JP2012030678A - Wheel cap for motor vehicle and the like - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention particularly relates to a wheel cap suitable for an electric vehicle, a hybrid car, and the like.
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。 A wheel cap of an automobile or the like is attached to a wheel for protection or design of a center nut, a hub bolt, and the like, and generally has a design, characters, etc. at the center.
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。 However, since the wheel cap rotates with the rotation of the tire (wheel), the symbols and characters drawn on the wheel cap cannot be identified while the vehicle is running.
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)。
For this reason, even if the wheel rotates during traveling, the center portion of the wheel on which the symbol or character is drawn does not rotate, and the symbol or character drawn on the wheel cap can be identified (
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。
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。
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。
However, in the case of the wheel caps of
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。
Therefore, although the wheel caps of
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。 In particular, it is not suitable for an electric vehicle that needs to suppress the unsprung load.
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。
Further, in the case of the wheel cap of
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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wheel cap including a lightweight center cap that does not appear to rotate at the rotation center of a wheel cap body that rotates integrally with the wheel.
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。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a shaft portion that is rotatable relative to the wheel cap body via a bearing at the center of rotation of the wheel cap body that is fixed to the wheel. A center cap is supported on the shaft portion on the board side, and a counterweight is attached to the shaft portion on the inboard side of the wheel cap body.
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。 The wheel cap having the above structure is provided with a shaft portion that can rotate relative to the wheel cap body via a bearing, and a counterweight is attached to the shaft portion, so that the rotation of the shaft portion is suppressed by the weight of the counterweight. Even if the wheel cap body rotates around the shaft portion, the center cap supported by the shaft portion does not rotate.
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。 Therefore, the symbols and characters displayed on the center cap can be identified.
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。 The center cap is preferably made of a light alloy.
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。 In addition, since the counterweight has a higher rotation deterrence as the weight increases, a stainless steel or copper alloy having a high specific gravity and high corrosion resistance is suitable as the counterweight.
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。 The material of the bearing that supports the wheel cap body and the shaft so as to be relatively rotatable is desirably a stainless material so as to withstand erosion such as rain.
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。 For the wheel cap body and the center cap, a light alloy such as aluminum having a light weight and high corrosion resistance is suitable.
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。 Next, a box member containing at least one ball can be attached to a portion of the wheel cap body that rotates integrally with the wheel.
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。 When such a box member is attached to the wheel cap body, the balls inside the box member or the balls and the box member come into contact with each other by the rotation of the wheel, so that a device that generates a hitting sound is obtained.
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。 When this sound generation device is installed in a hybrid car, a fuel cell vehicle, an electric vehicle, etc., which has a lower running sound than a gasoline engine vehicle, the vehicle approaches the pedestrians and other nearby passers-by. Can be informed, so it is safe.
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。 If the box member is formed in a substantially cylindrical shape coaxial with the wheel rotation axis, the ball housed in the box member is pressed against the inner peripheral surface of the box member by centrifugal force when the wheel reaches a certain rotation or more. The beating sound disappears. Thereby, it is possible to prevent the generation of noise due to the hitting sound when traveling at high speed.
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。 The balls accommodated in the box member may be a plurality of balls having different diameters.
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。 The ball material is preferably a stainless material having high corrosion resistance.
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。 You may provide an uneven | corrugated | grooved part in the inner peripheral part of the said box member. You may arrange | position the uneven | corrugated | grooved part of this inner peripheral part irregularly.
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。 According to the present invention, the center cap of the center portion of the wheel cap body with a lightweight and compact structure can be prevented from rotating. Therefore, the center cap can be discriminated even if symbols and characters are displayed on the center cap, resulting in a high design effect. And you can get advertising effect.
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。 Further, by attaching a box member containing a ball to the wheel cap body of the wheel cap according to the present invention, when the wheel rotates, a hitting sound is generated from the box member. By mounting on a small vehicle, it is possible to notify the pedestrian and other nearby passers-by of the approach of the vehicle and to call attention, thus ensuring high safety.
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example in which a wheel cap according to the present invention is attached to an in-wheel motor drive device.
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。
The wheel cap according to the present invention includes a
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。
The
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。
A
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。
Further, as shown in FIG. 4, a substantially
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。
As the
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。
The
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。
The
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。
Moreover, as a material of the wheel cap
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。
On the inboard side of the
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。
The
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。
The
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。
When the number of wheel rotations exceeds a certain level, the
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。
Further, the speed range in which sound is generated can be freely set by the weight of the
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。
As the material of the
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。
FIG. 8 shows another embodiment in which a corrugated
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。
In the embodiment of FIG. 8, the balls are randomly repelled in the low speed rotation range, and a hitting sound is effectively generated. In the middle and high speed rotation range, the ball is held by the wave-shaped
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。
The concave and
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。 Since the vehicle equipped with the in-wheel motor drive device 21 as shown in FIG. 10 has a very low running sound, the use of the wheel cap provided with the hitting sound generating device according to the present invention makes it possible to surround the vehicle approaching. It is particularly valuable because it can inform and call attention.
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。 An in-wheel motor drive device 21 shown in FIG. 10 includes a motor unit A that generates a driving force, a deceleration unit B that decelerates and outputs the rotation of the motor unit A, and wheels that transmit the output from the deceleration unit B to driving wheels. And a hub bearing portion C.
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。
The
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。
The
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。
A
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。
The bottom portion of the bottomed
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。
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。
The cylindrical portion of the
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。
Further, the
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。
Lubricating oil supplied to the speed reduction unit B is supplied from the
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。
The motor part A is fixedly connected to the
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。
A reduction
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。
The two
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。
The speed reduction part B is held by
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。
The wheel
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。
As shown in FIG. 11, the
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。
The
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。
The outer pins 27 are provided at equal intervals on a circumferential track around the rotation axis of the speed
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。
On the other hand, the through
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。
The speed reduction unit lubrication mechanism supplies lubricating oil to the speed reduction unit B, and includes a lubricating
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。
The lubricating
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。
In addition, a lubricating
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。
The lubricating
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。 The outline of the in-wheel motor drive device 21 shown in FIG. 10 is as described above, but the wheel cap provided with the sound generation device according to the present invention is not limited to the in-wheel motor drive device 21 shown in FIG. The present invention is also effective when applied to a motor driving device having a one-motor structure as shown in FIG.
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。 The motor driving device having a one-motor structure includes a motor unit A, a deceleration unit B that decelerates and outputs the rotation of the motor unit A, and a differential D that transmits the output from the deceleration unit B to the left and right constant velocity joints 71. Become.
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。 As an example of a vehicle configuration to which the present invention is applied, an in-wheel motor drive device and a motor drive device having a one-motor structure are given as examples. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained in vehicles having any drive configuration with low running noise. Is obtained. Further, the structure of the motor, the reduction gear, the hub, and the case is not limited to the above example.
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。 For example, a hybrid car, a fuel cell vehicle, an electric vehicle other than those described above, and the like. Of course, the present invention may be applied to a gasoline engine vehicle.
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。
The structure and form of the wheel cap of the present invention are not limited to those described above. For example, each part may be fastened with rivets. Further, the shape of the
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
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2010
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