JPH04143101A - ホイールカバー取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は自動車用のホイールカバーの取付装置に係り
、就中、ホイールナツトに取付する形式のホイールカバ
ー取付装置に関する。

〔従来の技術〕

１ディスクホィールをハブに締結するホイールナツト（
又はボルト）を取付対象に選んだ、ホイールカバーの取
付形式は従来から各種存在しているが、どの形式も問題
点を孕んでいる。

最も古い形式は特殊形状のホイールナツトを要求するも
ので、汎用性に劣る０次いでバヨネット形式が提案され
たが、廻し嵌めそのものが仇となり、急制動時に脱落を
起す。プラスチックスホイールカバーが普及すると、そ
の成形自在性を利用してナツトに抱き付く形式も現れた
が、プラスチックス特有のクリープ性・耐熱性を克服で
きず、裏打の金属ばねを併用するなどを要し、複雑で高
価な欠点があり、更に型側も困難で生産性も悪かった。

以上の欠点を解消する方策として、本出願人は、特開昭
８３−２８７６０１号公報を提案し続いて特願平１−１
１３２９５号を提出した。両者の基本的形式は、１ディ
スクホィールの取付ピッチ円上に数個ある標準袋ナツト
から適宜数を選択し、−個のナツトに対して、二辺の挟
角をもつばねで唖者すると共に、ばねはナツトの選択数
に渡って連繋して環状に一体化されて成り、取付操作に
当ってはナツトを乗越えて嵌着されるものとしている。

このため従来形式の難点は解決された上に、挟角と連繋
環状の二重のばね性を併有するため取付操作しやすく脱
落しない特徴をもっている。更に後者出願においては単
純化も極限まで計られ、生産性並びに経済性にも優れた
ものとなっている。

然し、ホイールカバーも１ディスクホィールのディスク
も構造形状は多岐にわたっている。

ホイールカバー取付装置は、これら種々の構造形状にも
通用可能であること、即ち広い汎用性が求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕

特願平１−１１３２９５号の問題点は次の場合に生じる
。′ｓ２図と３４３図は同公報の要旨と問題点の説明図
である。

両図を参照して、１ディスクホィール５をハブに取付す
るホイールナツト４をホイールカバー１の取付にも兼用
するもので、ナツト４に嵌着するばね体３を支承板２に
よりホイールカバー盤１に支承している構成である。ホ
イールナツト４は車種によりボルト頭であったり、ピッ
チ円上に４〜１０個配列されたりするが、その数から適
宜数（３〜５個）を選択する（図示は４個選択）。一方
ばね体３は、この選択数の挟角αをもち、その外側では
張出耳３２をもって、又内側では基円３００をもって連
繋し、接合３１をもって閉環したものである。ばね体３
のホイールカバー盤１への支承は、支承板２に設けた嵌
挿孔２０１に張出耳３２の外郭を嵌入して取付される。

ばね体３は又、ホイールナツト４の頭球４１に案内され
六角部４２を乗越えてテーパ成は球面をなす外郭線４０
に嵌着される。この時、六角部４２の乗越に際しては挟
角αの開角と基円３００の拡径及び挟角αの開角を援助
する張出耳３２の開角と拡径があり、嵌着された後はそ
れらが共働して強靭な嵌着機能を発揮する。

然し前記の汎用性に照らすと、幾つかの問題点が浮び上
って来る。

その第１は１ディスクホィールの構造に関係するもので
ある。ディスク５は応力緩和の為一般に理由５１をもつ
が、これよりナツト４の座に落込む斜面５２が５２°の
ようにナツト４との間隔が狭い場合もある（即ちハブ取
付面直径が小さい）。この間隔は基本機能ではナツト４
を締めるソケットレンチ（ＪＩＳ用語）が入ればよいの
で、その制限内において生じ得る。すると、張出耳３２
の長さ３２０が短縮され、挟角αの開閉弾性が強くなり
、ひいてはばね体３のナツト４の乗越えを困難化させる
。

第２の問題点はばね体３の嵌着弾性とばね線径３０に関
するものである。嵌着弾性は挟角開閉と拡縮径と二者を
もつが、車輌の受ける振動（の周波数分布）に応じて、
上記寸法制限のもとで決定される。その結果、ばね線材
のヤング率に依り、ばね線径３０か細い（例えば１．５
ｍｍ１ものと決定されると、前記ナツト４の乗越時に頭
球４１から六角部４２への乗上げが難しく、取付感触を
著しく阻害する。

第３の問題点は、ばね体３の設計自由度が小さいことで
ある。これは、形状単純性と表裏一体を成すもので欠点
と決め付は難いが、上記問題点と絡まると籾は重大な機
能低下に連なる場合を生じる。

第４の問題点は支承板２の嵌挿孔２０１へのばね体３の
張出耳３２の嵌着強度に関するものである。支承板２の
プラスチックス材の弾性係数は金属に比べれば二桁小さ
い上にクリープ性もあり、嵌着力は大きいものではない
。その所へ上述の乗越困難性が加わるときは、嵌着強度
の不足により抜出を生じるおそれがある。

〔発明の目的〕

この発明は上記問題点を解決する手段を提示することを
通じて、汎用性の高いホイールカバー取付装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、ばね体３を被覆付ばね線材を用いて構成
することにより、上記課題の一挙解決を図ったものであ
る。典型的なホイールカバー取付装置でのばね体３の線
径３０は、従来例の形状で１．５〜２．０ｍｍφの時に
取付特性が適合するものであるから、細径に過ぎて特に
ホイールナツト乗越性は劣るものとなりやすい。

そこで、ばね弾性は維持しつつ被覆付けして大径化を企
り、併せて他の課題にも対処する手段を提示する。

′ｓ１図に被覆付ばね体３の概念図を示す。図中６は被
°覆の例を示している。

線材の被覆は一般にプラスチックス材を適用するが、こ
の発明の用途には、短時間ながら２００℃弱の耐熱性と
常時加わっている圧縮応力への耐性と更に若干の耐摺動
性が必要になる。一方ばね体３は曲げ弾性で機能するか
ら、曲げ方向に影響を及ぼさない被覆形式を選択する。

これらのことから、エンジニアリングプラスチックス材
の全面被覆やスパイラル巻装、金属線やリボンのコイル
巻き付は巻装を使用する。

プラスチックスと金属では各々次のような利害特質をも
つので、要求仕様並びに状況により選択し、或いは両者
の複合を計る。先ず金属の巻装では、耐熱性と耐圧縮性
にに全く懸念がなく、耐摺動性の中の耐摩耗性も満足な
長所をもち、プラスチックスではホイールナツトを対象
としたとき摩擦係数が小さいため乗越時の操作感触に優
れ、硬度も小さいためナツトを傷付するおそれがない。

又質量も小さいのでばね特性の共振周波数も下らず、Ｑ
　（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｆａｃｔｏｒ共振の鋭さ）を下げ
、全面ｗＬＮならば芯線ばねの防銹作用も期待できる特
長がある。反面の短所は、各々の裏返しになるが、材買
の選択と配慮を例えば次のように行うことによって実用
上問題のない域に達し得る。

第１図に例示した金属線巻装では、摺動性能からは銅合
金、質量からはアルミニウム合金、経済性からは軟鋼線
が適する。銅合金の場合は、ばね線芯線（硬鋼）を電食
により傷めるので芯線の表面処理が必要になり、比重も
大きく経済性にも劣ることから、銅合金はメツキ材とし
て用い、軟鋼線を銅系メツキして巻装線材とする方策が
良好である。アルミニウム合金では幾分の耐食系、高力
系合金が適し、芯線表面処理も簡単に済む。軟鋼線では
芯線巻線共に表面処理を要する点で、後述する。

第４図に示すプラスチックス被覆６１では、耐熱性がま
ず検討されねばならないが、　２００℃弱の最高温度は
ブレーキングの短時間のものであり、熱変形温度値とし
ては低荷重下のデータ特性値で使用に耐えるものである
。このためエンジニアリングプラスチックスに分類され
る大多数の材買が適用可能である。問題は、温度は低い
条件下でも長期に汎って加わり続ける嵌着荷重によるク
リープ潰れにある。しかしながら、所要の被覆肉厚は０
．５〜１ａｏ＋＋程であって肉厚が薄い程潰れ量も小さ
くなるため、嵌着性能への影響は軽減される。これらの
条件を踏まえ、経済性にも配慮した具体的材買例をあげ
ればＰＰ０−Ｐ＾アロイ・ＰＯＭなどである。

プラスチックス被覆の工程手段は、曳線工程での被覆付
けの他にデイツプ付け・シース嵌め・スパイラルチュー
ブ通し・粉体塗装など（第１図〜第５図参照）多くの方
法を採用できる。これに伴い、防銹目的にて芯線ばね材
への密着強度を要求されるものから、回転ローラ作用を
期待して全く密着を要しない場合まで所要特性が変化す
る。これを振動特性から見ると、密着良好時はＱダンプ
して振動を抑制する作用を図り、非密着時は一旦振動を
許して後に受止買置によって小振巾に振動を制限するも
のである。いずれにしても共振現象は効果的に抑制され
る。

次に金属とプラスチックスの併用がある。上述のように
金属とプラスチックスの被覆では相い反する特徴をもつ
ため、併用することによって互いの長所だけを共に取り
出すことが可能である。この組合せは多岐多様に過ぎる
ので若干の例示にて止どめる。第６図に示す例の−は、
ばね線に軟鋼線巻装した上にプラスチックス充填したも
のである。この場合、耐熱・伝熱性と残荷重負荷は金属
が受止め、摩擦・摩耗・嵌着性や制振・防銹などの特性
はプラスチックス材が受持つものである。第７図に示す
例の二は、プラスチックス粉体塗装にて数百μｍ径の金
属粉を混合して芯線コーティングするものである。この
場合にも上例と同じ作用を果す上に、経済性にメリット
がある。同様の機能はマイカやガラスピーズ等の補強用
ミネラル粒を含有する熱可塑性樹脂の練土被覆によって
も達せられ、量産性に優れている。３４８図に示す例の
三は、巻装する軟鋼線材としてプラスチックス被覆付線
を用いるものである。プラスチックス被覆が接着機能を
果すときは更に好適である。この場合も上例に準じた作
用を有する上に部分剥離可能なため閉環溶接接合に便利
である。

第９図は被覆付して大径外径となったばね体３のナツト
４の乗越えと嵌着状況の説明図である。被覆６がシース
等の挿通体であるとき最も顕著な作用をするので、その
例を示して説明する。ばね体３の挟角部がホイールナツ
ト４の頭球４１から六角部４２に乗上げするとき、芯線
３０’　と被覆６２°は図示のように外径が大径である
と容易に六角部に乗上げする。被覆６２°が挿通体であ
るときはローラ作用も加わるので更に乗上げを援助する
。ナツトを乗越して嵌着されると芯線３０”、被覆６２
“に示すように納まり、取付が完了する。

なお、取付状態維持性能、即ち脱落耐性は、嵌着部のア
ンダカット深さ×ばね定数で定められる逆向乗越力に比
例するのである。従来の特許文献などでは嵌着部のばね
付勢力×開部摩擦係数に比例すると誤解し、摩擦係数の
大きな圧着部材を事更に選択するなどの誤策も散見する
所であるが、摩擦は小さい方が良い、ローラ作用は非常
に小さな等偏摩擦係数を示すが、脱落耐性には影響しな
い、返って、ホイールナツトをも自分自身をも傷付しな
い点で好適である。

〔実　施　例〕

以下に具体的実施状況の一例を示し、本発明の要旨を詳
細に説明する。

第１０図から第１５図化にこの発明の具体的実施例を示
す。第１０図と第１１図は要部断面図と平面図、第１２
図〜＄１５図は支承部２とばね体３の懸架策３例である
。

ホイールカバー盤１にヒンジ２０を介して立植された支
承部２に懸架されるばね体３は、１ディスクホィール５
を締付しているホイールナツト４に嵌着されて取付を果
している。ホイールナツト４のテーパ部４０を対象とし
て嵌着されるばね体３は、挟角αと巻掛角βをもつ挟角
部の片辺から隣接する挟角部の片辺に亘って湾曲３３を
もって接続し、全形にて連繋環状に構成されており、挟
角部の両辺間外方には張出耳３２を設けている。ばね体
３の素線は、芯線３０に被覆６を付して大径化を図って
あり、接続部３１は被覆６を切除してスポット溶接３１
１にて接続している。

芯線３０は例えばばね鋼材を用いるが、被覆付見掛外径
に比べ細径であ一す、被覆６は既述したように曲げ方向
に抵抗しない構成としているから、弾性は弱いものとす
ることができる。そこでもし、１ディスクホィール５の
理由５１からの斜面５２がホイールナツト４に迫ってい
て張出耳３２の長さが短く制限された場合にも、挟角α
の挟持弾性はしなやかに設定することができる。又、連
繋環体として求心方向に縮径する弾性力（以下、緊張力
という）は小さくすることもできるし、接続部の湾曲３
３を少くする（直線化）ことによって大きくも為し得る
。

その結果、挟角の弾性と緊張力の弾性とは大きく異った
設定も自在であるから、従って両者の共振周波数も大き
く隔った値にすることができ、広い周波数範囲の振動に
も耐脱落性能を維持できる。更に被覆は防振作用をもつ
ため、共振の鋭さ（Ｑ　：　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｆａｃｔ
ｏｒ）を下げ、更に振動に強い脱落耐性を得られる。一
方、ホイールカバーの取付操作にあたっては、しなやか
な挟角弾性と被覆の大径外径でのホイールナツト４の頭
球４１から六角部４２への乗上げが円滑に行われ、ホイ
ールナツト４を乗越やすいので取付感がよく、しかも接
触面積が広くなるので六角部４２もばね被覆６を傷付き
難い。加えて支承角γは取付押込力が緊張力を緩和して
拡径を促すので、取付は更に容易にする。

支承部２によるばね体３の懸架策は、三部を図示した。

第１２図は、一対の爪２１１．２１１にてばね体３の張
出耳３２を抱え、張出耳３２の中に突起２１０を挿入し
て抜止めとしたものである。爪２１１の抱え状態には、
張出耳３２の弾性を利用して打込組付けして到達する。

突起２１０の成形は、爪２１１の下方孔と弁型であり、
前示第１０図のヒンジ２０とも弁型の斜方突出型と、ホ
イールカバー盤１の裏型とを用いて行い得る。

よって、ホイールカバー盤１の成型は支承部２を含めて
表裏二枚割り型で対処でき、成形簡易、生産性良く、経
済的である（以下の支承部もすべて同様である）。この
支承部では突起２１０に依り、従来例での抜けるおそれ
は全くない。

抜止策は第１３図に示す張出耳３２の平行部３２１から
桁上３２２を付して、前面と同じ爪２１１゜２１１によ
って長円孔２２０内に抱えても可能である。桁上３２２
は曲加工工程を一工程増すが、張出耳３２の実効長を増
すので当部弾性をよりしなやかにする効果もある。

′Ｍ１４図と第１５図は抜止具２３１にプラスチックス
ヒンジを通用したもので、第１４図は成形時の形状、第
１５図は組付形状を示す。張出耳３２は長円孔２３０内
に過乗に挿通させて突出させ、この内側に抜止具２３１
を折込んで戻すと、組付が完了する。尚、支承部２が求
心向に移動することは、ホイールカバーの取付・使用・
取外しのいかなる場合にも起らないことはいうまでもな
い。

〔発明の効果） 本例による効果は、従来例の課題をすべて解決した上に
随所に述べた通りである。

すなわち、この発明のホイールカバー取付装置は、１デ
ィスクホィールをハブに締付するホールナツトを取付対
象に兼用するものである。

このため、リムのハンプに取付する方式に比べ数点の長
所をもっている。

第一は掛止部深さ（アンダカット量）が大きく且つ寸法
が明確である。リムのハンプは、タイヤのリム・ウェル
への落込みを防ぐ為のビードシートの裏面であるから、
寸法の規定はなく、形状も数種あり深いものもあるが浅
いものもあり、しかもロフト差や個体差も大きい、これ
に対しホイールナツト及びナツト座は重要保安部品であ
って、外形形状寸法共に正確であり、掛正に利用する深
さは明確で、一般のハングに比べ倍程のアンダカット量
を採れる。このためホイールカバーの取付は強固で且つ
耐脱落性のばらつきもほとんど生じない。

第二にホイールナツトのピッチ円は、リムに比べ小径で
且つ撓みがない。リムはラジアル方向撓みがホイール回
転に伴って常時生じているに加え、高速カーブ時には側
方撓みが３〜５ｍｍにも及ぶものである。ホイールナツ
トを対象にした取付装置では、撓みがない為に設定条件
は常に満足されており、又リム側方への撓みは、ホイー
ルカバーの外縁に当るのでホイールカバー自身が順応し
且つ復帰するだけであって、小径である取付部への影響
は微少である。このためホイールカバーの取付性は頑強
で、車輌運行状況に左右されず、信頼性も高い。

第三には、ホイールカバー外縁をリムフランジに密着設
定できる点がある。これは上述第二の効果と同じ理由か
ら生じる効果である。リムのハングに取付する方式では
、ホイールに加わる振動衝撃時にホイールカバーに接触
するとカバーが叩き出されてしまうから、カバー・フラ
ンジ間に間隔を保たねばならないが、リムフランジには
不特定位置にホイールパランサウェイトの付くことを想
定しなければならないので、この間隔は非常に大きい必
要がある。ホイールカバーは装飾が主な機能であるにも
係わらず、この大きな間隔から中を硯けるので見苦しく
、泥渾が浸入して併重するなどの汚点もあった。

この方式では密着させて取付作用に影響がないため、上
の問題がない効果があり、装飾機能も万全である。

第四にリム内面を傷付しない。代りにホイールナツトは
傷をつけることになるが、ホイールナツトは元来レンチ
に残線されて傷跡を存している性格のもので、気掛りに
なるものではない。リムの傷は、たとえプラスチックス
の取付爪を押付して取付する形式であっても生じる上に
エアバルブを基準とした同一部位に発生し、ホイール外
周にあるから浅水にも浸り銹を生じるとホイールカバー
の付は外しに支障をきたす上に、耐脱落性をも阻害する
ものとなっている。ホイールナツトを対象とする取付形
式では、これらの障害原因は大きく改善されている。

取付装置の主役を果すばね体は、取付対象となるナツト
を挟持する挟角部と挟角部を環状に連繋する基田部とよ
り成り、両者の弾性特性が異って二重の弾性共振周波数
をもつため、広い加振周波数範囲に渡フて共振Ｑが低く
強靭な耐振取付性を得られる。

ホイールカバーの取付操作には、ばね体の挟角部をナツ
トを乗越して嵌込み、スナツプフィツトさせる方式であ
るから、車に押込み操作するだけで装着できて取付作業
性が良い、取付後は挟角によるナツト面の挟持により、
ホイールカバーの廻動は完全に阻止されていて急ブレー
キ時等の慣性モーメントにも耐え、又挟角の楔効果によ
り、ナツトへの圧着力も強く耐脱落性も高い。

ばね体のホイールカバー盤への取付支承はプラスチック
スヒンジ又はばね自身の撓み性を利用しているから、ホ
イールカバー盤に生じる応力は零であるか又は非常に微
少になっている。

このためプラスチックス特性であるクリープ現象には影
響を受けず、永年に渡って変形なく、且つ信頼性の高い
ホイールカバーを得られる。

ばね体の圧着対象であるホイールナツトは、ブレーキ時
には局部的に高温（２００を弱）になるが、この熱はば
ね体に伝熱されるだけであって以後空冷されホイールカ
バー盤までは及ばない。このため、ホイールカバー盤自
体材質の耐熱性は不要であり、上記附クリープ性不用の
特色とあいまって、汎用樹脂材（例えばポリプロピレン
等）を適用でき、応用性が広く経済性も高い。

ブレーキ熱放散には１ディスクホィール・ポイールカハ
ー共風孔を設けて対処するが、この発明の取付装置は風
孔より内側に小径に納っているから熱放散を訪客しない
。また、ホイールカバーの風孔はカバー主機能である意
匠の主項（“目玉”）となるが、この発明の取付装置は
小径故に意匠形状を制限しない、同時に上述の材質選択
自白性と呼応して塗装メツキなどの表面処理も自由であ
るから、ホイールカバーデザインは全く自由に行い得る
。

ホイールカバー盤は雌雄二枚型側だけで成形加工できる
から、生産性が良好で型代も廉価である。このため大量
生産にも多種少量生産にも適合する。更にこの点は主項
までの効果と相乗効果を発揮する。

取付主体をなすばね体は、芯線を丸線に求めている。丸
線芯線は曲加工に際し方向性がないので三次元立体形に
成形しやすく、上述実施例の語形状を容易に実現できる
。又最も基本的、標準的なばね素材であるから、材質・
線径・表面処理などの面で市販品からの選択中が広く、
高機能、高性能のばね体を経済的に得ることができる。

これらの特賞を備えたばね体は、多様な１ディスクホィ
ールに適合性をもっている。

これにより互換性・交換性・共通部品化を図ることがで
き、主項ホイールカバー盤の特色と相乗的に効果をもた
らす。

以上からこの発明では、広い汎用性をもつ取付装置であ
りながら高性能であり、生産性、経済性も高く、商品と
して優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のばね体の概念図、第２図と第３図は
従来例説明図、第４図〜第８図は被覆説明図、第９図は
作用説明図、第１０図及び第１１図は本発明の具体的実
施例の説明図、第１２図乃至第１５図は各支承部の構造
説明図である。 １・・・ホイールカバー盤　２・・・支承具３・・・ば
ね体　　　　　　４・・・ホイールナツト５・・・１デ
ィスクホィール　６・・・被覆他４名 第 図 第 図 第 図 箪 第 図 図 ｊυ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ディスクホィールを締付しているホィールナットを
   取付対象に選び、ホィールカバーに支承体を介して懸架
   されるばね体を上記ホィールナットに嵌着することによ
   りホィールカバーをディスクホィールに取付するホィー
   ルカバー取付装置において、上記ばね体は、上記ホィー
   ルナットの群から適宜数を選択した個々のホィールナッ
   ト当たり個別に挟持する挟角部を有し、この挟角部の相
   い隣接する片辺同士を接続することにより全形にて連繋
   環状に構成し、且つ、このばね体の素線は被覆されて成
   ることを特徴とする、ホィールカバー取付装置。 ２　ばね体素線の被覆が、金属線の密着巻装であること
   を特徴とする、請求項１記載のホィールカバー取付装置
   。 ３　ばね体素線の被覆が、金属又はプラスチックス材の
   スパイラル巻シースを挿通させてなることを特徴とする
   、請求項１記載のホィールカバー取付装置。 ４　ばね体素線の被覆が、プラスチックス材被覆である
   ことを特徴とする、請求項１記載のホィールカバー取付
   装置。 ５　ばね体素線の被覆が、金属とプラスチックスの複合
   材被覆であることを特徴とする、請求項１記載のホィー
   ルカバー取付装置。 ６　ばね体素線の被覆が、金属線巻装した上にプラスチ
   ックスで充填・密着せしめて成ることを特徴とする、請
   求項５記載のホィールカバー取付装置。 ７　ばね体素線の被覆が、無機質強化プラスチックス被
   覆であることを特徴とする、請求項１記載のホィールカ
   バー取付装置。 ８　ばね体素線の被覆が、粒状無機質強化材を含有する
   ことを特徴とする、請求項７記載のホィールカバー取付
   装置。 ９　ばね体素線の被覆が、素線上にて廻動可能であるこ
   とを特徴とする、請求項３記載のホィールカバー取付装
   置。 １０　ばね体素線の被覆が、素線に密着し外気と遮断し
   ていることを特徴とする、請求項４乃至８記載のホィー
   ルカバー取付装置。 １１　ばね体素線の被覆が、素線に密着することによっ
   て防振することを特徴とする、請求項４乃至８記載のホ
   ィールカバー取付装置。