JP2016088272A - 自動車用フード - Google Patents
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Abstract
【課題】熱可塑性樹脂によって形成されたハニカム構造体の熱変形を抑制する。
【解決手段】自動車用フードは、エンジンルーム11を開閉するフード本体21を備える。フード本体21の少なくとも一部は、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23により構成される。ハニカム構造体23は、隔壁25により互いに区画されて筒状をなす複数のセル27からなるハニカム部24と、ハニカム部24を挟み込んで各セル27を封止する一対の封止板部41,43とを備える。各隔壁25には、隣り合うセル27を連通させる連通部51が形成される。ハニカム構造体23内には、熱硬化性樹脂からなる発泡体が充填される。発泡体は、各セル27内に充填された主発泡体と、各連通部51内に充填され、かつ隣り合う主発泡体を連結する副発泡体とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】自動車用フードは、エンジンルーム11を開閉するフード本体21を備える。フード本体21の少なくとも一部は、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23により構成される。ハニカム構造体23は、隔壁25により互いに区画されて筒状をなす複数のセル27からなるハニカム部24と、ハニカム部24を挟み込んで各セル27を封止する一対の封止板部41,43とを備える。各隔壁25には、隣り合うセル27を連通させる連通部51が形成される。ハニカム構造体23内には、熱硬化性樹脂からなる発泡体が充填される。発泡体は、各セル27内に充填された主発泡体と、各連通部51内に充填され、かつ隣り合う主発泡体を連結する副発泡体とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、自動車のエンジンルーム等の収容室を開閉する自動車用フードに関する。
自動車との接触により、歩行者が倒れて、バンパーや自動車用フード(ボンネット)に接触することがある。そこで、金属製のアウタパネルのエンジンルーム側に金属製のインナパネルを配置した一般的な金属製自動車用フードでは、外部から力が加わった際に接触のエネルギーを吸収する構造が設けられている。
一方、近年では、自動車の燃費向上等の観点から、自動車用フードに対しても、他の部品と同様に軽量化が要求されるようになってきている。そこで、自動車用フードとして、フード本体の少なくとも一部を熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体によって構成したものが考えられている(例えば、特許文献1参照)。ハニカム構造体は、隔壁により互いに区画されて筒状をなす複数のセルからなるハニカム部と、ハニカム部を上下両側から挟み込んで各セルを封止する一対の封止板部とを備える。この場合、上側の封止板部が、上述したアウタパネルに相当する。また、下側の封止板部とハニカム部とを一体に形成したものが、上述したインナパネルに相当する。
この自動車用フードによれば、歩行者との接触によりフード本体に外部から力が加わると、同フード本体が下方へ撓んだり、セルが座屈(潰れ変形)したりすることで、接触のエネルギーが吸収される。接触により歩行者に加わる衝撃が緩和される。また、ハニカム構造体が樹脂によって形成されているため、金属によって形成されたものよりもフード本体が軽量となる。
ところが、ハニカム構造体が熱可塑性樹脂によって形成された自動車用フードでは、耐熱性が充分高いとはいえず、ハニカム構造体が熱により、撓み、垂れ等の変形を起こすおそれがある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱可塑性樹脂によって形成されたハニカム構造体の熱変形を抑制することのできる自動車用フードを提供することにある。
上記課題を解決する自動車用フードは、自動車の収容室を開閉するフード本体を備える自動車用フードであって、前記フード本体の少なくとも一部が、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体により構成され、前記ハニカム構造体が、隔壁により互いに区画されて筒状をなす複数のセルからなるハニカム部と、前記ハニカム部を挟み込んで各セルを封止する一対の封止板部とを備え、少なくとも一部の前記隔壁には、その隔壁を介して隣り合うセルを連通させる連通部が形成され、前記ハニカム構造体内には、熱硬化性樹脂からなる発泡体が充填され、前記発泡体は、前記連通部に面した前記セル内に充填された主発泡体と、前記連通部内に充填され、かつ隣り合う前記主発泡体を連結する副発泡体とを備える。
上記の構成によれば、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体内に、熱硬化性樹脂からなる発泡体が充填されることにより、ハニカム構造体の耐熱性及び強度が発泡体によって補われる。
特に、発泡体はセル内だけでなく、隣り合うセルを連通させる連通部にも充填されている。すなわち、発泡体は、連通部に面したセル内に充填された主発泡体と、連通部内に充填され、かつ隣り合う主発泡体を連結する副発泡体とを備える。そのため、各主発泡体が独立している場合に比べ、発泡体全体の強度が高まり、ハニカム構造体の強度が多く補われる。
その結果、ハニカム構造体は、熱が加わっても、撓み、垂れ等の変形を起こしにくくなる。
上記自動車用フードにおいて、前記連通部は、前記隔壁において、隣の隔壁との境界部分から離れた箇所に形成されていることが好ましい。
上記自動車用フードにおいて、前記連通部は、前記隔壁において、隣の隔壁との境界部分から離れた箇所に形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、隔壁とその隣の隔壁との境界部分の強度が、連通部により低下することが抑制される。
上記自動車用フードにおいて、前記連通部は、前記隔壁において、両封止板部の配列方向の一部にのみ形成されていることが好ましい。
上記自動車用フードにおいて、前記連通部は、前記隔壁において、両封止板部の配列方向の一部にのみ形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、連通部を形成することによる強度低下が、連通部が隔壁において両封止板部の配列方向の全部に形成された場合よりも少なくなり、隔壁、ひいてはセルの必要な強度を確保することが可能となる。
上記自動車用フードにおいて、前記発泡体は、各セル及び各封止板部のうち同発泡体に面する箇所を被着面とし、同被着面に対し接着されていることが好ましい。
上記の構成によれば、発泡体がハニカム構造体に接着されることで、ハニカム構造体と発泡体とが一体となり、ハニカム構造体の強度が発泡体によってより多く補われる。
上記の構成によれば、発泡体がハニカム構造体に接着されることで、ハニカム構造体と発泡体とが一体となり、ハニカム構造体の強度が発泡体によってより多く補われる。
しかも、セル及び各封止板部のうち発泡体に面する箇所が被着面とされ、ここに同発泡体が接着されることで、より広い面で接着が行なわれる。そのため、ハニカム構造体の強度がより多く補われる。
上記自動車用フードにおいて、前記被着面には、前記発泡体との接着性を高めるための表面処理が施されており、同被着面に前記発泡体が接着されていることが好ましい。
ここで、接着性を高めるための表面処理としては、例えば、フレーム処理、プライマー処理、プラズマ処理等が挙げられる。
ここで、接着性を高めるための表面処理としては、例えば、フレーム処理、プライマー処理、プラズマ処理等が挙げられる。
上記の構成によれば、被着面に表面処理が施されることにより、同被着面の発泡体との接着性が高められ、同発泡体がセル及び封止板部の各被着面に好適に接着される。
上記自動車用フードによれば、熱可塑性樹脂によって形成されたハニカム構造体の熱変形を抑制することができる。
以下、自動車用フードの一実施形態について、図1〜図9を参照して説明する。
なお、以下の記載においては、自動車の前進方向を前方として説明し、自動車の後進方向を後方として説明する。また、上下方向は自動車の上下方向を意味する。
なお、以下の記載においては、自動車の前進方向を前方として説明し、自動車の後進方向を後方として説明する。また、上下方向は自動車の上下方向を意味する。
図2に示すように、本実施形態の自動車用フード20が適用される自動車は、前部にエンジンルーム11を有している。エンジンルーム11は、特許請求の範囲における「収容室」に該当するものであり、ここには、エンジン、各種補機、トランスミッション等といった硬質の被収容物12が配置されている。なお、図2は、自動車用フード20と被収容物12との位置関係を説明するための図であり、同自動車用フード20の構成については概念的に図示されている。
自動車用フード20の主要部は、図2及び図9に示すフード本体21によって構成されている。自動車用フード20は、上記フード本体21のほかに、図示しないフードヒンジ、フードロックストライカ等を備えている。フードヒンジは、フード本体21がエンジンルーム11の上部開口部を開閉し得るように、同フード本体21を車体に支持する。フード本体21は、閉鎖時には、エンジンルーム11内の上記各種被収容物12を覆う。フードロックストライカは、車体に設けられたフードロック(図示略)に係止されることで、フード本体21を、エンジンルーム11を閉鎖した状態に保持(ロック)する。
図1に示すように、フード本体21の主要部はハニカム構造体23によって構成されている。ハニカム構造体23は、ハニカム部24と一対の封止板部41,43とからなり、全体がポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹脂によって形成されている。
図1及び図8に示すように、ハニカム部24は、複数の隔壁25により互いに区画された多角筒状(本実施形態では六角筒状)をなす複数のセル26,27からなる。各隔壁25は略上下方向へ延びている。隣り合うセル27は、1つの隔壁25を共通にしている。隣り合うセル26についても同様である。
なお、本実施形態では、ハニカム部24の後縁部と、車幅方向の両側縁部とについては、比較的小さな複数のセル26によって構成されているが、それ以外の多くの部分は上記セル26よりも大きな複数のセル27によって構成されている。これらの2種類の大きさのセル26,27のうち、後者のセル27は、後述する連通部51が形成され、かつ発泡体53が充填される対象とされている。
封止板部41,43は、ハニカム部24を、被収容物12から遠い側(上側)と、同被収容物12に近い側(下側)との両側から挟み込んで各セル26,27を封止している。
ハニカム部24と下側の封止板部43とは、射出成形を行なうことにより一体に形成されている。また、上側の封止板部41は、射出成形を行なうことによって、上記ハニカム部24及び下側の封止板部43とは別に形成されている。ここでは、ハニカム部24と封止板部43とが一体となったものをインナパネル44といい、上側の封止板部41をアウタパネル42というものとする。アウタパネル42の上面42aは、フード本体21の意匠面を構成している。
ハニカム部24と下側の封止板部43とは、射出成形を行なうことにより一体に形成されている。また、上側の封止板部41は、射出成形を行なうことによって、上記ハニカム部24及び下側の封止板部43とは別に形成されている。ここでは、ハニカム部24と封止板部43とが一体となったものをインナパネル44といい、上側の封止板部41をアウタパネル42というものとする。アウタパネル42の上面42aは、フード本体21の意匠面を構成している。
アウタパネル42の下面の外周縁部と、インナパネル44の外周縁部45(図5、図6参照)とは、接着剤61によって接着されている。なお、ハニカム部24は、各セル27の上端面においてアウタパネル42の下面に接着されていない。
上記ハニカム構造体23は、封止板部41,43に加わってそれらを曲げようとする力を、ハニカム部24を伸縮させる力に変えることによって高い強度を発揮する。ハニカム構造体23には、剛性(面剛性)が高く変形しにくいという特徴がある。
各隔壁25には、アウタパネル42を通じて下方へ向かう外力が加わった場合のエネルギーを吸収する吸収部として、主吸収部31及び副吸収部35が設けられている。外力が加わる状況としては、例えば、自動車との接触により、歩行者が倒れ込んで、その頭部等が、自動車用フード20に接触した場合等が挙げられる。
図1及び図3に示すように、各主吸収部31は、各隔壁25において、隣の隔壁25との境界部分とは異なる箇所、すなわち、各隔壁25の多くの部分に設けられている。各主吸収部31は、アウタパネル42の近傍に設けられた1段目の第1吸収部32と、その第1吸収部32の下側に設けられ、かつ第1吸収部32よりも高い強度を有する第2吸収部33とによって構成されている。
図1及び図4に示すように、各副吸収部35は、隣り合う隔壁25の境界部分、表現を変えるとセル27の各角部に設けられている。各副吸収部35は、アウタパネル42の近傍に設けられた1段目の第1吸収部36と、その第1吸収部36の下側に設けられ、かつ第1吸収部36よりも高い強度を有する第2吸収部37とによって構成されている。第1吸収部36は円筒状をなし、第2吸収部37は第1吸収部36よりも大径の円筒状をなしている。
ところで、図1及び図3に示すように、上記ハニカム部24における各隔壁25には、隣り合うセル27を連通させる連通部51が形成されている。各連通部51は、隣の隔壁25との境界部分である副吸収部35から離れた箇所であって、隔壁25の上下方向の一部のみを切り欠くことによって形成されている。より詳しくは、各連通部51は、各主吸収部31における第1吸収部32の上部であって、隣り合う一対の副吸収部35の各々から離れた箇所に形成されている。各連通部51を副吸収部35から離れた箇所に形成するのは、副吸収部35の強度が、連通部51によって低下するのを抑制するためである。また、各連通部51を隔壁25の上下方向の一部のみに形成するのは、連通部51の形成に起因する強度低下を、連通部51が隔壁25の上下方向の全部に形成された場合よりも少なくするためである。各連通部51は、下側ほど間隔が狭くなる一対の傾斜面52を有している。これは、インナパネル44を成形した後に連通部51から金型をスムーズに離型させるためである。
さらに、図3及び図4に示すように、各セル27及び各連通部51には、硬質の発泡体53が充填された状態で形成されている。この発泡体53を区別する必要がある場合には、各セル27内に位置するものを主発泡体54といい、各連通部51内に位置するものを副発泡体55というものとする。隣り合う一対の主発泡体54は、それらの間の副発泡体55によって連結されている。この連結により、発泡体53は、複数の主発泡体54が複数の副発泡体55を介して繋がった一体物となっている。
発泡の対象となる材料は、ウレタン、エポキシ、フェノール等の熱硬化性樹脂である。本実施形態では、ウレタンによって硬質の発泡体53が形成されている。この発泡体53は、ポリオール及びイソシアネートといった2種類の主原料に触媒、発泡剤、整泡剤等を混合して、泡化反応及び樹脂化反応を同時に行なわせて得られる樹脂発泡体である。この発泡体53は、隣り合う気泡が互いに独立してなる独立気泡構造を有している。
各セル27及び各封止板部41,43のうち主発泡体54及び副発泡体55に面する箇所は被着面56とされている。
ここで、PP等のポリオレフィン系の合成樹脂は、表面の極性が小さく、化学的に安定で、有機溶剤に浸されにくいという性質を有している。そのため、何ら表面処理が行なわれないと、表面のぬれが充分でなく、接着性が高くない。そこで、本実施形態では、各被着面56に対し、発泡体53との接着性を高めるための表面処理が施されている。この表面処理としては、例えば、フレーム処理、プライマー処理、プラズマ処理等が挙げられる。フレーム処理は、火炎によって各被着面56を酸化することにより、接着性を高める方法である。プライマー処理は、PP等のポリオレフィン系の合成樹脂に対して接着性が良好なコーティング材(プライマー:下塗り剤)を、各被着面56に塗布する方法である。プラズマ処理は、真空下で処理ガスを用い、グロー放電により物理的に各被着面56を改質する方法である。
ここで、PP等のポリオレフィン系の合成樹脂は、表面の極性が小さく、化学的に安定で、有機溶剤に浸されにくいという性質を有している。そのため、何ら表面処理が行なわれないと、表面のぬれが充分でなく、接着性が高くない。そこで、本実施形態では、各被着面56に対し、発泡体53との接着性を高めるための表面処理が施されている。この表面処理としては、例えば、フレーム処理、プライマー処理、プラズマ処理等が挙げられる。フレーム処理は、火炎によって各被着面56を酸化することにより、接着性を高める方法である。プライマー処理は、PP等のポリオレフィン系の合成樹脂に対して接着性が良好なコーティング材(プライマー:下塗り剤)を、各被着面56に塗布する方法である。プラズマ処理は、真空下で処理ガスを用い、グロー放電により物理的に各被着面56を改質する方法である。
そして、各主発泡体54及び各副発泡体55は、上記表面処理の施された各被着面56に対し接着されている。
上記構成を有する自動車用フード20は、図5〜図9に示す工程を経て製造される。なお、図5〜図9では、細部についての図示、例えば、主吸収部31の第2吸収部33、副吸収部35等の図示が省略されている。
上記構成を有する自動車用フード20は、図5〜図9に示す工程を経て製造される。なお、図5〜図9では、細部についての図示、例えば、主吸収部31の第2吸収部33、副吸収部35等の図示が省略されている。
まず、アウタパネル42及びインナパネル44がそれぞれ準備される。アウタパネル42の下面に対し、接着性を高めるための上述した表面処理が施される。また、図5に示すように、インナパネル44において、セル27を構成する隔壁25の側面と、下側の封止板部43の上面とに対し、接着性を高めるための上述した表面処理が行なわれる。
次に、図6に示すように、インナパネル44の上面の外周縁部45に対し、接着剤61が塗布される。この接着剤61としては、例えば、1液型のウレタンエラストマー接着剤が用いられる。接着剤61の塗布に際しては、例えば接着剤61の充填されたカートリッジ62が用いられる。このカートリッジ62が外周縁部45に沿って移動させられながら、そのカートリッジ62の先端部62aから接着剤61が押し出されて、外周縁部45に付着される。
続いて、図7に示すように、発泡体53を形成するための2種類の主原料(ポリオール及びイソシアネート)、触媒、発泡剤、整泡剤等がミキシングヘッド装置63によって混合され、その混合により得られた混合液64が吐出部63aから吐出される。これらの混合及び吐出は、ミキシングヘッド装置63が、同図7において二点鎖線で示すように、複数のセル27の上方を通る経路65に沿って移動させられながら行なわれる。吐出された混合液64は、各セル27や連通部51に注入される。
この際、ミキシングヘッド装置63は、必ずしも全てのセル27の上方を通る必要はない。連通部51が、セル27内から隣のセル27への混合液64の流動を許容することから、各セル27内に注入された混合液64の中には、自身の流動性により、連通部51を通って隣のセル27内に流入するものがあるからである。この点で、本実施形態は、各隔壁25に連通部51が形成されていないものと大きく異なる。連通部51が形成されていないと、隣り合うセル27間で混合液64の移動が起こりにくいことから、全てのセル27を対象として混合液64を注入する必要がある。また、各セル27への混合液64の供給量をセル27毎に管理する必要がある。この管理が適切に行なわれないと、セル27間での混合液64の注入量のばらつきが大きくなり、発泡体53の密度に偏りが生ずる。
しかし、本実施形態では、一部のセル27に対し混合液64を注入することで、他のセル27に対し必要な量の混合液64を注入することが可能である。各々のセル27について混合液64の注入量を管理しなくてもよい。また、多くのセル27に対し、比較的少ないばらつきでもって混合液64を注入することが可能である。
図8に示すように、混合液64の注入されたハニカム部24の上方からアウタパネル42が下降させられる。インナパネル44の上面の外周縁部45(図5、図6参照)とアウタパネル42の下面の外周縁部とが合致するように位置合わせが行なわれながら、同アウタパネル42がインナパネル44に押付けられる。この押付けは、主吸収部31における第1吸収部32の上端面と副吸収部35における第1吸収部36の上端面とがアウタパネル42の下面に接触又は接近するまで行なわれる。この押付けにより、所定のセル27の充填に関わらない混合液64は、そのセル27から連通部51を通って押し出されることで、封止板部41,43間において、図8において矢印で示すように押し広げられる。
一方で、時間の経過に伴い混合液64において泡化反応及び樹脂化反応が進む。これらの反応は、混合液64が直接注入されたセル27や連通部51にとどまらず、そのセル27から押し出されて、流入した別のセル27や連通部51でも行なわれる。
そして、混合液64の上記泡化反応及び樹脂化反応により、図3に示すように、各セル27内に主発泡体54が充填された状態で形成されるとともに、隣り合う主発泡体54を繋ぐ副発泡体55が各連通部51内に充填された状態で形成される。複数の主発泡体54と複数の副発泡体55とが一体となった硬質の発泡体53が形成される。この際、発泡体53がハニカム構造体23に接着されることで、ハニカム構造体23と発泡体53とが一体となる。
しかも、セル27及び封止板部41,43の各被着面56に発泡体53が接着される。一方、各被着面56に表面処理が施されることにより、同被着面56の発泡体53との接着性が高められている。そのため、発泡体53がセル27及び封止板部41,43の各被着面56に好適に接着される。
上記各被着面56での発泡体53との接着により、各セル27内が空洞であって、同セル27の上端面に封止板部41が接着される場合(特許文献1がこれに該当する)や、発泡体53がハニカム構造体23に接着されない場合(外周縁部45でのみ接着される場合)に比べ、広い面で接着が行なわれる。
一方で、接着剤61が硬化し、アウタパネル42の下面の外周縁部がインナパネル44の上面の外周縁部45に接着される。また、これら発泡体53や接着剤61は、アウタパネル42とインナパネル44とが押付けられた状態で加温されることにより、硬化を促進され、接着に要する時間が短縮される。
これらのインナパネル44及びアウタパネル42の外周縁部45同士の接着と、発泡体53のハニカム構造体23に対する被着面56での接着とにより、アウタパネル42がインナパネル44に接合されて、図9に示す、目的とするフード本体21が得られる。
次に、本実施形態の自動車用フード20の作用について説明する。
この自動車用フード20では、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23内に、熱硬化性樹脂からなる発泡体53が充填されることにより、ハニカム構造体23の耐熱性及び強度が発泡体53によって補われる。発泡体53が充填されない場合、すなわち、各セル27内が空洞である場合よりもフード本体21の耐熱性及び強度、特に曲げ強さが高められる。
この自動車用フード20では、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23内に、熱硬化性樹脂からなる発泡体53が充填されることにより、ハニカム構造体23の耐熱性及び強度が発泡体53によって補われる。発泡体53が充填されない場合、すなわち、各セル27内が空洞である場合よりもフード本体21の耐熱性及び強度、特に曲げ強さが高められる。
また、発泡体53として、主発泡体54が各セル27内に充填された状態で形成されるだけでなく、副発泡体55が連通部51内に充填された状態で形成されている。そのため、発泡体53が、各セル27内に形成された主発泡体54のみによって構成される場合、すなわち、隣り合う主発泡体54が繋がっておらず互いに独立している場合に比べ、発泡体53全体の強度が高くなる。その結果、ハニカム構造体23の強度が発泡体53によって多く補われ、同ハニカム構造体23は、熱が加わっても、撓み、垂れ等の変形を起こしにくい。
また、発泡体53はハニカム構造体23に接着されていて、同ハニカム構造体23に一体となっている。しかも、発泡体53の接着は、セル27及び封止板部41,43の各被着面56に対しなされている。このように、広い面で接着が行なわれていることから、ハニカム構造体23の強度がこの点でも多く補われる。さらに、表面処理が施されることで各被着面56の発泡体53との接着性が高められていることから、発泡体53がセル27及び封止板部41,43の各被着面56に好適に接着される。
ところで、自動車の歩行者との接触により、歩行者が倒れ込んで、その頭部等が、自動車用フード20に接触し、外力が加わった場合、フード本体21が下方へ撓む。また、図3に示す主吸収部31では、第2吸収部33よりも強度の低い第1吸収部32がまず変形してエネルギーを吸収する。その後に第2吸収部33が変形してエネルギーをさらに吸収する。これらの2段にわたるエネルギー吸収により、歩行者に加わる衝撃が小さくなる。
また、図4に示す副吸収部35では、第2吸収部37よりも強度の低い第1吸収部36がまず変形してエネルギーを吸収し、その後に第2吸収部37が変形してエネルギーをさらに吸収する。これらの2段にわたるエネルギー吸収により、歩行者に加わる衝撃が一層小さくなる。
上記主吸収部31及び副吸収部35の変形は、発泡体53の変形を伴ってなされる。この発泡体53の変形によっても、衝突のエネルギーが吸収され、歩行者に加わる衝撃が一層小さくなる。
さらに、本実施形態の自動車用フード20は、以下の構成を採用したことにより軽量となる。
・フード本体21の略全体が、ハニカム部24を封止板部41,43によって上下両側から挟み込んでなるハニカム構造体23によって形成されていること。
・フード本体21の略全体が、ハニカム部24を封止板部41,43によって上下両側から挟み込んでなるハニカム構造体23によって形成されていること。
・各セル26,27が六角筒状に形成されていること。各セル26,27の内部空間の容積が採り得る最大容積となり、セル26,27の材料が少なくてすむ。このことは、ハニカム構造体23がより軽くなることに繋がる。
・ハニカム構造体23の構成部材である上側の封止板部41、ハニカム部24及び下側の封止板部43がいずれも樹脂によって形成されていること。
以上のことから、本実施形態の自動車用フード20は、金属製のアウタパネルの下側(エンジンルーム側)に金属製のインナパネルを配置した一般的な金属製自動車用フードよりも軽量となる。また、本実施形態の自動車用フード20は、フード本体の略全体が金属製のハニカム構造体によって形成されたものに比べても軽量となる。その結果、自動車を作動させるために必要なエネルギーが少なくてすみ、自動車の燃費向上を図るうえで有効である。
以上のことから、本実施形態の自動車用フード20は、金属製のアウタパネルの下側(エンジンルーム側)に金属製のインナパネルを配置した一般的な金属製自動車用フードよりも軽量となる。また、本実施形態の自動車用フード20は、フード本体の略全体が金属製のハニカム構造体によって形成されたものに比べても軽量となる。その結果、自動車を作動させるために必要なエネルギーが少なくてすみ、自動車の燃費向上を図るうえで有効である。
なお、発泡体53が付加された分、同発泡体53のないものよりも自動車用フード20の重量が増す。しかし、発泡体53の付加に伴う重量の増加量は最小限ですむ。これは、発泡体53が多数の気泡を含んでいて、それ自体軽量であるからである。また、発泡体53を付加することで曲げ剛性を増大できる。異方性がない、又は少ない、等方的な剛性の自動車用フード20を設計する場合、封止板部41,43の板厚を薄くでき、この重量減により自動車用フード20全体の重量増加をさらに微少に抑えることができる。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)フード本体21の略全体を、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23によって構成する。ハニカム構造体23を、隔壁25により互いに区画されて筒状をなす複数のセル26,27からなるハニカム部24と、ハニカム部24を上下両側から挟み込んで各セル26,27を封止する一対の封止板部41,43とによって構成する。そして、そのハニカム構造体23内に、熱硬化性樹脂からなる発泡体53を充填している(図1、図3、図8)。
(1)フード本体21の略全体を、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体23によって構成する。ハニカム構造体23を、隔壁25により互いに区画されて筒状をなす複数のセル26,27からなるハニカム部24と、ハニカム部24を上下両側から挟み込んで各セル26,27を封止する一対の封止板部41,43とによって構成する。そして、そのハニカム構造体23内に、熱硬化性樹脂からなる発泡体53を充填している(図1、図3、図8)。
そのため、ハニカム構造体23の耐熱性及び強度、特に曲げ強さを、発泡体53を付加した構造によって補うことができる。その結果、熱が加わっても、ハニカム構造体23が撓み、垂れ等の変形を起こすのを抑制することができる。
(2)各セル27内に主発泡体54を充填する。各隔壁25に、隣り合うセル27を連通させる連通部51を形成し、この連通部51に副発泡体55を充填する。そして、隣り合う主発泡体54を副発泡体55によって連結している(図1、図3)。このようにして、隣り合う主発泡体54を副発泡体55によって連結することで、主発泡体54及び副発泡体55が一体となった発泡体53を形成している。そして、この発泡体53を上下両側からアウタパネル42及びインナパネル44によって挟み込むことで、フード本体21を三層構造にしている(図2、図3)。
そのため、各隔壁25に連通部51が形成されず、主発泡体54のみによって発泡体53が形成された場合に比べ、発泡体53の強度を高め、ハニカム構造体23の強度を一層多く補うことができる。
(3)各連通部51を、各隔壁25において隣の隔壁25との境界部分(副吸収部35)から離れた箇所に形成している(図1)。
そのため、上記境界部分(副吸収部35)の強度が、連通部51により低下するのを抑制することができる。
そのため、上記境界部分(副吸収部35)の強度が、連通部51により低下するのを抑制することができる。
(4)各連通部51を、各隔壁25において、両封止板部41,43の配列方向(上下方向)の一部である上部にのみ形成している(図1、図3)。
そのため、連通部51の形成に起因する強度低下を、連通部51が上記配列方向(上下方向)の全部に形成された場合よりも少なくし、隔壁25、ひいてはセル27の必要な強度を確保することができる。
そのため、連通部51の形成に起因する強度低下を、連通部51が上記配列方向(上下方向)の全部に形成された場合よりも少なくし、隔壁25、ひいてはセル27の必要な強度を確保することができる。
(5)各セル27及び各封止板部41,43のうち発泡体53に面する箇所を被着面56とし、これらに同発泡体53を接着させている(図3)。
このように、発泡体53をハニカム構造体23に接着することで両者を一体にすることができ、ハニカム構造体23の強度を発泡体53によって補うことができる。発泡体53がハニカム構造体23に接着されていない場合に比べ、フード本体21の強度を高めることができる。また、発泡体53がハニカム構造体23内でがたつくのを抑制することができる。
このように、発泡体53をハニカム構造体23に接着することで両者を一体にすることができ、ハニカム構造体23の強度を発泡体53によって補うことができる。発泡体53がハニカム構造体23に接着されていない場合に比べ、フード本体21の強度を高めることができる。また、発泡体53がハニカム構造体23内でがたつくのを抑制することができる。
しかも、セル27及び各封止板部41,43の各被着面56に発泡体53を接着させているため、より広い面で接着を行なうことができ、ハニカム構造体23の強度をより一層多く補うことができる。
(6)各被着面56に、発泡体53との接着性を高めるための表面処理を施し(図5)、同被着面56に発泡体53を接着させている(図3、図4)。
そのため、発泡体53をセル27及び封止板部41,43の各被着面56に好適に接着させることができる。
そのため、発泡体53をセル27及び封止板部41,43の各被着面56に好適に接着させることができる。
(7)アウタパネル42を、セル27が空洞となったインナパネル44に接合させるために、各セル27の上端面を接着剤によってアウタパネル42の下面に接着した場合、すなわち、アウタパネル42の下面のわずかな部分を被着面56とした場合には、熱に起因する膨張及び収縮により、アウタパネル42の上面に接着跡が浮き出てくるおそれがある。
この点、本実施形態では、アウタパネル42の下面のうち、セル27の上端面に接触しない箇所を被着面56とし、ここに発泡体53を接着させている。そのため、アウタパネル42の下面の多くの部分が発泡体53との接着に関わることとなり、熱で膨張及び収縮しても、アウタパネル42の上面に接着跡が浮き出にくい。
アウタパネル42の下面のうち、連通部51に対応する箇所も被着面56となる。この箇所の分、被着面56の面積が広くなる。従って、接着跡がより一層浮き出にくくなる。
なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
<アウタパネル42とインナパネル44との接合態様>
・アウタパネル42の下面の外周縁部と、インナパネル44の上面の外周縁部45とは、接着に代えて溶着によって接合されてもよい。
・アウタパネル42の下面の外周縁部と、インナパネル44の上面の外周縁部45とは、接着に代えて溶着によって接合されてもよい。
<発泡体53について>
・発泡体53は半硬質に形成されてもよい。このようにすると、アウタパネル42を通じて外力が加わった場合に、そのエネルギーを発泡体53の変形によって、より多く吸収することが可能となる。衝撃吸収性能が高まり、少ない変形量で頭部傷害値(HIC)を小さくすることができる。その結果、自動車用フード20の設置位置を低くして、硬質の被収容物12との間隔D(図2参照)を狭めることができる。自動車用フード20の設置位置を低くすることは、自動車の外観を良好にするうえで有効である。
・発泡体53は半硬質に形成されてもよい。このようにすると、アウタパネル42を通じて外力が加わった場合に、そのエネルギーを発泡体53の変形によって、より多く吸収することが可能となる。衝撃吸収性能が高まり、少ない変形量で頭部傷害値(HIC)を小さくすることができる。その結果、自動車用フード20の設置位置を低くして、硬質の被収容物12との間隔D(図2参照)を狭めることができる。自動車用フード20の設置位置を低くすることは、自動車の外観を良好にするうえで有効である。
なお、発泡体53の硬さ(硬質、半硬質)は、主原料や助剤の種類、発泡反応の種類等を適宜選択することにより変更可能である。
・発泡体53の気泡構造は、独立気泡及び連続気泡のいずれであってもよい。
・発泡体53の気泡構造は、独立気泡及び連続気泡のいずれであってもよい。
<ハニカム構造体23について>
・フード本体21は、上記のように、その略全体がハニカム構造体23によって形成されてもよいし、一部のみがハニカム構造体23によって形成されてもよい。
・フード本体21は、上記のように、その略全体がハニカム構造体23によって形成されてもよいし、一部のみがハニカム構造体23によって形成されてもよい。
・下側の封止板部43に代えて、上側の封止板部41がハニカム部24と一体に形成されてもよい。
・ハニカム構造体23におけるハニカム部24は、大きさの異なる3種類以上のセルによって構成されてもよいし、1種類のセルによって構成されてもよい。後者の場合、例えば、図5における全てのセルが大きい方のセル27によって構成されてもよい。この場合、変更された分のセル27に対しても発泡体53が充填される。
・ハニカム構造体23におけるハニカム部24は、大きさの異なる3種類以上のセルによって構成されてもよいし、1種類のセルによって構成されてもよい。後者の場合、例えば、図5における全てのセルが大きい方のセル27によって構成されてもよい。この場合、変更された分のセル27に対しても発泡体53が充填される。
・ハニカム構造体23を構成する各セル27は、六角形以外の多角形の筒状をなすものであってもよい。図12(a)は、各セル27が四角形(正方形)の筒状に形成された例を示し、図12(b),(c)は、各セル27が三角形の筒状に形成された例を示している。ただし、図12(b)では、各セル27が二等辺三角形の筒状に形成されているのに対し、図12(c)では、各セル27が正三角形の筒状に形成されている。このように各セル27の平面形上が変更された場合にも、上記実施形態と同様の効果が得られる。
<吸収部について>
・主吸収部31及び副吸収部35の少なくとも一方が省略されてもよい、図10は、主吸収部31及び副吸収部35の両方が省略されたインナパネル44を示している。この場合にも、各連通部51は、各隔壁25において、隣の隔壁25との境界部分(角部)から離れた箇所に形成されることが好ましい。また、各連通部51は、各隔壁25において、上下方向の一部にのみ形成されることが好ましい。
・主吸収部31及び副吸収部35の少なくとも一方が省略されてもよい、図10は、主吸収部31及び副吸収部35の両方が省略されたインナパネル44を示している。この場合にも、各連通部51は、各隔壁25において、隣の隔壁25との境界部分(角部)から離れた箇所に形成されることが好ましい。また、各連通部51は、各隔壁25において、上下方向の一部にのみ形成されることが好ましい。
・主吸収部31における第1吸収部32及び第2吸収部33の少なくとも一方にスリットが形成されてもよい。図11はスリット34が第2吸収部33に形成された例を示している。このようにすると、第1吸収部32及び第2吸収部33の強度は、スリット34が形成されることで低下する。これに伴い、スリット34が形成された第2吸収部33が変形しやすくなって、主吸収部31が吸収し得るエネルギーの量が、スリット34の形成されていないものとは異なってくる。
従って、スリット34を適宜形成することで、自動車用フード20のエネルギー吸収性能を簡単に調整することが可能である。自動車の種別毎に要求されるエネルギー吸収性能が異なっていても、第1吸収部32及び第2吸収部33からなる基本構造を維持しつつ、スリット34を形成することで簡単に対応することができる。
また、第1吸収部32及び第2吸収部33のうちスリット34が形成されたものは、スリット34が形成されないものに比べ軽量となる。
ところで、スリット34が形成された場合には、発泡体53の形成に際し、スリット34がテープ等によって塞がれ、この状態で混合液64が注入されることが好ましい。
ところで、スリット34が形成された場合には、発泡体53の形成に際し、スリット34がテープ等によって塞がれ、この状態で混合液64が注入されることが好ましい。
なお、副吸収部35についても上記と同様のスリットが第1吸収部36及び第2吸収部37の少なくとも一方に形成されてもよい。
<連通部51について>
・各連通部51は、各隔壁25において隣の隔壁25との境界部分(副吸収部35)から離れた箇所であることを条件に、第1吸収部32の上部に代えて下部や上下方向の中間部に形成されてもよい。この場合、各連通部51は、隣り合うセル27間を連通させる孔によって構成される。
<連通部51について>
・各連通部51は、各隔壁25において隣の隔壁25との境界部分(副吸収部35)から離れた箇所であることを条件に、第1吸収部32の上部に代えて下部や上下方向の中間部に形成されてもよい。この場合、各連通部51は、隣り合うセル27間を連通させる孔によって構成される。
・各連通部51は、隔壁25において隣の隔壁25との境界部分(副吸収部35)から離れた箇所であることを条件に、第1吸収部32において隣り合う副吸収部35を結ぶ方向の複数箇所に形成されてもよい。
<その他>
・自動車用フード20によって開閉される収容室としては、上記実施形態で説明したエンジンルーム11が代表的である。それ以外の収容室としては、例えば、次のものが挙げられる。
・自動車用フード20によって開閉される収容室としては、上記実施形態で説明したエンジンルーム11が代表的である。それ以外の収容室としては、例えば、次のものが挙げられる。
車体の後部に荷室(トランクルーム)が設けられている自動車では、この荷室が収容室の対象となり得る。
また、車体の後部にエンジンを搭載し、後輪を駆動する方式(RR方式)の自動車の場合、車体の前部に荷室(トランクルーム)が設けられているが、この荷室も収容室となり得る。
また、車体の後部にエンジンを搭載し、後輪を駆動する方式(RR方式)の自動車の場合、車体の前部に荷室(トランクルーム)が設けられているが、この荷室も収容室となり得る。
車体の前部に荷室が設けられた電気自動車についても上記と同様である。この場合、荷室が収容室となり得る。
11…エンジンルーム(収容室)、20…自動車用フード、21…フード本体、23…ハニカム構造体、24…ハニカム部、25…隔壁、26,27…セル、41,43…封止板部、51…連通部、53…発泡体、54…主発泡体、55…副発泡体、56…被着面。
Claims (5)
- 自動車の収容室を開閉するフード本体を備える自動車用フードであって、
前記フード本体の少なくとも一部が、熱可塑性樹脂からなるハニカム構造体により構成され、
前記ハニカム構造体が、隔壁により互いに区画されて筒状をなす複数のセルからなるハニカム部と、前記ハニカム部を挟み込んで各セルを封止する一対の封止板部とを備え、
少なくとも一部の前記隔壁には、その隔壁を介して隣り合うセルを連通させる連通部が形成され、
前記ハニカム構造体内には、熱硬化性樹脂からなる発泡体が充填され、
前記発泡体は、前記連通部に面した前記セル内に充填された主発泡体と、前記連通部内に充填され、かつ隣り合う前記主発泡体を連結する副発泡体とを備える自動車用フード。 - 前記連通部は、前記隔壁において、隣の隔壁との境界部分から離れた箇所に形成されている請求項1に記載の自動車用フード。
- 前記連通部は、前記隔壁において、両封止板部の配列方向の一部にのみ形成されている請求項1又は2に記載の自動車用フード。
- 前記発泡体は、各セル及び各封止板部のうち同発泡体に面する箇所を被着面とし、同被着面に対し接着されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動車用フード。
- 前記被着面には、前記発泡体との接着性を高めるための表面処理が施されており、同被着面に前記発泡体が接着されている請求項4に記載の自動車用フード。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014224580A JP2016088272A (ja) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 自動車用フード |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110154703A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 东莞职业技术学院 | 复合填充蜂窝铝芯及采用该铝芯的汽车车门 |
CN110154974A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 东莞职业技术学院 | 用于提高行人安全性的汽车发动机罩 |
CN112319621A (zh) * | 2019-07-19 | 2021-02-05 | 沃尔沃汽车公司 | 用于解耦的行人安全与耐用性的汽车发动机罩 |
JP2022536841A (ja) * | 2019-06-11 | 2022-08-19 | テイジン オートモーティブ テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 複合材料車両構成要素構成物 |
-
2014
- 2014-11-04 JP JP2014224580A patent/JP2016088272A/ja active Pending
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