JP2016088236A

JP2016088236A - 自動車用フードパネル

Info

Publication number: JP2016088236A
Application number: JP2014223835A
Authority: JP
Inventors: 横田智也; Tomoya Yokota; 速水宏晃; Hiroaki Hayami
Original assignee: UACJ Corp
Current assignee: UACJ Corp
Priority date: 2014-11-01
Filing date: 2014-11-01
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】歩行者との衝突時において、歩行者の頭部のフード内部への進入を制御可能な構造を有する自動車用フードパネルを提供する。【解決手段】アウターパネルと当該アウターパネルの外周部で接合したインナーパネルとを有する自動車用フードパネルであって、前記アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部を有し、当該閉断面凸部の断面形状が、対面する一対の縦壁と、当該一対の縦壁の上端間にわたって延びる上底と、前記一対の縦壁の下端間にわたって延びる下底とからなり、前記上底の曲率よりも下底の曲率の方が大きいことを特徴とする自動車用フードパネル。【選択図】図１

Description

本発明は自動車用フードパネルに関し、詳細には、歩行者との衝突時において、歩行者の頭部のフード内部への進入を制御可能な構造を有する自動車用フードパネルに関する。

自動車用フードパネルは、アウターパネル、インナーパネル及び補強部材により構成されている。そして、自動車用フードパネルを高剛性とするために、接合されたアウターパネルとインナーパネルの間に空間が設けられている。

現在、パネルの剛性を高め、かつ、歩行者との衝突時における歩行者保護性を向上させるための自動車用フードパネルの構造が多く提案されている。例えば、従来から用いられているビードを車両前後方向に延びるように配置した自動車用フードパネルにおいて、要求される剛性を確保し、また、歩行者と衝突した際の歩行者保護性を向上させる構造が提案されている。

しかしながら、上記のようなビードを用いた構造では、フードパネルと歩行者の衝突時における衝突荷重に対して、車両前後方向に延びたビードの変形剛性が強く、折れ変形し難いという問題があった。

この問題を解決するために、車幅方向に折れビードを配置した構造が提案されている。例えば、特許文献１には、アウターパネル及びインナーパネルからなる自動車用フードパネルにおいて、車幅方向に延びた、複数本のハット型のビードを互いに平行に形成し、歩行者との衝突時に折れ変形を促進させる自動車用フードパネルが提案されている。また、特許文献２、３にも、特許文献１と同様に車幅方向に延びたビードを有する自動車用フードパネルが提案されている。

特開２０１２−２１４０７６号公報特開２０１２−２１０８９０号公報特開２０１０−１１６０７４号公報

しかしながら、歩行者保護性能をより向上させるためには、上記従来技術のようにインナーパネルに車幅方向に延びたビードを配置してアウターパネルと接合、接着しただけの構造としたのでは剛性が不十分であった。そのため、フードパネルに歩行者の頭部が衝突した際に、頭部のフードパネル内部への進入量が大きくなってしまう問題が残った。

本発明は、歩行者との衝突時において、歩行者頭部のフード内部への進入を抑制可能な構造を有する自動車用フードパネルを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は請求項１において、アウターパネルと当該アウターパネルの外周部で接合したインナーパネルとを有する自動車用フードパネルであって、前記アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部を有し、当該閉断面凸部の断面形状が、対面する一対の縦壁と、当該一対の縦壁の上端間にわたって延びる上底と、前記一対の縦壁の下端間にわたって延びる下底とからなり、前記上底の曲率よりも下底の曲率の方が大きいことを特徴とする自動車用フードパネルとした。

本発明は請求項２では請求項１において、前記下底の長手方向における両端部に面状の直辺部を有するものとした。また、請求項３では請求項１又は２において、前記閉断面凸部の長手方向が車幅方向に一致するものとした。また、請求項４では請求項１〜３のいずれか一項において、前記下底のアウターパネル側において、長手方向に延び、かつアウターパネル側に突出するハット型ビードを複数本備えるものとした。

本発明の自動車用フードパネルによれば、インナーパネルの種類に関わらず、従来の構造と比べて張り剛性を増加させることができる。まず、歩行者が自動車フードパネルに衝突した後に歩行者頭部がアウターパネルに衝突する。そして、その後に、アウターパネルとインナーパネルが衝突し、次いでインナーパネルとエンジン等の剛体物が衝突する。

このインナーパネルとエンジン等の剛体物が衝突する際において、アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の断面形状が、一対の縦壁と、対面する当該縦壁の上端同士にわたって延びる上底と、前記縦壁の下端同士にわたって延びる下底とからなり、前記上底の曲率よりも下底の曲率の方が大きい自動車用フードパネルでは、上底の曲率と下底の曲率が同じ場合と比較して、張り剛性が増加しインナーパネルがたわみ難くなる。

その結果、歩行者頭部のフードパネルに対する進入量を低減できる。更に、エンジン等の剛体物と二次衝突した場合には、閉断面凸部の下底の両端部に面状の直辺部を設けることにより、この直辺部における面接触部分を支点としインナーパネルの曲率の相違による張り剛性の高さが十分作用する。その結果、歩行者頭部のフードパネルに対する進入量を更に低減し、底つきを軽減できる効果を奏する。

また、前記閉断面凸部の長手方向が車幅方向に一致することにより、曲率増加による張り剛性の向上効果をパネル全体に与えることができる。

また、前記インナーパネル下底のアウターパネル側において、長手方向に延び、かつアウターパネル側に突出するハット型ビードを複数有することで、歩行者頭部のフードパネル内部への更なる進入量を低減して、更に底つきを軽減する効果が得られる。理由としては、ビードによって張り剛性が向上する作用効果を有するためである。

アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の下底が上底の曲率より大きい態様の自動車用フードパネルを示す断面図である。アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の下底と上底の曲率が同じ態様の自動車用フードパネルを示す断面図である。アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の下底が上底の曲率より大きく、下底がその両端に面状となる直辺部を有する閉断面凸部を有する態様の自動車用フードパネルを示す断面図である。図１において、自動車用フードパネルに対して歩行者頭部インパクターの衝突を模式的に示す断面図である。図２において、自動車用フードパネルに対して歩行者頭部インパクターの衝突を模式的に示す断面図である。図３において、自動車用フードパネルに対して歩行者頭部インパクターの衝突を模式的に示す断面図である。ビードの車幅方向に沿った断面図である。実施例１の数値解析で用いたインナーパネルの上面図である。実施例２の数値解析で用いた車幅方向に伸びるビードを有するインナーパネルの上面図である。

以下に、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明の自動車用フードパネルのアウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の下底が上底の曲率より大きい形態の断面図、図２は閉断面凸部の下底が上底と同じ曲率を有する形態の断面図を示す。また、図３は下底がその両端部に面状となる直辺部を有する形態の閉断面凸部の断面図を示す。

本発明に係る自動車用パネルは図１、３に示すように、パネルの上側のアウターパネル１とパネルの下側のインナーパネル２からなり、アウターパネル１とインナーパネル２からなる閉断面凸部３を有しており、前記閉断面凸部３の上底と下底を繋ぐ縦壁部４を有している。なお、図１〜３において、閉断面凸部の長手方向、すなわち、アウターパネル１とインナーパネル２の長手方向が車幅方向に一致する。

図１に示すように、本発明に係る自動車用フードパネルは、閉断面凸部の縦壁部４に囲まれている下底の曲率が、上低の曲率より大きく形成されている。また、図３に示すように、本発明に係る自動車用フードパネルは、閉断面凸部の下底の長手方向における両端部において面状の直辺部５を有する。すなわち、この面状の直辺部５は、車幅方向である長手方向に沿った短辺と、この長手方向に直交する車長方向に沿った長辺とを二辺とする面状の矩形をなす。

以下に、本発明の自動車用フードパネルにおいて、閉断面凸部のインナーパネル２からなる下底の曲率がアウターパネル１からなる上低の曲率より大きくする効果について説明をする。

本発明に係る閉断面凸部３の下底が上底の曲率より大きい自動車用フードパネルにおいて、歩行者頭部６がアウターパネル１に衝突した際に、エンジン等の剛体７との接触状態を図４に模式的に示す。また、閉断面凸部の下底と上底の曲率が同一の自動車用フードパネルにおいて、歩行者頭部６がアウターパネル１に衝突した際に、エンジン等の剛体７との接触状態を図５に模式的に示す。

図４に示す本発明に係る自動車用フードパネルの構造では、フードパネル上方から歩行者頭部６がこれに衝突した場合において、閉断面凸部の下底曲率が上底曲率に比べて大きい。従って、図５に示す閉断面凸部の下底曲率と上底曲率が同じ構造と比較して、インナーパネル全体の張り剛性が高くなりインナーパネルがたわみ難くなる。その結果、歩行者頭部のフードパネル内部への進入量を抑制することができ、エンジン等の剛体７との二次衝突を回避することができる。

また、図６に示すように、閉断面凸部の下底の曲率が上底の曲率より大きく、かつ、下底がその両端部に面状となる直辺部５を有している自動車用フードパネルでは、下底がエンジン等の剛体６と二次衝突した場合でも、この直辺部５においてエンジン等の剛体７と面接触部分が支点となり、インナーパネル２内で曲率の相違が生じることで、張り剛性の高さがより大きく作用する。これにより、歩行者頭部６のフードパネル内部への更なる進入量を低減して、底つきを軽減する効果が得られる。この直辺部５の寸法としては、車幅方向である長手方向に沿った短辺長さが、下辺の長手方向の全長の１０〜２０％であり、車長方向に沿った長辺長さが下辺の車長方向の全長にわたって延びるものが好適に用いられる。なお、上辺及び下辺（すなわち、フードパネル）の寸法としては、通常、車幅方向の全長が１０００〜１５００ｍｍ、車長方向の全長が１５００〜２０００ｍｍが採用される。

以上のように、本発明ではアウターパネルの上底の曲率よりもインナーパネルの下底の曲率の方を大きくするが、具体的には、下底の曲率半径を１５００〜２５００ｍｍとするのが好ましい。この曲率半径が１５００ｍｍ未満ではプレス成形が困難となる場合があり、２５００ｍｍを超えると頭部進入量の抑制が不十分となる場合がある。

更に、下底の曲率半径を上記のように設定した場合には、上底の曲率半径を３０００〜
３５００ｍｍとするのが好ましい。この曲率半径が３０００ｍｍ未満もしくは３５００ｍｍを超えると頭部進入量の抑制が不十分となる場合がある。

また、下底のアウターパネル側において、長手方向に延び、かつアウターパネル側に突出する図７に示すようなハット型ビード８を複数本設けることにより、歩行者頭部のフードパネル内部への更なる進入量を低減して、底つきを軽減する効果が得られる。その理由は、ハット型のビードは、張り剛性が向上する作用効果を有するためである。

このようなハット型ビード８としては、例えば、その長手方向の長さを車幅方向である下辺の長手方向の全長の６０〜７０％、車長方向に沿った長さを下辺の車長方向の全長の１０〜１５％、突出高さを上底と下底の距離の５０〜６０％とするのが好ましい。なお、本数は特に限定されるものではないが、２〜４本とするのが好ましい。

本発明の自動車用フードパネルの材質には、通常、鋼板、アルミニウム板材などの金属が用いられる。本発明では、上底と下底の曲率が上述のように異なるアウターパネルとインナーパネルを用いる必要があることから、この要件が満たされれば、アウターパネルとインナーパネルに異なる組成の金属材料を用いても良い。しかしながら、単に曲率半径を相異させれば曲率も相異させることができるので、アウターパネルとインナーパネルには同一組成の金属材料を用いるのが好ましい。例えば、軽量性の観点から５０００系合金、６０００系合金などのアルミニウム合金を用いるのが好ましい。

以下において、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１
全長が１０００ｍｍで全幅が１５００ｍｍをなし、前記の寸法を有するアウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部の上底曲率半径が３０００ｍｍ、下底曲率半径が１５００〜３０００ｍｍとした自動車用フードパネルを用意した（表１）。自動車用フードパネルは板材の端部をブランクホルダで挟持し、しわ押え力を加え、上下の金型でプレスすることでプレス成形した。なお、表１のＮｏ．５では、下底がその両端部に面状となる直辺部であって、長手方向に沿った幅が１００ｍｍで上記全長にわたって延びる直辺部をそれぞれ有している。そして、歩行者頭部保護の大人用インパクター試験による数値解析を行った。使用したインナーパネルの上面図を図８に示す。インパクターは、図８のＡの部位に衝突させた。

数値解析では、直径１６５ｍｍ、重量４．５ｋｇのインパクターを６５°の角度で３４ｋｍ／ｈの速度でアウターパネルに衝突させた際における、汎用の動的陽解法の解析コードを用いて、インパクターのフード内部への進入量を求めた。この進入量を表１に併せて示す。パネル材料は、自動車のボディーパネル用の６０００系アルミニウム合金とし、アウターパネルの板厚を０．９ｍｍ、インナーパネルの板厚を０．８ｍｍとした。なお、インパクターの進入量は、インパクターがアウターパネルと衝突した位置を０ｍｍとしてその位置からの距離として求めた。

表１において、Ｎｏ．１〜３、５が本発明に係る自動車用フードパネルであり、比較例となるＮｏ．４のフードパネルと比べて、インパクターの進入量が小さい。特に、インパクターのストローク量の差は、閉断面凸部における下底の曲率半径が小さい程、即ち曲率が大きい程顕著であった。このように本発明に係る自動車用フードパネルの構造とすることにより、インパクターの進入量を低減することができる。また、閉断面凸部の下底がその両端部に面状となる直辺部を有しているＮｏ．５では更に大きな効果が得られた。なお、表１において、インパクターの進入量が１１０ｍｍ未満を合格とし、それ以上を不合格とした。

実施例２
全長、全幅及び曲率半径の大きさを実施例１と同様とし、インナーパネルの下底のアウターパネル側において、長手方向に延び、かつアウターパネル側に突出するハット型ビードを３本設けた。各ハット型ビードとして、長手方向の長さが８００ｍｍ、上記全長方向の長さが１００ｍｍ、突出高さが５０ｍｍのものを用いた。このような自動車用フードパネルを用いて実施例１と同様にして、歩行者頭部保護基準の大人用インパクター試験相当の数値解析を行った。使用したフードパネルの上面図を図９に示す。インパクターは、図９のＡの部位に衝突させた。

上記ハット型のビード８を設けたフードパネルの閉断面凸部の上底の曲率半径、下底の曲率半径及びインパクターのフードパネル内部への進入量を表２に示す。なお、表２のＮｏ．１０では、下底がその両端部に面状となる直辺部を有している。

表２において、Ｎｏ．６〜８、１０は本発明に係る自動車用フードパネルの構造を有しており、比較例となるＮｏ．９のフードパネルと比べて、実施例１と同様に、全般にインパクターの進入量が小さかった。また、閉断面凸部の下底がその両端部に面状となる直辺部を有しているＮｏ．１０では更に大きな効果が得られた。また、実施例２ではハット型のビード８を設けたものを用いたので、これを用いない実施例１に比べて、同じ条件下においてインパクターの進入量を低減できた。なお、表２において、インパクターの進入量が１００ｍｍ未満を合格とし、それ以上を不合格とした。

本発明に係る自動車用フードパネルにより、歩行者との衝突時において、歩行者頭部のフードパネル内部への進入が抑制可能となる。

１…アウターパネル
２…インナーパネル
３…閉断面凸部
４…縦壁部
５…直辺部
６…歩行者頭部
７…エンジン
８…ビード
Ａ…インパクター衝突部位

Claims

アウターパネルと当該アウターパネルの外周部で接合したインナーパネルとを有する自動車用フードパネルであって、前記アウターパネルとインナーパネルからなる閉断面凸部を有し、当該閉断面凸部の断面形状が、対面する一対の縦壁と、当該一対の縦壁の上端間にわたって延びる上底と、前記一対の縦壁の下端間にわたって延びる下底とからなり、前記上底の曲率よりも下底の曲率の方が大きいことを特徴とする自動車用フードパネル。
前記下底の長手方向における両端部に面状の直辺部を有する、請求項１に記載の自動車用フードパネル。
前記閉断面凸部の長手方向が車幅方向に一致する、請求項１又は２に記載の自動車用フードパネル。
前記下底のアウターパネル側において、長手方向に延び、かつアウターパネル側に突出するハット型ビードを複数本備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車用フードパネル。