(57)【要約】      （修正有）【課題】ホイールと一体回転するホイールキャップ本体の回転中心に、回転しないように見える軽量なセンタキャップを備えるホイールキャップを提供する。【解決手段】ホイール１４に固定されるホイールキャップ本体１の回転中心に、ホイールキャップ本体１に対して軸受４を介して相対回転可能に設けられる軸部５を設け、ホイールキャップ本体１のアウトボード側の軸部５にセンタキャップ６を支持し、ホイールキャップ本体１のインボード側の軸部５にカウンタウェイト７を取付ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールに固定されるホイールキャップ本体の回転中心に、ホイールキャップ本体に対して軸受を介して相対回転可能に軸部を設け、ホイールキャップ本体のアウトボード側の軸部にセンタキャップを支持し、ホイールキャップ本体のインボード側の軸部にカウンタウェイトを取付けたことを特徴とするホイールキャップ。
【請求項２】
センタキャップが軽合金からなることを特徴とする請求項１記載のホイールキャップ。
【請求項３】
カウンタウェイトがステンレス材からなる請求項１又は２記載のホイールキャップ。
【請求項４】
カウンタウェイトが銅合金からなる請求項１〜３のいずれかに記載のホイールキャップ。
【請求項５】
ホイールと一体回転するホイールキャップ本体の部位に、内部に少なくとも一つのボールを収めた箱部材を取付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホイールキャップ。
【請求項６】
前記ボールは、直径の異なる複数のボールであることを特徴とする請求項５に記載のホイールキャップ。
【請求項７】
前記ボールがステンレス材からなることを特徴とする請求項５又は６に記載のホイールキャップ。
【請求項８】
前記箱部材の内周部に凹凸部を設けたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のホイールキャップ。
【請求項９】
前記内周部の凹凸部を不規則に配置したことを請求項８に記載のホイールキャップ。
【請求項１０】
前記センタキャップを支持する軸部の軸受材料がステンレス材からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のホイールキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、電気自動車やハイブリッドカー等に適したホイールキャップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のホイールキャップは、センターナットやハブボルト等の保護、あるいはデザインのためにホイールに装着されるものであり、その中心部分に図柄や文字等が付いているものが一般的である。
【０００３】
ところが、ホイールキャップは、タイヤ（ホイール）の回転と共に回転するため、車両の走行中は、ホイールキャップに描かれた図柄や文字を識別することができない。
【０００４】
このため、走行中にホイールが回転しても、図柄や文字が描かれたホイールの中心部分が回転しないようにして、ホイールキャップに描かれた図柄や文字を識別できるようにしたものがある（特許文献１〜特許文献３）。
【０００５】
特許文献１と特許文献２には、ホイールの回転中心より下側に重心がある表示板をホイールキャップに相対回転可能に取り付けるという方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、液体中に錘付き表示板を浮かべ、停車時のホイール角度によらず、表示板の角度を垂直に保つようにする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−７１７０２号公報
【特許文献２】実開平２−１２５４０２号公報
【特許文献３】特開２００５−１１９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１や特許文献２のホイールキャップの場合、十分な錘効果がなければ、表示板の回転を抑止することができないので、表示板を大径にして、ある程度の容積にしなければならない。
【０００９】
したがって、この特許文献１や特許文献２のホイールキャップは、広告等の目的には向いているものの、ホイールセンタの小径部を保持するセンタキャップには不向きであり、バネ下荷重も増加する。
【００１０】
特に、バネ下荷重を抑える必要がある電気自動車には、適していない。
【００１１】
また、特許文献３のホイールキャップの場合、表示板が液体中にフローティングしているため、液体の粘性により、ホイールの回転に伴って表示板も回転し、車両走行時には図柄が見えない構造である。
【００１２】
そこで、この発明は、ホイールと一体回転するホイールキャップ本体の回転中心に、回転しないように見える軽量なセンタキャップを備えるホイールキャップを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、この発明は、ホイールに固定されるホイールキャップ本体の回転中心に、ホイールキャップ本体に対して軸受を介して相対回転可能な軸部を設け、ホイールキャップ本体のアウトボード側の軸部にセンタキャップを支持し、ホイールキャップ本体のインボード側の軸部にカウンタウェイトを取付けたものである。
【００１４】
上記構造のホイールキャップは、ホイールキャップ本体に対して軸受を介して相対回転可能な軸部を設け、この軸部にカウンタウェイトを取付けているので、カウンタウェイトの重量により軸部の回転が抑止され、軸部の回りをホイールキャップ本体が回転しても、軸部に支持されたセンタキャップは回転しない。
【００１５】
したがって、センタキャップに表示した図柄や文字の識別が可能となる。
【００１６】
センタキャップは、軽合金によって構成することが望ましい。
【００１７】
また、カウンタウェイトは、重量が大きいほど、回転抑止力が高くなるため、カウンタウェイトの材質としては、比重が大きく、耐腐食性の高い、ステンレス材や銅合金等が適している。
【００１８】
ホイールキャップ本体と軸部を相対回転可能に支持する軸受の材質は、雨等の侵食に耐えるように、ステンレス材が望ましい。
【００１９】
また、ホイールキャップ本体やセンタキャップは、軽量且つ耐腐食性の高いアルミニウム等の軽合金が適している。
【００２０】
次に、ホイールと一体回転するホイールキャップ本体の部位に、内部に少なくとも一つのボールを収めた箱部材を取付けることができる。
【００２１】
このような箱部材をホイールキャップ本体に取付けると、ホイールの回転により、箱部材の内部のボール同士、あるいはボールと箱部材とが接触するため、打音が発生する装置になる。
【００２２】
この打音の発生装置を、ガソリンエンジン車に比べて、走行音が小さい、例えば、ハイブリッドカー、燃料電池車、電気自動車等に搭載すると、歩行者等、周辺の通行者に対して車両の接近を知らせることができるので、安全である。
【００２３】
前記箱部材を、ホイール回転軸と同軸の略円筒形状に形成すると、ホイールがある回転以上になると、箱部材に収容したボールが遠心力により、箱部材の内周面に押し当てられるので、ボールによる打音が消える。これにより、高速走行時には、打音による騒音の発生を防止できる。
【００２４】
箱部材に収容するボールは、直径の異なる複数のボールであってもよい。
【００２５】
また、ボールの材質としては、耐腐食性が高いステンレス材が好ましい。
【００２６】
前記箱部材の内周部に凹凸部を設けてもよい。この内周部の凹凸部は、不規則に配置してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、軽量・コンパクトな構造でホイールキャップ本体の中心部分のセンタキャップは、回転が抑制されるので、センタキャップに図柄や文字を表示しても識別が可能となり、高い意匠的効果と広告効果を得ることができる。
【００２８】
また、この発明に係るホイールキャップのホイールキャップ本体に、ボールを収納した箱部材を取付けることにより、ホイールが回転した際に、箱部材から打音が発生するため、特に、電気自動車等の走行音が小さい車両に搭載することにより、歩行者等、周辺の通行者に対して車両の接近を知らせて、注意を促すことができるので、高い安全性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係るホイールキャップをインホイールモータ駆動装置のホイールに装着した実施例を示す概略図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２をさらに拡大した部分拡大図である。
【図４】この発明に係るホイールキャップに装着するカウンタウェイトの正面図である。
【図５】図４の中央縦断面図である。
【図６】この発明に係るホイールキャップに装着する箱部材の一例を示す正面図である。
【図７】図６の中央縦断面図である。
【図８】この発明に係るホイールキャップに装着する箱部材の他の例を示す正面図である。
【図９】この発明に係るホイールキャップに装着する箱部材の他の例を示す正面図である。
【図１０】インホイールモータ駆動装置の一例を示す概略断面図である。
【図１１】図１０のXI-XI線の断面図である。
【図１２】１モータ構造のモータ駆動装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、インホイールモータ駆動装置に、この発明に係るホイールキャップを装着した例を示している。
【００３１】
この発明に係るホイールキャップは、ホイール１４の中心部分に、ボルト２によって取付けられるホイールキャップ本体１を備えている。ホイール１４は、車輪ハブ軸受部Ｃにハブボルト１３によって固定されている。
【００３２】
ホイールキャップ本体１は、ホイール１４の回転中心に軸孔３を有し、この軸孔３に、軸受４を介して軸部５をホイールキャップ本体１に対して相対回転可能に支持している。
【００３３】
この軸部５のアウトボード側（車体外側方向）には、表示板を構成するセンタキャップ６を一体に形成されている。
【００３４】
また、軸部５のインボード側（車体内側方向）には、図４に示すように、略半月形のカウンタウェイト７がボルト８によって取付けられている。略半月形のカウンタウェイト７の上辺中央には、ボルト８の挿通孔８ａを設けている。
【００３５】
このカウンタウェイト７は、重量が大きいほど、センタキャップ６の回転抑止力が高くなるため、材質としては、比重が大きく、耐腐食性の高い、ステンレス材や銅合金等が用いられる。
【００３６】
軸受４は、内輪４ａ、外輪４ｂ、転動体４ｃからなる転がり軸受が軸方向に一対設置されている。
【００３７】
この軸受４は、雨等による侵食に耐えるように、ステンレス材を使用したものが好ましい。
【００３８】
また、ホイールキャップ本体１やセンタキャップ６の材質としては、軽量且つ耐腐食性の高いアルミニウム等の軽合金が適している。
【００３９】
上記ホイールキャップ本体１のインボード側には、ホイール回転軸と同軸で略円筒形状の箱部材９をボルト１０によって締結している。
【００４０】
箱部材９は、円形部９ａと、この円形部９ａの周囲に環状に設けられたボール１１を収容する箱本体９ｂとからなる。円形部９ａには、中心に軸部５を挿通する挿通孔９ｃが設けられ、挿通孔９ｃの周囲に、ボルト１０の挿通孔９ｄを４箇所設けている。
【００４１】
箱部材９の箱本体９ｂには、少なくとも１つ以上のボール１１を収容している。これにより、ホイール１４の回転と共に箱部材９が回転すると、その内部のボール１１同士、あるいはボール１１と箱部材９が接触し、打音が発生するので、箱部材９は打音発生装置として機能する。
【００４２】
ホイール回転数がある一定以上になった場合、打音発生装置となる箱部材９に収容されたボール１１は、遠心力により箱部材９の内周に押し付けられ、打音は発生しなくなる。これにより、歩行者等に接近する可能性のある低速域で音を発生し、中高速域では消音する打音発生装置となる。
【００４３】
また、箱部材９に収容するボール１１の重さにより、音の発生する速度域を自由に設定できる。即ち、ボール１１が重いほど、箱部材９の内周に押し当てるのに必要な遠心力が大きくなるため、発生させたい音の大きさ、速度域、音質により、ボール１１の材質、大きさ、数量等を選択する。また、ボール１１の大きさは均一である必要はなく、大小様々なものであってもよい。
【００４４】
箱部材９、ボール１１の材質は、耐腐食性が高いステンレス材等が適している。その他ボール１１の材質として、ガラス、セラミックス、プラスチック、軽合金等、様々なものを選択可能である。
【００４５】
図８は、箱部材９の箱本体９ｂの内周面に波形状の凹凸部１２を設けた他の実施形態を示している。
【００４６】
この図８の実施形態では、低速回転域ではボール同士がランダムに撥ねられ、効果的に打音が発生し、中・高速回転域では波形状の凹凸部１２にボールが保持されるため、消音効果が高まる。
【００４７】
箱部材９の箱本体９ｂの内周部の凹凸部１２は、図８の実施形態のように、均等に配置することも、図９に示す実施形態のように、ランダムに配置することもできる。凹凸部１２の配置により、発生する打音の調子を変えることができる。
【００４８】
図１０に示すような、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した車両は、走行音が極めて小さいので、この発明に係る打音発生装置を備えたホイールキャップを使用することにより、車両の接近を周囲に知らせ、注意を促すことができるため、特に高い価値を発揮する。
【００４９】
図１０に示すインホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。
【００５０】
モータ部Ａのモータケース２２は、外周部に冷却用水路６１を設けている。
【００５１】
このモータケース２２は、ステータ２３ロータ２４を収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、このモータハウジング２２ａの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバー２２ｂとによって形成されている。
【００５２】
上記リヤカバー２２ｂの筒状部の外周面には、水路溝６１ａが形成され、モータハウジング２２ａの筒状部と、リヤカバー２２ｂの筒状部とを嵌め合わせることにより、水路溝６１ａの部分に冷却用水路６１が形成される。
【００５３】
有底円筒形状のモータハウジング２２ａの底部分は、ポンプハウジングとして機能し、内部に潤滑油流路２２ｃを形成している。
【００５４】
リヤカバー２２ｂの筒状部に形成した水路溝６１ａを囲う位置には、シール溝６２ａ、６２ｂが設けてあり、モータハウジング２２ａとリヤカバー２２ｂを嵌め合わせて冷却用水路６１を形成した際に、冷却水の漏れを防止している。
【００５５】
モータハウジング２２ａの円筒部には、リヤカバー２２ｂの外周面に形成した水路溝６１ａの始点・終点にあたる位置に、冷却水入口６３と冷却水出口６４を設けている。この冷却水入口６３と冷却水出口６４から冷却水を、駆動ユニットとは別に設けたポンプにより循環させ、この水冷システムにより、モータ部Ａの発熱部（コイル）を冷却している。
【００５６】
また、リヤカバー２２ｂには、冷却用水路６１の円周方向内側に潤滑油流路２２ｄが形成され、冷却用水路６１によって潤滑油流路２２ｄを循環する油が冷却される構造にしている。
【００５７】
減速部Ｂに供給される潤滑油は、減速部Ｂの下部に設けた油溜り２２ｅから、モータハウジング２２ａの底部のポンプハウジングに形成した潤滑油流路２２ｃ、潤滑油流路２２ｄ、モータ側回転部材２４ｂの中空路、減速機入力軸２５の中空路を通り、減速部Ｂに循環され、減速部Ｂが冷却される。
【００５８】
モータ部Ａは、リヤカバー２２ｂの円筒部に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２４ｂとを備えるラジアルギャップモータである。モータ側回転部材２４ｂは、中空路を有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってリヤカバー２２ｂに対して回転自在に支持されている。
【００５９】
モータ側回転部材２４ｂには、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する減速機入力軸２５が接続されている。
【００６０】
２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０°位相を変えて設けられている。
【００６１】
減速部Ｂは、偏心部２５ａ、２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ、２６ｂと、減速部Ｂのハウジングに固定された外ピンハウジング４５に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構とを備える。
【００６２】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａと減速機入力軸２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
【００６３】
曲線板２６ａ、２６ｂは、図１１に示すように、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ、２６ｂの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂに嵌合する。
【００６４】
曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図１１に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
【００６５】
外ピン２７は、減速機入力軸２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００６６】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００６７】
減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２５ｅと、潤滑油貯留部２２ｅと、回転ポンプ５１と、循環油路２２ｃ、２２ｄとを備える。
【００６８】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
【００６９】
また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｆの下部の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２５ｅが設けられている。また、潤滑油排出口２５ｅは、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの下部に接続され、ハウジング２２ａの下部に設けた潤滑油貯留部２２ｅに連通されている。
【００７０】
潤滑油貯留部２２ｅには、潤滑油を吸い上げるパイプが設けられ、潤滑油貯留部２２ｅの潤滑油を回転ポンプ５１で吸い上げて、循環油路２２ｃを経由して潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
【００７１】
図１０に示すインホイールモータ駆動装置２１の概略は、以上の通りであるが、この発明に係る打音発生装置を備えたホイールキャップは、図１０に示すインホイールモータ駆動装置２１以外にも、図１２に示すような、１モータ構造のモータ駆動装置に適用しても効果的である。
【００７２】
１モータ構造のモータ駆動装置は、モータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を、左右の等速ジョイント７１に伝えるディファレンシャルＤとからなる。
【００７３】
この発明を適用する車両形態として、インホイールモータ駆動装置、１モータ構造のモータ駆動装置を例に挙げたが、これに限定するものではなく、走行音の小さいあらゆる駆動形態の車両で同様の効果が得られる。また、モータ、減速機、ハブ、ケースの構造も前述の例に限定するものではない。
【００７４】
例えば、ハイブリットカー、燃料電池車、前述以外の電気自動車等である。当然のことながら、ガソリンエンジン車に適用しても良い。
【００７５】
この発明のホイールキャップの構造及び形態は前述に限定するものではない。例えば、各部の締結をリベットで行ってもよい。また、カウンタウェイト７の形状、打音発生装置を構成する箱部材９の形状、箱部材９に収容するボール１１の形状等も同様の効果が得られるものであれば、前述の形状に限定するものではない。各部品の材質についても同様である。
【符号の説明】
【００７６】
１  ホイールキャップ本体
２  ボルト
３  軸孔
４  軸受
５  軸部
６  センタキャップ
７  カウンタウェイト
８  ボルト
９  箱部材
１０  ボルト
１１  ボール
１２  凹凸部
１４  ホイール
２１  インホイールモータ駆動装置
Ａ  モータ部
Ｂ  減速部
Ｃ  車輪ハブ軸受部
Ｄ  ディファレンシャル
【図１】
2012030678.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012030678.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012030678.tif 000011
【図１０】
2012030678.tif 000012
【図１１】
2012030678.tif 000013
【図１２】
2012030678.tif 000014