説明

車輪ボルト用穴の間に形成される軸線方向切欠きを持つ車輪ボス

本発明は、車輪ボス(1)であって、中心区域(2)、それに半径方向に続く半径方向外側区域(3)、中心区域(2)から軸線方向に突出して車輪軸受を受け入れる軸受区域(4)、及び軸線方向反対側にあって制動円板及び車輪リムを受入れる受入れ区域(20)を持ち、半径方向外側区域(3)に車輪ボルトを受入れる穴(5,6,7,8)が形成されているものに関する。すべての使用荷重に耐えかつすべての作動条件で制動円板に対して確実な当接面を与える特に軽い車輪ボスを実現するため、車輪ボス(1)が少なくとも若干の穴(5,6,7,8)の間に切欠きが車輪ボス(1)の半径方向外側区域(3)の壁を完全に貫通している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪ボスであって、中心区域、それに半径方向に続く半径方向外側区域、中心区域から軸線方向に突出して車輪軸受を受け入れる軸受区域、及び軸線方向反対側にあって制動円板及び車輪リムを受入れる受入れ区域を持ち、半径方向外側区域に車輪ボルトを受入れる穴が形成されているものに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車用の車輪ボスは、多くの構成例で当業者に周知である。それらは、自動車において駆動軸と車輪との結合部材として使用される。駆動軸との結合のため、車輪ボスは通常中心受入れ区域を持ち、この中心受入れ区域の差込み歯へ駆動軸の自由端が差込み可能である。車輪のリムを取付けるため、車輪ボスの半径方向外側区域にねじ山を持つ穴が形成され、制動円板を介して車輪ボルトがこれらの穴へねじ込み可能である。更に車輪ボスは、通常車輪リム又は制動円板を受入れかつ半径方向心出しするための軸線方向区域を持っている。
【0003】
車両の作動中に車輪と共に回転する質量を減少するため、このような車輪ボスが貫通しない材料切欠きを持っていることも公知であり、それにより車両の走行特性が改善される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の基礎になっている課題は、このような車輪ボスを発展させて、従来の車輪ボスと対比可能な寸法で、その質量が減少されるようにすることである。その際車輪ボスが、高い傾倒剛性及び湾曲剛性を持ち、車輪ボルトの締付けモーメントに関しても作動中に現れる力に関しても、制動円板及びリムの精確な案内を保証するようにする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この課題を解決するため、請求項1の特徴を持つ車輪ボスが設けられている。本発明の有利な展開及び構成は従属請求項からわかる。
【0006】
従って車輪ボスであって、中心区域、それに半径方向に続く半径方向外側区域、中心区域から軸線方向に突出して車輪軸受を受け入れる軸受区域、及び軸線方向反対側にあって制動円板及び車輪リムを受入れる受入れ区域を持ち、半径方向外側区域に車輪ボルトを受入れる穴が形成されているものが提案される。この車輪ボスにおいて更に、半径方向外側区域にある少なくとも若干の穴の間に、この半径方向外側区域の壁を完全に貫通する切欠きが形成されている。
【0007】
従って提案される技術的解決策によって、車輪駆動軸との結合、車輪軸受の受入れ及び制動円板及び車輪リムの受入れのための軸線方向装置構成部分を持つ車輪ボスが提供される。その際この車輪ボスは、車輪ボルト用の穴及び貫通する切欠きにより高度に軽量構造である半径方向外側部分を持っている。そのつどの寸法及び/又は車輪ボスに対する機械的要求に応じて、車輪ボスを以下の特徴に従って構成することができる。
【0008】
第1の構成によれば、切欠きが、半径方向外側区域のそれぞれ2つの穴の間に車輪ボスの周囲にわたって同じように分布して形成されている。
【0009】
本発明の別の好ましい特徴に従って、2つの隣接する切欠きの間でこれらの間の半径方向外側にある最短間隔が、車輪ボスの回転軸線に対して最小半径方向距離にある2つの切欠きの点の間の間隔より小さい。この原理により、重量減少、大きい部材剛性及び車輪ボスにおける最適な応力分布の最良の組合せが実現可能である。
【0010】
この構造原理によれば、半径方向外側区域の半径面内にある切欠きが、なるべく丸められた隅を持つほぼ台形状、腎臓状又は三角形状の断面を持っているのが好ましい。
【0011】
更に切欠きが、軸受区域の方に見て、第1の軸線方向区域、それに続く第2の軸線方向区域、及びそれに続く第3の軸線方向区域を持っているようにすることができる。第1の軸線方向区域における切欠きの壁面が、半径方向外側区域の半径面に対してほぼ直角に従って車輪ボスの回転軸線に対して平行に延び、他の両方の軸線方向区域の壁面が、前記の半径面に対して90°以下の軸線方向に小さくなる異なる角で傾斜している。それにより切欠きは段状に広がる開口を持っている。
【0012】
別の特徴によれば、中心区域が円錐状に形成され、その際中心区域が軸受区域の方へ軸線方向に先細になっている。この構造により、車輪ボスの中心区域からその精巧に構成される半径方向外側区域への特に確実なトルク伝達が行われる。更に制動円板に、円錐状推移により増大する軸線方向当接面が与えられる。
【0013】
車輪ボスの別の展開によれば、切欠きが半径方向に中心区域の円錐状範囲の中まで延びている。更に台形状又は腎臓状切欠きでは、その短辺が半径方向内方へ車輪ボスの回転軸線の方へ向くようになっているので、車輪ボスの半径方向外側区域の周に関して長い区域において、周に関して短い半径方向内側区域におけるより多くの材料が除去されている。
【0014】
ほぼ三角形状切欠きに関して、切欠きの三角形頂点が半径方向内方へ車輪ボスの回転軸線の方へ向くように、これらの切欠きが車輪ボスの半径方向外側区域に形成されている。
【0015】
車輪ボスの半径方向外側区域が、車輪ボルト用穴の範囲で、切欠きの第1の軸線方向区域の範囲における軸線方向壁厚より大きい軸線方向壁厚を持っていることによって、車輪ボス素材の変形及び穴あけの際、部材に関して要求される精度をよく守り、それぞれの製造段階を問題なく行うことができる。
【0016】
本発明が、添付図面により2つの実施例について以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
図1及び2から明らかなように、本発明により構成される車輪ボス1は、まず車輪ボス1の回転軸線21に対してほぼ直角に構成されている中心区域2を含んでいる。この中心区域2から回転軸線21に対して同軸的に、図示しない車輪軸受を受入れる軸受区域4、及びここには図示してない制動円板及び同様に図示してない車輪リムを保持して心出しする段付けされた受入れ区域20が延びている。軸受区域4は、その半径方向外面上に車輪軸受の内レースが取付け可能であり、その軸線方向穴には、駆動軸の軸線方向に歯を切られたジャーナルを受入れる差込み歯9が形成されている。軸受区域4の軸線方向自由端は環状隆起18により区画されている。
【0018】
この実施例では、車輪ボス1の中心区域2が回転軸線21に対して円錐状に形成され、この中心区域2の直径は、半径方向外側から軸受区域4の方へ減少している。中心区域2は、その直径が最大の周囲の所で、車輪ボス1の受入れ区域20上へ押しはめられる制動円板及び車輪リムの取付けに役立つ半径方向外側区域3へ移行している。
【0019】
少なくとも車輪リムは、車輪ボルトにより車輪ボス1の半径方向外側区域3に取付け可能である。そのため車輪ボルトは、図示しないねじ山を備えた穴5,6,7,8へねじ込まれる。
【0020】
車輪ボス1には、その半径方向壁を貫通する切欠き9,10,11,12,13が形成され、穴5,6,7,8の間に同じように分布して設けられている。図1及び2に示す実施例では、切欠き9,10,11,12,13は半径面内でほぼ台形状の断面形状を持っている。その際切欠きの周囲に関して長い方の辺は、半径方向外側区域3の半径方向外側に、また周囲に関して短い方の辺は半径方向内側に形成されている。これらの図1及び2が明らかに示すように、切欠き9,10,11,12,13は半径方向に円錐状中心区域2の中まで延びていてもよい。
【0021】
切欠き9,10,11,12,13は、軸受区域4の方へ見てそれぞれ3つの軸線方向区域14,15,16を持ち、これらのうち第1の軸線方向区域14は、回転軸線21に対してほぼ平行に又は半径方向外側区域3の半径面に対して直角に向く壁面を持ち、それに続く両方の軸線方向区域15,16の壁面は、互いに軸線方向に減少する90°より小さい異なる角で半径面に対して傾斜している。
【0022】
更に別の有利な構成によれば、切欠き9,10,11,12,13はその半径方向内方にある側で円弧状推移17を持ち、かつ/又は全体として丸められた隅を持っている。それにより切欠き9,10,11,12,13はほぼ腎臓状の形状を持っている。切欠き9,10,11,12,13の縁及び辺の上述した形成によって、車輪ボス1内で応力の少ない力推移が実現される。
【0023】
図2では、切欠き9,10,11,12,13の段付けされる軸線方向区域14,15,16のため、車輪ボス1が切欠きの範囲及び穴5,6,7,8の範囲で異なる壁厚を持っている。こうして穴5,6,7,8の範囲における壁厚D1は切欠き9,10,11,12,13の第1の軸線方向区域14の範囲における壁厚D2より大きい。穴5,6,7,8に範囲における壁厚D1は、壁厚D2の2倍より大きいのがよい。
【0024】
この壁厚構成により、切欠き9,10,11,12,13及び穴5,6,7,8の製造技術的生産の際、工作物の完全性及び高い製作精度が保証される。切欠き9,10,11,12,13はなるべく変形過程により形成され、穴5,6,7,8は穴あけにより形成される。
【0025】
本発明の別の局面によれば、切欠き9,10,11,12,13はその寸法及びその間隔を最適化されて、できるだけ軽い車輪ボス1が製造可能であり、これに作用するすべての使用荷重を損傷なく吸収でき、制動円板に対して周囲に関し起伏のない当接面を形成する。
【0026】
そのため2つの隣接する切欠きの間の半径方向外側における最短間隔Saが、車輪ボス1の回転軸線21と切欠き9,10,11,12,13との最小半径方向間隔を示す2つの点AとBとの間隔Siより小さいように、切欠き9,10,11,12,13が形成されかつ相互間隔を持っている。
【0027】
図3及び4からわかるように、切欠き9,10,11,12,13は、その半径方向外側範囲で、広範囲に長円形に形成され、半径方向に回転軸線21の方へ向く範囲で、比較的とがるように形成されている。それぞれの切欠き9,10,11,12,13の先端22は、半径方向に車輪ボス1の回転軸線21の方へ延びている。この場合隣接する2つの切欠き9,10,11,12,13の前記の点A及びBは、特に図4からわかるように、それぞれの先端22により規定されている。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明により構成される車輪ボスの第1実施例を駆動側から見た図で示す。
【図2】図1による車輪ボスを反対側から見た図で示す。
【図3】本発明により構成される車輪ボスの第2実施例を駆動側から見た図で示す。
【図4】図3による車輪ボスを反対側から見た図で示す。
【符号の説明】
【0029】
1 車輪ボス
2 中心区域
3 半径方向外側区域
4 軸受区域
5〜8 車輪ボルト用の穴
9〜13 切欠き
14 第1の軸線方向区域
15 第2の軸線方向区域
16 第3の軸線方向区域
17 切欠きの円弧状推移
18 環状隆起
19 差込み歯
20 制動円板及び車輪リム用の受入れ区域
21 回転軸線
22 先端
A,B 切欠きにある点
D1,D2 壁厚
Sa 外側間隔
Si 内側間隔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車輪ボス(1)であって、中心区域(2)、それに半径方向に続く半径方向外側区域(3)、中心区域(2)から軸線方向に突出して車輪軸受を受け入れる軸受区域(4)、及び軸線方向反対側にあって制動円板及び車輪リムを受入れる受入れ区域(20)を持ち、半径方向外側区域(3)に車輪ボルトを受入れる穴(5,6,7,8)が形成されているものにおいて、車輪ボス(1)が少なくとも若干の穴(5,6,7,8)の間に切欠き(9,10,11,12,13)を持ち、これらの切欠きが車輪ボス(1)の半径方向外側区域(3)の壁を完全に貫通していることを特徴とする、車輪軸受。
【請求項2】
切欠き(9,10,11,12,13)が、半径方向外側区域(3)のそれぞれ2つの穴(5,6,7,8)の間に同じように分布して形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の車輪軸受。
【請求項3】
2つの隣接する切欠き(9,13)の間でこれらの間の半径方向外側にある最短間隔(Sa)が、車輪ボス(1)の回転軸線(21)に対して最小半径方向距離にある2つの切欠き(9,13)の点(A,B)の間の間隔(Si)より小さいことを特徴とする、請求項1又は2に記載の車輪ボス。
【請求項4】
半径方向外側区域(3)の半径面内にある切欠き(9,10,11,12,13)が、ほぼ台形状、腎臓状又は三角形状の断面を持っていることを特徴とする、請求項3に記載の車輪ボス。
【請求項5】
台形状又は腎臓状切欠き(9,10,11,12,13)の短辺が半径方向内方へ車輪ボスの回転軸線(21)の方へ向くように、これらの切欠きが車輪ボス(1)に形成されていることを特徴とする、請求項3又は4に記載の車輪ボス。
【請求項6】
三角形状切欠き(9,10,11,12,13)の頂点(22)が半径方向内方へ車輪ボスの回転軸線(21)の方へ向くように、これらの切欠きが車輪ボス(1)に形成されていることを特徴とする、請求項3又は4に記載の車輪ボス。
【請求項7】
切欠き(9,10,11,12,13)が、軸受区域(4)の方に見て、第1の軸線方向区域(14)、それに続く第2の軸線方向区域(15)、及びそれに続く第3の軸線方向区域(16)を持ち、第1の軸線方向区域(14)における切欠き(9,10,11,12,13)の壁面が、半径方向外側区域(3)の半径面に対してほぼ直角に延び、他の両方の軸線方向区域(15,16)の壁面が、前記の半径面に対して90°以下の軸線方向に小さくなる異なる角で傾斜していることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の車輪ボス。
【請求項8】
中心区域(2)が円錐状に形成され、その際中心区域(2)が軸受区域(4)の方へ軸線方向に先細になっていることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の車輪ボス。
【請求項9】
切欠き(9,10,11,12,13)が半径方向に中心区域(2)の円錐状範囲の中まで延びていることを特徴とする、請求項8に記載の車輪ボス。
【請求項10】
車輪ボス(1)の半径方向外側区域(3)が、車輪ボルト用穴(5,6,7,8)の範囲で、切欠き(9,10,11,12,13)の第1の軸線方向区域(14)の範囲における軸線方向壁厚(D2)より大きい軸線方向壁厚(D1)を持っていることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の車輪ボス。
【請求項11】
切欠き(9,10,11,12,13)が丸められた隅を持っていることを特徴とする、先行する請求項の1つに記載の車輪ボス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2009−514719(P2009−514719A)
【公表日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−538255(P2008−538255)
【出願日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【国際出願番号】PCT/DE2006/001916
【国際公開番号】WO2007/051452
【国際公開日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【出願人】(506420843)シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト (80)