JP2010030501A - 自動車用フードパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 繊維強化プラスチック製自動車用フードパネルにおいて、本来の目的である軽量化を可能にし、かつ、優れた歩行者頭部保護性能を有し、衝撃エネルギー吸収が確実に達成できる自動車用フードパネルを提供することを課題とする。
【解決手段】 外表面を形成する繊維強化プラスチック製アウターパネルと、前記アウターパネルに接合される繊維強化プラスチック製インナーパネルとから構成される自動車用フードパネルであって、前記インナーパネルが前記アウターパネルとの接着部を備えるとともに、前記接着部の一部が、他の接着部の接着強度に比べて低い接着強度を有する低強度接着部であることを特徴とする自動車用フードパネル。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の自動車用フードパネルに関し、より詳しくは、軽量かつ高剛性を有しつつ、特に、歩行者との衝突時の衝撃荷重を効果的に吸収し、歩行者を衝撃から保護することができる繊維強化プラスチック製の自動車用フードパネルに関する。

自動車には衝突時における安全性を高めることが要求されており、歩行者との衝突事故時には乗員の安全性を確保することに加え、歩行者の安全性も確保することが求められている。

歩行者と自動車の衝突事故の際には、歩行者は頭部や脚部などに衝撃荷重を受けることになる。とりわけ、頭部へのダメージは、歩行者の死亡や重傷に至る危険性を高めるため、歩行者の頭部が衝突する可能性の高い自動車のフードパネルには歩行者の衝突時に高い衝撃吸収性を有し、歩行者への衝撃を抑える構造であることが求められている。

このため、自動車フードパネルは、衝突事故時に、変形して衝突エネルギーを吸収し、衝撃を緩和するように設計される。その際、フードパネルの下方にある車体構造や、エンジンなどの剛体物にフードパネルが接触すると、その時点でフードパネルの変形が阻止され、その結果、歩行者の頭部に大きなダメージが発生してしまう。

このような歩行者の頭部衝撃の安全性を評価する基準（歩行者頭部保護基準）として、式（１）に示すような、頭部がフードパネルとの衝突時に受ける加速度とその衝突時間より計算される頭部障害値（ＨＩＣ値）が導入されており、このＨＩＣ値を所定の値以下に抑えることが要求される。特に、ＨＩＣ値１０００以下の場合、歩行者衝突時の歩行者の生存確率は極めて高くなる。

・・・式（１）

式中、ａは、頭部重心における３軸合成加速度であり、ｔ１、ｔ２は、０＜ｔ１＜ｔ２となる時刻でＨＩＣ値が最大となる時間であり、作用時間（ｔ２−ｔ１）は１５ｍｓｅｃ以下と決められている。

一方、従来から自動車のフードパネルは、アルミニウムや鋼などの金属製フードパネルが多用されている。これら金属製フードパネルにおいては、歩行者頭部保護基準を満足するため、アウターパネルとインナーパネルとの間にコーン形状の補強部材を複数配置し、これら補強部材を変形させることで衝突エネルギーを吸収できるようにした構造（たとえば特許文献１）や、頭部の移動距離（ストローク）を多く確保するため、フードパネルに対してフードパネルの上にアッパスポイラを追加した構造（たとえば特許文献２）などが提案されている。

しかしながら、このような補強部材やアッパスポイラなど、歩行者頭部保護対策のための部品の追加は、意匠性の問題を招いたり、また、複数配置したりする必要があるため、重量増加や、部品点数の増加に伴うフードパネル組立工程の増加、工程増加に伴う品質低下という問題点がある。

一方で近年、金属製フードパネルに変えて、軽量化を第１目的とした繊維強化プラスチック製のフードパネルが盛んに開発されている。これは、繊維強化プラスチックが比剛性や比強度の点で金属などの他材料に比べ大きいため、軽量でかつ高剛性／高強度の製品を得ることができるためである。

さらに、繊維強化プラスチックは、繊維、樹脂、繊維配向などを目的の要求性能に合わせて組み合わせることが可能であり、金属製フードパネルよりも、自由度の高い設計が可能である。

このため、外表面を形成する繊維強化プラスチック製のアウターパネルと、その周縁部にわたって延びる額縁状の繊維強化プラスチック製のインナーパネルを接合した単純な形状（たとえば特許文献３）をしたものがほとんどである。

しかし、歩行者頭部保護性能に関しては、このような額縁状インナーパネルを有する繊維強化プラスチック製フードパネルの場合には、金属製フードパネルにおけるインナーパネルのレイアウトと異なるため、前述したような金属製フードパネルにおいて開発された技術はそのまま簡単に適用することはできない。

また、繊維強化プラスチック製フードパネルは、その高剛性のため、フードパネル全体がほぼ形状を維持したまま変形するため、フードパネルの下方にある車体構造やエンジンなどの剛体物にフードパネルが接触した時に衝撃エネルギー吸収が急激に阻害され、歩行者へのダメージが大きくなるといった問題がある。

そこで、繊維強化プラスチック製フードパネルにおいても、歩行者頭部保護性能の向上に関して、いくつかの構造が提案されているが（例えば、特許文献４）、これらは、衝撃エネルギー吸収特性を主な要件とし、第１目的である軽量化への配慮については必ずしも十分とは言えない。

このように、軽量化と歩行者頭部保護性能を両立させるような繊維強化プラスチック製フードパネルの提案はこれまで無かった。
特開２００３−２２６２６４号公報 特開２００５−５３４１８号公報 特開２００２−２８４０３８号公報 特開２００５−２１２２５５号公報

本発明は、上記従来技術が有している問題点を解消し、繊維強化プラスチック製自動車用フードパネルにおいて、本来の目的である軽量化を可能にし、かつ、優れた歩行者頭部保護性能を有し、衝撃エネルギー吸収が確実に達成できる自動車用フードパネルを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の自動車用フードパネルは、次のいずれかの構成を有する。すなわち、
（１）外表面を形成する繊維強化プラスチック製アウターパネルと、前記アウターパネルに接合される繊維強化プラスチック製インナーパネルとから構成される自動車用フードパネルであって、前記インナーパネルが前記アウターパネルとの接着部を備えるとともに、前記接着部の一部が、他の接着部の接着強度に比べて低い接着強度を有する低強度接着部であることを特徴とする自動車用フードパネル。
（２）前記低強度接着部は、接着剤の塗布厚さを変えることによって形成される（１）に記載の自動車用フードパネル。
（３）前記低強度接着部は、接着部に段差または／および傾斜を設けることによって形成される（１）または（２）に記載の自動車用フードパネル。
（４）前記低強度接着部は、接着部の接着剤塗布面積を変えることによって形成される（１）〜（３）のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
（５）前記低強度接着部は、接着剤の種類を変えることによって形成される（１）〜（４）のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
（６）前記インナーパネルの接着部または／および前記接着部が接合したアウターパネルの被接着面が表面処理を施されている（１）〜（５）のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
（７）前記繊維強化プラスチックに使用される強化繊維の少なくとも一部が炭素繊維である（１）〜（６）のいずれかに記載の自動車用フードパネル。

本発明によれば、インナーパネルとアウターパネルとの間に補強部材を設けることなく、繊維強化プラスチック製インナーパネルの接着部に、アウターパネルからインナーパネルが直接剥離できるようにした低強度接着部を設けたことによって、歩行者と衝突した際に衝撃エネルギーの吸収を確実に達成し、優れた歩行者頭部保護性能を備えさせることが可能となる。さらに、補強部材を使用しないため、繊維強化プラスチック製自動車用フードパネル本来の目的である軽量化を満足させることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図示した実施形態はあくまで一例であり、以下の説明において何ら制限するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動車用フードパネルをエンジン側から見た平面図であり、図２は図１で示すフードパネルの分解図、図３は図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。図１〜図３において、１はフードパネル、２はアウターパネル、３はインナーパネルであり、これらアウターパネル２とインナーパネル３は繊維強化プラスチック製であって、互いに接着剤６にて接合され、接合体全体としてフードパネル１が構成されている。フードパネル１は車両前方に装着され（図１０参照）、エンジンルームなどを覆うものである。

アウターパネル２は外表面を形成する部材であり、車両に取り付けられた状態においては車両外観を構成する。

インナーパネル３はエンジンルーム側に配され、アウターパネル２の剛性不足部分を補強するスチフナとしての機能を有している。インナーパネル３には、フードパネル１の開閉を行う開閉機構部を構成する車体前方ほぼ中央に取り付けられるフードロックストライカー４と車体後方両端に取り付けられるヒンジ５が取り付けられており、これら締結部材を介してフードパネル１は車両に取り付けられる。

インナーパネル３の周縁部には、アウターパネル２と接着するための接着部７が設けられている。図２のように、インナーパネル３が略中央部に開口部を有する場合には、開口部の周縁部にも接着部７が設けられている。このように設けた接着部７の少なくとも一部を、接着強度の低い強度を有する低強度接着部８とすることが、本発明では必要である。

一例として、図３に示すように、インナーパネル３の前縁部における車軸方向断面の両端に、アウターパネル２との接着部７および低強度接着部８をそれぞれ備えている。なお、両接着部間は、必要な剛性に応じて凹凸状に起伏した構造となっている。

そして、図６に示すように、歩行者の頭部１０がフードパネル１に衝突すると、フードパネル１が車体内部に向かって急速に凹む。インナーパネル３がエンジン等の剛体部品９に衝突するまでフードパネル１が凹むと、図７に示すように、低強度接着部８に塗布された接着剤１１が剥がれ、アウターパネル２とインナーパネル３の接合を部分的に解除するようになっている。

次に、インナーパネル３に低強度接着部８を設けたことによる効果について説明する。

図４は、フードパネル１に歩行者の頭部１０が衝突した際における、衝突からの経過時間と歩行者の頭部１０に発生する加速度の関係を表した代表的な図である。図４中、実線が繊維強化プラスチック製フードパネルの加速度線図Ｇ１、点線が金属製フードパネル加速度線図Ｇ２を示している。

歩行者の頭部１０がフードパネル１に衝突した際には、図４に示すように加速度の履歴には２つのピークが発生する。１つ目のピーク（第１ピーク）は、歩行者の頭部１０がフードパネル１に衝突（１次衝突）した際に発生する加速度であり、衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃまでの間に生じる。この衝突によって、フードパネル１全体が変形を開始し、その挙動によって歩行者の頭部１０に発生する加速度はある程度緩和される。２つ目のピーク（第２ピーク）は、第１ピークの後、フードパネル１が変形し沈み込み、エンジンなどの剛体部品９にさらに衝突（２次衝突）することにより発生する加速度であり、衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃ経過した時点以後に生じる。

このように、歩行者の頭部１０がフードパネル１へ衝突した際には、フードパネル１との１次衝突に加えて、フードパネル１が変形によって他の剛体部品９に衝突する間接的な２次衝突が起こることにより、歩行者の頭部１０に大きな加速度が発生することになる。

また、繊維強化プラスチック製のフードパネル１は高剛性という特徴を有するため、金属製フードパネルに比べ、図４に示すように、第１ピーク、第２ピークとも高い加速度が生じやすい。一方、金属製フードパネルは、第１ピークが低いのに加え、変形が進むに伴い塑性域に進むため、第２ピークも低くなる場合が多い。

ＨＩＣ値は式（１）に示すように時間−加速度線図を積分したものであるため、図４のように２つのピークが大きく発生する履歴では積分値が大きくなる場合が多く、要求されるＨＩＣ値を満足することが困難となる。

図５は、要求されるＨＩＣ値を実現させる１つの方法として、Ｏｋａｍｏｔｏにより提案されたＨＩＣ値低減のための最適加速度波形を示したものである（Ｏｋａｍｏｔｏ（Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｈｏｏｄ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｈｅａｄｉｎｊｕｒｙ，１４ｔｈＥＳＶ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９４））。Ｏｋａｍｏｔｏが提案する内容は、第１ピークをできる限り高く、その後の第２ピークをできる限り低くすることが必要であるということである。そうすれば、衝突エネルギーを効率よく吸収でき、その結果としてＨＩＣ値を低減できる。

この理論をもとに、本発明におけるフードパネル１の動作について説明する。

図６および図７は本発明におけるフードパネル１が設置された車体前部構造を示しており、歩行者の頭部１０が衝突した際の挙動を示す図である。また、図８は本発明におけるフードパネル１に歩行者の頭部１０が衝突した際の時間と歩行者の頭部１０に発生する加速度の関係を示す図である。

図６に示すように、歩行者の頭部１０がアウターパネル２と衝突すると、フードパネル１が変形する。前述したように、繊維強化プラスチック製フードパネル１は高剛性という特徴を有するため、金属製フードパネルに比べ、第１ピークを高い値まで上昇させることができ、頭部衝突エネルギーを効率よく吸収できる。

さらにフードパネル１の変形が進むと、図７に示すようにインナーパネル３がエンジン等の剛体部品９に衝突する。この衝突した際（図８の点Ｐ１）に、低強度接着部８の接着が剥がれ、アウターパネル２とインナーパネル３の接合を部分的に解除する。この結果、図８の点Ｐ１より進むと点Ｐ２を第２ピークとして加速度は低下し、加速度波形は一点鎖線で示すＧ３となる。

このため、図９に示すような低強度接着部８を設けない場合の第２ピークＰ３と比べて、本実施形態では２次衝突の加速度の上昇を大幅に緩和できる。

従って、本実施形態では、繊維強化プラスチック製フードパネル１の特徴である高い第１ピークを保持しエネルギー吸収量を確保すると共に、低強度接着部８を設けることで、２次衝突による衝撃（第２ピーク）を緩和することができる。

次に、低強度接着部８の接着強度について説明する。
前述したように、この低強度接着部８の接着強度は、インナーパネル３がエンジン等の剛体部品９に衝突した際に、アウターパネル２との接着が剥がれる程度の接着強度を有することが必要である。本発明においては、低強度接着部８の接着強度を調整するために、図１１〜図１５に示すような、接着剤の塗布厚さ、接着面積、接着剤の種類、被着体の表面処理を変える等、接着部７に対して、以下のような種々の構成を採ることができる。

図１１は、本発明の一実施形態に係るフードパネル１の低強度接着部８を示す断面図である。本実施形態では、低強度接着部８は接着剤１１の塗布厚さを変えることによって形成されている。具体的には、低強度接着部８の接着剤１１が、接着部７の接着剤６よりも厚く塗布されることで形成されている。

接着剤の接着強度を調整する方法として、塗布厚さを変えて実現することが、例えば特公平７−５１３１８などに開示されている。この方法を用いれば、他の接着部７より低強度接着部８の塗布厚さを厚くすることにより、低強度接着部８を設けることができる。

本発明のフードパネル１においては、コストおよび重量の面から、接着部７に塗布される接着剤６の厚みは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲が好ましく、１．０ｍｍを越えると接着剤の使用量が多くなりすぎるおそれがある。一方、低強度接着部８に塗布する接着剤１１の厚みは、接着部７に塗布される接着剤６の厚みをもとに、インナーパネル３がエンジン等の剛体部品９に衝突した際に、アウターパネル２との接着が剥がれる接着強度となるよう適宜調整することができる。

また、図１２および図１３に示すように、低強度接着部８に段差や傾斜を設けることによって接着強度を調整することも可能である。
段差や傾斜を設けると、接着剤が剥がれる方向や時間をも必要に応じて適宜制御することができる。
これらを制御できることは、設計の自由度が高くなることを意味し、フード設計、特に歩行者頭部保護性能に対する設計をする上で有効である。
例えば、方向の制御は、上述したように、接着強度は接着厚さが厚い側が低く薄い側が高いことを利用すれば、厚い側から剥離を開始させ、薄い側へ向かって進展させることができる。
また、時間の制御は、厚みの変化（分布）は接着強度の変化（分布）と相関があることから、厚みに変化をもたせることによって、剥離進展の時間を制御できる。また、途中で剥離進展を止めることも可能である。
これら段差や傾斜の形状は、設計に基づいて必要な性能が発現できるよう接着厚みと共に適宜調整することができる。
また、本形態は、フードパネル１の製造上の点からも好ましい。例えば、フードパネル１の製造時の接着工程において、接着剤１１が比較的低粘度で厚み（形状）を維持できない場合等には、インナーパネル３側で塗布厚みを制御できる点で好ましい。

さらに、低強度接着部８は接着剤１１の塗布面積を変えることによって形成することも可能である。具体的には、図１４に示すように、低強度接着部８における接着剤１１の塗布幅（図１４において接着剤１１の左右方向における長さを指す）が、接着部７における接着剤６の塗布幅よりも短く塗布されることで形成されていることが好ましい。

塗布面積を変えることによって接着剤の接着強度を調整できることは、例えば「接着百科」（芝崎一郎著、高分子刊行会発行、1985、非特許文献）などに開示されている。

本資料によれば、図１６に示すような、接着剤の塗布幅（図中では重ね長さと記載）と破壊荷重との関係が開示されている。この図によれば、部材同士が接合する幅（すなわち、接着剤の塗布面積に相当する部分）を小さくすると接着強度が低下し、ある一定幅以上に広げても（すなわち、接着剤の塗布面積が大きくなっても）接着強度はほぼ一定になることを示している。これは、接着剤の端部近傍エリアが荷重を負担しており、中央エリアは接着強度への寄与が小さいためである。このため、塗布幅を一定幅以上に広げても、寄与が小さい中央エリアが広がるのみで、接着強度は大きく変化しない。しかし、塗布幅が狭くなってくると、中央エリアが無くなり、さらに荷重負担するエリアも小さくなるため、接着部全体として接着強度を低くすることができる。

この知見から、他の接着部７より低強度接着部８の塗布幅を短くすることにより、低強度接着部８を設けることができる。低強度接着部８に塗布する接着剤１１の幅は、インナーパネル３がエンジン等の剛体部品９に衝突した際に、接着剤１１が剥がれるように適宜調整することができる。

なお、図１４では、塗布面積をインナーパネル３の幅（左右方向の長さ）として説明したが、本発明はこの方向に限定せず、例えば長手方向（図の垂直方向）に対する塗布面積を変えることも可能であり、幅および長手方向を組み合わせることも可能である。

また、インナーパネル３の貼付箇所、エンジン等の剛体部品９との間隙等の制約条件によって、十分な塗布面積を確保できない場合には、接着剤塗布面に凹凸を施す等によって、相対的に接着部７と低強度接着部８との塗布面積に差異を設けることもできる。

上述したこれらの方法を用いると、接着部７および低強度接着部８には同一種類の接着剤を適用することができるため、組立時に接着剤の取り間違い等の作業ミスの予防や、作業時間の増加を抑制することが可能となる。

さらに、図１５は、本発明の別の実施形態に係るフードパネル１に用いる、低強度接着部８を示す断面図である。本実施形態では、低強度接着部８は接着剤１１の種類を変えることによって形成されている。具体的には、低強度接着部８には、他の接着部７の接着剤６よりも低い強度を有する接着剤１１′が塗布されることで形成されている。

例えば、低強度接着部８にウレタン系接着剤（例えば（株）イーテック社製、マイティグリップ５０００、せん断強度１７．７ＭＰａ）を用い、接着部７にエポキシ系接着剤（例えば、東レ（株）製、ケミットＴＥ２２２０、せん断強度４５ＭＰａ）を用いると、接着剤のせん断強度の差を利用して低強度接着部８を剥がれやすくすることができる。

低強度接着部８に用いる接着剤を選択する指標として、接着剤のせん断強度の他にも、引き剥がし強度を利用することも可能である。ただし、一般的に接着剤の引き剥がし強度はせん断強度に比べ低い場合が多いため、設計段階において、接着部には引き剥がし荷重が入力されないように設計にされることが多い。したがって、引き剥がし強度を利用する場合は、設計時に引き剥がし荷重を入力するか、また破壊に至る荷重レベルであるかを確認する必要がある。

この他にも、低強度接着部８の一部にのみ上記のウレタン系接着剤を塗布し、残りの箇所には接着部７と同じエポキシ系接着剤を適用したり、別の接着剤を組み合わせて塗布したりすることも好ましい態様である。インナーパネル３の貼付箇所、エンジン等の剛体部品９との間隙等の制約条件によって、複数の接着剤の塗布箇所や塗布比率等を適宜選択することができる。

さらに、アウターパネル２またはインナーパネル３の接着部７、または接着部７が接合したアウターパネル２の被接着面（図示せず）のいずれか、あるいは両方に表面処理を施すことも可能である。アウターパネル２の被接着面またはインナーパネル３の接着部７のいずれか、あるいは両方に、例えば、水や洗剤による洗浄処理、溶剤による脱脂処理、サンドペーパーやサンドブラストにより表面研磨を実施する粗面化処理、化学薬品によりエッジングや改質を行う化学的処理などを施すと、接着強度を上げることができる。このことから、低強度接着部８とする接着部表面やアウターパネル２の被接着面には表面処理を施さないでおくと、接着剤が剥がれやすくすることができる。

また、本発明においては、これら上述した方法を適宜組み合わせることも可能である。衝撃エネルギーの吸収を確実に達成するために、接着剤を確実に剥離させることができるよう、接着剤の塗布厚さ、塗布面積、接着剤の種類等を適宜選択することが好ましい。

本発明の目的とするところは、衝撃エネルギーの吸収を確実に達成し、かつ、繊維強化プラスチック製フードパネルの高剛性性能を保持しつつ、さらに軽量化をも実現することにある。したがって、インナーパネル３はできる限り少部品化、小型化することが好ましい。また、近年、自動車内部のエンジン等の剛体部品９の部品点数が増え、フードパネル１内部の空間的余裕が十分に確保できなくなっている。

このような状況において、繊維強化プラスチック製フードパネルのインナーパネルの形状は、繊維強化プラスチックが金属に比べ高剛性/高強度の特徴を有することから、インナーパネル３の形状は、図２に示すような、アウターパネル２の周縁部にわたって梁が延びる額縁状の形状が好ましい。ただし、局所的に剛性が不足する場合や、他部品の取り付け、他部品との干渉などの点から、アウター周縁部以外の場所に梁が配置されることも可能である。例えば、図１７に示す田の字形状や、図１８に示すＶ字形状など、必要に応じてインナーパネル３の形状を適時選択することができる。

次に、低強度接着部８を設ける部位について説明する。

低強度接着部８は、図１または図２においてフードパネル１の前方中央に設けられているが、本発明はこの位置に限定されるものではない。低強度接着部８を設ける箇所としては、図１０に示すように、フードパネル１を搭載した際に、自動車の車体輪郭に沿って測られた車体前縁の直下の地面からの距離ＷＡＤ（ＷｒａｐＡｒｏｕｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が１０００ｍｍから２１００ｍｍの範囲内の領域であることが好ましい。これらの領域は、歩行者の頭部１０が衝突する割合の高い領域である。

また、図１において、低強度接着部８は１箇所のみ設けられているが、インナーパネル３がエンジンなどの剛体部品９に衝突する箇所、特にインナーパネル３と剛体部品９のクリアランスが小さい箇所に、低強度接着部８を複数設けることが好ましい。

その理由は、クリアランスが小さい箇所では、第１ピークの後、歩行者の頭部１０の速度がまだ速く十分に衝撃エネルギーを吸収していない段階で剛体部品９に衝突するため、第２ピークが大きく発生しＨＩＣ値が増加するからである。このような箇所に低強度接着部８を複数設けると、第２ピークを低減させることができ、２次衝突による衝撃を緩和することができる点でより好ましい。

特に、図１７、１８に示すようなインナーパネル３の形状を採用した場合、エンジンはエンジンルーム中央に配置される場合が多く、エンジン直上にインナーパネル３の梁１２が配置されることになり、エンジンなど剛体部品９とのクリアランスが特別小さくなる場所が発生する場合が多い。このような場合においても、低強度接着部８は効果的である。

次に、アウターパネル２およびインナーパネル３の構成について説明する。

本発明においてアウターパネル２およびインナーパネル３は、いずれも繊維強化プラスチックの単板構造の他、繊維強化プラスチックからなるスキン板の間にコア材を介在させたサンドイッチ構造とすることも可能である。サンドイッチ構造を採用する場合のコア材としては、弾性体や発泡材、ハニカム材の使用が可能であり、軽量化のためには特に発泡材が好ましい。発泡材の材質としては、例えば、ポリウレタンやアクリル、ポリスチレン、ポリイミド、塩化ビニル、フェノールなどの高分子材料の発泡材などを使用できる。ハニカム材としては、例えば、アルミニウム合金、紙、アラミドペーパーなどを使用することができる。

本発明において、繊維強化プラスチックとは、強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸、硬化させたプラスチックを指す。強化繊維層を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などの無機繊維や、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる強化繊維が挙げられる。面剛性の制御の容易性からは、特に強化繊維として炭素繊維を用いることが好ましい。ここで、「面剛性」とは、初期の所定の面形状を保つための剛性のことを言う。

繊維強化プラスチックに用いるマトリックス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられ、さらには、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチレンテレプタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂、およびこれら樹脂をアロイ化した変性樹脂も使用可能である。

なお、本発明の自動車用フードパネルは、ハンドレイアップ法、オートクレーブ法、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ＳＣＲＩＭＰ法、ＳＰＲＩＮＴ法などの繊維強化プラスチック製造方法で製造することが可能である。

例えば、ＲＴＭ法は、雄型および雌型により形成したキャビティに、マトリックス樹脂が含浸されていないドライな強化繊維層、または、プリフォーム（型形状に沿わせて強化繊維層を変形させた状態で、接着性の樹脂やスティッチ糸等により積層した強化繊維層同士を結合して形状を固定したもの）などの繊維基材を配置し、ここにマトリックス樹脂を加圧して注入する成形方法である。また、ＶａＲＴＭ法は、例えば、雄型または雌型のいずれかとバッグ材（例えば、ナイロンフィルム、シリコンラバー等の柔軟性を有するもの）により形成したキャビティに前記と同様の繊維基材を配置し、キャビティ内を減圧し、大気圧との差圧にてマトリックス樹脂をキャビティ内に注入する成形方法である。ここで、繊維基材としては、アウター厚板部とすべき部位では、他の部位よりも強化繊維層の積層枚数を増やすなどして厚く形成しておく。これらＲＴＭ法や、ＶａＲＴＭ法、また、ＳＣＲＩＭＰ法などの注入成形法は、他の繊維強化プラスチック製造方法と比較して、成形サイクルが短く量産性に優れる、プリフォーム配置が一定であるため品質が安定する、形状自由度が高いなどの点から、繊維強化プラスチック製自動車部材の成形法として優れており、本発明の自動車用フードパネルにおいてもこれらの成形法を用いて成形することが好ましい。

以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に制限されることなく、様々な変更が可能である。例えば、軽自動車のフードパネルは勿論のこと、トラック等のようにフードパネルがほぼ立設しているような車種であっても適用可能である。

本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかるフードパネルの平面概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかるフードパネルの分解概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかるフードパネルのＡ−Ａ矢視図である。 歩行者の頭部が衝突した際の頭部発生加速度の時刻暦を表した代表的な図である。 歩行者の頭部が衝突した際の最適な頭部発生加速度の時刻暦を表した代表的な図である。 本発明の一実施形態にかかる繊維強化プラスチック製フードパネルにおける作用説明図である。 本発明の一実施形態にかかる繊維強化プラスチック製フードパネルにおける作用説明図である。 本発明の一実施形態にかかる繊維強化プラスチック製フードパネルにおける歩行者の頭部が衝突した際の頭部発生加速度の時刻暦を表した代表的な図である。 本発明の一実施形態にかかる繊維強化プラスチック製フードパネルにおける作用説明図である。 自動車の車体輪郭に沿って測られた車体前縁の直下の地面からの距離ＷＡＤを表した図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかる一例を示す概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかる一例を示す概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかる一例を示す概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかる一例を示す概略図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルの一実施態様にかかる一例を示す概略図である。 接着長さとせん断破壊荷重の関係を示す代表的な図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルにかかるインナーパネルの形状が田の字形状の場合を示す概略平面図である。 本発明の繊維強化プラスチック製フードパネルにかかるインナーパネルの形状がＶ字形状の場合を示す概略平面図である。

符号の説明

１ フードパネル
２ アウターパネル
３ インナーパネル
４ フードロックストライカー
５ ヒンジ
６ 接着剤
７ 接着部
８ 低強度接着部
９ 剛体部品
１０ 歩行者の頭部
１１、１１′ 接着剤
１２ 梁

Claims (7)

1. 外表面を形成する繊維強化プラスチック製アウターパネルと、前記アウターパネルに接合される繊維強化プラスチック製インナーパネルとから構成される自動車用フードパネルであって、前記インナーパネルが前記アウターパネルとの接着部を備えるとともに、前記接着部の一部が、他の接着部の接着強度に比べて低い接着強度を有する低強度接着部であることを特徴とする自動車用フードパネル。
2. 前記低強度接着部は、接着剤の塗布厚さを変えることによって形成される請求項１に記載の自動車用フードパネル。
3. 前記低強度接着部は、接着部に段差または／および傾斜を設けることによって形成される請求項１または２に記載の自動車用フードパネル。
4. 前記低強度接着部は、接着部の接着剤塗布面積を変えることによって形成される請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
5. 前記低強度接着部は、接着剤の種類を変えることによって形成される請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
6. 前記インナーパネルの接着部または／および前記接着部が接合したアウターパネルの被接着面が表面処理を施されている請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用フードパネル。
7. 前記繊維強化プラスチックに使用される強化繊維の少なくとも一部が炭素繊維である請求項１〜６のいずれかに記載の自動車用フードパネル。

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