JP5372548B2 - Fastening structure for vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ホイールをハブフランジに締結する構造に関する。 The present invention relates to a structure for fastening a vehicle wheel to a hub flange.
車両用ホイールを車両のハブフランジに締結するため、ホイールのディスクには、周方向に離れた複数のボルト穴が形成されている。他方、ハブフランジには周方向に離れた複数のハブボルトが固定されている。 In order to fasten the vehicle wheel to the hub flange of the vehicle, a plurality of bolt holes separated in the circumferential direction are formed in the disk of the wheel. On the other hand, a plurality of hub bolts separated in the circumferential direction are fixed to the hub flange.
上記ディスクを上記ハブフランジに当てるとともに、上記ディスクのボルト穴に上記ハブボルトを挿通させた状態で、上記ハブボルトに螺合されるナット手段を上記ディスクに向かって締め込むことにより、上記ホイールを上記ハブフランジに締結する。 The wheel is attached to the hub by tightening nut means screwed into the hub bolt toward the disc while the disc is applied to the hub flange and the hub bolt is inserted into the bolt hole of the disc. Fasten to the flange.
特許文献1では、ホイールディスクに、ハブフランジの周縁と対向する環状の逃げ溝を形成し、ハブフランジの周縁から集中荷重が付与されるのを回避し、これによりフレッティング疲労による亀裂を防止している。
しかし、特許文献1では、ナット手段の周縁からの集中荷重により、ホイールディスクにフレッティング疲労に起因した亀裂が生じる可能性については、考慮されていなかった。そのため、ホイールの安全性を確保する上で、ディスク板厚を適正化し、軽量化することができなかった。
However,
上記課題を解決するため、本発明は、ハブフランジに車両用ホイールのディスクを締結する構造において、上記ディスクが、ハブボルトに螺合されるナット手段を受ける受面と、この受面からハブフランジ側に偏移し上記ナット手段の周縁に対向するとともにこの周縁から離れた逃げ面と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a structure in which a disk of a vehicle wheel is fastened to a hub flange, wherein the disk receives a nut means screwed into a hub bolt, and a hub flange side from the receiving surface. And a flank face opposed to the periphery of the nut means and spaced away from the periphery.
上記構成によれば、ディスクにおいて、ナット手段の周縁に対向する面が逃げ面として当該周縁から離れているので、当該周縁からディスクに集中荷重が付与されるのを回避することができる。その結果、ディスクに亀裂が生じるのを防止でき、耐久性を高めることができる。 According to the above configuration, since the surface of the disk that faces the periphery of the nut means is separated from the periphery as a flank, it is possible to avoid a concentrated load from being applied to the disk from the periphery. As a result, it is possible to prevent the disk from cracking and to improve durability.
好ましくは、上記ナット手段が、上記ハブボルトに螺合されるナットと、このナットと上記ディスクとの間に介在されるワッシャとを有し、このワッシャの周縁が上記逃げ面に対向する。 Preferably, the nut means includes a nut screwed to the hub bolt, and a washer interposed between the nut and the disk, and a peripheral edge of the washer faces the flank.
好ましくは、上記ディスクの受面と逃げ面が、上記ディスクの両面に形成されている。
この構成によれば、1つのホイールをハブに締結する場合と2つのホイールをハブに締結する場合とで、ホイールを区別することなく兼用することができる。
Preferably, a receiving surface and a flank surface of the disk are formed on both surfaces of the disk.
According to this configuration, it is possible to combine the wheels without distinguishing between the case where one wheel is fastened to the hub and the case where two wheels are fastened to the hub.
好ましくは、上記ディスクには、上記ナット手段の周縁に対向して環状の逃げ溝が形成されており、この逃げ溝の底面が上記逃げ面として提供される。
この構成によれば、比較的簡単な加工でディスクに逃げ面を形成することができる。
また、逃げ溝を挟んで内側の受面と外側の面とを比較できるので、ナット手段から受ける繰り返し接触で受面が摩滅してディスク板厚の減少が生じた場合でも、この摩滅による使用限界を可視化でき、強度低下を予見できる。このことによりホイールの信頼性はさらに向上する。
Preferably, the disk is formed with an annular relief groove facing the periphery of the nut means, and the bottom surface of the relief groove is provided as the relief surface.
According to this configuration, the flank can be formed on the disk by relatively simple processing.
In addition, since the inner receiving surface and the outer surface can be compared across the clearance groove, even if the receiving surface wears down due to repeated contact received from the nut means and the disk thickness decreases, the use limit due to this wear is reduced. Can be visualized, and strength reduction can be predicted. This further improves the reliability of the wheel.
本発明によれば、締結用ナット手段の周縁からの集中荷重に起因したホイールディスクの亀裂を防止することができる。また、この亀裂を防止するためにディスク板厚を増大させずに済み、ホイールの軽量化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the wheel disk from cracking due to the concentrated load from the periphery of the fastening nut means. Further, it is not necessary to increase the disk thickness in order to prevent this crack, and the weight of the wheel can be reduced.
以下、本発明の第1実施形態をなす、ISOタイプ(平座)の締結方式を採用した大型車両のホイール締結構造について、図面を参照しながら説明する。図1にはこの車両のフロント側の単輪式ホイール締結構造1が示され、図4にはリア側の複輪式ホイール締結構造2が示されている。
Hereinafter, a wheel fastening structure for a large vehicle adopting an ISO type (flat seat) fastening method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a single-wheel type
最初にフロント側のホイール締結構造1について説明する。この締結構造1では、車両のハブ10に1つのホイール20が締結される。ハブ10は横断面円形をなす嵌込部11と、その外周に形成された円環状のハブフランジ12を有している。ハブフランジ12の車両側の面にはブレーキドラム13が固定されている。
First, the front side
上記ハブフランジ12において、車両とは反体側の面には、周方向に間隔をおいてハブボルト15が固定されている。ハブボルト15はハブ10の中心軸と平行に延び、上記ハブフランジ12のホイール取り付け面と直交する。
In the
上記ホイール20は、図1、図3に示すように、ディスク21とリム22とを有している。ディスク21はカップ形状をなし、円形の平盤部21aと、この平盤部21aの周縁から離れるにしたがって径が広がるようなテーパー形状をなす裾部21bとを有している。この裾部21bの周縁が、上記リム22の内周に溶接固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
上記平盤部21aには、その中心に大径のハブ穴28が形成され、このハブ穴28の周囲には周方向に等間隔をなして複数のボルト穴23が形成されている。
A large-
上記ホイール20は、ナット31とワッシャ32からなるナット手段30により、上記ハブ10に締結される。詳述すると、ホイール20のディスク21の平盤部21aにおいて、ハブ穴28を囲む環状の部位の一方の面(ホイール軸方向から見て内側すなわち車体側の面)を、ハブフランジ12に面接触状態で当てる。この当接状態では、ディスク21のハブ穴28にハブ10の嵌込部11が嵌め込まれて、ホイール20の位置決めがなされるとともに、上記ボルト穴23にハブボルト15が挿通される。
The
次に、ハブボルト15にワッシャ32を挿通させるとともにナット31を螺合し、このナット31を締め付けることにより、ホイール20のディスク21をハブフランジ12に締結する。
Next, the
次に、本発明の特徴部について説明する。上記平盤部21aの外側の面(車体と反体側の面)および内側の面(車体側の面)には、ボルト穴23と同心をなす環状の逃げ溝24a,24bが形成されている。
Next, features of the present invention will be described. Annular relief grooves 24 a and 24 b that are concentric with the
上記ディスク21の平盤部21aの両面において、上記ボルト穴23と逃げ溝24a,24bとの間の環状の領域は受面25a、25bとして提供され、上記逃げ溝24a,24bの底面24xは逃げ面として提供される。この逃げ面24xは受面25a、25bより厚み中心に向かって偏移している。
On both surfaces of the
上記逃げ溝24a,24bは、生産性の観点および強度の観点からプレス加工により形成して加工硬化や圧縮残留応力を付与するのが好ましいが、切削加工でもよい。切削加工の場合には上記逃げ溝24a,24bや底面24xの強度を向上させるために、ショットピーニングにより逃げ溝24a,24bの底面24xおよびその近傍に圧縮応力を残留させるのが好ましい。
The
上記逃げ溝24a,24bの深さは、0.4〜1.0mmが好ましい。深くなるとディスク21の強度を減じるからである。また、逃げ溝24a,24bの底面24xの曲率半径は、ワッシャ32(ナット手段30のディスク20に対向する部位)の外径が55mm以下の場合には5mm以下とし、ワッシャ32の外径が55mm以上の場合には5mm以上とする。
The depth of the
上記締結状態において、ワッシャ32はディスク21の平盤部21aの外側の受面25aに面接触状態で強く当たる。問題となるのは、ワッシャ32のディスク21に面する周縁がディスク21に作用する集中荷重である。本実施形態では、このワッシャ32の周縁に対向してディスク21に逃げ溝24aが形成され、その底面すなわち逃げ面24xが受面25aよりハブフランジ12側に偏移しており、そのため、ワッシャ32の周縁が逃げ溝24aの逃げ面24xから離れていてディスク21に接触しないので、集中荷重がディスク21に加わらない。
その結果、フレッティング疲労による亀裂発生が、ディスク21においてワッシャ32の周縁近傍で発生するのを防止することができ、この亀裂発生を防ぐためにディスク21の板厚を増大させずに済む。
In the fastening state, the
As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to fretting fatigue from occurring in the vicinity of the periphery of the
上記受面25aはナット手段30から受ける繰り返し接触で摩滅し、これにより、ディスク21の板厚が減少する。この場合、ナット手段30を外せば、逃げ溝24aを挟んで内側の受面25aと外側の面とを比較できるので、この摩滅による使用限界を可視化でき、強度低下を予見できる。なお、逃げ溝24aの底面24xに他の部位と異なる色の塗装を施してもよい。これにより、認識効果を鮮明にすることができる。逃げ溝24bでも同様である。
なお、上記内側の逃げ溝24bは、上記単輪式のホイール締結構造1では車両側すなわちハブフランジ12側に位置しているために何の役割も担わないが、後述する複輪式のホイール締結構造2において、上記単輪式のホイール締結構造1での外側の逃げ溝24aと同様の役割を担う。
The
The
次に、複輪式のホイール締結構造2について図4を参照しながら説明する。この締結構造2では、締結構造1で用いたものと同様の構造をなす2つのホイール20が、そのディスク21の平盤部21aを重ねるようにして、ハブフランジ12にセットされる。2つのホイール20のボルト穴23には共通のハブボルト15が挿通され、これらハブボルト15に螺合された共通のナット手段30により、2つのホイール20のディスク21がハブフランジ12に締結される。
Next, the double wheel type
上記締結構造2では、外側(車両の反対側)のホイール20のディスク21の平盤部21aに形成された逃げ溝24bが上記ワッシャ32の周縁と対向し、上記締結構造1の逃げ溝24aと同様の作用をなすので、当該ホイール20の平盤部21aのフレッティング疲労による亀裂発生を防止することができる。
In the
上記実施形態では、ホイール20の平盤部21aの両面に逃げ溝24a,24bを形成したので、このホイール20は、単輪式のホイール締結構造1と複輪式のホイール締結構造2に兼用することができる。
In the above embodiment, since the
上記のようにホイール20を単輪式と複輪式の締結構造1,2に兼用しない場合には、図5に示す参考例のように、ワッシャ32の周縁に対向する面にのみ、環状溝24を形成すればよい。
When the
図6に示す参考例では、環状の逃げ溝を形成する代わりに、平盤部21aにおいて、ボルト穴23の周囲に盛り上げ部29を形成している。この場合、盛り上げ部29の面がワッシャ32を受ける受面29aとなり、盛り上げ部29の周囲の傾斜面が逃げ面29bとなる。
上記参考例でもワッシャ32の周縁が逃げ面29bに対向して浮いているので、平盤部21aのフレッティング疲労による亀裂発生を防止することができる。
In the reference example shown in FIG. 6, a raised
Also in the above reference example , since the peripheral edge of the
図7にはさらに他の参考例を示す。この参考例では、ディスクの平盤部21aを加工する代わりに、ワッシャ32’の周縁部を中央の平板部に対して傾斜させる。ナット31は、ワッシャ32’の平板部に載るようにする。
上記ワッシャ32’の周縁部は、径方向、外方向に向かうにしたがって、平盤部21aから離れるように傾斜するので、ワッシャ32’において、平盤部21aへの接触領域の周縁が鈍角をなす。そのため、平盤部21aの亀裂防止が期待できる。
FIG. 7 shows still another reference example. In this reference example , instead of processing the
Since the peripheral edge of the washer 32 'is inclined away from the
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、ナット手段は、ナットとワッシャの組み合わせにより構成する代わりに、例えば座付きナットのような特殊な形状のナット単体により構成してもよい。この場合、ナットのディスクに面する周縁は上記実施形態でのワッシャと同様に円形をなし、逃げ面に対向する。
上記ブレーキドラム13がハブフランジ12とホイール20との間に固定される構造であってもよい。
上記ディスク21は、テーパー形状を持たずに単なる円盤形状であってもよく、その場合においても上記リム22の内周に溶接固定される。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various aspects can be adopted. For example, the nut means may be constituted by a single nut having a special shape such as a seated nut, for example, instead of a combination of a nut and a washer. In this case, the peripheral edge of the nut facing the disk is circular like the washer in the above embodiment, and faces the flank.
The
The
1,2 ホイール締結構造
10 ハブ
12 ハブフランジ
15 ハブボルト
20 ホイール
21 ディスク
21a 平盤部
23 ボルト穴
24,24a,24b 逃げ溝
24x 逃げ面
25a,25b 受面
29 盛り上げ部
29a 受面
29b 逃げ面
30 ナット手段
31 ナット
32 ワッシャ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
各ハブは、嵌込部と、この嵌込部から径方向、外方向に突出するハブフランジと、この嵌込部を囲んで配置されるとともにハブフランジから車両の反対側に突出する複数のハブボルトとを備え、
各ホイールは、ディスクとこのディスクの周縁に設けられたリムとを備え、
上記ディスクは、その中央に形成され上記ハブの嵌込部が嵌め込まれるハブ穴と、このハブ穴を囲む環状の平盤部と、この平盤部に形成され上記ハブボルトが挿通する複数のボルト穴とを有し、
上記平盤部は、リムの突出側に位置する平坦な第1面とリムの突出方向と反対側に位置する平坦な第2面を有し、
上記フロント側では、上記ホイールがそのリムを車両に向けて配置され、上記ハブボルトに螺合されたナット手段を、上記ホイールの平盤部の第2面に向けて締め付けることにより、上記ホイールの平盤部が上記ハブフランジに締結され、
上記リア側では、車両に近い内側ホイールがそのリムを車両に向けて配置され、車両から遠い外側ホイールがそのリムを車両の反対側に向けて配置され、内側ホイールと外側ホイールの平盤部がその第2面を面接触するようにして重ねられ、上記ハブボルトに螺合されたナット手段を、上記外側ホイールの平盤部の第1面に向けて締め付けることにより、これら2つのホイールの平盤部が上記ハブフランジに締結される車両用ホイールの締結構造において、
上記フロント側のホイールと、リア側の内側ホイールと、リア側の外側ホイールが兼用され、
全てのホイールの平盤部の第1面と第2面の両面において、上記ボルト穴を囲う環状の逃げ溝が形成されるとともに、このボルト穴と逃げ溝との間の領域が受面として提供され、
上記フロント側では、上記ホイールの平盤部の第2面の受面に上記ナット手段が当たり、このナット手段の周縁が当該第2面に形成された逃げ溝の底面に対向し、
上記リア側では、上記外側ホイールの平盤部の第1面の受面に上記ナット手段が当たり、このナット手段の周縁が当該第1面に形成された逃げ溝の底面に対向することを特徴とする車両用ホイールの締結構造。 One wheel is fastened to the front hub of the vehicle, two wheels are fastened to the rear hub,
Each hub includes a fitting portion, a hub flange projecting radially and outwardly from the fitting portion, and a plurality of hub bolts disposed so as to surround the fitting portion and projecting from the hub flange to the opposite side of the vehicle And
Each wheel includes a disc and a rim provided on the periphery of the disc,
The disc has a hub hole formed in the center thereof into which the fitting portion of the hub is fitted, an annular flat plate portion surrounding the hub hole, and a plurality of bolt holes formed in the flat plate portion through which the hub bolt is inserted. And
The flat plate portion has a flat first surface located on the protruding side of the rim and a flat second surface located on the opposite side to the protruding direction of the rim,
On the front side, the wheel is disposed with its rim facing the vehicle, and the nut means screwed to the hub bolt is tightened toward the second surface of the flat plate portion of the wheel, whereby the wheel is flat. The board is fastened to the hub flange,
On the rear side, the inner wheel close to the vehicle is arranged with the rim facing the vehicle, the outer wheel far from the vehicle is arranged with the rim facing the other side of the vehicle, and the flat portions of the inner wheel and the outer wheel are arranged. The flat surface of these two wheels can be obtained by tightening the nut means, which is overlapped so that the second surface thereof is in surface contact, and screwed into the hub bolt toward the first surface of the flat plate portion of the outer wheel. In the vehicle wheel fastening structure in which the portion is fastened to the hub flange ,
The front wheel, the rear inner wheel, and the rear outer wheel are combined,
An annular relief groove surrounding the bolt hole is formed on both the first surface and the second surface of the flat plate portion of all the wheels, and an area between the bolt hole and the relief groove is provided as a receiving surface. And
On the front side, the nut means hits the receiving surface of the second surface of the flat part of the wheel, and the periphery of the nut means faces the bottom surface of the relief groove formed on the second surface,
On the rear side, the nut means hits the receiving surface of the first surface of the flat portion of the outer wheel, and the periphery of the nut means faces the bottom surface of the relief groove formed on the first surface. Fastening structure for vehicle wheels.
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