(57)【要約】【課題】スモールオーバーラップ衝突の際に乗員が受ける障害値を低減することができる車輪構造を提供すること。【解決手段】ホイール２０の内側に配置されて前記ホイールとともに回転するブレーキロータ３０と、該ブレーキロータに制動力を付与するキャリパ４０とを備えた車輪構造１０において、前記ブレーキロータは、前記ホイールに対する固定部３２と、該固定部から径方向に広がり、車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に前記固定部と分離するディスク部３４とを備え、前記キャリパは、前記ディスク部を挟持可能な一対のパッドを支持するキャリパボディ４３を備え、該キャリパボディは、前記ディスク部の外周面と対向する位置に、前記ディスク部を介して前記衝突荷重が作用した際に分断する分断部４７を備えたことを特徴とする車輪構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールの内側に配置されて前記ホイールとともに回転するブレーキロータと、該ブレーキロータに制動力を付与するキャリパとを備えた車輪構造において、
前記ブレーキロータは、前記ホイールに対する固定部と、該固定部から径方向に広がり、車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に前記固定部と分離するディスク部とを備え、
前記キャリパは、前記ディスク部を挟持可能な一対のパッドを支持するキャリパボディを備え、
該キャリパボディは、前記ディスク部の外周面と対向する位置に、前記ディスク部を介して前記衝突荷重が作用した際に分断する分断部を備えたことを特徴とする車輪構造。
【請求項２】
前記ディスク部と前記固定部とは別部品で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車輪構造。
【請求項３】
前記キャリパに設けられ、設置状態において前記分断部と前記ディスク部との間に位置して前記分断部に向かって先細となる楔状の破壊部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪構造。
【請求項４】
前記分断部は、前記一対のパッドの対向方向に分断するように形成されており、
前記破壊部材は、前記一対のパッドの対向方向において互いに対向する前記キャリパボディの間に圧入固定されることを特徴とする請求項３に記載の車輪構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪構造に関し、特にスモールオーバーラップ衝突を考慮した車輪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両が障害物に対して部分的に衝突するオフセット衝突に対する安全性の向上が図られている。特に近年では、オフセット衝突のうち、車両の車幅方向外側端部に障害物が衝突する、所謂スモールオーバーラップ衝突に対する安全性の向上が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１にはスモールオーバーラップ衝突を考慮した車両構造が記載されている。この車両構造では、車両の前後方向においてフロントバンパと前輪との間に、長尺状の挙動制御部材を配設している。挙動制御部材は、基端部が車体のフレームに支持され、先端が基端部から車幅方向外側前方へ向かって延びている。スモールオーバーラップ衝突時に、フロントバンパを介して挙動制御部材に衝突荷重が作用すると、挙動制御部材の先端部が、基端部を支点として後方へ回動し、前輪のホイールの前端に車幅方向外側から当接する。その結果、前輪のホイールは、前端が車幅方向内側、後端が車幅方向外側を向くように移動し、これにより、ホイールの後端がキャビン（車室内）へ侵入するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の車両構造では、衝突時にホイールの向きを変えるのみの構造であり、車輪のホイールやホイール内に配設されるブレーキ装置等の高剛性部品に対して、衝突荷重を吸収するクラッシュゾーンが確保されていない。
【０００６】
そのため、衝突荷重が高い場合には、ホイールやブレーキ装置等の高剛性部品が破壊されずに車室内へ侵入してしまい、前席の乗員が受ける障害値が上がってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、スモールオーバーラップ衝突の際に乗員が受ける障害値を低減することができる車輪構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車輪構造は、ホイールの内側に配置されて前記ホイールとともに回転するブレーキロータと、該ブレーキロータに制動力を付与するキャリパとを備えた車輪構造において、前記ブレーキロータは、前記ホイールに対する固定部と、該固定部から径方向に広がり、車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に前記固定部と分離するディスク部とを備え、前記キャリパは、前記ディスク部を挟持可能な一対のパッドを支持するキャリパボディを備え、該キャリパボディは、前記ディスク部の外周面と対向する位置に、前記ディスク部を介して前記衝突荷重が作用した際に分断する分断部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突によって車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に、ブレーキロータの固定部とディスク部とを分離させて衝突荷重を吸収することができる。また、分離されたディスク部を介して衝突荷重をキャリパの分断部に作用させ、この分断部を分断させることにより、衝突荷重をさらに吸収することができる。
【００１０】
また、キャリパが分断されると、キャリパの一部が脱落してホイール内に空間が形成されるので、ホイールのクラッシュゾーンを確保することができる。さらに、キャリパが分断した後、ディスク部がホイールの後端部に衝突することでホイールを変形させることができるので、これによっても衝突荷重の吸収が可能となる。このように、スモールオーバーラップ衝突時にホイールやブレーキ装置等の高剛性部品を破壊させることで、複数段階で衝突荷重の吸収が図られ、乗員が受ける障害値を的確に低減させることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車輪構造において、前記ディスク部と前記固定部とは別部品で構成されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に、ディスク部と固定部との分離をより的確且つ確実に行うことができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車輪構造において、前記キャリパに設けられ、設置状態において前記分断部と前記ディスク部との間に位置して前記分断部に向かって先細となる楔状の破壊部材を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、衝突荷重が作用して、ブレーキロータのディスク部が固定部から分離した際に、ディスク部が破壊部材を介してキャリパの分断部に当たる。このとき、破壊部材の楔状の先端部がキャリパの分断部に当たるので、キャリパの分断がより的確且つ確実になされる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車輪構造において、前記分断部は、前記一対のパッドの対向方向に分断するように形成されており、前記破壊部材は、前記一対のパッドの対向方向において互いに対向する前記キャリパボディの間に圧入固定されることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、衝突荷重が作用してキャリパが分断された際に、破壊部材がキャリパから分離され、ディスク部とともに破壊部材をホイールへ当てることができる。楔状の破壊部材がホイールに当たることにより、ホイールの破断量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る車輪構造によれば、複雑な構造物の負荷を抑制しつつ衝突荷重の有効な吸収が図られ、スモールオーバーラップ衝突の際に乗員が受ける障害値を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態である車輪構造の概要を説明する車両前方の平面断面図。
【図２】左前輪の要部横断面図。
【図３】ブレーキロータとキャリパを示す斜視図。
【図４】衝突中の左前輪の状態を示す要部拡大断面図。
【図５】衝突中の左前輪の状態を示す要部拡大断面図。
【図６】衝突後の左前輪の状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の一実施形態である車輪構造１０について説明する。本発明の車輪構造１０は、車両の左右の前輪１１，１２に適用される。なお、以下の例では左前輪１１のみを説明しているが、右前輪１２はこれと対称に構成される。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態である車輪構造１０の概要を説明する車両前方の平面断面図であり、図２は、左前輪１１の要部横断面図である。左右の前輪１１，１２は、車体前方に位置する左右一対のサイドメンバ１３ａ，１３ｂの車幅方向外側であって、サイドメンバ１３ａ，１３ｂの車両後方において車両前後方向に延在する左右一対のサイドシル１４ａ，１４ｂの前方に配置される。サイドシル１４ａ，１４ｂの前端部には、車室となるキャビン１６の前面部を構成するトーボード１５が配設される。車輪構造１０は、ホイール２０と、円盤状のブレーキロータ３０と、キャリパ４０と、キャリパ４０に設けられた破壊部材５０とを備える。
【００２１】
ホイール２０は、ホイールセンタ部２１と、タイヤＴが装着されるリム部２２と、ホイールセンタ部２１とリム部２２とを接続するスポーク部２３とを有する。ブレーキロータ３０及びキャリパ４０は、リム部２２の内側に配置され、ブレーキ装置を構成する。ホイールセンタ部２１は、ドライブシャフト６０の端部に連結されたハブ６２に複数のボルト及びナットを用いて固定される。
【００２２】
ドライブシャフト６０及びハブ６２は、ベアリング６１を介して車体側のハブハウジング（ナックル）６４に軸心周りに回転可能に支持される。ベアリング６１には、さらに、複数のボルト及びナットを用いて後述するブレーキロータ３０の固定部３２が固定される。ドライブシャフト６０には、トランスミッションを介してエンジンの動力が伝達され、ドライブシャフト６０が回転すると、ハブ６２を介して駆動力が伝達され、ホイール２０とともにブレーキロータ３０が回転する
る。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ブレーキロータ３０は、ホイール２０に対する固定部３２と、固定部３２から径方向に広がるディスク部３４とを備える。固定部３２とディスク部３４とは別部品で構成されており、取付部材３６によって連結、固定される。
【００２４】
固定部３２は円板状のセンタ部３２ａと、センタ部３２ａの周縁部から立設された円筒状の筒状部３２ｂと、筒状部３２ｂの先端から径方向外側へ広がる環状のフランジ部３２ｃとを有する。ディスク部３４は、固定部３２のフランジ部３２ｃから径方向外側へ広がるように環状に形成される。ディスク部３４の両側面は、後述する一対のパッド４２ａ，４２ｂが当接する摩擦摺動面３４ａ，３４ｂを構成する。ディスク部３４の内周縁部３４ｃは、これより径方向外側へ広がる部分よりも薄厚に形成される。ディスク部３４は、この内周縁部３４ｃにおいて取付部材３６を用いて固定部３２のフランジ部３２ｃと連結、固定される。
【００２５】
取付部材３６は、車両にブレーキロータ３０が設置された状態において、車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に、固定部３２とディスク部３４とが分離されるように材料や固定力が設定される。本実施形態では、取付部材３６としてボルトとナットを用いているが、取付部材３６はこれに限られず、固定部３２とディスク部３４を固定でき、且つ、所定値以上の衝突荷重が作用した際に、これらを分離可能なものであればよく、例えば、リベット等を用いてもよい。
【００２６】
キャリパ４０は、設置状態において、ホイール２０の回転軸に対して車両後方側に配置される。キャリパ４０は、ディスク部３４を挟持可能な一対のパッド４２ａ，４２ｂと、一対のパッド４２ａ，４２ｂを支持するキャリパボディ４３とを備える。キャリパボディ４３は、例えば鋳鉄等の金属製であり、ディスク部３４ａの摩擦摺動面３４ａ，３４ｂに跨って設置されるように構成される。キャリパボディ４３は、設置状態においてブレーキロータ３０の車幅方向内側に位置する内側部４５と、ブレーキロータ３０の車幅方向外側に位置する外側部４６と、ブレーキロータ３０を跨いで内側部４５と外側部４６とを連結するブリッジ部（分断部）４７とを有し、内側部４５は、ハブハウジング６４に固定されている。
【００２７】
内側部４５は、内部にピストン４４ａが配置されるシリンダ部４４を有する。ピストン４４ａは、シリンダ部４４内をブレーキロータ３０の軸方向に摺動可能に構成される。ピストン４４ａとブレーキロータ３０の一方の摺動摩擦面３４ａとの間には、一方のパッド４２ａが配置されており、外側部４６とブレーキロータ３０の他方の摺動摩擦面３４ｂとの間には、他方のパッド４２ｂが配置される。
【００２８】
シリンダ部４４は、底部に形成されたポート４４ｂを介して図示していないマスタシリンダ等の液圧供給源と接続される。シリンダ部４５に作動油が供給されると、ピストン４４ａがパッド４２ａをディスク部３４に押し付け、キャリパボディ４３は、ピストン４４ａの押圧力の反力によりピストン４４ａの押圧方向とは逆の方向へ移動して、パッド４２ｂをディスク部３４に押し付ける。これにより、ブレーキロータ３０がパッド４２ａ，４２ｂに挟持された状態となり、ブレーキロータ３０に制動力が付与される。
【００２９】
ブリッジ部４７は、設置状態においてディスク部３４の外周面３４ｄと対向する位置に配置される。ブリッジ部４７は、ディスク部３４が車両前方からの所定値以上の衝突荷重により固定部３２から分離して、ディスク部３４の車両後方にあるブリッジ部４７に当たった場合に、ブリッジ部４７が一対のパッド４２ａ，４２ｂの対向方向（つまり、内側部４５側と外側部４６側）に分断されるように、形状や剛性が設定されている。本実施形態では、ブジッリ部４７を隣接する内側部４５及び外側部４６よりも厚さの薄い薄板状に形成しており、衝突荷重により破壊部材５０を介してディスク部３４がブリッジ部４７に当たった場合に、ブリッジ部４７が分断されるように設定している。
【００３０】
破壊部材５０は、楔状の部材であり、設置状態においてディスク部３４の外周面３４ｄとブリッジ部４７との間に位置する。破壊部材５０は、キャリパ４０に固定される基部５１と、基部５１から突出する楔部５２とを有する。
【００３１】
基部５１は、ブリッジ部４７と対向するようにブリッジ部４７に沿って円弧状に延在する板状の部位である。基部５１は、一対のパッド４２ａ，４２ｂの対向方向において互いに対向するキャリパボディ４３の内側部４５及び外側部４６の間に圧入固定される。
【００３２】
楔部５２は、基部５１からブリッジ部４７側へ向かって突出し、ブリッジ部４７に向かって先細に形成された楔状の部位である。楔部５２は、ブリッジ部４７の少なくとも一部と対向配置されていればよく、ディスク部３４の周方向に延びるブリッジ部４７の全域と対向するように形成されることが好ましい。また、破壊部材５０は、ブリッジ部４７よりも高剛性の金属材料で形成されることが好ましい。図示例において楔部５２の先端は、非接触となるようにブリッジ部４７との間に隙間が形成されているが、ブリッジ部４７と接触していてもよい。なお、ブリッジ部４７は、楔部５２の先端との対向面に、楔部５２の先端形状に対応した溝を設けた形状とすることができる。
【００３３】
次に、上述した車輪構造１０におけるスモールオーバーラップ衝突時の作用について説明する。
【００３４】
車両前進中に、図１に示す車両の車幅方向外側左端部に障害物Ｗが衝突するスモールオーバーラップ衝突が起きると、車幅方向外側端部において車両前方から衝突荷重Ｆが入力され、車体前方が車両の後方側へ潰れる。衝突によってホイール２０の前端部（車両前方側の端部）２０ａが潰され、ブレーキロータ３０の前端部に所定値以上の衝突荷重が作用すると、左前輪１１は、図２に示す衝突前の状態から、図４に示す状態へ変化し、取付部材３６が破断して、ブレーキロータ３０のディスク部３４が固定部３２から分離し、ディスク部３４の外周面３４ｄがキャリパ４０に設けられた破断部材５０に当たる。破断部材５０は、衝突荷重によりディスク部３４に押圧されながら車両後方へ移動し、楔部５２がキャリパ４０のブリッジ部４７に当たる。すると、ブリッジ部４７は、ディスク部３４及び破壊部材５０を介して作用する衝突荷重により、楔部５２が当接した部位を破断の略中心として内側部４５側と外側部４６側とに分断される。このとき、楔部５２は、車両前方からの衝突荷重によって、ブリッジ部４７を分断させる鏨の役割を奏し、キャリパ４０の分断が的確且つ確実になされる。
【００３５】
ブリッジ部４７が分断されることにより、図５に示すように、破壊部材５０はキャリパ４０から分離され、ディスク部３４とともに更に車両後方へ移動し、ホイール２０の後端部に当たる。また、ブリッジ部４７の分断により、キャリパ４０の外側部４６及びパッド４２ｂが車両から脱落すると、この領域にスペースＳが形成される。
【００３６】
図６に示すように、ホイール２０の後端部は、ディスク部３４及び破壊部材５０を介して伝達された衝突荷重により破壊される。さらに、ホイール２０は、スペースＳによってクラッシュゾーンが確保されることにより、後方のリム部２２及びスポーク部２３が大きく破壊される。
【００３７】
このように、ブレーキロータ３０、キャリパ４０及びホイール２０が変形、破壊されることで、衝突によるエネルギーをキャビンよりも前方で大きく吸収することができる。その結果、ホイール２０等の高剛性部品が破壊されずにキャビンへ侵入することを確実に防止し、乗員が受ける障害値を低減させることができる。
【００３８】
具体的に説明すると、まず、スモールオーバーラップ衝突によって車両前方から所定値以上の衝突荷重が作用した際に、ブレーキロータ３０の固定部３２とディスク部３４とを分離させて衝突荷重を吸収することができる。その後、分離されたディスク部３４及び破壊部材５０を介して衝突荷重をキャリパ４０のブリッジ部４７に作用させ、ブリッジ部４７を分断させることにより、衝突荷重を吸収することができる。
【００３９】
さらに、キャリパ４０が分断した後、ディスク部３４及び破壊部材５０がホイール２０の後端部に衝突することでホイール２０を変形、破壊させることができ、これによって衝突荷重を吸収することができる。また、破壊部材５０の鏨作用により、ホイール２０の破壊量を大きくして、キャビン内への侵入を防止することができる。さらに、キャリパ４０の分断により、キャリパ４０の外側部４６がキャビン内へ侵入するのを防ぐことができるとともに、ホイール２０のクラッシュゾーンが確保されることで、ホイール２０の破壊量をより大きくすることができる。このように、ホイール２０やブレーキ装置等の高剛性部品を複数段階で破壊させることで、衝突荷重の大きな吸収が達成され、乗員が受ける障害値を的確に低減させることができる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では固定部３２とディスク部３４とを別部品としているが、固定部３２と摩擦摺動面を有するディスク部３４とが一体的に形成されており、車両前方からの所定値以上の衝突荷重により分離される構造であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０    車輪構造
２０    ホイール
２２    リム部
３０    ブレーキロータ
３２    固定部
３４    ディスク部
３４ｄ  ディスク部の外周面
４０    キャリパ
４２ａ，４２ｂ    パッド
４３    キャリパボディ
４５    内側部
４６    外側部
４７    ブリッジ部（分断部）
５０    破壊部材
５１    基部
５２    楔部
【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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