JP2018144675A - ホイール取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイール交換時のホイールの脱落及び／又は部品の損傷を防止し、作業効率を向上する。【解決手段】インロー部２３には、回転軸線９０と平行な第１円筒外周面２３ｂ及び第１円筒外周面２３ｂよりも車体外側に隣接する溝２３ｇが形成され、ホイール５０のハブ取付面５１ａ側にホイールの中心に向かって円環状突起部５４が突設している。締結部材を用いてホイール５０をフランジ部２２に固定している状態においては、第１円筒外周面２３ｂが形成される嵌合部と円環状突起部５４との間においてインロー嵌合し、締結部材が取り外された状態においては、円環状突起部５４がインロー部２３に形成された溝２３ｇに係止されるようになっている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のホイールがホイールハブにインロー嵌合して取り付けられるホイール取付構造に関する。

従来から、ホイールハブに、ホイール取り付け用の複数のボルトが設けられ、締め付け用ナット（ハブナット）と各ボルトとを締結することによりホイールをホイールハブに固定する構造を有する車輪転がり軸受装置（以下、「従来装置」とも称呼される。）が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。これに対して、ホイールハブに、ホイール取り付け用の複数のボルト孔（タップ孔）が形成され、各ボルト孔に締め付け用ボルト（ハブボルト）を締結することによりホイールをホイールハブに固定する構造を有する車輪転がり軸受装置は、従来装置に比べて軽量であるというメリットがある。

特開２０１２−１４８６４３号公報（図１）

これらの装置のホイールハブ及びホイールハブに取り付けられるホイールの多くには、相互の位置合わせを容易にするため、インロー嵌合構造が採用されている。このインロー嵌合構造は、ホイールハブの車両外側からホイールハブと同軸に車両外側に向かって突設される円筒状の突起部の外周面と、ホイールの中央に形成された孔の内周面と、が当接する構造である。このような構造を有するインロー嵌合部において、ホイールハブ及び／又はホイールが腐食した場合にはお互いが固着し易い。そのため、ホイールハブとホイールとの嵌合部分はホイールハブの回転軸線方向において突起部の先端寄りに形成され、且つ嵌合部分の回転軸線方向の長さは短くされる。これにより、ホイールをホイールハブから比較的容易に取り外すことができるようになっている。

ところで、複数のハブナットにより締結する構造を有する車輪用転がり軸受装置のホイールハブにおいて、全てのハブナットを外した場合には、インロー嵌合部の嵌合が外れてもホイールはホイールハブから突出するボルトに支えられるので、ホイールが脱落する可能性は低い。しかし、この場合、ホイールを支持するボルトが変形する虞がある。一方、複数のハブボルトにより締結する構造を有する車輪用転がり軸受装置のホイールハブにおいて、全てのハブボルトを外した場合、ホイールを支持する部位がインロー嵌合部のみとなる。従って、この場合、インロー嵌合部の嵌合が外れるとホイールが脱落しホイールが破損する虞がある。更に、ホイールが脱落する際に、ホイールとブレーキ部品とが衝突してブレーキ部品が破損する虞もある。その結果、ホイール交換作業の工数が増加する虞がある。このように、複数のハブボルトを締結することによりホイールを固定する構造を有するホイールハブにおいては、ホイール交換作業の効率及び信頼性が低下する可能性があるという問題がある。

本発明は上記課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、ハブボルト又はハブナットを締結することによりホイールを固定する構造を有するホイールハブにおいて、ホイール交換時のホイールの脱落及び／又は部品の損傷を防止し、ホイール交換における作業効率を向上することが可能なホイール取付構造を提供することにある。

本発明のホイール取付構造（以下、「本発明構造」とも称呼する。）は、車両のホイールハブ（２０）にホイール（５０）を取り付ける構造である。

前記ホイールハブには、ハブ軸部（２１）と、前記ホイールハブの回転軸線（９０）に対して垂直な面と平行に前記ハブ軸部から延出する円板形状の部分であって複数の締結部材（６０）を用いて前記ホイールを固定するための固定面（２２ａ）を前記車両の車体外側に有するフランジ部（２２）と、前記回転軸線をその中心軸線とする円筒形状の部分であって前記ハブ軸部から前記フランジ部よりも前記車体外側に突設するインロー部（２３）と、が備えられる。

前記ホイールには、前記ホイールの中心に前記インロー部を挿通可能な中心孔（５２）が形成されるとともに前記中心孔の周囲に前記複数の締結部材を挿通可能な複数のボルト孔（５３）が形成されている。

更に、前記インロー部には、前記回転軸線を中心軸線とする第１円筒外周面（２３ｂ）及び前記第１円筒外周面よりも前記車体外側に、前記第１円筒外周面に隣接する溝（２３ｇ）が形成され、前記中心孔の内周面の前記ホイールのハブ取付面（５１ａ）側に、前記ホイールの中心に向かって突設する円環状突起部（５４）が形成され、前記複数の締結部材を用いて前記ホイールを前記フランジ部に固定している状態においては、前記第１円筒外周面が形成される嵌合部（２４）と前記円環状突起部とがインロー嵌合し、前記複数の締結部材を用いた前記ホイールの固定が解除された状態においては、前記円環状突起部が前記溝に係止される。

上記の構成によれば、複数の締結部材を用いてホイールをフランジ部に固定している状態において、円環状突起部と嵌合部は「インロー嵌合部」として機能している。複数の締結部材を用いたホイールの固定が解除された状態、即ち、全ての締結部材（ハブボルト又はハブナット）が取り外された状態においては、ホイールはインロー嵌合部によって支持される。しかし、前述したように、インロー嵌合部は取り外し易く設計されているので、インロー嵌合部による支持力のみではホイールを支持することは難しい。よって、全ての締結部材が取り外されると、ホイールが傾倒して円環状突起部は嵌合部から離脱し、隣接する溝に係止される。これにより、「円環状突起部」及び「溝が形成されたインロー部」は「ホイール脱落防止部」として機能する。従って、本発明構造によれば、ホイール交換時のホイールの脱落及び／又は部品の損傷を防止し、ホイール交換における作業効率を向上することができる。

本発明の一態様に係るホイール取付構造において、前記溝は、前記円環状突起部を画成する第１側面（５４ｂ）、前記内周面（５４ａ）及び第２側面（５４ｃ）にそれぞれ対応する第１斜面（２３ｄ）、第２円筒外周面（２３ｃ）及び第２斜面（２３ｅ）によって画成され得る。

この態様によれば、全ての締結部材が取り外されたとき、円環状突起部が溝の中に完全に落ち込んだ状態にて第２側面と第２斜面とが当接する。これにより、円環状突起部は溝に確実に係止され、効果的にホイールの脱落を防止することができる。

更に、本発明の一態様に係るホイール取付構造において、前記締結部材はハブボルトであり得る。

この態様によれば、全てのハブボルトが取り外されると、インロー嵌合部のみにおいてホイールが支持される。インロー嵌合部におけるホイールに対する支持力が不足すると、ホイールが傾倒して円環状突起部は嵌合部から離脱し、隣接する溝に係止される。特に、ハブボルトが全て取り外されたときは、ホイールは、インロー部（ホイール脱落防止部）のみにおいて支持される。その結果、ホイールの脱落が防止される。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るホイール取付構造を説明するための断面図である。 図２は、図１に示したインロー部及び円環状突起部の拡大断面図である。 図３は、図１に示したインロー部の各部寸法を説明するための拡大断面図である。 図４は、図１に示したホイール取付構造において、全てのハブボルトを取り外した状態を説明するための断面図である。 図５は、図４に示したインロー部及び円環状突起部の拡大断面図である。 図６は、図１に示したインロー部と円環状突起部とによるホイール脱落防止機構の設計検討の例を示した図である。 図７は、本発明の他の実施形態に係るホイール取付構造において、全てのハブナットを取り外した状態を説明するための断面図である。 図８は、従来装置に係るホイール取付構造を説明するための断面図である。 図９は、図８に示した従来装置のホイール取付構造において、全てのハブナットを取り外した状態を説明するための断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係るホイール取付構造の断面図である。 図１１は、本発明の他の実施形態に係るホイール取付構造の断面図である。

（構成）
本発明の実施形態に係るホイール取付構造（以下、「本取付構造」とも称呼される。）について以下、図面を参照しながら説明する。

＜ホイール取付状態＞
図１には、車輪用転がり軸受装置１０、ホイールハブ２０、ドライブシャフト３０、ディスクロータ４０、ホイール５０及びハブボルト６０等が示される。図１は、ホイール５０が車輪用転がり軸受装置１０のホイールハブ２０に取り付けられた状態において、ホイールハブ２０の回転軸線９０に沿って切断した断面図である。なお、以下の説明において、アウトボード側とは、回転軸線９０の方向において車両の外に向かう側（図１において右側）をいい、インボード側とは、回転軸線９０の方向において車両の中央に向かう側（図１において左側）をいう。

車輪用転がり軸受装置１０は、内輪１１、複列の転動体１２及び１３、外輪１４及びホイールハブ２０を含んでいる。この車輪用転がり軸受装置１０の構造は周知であり、特開２００８−５６１２２号公報及び特開２００８−２４７２７４号公報等に記載されている。これらは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。

ホイールハブ２０は、ハブ軸部２１、フランジ部２２及びインロー部２３を含み、これらを一体成型することにより形成されている。

ハブ軸部２１は、その内周面２１ａにスプラインが形成され（図示せず。）、ドライブシャフト３０とスプライン結合している。ハブ軸部２１は、ドライブシャフト締め付けナット３１によりドライブシャフト３０に締め付けられ、ドライブシャフト３０と一体回転可能に固定されている。締結されている。

フランジ部２２は、ハブ軸部２１の回転軸線９０に対して垂直な面と平行にハブ軸部２１から延出する略円板形状の部分である。フランジ部２２には、ディスクロータ４０の取り付け面４１と当接する円形の固定面２２ａが形成されている。更に、フランジ部２２には、ハブボルト６０を締結するための複数のボルト孔（タップ孔）２５が形成されている。図１には、複数のボルト孔２５のうち一つのみが示されている。

インロー部２３は、回転軸線９０をその中心軸とし、ハブ軸部２１からフランジ部２２よりもアウトボード側に突設する、略円筒形状を有する部分である。インロー部２３は、後述するように、ホイール５０の中心に形成された孔（センターボア５２）とインロー嵌合するようになっている。

ディスクロータ４０は車両制動用の部材であり、フランジ部２２とホイール５０とにより挟持される。ディスクロータ４０には、フランジ部２２の固定面２２ａと当接する取付面４１、ホイール５０と当接する当接面４２及びディスクロータ４０の中心にインロー部２３を挿通するハブ取付用孔４３が形成されている。

ホイール５０には、ハブ取付部５１が設けられ、その中心にインロー部２３を挿通するための孔である中心孔（以下、「センターボア」とも称呼される。）５２が開口している。更に、ハブ取付部５１には、センターボア５２の周囲であってセンターボア５２と同心の円上に等間隔にハブボルト６０を挿通するための孔である複数のボルト孔５３が開口している。

更に、ハブ取付部５１には、インボード側にディスクロータ４０の当接面４２と当接するハブ取付面５１ａが形成され、センターボア５２の内周面であってハブ取付面５１ａ側からホイール５０の中心に向かって円環状突起部５４が突設する。図２に示したように、円環状突起部５４の頂部は回転軸線９０と平行な平坦部５４ａが形成されている。この平坦部（以下、「内周面」とも称呼される。）５４ａの回転軸線９０方向の長さは（厚み）は、例えば３ｍｍである。円環状突起部５４の内周面５４ａのインボード側端からインボード側に向かってテーパ状に面取りがなされている。この面取り部分（以下、「第１側面」とも称呼される。）５４ｂの傾斜角（回転軸線９０と平行な線９１とのなす角）φ１は、例えば、４５°である。

円環状突起部５４の内周面５４ａのアウトボード側端からアウトボード側に向かってテーパ状に面取りがなされている。この面取り部分（以下、「第２側面」とも称呼される。）５３ｃの傾斜角（回転軸線９０と平行な線９１とのなす角）φ２は、例えば、６５°である。

ハブボルト６０は、フランジ部２２に形成された複数のボルト孔２５と締結することにより、ディスクロータ４０及びホイール５０をホイールハブ２０に固定する。

＜インロー嵌合部の構造＞
次に、インロー嵌合部の構造について説明する。
図２に示したように、インロー部２３には、インボード側からアウトボード側に向かって、径の異なる４つの円筒外周面（以下、単に「外周面」とも称呼される。）が形成されている。最もインボード側、即ち、フランジ部２２に最も近い外周面２３ａは、ディスクロータ４０の取り付け面となっており、「ディスクロータ取付外周面２３ａ」とも称呼される。

ディスクロータ取付外周面２３ａはディスクロータ４０の中心に開口するハブ取付用孔４３の内周面４３ａと当接するようになっている。ディスクロータ取付外周面２３ａが形成された部分の直径Ｄ０は、例えば、６８．６ｍｍである。

インボード側から２番目の外周面は第１円筒外周面２３ｂ、インボード側から３番目の外周面は第２円筒外周面２３ｃ及びインボード側から４番目の外周面は第３円筒外周面２３ｆとそれぞれ称呼される。

第１円筒外周面２３ｂは、円環状突起部５４の内周面５４ａと当接するようになっている。つまり、第１円筒外周面２３ｂと内周面５４ａとはインロー嵌合する。第１円筒外周面２３ｂの回転軸線９０方向の長さＬ１は、例えば４ｍｍである。前述したように、内周面５４ａの回転軸線９０方向の長さＬＰは例えば３ｍｍである。図２から理解されるように、第１円筒外周面２３ｂの回転軸線９０方向の長さＬ１は完全に内周面５４ａの回転軸線９０方向の長さＬＰをオーバラップしている。従って、第１円筒外周面２３ｂと内周面５４ａとの当接部分の回転軸線９０方向の長さ（以下、「当接部分長さ」とも称呼される。）は内周面５４ａの回転軸線９０方向の長さＬＰと同じ３ｍｍである。この当接部分長さが長いほど、ホイール５０は安定して保持されるが、一方において、ホイールハブ２０及び／又はホイール５０の表面が腐食した際にホイールハブ２０とホイール５０とが固着し易くなってしまう。上記安定保持性及び取り外し容易性を考慮すると、当接部分長さは２ｍｍ乃至３ｍｍが適当である。

第１円筒外周面２３ｂが形成された部分（以下、「嵌合部２４」とも称呼される。）の直径Ｄ１は、ディスクロータ取付外周面２３ａが形成された部分の直径Ｄ０よりも小さく、例えば、６６．５ｍｍである。従って、第１円筒外周面２３ｂとインロー嵌合する円環状突起部５４の内周面５４ａの直径も略６６．５ｍｍである。従って、ホイール５０はディスクロータ取付外周面２３ａまで嵌まり込むことがない。よって、仮にディスクロータ４０の取付忘れがあっても、ホイール５０のディスクロータ取付外周面２３ａへの誤挿入が防止される。

第２円筒外周面２３ｃが形成された部分の直径Ｄ２は、嵌合部２４の直径Ｄ１よりも小さく設定される。図３に示したように、第２円筒外周面２３ｃの回転軸線９０方向の長さＬ２は、前述した円環状突起部５４の内周面５４ａの回転軸線９０方向の長さＬＰ以上に設定される。本実施形態において、この第２円筒外周面２３ｃの回転軸線９０方向の長さＬ２は、例えば、内周面５４ａの回転軸線９０方向の長さＬＰと等しい３ｍｍである。

第１円筒外周面２３ｂと第２円筒外周面２３ｃとをつなぐ第１斜面２３ｄと回転軸線９０と平行な線９２とのなす角（以下、「第１傾斜角」とも称呼される。）θ１は４５°に設定されている。本例において、第１傾斜角θ１は、円環状突起部５４の第１側面５４ｂの傾斜角φ１（例えば、４５°）と等しくされる。ところで、ホイール５０装着時の作業性向上の観点からは、第１傾斜角θ１を小さくしてホイールを押し込み易くすることが望ましい。一方において、ホイールハブ２０の成型容易性（製造コスト）の観点からは、第１傾斜角θ１を大きくして、インロー部２３の全長を短くする方が望ましい。

第３円筒外周面２３ｆが形成された部分の直径Ｄ３は、第２円筒外周面２３ｃが形成された部分の直径Ｄ２よりも大きく、且つ嵌合部２４が形成される部分の第１円筒外周面２３ｂの直径Ｄ１以下に設定される。第３円筒外周面２３ｆが形成された部分の直径Ｄ３は、例えば、６５．５ｍｍである。第３円筒外周面２３ｆの回転軸線９０方向の長さＬ３は、以下の点を考慮して設定される。第１円筒外周面２３ｂから第３円筒外周面２３ｆまでの間の回転軸線９０方向の長さＬｔは、インロー部２３の成型容易性、換言すると、製造コストの観点からは、短いことが望ましい。従って、第３円筒外周面２３ｆの回転軸線９０方向の長さＬ３の長さは、強度を十分確保できる限度まで短くすることが望ましい。本例において、第３円筒外周面２３ｆの回転軸線９０方向の長さＬ３は、例えば２．５ｍｍに設定される。

第２円筒外周面２３ｃと第３円筒外周面２３ｆとをつなぐ第２斜面２３ｅと回転軸線９０と平行な線９２とのなす角（以下、「第２傾斜角」とも称呼される。）θ２は、後で詳しく述べるように、ホイール５０の脱落を防止する性能に対する要求を考慮して設定される。更に、第２傾斜角θ２は、円環状突起部５４の第２側面５４ｃの傾斜角φ２（例えば、６５°以下に設定されるのが望ましい。なお、上記の各寸法（長さＬ１乃至Ｌ３、ＬＰ及びＬｔ、当接部分長さ、直径Ｄ０乃至Ｄ３及び内周面５４ａの直径）及び角度（傾斜角φ１及びφ２、第１傾斜角θ１及び第２傾斜角θ２）等についての数値は、あくまで本発明の理解を助けるための例示であって、本発明を限定するものではない。これらの数値は、本発明の範囲内において適宜変更されてもよい。

（作用）
次にハブボルト６０を取り外したときの状態を示した図４を参照しながら、本発明に係る実施形態の作用について説明する。

＜ハブボルト取り外し状態＞
全てのハブボルト６０を取り外すと、ホイール５０は、図４に示したように、ホイール５０及びホイール５０に装着された図示しないタイヤ（以下、「ホイールアセンブリ」とも称呼する。）の重みにより傾倒し、ディスクロータ４０との当接面（ハブ取付面）５１ａがディスクロータ４０から離間して円環状突起部５４が第２円筒外周面２３ｃ、第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅにより画成される溝２３ｇに嵌まり込む。

より詳細に説明すると、本実施形態に係るホイール５０は所謂インセット（プラスオフセット）のホイールである。従って、図１に示したように、タイヤの重心Ｇtyreは、ホイール５０のディスクロータ４０との当接面（ハブ取付面）５１ａよりもインボード側に位置している。更に、ホイールアセンブリの重心Ｇassyもハブ取付面５１ａよりもインボード側に位置している。

従って、全てのハブボルト６０を取り外すと、図５に示したように、点Ｐ１を支点としてモーメントが発生し、ホイール５０が傾倒する。点Ｐ１は回転軸線９０に向かってディスクロータ４０の当接面４２上を摺動する。円環状突起部５４は第１円筒外周面２３ｂ上をアウトボード側に向かって摺動し、第１斜面２３ｄを滑落し、円環状突起部５４の第２側面５４ｃと第２斜面２３ｅとが点Ｐ２にて当接し、円環状突起部５４が溝２３ｇに係止される。このとき、円環状突起部５４は溝２３ｇの中に完全に落ち込む。つまり、点Ｐ２にてホイール５０はインロー部２３に支持され、ホイール５０（即ち、ホイールアセンブリ）の脱落が防止される。このように、「円環状突起部５４」及び「溝２３ｇが形成されたインロー部２３」はホイール脱落防止機構を構成する。

＜ホイール脱落防止機構＞
次に、図５に示したように、全てのハブボルト６０を取り外したとき、点Ｐ１及び点Ｐ２に作用する反力について説明する。点Ｐ１において、ホイール５０がディスクロータ４０に対して作用する反力の回転軸線９０方向の成分（インボード側に向かう成分）Ｆ１と、点Ｐ２においてホイール５０がインロー部２３に対して作用する反力の回転軸線９０方向の成分（アウトボード側に向かう成分）Ｆ２と、はつり合っている。

円環状突起部５４の第２側面５４ｃとインロー部２３の第２斜面２３ｅとの当接部分、即ち、点Ｐ２において円環状突起部５４とインロー部２３とはお互いが噛み合っている。しかし、仮にこの噛み合いによる力の回転軸線９０方向の成分（インボード側に向かう成分）Ｆ３よりも反力Ｆ２が大きくなると、円環状突起部５４は第２斜面２３ｅを乗り越えて、第３円筒外周面２３ｆ上をアウトボード側に向かって摺動し、ついにはインロー部２３から脱落してしまう。

より具体的に述べると、点Ｐ２における噛み合いによる力Ｆ３は第２斜面２３ｅに働く垂直抗力ＦＮの回転軸線９０方向の成分である。以下、噛み合いによる力Ｆ３は、抗力Ｆ３とも称呼される。抗力Ｆ３は主としてホイールアセンブリ重量及び第２斜面２３ｅの傾斜角θ２により定まる。図６には、ホイールアセンブリ重量を横軸とし、反力Ｆ２及び抗力Ｆ３を縦軸としたグラフが示される。抗力Ｆ３は、ホイールアセンブリ重量に比例している。第２斜面２３ｅの傾斜角θ２が大きくなるほど、抗力Ｆ３は大きくなる。一方、反力Ｆ２は主としてホイールアセンブリ重量及びホイールアセンブリ重心位置により定まる。そこで、ホイールアセンブリの重量、ホイールのオフセット量、ホイールのリム幅及びホイール材料（アルミホイール又はスチールホイール）の異なる、代表的な約７０種類のホイールアセンブリについて反力Ｆ２を見積もった。その結果、図６のグラフ中にプロットされた全ての点が、第２傾斜角θ２が５０°の条件における直線（抗力Ｆ３を表す線）を下回るという結果が得られた。つまり、この結果は、第２傾斜角θ２を５０°とすれば、全てのホイールアセンブリがインロー部２３から脱落しないということを示している。以上の結果を踏まえ、本実施形態においては、第２傾斜角θ２を５０°よりも更に大きい６０°に設定した。

もちろん、本発明は、このような数値に限定されないが、第２傾斜角θ２は、５０°以上且つ円環状突起部５４の第２側面５４ｃの傾斜角φ２（例えば、６５°)以下、に設定されるのが望ましい。

＜ハブナットにて締結する例＞
次に、ハブナットにて締結することによりホイールを固定している例について説明する。図７には、フランジ部２２に形成されたボルト孔２５に代えてセレーションボルト６００がアウトボード側に突出して設けられ、図示しないハブナットを全て取り外した状態が示される。ハブナットを取り外すと、ホイール５０は、図７に示したように、ホイールアセンブリの重みにより傾倒し、ディスクロータ４０との当接面（ハブ取付面）５１ａがディスクロータ４０の当接面４２から離間して、図４に示した場合と同様に、円環状突起部５４が第２円筒外周面２３ｃ、第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅにより画成される溝２３ｇに嵌まり込む（係止される）。

この場合、セレーションボルト６００はホイール５０のボルト孔５３に挿通しているので、円環状突起部５４が溝２３ｇに係止されなくとも、ホイール５０が脱落する可能性は低い。しかし、円環状突起部５４が溝２３ｇに係止されることにより、セレーションボルト６００に大きな力が加わらなくなり、セレーションボルト６００の変形（屈曲及びねじ山の潰れ等）を防止することができる。

このように、本取付構造は、ハブナットにて締結することによりホイール５０をホイールハブ２０に固定する場合にも適用可能である。

＜従来の構造＞
以下、本取付構造との比較のため、図８を参照しながら、ホイールハブから突設したボルトにハブナットを用いてホイールを固定する従来の嵌合構造について説明する。

図８に示したように、従来のホイールハブ２００のフランジ部２２０に開口するボルト孔にセレーションボルト６００が圧入されている。フランジ部２２０の回転軸線９０に垂直な当接面２２０ａには、ディスクロータ４００の面４１０が当接する。ディスクロータ４００の面４１０と反対側の面にハブ取付面５１０ａが当接してホイール５００が固定される。

ホイール５００の中心位置とホイールハブ２００の回転軸線９０との位置合わせを容易にするため、ホイール５００の中央に形成された中心孔５２０は、ホイールハブ２００に設けられた円環状の突起部２３０にインロー嵌合するようになっている。即ち、中心孔５２０の内周面から突設した円環状突起部５４０の内周面５４０ａと突起部２３０の外周面２３０ｂとは面接触するが、その面接触部分（内周面５４０ａと外周面２３０ｂの重なり部分）は回転軸線９０方向において突起部２３０の先端寄りに形成され、且つ面接触部分の回転軸線９０方向の長さＬｕは短くされる。本例の場合、長さＬｕは約３ｍｍとされる。このような嵌合構造により、突起部２３０及び／又はホイール５００が腐食して固着した場合であっても、比較的容易に（小さい力で）ホイール５００を取り外すことができる。ホイール５００は、ホイール５００の複数のボルト孔５３０を貫通したセレーションボルト６００にハブナット７００をそれぞれ締結させることによりホイールハブ２００に固定される。

ホイールハブ２００に装着されたホイール５００を取り外す場合、全てのハブナット７００をセレーションボルト６００から取り外すが、インロー嵌合部が固着していなければ、ホイールアセンブリの重心位置によっては、モーメントが発生し、ホイール５００の中心孔５２０の円環状突起部５４０が突起部２３０から脱落することがある。この場合であっても、図９に示したように、ホイール５００のボルト孔５３０がセレーションボルト６００に支持されるので、ホイールアセンブリの脱落は免れる。しかし、セレーションボルト６００に大きな力が加わるため、セレーションボルト６００が変形する可能性があるという問題がある。

以上、本取付構造によれば、
ホイールハブ２０には、ハブ軸部２１と、ホイールハブの回転軸線９０に対して垂直な面と平行にハブ軸部２１から延出する円板形状の部分であって複数の締結部材６０を用いてホイール５０を固定するための固定面２２ａを車両の車体外側（アウトボード側）に有するフランジ部２２と、回転軸線９０をその中心軸線とする円筒形状の部分であってハブ軸部２１からフランジ部２２よりも車体外側（アウトボード側）に突設するインロー部２３と、が備えられ、
ホイール５０には、ホイールの中心にインロー部２３を挿通可能な中心孔５２が形成されるとともに中心孔５２の周囲に複数の締結部材６０を挿通可能な複数のボルト孔５３が形成され、インロー部２３には、回転軸線９０を中心軸線とする第１円筒外周面２３ｂ及び第１円筒外周面２３ｂよりも車体外側（アウトボード側）に、第１円筒外周面２３ｂに隣接する溝２３ｇが形成され、
中心孔５２の内周面のホイール５０のハブ取付面５１ａ側に、ホイール５０の中心に向かって突設する円環状突起部５４が形成され、
複数の締結部材６０を用いてホイール５０をフランジ部２２に固定している状態においては、第１円筒外周面２３ｂが形成される嵌合部２４と円環状突起部５４とがインロー嵌合し、
複数の締結部材６０を用いたホイール５０の固定が解除された状態においては、円環状突起部５４が溝２３ｇに係止される。

以上より、ハブボルト又はハブナットを締結することによりホイールを固定する構造を有するホイールハブにおいて、ホイール交換時のホイールの脱落及び／又は部品の損傷を防止し、ホイール交換における作業効率を向上することが可能である。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記実施形態においては、溝の断面形状は、底辺（第２円筒外周面２３ｃ）と底辺の左右にそれぞれ設けられた２つの斜面（第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅ）からなる形状、即ち、略台形形状であったが、図１０に示したように、底面のない形状であってもよい。更に、溝の断面形状は、図１１に示したように、円形状であってもよい。

上記実施形態において、円環状突起部５４は内周面５４ａ、第１側面５４ｂ及び第２側面５４ｃにより画成され、その断面形状は台形であったが、内周面５４ａと第１側面５４ｂとの間、及び内周面５４ａと第２側面５４ｃとの間はそれぞれ所定の半径にて面取りされていてもよい。同様に溝２３ｇは第２円筒外周面２３ｃ、第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅにより画成され、その断面形状は台形であったが、第２円筒外周面２３ｃと第１斜面２３ｄとの間及び第２円筒外周面２３ｃと第２斜面２３ｅとの間はそれぞれ所定の半径にて面取りされていてもよい。

上記実施形態において、円環状突起部５４の第１側面５４ｂ及び第２側面５４ｃは平坦な面であったが、第１側面５４ｂ及び第２側面５４ｃは曲面であってもよい。同様に溝２３ｇの第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅは平坦な面であったが、第１斜面２３ｄ及び第２斜面２３ｅは曲面であってもよい。

上記実施形態においては、ディスクロータ４０が用いられていたが、ブレーキの形式及び形状は、特に本発明を限定するものではなく、ディスクロータ４０に代えて、ドラムが用いられてもよい。

１０…車輪用転がり軸受装置、２０…ホイールハブ、２１…ハブ軸部、２２…フランジ部、２２ａ…固定面、２３…インロー部、２３ｂ…第１円筒外周面、２３ｃ…第２円筒外周面、２３ｄ…第１斜面、２３ｅ…第２斜面、２３ｆ…第３円筒外周面、２４…嵌合部、４０…ディスクロータ、５０…ホイール、５１…ハブ取付部、５１ａ…ハブ取付面、５２…中心孔、５３…ボルト孔、５４…円環状突起部、５４ａ…内周面、５４ｂ…第１側面、５４ｃ…第２側面、６０…ハブボルト、７０…ハブナット、９０…回転軸線。

Claims (3)

1. 車両のホイールハブにホイールを取り付ける構造であって、
   前記ホイールハブには、
   ハブ軸部と、
   前記ホイールハブの回転軸線に対して垂直な面と平行に前記ハブ軸部から延出する円板形状の部分であって複数の締結部材を用いて前記ホイールを固定するための固定面を前記車両の車体外側に有するフランジ部と、
   前記回転軸線をその中心軸線とする円筒形状の部分であって前記ハブ軸部から前記フランジ部よりも前記車体外側に突設するインロー部と、
   が備えられ、
   前記ホイールには、
   前記ホイールの中心に前記インロー部を挿通可能な中心孔が形成されるとともに前記中心孔の周囲に前記複数の締結部材を挿通可能な複数のボルト孔が形成され、
   前記インロー部には、前記回転軸線を中心軸線とする第１円筒外周面及び前記第１円筒外周面よりも前記車体外側に、前記第１円筒外周面に隣接する溝が形成され、
   前記中心孔の内周面の前記ホイールのハブ取付面側に、前記ホイールの中心に向かって突設する円環状突起部が形成され、
   前記複数の締結部材を用いて前記ホイールを前記フランジ部に固定している状態においては、前記第１円筒外周面が形成される嵌合部と前記円環状突起部とがインロー嵌合し、
   前記複数の締結部材を用いた前記ホイールの固定が解除された状態においては、前記円環状突起部が前記溝に係止される、
   ホイール取付構造。
2. 請求項１に記載のホイール取付構造において、
   前記溝は、前記円環状突起部を画成する第１側面、前記内周面及び第２側面にそれぞれ対応する第１斜面、第２円筒外周面及び第２斜面によって画成されている、
   ホイール取付構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のホイール取付構造において、
   前記締結部材がハブボルトである、
   ホイール取付構造。
   

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