JP2018095115A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】微小ラップ衝突時にタイヤホールの割れを抑制した車両前部構造を得る。
【解決手段】車両前部構造１０は、アルミホイール１２の車両後方側のロッカ１４との間に車幅方向に延在する平面状の平板部５０を有するプロテクタ２０を配設している。プロテクタ２０は、ロッカ１４やトルクボックス１８等に複数個所で支持されている。したがって、微小ラップ衝突時にバリアからアルミホイール１２に伝達された衝突荷重は、プロテクタ２０からロッカ１４やトルクボックス１８に分散されて伝達される。したがって、相対的に剛性の高いロッカ１４からプロテクタ２０を介してアルミホイール１２に伝達される衝突荷重の反力（の集中）が低減されてアルミホイール１２の割れが防止又は抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来から軽量化あるいはデザイン性の向上等の目的から自動車にアルミホイールが使用されている。車両がフロントサイドメンバよりも車幅方向外側で前面衝突（微小ラップ衝突）した場合、車両前方のバリアからアルミホイールを介して、アルミホイールの車両後方に位置するロッカ等に衝突荷重が伝達される。

特開２０１５−０３０４３８号公報

この際、ロッカは、車両前後方向視で断面ハット形状のロッカアウタとロッカインナのフランジ部が接合されることによって形成されており、車両前後方向に延在する稜線部分の剛性が相対的に高い。したがって、アルミホイールからロッカに荷重が伝達された場合、ロッカの稜線部分の前端からアルミホイール側に局所的に集中荷重（衝突荷重の反力）が作用し、アルミホイールが早期に割れてしまうおそれがあった。微小ラップ衝突時にアルミホイールが早期に割れると、バリアから伝達される衝突荷重をアルミホイールや空気入りタイヤで吸収することができず、ロッカに伝達される衝突荷重を低減することができなくなる。

この車両前部構造は、車両が微小ラップ衝突した際に、ロッカよりも車両前方側における衝突荷重の吸収性で改善の余地があった。

本発明は上記事実を考慮し、微小ラップ衝突時にタイヤホールの割れを抑制した車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、車幅方向外側両端部の車両下方側で車両前後方向に延在するロッカと、前記ロッカの車両前方側に配設され、略円板状のディスクホイール部と、前記ディスクホイール部の径方向外側端部から軸方向内側に延在し外周面に空気入りタイヤが取り付けられるリム部とを有するホイールと、前記リム部の最も軸方向外側で最も径方向外側に突出形成されたリムフランジ部と、車両前後方向において前記ロッカと前記ホイールとの間に配設されると共に、車幅方向において少なくとも前記リムフランジ部を覆うように車幅方向に延在する平面状の平板部を有し、前記ロッカと前記ロッカ以外の車両ボデーに複数個所で前記平板部が取り付けられたプロテクタと、を備える。

請求項１記載の本発明に係る車両前部構造では、微小ラップ衝突時に、バリアからホイールに衝突荷重が伝達され、ホイールからプロテクタ、プロテクタの車両後方に位置するロッカに衝突荷重が伝達される。この際、車幅方向において少なくともホイールのリムフランジ部を覆うように車幅方向に延在して形成されたプロテクタの平面状の平板部が、車両前後方向でロッカとホイールの間に配置されている。したがって、微小ラップ衝突時にホイールがプロテクタに当接する際、ホイールで最も軸方向外側で最も径方向外側（車両後方側）に位置するリムフランジ部がプロテクタの平面部に最初に当接する。すなわち、ホイールで車両後方側の部材に最初に当接するリムフランジ部がプロテクタの車幅方向に延在する略平板状の平板部に当接されるため、ロッカ（剛性の高い稜線部分）の先端からホイールに衝突荷重の反力が集中的に作用してホイールが割れることを防止又は抑制できる。ここで、「車幅方向に延在する平板部」とは、平面視で車幅方向に沿って延在する平板部のみならず、車幅方向に対して所定角度傾斜して延在する平板部も含むものである。
また、プロテクタの平板部は、車両のボデーにロッカとロッカ以外の車両ボデーに複数個所で取り付けられているため、ホイールからプロテクタに作用する衝突荷重は、ロッカとロッカ以外の車両ボデーに分散して伝達される。すなわち、ホイールからプロテクタに伝達された衝突荷重の一部がロッカに伝達される。したがって、ロッカからプロテクタを介してホイールに伝達される衝突荷重の反力（集中荷重）が低減され、ホイールが割れることが防止又は抑制される。

請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、微小ラップ衝突時にホイールが割れることを防止又は抑制できる。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造を示す図２のＡ−Ａ線に沿った平断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両前部構造を構成するプロテクタの斜視図である。 比較例に係る車両前部構造を示す平断面図である。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造について図１〜図３を参照して説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示す。

（車両前部構造の全体構成）
図１に、微小ラップ衝突をした状態の車両前部構造を示す。車両前部構造１０は、図１に示すように、アルミニウム合金製のホイール（以下、「アルミホイール」という）１２と、アルミホイール１２の車両後方側に、車幅方向外側からロッカ１４、バルク１６、トルクボックス１８が配置されている。また、車両前後方向においてロッカ１４、バルク１６、トルクボックス１８とアルミホイール１２の間にプロテクタ２０が配設されている。

アルミホイール１２は、円板状のディスクホイール部２２と、外周面に空気入りタイヤ２４が装着されるリム部２６とを備えている。このリム部２６の軸方向外側端部には、最も径方向示外側に突出したリムフランジ部２７（図２、矢印の範囲参照）が形成されている。なお、図１は微小ラップ衝突時を示した図であるため、空気入りタイヤ２４は破断された（潰れた）後の状態であり、仮想線で示されている。また、樹脂製のホイールハウスは微小ラップ衝突時の荷重伝達にほとんど寄与しないので図示を省略している。

ロッカ１４は、車両前後方向に延在し、車両前後方向視で断面ハット形状のロッカアウタパネル１４Ａとロッカインナパネル１４Ｂのフランジ部同士を接合することによって形成されている。

なお、ロッカアウタパネル１４Ａの前端壁部２８Ａには、後述する第３ボルト９０挿通用の孔部３４Ａが形成されている。また、ロッカアウタパネル１４Ａには、前端壁部２８Ａの車幅方向内側端部から車両前方側に延在するフランジ部３０が形成されている。一方、ロッカインナパネル１４Ｂの前端壁部２８Ｂには、後述する第２ボルト７４挿通用の孔部３４Ｂが形成されている。

バルク１６は、車両前後方向に延在するバルク前後壁部３６と、バルク前後壁部３６の前端部から車幅方向内側に延在するフランジ部３８とを備えている。フランジ部３８には、後述する第１ボルト５８挿通用の上下一対の孔部４０（一方のみ図示）が形成されている。

トルクボックス１８は、車幅方向に延在する前壁部４２と、前壁部４２の車幅方向外側端部から車両前方に延在するフランジ部４８と、を備えている。前壁部４２には、車幅方向内側に後述する第１ボルト５８挿通用の上下一対の孔部４４（一方のみ図示）、車幅方向外側に第２ボルト７４挿通用の孔部４６が形成されている。このトルクボックス１８のフランジ部４８とロッカアウタパネル１４Ａのフランジ部３０との間にＡピラーインナ３２が挟持され、フランジ部４８、３０とＡピラーインナ３２が接合されている。

一方、ロッカ１４、バルク１６、トルクボックス１８に取り付けられるプロテクタ２０は、図１及び図２に示されるように、車幅方向に延在する平板状の平板部５０と、平板部５０の車幅方向内側端部から車両後方側に延在する前後壁部５２と、前後壁部５２の後端から車幅方向内側に延在するフランジ部５４とを備える。平板部５０は、車幅方向において、リム部２６の内側端部近傍から外側端部（リムフランジ部２７）よりも外側まで延在している。また、フランジ部５４には、後述する第１ボルト５８挿通用の一対の孔部５６が形成されている。

プロテクタ２０は、フランジ部５４がトルクボックス１８の前壁部４２、バルク１６のフランジ部３８に重ねられ、それぞれの孔部５６、４４、４０に第１ボルト５８が挿通され、第１ナット６０で締結されている。すなわち、プロテクタ２０（フランジ部５４）がトルクボックス１８（前壁部４２）とバルク１６（フランジ部３８）に締結されている。

この締結により、車両前後方向に離間されたプロテクタ２０の平板部５０とロッカ１４との間には、第１ブラケット６２と第２ブラケット６４が配設されている。

平板部５０とロッカ１４との間で車幅方向内側に配設される第１ブラケット６２は、図１及び図２に示すように、車幅方向に延在する第１フランジ部６６と、第１フランジ部６６の車幅方向外側端部から車両後方に延在する前後壁部６８と、前後壁部６８の後端から車幅方向外側に延在する第２フランジ部７０を有する。第２フランジ部７０には、第２ボルト７４挿通用の孔部７２が形成されている。

図２に示すように、第１ブラケット６２の第１フランジ部６６がプロテクタ２０の平板部５０の所定位置にスポット溶接又はアーク溶接で固定されている。この状態でプロテクタ２０のフランジ部５４がトルクボックス１８に固定されることにより、第１ブラケット６２の第２フランジ部７０がトルクボックス１８の前壁部４２の所定位置に当接される。これにより、図１に示すように、第１ブラケット６２の第２フランジ部７０の孔部７２、トルクボックス１８の前壁部４２の孔部４６、ロッカインナパネル１４Ｂの前端壁部２８Ｂの孔部３４Ｂに第２ボルト７４が挿通され、第２ナット７６で締結されている。すなわち、プロテクタ２０の平板部５０が第１ブラケット６２を介してトルクボックス１８（前壁部４２）とロッカ１４（ロッカインナパネル１４Ｂの前端壁部２８Ｂ）に締結されている。

一方、平板部５０とロッカ１４との間で車幅方向外側に配設される第２ブラケット６４は、図１及び図２に示すように、車両側面視で縦向きの断面ハット形状であり、車両上下方向に延在する頂壁７８と、頂壁７８の上端と下端からそれぞれ車両前方側に延在する前後壁部８０、８２と、前後壁部８０、８２の前端からそれぞれ車両上方又は下方に延在する上フランジ部８４、下フランジ部８６とを備えている。頂壁７８には、第３ボルト９０挿通用の孔部８８が形成されている。

図２に示すように、第２ブラケット６４の上フランジ部８４、下フランジ部８６がプロテクタ２０の平板部５０の所定位置にスポット溶接又はアーク溶接で固定されている。この状態でプロテクタ２０のフランジ部５４がトルクボックス１８に固定されることにより、第２ブラケット６４の頂壁７８がロッカアウタパネル１４Ａの前端壁部２８Ａの所定位置に当接される。これにより、図１に示すように、第２ブラケット６４の頂壁７８の孔部８８、ロッカアウタパネル１４Ａの前端壁部２８Ａの孔部３４Ａに第３ボルト９０が挿通され、第３ナット９２で締結される。すなわち、プロテクタ２０の平板部５０が第２ブラケット６４を介してロッカ１４（ロッカアウタパネル１４Ａの前端壁部２８Ａ）に締結されている。

なお、第１ブラケット６２と第２ブラケット６４は、曲げ変形で形成されることが好ましい。

（車両前部構造の作用効果）
車両前部構造１０の作用効果について比較例を参照しつつ説明する。なお、図１、後述する図３では、アルミホイール１２、１１２の軸方向と車幅方向が一致して記載されているが、実際の微小ラップ衝突時にはアルミホイール１２、１１２が車両後方側に向かって車幅方向内側に傾斜した状態で車両後方側の部材に衝突することになる。

先ず、プロテクタ２０が設けられていない比較例の車両前部構造１１０の場合について、図３を参照して説明する。なお、本実施形態の車両前部構造１０と同様の構成要素には、同一の参照符号に１００を足した参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、車両が微小ラップ衝突をした場合、バリアからアルミホイール１１２に衝突荷重が伝達される。これにより、アルミホイール１１２のリム部１２６が車両後方側のロッカ１１４の先端部に衝突する。この際、ロッカ１１４を構成するロッカアウタパネル１１４Ａ、ロッカインナパネル１１４Ｂは、車両前後方向視で縦型の断面ハット形状に形成されており、その稜線部分１９４Ａ、１９４Ｂの剛性が相対的に高い。この稜線部１９４Ａ、１９４Ｂの先端部分がアルミホイール１１２、特に軸方向外側端部に形成されたリムフランジ部１２７に当接することにより、当該部分からアルミホイール１１２（リムフランジ部１２７）に集中荷重（衝突荷重の反力）が作用し、アルミホイール１１２が割れるおそれがある。

これに対して、本実施形態に係る車両前部構造１０では、図１に示すように、微小ラップ衝突した場合にバリアからアルミホイール１２に衝突荷重が伝達される。さらに、アルミホイール１２のリム部２６が車両後方側のプロテクタ２０に衝突してプロテクタ２０に衝突荷重が伝達される。この結果、プロテクタ２０のフランジ部５４が共締めされているトルクボックス１８及びバルク１６に衝突荷重の一部が伝達されると共に、第１ブラケット６２を介してロッカインナパネル１４Ｂ、第２ブラケット６４を介してロッカアウタパネル１４Ａに衝突荷重の一部が伝達される。さらに、そこからＡピラーインナ３２にも衝突荷重の一部が伝達される。このようにアルミホイール１２からプロテクタ２０に伝達された衝突荷重は、ロッカアウタパネル１４Ａ、ロッカインナパネル１４Ｂ、バルク１６、トルクボックス１８等に少なくも３つ伝達経路を介して分散して伝達される。

このように、アルミホイール１２のリム部２６を相対的に剛性の高いロッカ１４に直接衝突させることなく、リム部２６とロッカ１４との間にプロテクタ２０（車幅方向に延在する平面状の平板部５０）を介在させたため、アルミホイール１２（リム部２６）にロッカ１４（ロッカアウタパネル１４Ａ、ロッカインナパネル１４Ｂの稜線部９４Ａ、９４Ｂ）から衝突荷重の反力が集中的に作用してアルミホイール１２が割れることが防止又は抑制される。

また、アルミホイール１２がプロテクタ２０に衝突する際、リム部２６において最も軸方向外側に形成されたリムフランジ部２７がプロテクタ２０の平板部５０に最初に当接するが、プロテクタ２０の平板部５０からフランジ部５４、第１ブラケット６２、第２ブラケット６４を介して、トルクボックス１８、バルク１６、ロッカ１４（ロッカアウタパネル１４Ａ、ロッカインナパネル１４Ｂ）に衝突荷重が分散して伝達される。したがって、リムフランジ部２７の車両後方に配置されたロッカ１４からプロテクタ２０の平板部５０を介してリムフランジ部２７に伝達される衝突荷重の反力が低減され、アルミホイール１２の割れが防止又は抑制される。

この結果、微小ラップ衝突時に、ロッカ１４よりも車両前方（アルミホイール１２及び空気入りタイヤ２４）における衝撃吸収性が確保される。

（その他）
なお、本実施形態では、前面衝突の微小ラップ衝突の場合について説明したが、車両前方斜め前から衝突される斜突の場合にも同様の作用効果を奏すると考えられる。

また、本実施形態のプロテクタ２０の平板部５０は、車幅方向においてリムフランジ部２７のみならず、リム幅のほとんどを覆うような長さに形成されていたが、少なくともリムフランジ部２７を覆うように形成すればよい。この場合でも、微小ラップ衝突時にアルミホイール１２で最初に後方側の部材に当接するリムフランジ部２７がロッカ１４の先端部に直接衝突することなく、ロッカ１４と、ロッカ１４の以外の車両ボデー部材であるトルクボックス１８等に分散支持されているプロテクタ２０の平板部５０に当接することで、ロッカ１４からプロテクタ２０を介して伝達される衝突荷重の反力が低減され、アルミホイール１２の割れが防止又は抑制される。

さらに、本実施形態のプロテクタ２０の平板部５０は、平面視で車幅方向に延在して形成されていたが、平面視で車幅方向から所定角度傾斜した方向に延在して形成されていても良い。

１０ 車両前部構造
１２ アルミホイール（ホイール）
１４ ロッカ
２０ プロテクタ
２２ ディスクホイール部
２４ 空気入りタイヤ
２６ リム部
２７ リムフランジ部
５０ 平板部

Claims (1)

1. 車幅方向外側両端部の車両下方側で車両前後方向に延在するロッカと、
   前記ロッカの車両前方側に配設され、略円板状のディスクホイール部と、前記ディスクホイール部の径方向外側端部から軸方向内側に延在し外周面に空気入りタイヤが取り付けられるリム部とを有するホイールと、
   前記リム部の最も軸方向外側で最も径方向外側に突出形成されたリムフランジ部と、
   車両前後方向において前記ロッカと前記ホイールとの間に配設されると共に、車幅方向において少なくとも前記リムフランジ部を覆うように車幅方向に延在する平面状の平板部を有し、前記ロッカと前記ロッカ以外の車両ボデーに複数個所で前記平板部が取り付けられたプロテクタと、
   を備える車両前部構造。