JP3683101B2 - Wheel mounting structure - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に備えられるホイールの取付け構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＪＩＳ規格にあるものは、ホイールナットとホイールが互いに接する座面をそれぞれ円錐面状または球面状に形成し、ホイールのボルト穴によりホイールをハブに対して同軸上に支持するようになっている。
【０００３】
従来、乗用車等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＪＩＳ規格にあるものは、図７に示すように、ホイールナット１をホイール６を直接に接合し、ホイールナット１とホイール６の間で互いに接する座面１５，１６をそれぞれ円錐面状に形成している。ホイール６はその座面１６がホイールナット１の座面１５に嵌合することにより支持する構造となっている。
【０００４】
大型トラック等に用いられるホイールの取付け構造として、例えばＩＳＯ（国際標準化機構）規格にあるものは、図８に示すように、ホイールナット１とホイール６の間にワッシャ２を介装し、ワッシャ２のホイール６に接する座面２０を平面状に形成し、ワッシャ２に対するホイール６側の接合面を保護するようになっている。
【０００５】
また、ＤＩＮ規格にあるホイールの取付け構造は、ワッシャをホイールナットに回転可能にカシメ結合し、ワッシャのホイールに接する座面を平面状に形成し、ホイールナットとワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成している。
【０００６】
ＩＳＯ規格またはＤＩＮ規格では、ホイールをワッシャとホイール間およびホイールとハブ間の摩擦力により支持する構造のため、ホイールナットを締め付けに伴ってハブボルトに生じる軸力をＪＩＳ規格のものより高い所定の範囲に管理する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＩＳＯ規格またはＤＩＮ規格のホイールの取付け構造にあっては、ホイールを交換する前後で同じホイールナットを使った場合に、ホイールナットとワッシャの間の互いに接する座面やホイールナットとハブボルトの噛合いねじ部の表面状態が変化するため、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキが大きくなる可能性があり、その締結力を精密に管理することが難しい。
【０００８】
また、ホイールナットとワッシャに亜鉛リン酸皮膜処理を施すと、上記ハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられるが、メッキに比べて錆びが発生しやすいという問題点が考えられる。
【０００９】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ホイールの取付け構造において、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ハブボルトに螺合してホイールを締結するホイールナットと、ホイールナットに回転可能にカシメ結合されるワッシャとを備え、ホイールナットとワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成し、ワッシャのホイールに接する座面を平面状に形成し、ホイールの取付け構造に適用する。
【００１１】
そして、ホイールナットとワッシャに互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、ホイールナットにメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度をワッシャにメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くし、前記ホイールナットの締め付け時に前記ワッシャと前記ホイールナット間に生じる摩擦力を前記ワッシャと前記ホイール間に生じる摩擦力より小さくした。
【００１２】
そして、ハブボルトにワッシャと同じく第二メッキ用金属によりメッキ処理を施すものとした。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、第一メッキ用金属をクロームとし、第二メッキ用金属を亜鉛とした。
【００１４】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、ホイールナットとワッシャに異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避し、円錐面状をした各座面にかじりが発生することを防止できる。
【００１５】
ホイールナットの表面硬度をワッシャの表面硬度より高くすることにより、ホイールナットの締め付け時にワッシャとホイールナット間に生じる摩擦力をワッシャとホイール間に生じる摩擦力より小さくし、ワッシャがホイールナットと一緒に回転する連れ回りを防止し、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００１６】
そして、ホイールナット１とハブボルトに異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避でき、ネジ面にかじりが発生することを防止し、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００１７】
第２の発明において、ホイールナットにクロームメッキ処理を施し、ワッシャとハブボルトに亜鉛メッキ処理を施すことにより、ホイールナットの締め付け時にホイールナットとワッシャおよびハブボルトの間に生じる摩擦力が安定し、同じホイールナットを用いて締め付けと緩めることを繰り返した場合に、ホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えられ、締め付け耐久性を高められる。
【００１８】
さらに、防錆性を高められるとともに、見栄えの向上がはかれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、トラック等の後輪に用いられるホイールの取付け構造は、ハブ４に結合されるハブボルト３と、ハブボルト３に螺合してインナーホイール５およびアウターホイール６を締結するホイールナット１と、ホイールナット１とアウターホイール６の間に介装されるワッシャ２とを備え、前記ＩＳＯ規格に準じている。ホイールナット１およびワッシャ２は鍛造により形成される。
【００２１】
図２にも示すように、ワッシャ２のアウターホイール６に接する座面２０は、ボルト中心線Ｏについて直交する平面状に形成される。インナーホイール５とアウターホイール６は、ホイールナット１の締め付けにより発生するワッシャ２とアウターホイール６間の摩擦力とアウターホイール６とインナーホイール５間の摩擦力およびインナーホイール５とハブ４間の摩擦力により支持される。
【００２２】
ホイールナット１とワッシャ２の間で互いに接する座面１１，２１は、それぞれボルト中心線Ｏについて傾斜する円錐面状に形成され、その締結時にホイールナット１とワッシャ２が互いに同心的に接するようになっている。
【００２３】
ホイールナット１はその内周端部からカシメ部２２が環状に突出し、このカシメ部２２がワッシャ２のテーパー状内周面に沿ってカシメられることにより、ホイールナット１をワッシャ２が回転可能に結合される。
【００２４】
そして本発明の要旨とするところであるが、ホイールナット１とワッシャ２に互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、ホイールナット１にメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度をワッシャ２にメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くする。
【００２５】
そして、ハブボルト３にワッシャ１１と同じく第二メッキ用金属によりメッキ処理を施す。
【００２６】
本実施の形態において、ホイールナット１にメッキ処理する第一メッキ用金属をクローム（例えばＣｒ１２Ｓ）とし、ワッシャ２にメッキ処理する第二メッキ用金属を亜鉛（例えばＭＦＺｎ８Ｂ）とする。
【００２７】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００２８】
ホイールナット１とワッシャ２に異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避し、円錐面状をした各座面１１，２１にかじりが発生することを防止できる。凝着は同一金属どうしの接合部より異種金属どうしの接合部に発生しにくい。
【００２９】
さらに、ホイールナット１とハブボルト３に異種金属によるメッキ処理をそれぞれ施すことにより、両者の凝着を回避でき、ネジ面にかじりが発生することを防止できる。
【００３０】
ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャに亜鉛メッキ処理を施し、ホイールナット１の表面硬度をワッシャ２の表面硬度より高くすることにより、ホイールナット１の締め付け時にワッシャ２とホイールナット１間に生じる摩擦力をワッシャ２とアウターホイール６間に生じる摩擦力より小さくし、ワッシャ２がホイールナット１と一緒に回転する連れ回りを防止し、ホイールナット１を締め付けるトルクに対するハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００３１】
図３は本実施の形態において同一条件で５個のホイールナット１についてその締め付けトルクに応じてハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。図４は比較例として前記実施の形態とは逆にホイールナット１に亜鉛メッキ処理を施し、ワッシャ２にクロームメッキ処理を施した構造において、同一条件で５個のホイールナット１についてその締め付けトルクに応じてハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。これから本実施の形態は比較例に比べてホイールナット１の締め付けトルクが大きくなるのに伴ってハブボルト３に生じる軸力が略一定の比率で大きくなり、５個のホイールナット１についてハブボルト３に生じる軸力のバラツキが小さいことがわかる。比較例はホイールナット１の締め付けトルクが４０Ｋｇｆ・ｍ以上の範囲でハブボルト３に生じる軸力のバラツキが大きくなる。
【００３２】
そして、ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャ２とハブボルト３に亜鉛メッキ処理を施すことにより、ホイールナット１の締め付け時にホイールナット１とワッシャ２およびハブボルト３の間に生じる摩擦力が安定し、同じホイールナット１を用いて締め付けと緩めることを繰り返した場合に、ホイールナット１を締め付けるトルクに対するハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられる。
【００３３】
図５は本実施の形態において同じホイールナット１を用いた締め付けと緩めることを繰り返してハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。図６は比較例として前記実施の形態とは逆にホイールナット１に亜鉛メッキ処理を施し、ワッシャ２にクロームメッキ処理を施した構造において、同じホイールナット１を用いた締め付けと緩めることを繰り返してハブボルト３に生じる軸力を測定した実験結果である。これから本実施の形態は比較例に比べて締め付け回数が増えてもハブボルト３に生じる軸力のバラツキを小さく抑えられ、潤滑油の種類によらず締め付け耐久性に優れることがわかる。
【００３４】
さらに、ホイールナット１にクロームメッキ処理を施し、ワッシャ２とハブボルト３に亜鉛メッキ処理を施すことにより、防錆性を高められるとともに、見栄えの向上がはかれる。
【００３５】
また、ホイールナット１にワッシャ２がカシメ結合される構造により、ホイールナット１に別のワッシャが組み付けられる心配がない。
【００３６】
他の実施の形態として、図８に示す単輪用の締結構造に本発明を適用することも可能であり、その場合もホイールナットを締め付けるトルクに対するハブボルトに生じる軸力のバラツキを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。
【図２】同じく図１のＡ部を拡大した断面図。
【図３】同じく締め付けトルクと軸力の関係を示す特性図。
【図４】比較例について締め付けトルクと軸力の関係を示す特性図。
【図５】同じく締め付け回数と軸力の関係を示す特性図。
【図６】比較例について締め付け回数と軸力の関係を示す特性図。
【図７】従来例を示す断面図。
【図８】従来例を示す断面図。
【符号の説明】
１ ホイールナット
２ ワッシャ
３ ハブボルト
４ ハブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a wheel mounting structure provided in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a wheel mounting structure used in a passenger car or the like, for example, in the JIS standard, a seat surface where a wheel nut and a wheel are in contact with each other is formed in a conical surface or a spherical surface, and the wheel is hubped by a bolt hole of the wheel. Is supported on the same axis.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a wheel mounting structure used in a passenger car or the like, for example, in the JIS standard, a wheel nut 1 is directly joined to a wheel 6 as shown in FIG. The seating surfaces 15 and 16 in contact with each other are formed in a conical shape. The wheel 6 has a structure in which the seat surface 16 is supported by being fitted to the seat surface 15 of the wheel nut 1.
[0004]
For example, an ISO (International Organization for Standardization) standard wheel mounting structure used for large trucks or the like is provided with a washer 2 between a wheel nut 1 and a wheel 6 as shown in FIG. The seat surface 20 in contact with the wheel 6 is formed in a flat shape, and the joint surface on the wheel 6 side with respect to the washer 2 is protected.
[0005]
In addition, the wheel mounting structure in the DIN standard has a washer that is swiveled and coupled to a wheel nut so that a seating surface that contacts the wheel of the washer is formed in a flat shape, and a seating surface that contacts each other between the wheel nut and the washer is formed. Each is formed in a conical shape.
[0006]
In the ISO or DIN standard, the wheel is supported by friction between the washer and the wheel and between the wheel and the hub, so that the axial force generated on the hub bolt when the wheel nut is tightened is higher than that of the JIS standard. Need to manage.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an ISO standard or DIN standard wheel mounting structure, when the same wheel nut is used before and after replacing the wheel, the bearing surface and wheel nut between the wheel nut and the washer are in contact with each other. Since the surface state of the meshing screw portion of the hub bolt changes, there is a possibility that the variation of the axial force generated in the hub bolt with respect to the torque for tightening the wheel nut may increase, and it is difficult to precisely manage the fastening force.
[0008]
Further, when the wheel nut and the washer are subjected to the zinc phosphate coating treatment, the variation in the axial force generated in the hub bolt can be suppressed to be small, but there is a problem that rust is likely to occur compared to plating.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress variations in axial force generated in a hub bolt with respect to torque for tightening a wheel nut in a wheel mounting structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A first invention includes a wheel nut that is screwed to a hub bolt to fasten a wheel, and a washer that is rotatably crimped to the wheel nut, and a seating surface that contacts each other between the wheel nut and the washer is a conical surface. The bearing surface that contacts the washer wheel is formed in a flat shape, and is applied to the wheel mounting structure.
[0011]
The wheel nut and the washer are plated with different metals, and the hardness of the first plating metal to be plated on the wheel nut is higher than the hardness of the second plating metal to be plated on the washer . The frictional force generated between the washer and the wheel nut during tightening was made smaller than the frictional force generated between the washer and the wheel .
[0012]
Then , the hub bolt was plated with the second plating metal like the washer.
[0013]
According to a second invention, in the first invention, the first plating metal is chrome, and the second plating metal is zinc.
[0014]
Operation and effect of the invention
In the first invention, by subjecting the wheel nut and the washer to plating with different metals, it is possible to avoid adhesion between the two and to prevent galling on each conical surface.
[0015]
By making the surface hardness of the wheel nut higher than the surface hardness of the washer, the frictional force generated between the washer and the wheel nut when tightening the wheel nut is made smaller than the frictional force generated between the washer and the wheel. The rotating rotation is prevented, and the variation of the axial force generated in the hub bolt with respect to the torque for tightening the wheel nut can be reduced.
[0016]
Then, by applying respectively a plating treatment with a dissimilar metal to the wheel nut 1 and Habuboru bets, you can avoid adhesion of the two, to prevent the galling thread surface is generated, resulting in the hub bolts for the torque to tighten the wheel nut shaft The variation in power can be kept small.
[0017]
In the second invention, the wheel nut is subjected to chrome plating, and the washer and the hub bolt are subjected to galvanization, so that the frictional force generated between the wheel nut, the washer and the hub bolt is stabilized when the wheel nut is tightened. When tightening and loosening with a nut is repeated, the variation in axial force generated in the hub bolt with respect to the torque for tightening the wheel nut can be suppressed to a small level, and the tightening durability can be improved.
[0018]
In addition, the rust resistance can be improved and the appearance can be improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
As shown in FIG. 1, a wheel mounting structure used for a rear wheel of a truck or the like includes a hub bolt 3 coupled to a hub 4 and a wheel nut that is screwed to the hub bolt 3 to fasten an inner wheel 5 and an outer wheel 6. 1 and a washer 2 interposed between the wheel nut 1 and the outer wheel 6, and conforms to the ISO standard. The wheel nut 1 and the washer 2 are formed by forging.
[0021]
As shown in FIG. 2, the seat surface 20 that contacts the outer wheel 6 of the washer 2 is formed in a planar shape that is orthogonal to the bolt centerline O. The inner wheel 5 and the outer wheel 6 are a friction force between the washer 2 and the outer wheel 6 generated by tightening the wheel nut 1, a friction force between the outer wheel 6 and the inner wheel 5, and a friction force between the inner wheel 5 and the hub 4. Is supported by
[0022]
The bearing surfaces 11 and 21 that are in contact with each other between the wheel nut 1 and the washer 2 are formed in conical surfaces inclined with respect to the bolt centerline O, respectively, so that the wheel nut 1 and the washer 2 are concentrically in contact with each other at the time of fastening. It has become.
[0023]
In the wheel nut 1, a caulking portion 22 protrudes in an annular shape from an inner peripheral end portion thereof, and the caulking portion 22 is caulked along the tapered inner peripheral surface of the washer 2, so that the wheel nut 1 is coupled so that the washer 2 can rotate. Is done.
[0024]
In the second aspect, the wheel nut 1 and the washer 2 are plated with different metals, and the hardness of the first plating metal to be plated on the wheel nut 1 is plated on the washer 2. Make it higher than the hardness of the plating metal.
[0025]
Then, the hub bolt 3 is plated with the second plating metal in the same manner as the washer 11.
[0026]
In the present embodiment, the first plating metal plated on the wheel nut 1 is chrome (for example, Cr12S), and the second plating metal plated on the washer 2 is zinc (for example, MFZn8B).
[0027]
Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
[0028]
By subjecting the wheel nut 1 and the washer 2 to plating with different metals, it is possible to avoid adhesion between the two and prevent the seat surfaces 11 and 21 having a conical surface from being galling. Adhesion is less likely to occur at joints between dissimilar metals than joints between identical metals.
[0029]
Further, by subjecting the wheel nut 1 and the hub bolt 3 to plating with different metals, it is possible to avoid adhesion between the two and to prevent the screw surface from being galling.
[0030]
The wheel nut 1 is subjected to chrome plating, the washer is subjected to galvanization, and the surface hardness of the wheel nut 1 is made higher than the surface hardness of the washer 2, so that the wheel nut 1 is tightened between the washer 2 and the wheel nut 1. The generated frictional force is made smaller than the frictional force generated between the washer 2 and the outer wheel 6, prevents the washer 2 from rotating together with the wheel nut 1, and the axial force generated in the hub bolt 3 against the torque for tightening the wheel nut 1. Variations can be kept small.
[0031]
FIG. 3 shows experimental results obtained by measuring the axial force generated in the hub bolt 3 according to the tightening torque of the five wheel nuts 1 under the same conditions in the present embodiment. As a comparative example, FIG. 4 shows a comparative example in which the wheel nut 1 is galvanized and the washer 2 is chrome plated, and the tightening torque of the five wheel nuts 1 under the same conditions is shown in FIG. It is the experimental result which measured the axial force which arises in the hub bolt 3 according to it. Thus, in the present embodiment, as the tightening torque of the wheel nut 1 becomes larger than that of the comparative example, the axial force generated in the hub bolt 3 increases at a substantially constant ratio and is generated in the hub bolt 3 for five wheel nuts 1. It can be seen that the variation in axial force is small. In the comparative example, the variation in the axial force generated in the hub bolt 3 increases in the range where the tightening torque of the wheel nut 1 is 40 kgf · m or more.
[0032]
The wheel nut 1 is subjected to chrome plating, and the washer 2 and the hub bolt 3 are subjected to galvanization so that the frictional force generated between the wheel nut 1, the washer 2 and the hub bolt 3 when the wheel nut 1 is tightened is stabilized. When the tightening and loosening using the same wheel nut 1 are repeated, the variation in the axial force generated in the hub bolt 3 with respect to the torque for tightening the wheel nut 1 can be suppressed to a small value.
[0033]
FIG. 5 shows the experimental results of measuring the axial force generated in the hub bolt 3 by repeatedly tightening and loosening using the same wheel nut 1 in the present embodiment. FIG. 6 shows a comparative example in which the wheel nut 1 is subjected to galvanizing treatment and the washer 2 is subjected to chrome plating treatment, and tightening and loosening using the same wheel nut 1 are repeated. It is the experimental result which measured the axial force which arises in the hub bolt 3. FIG. From this, it can be seen that the variation in the axial force generated in the hub bolt 3 can be suppressed to a small extent even if the number of tightening times is increased in this embodiment, and the tightening durability is excellent regardless of the type of lubricating oil.
[0034]
Further, by subjecting the wheel nut 1 to chrome plating and subjecting the washer 2 and hub bolt 3 to galvanization, the rust prevention can be improved and the appearance can be improved.
[0035]
In addition, the structure in which the washer 2 is caulked to the wheel nut 1 does not cause a fear that another washer is assembled to the wheel nut 1.
[0036]
As another embodiment, the present invention can be applied to the single-wheel fastening structure shown in FIG. 8, and in this case as well, the variation in the axial force generated in the hub bolt with respect to the torque for tightening the wheel nut can be kept small. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between tightening torque and axial force.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between tightening torque and axial force for a comparative example.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of tightening times and the axial force.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of tightening times and the axial force for a comparative example.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional example.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Wheel nut 2 Washer 3 Hub bolt 4 Hub

Claims (2)

ハブボルトに螺合してホイールを締結するホイールナットと、前記ホイールナットに回転可能にカシメ結合されるワッシャとを備え、前記ホイールナットと前記ワッシャの間で互いに接する座面をそれぞれ円錐面状に形成し、前記ワッシャの前記ホイールに接する座面を平面状に形成するホイールの取付け構造において、前記ホイールナットと前記ワッシャに互いに異なる金属によるメッキ処理を施し、前記ホイールナットにメッキ処理する第一メッキ用金属の硬度を前記ワッシャにメッキ処理する第二メッキ用金属の硬度より高くし、前記ホイールナットの締め付け時に前記ワッシャと前記ホイールナット間に生じる摩擦力を前記ワッシャと前記ホイール間に生じる摩擦力より小さくし、前記ハブボルトに前記ワッシャと同じく前記第二メッキ用金属によりメッキ処理を施したことを特徴とするホイールの取付け構造。A wheel nut that is screwed onto a hub bolt to fasten a wheel, and a washer that is rotatably coupled to the wheel nut, and a seating surface that contacts each other between the wheel nut and the washer is formed in a conical shape. In the wheel mounting structure in which a seating surface that contacts the wheel of the washer is formed in a flat shape, the wheel nut and the washer are plated with different metals, and the wheel nut is plated. The hardness of the metal is higher than the hardness of the second plating metal for plating the washer, and the friction force generated between the washer and the wheel nut when the wheel nut is tightened is more than the friction force generated between the washer and the wheel. The second bolt as well as the washer on the hub bolt. Mounting structure of the wheel, characterized in that plated through key metal. 前記第一メッキ用金属をクロームとし、前記第二メッキ用金属を亜鉛としたことを特徴とする請求項１に記載のホイールの取付け構造。The wheel mounting structure according to claim 1, wherein the first plating metal is chrome, and the second plating metal is zinc.
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