(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部とフランジ部を有し、該軸部に固定されるベアリングを介して自動車の車体に取り付けられる車輪を支持するためのアクスルハブの前記フランジ部に形成された貫通孔に車体内方側よりセレーション部が形成されたハブボルトを挿入して該セレーション部を貫通孔に嵌合させるハブボルトの嵌合構造であって、前記貫通孔にハブボルトを嵌合させるときに所定の挿入角度を必要とするボルトの嵌合部構造において、
ハブボルト挿入時にハブボルトの挿入側となる車体内方側の貫通孔の開口部においてその一部のみを拡大したことを特徴とするボルトの嵌合部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルトの嵌合部構造に係り、特に、自動車のアクスルハブにハブボルトを固定する構造として好適な、ボルトの嵌合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、実開昭６２−３１５０２号公報に開示される如く、自動車の車輪をアクスルハブに締結するために用いられるハブボルトを、アクスルハブに固定する構造として、外周面にセレーション（回転止め）が形成されたハブボルトを、アクスルハブに設けられた貫通孔に嵌合してなる構造が知られている。
【０００３】
アクスルハブに対する車輪の締結は、アクスルハブに固定したハブボルトに車輪のホイルのボルト穴を嵌挿した状態で、ハブボルトにナットを締結することにより行う。この際、ハブボルトには、ナットの締結に伴って回転トルクが作用する。従って、ハブボルトの回転方向の抵抗力が不十分であると、ナットの締結時にハブボルトの共回りが生ずる。
【０００４】
これに対して、上記公報に開示される如く、ハブボルトの外周面にセレーションが形成されていると、ハブボルトに対して、容易に回転方向に高い抵抗力を付与することができる。従って、上記公報記載の構造によれば、簡単な構造でハブボルトの共回りを防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハブボルトは、ハブボルトの先端部分がアクスルハブから車両外方側へ突出するように、車両内方側からアクスルハブの貫通孔に挿入される。アクスルハブの内周側には、車輪を回転可能に車体に連結するためのベアリングが配設されている。このため、ハブボルトの挿入は、ハブボルトがベアリングと干渉しないように行う必要がある。
【０００６】
アクスルハブとベアリングとの間隔を不用に拡げることなくハブボルトとベアリングとの干渉を避けるためには、アクスルハブにハブボルトを挿入する過程で、ハブボルトに大きな挿入角を許容することが必要である。また、ハブボルトに大きな挿入角を許容するためには、アクスルハブの貫通孔の間口を大きくすることが必要である。従って、上記従来の構造において、アクスルハブ周辺の大型化を伴うことなくハブボルトとベアリングとの干渉を避けるためには、貫通孔の間口を大きく確保する必要があることになる。
【０００７】
しかし、貫通孔の間口を拡げるために、貫通孔の両端部に全周にわたる面取りを施した場合、貫通孔にハブボルトを嵌合した際に、貫通孔の内壁とハブボルトの外周面とが嵌合する部分の面積が減少する。貫通孔とハブボルトとの嵌合面積が減少すると、ハブボルトに付与される回転方向の抵抗力が低下し、ナットの締結時にハブボルトが共回りし易くなる。
【０００８】
このように、ハブボルトとベアリングとの干渉防止を主眼とした場合と、ナットの締結に伴うハブボルトの共回り防止を主眼とした場合とでは、アクスルハブの貫通孔の形状に相反する要求が生ずる。このため、上記従来のボルトの嵌合部構造によっては、それらを両立することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ボルトが嵌合される貫通孔の間口を、貫通孔の開口部の一部においてのみ拡大することにより、挿入過程でハブボルトに大きな挿入角を許容しつつ、ハブボルトと貫通孔との嵌合面積を大きく確保して、上記の課題を解決するボルトの嵌合部構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、軸部とフランジ部を有し、該軸部に固定されるベアリングを介して自動車の車体に取り付けられる車輪を支持するためのアクスルハブの前記フランジ部に形成された貫通孔に車体内方側よりセレーション部が形成されたハブボルトを挿入して該セレーション部を貫通孔に嵌合させるハブボルトの嵌合構造であって、前記貫通孔にハブボルトを嵌合させるときに所定の挿入角度を必要とするボルトの嵌合部構造において、
ハブボルト挿入時にハブボルトの挿入側となる車体内方側の貫通孔の開口部においてその一部のみを拡大したことを特徴とするボルトの嵌合部構造により達成される。
【００１１】
本発明において、ボルトと支持部材との固定は、貫通孔の内部にボルトを挿入して、貫通孔とボルトとを嵌合させることにより行われる。貫通孔の両端に形成される開口部には、貫通孔の軸線に対して対象な部位に、それぞれ第１の切欠き部と第２の切欠き部との少なくとも一方が形成されている。この結果、貫通孔の開口部は、貫通孔の軸線に対して対象な部位において拡大された形状となる。
【００１２】
貫通孔の開口部がかかる形状となると、第１の切欠き部又は第２の切欠き部が形成される部位において貫通孔の間口が拡がることになり、ボルトの挿入角を大きく確保することが可能となる。一方、貫通孔の間口が、開口部の一部においてのみ拡大されているに過ぎないため、ボルトと支持部材とを所定の嵌合状態とした際には、ボルトと貫通孔との嵌合面積が十分に確保され、ボルトに対して回転方向に高い抵抗力が付与される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるボルトの嵌合部構造を用いて構成した自動車の車輪支持部の正面断面図を示す。図１においてナックル１０は、サスペンション装置の一部をなす剛性部材である。ナックル１０は、図示しないボールジョイント、サスペンションアーム等を介して車体に連結される。ナックル１０の内部には、ベアリング１２が収納されている。
【００１４】
ベアリング１２は、アウタレース１４と、インナレース１６ａ，１６ｂとの間にボール１８を把持してなる構成である。アウタレース１４は、ナックル１０に圧入固定されており、一方、インナレース１６ａ，１６ｂは、アクスルハブ２０に圧入されている。
【００１５】
アクスルハブ２０は、フランジ部２０ａと軸部２０ｂとで構成される剛性部材である。フランジ部２０ａには、その円周方向に、等ピッチで４乃至５個の貫通孔２０ｃが設けられている。これらの貫通孔２０ｃには、ハブボルト２２が嵌合により固定される。
【００１６】
アクスルハブ２０の軸部２０ｂは、中空に形成されている。軸部２０ｂの中空部には、ドライブシャフト２４の細径部２４ａが貫通している。ドライブシャフト２４には、軸部２０ｂ内に挿入される細径部２４ａと、細径部２４ａに比して径の太い太径部２４ｂとが形成されている。ドライブシャフト２４とアクスルハブ２０とは、細径部２４ａの先端にロックナット２６を締結することにより、太径部２４ｂの側面がベアリング１２のインナレース１６ｂの側面に当接するように組み付けられている。
【００１７】
アクスルハブ２０の貫通孔２０ｃに嵌合されるハブボルト２２は、頭部２２ａ、セレーション部２２ｂ、及びネジ部２２ｃから構成される。ハブボルト２２の組み付けは、ハブボルト２２をナックル１０側から貫通孔２０ｃに挿入し、頭部２２ａがアクスルハブ２０に当接するまでハブボルト２２を押し込むことにより行う。ハブボルト２２が貫通孔２０ｃに適正に組み付けられた状態では、セレーション部２２ｂが貫通孔２０ｃの内壁と嵌合した状態となる。
【００１８】
尚、図１において上方側に示すハブボルト２２は、貫通孔２０ｃに挿入される過程のハブボルト２２の状態を表しており、一方、図１において下方側に示すハブボルト２２は、貫通孔２０ｃに適正に組み付けられたハブボルト２２の状態を表している。
【００１９】
自動車の車輪は、このようにして固定されたハブボルト２２に車輪のホイルのボルト穴を嵌挿し、更に、ハブボルト２２のネジ部２２ｃにナットを締結することにより、図１に示す車輪支持部に締結される。以下、説明の便宜上、アクスルハブ２０の、車輪が締結される側（図１において右側）を車輪側と、また、車輪が締結されない側（図１において左側）を車体側と称す。
【００２０】
本実施例のボルトの嵌合部構造は、アクスルハブ２０の貫通孔２０ｃの形状に特徴を有している。以下、図２乃至図４を参照して、貫通孔２０ｃの形状について説明する。図２は、貫通孔２０ｃの正面断面図を示す。また、図３及び図４は、それぞれアクスルハブ２０を車体側から見た斜視図（図１に示す  ＩＩＩ矢視図に相当）、及びアクスルハブ２０を車輪側から見た斜視図（図１に示すＩＶ矢視図に相当）を示す。
【００２１】
図２乃至図４に示す如く、貫通孔２０ｃは、その両端の開口部近傍に形成される面取り部２０ｃ−１，２０ｃ−２、これら面取り部２０ｃ−１，２０ｃ−２の間に形成される嵌合部２０ｃ−３、及び貫通孔２０ｃの開口部の間口の一部を拡大する第１の切欠き部２０ｃ−４及び第２の切欠き部２０ｃ−５から形成されている。
【００２２】
嵌合部２０ｃ−３は、ハブボルト２２のセレーション部２２ｂと嵌合する部分であり、セレーション部２２ｂに比して僅かに小径に構成されている。また、面取り部２０ｃ−１，２０ｃ−２は、貫通孔２０ｃの開口部におけるバリを落とし、また、貫通孔２０ｃの間口を拡げてハブボルト２２の挿入を容易とする等のために形成されており、その幅は必要最小限に設計されている。
【００２３】
第１の切欠き部２０ｃ−４は、貫通孔２０ｃの車体側開口部の間口がアクスルハブ２０の外周側に拡大されるように、面取り部２０ｃ−１の最外周側の部分（図２、図３における最上部分）に更に面取りを施すことにより形成されている。また、第２の切欠き部２０ｃ−５は、貫通孔２０ｃの車輪側開口部の間口がアクスルハブ２０の内周側に拡大されるように、面取り部２０ｃ−２の最内周側の部分（図２、図４における最下部分）に更に面取りを施すことにより形成されている。
【００２４】
尚、これら第１の切欠き部２０ｃ−４及び第２の切欠き部２０ｃ−５は、アクスルハブ２０を鍛造または鋳造で成形する際に同時に形成することとしても良く、また、鋳造又は鍛造によりアクスルハブ２０を形成した後に、機械加工により事後的に形成することとしても良い。
【００２５】
ところで、本実施例の車輪支持部は、アクスルハブ２０の車体側に隣接して、ベアリング１２を配設する構成を採用している。その結果、ベアリンブ１２に固定されるナックル１０とアクスルハブ２０とが近接し、ハブボルト２２を水平方向から貫通孔２０ｃに挿入することができない状態が形成されている。
【００２６】
かかる状況下でハブボルト２２を貫通孔２０ｃに挿入するためには、頭部２２ａとナックル１０とが干渉するのを避けるため、図１において上方側に示すハブボルト２２のように、貫通孔２２ｃの軸線方向に対して所定の挿入角θを保ちつつハブボルト２２を貫通孔２０ｃに挿入することが必要である。
【００２７】
ところで、本実施例において、ハブボルト２２は、ネジ部２２ｃがセレーション部２２ｂに比して小径となるように形成されている。一方、貫通孔２０ｃの最小径部分である嵌合部２０ｃ−３は、セレーション部２２ｂと適切な嵌合状態を実現するため、ほぼセレーション部２２ｂと同径に形成されている。このため、ハブボルト２２が貫通孔２０ｃに挿入される過程で、ネジ部２２ｃが嵌合部２０ｃ−３に挿入されている段階では、ハブボルト２２の外周面と貫通孔２０ｃの内周面との間にクリアランスが生じる。従って、かかる段階では、ハブボルト２２に傾斜を与えることが可能である。
【００２８】
図５に示す如く、嵌合部２０ｃ−３の幅をα、面取り部２０ｃ−１，２０ｃ−２の幅をそれぞれβ、γとした場合、ハブボルト２２に許容される傾斜角を大きく確保するためには、αを小さく、β及びγを大きくすることが有利である。しかしながら、αを小さくすると、ハブボルト２２を貫通孔２０ｃに嵌合させた際に、セレーション部２２ｂと嵌合部２０ｃ−３とで形成される嵌合部分の面積が小さくなり、ハブボルト２２に、回転方向に十分な抵抗力を付与することが困難となる。
【００２９】
図１に示す車輪支持部への車輪の締結は、上述の如くハブボルト２２にナットを締めつけることにより行われるため、ハブボルト２２が、回転方向に十分な抵抗力を有していないとすれば、ナットの締結時に、ハブボルト２２が共回りするおそれが生ずる。
【００３０】
これに対して、本実施例においては、上記図２に示す如く、アクスルハブ２０に第１の切欠き部２０ｃ−４及び第２の切欠き部２０ｃ−５を設けることにより、貫通孔２０ｃの両端の間口を一部においてのみ拡大することとしている。また、これら第１の切欠き部２０ｃ−４及び第２の切欠き部２０ｃ−５は、図６に示す如く、ハブボルト２２を傾斜角θで貫通孔２０ｃに挿入した際に、ハブボルト２２の中心軸と第１の切欠き部２０ｃ−４の壁面との距離および第２の切欠き部２０ｃ−５の壁面との距離が、共にハブボルト２２のネジ部２２ｃの半径Ｒ以上となるように形成されている。
【００３１】
かかる構成によれば、嵌合部２０ｃ−３の有効面積を大きく減少させることなく、傾斜角θを確実に確保することができる。このため、本実施例のボルトの嵌合部構造によれば、嵌合状態におけるハブボルト２２の回転防止能力を損なうことなく、ベアリング１２の大径化、ベアリング１２とアクスルハブ２０のフランジ部２０ａとの近接化、アクセルハブ２０のフランジ部２０ａの薄板化等を容易に実現することができる。
【００３２】
ところで、上記した実施例においては、ハブボルト２２にセレーション部２２ｂを設けてハブボルト２２と貫通孔２０ｃとの嵌合トルクを確保する構成としているが、両者の嵌合トルクを確保する手法はこれに限定されるものではなく、貫通孔２０ｃ側に、または、ハブボルト２２と貫通孔２０ｃの双方にセレーション部を設けることとしても良い。
【００３３】
尚、上記の実施例においては、アクスルハブ２０が前記した支持部材に、また、ハブボルト２２が前記したボルトに相当している。ところで、上記の記載においては、ボルトの嵌合部構造を自動車のアクスルハブにハブボルトを固定する構造に用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持部材に嵌合によりボルトを固定する場合に広く適用することができる。
【００３４】
次に、図７および図８を参照して、本発明の第２実施例であるボルトの嵌合部構造について説明する。図７は、本実施例の嵌合構造に用いるアクスルハブ３０の要部を表す正面図を示す。また、図８は、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ  直線に沿ってアクスルハブ３０を切断した際の断面図を示す。
【００３５】
アクスルハブ３０は、鋳造または鍛造等により成形した粗材に、機械加工によってボルト穴３２を設けることにより製造される。ここで、アクスルハブ３０には、鋳造または鍛造等により粗材を成形する過程で、円環溝３４が形成される。円環溝３４は、図７に示す如く、ほぼ貫通孔３２の外周側約半分と重なり合う様に、また、図８に示す如く、その断面形状が、貫通孔３２の最外周部に頂点を有するＶ字形となるように設けられている。
【００３６】
上記の如く、粗材成形の段階で円環溝３４が形成されていると、機械加工によって貫通孔３２を設けるだけで、開口部の一部を拡大する切欠き部を備える貫通孔を実現することができる。従って、本実施例のアクスルハブ３０によれば、加工行程の増加等の不利益を伴うことなく、優れたハブボルト２２の挿入性と、高い嵌合トルクの確保とを両立することができる。
【００３７】
尚、上記の実施例においては、アクスルハブ３０が前記した支持部材に、また、円環溝３４が前記した第１又は第２の切欠き部に相当している。ところで、本実施例においては、アクスルハブ３０の一方にのみ円環溝３４を設ける構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクスルハブ３０の他方の面に、ほぼ貫通孔３４の内周側半分と重なり合う円環溝を設けて、貫通孔３２の両側に切欠き部を形成しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、貫通孔の間口を、開口部の一部においてのみ拡大することにより、ボルトの挿入過程において大きな挿入角度を許容しつつ、ボルトと支持部材とを所定の嵌合状態とした際に、ボルトに対して回転方向に高い抵抗力が付与することができる。従って、本発明に係るボルトの嵌合部構造によれば、ボルトの挿入方向に大きな自由度を確保しつつ、ボルトに回転の生じない嵌合状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるボルトの嵌合部構造を用いて構成される自動車の車輪支持部の正面断面図である。
【図２】本発明の一実施例の要部であるアクスルハブの貫通孔近傍の正面断面図である。
【図３】本発明の一実施例の要部であるアクスルハブの貫通孔近傍の車体側から見た斜視図である。
【図４】本発明の一実施例の要部であるアクスルハブの貫通孔近傍の車輪側から見た斜視図である。
【図５】本発明の一実施例のアクスルハブの貫通孔の寸法図である。
【図６】本発明の１実施例のアクスルハブに形成する第１の切欠き部及び第２の切欠き部が満たすべき条件を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施例のアクスルハブの一部を表す正面図である。
【図８】図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ  断面でアクスルハブを切断した最の断面図である。
【符号の説明】
１２  ベアリング
２０，３０  アクスルハブ
２０ａ  フランジ部
２０ｂ  軸部
２０ｃ，３２  貫通孔
２０ｃ−１，２０ｃ−２  面取り部
２０ｃ−３  嵌合部
２０ｃ−４  第１の切欠き部
２０ｃ−５  第２の切欠き部
２２  ハブボルト
２２ａ  頭部
２２ｂ  セレーション部
２２ｃ  ネジ部
３４  円環溝
【図１】
0003634897.tif 000002
【図２】
0003634897.tif 000003
【図３】
0003634897.tif 000004
【図４】
0003634897.tif 000005
【図５】
0003634897.tif 000006
【図６】
0003634897.tif 000007
【図７】
0003634897.tif 000008
【図８】
0003634897.tif 000009