(57)【要約】      （修正有）【課題】重量の軽く、強度の優れたホイールキャップを提供する。【解決手段】自動車用合成樹脂製ホイールキャップ１０は、略円盤状の本体１１と、本体１１の裏面に本体を自動車のホイールに取付ける取付部２０を有する。本体１１は、略円盤状の本体の中心部１２と、中心部１２の外周に円弧状の外周部１４を有するとともに、中心部１２と外周部１４の間を連結する複数の連結部１３を設け、連結部と連結部の間に複数の開口孔１５を設け、連結部１３の裏面に放射状の放射リブ１６を設けたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤状の本体と、該本体の裏面に本体を自動車のホイールに取付ける取付部を有する自動車用合成樹脂製ホイールキャップであって、
上記本体は、本体の中心部分をなす中心部と、外周に円形状の外周部と、上記中心部と上記外周部の間を放射状に連結する複数の連結部を設けるとともに、該連結部と連結部の間に複数の開口孔を設け、上記連結部の裏面に放射状の放射リブを設けたことを特徴とする自動車用合成樹脂製ホイールキャップ。
【請求項２】
上記本体は、その肉厚が１ｍｍないし２ｍｍの範囲であり、上記放射リブの肉厚が上記本体の肉厚の１／２ないし２／３である請求項１記載の自動車用合成樹脂製ホイールキャップ。
【請求項３】
上記中心部には、その裏面に円形状の円周凸部を設け、該円周凸部と上記放射リブの一端を接合した請求項１または２記載の自動車用合成樹脂製ホイールキャップ。
【請求項４】
上記放射リブは、そのリブの高さが上記中心部に向かうにつれて徐々に低くなる請求項１、２または３記載の自動車用合成樹脂製ホイールキャップ。
【請求項５】
上記開口孔は、上記本体の裏面に開口孔の周囲を囲む開口壁を設けた請求項１、２、３または４記載の自動車用合成樹脂製ホイールキャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のホイールに装着される自動車用合成樹脂製ホイールキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のホイールには、車輪の美観を向上させたり、空気抵抗を低減させたりするため、ホイールキャップが装着されることが多い。
図７と図８に従来のホイールキャップ６０を示す。
図７のホイールキャップ６０は、合成樹脂製で、円盤状の本体と、その裏面に立設された複数の爪部６２１と、各爪部６２１を外周方向に付勢するワイヤ６２２からなる。
【０００３】
この爪部６２１が自動車のホイールに係合して、ホイールキャップ６０がホイールに装着される。ホイールキャップ６０は、自動車の走行時にホイールの振動につれて激しく振動したり、小石等が当ることがあるため、強度が必要であるので、強度を保つことができる肉厚を有していた。
また、ホイール部分はブレーキ等が装備されているため、走行中に冷却される必用があり、また、デザイン性の向上のためにもホイールキャップ６０に開口孔６１５が設けられることがある（例えば、特許文献１参照。）。
開口孔６１５が設けられると、ホイールキャップ６０の強度は低下するのでこの場合も円盤状の本体は強度を保つことができる肉厚を必要としていた。
【０００４】
しかしながら、近年地球温暖化の防止のために二酸化炭素の排出量を減少させる必要が生じて、二酸化炭素の排出量を減少させるために自動車の軽量化が要請されてきた。このため、自動車部品も軽量化のニーズが高まり、ホイールキャップも軽量化が検討されている。
ホイールキャップを軽量化するためにはホイールキャップの本体の肉厚を薄くすることが考えられるが、本体の肉厚を薄くするとホイールキャップの強度が低下することとなる。そのため、図８に示すように、ホイールキャップの裏面に補強のためのリブをもうけるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
図８の合成樹脂製のホイールキャップ７０においては、ホイールキャップ７０の本体の裏面に円弧状に複数の円周リブ７１７を設けるとともに、放射状に複数の放射リブ７１６を設けたものである。
このとき、円周リブ７１７と放射リブ７１６の肉厚が厚いために、ホイールキャップ７０の本体の表面にヒケが生じる恐れがある。そこで、図９に示すように、それぞれの円周リブ７１７と放射リブ７１６の根元、すなわち本体との接合部分に中空部７１６ａ、７１７ａを設けてヒケの防止を図ったのである。
しかしながら、図８のホイールキャップ７０は、円周リブ７１７と放射リブ７１６の両方を設けたためと、円周リブ７１７と放射リブ７１６の肉厚が厚いために、軽量化を図ることが困難であり、円周リブ７１７と放射リブ７１６の位置もホイールキャップ７０の強度を高めるためには効率的ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９７００１号公報（頁３−４、図１）
【特許文献２】
実開平２−６３２０３号公報（頁３−５、図１−２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる課題を解決するため、車両の軽量化に貢献しかつ、強度の優れたホイールキャップを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、略円盤状の本体と、本体の裏面に本体を自動車のホイールに取付ける取付部を有する自動車用合成樹脂製ホイールキャップであって、本体は、本体の中心部と、外周に円形状の外周部と、中心部と外周部の間を放射状に連結する複数の連結部を設けるとともに、連結部と連結部の間に複数の開口孔を設け、連結部の裏面に放射状の放射リブを設けたものである。
【０００９】
請求項１の本発明では、開口孔を挟んだ連結部の裏面に放射状に放射リブを設けたもので、最も応力がかかる連結部に放射状にリブを設けることにより、ホイールキャップの重量を増加させることなく。効率的に剛性を上げることができ、ホイールキャップの重量を低減することができる。
【００１０】
請求項２の本発明は、本体は、その肉厚が１ｍｍないし２ｍｍの範囲であり、放射リブの肉厚が本体の肉厚の１／２ないし２／３であるものである。
請求項２の本発明では、ホイールキャップの本体の肉厚が１ｍｍないし２ｍｍの範囲範囲であるため、従来のホイールキャップの本体の肉厚に比べて薄肉であり、ホイールキャップの重量を軽減できる。さらに、放射リブの肉厚が本体の肉厚の１／２から２／３であるため、放射リブによる重量の増加は僅かであるが、本体の連結部に放射状に設けたため本体の補強効果は十分である。
【００１１】
請求項３の本発明は、中心部の裏面に円状の円周凸部を設け、円周凸部と放射リブの一端を接合したものである。
請求項３の本発明では、ホイールキャップの本体の中心部分に円状の円周凸部を設けたため、中心部の剛性が高くなるとともに、円周凸部と放射リブの一端を接合したため円周凸部と放射リブが共同して曲げ応力等に対して対抗することができるため、剛性が一層高くなる。
【００１２】
請求項４の本発明は、放射リブの高さが中心部に向かうにつれて徐々に低くなるものである。
請求項４の本発明では、放射リブの高さが外周部側で一番高く、中心部に向かうにつれて徐々に低くなるため、ホイールキャップの曲がりやすい部分を効果的に防止することができ、応力の低いところはリブの高さを低くすることができるため、より一層軽量化に貢献することができる。すなわち、ホイールキャップが外力で変形作用を受けるときに、ホイールキャップの外側ほど応力を受けて曲がりやすいため、その曲がりやすい部分の放射リブの高さを高くしたものである。
【００１３】
請求項５の本発明は、開口孔は、本体の裏面に開口孔の周囲を囲む開口壁を設けたものである。
請求項５の本発明では、本体の裏面に開口孔の周囲を囲む開口壁を設けたため、開口の周辺の剛性を高くすることができ、放射リブの補強効果と相俟って、剛性の低い連結部の剛性を強化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の態様を図面に基づき説明する。
図１は、本発明のホイールキャップ１０の裏面を示す図であり、図３はその正面図である。
ホイールキャップ１０は、略円盤状をなしている本体１１と、本体を自動車のホイールに取付ける取付部２０を本体の裏面に有している。
ホイールキャップ１０の正面は、本体１１のみが観察することができ、デザイン上の観点から自動車のマークや名前等が表示され、あるいは金属光沢を出すために、金属メッキが施されたり、金属の薄板等が装着されている。
ホイールキャップ１０の正面の中心とその近傍、すなわち中心点から半径方向に後述する外周部１４までのほぼ半分以内の部分は、ほぼ平面又は若干湾曲した円盤状をなしている中心部１２である。中心部１２における中心点から半径方向に外周部１４までのほぼ半分のところに円周状の円周溝１２ａが設けられている。円周溝１２ａは、本体１１の裏面では逆に円周上の凸状をなして、円周凸部１２ｂとなっている。
【００１５】
図１に示すホイールキャップ１０の裏面では、正面と同様にホイールキャップ１０の本体１１の中心とその近傍、すなわち中心点から半径方向に外周部１４までのほぼ半分以内の部分は、ほぼ平面又は若干湾曲した円盤状をなしている中心部１２である。
図１の事例では、中心部１２の裏面は、円周凸部１２ｂ以外は特に何も設けられていないが、後述する放射リブ１６を中心まで設けることもできる。
【００１６】
中心部１２の中心点から半径方向に外周部１４までのほぼ半分の位置に円形の円周凸部１２ｂが設けられている。円周凸部１２ｂの高さは５ｍｍないし１５ｍｍ程度である。円周溝１２ａと円周凸部１２ｂの代わりにホイールキャップ１０の本体１１の裏面に円形のリブを設けることもできる。円形のリブの肉厚は後述する放射リブ１６の肉厚とほぼ同様である。
円周凸部１２ｂは、ホイールキャップ１０の本体１１を成形するときに同時に一体に形成される。
【００１７】
本体１１の外周には、板状でかつリング状の外周部１４が設けられている。外周部１４の裏面には、複数個の取付部２０が外周部１４に沿って円周状にほぼ等間隔で、立設されている。図１の態様では、１０個の取付部２０が設けられているが、その数はホイールキャップ１０の大きさ等により適宜選択することができる。
取付部２０は、爪部２１とワイヤ２２から構成されている。
【００１８】
図２は、外周部１４の一部拡大斜視図である。図４は、ホイールキャップ１０の断面図であり、図４（Ａ）は、ホイールキャップ１０の後述する開口孔１５の部分の断面図であり、図４（Ｂ）は、ホイールキャップ１０の後述する放射リブ１６の部分の断面図である。
図２と図４（Ｂ）に示すように、爪部２１は外周部１４の裏面からほぼ垂直に立設されている。爪部２１の上端には突部２１ｂと凹部２１ｃが設けられている。突部２１ｂはホイールキャップ１０の本体１１の外周方向に、すなわち爪部２１とは略直角に横方向に突出している。この突部２１ｂは、ホイールキャップ１０がホイールに装着された時に、ホイールの凹部（図示略す）に係止されて、ホイールキャップ１０を保持する。
【００１９】
爪部２１の突部の反対側、すなわち、本体１１の中心部１２側の凹部２１ｃには、ワイヤ２２が嵌めこまれる。ワイヤ２２は、鋼線からなり、リング状に形成されている。ワイヤ２２が爪部２１の先端の突部の反対側の凹部２１ｃに嵌めこまれると、爪部２１を外周方向に付勢して、ホイールキャップ１０を強固にホイールに固定する。
【００２０】
爪部２１と後述する放射リブ１６は接合することもできるし、爪部２１と放射リブ１６との間に間隙を設けることもできる。
爪部２１と放射リブ１６を接合すると、爪部２１は剛性が高くなり、ホイールキャップ１０をホイールに装着した後は、強固に装着され離脱しにくくなる。また、放射リブ１６と共同して本体１１が撓みにくくなり、剛性が高くなる。
爪部２１と放射リブ１６との間に間隙を設けると、爪部２１の弾力性が増して、ホイールキャップ１０をホイールに装着しやすくなる。
【００２１】
ホイールキャップ１０の本体１１は、中心部１２と外周部１４を連結する複数個の連絡部１３を放射状に有している。
図１に示すように連絡部１３は、中心部１２から外周部１４に向けて放射状に等間隔で延設されている。図１の態様では１０個の連絡部１３が放射状に設けられているが、ホイールキャップ１０の大きさ等により適宜その数を選択することができる。
【００２２】
連絡部１３は、中心部１２と外周部１４と共に同時に一体的に成形される。そのため、連絡部１３は中心部１２と外周部１４とは連続している。したがって本体１１の表面も一体感がありデザイン的にも好ましい。
また、中心部１２部、連絡部１３と外周部１４はほぼ均一な肉厚を有し、その肉厚は、従来のホイールキャップよりも薄く、ほぼ１ｍｍないし２ｍｍである。このため、ホイールキャップ１０の重量は軽減することができる。
【００２３】
連絡部１３の両側を挟んで、中心部１２と外周部１４の間に開口孔１５が設けられている。
開口孔１５は、図１の態様では１０個設けられているが、ホイールキャップ１０の大きさ等により連絡部１３の数が適宜選択されるため、その連絡部１３の数に応じて開口孔１５の数は定められる。
【００２４】
放射リブ１６は、図１、図２および図４（Ｂ）に示すように連絡部１３の裏面に放射状に設けられている。放射リブ１６の肉厚は、ホイールキャップ１０の本体１１の肉厚の１／２ないし２／３の肉厚であり、本体１１の肉厚は、１．０ｍｍから２．０ｍｍ程度であり、放射リブ１６の肉厚は、０．５ｍｍないし１．３ｍｍ程度である。
放射リブ１６の肉厚が上記のように薄いため、本体１１を成形するときに本体１１の表面がヒケることがなく装飾上好ましいし、また本体１１の重量を増加させることが少ない。
【００２５】
ホイールキャップ１０の強度について、本体１１と放射リブ１６の関係を落錘衝撃試験の結果に基づき説明する。落錘衝撃試験の結果を図６に示す。落錘衝撃試験は、重さ５ｋｇ、直径５０ｍｍの鋼球を高さ４０ｃｍからホイールキャップ１０の上へ落して、割れや亀裂の有無で判断する。このときホイールキャップ１０は、水平状態と４５度傾斜状態の両方で判断する。
図６中の黒丸印は、割れや亀裂が生じなかったことを表し、Ｘ印は割れや亀裂が少なくともいずれか生じたことを表している。図６に示すように本体１１の肉厚は、１．０ｍｍから２．０ｍｍにおいて、放射リブ１６の肉厚は本体１１の肉厚の１／２ないし２／３の肉厚すなわち放射リブ１６の肉厚が０．５ｍｍないし１．３ｍｍの場合が割れや亀裂が生じなかったことを表している。
なお、図６における衝撃試験合格領域よりもリブの肉厚が大きいものは割れや亀裂が生じないが、ホイールキャップ１０の重量が増加するので好ましくない。
【００２６】
放射リブ１６は、図１、図２および図４（Ｂ）の態様では、中心部１２に設けられた円周凸部１２ｂから一体に延設され、外周部１４の爪部２１まで設けられる。すなわち放射リブ１６と爪部２１は連続している。しかし、爪部２１の高さが高く、爪部２１が撓みやすくなっている。
この放射リブ１６の高さは、図４（Ｂ）に示す態様では、放射リブ１６の全長にわたり同じ高さにしている。連結部１３の全長にわたり同様の補強効果が得られる。
放射リブ１６の高さは、図５の態様では、爪部２１に近い部分が最も高く略１５ｍｍ程度であり、中心部１２方向に向かうにつれて徐々に低くなり、円周凸部１２ｂと接合する付近では略５ｍｍ程度である。
【００２７】
開口孔１５は、図２と図４（Ａ）に示すように、それぞれ本体１１の裏面において、その周囲の開口壁１５ｂを有している。
開口孔１５の周囲の開口壁１５ｂは、開口孔１５からホイールの冷却のために空気を導入するとともに、ホイールキャップ１０の正面からの見栄えもよくしている。さらに、開口壁１５ｂによって開口孔１５付近の剛性が高くなり、そのため、連結部１３の剛性も高くなる。
【００２８】
ホイールキャップ１０の本体１１と爪部２１は、射出成形により一体的に成形される。射出成形に使用される材料は硬質熱可塑性合成樹脂を使用することができ、例えばポリカーボネイト・ＡＢＳアロイ樹脂（ＰＣ／ＡＢＳ）やガラス繊維のフィラー入りポリプロピレン樹脂が用いられる。
【００２９】
【発明の効果】
上述のとおり本発明にかかるホイールキャップは、本体の裏面の連結部に本体よりの肉厚の薄い放射リブを設けたため、重量が軽減でき、車両の軽量化に貢献して、強度の必要な連結部を補強することができ強度の優れたホイールキャップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホイールキャップの裏面図である。
【図２】本発明のホイールキャップの取付部付近の裏面一部拡大斜視図である。
【図３】本発明のホイールキャップの正面図である。
【図４】（Ａ）は本発明のホイールキャップの図１におけるＩＶＡ−ＩＶＡに沿う矢視断面図、（Ｂ）は本発明のホイールキャップの図１におけるＩＶＢ−ＩＶＢに沿う矢視断面図である。
【図５】本発明の他の態様のホイールキャップの放射リブの部分を示す一部側面図である。
【図６】本発明のホイールキャップの落錘衝撃試験の結果を示すグラフである。
【図７】従来のホイールキャップの裏面斜視図である。
【図８】従来の他のホイールキャップの裏面図である。
【図９】従来の他のホイールキャップのリブを示す裏面一部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０  ホイールキャップ
１１  本体
１２  中心部
１２ｂ  円周凸部
１３  連結部
１４  外周部
１５  開口孔
１５ａ  開口壁
１６  放射リブ
２０  取付部
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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