JP2016030454A - 車両用ポップアップフード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突エネルギーの吸収を安定して行う。
【解決手段】車両用ポップアップフード装置２０では、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動がロック機構９０によって阻止される。ここで、衝突荷重Ｆがフード１０に入力されたときには、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動不能状態がロック機構９０によって維持され、ヒンジベース３０がビード３６を起点に曲げ変形する。具体的には、第２アーム５０及び第１アーム４０が衝突荷重方向Ｆの荷重方向に平行移動するように、ヒンジベース３０が変形する。このため、本発明では、第２アーム５０及び第１アーム４０によって衝突荷重Ｆをヒンジベース３０に効率よく伝達して、ヒンジベース３０を変形させる。これにより、従来技術のようなピストンの環状ビードの歯をせん断させて衝突エネルギーを吸収する場合と比べて、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フードの後部を持上げる車両用ポップアップフード装置に関する。

下記特許文献１に記載された車両用ポップアップフード装置では、車体に固定された第２ヒンジ部分（ヒンジベース）と、第２ヒンジ部分に揺動可能に支持された揺動部材（第１アーム）と、フードの後端部に固定され且つ揺動部材に回動可能に支持された固定部材（第２アーム）と、を含んで構成されている。また、揺動部材には、ピストンシリンダユニット（アクチュエータ）が設けられており、ピストンシリンダユニットのピストンが固定部材に連結されている。そして、ピストンシリンダユニットが作動することで、フードが持上げられる。

さらに、ピストンシリンダユニットのシリンダには、リングが設けられており、ピストンに形成された環状ビードの歯が当該リングに係合することで、フードが持上位置に保持される。そして、衝突荷重がフードに入力されたときには、環状ビードの歯をリングによってせん断させることで、衝突エネルギーを吸収する。なお、車両用ポップアップフード装置として、他に下記特許文献２に記載されたものがある。

特開２００９−２０２８７１号公報 特許第４４１０８２２号公報

しかしながら、上記車両用ポップアップフード装置では、以下のような問題がある。すなわち、上記車両用ポップアップフード装置では、ピストンの軸方向に衝突荷重を作用させて、リングによって環状ビードの歯をせん断させている。このため、例えば、衝突荷重がフードに入力されたときにピストンが仮に曲がると、ピストンがシリンダに対して後退できなくなり、環状ビードの歯をせん断させることができなくなる虞がある。これにより、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができなくなる。

本発明は、上記事実を考慮し、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができる車両用ポップアップフード装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両用ポップアップフード装置は、フードの後部の車両下側に設けられ、車体に固定されたヒンジベースと、前記ヒンジベースに回動可能に支持された第１アームと、前記フードの後部に固定され、前記第１アームに回動可能に支持された第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとの間に架け渡され、作動することで前記第２アームを前記第１アームに対して車両上側へ相対回動させて前記フードを持上位置へ持上げるアクチュエータと、前記アクチュエータの作動後において前記第２アームの前記第１アームに対する車両下側への相対回動を阻止すると共に、所定の衝突荷重が車両上側から前記フードに作用したときには、前記第２アームの前記第１アームに対する相対回動を阻止した状態を維持するロック機構と、前記ヒンジベースに形成され、前記所定の衝突荷重が車両上側から前記フードに作用したときに前記ヒンジベースの変形の起点となる変形起点部と、を備えている。

請求項１に記載の車両用ポップアップフード装置では、車体に固定されたヒンジベースがフードの後部の車両下側に設けられている。このヒンジベースには、第１アームが回動可能に支持されており、第１アームには、フードの後部に固定された第２アームが回動可能に支持されている。さらに、第１アームと第２アームとの間には、アクチュエータが架け渡されている。

そして、アクチュエータが作動すると、第２アームが第１アームに対して車両上側へ相対回動されて、フードが持上位置へ持上げられる。このとき、第２アームの第１アームに対する車両下側への相対回動がロック機構によって阻止される。これにより、フードが持上位置に保持される。

ここで、所定の衝突荷重が車両上側からフードに作用したときには、ロック機構によって第２アームの第１アームに対する相対回動を阻止した状態が維持される。また、ヒンジベースには、変形起点部が形成されており、所定の衝突荷重が車両上側からフードに作用したときには、ヒンジベースが変形起点部を起点として変形する。すなわち、第２アームの第１アームに対する相対回動がロック機構によって阻止されているため、第２アーム及び第１アームが衝突荷重方向に平行移動するように、ヒンジベースが変形する。このため、第２アーム及び第１アームによって衝突荷重がヒンジベースに効率よく伝達されて、当該衝突荷重によってヒンジベースが変形する。これにより、衝突エネルギーが吸収されると共に、衝突体への入力荷重（反力）が低減される。このように、請求項１に係る発明では、第２アーム及び第１アームを介して衝突荷重をヒンジベースに効率よく伝達して、変形起点部を起点にヒンジベースを変形させるように構成されている。このため、従来技術のようなピストンの軸方向に作用する衝突荷重によって、ピストンの環状ビードの歯をせん断させて衝突エネルギーを吸収する場合と比べて、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができる。

請求項２に記載の車両用ポップアップフード装置は、請求項１に記載の発明において、前記変形起点部は、側面視で前記所定の衝突荷重の荷重方向に対して直交する方向に延びるビードとされている。

請求項２に記載の車両用ポップアップフード装置では、変形起点部がビードとされており、ビードが、側面視で所定の衝突荷重の荷重方向に対して直交する方向に延びている。このため、所定の衝突荷重がフードに入力されたときに、ヒンジベースをビードの部位を起点に効率よく曲げ変形させることができる。また、変形起点部をビードとすることで、ヒンジベースの強度を確保することができる。これにより、フードの通常開閉時において、ヒンジベースのフードに対する支持性能を確保することができる。

請求項３に記載の車両用ポップアップフード装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第１アームの後端部が前記ヒンジベースに回動可能に支持され、前記第２アームの前端部が前記第１アームの前端部に回動可能に支持され、前記アクチュエータが前記第１アームの車両前後方向中間部と前記第２アームの後端部とを連結し、前記ロック機構が前記アクチュエータに設けられ、前記アクチュエータの作動後において前記第２アームの前記第１アームに対する車両下側への相対回動が前記アクチュエータによって阻止される。

請求項３に記載の車両用ポップアップフード装置では、第１アーム、第２アーム、及びアクチュエータが三角形状に連結される。また、ロック機構がアクチュエータに設けられており、第２アームの第１アームに対する車両下側への相対回動がアクチュエータによって阻止される。このため、第１アーム、第２アーム、及びアクチュエータがトラス構造を構成する。これにより、フードに入力された衝突荷重を、当該トラス構造を介してヒンジベースに一層効率よく伝達することができる。

請求項１に記載の車両用ポップアップフード装置によれば、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができる。

請求項２に記載の車両用ポップアップフード装置によれば、ヒンジベースをビードの部位を起点に効率よく曲げ変形させることができると共に、フードの通常開閉時において、ヒンジベースのフードに対する支持性能を確保することができる。

請求項３に記載の車両用ポップアップフード装置によれば、フードに入力された衝突荷重をヒンジベースに一層効率よく伝達することができる。

本実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置を構成するポップアップ機構部の作動後の状態を示す車幅方向内側から見た側面図である。 図１に示されるポップアップ機構部の作動前の状態を示す車幅方向内側から見た側面図である。 本実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の全体構成を示す平面図である。 （Ａ）は、図２に示されるアクチュエータの内部を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示されるアクチュエータの作動後の状態を示す断面図である。 図１に示されるフードに頭部インパクタが衝突したときのヒンジベースの変形初期の状態を示す側面図である。 図５に示されるヒンジベースの変形後の状態を示す側面図である。 図１に示されるフードに頭部インパクタが衝突したときの頭部インパクタのストロークと加速度との関係を説明するためのグラフである。

以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置２０について説明する。なお、図面において適宜示される矢印ＦＲは、車両用ポップアップフード装置２０が適用された車両（自動車）Ｖの車両前側を示し、矢印ＲＨは車両右側（車幅方向一側）を示し、矢印ＵＰは車両上側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両（前方を向いた場合）の左右を示すものとする。

図３に示されるように、車両用ポップアップフード装置２０は、車両Ｖのエンジンルーム（パワーユニット室）ＥＲを開閉するフード１０に設けられた左右一対のポップアップ機構部２２を主要部として構成されている。このポップアップ機構部２２は、フード１０の後部における車幅方向両端部にそれぞれ配設されると共に、左右対称に構成されている。このため、以下の説明では右側に配置されたポップアップ機構部２２について説明し、左側に配置されたポップアップ機構部２２の説明は省略する。

図１及び図２に示されるように、ポップアップ機構部２２は、フード１０を開閉可能に支持するフードヒンジ２４と、車両と歩行者との衝突時に作動するアクチュエータ６０と、アクチュエータ６０の作動を制御するＥＣＵ１００（図３参照）と、を含んで構成されている。以下、初めにフード１０について説明し、次いで上記各構成について説明する。

フード１０は、車両Ｖの外側に配置されて意匠面を構成するフードアウタパネル１２と、エンジンルームＥＲ側に配置されると共にフードアウタパネル１２を補強するフードインナパネル１４と、を含んで構成されている。そして、この両者の端末部がヘミング加工によって結合されている。また、フード１０がエンジンルームＥＲを閉じた状態（図２に示される状態）では、フード１０の前端部が、図示しないフードロックによって車体に固定されている。

また、フードインナパネル１４の後端側（後部側）には、膨出部１４Ａが形成されている。膨出部１４Ａはフードインナパネル１４に対して下側（エンジンルームＥＲ側）に膨出されると共に、車幅方向に延在されている。そして、膨出部１４Ａの底壁１４Ｂが、側断面視でフードアウタパネル１２と略平行に配置されている。また、フード１０の車幅方向両端部には、底壁１４Ｂの上面において、後述するフードヒンジ２４を取付けるための一対のウエルドナットＷＮがそれぞれ設けられている。さらに、底壁１４Ｂには、ウエルドナットＷＮに対応して図示しない挿通孔が貫通形成されており、挿通孔はウエルドナットＷＮと同軸上に配置されている。

（フードヒンジ２４について）
フードヒンジ２４は、車体に固定されたヒンジベース３０と、ヒンジベース３０に回動可能に連結された第１アーム４０と、フード１０に固定された第２アーム５０と、を含んで構成されている。

ヒンジベース３０は、鋼板で製作されて、車両正面視で略逆Ｌ字形状に屈曲されている。ヒンジベース３０の下端部は取付壁部３２とされており、取付壁部３２は、板厚方向を略上下方向にして、車体側構成部材であるカウルトップサイド１６の上面部１６Ａに沿って前後方向に延在されている。なお、カウルトップサイド１６は、フード１０の後端側とウインドシールドガラスの下端部との間に車幅方向に沿って延在するカウルの両サイドに設けられている。また、取付壁部３２には、一対の図示しない取付孔が貫通形成されており、この取付孔内に取付ボルトＢ１が挿入されて、取付壁部３２が取付ボルトＢ１よって上面部１６Ａに固定されている。

また、ヒンジベース３０は側壁部３４を有しており、側壁部３４は取付壁部３２の車幅方向内側端から上側へ延びている。この側壁部３４は、車幅方向内側から見た側面視で上斜め前方へ開放された略Ｖ字形状に形成されている。具体的には、側壁部３４が、側壁部３４の下部において取付壁部３２に沿って前後方向に延びるベース部３４Ａと、ベース部３４Ａの後端部から上側へ延びる支持部３４Ｂと、を含んで構成されている。

第１アーム４０は、ヒンジベース３０の車幅方向内側に配置されると共に、側面視で前後方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。そして、第１アーム４０の後端部が、車幅方向を軸方向とした第１ヒンジピンＰ１によってヒンジベース３０の支持部３４Ｂの上端部にヒンジ結合されている。これにより、第１アーム４０は、第１ヒンジピンＰ１を回動中心としてヒンジベース３０に対して上下方向（図１及び図２の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向）に相対回動可能に構成されている。

また、第１アーム４０における前後方向中間部には、後述するアクチュエータ６０を連結するための下側連結軸４２が一体に設けられている。この下側連結軸４２は、略円柱状に形成されて、第１アーム４０から車幅方向内側へ突出されている。

第２アーム５０は、第１アーム４０の車幅方向内側に配置されると共に、略前後方向に延在されている。具体的には、第２アーム５０は、第１アーム４０と略平行に配置された側壁部５２を備えている。この側壁部５２の前端部は、車幅方向を軸方向にした第２ヒンジピンＰ２によって第１アーム４０の前端部にヒンジ結合されている。これにより、第２アーム５０は、第２ヒンジピンＰ２を回動中心として第１アーム４０に対して上下方向（図１及び図２の矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向）に相対回動可能に構成されている。なお、第２アーム５０は、シェアピン５８によって第１アーム４０と結合されており、後述するアクチュエータ６０の非作動状態では、第２アーム５０の第１アーム４０に対する相対回動が制限されている。

また、第２アーム５０は頂壁部５４を備えている。頂壁部５４は、側壁部５２の上端から車幅方向内側へ延出されると共に、フード１０の膨出部１４Ａの下面に沿ってフード１０の前後方向に延在されている。この頂壁部５４には、前述したウエルドナットＷＮと対向する位置において、図示しない取付孔が貫通形成されている。そして、ヒンジボルトＢ２が下側から当該取付孔及び膨出部１４Ａの挿通孔内に挿入されると共にウエルドナットＷＮに螺合されて、頂壁部５４が膨出部１４Ａに締結（固定）されている。これにより、ヒンジベース３０とフード１０（の膨出部１４Ａ）とが、第２アーム５０及び第１アーム４０によって連結されている。

さらに、第２アーム５０における側壁部５２の後端部には、後述するアクチュエータ６０を連結するための上側連結軸５６が一体に設けられている。この上側連結軸５６は、略円柱状に形成されて、側壁部５２から車幅方向内側へ突出されている。

（アクチュエータ６０について）
アクチュエータ６０は、第２アーム５０の車幅方向内側に配置されて、第２アーム５０の後端部と第１アーム４０の前後方向中間部とを架け渡すように延在されている。つまり、アクチュエータ６０は、側面視で上側へ向かうに従い後側へ傾斜されている。そして、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、アクチュエータ６０は、シリンダ６２と、シリンダ６２内に収容されたピストンロッド７０と、ロック機構９０と、を有している。

シリンダ６２は、下側へ開放された略有底円筒形状に形成されている。このシリンダ６２の上端部には、シリンダ連結部６４が一体に設けられており、シリンダ連結部６４には、上側連結孔６６が車幅方向に貫通形成されている。そして、上側連結孔６６内に第２アーム５０の上側連結軸５６が挿入されて、シリンダ６２の上端部が第２アーム５０に対して相対回動可能に連結されている（図１及び図２参照）。

シリンダ６２の開口部には、ヘッド部６８が設けられている。ヘッド部６８は、略円筒状に形成されて、シリンダ６２の内周部に固定されている。図４（Ａ）に示されるように、ヘッド部６８の内周部には、ロック機構９０を構成する第１ロック溝部９２が形成されており、第１ロック溝部９２は、ヘッド部６８の周方向に沿って延びると共に、ヘッド部６８の全周に亘って形成されている。また、第１ロック溝部９２は、シリンダ６２の径方向内側へ開放された断面略Ｕ字形状に形成されている。具体的には、第１ロック溝部９２は、断面視でシリンダ６２の軸方向に沿って配置された底面９２Ａと、底面９２Ａの上端からシリンダ６２の径方向内側へ向かうに従いシリンダ６２の上端側へ傾斜された上傾斜面９２Ｂと、底面９２Ａの下端からシリンダ６２の径方向内側へ向かうに従いシリンダ６２の下端側へ傾斜された下傾斜面９２Ｃと、を含んで構成されている。

また、第１ロック溝部９２内には、ロック機構９０を構成するロックリング９４が配置されている。ロックリング９４は、断面円形状を成す金属製の線材により構成されると共に、一部開放された円環状に形成されている。換言すると、ロックリング９４は略Ｃ字形状に形成されている。また、ロックリング９４は、自身の径方向に弾性変形可能に構成されている。そして、ロックリング９４は、自然状態（ロックリング９４が弾性変形していない状態）から径方向外側へ弾性変形して、後述するピストンロッド７０の外周部に当接された状態で第１ロック溝部９２内に収容されている。

ピストンロッド７０は、略円柱状に形成されて、シリンダ６２と同軸上に配置されている。そして、ピストンロッド７０の下端部を除く部分が、シリンダ６２内に収容されている。ピストンロッド７０は、ピストンロッド７０の外周部を構成するロッド外周部材７２を有しており、ロッド外周部材７２は、略円筒形状に形成されている。このロッド外周部材７２の上端部には、略円柱状のマイクロガスジェネレータ７４（以下「ＭＧＧ７４」という）が嵌入されており、ＭＧＧ７４の下端には、ワイヤハーネス７６が接続されている。これにより、ＭＧＧ７４が、ワイヤハーネス７６を介して後述するＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によってＭＧＧ７４が作動するようになっている。そして、ＭＧＧ７４が作動すると、ＭＧＧ７４によって発生したガスがシリンダ６２内に供給されるようになっている。また、ＭＧＧ７４の下端から延出されたワイヤハーネス７６は、ロッド外周部材７２の内部に配策されると共に、ロッド外周部材７２の下端部から外側へ導出されている。そして、ロッド外周部材７２の内部に樹脂材が充填されて、ワイヤハーネス７６とロッド外周部材７２とが一体化されている。

また、ピストンロッド７０の下端部には、下側連結孔７８が車幅方向に貫通形成されている。そして、下側連結孔７８内に第１アーム４０の下側連結軸４２が挿入されて、ピストンロッド７０の下端部が第１アーム４０に対して相対回動可能に連結されている（図１及び図２参照）。

さらに、ロッド外周部材７２の上端部には、径方向外側へ突出された大径部８０が形成されており、大径部８０の外径寸法が、シリンダ６２の内径寸法に比べて僅かに小さく設定されている。この大径部８０の外周部には、シール溝部８０Ａが形成されており、シール溝部８０Ａは、ピストンロッド７０の径方向外側へ開放されて、大径部８０の周方向に沿って延びると共に、大径部８０の全周に亘って形成されている。そして、シール溝部８０Ａ内には、ゴム材等で構成されたＯリング８２が配置されており、ピストンロッド７０とシリンダ６２との間がＯリング８２によってシールされている。

また、ロッド外周部材７２の外周部には、大径部８０に対してピストンロッド７０の下端側の位置において、ロック機構９０を構成する第２ロック溝部９６が形成されている。第２ロック溝部９６は、ピストンロッド７０の径方向外側へ開放されて、ピストンロッド７０の周方向に沿って延びると共に、ピストンロッド７０の全周に亘って形成されている。具体的には、第２ロック溝部９６は、断面視でピストンロッド７０の軸方向に沿って配置された底面９６Ａと、底面９６Ａの上端からピストンロッド７０の径方向外側へ延びる上面９６Ｂと、底面９６Ａの下端からピストンロッド７０の径方向外側へ向かうに従いピストンロッド７０の下端側へ傾斜された下傾斜面９６Ｃと、を含んで構成されている。

そして、ＭＧＧ７４が作動すると、ＭＧＧ７４によって発生したガスがシリンダ６２内に供給されて、シリンダ６２内のガス圧によってシリンダ６２がアクチュエータ６０の軸方向に沿って上昇するようになっている。これにより、第２アーム５０が、図２に示される初期位置から第１アーム４０に対して上側（図２の矢印Ｃ方向）へ相対回動して、フード１０が持上位置（図１に示される位置）に持上げられるように構成されている。なお、このときには、第１アーム４０は、図２に示される初期位置からヒンジベース３０に対して上側（図２の矢印Ａ方向）へ相対回動されるようになっている。

また、フード１０が持上位置に持上げられたときには、図４（Ｂ）に示されるように、シリンダ６２の第１ロック溝部９２が、ピストンロッド７０の第２ロック溝部９６に対してアクチュエータ６０の径方向外側に配置されるように設定されている。また、このときには、ロックリング９４が径方向内側へ弾性変形して第２ロック溝部９６内に入り込むようになっている。これにより、第１ロック溝部９２の上傾斜面９２Ｂ及び第２ロック溝部９６の下傾斜面９６Ｃによってロックリング９４が上下方向に挟まれて、シリンダ６２の後退が制限されるようになっている。すなわち、アクチュエータ６０のロック機構９０が、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側（図１の矢印Ｄ方向）への相対回動を阻止するように構成されている。以下、この状態を「相対回動不能状態」という。

なお、上述したフードヒンジ２４は、本来的にはフード１０を車体に開閉可能に支持するためのヒンジ部品とされている。つまり、アクチュエータ６０の非作動状態では、第２アーム５０の第１アーム４０に対する相対回動がシェアピン５８によって制限されており、フード１０がエンジンルームＥＲを開閉する場合には、第１アーム４０が第１ヒンジピンＰ１を回動中心にして回動するようになっている。

（ＥＣＵ１００について）
図３に示されるように、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ６０の作動制御を行うためのものである。このＥＣＵ１００には、アクチュエータ６０のＭＧＧ７４が電気的に接続されると共に、衝突検知センサ１０２及び衝突予知センサ（図示省略）が電気的に接続されている。

この衝突検知センサ１０２は、車両Ｖの前端部に配置されたフロントバンパＦＢのバンパリインフォースメント（図示省略）の前面に沿って配設されている。この衝突検知センサ１０２は、車両幅方向を長手方向とした略長尺状の圧力チューブ１０２Ａと、圧力チューブ１０２Ａ内の圧力変化に応じた信号をＥＣＵ１００へ出力する圧力センサ１０２Ｂと、を含んで構成されている。そして、歩行者等の衝突体がフロントバンパＦＢに衝突したときには、圧力チューブ１０２Ａが押し潰されることで圧力チューブ１０２Ａ内の圧力が変化して、圧力チューブ１０２Ａ内の圧力変化に応じた信号がＥＣＵ１００に出力されるようになっている。なお、衝突検知センサ１０２を、圧力チャンバや光ファイバを用いた構成としてもよい。

また、衝突予知センサとしては、ウインドシールドガラスの上部における車幅方向中央付近に設けられたステレオカメラや、車両のフロントグリルの車両後側に設けられたミリ波レーダ等によって構成されて、衝突体までの距離や車両Ｖと衝突体との相対速度等を測定するようになっている。

そして、ＥＣＵ１００が、前述した圧力センサ１０２Ｂの出力信号に基づいて衝突荷重を算出すると共に、衝突予知センサの出力信号に基づいて衝突速度を算出するようになっている。さらに、ＥＣＵ１００は、算出された衝突荷重及び衝突速度から衝突体の有効質量を求めると共に、有効質量が閾値を超えるか否かを判断して、車両Ｖへの衝突体が歩行者であるのか歩行者以外（例えば、ロードサイドマーカーやポストコーン等の路上障害物）であるのかを判定するようになっている。そして、車両Ｖへの衝突体が歩行者であるとＥＣＵ１００が判定したときには、ＥＣＵ１００によってアクチュエータ６０を作動させるように構成されている。

次に、本発明の要部である「変形起点部」としてのビード３６について説明する。図１及び図２に示されるように、ビード３６は、ヒンジベース３０の側壁部３４における支持部３４Ｂの下端部に形成されている。すなわち、ビード３６が、ヒンジベース３０と第１アーム４０とを連結する第１ヒンジピンＰ１の下側に配置されている。このビード３６は、ヒンジベース３０から車幅方向外側へ突出されて、側面視で直線状に延在されると共に、後側へ向かうに従い上側へ傾斜されている。また、側面視において、ビード３６は、後述する衝突荷重Ｆの荷重方向（作用方向）に対して直交する方向に沿って延びている。

ここで、衝突荷重Ｆについて説明する。この衝突荷重Ｆは、日本国の自動車アセスメント（ＪＮＣＡＰ）において規定されている歩行者頭部保護性能試験に基づいて設定される。すなわち、図１に示されるように、大人又は子供の頭部を模擬した衝突体である頭部インパクタＩを試験機（図示省略）からフード１０上に衝突させたときのフード１０に作用する（入力される）荷重が衝突荷重Ｆとされている。

具体的には、フード１０上に倒れ込む歩行者が大人であると想定する場合では、歩行者頭部保護性能試験の条件として、頭部インパクタＩの衝突角度α１（前後方向に沿って延びる基準線Ｌに対する頭部インパクタＩの侵入方向の角度であり、上記衝突荷重Ｆの荷重方向に対応する）が６５°とされ、頭部インパクタＩの質量が４．５ｋｇとされ、頭部インパクタＩの衝突速度が３５ｋｍ／ｈとされている。一方、フード１０上に倒れ込む歩行者が子供であると想定する場合には、歩行者頭部保護性能試験の条件として、頭部インパクタＩの衝突角度α１が５０°とされ、頭部インパクタＩの質量が３．５ｋｇとされ、頭部インパクタＩの衝突速度が３２ｋｍ／ｈとされている。

これにより、基準線Ｌに対するビード３６の傾斜角度α２が、２５°（歩行者を大人であると想定する場合）及び４０°（歩行者を子供であると想定する場合）の何れか一方の角度に設定されている。そして、この傾斜角度α２は、各種車両の形態に対応して設定されている。例えば、車両の前端部（フード１０）の前後長さが比較的長い車両では、傾斜角度α２が２５°に設定されており、車両の前端部（フード１０）の前後長さが比較的短い車両では、傾斜角度α２が４０°に設定されている。なお、本実施の形態では、ビード３６の傾斜角度α２が２５°に設定されている。

さらに、持上位置に持上げられたフード１０に衝突荷重Ｆが入力されたときには、ヒンジベース３０がビード３６の部位を起点に曲げ変形するように構成されている。一方、フード１０に衝突荷重Ｆが入力されたときでは、第２アーム５０の第１アーム４０に対する相対回動不能状態を維持するように、（アクチュエータ６０の）ロック機構９０のロック荷重が設定されている。換言すると、フード１０に衝突荷重Ｆが入力されたときでも、シリンダ６２がピストンロッド７０に対して後退することが制限されるようになっている。

次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。

車両用ポップアップフード装置２０が非作動状態のときには、フード１０が閉止位置に配置されて、フード１０によってエンジンルームＥＲが閉じられている（図２に示されるフード１０参照）。この状態から、歩行者等の衝突体と車両Ｖが前面衝突すると、衝突体と前面衝突したことが衝突検知センサ１０２によって検知され、衝突検知センサ１０２からＥＣＵ１００に信号が出力される。このとき、ＥＣＵ１００は、衝突検知センサ１０２及び衝突予知センサから、車両Ｖへの衝突体が歩行者であるのか歩行者以外（例えば、ロードサイドマーカーやポストコーン等の路上障害物）であるのかを判定する。そして、車両Ｖへの衝突体が歩行者であるとＥＣＵ１００が判定すると、ＥＣＵ１００によって車両用ポップアップフード装置２０が作動する。

車両用ポップアップフード装置２０の作動では、ＥＣＵ１００の制御によってアクチュエータ６０のＭＧＧ７４が作動して、アクチュエータ６０のシリンダ６２内にガスが供給される。シリンダ６２内にガスが供給されると、シリンダ６２内のガス圧によってシリンダ６２がアクチュエータ６０の軸方向に沿って上側へ軸方向移動（上昇）する。これにより、シリンダ６２が第２アーム５０の後端部を持上げて、フード１０の後端部が持上位置に持上げられる（図１参照）。このときには、シェアピン５８が破断して、第２アーム５０が第１アーム４０に対して上側へ相対回動されると共に、第１アーム４０がヒンジベース３０に対して上側へ相対回動される。

また、フード１０が持上位置に持上げられたときには、シリンダ６２の第１ロック溝部９２が、ピストンロッド７０の第２ロック溝部９６に対してアクチュエータ６０の径方向外側に配置される。そして、ロックリング９４が径方向内側へ弾性変形して第２ロック溝部９６内に入り込む。これにより、ロックリング９４が、第１ロック溝部９２の上傾斜面９２Ｂ及び第２ロック溝部９６の下傾斜面９６Ｃによって上下方向に挟まれて、シリンダ６２がピストンロッド７０に対して後退することが制限される（図４（Ｂ）参照）。したがって、ロック機構９０によって、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動が阻止されて、フード１０が持上位置に保持される。

そして、フード１０が持上位置に持上げられた状態において、上側から所定の衝突荷重Ｆがフード１０に入力されると（頭部インパクタＩがフード１０に衝突すると）、衝突荷重Ｆがフード１０を介してフードヒンジ２４に入力される。

ここで、所定の衝突荷重Ｆがフード１０に入力されたときでは、第２アーム５０の第１アーム４０に対する相対回動不能状態がロック機構９０によって維持される。このため、衝突荷重Ｆがフードに作用すると、衝突荷重Ｆが第２アーム５０及び第１アーム４０を介してヒンジベース３０に効率よく伝達される。

具体的には、フード１０が持上位置に持上げられた状態では、図１において２点鎖線で示されるように、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０が、３角形状に連結されている。また、この状態では、上述したように、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動がロック機構９０によって阻止されている。このため、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０によってトラス構造が構成される。

そして、衝突荷重Ｆがフードヒンジ２４に入力された場合においても、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０によるトラス構造が維持されるため、衝突荷重Ｆが当該トラス構造を介してヒンジベース３０に効率よく伝達される。

またここで、ヒンジベース３０にはビード３６が形成されており、所定の衝突荷重Ｆがフード１０に入力されたときには、ヒンジベース３０がビード３６を起点として変形する。すなわち、図５に示されるように、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０が、トラス構造を維持したまま衝突荷重Ｆの荷重方向に沿って平行移動するように、ヒンジベース３０の曲げ変形がビード３６の部位を起点として開始する。

そして、ヒンジベース３０における支持部３４Ｂの上端部が図６に示される位置まで変位するように、ヒンジベース３０が曲げ変形すると共に、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０が、トラス構造を維持したまま図６に示される位置まで衝突荷重Ｆの荷重方向に沿って平行移動する。これにより、衝突エネルギーが吸収されると共に、頭部インパクタＩ（歩行者の頭部）への入力荷重（反力）が低減される。このように、本実施の形態では、第２アーム５０及び第１アーム４０を介して衝突荷重をヒンジベース３０に効率よく伝達して、ビード３６を起点にヒンジベース３０を変形させるように構成されている。このため、従来技術のようなピストンの軸方向に作用する衝突荷重によって、ピストンの環状ビードの歯をせん断させて衝突エネルギーを吸収する場合と比べて、衝突エネルギーの吸収を安定して行うことができる。

また、本実施の形態では、ヒンジベース３０を変形させることで衝突エネルギーを吸収するように構成されている。このため、従来技術に比べてアクチュエータ６０の構造を簡易にすることができ、ひいてはアクチュエータ６０のコストアップを抑制することができる。

また、本実施の形態の車両用ポップアップフード装置２０によれば、衝突エネルギーを早期に吸収することができる。以下、この点について、図７のグラフを用いて比較例のフードヒンジと比較しつつ説明する。図７のグラフは、フード１０に頭部インパクタＩが衝突したときの頭部インパクタＩの加速度を示すグラフであり、横軸が頭部インパクタＩのストロークであり、縦軸が頭部インパクタＩの加速度である。また、２点鎖線が比較例のデータであり、実線が本実施の形態のデータである。

なお、比較例のフードヒンジは、本発明の第２アーム５０が省略された形態のフードヒンジとされている。詳しくは、本発明の第１アーム４０に対応するヒンジアームがフード１０の後端部に固定されて、ヒンジアームがヒンジベースに回転可能に支持されている。また、比較例のフードヒンジでは、本発明のアクチュエータ６０が省略されており（すなわち、フード１０を持上げる機構を備えておらず）、ヒンジベースに衝突荷重Ｆが入力されたときには、ヒンジベースが変形するように構成されている。

そして、比較例では、頭部インパクタＩがフードアウタパネル１２に衝突すると、フードアウタパネル１２が変形して、頭部インパクタＩがフードアウタパネル１２と共にフードインナパネル１４に当たる。これにより、頭部インパクタＩの加速度においてピーク値が発生する（図７に示される「ａ」を参照）。一方、フード１０は、ヒンジアームを介してヒンジベースに回動可能に支持されているため、フード１０及び頭部インパクタＩが、フード１０の前端を中心に下側へ略等速で回動する（図７に示される「ｂ」を参照）。その後、ヒンジアームが車体などに当たることでヒンジアームの回動が制限されると、ヒンジベースに衝突荷重Ｆが伝達されて、ヒンジベースが変形する。これにより、頭部インパクタＩの加速度において２回目のピーク値が発生する（図７に示される「ｃ」を参照）。つまり、比較例では、頭部インパクタＩがフード１０に衝突した後、ヒンジアームがヒンジベースに対して回動するため、衝突荷重Ｆがヒンジベースに伝達されるまでの頭部インパクタＩのストロークが大きくなる。このため、衝突エネルギーを吸収するまでの頭部インパクタＩのストロークが大きくなる。

これに対して、本実施の形態では、上述と同様に、頭部インパクタＩがフードアウタパネル１２に衝突すると、フードアウタパネル１２が変形して、頭部インパクタＩがフードアウタパネル１２と共にフードインナパネル１４に当たる。これにより、頭部インパクタＩの加速度においてピーク値が発生する（図７に示される「ａ」を参照）。そして、上述したように、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０によってトラス構造が構成されるため、当該トラス構造を維持したまま第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０が衝突荷重Ｆの荷重方向に平行移動しようとする。このため、衝突荷重Ｆがヒンジベース３０に伝達されて、ヒンジベース３０が変形する。これにより、頭部インパクタＩの加速度において２回目のピーク値が発生する（図７に示される「ｄ」を参照）。このように、本実施の形態によれば、上記比較例と比較して、衝突荷重Ｆがヒンジベース３０に早期に伝達されて、ヒンジベース３０の変形が早期に開始される。これにより、頭部インパクタＩのストロークを短くすることができ、衝突エネルギーを早期に吸収することができる。

また、本実施の形態では、側面視において、ビード３６が、所定の衝突荷重Ｆの荷重方向に対して直交する方向に延びている。このため、衝突荷重Ｆがフード１０に入力されたときに、ヒンジベース３０をビード３６の部位において効率よく曲げ変形させることができる。

さらに、ヒンジベース３０の変形起点となる部分がビード３６とされている。このため、ヒンジベース３０の強度が低下することを抑制しつつ、ヒンジベース３０によって衝突エネルギーを吸収することができる。すなわち、例えばビード３６の代わりに孔等をヒンジベース３０に形成することで、当該孔部を基点にヒンジベース３０を変形させることができるが、この場合には、ヒンジベース３０の強度が低下する。このため、フード１０の通常開閉時におけるヒンジベース３０のフード１０に対する支持性能が低下する虞がある。これに対して、本実施の形態では、ヒンジベース３０の変形起点となる部分がビード３６とされているため、ヒンジベース３０の強度が低下することを抑制できる。これにより、フード１０の通常開閉時におけるヒンジベース３０のフード１０に対する支持性能を確保することができる。

また、上述したように、アクチュエータ６０の作動後では、第１アーム４０、第２アーム５０、及びアクチュエータ６０が、三角形状に連結されており、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動がロック機構９０によって阻止される。このため、これらの部材によってトラス構造を構成することができる。このため、フード１０に入力された衝突荷重Ｆを、当該トラス構造を介してヒンジベース３０に一層効率よく伝達することができる。これにより、衝突エネルギーの吸収を一層安定して行うことができる。

さらに、ビード３６が、ヒンジベース３０の支持部３４Ｂの下端部に形成されて、ビード３６は、ヒンジベース３０と第１アーム４０とを連結する第１ヒンジピンＰ１の下側に配置されている。このため、第１アーム４０からヒンジベース３０に伝達される衝突荷重Ｆをビード３６へ効果的に伝達することができる。

なお、本実施の形態では、ロック機構９０がアクチュエータ６０に設けられており、シリンダ６２のピストンロッド７０に対する後退をロック機構９０によって阻止するように構成されているが、ロック機構９０の形態はこれに限らない。例えば、フード１０が持上位置に持上げられたときに、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への移動を阻止するストッパアームを第２アーム５０に設けるように構成してもよい。

具体的には、ストッパアームの一端部を第２アーム５０に回動可能に連結する。一方、第１アーム４０には、ストッパアームの他端部をスライド可能に連結するスライド溝を形成して、スライド溝をストッパアームの回動軌跡に対応して形成しておく。また、ストッパアームの他端部をスライド溝の一端部に配置しておき、スライド溝の他端部には、ストッパアームの他端部と上下方向に係合可能な係合部を形成しておく。そして、アクチュエータ６０の作動時において第２アーム５０の第１アーム４０に対する相対回動に伴って、ストッパアームが一端部を中心に回動することで、ストッパアームの他端部をスライド溝の一端から他端側へスライドさせるように構成する。これにより、アクチュエータ６０の作動後では、ストッパアームの他端部が係合部に係合されて、第２アーム５０の第１アーム４０に対する下側への相対回動が阻止される。このように、アクチュエータ６０とは別の第２アーム５０及び第１アーム４０等にロック機構９０を設けてもよい。

また、本実施の形態では、ビード３６が、ヒンジベース３０における支持部３４Ｂの下端部に形成されているが、ヒンジベース３０においてビード３６を形成する位置は任意に設定することができる。

また、本実施の形態では、ビード３６の傾斜角度α２が、２５°又は４０°で設定されているが、各種車両におけるヒンジベース３０の形状、第１ヒンジピンＰ１とビード３６との位置関係、歩行者頭部保護性能試験の結果等に照らして、傾斜角度α２を上記設定角度からずらして調整してもよい。

１０ フード
２０ 車両用ポップアップフード装置
３０ ヒンジベース
３６ ビード（変形起点部）
４０ 第１アーム
５０ 第２アーム
６０ アクチュエータ
９０ ロック機構
Ｆ 衝突荷重

Claims (3)

1. フードの後部の車両下側に設けられ、車体に固定されたヒンジベースと、
   前記ヒンジベースに回動可能に支持された第１アームと、
   前記フードの後部に固定され、前記第１アームに回動可能に支持された第２アームと、
   前記第１アームと前記第２アームとの間に架け渡され、作動することで前記第２アームを前記第１アームに対して車両上側へ相対回動させて前記フードを持上位置へ持上げるアクチュエータと、
   前記アクチュエータの作動後において前記第２アームの前記第１アームに対する車両下側への相対回動を阻止すると共に、所定の衝突荷重が車両上側から前記フードに作用したときには、前記第２アームの前記第１アームに対する相対回動を阻止した状態を維持するロック機構と、
   前記ヒンジベースに形成され、前記所定の衝突荷重が車両上側から前記フードに作用したときに前記ヒンジベースの変形の起点となる変形起点部と、
   を備えた車両用ポップアップフード装置。
2. 前記変形起点部は、側面視で前記所定の衝突荷重の荷重方向に対して直交する方向に延びるビードとされている請求項１に記載の車両用ポップアップフード装置。
3. 前記第１アームの後端部が前記ヒンジベースに回動可能に支持され、
   前記第２アームの前端部が前記第１アームの前端部に回動可能に支持され、
   前記アクチュエータが前記第１アームの車両前後方向中間部と前記第２アームの後端部とを連結し、
   前記ロック機構が前記アクチュエータに設けられ、前記アクチュエータの作動後において前記第２アームの前記第１アームに対する車両下側への相対回動が前記アクチュエータによって阻止される請求項１又は請求項２に記載の車両用ポップアップフード装置。

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