JP7363827B2 - 脱輪防止構造および車輪装置 - Google Patents

Description

本開示は、脱輪防止構造および車輪装置に関する。

車両のアクスルは、例えば、アクスルハウジングと、アクスルハウジングに収容されたアクスルシャフトと、アクスルシャフトに固定され、周方向に複数のホイールピンが固定されたホイールハブと、を備えている。複数のホイールピンのぞれぞれは雄ネジ部を有している。

ホイールは、複数のホイールピンのそれぞれに対応配置された締結用穴を有している。ホイールは、締結用穴に貫通するホイールピンと、雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を有するホイールナットとにより、ホイールハブに締結されている。

特開２００６－２４８４５８号公報

ところで、例えば、定期点検や車検でホイールを脱着した場合、一定距離の走行を目安にホイールナットを増し締めし、ホイールナットが規定トルクで締まっているかを確認することが推奨されている。ホイールナットが緩んだ状態で車両を走行すると、ホイールピンと締結用穴の縁との間に隙間があることによって、ホイールの偏心運動が生じる。この偏心運動によって、ホイールナットがさらに緩み、ホイールナットがホイールピンから脱落する場合がある。ひいては、ホイールがホイールハブから脱落するおそれがある。

本開示の目的は、ホイールの脱落を防止することが可能な脱輪防止構造および車輪装置を提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示における脱輪防止構造は、
軸方向一側へ延在するハブ軸を有するホイールハブと、
前記ホイールハブに設けられたホイールピンと、
前記ハブ軸に前記軸方向一側から嵌め込まれる嵌合穴を有するホイールを、前記ホイールピンとで前記ホイールハブに締結するホイールナットと、
前記ハブ軸に嵌め込まれた前記嵌合穴の位置よりも前記軸方向一側に配置され、前記ハブ軸から前記軸方向に対して直交する方向である径方向の外側へ延在するフランジ部材と、
前記ホイールハブを軸回りに回転可能に支持するアクスルハウジングと、
前記アクスルハウジングに収容されるアクスルシャフトと、
を備え、
前記アクスルシャフトの前記軸方向一側の端部は、軸を中心とする円板部を有し、
前記円板部は、前記アクスルシャフトを前記ホイールハブと一体に回転可能にするように、前記軸方向一側の端部に締結され、
前記フランジ部材は、前記円板部が締結される前記ハブ軸の前記軸方向一側の端部と一体的に設けられる。

本開示における車輪装置は、
上記ホイールと、上記脱輪防止構造とを備える。

本開示によれば、ホイールの脱落を防止することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。 図２Ａは、本実施の形態の変形例１に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。 図２Ｂは、本実施の形態の変形例２に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。 図３は、図１の部分拡大図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。図１には、Ｘ軸およびＹ軸が描かれている。図１において、左右方向をＸ方向、軸方向または車幅方向といい、右方向を軸方向一側または「＋Ｘ方向」、左方向を軸方向他側または「－Ｘ方向」という。また、図１において、Ｘ軸に対して直交する方向をＹ方向又は径方向といい、Ｘ軸から離れる方向を径方向外側または「＋Ｙ方向」、Ｘ軸に近づく方向を径方向内側または「－Ｙ方向」という。

なお、本開示における脱輪防止構造１００が１つの車輪にホイールを車両幅方向に２本並べ、１輪につき同じサイズのタイヤを２本使用するダブルタイヤに適用されるものを示すが、一つの車輪に１本のタイヤとホイールを使用するシングルタイヤに適用されるものでもよい。以下の説明で、軸方向一側に配置されるホイールを「アウタホイール」といい、軸方向他側に配置されるホイールを「インナホイール」という。また、アウタホイールおよびインナホイールを総称して「ホイール」という。

図１に示すように、車両のアクスル１は、アクスルハウジング２と、アクスルシャフト３と、ホイールハブ４と、ホイールピン５と、ホイールナット６と、ボルト部材８とを備えている。

アクスルハウジング２の軸方向（Ｘ方向）の中央部には、デファレンシャルギヤが（不図示）収容されている。また、アクスルハウジング２の軸方向一側（＋Ｘ方向）および軸方向他側（－Ｘ方向）のそれぞれには、アクスルシャフト３が収容されている。

アクスルシャフト３は、アクスルハウジング２に収容され、軸方向一側（＋Ｘ方向）および軸方向他側（－Ｘ方向）のそれぞれに延在している。アクスルシャフト３の軸方向一側の端部は、アクスルハウジング２の軸方向一側の端部よりも軸方向一側へ延在している。また、アクスルシャフト３の軸方向他側の端部は、アクスルハウジング２の軸方向他側の端部よりも軸方向他側へ延在している。アクスルシャフト３の軸方向一側の端部および軸方向他側の端部のそれぞれは、軸を中心とする円板部３１を有している。図１に、アクスルシャフト３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部を示す。以下、アクスルシャフト３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部等を代表して説明し、アクスルシャフト３の軸方向他側（－Ｘ方向）の端部等についての説明を省略する。

ホイールハブ４は、アクスルハウジング２に軸回りに回転可能に支持されている。ホイールハブ４は、アクスルシャフト３と一体回転するように、アクスルシャフト３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部に固定されている。ホイールハブ４は、大径部４１と、中径部４２と、小径部４３と、フランジ部４４とを有している。大径部４１、中径部４２、小径部４３およびフランジ部４４のそれぞれは同軸上に配置されている。中径部４２、小径部４３およびフランジ部４４は、本開示の「ハブ軸」に対応する。また、フランジ部４４は、本開示の「フランジ部材」に対応する。

大径部４１は、ホイールハブ４における軸方向他側（－Ｘ方向）の端に配置される。大径部４１には、軸回りの方向（周方向）に所定の間隔で複数の貫通穴４５が配置されている。複数の貫通穴４５のそれぞれには、複数のホイールピン５（ホイールボルトともいう。）が貫通している。複数のホイールピン５は、貫通穴４５およびホイール２００の締結用穴２０２（後述する）を貫通する軸状部５１を有している。貫通穴４５および締結用穴２０２を貫通する軸状部５１の外周には雄ネジ部５２が設けられている。軸状部５１の先端部には、軸方向（Ｘ方向）にネジ穴５３が設けられている。

中径部４２は、軸方向（Ｘ方向）で大径部４１と小径部４３との間に配置されている。中径部４２は、大径部４１よりも小径であって、小径部４３よりも大径である。

小径部４３は、中径部４２から軸方向一側（＋Ｘ方向）に突出する凸部である。小径部４３の軸方向一側端には、アクスルシャフト３の円板部３１がボルトＢＬで締結されている。これにより、アクスルシャフト３とホイールハブ４とは一体的に回転可能となる。小径部４３の径Ｄ１と円板部３１の径とは同じである。

フランジ部４４は、小径部４３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部（先端部）に配置されている。

ホイール２００（アウタホイール２００Ａおよびインナホイール２００Ｂのそれぞれ）は、嵌合穴２０１を有している。嵌合穴２０１には軸方向一側（＋Ｘ方向）からハブ軸（中径部４２、小径部４３およびフランジ部４４）が嵌め込まれる。また、ホイール２００（アウタホイール２００Ａおよびインナホイール２００Ｂのそれぞれ）は、複数のホイールピン５（又は貫通穴４５）のそれぞれに対応配置された締結用穴２０２を有している。ホイール２００は、締結用穴２０２を貫通するホイールピン５と、雄ネジ部５２に螺合する雌ネジ部６２を有するホイールナット６とにより、ホイールハブ４に締結される。

ここで、締結用穴２０２とホイールピン５との関係について説明する。ホイールピン５において軸方向一側の雄ネジ部５２の径が、軸方向他側の軸部（首部を含む）の径よりも小さいため、締結用穴２０２とホイールピン５との間の隙間は、軸方向一側に配置されるアウタホイール２００Ａの方が軸方向他側に配置されるインナホイール２００Ｂの方よりも大きい。ホイールピン５と締結用穴２０２の縁との間に隙間があることによって、車両の走行中にホイールの偏心運動が生じる場合がある。偏心運動によって、ホイールナット６が緩み、ホイールナット６がホイールピン５から脱落する場合がある。ひいては、ホイール２００がホイールハブ４から脱落する場合がある。

本開示の実施の形態における脱輪防止構造１００は、ホイール２００の脱落を防止するものである。

図１に示すように、フランジ部４４は、小径部４３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部（先端部）から径方向外側（＋Ｙ方向）に延在している。フランジ部４４は、軸を中心とする円形状の環部４６を有している。環部４６の径Ｄ２は小径部４３の径Ｄ１よりも大きい。環部４６の径は、例えば、シミュレーションや実験により求めることが可能である。なお、フランジ部４４は、小径部４３の軸方向一側（＋Ｘ方向）の端部（先端部）から径方向外側（＋Ｙ方向）に延在する延在部を有していればよく、環部４６を有するものに限らない。

フランジ部４４は、ホイールハブ４と一体に設けられる。また、環部４６の径Ｄ２は、嵌合穴２０１の径Ｄ３よりも小さい。

上記実施の形態に係る脱輪防止構造１００では、軸方向一側へ延在するハブ軸を有するホイールハブ４と、ホイールハブ４に設けられたホイールピン５と、ハブ軸に軸方向一側から嵌め込まれる嵌合穴２０１を有するホイール２００を、ホイールピン５とでホイールハブ４に締結するホイールナット６と、ハブ軸に嵌め込まれた嵌合穴２０１の位置よりも軸方向一側に配置され、ハブ軸から軸方向に対して直交する方向である径方向の外側へ延在するフランジ部材（フランジ部４４の環部４６）と、を備える。フランジ部４４の環部４６の径Ｄ２は小径部４３の径Ｄ１よりも大きい。

上記構成により、ホイール２００が小径部４３から外れようとする場合、ホイール２００が環部４６に掛止されるため、ホイール２００がホイールハブ４から脱落することを防止できる。

また、上記実施の形態に係る脱輪防止構造１００では、フランジ部４４は、ホイールハブ４と一体に設けられる。これにより、部品点数が減少して、製造コストや組立コストを低減することができる。また、フランジ部４４の環部４６の径Ｄ２は嵌合穴２０１の径Ｄ３よりも小さい。これにより、ホイール２００の嵌合穴２０１を中径部４２に嵌め込む場合、環部４６に引っ掛かるようなことがない。

（変形例１）
次に、本実施の形態の変形例に係る脱輪防止構造１００について説明する。変形例の説明においては、主に、上記実施の形態と異なる構成について説明し、同じ構成については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態の変形例１に係る脱輪防止構造１００について図２Ａを参照して説明する。図２Ａは、本実施の形態の変形例１に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。上記実施の形態においては、フランジ部材は、ホイールハブ４と一体に形成され、環部４６を有するフランジ部４４である。これに対し、変形例１においては、フランジ部材は、アクスルシャフト３と一体に形成される。変形例１に係るフランジ部材は、径Ｄ２を有する円板部３１である。変形例１では、フランジ部材がアクスルシャフト３と一体に形成されるため、部品点数が減少して、製造コストや組立コストを低減することができる。

（変形例２）
本実施の形態の変形例２に係る脱輪防止構造１００について図２Ｂを参照して説明する。図２Ｂは、本実施の形態の変形例２に係る車両のアクスルの一部を概略的に示す縦断面図である。変形例２においては、フランジ部材は、ホイールハブ４およびアクスルシャフト３と別体に形成される。変形例２に係るフランジ部材は、外径Ｄ２および内径（小径部４３の内径と同じ）を有する環状部材９である。環状部材９は、ボルトＢＬにより、ホイールハブ４およびアクスルシャフト３と共締めされる。環状部材９には、ボルトＢＬが貫通する下穴を有する。変形例２では、フランジ部材がホイールハブ４およびアクスルシャフト３と別体に形成され、かつ、ホイールハブ４およびアクスルシャフト３と共締めされるため、フランジ部材を現行車両のアクスルに取り付けることが可能となる。

図３は、図１の部分拡大図である。図３に示す脱輪防止構造１００は、締結用穴２０２を有し、ホイールハブ４に締結されるホイール２００の脱落を防止する脱輪防止構造１００であって、ホイールハブ４に設けられ、締結用穴２０２を貫通する軸状部５１を有し、軸状部５１の外周に雄ネジ部５２が設けられ、軸状部５１の先端部に軸方向にネジ穴５３が設けられたホイールピン５と、雄ネジ部５２に螺合する雌ネジ部６２を有し、ホイールピン５とで、ホイール２００をホイールハブ４に締結するホイールナット６と、頭部８２およびネジ部８１を有するボルト部材８と、を備え、ネジ部８１は、ネジ穴５３に螺合する。頭部８２の径Ｄ５は雌ネジ部６２の内径よりも大きい。

上記の構成により、車両の走行中に生じるホイール２００の偏心運動によって、ホイールナット６が緩む場合があっても、頭部８２が雌ネジ部６２に当接することにより、ホイールナット６がホイールピン５から外れることを防止できる。ひいては、ホイール２００がホイールハブ４から脱落することを防止できる。

また、図３に示す脱輪防止構造１００では、頭部８２の径Ｄ５は、締結用穴２０２の径Ｄ６よりも小さい。これにより、ボルト部材８をホイールピン５からわざわざ外さなくとも、ボルト部材８がホイールピン５に装着されたままで、ホイールピン５を締結用穴２０２から抜き出すことが可能となる。

また、図３に示す脱輪防止構造１００では、ネジ部８１は、雌ネジ部６２に対し逆ネジに形成されている。これにより、ホイールナット６が緩み、ボルト部材８に当接した場合、ホイールナット６がボルト部材８を緩めようとしても、ネジ部８１が雌ネジ部６２に対し逆ネジであるため、ホイールナット６がボルト部材８と共回りしないため、ホイールナット６がそれ以上緩まない。その結果、ホイールナット６がホイールピン５から脱落することを防止できる。ひいては、ホイール２００がホイールハブ４から脱落することを防止できる。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示は、ホイールの脱落を防止することが要求される脱輪防止構造を備えた車輪装置に好適に利用される。

１ アクスル
２ アクスルハウジング
３ アクスルシャフト
４ ホイールハブ
５ ホイールピン
６ ホイールナット
８ ボルト部材
９ 環状部材
３１ 円板部
４１ 大径部
４２ 中径部
４３ 小径部
４４ フランジ部
４５ 貫通穴
４６ 環部
５１ 軸状部
５２ 雄ネジ部
５３ ネジ穴
６２ 雌ネジ部
８１ ネジ部
８２ 頭部
１００ 脱輪防止構造
２００ ホイール
２０１ 嵌合穴
２０２ 締結用穴

Claims (3)

1. 軸方向一側へ延在するハブ軸を有するホイールハブと、
   前記ホイールハブに設けられたホイールピンと、
   前記ハブ軸に前記軸方向一側から嵌め込まれる嵌合穴を有するホイールを、前記ホイールピンとで前記ホイールハブに締結するホイールナットと、
   前記ハブ軸に嵌め込まれた前記嵌合穴の位置よりも前記軸方向一側に配置され、前記ハブ軸から前記軸方向に対して直交する方向である径方向の外側へ延在するフランジ部材と、
   前記ホイールハブを軸回りに回転可能に支持するアクスルハウジングと、
   前記アクスルハウジングに収容されるアクスルシャフトと、
   を備え、
   前記アクスルシャフトの前記軸方向一側の端部は、軸を中心とする円板部を有し、
   前記円板部は、前記アクスルシャフトを前記ホイールハブと一体に回転可能にするように、前記軸方向一側の端部に締結され、
   前記フランジ部材は、前記円板部が締結される前記ハブ軸の前記軸方向一側の端部と一体的に設けられる、
   脱輪防止構造。
2. 前記フランジ部材は、軸を中心とする円形状の環部を有し、
   前記環部の径は前記嵌合穴の径よりも小さい、請求項１に記載の脱輪防止構造。
3. 前記ホイールと、請求項１または２に記載の脱輪防止構造とを備える、車輪装置。