JP2008120337A - 塑性変形するアームを備えたポップアップフード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フードを支えるアーム自体が塑性変形することで、歩行者衝突時のエネルギーを吸収することができるポップアップフード装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アクチュエータ１０と、エネルギー吸収アーム３０と、フード持上げアーム４０と、を有し、前記フード持上げアーム４０は、前記エネルギー吸収アーム３０に押し上げられて第1ヒンジ部４１を支点として上方に立ち上がるポップアップフード装置１において、前記フード持上げアーム４０が立ち上がった状態で該フード持上げアーム４０に上方から荷重が負荷された場合に、前記エネルギー吸収アーム３０には該エネルギー吸収アーム３０の降伏点よりも大きい応力値が生じ、且つ前記フード持上げアーム４０には該フード持上げアーム４０の降伏点よりも小さい応力値が生じることを特徴とするポップアップフード装置１が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、作動対象との接触時に、車体に配置されたアクチュエータを作動させてフードを持ち上げるポップアップフード装置の構造に関する。

近年、自動車事故の際の乗員の被害を最小限に抑える安全対策のみならず、相手方車両や歩行者の被害をも最小限に抑える安全対策が求められている。歩行者の被害を最小限に抑える対策として、特許文献1に示されたように、車両が歩行者に接触した場合等に、車両のフードを機械的に持ち上げ、歩行者衝突のエネルギーをフードの変形エネルギーとして吸収する技術（所謂ポップアップフード装置）が開発されている。

ポップアップフード装置は、車両に歩行者が接触した場合等に、フードの車両進行方向に向かって後部側を、アーム等を支柱として機械的に持ち上げ、前記フードと内部のエンジン等との間に空間を形成する。前記フードに歩行者が乗り上げた場合、前記フードが撓んで変形することで歩行者の衝突エネルギーを吸収し、歩行者の安全を確保するものである。

しかし、歩行者は必ずしもフード中央に乗り上げるわけではなく、フードの左右側に乗り上げた場合には、逆に支柱であるアーム等が強固であるとフードの撓みを阻害し、また、アーム等自身が歩行者を傷つける場合もある。従って、歩行者の安全を十分に確保するために、歩行者が車両と衝突してフードの左右側に乗り上げた場合であっても、歩行者の衝突エネルギーを吸収することができる更に進んだ安全対策が望まれている。
特開2003-220972号公報

本発明は、フードの撓みのみならずフードを支えるアーム自体が塑性変形することで、歩行者がフードの中央以外の部分に衝突した場合であっても衝突時のエネルギーを吸収することができるポップアップフード装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、アクチュエータと、前記アクチュエータに接続されたエネルギー吸収アームと、一端が第1ヒンジ部を介して所定の位置に回動可能に固定されて前記エネルギー吸収アームの上部に配設されたフード持上げアームと、を有し、前記エネルギー吸収アームは、前記アクチュエータの動力を受けて該エネルギー吸収アームの一端が前記フード持上げアームと連結し、且つ前記連結部において前記フード持上げアームを上方に押し上げ、前記フード持上げアームは、前記エネルギー吸収アームに押し上げられて前記第1ヒンジ部を支点として上方に立ち上がるポップアップフード装置において、前記フード持上げアームが立ち上がった状態で該フード持上げアームに上方から荷重が負荷された場合に、前記エネルギー吸収アームには該エネルギー吸収アームの降伏点よりも大きい応力値が生じ、且つ前記フード持上げアームには該フード持上げアームの降伏点よりも小さい応力値が生じることを特徴とするポップアップフード装置が提供される。

また、アクチュエータと、前記アクチュエータに接続されたエネルギー吸収アームと、前記エネルギー吸収アームとフードとの間に配設され、一端が第1ヒンジ部を介して車両本体に回動可能に固定され、他端が第２ヒンジ部を介して前記フードに回動可能に固定されたフード持上げアームと、を有し、前記エネルギー吸収アームは、前記アクチュエータの動力を受けて該エネルギー吸収アームの一端が前記フード持上げアームと連結し、且つ前記連結部において前記フード持上げアームを上方に押し上げ、前記フード持上げアームは、前記エネルギー吸収アームに押し上げられて前記第1ヒンジ部を支点として上方に立ち上がって前記フードを押し上げるポップアップフード装置において、前記フードが持ち上がられた状態で該フードに上方から荷重が負荷された場合に、前記エネルギー吸収アームには該エネルギー吸収アームの降伏点よりも大きい応力値が生じ、且つ前記フード持上げアームには該フード持上げアームの降伏点よりも小さい応力値が生じることを特徴とするポップアップフード装置が提供される。

本発明によれば、フードの撓みのみならずフードを支えるアーム自体が塑性変形することで、歩行者がフードの中央以外の部分に衝突した場合であっても衝突時のエネルギーを吸収することができるポップアップフード装置が提供される。

以下、本発明の実施形態に係るポップアップフード装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるわけではない。また、各実施形態において、同様の構成については同じ符号を付し、改めて説明しない場合がある。

上述したように、従来のポップアップフード装置においては、歩行者の衝突時又は予め衝突が予測された場合に、フードを持ち上げてフードとエンジンブロック等の間に空間を形成し、歩行者が衝突してフードに乗り上げた場合にフードの撓みによって衝突エネルギーを吸収することを目的としていた。この点について図を参照しながら説明する。図８は、自動車のフロント部分を表す模式図である。

フードの運転席側の両端をアーム等で持ち上げるポップアップフード装置においては、図８に示すように、フード１０１の中央部分ａに歩行者が乗り上げた場合は、フード１０１は大きく撓み、歩行者の衝突エネルギーを十分吸収することが可能である。しかし、フード１０１の左右の側端部ｂ（図示上、車両に向かって左側の側端部のみ示している。）に歩行者が乗り上げた場合には、フード１０１側端部自体が内側に折り曲げ加工等がされ中央部よりも強固であるため、フード１０１の撓みが小さく、フード１０１の撓みだけで衝突エネルギーを十分に吸収することができない場合が生じるのである。

そこで、本発明においては、歩行者がフードの側端部に乗り上げた場合であっても、衝突エネルギーを十分吸収することができるように、フードを支えるアームのうちの１本のアームが、歩行者が衝突して乗り上げた衝撃によって塑性変形することで衝突エネルギーを吸収することを特徴とする。即ち、歩行者の衝突エネルギーを前記１本のアームが塑性変形するエネルギーに変換することで、衝突エネルギーを吸収することを特徴とする。

本発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明のポップアップフード装置１が車両に搭載された状態を切り欠いた状態で示す全体構成図である。車両本体に本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１が左右一対で配設される。左右一対のポップアップフード装置１は、構造、作用、効果はいずれも同一であるので、以下の説明においては車両前方から見た場合に左側に搭載されるポップアップフード装置１について説明する。本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１は、ポップアップフード機構３と、前記ポップアップフード機構３に連結されたアクチュエータ１０と、前記アクチュエータ１０とワイヤーケーブル１（７）によって連結されたモーターユニット５及びプーリ６とを備える。

モーターユニット５及びプーリ６は、アクチュエータ１０にワイヤーケーブル１（７）を介して連結されている。モーターユニット５のモーターの軸にプーリ６が固定され、プーリ６にワイヤーケーブル１（７）が固定される。

モーターユニット５には、図示しないがセンサー２及び制御部が接続される。歩行者が衝突した場合又は予め衝突が予測される場合、センサー２が感知して制御部に伝達し、制御部はモーターユニット５を駆動する。モーターユニット５が駆動するとモーターの回転がプーリ６を回転させ、ワイヤーケーブル１（７）をプーリ６に巻き上げる。以上の動作に伴って、前記ワイヤーケーブル１（７）が接続されたアクチュエータ１０が動作する。なお、プーリ６を使用するのは、ワイヤーケーブル１（７）を瞬時に大量に巻き上げるためである。

本発明の一実施形態においては、センサー２としてバンパー内に設けたレーダー型の距離センサー２及びＣＣＤカメラを用いた。距離センサー２が把握した対象物までの距離とＣＣＤカメラが捕らえた画像データから、対象物が歩行者等の人間であるか又は壁等であるかを制御部が判断する。対象物が人間であると判断し、且つ衝突が予測される予め定められた距離以内の場合に、制御部はモーターユニット５を駆動する。なおセンサー２は、前記センサー２に限定される訳ではなく、例えば、車速を感知して衝突を予測するもの等であってもよい。

アクチュエータ１０は、ポップアップフード機構３と連結されてポップアップフード機構３に駆動のための動力を提供する。即ちアクチュエータ１０が稼動することで、その動力がポップアップフード機構３に伝達され、ポップアップフード機構３が稼動してフード１０１を持ち上げる。

アクチュエータ１０は、概略アクチュエータ本体１１と、アクチュエータ本体１１の外周に配設されるコイルばね１２と、アクチュエータ本体１１内部に配設されるピストンロッド１３、ピストンロッド１３の先端部であるピストンヘッド１４及びピストンロッド１３を係止するロック装置（図示せず）から構成される。

コイルばね１２は、一端がアクチュエータ本体１１の一端に接続され、他端がピストンヘッド１４に接続される。ピストンロッド１３がアクチュエータ本体１１内部に引き戻されると、ピストンロッド１３先端のピストンヘッド１４によってコイルばね１２が圧縮され、ピルトンロッド１３がロック装置（図示せず）によって固定されると、コイルばね１２は圧縮状態を保持したまま固定される。そしてロック装置が解除されることで、コイルばね１２は圧縮状態から反発し、ピストンヘッド１４及び前記ピストンヘッド１４に接続するピストンロッド１３をアクチュエータ本体１１内部から伸張させる。

本実施形態においては、プーリ６に接続されたワイヤーケーブル１（７）がロック装置（図示せず）に接続されている。従って、モーターユニット５が回転すると、プーリ６に接続されたワイヤーケーブル１（７）が巻き上げられ、ロック装置が解除されて、圧縮状態のコイルばね１２が圧縮状態から開放されて反発し、ピストンヘッド１４及び前記ピストンヘッド１４に連結するピストンロッド１３を伸張させる。

ピストンヘッド１４は、ピストンロッド１３に直交する方向の断面が、中央部が窪んだ凹型の形状をなし、前記窪みにポップアップフード機構３の動力伝達アーム２０の一端が差し込まれ、固定ねじ１６で固定される。これによってピストンヘッド１４の動きが前記動力伝達アーム２０を介してポップアップフード機構３に伝達される。

次にポップアップフード機構３について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るポップアップフード機構３の側面図であり、図３は、本発明の一実施形態に係るポップアップフード機構３の平面図である。本発明の一実施形態に係るポップアップフード機構３は、概略、エネルギー吸収アーム部、フード持上げアーム部、動力伝達アーム部、アーム固定ブラケット、フード固定ブラケット部及びロック機構部から構成される。

エネルギー吸収アーム部は、エネルギー吸収アーム３０、エネルギー吸収アーム３０の端部にエネルギー吸収アームバー固定ねじ３５によって固定されたエネルギー吸収アームバー３２、エネルギー吸収アーム３０の端部中央の位置に、エネルギー吸収アーム３０長手方向に直交する形で突出して設けられたピン３３から構成され、エネルギー吸収アーム３０の一部には、図３に点線で示す開口部３４が設けられている。従って、図示はしないが、エネルギー吸収アーム３０は第１の部分と第２の部分とを有し、第１の部分が第２の部分に対して脆弱であり、荷重が負荷された場合脆弱な第１の部分が塑性変形する。本実施例においては、開口部３４が設けられた部分が第１の部分に相当し、他の部分が第２の部分に相当する。なお、前記開口部３４はエネルギー吸収アーム３０の形状や材質によっては設けられない場合もある。

エネルギー吸収アーム３０は、一端が固定部材２１を介して動力伝達アーム２０と固定ねじ２３で回動可能に固定され、エネルギー吸収アーム３０と動力伝達アーム２０は、常に所定の角度を保持しながら動作する。即ち、エネルギー吸収アーム３０及び動力伝達アーム２０はそれぞれの一端が固定ねじ２３で固定されていることから、動力伝達アーム２０が固定ねじ２３を中心に回動すると、エネルギー吸収アーム３０は、固定ねじ２３を支点として、固定されていない他端であるエネルギー吸収アーム端部３１が上方に持ち上がるように回動する。また、エネルギー吸収アーム端部３１は、アクチュエータ１０の動力を受けて以下で詳述するフード持上げアーム４０に当接し、エネルギー吸収アーム端部３１中央に設けられたピン３３が、フード持上げアーム４０に設けられたガイドスリット４３に沿って摺動することで、フード持上げアーム４０を上方に押し上げる。

エネルギー吸収アーム３０は、詳細は後述するが、フード１０１が押し上げられた状態において歩行者が衝突して前記フード１０１に乗り上げた場合、フード１０１に上方から負荷された荷重を、フード持上げアーム４０を介して受ける。本発明においては、この負荷された加重がフード持上げアーム４０及びエネルギー吸収アーム３０に掛かることになるが、フード持上げアーム４０は、この荷重に対して生じる応力値がフード持上げアーム４０の降伏点よりも小さくなるように設計され、一方エネルギー吸収アーム３０は、この荷重に対して生じる応力値がエネルギー吸収アーム３０の降伏点よりも大きく生じるように設計される。従って、エネルギー吸収アーム３０は、全体又は一部が塑性変形して負荷された荷重を変形エネルギーとして吸収する。言い換えれば、エネルギー吸収アーム３０は、かかる荷重負荷時に生じる応力値よりも小さい降伏点を有する。

エネルギー吸収アームバー３２はＬ字形状で、長辺部がエネルギー吸収アーム３０にエネルギー吸収アームバー固定ねじ３５でねじ止めされ、短辺部がエネルギー吸収アーム３０から突出して配設される。短辺部上部には凹型の窪みが設けられている。エネルギー吸収アームバー３２は、フード持上げアーム４０に回動可能に固定されたロック機構部のロックバー７１の下側に前記窪みが当接して配設される。図３の平面図において、エネルギー吸収アームバー３２とロックバー７１が上部方向から見た場合に重なっているのが理解される。エネルギー吸収アーム３０がフード持上げアーム４０に当接してフード持上げアーム４０を押し上げる際に、前記エネルギー吸収アームバー３２は、ロックバー７１を押し上げてフード固定ピン６３に掛止されたロック部７０を引き戻すことで、フード持上げアーム４０とフード１０１とのロックを解除する。

エネルギー吸収アーム端部３１の中央に設けられたピン３３は、円筒形で先端が一回り大きく形成され、釘の頭様の形状をなしている。前記ピン３３は、エネルギー吸収アーム３０がフード持上げアーム４０に当接した際に、フード持上げアーム４０に設けられたガイドスリット４３に嵌合し、ガイドスリット４３に沿って前記ピン３３が摺動することで、エネルギー吸収アーム３０がフード持上げアーム４０を正確に上方に押し上げることを補助する。本体が円筒形であるのは、ガイドスリット４３との摩擦を最小限にするためであり、また、先端が一回り大きく形成されているのは、この部分がガイドスリット４３とフード持上げアーム４０との間に形成された空間に嵌め込まれ、ピン３３がガイドスリット４３から抜けてしまうことを防止するためである。従って、先端の直径は、ガイドスリット４３の幅よりも大きく形成される。

フード持上げアーム部は、該略、フード持上げアーム４０、第1ヒンジ部４１、フード持上げアーム突起４２、ガイドスリット４３及び第２ヒンジ部４４から構成される。

フード持上げアーム４０は、一端が第1ヒンジ部４１を介してアーム固定ブラケット５０に回動可能に固定され、他端が第２ヒンジ部４４を介してフード固定ブラケット６０に回動可能に固定される。エネルギー吸収アーム３０が当接して、エネルギー吸収アーム端部３１の中央部に設けられたピン３３がガイドスリット４３に沿って摺動することに伴い、フード持上げアーム４０は、第1ヒンジ部４１を支点として上方に持ち上げられ、前記フード持上げアーム４０が、前記フード固定ブラケット６０が固定されたフード１０１を上方に持ち上げる。

フード持上げアーム４０は、上述したようにフード１０１が押し上げられた状態で歩行者が衝突してフード１０１に上方から荷重が負荷されると、直接前記荷重を受け、その荷重をエネルギー吸収アーム３０に伝える。ここで、エネルギー吸収アーム３０は前述したように塑性変形するが、フード持上げアーム４０はかかる荷重負荷時に生じる応力値以上の降伏点を有するように形成されているため、塑性変形することはない。

フード持上げアーム突起４２は、フード持上げアーム４０の第1ヒンジ部４１側の端部に設けられる。フード持上げアーム４０が第1ヒンジ部４１を中心に回動する場合、フード持上げアーム突起４２がアーム固定ブラケット５０の上端部に当接し、フード持上げアーム４０がそれ以上回動することを防止する役割を果たす。フード１０１が所定の高さ以上に開かないようにするためである。

ガイドスリット４３は、フード持上げアーム４０の概略中央部から第２ヒンジ部４４方向に向かってＬ字型に設けられる。ガイドスリット４３は、フード持上げアーム４０本体と、該ガイドスリット４３との間に空間が設けられた二重構造となっており、この空間に上述したエネルギー吸収アーム３０のピン３３の先端部が嵌め込まれる。ピン３３の円筒形の本体部は、ガイドスリット４３のＬ字型形状に沿って摺動し、この動作に伴って、フード持上げアーム４０は上方に押し上げられるように立ち上がる。そしてフード持上げアーム４０は、フード固定ブラケット６０に固定されたフード１０１を所定の高さに押し上げる。従って、ガイドスリット４３は、フード持上げアーム４０、更にはフード１０１が所定の高さに立ち上がることを補助する役割を果たす。

動力伝達アーム部は、動力伝達アーム２０、固定部材２１、ガイドスリット２２及び固定ねじ２３から構成される。

動力伝達アーム２０は、一端が固定部材２１を介してエネルギー吸収アーム３０と固定ねじ２３によって回動可能に固定され、他端がアクチュエータ１０のピストンヘッド１４の凹型部分に嵌め込まれ、固定ねじ１６によって回動可能に固定される。ここで、エネルギー吸収アーム３０と動力伝達アーム２０は、固定部材２１を中心として常に所定の角度を維持しながら回動する。従って、動力伝達アーム２０が図２に向かって右側に回動した場合、エネルギー吸収アーム３０は常に同一の角度を維持することから、エネルギー吸収アーム端部３１が上方に持ち上げられることになる。

固定部材２１は、エネルギー吸収アーム３０を車両本体の所定の位置に固定するための部材であり、本体下部にねじ止め用の穴が設けられている。この穴を介してねじによって車両本体の所定の位置に螺着される。リベットによる鋲着等であってもよい。また、車両本体にエネルギー吸収アーム３０を所定の位置に固定するための穴等が設けられている場合には、固定部材２１は省略することも可能である。この場合には、エネルギー吸収アーム３０と動力伝達アーム２０が直接回動可能に固定される。

ガイドスリット２２は、ピストンヘッド１４を固定ねじ１６によって動力伝達アーム２０に固定する際の固定用のスリットであり、スリットとしているのは、ピストンヘッド１４の取り付けを容易にし、且つ、ピストンロッド１３が水平に動作する際に、動力伝達アーム２０とピストンヘッド１４の固定点がスリットに沿って斜め上方に移動することで、ピストンロッド１３の水平運動を確保するためである。

アーム固定ブラケット５０は、上述したように第1ヒンジ部４１でフード持上げアーム４０と回動可能に固定され、フード持上げアーム４１を車両の所定の位置に配設する役割を果たす。また、アーム固定ブラケット５０の第1ヒンジ部４１側の端部は、図２に向かって、所定の角度で右肩下がりとなるように形成され、この端部にフード持上げアーム突起４２が当接することで、フード持上げアーム４０が所定の角度以上に開くことを防止している。

なお、アーム固定ブラケット５０は、車両本体にフード持上げアーム４０を回動可能に固定できる強固な固定用部材を設けることで省略することも可能である。

フード固定ブラケット部は、該略、フード固定ブラケット６０、ガイドスリット６２及びフード固定ピン６３から構成される。

フード固定ブラケット６０は、フード１０１とフード持上げアーム４０とを接続する役割を果たし、フード持上げアーム４０がフード固定ブラケット６０を押し上げることで、フード固定ブラケット６０が固定されたフード１０１自体が上方に押し上げられる。フード固定ブラケット６０は、幅方向の断面が概略逆凹型の形状で、広い水平面部分においてフード１０１と螺合又は鋲合され、垂直面の一方に設けられたガイドスリット６２においてフード持上げアーム４０と回動自在に第２ヒンジ部４４で固定される。

ガイドスリット６２は、フード固定ブラケット６０の垂直面の一方に設けられる。本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１は、歩行者が車両に衝突した場合又は歩行者の衝突が予め予測された場合に、フード１０１の運転席側の左右をアームで持ち上げることで、歩行者が衝突した場合の衝突エネルギーをフード１０１の撓み及びアームの塑性変形によって吸収して歩行者の安全を確保するものである。従って、フード１０１がアームで持ち上げられる場合、フード１０１の車両進行方向に向かって前方側は、一般にフードロック及びフードラッチと呼ばれる部材によって固定された状態である。この状態でフード１０１の車両進行方向に向かって後部側左右をアームで持ち上げた場合、アームに負荷されるフード１０１の自重とアームの押し上げる力の均衡点で止まってしまう。従って、かかる均衡が生じてもフード１０１を押し上げるために、フード持上げアーム４０をガイドスリット６２に沿って上方にスライドさせ均衡が生じないようにしている。

フード固定ピン６３は、フード固定ブラケット６０のガイドスリット６２が設けられた垂直面とは異なる垂直面に設けられ、後述するロック機構のロック部７０が前記フード固定ピン６３に掛合することで、フード持上げアーム４０とフード１０１を固定し、例えばガソリンスタンド等でのメンテナンス時に、フード１０１を車両進行方向に向かって前方側から後部側を支点として開閉する場合に、支障が生じないようにしている。

ロック機構部は、ロック部７０、ロックバー７１、ばね７２及びロック機構固定ピン７３から構成される。

ロック部７０とロックバー７１は、ねじで固定されて一体化され、ばね７２を介してロック機構固定ピン７３でフード持上げアーム４０に回動可能に固定される。

ロック部７０は、ロック機構固定ピン７３を中心に回動するが、ロック機構固定ピン７３側の面にＵ字型の切れ込みを有し、この切れ込みが、フード固定ブラケット６０に設けられたフード固定ピン６３に掛合して、フード持上げアーム４０とフード１０１とを固定する。

ロックバー７１は、ロック部７０とねじで固定され、一体で稼動する。ロックバー７１の下側には、エネルギー吸収アーム３０の先端にねじで固定されたエネルギー吸収アームバー３２が当接するように配設される。このため、エネルギー吸収アーム３０がアクチュエータ１０の動作に伴って、固定ねじ２３を中心としてエネルギー吸収アーム先端３１を上方に押し上げるように動作することに伴って、エネルギー吸収アームバー３２がロックバー７１を上方に押し上げる。ロックバー７１とねじで固定されたロック部７０は、ロック機構固定ピン７３を中心に下向きに回転し、フード固定ピン６３との掛合が解かれ、フード１０１とフード持上げアーム４０とのロックが解除される。本発明の一実施形態におけるポップアップフード装置１は、歩行者と衝突した場合又は予め衝突が予測される場合にアクチュエータ１０が動作するが、アクチュエータ１０の動作に伴いエネルギー吸収アーム３０がエネルギー吸収アーム先端３１を上方に押し上げ、結果としてフード１０１とフード持上げアーム４０とのロックを解除することとなる。

ばね７２は、一端はロック機構が配設されるフード持上げアーム４０に固定され、他端はロック部７０の下側に掛着される。この結果ロック部７０とねじで固定されるロックバー７１を上方に押し上げる力が弱まった場合、ロック部７０は、ばね７２の反発力によって時計と反対回りに回転し、フード固定ピン６３に掛合する。ばね７２は、ロック部７０がフード固定ピン６３に掛合するための力を与える。

（ポップアップフード装置の動作）
以上説明したような構成からなる本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１の動作について、以下に図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ開始状態を示す側面図である。また、図５は、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ途中の状態を示す側面図であり、図６は、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ完了状態を示す側面図である。また、説明においては、歩行者との衝突を予め予測した場合の動作について説明するが、歩行者が実際に車両に衝突した場合もポップアップフード装置１は同様の動作をする。

図４において、センサー２（図示せず）が感知した対象物との距離及びＣＣＤカメラが捕らえた対象物の形状等から、制御部（図示せず）は、歩行者との衝突を予測し、ポップアップフード装置１を作動させる命令を発する。

前記命令を受け取ったモーターユニット（図示せず）は、モーターが回転し、モーター軸に固定されたプーリ（図示せず）が、ワイヤーケーブル１（図示せず）を巻き上げる。

ワイヤーケーブル１が接続されたアクチュエータ（図示せず）のロック装置（図示せず）は、ワイヤーケーブル１の巻き上げに伴ってロックが解除され、圧縮されていたアクチュエータのコイルばね（図示せず）が反発してアクチュエータのピストンヘッド（図示せず）及びピストンロッド（図示せず）を伸張させる。

アクチュエータ（図示せず）のピストンヘッド（図示せず）は、動力伝達アーム２０のガイドスリット２２を挟み込んで固定ねじ（図示せず）で固定されているため、ピストンヘッドの伸張を受けて、動力伝達アーム２０が固定ねじ２３を中心として、反時計回りに回転する。このとき、動力伝達アーム２０は固定ねじ２３で一端が固定されているため、ピストンヘッドは、ガイドスリット２２に沿って動力伝達アーム２０を図面向かって右側に押しながら、ガイドスリット２２の中を上方に移動する。

動力伝達アーム２０が固定ねじ２３を中心に反時計回りに回転すると、動力伝達アーム２０と所定の角度を持って固定部材２１を介して回動可能に固定されたエネルギー吸収アーム３０は、固定ねじ２３を中心に反時計周りに回転し、エネルギー吸収アーム端部３１が上方に持ち上げられるように動く。このとき、エネルギー吸収アーム端部３１中央に配設されたピン３３が、フード持上げアーム４０に設けられたＬ字型のガイドスリット４３に嵌合する。アクチュエータ（図示せず）の動きに伴って、前記エネルギー吸収アーム端部３１は、前記ピン３３と前記ガイドスリット４３が嵌合しているため、更に前記ガイドスリット４３に沿って上方に移動するように摺動し、エネルギー吸収アーム３０のピン３３は、フード持上げアーム４０のガイドスリット４３内部に完全に嵌合する。これによって、それまで分離されて独立して動作可能であったエネルギー吸収アーム３０とフード持上げアーム４０とが完全に連結され、以後一体的に動作することとなる。

一方、エネルギー吸収アーム端部３１が上方に持ち上げられるように動くと、前記エネルギー吸収アーム端部３１にねじ止めされたエネルギー吸収アームバー３２も、同時に上方に持ち上げられるように動く。前記エネルギー吸収アームバー３２はロックバー７１の下側に当接していることから、エネルギー吸収アームバー３２が上方に持ち上げられるように動くと、ロックバー７１も上方に持ち上げられるように動く。この動きは、ロックバー７１が接続されたロック部７０を下方に引き下げる動きとなるため、結果としてロック部７０が引き下げられ、フード固定ピン６３とロック部７０とのロックが解除されて、フード固定ブラケット６０とフード持上げアーム４０との連結が解除される。

以上説明したように、アクチュエータ１０が稼働し始めると、それまでロック部７０によって連結されていたフード固定ブラケット６０とフード持上げアーム４０との連結が解除される。同時に、それまで分離していたエネルギー吸収アーム３０とフード持上げアーム４０が連結される。従って、エネルギー吸収アーム３０及びフード持上げアーム４０によって、フード１０１が上方に持ち上げられ始める。

次に、図５を参照しながら、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１におけるフード持ち上げ途中の状態を説明する。図５において、フード固定ピン６３とロック部７０とのロックは完全に解除され、エネルギー吸収アーム３０のエネルギー吸収アーム端部３１が上方に持ち上げられ、フード持上げアーム４０が第1ヒンジ部４１を支点として上方に押し上げられるのが理解される。

エネルギー吸収アーム３０のエネルギー吸収アーム端部３１が、ガイドスリット４３に沿って上方に持ち上げられると、前記エネルギー吸収アーム端部３１中央に配設されたピン３３が、Ｌ字型の前記ガイドスリット４３の角に当接する。前記ピン３３は、円筒形であるため角に当接しても更に前記ガイドスリット４３に沿って摺動し、Ｌ字型の前記ガイドスリット４３の奥まで移動する。フード持上げアーム４０は、これによって大きく上方に押し上げられる。

フード持上げアーム４０が大きく上方に押し上げられると、前記フード持上げアーム４０と第２ヒンジ部４４によって回動可能に固定されていたフード固定ブラケット６０も大きく押し上げられる。前記フード固定ブラケット６０が固定されたフード（図示せず）は、フードの車両進行方向に向かって前方側において、フードに取り付けられたフードロック（図示せず）と車両本体に取り付けられたフードラッチ（図示せず）によって固定されている。従って、前記フード固定ブラケット６０が大きく押し上げられると、フード（図示せず）は車両進行方向に向かって後部側が持ち上げられることになる。

フード（図示せず）が持ち上げられると、フードの車両前方側が固定されているためフード持上げアーム４０に対してフードの自重が掛かってくる。フード持上げアーム４０がフードを押し上げる力とフードの自重とが均衡する点においてフードの押上が止まってしまうことを防止するため、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１においては、フード固定ブラケット６０にガイドスリット６２を設けている。フード固定ブラケット６０とフード持上げアーム４０は、ガイドスリット６２を介して回動可能に第２ヒンジ部４４で固定されているため、フード持上げアーム４０に掛かるフードの自重が、フード持上げアーム４０に掛かる力とフードがガイドスリット６２に沿ってスライドする力に分散されることになり、フード持上げアーム４０がフードを押し上げる動作の支障とならない。

続いて、図６を参照しながらフード持ち上げが完了した状態について説明する。図６において、アクチュエータ（図示せず）のピストンロッド（図示せず）が伸びきり、動力伝達アーム２０を、固定ねじ２３を中心として図面に向かって右側に回動させる。動力伝達アーム２０と所定の角度を維持しながら、固定ねじ２３を中心に反時計回りに回動するエネルギー吸収アーム３０は、最大限に立ち上がり、フード持上げアーム４０のガイドスリット４３に嵌合したピン３３は、Ｌ字型の前記ガイドスリット４３の奥に達する。第1ヒンジ部４１を中心に時計回りに回動するフード持上げアーム４０は、該フード持上げアーム４０の第1ヒンジ部４１側の端部に設けられたフード持上げアーム突起４２がアーム固定ブラケット５０に突き当たり、それ以上回転することができなくなる。アクチュエータのピストンロッドが伸びきり、フード持上げアーム４０もそれ以上回転できないため、この状態で均衡し、フード持ち上げ動作が完了する。上述した動作により、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１によって、フードが持ち上げられる。

上述したように、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１は、アクチュエータ（図示せず）の動作を受けたエネルギー吸収アーム３０及びフード持上げアーム４０が連結して一体として動作しフード１０１の運転席側の左右を押し上げる。本発明の効果は、かかる動作で左右が押し上げられたフード１０１に歩行者が衝突して乗り上げた場合に発揮される。この点について以下に説明する。

フード１０１に負荷された歩行者衝突の荷重は、フード持上げアーム４０及び前記フード持上げアーム４０を介してエネルギー吸収アーム３０に圧力として加わる。この場合、第1ヒンジ部４１で回動可能に固定されて斜め上方に押し上げられたフード持上げアーム４０には、次の圧力が掛かる。即ち、（１）該フード持上げアーム４０をアーム幅方向に下方に曲げる圧力。（２）該フード持上げアーム４０をアーム長方向に圧縮する圧力。（３）該フード持上げアーム４０を車両内側に捻る圧力である。一方、一端を固定ねじ２３で回動可能に固定され、他端が第２アーク４０と嵌合して前記フード持上げアーム４０を押し上げるように上方に持ち上げられたエネルギー吸収アーム３０には、前記フード持上げアーム４０を介して以下の圧力が加わる。即ち、（１）該エネルギー吸収アーム３０をアーム幅方向に下方に曲げる圧力。（２）該エネルギー吸収アーム３０を車両内側に捻る圧力である。エネルギー吸収アーム３０には、該エネルギー吸収アーム３０をアーム長方向に圧縮する圧力はほとんど加わらない。

そこで、本発明に一実施形態に係るポップアップフード装置１においては、エネルギー吸収アーム３０をアーム幅方向の曲げ及びアーム長方向の圧縮に弱く、且つ捻りに対しても弱い構造とし、一方、フード持上げアーム４０については、アーム幅方向の曲げに強く、且つ捻りにも強い構造としていることを特徴とする。具体的には、図５に及び図６に示されるように、エネルギー吸収アーム３０は、アーム幅が狭い四角の棒状の構造で、且つ一部に開口部３４を設けて当該部分について脆弱としている。即ち、エネルギー吸収アーム３０は、第１の部分と第２の部分とを有し、第１の部分は第２の部分に対して脆弱となるように形成される。本実施例では、開口部３４を設けた部分が第１の部分に相当し、他の部分が第２の部分に相当する。一方、フード持上げアーム４０は、アーム幅を広くし、且つ図面に向かって上部側を補強している。

一例として、エネルギー吸収アーム３０及びフード持上げアーム４０を、上述した構造によって、ＳＰＦＨ５９０（自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板）（降伏点４２０Ｎ/ｍｍ^２、引張強さ５９０Ｎ/ｍｍ^２）の板厚２．６ｍｍで形成した場合、テストにおいてフード１０１に法線に対して２５度傾いた方向（フード１０１に歩行者等が乗り上げた場合の力の掛かる方向。）から、一般的な歩行者が衝突した場合のフード１０１に負荷される荷重である２０００Ｎの圧力を掛けたとき、エネルギー吸収アーム３０には、約６００Ｎ/ｍｍ^２の応力値が生じ、一方フード持上げアーム４０には、約３００Ｎ/ｍｍ^２の応力値が生じた。即ち、エネルギー吸収アーム３０には降伏点以上の力が加わり塑性変形し、フード持上げアーム４０には、降伏点未満の力が加わるため塑性変形しない。

以上の結果から、本発明に一実施形態に係るポップアップフード装置１は、歩行者が衝突した場合又は歩行者の衝突が予測された場合に、ポップアップフード装置１が作動してフード１０１の車両進行方向に向かって後部側の左右を押し上げ、歩行者がフード１０１に乗り上げてフード１０１に上方から圧力が負荷された場合、フードの撓みと共に、エネルギー吸収アーム３０が塑性変形して衝突エネルギーを吸収することができる。従って、図８において、歩行者がフード１０１の中央部（ａ）以外の、例えばフード１０１左右側端部（ｂ）に乗り上げた場合であっても、エネルギー吸収アーム３０が塑性変形するため衝突エネルギーを吸収することができる。

また、歩行者が衝突してフード１０１に乗り上げた場合、フード１０１の修理及び塑性変形したエネルギー吸収アーム３０の取替えが必要になるが、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１においては、エネルギー吸収アーム３０を取り替えるだけで再度ポップアップフード装置１を使用することができる。ポップアップ装置１全体を取り替える必要がないため、メンテナンスフィーが安価で済み、経済的である。

更に、本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１は、エネルギー吸収アーム３０だけが塑性変形するように設計すれば当初の歩行者の安全性確保の目的が達成できる。このことは、他の部品について複雑に多くの塑性変形する要素を考慮した設計とする必要がないため、装置の確実性、信頼性の向上に繋がる。

（変形実施例）
本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１は、上述した構成に限定されることはなく、変形して実施することが可能である。特に、塑性変形するエネルギー吸収アーム３０については、形状、材質等様々な変形が可能である。以下その一例について説明する。

上述した最良の実施形態においては、エネルギー吸収アーム３０を、アーム幅が狭い四角の棒状の構造とし、且つ一部に開口部３４を設けて当該部分について脆弱としていた。エネルギー吸収アーム３０の形状はこれに限定されることはなく、変形が可能である。図７は、エネルギー吸収アーム３０の変形実施例である。図７（Ａ）に示す例は、基本的な形状で、アーム幅の狭い四角の棒状のものを示している。上述した実施例で示したとおり、前記エネルギー吸収アーム３０の一部に開口部を設け、脆弱な部分を形成してもよい。また、この変形として図７（Ｅ）に示すように、全体を丸い棒状としてもよい。

図７（Ｂ）に示す例は、基本形（Ａ）の中空タイプである。中空とすることで、特に曲げ圧力に弱いアームとすることができる。また、この変形として図７（Ｆ）に示すように、全体を丸い棒状としたうえで中空とすることも可能である。

図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示す例は、曲げ圧力及び捻り圧力双方に対して弱いアームの例である。全体をコの字型又はＬ字型とすることで、開口部が開いた方向は特に圧力に弱い構造とすることができる。従って、必要に応じて開口部の位置を変えることでより目的にあったアームとすることができる。以上エネルギー吸収アーム３０の変形例を紹介したが、これに限られることはなく、目的に合わせて組み合わることも可能である。また、全体を中実の四角の棒状又は丸い棒状とした場合であっても、一部の径を小さくする（即ち、その部分においては細くなる。）ことで、径が大きい他の部分に比して脆弱な構造とすることも可能である。即ち、エネルギー吸収アーム３０をより塑性変形しやすくするためには、エネルギー吸収アーム３０を第１の部分と第２の部分を有する構造とし、前記第１の部分の断面積が、前記第２の部分の断面積よりも小さくなるようにすればよい。

以上説明した変形実施例のエネルギー吸収アーム３０を用いても、歩行者がフード１０１の中央部以外の、例えばフード１０１左右側端部に乗り上げた場合であっても、エネルギー吸収アーム３０が塑性変形するため衝突エネルギーを吸収することができる効果は同様である。

また、実際に歩行者が車両に衝突した場合、エネルギー吸収アーム３０を取り替えるだけで再度ポップアップフード装置１を使用することができる。メンテナンスフィーが安価で済み、経済的である点も同様である。

更に、他の部品について複雑に多くの塑性変形する要素を考慮した設計とする必要がないため、装置の確実性、信頼性の向上に繋がる点も、最良の実施形態と同様である。

本発明のポップアップフード装置１が車両に搭載された状態を切り欠いた状態で示す全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード機構３の側面図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード機構３の平面図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ開始状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ途中の状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置１のポップアップ完了状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るポップアップフード装置のエネルギー吸収アーム３０の変形実施例を示す図である。 自動車のフロント部分を表す模式図である。

符号の説明

１、ポップアップフード装置
３、ポップアップフード機構
５、モーターユニット
６、プーリ
７、ワイヤーケーブル１
１０、アクチュエータ
２０、動力伝達アーム
３０、エネルギー吸収アーム
３３、ピン
４０、フード持上げアーム
５０、アーム固定ブラケット
６０、フード固定ブラケット
６３、フード固定ピン
７０、ロック部
７１、ロックバー
１００、車両本体
１０１、フード

Claims (7)

1. アクチュエータと、
   前記アクチュエータに接続されたエネルギー吸収アームと、
   一端が第1ヒンジ部を介して所定の位置に回動可能に固定されて前記エネルギー吸収アームの上部に配設されたフード持上げアームと、を有し、
   前記エネルギー吸収アームは、前記アクチュエータの動力を受けて該エネルギー吸収アームの一端が前記フード持上げアームと連結し、且つ前記連結部において前記フード持上げアームを上方に押し上げ、
   前記フード持上げアームは、前記エネルギー吸収アームに押し上げられて前記第1ヒンジ部を支点として上方に立ち上がるポップアップフード装置において、
   前記フード持上げアームが立ち上がった状態で該フード持上げアームに上方から荷重が負荷された場合に、前記エネルギー吸収アームには該エネルギー吸収アームの降伏点よりも大きい応力値が生じ、且つ前記フード持上げアームには該フード持上げアームの降伏点よりも小さい応力値が生じることを特徴とするポップアップフード装置。
2. アクチュエータと、
   前記アクチュエータに接続されたエネルギー吸収アームと、
   前記エネルギー吸収アームとフードとの間に配設され、一端が第1ヒンジ部を介して車両本体に回動可能に固定され、他端が第２ヒンジ部を介して前記フードに回動可能に固定されたフード持上げアームと、を有し、
   前記エネルギー吸収アームは、前記アクチュエータの動力を受けて該エネルギー吸収アームの一端が前記フード持上げアームと連結し、且つ前記連結部において前記フード持上げアームを上方に押し上げ、
   前記フード持上げアームは、前記エネルギー吸収アームに押し上げられて前記第1ヒンジ部を支点として上方に立ち上がって前記フードを押し上げるポップアップフード装置において、
   前記フードが持ち上がられた状態で該フードに上方から荷重が負荷された場合に、前記エネルギー吸収アームには該エネルギー吸収アームの降伏点よりも大きい応力値が生じ、且つ前記フード持上げアームには該フード持上げアームの降伏点よりも小さい応力値が生じることを特徴とするポップアップフード装置。
3. 前記エネルギー吸収アームに生じる応力値は、前記フード持上げアームに上方から負荷された荷重が前記フード持上げアームを介して該エネルギー吸収アームに負荷される場合に生じる曲げ応力又は圧縮応力或いは捻り応力の少なくとも一つの応力値であり、
   前記フード持上げアームに生じる応力値は、前記フード持上げアームに上方から荷重が負荷された場合に生じる曲げ応力又は圧縮応力或いは捻り応力の少なくとも一つの応力値であることを特徴とする請求項１に記載のポップアップフード装置。
4. 前記エネルギー吸収アームに生じる応力値は、前記フードに上方から負荷された荷重が前記フード持上げアームを介して該エネルギー吸収アームに負荷される場合に生じる曲げ応力又は圧縮応力或いは捻り応力の少なくとも一つの応力値であり、
   前記フード持上げアームに生じる応力値は、前記フードに上方から負荷された荷重が前期フードを介して前記フード持上げアームに負荷された場合に生じる曲げ応力又は圧縮応力或いは捻り応力の少なくとも一つの応力値であることを特徴とする請求項２に記載のポップアップフード装置。
5. 前記上方から負荷された荷重は、歩行者が車両に衝突して前記フードに乗り上げた場合に生じる荷重以上の荷重であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のポップアップフード装置。
6. 前記エネルギー吸収アームは、第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分は、アーム幅方向の断面形状がロの字型、凹型、Ｌ字型、逆Ｔ字型及びＩ字型であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポップアップフード装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のポップアップフード装置を備えたことを特徴とする自動車。