(57)【要約】【課題】  大幅な設計変更に伴うコストアップを招くことなく、ホイールに対するハブの回転方向への位置ずれを防止することができる車輪のホイール締結構造の提供。【解決手段】  ハブ４とホイール１１との締結後におけるハブ４のホイール１１に対する回転方向への位置ずれを防止する相対回転規制手段（平座ナット１５のパイロット部１５及びボルト穴２５）を備える。【選択図】      図３
2009029286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤを保持するホイールと、
車両に固定されており回転自由なハブと、
前記ハブと前記ホイールとを締結する締結手段と、を備え、
前記ハブに前記ホイールの位置を設定する環状突起部を形成し、前記ホイールに前記環状突起部を嵌合する嵌合部を形成した車輪のホイール締結構造において、
前記締結手段にて前記ハブと前記ホイールとの締結後、前記ハブの前記ホイール周方向への相対移動を規制する相対回転規制手段を備えることを特徴とする車輪のホイール締結構造。
【請求項２】
前記締結手段を前記ハブに設けられた複数のハブボルトと、該ハブボルトを前記ホイールのそれぞれ対応するボルト穴に挿通させた状態で螺締して前記ハブと前記ホイールを締結する複数の平座ナットとから構成し、
前記相対回転規制手段は、前記ボルト穴の少なくとも１つを前記ホイール径方向寸法よりも前記ホイール周方向寸法を小さく形成して成ることを特徴とする請求項１に記載の車輪のホイール締結構造。
【請求項３】
前記平座ナットに、前記ボルト穴に挿入配置するパイロット部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の車輪のホイール締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のホイール締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のホイールでは、中央の環状突起部をハブ穴に嵌挿してハブとの軸心合わせをした後、複数のハブボルトと平座ナットとを用いてハブと共締めし、締結軸力による平座ナットの座面摩擦力によってホイールとハブとの相対回転を規制している（特許文献１、２参照）。
ここで、ハブボルトを挿通するホイールのボルト穴は、環状突起部とハブ穴との位置決めによりハブとホイールとのセンタリング（軸心合わせ）を行う構造上、加工誤差によるハブボルトとの軸心ずれを許容するため、ハブボルトよりも十分に大きな円形状に形成されている。
【特許文献１】特開平５−２７０２０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、ボルト穴がハブボルトよりも大径に形成されているため、ハブに入力される制駆動トルクが平座ナットの座面摩擦力を超えたとき、ハブとホイールとが回転方向に位置ずれするという問題があった。
一方、ハブボルトの増設やボルト穴配列直径であるP.C.D（ピッチ・サークル・ダイヤメータ）を長くすることで、平座ナットの座面摩擦力の増大は可能であるが、ハブボルト及び平座ナットの部品数増加と、ハブ及びホイールの大幅な設計変更を要し、コストアップを招く。
【０００４】
本発明は上記従来技術が抱える問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、大幅な設計変更に伴うコストアップを招くことなく、ホイールに対するハブの回転方向への位置ずれを防止することができる車輪のホイール締結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、ハブとホイールとの締結後におけるハブのホイール周方向への相対移動を規制する相対回転規制手段を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、ハブに入力される制駆動トルクが平座ナットの座面摩擦力を超えた場合であっても、相対回転規制手段によりホイール周方向へのハブとホイールとの相対回転が規制されるため、ホイールに対するハブの回転方向への位置ずれを防止することができる。また、ハブボルトの増設やP.C.Dの変更が不要であるため、ハブ及びホイールの大幅な設計変更を強いられることはない。
この結果、大幅な設計変更に伴うコストアップを招くことなく、ホイールに対するハブの回転方向への位置ずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施する最良の形態を、図面に示す各実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、全体構成を説明する。
図１は実施例１の車輪のホイール締結構造が採用された車輪の縦断面図、図２は実施例１の要部拡大断面図、図３は実施例１のホイールのボルト穴を説明する図、図４は実施例１のホイールの取付工程を説明する図である。
【０００９】
図１に示すように、実施例１の車輪のホイール締結構造では、アクスル１に支持されるハブユニット２と、このハブユニット２に組み付けられる車輪３とから構成されている。
【００１０】
ハブユニット２は、アクスル１にスプライン嵌合された略筒状のハブ４と、このハブ４の径方向外側に配置された外輪５と、これら両者間に介装されたボール軸受６とから構成されている。
【００１１】
ハブ４は、略円筒状のボス部４ａと、このボス部４ａの車両外方側端部から径方向外側へ延設された略円盤状のフランジ部４ｂと、このフランジ部４ｂと一体的に車両外方側へ突出した環状の環状突起部４ｃとから構成されている。
また、ボス部４ａの軸穴にはアクスル１がスプライン嵌合され、アクスルナット７が環状突起部４ｃを臨んで該ハブ４の車両外方側端部に螺締されることにより、ハブ４がアクスル１に固定されている。
また、アクスル１の車両内方側端部には、等速ジョイント８を介してドライブシャフト９が連結されている。
【００１２】
車輪３はホイール１１とタイヤ１６とから構成されている。
ホイール１１は、鉄やアルミ等の金属製合金の鋳造物、または鍛造物を一部切削加工して形成される他、略円盤状のディスク部１７と、このディスク部１７と一体に形成される円筒状のリム部１８とから構成されている。
ホイール１１の外周部には、リム部１８に装着されたタイヤ１６が設けられる一方、中心部にはハブ４の環状突起部４ｃに嵌合された環状のセンタリング部（嵌合部）１９と、このセンタリング部１９の周囲に前述のボルト穴１２ｃが形成されている。
【００１３】
また、外輪５の軸方向の中間部には、径方向外側へ延設されるフランジ部２０が設けられると共に、このフランジ部２０には、車両懸架装置のアーム部21,22が図示を省略するボルト・ナットで固定されている。
また、各ナット7,15の車両外方側にはデザイン性を向上させるためのカバー部材23,24が設けられているが、この限りではない。
【００１４】
そして、ハブ４のフランジ部４ｂには、ディスクブレーキ装置のブレーキディスク部１０と車輪３のホイール１１のディスク部１７が順次重ねられている。
【００１５】
また、図２に示すように、フランジ部４ｂ、ブレーキディスク部１０、及びディスク部１７には、同軸上で、且つ、周方向に等間隔で複数箇所（実施例１では６箇所）にボルト穴１２ｃ〜１２ｃが形成されると共に、これら各ボルト穴１２ｃ〜１２ｃに挿通されたハブボルト１３がワッシャ１４を介した平座ナット１５で螺締されることにより、ハブ４、ブレーキディスク部１０、ホイール１１の三者が締結されている。
【００１６】
以下、ホイール１１の締結構造を詳細に説明する。
図２、図３に示すように、ホイール１１のボルト穴１２ｃは、ホイール１１の中心軸Ｘ１を中心として等間隔で６箇所形成されている。
前述した６つのボルト穴１２ｃのうちの１つであるボルト穴２５は、平座ナット１５のパイロット部１５ｃ（図３中二点鎖線で図示）の直径Ｄ１と同じ幅Ｗ１を有してホイール１１の径方向へ所定寸法Ｌ１で延設された長穴形状に形成されている。
【００１７】
一方、ボルト穴２５以外のボルト穴１２ｃは円形状に形成される他、その直径Ｄ２は、所定寸法Ｌ１と等しい寸法で形成されている。
なお、実施例１では直径Ｄ２＝所定寸法Ｌ１としているが、直径Ｄ２≧所定寸法Ｌ１としても良い。
さらに、各ボルト穴１２ｃの車両外方側の周縁部には平坦な座部２６が形成されると共に、この座部２６と連続して円形状の壁部を有するボルトホール２７が形成されている。
【００１８】
ハブ４のフランジ部４ｂのボルト挿入穴１２ａ及びブレーキディスク部１０のボルト穴１２ｂは、ホイール１１のボルト穴１２ｃよりも小径に形成される他、ボルト穴１２ａの直径は、後述するハブボルト１３のセレーション部１３ｂが圧入固定可能な寸法に形成されている。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、ハブボルト１３は、頭部１３ａと、セレーション溝が形成されたセレーション部１３ｂ（図２参照）と、雄螺子溝が形成された雄螺子部１３ｃとから構成されている。
【００２０】
平座ナット１５は、六角柱状の頭部１５ａと、ワッシャ１４を座部２６に加締めて座面摩擦力を得るためのフランジ部１５ｂと、ボルト穴１２ｃに挿入されるパイロット部１５ｃとから構成される他、平座ナット１５の軸穴の一部にはハブボルト１３の雄螺子部１３ｃの雄螺子溝に螺合可能な雌螺子が形成された雌螺子部１５ｄが形成されている。
さらに、パイロット部１５ｃの車両内方側端部には先細りしたテーパ部１５ｅが形成されている。
【００２１】
次に、作用を説明する。
まず、ボルト穴２５及びパイロットホール２７の形成方法について説明する。
図５は、実施例１のホイールのボルト穴及びボルトホールの形成工程を説明する図である。
ボルト穴２５の形成方法としては、例えば、図５に示すようなドリル工具２８を用いて切削加工する。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、ドリル工具２８は、先端側に設けられた第１ドリル刃２８ａと、この第１ドリル刃２８ａよりも大径な第２ドリル刃２８ｂが共に軸周りに回転可能に設けられている。
【００２３】
そして、図５（ｂ）に示すように、第１ドリル刃２８ａをホイール１１のディスク部１７の所定位置に貫通させた後、第２ドリル刃２８ｂでボルトホール２７を切削加工し、さらに、図５（ｃ）に示すように、第２トリル刃２８ｂをボルトホール２７から引き抜いた後、第１ドリル刃２８ａを軸直方向へ所定寸法だけ移動させることにより、長穴形状のボルト穴２５を形成できるようになっている。
【００２４】
従って、ボルトホール２７の形状を変更することなく、長穴形状のボルト穴２５を形成できる。
また、ハブ４との締結後はボルト穴２５が平座ナット１５により覆われ、表側から見えるボルト穴２５のボルトホール２７の形状は通常の円形で他のボルトホール２７と同形状をしているため、ホイール１１の優れたデザイン性を維持できるようになっている。
【００２５】
なお、ボルトホール２７を形成する前に第１ドリル刃２８ａでボルト穴２５を形成することも可能である。
また、ボルト穴２５は上述した以外の形成方法及び工具を用いて形成しても良い。
【００２６】
次に、ハブ４、ブレーキディスク部１０、及びホイール１１の締結方法について説明する。
このように構成されたハブ４、ブレーキディスク部１０、及びホイール１１を締結する際には、まず、図４（ａ）に示すように、各ハブボルト１３をハブ４のフランジ部４ｂのボルト穴１２ａからブレーキディスク部１０のボルト穴１２ｂに貫通させて、車両外方側へ突出させた状態とする。
この際、各ハブボルト１３のセレーション部１３ｂをそれぞれ対応するフランジ部４ｂのボルト穴１２ａに圧入固定する。
なお、各ハブボルト１３のセレーション部１３ｂを延設してそれぞれ対応するブレーキディスク部１０のボルト穴１２ｂにも圧入固定するようにしても良い。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、ホイール１１の各ボルト穴１２ｃ（ボルト穴２５）にそれぞれハブボルト１３を挿通させながら該ホイール１１のセンタリング部１９をハブ４の環状突起部４ｃに嵌合させてホイール１１の中心軸Ｘ１をハブ４の中心軸Ｘ２に一致させる。
この際、前述したように、ボルト穴１２ｃ（ボルト穴２５）はハブボルト１３よりも大径に形成されているため、ハブボルト１３の挿入性が良い。
なお、補足ではあるが、ボルト穴２５にもハブボルト１３との間に少なくともパイロット部１５ｃの肉厚分の隙間が形成される（図３参照）。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すように、各ハブボルト１３にワッシャ１４を介して平座ナット１５をそれぞれ仮締めする。
具体的には、まず、ボルト穴２５に挿通されたハブボルト１３にワッシャ１４を介して平座ナット１５を仮締めすることにより、該平座ナット１５のパイロット部１５ｃをボルト穴２５に当接させた状態として、ホイール１１の回転方向位置を決定する。
【００２９】
この際、ボルト穴２５は径方向へ延設された長穴形状となっているため、ホイール１１の製造精度の誤差またはハブ４側のハブボルト１３等の組み付け精度の誤差により、前述したホイール１１の中心軸Ｘ１をハブ４の中心軸Ｘ２に一致させるセンタリング（軸心合わせ）をした際に、ハブボルト１３の径方向位置が適正でない場合であっても、パイロット部１５ｃを確実にボルト穴２５に挿入でき、平座ナット１５を仮締めできる。
また、平座ナット１５のパイロット部１５ｃのテーパ部１５ｅがボルト穴２５へ挿入する際のガイドの役目を果たすため、挿入性が良い。
【００３０】
即ち、ボルト穴２５の所定寸法Ｌ１は、ホイール１１の中心軸Ｘ１をハブ４の中心軸Ｘ２に一致させた際に生じる前述した誤差を考慮した寸法に設定されている。
【００３１】
次に、ボルト穴２５以外のボルト穴１２ｃに挿通されたハブボルト１３にそれぞれワッシャ１４を介して平座ナット１５を仮締めする。
この際、前述したように、ボルト穴１２ｃの直径Ｄ２は、パイロット部１５ｃの直径Ｄ１よりも十分に大きな寸法で形成されているため、パイロット部１５ｃを確実にボルト穴１２ｃに挿入した状態で平座ナット１５を仮締めできる。
【００３２】
即ち、ボルト穴１２ｃの直径Ｄ２≧ボルト穴２５の径方向長さの寸法Ｌ１とすることで、ハブボルト１３に平座ナット１５を仮締めした際に、その他の各ハブボルト１３におけるボルト穴１２ｃとの適正位置からの誤差を許容でき、これによって、全ての平座ナット１５のパイロット部１５ｃを確実にボルト穴１２ｃ（ボルト穴２５）に挿入して仮締めできる。
【００３３】
最後に、各平座ナット１５を本締めしてその座面を、ワッシャ１４を介して座部２６に締結することにより、ホイール１１、ブレーキディスク部１０、及びハブ４の三者を締結する。
【００３４】
［ハブの位置ずれ防止作用］
ハブボルトと平座ナットとを用いてハブとホイールとを締結固定する構造では、ハブボルトを挿通するボルト穴は、組み付け時の寸法誤差を吸収するために、ハブボルトよりも大径に形成されているため、ハブに入力される制駆動トルクが平座ナットの座面摩擦力を超えたとき、ホイールに対しハブが回転方向に位置ずれしてしまう。この問題は、エンジンの高出力化が著しい近年では、より顕著となっており、対策が望まれている。
【００３５】
そこで、ハブボルトの増設やボルト穴配列直径であるP.C.D（ピッチ・サークル・ダイヤメータ）を長くすることにより、平座ナットの総座面摩擦力を増大させることは可能であるが、部品点数増とハブ及びホイールの大幅な設計変更が必要となり、コストアップを伴う。
【００３６】
一方、ホイールのボルト穴にテーパ面を設定し、平座ナットに代えてテーパ座ナットを用いてホイールをハブボルトに締結固定する方法が知られている。このテーパ座ナットを用いた締結方法を採用した場合、ナット締め込み後はボルト穴に対してハブボルトが相対変位しないため、ホイール周方向への位置ずれは防止できる。
【００３７】
ところが、テーパ座ナットを用いた締結構造では、ナット締め込み時に各ハブボルトに曲げ応力が作用し、ハブボルトの耐久性が低下するため、ハブの環状突起部とホイールのセンタリング部との間の隙間を大きく設定し、ハブボルトに作用する曲げ応力を小さくする必要がある。このため、ハブに対するホイールの軸心ずれが生じやすく、車輪のアンバランスを招きやすい。
【００３８】
これに対し、実施例１の車輪のホイール締結構造では、６つのボルト穴１２ｃのうちの１つ（ボルト穴２５）を、平座ナット１５のパイロット部１５ｃの直径Ｄ１と同じ幅Ｗ１を有してホイール１１の径方向へ所定寸法Ｌ１で延設された長穴形状とした。
【００３９】
これにより、ハブに入力される制駆動トルクが平座ナット１５の座面摩擦力を超えた場合であっても、平座ナット１５のパイロット部１５ｃがボルト穴２５の開口縁に当接し、ホイール周方向へのハブ４とホイール１１との相対回転が規制されるため、ホイール１１に対するハブ４の回転方向への位置ずれを防止することができる。
【００４０】
また、ボルト穴２５のホイール径方向寸法Ｌ１は、他のボルト穴１２ｃと同一寸法であって、ハブボルト１３を挿通した状態でハブボルト１３とボルト穴２５のホイール径方向の寸法誤差を許容する形状に設定している。このため、ホイール１１をハブ４に取り付けてセンタリングを行う際の作業性を損なうことがない。
【００４１】
さらに、平座ナット１５を用いているため、ハブ４の環状突起部４ｃとホイール１１のセンタリング部１９との隙間を小さく設定でき、センタリングを高精度に行うことができる。このため、車輪３のアンバランスを招きにくい。
【００４２】
また、既存のホイール１１に対し、ボルト穴１２ｃの形状変更のみで相対回転規制手段を実現しているため、ハブボルト１３（ボルト穴１２ｃ）の増設やP.C.Dを長くした場合と比較して、製造コストを大幅に低減することができる。
【００４３】
実施例１では、平座ナット１５のパイロット部１５ｃをボルト穴２５の開口縁に当接させることでハブ４の回転方向へのずれを防止している。よって、ハブ４に駆動トルクが入力された際、ハブボルト１３をボルト穴２５の開口縁に直接当接させる場合と比較して、十分な強度剛性を確保することができる。
【００４４】
最後に、実施例１の効果を以下に列挙する。
(1) 車両のタイヤを保持するホイール１１と、車両に固定されており回転自由なハブ４と、ハブ４とホイール１１とを締結する締結手段と、を備え、ハブ４にホイール１１の位置を設定する環状突起部４ｃを形成し、ホイール１１に環状突起部４ｃを嵌合する嵌合部１９を形成した車輪のホイール締結構造において、締結手段にてハブ４とホイール１１との締結後、ハブ４のホイール周方向への相対移動を規制する相対回転規制手段を備える。これにより、ハブ４に入力される制駆動トルクが平座ナット１５の座面摩擦力を超えた場合であっても、相対回転規制手段によりホイール周方向へのハブ４とホイール１１との相対回転を規制でき、ホイール１１に対するハブ４の回転方向への位置ずれを防止することができる。
【００４５】
(2) 相対回転規制手段は、ハブボルト１３をボルト穴２５に挿通した状態でこれら両者のホイール径方向の寸法誤差を許容するため、ホイール１１とハブ４との組み付け性を損ねることがない。
【００４６】
(3) ボルト穴２５を、ホイール周方向寸法よりもホイール径方向寸法を長く設定した長穴形状とし、当該ボルト穴２５と平座ナット１５のパイロット部１５ｃにより相対回転規制手段を構成したため、既存のホイールに対し、ボルト穴１２ｃの設計変更のみで相対回転規制手段を構成でき、製造コストを抑えることができる。
加えて、平座ナット１５にパイロット部１５ｃを形成してボルト穴２５に挿入配置したため、ハブボルト１３をボルト穴２５の開口縁に直接当接させる場合と比較して、十分な強度剛性を確保することができる。
【００４７】
(4) ボルト穴２５は、平座ナット１５によりホイール１１の表側から隠れるため、ホイール１１のデザイン性を損なうことがない。
【実施例２】
【００４８】
まず、全体構成を説明する。
実施例２において、前記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００４９】
図６は実施例２の要部拡大断面図、図７は実施例２のホイールのボルト穴、パイロットホール、ボルトホールを説明する図である。
図６、図７に示すように、実施例２では、実施例１で説明したボルト穴２５に代えて、長穴形状のボルト穴３０と、このボルト穴３０よりも大径のパイロットホール３１が形成され、このパイロットホール３１に臨んだ短長のパイロット部１５を有する平座ナット１５が設けられている点で実施例１と異なる。ボルト穴３０は、ハブボルト１３の直径と略同じ幅を有してホイール１１の径方向へ延設された長穴形状に形成されている。
【００５０】
従って、ハブ４に制駆動トルクが入力された場合には、ホイール１１に対するハブ４の相対回転がボルト穴３０の開口縁とハブボルト１３との接触により規制されるため、ハブ４の回転方向への位置ずれを防止することができる。
よって、実施例２の車輪のホイール締結構造では、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明を実施する最良の形態を、各実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、相対回転規制手段をハブボルトおよび平座ナットとは別体に設けても良く、その数は複数でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１の車輪のホイール締結構造が採用された車輪の縦断面図である。
【図２】実施例１の要部拡大断面図である。
【図３】実施例１のホイールのボルト穴を説明する図である。
【図４】実施例１のホイールの取付工程を説明する図である。
【図５】実施例１のホイールのボルト穴及びボルトホールの形成工程を説明する図である。
【図６】実施例２の要部拡大断面図である。
【図７】実施例２のホイールのボルト穴、パイロットホール、ボルトホールを説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  アクスル
２  ハブユニット
３  車輪
４  ハブ
４ａ  ボス部
４ｂ  フランジ部
４ｃ  環状突起部
５  外輪
６  ボール軸受
７  アクスルナット
８  等速ジョイント
９  ドライブシャフト
１０  ブレーキディスク部
１１  ホイール
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，２５  ボルト穴
１３  ハブボルト
１３ａ  頭部
１３ｂ  セレーション部
１３ｃ  雄螺子部
１４  ワッシャ
１５  平座ナット
１５ａ  頭部
１５ｂ  フランジ部
１５ｃ  パイロット部
１５ｄ  雌螺子部
１５ｅ  テーパ部
１６  タイヤ
１７  ディスク部
１８  リム部
１９  センタリング部
２０  フランジ部
２１，２２  アーム部
２３，２４  カバー部材
２６  座部
２７  ボルトホール
２８  ドリル工具
２８ａ  第１ドリル刃
２８ｂ  第２ドリル刃
３０  ボルト穴
３１  パイロットホール
【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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