JP6017288B2 - ナットの回転抑制構造 - Google Patents

Description

本開示の技術は、ナットの回転抑制構造であって、例えばナックルスピンドルやアスクルハウジング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ナットの回転抑制構造に関する。

従来から、車両のフロントアクスル部には、ナックルスピンドルに回転自在に支持されるホイールハブが該ナックルスピンドルに対してナットで取り付けられている。図７は、ホイールハブがナットによりナックルスピンドルに取付けられた取付け構造を示す断面図である。

図７に示されるように、ホイールハブ１０は、該ホイールハブ１０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に回転自在に支持されている。ナックルスピンドル１４には、ホイールハブ１０から突出する突出部１４ａの外側面に図示されない雄ねじが形成され、該突出部１４ａには、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ト１５が螺着される。

また、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。このようなホイールハブ１０とナックルスピンドル１４との連結構造に対し、特許文献１には、さらにナット１５にロックプレートを固定する技術が開示されている。図６は、特許文献１に記載されたナットの回転抑制構造を構成する各構成部材の斜視構造を示した分解斜視図である。

図８に示されるように、特許文献１に記載のナットの回転抑制構造において、軸方向Ａに沿って延びるナックルスピンドル１４には、該ナックルスピンドル１４の先端面１４ｃに開口を有するキー溝１４ｂが軸方向Ａに沿って延出形成されている。ナット１５の端面１５ａには、３つの雌ねじ２０が周方向に沿って１２０°毎に穿設されている。ロックプレート２５は、ナックルスピンドル１４が内挿される挿入口２６を中心部に有する円板状をなしており、その内縁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が中心方向に向かって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、これら１８個のボルト孔２８のうち３個のボルト孔２８は、係合片２７がキー溝１４ｂと係合する状態で、ナット１５の雌ねじ２０と対向するように配置されている。

そして、ナックルスピンドル１４にホイールハブ１０が仮付けされると、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が内挿され、ボルト孔２８を通じてボルト２９が雌ねじ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。

こうした構造であれば、ナックルスピンドル１４のキー溝１４ｂと、ナット１５に固定されたロックプレート２５の係合片２７との係合によって、ナット１５の回転が抑制される。しかも、ロックプレート２５のボルト孔２８がナット１５の雌ねじ２０よりも狭い間隔で配置されていることから、これら雌ねじ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

しかしながら、上述したナットの回転抑制構造においては、ロックプレート２５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を基準にして各ボルト孔２８が形成されている。また、所定の締め付けトルクを具現化するナット１５の回転量も、その時々に応じて区々である。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の雌ねじ２０とロックプレート２５のボルト孔２８との位置合わせが必要となる。

この際、特許文献１では、ロックプレート２５の係合片２７がキー溝１４ｂに係合していることから、ナット１５の回転量を調整することが余儀なくされる。こうした回転量の調整は、結局のところ、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、フロントアクス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共通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ためのナット１５の締め付けトルクの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著しく低下する虞があった。なお、こうした問題は、フロントアクスル部に限らず、リアアクスル部においても共通した問題である。

本開示の技術は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の締め付けトルクでナットが締め付けられることと、該締め付けられた状態でナットの回転を抑制することとの両立が可能なナットの回転抑制構造を提供することにある。

上記課題を解決するナットの回転抑制構造は、ホイールハブが支持される軸部材と、前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する部分に螺着されるナットと、前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分に取り付けられ前記ナットの回転を抑制する回転抑制部材とを有し、前記軸部材は、前記ナットから突出する部分にキー溝を有し、前記回転抑制部材は、前記軸部材のうち前記キー溝が形成された部分が内挿される管状部と、前記管状部と前記ナットとを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記管状部を前記ナットに連結した状態では、前記管状部の軸方向に沿う方向からの平面視にて前記ナットの外周形状の内側に配置され、前記管状部は、前記キー溝にかしめ固定されており、前記ナット及び前記連結部の外周形状が互いに相似な多角形状をなしている。

この構成によれば、回転抑制部材の管状部がキー溝にかしめられることによりナットの回転が抑制される。この際、管状部がキー溝にかしめられるまでは、軸部材の軸方向と軸部材の周方向とに回転抑制部材が移動可能になる。すなわち、管状部がキー溝にかしめられるまでは、ナットに連結された回転抑制部材が、ナットとともに、軸部材の軸方向に移動可能になる。そのため、ナットの締め付け位置が定められた後に、該ナットの位置に合わせて回転抑制部材を軸部材に固定することが可能になる。それゆえに、回転抑制部材を軸部材に固定することに際し、ナットの回転量を調整することが必要とされなくなる。ひいては、所定の締め付けトルクで締め付けられた状態でナットの回転を抑制することができる。

しかも、管状部の軸方向に沿う方向からの平面視にて連結部の外形線がナットの外形線の内側に配置されている。すなわち、ナットの外周から連結部の外周がはみ出していない。そのため、ナットに回転抑制部材が固定されていたとしても、ナットの螺着に際して、オープンエンドレンチに比べて大きな締め付けトルクが得られやすいレンチであって、ナットの外周を覆うソケット部を備えたレンチが使用可能である。そして、ソケット部を備えたレンチを使用するうえで、組立ラインにおいてナットの螺着と回転抑制部材の固定とを連続して行う必要がない。すなわち、組立ラインにおける工程とは別の工程で回転抑制部材の固定を行うことが可能である。その結果、組立ラインにおいて、ナットの螺着に関するタクトタイムの短縮が可能である。

また、この構成によれば、連結部の外周形状が円形状である場合に比べて、回転抑制部材をナットに固定する固定具の配置を管状部からより離れた位置に設定可能である。
上記課題を解決するナットの回転抑制構造は、ホイールハブが支持される軸部材と、前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する部分に螺着されるナットと、前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分に取り付けられ前記ナットの回転を抑制する回転抑制部材とを有し、前記軸部材は、前記ナットから突出する部分にキー溝を有し、前記回転抑制部材は、前記軸部材のうち前記キー溝が形成された部分が内挿される管状部と、前記管状部と前記ナットとを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記管状部を前記ナットに連結した状態では、前記管状部の軸方向に沿う方向からの平面視にて前記ナットの外形線の内側に配置され、前記管状部は、前記キー溝にかしめ固定されているとともに、前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分の長さよりも軸方向における長さが長く形成されており、前記連結部によって前記ナットに連結され、かつ、前記ナットが前記軸部材に螺着された状態において、前記ナットから突出する部分の外側面を覆っている。
こうした構成によれば、軸部材のうちでナットから突出する部分を回転抑制部材の管状部が覆っていることから、軸部材の外側面を機械的な外力から保護することができる。

本開示におけるナットの回転抑制構造を具体化した一実施形態の概略構成を示す分解斜視図。 回転抑制部材が固定されたナットの正面構造を示す正面図であって、管状部の軸方向に沿う方向から見た図。 ナックルスピンドルに対するナットの螺着方法の一例を示す断面図。 ナットがナックルスピンドルに連結された状態を示す斜視図。 回転抑制部材が固定されたナットの正面構造の他の例を示す正面図。 回転抑制部材が固定されたナットの正面構造の他の例を示す正面図。 従来例において、フロントアクスル部におけるホイールハブ付近の断面構造を示す断面図。 特許文献１に記載されたナットの回転抑制構造の基本構造を説明するための説明図。

以下、本開示における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４を参照して説明する。なお、図７及び図８における部材と同様の部材については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。

図１に示されるように、ホイールハブ１０を回転自在に支持する軸部材としてのナックルスピンドル１４には、該ホイールハブ１０から突出する突出部１４ａの外側面に図示されない雄ねじが形成されている。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に沿って延出形成されている。

ナックルスピンドル１４の雄ねじに螺着されるナット１５は、外周形状が正六角形状をなすいわゆる座金つきの六角ナットであって、当接面である端面１５ａには、１つの角部を基準として３つの雌ねじ２０が周方向に沿って１２０°毎に穿設されている。

ナット１５の回転を抑制する回転抑制部材３０は、ナックルスピンドル１４が内挿される管状部３１と、管状部３１の端部に一体形成された連結部としてのフランジ３２とで構成されている。管状部３１は、ナックルスピンドル１４が内挿された状態で該管状部３１が軸方向Ａを回転中心として回転可能な大きさに形成されており、また、軸方向Ａにおける長さが、突出部１４ａのうちでナット１５から突出する部分の長さよりも長くなるように形成されている。

フランジ３２の外周形状は、ナット１５の外周形状よりも小さい正六角形状をなしている。フランジ３２には、ナット１５に形成された雌ねじ２０の各々の対応するように、１つの角部を基準として３つの貫通孔３３が周方向に沿って１２０°毎に穿設されている。そして、回転抑制部材３０は、フランジ３２の対向面３２ａをナット１５の端面１５ａに対向させ貫通孔３３と雌ねじ２０とが互いに向かい合う位置で、フランジ３２の貫通孔３３を通じてナット１５の雌ねじ２０にボルト２９が螺着されることで、ナット１５に固定される。なお、回転抑制部材３０は、鋼板をプレス加工等で成型することによって管状部３１とフランジ３２とが一体形成される。

図１〜図４を参照して、ナックルスピンドル１４に対するナット１５の螺着方法の一例について説明する。
まず、ナット１５に回転抑制部材３０が固定される。この際、図１に示されるように、フランジ３２の対向面３２ａをナット１５に対向させた状態でフランジ３２の貫通孔３３を通じてナット１５の雌ねじ２０にボルト２９が螺着される。

図２に示されるように、フランジ３２及びナット１５の外周形状がともに正六角形状であり、且つフランジ３２の外周形状がナット１５の外周形状よりも小さい。そして、ナット１５に回転抑制部材３０が固定されると、フランジ３２の外形線がナット１５の外形線よりも内側に配置され、フランジ３２の対向面３２ａがその全面にわたってナット１５に対向する。

次に、図３に示されるように、回転抑制部材３０の固定されたナット１５がナックルスピンドル１４の雄ねじに所定の締め付けトルクで螺着される。この際、ナット１５は、ナックルスピンドル１４を管状部３１に内挿させた状態で回転する。また、フランジ３２の対向面３２ａがその全面にわたってナット１５に対向していることから、ナット１５の螺着には、オープンエンドレンチに限らず、例えばボックスレンチやインパクトレンチといったナット１５の外周を覆うソケット部４０を備えたレンチ４１が使用可能である。

そして、図４に示されるように、ナット１５が所定の締め付けトルクで締め付けられると、例えばたがねとハンマー等の工具を用いて、キー溝１４ｂに対向する管状部３１の部位であるかしめ部３５が該キー溝１４ｂにかしめられる。すなわち、回転抑制部材３０は、ナット１５に固定されたあと、ナックルスピンドル１４のキー溝１４ｂにかしめ部３５がかしめられる。そして回転抑制部材３０は、そのかしめられた管状部３１のかしめ部３５とキー溝１４ｂとが係合することによって、ナット１５の回転を抑制する。

次に、上述したナットの回転抑制構造の作用について説明する。
回転抑制部材３０には、管状部３１のかしめ部３５がナックルスピンドル１４のキー溝１４ｂにかしめられることに先行して、ナット１５に対する回転抑制部材３０の固定、及びナックルスピンドル１４に対するナット１５の螺着が行なわれる。これによって、ナット１５の回転を抑制するために、既に所定の締め付けトルクで締め付けられたナット１５の回転量を調整すること、それを回避することができる。

また、フランジ３２の対向面３２ａがその全面にわたってナット１５に対向していることから、フランジ３２の外周がナット１５の外周の内側に配置される。そのため、ナット１５に回転抑制部材３０が固定されていたとしても、ナット１５の螺着にソケット部４０を備えたレンチ４１が使用可能である。レンチ４１は、オープンエンドレンチよりも大きな締め付けトルクを得るうえで有利であることから、ナット１５の螺着時における作業者の負担が軽減される。

ここで、回転抑制部材３０をナット１５に固定した際にフランジ３２の対向面３２ａがナット１５からはみ出している場合、回転抑制部材３０が固定されたナット１５を螺着する際にレンチ４１を用いることはできない。そのため、レンチ４１を用いてナット１５の螺着を行うためには、回転抑制部材３０の固定に先行してナット１５の螺着を行わなければならない。すなわち、組立ラインにおいて、ナット１５の螺着、回転抑制部材３０の固定、かしめ部３５のかしめ、これらの工程を連続して行わなければならない。そのため、ナット１５の螺着に関するタクトタイムが長くなりやすい。

この点、上述した構成の回転抑制部材３０は、レンチ４１を用いたナット１５の螺着に先行して回転抑制部材３０の固定を行うことができる。すなわち、組立ラインにおける工程とは別工程で回転抑制部材３０の工程を行うことができる。その結果、組立ラインではナット１５の螺着及びかしめ部３５のかしめだけで済むことから、ナット１５の螺着に関するタクトタイムが短縮可能である。

しかも、ナット１５の外周形状とフランジ３２の外周形状とが互いに相似形の多角形状をなしている。そのため、フランジ３２の外周形状が円形状をなしている場合に比べて、ナット１５に対して回転抑制部材３０を固定するためのボルト２９の配置を管状部３１から離れた位置に設定可能である。その結果、ボルト２９の螺着時に管状部３１が作業の障害になりにくくなる。

また、ナット１５に対し回転抑制部材３０がボルト２９によって固定されていることから、ナット１５から離間するように回転抑制部材３０が軸方向Ａに沿って移動することを抑えることができる。

また、管状部３１は、軸方向Ａにおける長さが、突出部１４ａのうちでナット１５から突出する部分の長さよりも長くなるように形成されている。そのため、回転抑制部材３０の固定されたナット１５がナックルスピンドル１４に連結されると、突出部１４ａの外側面がナット１５及び管状部３１によって覆われる。その結果、ナックルスピンドル１４の側面を機械的な外力から保護することができる。

ところで、締め付け後に回転が抑制されるナットとして、ナットの雌ねじに例えば樹脂からなる抵抗材がコーティングされたナットも実用化されている。このナットは、締め付けにともなって抵抗材が変形し、その変形によって回転抵抗が増大することによってナットの回転を抑制している。また、上述した管状部３１をナット１５そのものに一体形成することも可能である。

しかしながら、これらのナットは、所定の締め付けトルクで締め付けられた状態からの回転が抑制されるものの、その回転を抑制するにあたりナットの一部が確実に変形することになる。たとえ一部とはいえ変形してしまったナットは、その機械的な信頼性が著しく低下するため、ナックルスピンドル１４から一旦取り外されたものを再利用することは回避されるべきである。つまり、例えば車両の点検等でナックルスピンドル１４からナットを取り外す必要があるときには、その都度、新しいナットを用意する必要がある。

ナックルスピンドル１４に螺着されるナットは、その大きさが比較的大きく値段もそれ相応に高いものであるため、ナックルスピンドル１４から取り外される度に交換が必要となれば、車両の所有者に対して大きな負担を強いることになる。

この点、上述した構成であれば、ナックルスピンドル１４にナット１５を取り付ける際にナット１５の一部が変形することがないことから、ナット１５を再利用することが可能である。ただし、回転抑制部材３０は、ナット１５が取り外される度に交換する必要があるが、ナット１５に比べれば安価であるため車両の所有者に対する負担を軽減することができる。

以上説明したように、上記ナットの回転抑制構造によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）ナット１５が所定の締め付けトルクで締め付けられたあとで該ナット１５の回転量を調整すること、それを回避することができる。それゆえに、所定の締め付けトルクで締め付けられた状態でナットの回転を抑制することができる。

（２）フランジ３２の対向面３２ａがナット１５の外周よりも内側に配置されていることから、回転抑制部材３０の固定されたナット１５をレンチ４１で締め付けることができる。その結果、ナット１５の螺着に関するタクトタイムが短縮される。

（３）ナット１５の外周形状とフランジ３２の外周形状とが互いに相似形の多角形状をなしていることで、ボルト２９の螺着時に管状部３１が工具の障害になることが抑えられる。

（４）ナット１５に対して回転抑制部材３０がボルト２９によって固定されていることから、ナット１５から離間するように回転抑制部材３０が軸方向Ａに沿って移動することを抑えることができる。

（５）回転抑制部材３０がナット１５に連結されると、突出部１４ａの外側面がナット１５及び管状部３１によって覆われることから、ナックルスピンドル１４の外側面を機械的な外力から保護することができる。

（６）ナックルスピンドル１４からナット１５を取り外したとしても、交換が必要となるのは安価な回転抑制部材３０であって、高価なナット１５は再利用することができる。それゆえに、車両の所有者に対する負担を軽減することができる。

なお、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。
・図５に示されるように、ナット１５は、多角筒状であればよく、六角ナットに限らず例えば八角ナット等であってもよい。この際、連結部であるフランジ３２の外周形状とナット１５の外周形状と相似形にすることが好ましい。

・回転抑制部材３０の管状部３１は、軸方向Ａにおける長さが、突出部１４ａのうちでナット１５から突出する部分の長さよりも短くてもよい。
・回転抑制部材３０は、ボルト締めによりナット１５に連結される。回転抑制部材とナットとの連結方法は、対向面３２ａの全面がナットに対向し、且つナットの回転とともに回転抑制部材が回転するのであれば、これに限られるものではない。

・回転抑制部材３０は、管状部３１の軸方向からの平面視にて、フランジ３２の外形線がナット１５の外形線の内側に配置されていればよい。そのため、回転抑制部材３０の外周形状は、ナット１５の外周形状に相似した形状に限られるものでもないし、六角形状に限られるものでもない。例えば、図６に示されるようにフランジ３２の形状が略三角形状をなしていてもよいし、略円形状をなしていてもよい。

Ａ…軸方向、１０…ホイールハブ、１１…ベアリング、１２…ベアリング、１３…ナックル、１４…ナックルスピンドル、１４ａ…突出部、１４ｂ…キー溝、１４ｃ…先端面、１４ｄ…閉塞部、１５…ナット、１５ａ…端面、１６…ホイール、１７…ブレーキドラム、１８…ホイールボルト、１９…ホイールナット、２０…雌ねじ、２５…ロックプレート、２６…挿入口、２７…係合片、２８…ボルト孔、２９…ボルト、３０…回転抑制部材、３１…管状部、３２…フランジ、３２ａ…対向面、３３…貫通孔、３５…かしめ部、４０…ソケット部、４１…レンチ。

Claims (2)

1. ホイールハブが支持される軸部材と、
   前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する部分に螺着されるナットと、
   前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分に取り付けられ前記ナットの回転を抑制する回転抑制部材とを有し、
   前記軸部材は、前記ナットから突出する部分にキー溝を有し、
   前記回転抑制部材は、前記軸部材のうち前記キー溝が形成された部分が内挿される管状部と、前記管状部と前記ナットとを連結する連結部とを有し、
   前記連結部は、前記管状部を前記ナットに連結した状態では、前記管状部の軸方向に沿う方向からの平面視にて前記ナットの外形線の内側に配置され、
   前記管状部は、前記キー溝にかしめ固定されており、
   前記ナット及び前記連結部の外周形状が互いに相似な多角形状をなしている
   ナットの回転抑制構造。
2. ホイールハブが支持される軸部材と、
   前記軸部材のうち前記ホイールハブから突出する部分に螺着されるナットと、
   前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分に取り付けられ前記ナットの回転を抑制する回転抑制部材とを有し、
   前記軸部材は、前記ナットから突出する部分にキー溝を有し、
   前記回転抑制部材は、前記軸部材のうち前記キー溝が形成された部分が内挿される管状部と、前記管状部と前記ナットとを連結する連結部とを有し、
   前記連結部は、前記管状部を前記ナットに連結した状態では、前記管状部の軸方向に沿う方向からの平面視にて前記ナットの外形線の内側に配置され、
   前記管状部は、前記キー溝にかしめ固定されているとともに、前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分の長さよりも軸方向における長さが長く形成されており、前記連結部によって前記ナットに連結され、かつ、前記ナットが前記軸部材に螺着された状態において、前記軸部材のうち前記ナットから突出する部分の外側面を覆っている
   ナットの回転抑制構造。

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