JP4144581B2

JP4144581B2 - 締結構造

Info

Publication number: JP4144581B2
Application number: JP2004265511A
Authority: JP
Inventors: 輝行川谷; 康裕宮田; 信之瀬尾; 知博石井
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP2005054999A

Description

この発明は、ボルトのセレーションをフランジのボルト孔に圧入してボルトをフランジに締結する締結構造に関する。

従来、この種の締結構造を採用したものとして、図４に示すものがある。この構造は、ボルト１０１によって内輪部材１０５のフランジ１０２にブレーキディスク１０３とホイール部材１１０を締結する構造である。

この締結構造では、上記ボルト１０１に形成されたセレーション１０６をフランジ１０２のボルト孔１０７に圧入することによって、ボルト１０１をフランジ１０２に固定している。そして、このボルト１０１にブレーキディスク１０３,ホイール部材１１０を外嵌して、ナット１１１で締め付けている。

ところが、上記従来の締結構造では、図３に示すように、フランジ１０２にボルト１０１を圧入したときに、フランジ１０２のボルト孔１０７の内周面１０７Ａがセレーション１０６に押圧されて、フランジ１０２が弾性変形する。この弾性変形により、ボルト頭部側のフランジ面１０２Ａが凸形状に、その反対側のフランジ面１０２Ｂが凹形状に変形する。

このように、フランジ面１０２Ａ,１０２Ｂの平坦度が悪化すると、フランジ面１０２Ｂに対してブレーキディスク１０３が平行に取り付けられず、ブレーキディスク１０３の片当たりを招き、振動，異音が発生するという問題がある。
実開平０１−１４８９０１号公報実開昭６０−０３８９１８号公報

そこで、この発明の目的は、フランジにボルトのセレーションを圧入したときに、フランジ面の平坦度が悪化することを防止できる締結構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明の締結構造は、頭部と、軸方向に延びる大径部と、上記大径部の外周面に設けられたセレーションと、軸方向に延びると共にネジ部が設けられた小径部とを有するボルトと、フランジ部にボルト孔が形成されると共にブレーキディスクが上記フランジ部のボルト孔及び上記ブレーキディスクの孔を貫通する上記ボルトによって上記フランジ部に固定される取付部材とを備え、上記頭部の当接面が上記取付部材のフランジ部の座面に当接している締結構造において、
上記フランジ部のボルト孔は、上記フランジ部の座面に向けて直線状に孔径が大きくなる第１拡大部と、中央小径部と、上記ブレーキディスク側に向けて直線状に孔径が大きくなる第２拡大部からなり、
上記ボルトのセレーションは、上記フランジ部のボルト孔の中央小径部と係合し、
上記ボルトの大径部と小径部との間の上記第２拡大部と対向する部分に、上記大径部側から上記小径部側に向けて直線状に外径が小さくなる縮径部が形成され、
上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外径を上記ボルトのセレーションと上記ボルトの頭部との間の大径部の外径よりも小さくしたことにより、上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外周面と、上記ボルト孔の中央小径部の内周面との間には隙間が形成されていることを特徴としている。

この請求項１の発明によれば、フランジにボルトのセレーションを圧入したときに、フランジ面の平坦度が悪化することを防止できる。

また、一実施形態の締結構造では、上記ボルトのセレーションの全ては、上記フランジ部のボルト孔の中央小径部と係合している。

請求項１の発明の締結構造は、頭部と、軸方向に延びる大径部と、上記大径部の外周面に設けられたセレーションと、軸方向に延びると共にネジ部が設けられた小径部とを有するボルトと、フランジ部にボルト孔が形成されると共にブレーキディスクが上記フランジ部のボルト孔及び上記ブレーキディスクの孔を貫通する上記ボルトによって上記フランジ部に固定される取付部材とを備え、上記頭部の当接面が上記取付部材のフランジ部の座面に当接している締結構造において、上記フランジ部のボルト孔は、上記フランジ部の座面に向けて直線状に孔径が大きくなる第１拡大部と、中央小径部と、上記ブレーキディスク側に向けて直線状に孔径が大きくなる第２拡大部からなり、上記ボルトのセレーションは、上記フランジ部のボルト孔の中央小径部と係合し、上記ボルトの大径部と小径部との間の上記第２拡大部と対向する部分に、上記大径部側から上記小径部側に向けて直線状に外径が小さくなる縮径部が形成され、上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外径を上記ボルトのセレーションと上記ボルトの頭部との間の大径部の外径よりも小さくすることにより、上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外周面と、上記ボルト孔の中央小径部の内周面との間には隙間が形成されている。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、この発明の締結構造の実施の形態を示す。この実施の形態は、取付部材１のフランジ部２に形成されたボルト孔３に、ボルト５が圧入されている。このボルト５の外周面６の軸方向の一部にセレーション７が形成されている。

このセレーション７の一方の軸方向端部７Ａと、上記フランジ部２のボルト頭部８側の端面２Ａとの間の第１距離Ｄは、フランジ部２の軸方向の厚さＡの１８％である。また、セレーション７の他方の軸方向端部７Ｂと、フランジ部２のもう一方の端面２Ｂとの間の第２距離Ｃは、上記厚さＡの３０％である。

そして、このセレーション７の軸方向の中央部１０を上記フランジ部２の厚さ方向の中央部１１に実質的に一致させた。

上記構成の締結構造によれば、セレーション７がフランジ部２の両端面２Ａ,２Ｂから第１,第２距離Ｄ，Ｃだけ離れており、この第１,第２距離Ｄ，Ｃがフランジ部２の厚さＡの１３％を越えている。このことによって、フランジ部２にボルト５を圧入したときに、上記フランジ部２の両端面２Ａ，２Ｂから遠い領域(厚さＡの１３％よりも深い領域Ｆ)においてだけ、セレーション７がボルト孔内周面１３を押圧し、フランジ部２の両端面２Ａ，２Ｂに近い領域(厚さの１３％よりも浅い領域Ｇ，Ｈ)では、セレーション７がボルト孔内周面１３を押圧しない。

このように、ボルト５のセレーション７がボルト孔内周面１３を押圧する領域をフランジ部２の両端面２Ａ，２Ｂから遠い領域に限ることによって、セレーション７をフランジ部２に圧入したときにフランジ面２Ａ，２Ｂの平坦度が悪化することを防止できる。したがって、平坦なフランジ面２Ｂに、たとえば、ブレーキディスク２１等を取り付けることができ、ブレーキディスク２１等の片当たりを防止でき、振動や異音の発生を防止できる。

このことを、具体的な実験例に基づいて説明する。この実験例では、フランジ部２の厚さＡに対する第２距離Ｃの割合(％)を、０％から３０％の範囲内の所定値に設定した複数の締結構造サンプルについてフランジ平坦度を測定した。この測定結果を図２(Ｂ)に示す。図２(Ｂ)に示すように、(Ｃ/Ａ)×１００％が１３％以下になると、フランジ端面２Ｂの平坦度が急激に悪化する。一方、(Ｃ/Ａ)×１００％が、１３％を越えて３０％までの領域では、フランジ端面２Ｂの平坦度は良好であり、略一定値を保っている。このように、セレーション７の軸方向端部７Ｂをフランジ端面２Ｂから厚さＡの１３％の寸法よりも深くに位置させることで、フランジ端面２Ｂの平坦度を良好にして、この平坦なフランジ端面２Ｂに、ブレーキディスク２１等を取り付けることができる。したがって、ブレーキディスク等の片当たりを防止でき、振動や異音の発生を防止できる。

また、図２(Ａ)には、フランジ部２の厚さＡに対するセレーション７の中央部１０とフランジ面２Ａとの間の距離Ｂの割合(％)を、３０％から７０％の範囲内の所定値に設定した複数の締結構造サンプルについてフランジ平坦度を測定した結果を示す。図２(Ａ)に示すように、(Ｂ/Ａ)×１００％が５０％のときに、フランジ平坦度が最も良く、(Ｂ/Ａ)×１００％が４３％から５７％の範囲ではフランジ平坦度は略一定の良好な値を示した。一方、(Ｂ/Ａ)×１００％が４３％を下回る場合や、５７％を上回る場合には、フランジ平坦度は急激に悪化する結果となった。

また、この実施の形態では、上記セレーション７の軸方向の中央部１０を上記フランジ部２の厚さ方向の中央部１１に実質的に一致させた。したがって、セレーション７の両端部７Ａ,７Ｂとフランジ部２の両端面２Ａ,２Ｂとの第１,第２距離Ｄ，Ｃを略均等にできるので、フランジ平坦度を良好にできる。また、上記中央部１０が中央部１１からずれている場合に比べて、軸方向寸法の大きなセレーションを深領域Ｆに配置でき、スリップトルクを増大できる。

この発明の締結構造の実施形態を示す断面図である。図２(Ａ)は上記実施形態でセレーション中央位置を変えた場合のフランジ平坦度の変化を示す特性図であり、図２(Ｂ)は上記実施形態でセレーション端位置を変えた場合のフランジ平坦度の変化を示す特性図である。従来の締結構造を示す断面図である。従来の締結構造を有する自動車のホイール用軸受の断面図である。

符号の説明

１…取付部材、２…フランジ部、２Ａ,２Ｂ…端面、
３…ボルト孔、５…ボルト、６…外周面、
７…セレーション、７Ａ,７Ｂ…軸方向端部、
８…ボルト頭部、１０…セレーションの中央部、
１１…フランジ部の中央部、１３…ボルト孔内周面。

Claims

頭部と、軸方向に延びる大径部と、上記大径部の外周面に設けられたセレーションと、軸方向に延びると共にネジ部が設けられた小径部とを有するボルトと、フランジ部にボルト孔が形成されると共にブレーキディスクが上記フランジ部のボルト孔及び上記ブレーキディスクの孔を貫通する上記ボルトによって上記フランジ部に固定される取付部材とを備え、上記頭部の当接面が上記取付部材のフランジ部の座面に当接している締結構造において、
上記フランジ部のボルト孔は、上記フランジ部の座面に向けて直線状に孔径が大きくなる第１拡大部と、中央小径部と、上記ブレーキディスク側に向けて直線状に孔径が大きくなる第２拡大部からなり、
上記ボルトのセレーションは、上記フランジ部のボルト孔の中央小径部と係合し、
上記ボルトの大径部と小径部との間の上記第２拡大部と対向する部分に、上記大径部側から上記小径部側に向けて直線状に外径が小さくなる縮径部が形成され、
上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外径を上記ボルトのセレーションと上記ボルトの頭部との間の大径部の外径よりも小さくしたことにより、上記ボルトのセレーションと上記ボルトの縮径部との間の上記ボルトの大径部の外周面と、上記ボルト孔の中央小径部の内周面との間には隙間が形成されていることを特徴とする締結構造。