(57)【要約】 【課題】  車両用ホイールの締結構造において、ホイールディスクに、ナット手段の周縁近傍で亀裂が生じるのを防止する。【解決手段】    ホイールのディスク２１をハブフランジ１２に当てるとともに、ディスク２１のボルト穴２３にハブボルト１５を挿通させた状態で、ハブボルト１５に螺合されたナット手段３０をディスク２１に向かって締め込むことにより、ディスク２１をハブフランジ１２に締結する。ディスク２１には、ナット手段３０のディスク側の周縁に対向して環状の逃げ溝２４ａが形成されている。ディスク２１のボルト穴２３と逃げ溝２４ａとの間の面領域が受面２５ａとなって上記ナット手段３０による締め付け力を受ける。ナット手段３０のディスクに面する周縁は、逃げ溝２４ａの底面２４ｘ（逃げ面）から離れている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブフランジに車両用ホイールのディスクを締結する構造において、
上記ディスクが、ハブボルトに螺合されるナット手段を受ける受面と、この受面からハブフランジ側に偏移し上記ナット手段の周縁に対向するとともにこの周縁から離れた逃げ面と、を有することを特徴とする車両用ホイールの締結構造。
【請求項２】
上記ナット手段が、上記ハブボルトに螺合されるナットと、このナットと上記ディスクとの間に介在されるワッシャとを有し、このワッシャの周縁が上記逃げ面に対向することを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールの締結構造。
【請求項３】
上記ディスクの受面と逃げ面が、上記ディスクの両面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ホイールの締結構造。
【請求項４】
上記ディスクには、上記ナット手段の周縁に対向して環状の逃げ溝が形成されており、この逃げ溝の底面が上記逃げ面として提供されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ホイールの締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールをハブフランジに締結する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ホイールを車両のハブフランジに締結するため、ホイールのディスクには、周方向に離れた複数のボルト穴が形成されている。他方、ハブフランジには周方向に離れた複数のハブボルトが固定されている。
【０００３】
上記ディスクを上記ハブフランジに当てるとともに、上記ディスクのボルト穴に上記ハブボルトを挿通させた状態で、上記ハブボルトに螺合されるナット手段を上記ディスクに向かって締め込むことにより、上記ホイールを上記ハブフランジに締結する。
【０００４】
特許文献１では、ホイールディスクに、ハブフランジの周縁と対向する環状の逃げ溝を形成し、ハブフランジの周縁から集中荷重が付与されるのを回避し、これによりフレッティング疲労による亀裂を防止している。
【特許文献１】特開平８−２６８００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、ナット手段の周縁からの集中荷重により、ホイールディスクにフレッティング疲労に起因した亀裂が生じる可能性については、考慮されていなかった。そのため、ホイールの安全性を確保する上で、ディスク板厚を適正化し、軽量化することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、ハブフランジに車両用ホイールのディスクを締結する構造において、上記ディスクが、ハブボルトに螺合されるナット手段を受ける受面と、この受面からハブフランジ側に偏移し上記ナット手段の周縁に対向するとともにこの周縁から離れた逃げ面と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、ディスクにおいて、ナット手段の周縁に対向する面が逃げ面として当該周縁から離れているので、当該周縁からディスクに集中荷重が付与されるのを回避することができる。その結果、ディスクに亀裂が生じるのを防止でき、耐久性を高めることができる。
【０００８】
好ましくは、上記ナット手段が、上記ハブボルトに螺合されるナットと、このナットと上記ディスクとの間に介在されるワッシャとを有し、このワッシャの周縁が上記逃げ面に対向する。
【０００９】
好ましくは、上記ディスクの受面と逃げ面が、上記ディスクの両面に形成されている。
この構成によれば、１つのホイールをハブに締結する場合と２つのホイールをハブに締結する場合とで、ホイールを区別することなく兼用することができる。
【００１０】
好ましくは、上記ディスクには、上記ナット手段の周縁に対向して環状の逃げ溝が形成されており、この逃げ溝の底面が上記逃げ面として提供される。
この構成によれば、比較的簡単な加工でディスクに逃げ面を形成することができる。
また、逃げ溝を挟んで内側の受面と外側の面とを比較できるので、ナット手段から受ける繰り返し接触で受面が摩滅してディスク板厚の減少が生じた場合でも、この摩滅による使用限界を可視化でき、強度低下を予見できる。このことによりホイールの信頼性はさらに向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、締結用ナット手段の周縁からの集中荷重に起因したホイールディスクの亀裂を防止することができる。また、この亀裂を防止するためにディスク板厚を増大させずに済み、ホイールの軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態をなす、ＩＳＯタイプ（平座）の締結方式を採用した大型車両のホイール締結構造について、図面を参照しながら説明する。図１にはこの車両のフロント側の単輪式ホイール締結構造１が示され、図４にはリア側の複輪式ホイール締結構造２が示されている。
【００１３】
最初にフロント側のホイール締結構造１について説明する。この締結構造１では、車両のハブ１０に１つのホイール２０が締結される。ハブ１０は横断面円形をなす嵌込部１１と、その外周に形成された円環状のハブフランジ１２を有している。ハブフランジ１２の車両側の面にはブレーキドラム１３が固定されている。
【００１４】
上記ハブフランジ１２において、車両とは反体側の面には、周方向に間隔をおいてハブボルト１５が固定されている。ハブボルト１５はハブ１０の中心軸と平行に延び、上記ハブフランジ１２びホイール取り付け面と直交する。
【００１５】
上記ホイール２０は、図１、図３に示すように、ディスク２１とリム２２とを有している。ディスク２１はカップ形状をなし、円形の平盤部２１ａと、この平盤部２１ａの周縁から離れるにしたがって径が広がるようなテーパー形状をなす裾部２１ｂとを有している。この裾部２１ｂの周縁が、上記リム２２の内周に溶接固定されている。
【００１６】
上記平盤部２１ａには、その中心に大径のハブ穴２８が形成され、このハブ穴２８の周囲には周方向に等間隔をなして複数のボルト穴２３が形成されている。
【００１７】
上記ホイール２０は、ナット３１とワッシャ３２からなるナット手段３０により、上記ハブ１０に締結される。詳述すると、ホイール２０のディスク２１の平盤部２１ａにおいて、ハブ穴２８を囲む環状の部位の一方の面（ホイール軸方向から見て内側すなわち車体側の面）を、ハブフランジ１２に面接触状態で当てる。この当接状態では、ディスク２１のハブ穴２８にハブ１０の嵌込部１１が嵌め込まれて、ホイール２０の位置決めがなされるとともに、上記ボルト穴２３にハブボルト１５が挿通される。
【００１８】
次に、ハブボルト１５にワッシャ３２を挿通させるとともにナット３１を螺合し、このナット３１を締め付けることにより、ホイール２０のディスク２１をハブフランジ１２に締結する。
【００１９】
次に、本発明の特徴部について説明する。上記平盤部２１ａの外側の面（車体と反体側の面）および内側の面（車体側の面）には、ボルト穴２３と同心をなす環状の逃げ溝２４ａ，２４ｂが形成されている。
【００２０】
上記ディスク２１の平盤部２１ａの両面において、上記ボルト穴２３と逃げ溝２４ａ，２４ｂとの間の環状の領域は受面２５ａ、２５ｂとして提供され、上記逃げ溝２４ａ，２４ｂの底面２４ｘは逃げ面として提供される。この逃げ面２４ｘは受面２５ａ、２５ｂより厚み中心に向かって偏移している。
【００２１】
上記逃げ溝２４ａ，２４ｂは、生産性の観点および強度の観点からプレス加工により形成して加工硬化や圧縮残留応力を付与するのが好ましいが、切削加工でもよい。切削加工の場合には上記逃げ溝２４ａ，２４ｂや底面２４ｘの強度を向上させるために、ショットピーニングにより逃げ溝２４ａ，２４ｂの底面２４ｘおよびその近傍に圧縮応力を残留させるのが好ましい。
【００２２】
上記逃げ溝２４ａ，２４ｂの深さは、０．４〜１．０ｍｍが好ましい。深くなるとディスク２１の強度を減じるからである。また、逃げ溝２４ａ，２４ｂの底面２４ｘの曲率半径は、ワッシャ３２（ナット手段３０のディスク２０に対向する部位）の外径が５５ｍｍ以下の場合には５ｍｍ以下とし、ワッシャ３２の外径が５５ｍｍ以上の場合には５ｍｍ以上とする。
【００２３】
上記締結状態において、ワッシャ３２はディスク２１の平盤部２１ａの外側の受面２５ａに面接触状態で強く当たる。問題となるのは、ワッシャ３２のディスク２１に面する周縁がディスク２１に作用する集中荷重である。本実施形態では、このワッシャ３２の周縁に対向してディスク２１に逃げ溝２４ａが形成され、その底面すなわち逃げ面２４ｘが受面２５ａよりハブフランジ１２側に偏移しており、そのため、ワッシャ３２の周縁が逃げ溝２４ａの逃げ面２４ｘから離れていてディスク２１に接触しないので、集中荷重がディスク２１に加わらない。
その結果、フレッティング疲労による亀裂発生が、ディスク２１においてワッシャ３２の周縁近傍で発生するのを防止することができ、この亀裂発生を防ぐためにディスク２１の板厚を増大させずに済む。
【００２４】
上記受面２５ａはナット手段３０から受ける繰り返し接触で摩滅し、これにより、ディスク２１の板厚が減少する。この場合、ナット手段３０を外せば、逃げ溝２４ａを挟んで内側の受面２５ａと外側の面とを比較できるので、この摩滅による使用限界を可視化でき、強度低下を予見できる。なお、逃げ溝２４ａの底面２４ｘに他の部位と異なる色の塗装を施してもよい。これにより、認識効果を鮮明にすることができる。逃げ溝２４ｂでも同様である。
なお、上記内側の逃げ溝２４ｂは、上記単輪式のホイール締結構造１では車両側すなわちハブフランジ１２側に位置しているために何の役割も担わないが、後述する複輪式のホイール締結構造２において、上記単輪式のホイール締結構造１での外側の逃げ溝２４ａと同様の役割を担う。
【００２５】
次に、複輪式のホイール締結構造２について図４を参照しながら説明する。この締結構造２では、締結構造１で用いたものと同様の構造をなす２つのホイール２０が、そのディスク２１の平盤部２１ａを重ねるようにして、ハブフランジ１２にセットされる。２つのホイール２０のボルト穴２３には共通のハブボルト１５が挿通され、これらハブボルト１５に螺合された共通のナット手段３０により、２つのホイール２０のディスク２１がハブフランジ１２に締結される。
【００２６】
上記締結構造２では、外側（車両の反対側）のホイール２０のディスク２１の平盤部２１ａに形成された逃げ溝２４ｂが上記ワッシャ３２の周縁と対向し、上記締結構造１の逃げ溝２４ａと同様の作用をなすので、当該ホイール２０の平盤部２１ａのフレッティング疲労による亀裂発生を防止することができる。
【００２７】
上記実施形態では、ホイール２０の平盤部２１ａの両面に逃げ溝２４ａ，２４ｂを形成したので、このホイール２０は、単輪式のホイール締結構造１と複輪式のホイール締結構造２に兼用することができる。
【００２８】
上記のようにホイール２０を単輪式と複輪式の締結構造１，２に兼用しない場合には、図５に示す第２実施形態のように、ワッシャ３２の周縁に対向する面にのみ、環状溝２４を形成すればよい。
【００２９】
図６に示す第３実施形態では、環状の逃げ溝を形成する代わりに、平盤部２１ａにおいて、ボルト穴２３の周囲に盛り上げ部２９を形成している。この場合、盛り上げ部２９の面がワッシャ３２を受ける受面２９ａとなり、盛り上げ部２９の周囲の傾斜面が逃げ面２９ｂとなる。
第３の実施形態でもワッシャ３２の周縁が逃げ面２９ｂに対向して浮いているので、平盤部２１ａのフレッティング疲労による亀裂発生を防止することができる。
【００３０】
図７には参考例を示す。この実施形態では、ディスクをの平盤部２１ａを加工する代わりに、ワッシャ３２’の周縁部を中央の平板部に対して傾斜させる。ナット３１は、ワッシャ３２’の平板部に載るようにする。
上記ワッシャ３２’の周縁部は、径方向、外方向に向かうにしたがって、平盤部２１ａから離れるように傾斜するので、ワッシャ３２’において、平盤部２１ａへの接触領域の周縁が鈍角をなす。そのため、平盤部２１ａの亀裂防止が期待できる。
【００３１】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、ナット手段は、ナットとワッシャの組み合わせにより構成する代わりに、例えば座付きナットのような特殊な形状のナット単体により構成してもよい。この場合、ナットのディスクに面する周縁は上記実施形態でのワッシャと同様に円形をなし、逃げ面に対向する。
上記ブレーキドラム１３がハブフランジ１２とホイール２０との間に固定される構造であってもよい。
上記ディスク２１は、テーパー形状を持たずに単なる円盤形状であってもよく、その場合においても上記リム２２の内周に溶接固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態をなす単輪式車両用ホイール締結構造の断面図である。
【図２】図１における締結構造の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】同ホイールの正面図である。
【図４】同実施形態における複輪式車両用ホイール締結構造の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態をなす車両用ホイール締結構造に用いられるホイールディスクの要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態をなす車両用ホイール締結構造の要部拡大断面図である。
【図７】車両用ホイール締結構造の参考例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２  ホイール締結構造
１０  ハブ
１２  ハブフランジ
１５  ハブボルト
２０  ホイール
２１  ディスク
２１ａ  平盤部
２３  ボルト穴
２４，２４ａ，２４ｂ  逃げ溝
２４ｘ  逃げ面
２５ａ，２５ｂ  受面
２９  盛り上げ部
２９ａ  受面
２９ｂ  逃げ面
３０  ナット手段
３１  ナット
３２  ワッシャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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