JP4089528B2

JP4089528B2 - 車両用車輪

Info

Publication number: JP4089528B2
Application number: JP2003185649A
Authority: JP
Inventors: 真一柴崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005014844A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の車輪に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両が別の物体と衝突した場合に、搭乗者や車両への衝撃をできるだけ少なくするための衝撃吸収構造が、従来から種々提案されている。そのような衝撃吸収構造としては、例えばバンパとサイドメンバとの間に衝撃吸収部材の一種であるクラッシュボックスを介装したものがある。
【０００３】
また、発泡弾性体等を封入することにより衝撃を吸収することができる車輪が知られている。例えば、下記特許文献１には、ノーパンクチューブをクッション用スペースに封入した車輪が記載されている。このノーパンクチューブは、単泡スポンジゴム部分内に複数条のソフト高反撥性中実ゴム体等をノーパンクチューブの長手方向に沿わせて埋設したものである。このノーパンクチューブを封入した車輪では、埋設されたソフト高反撥性中実ゴム体等により衝撃が吸収される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１９７９０５号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の車輪は、車両衝突時における衝撃吸収が充分ではない。そのため、車両衝突時における衝撃吸収性能の向上が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させた車両用車輪を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用車輪は、ホイールと、ホイールのリムに取り付けられるタイヤとを備える車両用車輪において、タイヤの内面とリムとの間に、車両衝突時に荷重を受けることにより変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材が設けられており、その衝撃吸収部材は、車両のロッカー部の前方又は後方に、前記ロッカー部に対向して配置されて構成されている。
【０００８】
本発明に係る車両用車輪によれば、タイヤの内面とホイールのリムとの間に衝撃吸収部材が設けられており、車両衝突時にはこの衝撃吸収部材により衝撃が吸収されるので、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。また、車両衝突時には衝撃吸収部材とロッカー部とが当接し、衝撃吸収部材が変形されることにより衝撃が吸収されるので、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１乃至図３を併せて用いて、第１実施形態に係る車両用車輪１の構成について説明する。図１は車両用車輪１の側面図であり、図２は図１のII−II線に沿っての断面図である。また、図３は車両用車輪１の一部を断面とした要部の斜視図である。なお、本明細書においては、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表わす語を用いることとする。
【００１４】
車両用車輪１は、ホイール１０と、ホイール１０のリム１２Ａにはめ込まれたタイヤ２０とを備えている。
【００１５】
ホイール１０は、例えば、筒型状をしたスチール（鋼板）製のリム１２Ａと円盤状のディスク１４とが、リム１２Ａの内周部において溶接等により結合されたものである。なお、ホイール１０は、鋳造や鍛造によってリム１２Ａとディスク１４とが一体的に成形されたものであってもよい。この場合、ホイール１０の材料としては、アルミニウム合金等の軽合金が用いられる。
【００１６】
リム１２Ａの外周部にはタイヤ２０がはめ込まれている。リム１２Ａとタイヤ２０との間には、空気室が形成されている。なお、空気に代えて発泡弾性体等を封入してもよい。
【００１７】
ホイール１０のリム１２Ａには、衝撃吸収部材３０が取り付けられている。衝撃吸収部材３０は、径方向の断面形状が略コの字状をしたスチール（鋼板）製等の環状部材である。この衝撃吸収部材３０は、コの字状の開放部をリム１２Ａ側にして、リム１２Ａの周壁面にその全周にわたって取り付けられている。取り付けには溶接等の方法が用いられる。なお、衝撃吸収部材３０の径方向断面形状は、略コの字状に限られず、例えば台形状や円状、あるいは口の字状であってもよい。
【００１８】
衝撃吸収部材３０は、車両衝突時において、荷重を受けることにより座屈変形して衝撃を吸収する。また、衝撃吸収部材３０には、溝３０ａが設けられ、座屈変形作用により前方からの衝撃エネルギーを吸収しやすいようになっている。なお、この溝３０ａは孔であってもよい。
【００１９】
衝撃吸収部材３０の高さｈ、幅ｗ及び厚みｔ、並びに溝３０ａの数等は、衝撃吸収性能及び走行性能等を考慮して決定される。即ち、車両重量等に応じて充分な衝撃吸収性能を発揮すると共に、走行中におけるタイヤ内面との干渉や異常振動等を発生しないような値に各寸法等が設定される。
【００２０】
次に、図４を参照して車両Ｖにおける車両用車輪１の配置について説明する。ここで、図４は車両用車輪１を装着した車両Ｖの衝撃吸収構造を示す模式図である。
【００２１】
車両Ｖは、キャビンの左右両側部に沿って延びる左右一対のロッカー部４０Ｌ，４０Ｒと、これら左右ロッカー部４０Ｌ，４０Ｒの前端間を左右に接続するダッシュクロスメンバ５４と、このダッシュクロスメンバ５４から車体前方に向けて延びる左右一対のフロントサイドメンバ５２Ｌ，５２Ｒとを備える。左右のフロントサイドメンバ５２Ｌ，５２Ｒの前端にはフロントバンパ５０が支持されている。また、左右のフロントサイドメンバ５２Ｌ，５２Ｒの外側には、左右の前輪１ＦＬ，１ＦＲが配置されている。
【００２２】
一方、左右ロッカー部４０Ｌ，４０Ｒの後端間は、リヤクロスメンバ５６により左右に接続されている。このリヤクロスメンバ５６には、車両後方に向けて延びる左右一対のリヤサイドメンバ５８Ｌ，５８Ｒが接続されている。左右のリヤサイドメンバ５８Ｌ，５８Ｒの後端にはリヤバンパ６０が支持されている。また、左右のリヤサイドメンバ５８Ｌ，５８Ｒの外側には、左右の後輪１ＲＬ，１ＲＲが配置されている。
【００２３】
図４に示されるように、左右のロッカー部４０Ｌ，４０Ｒの前端は、左右の前輪１ＦＬ，１ＦＲの後面に対向するように配設されている。また、左右のロッカー部４０Ｌ，４０Ｒの後端は、左右の後輪１ＲＬ，１ＲＲの前面に対向するように配設されている。さらに、フロントバンパ５０の左端部、左前輪１ＦＬ、左ロッカー部４０Ｌ、左後輪１ＲＬ及びリヤバンパ６０の左端部は、車体前後方向に整列して配設される。同様に、フロントバンパ５０の右端部、右前輪１ＦＲ、右ロッカー部４０Ｒ、右後輪１ＲＲ及びリヤバンパ６０の右端部は、車体前後方向に整列して配設される。
【００２４】
次に、図５を参照して車両用車輪１の作用について説明する。図５は車両用車輪１による衝撃吸収の過程を説明するための図である。ここでは、右前輪１ＦＲを例にして説明をおこなう。左前輪１ＦＬ及び左右後輪１ＲＬ，１ＲＲについては右前輪１ＦＲの場合と同一又は同様であるので説明を省略する。なお、衝撃吸収部材３０はタイヤ内面との干渉や異常振動等を発生しないように設計されるので、通常走行においては、車両用車輪１は衝撃吸収部材３０を備えていない通常のタイヤと同等の走行性能を発揮する。
【００２５】
車両Ｖが障害物Ｂに衝突する際には、まずフロントバンパ５０が障害物Ｂに当接する（図５（ａ）参照）。
【００２６】
次の段階では、フロントバンパ５０が変形することで衝撃を吸収する。さらに、タイヤ２０の前方の空気室が圧縮されて変形することにより、衝撃の一部が吸収されるとともに、ホイール１０の前側に位置する衝撃吸収部材３０の前面が圧壊されたフロントバンパ５０に当接する（図５（ｂ）参照）。
【００２７】
そして、ホイール１０の前側に位置する衝撃吸収部材３０が座屈変形することにより衝撃を吸収する。一方、右前輪１ＦＲのタイヤ２０の後方部分がロッカー部４０Ｒの前面と当接する（図５（ｃ）参照）。
【００２８】
さらに、タイヤ２０の後方の空気室が圧縮されて変形することにより、衝撃の一部が吸収されるとともに、ホイール１０の後側に位置する衝撃吸収部材３０の後面がロッカー部４０Ｒの前面と当接する（図５（ｄ）参照）。
【００２９】
そして、ホイール１０の後側に位置する衝撃吸収部材３０が座屈変形することにより、さらに衝撃を吸収する（図５（ｅ）参照）。
【００３０】
以上のようにして、車両Ｖが障害物Ｂに衝突する際の衝撃が衝撃吸収部材３０等により吸収される。
【００３１】
このように、車両用車輪１によれば、車両衝突時には、リム１２Ａの周壁部に取り付けられている衝撃吸収部材３０が座屈変形することにより衝撃が吸収されるので、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００３２】
また、車両Ｖでは車両用車輪１が左右後輪１ＲＬ，１ＲＲにも適用されているので、追突された場合の衝撃吸収性能を高めることができる。
【００３３】
さらに、車両用車輪１に衝撃吸収部材３０を設けることにより、衝撃吸収性能が向上するため、車両本体のクラッシャブルゾーンを小さくすることが可能となる。これにより、車両デザイン上要求されているフロントオーバーハングの短縮化にも応えることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る車両用車輪２の構成について説明する。図６は第２実施形態に係る車両用車輪２の水平断面図である。
【００３５】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、図６に示されるように、リム１２Ａの周壁部に衝撃吸収部材３０を取り付ける代わりに、リム１２Ｂの径方向の断面形状が波型に成形されている点である。リム１２Ｂをこのような構造とすることにより、リム自体に衝撃吸収部材としての機能を持たせることができる。なお、リム１２Ｂの径方向の断面形状は波型に限られず、衝撃を吸収できる形状であればよい。
【００３６】
車両用車輪２におけるリム１２Ｂ以外の構成及び車両用車輪２の衝突に対する作用などは、上記第１実施形態の場合と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３７】
リム１２Ｂを上記のような構造とすることにより、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、衝撃吸収部材３０の形状は上記実施形態に限られず、円筒状や、多孔質部材であってもよく、衝撃を吸収する部材であれば、特に形状、材質は限定されない。また、第２実施形態に係る車両用車輪２おいて、リム１２Ｂとタイヤ２０との間に保護カバー等を設けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、衝撃吸収部材をタイヤの内面とホイールのリムとの間に備える構成としたので、車両衝突時の衝撃吸収性能を向上させることが可能となる。また、通常走行時には、衝撃吸収部材を備えていない通常のタイヤと同等の走行性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る車両用車輪の側面図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用車輪の一部を断面とした要部の斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る車両用車輪を装着した車両の衝撃吸収構造を示す模式図である。
【図５】第１実施形態に係る車両用車輪の作用を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係る車両用車輪の水平断面図である。
【符号の説明】
１，２…車両用車輪、１０…ホイール、１２Ａ，１２Ｂ…リム、２０…タイヤ、３０…衝撃吸収部材、４０Ｒ，４０Ｌ…ロッカー部。

Claims

ホイールと、前記ホイールのリムに取り付けられるタイヤとを備える車両用車輪において、
前記タイヤの内面と前記リムとの間に、車両衝突時に荷重を受けることにより変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材が設けられており、
前記衝撃吸収部材は、車両のロッカー部の前方又は後方に、前記ロッカー部に対向して配置されていること、
を特徴とする車両用車輪。