JPH10324104A - ホイールキャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ホイールキャップの形状を改良することによ
り、ディスクホイールの放熱性を一層向上させる。 【解決手段】基体１の裏面側に設けられたリブで１０で
構成される導路１２とからなり、回転により基体１とデ
ィスクホイール２との間の空気が導路１２に案内されて
開口１３から外部へ排出される構成とした 開口１３は最外周に位置するため、回転速度の差による
圧力差と遠心力により、基体１とディスクホイール２と
の間に存在する熱空気は開口１３から円滑に排出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はホイールキャップに
関し、詳しくはディスクホイールの熱をより効率よく外
部へ逃がすことのできるホイールキャップの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のディスクホイールは、図１１及
び図１２に示すように筒状のリム１００と、リム１００
の一端開口を覆うディスク１０１とから構成されてい
る。ディスク１０１にはハブ孔１０２とボルト孔１０３
が設けられ、車軸のハブに固定されるようになってい
る。そしてディスク１０１には複数の冷却孔１０４が周
方向に等間隔に列設されている。

【０００３】このディスクホイールの車体側にはディス
クブレーキ装置が配置されているため、制動時の摩擦熱
及び路面とタイヤとの摩擦熱によりディスクホイール及
びその内部の空気はかなりの高温となる。そのため、デ
ィスク１０１には冷却孔１０４が設けられ、外部への放
熱が図られている。またホイールキャップは、図１３に
示すように円盤状の基部２００と、基部２００の外周側
で表裏面を貫通し周方向に等間隔に列設された複数の意
匠孔部２０１とから構成されている。このホイールキャ
ップは、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂などから形成さ
れ、塗装を施すことで意匠性が高められている。

【０００４】このホイールキャップは、裏面側に設けら
れた図示しない爪部がリングホルダなどの付勢によりデ
ィスクホイールのリム１００に係合することでディスク
ホイールに保持される。そしてディスクホイールの冷却
孔１０４から放出された熱空気は、主として意匠孔部２
０１から外部へ排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年の自動車
では、高速走行が頻繁に行われ、ブレーキの性能向上も
著しい。したがって、タイヤと路面との摩擦熱及びブレ
ーキディスクとブレーキパッドの摩擦熱などが増大し、
ディスクホイールは一層高温となりやすい。しかし高温
になり過ぎると、ブレーキにはフェード現象が生じて摩
擦特性が低下し、ホイールキャップは熱軟化により変形
しやすくなってディスクホイールから脱落する場合もあ
る。そのためさらなる放熱性の向上が求められている。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ホイールキャップの形状を改良することに
より、ディスクホイールの放熱性を一層向上させること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載のホイールキャップの特徴は、ディスクホイ
ールに装着されるホイールキャップであって、円盤状の
基体と、基体の裏面側に設けられたリブで構成され外周
縁部に開口してディスクホイールと基体との間に存在す
る空気を開口へ案内する導路とからなり、基体とディス
クホイールとの間の空気はディスクホイールと基体の回
転により導路に案内されて開口から外部へ排出される構
成としたことにある。

【０００８】また請求項１に記載のホイールキャップを
具体化する請求項２に記載のホイールキャップの特徴
は、導路は基体の中央から放射状に延びる複数のリブか
ら放射状に複数個形成され、開口は基体の外周縁部に複
数個形成されていることにある。請求項１に記載のホイ
ールキャップを具体化する請求項３に記載のホイールキ
ャップの特徴は、導路は基体の中央から螺旋状に延びる
リブから形成されていることにある。

【０００９】請求項１、請求項２又は請求項３に記載の
ホイールキャップをさらに改良する請求項４に記載のホ
イールキャップの特徴は、基体の中央部には表裏を貫通
する貫通孔が形成されていることにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】自動車の走行時には、ディスクホ
イールとホイールキャップは共に軸中心を中心にして高
速回転しているため、ディスクホイールの内部及びディ
スクホイールとホイールキャップの間にある熱空気も高
速回転している。この熱空気の回転速度は、軸中心から
径方向に遠ざかるにつれて大きくなるので、速度の大き
い外周部分の方が圧力が低くなる。

【００１１】したがって、ディスクホイールとホイール
キャップの間にある熱空気には、軸中心の部分が最も圧
力が高く、外周側に向かうほど圧力が低くなる圧力分布
が生じ、熱空気は中心部から外周方向へ移動する。また
空気にも質量が存在するため、回転時には熱空気には遠
心力が作用し、熱空気は中心部から外周方向へ移動す
る。

【００１２】この熱空気の移動により風が発生し、従来
のホイールキャップでは熱空気は外周側の意匠孔部から
排出される。しかし上記理論によれば、開口はできるだ
け外周側に設けることが望ましい。そこで本発明のホイ
ールキャップでは、基体の裏面側に設けられたリブで構
成され外周縁部に開口してディスクホイールと基体との
間に存在する空気を開口へ案内する導路を設けている。

【００１３】すなわち本発明のホイールキャップでは、
熱空気を排出する開口が基体の最外周に形成されてい
る。したがって回転時におけるディスクホイールとホイ
ールキャップの間にある熱空気の圧力幅が最大となり、
かつ開口において熱空気に作用する遠心力も最大とな
る。これにより回転時に発生する風速が大きくなり、単
位時間に発生する風量が最大となるため、熱空気は開口
から効率よく排出される。

【００１４】導路の形状としては、例えば請求項２に記
載のように、基体の中央から放射状に延びる複数のリブ
から放射状に形成することができる。これにより開口が
基体の外周縁部に複数個形成される。この場合、少なく
とも外周縁部にのみリブを形成してもよいが、基体の中
央から放射状に延びるリブをもつように構成することが
望ましい。このようにすれば、ホイールキャップとディ
スクホイールの間にある熱空気は回転時にリブに案内さ
れながら導路を通じて外周側へ移動するため、空気の流
れを確実に形成することができる。したがって効率よく
熱空気を開口から排出することができ、放熱性が向上す
る。

【００１５】なお、放射状に延びるリブの形状としては
直線形状としてもよいし、回転方向に凸となるように湾
曲したリブとすることも好ましい。また、導路の形状と
しては、例えば請求項３に記載のように、中央から螺旋
状に延びるリブから形成した螺旋形状とすることもでき
る。この場合、螺旋の向きは回転方向が螺旋の内周へ向
かう方向となるようにする。このようにしても、ホイー
ルキャップとディスクホイールの間にある熱空気は回転
時にリブに案内されながら導路を通じて外周側へ移動す
るため、空気の流れを確実に形成することができる。し
たがって効率よく熱空気を開口から排出することがで
き、放熱性が向上する。

【００１６】さらに、請求項４に記載のように、基体の
中央部に表裏を貫通する貫通孔を形成すれば、回転時に
は貫通孔近傍の空気は外周部の空気より圧力が高いの
で、貫通孔から外気が基体とディスクホイールとの間の
空間に進入し、そこに存在する熱空気を外周側へ押圧し
て開口から排出する空気の流れが発生する。これにより
低温の外気による冷却効果が加わるため、放熱性が一層
向上する。

【００１７】

【実施例】以下、試験例及び実施例により本発明を具体
的に説明する。 （試験例）先ず、図１３に示す従来のホイールキャップ
において、意匠孔部２０１の大きさを開口面積を１０３
ｃｍ² と２０７ｃｍ² の２水準とするとともに、意匠孔
部２０１の中心位置を種々変化させてホイールキャップ
を製作し、１０００ｒｐｍで回転させた時の単位時間当
たりの風量をそれぞれ測定した。結果を図１０に示す。

【００１８】なお、風量の測定は以下のようにして行っ
た。先ずホイールキャップをディスクホイールに装着
し、ディスクホイールの反対側にディスクホイールの裏
面全体を覆う漏斗状のカバーを装着する。そして漏斗状
のカバーの先端開口近傍に風量計を設置し、ディスクホ
イールをホイールキャップと共に回転させたときに漏斗
状のカバーの先端開口から吸い込まれる風量を測定し
た。

【００１９】図１０より、意匠孔部２０１の中心が外周
側にあるほど風量が増大していることがわかる。また風
量は、意匠孔部２０１の開口面積にはほとんど影響され
ないこともわかる。したがって意匠孔部２０１は、ホイ
ールキャップの基体の最外周に形成するのが最も望まし
いことが明らかである。 （実施例１）そこで図１に本実施例のホイールキャップ
を、図２にこのホイールキャップをディスクホイールに
装着した状態の断面図を示す。

【００２０】このホイールキャップは、円盤状の基体１
と、基体１の裏面側に形成され中央部から放射状に外周
縁部まで延びる複数のリブ１０と、リブ１０から基体１
と略直角に軸方向へ突出する複数の爪部１１とから構成
されている。したがって隣接するリブ１０どうしの間に
放射状に延びる複数の導路１２が形成されている。また
基体１の外周縁部には、導路１２の開口１３が形成さ
れ、開口１３は円周方向に等間隔に列設されている。

【００２１】基体１の中央部にはリング状の貫通孔１４
が形成され、貫通孔１４は導路１２と連通するとともに
リブ１０により複数に区画されている。また爪部１１は
円周方向に等間隔で列設され、その内周にリングホルダ
１５が保持されている。このホイールキャップは、図２
に示すようにディスクホイール２に装着される。ディス
クホイール２は、略筒状のリム２０と、リム２０の一端
開口に固定されたディスク２１とから構成され、リム２
０の外周にタイヤが保持される。

【００２２】ディスク２１の中心にはハブ孔２２が形成
され、ハブ孔２２の周囲には複数のボルト孔２３が形成
されている。またボルト孔２３のさらに外周側には、複
数の冷却孔２４が周方向に等間隔で列設されている。そ
してディスク２１の反対側のリム２０内には、図示しな
いディスクブレーキ装置が配置され、油圧シリンダ装置
によりブレーキパッドがブレーキディスクを挟持するこ
とで制動されるように構成されている。

【００２３】そしてホイールキャップは、リングホルダ
１５の径方向外方への付勢により爪部１１がリム２０に
圧接係合することでディスクホイール２に保持されてい
る。上記のように構成されたホイール装置では、貫通孔
１４が最も内周側に位置し、次いで冷却孔２４が存在
し、最外周に開口１３が位置している。したがって自動
車の走行時にディスクホイール２とホイールキャップと
が回転すると、貫通孔１４近傍の空気より冷却孔２４近
傍の空気の方が低圧となり、冷却孔２４近傍の空気より
開口１３近傍の空気の方が低圧となる。また遠心力によ
り、基体１とディスク２１との間の空気には外周方向へ
の付勢力が作用する。

【００２４】これにより図２に矢印で示すように、ディ
スク２１の裏面側の熱空気は冷却孔２４から基体１とデ
ィスク２１との間に入り、導路１２に案内されて外周方
向へ移動する。またホイールキャップの表面側の空気が
貫通孔１４を通過して基体１とディスク２１との間に入
り、導路１２に案内されて外周方向へ移動する。このよ
うな空気流れが形成されることにより、基体１とディス
ク２１との間の熱空気は円滑に開口１３から外部に排出
され、放熱性が向上する。

【００２５】因みに、このホイール装置を１０００ｒｐ
ｍの回転数で回転させた時に発生する風の単位時間当た
りの風量を、ディスクホイール表面（基体１とディスク
２１との間）とホイールキャップの外側表面との両方で
測定し、結果を図３に示す。また図１１に示す従来のホ
イールキャップの場合についても同様に測定し、結果を
図３に示す。なお風量の測定は試験例と同様にして行っ
た。

【００２６】図３より、本実施例のホイールキャップを
装着したホイール装置では、ディスクホイール表面（基
体１とディスク２１との間）との外側表面との両方で、
発生する風の風量が従来のものより格段に多くなってお
り、放熱性に優れていることが明らかである。 （実施例２）本実施例のホイールキャップは、図４に示
すように、放射状に延びる複数のリブ１０を外周縁部に
のみ形成し、かつ貫通孔１４を形成しなかったこと以外
は実施例１と同様の構成である。

【００２７】このホイールキャップを実施例１と同様の
ディスクホイールに装着すれば、図５に示すように、基
体１とディスク２１との間の熱空気は、圧力差と遠心力
によりリブ１０の間の導路１２に案内され、円滑に開口
１３から外部に排出されるため、実施例１のホイールキ
ャップには及ばないものの高い放熱性を示す。 （実施例３）本実施例では、図６に示すように貫通孔１
４を形成しなかったこと以外は実施例１と同様の構成で
あり、放射状に中心から外周縁部まで延びる複数のリブ
１０と導路１２を有している。

【００２８】このホイールキャップを実施例１と同様の
ディスクホイールに装着すれば、図７に示すように、基
体１とディスク２１との間の熱空気は、リブ１０の間の
導路１２に案内されつつ圧力差と遠心力により円滑に開
口１３から外部に排出され、実施例１のホイールキャッ
プには及ばないものの実施例２のホイールキャップより
高い放熱性を示す。

【００２９】（実施例４）本実施例では、図８に示すよ
うにリブ１０の形状を湾曲形状とし、本数を少なくした
こと以外は実施例３と同様の構成である。なお、爪部と
リングホルダは図示を省略している。本実施例のホイー
ルキャップは、リブ１０の凸部が回転方向（矢印方向）
に向かうようにディスクホイールに装着される。これに
より基体１とディスク２１との間の熱空気は、リブ１０
の間の導路１２に案内されつつ、圧力差と遠心力により
円滑に開口１３から外部に排出され、実施例１のホイー
ルキャップには及ばないものの実施例２のホイールキャ
ップより高い放熱性を示す。

【００３０】（実施例５）本実施例では、図９に示すよ
うにリブ１０の形状を中心から外方へ向かう螺旋形状と
したこと以外は実施例３と同様の構成である。なお、爪
部とリングホルダは図示を省略している。本実施例のホ
イールキャップは、リブ１０の螺旋の内周へ向かう方向
が回転方向（矢印方向）となるようにディスクホイール
に装着される。これにより基体１とディスク２１との間
の熱空気は、リブ１０の間の螺旋状の導路１２に案内さ
れつつ、圧力差と遠心力により円滑に開口１３から外部
に排出され、実施例１のホイールキャップには及ばない
ものの実施例２のホイールキャップより高い放熱性を示
す。

【００３１】

【発明の効果】すなわち本発明のホイールキャップによ
れば、回転時に大きな風量が発生するため、ディスクホ
イールの放熱性が向上する。したがってブレーキ装置の
フェードが抑制され、かつ熱軟化によるホイールキャッ
プの脱落や変形を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のホイールキャップの裏面側
の正面図である。

【図２】本発明の一実施例のホイールキャップをディス
クホイールに装着した状態で示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例のホイールキャップと従来の
ホイールキャップの風量の差を示す棒グラフである。

【図４】本発明の第２の実施例のホイールキャップの裏
面側の正面図である。

【図５】本発明の第２の実施例のホイールキャップをデ
ィスクホイールに装着した状態で示す断面図である。

【図６】本発明の第３の実施例のホイールキャップの裏
面側の正面図である。

【図７】本発明の第３の実施例のホイールキャップをデ
ィスクホイールに装着した状態で示す断面図である。

【図８】本発明の第４の実施例のホイールキャップの裏
面側の正面図である。

【図９】本発明の第５の実施例のホイールキャップの裏
面側の正面図である。

【図１０】ホイールキャップ中心から意匠孔部中心まで
の距離と風量の関係を示すグラフである。

【図１１】従来のホイール装置に用いられるディスクホ
イールの正面図である。

【図１２】従来のホイール装置に用いられるディスクホ
イールの断面図である。

【図１３】従来のホイールキャップの表面側の正面図で
ある。

【符号の説明】

１：基体 ２：ディスクホイール １
０：リブ １１：爪部 １２：導路 １
３：開口 １４：貫通孔 １５：リングホルダ ２
４：冷却孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクホイールに装着されるホイール
   キャップであって、円盤状の基体と、該基体の裏面側に
   設けられたリブで構成され外周縁部に開口して該ディス
   クホイールと該基体との間に存在する空気を該開口へ案
   内する導路とからなり、該基体と該ディスクホイールと
   の間の空気は該ディスクホイールと該基体の回転により
   該導路に案内されて該開口から外部へ排出される構成と
   したことを特徴とするホイールキャップ。
2. 【請求項２】 前記導路は前記基体の中央から放射状に
   延びる複数のリブから放射状に複数個形成され、前記開
   口は前記基体の外周縁部に複数個形成されていることを
   特徴とする請求項１記載のホイールキャップ。
3. 【請求項３】 前記導路は前記基体の中央から螺旋状に
   延びるリブから形成されていることを特徴とする請求項
   １記載のホイールキャップ。
4. 【請求項４】 前記基体の中央部には表裏を貫通する貫
   通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３記
   載のホイールキャップ。