実施例１における図２に相当する断面を示すものである。
図１１は、実施例２の可動ナット取付構造を下側から見た図であって、図１０のXI−XI部矢視図である。
図１２は、実施例２の可動ナット取付構造の外観斜視図である。
図１３は、実施例２におけるナットプレートの部品図である。
【００３７】
実施例２の可動ナット取付構造は、実施例１のナットプレート１００及びロワメンバ２００に代えて、以下説明するナットプレート３００及びロワメンバ４００を備えている。
図１３に示すように、ナットプレート３００は、プレート部３１０、ナット部３２０を備えている。
プレート部３１０は、略矩形に形成された平板状の部材である。
ナット部３２０は、実施例１のナット部１２０と同様のウェルディングナットである。
ナットプレート３００は、プレート部３１０の長辺方向をフロントメンバ１１の長手方向と略沿わせて配置されるとともに、その一方の端部は、ロワメンバ４００から突き出して配置されている。
【００３８】
ロワメンバ４００は、例えば鋼板をプレス加工して形成されたナットプレート保持部材である。
ロワメンバ４００は、下面部４１０、前面部４２０、後面部４３０、爪部４４０，４５０等を備えている。ロワメンバ４００は、車幅方向から見た横断面形状が、上方に開いた略コの字状に形成されている。
【００３９】
下面部４１０は、略水平に配置された平板状の部分であって、フロントメンバ１１の下面部１１ｄと間隔を隔てて対向して配置されている。下面部４１０には、ボルトが挿入される開口４１１が形成されている。ロワメンバ４００の下面部４１０とフロントメンバ１１の下面部１１ｄとの間隔は、ナットプレート３００のプレート部３１０の厚さより大きく、かつ、プレート部３１０とナット部３２０との厚さの和より小さく形成されている。
このため、ナット部３２０は、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに形成された開口１１ｆ（図１１参照）から、その上端部がフロントメンバ１１の内部に挿入されている。
この開口１１ｆは、ナット部３２０の外形よりも大きく形成されるとともに、ナットプレート３００の変位可能な範囲を規制している。すなわち、ナットプレート３００は、ナット部３２０の外形と開口１１ｆとの間に形成されるガタの範囲内で変位可能となっている。
また、実施例２では、ナットプレート３００は、実施例１のようにロワメンバ４００の固定後に挿入できないことから、ロワメンバ４００をフロントメンバ１１に溶接する際に、予めフロントメンバ１１とロワメンバ４００との間に挟み込まれる。
【００４０】
前面部４２０及び後面部４３０は、下面部４１０の車両前方側及び後方側の端縁より上方へ立ち上げられた平板状の部分である。
前面部４２０及び後面部４３０の上部は、フロントメンバ１１の前面部１１ｃ及び後面部１１ｄにそれぞれ沿わせて配置され、前面部１１ｃ、後面部１１ｄと例えば溶接等によって接合され固定されている。
【００４１】
爪部４４０，４５０は、フロントメンバ１１の長手方向におけるロワメンバ４００の一方の端部に設けられている。
爪部４４０は、前面部４２０の下端部から、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに沿って車両後方側に突き出した部分である。
爪部４５０は、後面部４３０の下端部から、フロントメンバ１１の下面部１１ｂに沿って車両前方側に突き出した部分である。
爪部４４０，４５０の突端部は、図１１に示すように、ナットプレート３００のプレート部３１０の側縁部と対向して配置されている。爪部４４０，４５０の間隔は、ナットプレート３００の変位を妨げないように、プレート部３１０の幅より大きく設定されている。これらの爪部４４０，４５０は、ボルトをナットプレート３００のナット部３２０に締結する際に、ナットプレート３００の回り止めを行うものである。
【００４２】
また、爪部４４０，４５０は、ロワメンバ４００をフロントメンバ１１に溶接する際に、フロントメンバ１１の下面部１１ｂとロワメンバ４００の下面部４１０との間隔を位置決めする位置決め手段としても機能する。
なお、このような爪部４４０，４５０は、ロワメンバ４００の両端部に設けてもよく、この場合、上述した位置決め効果を向上することができる。
以上説明した実施例２においても、上述した実施例１の効果と実質的に同様の効果（ナットプレートへの塗料の付着に関するものを除く）を得ることができる。また、可動ナット取付構造のフロントメンバ１１からの張り出し量が低減されることから、スペース効率が向上する。
【００４３】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
各実施例では中空構造体は例えば車両のリアサブフレームであるが、本発明はこれに限らず、一体に形成された他の中空構造体への可動ナット取付にも適用することができる。例えば、中空構造体は一体に形成されたフロントサブフレーム、クロスメンバ、ピラー等であってもよく、締結対象となる部品等も特に限定されない。また、中空構造体を形成する手法もハイドロフォームに限定されず、例えばアルミニウム合金等の押し出し材を用いて中空構造体を形成してもよい。
また、ナットプレート及びその保持部材の形状や構造、材質等も特に限定されない。
【符号の説明】
【００４４】
１０ サブフレーム １１ フロントメンバ
１１ａ 上面部 １１ｂ 下面部
１１ｃ 前面部 １１ｄ 後面部
１１ｅ 逃げ孔 １１ｆ 開口
１２ リアメンバ １３ サイドメンバ
２０ ハウジング ２１ ハブ
３０ サスペンション ３１ フロントラテラルリンク
３２ アッパアーム ３３ トレーリングリンク
４０ ディファレンシャルキャリア ４１ ドライブシャフト
５０ マウント
１００ ナットプレート １１０ プレート部
１１１ 中央部 １１２ 先端部
１１３ 後端部 １２０ ナット部
２００ ロワメンバ
２１０ 下面部 ２１１ 開口
２２０ 前面部 ２２１ 開口
２３０ 後面部 ２３１ 開口
３００ ナットプレート
３１０ プレート部 ３２０ ナット部
４００ ロワメンバ ４１０ 下面部
４２０ 前面部 ４３０ 後面部
４４０ 爪部 ４５０ 爪部
５１０ フロントメンバ
５１１ 上側部材 ５１２ 下側部材
５２０ ガタナット ５３０ ナットカバー
５３１ カバー部 ５３２ 溶接しろ
５３３ 逃げ孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉断面を有しかつ一体に形成された中空構造体と、
前記中空構造体の外部に固定されかつ前記中空構造体の外表面と間隔を隔てて対向する保持面部を有するナットプレート保持部材と、
前記中空構造体の前記外表面と前記ナットプレート保持部材の前記保持面部との間に配置されたプレート部及び前記プレート部の法線方向に略沿ってボルトが挿入されるネジ部が形成されたナット部を有し、前記中空構造体に対して前記ネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレートと
を有することを特徴とする中空構造体の可動ナット取付構造。
【請求項２】
前記ナットプレートは、金属板からなるプレート部の前記中空構造体側の面にナット部を固定して構成されること
を特徴とする請求項１に記載の中空構造体の可動ナット取付構造。
【請求項３】
前記ナットプレート保持部材は、前記中空構造体から前記保持面部にわたして設けられ前記保持面部を支持する支持部と、
前記支持部に形成され、前記ナットプレートが外部から挿入される挿入開口と
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動ナット取付構造。
【請求項４】
前記ナットプレート保持部材の前記保持面部は、前記中空構造体の前記外表面との間隔が前記プレート部の厚さより大きくかつ前記プレート部の厚さと前記ナット部の厚さの和より小さく形成され、
前記中空構造体の前記外表面に前記ナット部の少なくとも一部が挿入される開口が形成され、
前記ナットプレートは、前記ナットプレート保持部材を前記中空構造体に固定する際に予め前記中空構造体と前記ナットプレート保持部材との間に配置されること
を特徴とする請求項２に記載の可動ナット取付構造。
【請求項１】
閉断面を有しかつ一体に形成された中空構造体と、
前記中空構造体の外部に固定されかつ前記中空構造体の外表面と間隔を隔てて対向する保持面部を有するナットプレート保持部材と、
前記中空構造体の前記外表面と前記ナットプレート保持部材の前記保持面部との間に配置されたプレート部及び前記プレート部の法線方向に略沿ってボルトが挿入されるネジ部が形成されたナット部を有し、前記中空構造体に対して前記ネジ部の中心軸とほぼ直交する方向に相対変位可能とされたナットプレートと
を有することを特徴とする中空構造体の可動ナット取付構造。
【請求項２】
前記ナットプレートは、金属板からなるプレート部の前記中空構造体側の面にナット部を固定して構成されること
を特徴とする請求項１に記載の中空構造体の可動ナット取付構造。
【請求項３】
前記ナットプレート保持部材は、前記中空構造体から前記保持面部にわたして設けられ前記保持面部を支持する支持部と、
前記支持部に形成され、前記ナットプレートが外部から挿入される挿入開口と
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動ナット取付構造。
【請求項４】
前記ナットプレート保持部材の前記保持面部は、前記中空構造体の前記外表面との間隔が前記プレート部の厚さより大きくかつ前記プレート部の厚さと前記ナット部の厚さの和より小さく形成され、
前記中空構造体の前記外表面に前記ナット部の少なくとも一部が挿入される開口が形成され、
前記ナットプレートは、前記ナットプレート保持部材を前記中空構造体に固定する際に予め前記中空構造体と前記ナットプレート保持部材との間に配置されること
を特徴とする請求項２に記載の可動ナット取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１６３０６８（Ｐ２０１０−１６３０６８Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３２５（Ｐ２００９−７３２５）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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