(57)【要約】  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（９，１０，１１，１２）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、車輪ボス（１）の半径方向外端（２８）に少なくとも１つの補強手段が形成されている。
2009514741.tif 000002
【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、車輪ボス（１）の半径方向外端（２８）に少なくとも１つの補強手段が形成されていることを特徴とする、車輪軸受。
【請求項２】
補強手段が、車輪ボス（１）の縁から軸線方向に軸受区域（４）に対して同軸的に延びていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪ボス。
【請求項３】
補強手段が、間隙を維持しながら周方向に互いに離れている複数の突起（２３，２４，２５，２６，２７）として構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の車輪ボス。
【請求項４】
突起（２３，２４，２５，２６，２７）が、車輪ボス（１）に切欠き（９，１０，１１，１２，１３）も形成されている車輪ボス（１）の周範囲に設けられ、穴（５，６，７，８）の範囲に間隙が空けておかれ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】
補強手段が補強環（２９）として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車輪ボス。
【請求項６】
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１〜５の１つに記載の車輪軸受。
【請求項７】
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１〜６の１つに記載の車輪ボス。
【請求項８】
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７に記載の車輪ボス。
【請求項９】
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７又は８に記載の車輪ボス。
【請求項１０】
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７又は８に記載の車輪ボス。
【請求項１１】
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１２】
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１３】
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１２に記載の車輪ボス。
【請求項１４】
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１５】
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。
【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、車輪ボスの半径方向外端に少なくとも１つの補強手段が形成されている。【０００７】  従って提案される技術的解決策によって、車両駆動軸との結合、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。車輪ボスの周囲に形成される補強手段は、切欠きが半径方向外側区域にあるにもかかわらず、車輪ボスに充分大きい剛性を与え、補強範囲にある車輪ボスの余分な材料は、切欠きの範囲における材料節約の和より少ない。【０００８】  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。【０００９】  本発明の有利な展開によれば、この車輪ボスは更に、補強手段が、車輪ボスの縁から軸線方向に軸受区域に対して同軸的に延びていることを特徴としている。この構造の特徴により、他方の側にある制動円板用当接面は軸線方向に空けられる。【００１０】  第１の変形例では、補強手段が、間隙を維持しながら周方向に互いに離れている複数の突起として構成されている。これらの突起が、車輪ボスに前記の切欠きも形成されている車輪ボスの周範囲に設けられ、前記の穴の範囲に間隙が空けておかれるのがよい。【００１１】  第２の変形例では、補強手段が車輪ボスの全周にわたって延びる補強環として構成されている。【００１２】  本発明によれば、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。【００１３】  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。【００１４】  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。【００１５】  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��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。【００１６】  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。【００１７】  車輪ボスの構造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。【００１８】  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。【００１９】  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。【００２０】  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】
【００２１】  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。【００２２】  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。【００２３】  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。【００２４】  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。【００２５】  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。【００２６】  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。【００２７】  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��きいのがよい。【００２８】  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。【００２９】  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。【００３０】  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。【００３１】  切欠き９，１０，１１，１２，１３は、その半径方向外側範囲を著しく長円形に半径方向に回転軸線２１へ向く範囲を詳しく図示してないけれども比較的とがるように形成されることができる。その際それぞれの切欠き９，１０，１１，１２，１３の頂点は、半径方向に車輪ボスの回転軸線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、それぞれの頂点により規定されている。【００３２】  車輪ボス１を補強するため、図１及び２に示す実施例によれば、車輪ボス１は、その半径面２８から軸線方向に軸受区域４の方へ延びる突起２３，２４，２５，２６及び２７を持っている。その際突起の間に周囲に関して、車輪ボルトを受入れる穴５，６，７及び８の範囲に間隙が空けておかれる。図１及び２からわかるように、突起２３，２４，２５，２６及び２７は十分円弧状の推移を持ち、最大軸線方向長さ範囲は、切欠き９，１０，１１，１２，１３のほぼ中央にある。【００３３】  図３及び４からわかるように、補強手段は補強環２９によっても形成でき、この補強環２９は車輪ボス１の半径面２８に付加されて軸受区域４の方向へ同軸的に延び、すべての穴５，６，７，８及び切欠き９，１０，１１，１２，１３を覆っている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】
【００３５】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
２３〜２７  突起
２８        車輪ボスの半径方向外端
２９        補強環
Ａ，Ｂ      切欠きにある点
Ｄ１，Ｄ２  壁厚
Ｓａ        外側間隔
Ｓｉ        内側間隔
【図１】
2009514741.tif 000003
【図２】
2009514741.tif 000004
【図３】
2009514741.tif 000005
【図４】
2009514741.tif 000006
【国際調査報告】
2009514741.tif 000007
2009514741.tif 000008
2009514741.tif 000009
2009514741.tif 000010
2009514741.tif 000011
2009514741.tif 000012