(57)【要約】      （修正有）【課題】ホイールナットを使用して車両上に車輪を保持するホイールハブの応力を軽減する。【解決手段】ホイールハブ１２の応力軽減装置１０は、複数の孔１４を形成する取付部１５を有する円形のホイールハブ１２と、各孔内に嵌合されるねじ付き連結具２０とを備える。連結具２０にねじ連結されるホイールナットＬにより連結具２０に引張力を加えると、ホイールハブ１２に最大引張応力領域が発生する。最大引張応力領域は、各孔１４を二分するハブ半径上から離間する位置に形成される。本発明の他の実施の形態は、ホイールナットＬを使用して、車両上に車輪を保持するホイールハブ１２の応力を軽減する方法に関連する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールナットを使用して車両に車輪を保持するホイールハブの応力軽減装置において、
複数の孔を形成する取付部を有するホイールハブと、
複数の孔の各々に嵌合される複数のねじ付き連結具とを備え、各ねじ付き連結具にねじ連結されるホイールナットにより引張力が加えられる複数のねじ付き連結具は、複数の孔の一つを二分するホイールハブの半径上から離間するホイールハブの位置に最大引張応力領域を発生させることを特徴とするホイールハブの応力軽減装置。
【請求項２】
ハブ取付部は、複数の孔から延伸するハブ内側面と、
ハブ外側面とを備え、ハブ内側面上に保持される頭部と、
ハブ外側面を越えて延伸してホイールナットを係合するねじ部とを各ねじ付き連結具に設けた請求項１に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項３】
ハブ内側面は、外側着座面を形成し、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるときに対応するハブ着座面に載置される外側接触面を各ねじ付き連結具の頭部に設けた請求項２に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項４】
複数の孔の各々は、第１の内周を有し、各ハブ着座面は、孔の第１の内周より大きい第２の内周を有し、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるときに対応するハブ着座面の第２の内周に接触する第３の内周を各頭部接触面に設けた請求項３に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項５】
複数の孔の各々は、第１の内周を有し、ハブ内側面に形成される第１の内周より大きい第２の内周を有する各ハブ着座面は、第１の内周と第２の内周との間で徐々に先細となって傾斜し、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるとき、直径が逓減して先細となる各頭部接触面は、対応する傾斜ハブ着座面に接触する請求項３に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項６】
ハブ内側面は、外側着座面を形成し、各連結具は、頭部の下面に隣接するスペーサを更に備え、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるとき、対応するハブ着座面に接触する傾斜接触面をスペーサに設けた請求項２に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項７】
複数の孔の各々は、第１の内周を有し、各ハブ着座面は、孔の第１の内周より大きい第２の内周を有し、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるとき、対応するハブ着座面の第２の内周に接触する第３の内周を各スペーサの接触面に設けた請求項６に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項８】
各孔は、第１の内周を有し、ハブ内側面に形成される第１の内周より大きい第２の内周を有する各ハブ着座面は、第１の内周と第２の内周との間で徐々に先細となって傾斜し、ホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えるときに、各スペーサの外周に徐々に先細にテーパ状に形成される接触面は、対応するテーパ状のハブ着座面に接触する請求項６に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項９】
各連結具は、頭部が形成される一端と、
ねじ部が形成される他端とを有する細長い軸部を備え、軸部は、頭部に隣接する肩を有し、肩の外面は、複数の防滑部を有し、複数のハブ孔内に挿入するとき、防滑部は、ハブ孔内に圧入されて嵌合され、スペーサは、軸部を包囲し、防滑部は、頭部の下面に隣接してスペーサを固定する請求項６に記載のホイールハブの応力軽減装置。
【請求項１０】
ホイールナットを使用して車両に車輪を保持するホイールハブの応力軽減方法において、ホイールハブの取付部を貫通する複数の孔を形成する過程と、
複数のねじ付き連結具の１つを対応する複数の孔の１つ内に挿入する過程と、
孔内に挿入した各連結具にねじ連結するホイールナットにより各ねじ付き連結具に引張力を加える過程と、
ホイールナットの締め付け後に、各孔を二分するホイールハブの半径上から離間するホイールハブの位置に最大引張応力領域を形成する過程とを含むことを特徴とするホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１１】
複数の孔を形成する過程は、対応する各孔に外側着座面を形成する過程を含み、引張力を加える過程は、対応する孔の外側着座面に、孔内に挿入した各連結具の接触面を着座させる過程を含む請求項１０に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１２】
ねじ部を形成した一端と、
頭部を形成した他端とを有する細長い軸部を各連結具に設け、頭部の外側下面に連結具の接触面を形成し、複数の孔を形成する過程は、頭部の外側接触面に接触させる外側着座面を形成する過程を含み、引張力を加える過程は、対応する連結具のねじ部にホイールナットを締め付ける過程と、
頭部の外側下面と、
ホイールハブの外側着座面とを互いに接触させる過程とを含む請求項１１に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１３】
各連結具の頭部の外側下面は、円錐台形状を有し、複数の孔を形成する過程は、各着座面を円錐台形状に形成する過程を含む請求項１２に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１４】
複数の孔を形成する過程は、ハブ取付部の内側面と外側面との間を貫通する第１の内周で各孔を形成する過程と、
第１の内周より大きく第１の内周と実質的に同心状となる第２の内周で各外側着座面をハブ内側面に隣接して形成する過程とを含む請求項１１に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１５】
各連結具は、ねじ部を形成した一端及び頭部を形成した他端を有する細長い軸部と、
頭部の底面に隣接するスペーサとを備え、連結具の接触面は、スペーサの一定の形状を有する外側面を含み、複数の孔を形成する過程は、スペーサの外側接触面に接触する外側着座面を形成する過程を含み、引張力を加える過程は、対応する連結具のねじ部にホイールナットを締め付ける過程と、
スペーサの外側接触面とホイールハブの外側着座面とを互いに接触させる過程とを含む請求項１１に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１６】
各スペーサは、軸部に隣接する第１の辺面と、
頭底面に隣接する第２の辺面と、
外側の接触面を形成する斜面とを備えるほぼ直角三角形状の断面を有し、複数の孔を形成する過程は、各着座面を円錐台形状に形成する過程を含む請求項１１に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１７】
各スペーサは、ほぼ直角二等辺三角形状の断面を有し、複数の孔を形成する過程は、底面と円錐面との角度を約４５度に形成した円錐台形状に各着座面を形成する過程を含む請求項１５又は１６に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１８】
対向する第１の端部と第２の端部とを有する軸部を準備する過程と、
第１の端部に頭部を形成する過程と、
軸部の第２の端部に隣接する一部にねじ部を形成する過程と、
頭部に隣接する肩を軸部に設ける過程と、
軸部の頭部に隣接する位置にスペーサを取り付ける過程と、
スペーサを取り付ける過程後に、スペーサを軸部に固定する過程とによりねじ付き連結具を構成する過程を含む請求項１０に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項１９】
スペーサを軸部に固定する過程は、軸部の肩に防滑部を形成して、軸部にスペーサを固定する過程を含む請求項１８に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項２０】
ハブ取付部の対応する孔内に各軸部の肩を圧入する過程を含む請求項１９に記載のホイールハブの応力軽減方法。
【請求項２１】
ホイールナットを使用して車両に車輪を保持する装置において、対向するハブ内側面とハブ外側面との間に延伸する複数の孔が形成される取付フランジを有するホイールハブと、
複数の孔の対応する孔に圧入される複数の連結具とを備え、ホイールハブは、複数の孔の対応する孔を包囲してホイールハブのハブ内側面から窪む複数の頭部着座部を形成し、各連結具は、ホイールハブのハブ外側面を越えて延伸してホイールナットに連結されるねじ部と、
ホイールハブのハブ内側面より下方で嵌合されて頭部着座部に接触する接触面とを有することを特徴とする車輪保持装置。
【請求項２２】
各連結具は、ねじ部を形成した一端と、
頭部を形成した他端とを有する軸部を備え、連結具の各接触面は、頭底面を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項２３】
各孔は、第１の内周を有し、対応する各頭部着座部は、第１の内周より大きい第２の内周を有し、各頭部接触面は、第２の内周の頭部着座部に接触する選択された第３の内周を有する請求項２２に記載の車輪保持装置。
【請求項２４】
各頭部着座部の外周は、第１の内周と第２の内周との間テーパ状に先細となり、各頭部接触面は、テーパ状に先細となる接触面を有する請求項２３に記載の車輪保持装置。
【請求項２５】
各連結具は、ねじ部を形成した一端と、
頭部を形成した他端とを有する軸部と、
頭部に隣接して軸部を包囲するスペーサとを備え、連結具の各接触面は、スペーサの露出する表面を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項２６】
各孔は、第１の内周を有し、対応する各頭部の着座部は、第１の内周より大きい第２の内周を有し、スペーサの露出する各接触面は、第２の内周の頭部着座部に接触するように選択される第３の内周を有する請求項２５に記載の車輪保持装置。
【請求項２７】
各頭部着座部の外周は、第１の内周と第２の内周との間でテーパ状に先細となり、スペーサの各露出接触面は、テーパ状に先細の接触面を有する請求項２６に記載の車輪保持装置。
【請求項２８】
連結具にねじ連結されるホイールナットにより引張力を連結具に加えるとき、対応する孔に嵌合される各連結具は、ホイールハブに最大引張応力領域を形成し、最大引張応力領域は、対応する孔を二分するハブ半径上から離間する位置に配置される請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項２９】
各頭部着座部は、ハブ取付部のハブ内側面から対応する孔に向ってテーパ状に先細となる円錐台形の凹部を備え、各連結具の接触面は、円錐台形状を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項３０】
各頭部着座部は、ハブ取付部のハブ内側面を越えて突出する露出表面を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項３１】
各頭部着座部は、ハブ取付部のハブ内側面で第１の直径を有し、各頭部は、第１の直径より大きい第２の直径を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【請求項３２】
各頭部は、ハブ取付部の内側面と外側面との間に配置される露出表面を有する請求項２１に記載の車輪保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、例えば中型貨物自動車又は大型牽引貨物自動車等の車両に装着するホイールハブの応力軽減装置、特に、車両ハブの外周部に形成される開口部に一致する外周部を有する結合装置を使用する応力軽減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より鋳鉄又は鋳造アルミニウムにより形成されるホイールハブは、機械加工されて、車両の他の部材と共に組み立てられる。例えば、図８は、従来の方法で車両軸（図示せず）に取り付けられるほぼベル形のホイールハブHの径方向断面図を示す。ホイールハブHの取付フランジDに穿孔される円筒孔C内に配置される鋲又はボルトB等の連結具は、内側面Eからハブ外側面Fに延伸する。図示の便宜上単一のボルトBのみを図示するが、通常、ハブ取付フランジDの外周部に等間隔に複数の円筒孔Cが形成され、各円筒孔Cには、ボルトBが装着され、車両の定格荷重によりボルトの数、寸法及びピッチ円直径を選択することができる。
【０００３】
複数のボルトBを使用してホイールハブHと、ブレーキドラムGと、タイヤTを取り付ける車輪Wとを互いに固定する場合もある。複数のボルトBの各一端には、頭部Jが形成され、各他端にはネジ部Kが設けられる。ボルトBのねじ部KにホイールナットLをねじ連結（螺合）して、車輪Wは、ホイールハブHに固定される。円筒孔C内に通常圧入して、ボルトBをホイールハブHに固定する鋸歯状の（ローレット加工された）肩部MがボルトBに設けられる。ボルトBの縦軸Pに実質的に直角に設けられるボルトBの頭部Jの下面Nは、ホイールハブHの内側面Eに実質的に平坦面で着座する。
【０００４】
ホイールハブHに車輪Wを取り付けるとき、ホイールナットLをボルトBに装着して締め付けると、縦軸Pに直角な方向の引張力と、下面Nに直角な圧縮力とがホイールハブHに与えられる。材料を除去して、複数の円筒孔Cを形成する箇所から径方向内側の位置で取付フランジDとホイールハブHのバレル部との間の湾曲移行部に沿うホイールハブHの危険領域に、引張応力は、共通に発生する。矢印方向は、力の方向を示し、矢印の長さは、力の量を表すベクトルで引張力Rを図示する。引張力Rは、ボルトBの頭部Jの下面Nを介してホイールハブHに印加される。ボルトBの下面Nが印加する圧縮力を矢印Sで表す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用のホイールハブHは、使用寿命を制限する２種類の応力を通常受ける。(1)ホイールナットの締め付けにより、ホイールハブHの内側面Eを円筒孔C内に引き込む作用を生ずる平均引張応力、(2)車両の旋回時のコーナリング等の負荷状態でホイールハブHが回転するときに周期的な負荷により発生する疲労応力。周期的な応力の印加時に、残留引張応力は、ホイールハブHの使用寿命に悪影響を与える。また、タイヤの交換時に作業員がホイールナットLを過度に締め付けて、ボルトBを過度に延伸し又は引張させて、更に引張応力を増加すると、ホイールハブHの使用寿命を短命化する事実は、通常認められる現象である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態は、ホイールナットを使用して車両上に車輪を保持するホイールハブ応力軽減装置に関連する。ホイールハブ応力軽減装置は、複数の孔が形成される取付部と、各孔に嵌合するねじ付き連結具とを有する円形ハブを備える。ねじ付き連結具にねじ連結可能なホイールナットによりねじ付き連結具に引張力を加えると、ホイールハブに最大引張応力領域が形成される。複数の孔の一つを二分するハブ半径上から離間する位置に、最大引張応力領域が、形成される。本発明の他の実施の形態は、ホイールナットを使用して、車両上に車輪を保持するホイールハブの応力を軽減する方法に関連する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図３は、本発明の一実施の形態によるホイールハブの応力軽減装置10を示す。図２に明示するように、軸受（図示せず）を介して車軸に取り付けられるバレル部を有するほぼベル型のホイールハブ12が応力軽減装置10に設けられる。ホイールハブ12の外周縁を構成する取付フランジ15に円筒孔14を穿孔操作により形成できる。円筒孔14は、ホイールハブ12のハブ内側面16から取付フランジ15のハブ外側面18に貫通する。
【０００８】
鋸歯状（又はローレット加工された）の肩24を一端に形成し、ねじ部25を他端に形成した軸部（シャンク）22を有するホイールボルト20等の連結具の第１の実施の形態を図２に示す。ホイールハブ12の取付フランジ15の円筒孔14内に鋸歯状の肩24を圧入することができる。ブレーキドラムGに設けられる孔26と、車輪Wに設けられる孔28とにホイールボルト20の軸部22が挿入される。ボルトねじ部25にねじ連結されるホイールナットLにより、タイヤTをホイールハブ12に取り付けることができる。ホイールボルト20に設けられる頭部30の下面32は、ホイールボルト20の縦軸34と同心の形状を有する接触面を形成する。ハブ取付フランジ15の外周部の周りに等角度間隔で通常設けられる複数の孔14の各々に、ホイールボルト20が嵌合されるが、ホイールボルト20の数は、車両の定格荷重により決定される。
【０００９】
円筒孔14より大きい直径の頭部着座部35がハブ取付フランジ15に設けられる。ボルト頭底面32に接触する図示の着座部35の頭部接触面は、ボルト頭底面32の形状に相補的なテーパ状、傾斜面又は円錐台（截頭体、錐体）形状に形成される。図３に明示するように、点線36で示すボルト頭底面32は、点線34で示すボルト縦軸34に対して傾斜角度Φ（ファイ）を形成する。約４５度の角度で図示する傾斜角度Φ（ファイ）は、２０度から８０度の角度範囲で選択できる全ての角度を使用できよう。図示のテーパ状に先細のボルト頭底面32とテーパ状に先細の頭部着座部35の作用効果を図６について後述する。
【００１０】
本発明による連結具40の他の実施の形態を図４及び図５に示す。図４に明示するように、連結具40は、軸部42を有するハブボルト又はボルト41を含む。鋸歯状断面を有する複数の防滑部45を任意の凹凸で形成した非ねじ部（肩）44が軸部42の一端に設けられ、他端にねじ部46が設けられる。防滑部45は、例えば、ローレット加工により円柱状の肩44にギザギザの切れ込みを入れて形成される。頭底面52を有する頭部50の中心は、ボルト41の縦軸48上に配置される。図示のように、ボルト頭底面52と同一平面上にある点線54は、ボルト縦軸48に対し角度θ（シータ）で形成される。図示の実施の形態では、縦軸48に対し実質的に直角にボルト頭底面52を形成するので、角度θは、約９０度であり、その点では、図８に示す従来のボルトBのボルト頭底面Nと縦軸Pとのなす角度と同一である。
【００１１】
ボルト頭部50の全頭底面52の着座に適する大きさのスペーサ部材又はワッシャ55を連結具40に設けるとよい。頭底面52と肩44の周辺部とが相互に形成する直角な界面に隣接して嵌合されるワッシャ55は、直角三角形等の図示の三角断面を有する。ワッシャ55の他の傾斜斜辺となる露出面56は、連結具40のホイールハブ12に対する接触面となる。図４に示す例では、１点鎖線で示す縦軸48に対し角度Φ（ファイ）を選択して、１点鎖線58で示す接触面56が形成される。図１〜図３に示すボルト20に代えて、前記のように角度Φを選択して、ボルト41とワッシャ55とを備える連結具40を使用することができる。
【００１２】
種々の異なる方法で連結具40を構成することができる。例えば、別途鋼材により肩44と頭部50とを好適に形成し、冷間頭部据え込みによりボルト41を形成することができる。鋼材の打抜き成形、プレス成形又は別の成形法によりスペーサ又はワッシャ55を形成することができる。冷間頭部据え込みによりボルト41を形成しかつ打抜き成形によりワッシャ55を形成することが望ましい。
【００１３】
ボルト41とワッシャ55の成形工程後に、ボルト軸部42にワッシャ55を装着して、頭底面52に着座させる。頭底面52と、ホイールハブ12との間の適正な位置にワッシャ55を種々の方法で保持することができる。例えば、軸部42にワッシャ55を装着した後、肩44上に防滑部45を形成してもよい。防滑部45の複数の突起部により、軸部42の外径は、肩44の外径より大きく且つワッシャ55の内径より大きいので、防滑部45を超えて強制的にワッシャ55を防滑部45と頭部50との間に圧入して、ボルト41にワッシャ55を固定することができる。防滑部45の形成前、形成後又は形成と同時に、軸部42にねじ部46を形成することができる。別例として、圧入又は予備装着によりワッシャ55を頭底面52に固定することもできる。本実施の形態では、ワッシャ55をボルト41に挿入する前又は後に、防滑部45とねじ部46を形成することができる。
【００１４】
本発明による連結具40を使用するホイールハブ12への応力軽減装置60の他の実施の形態を図５に示す。図５では、ホイールハブ12、ブレーキハウジングG及び車輪WをホイールナットLにより互いに連結して、タイヤTを車両に取り付けるボルト20に代える連結具40を示す。ワッシャ55の接触面56は、テーパ状に先細の頭部着座部35上に載置される。ボルト頭部50又は円筒形ハブ孔14の何れかが非同心形状でも、軸部42の肩44上で移動可能又は遊動可能にワッシャ55を連結具40に取り付ければ、移動可能又は遊動可能なワッシャ55により非同心形状が補償され、連結具40とハブ孔14とを同心状に保持することができる。ホイールナットLの締付時に、取付られるワッシャ55により、ワッシャ55と頭底面52とを互いに十分に常時接触させることができる。
【００１５】
図６及び図７は、何れかの応力軽減装置10又は60を使用するホイールハブ15と、従来の構造（図７）を使用するホイールハブHとにそれぞれ発生する引張応力を比較する応力線図を一例として示す。図７は、従来の通常の応力線図を表し、他のハブ形状でも同様の結果を生ずることが判明した。図６は、応力軽減装置10,60が発生する応力パターン70を示す。応力パターン70は、増加と共に変化する応力レベル72,74,75,76及び78を表す。図７は、従来のボルトBによりホイールハブHに発生する応力パターン80を示す。応力パターン80は、増加と共に変化する応力レベル82,84,85,86及び88を表す。図６及び図７での各最高応力レベルに対する応力レベルの百分率(%)の比較を下表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
前記引張応力、周期的付加応力（残留引張応力）及び疲労応力の３種類のハブ応力のうち、図６及び図７の応力線図は、疲労応力又は周期的付加応力を示すものではなく、車両にタイヤTを装着する際にホイールナットLの緊締により発生する平均引張応力のみを示す。図７の従来の応力パターンは、ほぼベル型のホイールハブHのバレル部と、各ボルト孔Cの両側から延伸する複数対の三角形領域とに形成される極めて僅か又は零の応力領域82を示す。しかしながら、各ボルト孔CよりホイールハブHの径方向内側で接線方向に極めて高い応力領域86,88が発生した。極めて高い応力領域86,88と極めて僅か又は零の応力領域82との間に、応力遷移領域84及び85が形成される。
【００１８】
これに対し、図６は、ホイールハブ12のバレル部内の極めて僅か又は零の応力領域72からホイールハブHの径方向外側で、かつ、各ボルト孔14間でホイールハブHの同一円周方向に延伸する領域を有する。複数対の小菱形領域である最高応力領域78は、ホイールハブ12を包囲する環状帯領域内で各孔14の両側に形成される。応力遷移領域74,75,76は、応力領域72と応力領域78との間に形成される。応力軽減装置10,60内の最高引張応力レベル78は、従来のホイールハブHとボルトBとを使用する構造に発生する最高応力レベル86,88の凡そ半分である。
【００１９】
ホイールハブ12に生ずる最高応力レベル78で十分に応力が減少すると同時に、応力軽減装置10,60を使用すると、図７と図８に示す従来のホイールハブHとボルトBとを使用する構造に比べて、最高応力レベルの位置を広範囲に改善することができる。前記背景技術で説明したように、極めて高い引張応力86,88が、ホイールハブHの危険領域に発生する。取付フランジDとホイールハブHのバレル部との間を接続する湾曲移行部と、材料を除去して形成される孔Cの内側位置とに危険領域が形成される。湾曲移行部と素材除去部の各々は、危険領域内で本質的にホイールハブを脆弱化させる。各孔Cのように同一半径に沿う危険領域に高引張応力86,88が形成され、ホイールハブHの使用寿命に負の影響が与えられる。応力軽減装置10,60により、最高応力領域78を危険領域から移動しかつ孔14又は傾斜着座部35に交差する半径から離間させることができる。
【００２０】
図９Ａ及び図９Ｂは、図７及び図８に示す従来の最高応力領域86,88の危険領域位置から応力軽減装置10,60の最高応力領域78を移動する実施可能な例を示す。図９Aは、平坦な下面Nと、ボルト頭部Jにより半径方向のベクトルRとして付与される引張応力を示す。
【００２１】
簡便化のため、応力軽減装置10のみを示す図９Ｂは、接触面32,56に接触する外側着座部35を使用する効果を示す。図９Ｂでは、外側着座部35は、ボルト頭部30の接触面32,56に十分に接触する。ボルト頭部30が発生する全押圧力をベクトル90で表すが、ベクトル90は、外側着座部32に対して直角又は垂直方向の成分を含む。図９Ａ及び図９ＢのホイールナットLを同一の締付トルクでそれぞれ緊締すれば、押圧力の量の等しいベクトルSとベクトル92とは、同一長さで表される。各ボルト頭部30は、ハブ内側面16を超えて突出する露出表面を有する。図９Ｂに示すように、各ボルト頭部30の着座部35は、内側面に第１の直径を有し、第１の直径より大きい第２の直径を有する各ボルト頭部30の露出表面は、ハブ内側面16を超えて突出する。同様に、各着座面35は、各孔14により形成される第１の内周より大きい第２の内周を有し、ホイールナットLの締付け時に、対応するハブ着座面35の第２の内周に接触嵌合する大きさの第３の内周を有する接触面32,56が各ボルト頭部30に設けられる。他の実施の形態では、ボルト頭部30の第１の直径を第２の直径より大きくして、ハブ内側面16とハブ外側面18との間に露出表面を配置してもよい。他の実施の形態では、ハブ内側面16下に露出表面を埋設してもよい。
【００２２】
ベクトル成分をＸＹ座標に分解すると、ベクトル90は、垂直成分のベクトル92と、水平成分のベクトル94とから成る。用語「水平」及び「垂直」は、図９Ｂに関する相対的な用語である。図６の最大応力レベル78と図７の最大応力レベル86,88に対する試験データにより前記結果がそれぞれ実証された。水平応力ベクトル94は、ホイールハブ12の危険領域に残留圧縮応力を生ずることがある。また、水平応力ベクトル94により、図７の最高応力レベル86,88の位置を、危険領域外である図６の最高応力レベル78の位置に移動させることができる。
【００２３】
このように、引張応力の応力軽減装置10,60は、皿穴加工された孔14,35内に着座する傾斜角度付き又はテーパ状のスタッド頭部30,50を使用できる。スタッド取付トルクの力を従来の頭底面Nに対して直角ではなく、連結接触面32,56に対して直角な方向に偏向できるので、前記技術的着想により、ホイールハブ12の危険領域に低い引張応力78を発生することができる。ベクトル90で示すこの直角方向力により、ベクトルRで示す従来の装置での平均引張力を低減すると共に、ホイールハブ12の危険領域内にベクトル94で示す残留圧縮応力を加えることができる。連結具20の形状は、一体成形型スタッド形状が有利である。圧入ワッシャ55と、スタッド（ねじ）42とを有する図４の２部品組立型ボルト40により、締付時に外側着座部32に対し接触面32, 56を十分な面積で接触させることができる。
【００２４】
前記例示的な実施の形態について、本発明を説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載される本発明の精神及び技術的範囲から逸脱せずに、他のことなる形式、詳細な変更及び形態を使用できることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態によるホイールハブの応力軽減装置を示す斜視図
【図２】図１に示すホイールハブの応力軽減装置の径方向に沿う拡大断面図
【図３】図１の実施の形態による連結具の側面図
【図４】他の実施の形態による連結具の側面図
【図５】図４に示す本発明の他の実施の形態による連結具を使用するホイールハブの応力軽減装置の半方向に沿う拡大断面図
【図６】図１又は図５のホイールハブの応力軽減装置を使用するときに、ホイールハブに加えられる引張応力を示す応力斜視図
【図７】従来のホイールハブとボルト固定装置を使用するときに、ホイールハブに加えられる引張応力を示す応力斜視図
【図８】図７に示す引張応力を発生する従来のホイールハブボルト固定装置の径方向拡大断面図
【図９Ａ】図７及び図８に示す従来の装置に発生する力ベクトルを表わす拡大部分断面図
【図９Ｂ】図１〜図３に示す本発明の応力軽減装置に発生する力ベクトルを表わす拡大部分断面図
【符号の説明】
【００２６】
(10,60)・・応力軽減装置、  (12)・・ホイールハブ、  (14)・・孔（ハブ孔）、  (15)・・取付部（ハブ取付部）、  (16)・・ハブ内側面、  (18)・・ハブ外側面、  (20,40)・・連結具（ねじ付き連結具）、  (22,42)・・軸部、  (25,46)・・ねじ部、  (30,50)・・頭部、  (32)・・接触面（外側下面、外側接触面、頭部接触面）、  (35)・・ハブ着座面（外側着座面）、  (35)・・頭部着座部（外側着座面）、  (44)・・肩、  (45)・・防滑部、  (52)・・下面（底面、頭底面）、  (55)・・スペーサ、  (56)・・接触面（外側面、外側接触面、傾斜接触面、露出接触面）、  (78)・・最大引張応力領域、  (L)・・ホイールナット、  (W)・・車輪
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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