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2014年04月23日

ボルトのせん断荷重♪ 追記

ボルトのせん断荷重♪ 追記 みなさまこんばんは♪

F1も4戦がおわり何よりビックリしたのが
中〇人は数字が数えられなかったことです。

頑張ったカムイも流石に「アホちゃうか?」と
言葉に出したと想出来ます。








話は変わって仕事でボルトのねじ山調べてたら
脱線して「ボルトのせん断荷重」について調べていました(笑)

ボルトのせん断荷重とは、下の図をみてください。



ようするに横からかかる力のことです。




タツゥさんがボルトの軸力や摩擦接合について説明が以前ありましたが、
最初の写真にあるように市販車のホイール取り付けは
ナット(ボルト)で摩擦接合によって取り付けています。



しかし、少しでもナット(ボルト)に緩みを生じてしまえば
せん断荷重がボルトにかかり、簡単にポッキリ折れてしまい
超危険です。


よくサーキットでタイヤが外れるクルマを良く見ますが
大体が締め忘れです。

イメージ的にはホイールを取り付けるボルトは
せん断荷重ももたせているように感じます。

ボルトにせん断荷重をかけることは基本的にダメなはず
ですがどうなんでしょう!?






ってことでボルトを調べると、リーマボルトなる物があります。

リーマボルトって何か調べてみると・・・

「リーマボルトは、穴径よりもボルト径が若干大きく、精度が高く滑らかな
リーマ仕上げした穴に軽く打ち込んで締め付けるため、取付精度が高い。
横方向の力をせん断力として受けるため、大きな力に耐えることができる。
このため、クレーンのサドルや機械部品の位置決め及び構造部材の
継手等に多く使用されている。」

って書いてました。






せん断荷重を受ける場所にはリーマボルトなる物を使うようです。

ただ、リーマボルトならせん断荷重を受けても問題はないかと言えば
それはまた別の話で、船舶用の軸継手はリーマボルトを
使っているもののやはり緩みが発生したらボルト破損するそうです。

https://www.classnk.or.jp/hp/pdf/reseach/seminar/old/jikutugite_txt_2006.pdf#search='%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88+%E3%81%9B%E3%82%93%E6%96%AD%E8%8D%B7%E9%87%8D'

なんでやはり軸力がしっかりかかっていることが大前提だと思います。








さて市販車より超パワフルなレーシングカーは
市販車と同じようにボルトでホイールを
つけているのでしょうか?
もしそうだったらせん断荷重がかかって怖いように思います。




ではGT300クラス(ポルシェ)を見てみましょう♪
(今回もタツゥさんブログから勝手に拝借しました。)




写真を見ると、センターロックのホイールながら5本の突起が
あります。
突起はネジ山がないので、ボルトではなさそうです。



市販車よりパワフルなのであの突起がせん断荷重を受け持っているようですね。











ではF1はどうでしょう!?



ハブ側に一体成型の突起が見れます。


ほんで相方のホイール側はどうなっているのでしょう?




突起は入るように溝がありますね。





っということで、レーシングカーについては
せん断荷重をボルト以外で受け持つように設計されているようです。



設計では、ボルトにせん断荷重のかかるような使用方法は
良くないと考えられていますが、実際は回転部分等に
せん断荷重がかかってしまうような事があるようです。


写真追加



フェラーリもGT300のポルシェと同じ方式ですね。


やはりボルトでせん断荷重を受けないように設計すべきです。

つ~ことで今日もツマラナイ話でした♪

デハデハ 
お休みなさい♪
ブログ一覧 | 日記
Posted at 2014/04/23 23:18:24

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この記事へのコメント

2014/04/24 12:55:24
ぜんぜん面白いです、トラックはテーパーのホイールナットで左側は逆ネジです。断荷重というか回転荷重を考えて作られているとおもいます

それが海外ではツバ(座金?)付きのナットでそれに移行する流れです。

クラウンとかでかい車もそれです。
コメントへの返答
2014/04/25 02:33:47
ありがとう♪

トラックの左側は逆ネジなんだね。
それは知らなかった。

調べれば調べるほど、ホイール取り付けを
ボルトナットでにするのはよろしくないってことが書いてました。
写真のように、アルミスペーサーなんてのは、気をつける必要がありますなぁ。
2014/04/25 07:28:57
え゙( ; ゜Д゜)逆ネジって、車業界ではみんな知ってると思ってました。

ドイツ車はボルトですからね(^_^;ピッチイカれたらハブごと交換かよ!とかw

座金のナットは結構いいですよ(*´∀`)♪センター出すの難しいけど
コメントへの返答
2014/04/26 00:15:55
所詮私もただのクルマ好きだからね。

自分のクルマ以外は
本やネットとかディーラとかしかいかない。

好きな事しか見ない

プロは好き嫌いでなく毎日仕事で
いろんなクルマ触る

だから、経験値はプロにかなわないです♪

なんで、故障した場合は結構プロに
頼ること多いですよ。
2014/05/14 00:23:09
かつてお台場でGT500マシンのタイヤ交換を体験した際に、中世の戦車のような突起がハブから生えていましたが、センターロックのクルマは(?)その突起でせん断荷重を受け持っていたんですね!

ハブリングをつけていない国産市販車が「割と何事もなく」走れてしまっているのは、うちのレビンぐらいだと対してせん断応力やトルクがかからないからなのでしょうかね ⊂⌒~⊃。Д。)⊃
コメントへの返答
2014/05/14 03:45:55
いろいろ調べるとボルトでせん断荷重を
受けることは良くないって書いてあるのですが、実際は良く使われているようです。

センター出しも含めて、フォースインデアの
ような形状(最初のF1写真)であれば
良いと思うのですが、現状の規格に
合わせてしまうんでしょうね。

まぁ、ちゃんと締めれば問題ないのでしょうが、理想に向かって設計してもらいたいものです。
2014/05/14 01:10:30
こんばんは。
つかぽんさんのイイねから来ました。
まさにボクのクルマのエンジン(BMWS54B32)はボルトのせん断によってエンジンブローしました(-_-;)
http://minkara.carview.co.jp/userid/666828/blog/31012267/
http://minkara.carview.co.jp/userid/666828/blog/31311544/
コメントへの返答
2014/05/14 04:15:06
どもども初めまして♪

いやぁ~読ませて頂きました。
BMWビックリです・・・
災難でしたね、設計アホ過ぎです。
人災です。
(ひょっとしてこの部分はアイシンに設計か?)

カムシャフトはバルブスプリングがあるため
増速と減速を繰り返しますから
(カクカク動いている)
とっても厳しい部分だと思います。
もっとも使っちゃいけないボルトの使い方ですね。

しかも、通常ボルトとボルト穴に精度は求めるような設計しないので、取り付け方によっちゃセンターズレやバルブタイミングズレが
起こります。

ボルトって市販品数量調べると結構な
寸法バラつきがありますから・・・

最近ポルシェもエンジンブローで出荷停止
の大リコールになりましたが、試作段階では
大抵問題なく、量産になると部品精度も
組む人間もバラつきがありますから
このようなことになるんだと思います。
ちょっとバリが合ったり反りがあれば
取り付け変わっちゃいますからね。

とっても参考になりました。
BMW乗りは要注意ですね。
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