JP5872910B2 - ナットの回転抑制構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ナックルスピンドル等の軸部材にホイールハブを取り付けるためのナットに適用される回転抑制構造に関する。
従来より、車両のフロントアスクル部には、ホイールハブが、ナットにより、ナックルスピンドルに回転可能に支持されている。図9は、ホイールハブの取付構造を示す断面図である。
ホイールハブ10は、その内側に配設されたベアリング11,12によって、ナックル13のナックルスピンドル14に回転可能に支持されている。ナックルスピンドル14の先端には、外側面に雄螺子が形成された突出部14aが設けられている。この突出部14aには、ナット15が、ベアリング11,12に適正な予圧を与える所定の締め付けトルクで螺着される。また、このホイールハブ10には、ホイール16及びブレーキドラム17が、複数のホイールボルト18及びホイールナット19によって固定される。
上述したようなホイールハブ10とナックルスピンドル14との連結構造の一つとして、ナット15にロックプレート25を固定する回り止め装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図10は、特許文献1に記載された回り止め装置の分解斜視図である。回り止め装置は、ナットの回転を抑制するロックプレートを用いる構造のものである。ロックプレート方式は、ナット先端を変形させてナットをナックルスピンドル14に固定するカシメ方式等に比べ、ナットの再利用が可能という利点がある。このロックプレート方式の回り止め装置のナックルスピンドル14には、キー溝14bが形成されている。また、ナット15の端面15aには、3つの雄螺子部20が穿設されている。各雄螺子部20は、ナット15の周方向に沿って120°毎に配置されている。
ロックプレート25は、円板状をなし、その中央には、ナックルスピンドル14が挿通される挿入口26が貫通形成されている。また、ロックプレート25の挿入口26には、ナックルスピンドル14のキー溝14bに係合する係合片27が延出形成されている。
また、ロックプレート25には、18個のボルト孔28が、周方向に沿って20°毎に穿設されている。これらのボルト孔28のうち3個のボルト孔28は、係合片27がキー溝14bに係合する状態で、ナット15の雄螺子部20と対向する。
取付工程では、ナックルスピンドル14にホイールハブ10が仮付けされた後、ベアリング11,12に適正な予圧を与える所定の締め付けトルクで、ナックルスピンドル14にナット15が螺着される。次いで、キー溝14bに係合片27が係合された状態で、ロックプレート25の挿入口26にナックルスピンドル14が挿通され、ねじ29が、ボルト孔28を介して雄螺子部20に螺着されることによって、ロックプレート25がナット15に固定される。この際、ロックプレート25のボルト孔28が、ナット15の雄螺子部20よりも狭いピッチで形成されているため、雄螺子部20とボルト孔28との位置が合わせやすくなっている。
実開平05−83451号公報
しかし、上述した回り止め装置においては、ナット15は所定の締め付けトルクで螺着されるものの、回転量はその時々応じて、数°〜十数°のずれが生じる。そのため、ナット15にロックプレート25を固定する際には、ナット15の雄螺子部20の位置とロックプレート25のボルト孔28の位置とが必ずしも合致するとは限らない。従って、雄螺子部20の位置とボルト孔28の位置とがずれていた場合には、ナット15の回転量の調整が余儀なくされる。
しかし、こうした回転量の調整は、ベアリング11,12に与えられる予圧を変化させるため、ベアリング11,12の短命化や発熱量の増大等といった軸受性能の低下を招く。しかも、近年では、フロントアスクル部の組立性の向上を図るべく、2つのベアリング11,12のインナーレース及びアウターレースを一体化させたユニット型のベアリングが用いられることも少なくない。このユニット型のベアリングにおいては、適正な予圧を与える締め付けトルク範囲が非常に狭いため、上述したナット15の回転量の調整が行われるとなれば、軸受性能が低下する虞があった。尚、こうした問題は、フロントアスクル部に限らず、リアアスクル部においても共通した問題である。
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ナットにロックプレートを固定する際にナットの回転量の調整を回避することができる回転抑制構造を提供することにある。
本発明の態様の一つは、ホイールハブを支持し、キー溝を有する軸部材と、前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する突出部に螺着され、その端面に、複数対の雌ねじ部が周方向に不均等な間隔で穿設されたナットと、前記軸部材の突出部が挿通される挿通孔が形成され、前記キー溝に係合する係合片が設けられるとともに、及び前記雌ねじ部の数より多く貫通孔が等間隔に穿設されたロックプレートとを備えるとともに、前記ナットの雌ねじ部は、該ナットの中心に対して各対毎に対称に形成され、一側方で隣接する他の雌ねじ部に対する間隔と、他側方で隣接する他の雌ねじ部に対する間隔がそれぞれ異なり、
前記ロックプレートの係合片を前記軸部材のキー溝に係合させた状態で、前記挿入孔に前記軸部を内挿するとともに、前記ナットの回転量に応じて、その雌ねじ部のうち複数に前記ロックプレートの貫通孔を合わせて前記雌ねじ部にねじを螺着した。
本発明の態様の一つでは、ロックプレートには貫通孔が等間隔に穿孔される一方、ナットには雌ねじ部が不均等な間隔で穿設されるので、ナットの回転量がその時々で異なっても、雌ねじ部のうち複数が貫通孔と合致しやすくなる。このため、ナットにロックプレートを取り付ける際、ナットの回転量の調整を回避することができる。また、雌ねじ部は、各対毎に異なる間隔で形成されているので、ナットの回転量がその時々で異なっても、ナットの回転量を調整することなく、雌ねじ部と貫通孔との位置合わせを適宜行うことができる。
本発明の態様の一つは、前記ロックプレートの各貫通孔の配置は、前記係合片を通る中心線に対して非対称である。
本発明の態様の一つでは、各貫通孔の配置は、係合片を通る中心線に対して非対称であるため、貫通孔の配置は、ロックプレートの表面と裏面とで異なる。このため、ナットの回転量がその時々で異なっても、ロックプレートの表面及び裏面を選択的に適用することによって、ナットの回転量を調整せずに雌ねじ部と貫通孔との位置を合致させることができる。
本発明に係るナットの回転抑制構造を具体化した一実施形態を示す概略図。 同ナットの端面を示す平面図。 同ナットに固定されるロックプレートの表面を示す平面図。 同ナットに固定されるロックプレートの裏面を示す平面図。 同ナットに形成された雌ねじ部の位置とロックプレートの貫通孔との位置との関係を示す表。 同ナットに対するロックプレートの位置を示し、回転量が0°である場合の図。 (a)〜(c)は、同ナットに対するロックプレートの位置であって、回転量が1°,2°,3°の場合をそれぞれ示す図。 (a)〜(f)は、同ナットに対するロックプレートの位置であって、回転量が4°,5°,6°,7°,8°,9°の場合をそれぞれ示す図。 従来のフロントアスクル部におけるホイールハブ付近の断面図。 従来のナットの回転抑制構造を示す分解斜視図。
以下、本発明のナットの回転抑制構造を具体化した一実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。尚、本実施形態において、図9及び図10と同じ構成を有する部材については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図1に示すように、軸部材としてのナックルスピンドル14には、ホイールハブ10が回転可能に支持されている。このホイールハブ10から突出する突出部14aの外側面には、図示しない雄螺子部が形成されている。また、ナックルスピンドル14には、先端面14cに開口を有するキー溝14bが、軸方向Aに沿って形成されている。
ナックルスピンドル14の雄螺子部に螺着されるナット30は、いわゆる六角ナットである。図2に示すように、ナット30の中央には、ナックルスピンドル14の突出部14aを内挿する円形状の挿通孔31が貫通形成されている。また、ナット30の端面30aには、その内側面に雌ねじが形成された3対の雌ねじ部S1〜S6が、ナット30の周方向に沿って穿設されている。これらの雌ねじ部S1〜S6は、その間隔が、不均等になるように配置されている。以下、これらの雌ねじ部S1〜S6を互いに区別しないで説明する場合には、単に雌ねじ部Sという。
第1雌ねじ部S1の中心と第2雌ねじ部S2の中心とは、ナット30の中心点P1を中心に70°離れた位置にそれぞれ配置されている。また、第3雌ねじ部S3の中心は、第2雌ねじ部S2の中心から、時計回り方向に65°離れた位置に配置され、第4雌ねじ部S4の中心は、第3雌ねじ部S3の中心から、時計回り方向に45°離れた位置に配置されている。さらに、第5雌ねじ部S5の中心は、第4雌ねじ部S4の中心から、時計回り方向に70°離れた位置に配置され、第6雌ねじ部S6の中心は、第5雌ねじ部S5の中心から、時計回り方向に65°離れた位置に配置されている。また、第6雌ねじ部S6の中心と第1雌ねじ部S1の中心とは、45°離れている。
また、各雌ねじ部S1〜S6は、ナット30の中心点P1に対して、各対毎に対称に形成されている。即ち、第1雌ねじ部S1と第4雌ねじ部S4とは、ナット30の中心点P1を通る対角線L2上に配置され、第2雌ねじ部S2と第5雌ねじ部S5とは、ナット30の中心点P1を通る対角線L3上に配置される。また、第3雌ねじ部S3と第6雌ねじ部S6とは、ナット30の中心点P1を通る対角線L4上に配置される。対角線L2〜L4の間隔は70°、65°、45°とそれぞれ異なるため、これらの対角線L2〜L4上にある各対の雌ねじ部Sは、隣接する雌ねじ部Sに対する間隔がそれぞれ異なる。
また、図2に示すナット30の位置をナット基準位置とし、ナット30の中心点P1を通り且つ第1雌ねじ部S1と第6雌ねじ部S6との間のナット30の辺に垂直な中心線L1を0°とすると、各雌ねじ部S1〜S6は、20°,90°,155°,200°,270°,335°の位置にそれぞれ配置される。
次に、ナット30の回転を抑制するロックプレート35について説明する。図3に示すように、ロックプレート35は、略円環状をなす板状の部材であって、その中央に、ナックルスピンドル14の突出部14aを内嵌する挿通孔36を備えている。挿通孔36を区画する内側壁の一部には、係合片37が、ロックプレート35の中心点P2に向かって延出形成されている。この係合片37は、ナックルスピンドル14が挿通孔36に内挿された際に、ナックルスピンドル14のキー溝14bに係合する。
また、挿通孔36を囲む環状部分には、18個の貫通孔H1〜H18が、時計回り方向に沿って20°毎の等間隔で形成されている。各貫通孔H1〜H18の内径は、ナット30の雌ねじ部S1〜S6の内径よりも数mmだけ大きく形成されている。以下、これらの貫通孔H1〜H18を区別しないで説明する場合には、単に貫通孔Hという。
図3のようにロックプレート35の表面35Aを表側としたとき、ロックプレート35の中心点P2と係合片37の中心とを通る中心線L5の位置を0°とすると、第1貫通孔H1の中心は、その中心線L5から時計回り方向に5°離れた位置に形成されている。従って、第2貫通孔H2〜第18貫通孔H18は、中心線L5から時計回り方向に25°、45°、65°、85°・・の各位置にそれぞれ配置される。
一方、ロックプレート35を裏返し、図4に示すように、その裏面35Bを表側としたとき、第1貫通孔H1〜第18貫通孔H18は、反時計回り方向に沿って順に配置される。中心線L5から時計回り方向の1番目の位置に配置される第18貫通孔H18は、中心線L5から時計回り方向に15°離れる。従って、第17貫通孔H17、第16貫通孔H16、第15貫通孔H15・・・は、中心線L5から時計回り方向に、35°、55°、75°・・・の各位置にそれぞれ配置される。
このように、ロックプレート35の各貫通孔Hの配置は、係合片37の中心を通る中心線L5に対して非対称である。即ち、ロックプレート35の表面35Aと裏面35Bとで、貫通孔Hの配置は異なる。裏面35Bにおける貫通孔H1〜H18は、表面35Aにおける貫通孔H1〜H18に対して10°ずつ、時計回り方向にずれている。
次に、ナット30の回転抑制構造の作用について説明する。ナット30にロックプレート35を取り付ける際には、まず、図1に示すように、ロックプレート35の表面35A又は裏面35Bのいずれかを表側とした状態で、ロックプレート35の挿通孔36にナックルスピンドル14の突出部14aが内挿される。
ナット30の回転量は、その時々に応じて、数°〜十数°程度異なるため、常に同じ雌ねじ部Sと貫通孔Hとが合致するとは限らない。各雌ねじ部Sのうちいずれか2つの位置と、各貫通孔Hのうちいずれか2つの位置とがそれぞれ合致した場合には、ねじ29が、各貫通孔Hを介してそれらの雌ねじ部Sに螺着される。各貫通孔Hの直径は、雌ねじ部Sの直径よりも大きく形成されているため、貫通孔Hの中心と雌ねじ部Sの中心とがずれていたとしても、そのずれが2°以下である場合は許容範囲とされる。
ロックプレート35を回転させても貫通孔H1〜H18と雌ねじ部S1〜S6との位置が合致しない場合には、ロックプレート35を裏返して配置する。即ち、ロックプレート35の表面35Aが表側に配置されている場合には、ロックプレート35の裏面35Bを表側にする。ロックプレート35の裏面35Bが表側に配置されている場合には、ロックプレート35の表面35Aを表側とする。このようにロックプレート35の両面のいずれかを選択的にナット30に対して向かい合わせることによって、必ず2つ以上の貫通孔H及び雌ねじ部Sの位置を合わせることができる。
この位置合わせについてさらに具体的に説明する。尚、図2に示すナット30の位置、即ち第1雌ねじ部S1が中心線L1から20°の位置に配置された位置を、ナット30の回転量が0°の位置とする。ナット30の回転量が0°である場合、図5及び図6に示すように、ロックプレート35の裏面35Bを表側にした状態で、155°の位置の第3雌ねじ部S3の中心が第11貫通孔H11の中心と合致し、335°の位置の第6雌ねじ部S6が第2貫通孔H2とそれぞれ合致する。
また、ナット30の回転量が1°である場合、図5に示すように、ナット30の雌ねじ部Sは、それぞれ21°、91°、156°、201°、271°、336°となる。この場合、図7(a)に示すように、第3雌ねじ部S3の中心が、第11貫通孔H11の中心に対し1°のずれをもって合致する。また、第6雌ねじ部S6の中心が、第2貫通孔H2の中心に対し1°のずれをもって合致する。
同様にナット30の回転量が2°である場合は、図7(b)に示すように、第3雌ねじ部S3の中心が第11貫通孔H11の中心に対し2°のずれをもって合致する。また、第6雌ねじ部S6の中心が、第2貫通孔H2の中心に対し2°のずれをもって合致する。
ナット30の回転量が3°である場合、図5に示すように、雌ねじ部S1〜S6の位置は、23°、93°、158°、203°、273°、338°となる。この場合、図7(c)に示すように、ロックプレート35の表面35Aを表側にした状態で、第1雌ねじ部S1の中心が、第2貫通孔H2の中心に対し、2°のずれをもって合致する。また、第4雌ねじ部S4の中心が、第11貫通孔H11の中心に対し、2°のずれをもって合致する。尚、ナット30の回転量が3°である場合、ロックプレート35の裏面35Bを表側にしても、第2雌ねじ部S2の中心と第14貫通孔H14の中心とが、許容範囲である2°のずれをもって合致し、第4雌ねじ部S4の中心と第5貫通孔H5の中心とが2°のずれをもって合致する。
ナット30の回転量が4°である場合には、雌ねじ部S1〜S6の位置は、24°、94°、159°、204°、274°、339°となる。このとき、図8(a)に示すように、ロックプレート35の裏面35Bを表側にした状態で、第2雌ねじ部S2の中心と第14貫通孔H14の中心とが1°のずれをもって合致し、第5雌ねじ部S5の中心と第5貫通孔H5の中心とが、許容範囲内である1°のずれをもって合致する。尚、ナット30の回転量が4°である場合、ロックプレート35の表面35Aを表側にしても、第1雌ねじ部S1の中心と第2貫通孔H2の中心とが、許容範囲である1°のずれをもって合致し、第4雌ねじ部S4の中心と第11貫通孔H11の中心とが1°のずれをもって合致する。
また、ナット30の回転量が5°である場合には、図8(b)に示すように、ロックプレート35の裏面35Bを表側にした状態で、第2雌ねじ部S2の中心と第14貫通孔H14の中心とが合致し、第5雌ねじ部S5の中心と第5貫通孔H5の中心とが合致する。第14貫通孔H14と第5雌ねじ部S5とが合致する。尚、ナット30の回転量が5°である場合、ロックプレート35の表面35Aを表側にしても、第1雌ねじ部S1の中心と第2貫通孔H2の中心とが合致し、第4雌ねじ部S4の中心と第11貫通孔H11の中心とが合致する。
同様にナット30の回転量が6°、7°である場合には、図8(c)及び図8(d)に示すように、ロックプレート35の裏面35Bを表側にした状態で、第2雌ねじ部S2の中心と第14貫通孔H14の中心とが許容範囲内のずれをもって合致する。また第5雌ねじ部S5の中心と第5貫通孔H5の中心とが許容範囲内のずれをもって合致する。また、ナット30の回転量が6°、7°である場合も、ロックプレート35の表面35Aを表側とし、第1雌ねじ部S1及び第2貫通孔H2と、第4雌ねじ部S4及び第11貫通孔H11とが許容範囲内のずれをもって合致する。
ナット30の回転量が8°、9°である場合には、図8(e)及び図8(f)に示すように、ロックプレート35の表面35Aを表側にした状態で、第3雌ねじ部S3の中心と第9貫通孔H9の中心とが許容範囲内のずれをもって合致する。また、第6雌ねじ部S6の中心と第18貫通孔H18の中心とが許容範囲内のずれをもって合致する。
さらにナット30の回転量が10°以上であっても、ロックプレート35の表面35A及び裏面35Bを選択的に適用することによって、ナット30を回転量を調整せずに、雌ねじ部Sのうち2つと貫通孔Hのうち2つとを合致させることができる。雌ねじ部Sと貫通孔Hとの位置合わせが完了すると、貫通孔Hを介して、雌ねじ部Sに、ねじ29が螺着される。
このように、ナット30の回転量がその時々で異なる場合であっても、ナット30の回転量を調整することなく、ナット30の雌ねじ部Sの位置と貫通孔Hの位置とを合わせることができる。
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
(1)上記実施形態によれば、ロックプレート35には貫通孔Hが等間隔に穿孔される一方、ナット30には雌ねじ部Sが不均等な間隔で穿設されるので、ナット30の回転量がその時々で異なっても、雌ねじ部Sのうち複数が貫通孔Hと合致しやすくなる。このため、ナット30にロックプレート35を取り付ける際、ナット30の回転量の調整を回避することができる。従って、所定のトルクで予め締め付けられたナット30の位置を維持することができる。
(2)上記実施形態によれば、各貫通孔Hの配置は、係合片37を通る中心線L5に対して非対称であるため、貫通孔Hの配置は、ロックプレート35の表面35Aと裏面35Bとで異なる。このため、ナット30の回転量がその時々で異なっても、ロックプレート35の表面35A及び裏面35Bを選択的に適用することによって、ナット30の回転量を調整せずに雌ねじ部Sと貫通孔Hとの位置を合致させることができる。
(3)上記実施形態によれば、ナット30には、3対の雌ねじ部Sが、各対毎に、ナット30の中心点P1に対し対称に形成され、雌ねじ部Sの間隔は、各対毎に、70°,65°,45°といったようにそれぞれ異なる。このため、ナット30の回転量がその時々で異なっても、雌ねじ部Sのうちいずれか1対が、貫通孔Hと合致しやすくなる。このため、ナット30の回転量を調整することなく、雌ねじ部Sと貫通孔Hとの位置合わせを適宜行うことができる。
尚、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、ナット30に6つの雌ねじ部Sを形成したが、8つ等の複数でもよい。また、ナット30に形成される雌ねじ部Sは、偶数でなくても奇数でもよい。また、ナット30は、六角形状でなくてもよい。
・上記実施形態では、ロックプレート35に18個の貫通孔Hを形成したが、雌ねじ部Sよりも多ければ18個以外でもよい。また、ロックプレート35に貫通孔Hを等間隔に形成したが、不均等な間隔で形成してもよい。
・上記実施形態では、各対の雌ねじ部Sの間隔を、70°、65°、45°としたが、180°を異なる3つの間隔に分割した上記以外の間隔にしてもよい。また、雌ねじ部Sを3対以外の個数にする場合には、各対の雌ねじ部Sの間隔をそれぞれ異なるようにすればよい。さらに、6つの雌ねじ部Sは、対角線上に配置されなくてもよく、それぞれ異なる間隔で配置されてもよい。
・上記実施形態では、ロックプレート35の表面35Aを表側にしたとき、第1貫通孔H1の中心は、中心線L5から5°離れるようにしたが、貫通孔Hの間隔である20°未満であれば、ほかの位置に形成するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ナット30に形成された雌ねじ部Sは、対角線L2〜L5上にそれぞれ配置しなくてもよい。
10…ホイールハブ、14…軸部材としてのナックルスピンドル、14a…突出部、14b…キー溝、29…ねじ、30…ナット、30a…端面、31,36…挿通孔、35…ロックプレート、37…係合片、H,H1〜H18…貫通孔、L1,L5…中心線、S,S1〜S6…雌ねじ部。

Claims (2)

  1. ホイールハブを支持し、キー溝を有する軸部材と、
    前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する突出部に螺着され、その端面に、複数対の雌ねじ部が周方向に不均等な間隔で穿設されたナットと、
    前記軸部材の突出部が挿通される挿通孔が形成され、前記キー溝に係合する係合片が設けられるとともに、及び前記雌ねじ部の数より多く貫通孔が等間隔に穿設されたロックプレートとを備えるとともに、
    前記ナットの雌ねじ部は、該ナットの中心に対して各対毎に対称に形成され、一側方で隣接する他の雌ねじ部に対する間隔と、他側方で隣接する他の雌ねじ部に対する間隔がそれぞれ異なり、
    前記ロックプレートの係合片を前記軸部材のキー溝に係合させた状態で、前記挿通孔に前記軸部を内挿するとともに、前記ナットの回転量に応じて、その雌ねじ部のうち複数に前記ロックプレートの貫通孔を合わせて前記雌ねじ部にねじを螺着したことを特徴とするナットの回転抑制構造。
  2. 前記ロックプレートの各貫通孔の配置は、前記係合片を通る中心線に対して非対称である請求項1に記載のナットの回転抑制構造。
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