JP2019535967A - ホイールナット - Google Patents

Abstract

本発明は、車両（１００）のねじ付きスタッド又はボルト（１４）にホイール（１２）を固定するホイールナット（１０）に関する。このホイールナットは、外部ツールインターフェース（１８）を持つトルク受容部（１６）と、ねじ付きスタッド又はボルト（１４）と噛み合うように構成されたねじ付き内孔（２４）、ワッシャ（２８）と接触するように構成された第１の部分（２６）、及び第１の部分（２６）とトルク受容部（１６）との間で軸方向に配置された第２の部分（３０）を有する荷重支持部（２２）と、を備えている。本発明はまた、このようなホイールナットを少なくとも１つ備えた車両に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のねじ付きスタッド又はボルトにホイールを固定するホイールナットに関する。本発明はまた、このようなホイールナットを少なくとも１つ備えた車両に関する。本発明は、例えば、大型トラックや中型トラックに適用することができる。トラックについて本発明を説明するが、本発明はこの特定車両に限定されず、他の車両にも使用することができる。

ホイールナットは、一般的に、ねじ付きスタッド又はボルトに噛み合うように構成されたねじ付き孔、六角形の外部ツールインターフェース、及び丸い端部又は円錐形（テーパ形）の端部を持っている。

異なる直径を持つスタッド又はボルトの場合、異なるサイズのホイールナットが一般的に必要であり、異なるサイズのホイールナットが一般的に異なる固定レンチを必要とする。

これに関連して、米国特許第３９６００４７号明細書は、自動車のホイールをハブに固定する、デュアルサイズのラグナットを開示している。ナット頭部の中央から、ねじ付きシャンク（threaded shank）が逆方向に延びている。２つのシャンクは、異なるねじを有している。従って、ナットのどちらの端部がボルトに螺合されるかに応じて、２つのサイズのスタッドボルトにナットをねじ込むことができる。それゆえ、米国特許第３９６００４７号明細書では、２つの異なるねじサイズのスタッドボルトに対して、同じツール並びに同じナットを使用することができる。

本発明の目的は、特に、小径のねじ付きスタッド又はボルトに対して一般的に使用されるツールを用いることができる、ホイールナットを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、この目的は、車両のねじ付きスタッド又はボルトにホイールを固定するホイールナットによって達成される。このホイールナットは、外部ツールインターフェースを持つが内部にねじを持たないトルク受容部と、ねじ付きスタッド又はボルトに噛み合うように構成されたねじ付き内孔、ワッシャと接触するように構成された第１の部分、及び第１の部分とトルク受容部との間で軸方向に配置された第２の部分を有する荷重支持部と、を備えている。

本発明は、外部ツールインターフェースを持つが内部にねじを持たない第１の部分、及び内孔を持つ第２の部分を有することによって、トルク管理及び荷重管理をナットで分離することができるという理解に基づいている。即ち、「トルク受容部」と表された第１の部分がトルクを管理し、「荷重支持部」と表された第２の部分が力を管理する。これによって、外部ツールインターフェースを小径のねじ付きスタッド又はボルト用のホイールナットと同じにしつつ、ホイールナットをより強く（大径のスタッド／ボルトに必要な強度に）することができる。

荷重支持部の第２の部分の材料厚さＴ１は、例えば、０．２９Ｄ以上にして、関連するスタッド／ボルトのサイズに対して十分な強度を与えることができる。また、荷重支持部の第２の部分は、半径方向で見て、トルク受容部の材料厚さより大きな材料厚さを持つことができ、この場合には後者は内孔を有している。

トルク受容部は、荷重支持部のねじ付き内孔と一直線に配置された、ねじなし内孔を有することができる。ねじなし内孔は、ねじ付きスタッド又はボルトがねじなし内孔内に必要に応じて延びることができるように選択された直径を持つことができる。ねじなし内孔を持つ代わりに、トルク受容部を完全に中実（中空でない）とすることができる。

荷重支持部のねじ付き内孔は、２４ｍｍの直径を持つことができる。このねじ付き内孔は、Ｍ２４のスタッド又はボルトに相当することができる。

荷重支持部の第２の部分は、６〜１１ｍｍ又は８〜１１ｍｍの範囲の軸長を持っている。この軸長は、例えば、約８ｍｍである。軸長が長くなるにつれて、ホイールナットの歪応答が減少する。

荷重支持部の第２の部分は、円筒状の外形を持つことができる。従って、第２の部分には、定義済の外部ツールインターフェースがない。

荷重支持部の第１の部分は、２つの円によって規定されるテーパ状の外面を持つことができる。このようにして、ワッシャに対する接触圧力を均等に分散させることができ、均等な摩擦力を与える。

外部ツールインターフェースは、六角形とすることができる。その代わりに、外部ツールインターフェースは、例えば、外部トルクスとしてもよい。

ホイールナットは、上述のワッシャを更に備えていてもよい。

本発明の第２の態様によれば、車両のねじ付きスタッド又はボルトにホイールを固定するホイールナットが提供される。このホイールナットは、外部ツールインターフェース及びねじ付きスレッド又はボルトに噛み合わないように構成された内孔を有するトルク受容部と、ねじ付きスタッド又はボルトに噛み合うように構成されたねじ付き内孔、ワッシャと接触するように構成された第１の部分、及び第１の部分とトルク受容部との間で軸方向に配置された第２の部分を有する荷重支持部と、を備えている。第２の部分は、円筒状の外形を有している。この態様は、第１の態様と同じ又は類似の特徴及び技術的効果を呈することができ、逆もまた同様である。ねじ付きスタッド又はボルトに噛み合わないように構成された内孔は、例えば、荷重支持部のねじ付き内孔より大きな直径を持つことができる。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様又は第２の態様に係る少なくとも１つのホイールナットを備えた車両が提供される。

本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示されている。

添付図面を参照して、以下に実施例として挙げられる、本発明の実施形態をより詳細に説明する。

本発明に係る車両の概略的な側面図である。 本発明の一実施形態に係るホイールナットの側面断面図である。 図２のホイールナットの斜視図である。 ワッシャがない図２のホイールナットの他の斜視図である。 車両に取り付けられた図２のホイールナットを示す側面断面図である。

図１は、車両１００、即ち、トラックの概略的な側面図である。車両１００は、複数のホイール１２、一般的には、少なくとも４つのホイール１２を備えている。各ホイール１２は、ホイールナット１０によって、車両１００のねじ付きスタッド又はボルト１４に固定されている。例えば、ホイール１２ごとに、１０個のスタッド／ボルト１４及びホイールナット１０があってもよい。

図２〜図４は、ホイールナット１０をより詳細に示している。ホイールナット１０は、一般的に、軸方向に連続した２つの部分、即ち、トルク受容部１６と荷重支持部２２とを備えている。トルク受容部１６及び荷重支持部２２は、一般的に、一体的に形成されている。ホイールナット１０は、一般的に、鋼鉄などの金属又は合金から作られている。

トルク受容部１６は、ホイールナット１０を使用するときにホイール１２から離れるように意図されており、外部ツールインターフェース１８を有している。トルク受容部１６は、外部ツールインターフェース１８を介して、ツール（図示せず）からのトルクを受けるように構成されている。このトルクは、縦軸３８の周りにホイールナット１０を回転させることを意図する力である。外部ツールインターフェース１８は、一般的には、特に図３に示すように、六角形である。トルク受容部１６は、ねじなし内孔２０を更に有している。従って、トルク受容部１６には内部にねじがない。ねじなし内孔２０は、円筒状とすることができる。ねじなし内孔２０は、トルク受容部１６の全体に亘って延びることができる。それゆえ、外部ツールインターフェース１８の「下方」の孔は、ねじが形成されていないことが理解できる。

荷重支持部２２は、ホイールナット１０を使用するときにホイール１２に最も近づくように意図されており、ねじ付き内孔２４、第１の部分２６及び第２の部分３０を有している。荷重支持部２２は、軸方向の荷重を管理するように構成されている。

ねじ付き内孔２４は、荷重支持部２２の（略）全体に亘って延びることができる。ねじ付き内孔２４は、ねじ付きスタッド又はボルト１４に噛み合うように構成されている。ねじ付き内孔２４は、２４ｍｍの直径Ｄを持つことができ、Ｍ２４のスタッド又はボルト１４と噛み合うことができる。ねじ付き内孔２４及びねじなし内孔２０は、一直線に配置されている。それらが一体となってホイールナット１０の貫通孔を形成し、その貫通孔が縦軸３８の方向に延びている。ホイールナット１０は、荷重支持部２２とは反対側にある、ねじなし内孔２０の端部をシールするカバー４０を更に備えていてもよい。ねじなし内孔２０は、ねじ付き内孔２４より大きい直径を持っており、必要であれば、ねじ付きスタッド又はボルト１４が内孔２０と係合せずに、ねじ付きスタッド又はボルト１４がねじなし内孔２０内に延びることができる。

荷重支持部２２の第１の部分２６は、ワッシャ２８と接触するように構成されている。ワッシャ２８は、一般的に、締め付け荷重を分散させ、ワッシャ２８とホイールナット１０との間の正しい摩擦を確保するために使用される。第１の部分２６は、ワッシャ２８と接触する、テーパ状の外面３４を持っている。テーパ状の外面３４は、特に図４で示すように、２つの円３６ａ及び３６ｂによって規定されている。このようにして、ワッシャ２８に対する接触圧力が均等に分配され、均等な摩擦力を与えることができる。第１の円３６ａは、第２の円３６ｂと比べて第２の部分３０の先端に位置し、第２の円３６ｂより小さい。

荷重支持部２２の第２の部分３０は、縦軸３８の方向で見て、（荷重支持部２２の）第１の部分２６とトルク受容部１６との間に配置されている。第２の部分３０は、第１の部分２６及びトルク受容部１６に直接隣接して配置してもよい。第２の部分３０は、半径方向で見て、ねじ付き内孔２４の直径Ｄの０．２９倍以上の材料厚さＴ１（即ち、Ｔ１≧０．２９Ｄ）を持つことができる。従って、２４ｍｍの直径Ｄであれば、材料厚さＴは少なくとも６．９６ｍｍである。第２の部分３０の材料厚さＴ１はまた、図２に示すように、トルク受容部１６の対応する（最大）材料厚さＴ２より大きくてもよい。また、第２の部分３０は、６〜１１ｍｍの範囲、好ましくは、８〜１１ｍｍの範囲の軸長Ｌを持っていてもよい。第２の部分の軸長Ｌが短すぎると、ホイールナット１０が破損するおそれがある。第２の部分３０はまた、任意に定義された外部ツールインターフェースを持たずに、円筒状の外形３２を持っている。円筒状の外形３２は、トルク受容部１６まで延びていてもよい。

使用中、さらに図５に示すように、ホイールナット１０は、トルク受容部１６の外部ツールインターフェース１８と係合する適切なツール（図示せず）を用いて、ねじ付きボルト１４に螺合される。このツールは、例えば、手動又は電動のソケットレンチとすることができる。ワッシャ２８は、ホイール１２と（残りの）ホイールナット１０との間に固定されている。荷重支持部２２のねじ付き内孔２４は、トルク受容部１６のねじなし内孔２０内へとさらに延びることができる、ねじ付きボルト１４と噛み合う。しかしながら、ねじ付きボルト１４が内孔２０と噛み合う又は他の方法で係合しないので、トルク管理及び荷重管理はホイールナット１０で分離される。この目的のために、荷重支持部２２、特に、その第２の部分３０は、例えば、Ｍ２４のボルト１４と連結するのに十分大きくすることができ、一方、外部ツールインターフェース１８は、例えば、Ｍ２２のボルト用の従来のホイールナットと同じサイズにすることができる。このような第２の部分を持たない従来のホイールナットは、外部ツールインターフェースのサイズを維持しつつ、大きくなったボルト直径を扱うことができないであろう。

本発明は、上述及び図示の実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、当業者であれば、添付の特許請求の範囲の範囲内で、多くの変更及び修正がなされ得ることを認識するであろう。

Claims (13)

1. 車両（１００）のねじ付きスタッド又はボルト（１４）にホイール（１２）を固定するホイールナット（１０）であって、
   外部ツールインターフェース（１８）を持つが内部にねじを持たないトルク受容部（１６）と、
   前記ねじ付きボルト又はボルト（１４）と噛み合うように構成されたねじ付き内孔（２４）、ワッシャ（２８）と接触するように構成された第１の部分（２６）、及び前記第１の部分（２６）と前記トルク受容部（１６）との間で軸方向に配置された第２の部分（３０）を有する荷重支持部（２２）と、
   を備えたことを特徴とするホイールナット。
2. 前記荷重支持部（２２）の前記第２の部分（３０）は、半径方向で見て、前記ねじ付き内孔（２４）の直径（Ｄ）の０．２９倍以上の材料厚さ（Ｔ１）を持つ、
   請求項１に記載のホイールナット。
3. 前記荷重支持部（２２）の前記第２の部分（３０）は、半径方向で見て、前記トルク受容部（１６）の材料厚さ（Ｔ２）より大きな材料厚さ（Ｔ１）を持つ、
   請求項１又は２に記載のホイールナット。
4. 前記トルク受容部（１６）は、前記荷重支持部（２２）の前記ねじ付き内孔（２４）と一直線に配置されたねじなし内孔（２０）を有する、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載のホイールナット。
5. 前記荷重支持部（２２）の前記ねじ付き内孔（２４）は、２４ｍｍの直径（Ｄ）を持つ、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載のホイールナット。
6. 前記荷重支持部（２２）の前記第２の部分（３０）は、６〜１１ｍｍの範囲の軸長（Ｌ）を持つ、
   請求項１〜５のいずれか１つに記載のホイールナット。
7. 前記荷重支持部（２２）の前記第２の部分（３０）は、８〜１１ｍｍの範囲の軸長（Ｌ）を持つ、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載のホイールナット。
8. 前記荷重支持部（２２）の前記第２の部分（３０）は、円筒状の外形（３２）を持つ、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載のホイールナット。
9. 前記荷重支持部（２２）の前記第１の部分（２６）は、２つの円（３６ａ，３６ｂ）によって規定されるテーパ状の外面（３４）を持つ、
   請求項１〜８のいずれか１つに記載のホイールナット。
10. 前記外部ツールインターフェースは六角形である、
    請求項１〜９のいずれか１つに記載のホイールナット。
11. 前記ワッシャ（２８）を更に備える、
    請求項１〜１０のいずれか１つに記載のホイールナット。
12. 車両（１００）のねじ付きスタッド又はボルト（１４）にホイール（１２）を固定するホイールナット（１０）であって、
    外部ツールインターフェース（１８）及び前記ねじ付きスタッド又はボルト（１４）に噛み合うように構成された内孔（２０）を有するトルク受容部（１６）と、
    前記ねじ付きスタッド又はボルト（１４）に噛み合うように構成されたねじ付き内孔（２４）、ワッシャ（２８）と接触するように構成された第１の部分（２６）、及び前記第１の部分（２６）と前記トルク受容部（１６）との間で軸方向に配置された第２の部分（３０）を有し、前記第２の部分（３０）が円筒状の外形（３２）を有する荷重支持部（２２）と、
    を備えたことを特徴とするホイールナット。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載のホイールナット（１０）を少なくとも１つ備えた車両。