JP2015083420A - 車両用フードダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】パワープラント等の振動発生源の振動による車内音を小さくすることができる車両用フードダンパを提供する。
【解決手段】車両用フードダンパ１００は、エンジンフード２０と、エンジンフード２０の一端側を車体骨格部材３０に回動可能に支持するフードヒンジ５０と、閉鎖されたエンジンフード２０の他端側を車体骨格部材３０に保持するフードロック機構６０と、エンジンフード２０を押上げる方向に付勢する弾性部材７０と、フードヒンジ５０に設けられた摩擦低減部材９０とを備えている。摩擦低減部材９０はフードヒンジ５０の可動部分の摩擦面に配置されている。エンジンフード２０がフードロック機構６０によってロックされた状態において、エンジンフード２０がダイナミックダンパの質量体として機能し、弾性部材７０がばねとして機能し、摩擦低減部材９０がダンピング機能を増進させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えばエンジンフード等のフード部材を備えた車両用フードダンパに関する。

車両の振動が原因となって生じる車内音は、車体の骨格部材の振動がダッシュボードやウインドシールドガラス、ルーフなどのパネルの振動を励起することで、車室内の空気の圧力変動を生じさせることにより発生する。例えばエンジンルームに配置されたエンジンやトランスミッション等を含むパワープラントから生じる振動がエンジンルーム周囲の車体骨格部材を介して車室内に伝わることにより、特定の周波数域の車内こもり音が生じることがある。車体骨格部材の振動を専用のダイナミックダンパによって抑制することもできるが、重量増加あるいは費用対効果の観点から採用し難いことがある。車体骨格部材の剛性を大きくすれば振動をある程度抑制することができるが、重量が増加し、燃料消費率の点で問題がある。

例えば特許文献１には、フロントバンパの背後にダンパウエイトと弾性部材とを配置してなるダイナミックダンパ取付構造が記載されている。そのダイナミックダンパ取付構造は、車体骨格部材の一部であるクロスメンバに補強プレートを重ね合わせることにより、車幅方向に延びる閉空間を形成し、この閉空間にダンパウエイトを収容している。該ダンパウエイトが弾性部材を介して補強プレートに支持されることにより、クロスメンバの剛性が補強プレートによって強化される。しかし特許文献１のダイナミックダンパ取付構造は、車体のフロントバンパ付近に専用のダンパウエイトと弾性部材を配置するため重量が大きくなり、構造が複雑化し、コストもかなり高くなるなどの問題がある。

一方、特許文献２に記載されている前部車体構造のように、エンジンフード（ボンネット）のラッチ機構に弾性変形可能な弾性材を配置することが提案されている。すなわち特許文献２ではエンジンフードをシュラウドアッパに対して弾性的に支持し、エンジンフード自身をダイナミックダンパの質量体として利用することにより、「車体振動がエンジンフード（ボンネット）の質量により吸収される」と説明されている。

特開平１０−３１００８４号公報 特開平６−２２７４３５号公報

特許文献２の前部車体構造では、エンジンフードが閉鎖された状態のもとで、エンジンフード前部のラッチ機構に対してエンジンフードが前記弾性材の撓み範囲で振動する構成とすることにより、エンジンフードをダイナミックダンパとして機能させている。これに対しエンジンフード後部に配置されているヒンジについては、単にエンジンフードを車体に枢着しているだけでダンピング機能とは無関係であると考えられていたせいか、従来のヒンジにはダンピング機能を増進させるような対策は講じられていなかった。しかし本発明者達が鋭意研究したところ、ヒンジの状態によってはダンピング機能を十分発揮できない可能性があるとの知見が得られた。

従って本発明の目的は、パワープラント等の振動発生源から車体骨格部材を介して車内に伝わる振動やノイズを小さくすることができる車両用フードダンパを提供することにある。

本発明に係る車両用フードダンパは、車体の骨格をなす車体骨格部材と、前記車体に設けられたフード部材と、前記フード部材の一端側を前記車体骨格部材に回動可能に支持するヒンジ軸を有したフードヒンジと、前記フード部材が閉鎖された状態において該フード部材の他端側を前記車体骨格部材に保持するフードロック機構と、前記車体とフード部材との間に配置され、閉鎖された状態の前記フード部材を押上げる方向に付勢する弾性部材と、前記フードヒンジの摩擦面に配置された摩擦低減部材とを具備している。

前記フード部材の一例はエンジンルームを覆うエンジンフードであり、該エンジンルーム内に振動の発生源であるパワープラントが配置されている。前記摩擦低減部材は、前記フードヒンジの固定ヒンジ片と可動ヒンジ片とが直接接触する場合よりも摩擦係数が小さい低摩擦材料からなる。摩擦低減部材の一例は、前記ヒンジ軸に設けられた筒部と、前記フードヒンジの固定ヒンジ片と可動ヒンジ片との間に設けられた鍔部とを有している。

本発明に係る車両用フードダンパによれば、振動発生源を覆うフード部材をダイナミックダンパの質量体として利用し、該フード部材を車体骨格部材に枢着するフードヒンジに摩擦低減部材を追加したことにより、フード部材が閉じた状態のもとでフード部材と弾性部材とがダイナミックダンパとして有効に機能し、振動の発生源から車体の骨格部材を介して車内に伝わる振動やノイズを小さくすることができる。

本発明の１つの実施形態に係るフードダンパを備えた車両の斜視図。 図１に示された車両のエンジンフードを開けた状態の斜視図。 図２に示された車両の一部とフードヒンジを拡大して示す斜視図。 図３に示されたフードヒンジの軸線方向に沿う断面図。 図４に示されたフードヒンジに設けられた摩擦低減部材の分解斜視図。 フードダンパを有する車両と、フードダンパを有しない車両のそれぞれの周波数と車内音との関係を示す図。

以下に、本発明の１つの実施形態に係る車両用フードダンパを備えた車両について、図１から図６を参照して説明する。
図１は車両１０の斜視図である。図１において矢印Ｘ１で示す方向が車体１１の前方、矢印Ｘ２が車体１１の後方、矢印Ｙが車体１１の幅方向（車幅方向とも呼ぶ）を示している。車体１１に形成されたキャビン（車室）１２は、ウインドシールドガラス１３やルーフ１４などによって囲まれている。キャビン１２の前方でウインドシールドガラス１３の前側に、フード部材の一例であるエンジンフード２０が設けられている。エンジンフード２０は車体１１の一部をなしている。

図１は、エンジンフード２０が閉鎖された状態を示している。図２は、エンジンフード２０を開けた状態を示している。エンジンフード２０の下方にエンジンルーム２１が形成されている。エンジンルーム２１はエンジンフード２０が閉鎖された状態においてエンジンフード２０によって覆われている。エンジンルーム２１には、エンジンおよびトランスミッション等を含むパワープラント２５が収容されている。パワープラント２５は振動の発生源となることがある。この車両１０はパワープラント２５が車体１１の前部に配置されているため、エンジンフード２０も車体１１の前部に配置されている。

エンジンルーム２１の周囲は、車体１１の骨格をなす車体骨格部材３０によって形成されている。車体骨格部材３０の一例は、車体１１の前後方向に延びるサイドメンバやアッパフレーム３１、ホィールハウスインナ、車幅方向に延びるフロントエンドアッパーバー３２、カウルトップ部材３３、ダッシュパネル３４等の剛性の高い部材である。

エンジンフード２０は、車体外側に位置するアウタパネル４０と、アウタパネル４０の下側（エンジンルーム２１に臨む側）に形成されたインナパネル４１等によって構成されている。アウタパネル４０とインナパネル４１とは、鋼板あるいはアルミニウム合金等の金属板をプレスすることによって所定の形状に成形されている。アウタパネル４０とインナパネル４１との間に閉断面が形成され、エンジンフード２０の剛性が高められている。なおエンジンフード２０の一部が樹脂部品によって構成されていてもよい。

エンジンフード２０の一端側である後端２０ａが、一対のフードヒンジ５０によって車体骨格部材３０の一部（例えばアッパフレーム３１）に取付けられている。エンジンフード２０は、フードヒンジ５０を中心として上下方向に回動（開閉）することができる。フードヒンジ５０については後に詳しく説明する。

図１に示すようにエンジンフード２０が閉鎖された状態において、エンジンフード２０の他端側である前端２０ｂがフードロック機構６０によって固定されている。フードロック機構６０の一例は、エンジンフード２０に取付けられたストライカ６１（図２に示す）と、車体骨格部材３０に配置されたラッチユニット６２とを有し、ストライカ６１がラッチユニット６２に確実に噛合うことによって、エンジンフード２０を閉鎖状態でロックすることができるようになっている。ラッチユニット６２は、キャビン１２内に配置された操作部を操作することによって、ストライカ６１との係合を解除（ロック解除）することができる。

エンジンルーム２１の周囲を構成する車体骨格部材３０の上面には、車体骨格部材３０に沿って複数の弾性部材７０が配置されている。これら弾性部材７０は、例えば合成ゴムあるいはエラストマ等のゴム弾性を有する材料からなり、閉鎖されたエンジンフード２０の下面が弾性部材７０の上面に当接し、弾性部材７０が圧縮されることにより、エンジンフード２０が上方に付勢される。弾性部材７０はエンジンフード２０の下面に取付けられていてもよい。

このエンジンフード２０は、ストライカ６１がラッチユニット６２に係合した状態のもとで、弾性部材７０が撓むことができる範囲で車体骨格部材３０に弾性的に支持され、車体骨格部材３０に対するエンジンフード２０の上下方向の振動を弾性部材７０によって吸収することができるとともに、車幅方向と前後方向の振動も弾性部材７０によってある程度吸収することができるようになっている。

エンジンフード２０の後端２０ａが左右一対のフードヒンジ５０によって車体骨格部材３０に枢着されている。これらフードヒンジ５０は互いに左右同形状であり、図３と図４とは一方（車体１１の前方から見て右側）のフードヒンジ５０を示している。他方（左側）のフードヒンジ５０も同様の構造であるため、以下に一方のフードヒンジ５０を代表して説明する。

フードヒンジ５０はエンジンルーム２１の後部において、車体骨格部材３０の一部（例えばアッパフレーム３１）に取付けられている。フードヒンジ５０は、固定ヒンジ片８１と、可動ヒンジ片８２と、ヒンジ軸８３とを含んでいる。固定ヒンジ片８１は、車体骨格部材３０の上面に溶接等の固定手段８５によって固定されている。可動ヒンジ片８２の基部８２ａは、エンジンフード２０のインナパネル４１にボルト８６によって固定されている。

図４に示されるように、固定ヒンジ片８１と可動ヒンジ片８２とがヒンジ軸８３によって互いに回動自在に接続されている。ヒンジ軸８３は、軸部８３ａと、フランジ部８３ｂと、軸部８３ａに固定された端部材８３ｃとを有している。固定ヒンジ片８１と可動ヒンジ片８２には、それぞれヒンジ軸８３を挿入する孔８７，８８が形成されている。ヒンジ軸８３の軸線Ｚは車幅方向Ｙ（図１に示す）に延びている。

フードヒンジ５０に摩擦低減部材９０が設けられている。摩擦低減部材９０は、フードヒンジ５０の可動部分の摩擦面、例えばヒンジ片８１，８２とヒンジ軸８３との間、およびヒンジ片８１，８２間に配置されている。

摩擦低減部材９０の一例は、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、あるいはポリアミド系高分子材料などの低摩擦樹脂のように、固定ヒンジ片８１と可動ヒンジ片８２とが互いに直接接触する場合と比較して、金属に対する摩擦係数が小さい材料からなる。摩擦低減部材９０の他の実施形態として、ボールベアリングのように転動体を用いたベアリングが使われてもよいし、摩擦係数の小さいメタルブッシュあるいは固体潤滑剤を含有する低摩擦メタルブッシュが用いられてもよい。

図５に摩擦低減部材９０の一例が示されている。この摩擦低減部材９０は、筒部９０ａと、第１の鍔部９０ｂと、第２の鍔部９０ｃと、第３の鍔部９０ｄとを含んでいる。筒部９０ａはヒンジ軸８３の軸部８３ａの周りに設けられている。第１の鍔部９０ｂは固定ヒンジ片８１と可動ヒンジ片８２との間に設けられている。第２の鍔部９０ｃはヒンジ軸８３のフランジ部８３ｂと固定ヒンジ片８１との間に設けられている。第３の鍔部９０ｄは、可動ヒンジ片８２と端部材８３ｃとの間に設けられている。筒部９０ａと鍔部９０ｃ，９０ｄには、軸部８３ａを挿入するための孔９１，９２，９３が形成されている。

図１に示すようにエンジンフード２０が閉鎖された状態において、フードヒンジ５０とフードロック機構６０とによってエンジンフード２０が車体骨格部材３０に支持される。そしてこのエンジンフード２０がダイナミックダンパの質量体（マス）として機能する。ゴム弾性を有する弾性部材７０はフードヒンジ５０を上方に付勢する「ばね」として機能する。これらエンジンフード２０とフードヒンジ５０とフードロック機構６０と弾性部材７０などによって、パワープラント２５から発生する振動を抑制するためのフードダンパ１００が構成されている。

本実施形態のフードダンパ１００は、パワープラント２５から発生する振動が車体骨格部材３０を介してキャビン１２に伝わることによって生じる車内こもり音やノイズの周波数域に応じて所望の制振効果が得られるように、エンジンフード２０に対する弾性部材７０の形状や数、弾性部材７０の位置などが選定され、振動抑制に効果があるようにフードダンパ１００の固有振動数等が調整されている。

図６に示す実線Ｌ１は、摩擦低減部材９０が設けられたフードダンパ１００を有する車両の周波数と車内音との関係を示している。図６中の破線Ｌ２は、フードダンパ１００を有しない車両の周波数と車内音との関係を示している。図６中のＡは、パワープラント２５の振動が原因となって生じる車内こもり音の周波数域である。この周波数域Ａでは、パワープラント２５が生じる振動によって、車体骨格部材３０が振動し、さらにこの振動がウインドシールドガラス１３やダッシュボード、ルーフ１４などのパネルの振動を励起することで、キャビン１２内の空気の圧力変動を生じさせることにより車内音が発生する。

従来のように摩擦低減部材９０が設けられていないフードヒンジを用いた場合には、図６中のＡの周波数域の振動のピークを下げる効果が低下し、車内こもり音が大きくなる原因となっている。特にフードヒンジに錆が生じるなどして動きが悪くなったときに、車両によってはパワープラント２５の振動が車内音の原因となりやすい。

これに対し本実施形態では、摩擦低減部材９０を備えたフードヒンジ５０によって車体骨格部材３０に枢着されたエンジンフード２０と、弾性部材７０とが協働することによるダンピング効果によって、車体骨格部材３０の振動の励起が抑制され、ウインドシールドガラス１３やダッシュボード、ルーフ１４などのパネルの振動を励起されることによる車内音のピーク値を低減させることができている。すなわちエンジンフード２０をダイナミックダンパの質量体として利用する場合に、従来はダンピング機能とは無関係と思われていたフードヒンジ５０に着目して摩擦低減部材９０を追加したことにより、振動抑制効果の高いフードダンパ１００を得ることができた。

なお本発明を実施するに当たり、パワープラント以外の振動発生源を覆うフード部材がフードダンパとして用いられてもよい。エンジンが車体後部に搭載されているリヤエンジン車両の場合には、エンジンフードも車体後部に配置される。またフード部材をはじめとして、フードヒンジやフードロック機構、弾性部材などの車両用フードダンパを構成する各要素の構造や形状、数、材質、デザイン、配置等の具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。

１０…車両、１１…車体、２０…エンジンフード（フード部材）、２１…エンジンルーム、２５…パワープラント、３０…車体骨格部材、５０…フードヒンジ、６０…フードロック機構、７０…弾性部材、８１…固定ヒンジ片、８２…可動ヒンジ片、８３…ヒンジ軸、９０…摩擦低減部材、１００…車両用フードダンパ。

Claims (3)

1. 車体の骨格をなす車体骨格部材と、
   前記車体に設けられたフード部材と、
   前記フード部材の一端側を前記車体骨格部材に回動可能に支持するヒンジ軸を有したフードヒンジと、
   前記フード部材が閉鎖された状態において該フード部材の他端側を前記車体骨格部材に保持するフードロック機構と、
   前記車体とフード部材との間に配置され、閉鎖された状態の前記フード部材を押上げる方向に付勢する弾性部材と、
   前記フードヒンジの摩擦面に配置された摩擦低減部材と、
   を具備したことを特徴とする車両用フードダンパ。
2. 前記フード部材が、エンジンルームを覆うエンジンフードであることを特徴とする請求項１に記載の車両用フードダンパ。
3. 前記摩擦低減部材が、前記ヒンジ軸に設けられた筒部と、前記フードヒンジの固定ヒンジ片と可動ヒンジ片との間に設けられた鍔部とを有したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用フードダンパ。

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