JP2015044480A - 車両の前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前突時に、前車輪を前突時の衝撃力によって変形させ、車体の変形を抑制しつつ衝撃力を効果的に緩和する。【解決手段】車両の前部構造は、車体３の側壁１１の下端縁部を構成するロッカ１２と、ロッカ１２の前方近傍に配置される前車輪５とを備える。前車輪５が、その軸心１８上に位置してタイヤ１９を支持するリム２０と、リム２０の車体３の幅方向における外側端部がわとハブ２４とを連結する環状連結材２１とを有する。リム２０の車体３の幅方向における内側端縁部２０ａをリム２０の径方向外方に向かうよう屈曲させる。車体３の平面視で、ロッカ１２の前端面を、車体３の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面２７となるよう形成する。傾斜面２７を環状連結材２１の後方に位置させると共に、傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａを、リム２０の内側端縁部２０ａの車体３の外側方がわ近傍に位置させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両が、前進走行時に、その前方の何らかの物体に衝突（前突）したとき、この前突時に車両に与えられる衝撃力を、車体の変形を抑制しつつ効果的に緩和できるようにするための車両の前部構造に関するものである。

上記車両の前部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車両の前部構造は、車体の側壁の下端縁部を構成して車体の前後方向に延びるロッカと、車体に懸架され、上記ロッカの前端部の前方近傍に配置される前車輪とを備えている。また、上記前車輪は、その軸心上に位置してタイヤを支持するリムと、このリムの車体の幅方向における外側端部がわとハブとを連結する環状連結材とを有し、上記リムの車体の幅方向における内側端縁部はこのリムの径方向外方に向かうよう屈曲させられている。

ここで、上記ロッカは、車体の前後方向に延びるものであって、車体の前後方向からの外力に対して大きい剛性を有するものである。このため、車両の前突時に、その衝撃力により、上記前車輪が上記ロッカに対し後方移動してこのロッカの前端部に衝突したときには、上記衝撃力はほとんど緩和されることなく、そのまま車体に与えられるおそれがあり、これは、乗員にとって好ましくない。

そこで、上記従来の技術では、車両の前突時の衝撃力により、上記前車輪が縦向き軸心回りで左右に回動することとされる。これによれば、上記前車輪がロッカの前端部に対し上記前突後に直ちに衝突することは防止されて、このロッカの前端部への衝突に至るまでの前車輪の後方移動距離が長くされる。そして、その分、上記衝撃力により車体がより大きく塑性変形させられることとなって、上記衝撃力が、より確実に緩和されることとされている。

特開平５−８５４１４号公報

ところで、上記従来の技術では、車両の前突時に、その衝撃力をより確実に緩和させようとして、車体をより大きく塑性変形させるようにしているが、このような車体の大きい塑性変形は、乗員の保護を低下させる原因となるおそれがある。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、車両の前突時に、車体の構成部分であるロッカと、前車輪とのうち、前車輪を前突時の衝撃力によって変形させ、もって、車体の変形を抑制しつつ上記衝撃力を効果的に緩和できるようにすることである。

請求項１の発明は、車体３の側壁１１の下端縁部を構成して車体３の前後方向に延びるロッカ１２と、このロッカ１２の前端部の前方近傍に配置される前車輪５とを備え、この前車輪５が、その軸心１８上に位置してタイヤ１９を支持するリム２０と、このリム２０の車体３の幅方向における外側端部がわとハブ２４とを連結する環状連結材２１とを有し、上記リム２０の車体３の幅方向における内側端縁部２０ａをこのリム２０の径方向外方に向かうよう屈曲させた車両の前部構造において、
車体３の平面視（図１）で、上記ロッカ１２の前端面を、車体３の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面２７となるよう形成し、この傾斜面２７を上記環状連結材２１の後方に位置させると共に、上記傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａを、上記リム２０の内側端縁部２０ａの車体３の外側方がわ近傍に位置させたことを特徴とする車両の前部構造である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、車体の側壁の下端縁部を構成して車体の前後方向に延びるロッカと、このロッカの前端部の前方近傍に配置される前車輪とを備え、この前車輪が、その軸心上に位置してタイヤを支持するリムと、このリムの車体の幅方向における外側端部がわとハブとを連結する環状連結材とを有し、上記リムの車体の幅方向における内側端縁部をこのリムの径方向外方に向かうよう屈曲させた車両の前部構造において、
車体の平面視で、上記ロッカの前端面を、車体の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面となるよう形成し、この傾斜面を上記環状連結材の後方に位置させると共に、上記傾斜面における車体の内側方の端部を、上記リムの内側端縁部の車体の外側方がわ近傍に位置させている。

このため、車両の前突時に、その衝撃力により、上記前車輪が上記ロッカに対し後方移動したときには、まず、上記前車輪のリムの内側端縁部がわが、上記ロッカの前端部の傾斜面における車体の内側方の端部がわに衝突する。また、その一方、上記傾斜面の形成によりこの傾斜面の前方には空間が形成されたことから、上記したように前車輪のリムの内側端縁部がわが上記傾斜面の端部がわに衝突したとき、上記前車輪において剛性が大きい環状連結材が上記ロッカの前端部に衝突することは上記傾斜面の前方の空間の存在により防止される。そして、この際、前車輪のリムの内側端縁部がわは、その断面で見て上記環状連結材に対し片持ち支持されたものであることから、上記リムの内側端縁部がわは、上記傾斜面の端部がわから上記衝撃力に基づく大きい反力が与えられて、屈曲するよう変形させられる。

よって、車両の前突時には、車体の構成部分であるロッカと、前車輪とのうち、前車輪が前突時の衝撃力によって変形させられることから、車体の変形を抑制しつつ上記衝撃力を効果的に緩和させることができ、これは、乗員保護にとって極めて有益である。

また、上記衝撃力により、前車輪が更に後方移動して上記前車輪のリムの内側端縁部がわの屈曲が進行すると、上記前車輪は車体の後方かつ外側方に移動しがちとなる。

しかし、上記したように前車輪のリムの内側端縁部はこのリムの径方向外方に向かうよう屈曲させられているため、上記した前車輪の後方移動に伴い上記リムの内側端縁部は、上記傾斜面における車体の内側方の端部がわに掛止させられる。

よって、前突時の衝撃力により上記前車輪が車体の外側方に大きく突出することは防止されると共に、上記前車輪のリムの内側端縁部がわは更に屈曲するよう変形させられることとなって、車体の変形を抑制しつつ上記衝撃力がより効果的に緩和される。

なお、上記前突時には、その衝撃力により、前車輪の特に後部が車体の外側方に向けて直ちに大きく変位することが考えられる。そして、この場合、上記前車輪のリムの内側端縁部がわが上記傾斜面における端部がわに衝突しないとすると、上記したリムの内側端縁部がわの屈曲による変形は得られず、つまり、上記衝撃力は緩和されないこととなる。

しかし、上記したように、前突時の衝撃力により上記前車輪の後部が直ちに車体の外側方に変位しようとしても、この際、上記リムの内側端縁部は、上記傾斜面における上記端部がわに掛止可能とされる。よって、この掛止によれば、上記前車輪のリムの内側端縁部がわは、より確実に上記傾斜面における端部がわに衝突することとなり、この結果、前記したリムの内側端縁部がわの屈曲による変形が得られて、上記衝撃力が緩和される。

また、上記した前突時における衝撃力の効果的な緩和は、上記前車輪とロッカとの各構造や相対配置を工夫することにより達成されるのであって、衝突エネルギーを吸収するための吸収材や脆弱部を別途に設けないで足りる。よって、上記衝撃力の効果的な緩和は簡単な構成により達成され、これは、車体の生産性の点で有益である。

車両の前側部の平面断面図である。 車両の全体側面図である。 前突時の作用を説明する図で、図１に相当する図である。

本発明の車両の前部構造に関し、車両の前突時に、車体の構成部分であるロッカと、前車輪とのうち、前車輪を前突時の衝撃力によって変形させ、もって、車体の変形を抑制しつつ上記衝撃力を効果的に緩和できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。

即ち、車両の前部構造は、車体の側壁の下端縁部を構成して車体の前後方向に延びるロッカと、このロッカの前端部の前方近傍に配置される前車輪とを備える。この前車輪は、その軸心上に位置してタイヤを支持するリムと、このリムの車体の幅方向における外側端部がわとハブとを連結する環状連結材とを有する。上記リムの車体の幅方向における内側端縁部はこのリムの径方向外方に向かうよう屈曲させられる。

車体の平面視で、上記ロッカの前端面は、車体の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面となるよう形成される。この傾斜面は上記環状連結材の後方に位置させられると共に、上記傾斜面における車体の内側方の端部は、上記リムの内側端縁部の車体の外側方がわ近傍に位置させられる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図１，２において、符号１は、自動車で例示される車両であり、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。

車両１は、内部空間が車室２とされる車体３と、この車体３にサスペンション４により懸架されるそれぞれ左右一対の前車輪５および後車輪６とを備え、車体３は、上記前、後車輪５，６によって走行面７上に支持される。

上記車室２の側面は車体３の側壁１１により形成される。この側壁１１の下端縁部は車体３の前後方向に延びるロッカ１２で構成される。このロッカ１２は板金製であって、車体３の幅方向で互いに対面するアウタ、インナパネル１３，１４と、これら両パネル１３，１４の間に挟まれるように介設される補強パネル１５とを有している。

上記ロッカ１２の各パネル１３〜１５の各前端縁部は互いに重ね合わされてスポット溶接Ｓにより強固に結合される。また、上記ロッカ１２は、その長手方向の各部断面が中空閉断面構造とされて大きい剛性を有し、車体３の骨格部材とされる。特に、上記ロッカ１２は、車体３の前後方向に延びて車体３の骨格部材をなすものであることから、車体３の前後方向からの外力に対して大きい剛性を有している。

上記前車輪５は、その軸心１８上で、弾性変形可能なタイヤ１９を支持するリム２０と、このリム２０と同じ軸心１８上に位置してこのリム２０の幅方向における外側端部がわに結合される円板形状の環状連結材２１と、この環状連結材２１の軸心１８上に形成され、車体３がわに支持されるロータ２２に対し締結具２３により連結されるハブ２４とを有している。上記リム２０、環状連結材２１、およびハブ２４はアルミ合金や鉄等の金属製であって、鋳造により一体的に形成される。この場合、上記リム２０とハブ２４とを連結する環状連結材２１は、走行面７上に車体３を支持するという機能上、径方向からの外力に対して大きい剛性を有している。なお、上記リム２０と環状連結材２１とは別体であってもよく、上記環状連結材２１はスポークであってもよい。

上記リム２０の車体３の幅方向での内、外側端縁部２０ａ，２０ｂは、それぞれ車体３の幅方向の中途部２０ｃの各端縁部から、このリム２０の径方向外方に向かうよう屈曲させられる。

車体３の平面視（図１）で、上記ロッカ１２の前端部におけるアウタパネル１３は、その前端面が車体３の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面２７となるよう屈曲形成される。この傾斜面２７は上記前車輪５の環状連結材２１の後方に位置させられる。一方、上記ロッカ１２の前端部におけるインナパネル１４は車体３の前後方向に向かって直線的に形成される。また、上記傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａ、つまり、上記パネル１３〜１５同士の接合部は、上記リム２０の内側端縁部２０ａの車体３の外側方がわ近傍に位置させられる。

ここで、上記ロッカ１２の前端部におけるアウタパネル１３に傾斜面２７を形成したことにより、上記ロッカ１２の前端部は前方に向かってのテーパ形状となり、外力に対しての剛性が低下しがちとなる。

そこで、前記したように、ロッカ１２の前端部には、上記アウタ、インナパネル１３，１４に加えて補強パネル１５が設けられており、かつ、これら各パネル１３〜１５の各前端縁部がスポット溶接Ｓにより強固に結合されている。そして、この結合部は、上記傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａがわに相当している。

上記構成によれば、車体３の平面視（図１）で、上記ロッカ１２の前端面を、車体３の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面２７となるよう形成し、この傾斜面２７を上記環状連結材２１の後方に位置させると共に、上記傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａを、上記リム２０の内側端縁部２０ａの車体３の外側方がわ近傍に位置させている。

このため、車両１の前突時に、その衝撃力Ｆにより、上記前車輪５が上記ロッカ１２に対し後方移動したときには、まず、上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわが、上記ロッカ１２の前端部の傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａがわに衝突する。また、その一方、上記傾斜面２７の形成によりこの傾斜面２７の前方には空間が形成されたことから、上記したように前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわが上記傾斜面２７の端部２７ａがわに衝突したとき、上記前車輪５において剛性が大きい環状連結材２１が上記ロッカ１２の前端部に衝突することは上記傾斜面２７の前方の空間の存在により防止される。そして、この際、前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわは、その断面で見て（図１）上記環状連結材２１に対し片持ち支持されたものであることから、上記衝撃力Ｆに基づき屈曲するよう変形（塑性、弾性変形含む、以下同じとする）させられる。

よって、車両１の前突時には、車体３の構成部分であるロッカ１２と、車体３に懸架された前車輪５とのうち、前車輪５が前突時の衝撃力Ｆによって変形させられることから、車体３の変形を抑制しつつ上記衝撃力Ｆを効果的に緩和させることができ、これは、乗員保護にとって極めて有益である。

また、上記衝撃力Ｆにより、前車輪５が更に後方移動して上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわの屈曲が進行すると、上記前車輪５は車体３の後方かつ外側方に移動し、車体３の外側方に突出しがちとなる。

しかし、上記したように上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａはこのリム２０の径方向外方に向かうよう屈曲させられているため、上記した前車輪５の後方移動に伴い上記リム２０の内側端縁部２０ａは、上記傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａがわに掛止させられる。

よって、前突時の衝撃力Ｆにより上記前車輪５が車体３の外側方に大きく突出することは防止されると共に、上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわは更に屈曲するよう変形させられることとなって、車体３の変形を抑制しつつ上記衝撃力Ｆがより効果的に緩和される。

なお、上記前突時には、その衝撃力Ｆにより、前車輪５の特に後部が車体３の外側方に向けて直ちに大きく変位することが考えられる。そして、この場合、上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわが上記傾斜面２７における端部２７ａがわに衝突しないとすると、上記したリム２０の内側端縁部２０ａがわの屈曲による変形は得られず、つまり、上記衝撃力Ｆは緩和されないこととなる。

しかし、上記したように、前突時の衝撃力Ｆにより上記前車輪５の後部が直ちに車体３の外側方に変位しようとしても、この際、上記リム２０の内側端縁部２０ａは、上記傾斜面２７における上記端部２７ａがわに掛止可能とされる。よって、この掛止によれば、上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわは、より確実に上記傾斜面２７における端部２７ａがわに衝突することとなり、この結果、前記したリム２０の内側端縁部２０ａがわの屈曲による変形が得られて、上記衝撃力Ｆが緩和される。

また、上記した前突時における衝撃力の効果的な緩和は、上記前車輪５とロッカ１２との各構造や相対配置を工夫することにより達成されるのであって、衝突エネルギーを吸収するための吸収材や脆弱部を別途に設けないで足りる。よって、上記衝撃力の効果的な緩和は簡単な構成により達成され、これは、車体３の生産性の点で有益である。

なお、前記したようにロッカ１２の前端部は前方に向かってのテーパ形状となっており、このため、特に、上記ロッカ１２の前端部の傾斜面２７における車体３の内側方の端部２７ａがわは、上記テーパ形状の先端部となって剛性が低くなりがちである。

このため、前記したように、車両１の前突時に、その衝撃力Ｆにより、上記前車輪５が上記ロッカ１２に対し後方移動して、上記前車輪５のリム２０の内側端縁部２０ａがわが、上記ロッカ１２の前端部の上記端部２７ａがわに衝突したときには、図３で示すように、上記ロッカ１２の前端部の上記端部２７ａがわは上記衝撃力Ｆによって変形しがちとなる。しかし、これは車体３の一部のわずかな変形にとどまるため、乗員に大きな影響を与えることは防止される。

１ 車両
２ 車室
３ 車体
４ サスペンション
５ 前車輪
６ 後車輪
７ 走行面
１１ 側壁
１２ ロッカ
１３ アウタパネル
１４ インナパネル
１５ 補強パネル
１８ 軸心
１９ タイヤ
２０ リム
２０ａ 内側端縁部
２０ｂ 外側端縁部
２０ｃ 中途部
２１ 環状連結材
２４ ハブ
２７ 傾斜面
２７ａ 端部
Ｆ 衝撃力
Ｓ スポット溶接

Claims (1)

1. 車体の側壁の下端縁部を構成して車体の前後方向に延びるロッカと、このロッカの前端部の前方近傍に配置される前車輪とを備え、この前車輪が、その軸心上に位置してタイヤを支持するリムと、このリムの車体の幅方向における外側端部がわとハブとを連結する環状連結材とを有し、上記リムの車体の幅方向における内側端縁部をこのリムの径方向外方に向かうよう屈曲させた車両の前部構造において、
   車体の平面視で、上記ロッカの前端面を、車体の後方に向かうに従い外側方に向かう傾斜面となるよう形成し、この傾斜面を上記環状連結材の後方に位置させると共に、上記傾斜面における車体の内側方の端部を、上記リムの内側端縁部の車体の外側方がわ近傍に位置させたことを特徴とする車両の前部構造。

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