JP2005193863A

JP2005193863A - 車両のフードパネル構造

Info

Publication number: JP2005193863A
Application number: JP2004004377A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Takara; 文浩高良; Takashi Ebiki; 隆胡木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: JP4479241B2

Abstract

【課題】
この発明は、アウターパネルとインナーパネルとで構成されるフードパネル構造にあって、歩行者に対する傷害値を低減しつつも、軽量化を図ることができ、さらに、車両前後方向の荷重を受けた際のフードパネルの変形をコントロールすることができる車両のフードパネル構造を提供することを目的とする。
【解決手段】
正六角形を構成する複数のリブ部４は、車両前後方向に延びる前後方向リブ４ａと、その前後方向リブ４１とα角（＝１２０°）を持って左斜め後方に延びる左斜めリブ４２と、同様に前後方向リブ４１とβ角（＝１２０°）を持って右斜め後方に延びる右斜めリブ４３とによって構成され、これらリブ４１〜４３を組合せることで、複数の正六角形を結合した構造、所謂ハニカム構造を構成している。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両のフードパネル構造、特に歩行者保護のため、歩行者に対する傷害値を低減した車両のフードパネル構造に関する。

従来、車両のフードパネル構造は、車体部材としての面剛性を確保するため、アウターパネルの内側に、インナーパネルを車両前後方向及び車幅方向に延びる梁状に配設して、アウターパネルの面剛性を確保していた。

しかし、近年、歩行者衝突時の歩行者保護の要求が高まり、歩行者に対する傷害値（ＨＩＣ：ＨｅａｄＩｍｐａｃｔＣｒｉｔｅｒｉａ）を低減することが求められ、従来のようにインナーパネルを梁状に配設することが困難になった。

そこで、下記特許文献１では、ある程度の面剛性を確保しつつも、歩行者に対する傷害値を低減するフードパネル構造を提案している。

この特許文献１のフードパネル構造は、インナーパネルに円錐凹形状のディンプルを複数形成すると共に、このディンプル間に複数の貫通孔を設けることにより、衝突時の衝突荷重を分散して、歩行者に対する傷害値を低減している。

特開２００３−１９１８６５号公報。

ところで、フードパネルは、車体重量を軽減するため、その軽量化が求められるが、前述の特許文献１のフードパネルでは、インナーパネルにディンプルを複数形成する必要があるため、一枚の大きなプレート部材で構成しなければならず、アルミニウム等の軽金属で成形しなければ、軽量化が図れないという問題があった。

こうした問題に対して、ディンプルの底面部分（アウターパネル側）を円形に切り欠いて、軽量化を図ることが考えられる。

しかし、このように円形に切り欠くと、残ったインナーパネルに細い部分と太い部分が複数点在することになり、正面衝突時等、フードパネルに車両前後方向の荷重が入力された場合に、どのようにフードパネルが変形していくのかが分からず、フードパネルの変形をコントロールすることが難しいといった問題があった。

そこで、この発明は、アウターパネルとインナーパネルとで構成されるフードパネル構造にあって、歩行者に対する傷害値を低減しつつも、軽量化を図ることができ、さらに、車両前後方向の荷重を受けた際のフードパネルの変形をコントロールすることができる車両のフードパネル構造を提供することを目的とする。

この発明による車両のフードパネル構造は、車両前部の上面を覆うように配置され、車体の外表面を構成するアウターパネルと、該アウターパネルの内側に配置されるインナーパネルとで構成される車両のフードパネル構造にあって、前記インナーパネルに、複数の略六角形を構成するリブ部を形成すると共に、該リブ部の間を切り欠く開口部を設け、前記リブ部の対向する二つの辺を車両前後方向に延びるように配設したものである。

上記構成によれば、インナーパネルに複数の略六角形を構成するリブ部を形成することで、アウターパネルのある程度の面剛性を確保しつつも、歩行者に対する傷害値を低減することができる。すなわち、六角形とすることで、四角形の頂点部のように４つのリブ部が交差することなく、３つのリブ部が交差するだけであるため、フードパネルの剛性及び強度が部分的に高くなることを回避することができ、歩行者に対する傷害値をできるだけ均一にして低減することができる。

また、該リブ部の間を切り欠く開口部を設けることで、インナーパネルの板重量も、その開口部分低減できる。

さらに、リブ部の対向する二つの辺を車両前後方向に延びるように配設することで、フードパネルに車両前方から入力される荷重を、そのリブ部の二つの辺を通じて、そのまま車両後方側に伝達することができる。

この発明の一実施態様においては、前記インナーパネルの外周縁に、該外周縁に沿って前記アウターパネルとの間で略閉断面を構成するフレーム部を形成したものである。

上記構成によれば、インナーパネルの外周縁にフレーム部を形成することで、インナーパネルの外周縁の剛性を高めることができるため、フードパネル全体の捻り剛性を向上することができる。また、フードパネル外周縁の剛性を高めることで、フードパネル中央部との剛性差を大きくすることができ、フードパネル中央部における衝撃吸収性能も確実に高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記車両前後方向に延びるリブ部の少なくとも一つに、車幅方向に延びる脆弱部を形成したものである。

上記構成によれば、車両前後方向に延びるリブ部に車幅方向に延びる脆弱部を形成することで、リブ部を通じて車両前後方向に伝達される荷重が、車幅方向に延びる脆弱部に集中するため、車両前後方向に荷重が入力された場合、リブ部がその脆弱部で確実に変形する。よって、フードパネルの変形がその脆弱部で確実に生じることになり、正面衝突時におけるフードパネルの変形コントロールを確実に行うことができる。

この発明の一実施態様においては、前記脆弱部を、前記車両前後方向に延びるリブ部の後端に形成したものである。

上記構成によれば、脆弱部を車両前後方向に延びるリブ部の後端、すなわち車両前後方向に延びるリブ部の、車両後方側斜めに延びる他のリブ部と結合される位置に形成したため、車両前方からの荷重を、他のリブ部で支えることができる。このため、脆弱部で確実に変形させることができ、フードパネルの変形コントロールをより確実に行うことができる。

この発明の一実施態様においては、前記インナーパネルの前端部に、前記開口部を設けない無開口領域を設定し、該無開口領域の後端部に隣接する部分に、前記車両前後方向に延びるリブ部を形成したものである。

上記構成によれば、前端部に無開口領域を設定することで、車両斜め前方からの荷重が入力される場合であっても、インナーパネル前端部の一部ではなく全体で、荷重を受けることができる。このため、斜め前方からの荷重であっても、その荷重をインナーパネル全体に伝達することができる。

また、その無開口領域から車両前後方向に延びるリブ部を連続して形成しているため、無開口領域に車両前方から入力された荷重を、車両前後方向に延びるリブ部を介して確実に車両後方側に伝達することができる。よって、確実にフードパネルの荷重伝達方向が規定されるため、より確実にフードパネルの変形をコントロールすることができる。

この発明によれば、インナーパネルに複数の略六角形を構成するリブ部を形成することで、アウターパネルのある程度の面剛性を確保しつつも、歩行者に対する傷害値を低減することができ、また、該リブ部の間を切り欠く開口部を設けることで、インナーパネルの板重量も、その開口部分低減できるため、フードパネルの軽量化が図れる。

このため、衝突荷重の伝達方向を一定方向に規定でき、フードパネルの変形をコントロールすることが可能となる。

よって、この発明によれば、歩行者に対する傷害値を低減しつつも、軽量化を図ることができ、さらに車両前後方向の荷重を受けた際のフードパネルの変形をコントロールすることができる車両のフードパネル構造を提供することができる。

以下、図面に基づいてこの発明の一実施形態を詳述する。
図１〜図４に本実施形態のフードパネル１を示す。図１はフードパネル１の全体斜視図、図２はそのフードパネル１の全体底面図（エンジンルーム側から見た図）、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

これらの図に示すように本実施形態のフードパネル１は、車体の外表面を構成するアウターパネル２と、その内側に配置するインナーパネル３とで構成され、このインナーパネル３とアウターパネル２は、図示しない接着剤などによって接合される。

このうち、インナーパネル３には、アウターパネル２との間で略閉断面を構成する複数のリブ部４やフレーム部５、及び開口部６を形成している。

前述の複数のリブ部４は、これらリブ部で複数の正六角形を構成するように、インナーパネル３を逆ハット断面に成形して構成される。

この正六角形を構成する複数のリブ部４は、車両前後方向に延びる前後方向リブ４ａと、その前後方向リブ４１とα角（＝１２０°）を持って左斜め後方に延びる左斜めリブ４２と、同様に前後方向リブ４１とβ角（＝１２０°）を持って右斜め後方に延びる右斜めリブ４３とによって構成され、これらリブ４１〜４３を組合せることで、複数の正六角形を結合した構造、所謂ハニカム構造を構成している。

これらリブ部４の各結合部は、３つのリブ４１〜４３を結合することで構成されるため、アウターパネル２側（上方側）からの荷重に対して、４つのリブを結合する場合に比して、強度及び剛性を低下させることができる。

よって、例えば、歩行者（図示せず）がフードパネル１に接触して傷害を受けるような場合には、その傷害の程度を低くすることができる。すなわち、フードパネル１における歩行者に対する傷害値（ＨＩＣ：ＨｅａｄＩｍｐａｃｔＣｒｉｔｅｒｉａ）を低減することができるのである。

前述のフレーム部５は、インナーパネル３の外周縁、特に両側縁部と後縁部に沿って延びる前後方向フレーム５１と車幅方向フレーム５２とによって、略コの字を構成するように、インナーパネル３を、逆ハット断面に成形して構成される。

このフレーム部５は、前述のリブ部４より幅を広く設定することで、フレーム断面を大きくして、リブ部４よりも剛性を高くしている。

このように、フレーム部５を構成することで、フードパネル１の外周縁の剛性を、他の部分に比して特に高めることができる。

このように、フレーム部５の剛性を高めることで、フードパネル１の中央部は、相対的に剛性が低くなり、フードパネル１中央部に上方からの荷重が作用した場合には、その中央部が変形しやすくなり、前述のハニカム構造と相俟って、より歩行者に対する傷害値（ＨＩＣ）を低減することができる。

また、このフレーム部５の両側後端部には、フードパネルヒンジ（図示せず）をボルト固定するヒンジ固定部５３を設けている。このようにヒンジ固定部５３をフレーム部５に設けることにより、フードパネル５開閉時における荷重が、フレーム部５に適切に伝達され、剛性の低い他のリブ部４等に伝達されないため、フードパネル１開閉時における変形を防止できる。

前述の開口部６は、前述のリブ部４によって構成される正六角形の内側（リブ部４の間）を切り欠くことで構成される。すなわち、略六角形の開口をインナーパネル３に形成することで構成される。なお、図面で正六角形の内側で切り欠いていない部分は、アウターパネル２とインナーパネル３の接着代等である。

このように、インナーパネル３に開口部５を設けることにより、インナーパネル３の重量を開口を設けた分、軽くすることができるため、フードパネル１の軽量化を図ることができる。よって、フードパネル１の材質は軽金属等に限定されることなく、鋼材等にしても軽量化を図ることができる。

また、インナーパネル３の前端部には、開口を形成していない無開口領域７を形成している。この無開口領域７は、アウターパネル２との間で略閉断面を構成することで、車幅方向に延びるフレーム部としての機能をも有する。

このように、インナーパネル３の前端部に無開口領域７を設定することで、正面衝突以外のオフセット衝突の場合であっても、インナーパネル３前端の全てで荷重を受けることができるため、その後方のリブ部４に対しても、一部のリブ部４だけではなく、全てのリブ部４に対して荷重を伝達することができる。

さらに、この無開口領域７の後方には、リブ部４のうち、前後方向リブ４１を隣接配置している。すなわち、前後方向リブ４１が無開口領域７から入力される荷重を受けるように設定している。このように設定することで、車両前方からの荷重を確実に車両後方側に伝達することができる。

この荷重伝達について、図５の荷重伝達経路を示した図により説明する。
まず、本実施形態のフードパネル１に車両前方側から荷重が入力されると、矢印に示すように、インナーパネル３の無開口領域７に伝達される。次に、この無開口領域７に伝達された荷重は、前後方向リブ４１を通じてそのまま車両後方側に伝達される。

このように、前後方向リブ４１を無開口領域７から連続するように隣接配置することで、正面衝突時の荷重をそのまま車両後方側に伝達することができる。

仮に、無開口領域７をＣ−Ｃ線の位置まで設定し、左斜めリブ４２及び右斜めリブ４３を連続するように隣接配置した場合には、車両前方からの荷重はそれぞれのリブ４２，４３を通じて、分散又は一方にのみ伝達されることになり、確実に車両後方側に伝達されないおそれが生じる。

よって、この場合には、正面衝突時のフードパネル１の変形コントロールが難しくなるといった問題が生じる。

また、図１に示すように前述のフレーム部５及びリブ部４には、フードパネル１の車両前後方向のほぼ中央に該当する位置に、それぞれ車幅方向に延びるビード８，９を形成している。このビード８，９は、所謂折れビードであり、この折れビードを基点としてフードパネル１をくの字状にして折り曲げるように設定している。

このビードのうちリブ部４に設けられるビード９は、中央位置に設けられた前後方向リブ４１ａに設定されている。これは、前後方向に荷重が伝達される前後方向リブ４１を利用することで、確実にビード９に応力集中させ、フードパネル１の折り曲げを確実且つ容易に行わせるためである。

すなわち、左斜めリブ４２や右斜めリブ４３にビードが設けられる場合には、荷重の入力方向に対して、傾斜してビードが設けられることになるため、応力集中が生じにくくなり、折れビードを基点とした折り曲げが生じにくくなるのに対して、本実施形態のように、前後方向リブ４１にビード９を設けた場合には、車幅方向に延びるビード９が荷重入力方向に対して直交するため、ビード９部分で確実に応力集中が生じて、折れビードを基点とした折り曲げが確実に生じるのである。

また、この実施形態では、ビード９を前後方向リブ４１ａの後端、すなわち、車両後方側斜めに延びる右斜めリブ４２と左斜めリブ４３とに結合される位置に形成している。このようにビード９の位置を設定することで、車両前方からの衝突荷重は、右斜めリブ４２と左斜めリブ４３によって支えられる。よって、このビード９部分では、より応力集中が生じやすくなり、フードパネル１の折り曲げをより確実に生させることができる。

図６は、本実施形態のフードパネル１における正面衝突時の変形経過状態図、図７は、左斜めリブ４２や右斜めリブ４３にビード設けた場合における正面衝突時の変形経過状態図である。

これら二つの図を比較して分かるように、図６の本実施形態のフードパネル１の場合には、衝突中期から後期にかけて、フードパネル１中央の側部に車幅方向に延びる折り曲げ稜線１０が出現する。この折り曲げ稜線１０が出現することで、フードパネル１の折り曲げが確実に行われ、フードパネル１変形時の前端から後端までの距離Ｌ１を短くできる。

一方、図７のフードパネル１１の場合には、このような折り曲げ稜線が出現しにくく、フードパネル１１が確実に折れ曲がらない場合がある。このようにフードパネルが折れ曲がらないと、フードパネル１１変形時の前端から後端までの距離Ｌ２も、前述のＬ１よりも長くなってしまい、結果として、衝突エネルギー吸収を行えない可能性がある。
このように、本実施形態のフードパネル１の場合は、前後方向リブ４１の位置にビード９を設けたため、フードパネル１変形時の前端から後端までの距離Ｌ１を確実に短くすることができ、フードパネル１の変形を確実にコントロールすることができるのである。

次に、以上のように構成した本実施態様の作用及び効果について詳述する。
このように、本実施例の車両のフードパネル構造は、車両前部の上面を覆うように配置され、車体の外表面を構成するアウターパネル２と、該アウターパネル２の内側に配置されるインナーパネル３とで構成される車両のフードパネル１構造にあって、前記インナーパネル３に、複数の正六角形を構成するリブ部４を形成すると共に、該リブ部４の間を切り欠く開口部６を設け、前記リブ部４に車両前後方向に延びる前後方向リブ４１を設けたものである。

上記構成によれば、インナーパネル３に複数の正六角形を構成するリブ部４を形成することで、アウターパネル２のある程度の面剛性を確保しつつも、歩行者に対する傷害値を低減することができる。すなわち、六角形とすることで、四角形の頂点部のように４つのリブが交差することなく、３つのリブが交差するだけであるため、フードパネル１の剛性及び強度が部分的に高くなることを回避することができ、歩行者に対する傷害値をできるだけ均一にして低減することができる。

また、該リブ部４の間を切り欠く開口部６を設けることで、インナーパネル３の板重量も、その開口部６分低減できる。

さらに、リブ部４に車両前後方向に延びる前後方向リブ４１を設けたことで、フードパネル１に車両前方から入力される荷重を、その前後方向リブ４１を通じて、そのまま車両後方側に伝達することができる。

したがって、このフードパネル構造によれば、歩行者に対する傷害値を低減しつつも、軽量化を図ることができ、さらに車両前後方向の荷重を受けた際のフードパネルの変形をコントロールすることができる車両のフードパネル構造を提供することができる。

なお、本実施態様では、左斜めリブ４２と右斜めリブ４３の前後方向リブ４１となす角度、α角、β角をそれぞれ１２０°としたが、この角度については適宜変更してもよいもので、この１２０°に限定されるものではない。

また、この実施態様では、前記インナーパネル３の外周縁に、該外周縁に沿って前記アウターパネル２との間で略閉断面を構成するフレーム部５を形成したものである。

上記構成によれば、インナーパネル３の外周縁にフレーム部５を形成することで、インナーパネル３の外周縁の剛性を高めることができるため、フードパネル１全体の捻り剛性を向上することができる。また、フードパネル１外周縁の剛性を高めることで、フードパネル１中央部との剛性差を大きくすることができ、フードパネル中央部における衝撃吸収性能も確実に高めることができる。
また、この実施態様では、前記車両前後リブ４１の少なくとも一つに、車幅方向に延びるビード９を形成したものである。

上記構成によれば、車両前後リブ４１に車幅方向に延びるビード９を形成することで、車両前後リブ４１を通じて車両前後方向に伝達される荷重が、車幅方向に延びるビード９に集中するため、車両前後方向に荷重が入力された場合、リブ部４がそのビード９で確実に変形する。よって、フードパネル１の変形がそのビード９で確実に生じることになり、正面衝突時におけるフードパネル１の変形コントロールを確実に行うことができる。

なお、このビード９については、切り欠き部等応力集中が生じやすい形状に変更してもよい。

また、この実施態様では、前記ビード９を、前記前後方向リブ４１の後端に形成したものである。

上記構成によれば、ビード９を前後方向リブ４１の後端、すなわち、左斜めリブ４２と右斜めリブ４３に結合される位置に形成したため、車両前方からの荷重を、左斜めリブ４２と右斜めリブ４３で支えることができる。このため、ビード９部分で確実に変形させることができ、フードパネル１の変形コントロールをより確実に行うことができる。
また、この実施態様では、前記インナーパネル３の前端部に、前記開口部６を設けない無開口領域７を設定し、該無開口領域７の後端部に隣接する部分に、前記車両前後リブ４１を形成したものである。

上記構成によれば、前端部に無開口領域７を設定することで、車両斜め前方からの荷重が入力されるオフセット衝突の場合であっても、インナーパネル３前端部の一部ではなく全体で、荷重を受けることができる。このため、斜め前方からの荷重であっても、その荷重をインナーパネル３全体に伝達することができる。

また、その無開口領域７から前後方向リブ４１を連続して形成しているため、無開口領域７に車両前方から入力された荷重を、前後方向リブ４１を介して確実に車両後方側に伝達することができる。よって、確実にフードパネルの荷重伝達方向が規定されるため、より確実にフードパネルの変形をコントロールすることができる。

以上、この発明の構成と、前述の実施態様との対応において、
この発明のリブ部の対向する二つの辺は、実施態様の前後方向リブ４１に対応し、脆弱部は、ビード９に対応するも、
この発明は、前述の実施態様の構成のみに限定されるものではなく、その他様々な実施態様を含むものである。

本発明を採用したフードパネルの全体斜視図。フードパネルの全体底面図。図２のＡ−Ａ線矢視断面図。図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。荷重の伝達経路を説明するフードパネルの底面図。本実施態様のフードパネルの変形経過状態を説明する図。他のフードパネルの変形経過状態を説明する図。

符号の説明

１…フードパネル
３…インナーパネル
４…リブ部
４１…前後方向リブ
６…開口部

Claims

車両前部の上面を覆うように配置され、車体の外表面を構成するアウターパネルと、該アウターパネルの内側に配置されるインナーパネルとで構成される車両のフードパネル構造にあって、
前記インナーパネルに、複数の略六角形を構成するリブ部を形成すると共に、
該リブ部の間を切り欠く開口部を設け、
前記リブ部の対向する二つの辺を車両前後方向に延びるように配設した
車両のフードパネル構造。
前記インナーパネルの外周縁に、該外周縁に沿って前記アウターパネルとの間で略閉断面を構成するフレーム部を形成した
請求項１記載の車両のフードパネル構造。
前記車両前後方向に延びるリブ部の少なくとも一つに、車幅方向に延びる脆弱部を形成した
請求項１又は２記載の車両のフードパネル構造。
前記脆弱部を、前記車両前後方向に延びるリブ部の後端に形成した
請求項３記載の車両のフードパネル構造。
前記インナーパネルの前端部に、前記開口部を設けない無開口領域を設定し、
該無開口領域の後端部に隣接する部分に、前記車両前後方向に延びるリブ部を形成した
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のフードパネル構造。