特開 2024-91120 ホイールナットキャップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024091120

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】ホイールナットキャップ

(51)【国際特許分類】

   B60B 3/16 20060101AFI20240627BHJP

   F16B 41/00 20060101ALI20240627BHJP

   F16B 37/14 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

B60B3/16 E

F16B41/00 R

F16B37/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022207579

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】521537852

【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー

(74)【代理人】

【識別番号】100176946

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 智恵

(74)【代理人】

【識別番号】110003649

【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 直人

(57)【要約】

【課題】簡素な構造でわかりやすくホイールナット締結状態の異常有無を確認できるようにする。
【解決手段】ハブボルト５に締結されたホイールナット６に対して着脱自在に装着されるホイールナットキャップ１０である。ホイールナットキャップ１０は、ホイールナット６の緩み方向への移動と一体的に移動するようにホイールナット６に篏合された第一部材１１と、第一部材１１の一端１１Ａに取り付けられており、開口１２Ａを除くカバー部１２Ｂにより第一部材１１の一端１１Ａを覆う第二部材１２と、第二部材１２とハブボルト５との間に介挿されており、締結状態では、開口１２Ａを塞ぐ位置で第二部材１２とハブボルト５との間に挟持され、ホイールナット６の緩み状態では、開口１２Ａを塞ぐ位置から離脱する第三部材１３と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体にホイールを固定するためのハブボルトに締結されたホイールナットに対して着脱自在に装着されるホイールナットキャップであって、
前記ホイールナットの軸回りの側面を囲繞するともに両端の開いた筒状に形成され、前記ホイールナットが前記ホイールとは反対側へ向かう緩み方向へ移動したときに前記ホイールナットと一体的に移動するように前記ホイールナットに篏合された第一部材と、
前記第一部材の前記両端のうち前記ホイールの前記反対側に位置する一端に取り付けられており、前記ハブボルトの先端に対向する位置に形成された開口と、前記開口の周囲に設けられ前記第一部材の前記一端を覆うためのカバー部と、を有する第二部材と、
前記第二部材と前記ハブボルトとの間に介挿されており、前記ホイールナットが前記ハブボルトに締結された締結状態では、前記開口を塞ぐ位置で前記第二部材と前記ハブボルトとの間に挟持され、前記ホイールナットが前記緩み方向へ移動した緩み状態では、前記開口を塞ぐ位置から離脱する第三部材と、を備えた
ことを特徴とするホイールナットキャップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件は、車体にホイールを固定するためのハブボルトに締結されたホイールナットの締結状態を確認するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車、特に大型商用車等においては、車輪脱落等の不具合を防止するために、各車輪の締結状態を確認することが重要であると認識されている。そのため、車体にホイールを固定するためのハブボルトにホイールナットを締結する際の締結トルク管理が行われている。
このような締結トルク管理は、定期メンテナンスの他に、運行前点検、運行途中点検等の日常点検において実施されている。

【0003】

ホイールナット締結状態の確認手段としては、ホイールナットの緩みをはじめとする締結状態の異常有無を外観の目視や、打音チェックによる点検が一般的である。
また、ホイールナット締結状態の異常有無を自動的に確認するための技術として、特許文献１には、各ハブボルトの頭部とホイールナットとの間にリング状のスペーサ状部材を介在し、スペーサ状部材の歪みを検出する歪センサや通信装置を備えた構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１８８７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、外観の目視や、打音による確認手法では、ナット緩み、ボルト破損等の異常を走行中に検出できない。また、点検者の経験則に基づき異常の有無を判定するため、検出精度にばらつきがある。
また、特許文献１の技術では、スペーサ状部材や、歪センサ，通信装置等が必要であるため、構造が複雑になり、コストが高くなる。

【0006】

したがって、特許文献１をはじめとする従来の技術では、ホイールナット締結状態の異常検出精度を確保するとともに構造を簡素化するうえで改善の余地があった。
本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、簡素な構造でわかりやすくホイールナット締結状態の異常有無を確認できるようにすることを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。

【0008】

本適用例に係るホイールナットキャップは、車体にホイールを固定するためのハブボルトに締結されたホイールナットに対して着脱自在に装着されるホイールナットキャップであって、前記ホイールナットの軸回りの側面を囲繞するともに両端の開いた筒状に形成され、前記ホイールナットが前記ホイールとは反対側へ向かう緩み方向へ移動したときに前記ホイールナットと一体的に移動するように前記ホイールナットに篏合された第一部材と、前記第一部材の前記両端のうち前記ホイールの前記反対側に位置する一端に取り付けられており、前記ハブボルトの先端に対向する位置に形成された開口と、前記開口の周囲に設けられ前記第一部材の前記一端を覆うためのカバー部と、を有する第二部材と、前記第二部材と前記ハブボルトとの間に介挿されており、前記ホイールナットが前記ハブボルトに締結された締結状態では、前記開口を塞ぐ位置で前記第二部材と前記ハブボルトとの間に挟持され、前記ホイールナットが前記緩み方向へ移動した緩み状態では、前記開口を塞ぐ位置から離脱する第三部材と、を備えている。

【0009】

これによれば、ホイールナットがハブボルトに締結された締結状態では、第三部材は開口を塞ぐ位置で第二部材とハブボルトとにより挟持されている。そのため、開口において第三部材が適切に配置することを目視確認するだけで、ホイールナットが正しく締結されているものと判断できる。また、この場合、第三部材は、開口を塞ぐ位置で挟持されているので、車両の走行中、開口を塞ぐ位置から離脱せず不動であり、異音が生じない。

【0010】

これに対して、ホイールナットが緩み方向へ移動して緩んだ状態では、第一部材（及び第二部材）がホイールナットと一体的に移動することで、第二部材とハブボルトとの間隔が広がり、第二部材とハブボルトとによる第三部材の挟持が解除される。その結果、第三部材は、開口を塞ぐ位置から離脱して、開口において第三部材が適切に配置されない（外れ落ちる）。そのため、開口に第三部材が適切に配置されていないことを目視確認するだけで、ホイールナットが緩んでいるものと判断できる。

【0011】

また、ホイールナットが緩んだ状態では、第三部材は第二部材とハブボルトとで挟持されていないため、車両の走行中に車輪が回転すると周囲に衝突し、打音（異音）を発生させる。
よって、第一部材、第二部材及び第三部材を備えたホイールナットキャップを装着するだけの簡素な構造で、ホイールナットが緩んでいるか否かを視覚的及び聴覚的にわかりやすく確認することができる。

【発明の効果】

【0012】

本件によれば、簡素な構造でわかりやすくホイールナット締結状態の異常有無を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本適用例に係るホイールナットキャップが装着されたホイールを有する車両と、ホイールキャップの構成例を示す側面図である。

【図2】図１のホイールキャップを図１の矢印Ａから見た断面図である。

【図3】図１のホイールキャップの外観斜視図である。

【図4】ホイールナットの締結が緩んだ状態を示す断面図である。

【図5】図４のホイールキャップの外観斜視図である。

【図6】ホイールキャップにおける第三部材の離脱防止構造例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。

【0015】

［１．構成］
図１は、本適用例に係るホイールナットキャップ１０が装着されたホイール４を有する車両１と、ホイールナットキャップ１０の構成例を示す側面図である。図２は、図１のホイールナット１０を図１の矢印Ａから見た断面図である。また、図３はホイールナット１０を示す外観斜視図である。
図１では、車両１の一例としてキャブ１Ａを有するトラック（大型商用車）が挙げられているが、車両１は、トラックに限らず、バス、普通自動車などどのような車種であってもよい。なお、図１では、車両１の一部を省略している。

【0016】

図１に示すように、ホイールナットキャップ１０（以下「キャップ１０」とも言う）は、車両１の車輪３のホイール４に取り付けられている。詳しくは、キャップ１０は、ハブボルト５（図１中破線で示す。以下、「ボルト５」とも言う）に締結されたホイールナット６（図１中破線で示す。以下、「ナット６」とも言う）に対して、着脱自在に装着されるものである。ボルト５とナット６とは、周知のように、車両１の車体フレーム（車体）２にホイール４を固定するために設けられている。

【0017】

一つの車輪３のホイール４は、八個（複数）のボルト及びナット６を用いて車体フレーム２に固定されている。これらのボルト５及びナット６のそれぞれにキャップ１０が着脱自在に装着される。すなわち、図１のホイール４には八個のキャップ１０が配設されている。
図２において、ナット６を軸Ｘ（図２中二点鎖線で示す）に沿ってホイール４側へ移動させると、ナット６が締結される。反対に、ナット６を軸Ｘに沿ってホイール４とは反対側へ移動させると、ナット６が緩む。ホイール４とは反対側へ向かうナット６の移動方向を「緩み方向」と称する。

【0018】

キャップ１０は、ボルト５に締結されたナット６に対して覆い被せられた被覆部材である。このキャップ１０は、図２に示すように、軸Ｘに沿う断面がコの字型をなし、第一部材１１，第二部材１２及び第三部材１３の三つの部材で構成されている。
第一部材１１は、キャップ１０の軸Ｘ回りの側面部をなす部材であり、両端の開いた筒状に形成されている。第二部材１２は、キャップ１０の頂部をなす部材であり、径方向Ｄの略中央に形成された開口１２Ａを有している。第三部材１３は、第二部材１２とボルト５との間に介挿され、ボルト５にナット６が正しく締結された締結状態において第二部材１２の開口１２Ａを塞ぐために設けられている。

【0019】

第一部材１１は、ボルト５及びナット６と同軸上に配置されており、ナット６の軸回りの側面を囲繞する筒形状に形成されている。第一部材１１の軸Ｘの一方の端部を先端部１１Ａ，他方の端部を基端部１１Ｂと称する。先端部１１Ａは、ホイール４とは反対側に位置する端部であり、基端部１１Ｂは、ホイール４の側に位置する端部と言える。

【0020】

第一部材１１は、第一部材１１の大きさ及び形状は、ナット６の軸回りの側面を囲繞し得る大きさ及び形状に設定されている。具体的には、第一部材１１の大きさは、ナット６の軸回りの側面に篏合され得るように、第一部材１１の内径がナット６の外径よりも大きくなるように設定されている。また、第一部材１１の周方向に沿う形状は、図１に示すように、ナット６の周方向の形状に対応する六角形状をなす。

【0021】

第一部材１１は、ナット６が緩み方向へ移動したときにナット６と一体的に移動するように、ナット６に篏合されている。
上記一体的な移動を可能とする篏合構造として、図２の第一部材１１には、第一部材１１の内周面に凸設された突起部１１Ｃと、基端部１１Ｂに形成された狭幅部１１Ｄとが設けられている。

【0022】

突起部１１Ｃは、第一部材１１の内周面から径方向Ｄの内側へ向かって突出した部位であり、例えば第一部材１１の内周面において周方向に離隔した三箇所（複数個所）に形成されている。狭幅部１１Ｄは、第一部材１１の内径を他の部分よりも小さく形成した（狭めた）部位であり、例えば基端部１１Ｂにおいて周方向の全周に形成されている。

【0023】

第一部材１１は、上記の突起部１１Ｃ及び狭幅部１１Ｄでナット６の側面に対して当接し、突起部１１Ｃ及び狭幅部１１Ｄを除く第一部材１１の内周面はナット６の側面に対し径方向Ｄの外側に離隔している。このように、第一部材１１は、突起部１１Ｃ及び狭幅部１１Ｄでナット６の側面に対して当接することで、ナット６に対してずれにくくなり、ナット６と一体的に移動可能である。

【0024】

また、第一部材１１の先端部１１Ａには、第一部材１１に第二部材１２を取り付けるためのネジ山が刻設されている。なお、第一部材１１の先端部１１Ａも狭幅部１１Ｄと同様に、内径を狭められている。そのため、ナット６が緩み方向へ移動する際、ナット６が第一部材１１の先端部１１Ａに当接し、第一部材１１がナット６と一体的に移動しやすくなっている。

【0025】

第一部材１１の先端部１１Ａには、先端部１１Ａ側の開口を覆うための第二部材１２が取り付けられている。
第二部材１２は、軸Ｘに沿う断面がコの字型に形成された蓋体である。第二部材１２の周方向に沿う形状は、例えば図３に示すように、ナット６に対応する六角形状をなす。第二部材１２には、キャップ１０の径方向Ｄの略中央に形成された開口１２Ａと、第二部材１２において開口１２Ａを除く他部であって第一部材１１の先端部１１Ａ側の開口を覆うカバー部１２Ｂとが設けられている。

【0026】

開口１２Ａは、キャップ１０の外部と内部とを連通する部位であり、ボルト５の先端５Ａに対向する位置に形成されている。開口１２Ａの輪郭は、例えば図３に示すように第二部材１２の周方向に沿う形状に対応する六角形状をなす。
カバー部１２Ｂは、開口１２Ａを囲む円環状の面部であり、開口１２Ａの配置された部分（ボルト５の先端５Ａに対向する位置）を除き第一部材１１の先端部１１Ａ側の開口を覆っている。

【0027】

カバー部１２Ｂにおいて開口１２Ａを囲む縁部１２Ｄは、径方向Ｄの中心に向かってキャップ１０の内部へ入り込む傾斜面をなす。
また、カバー部１２Ｂの周縁から延出したスカート部１２Ｃは、第一部材１１の先端部１１Ａに対し外側に配置されている。スカート部１２Ｃには、第一部材１１に第二部材１２を取り付けるための構造として、第一部材１１の先端部１１Ａのネジ山と螺合するネジ山が刻設されている。第二部材１２はスカート部１２Ｃにおいて第一部材１１の先端部１１Ａに締結されている。

【0028】

第三部材１３は、第二部材１２とボルト５との間に介挿され開口１２Ａを塞ぐ板片である。この第三部材１３は、図２に示すようにボルト５にナット６が締結された締結状態では、第二部材１２とボルト５との間に挟持されている。
詳しくは、第三部材１３の一面において第三部材１３の周縁部１３Ａに対して第二部材１２の縁部１２Ｄが面接触し、第三部材１３の一面とは反対側の他面において第三部材１３の中央部１３Ｂに対してボルト５の先端５Ａが面接触する。そして、第二部材１２の縁部１２Ｄとボルト５の先端５Ａとの間に、第三部材１３が挟持される。

【0029】

第三部材１３の周縁部１３Ａは、第二部材１２の縁部１２Ｄに対応した傾斜面で形成されているため、第二部材１２の縁部１２Ｄと面接触しやすい。そのため、第三部材１３を所定の姿勢で位置決めしやすい。
また、第三部材１３の中央部１３Ｂは平坦面をなし、第三部材１３の中央部１３Ｂとボルト５の先端５Ａとは面接触する。そのため、第三部材１３の姿勢が安定しやすい。

【0030】

図３に示すように、ボルト５にナット６が締結された締結状態では、第三部材１３の中央部１３Ｂでキャップ１０の外部を向いた面が、開口１２Ａから外部へ向けて露呈する。この面には、図３に示すように視覚的装飾を施したデザイン部１３Ｃが設けられている。デザイン部１３Ｃを設けることにより、第三部材１３の視認性と装飾性とを高めている。
また、第三部材１３の視認性と装飾性とを高める観点からは、第三部材１３の色彩がキャップ１０の他の部分とは異なる色彩であって、他の部分よりも目立つ色彩に設定されるとよい。例えば、キャップ１０のうち第一部材１１及び第二部材１２にはシルバーメッキ加工を施し、第三部材１３にはアルマイト加工により着色を施すことが考えられる。

【0031】

次に、キャップ１０の取り付け手順を説明する。
先ず、ボルト５に対しナット６が締結された締結状態において、ナット６に対して第一部材１１を嵌装する。次に、ボルト５の先端５Ａ上に第三部材１３を載置する。それから、第二部材１２を第一部材１１に対して締結（螺合）する。第二部材１２を第一部材１１に対して締結することで、第三部材１３は第二部材１２の縁部１２Ｄとボルト５の先端５Ａとの間に挟持される。これにより、第三部材１３は開口１２Ａを塞ぐ位置で固定される。
なお、第二部材１２を第一部材１１に対して締結する際には、第三部材１３が第二部材１２から離脱することを防止するために、第二部材１２の開口１２Ａ外面側に、図６に示すように、第二部材１２が第一部材１１に対して締結する前に、両面テープ１５を貼り付けた厚紙又は治具（図中符号１４）を第二部材１２及び開口１２Ａに押し付けてから第三部材１３を開口１２Ａに向けて押しあてて第三部材１３が厚紙又は治具（図中符号１４）から剥がれないようにする。そして、第二部材１２が第一部材１１に対して締結が完了した後は、厚紙又は治具（図中符号１４）を第二部材１２及び開口１２Ａから剥がすとよい。また、キャップ１０の取り付けを繰り返すうちに両面テープ１５の粘着力が落ちてきた時には、適宜両面テープ１５を貼りかえるとよい。
また、キャップ１０を取り外す際は、ナット６からキャップ１０を引き離すだけでよい。

【0032】

［３．作用効果］
以上説明した本実施形態について作用効果を説明する。
図４は、図２と同様な図１の矢印Ａから見たキャップ１０の断面図であって、ナット６が緩んだ状態を示す。また、図５は、キャップ１０の外観斜視図であって、ナット６が緩んだ状態を示す。
図２及び図３に示す締結状態では、第三部材１３は第二部材１２とボルト５とにより開口１２Ａを塞ぐ位置で挟持されている。そのため、ナット６が正しく締結されている場合、開口１２Ａに第三部材１３が適切に配置されていることを目視確認するだけで、ナット６が正しく締結されているものと判断できる。また、第三部材１３は、開口１２Ａを塞ぐ位置で挟持（固定）されているので、車両１の走行中、開口１２Ａを塞ぐ位置から離脱せず不動であり、異音が生じない。

【0033】

これに対して、図４及び図５に示す緩み状態では、締結状態に比べてナット６が緩み方向（ホイール４から離隔する方向）へ移動している。これに伴い、第一部材１１及び第二部材１２はナット６と一体的にホイール４から離隔する方向へ移動する。このときボルト５は不動であるため、第二部材１２とボルト５との間隔が広がり、第二部材１２とボルト５とによる第三部材１３の挟持が解除される。その結果、第三部材１３は、図４及び図５に示すように第二部材１２の開口１２Ａを塞ぐ位置から離脱し、開口１２Ａの位置から外れる。よって、開口１２Ａの位置に第三部材１３が正しく配置されていない（開口１２Ａは外れている）ことを目視確認するだけで、ナット６に緩みが生じたものと判断できる。

【0034】

また、図４及び図５に示す緩み状態では、第三部材１３は、第二部材１２とボルト５で挟持されていないため、キャッブ１０内部の空間を自由に移動し得る。そのため、車両１の走行中に車輪３が回転すると、第三部材１３がキャップ１０内部で周囲に衝突して打音（異音）が発生する。よって、走行中の打音（異音）により聴覚的にナット６に緩みが生じたものと判断することができる。また、走行中の第三部材１３の動きや揺れなどからナット６の緩みを判断することも可能である。
以上の通り、本適用例に係るホイールナットキャップ１０によれば、センサや通信装置等の複雑な構造を設けることなく、簡素な構造のホイールナットキャップ１０を装着するだけで、わかりやすくホイールナット締結状態の異常有無を確認できるようになる。
［３．その他］

【0035】

上述した適用例では、ホイールナットキャップ１０が六角形状に形成された場合を例に挙げたが、ホイールナットキャップ１０の形状は、ホイールナット６に着脱自在に装着でき、且つ、ナット６の緩みに伴い一体的に移動する第一部材１１，第二部材１２を有するものであれば、どのような形状であってもよい。
ホイールナットキャップ１０は、車両１に装備された全車輪３の全ホイールナット６に装着されていてもよいし、一部のホイールナット６にだけ装着されていてもよい。
第一部材１１に第二部材１２を取り付ける構造は、ネジ山を用いた係合構造に限らず、第一部材１１及び第二部材１２を着脱自在に取り付けることができさえすればどのような構造であってもよい。
車両１の種類は、大型商用車に限らず、バスや、普通自動車などどのような種類の車両であってもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 車両
１Ａ キャブ
２ 車体フレーム（車体）
３ 車輪
４ ホイール
５ ハブボルト
５Ａ 先端
６ ホイールナット
１０ ホイールナットキャップ
１１ 第一部材
１１Ａ 先端部
１１Ｂ 基端部
１１Ｃ 突起部
１１Ｄ 狭幅部
１２ 第二部材
１２Ａ 開口
１２Ｂ カバー部
１２Ｃ スカート部
１２Ｄ 縁部
１３ 第三部材
１３Ａ 周縁部
１３Ｂ 中央部
１３Ｃ デザイン部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】