JP3878825B2

JP3878825B2 - 車両用樹脂製フード、およびその製造方法

Info

Publication number: JP3878825B2
Application number: JP2001289872A
Authority: JP
Inventors: 芳弘入江; 義則鈴木; 創佐藤
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP2003095139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用樹脂製フードに係り、特に、事故の際に人体がフードのヒンジ付近に再衝突して二次的な損傷を受けることを抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前部に配設された原動機部の上方を開閉可能に覆蓋するフードとして、ＡＢＳやポリスチレンなどの樹脂材料で一体成形した樹脂製のものが知られている。特開平１０−１２９５２６号公報に記載のフード（ボンネット）はその一例で、ブロー成形により全体的に中空の外殻構造とされているとともに、フードの後端部にはヒンジ連結用部材（ナット）がインサート成形されており、ヒンジを介して車体に開閉可能に取り付けられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような車両用樹脂製フードにおいては、事故の際に人体の頭部等がフードのヒンジ付近に再衝突すると、ヒンジは一般に金属製で車体に固定されているため、フード自体が樹脂材料製であっても、人体に大きな衝撃を与えて二次的損傷を生じさせる可能性があった。樹脂材料が通常の中実構造である場合は、ヒンジや車体によって受け止められた衝撃がそのまま樹脂材料を介して人体に作用する一方、中空の外殻構造の場合でも、ヒンジを介して車体に取り付けられている部分では樹脂材料の変形量が小さくて板厚方向に簡単に潰れてしまうため、十分な衝突エネルギー吸収作用が得られず、ヒンジなどにより人体に大きな衝撃が加えられるのである。
【０００４】
なお、ボンネットが前方へ突き出している乗用車などでは、車両正面で歩行者を跳ねた場合、その頭部がフードのヒンジ付近に再衝突する可能性が高く、安全性の面でヒンジ付近に衝突した場合の衝撃を少しでも緩和することが強く望まれている。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、事故の際に人体の頭部等がフードのヒンジ付近に再衝突して二次的な損傷を受けることを抑制することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 車両前部を覆蓋する樹脂製のフード本体と、(b) そのフード本体を開閉可能に車体に取り付けるため、そのフード本体の後端部の裏面側にヒンジ連結用部材がインサート成形されたヒンジ連結部と、を有する車両用樹脂製フードにおいて、(c) 前記フード本体および前記ヒンジ連結部は、補強用繊維が混入された樹脂材料にて構成されているとともに、そのフード本体とヒンジ連結部との間には、内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻柱状構造の座屈部が一体に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、(a) 車両前部を覆蓋する樹脂製のフード本体と、(b) そのフード本体を開閉可能に車体に取り付けるため、そのフード本体の後端部の裏面側にヒンジ連結用部材がインサート成形されたヒンジ連結部と、を有する車両用樹脂製フードを、(c) 一対の表面側成形型および裏面側成形型を用いて製造する方法であって、(d) 前記ヒンジ連結部に対応して前記裏面側成形型に設けられた連結部成形凹所に前記ヒンジ連結用部材をセットするとともに、補強用繊維を含んだ溶融した樹脂材料をその裏面側成形型と前記表面側成形型とのキャビティ内で所定の圧縮状態に保持することにより、前記ヒンジ連結部を含めてその樹脂材料の表層部を硬化させる圧縮成形工程と、(e) 前記裏面側成形型のうち少なくとも前記連結部成形凹所部分を前記表面側成形型から相対的に離間させるとともに、内部の硬化前の前記溶融樹脂材料にガスを注入し、前記補強用繊維のスプリングバックおよびガス圧の作用でその溶融樹脂材料を発泡状態に膨張させることにより、前記フード本体と前記ヒンジ連結部との間に内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻柱状構造の座屈部を形成する膨張成形工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第２発明の車両用樹脂製フードの製造方法において、前記膨張成形工程は、前記表面側成形型と前記裏面側成形型とを相対的に離間させ、前記フード本体についても内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻構造とするものであることを特徴とする。
【０００９】
第４発明は、第２発明または第３発明の車両用樹脂製フードの製造方法において、(a) 前記裏面側成形型の前記連結部成形凹所部分は、前記表面側成形型に対して部分的に離間させることが可能な入れ子構造で、(b) 前記膨張成形工程は、前記入れ子が前記表面側成形型から離間させられて前記座屈部を形成するものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
第１発明の車両用樹脂製フードにおいては、フード本体とヒンジ連結部との間に、内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻柱状構造の座屈部が一体に設けられているため、その座屈部の座屈により優れた衝突エネルギー吸収作用が得られ、ヒンジ付近への二次衝突時等における人体への影響（衝撃）が緩和される。特に、座屈部の内部が発泡状態であるため、単純な中空構造に比較して一層優れた衝突エネルギー吸収作用が得られる。
【００１１】
第２発明〜第４発明は、第１発明の車両用樹脂製フードを好適に製造できる製造方法に関するもので、実質的に第１発明と同様の効果が得られる。第４発明では、ヒンジ連結部を成形するための連結部成形凹所部分が入れ子構造で、その入れ子が表面側成形型から離間させられることにより座屈部を形成するようになっているため、フード本体とは別個に内部が発泡状態の座屈部の寸法を任意に設定でき、フード本体に要求される剛性や衝突エネルギー吸収性能とは別個に座屈部の衝突エネルギー吸収性能を設定することが可能で、衝突時の人体への影響を一層緩和できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の車両用樹脂製フードの樹脂材料としてはポリプロピレンが好適に用いられ、補強用繊維としては長さが５〜１５ｍｍ程度で太さが５〜２０μｍ程度の長繊維のグラスファイバーが好適に用いられるが、車両用フードとして必要な強度や剛性が得られる範囲で例えば特開平１０−３０５４６２号公報などに記載されている種々の熱可塑性樹脂や補強用繊維を採用することができる。
【００１３】
溶融樹脂材料の供給には射出装置が好適に用いられるが、例えば下型の成形面上に溶融樹脂材料を流下させて供給した後、上型を下降させて圧縮成形することもできるなど種々の態様を採用できる。
【００１４】
ヒンジ連結用部材は、例えば樹脂製フードをヒンジに固定するためのボルトやナットなどのねじ部材が好適に用いられるが、ねじ以外の連結用部材を採用することもできるし、ヒンジ自体をインサート成形する場合であっても良い。
【００１５】
フード本体とヒンジ連結部との間に設けられる座屈部は、例えば平板状のフード本体の裏面から略垂直に突出するように設けられ、大きな衝撃が加えられた時に座屈するように構成される。
【００１６】
第２発明では、補強用繊維のスプリングバックおよびガス圧の作用で溶融樹脂材料を発泡状態に膨張させるようにしているが、補強用繊維のスプリングバックのみで発泡状態に膨張させるなど、他の製造手法を採用することもできる。
【００１７】
第３発明では、表面側成形型と裏面側成形型とを相対的に離間させることにより、フード本体とヒンジ連結部との間の座屈部だけでなくフード本体も内部が発泡状態とされるが、第１発明や第２発明、或いは第４発明の実施に際しては、必ずしもフード本体の内部が発泡状態である必要はない。
【００１８】
樹脂製フードの表面には、必要に応じて金属箔などを有する表皮フィルムが設けられる。表皮フィルムは、例えば樹脂製フードの成形時に同時に成形して固着されるようにすることもできるが、別体に成形して接着剤などで樹脂製フードの表面に固着するなど、種々の態様が可能である。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用樹脂製フード１０を示す図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ−Ｂ断面図である。この車両用樹脂製フード１０は、車両前方の原動機室の上部を覆蓋するためのもので、略一定の厚さの平板状の樹脂製のフード本体１２を主体として構成されており、そのフード本体１２の後端部の左右両側の裏面には、それぞれフード本体１２から略垂直に突出する柱状の座屈部１４を介してヒンジ連結部１６が一体に設けられている。ヒンジ連結部１６は、フード本体１２を車体に開閉可能に取り付けるためのもので、長方形の金属プレート１８に溶接などで一体的に固設された２本のボルト２０がヒンジ連結用部材としてインサート成形されており、車体に固定されたヒンジ２２にナット２４により連結されるようになっている。また、この車両用樹脂製フード１０は、補強用繊維として長さが５〜１５ｍｍ程度で太さが５〜２０μｍ程度の長繊維のグラスファイバーが混入されたポリプロピレンにて構成されているとともに、フード本体１２および座屈部１４の内部１０ａが発泡状態（多孔質）で、それ等の表層部１０ｂおよびヒンジ連結部１６が緻密な中実状態とされた外殻構造を成している。
【００２０】
このような車両用樹脂製フード１０は、図２に示すプレス成形装置３０を用いて好適に製造される。プレス成形装置３０は、下型３２と、その下型３２の上方に上下移動可能に配設された上型３４と、下型３２および上型３４によって形成されるキャビティ内に溶融樹脂材料を射出して供給する射出装置３６と、その溶融樹脂材料の内部に空気等のガスを注入するガス注入装置３８とを備えている。下型３２は、目的とする車両用樹脂製フード１０の下面すなわち原動機室側の面と同じ形状の成形面３２ｆを備えているとともに、その成形面３２ｆには、射出装置３６によって溶融樹脂材料を射出するための射出口、ガス注入装置３８によってガスを供給するガス注入口などが設けられている。成形面３２ｆは、フード本体１２に対応して全体として略平坦な形状であるが、前記座屈部１４およびヒンジ連結部１６を成形する部分には、それ等に対応して連結部成形凹所３２ｓが設けられている。また、上型３４は、目的とする車両用樹脂製フード１０の上面すなわちフード本体１２の外側の面と同じ形状の略平坦な成形面３４ｆを備えており、油圧式や機械式などの上下駆動装置によって上下動させられることにより、下型３２に対して接近離間させられるようになっている。下型３２は裏面側成形型で、上型３４は表面側成形型に相当する。
【００２１】
そして、先ず下型３２の連結部成形凹所３２ｓ内にボルト２０が固設された金属プレート１８を配置した後、図２のように上型３４を所定の下降位置まで下降させて、射出装置３６により車両用樹脂製フード１０の原料すなわちグラスファイバーが略均一に分散させられたポリプロピレンの溶融樹脂４０を、下型３２と上型３４との間に射出して充填し、上下寸法すなわちフード本体１２の板厚方向の寸法が目的寸法より小さいキャビティ内で所定の圧縮状態に保持する。これにより、溶融樹脂４０の表層部すなわち成形面３２ｆ、３４ｆに近い部分や、連結部成形凹所３２ｓ内の金属プレート１８等が配置されたヒンジ連結部１６が、先に冷却させられてやや硬化した硬化層が形成される。図２は圧縮成形工程である。
【００２２】
その後、上記硬化層よりも内側の溶融樹脂４０が冷却・硬化する前に、図３に示すように目的寸法となる位置まで上型３４を上昇させるとともに、ガス注入装置３８によって溶融樹脂４０内にガスを注入することにより、前記グラスファイバーのスプリングバック現象およびガス圧の作用でその溶融樹脂４０を発泡状態に膨張させ、その状態で硬化させる。これにより、図１に示すようにフード本体１２および座屈部１４の内部１０ａが発泡状態で、それ等の表層部１０ｂおよびヒンジ連結部１６が緻密な中実状態とされた外殻構造の車両用樹脂製フード１０が得られる。図３は膨張成形工程である。
【００２３】
このような本実施例の車両用樹脂製フード１０は、フード本体１２とヒンジ連結部１６との間に、内部１０ａが発泡状態で表層部１０ｂが緻密な外殻柱状構造の座屈部１４が一体に設けられているため、その座屈部１４の座屈により優れた衝突エネルギー吸収作用が得られ、ヒンジ２２付近への二次衝突時等における人体への影響（衝撃）が緩和される。特に、座屈部１４の内部が発泡状態であるため、単純な中空構造に比較して一層優れた衝突エネルギー吸収作用が得られる。
【００２４】
なお、上記実施例では下型３２が一体に構成されていたが、図４に示すように連結部成形凹所３２ｓを形成する部分を入れ子４２によって別体に構成し、その入れ子４２を独立に上下駆動できるようにすることもできる。その場合は、前記膨張成形工程で入れ子４２を所定寸法だけ下降させることにより、フード本体１２とは別個に内部１０ａが発泡状態の座屈部１４の寸法を任意に設定できるため、フード本体１２に要求される剛性や衝突エネルギー吸収性能とは別個に座屈部１４の衝突エネルギー吸収性能を設定することが可能で、衝突時の人体への影響を一層緩和できる。
【００２５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用樹脂製フードを示す図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１の車両用樹脂製フードを製造できるプレス成形装置を説明する概略構成図である。
【図３】図２のプレス成形装置を用いて車両用樹脂製フードを製造する際の膨張成形工程を説明する図である。
【図４】本発明の車両用樹脂製フードを製造できるプレス成形装置の別の例を説明する図で、図３に対応する図である。
【符号の説明】
１０：車両用樹脂製フード１０ａ：内部１０ｂ：表層部１２：フード本体１４：座屈部１６：ヒンジ連結部２０：ボルト（ヒンジ連結用部材）２２：ヒンジ３２：下型（裏面側成形型）３２ｓ：連結部成形凹所３４：上型（表面側成形型）４０：溶融樹脂４２：入れ子

Claims

車両前部を覆蓋する樹脂製のフード本体と、
該フード本体を開閉可能に車体に取り付けるため、該フード本体の後端部の裏面側にヒンジ連結用部材がインサート成形されたヒンジ連結部と、
を有する車両用樹脂製フードにおいて、
前記フード本体および前記ヒンジ連結部は、補強用繊維が混入された樹脂材料にて構成されているとともに、該フード本体と該ヒンジ連結部との間には、内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻柱状構造の座屈部が一体に設けられている
ことを特徴とする車両用樹脂製フード。
車両前部を覆蓋する樹脂製のフード本体と、
該フード本体を開閉可能に車体に取り付けるため、該フード本体の後端部の裏面側にヒンジ連結用部材がインサート成形されたヒンジ連結部と、
を有する車両用樹脂製フードを、一対の表面側成形型および裏面側成形型を用いて製造する方法であって、
前記ヒンジ連結部に対応して前記裏面側成形型に設けられた連結部成形凹所に前記ヒンジ連結用部材をセットするとともに、補強用繊維を含んだ溶融した樹脂材料を該裏面側成形型と前記表面側成形型とのキャビティ内で所定の圧縮状態に保持することにより、前記ヒンジ連結部を含めて該樹脂材料の表層部を硬化させる圧縮成形工程と、
前記裏面側成形型のうち少なくとも前記連結部成形凹所部分を前記表面側成形型から相対的に離間させるとともに、内部の硬化前の前記溶融樹脂材料にガスを注入し、前記補強用繊維のスプリングバックおよびガス圧の作用で該溶融樹脂材料を発泡状態に膨張させることにより、前記フード本体と前記ヒンジ連結部との間に内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻柱状構造の座屈部を形成する膨張成形工程と、
を有することを特徴とする車両用樹脂製フードの製造方法。
前記膨張成形工程は、前記表面側成形型と前記裏面側成形型とを相対的に離間させ、前記フード本体についても内部が発泡状態で表層部が緻密な外殻構造とするものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用樹脂製フードの製造方法。
前記裏面側成形型の前記連結部成形凹所部分は、前記表面側成形型に対して部分的に離間させることが可能な入れ子構造で、
前記膨張成形工程は、前記入れ子が前記表面側成形型から離間させられて前記座屈部を形成するものである
ことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用樹脂製フードの製造方法。