JP2015189285A - Wheel installing structure - Google Patents
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Abstract
【課題】ハブにボルト及びナットを締結してホイールを圧接固定する際の締結固定性能を向上する。【解決手段】ホイール15のナット12による取付面15cに、取付孔15aを含む環状の溝部16を、溝幅の中心が取付孔15aの中心と一致しない非対称の位置に設け、取付孔15aの中心から溝部16の外側の側壁部16aまでの距離が取付孔15aの中心から溝部16の内側の側壁部16bまでの距離よりも短くなるようにする。これにより、ホイール15の接触面15bを、内外の二重のリング状の接触領域として、ボルト軸力を外側の接触領域により多く配分することができ、内側の接触領域の接触面圧が相対的に高くなることを防止して、締結固定性能を向上することができる。【選択図】図1The present invention improves the fastening and fixing performance when a bolt and a nut are fastened to a hub to press and fix a wheel. An annular groove portion 16 including an attachment hole 15a is provided on an attachment surface 15c of a wheel 15 by a nut 12 at an asymmetric position where the center of the groove width does not coincide with the center of the attachment hole 15a. The distance from the groove 16 to the outer side wall 16a is made shorter than the distance from the center of the mounting hole 15a to the inner side wall 16b of the groove 16. As a result, the contact surface 15b of the wheel 15 is used as an inner and outer double ring-shaped contact region, so that the bolt axial force can be more distributed to the outer contact region, and the contact surface pressure of the inner contact region is relative. Therefore, it is possible to improve the fastening and fixing performance. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、軸端に設けられたハブにボルト及びナットを締結してホイールを圧接固定するホイールの取付構造に関する。 The present invention relates to a wheel mounting structure in which a bolt and a nut are fastened to a hub provided at a shaft end to press and fix a wheel.
一般に、自動車等の車両においては、アクスル端部に設けられたハブへのホイールの取付構造として、ボルト及びナットの締結によってハブにホイールを圧接固定する取付構造が採用されている。 2. Description of the Related Art Generally, in a vehicle such as an automobile, a mounting structure in which a wheel is press-fixed to a hub by fastening bolts and nuts is adopted as a wheel mounting structure to a hub provided at an end of an axle.
例えば、特許文献1には、ブレーキ部材が取り付けられる内輪部材のフランジにボルトを圧入固定し、フランジより突出したボルトの足部にホイール部材を取付け、ボルトの足部に形成した螺子部と螺合するナットによりホイール部材をフランジの側面に圧接固定する締結構造は開示されている。
For example, in
特許文献1に開示の締結構造では、ホイール部材が接触するフランジ側面のボルト穴周縁に該周縁を含む連続する溝部を形成し、ボルト穴を溝部内に位置させるようにしており、これにより、フランジに形成したボルト穴にボルトを圧入固定する際のフランジ側面のうねりを抑えて取付精度を向上させることができる。
In the fastening structure disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されるような従来のボルト及びナットの締結によるホイール取付構造では、ホイールの圧接固定面の面圧分布がボルト周りのみに集中する不均一な分布となる。このため、ホイール中心からボルト孔の中心までの取付け径よりも外径側では相対的に面圧が小さく締結力が弱くなる傾向にあり、ボルト及びナットによる締結固定性能を向上する上で改善の余地がある。
However, in the conventional wheel mounting structure disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハブにボルト及びナットを締結してホイールを圧接固定する際の締結固定性能を向上することのできるホイールの取付構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wheel mounting structure capable of improving the fastening and fixing performance when a wheel and a nut are fastened to a hub by press-fitting and fixing the wheel. .
本発明によるホイールの取付構造は、軸端に設けられたハブにボルト及びナットを締結してホイールを圧接固定するホイールの取付構造において、前記ホイールの前記ハブ側の圧接固定面と反対側の取付面に、前記ボルトが挿通される取付孔を含む環状の溝部を形成し、前記溝部の溝幅中心が前記取付孔の中心と一致しない非対称の位置に配置したものである。 The wheel mounting structure according to the present invention is a wheel mounting structure in which a bolt and a nut are fastened to a hub provided at an end of a shaft to press and fix the wheel, and the wheel is mounted on the side opposite to the hub side pressing contact fixing surface. An annular groove portion including an attachment hole through which the bolt is inserted is formed on the surface, and the groove width center of the groove portion is disposed at an asymmetric position where it does not coincide with the center of the attachment hole.
本発明によれば、ハブにボルト及びナットを締結してホイールを圧接固定する際の締結固定性能を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the fastening and fixing performance when the bolt and the nut are fastened to the hub and the wheel is pressed and fixed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、自動車等の車両の車軸端部に設けられるハブユニット1に取り付けられるホイール15の取付部を示し、同図においては、ハブユニット1及びホイール15の中心部付近の要部断面を図示している。ハブユニット1は、制動用のディスクロータ10とタイヤ(図示省略)が装着されるホイール15とが取り付けられるハブ本体2と、このハブ本体2を軸受5を介して回動自在に支持するハウジング6とを備えている。尚、軸受5は、オイルシール7によって内部が密封されている。また、ハウジング6は、サスペンション装置に連結若しくはサスペンション装置の一部を構成している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an attachment portion of a
ディスクロータ10は、ハブ本体2の端部に設けられた環状のフランジ部3に、ハブボルト11を介して取り付けられている。図2に示すように、フランジ部3には、円周上で等間隔に軸方向に貫通する複数個(例えば5個)のボルト孔4が形成されており、このボルト孔4にハブボルト11がハウジング6側から圧入されてセレーション結合で固定されている。
The
ディスクロータ10には、フランジ部3から突出するハブボルト11の軸部11aが挿通される取付孔10aが設けられている。また、ホイール15には、ハブボルト11の軸部11aより若干小径に形成されて軸部11aから延出されるネジ部11bが挿通される取付孔15aが設けられている。
The
ディスクロータ10及びホイール15は、それぞれの取付孔10a,15aがハブボルト11の軸部11a,ネジ部11bに挿通されてハブ本体2のフランジ部3に装着され、ネジ部11bにナット12を螺合することで共締めされる。これにより、ディスクロータ10がフランジ部3の側面3aに圧接固定されると共に、ホイール15がディスクロータ10を介してフランジ部3の側面3aに圧接固定される。
The
ここで、ホイール15のハブ本体2側の圧接面であるディスクロータ10への接触面15bに対して、この接触面15bと反対側のナット12による取付面15cには、取付孔15aを含む略環状の溝部16が設けられている。溝部16は、取付面15c側の円周上に帯状の凹部として形成されており、取付孔15aは溝部16の凹部底面に開口し、取付面15cより軸方向に窪むように配置される。
Here, with respect to the
この溝部16により、ナット12を締結してホイール15をハブ本体2に固定する際に、溝部16を有しない従来のホイールと比較して、より安定した均一な締結力で固定することができる。次に、この溝部16によるホイール15のハブ本体2への取付構造について説明する。
When the
ナット12が締結される取付面に溝部16を有しない従来のホイール取付構造では、ディスクロータ10に当接するホイールの接触面の面圧分布は、図3(a)に示すように、ハブボルト11周りの領域Pbに局部的に集中する分布となっており、領域Pbから離れた位置では、安定した締結力を得られない虞がある。これに対して、本発明によるホイール15では、図3(b)に示すように、溝部16の存在によってディスクロータ10に当接する接触面15bの面圧分布が、取付孔15aに対して外側の環状の接触領域Poutと内側の環状の接触領域Pinとの2重のリング状の分布となり、より安定した均一な締結力でホイール15をハブ本体2に固定することができる。
In the conventional wheel mounting structure that does not have the
この場合、溝部16は、取付孔15aに対して、溝幅の中心が取付孔15aの中心と一致しない非対称の位置に形成されている。本実施の形態においては、取付孔15aの中心を基準として、溝部16の外側の側壁部16aまでの距離D1と溝部16の内側の側壁部16bまでの距離D2とが異なる距離となるように設定され、且つD1<D2の関係となるような位置に溝部16が配置されている。このように、溝部16の溝幅中心を取付孔15aの中心に対して非対称にオフセットさせてD1<D2とすることにより、接触面15bの外側の接触領域Poutと内側の接触領域Pinとの接触面圧の差を解消することができる。
In this case, the
以下、接触面15bの面圧分布について、接触面15bを径方向と周方向とで区画される格子状の領域に分割した解析モデルによる解析結果に基づいて説明する。この解析モデルは、ボルト締結時の軸力に相当する荷重をかけたときの領域毎の接触応力を算出する簡易モデルである。
Hereinafter, the surface pressure distribution of the
解析モデルを用いて接触面15bの面圧分を調べると、図4(a)に示すように、仮に接触面15bの接触領域Pout,Pinが環状の領域でなく曲線部を持たない線形状の領域である場合には、接触領域Pout,Pinの接触面圧には差が生じない。これに対して、図4(b)に示すように、接触面15bの接触領域Pout,Pinが環状の領域である場合には、取付孔15aの中心と溝幅の中心とが一致する対称の位置に溝が形成されていると、接触領域Pout,Pinの接触面圧に差が生じる。
When the surface pressure component of the
すなわち、同じ径方向の格子領域で比較すると、取付孔15aの中心と溝幅の中心とが一致する対称の位置に溝が形成されている場合、図4(a)に示すように、曲線部を持たない線形状の接触領域では、取付孔15aの孔の中心から接触面15bの外側の格子領域までの距離doと、取付孔15aの孔の中心から接触面15bの内側の格子領域までの距離diが等しく、外側の領域Poutと内側の領域Pinで接触面圧は均一になる。
That is, when the grooves are formed at symmetrical positions where the center of the
一方、図4(b)に示すように、環状の接触領域では、取付孔15aの中心に対して溝幅の中心が一致する対称の位置に溝が形成されている場合、取付孔15aの孔の中心から接触面15bの外側の格子領域までの距離doよりも取付孔15aの孔の中心から接触面15bの内側の格子領域までの距離diの方が小さくなり、外側の領域Poutの接触面圧よりも内側の領域Pinの接触面圧の方が高くなる。これは、取付孔15aの孔の中心から内外の格子領域までの距離di,doに差が生じてボルト締結時の軸力が内外の接触領域に均等に配分されず、それぞれの接触面圧に差が生じるものと考えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the annular contact region, when the groove is formed at a symmetrical position where the center of the groove width coincides with the center of the
従って、本実施の形態においては、取付孔15aの中心から溝部16の外側の側壁部16aまでの距離D1を、取付孔15aの中心から溝部16の内側の側壁部16bまでの距離D2よりも短くすることで、上述の距離doをより小さくする。これにより、ボルト軸力を外側の接触領域Poutにより多く配分することができ、内側の接触領域Pinの接触面圧が相対的に高くなることを防止して、接触領域Pout,Pinの接触面圧を均一化することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the distance D1 from the center of the
この場合、溝部16は、溝幅の中心位置とともに溝幅も適正な値に設定され、ディスクロータ10を間に挟んで接触面15bの外側の接触領域Poutとハブ本体2のフランジ部3の側面3aとが所定の幅(例えば、最小限1mmの幅)で必ずラップするように設定される。このようなハブ本体2の外周部分と径方向で重なるラップ部を設けることにより、ハブ本体2のフランジ部3外側の境界部分でディスクロータ10に剪断荷重が集中することを回避することができ、ディスクロータ10の耐久性向上を図ることができる。
In this case, the
図5(a),(b)は、以上の解析モデルを用いて算出したホイール15の面圧中心の分布を示している。この面圧分布は、径方向に並んだ複数の格子領域を1つのグループとして、取付孔15aの周辺の各グループを1〜13としたときのグループ毎の面圧中心の位置をホイール中心からの距離Hで表している。
FIGS. 5A and 5B show the distribution of the surface pressure center of the
また、面圧中心は1つのグループ内の複数の格子領域の接触応力を平均した値に最も近い領域の位置で示され、取付孔15aの中心と溝部16の溝幅の中心とが一致する場合の面圧中心を実線で示し、取付孔15aの中心に対して溝部16の溝幅の中心が径方向内側にオフセットされている場合の面圧中心を破線で示している。尚、図5(b)は、取付孔15a近辺の面圧中心のホイール中心からの距離Hを拡大して示している。
The surface pressure center is indicated by the position of the region closest to the average value of the contact stresses of a plurality of lattice regions in one group, and the center of the mounting
図5(a),(b)からは、取付孔15aの中心と溝部16の溝幅の中心とが一致する場合の面圧中心(図中の実線)に対して、取付孔15aの中心に対して溝部16の溝幅の中心が径方向内側にオフセットされている場合の面圧中心(図中の破線)がより外径側に推移していることがわかる。すなわち、取付孔15aの中心に対して溝部16の溝幅の中心が径方向内側にオフセットされている本実施の形態のホイール15は、ハブ本体2に締結固定したとき、ホイール15のディスクロータ10への接触面15bにおいて、ハブボルト11の軸力が外側の環状領域Poutにより多く作用するようになることがわかる。
5A and 5B, the center of the mounting
このように本実施の形態においては、ハブ本体2に取り付けるホイール15の取付面15cに、ハブボルト11が挿通される取付孔15aを含む環状の溝部16を設け、この溝部16の溝幅中心を取付孔15aの中心よりも径方向内側にオフセットさせて形成している。
As described above, in the present embodiment, the
これにより、ディスクロータ10側の接触面15bを、内外の二重のリング状の接触領域として、外側の接触領域の面圧を増加させて内側の接触領域の面圧が相対的に高くなることを防止し、ホイール15をより外径側でハブ本体2に安定的に固定することができ、ホイール15の締結固定性能を向上することができる。また、このホイール15の締結固定性能の向上により、操舵角に対するヨーレートの遅れ時間の低減や、サスペンションの剛性アップ、バネ下荷重の軽減等が可能となり、操縦安定性の向上に寄与することができる。
As a result, the
尚、本実施の形態においては、ホイール15は、ハブ本体2に固設されたハブボルト11にナット12を締結して取り付け固定するものとして説明したが、ハブ側に雌ねじを設けて、ホイール15をボルトによりハブに締結固定する取付形態であっても良い。
In the present embodiment, the
1 ハブユニット
2 ハブ本体
3 フランジ部
3a 側面
10 ディスクロータ
11 ハブボルト
12 ナット
15 ホイール
15a 取付孔
15b 接触面(圧接固定面)
15c 取付面
16 溝部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ホイールの前記ハブ側の圧接固定面と反対側の取付面に、前記ボルトが挿通される取付孔を含む環状の溝部を形成し、前記溝部の溝幅中心が前記取付孔の中心と一致しない非対称の位置に配置したことを特徴とするホイールの取付構造。 In the wheel mounting structure that fastens the wheel by fastening bolts and nuts to the hub provided at the shaft end,
An annular groove portion including an attachment hole through which the bolt is inserted is formed on the attachment surface on the opposite side to the pressure-contact fixing surface on the hub side of the wheel, and the groove width center of the groove portion does not coincide with the center of the attachment hole. A wheel mounting structure characterized by being disposed at an asymmetric position.
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JPH0345841Y2 (en) * | 1983-11-04 | 1991-09-27 | ||
JP2004306681A (en) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Nsk Ltd | Rolling bearing unit for wheel support |
JP2008036679A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Nsk Ltd | Method for manufacturing cylindrical member with protrusion |
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