JP2019081507A - ホイールキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化と軽量化を図りつつ保持力を確保することができるホイールキャップを得る。【解決手段】ホイールキャップ１０は、ホイールを固定する複数のホイールナット４０に沿った意匠面を構成し、かつ各ホイールナット４０が内接する周壁部１４と、周壁部１４の内周面における各ホイールナット４０に対応する位置に突出形成され、ホイールナット４０のテーパ面４２に係止される係合爪２０と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用ホイールに装着されるホイールキャップに関する。

特許文献１には、自動車用ホイールの意匠面に装着されるホイールキャップが開示されている。当該ホイールキャップは、裏面から突出するリブの先端に形成された爪がホイールナットに対して係合されることにより固定されている。また、特許文献２には、自動車用ホイールのハブ孔及びホイールナットを覆い隠すホイールキャップが開示されている。当該ホイールキャップは、周壁の内側に形成された係合突起が自動車用ホイールのインロー部に係合されることにより固定されている。

特開平９−２６３１０１号公報 特開２００１−７１７０３号公報

ここで、特許文献１のホイールキャップは、裏面から突出形成されたリブを用いて自動車用ホイールに固定するため、係合力を上げる場合には、リブが補強されることで構造の複雑化や重量の増加を招く。また、特許文献２のホイールキャップは、自動車用ホイールのインロー部に爪を係合させて固定させるため、ホイールナットを覆う周壁部分が係合部分から離れると、周壁部分が外力を受けた際に外れ易い。この場合、係合部分における係合力を上げてもホイールキャップ保持力を確保することは難しい。

本発明は、上記事実を考慮して、構造の簡素化と軽量化を図りつつ保持力を確保することができるホイールキャップを得ることを目的とする。

本発明の第１の態様のホイールキャップは、ホイールを固定する複数のホイールナットに沿った意匠面を構成し、かつ各前記ホイールナットが内接する壁部と、前記壁部の内周面における各前記ホイールナットに対応する位置に突出形成され、前記ホイールナットに係止される係止部と、を備えている。

第１の態様のホイールキャップは、意匠面を構成する壁部に対してホイールナットに係合される係止部が形成されている。したがって、壁部とは独立したリブに形成された爪によりホイールナットを係合する場合と比べて、簡素な構造により係合力を確保することができる。また、自動車用ホイールのインロー部において係合する場合と比べて、ホイールキャップの外周部分において係合することから、少ない係合力で保持力を確保することができる。以上、第１の態様のホイールキャップによれば、構造の簡素化と軽量化を図りつつ保持力を確保することができる。

本発明の第２の態様のホイールキャップでは、複数の前記係止部は、対応する前記ホイールナット毎に複数の突出量が設定されている。

第２の態様のホイールキャップによれば、係止部の突出量を複数設定することにより、ホイールナットに対する係合力を調整すると共に、ホイールに対する保持力を調整することができる。例えば、突出量を多くすることにより、壁部に生ずる応力が増加する。すなわち、係止部における係合力が上がり、これに伴いホイールキャップの保持力が上がる。また例えば、突出量を減らすことにより、壁部に生ずる応力が減少する。すなわち、係止部における係合力が下がり、これに伴いホイールキャップの保持力が下がる。さらに、複数の係止部のうち、突出量の多い係止部を増やせばホイールキャップの保持力を上げることができる。一方、複数の係止部のうち、突出量の少ない係止部を増やせばホイールキャップの保持力を下げることができる。

本発明の第３の態様のホイールキャップでは、前記壁部は、周方向において肉厚の変更部を有している。

第３の態様のホイールキャップによれば、壁部の周方向において周囲と肉厚が異なる変更部を設けることにより、ホイールナットに対する係合力を調整すると共に、ホイールに対する保持力を調整することができる。例えば、係止部付近の肉厚を増やすことで壁部の剛性が上がる。すなわち、係止部における係合力が上がり、これに伴いホイールキャップの保持力が上がる。また例えば、係止部付近の肉厚を減らすことで壁部の剛性が下がる。すなわち、係止部における係合力が下がると共にホイールキャップの保持力が下がる。

本発明の第４の態様のホイールキャップでは、前記壁部は、少なくとも一の前記ホイールナットに対して設けられ、かつ前記ホイールナットを収容する前記内周面から立設された一対のリブを有している。

第４の態様のホイールキャップによれば、ホイールナットを収容可能な一対のリブを設けることにより、自動車用ホイールに対するホイールキャップの相対位置を固定することができる。なお、一対のリブは、少なくとも一のホイールナットに対応して設けられていればよい。

以上、本発明のホイールキャップによれば、構造の簡素化と軽量化を図りつつ保持力を確保することができる。

第１の実施形態のホイールキャップと装着されるホイールの斜視図である。 第１の実施形態のホイールキャップの背面図である。 第１の実施形態のホイールキャップであって、（Ａ）背面斜視図、及び（Ｂ）ホイールナットとの位置関係を示す背面斜視図である。 第１の実施形態のホイールキャップの側面断面図であって、（Ａ）第一係合爪を含む断面図、及び（Ｂ）第二係合爪を含む断面図である。 第２の実施形態のホイールキャップの背面図である。

（第１の実施形態）
次に、図１から図４の各図に基づいて本発明の第１の実施形態について説明する。なお、ホイールキャップ各部の位置関係については、自動車用ホイールの位置関係を基準とする。すなわち、車幅方向外側がホイールキャップの外側であり、車幅方向内側がホイールキャップの内側である。また、ホイールキャップの表裏をいう場合、車両の側部に現れる外側の面を表面とし、車両の側部から隠れた内側の面を裏面とする。また、ホイールの軸に沿った方向を軸方向とし、ホイールの軸周りの向きを周方向とする。

（構成）
図１に、本実施形態のホイールキャップ１０と、当該ホイールキャップ１０が装着される自動車用ホイール（以下、単に「ホイール」とする）３０のディスク３２が示されている。本実施形態のホイールキャップ１０は、ホイール３０のハブ孔３６を構成するインロー部３４と、ホイール３０を固定するホイールナット４０と、を覆い隠すものである（図４（Ａ）及び（Ｂ）参照）。ここで、本実施形態のホイール３０は、５個のホイールナット４０により固定されている。

本実施形態のホイールキャップ１０は、樹脂製であって、ディスク３２と対向するドーム状の天壁部１２と、天壁部１２の外縁部からディスク３２に向かって延びる略円筒状の周壁部１４と、を含んで構成されている。ここで、周壁部１４はホイールナット４０に沿った意匠面を構成しており、５個のホイールナット４０は周壁部１４に対して内接している。なお、天壁部１２の中心側には円板状の平面部１２Ａが設けられている。この平面部１２Ａには、例えば、自動車メーカーや車種のログマークが表示される。本実施形態では、天壁部１２及び周壁部１４の表面がホイールキャップ１０の意匠面を構成している。

図２に示されるように、ホイールキャップ１０の裏面には、周壁部１４の内周面の５箇所に係合爪２０が設けられ、内周面の３箇所に隔壁部２６が設けられている。

係合爪２０は、周壁部１４の内周面におけるホイールナット４０に対応する位置に突出形成された爪である。この係合爪２０は、背面から見て中心側が円弧状に凹んでおり、かつ周方向視の断面が三角形状である（図４（Ａ）及び（Ｂ））。ここで係合爪２０は、周壁部１４の内周面から中心側への突出量の異なる第一係合爪２２と第二係合爪２４とを有している。具体的に係合爪２０は、３箇所に形成された第一係合爪２２と、２箇所に形成され、第一係合爪２２よりも突出量の少ない第二係合爪２４とを有している。これらの係合爪２０は、裏面から見た場合に、図２の下から時計回りに第一係合爪２２、第二係合爪２４、第一係合爪２２、第一係合爪２２、及び第二係合爪２４の順に配置されている。

そして、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、各係合爪２０は、それぞれホイールナット４０のテーパ面４２に対して係止されている。なお、係合爪２０の断面形状は、三角形状に限らず、台形状、方形状、円形状等、テーパ面４２に対して係止可能であれば何れの形状であってもよい。

図２に示されるように、隔壁部２６は、第一係合爪２２に対応し、周壁部１４の内周面の３箇所に形成されている。この隔壁部２６は、第一係合爪２２を挟んで対向する一対のリブ２６Ａから構成される。このリブ２６Ａは、周壁部１４及び天壁部１２から立設している。ここで、対向するリブ２６Ａは平行であって、その間隔はホイールナット４０の頭部４４の最大径よりも僅かに大きい。また、リブ２６Ａの中心側の端部は軸方向と平行であり、内側の端部は軸方向に垂直である。このように形成された隔壁部２６は、図３（Ｂ）に示されるように、ホイールナット４０を収容可能とされている。

（ホイールキャップの着脱）
ホイールキャップ１０をホイール３０に装着する場合は、まず、図１に示されるように、ホイールキャップ１０の裏面をホイール３０のディスク３２と対向させる。そして、各隔壁部２６にホイールナット４０が収容されるように周方向の位置を合わせると共に、ホイールキャップ１０をディスク３２に対して強く押付ける。上述のようにホイールキャップ１０は樹脂製であって弾性を有している。そのため、周壁部１４が変形することで、各係合爪２０がホイールナット４０の頭部４４を乗越える。そして、ホイールナット４０の頭部４４を乗越えた係合爪２０は、周壁部１４の変形が元に戻る際の力によってテーパ面４２に沿って内側に引き込まれ、テーパ面４２に当接された状態で係止される（図４（Ａ）及び（Ｂ）参照）。以上、ホイールキャップ１０は、周壁部１４及び係合爪２０により係合力が発揮され、ホイール３０に対して固定される。

一方、ホイールキャップ１０をホイール３０から離脱する場合は、周壁部１４とディスク３２との間に、マイナスドライバや小型のレバー等の工具を差込み、周壁部１４を外側に向けてこじる。これにより、周壁部１４が変形すると共に、各係合爪２０がホイールナット４０のテーパ面４２及び頭部４４を乗越える。そして、全ての係合爪２０が頭部４４を乗越えることで、ホイールキャップ１０はホイール３０から離脱する。ここで、工具の差込箇所を複数個所に分けることにより、ホイールキャップ１０をディスク３２から均等に浮かせることができ、ホイールキャップ１０を離脱させ易い。

（作用効果）
本実施形態のホイールキャップ１０は、意匠面を構成する周壁部１４に対してホイールナット４０に係合される係合爪２０が形成されている。上述のように、本実施形態のホイールキャップ１０は、意匠面を構成する周壁部１４が弾性変形することで、係合爪２０がホイールナット４０の頭部４４を乗越え、ホイールナット４０のテーパ面４２に対して係止される。このとき、係合爪２０は周壁部１４に応力を加える。換言すると、係合爪２０はテーパ面４２に対する係合力を発生させる。

ここで、特許文献１のように、ホイールキャップの裏面から突出するリブの先端に形成された爪がホイールナットに対して係合されることにより固定されている場合、係合力を上げるためにはリブの剛性を上げる必要がある。例えば、リブの肉厚を増やしたり、リブを湾曲させたりする必要がある。また、リブ自体の剛性を上げるだけでなくリブの基端部である天壁部を補強する必要がある。この場合、例えば、天壁部の肉厚を増やしたり、湾曲部を設けたりする必要がある。なお、マイナスドライバや小型のレバー等の工具を差込んだ際に、天壁部がしなり過ぎると、ホイールキャップを離脱させることができない。この点からも天壁部は補強する必要がある。以上のように、特許文献１のようなホイールキャップは、肉厚を増やすことにより重量が増加し、湾曲部を設けることにより構造が複雑化する。また、湾曲部を設ける場合、金型の構造により意匠に制約が及ぶ場合がある。これに対して、本実施形態のホイールキャップ１０によれば、意匠面を構成する周壁部１４により係合力を確保することができる。すなわち、簡素な構造により係合力を確保することができる。また、補強のために肉厚を増す必要がないので軽量化を図ることができる。そして、工具を用いてホイールキャップ１０をホイール３０から離脱させる場合の離脱性を確保することができる。

一方、特許文献２のように、自動車用ホイールのインロー部に爪を係合させて固定させる場合、ホイールナットを覆う周壁部分が係合部分から離れるため、周壁部分が外力を受けるとてこの原理により係合部分に働く力が増大される。したがって、インロー部において係合されるホイールキャップは、外れ易く装着時の安定性に劣る。そして、係合部分における係合力を上げてもホイールキャップ保持力を確保することが難しい。これに対して、本実施形態のホイールキャップ１０によれば、ホイールキャップ１０の外周部分である周壁部１４においてホイールキャップ１０が係合される。したがって、周壁部１４において外力を受けても係合爪２０に働く力が増大されないため、少ない係合力で保持力を確保することができる。

以上のように、本実施形態のホイールキャップ１０によれば、従来技術のホイールキャップと比べて、構造の簡素化と軽量化を図りつつ保持力を確保することができる。これにより製造コストを抑制することができる。また、ホイールキャップ１０において保持力を確保するための構造が簡素化されることで、形状の制約が軽減されるため、意匠の悪化が抑制される。

また、本実施形態のホイールキャップ１０は、係合爪２０の突出量を複数設定することにより、ホイールナット４０に対する係合力を調整すると共に、ホイール３０に対する保持力を調整することができる。具体的には、本実施形態では、第二係合爪２４に対して突出量の多い第一係合爪２２と、第一係合爪２２に対して突出量の少ない第二係合爪２４を設定することにより、係合爪２０全体により得られるホイールキャップ１０の保持力が調整されている。

ここで、係合爪２０の突出量を多くすることにより、周壁部１４に生ずる応力が増加する。すなわち、突出量の多い第一係合爪２２を設けることで、係合力が上がり、これに伴いホイールキャップ１０の保持力が上がる。また、突出量を減らすことにより、周壁部１４に生ずる応力が減少する。すなわち、突出量の少ない第二係合爪２４を設けることで、係合力が下がり、これに伴いホイールキャップ１０の保持力が下がる。さらに、複数の係合爪２０のうち、突出量の多い係合爪２０を増やせばホイールキャップ１０の保持力を上げることができる。一方、複数の係合爪２０のうち、突出量の少ない係合爪２０を増やせばホイールキャップ１０の保持力を下げることができる。すなわち、本実施形態では、５つの係合爪２０のうち、第一係合爪２２の比率を増やすことでホイールキャップ１０の保持力を上げることができ、第二係合爪２４の比率を増やすことでホイールキャップ１０の保持力を下げることができる。

なお、本実施形態の係合爪２０では、２種類の突出量を設定、すなわち、第一係合爪２２及び第二係合爪２４を設けたが、これに限らない。例えば、全ての係合爪２０において突出量を変えてもよい。

また、本実施形態のホイールキャップ１０では、周壁部１４の周方向において周囲と肉厚が異なる変更部を設けることにより、ホイールナット４０に対する係合力を調整すると共に、ホイール３０に対する保持力を調整することができる。例えば、係合爪２０付近の肉厚を増やすことで周壁部１４の剛性が上がる。すなわち、係合爪２０における係合力が上がり、これに伴いホイールキャップ１０の保持力が上がる。また例えば、係合爪２０付近の肉厚を減らすことで周壁部１４の剛性が下がる。すなわち、係合爪２０における係合力が下がり、これに伴いホイールキャップ１０の保持力が下がる。

なお、周壁部１４における肉厚の変更部は、係合爪２０の周囲に限らない。例えば、隣り合う係合爪２０同士の間など、任意の場所に任意の数だけ設けることができる。そして、周壁部１４の周方向において周囲と肉厚が異なる変更部を設けずに周壁部１４全体の肉厚を調整してホイールキャップ１０の保持力を調整してもよい。

また、本実施形態では、係合爪２０の突出量の調整と、周壁部１４の肉厚の調整とを同時に行ってもよい。ただし、係合爪２０の突出量や周壁部１４の肉厚はホイールキャップ１０がホイール３０に装着された状態において、周壁部１４の変形量（撓み量）が周方向を通じて均等となるように設定する。つまり、各係合爪２０の突出量や周壁部１４の肉厚の変化によって、装着時や離脱時に係合爪２０毎にホイールナット４０の頭部４４を乗越える際の反力がばらつく場合でも、装着状態では周壁部１４に生ずる応力は均等化される。これにより、各係合爪２０における係合力は均等に配分される。

さらに、本実施形態のホイールキャップ１０では、ホイールナット４０を収容可能な隔壁部２６が３箇所に設けられている。本実施形態では、一対のリブ２６Ａと周壁部１４により囲まれた部分がホイールナット４０の収容部となる。本実施形態のホイールキャップ１０では、少なくとも１箇所に隔壁部２６を設けることにより、ホイール３０に対するホイールキャップ１０の周方向における相対位置を固定することができる。なお、本実施形態では、第一係合爪２２に対応する３箇所に設けられているが、少なくとも１個のホイールナット４０を収容できれば配置場所や配置数は任意である。

（第２の実施形態）
図５に基づいて第２の実施形態のホイールキャップ５０について説明する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。なお、図５において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付している。

第１の実施形態の周壁部１４は略円筒形状に形成されているが（図１及び図２参照）、これに対して、第２の実施形態の周壁部１４は略五角形状となるように形成されている。すなわち、本実施形態の周壁部１４は、係合爪２０に対応する頂部が最も径方向に突出しており、係合爪２０同士の中間部が最も縮径している。

本実施形態のホイールキャップ５０をホイール３０に装着する場合、係合爪２０と対応する位置以外では、ホイールナット４０が周壁部１４と干渉するため（図５の二点鎖線参照）、ホイールキャップ５０は装着できない。したがって、本実施形態のホイールキャップ５０によれば、第１の実施形態のように一対のリブ２６Ａから構成される隔壁部２６は不要である。また、本実施形態のホイールキャップ５０は、その外観によってホイールナット４０を収容する位置が特定できるため、装着も容易となる。

なお、各実施形態のようにホイールナット４０の対応位置に係合爪２０が設けられていれば、周壁部１４の形状は略円筒形状や略五角形状に限らない。例えば、周壁部１４を略星型や波型となるように、ホイールキャップを形成してもよい。

各実施形態のホイールキャップ１０は、５個のホイールナット４０により固定されるホイール３０用として形成されているが、これに限らない。例えば、４個や６個のホイールナットにより固定されるホイール用として形成してもよい。

１０ ホイールキャップ
１４ 周壁部（壁部）
２０ 係合爪（係止部）
２２ 第一係合爪（係止部）
２４ 第二係合爪（係止部）
２６Ａ リブ
３０ ホイール
４０ ホイールナット
５０ ホイールキャップ

Claims (4)

1. ホイールを固定する複数のホイールナットに沿った意匠面を構成し、かつ各前記ホイールナットが内接する壁部と、
   前記壁部の内周面における各前記ホイールナットに対応する位置に突出形成され、前記ホイールナットに係止される係止部と、
   を備えるホイールキャップ。
2. 複数の前記係止部は、
   対応する前記ホイールナット毎に複数の突出量が設定されている請求項１に記載のホイールキャップ。
3. 前記壁部は、
   周方向において肉厚の変更部を有する請求項１又は２に記載のホイールキャップ。
4. 前記壁部は、
   少なくとも一の前記ホイールナットに対して設けられ、かつ前記ホイールナットを収容する前記内周面から立設された一対のリブを有する請求項１〜３の何れか１項に記載のホイールキャップ。