JP5870141B2 - 自動車用フード構造およびそのフードインナパネル - Google Patents

Description

本発明は、歩行者と衝突した際の歩行者頭部保護性能およびフード剛性に優れた自動車用フード構造およびそのフードインナパネルに関する。

一般的な自動車用フードインナパネルは、その外周部をフードアウタパネルを折り返して（ヘム加工）接合され、その内側には、外周部に設けられた略環状で、この環状の周方向に対して直交する断面形状が上向きに凹形状をなす外周骨部と、この外周骨部より内側に延設され、前記フードアウタパネルとマスチック接合されるアウタ近接面と、を有する構造が多い。そして、このような外周骨部の底面では、ヒンジやストライカが接合されたり、クッションゴムの座面などが形成されており、これらを介してフード下の車体と連結あるいは支持される。

ここで、フードインナパネルの外周骨部は、フードアウタパネルと合わせてフードパネルの外周に略環状のフレーム構造を形成することで、フードとしての剛性を確保している。そして、この剛性を高くするためには、他部品と干渉しない範囲で、かつ、歩行者保護あるいは前突性能などの衝突性能あるいは張り剛性や耐デント性などに影響を与えない範囲で外周骨部の凹形状の深さを深く、かつ、広くすることが求められる。

一方、外周骨部より内側に延設され、フードアウタパネルとマスチック接合されるアウタ近接面は、フードの張り剛性や耐デント性を確保する目的で設けられており、広い範囲でこれらの性能を確保しようとすれば、フードアウタパネルとのマスチック接合位置を、可能な限り外周部側に設定することが望まれる。このため、前記フード剛性と張り剛性あるいは耐デント性を両立させるために、アウタ近接面と外周骨部の底面を繋ぐ縦壁の角度は比較的急峻に設定されることが多い。

しかし、このように縦壁の角度を急峻にすればするほど、歩行者頭部衝突時には、この縦壁が変形しにくくなる点が問題になる。前述したように、フードの外周部では、ヒンジやストライカあるいはクッションゴムなどを介して自動車の車体と連結あるいは支持されているため、フード自体の自動車の下方向への移動は生じにくい。このため、自動車の車体と連結されている外周骨部の底面とフードアウタパネルとの間の短い距離で効率的に衝突エネルギを吸収させなくてはならない。この際、前述した縦壁などフードインナパネルの変形が生じにくければ、歩行者頭部が衝突した際にフードインナパネルが十分に変形しないままに、衝突時の加速度に二次のピークが発生し、ＨＩＣ値が悪化することになる。

このような課題に対して、フードのフロント側の前記縦壁などでは、変形のきっかけとなる棚部を縦壁の途中に設け、これによって歩行者頭部衝突時の変形を促進させて歩行者保護性能を確保しようとする試みがいくつか提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、フードのフロント側に配置されるロック補強材やデント補材が対象ではあるが、歩行者頭部衝突時のＨＩＣ値を低減するために、縦壁に折れ線やスリットなどの弱体化部を設定した事例もいくつか提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。

また、縦壁のコーナー部近傍に外周骨部の底面まで含むようなトリム孔を設定する構造案も提案されている（例えば、特許文献５参照）。

また、フードインナパネルの一部に弱体化部を設け、歩行者保護性能などの衝突性能を向上させる目的で、フードインナパネルの中央部のビード設定部近傍にトリム孔を設定する構造案もいくつか提案されている（例えば、特許文献６〜１４参照）。

特開２００８−２９６７９３号公報 特開２００８− ６８７２９号公報 特許第４，２００，９０７号公報 特許第３，９５７，８７４号公報 特開２０１３− ４３４７１号公報 特開２００３− ５４４４９号公報 特開２００６− １５００号公報 特開２００６−３１５５５５号公報 特開２００６−３１５５５６号公報 特開２００８− ２４１８５号公報 特開２００８− ２４１９２号公報 特開２００８− ２４１９３号公報 国際公開２０１１− ８０８３５号公報 国際公開２０１１−１１８０１６号公報

しかし、特許文献１〜４に開示された技術は、フードのフロント側に歩行者頭部が衝突した場合の対策を図った技術であり、フードのサイド側の縦壁近傍に衝突した場合の対策効果は小さい。

これは、サイド側の縦壁は、歩行者頭部の衝突方向に略平行に配置されるためである。 サイド側の縦壁は、歩行者頭部の衝突時の荷重負荷方向に対して直交方向に倒れるような変形が必要となるが、このような変形は、荷重方向に平行に縦壁を倒れ変形させれば良いフロント側あるいはリア側の前記縦壁に比べて、より生じにくい。

また、このサイド側の縦壁についても、縦壁の角度が急峻な角度になるほど、変形が生じにくくなり、前述したフード剛性、耐デント性に加えて歩行者保護性能の確保のすべてを両立することが非常に難しいという問題があった。

さらには、略円錐台形状になることが多い前記縦壁のコーナー部は、歩行者頭部の衝突時の荷重負荷方向に対して、どちらの方向にも倒れにくい。このため、前述したサイド側の縦壁に比べても、さらに変形が生じにくく、ＨＩＣ値が高くなりやすいという問題があった。

また、特許文献５に開示された技術は、トリム孔を前記外周骨部の底面まで含むように設定しているため、外周骨部を構成する下側の稜線が分断されることになり、フード剛性が大きく低下する問題があった。また、これに伴い、車体と連結される外周骨部の底面も不連続になり、フード自体の剛性や強度低下も問題となる。

また、特許文献６〜１４に開示された技術では、主にフード中央部のビード設定部近傍にトリム孔を設け、歩行者との衝突時にフードインナパネルを変形し易くし、かつ、自動車同士の前突時には、このトリム孔をクラッシュビードとして機能させ衝突性能を確かに向上させている。しかし、フードインナパネルのサイド側の外周骨部近傍やコーナー部近傍への頭部衝突性能の向上とともに、自動車同士の正面衝突した際の前突性能およびフード剛性と強度を満足させる自動車用フード構造が達成されていないのが現状である。

本発明の目的は、歩行者と衝突した際の歩行者頭部保護性能およびフード剛性に優れた自動車用フード構造およびそのフードインナパネルを提供することにある。

この目的を達成するために、第１発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルは、
フードアウタパネルとフードインナパネルとを有する自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
前記フードインナパネルは、
外周部に設けられた略環状で、この環状の周方向に対して直交する断面形状が上向きに凹形状をなす外周骨部と、
この外周骨部より内側に延設され、前記フードアウタパネルとマスチック接合されるアウタ近接面と、を有し、
このアウタ近接面と前記外周骨部の底面を繋ぐ縦壁には、前記縦壁と前記底面とが接する稜線および前記底面を除いて複数のトリム孔が設けられ、前記縦壁の周方向に、コーナー部を有し、少なくとも前記コーナー部の一部には前記トリム孔が設けられていることを特徴とする自動車用フード構造のフードインナパネルである。

第２発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルは、第１発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
前記トリム孔は、前記縦壁途中に設けられた棚部より上側の領域に設けられていることを特徴とする。

第３発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルは、第２発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
前記棚部は、前記縦壁の高さｈの１/２の位置よりも自動車の車体下側に設けられていることを特徴とする。

第４発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルは、第１〜第３発明のいずれか１つの発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
前記トリム孔は、自動車の両側面側からそれぞれ車幅方向内側に向かって前記外周骨部に設けられたクラッシュビードを結ぶ線上にあり、かつ、前記各クラッシュビードより車幅方向内側の縦壁にそれぞれ設けられていることを特徴とする。

第５発明に係る自動車用フード構造は、第１〜第４発明のいずれか１つの発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルと前記フードアウタパネルとを有した自動車用フード構造である。

以上のように、本発明は、
フードインナパネルが、
外周部に設けられた略環状で、この環状の周方向に対して直交する断面形状が上向きに凹形状をなす外周骨部と、
この外周骨部より内側に延設され、前記フードアウタパネルとマスチック接合されるアウタ近接面と、を有し、
このアウタ近接面と前記外周骨部の底面を繋ぐ縦壁には、前記縦壁と前記底面とが接する稜線および前記底面を除いて複数のトリム孔が設けられ、前記縦壁の周方向に、コーナー部を有し、少なくとも前記コーナー部の一部には前記トリム孔が設けられているため、歩行者と衝突した際の歩行者頭部保護性能およびフード剛性に優れた自動車用フード構造およびそのフードインナパネルを実現可能である。

本発明の実施形態１の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。 図１に示すフードインナパネルのＡＡ断面図である。 図１に示すフードインナパネルのＢ部拡大図である。 本発明の実施形態２の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。 本発明の実施形態３の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。 本発明の実施形態４の自動車用フード構造のフードインナパネルの一部拡大模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。 図６に示すフードインナパネルのＣＣ断面図である。

以下、本発明について、実施形態を例示しつつ、詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）、図２は図１に示すフードインナパネルのＡＡ断面図、図３は図１に示すフードインナパネルのＢ部拡大図である。

図１〜図３において、１はフードアウタパネル、２はフードインナパネルの外周骨部、２ａは外周骨部２の底面、２ｅはフードインナパネルのアウタ近接面、２ｆはアウタ近接面２ｅと底面２ａを繋ぐ縦壁、２ｃは外周骨部２の棚部、２ｂは棚部２ｃと底面２ａを繋ぐ壁、２ｄは縦壁２ｆに設けたトリム孔、２ｇは縦壁２ｆと底面２ａが接する稜線、２ｊは外周骨部２の最外周の壁、２ｋは最外周の壁２ｊから外方に延出したフランジ部、２ｍは底面２ａに設けられたクラッシュビード、３は熱硬化型接着樹脂としてのマスチック樹脂である。図中に示す矢印ＵＰは自動車の車体上方方向を示し、矢印ＦＲは車体前方方向を示している。

なお、ここでは図示しないが、アウタ近接面２ｅ上には、張り剛性や歩行者保護性能確保を目的とする凹凸（ビード）、あるいは、軽量化を目的とするトリム孔などが必要に応じて形成されている。

本発明の実施形態１の自動車用フード構造のフードインナパネルは、
フードアウタパネル１とフードインナパネルとを有する自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
フードインナパネルは、
外周部に設けられた略環状で、この環状の周方向に対して直交する断面形状が上向きに凹形状をなす外周骨部２と、
この外周骨部２より内側に延設され、フードアウタパネル１とマスチック樹脂３によりマスチック接合されるアウタ近接面２ｅと、を有し、
このアウタ近接面２ｅと前記外周骨部２の底面２ａを繋ぐ縦壁２ｆには、縦壁２ｆと底面２ａとが接する稜線２ｇおよび底面２ａを除いて６つのトリム孔２ｄが縦壁２ｆの自動車の両側面側（以下、「両サイド側」とも称す）にそれぞれ３つずつ設けられたことを特徴とする。なお、前記両サイド側にそれぞれ３つずつ設けられたトリム孔２ｄの内のそれぞれ真ん中のトリム孔２ｄは、自動車の両サイド側からそれぞれ車幅方向内側に向かって前記外周骨部２に設けられたクラッシュビード２ｍを結ぶ線上にあり、かつ、前記各クラッシュビード２ｍより車幅方向内側の縦壁２ｆにそれぞれ設けられている。

本発明において、トリム孔２ｄは、稜線２ｇおよび底面２ａを除く縦壁２ｆに設けられておればよい。このようにすることで、底面２ａを略環状に連続的に形成できるため、フードとしての剛性を大幅に低下させずに、トリム孔２ｄを設定できる。

そして、このトリム孔２ｄは、歩行者頭部が衝突した際に、縦壁２ｆの倒れ変形を促進する作用を有する。これにより、特に、サイド側の外周骨部２の内側に設定された縦壁２ｆについても頭部衝突時に容易に変形することが可能になり、フード内部の空間を有効利用することで、頭部衝突時の加速度を低く、衝突ストロークを長くすることが可能になり、ＨＩＣ値も低減できる。

上述したような本実施形態の構成を採用したこと｛すなわち、自動車の両サイド側にそれぞれ３つずつ設けられたトリム孔２ｄの内のそれぞれ真ん中のトリム孔２ｄは、自動車の両サイド側からそれぞれ車幅方向内側に向かって前記外周骨部２に設けられたクラッシュビード２ｍを結ぶ線上にあり、かつ、前記各クラッシュビード２ｍより車幅方向内側の縦壁２ｆにそれぞれ設けられるような（図１に示すように、両サイド側にそれぞれクラッシュビード２ｍとトリム孔２ｄの組合せが左右対称に設けられるような）構成をさらに有したこと｝により、第１発明に係る自動車用フード構造のフードインナパネルにより齎される作用効果（歩行者と衝突した際の歩行者頭部保護性能およびフード剛性に優れた自動車用フード構造およびそのフードインナパネルを実現可能である）ばかりか、自動車同士が正面衝突した際の前突性能も確保された自動車用フード構造およびそのフードインナパネルを実現できる。

ただし、前記６つのトリム孔２ｄは、縦壁２ｆの途中に設けられた棚部２ｃより上側の領域に設けられていることが、歩行者と衝突した際の歩行者頭部保護性能、自動車同士が正面衝突した際の前突性能およびフード剛性に優れた特性を併せ持たせる観点からは好ましい。この構成について、さらに以下に詳述する。このような構成とすることで、フード剛性および強度を確保するために、トリム孔２ｄを設定しない外周骨部２の底面２ａ側領域と、頭部衝突時に縦壁２ｆの倒れ変形を助長するためにトリム孔２ｄを複数設定する外周骨部２の縦壁２ｆのアウタ近接面２ｅ側領域に役割を分割することができる特有の作用効果を奏する。そして、棚部２ｃの外側の稜線（符号なし）は、外周骨部２の底面２ａの剛性の確保に寄与し、棚部２ｃの内側の稜線（符号なし）は、歩行者頭部衝突時の縦壁２ｆの倒れ変形の起点としても機能するため、剛性および歩行者頭部保護性能の双方に有効である。

なお、本実施形態のように、棚部２ｃが、縦壁２ｆの高さｈの１/２の位置よりも自動車の車体下側に設けられているのが前記詳述した観点からより好ましい。これは、すなわち、フード剛性や強度は、極端な応力集中が生じないように、外周骨部２の底面２ａの稜線２ｇ部分に弱体化部を設けずに連続的に繋がっていれば確保されるのに対して、歩行者頭部保護性能に関しては、トリム孔２ｄにより切断される縦方向（矢印ＵＰ方向）の領域があまり短いと、縦壁２ｆが良好に倒れ変形できず、所定の歩行者頭部保護性能が得られ難いためである。これらの点に関して、本発明者が初めて明らかにしたものである。

また、図１に示すように、フードのサイド側の側面（矢印ＵＰと矢印ＦＲを含む面に平行な面）の自動車の前後方向（矢印ＦＲを含む方向）に略平行に延在する縦壁２ｆにおいて、外周骨部２の底面２ａに設けられるクラッシュビード２ｍを車幅方向（矢印ＵＰと矢印ＦＲを含む面に直交する方向）に延長した部位近傍にトリム孔２ｄを設けていれば、自動車同士の正面衝突の際には、トリム孔２ｄが弱体化孔として作用する。これによって、クラッシュビード２ｍとトリム孔２ｄを繋ぐような折れ変形が生じやすくなり、自動車衝突時にフードが良好に畳まれることで、車内に飛び込みが生じにくいという利点、つまり、自動車同士が衝突した際の衝突性能（前突性能）の向上も合わせて得られる。

また、前記トリム孔２ｄと組み合わせて、素材自体にも歩行者頭部保護性能を持たせ、かつフードインナパネルへの成形性を満たすために、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のＡＡ乃至ＪＩＳに規定される６０００系アルミニウム合金板を用いることが好ましい。そして、この６０００系アルミニウム合金板が、フードインナパネルに成形された後で、塗装焼き付け硬化処理を施されて車体に使用されることを想定して、２％の予ひずみ付与後に１７０℃×２０分の人工時効硬化処理した後の特性として、０．２％耐力が８０〜２２５ＭＰａであることが好ましい。

そして、このような６０００系アルミニウム合金板を用いた場合、前記諸性能を発揮するためのフードインナパネルの好ましい板厚ｔは０．６ｍｍから１．２ｍｍ程度の範囲である。

また、トリム孔２ｄの、倒れ変形を促進する効果を発揮させるための好ましい位置、大きさ、個数、間隔は、勿論、フードインナパネルや、その設ける縦壁２ｆの形状や大きさによって設計される。

ただ、前記６０００系アルミニウム合金板の耐力値やその板厚範囲でのフードインナパネルへの使用を前提とすると、複数個間隔をあけて設ける場合のトリム孔２ｄの、倒れ変形を促進する効果を発揮させるための好ましい幅は、勿論、フードインナパネルや、その設ける縦壁２ｆの形状や大きさにもよるが、好ましくは、前記フードインナパネルの縦壁２ｆの高さｈとの関係で、０．５×ｈ〜１０×ｈｍｍの範囲とする。

（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。本実施形態は、図１に示す実施形態１において、クラッシュビード２ｍが設けられない点並びに図４の紙面に向かって右側の縦壁２ｆにトリム孔２ｄが２つ設けられている（図１においてはトリム孔２ｄが３つ設けられている）以外は、実施形態１とすべて構成が同じである。よって、実施形態１において詳述したクラッシュビード２ｍが存在することにより齎される作用効果と右側の縦壁２ｆに設けられるトリム孔２ｄの数による差異によって得られる作用効果を除けば、その他の作用効果は実施形態１に同じであるため、同一構成要素には同一番号を付与し詳細な説明は省略する。

（実施形態３）
図５は本発明の実施形態３の自動車用フード構造のフードインナパネルの模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）である。本実施形態は、図４に示す実施形態２において、トリム孔２ｄの設置位置を縦壁２ｆの周方向におけるコーナー部を含む領域に変えて設けたことを特徴とする。このような構成とすることにより、サイド側の縦壁２ｆ近傍に歩行者頭部が衝突した際、この縦壁２ｆは車幅方向の内側に倒れ変形し易くなる。また、このコーナー部で縦壁２ｆを分断していることで、フロント側やリア側の縦壁２ｆ近傍に歩行者頭部が衝突した際にも、縦壁２ｆがフード中央に向かって倒れ変形し易くなるという作用効果が得られる。

（実施形態４）
図６は本発明の実施形態４の自動車用フード構造のフードインナパネルの一部拡大模式斜視図（フードアウタパネルを外した状態）、図７は図６に示すフードインナパネルのＣＣ断面図である。本実施形態は、図３に示す実施形態１において、クラッシュビード２ｍの車幅方向の線上に設けられたトリム孔２ｄをトリム孔２ｎのように変形している。すなわち、アウタ近接面２ｅに一段下がった座面（例えば、トリム孔２ｎの内周部に深さ３ｍｍ程度の浅い座面）２ｐや棚部２ｃにも同様な座面（符号は付与せず）が設けられている点以外は、実施形態１とすべて構成が同じである。これにより、トリム孔２ｎの内周部の形状が確実になるという効果がある。なお、実施形態１と同一構成要素に関しては、同一番号を付与し詳細な説明は省略する。

１ フードアウタパネル
２ フードインナパネルの外周骨部
２ａ 外周骨部２の底面
２ｂ 壁
２ｃ 棚部
２ｄ、２ｎ トリム孔
２ｅ アウタ近接面
２ｆ アウタ近接面２ｅと底面２ａを繋ぐ縦壁
２ｇ 縦壁２ｆと底面２ａが接する稜線
２ｊ 外周骨部２の最外周の壁
２ｋ 最外周の壁２ｊから外方に延出したフランジ部
２ｍ 底面２ａに設けられたクラッシュビード
２ｐ 座面
３ マスチック樹脂

Claims (5)

1. フードアウタパネルとフードインナパネルとを有する自動車用フード構造のフードインナパネルにおいて、
   前記フードインナパネルは、
   外周部に設けられた略環状で、この環状の周方向に対して直交する断面形状が上向きに凹形状をなす外周骨部と、
   この外周骨部より内側に延設され、前記フードアウタパネルとマスチック接合されるアウタ近接面と、を有し、
   このアウタ近接面と前記外周骨部の底面を繋ぐ縦壁には、前記縦壁と前記底面とが接する稜線および前記底面を除いて複数のトリム孔が設けられ、前記縦壁の周方向に、コーナー部を有し、少なくとも前記コーナー部の一部には前記トリム孔が設けられていることを特徴とする自動車用フード構造のフードインナパネル。
2. 前記トリム孔は、前記縦壁途中に設けられた棚部より上側の領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用フード構造のフードインナパネル。
3. 前記棚部は、前記縦壁の高さｈの１/２の位置よりも自動車の車体下側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の自動車用フード構造のフードインナパネル。
4. 前記トリム孔は、自動車の両側面側からそれぞれ車幅方向内側に向かって前記外周骨部に設けられたクラッシュビードを結ぶ線上にあり、かつ、前記各クラッシュビードより車幅方向内側の縦壁にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用フード構造のフードインナパネル。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車用フード構造のフードインナパネルと前記フードアウタパネルとを有した自動車用フード構造。

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