JP2019035455A - 回り止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性が低下するのを抑制しつつナットの回り止めを行う。【解決手段】回り止め構造は、軸周り方向Ｂに回転するスピンドル２と、スピンドル２に螺合されて、複数のボルト穴５１が形成されたナット５と、スピンドル２に形成されたキー溝２３に係止される係止爪６２が形成されて、複数の貫通穴６３が形成されたロックプレート６と、貫通穴６３を通ってボルト穴５１にねじ込まれるｎ本のボルト７と、を備え、ｎ個のボルト穴５１を１組のボルト穴組５１Ａとした場合に、ナット５には、複数のボルト穴組５１Ａが形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸に螺合されるナットの回り止めを行う回り止め構造に関する。

特許文献１には、軸部材（２０）に螺合されたナット（２１）の回り止めを行う機構が記載されている。この機構では、ナット（２１）の回転を規制する２枚又は４枚のプレート（２３）が設けられており、ナット（２１）の外周面に、プレート（２３）が係止される４つの係止部が形成されている。そして、プレート（２３）のそれぞれは、軸部材（２０）にボルト締めされているとともに、ナット（２１）の外周面に形成された係止部（２２）を係止している。

特開２０１７−０２６０１６号公報

特許文献１に記載された構造では、複数枚のプレート（２３）が必要となるため、作業性が悪いという問題がある。

そこで、本発明は、作業性が低下するのを抑制しつつナットの回り止めを行うことができる回り止め構造を提供することを目的とする。

本発明に係る回り止め構造は、軸周り方向に回転する回転軸と、回転軸に螺合されて、複数のボルト穴が形成されたナットと、回転軸に形成されたキー溝に係止される係止爪が形成されて、複数の貫通穴が形成されたロックプレートと、貫通穴を通ってボルト穴にねじ込まれるｎ本のボルトと、を備え、ｎ個のボルト穴を１組のボルト穴組とした場合に、ナットには、複数のボルト穴組が形成されている。

この回り止め構造では、ロックプレートの係止爪が回転軸のキー溝に係止されることで、回転軸に対するロックプレートの軸周り方向における回転が規制される。このため、貫通穴に通したボルトをボルト穴にねじ込むことで、ボルトの回り止めを行うことができる。ここで、ボルトの回り止めを行うためには、貫通穴の位置とボルト穴の位置とを合わせる必要がある。しかしながら、ナットに複数のボルト穴組が形成されているため、ボルト穴の位置と貫通穴の位置とを合わせるためにボルトの回転位置を微調整する作業を削減することができる。

ナットに形成されたボルト穴の数は、ロックプレートに形成された貫通穴の数より少なくてもよい。ボルト穴は内周面にネジを刻設する必要があるのに対し、貫通穴はボルト穴のように内周面にネジ穴を刻設する必要がない。このため、ボルト穴よりも貫通穴の方が、製造が容易で、コストも低い。この回り止め構造では、ボルト穴の数が貫通穴の数より少ないため、逆の場合に比べて、容易に製造することができるとともに、コストを低減することができる。

軸周り方向において、ロックプレートを裏返す前の貫通穴とロックプレートを裏返した後の貫通穴とのピッチを２θとした場合に、ボルト穴組間の位相は、２θの整数倍に対してずれていてもよい。この回り止め構造では、ボルト穴組間の位相が２θの整数倍に対してずれているため、ロックプレートを裏返す前の貫通穴の位置とロックプレートを裏返した際の貫通穴の位置との間において、各ボルト穴組を互いに異なる位置に配置することができる。これにより、ボルト穴の位置と貫通穴の位置とが更に合わせやすくなる。

軸周り方向において、ロックプレートを裏返す前の貫通穴とロックプレートを裏返した後の貫通穴とのピッチを２θとし、ボルト穴組の組数をａとした場合に、ボルト穴組間の位相は、２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれていてもよい。この回り止め構造では、ボルト穴組間の位相が２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれているため、ロックプレートを裏返す前の貫通穴の位置とロックプレートを裏返した際の貫通穴の位置との間において、θ／ａの間隔で各ボルト穴組を互いに異なる位置に配置することができる。これにより、ボルト穴の位置と貫通穴の位置とが更に合わせやすくなる。

ｎ個の貫通穴を１組の貫通穴組とした場合に、ロックプレートには、複数の貫通穴組が形成されていてもよい。この回り止め構造では、ロックプレートに複数の貫通穴組が形成されているため、ボルト穴の位置と貫通穴の位置とが更に合わせやすくなる。

軸周り方向において、貫通穴のピッチをψとした場合に、係止爪の中心を通る基準線に最も近い貫通穴は、基準線に対してψ／４ずれた位置に配置されていてもよい。この回り止め構造では、基準線に最も近い貫通穴が基準線に対してψ／４ずれた位置に配置されているため、複数の貫通穴は基準線に対して非対称に配置されるとともに、ロックプレートを裏返す前の貫通穴とロックプレートを裏返した後の貫通穴のピッチがψ／２となる。つまり、ロックプレートを表裏反転させることで、貫通穴の数を実質的に２倍に増やすことができるため、ボルト穴の位置と貫通穴の位置とが更に合わせやすくなる。

回転軸は、車両のアクスルの先端部に接続されるスピンドルであり、ナットは、ハブベアリングをスピンドルに固定するものであってもよい。この回り止め構造では、ハブベアリングを固定するためにナットをスピンドルに螺合する場合に、作業性が低下するのを抑制しつつナットの回り止めを行うことができる。

本発明によれば、作業性が低下するのを抑制しつつナットの回り止めを行うことができる。

実施形態の回り止め構造が適用される車輪用軸受構造の模式断面図である。 実施形態の回り止め構造の分解斜視図である。 ロックプレートの表面側からスピンドルをロックプレートに挿入した状態であって、ロックプレートを裏返す前の状態を示す断面図である。 ロックプレートの裏面側からスピンドルをロックプレートに挿入した状態であって、ロックプレートを裏返した後の状態を示す断面図である。 裏返す前のロックプレートと裏返した後のロックプレートとを重ね合せた図である。 ナットの正面図である。 ボルト穴と貫通穴との関係を説明するための図である。 比較例のナットの正面図である。 比較例のボルト穴と貫通穴との関係を説明するための図である。

以下、実施形態に係る回り止め構造について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る回り止め構造を、車輪用軸受構造に適用したものである。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、実施形態に係る回り止め構造が適用される車輪用軸受構造１は、スピンドル２と、ハブ３と、ハブベアリング４と、ナット５と、ロックプレート６と、ｎ本のボルト７と、を備える。

スピンドル２は、軸周り方向Ｂに回転する回転軸である。スピンドル２は、車両（不図示）のアクスル（不図示）の先端部に接続される車軸である。スピンドル２は、車幅方向に延びる細長い円柱状に形成されている。スピンドル２の先端部には、肩部２１を介して軸方向に延びる小径段部２２が形成されている。肩部２１は、スピンドル２を段状に小径化した部分である。小径段部２２は、肩部２１の底部から車幅方向外側に向けて延びる部分である。小径段部２２の先端部には、スピンドル２の軸線方向Ａに延びる１本のキー溝２３が形成されている。キー溝２３は、小径段部２２の外周面に形成されており、小径段部２２の先端まで延びている。

ハブ３は、車輪が装着されるリング状の部材であり、車輪と一体となって回転する。

ハブベアリング４は、スピンドル２に対してハブ３を回転自在に支承する軸受である。ハブベアリング４は、例えば、外輪が回転する第一世代のベアリングを用いることができる。このハブベアリング４は、例えば、小径段部２２に外嵌されて肩部２１に突き当てられる第一インナレース４１と、小径段部２２に外嵌されて第一インナレース４１に突き当てられる第二インナレース４２と、第一インナレース４１及び第二インナレース４２の外周側に配置されてハブに固定されるアウタレース４３と、第一インナレース４１とアウタレース４３との間に回転自在に配置された複数の第一転動体４４と、第二インナレース４２とアウタレース４３との間に回転自在に配置された複数の第二転動体４５と、を備える。このハブベアリング４は、ユニットベアリングともいう。

図１及び図２に示すように、ナット５は、ハブベアリング４の車幅方向外側に配置されて、スピンドル２に螺合される部材である。ナット５は、ベアリングナットともいう。ナット５の内周面には、スピンドル２に螺合するためのネジ溝が刻設されている。ナット５の外周面には、六角レンチ等の工具によりナット５を回転させるために六角形状に形成されている。ナット５は、車幅方向内側に締め込むことにより、肩部２１との間にハブベアリング４を固定するとともに、ハブベアリング４に軸受予圧を付与する。なお、ハブベアリング４とナット５との間には、ワッシャ８が介挿されている。そして、ナット５には、ボルト７がねじ込まれる複数のボルト穴５１が形成されている。

ロックプレート６は、ナット５の車幅方向外側に配置されて、ナット５の回り止めを行うための部材である。ロックプレート６は、薄い板状に形成されている。また、ロックプレート６は、半径方向中心部にスピンドル２の小径段部２２を挿入するための挿入穴６１が形成された環状に形成されている。ロックプレート６には、スピンドル２に形成されたキー溝２３に係止される係止爪６２が形成されている。係止爪６２は、ロックプレート６の内周面から挿入穴６１に突出している。そして、ロックプレート６の挿入穴６１に小径段部２２を挿入し、係止爪６２をキー溝２３に挿入することで、係止爪６２は、スピンドル２の軸周り方向Ｂにおいてキー溝２３に係止される。これにより、スピンドル２に対するロックプレート６の回転（移動）が規制される。また、ロックプレート６には、ボルト７が挿入される複数の貫通穴６３が形成されている。

ボルト７は、ロックプレート６の貫通穴６３を通ってナット５のボルト穴５１にねじ込まれる部材である。上述したように、係止爪６２がキー溝２３に係止されることで、スピンドル２に対するロックプレート６の回転が規制されるため、ボルト７を貫通穴６３からボルト穴５１にねじ込むことで、スピンドル２に対するナット５の回り止めを行うことができる。なお、ボルト７の本数であるｎは、任意の正の整数であり、例えば、２又は３とすることができる。

ここで、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが合わないと、ボルト７を貫通穴６３からボルト穴５１にねじ込むことができない。このため、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが合っていない場合は、ボルト７の回転位置を微調整してボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とを合わせる必要がある。そこで、係止爪６２の幅をキー溝２３の幅よりも狭くして、係止爪６２とキー溝２３との間に遊びを持たせることで、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とを合わせやすくしている。また、貫通穴６３をボルト７の外径よりも大きくして、貫通穴６３とボルト７との間に遊びを持たせることで、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とを合わせやすくしている。

次に、貫通穴６３及びボルト穴５１について更に詳しく説明する。

図２〜図５に示すように、ロックプレート６に形成される貫通穴６３の数をＮとした場合に、Ｎ個の貫通穴６３は、スピンドル２の軸周り方向Ｂにおいて等ピッチ（３６０°／Ｎのピッチ）で配置されている。なお、貫通穴６３の個数であるＮは、任意の正の整数であり、ロックプレート６に形成できる範囲で、適宜設定することができる。なお、ピッチは、スピンドル２の軸周り方向Ｂにおける角度［°］で表わされる。図２〜図５では、ロックプレート６に２０個の貫通穴６３が形成されているとともに、２０個の貫通穴６３が等ピッチ（１８°のピッチ）で配置されている例を示している。

ボルト７の本数と同じｎ個の貫通穴６３を１組の貫通穴組６３Ａとした場合に、ロックプレート６には、複数の貫通穴組６３Ａが形成されている。一組の貫通穴組６３Ａを構成するｎ個の貫通穴６３は、スピンドル２の軸周り方向Ｂにおいて等ピッチ（３６０°／ｎのピッチ）で配置されている。このため、貫通穴組６３Ａ間の位相は、貫通穴６３のピッチ（３６０°／ｎのピッチ）分だけずれている。図２〜図５では、１組の貫通穴組６３Ａは２個の貫通穴６３で構成されており、ロックプレート６に１０組の貫通穴組６３Ａが形成されている例を示している。なお、図３及び図４では、それぞれの貫通穴組６３Ａを識別するために、貫通穴組６３Ａの符号を、組ごとに６３Ａ_１，６３Ａ_２，６３Ａ_３・・・と分けて示している。

軸周り方向Ｂにおいて、貫通穴６３のピッチをψとした場合に、係止爪６２の中心を通る基準線Ｃに最も近い貫通穴６３は、基準線Ｃに対してψ／４ずれた位置に配置されている。基準線Ｃは、軸周り方向Ｂにおける係止爪６２の中心と、ロックプレート６の半径方向における中心（挿入穴６１の中心）とを通る線である。このため、複数の貫通穴６３は、基準線Ｃに対して非対称に配置されている。また、ロックプレート６を裏返す前（図３参照）の貫通穴６３とロックプレート６を裏返した後（図４参照）の貫通穴６３のピッチがψ／２となる。

ここで、基準線Ｃに対する、基準線Ｃに最も近い貫通穴６３のズレ角度をθとする。この場合、ズレ角度θはψ／２となる。また、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３とロックプレート６を裏返した後の貫通穴６３とのピッチは２θとなる（図５参照）。なお、図５では、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３を実線で示し、ロックプレート６を裏返した後の貫通穴６３を破線で示している。

図２に示すように、ナット５に形成されたボルト穴５１の数は、ロックプレート６に形成された貫通穴６３の数より少ない。

図２及び図６に示すように、ボルト７の本数と同じｎ個のボルト穴５１を１組のボルト穴組５１Ａとした場合に、ナット５には、複数のボルト穴組５１Ａが形成されている。一組のボルト穴組５１Ａを構成するｎ個のボルト穴５１は、スピンドル２の軸周り方向Ｂにおいて等ピッチ（３６０°／ｎのピッチ）で配置されている。つまり、一組のボルト穴組５１Ａを構成するｎ個のボルト穴５１は、一組の貫通穴組６３Ａを構成するｎ個の貫通穴６３と同じピッチで配置されている。図２及び図６では、１組のボルト穴組５１Ａは２個のボルト穴５１で構成されており、ナット５に３組のボルト穴組５１Ａが形成されている例を示している。なお、図６では、それぞれのボルト穴組５１Ａを識別するために、ボルト穴組５１Ａの符号を、組ごとに５１Ａ_１，５１Ａ_２，５１Ａ_３・・・と分けて示している。

図２及び図６に示すように、軸周り方向Ｂにおいて、ボルト穴組５１Ａ間の位相は、２θ（図５参照）の整数倍に対してずれている、より具体的には、ボルト穴組５１Ａの組数をａとした場合に、ボルト穴組５１Ａ間の位相は、２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれている。図６では、２θが９°であり、ａが３であり、ボルト穴組５１Ａ間の位相が、２θの整数倍である４５°（９°×５）に対して２θ／ａである３°（９°／３）を加えた角度だけずれている例を示している。そして、１番目のボルト穴組５１Ａ_１及び２番目のボルト穴組５１Ａ_２のピッチθ１と、２番目のボルト穴組５１Ａ_２及び３番目のボルト穴組５１Ａ_３のピッチθ２とは、何れも４８°となっている。

ここで、比較例との比較により、本実施形態の効果について説明する。

図８に示すように、比較例の回り止め構造では、ナット１０５に２個のボルト穴１５１のみが形成されており、この２個のボルト穴１５１により１組のボルト穴組１５１Ａのみが形成されている。その他は、実施形態の回り止め構造と同様である。

このため、図９に示すように、比較例の回り止め構造では、貫通穴６３の位置に対するボルト穴１５１の位置の最大ズレ量（角度）はθとなる。つまり、ロックプレート６の、基準線Ｃに対する、基準線Ｃに最も近い貫通穴６３のズレ角度が、そのまま貫通穴６３の位置に対するボルト穴１５１の位置の最大ズレ量となる。なお、図９では、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３を実線で示し、ロックプレート６を裏返した後の貫通穴６３を破線で示している。

これに対し、本実施形態では、図７に示すように、ナット５に複数のボルト穴組５１Ａが形成されているとともに、ボルト穴組５１Ａ間の位相が２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれているため、貫通穴６３の位置に対するボルト穴５１の位置の最大ズレ量（角度）はθ／αとなる。このため、本実施形態では、貫通穴６３の位置に対するボルト穴５１の位置の最大ズレ量が比較例よりも小さくなるため、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とを合わせるためにボルト７の回転位置を微調整する量を比較例よりも小さくすることができる。

このように、本実施形態に係る回り止め構造では、ロックプレート６の係止爪６２がスピンドル２のキー溝２３に係止されることで、スピンドル２に対するロックプレート６の軸周り方向Ｂにおける回転が規制される。このため、貫通穴６３に通したボルト７をボルト穴５１にねじ込むことで、ボルト７の回り止めを行うことができる。ここで、ボルト７の回り止めを行うためには、貫通穴６３の位置とボルト穴５１の位置とを合わせる必要がある。しかしながら、ナット５に複数のボルト穴組５１Ａが形成されているため、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とを合わせるためにボルト７の回転位置を微調整する作業を削減することができる。

ところで、ボルト穴５１は内周面にネジを刻設する必要があるのに対し、貫通穴６３はボルト穴５１のように内周面にネジ穴を刻設する必要がない。このため、ボルト穴５１よりも貫通穴６３の方が、製造が容易で、コストも低い。本実施形態に係る回り止め構造では、ボルト穴５１の数が貫通穴６３の数より少ないため、逆の場合に比べて、容易に製造することができるとともに、コストを低減することができる。

また、ボルト穴組５１Ａ間の位相が２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれているため、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３の位置とロックプレート６を裏返した際の貫通穴６３の位置との間において、θ／ａの間隔で各ボルト穴組５１Ａを互いに異なる位置に配置することができる。これにより、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが更に合わせやすくなる。

また、ロックプレート６に複数の貫通穴６３組が形成されているため、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが更に合わせやすくなる。

また、基準線Ｃに最も近い貫通穴６３が基準線Ｃに対してψ／４ずれた位置に配置されているため、複数の貫通穴６３は基準線Ｃに対して非対称に配置されるとともに、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３とロックプレート６を裏返した後の貫通穴６３のピッチがψ／２となる。つまり、ロックプレート６を表裏反転させることで、貫通穴６３の数を実質的に２倍に増やすことができるため、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが更に合わせやすくなる。

また、ハブベアリング４を固定するためにナット５をスピンドル２に螺合する場合に、作業性が低下するのを抑制しつつナット５の回り止めを行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態は、本発明に係る回り止め構造を車輪用軸受構造に適用するものとして説明したが、車輪用軸受構造以外の構造に適用してもよい。

また、上記実施形態では、ボルト穴組５１Ａ間の位相は、２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれているものとして説明したが、ボルト穴組５１Ａ間の位相は、必ずしも２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれている必要は無く、２θの整数倍に対してずれているだけでもよい。このような場合であっても、ボルト穴組５１Ａ間の位相が２θの整数倍に対してずれているため、ロックプレート６を裏返す前の貫通穴６３の位置とロックプレート６を裏返した際の貫通穴６３の位置との間において、各ボルト穴組５１Ａを互いに異なる位置に配置することができる。これにより、ボルト穴５１の位置と貫通穴６３の位置とが更に合わせやすくなる。

１…車輪用軸受構造、２…スピンドル（回転軸）、２１…肩部、２２…小径段部、２３…キー溝、３…ハブ、４…ハブベアリング、４１…第一インナレース、４２…第二インナレース、４３…アウタレース、４４…第一転動体、４５…第二転動体、５…ナット、６…ロックプレート、７…ボルト、８…ワッシャ、５１…ボルト穴、５１Ａ，５１Ａ_１，５１Ａ_２，５１Ａ_３…ボルト穴組、６１…挿入穴、６２…係止爪、６３…貫通穴、６３Ａ，６３Ａ_１，６３Ａ_２，６３Ａ_３…貫通穴組、１０５…ナット、１５１…ボルト穴、１５１Ａ…ボルト穴組。

Claims (7)

1. 軸周り方向に回転する回転軸と、
   前記回転軸に螺合されて、複数のボルト穴が形成されたナットと、
   前記回転軸に形成されたキー溝に係止される係止爪が形成されて、複数の貫通穴が形成されたロックプレートと、
   前記貫通穴を通って前記ボルト穴にねじ込まれるｎ本のボルトと、を備え、
   ｎ個の前記ボルト穴を１組のボルト穴組とした場合に、前記ナットには、複数の前記ボルト穴組が形成されている、
   回り止め構造。
2. 前記ナットに形成された前記ボルト穴の数は、前記ロックプレートに形成された前記貫通穴の数より少ない、
   請求項１に記載の回り止め構造。
3. 前記軸周り方向において、前記ロックプレートを裏返す前の前記貫通穴と前記ロックプレートを裏返した後の前記貫通穴とのピッチを２θとした場合に、前記ボルト穴組間の位相は、２θの整数倍に対してずれている、
   請求項１又は２に記載の回り止め構造。
4. 前記軸周り方向において、前記ロックプレートを裏返す前の前記貫通穴と前記ロックプレートを裏返した後の前記貫通穴とのピッチを２θとし、前記ボルト穴組の組数をａとした場合に、前記ボルト穴組間の位相は、２θの整数倍に対して２θ／ａだけずれている、
   請求項１又は２に記載の回り止め構造。
5. ｎ個の前記貫通穴を１組の貫通穴組とした場合に、前記ロックプレートには、複数の前記貫通穴組が形成されている、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の回り止め構造。
6. 前記軸周り方向において、前記貫通穴のピッチをψとした場合に、前記係止爪の中心を通る基準線に最も近い前記貫通穴は、前記基準線に対してψ／４ずれた位置に配置されている、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の回り止め構造。
7. 前記回転軸は、車両のアクスルの先端部に接続されるスピンドルであり、
   前記ナットは、ハブベアリングを前記スピンドルに固定するものである、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の回り止め構造。

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