JP2002307902A - 自動車用ディスクホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーパーナットと球面ナットとの両方を使用
できるナット締め付け座面を有する自動車用ディスクホ
イールを提供する。 【解決手段】 ナット締め付け座面１３を、テーパー面
１１と球状凹面１２とを内外方向へ連成する構成とした
から、テーパーナット２１を使用した場合には、該テー
パー面１１と面圧着され、球面ナット２２を使用した場
合には、該球状凹面１２と面圧着されることになるた
め、テーパーナット２１及び球面ナット２２のどちらを
用いても、ディスクホイール１と車軸とを充分な力で固
定保持でき得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ディスク
ホイールにあって、車軸に固定するためのボルト孔構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車用ディスクホイールは、
中央部に設けられたハブ孔に、ハブが連結された車軸を
挿入すると共に、その周囲に形成されたハブ取り付け面
に設けられたボルト孔に、ハブに設けられたボルト部を
挿入し、該ボルト部とナットとによりディスクホイール
を締め付けることによって、該ディスクホイールを車軸
に固定することが一般的である。ここで、ボルト孔の内
周縁に、ナットの形状に合わせた座面形状を形成してな
るナット締め付け座面を設けることにより、ナットが該
ナット締め付け座面に面接触するようにしている。そし
て、該ナット締め付け座面がナットを締め付けた力から
受ける面圧によって、ディスクホイールと車軸とが充分
な力で固定されることになる。また、このナットとナッ
ト締め付け座面との面圧着によって、ディスクホイール
と車軸とを比較的長期間固定保持され得るようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなナットと
しては、テーパー面形状を備えた自動車用ホイールナッ
ト・テーパー座用のテーパーナット、又は、球状凸面を
備えた自動車用ホイールナット・球面座用の球面ナット
が用いられ、自動車メーカーによって前記いずれかの種
類のナットが使用されている。ところが、ほとんどの自
動車メーカーでテーパーナットが使用されていることか
ら、一般的に市販されている自動車用ディスクホイール
は、テーパーナットに対応するように、テーパー面が形
成されたナット締め付け座面を備えている場合が多い。
そのため、球面ナットを使用する一部自動車メーカーの
自動車を所有するユーザーが、新規にディスクホイール
を購入する場合には、その自動車メーカーで球面ナット
に対応するディスクホイールを購入するか、又はディス
クホイールの購入に合わせてテーパーナットも新規に購
入する必要が生じている。

【０００４】一方、テーパーナットに対応したディスク
ホイールに球面ナットを使用すると、球面ナットとナッ
ト締め付け座面とが線接触するのみであるため、ディス
クホイールを車軸に固定する力が不充分となる。このよ
うな場合では、自動車走行中に路面から受ける振動等の
外力によって、ディスクホイールと車軸とが緩み易く、
破損やそれに伴う事故につながる可能性も考えられる。

【０００５】本発明は、テーパーナットと球面ナットと
の両者に対応でき、それらナットの緊締により適正に車
軸と固定でき得るナット締め付け座面を備える自動車用
ディスクホイールを提案することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、車軸のハブに
形成されたボルト部を、ハブ取り付け面に設けられたボ
ルト孔に挿入させて、テーパーナット又は球面ナットの
緊締により車軸に固定される自動車用スチールディスク
ホイールにおいて、ディスクホイールのボルト孔の内周
縁に形成されるナット締め付け座面を、テーパー面と球
状凹面とを内外方向へ連成することにより構成したこと
を特徴とする自動車用スチールディスクホイールであ
る。

【０００７】かかる構成にあっては、ナット締め付け座
面を、テーパー面と球状凹面とを内外方向へ連成する構
成としたから、テーパーナットで締め付けた場合には、
該テーパー面と面圧着され、球面ナットで締め付けた場
合には、球状凹面と面圧着されることになる。そのた
め、テーパーナット及び球面ナットのどちらを使用して
も、所要の締め付けトルクにより充分な力でディスクホ
イールと車軸とが固定保持され得るから、ユーザーがナ
ット形状を気にすることなくディスクホイールを選択
し、購入することができる。また、ナットの締め付け不
良を製品面から低減できるという利点も生じる。

【０００８】このようなナット締め付け座面としては、
テーパー面を内側に形成し、その外側に、該テーパー面
と連成するように球状凹面を形成した構成であることが
提案される。一般的に同じ呼び径のボルト及びナットで
あれば、ナットの頭径は同じであるから、球面ナットは
テーパーナットに比べ、外方向に膨らむ球状凸面を有す
る。そこで、球面ナット形状に対応する球状凹面を、テ
ーパー面より外側に配設することによって、同じ呼び径
の球面ナットとテーパーナットとのいずれが使用されて
も、それぞれ適正に面圧着されるようにしている。

【０００９】ここで、ナット締め付け座面を構成するテ
ーパー面及び球状凹面の接触幅を、１．０ｍｍ以上とす
ることが提案される。これにより、接触幅を１．０ｍｍ
以上とすることにより形成されるナットとの接触面に、
ナットを所要の締め付けトルクで締め付けることにより
加えられた面圧を、ディスクホイールを車軸へ適切に固
定するに必要な力とすることができる。ここで、ナット
とナット締め付け座面との接触面に作用する面圧は、該
接触面の大きさに比例して大きくなるから、該接触面が
大きいほどディスクホイールと車軸とを固定する力が大
きくなる。この接触面の大きさは、ナット締め付け座面
の径と接触幅により決まるものである。そして、一般的
な自動車のボルト及びナットの呼び径は同規格のものが
使用されることから、ボルト孔径及びその内周縁のナッ
ト締め付け座面の径はほぼ同じ寸法となるため、該接触
面の大きさは接触幅により決まることとなる。すなわ
ち、接触幅を大きくすることにより、ディスクホイール
と車軸とを固定する力を増加することができることとな
る。また、望ましくはこのような接触幅を、安全性を一
層考慮して１．５ｍｍ以上としても良い。

【００１０】本発明にかかる自動車用ディスクホイール
としては、一般的にユーザーが冬季に使用するスタッド
レスタイヤ、スノータイヤ等のいわゆる冬季用タイヤと
併用して用いられる場合も考えられる。このようなタイ
ヤは雪道等の悪路で使用される機会が多いため、通常の
舗装路走行に比べて大きな負荷を受けることになる。こ
のような環境下において、従来のディスクホイールに異
なるタイプのナットを用いて取り付けたタイヤが使用さ
れると、ディスクホイールと車軸との固定が不充分にな
ることから、ディスクホイールと車軸とが一層緩み易
く、破損やそれに伴う事故等につながる恐れも考えられ
る。これに対して、本発明のディスクホイールによれ
ば、上述のようにナットのタイプに関わらずディスクホ
イールと車軸とが適正に固定保持され得るため、上記の
ような冬季用タイヤとの併用においてもユーザーに不利
益になり得る状況を回避することができ得るという優れ
た利点がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付図面に従っ
て説明する。図１及び図２に示すスチール製のディスク
ホイール１は、リム２と、ハブ孔３を中央に具備するデ
ィスク５から構成されものである。このディスクホイー
ル１は、リム２の内周面にディスク５を内嵌させ、隅肉
溶接又はスポット溶接により接合することにより一体化
される。なお、隅肉溶接には、アーク溶接、レーザー溶
接等の公知技術を用いることができる。

【００１２】また、図３はディスクホイール１を形成す
るディスク５を示したものである。中央部に設けられた
ハブ孔３には、ディスクホイール１の表側に突出したハ
ブ孔フランジ４に周成されたキャップ溝７に、所定のホ
イールキャップ（図示せず）が係着される。また、ハブ
孔３をガイドとして自動車の車軸と連接されたハブ（図
示せず）に、ディスクホイール１を取り付ける際にハブ
が接触するハブ取り付け面１０がディスクホイール１の
裏側に設けられている。そして、ハブ孔３を中心とし
て、ハブ孔３の半径方向外側に位置し周方向に互いに均
等間隔で形成された複数個のボルト孔６が、ハブ取り付
け面１０に配設されている。

【００１３】また、ディスクホイール１の表側には、上
記ボルト孔６の半径方向外側に最も軸方向に突出してい
る隆起部８と、該隆起部８の外側に周方向に形成された
複数個の飾り孔９が備えられている。この隆起部８及び
飾り孔９は、意匠性の向上、剛性の向上、軽量化、放熱
性の向上等の役割を果たしている。なお、この隆起部８
及び飾り孔９は、ホイールの種類により配設されないも
のもあり得る。

【００１４】このようなスチール製のディスクホイール
１としては、鉄を主成分とする鋼材料からなるものであ
り、該鋼材料にＮｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ等の合金
元素を添加してなる一般的な合金鋼を使用することによ
って、耐摩耗性、耐熱性、耐食性等に優れるディスクホ
イール１を得ることができる。そして、このような鋼材
料の板材から、プレス成形により形成したリム部２とデ
ィスク５とを、上述のように隅肉溶接することにより、
ディスクホイール１を得る。なお、本発明にかかるボル
ト孔６及びナット締め付け座面は、ディスク５のプレス
成形と同時か、又はプレス成形後に孔成形パンチとダイ
スにより形成される。

【００１５】次にディスクホイール１の自動車への取り
付けについて説明する。適切なタイヤを装着したディス
クホイール１を、自動車の車軸と連結したハブに、ハブ
孔３をガイドとして、ハブに形成されたボルト部がボル
ト孔６に挿入されるように、ハブ取り付け面１０を該ハ
ブに接触させる。その後、ボルト孔６より突出するボル
ト部にテーパーナット２１（又は球面ナット２２）を、
所要の締め付けトルクにより締め付けることで、ディス
クホイール１を車軸に固定する。これにより、タイヤが
自動車に適正に装着されることとなる。

【００１６】次に本発明の要部について説明する。図４
に示すように、ディスクホイール１が備えるボルト孔６
には、内周縁にナット取り付け座面１３が形成されてい
る。このナット取り付け座面１３は、内外方向に向かっ
て、内側にテーパー面１１が形成され、その外側に球状
凹面１２が連成されてなる構成である。これらテーパー
面１１及び球状凹面１２は、それぞれテーパーナット２
１及び球面ナット２２の形状に対応する形状であるか
ら、ボルト孔６と等しい中心軸を持つように形成されて
いる。

【００１７】そして、このナット締め付け座面１３にテ
ーパーナット２１が締め付けられると、図５のようにテ
ーパーナット２１は、テーパー面１１に面圧着されるこ
ととなる。一方、球面ナット２２が締め付けられた場合
には、図６のように球面ナット２２と球状凹面１２が面
圧着される。このように所定の締め付けトルクを加え
て、面圧着させることにより、ディスクホイール１が車
軸に適正に固定保持されることとなる。

【００１８】また、本具体例におけるディスクホイール
１に形成されたナット締め付け座面１３には、１．５ｍ
ｍの接触幅が形成されたテーパー面１１と、１．９ｍｍ
の接触幅が形成された球状凹面１２とを備えている。こ
こで、一般的な自動車に使用されるボルト及びナットと
しては、呼び径Ｍ１２が用いられるから、これに対応す
るナット締め付け座面１３が形成される。このように予
めほぼ定まっているナット締め付け座面１３の平均径
と、上記の接触幅とにより形成される各接触面に、所要
の締め付けトルクを加えられたナットが圧着されること
により、ディスクホイール１を車軸に充分な力により固
定でき、かつ、その固定が比較的長期間保持され得るこ
ととなる。

【００１９】上述のように本発明にかかるディスクホイ
ール１にあっては、テーパーナット２１及び球面ナット
２２のいずれにおいても、充分な力により車軸と固定さ
れ得ることから、路面から受ける力によってボルト及び
ナットにせん断力等の集中応力がかかっても、ディスク
ホイール１と車軸とが緩みにくく、充分な固定が保持さ
れ得る。

【００２０】かかる本発明はこの形態に限定されるもの
ではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲において様
々な形態で実施し得るものである。また、本発明はスチ
ール製のディスクホイールだけでなく、アルミ製のディ
スクホイール等、所定の構成を具備する他のディスクホ
イールにも適用され得る。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述したように、自動車用ディ
スクホイールのナット締め付け座面に、テーパー面と球
状凹面とを内外方向へ連成する構成としたから、テーパ
ーナットを使用して締め付けた場合には、該テーパー面
と面圧着され、球面ナットで締め付けた場合には、該球
状凹面と面圧着されることとなる。そのため、テーパー
ナット及び球面ナットのどちらを使用しても、ディスク
ホイールと車軸とを充分な力で固定保持でき得ることか
ら、ユーザーがナット形状を気にせずディスクホイール
を購入することができ得る。また、ナットの締め付け不
足を製品面から少なくすることができるため、ディスク
ホイールと車軸との装着不良が減少するという利点が生
じる。

【００２２】また、ナット締め付け座面を構成するテー
パー面と球状凹面とが、１．０ｍｍ以上の接触幅を形成
することにより、ナットを所定の締め付けトルクにより
締め付けた際に、ディスクホイールと車軸とを適正に固
定でき得る力とそれを維持する保持力とが得られる。こ
れにより、自動車の走行中に振動等の外力が加わって
も、ディスクホイールと車軸との緩みを長期間防止でき
るから、安全性が保たれることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスチール製のディスクホイール
１の縦断面図である。

【図２】ディスクホイール１の平面図である。

【図３】ディスク５の斜視図である。

【図４】ナット締め付け座面１３の拡大縦断面図であ
る。

【図５】テーパーナット２１の締め付け状態を表す断面
図である。

【図６】球状凹部２２の締め付け状態を表す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ディスクホイール ６ ボルト孔 １１ テーパー面 １２ 球状凹面 １３ ナット締め付け座面 ２１ テーパーナット ２２ 球面ナット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車軸のハブに形成されたボルト部を、ハブ
   取り付け面に設けられたボルト孔に挿入させて、テーパ
   ーナット又は球面ナットの緊締により車軸に固定される
   自動車用ディスクホイールにおいて、 ディスクホイールのボルト孔の内周縁に形成されるナッ
   ト締め付け座面を、テーパー面と球状凹面とを内外方向
   へ連成することにより構成したことを特徴とする自動車
   用ディスクホイール。
2. 【請求項２】ナット締め付け座面を、内側に形成された
   テーパー面と、外側に形成された球状凹面とを連成する
   ことにより構成したことを特徴とする請求項１記載の自
   動車用ディスクホイール。
3. 【請求項３】ナット取り付け座面を構成するテーパー面
   及び球状凹面が、それぞれ１．０ｍｍ以上の接触幅を有
   していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   自動車用ディスクホイール。