(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブボルトに螺合してホイールを締結するホイールナットと、前記ホイールナットに回転可能にカシメ結合されるワッシャとを備え、前記ホイールナットと前記ワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成し、前記ワッシャの前記ホイールに接する座面を平面状に形成するホイールの取付け構造において、前記ホイールナットと前記ワッシャに互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、前記ホイールナットにメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度を前記ワッシャにメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くし、前記ホイールナットの締め付け時に前記ワッシャと前記ホイールナット間に生じる摩擦力を前記ワッシャと前記ホイール間に生じる摩擦力より小さくし、前記ハブボルトに前記ワッシャと同じく前記第二メッキ用金属によりメッキ処理を施したことを特徴とするホイールの取付け構造。
【請求項２】
前記第一メッキ用金属をクロームとし、前記第二メッキ用金属を亜鉛としたことを特徴とする請求項１に記載のホイールの取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に備えられるホイールの取付け構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＪＩＳ規格にあるものは、ホイールナットとホイールが互いに接する座面をそれぞれ円錐面状または球面状に形成し、ホイールのボルト穴によりホイールをハブに対して同軸上に支持するようになっている。
【０００３】
従来、乗用車等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＪＩＳ規格にあるものは、図７に示すように、ホイールナット１をホイール６を直接に接合し、ホイールナット１とホイール６の間で互いに接する座面１５，１６をそれぞれ円錐面状に形成している。ホイール６はその座面１６がホイールナット１の座面１５に嵌合することにより支持する構造となっている。
【０００４】
大型トラック等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＩＳＯ（国際標準化機構）規格にあるものは、図８に示すように、ホイールナット１とホイール６の間にワッシャ２を介装し、ワッシャ２のホイール６に接する座面２０を平面状に形成し、ワッシャ２に対するホイール６側の接合面を保護するようになっている。
【０００５】
また、ＤＩＮ規格にあるホイールの取付け構造は、ワッシャをホイールナットに回転可能にカシメ結合し、ワッシャのホイールに接する座面を平面状に形成し、ホイールナットとワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成している。
【０００６】
ＩＳＯ規格またはＤＩＮ規格では、ホイールをワッシャとホイール間およびホイールとハブ間の摩擦力により支持する構造のため、ホイールナットを締め付けに伴ってハブボルトに生じる軸力をＪＩＳ規格のものより高い所定の範囲に管理する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＩＳＯ規格またはＤＩＮ規格のホイールの取付け構造にあっては、ホイールを交換する前後で同じホイールナットを使った場合に、ホイールナットとワッシャの間の互いに接する座面やホイールナットとハブボルトの噛合いねじ部の表面状態が変化するため、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキが大きくなる可能性があり、その締結力を精密に管理することが難しい。
【０００８】
また、ホイールナットとワッシャに亜鉛リン酸皮膜処理を施すと、上記ハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられるが、メッキに比べて錆びが発生しやすいという問題点が考えられる。
【０００９】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ホイールの取付け構造において、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ハブボルトに螺合してホイールを締結するホイールナットと、ホイールナットに回転可能にカシメ結合されるワッシャとを備え、ホイールナットとワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成し、ワッシャのホイールに接する座面を平面状に形成し、ホイールの取付け構造に適用する。
【００１１】
そして、ホイールナットとワッシャに互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、ホイールナットにメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度をワッシャにメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くし、前記ホイールナットの締め付け時に前記ワッシャと前記ホイールナット間に生じる摩擦力を前記ワッシャと前記ホイール間に生じる摩擦力より小さくした。
【００１２】
そして、ハブボルトにワッシャと同じく第二メッキ用金属によりメッキ処理を施すものとした。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、第一メッキ用金属をクロームとし、第二メッキ用金属を亜鉛とした。
【００１４】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、ホイールナットとワッシャに異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避し、円錐面状をした各座面にかじりが発生することを防止できる。
【００１５】
ホイールナットの表面硬度をワッシャの表面硬度より高くすることにより、ホイールナットの締め付け時にワッシャとホイールナット間に生じる摩擦力をワッシャとホイール間に生じる摩擦力より小さくし、ワッシャがホイールナットと一緒に回転する連れ回りを防止し、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００１６】
そして、ホイールナット１とハブボルトに異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避でき、ネジ面にかじりが発生することを防止し、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００１７】
第２の発明において、ホイールナットにクロームメッキ処理を施し、ワッシャとハブボルトに亜鉛メッキ処理を施すことにより、ホイールナットの締め付け時にホイールナットとワッシャおよびハブボルトの間に生じる摩擦力が安定し、同じホイールナットを用いて締め付けと緩めることを繰り返した場合に、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられ、締め付け耐久性を高められる。
【００１８】
さらに、防錆性を高められるとともに、見栄えの向上がはかれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、トラック等の後輪に用いられるホイールの取付け構造は、ハブ４に結合されるハブボルト３と、ハブボルト３に螺合してインナーホイール５およびアウターホイール６を締結するホイールナット１と、ホイールナット１とアウターホイール６の間に介装されるワッシャ２とを備え、前記ＩＳＯ規格に準じている。ホイールナット１およびワッシャ２は鍛造により形成される。
【００２１】
図２にも示すように、ワッシャ２のアウターホイール６に接する座面２０は、ボルト中心線Ｏについて直交する平面状に形成される。インナーホイール５とアウターホイール６は、ホイールナット１の締め付けにより発生するワッシャ２とアウターホイール６間の摩擦力とアウターホイール６とインナーホイール５間の摩擦力およびインナーホイール５とハブ４間の摩擦力により支持される。
【００２２】
ホイールナット１とワッシャ２の間で互いに接する座面１１，２１は、それぞれボルト中心線Ｏについて傾斜する円錐面状に形成され、その締結時にホイールナット１とワッシャ２が互いに同心的に接するようになっている。
【００２３】
ホイールナット１はその内周端部からカシメ部２２が環状に突出し、このカシメ部２２がワッシャ２のテーパー状内周面に沿ってカシメられることにより、ホイールナット１をワッシャ２が回転可能に結合される。
【００２４】
そして本発明の要旨とするところであるが、ホイールナット１とワッシャ２に互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、ホイールナット１にメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度をワッシャ２にメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くする。
【００２５】
そして、ハブボルト３にワッシャ１１と同じく第二メッキ用金属によりメッキ処理を施す。
【００２６】
本実施の形態において、ホイールナット１にメッキ処理する第一メッキ用金属をクローム（例えばＣｒ１２Ｓ）とし、ワッシャ２にメッキ処理する第二メッキ用金属を亜鉛（例えばＭＦＺｎ８Ｂ）とする。
【００２７】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００２８】
ホイールナット１とワッシャ２に異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避し、円錐面状をした各座面１１，２１にかじりが発生することを防止できる。凝着は同一金属どうしの接合部より異種金属どうしの接合部に発生しにくい。
【００２９】
さらに、ホイールナット１とハブボルト３に異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避でき、ネジ面にかじりが発生することを防止できる。
【００３０】
ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャに亜鉛メッキ処理を施し、ホイールナット１の表面硬度をワッシャ２の表面硬度より高くすることにより、ホイールナット１の締め付け時にワッシャ２とホイールナット１間に生じる摩擦力をワッシャ２とアウターホイール６間に生じる摩擦力より小さくし、ワッシャ２がホイールナット１と一緒に回転する連れ回りを防止し、ホイールナット１を締め付けるトルクに対するハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００３１】
図３は本実施の形態において同一条件で５個のホイールナット１についてその締め付けトルクに応じてハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。図４は比較例として前記実施の形態とは逆にホイールナット１に亜鉛メッキ処理を施し、ワッシャ２にクロームメッキ処理を施した構造において、同一条件で５個のホイールナット１についてその締め付けトルクに応じてハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。これから本実施の形態は比較例に比べてホイールナット１の締め付けトルクが大きくなるのに伴ってハブボルト３に生じる軸力が略一定の比率で大きくなり、５個のホイールナット１についてハブボルト３に生じる軸力のバラツキが小さいことがわかる。比較例はホイールナット１の締め付けトルクが４０Ｋｇｆ・ｍ以上の範囲でハブボルト３に生じる軸力のバラツキが大きくなる。
【００３２】
そして、ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャ２とハブボルト３に亜鉛メッキ処理を施すことにより、ホイールナット１の締め付け時にホイールナット１とワッシャ２およびハブボルト３の間に生じる摩擦力が安定し、同じホイールナット１を用いて締め付けと緩めることを繰り返した場合に、ホイールナット１を締め付けるトルクに対するハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００３３】
図５は本実施の形態において同じホイールナット１を用いた締め付けと緩めることを繰り返してハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。図６は比較例として前記実施の形態とは逆にホイールナット１に亜鉛メッキ処理を施し、ワッシャ２にクロームメッキ処理を施した構造において、同じホイールナット１を用いた締め付けと緩めることを繰り返してハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。これから本実施の形態は比較例に比べて締め付け回数が増えてもハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられ、潤滑油の種類によらず締め付け耐久性に優れることがわかる。
【００３４】
さらに、ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャ２とハブボルト３に亜鉛メッキ処理を施すことにより、防錆性を高められるとともに、見栄えの向上がはかれる。
【００３５】
また、ホイールナット１にワッシャ２がカシメ結合される構造により、ホイールナット１に別のワッシャが組み付けられる心配がない。
【００３６】
他の実施の形態として、図８に示す単輪用の締結構造に本発明を適用することも可能であり、その場合もホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。
【図２】同じく図１のＡ部を拡大した断面図。
【図３】同じく締め付けトルクと軸力の関係を示す特性図。
【図４】比較例について締め付けトルクと軸力の関係を示す特性図。
【図５】同じく締め付け回数と軸力の関係を示す特性図。
【図６】比較例について締め付け回数と軸力の関係を示す特性図。
【図７】従来例を示す断面図。
【図８】従来例を示す断面図。
【符号の説明】
１  ホイールナット
２  ワッシャ
３  ハブボルト
４  ハブ
【図１】
0003683101.tif 000002
【図２】
0003683101.tif 000003
【図３】
0003683101.tif 000004
【図４】
0003683101.tif 000005
【図５】
0003683101.tif 000006
【図６】
0003683101.tif 000007
【図７】
0003683101.tif 000008
【図８】
0003683101.tif 000009