(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
車体の前後方向及び横方向の少なくとも一方に延在し、当該車体に対し軸方向両端のブラケットを介して固定される車体補強装置において、前記両端のブラケットのうちの一方のブラケットに連結されるハウジングと、該ハウジング内に一端部が収容され他端部が前記両端のブラケットのうちの他方のブラケットに連結されるロッドと、該ロッドの一端部と前記ハウジングとの間に介装され、前記両端のブラケット間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与するばね部材と、前記ハウジングに装着され前記ロッドの軸に対し直交する方向に押圧する摩擦機構とを備え、該摩擦機構は、テーパ形状の内周面を有し前記ロッドを囲繞するように前記ハウジングに保持される筒状部材と、該筒状部材に収容され、当該筒状部材の内周面に当接するテーパ形状の外周面を有すると共に、前記ロッドの外周面に当接する内周面を有し、前記ロッドの軸に平行な切欠が形成された環状部材と、該環状部材を前記ロッドの軸方向に付勢する付勢部材と、前記筒状部材に保持され、前記付勢部材を支持する支持部材とを備え、前記環状部材が前記ロッドの軸に対し直交する方向に前記ロッドの外周面を押圧するように構成したことを特徴とする車体補強装置。
前記ロッドの一端部の所望の軸方向位置に固定されるナットを備え、該ナットの軸方向固定位置に応じて前記ばね部材の付勢力を調整するように構成したことを特徴とする請求項1記載の車体補強装置。
前記ばね部材は、前記ロッドの一端部回りに巻装される単一の圧縮コイルばねで構成され、該圧縮コイルばねの一方の軸方向端部が前記ロッドの第1の軸方向位置に支持されると共に、当該圧縮コイルばねの他方の軸方向端部が、前記第1の軸方向位置から所定距離離隔した前記ロッドの第2の軸方向位置で支持されるように配設されると共に、前記ハウジング内に前記所定距離を隔てて形成された第1の係合部及び第2の係合部に、夫々前記圧縮コイルばねの一方及び他方の軸方向端部が支持されるように配設することを特徴とする請求項1又は2記載の車体補強装置。
前記ハウジングは、前記ロッドを軸方向移動可能に支持すると共に前記摩擦機構を保持し、前記第1の係合部を有する第1の筒状部材と、該第1の筒状部材に接合され、前記第2の係合部を有する第2の筒状部材とを備えたことを特徴とする請求項3記載の車体補強装置。
前記ロッドの中間部と前記ハウジングとの間に介装され、前記両端のブラケット間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与する第2のばね部材を備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の車体補強装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載の車体用補強装置においては、減衰力発生手段として油圧式減衰器が用いられているが、変位に対する減衰力の調整が容易でないというだけでなく、車種や取付け箇所に応じて種々の油圧式減衰器を用意しなければならず、車両に付設可能な後付部品としての汎用性に欠ける。
【0005】
そこで、本発明は、車体の前後方向及び横方向の少なくとも一方に延在し、当該車体に対し軸方向両端のブラケットを介して固定される車体補強装置において、簡単な構成で、種々の車両や種々の取付け箇所に付設し得る車体補強装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を達成するため、本発明は、車体の前後方向及び横方向の少なくとも一方に延在し、当該車体に対し軸方向両端のブラケットを介して固定される車体補強装置において、前記両端のブラケットのうちの一方のブラケットに連結されるハウジングと、該ハウジング内に一端部が収容され他端部が前記両端のブラケットのうちの他方のブラケットに連結されるロッドと、該ロッドの一端部と前記ハウジングとの間に介装され、前記両端のブラケット間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与するばね部材と、前記ハウジングに装着され前記ロッドの軸に対し直交する方向に押圧する摩擦機構とを備え
、該摩擦機構は、テーパ形状の内周面を有し前記ロッドを囲繞するように前記ハウジングに保持される筒状部材と、該筒状部材に収容され、当該筒状部材の内周面に当接するテーパ形状の外周面を有すると共に、前記ロッドの外周面に当接する内周面を有し、前記ロッドの軸に平行な切欠が形成された環状部材と、該環状部材を前記ロッドの軸方向に付勢する付勢部材と、前記筒状部材に保持され、前記付勢部材を支持する支持部材とを備え、前記環状部材が前記ロッドの軸に対し直交する方向に前記ロッドの外周面を押圧するように構成したものである。
【0007】
上記の車体補強装置において、前記ロッドの一端部の所望の軸方向位置に固定されるナットを備え、該ナットの軸方向固定位置に応じて前記ばね部材の付勢力を調整するように構成するとよい。
【0008】
更に、上記の車体補強装置において、前記ばね部材は、前記ロッドの一端部回りに巻装される単一の圧縮コイルばねで構成され、該圧縮コイルばねの一方の軸方向端部が前記ロッドの第1の軸方向位置に支持されると共に、当該圧縮コイルばねの他方の軸方向端部が、前記第1の軸方向位置から所定距離離隔した前記ロッドの第2の軸方向位置で支持されるように配設されると共に、前記ハウジング内に前記所定距離を隔てて形成された第1の係合部及び第2の係合部に、夫々前記圧縮コイルばねの一方及び他方の軸方向端部が支持されるように配設するとよい。
【0009】
前記ハウジングは、前記ロッドを軸方向移動可能に支持すると共に前記摩擦機構を保持し、前記第1の係合部を有する第1の筒状部材と、該第1の筒状部材に接合され、前記第2の係合部を有する第2の筒状部材とを備えたものとするとよい。
【0011】
更に、上記の車体補強装置において、前記ロッドの中間部と前記ハウジングとの間に介装され、前記両端のブラケット間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与する第2のばね部材を備えたものとしてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の車体補強装置においては、両端のブラケットのうちの一方のブラケットに連結されるハウジングと、該ハウジング内に一端部が収容され他端部が両端のブラケットのうちの他方のブラケットに連結されるロッドと、該ロッドの一端部とハウジングとの間に介装され、両端のブラケット間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与するばね部材と、ハウジングに装着されロッドの軸に対し直交する方向に押圧する摩擦機構とを備えたものであるので、簡単な剛性調整機構を構成することができ、汎用性に優れ、種々の車両や種々の取付け箇所に付設することができる。
特に、上記摩擦機構が前述の環状部材、付勢部材、筒状部材及び支持部材で構成されており、これらの部材全てをハウジング内に収容することができるので、装置全体をシンプルな形状とすることができ、車両への装着が容易となる。
【0013】
上記の車体補強装置において、ロッドの一端部の所望の軸方向位置に固定されるナットを備え、該ナットの軸方向固定位置に応じてばね部材の付勢力を調整するように構成すれば、種々の車両や種々の取付け箇所に応じて容易に剛性調整を行うことができる。
【0014】
更に、上記の車体補強装置において、ばね部材を、ロッドの一端部回りに巻装される単一の圧縮コイルばねで構成し、前述のように配設すれば、種々のばね特性の圧縮コイルばねを用いて適切な剛性調整を行うことができ、種々の車両や種々の取付け箇所に対し、最適な剛性の車体補強装置を提供することができる。また、ハウジングを、上記の第1の筒状部材と第2の筒状部材で構成すれば、容易に組み付けを行うことができる。
【0016】
上記の車体補強装置において、更に、前述の第2のばね部材を備えたものとすれば、二つのばね特性を組み合わせた剛性調整機構を容易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】本発明の一実施形態に係る車体補強装置の一部を示す断面図である。
【
図2】本発明の他の実施形態に係る車体補強装置の一部を示す断面図である。
【
図3】本発明の更に他の実施形態に係る車体補強装置の一部を示す断面図である。
【
図4】本発明の一実施形態に係る車体補強装置に供されるばね部材のばね特性を示すグラフである。
【
図5】本発明の他の実施形態に係る車体補強装置に供されるばね部材のばね特性を示すグラフである。
【
図6】本発明の車体補強装置に供し得るばね部材の他の態様を示す断面図である。
【
図7】
図5に示すばね部材のばね特性を示すグラフである。
【
図8】本発明の車体補強装置に供し得るばね部材の更に他の態様を示す正面図である。
【
図9】
図8に示すばね部材のばね特性を示すグラフである。
【
図10】本発明の車体補強装置に供し得るばね部材の別の態様を示す断面図である。
【
図11】
図10に示すばね部材のばね特性を示すグラフである。
【
図12】本発明の一実施形態に係る車体補強装置を示す断面図である。
【
図13】本発明の一実施形態に係る車体補強装置を車両に装着する一実施例を示す斜視図である。
【
図14】本発明の一実施形態に係る車体補強装置を車両に装着する他の実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図12は本発明の一実施形態に係る車体補強装置RD1の全体構成を示すもので、車体(図示せず)の前後方向及び横方向の少なくとも一方に延在するように車体補強装置RD1が配設され、軸方向両端のブラケットBR1及びBR2を介して車体に固定される。一方のブラケットBR1はハウジング10の一部と一体に形成され、このハウジング10内にロッド20の一端部が収容され、その他端部が他方のブラケットBR2に螺合されている。このブラケットBR2と同様、ブラケットBR1も別体としてハウジング10に螺合することとしてもよく、ブラケットBR1及びBR2とハウジング10との連結構造はどのような態様としてもよい。尚、
図12は断面図であるが視認性を確保するためハッチングを省略している。
【0019】
図1は上記の車体補強装置RD1の一部(
図12の左側部分)を示すもので、ロッド20の一端部とハウジング10との間に、ブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離を拡大及び縮小する力に抗して付勢力を付与し剛性調整機構を構成するばね部材30が介装されている。更に、ロッド20の軸に対し直交する方向に押圧する摩擦機構40がハウジング10に装着されている。
【0020】
本実施形態のハウジング10は、第1の筒状部材を構成する円筒状の本体ケース11と、その一端部に接合され第2の筒状部材を構成する有底筒体の支持ケース12と、本体ケース11の他端部に接合される円筒状のカバー14によって構成されており、本体ケース11と支持ケース12は螺合され、ナット13によって所定位置に保持される。支持ケース12の底部にはブラケットBR1が一体に形成されており、支持ケース12は異なる内径部分を有し、その内周面に環状段部12aが形成されている。尚、支持ケース12内に上記のばね部材30が収容され、本体ケース11には摩擦機構40が装着されているが、これらの詳細については後述する。
【0021】
一方、本実施形態のロッド20は、中実体21と円筒体22に二分割され、両者が螺合され、ナット23によって所定の軸方向長さに保持されている。中実体21は、その先端から上記の螺合部に向かって、小径部21a、中径部21b及び大径部21cを有する段付形状に形成されており、大径部21cと中径部21bとの間に段差21dが形成されると共に、中径部21bと小径部21aとの間に段差21eが形成されている。更に、小径部21aの外周面には螺子が形成されており、これに一対のナット24が螺合され、所望の軸方向位置で保持し得るように構成されている。尚、大径部21cは本体ケース11に摺動自在に嵌合されている。
【0022】
中径部21bの回りには、本実施形態のばね部材30を構成する円筒形状の圧縮コイルばね31が巻装されると共に、その両側にワッシャ32及び33が装着されている。即ち、中径部21bと大径部21cの間の段差21dに当接するワッシャ32と、ナット24に当接するワッシャ33との間に、圧縮コイルばね31が介装されている。そして、
図1に示す初期状態においては、本体ケース11の先端部11aにワッシャ32が当接すると共に、支持ケース12の環状段部12aにワッシャ33が当接するように圧縮コイルばね31が張設されている。
【0023】
而して、圧縮コイルばね31はワッシャ32とワッシャ33との間に張設された状態で、圧縮コイルばね31の一方の軸方向端部がワッシャ32を介してロッド20の第1の軸方向位置(段差21d)に支持されると共に、圧縮コイルばね31の他方の軸方向端部がワッシャ33を介して、第1の軸方向位置(段差21d)から所定距離(L)離隔した第2の軸方向位置(ナット24)で支持されるように配設されると共に、ハウジング10内に所定距離(L)を隔てて形成された第1の係合部(先端部11a)と第2の係合部(環状段部12a)に、圧縮コイルばね31の上記の一方及び他方の軸方向端部が夫々ワッシャ32とワッシャ33を介して支持されるように配設されている。従って、
図1に示す初期状態での圧縮コイルばね31の軸方向長さ、即ち圧縮コイルばね31の取付け高さ(H)は、上記の所定距離(L)からワッシャ32及び33の厚さを減じた値になり、これをナット24によって調整することができる。このナット24によって調整される取付け高さ(H)は、ナット24が段差21eに当接した位置で最小となる。
【0024】
一方、本実施形態の摩擦機構40は本体ケース11に装着され、摩擦部材41がロッド20の軸に対し直交する方向に押圧するように構成されている。即ち、
図1に示すように、本体ケース11の円筒部側面に形成された螺子穴11bを介して摩擦部材41が挿入され、摩擦部材41の押接部41aが中実体21の大径部21cの外周面に当接するように配設されると共に、摩擦部材41の軸部41b回りに皿ばね42が配設され、ボルト部材43が螺子穴11bに螺合されて所定位置で保持される。而して、皿ばね42の付勢力により摩擦部材41が中実体21に押接された状態で保持され、本体ケース11(ハウジング10)と中実体21(ロッド20)が相対移動する際、両者間に摩擦部材41による摩擦力が付与されるように構成されている。尚、皿ばね42に代えて圧縮コイルばね等を用いることとしてもよい。
【0025】
更に、本体ケース11の開口端部には円筒状の蓋体15が螺合され、蓋体15の内周面には中実体21に当接するようにシール部材16が保持されている。尚、中実体21には軸に平行に一対の平面部21fが形成されているが、これは円筒体22との螺合時に中実体21を治具によって把持する部分である。
【0026】
上記のように構成された
図12に示す車体補強装置RD1は、
図13及び
図14に二点鎖線で示す車体フレームVF1あるいはVF2に対し、車両下方(
図13)あるいは車両後方(
図14)から装着され、ボルト固定される。そして、車体補強装置RD1に対しブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離が拡大する方向の外力が加えられた場合には、
図1に示すばね部材30の圧縮によってブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離を縮小する付勢力が付与され、逆に、両者間の軸方向距離が縮小する方向の外力が加えられた場合には、ばね部材30の圧縮によって両者間の軸方向距離を拡大する付勢力が付与される。これにより、ブラケットBR1及びBR2間の剛性が調整され、剛性調整機構として機能する。この間の作動に対し、摩擦機構40によってロッド20に付与される摩擦力が制動力として作用し、急激な変位を抑制すると共に振動時の振幅を小さく抑え、減衰機構として機能する。
【0027】
図1において、ブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離が拡大する方向の外力が加えられた場合には、ハウジング10とロッド20が相対的に離隔する方向に力が加わり、
図1に示すハウジング10を固定位置とすると、これに対しロッド20が相対的に変位し、中実体21が
図1の右方向に移動する力が加わる。この結果、ワッシャ32が中実体21の先端部11aに押接されると共に、ワッシャ33がナット24に押接された状態で、両者間の距離が縮小し、圧縮コイルばね31はワッシャ32及び33間で圧縮されることになり、ハウジング10とロッド20に対し、上記の離隔する方向の力に抗する力が付与される。尚、この間、ワッシャ32は中実体21の段差21dから離隔し、ワッシャ33はナット24から離隔する。
【0028】
これに対し、ブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離が縮小する方向の外力が加えられた場合には、ハウジング10とロッド20が相対的に近接する方向に力が加わり、ハウジング10を固定位置とすると、中実体21が
図1の左方向に移動する力が加わる。この結果、ワッシャ32が中実体21の段差21dに押接されると共に、ワッシャ33が支持ケース12の環状段部12aに押接された状態で、両者間の距離が縮小する。即ち、この場合も圧縮コイルばね31はワッシャ32及び33間で圧縮されることになるが、ハウジング10とロッド20に対し、上記の近接する方向の力に抗する力が付与される。尚、この間、ワッシャ32は中実体21の先端部11aから離隔し、ワッシャ33はナット24から離隔する。
【0029】
以上のように、ブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離が拡大又は縮小する方向の外力が加えられた何れの場合にも、圧縮コイルばね31はワッシャ32及び33間で圧縮されることによって、上記の外力に抗する力が付与され、ブラケットBR1及びBR2間の剛性が調整される。即ち、円筒形状(等線径、等ピッチ)の圧縮コイルばね31によって、
図4に示す線形のばね特性(図中、δは撓み、Pは荷重を表す。以下、同様)が得られ、ナット24によって調整し得る圧縮コイルばね31の取付け高さ(H)に応じて、セット荷重(Ps)を調整することができる。そして、何れの場合も、中実体21(ロッド20)には摩擦機構40による摩擦力が制動力として作用し、急激な変位が抑制されると共に振動時の振幅が小さく抑えられる。
【0030】
上記のワッシャ32及び33は必ずしも必須ではなく、例えば圧縮コイルばね31の両端の座面を平面とし、圧縮コイルばね31単独でハウジング10(支持ケース12)及びロッド20(中実体21)に対する上記の関係を維持し得るのであれば、ワッシャ32及び33を省略することができる。また、ばね部材としては、円筒形状の圧縮コイルばね31に限らず、
図6、
図8又は
図10に記載の圧縮コイルばねを用いることとしてもよく、複数の皿ばねを重合したものを用いることとしてもよい。尚、
図6は円錐形状(等ピッチ又は等ピッチ角)の圧縮コイルばね31xで、これによれば、
図7に示す非線形のばね特性が得られる。また、
図8は不等ピッチ(2段ピッチ)形状の圧縮コイルばね31yで、これによれば、
図9に示す非線形のばね特性が得られる。そして、
図10はテーパ形状の圧縮コイルばね31zで、これによれば、
図11に示す非線形のばね特性が得られる。
【0031】
図2は、本発明の他の実施形態に係る車体補強装置RD2の一部(
図12の左側部分)を示すもので、
図1の実施形態に対し、更に第2のばね部材130として円筒形状の圧縮コイルばね131が、ロッド20の中間部(中実体21の大径部21c)に配設されたものである。
図2に示す第2のばね部材130及びこれに関連する構成部材には、これらと同機能の
図1のばね部材30及びこれに関連する構成部材の符合に対し、100を付加した符合を付している。但し、第1の係合部を構成する111a(先端部11aに対応)と第2の係合部を構成する124(ナット24に対応)は、何れもC字状の止め輪で構成され、夫々、本体ケース11と中実体21に係止されている。その他の構成は
図1の実施形態と同様であるので、
図1の構成部材と実質的に同じ部材は同じ符合を付して説明は省略する。
【0032】
而して、
図2の実施形態によれば、ブラケットBR1及びBR2間の軸方向距離が拡大又は縮小する方向の外力が加えられた何れの場合も、圧縮コイルばね31及び131は、夫々ワッシャ32及び132とワッシャ33及び133間で圧縮されることによって、上記の外力に抗する力が付与され、ブラケットBR1及びBR2間の剛性が調整される。上記の圧縮コイルばね31及び131によって、例えば
図5に示すようなばね特性に設定することができる。即ち、圧縮コイルばね131を初期組み付け状態では自由状態(セット荷重なし)とし、ロッド20に所定距離以上の変位が生じたときには、圧縮コイルばね31による荷重に加え、圧縮コイルばね131による荷重が印加されて、
図5に示す二段折れ特性となる。また、何れの場合も、中実体21(ロッド20)には摩擦機構40による摩擦力が制動力として作用し、急激な変位が抑制されると共に振動時の振幅が小さく抑えられる。
【0033】
図3は、本発明の更に他の実施形態に係る車体補強装置RD3の一部(
図12の左側部分)を示すもので、
図1の実施形態に比し、摩擦機構の構成が異なり、蓋体15及びシール部材16を備えていない。その他の構成は
図1の実施形態と同様であるので、
図1の構成部材と実質的に同じ部材は同じ符合を付して説明は省略する。尚、本体ケース110(ハウジング100)は、
図1の本体ケース11(ハウジング10)とは異なる形状となるので、異なる符合としている。
【0034】
本実施形態の摩擦機構400は、
図3に示すように、テーパ形状の内周面を有する筒状部材440が、中実体21(ロッド20)を囲繞するように配設され、本体ケース110に螺合されている。そして、筒状部材440の内周面に当接するテーパ形状の外周面を有すると共に、中実体21の外周面に当接する内周面を有し、中実体21の軸に平行な切欠411が形成された環状の摩擦部材(以下、単に環状部材という)410が、筒状部材440に収容されると共に、中実体21を囲繞するように配設されている。この環状部材410を中実体21(ロッド20)の軸方向に付勢する付勢部材として圧縮コイルばね420が筒状部材440に収容されている。更に、筒状部材440にはナット部材430が螺合されているが、これは圧縮コイルばね420を支持する支持部材として機能し、ナット部材430の螺合位置に応じて、圧縮コイルばね420による付勢力を調整することができる。尚、切欠411は軸方向の両端が開放するスリットに限らず、軸方向端部が残存する溝としてもよく、環状部材410の複数箇所に設けることとしてもよい。
【0035】
環状部材410と筒状部材440はテーパ形状の外周面及び内周面を介して隣接し、圧縮コイルばね420の付勢力によって、環状部材410が中実体21の軸方向に付勢されているので、その分力により、環状部材410が中実体21の軸に対し直交する方向に付勢され、中実体21の外周面を押圧するように構成されている。而して、環状部材410及び筒状部材440がコレットチャックのように機能し、圧縮コイルばね420の付勢力により環状部材410が中実体21に押接された状態で保持され、本体ケース11(ハウジング10)と中実体21(ロッド20)が相対移動すると、両者間に環状部材410による摩擦力が付与される。この摩擦力は、
図1の実施形態と同様、ハウジング10とロッド20の相対移動に対し制動力として作用し、急激な変位が抑制されると共に振動時の振幅が小さく抑えられる。
【0036】
以上のように、本実施形態の車体補強装置RD3においては、ハウジング100の本体ケース110を簡単な形状とすることができ、摩擦機構400を構成する部材の全てをハウジング100内に収容することができるので、装置全体をシンプルな形状とすることができ、車両への装着が容易となる。