車体とホイールを接続するボルトについて

車体とホイールを接地するボルトについて、質問致します。
車体にホイールが接地させる場合、ボルトは、車体に対して、どれくらい
差し込まれてるものでしょうか？
１ｃｍとか、２ｃｍとか？例えば、ボルトの長さが、短く、１ｃｍぐらいしか差し込まれていないとすると、安全面に問題があるものでしょうか？

No.6 ベストアンサー 回答者： LB05 回答日時： 2008/03/10 20:14

　補足、ありがとう御座います。

それでは『ホイールをハブに留める為のホイールボルトは、どのくらいハブ側に入っていたらOKか？』という御質問として、回答致します。
　御質問のケースは、ホイールボルトに限らずボルト締結一般の話となります。ボルトがどのくらいの長さかかっていればよいか？という話はボルト設計の基本なので、当然理論的な限界寸法、つまり何cmネジ込めばOKか？が決定出来ます。

※まず、ホイールボルトの様なボルトの使い方について。
　この場合の締結は『フリクション留め』という構造になり、ボルトの曲げやせん断応力に頼った使い方ではありません。
　ボルトはネジ込んでいくと、ネジ部は中に潜り込もうとする、しかしボルト自体は6角アタマのところで被締結物表面にぶつかり、結果ボルトは引き伸ばされますが、そうなると当然ボルトは伸ばされまいとモーレツな引張り力を発生します。（これを軸力といいます。）
　フリクション留めとなると、このボルトの引張り力によって発生するホイールとハブ間の摩擦力に頼って回転を伝達する事になります。
　摩擦で留まっているなどと感覚的には不安に思いますが、世の中にあるボルト締結構造の90％はこのフリクション留めです。

※とすると、御質問の内容は『ボルトを何ｃｍ入れたら必要軸力が得られるか？』と言い直すことが出来ます。

※ここでボルトの計算式をダラダラ打っても仕方ないので、現実的な例を挙げましょう。普通に考えると、ナットの高さ分あればボルトの必要軸力は得られることになります。
　ホイールボルトはM12なので、M12のナットの高さは・・・JISハンドブックが手元に無いので正確には回答出来ませんが、普通のナットで10～12mm程度の高さだったと思います。
　実際には、立て込みネジ（部品に穴を開けメスネジが切ってある状態）では、その部品の材質がナットほど高応力の材料では無い事が多いので、ナット高の1.5倍とか2倍程度の長さの噛合いとします。（勿論、立て込みネジ側の材質が判れば、正確に必要ネジ深さを算出可能です。）

※一方、工学系の論文では、『ネジは最初の3ピッチで必要軸力の80％を出す』という研究報告もあります。ホイールボルトは複数本あり、実はかなり余裕を持った設計となっているので、各ボルトが80％程度の軸力を出せば問題無い、とも言えます。即ち、３ピッチ以上（ホイールボルトのピッチは1.25か1.5なので、掛かる深さは3.75～4.5mm程度）入っていればとりあえずOKと考えられます。（市販車を用いたプロダクションレースでは、トレッドを広げる為にブ厚いスペーサをいれ、実際にホイールボルトに３～４ピッチ程度しかナットがかかっていない状態で使用する連中もいますが、サーキット走行でタイヤがカンタンに脱落する様な事はありません。）
　もっともこの場合、上記の材料の話があるので、締付けトルクは再度検討する必要はあるでしょう。

※但し、ネジの緩みに関しては問題アリです。
　ネジの緩みに逆らう力は、ネジ頭の座面の摩擦力とネジ部の摩擦力だけで、高校で習うF＝μWの式を持ち出すまでもなく、軸力（式の上ではWに相当）が小さいと当然摩擦力Fも小さく、３ピッチだけでは緩み易くなるとは言えそうです。（上記のプロダクションレースの場合も、恐らく緩みが早くなっていると思われます。）

・・・以上より、御質問の回答は、
１）３ピッチ以上入っていればとりあえずOK
２）但し、ネジを潰さない様に締付けトルクを決定する事と、緩みに弱いので頻繁にチェックする必要アリ
・・・となります。

この回答へのお礼

大変詳細なご回答ありがとうございます。非常に参考になりました。どうもありがとうございました。

お礼日時：2008/03/29 07:15

No.7 回答者： posh156 回答日時： 2008/03/10 23:56

No.4 です。

他意は有りませんが・・・愛嬌と御笑覧下さい

この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます。参考にします。

お礼日時：2008/03/29 07:14

No.5 回答者： M16A3 回答日時： 2008/03/10 17:30

因みに鉄ホイール用（スペアタイヤ）とアルミホイール用のボルトは、ホイールの厚み分、長さが違います。

スペア用にアルミ用ボルトを使用するとバックプレートまで貫通して大変なことになるので注意しましょうね。

この回答へのお礼

ご返答ありがとうございました。

お礼日時：2008/03/29 07:16

No.4 回答者： posh156 回答日時： 2008/03/09 23:34

国産車でなく、欧州車に多いボルトでホイールを留めるタイプかな？

何センチ差し込めばＯＫと言う基準は有りません。　純正と同じ長さは差し込んで（ねじ込んで）下さい。

逆に言えば、「純正の差込量から、どのくらいまで（何ｍｍ）減らしても大丈夫か？」との質問になるでしょうが、自己責任でやる以外（かなり危険ですが・・・）、誰も何ｍｍまで大丈夫なんて言えませんよ。

ボルト選定のご参考に
http://www.dc-bg.com/goodparts/h-r/bolt.htm

参考URL：http://www.dc-bg.com/goodparts/h-r/bolt.htm

この回答へのお礼

ご返答ありがとうございました。

お礼日時：2008/03/29 07:17

No.3 回答者： noname#131426 回答日時： 2008/03/09 23:29

サイズによって多少の違いはあるでしょうけれど、純正ホイールに純正ナットを装着した長さとしか言いようがないと思う。

それより短ければ、危険な要素は増える。と。
メーカー的な汎用部品を使うだろうから、多少の誤差は有るでしょうけれどね。

つまりは、スペーサーを噛ましたいけれど安全か？って話でしょ。
街乗り程度なら特に問題は出ないでしょう。絶対とは言えないけれど。
高速を走ったり、山道をよく走ったり、サーキットに行けば危険性はそれなりに増えます。
ボルトが折れて、場合によってはタイヤが車を追い越していきます。

No.2 回答者： LB05 回答日時： 2008/03/09 23:27

　御質問のボルトとは、ホイールとハブ（ブレーキのロータが付いており、クルクル回る部分）を結合しているホイールボルト（ホイール1本当り4～6本のボルトがあります）の事でしょうか？

　国産車では、通常ホイールボルトはハブ側（要するにクルマ側）に打ち込まれており、ホイールはナットの締め付けで取り付けますが、御質問ではボルトの様ですので、対象のクルマは外車（更にはドイツ車）ではありませんか？

この回答への補足

ご返答、ありがとうございます。はい、その通り、ドイツ車です。

補足日時：2008/03/10 10:04

No.1 回答者： kaZho_em 回答日時： 2008/03/09 22:48

ハブボルトですね。

あれは何センチ差し込まれているとか、そういう話ではありません。
ハブの裏側から貫通させてあり、ボルト自体が抜けなくなっています。
以下のページの一番下の写真が参考になると思います。

http://www.d2.dion.ne.jp/~bruns/hazusi/asi/hub.htm

この回答への補足

早速のご回答ありがとうございます。
すみませんが、私の説明不足です。ボルト自体、抜けなくなっているものではなく、ボルトで、ホイールと車体を留める時の内容です。
よろしくお願いします。

補足日時：2008/03/09 22:53