JP2018070130A

JP2018070130A - エンボス面部状の外装単位パネル

Info

Publication number: JP2018070130A
Application number: JP2016225491A
Authority: JP
Inventors: 博夫市川; Hiroo Ichikawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10

Abstract

【課題】乗用車における外装単位パネルについて、その軽量化と低廉化と共に、衝突時の安全性と走行時の空気抵抗の低減とあわせ外観デザインの高度化を図ることが本発明の課題である。【解決手段】外装Ａ単位パネルにおいて、そのパネル主要部のプレート材に対して広範囲に密集する立体波形群からなるエンボス面部を形成することにより、上記課題が解決された。【選択図】図２

Description

本発明は乗用車外装単位パネルのエンボス状面部形成に関する。

従来例として、乗用車などの各種外装単位パネルは、局所的な帯状もしくは大ブロック状の隆起面部又は陥没面部を設けられたとしても、そのパネル主要部のプレート材が原則として平坦面部又は大湾曲面部として形成されることを常とした複数の単位パネルからなることを特徴としている。平坦状もしくは大湾曲状のプレート材からなる従来型の外装単位パネルは、面外の外力に対して充分な曲げ応力が得られない為、プレート材に厚手の金属シート資材又は薄手の特殊金属シート資材を採用したり、プレート材背面に別途補強材を設けることを余儀なくされてきた。その結果として、外装全パネルとその周辺において、プレート材関連のコストアップと共に、燃費削減に不都合な総重量の肥大による乗用車価値の低迷が指摘されて来た。

本発明の課題とは、前記従来の乗用車の外装パネルに関わり、その軽量化と低廉化と共に燃費の削減を同時に可能とする技術の提供がメインテーマであり、それにとどまらず外装パネルなどに本来期待されているのは、衝突時の安全性と走行時の空気抵抗の低減、そして外観デザインの刷新・高度化であり、そのための外装パネル技術の提供がサブテーマである。

乗用車に装備される外装単位パネルは、大きくＡ，Ｂ２種の単位パネルに区分され、Ａ単位パネルにおいてそのパネル面主要部のプレート材が広範囲に密集する立体波形群からなるエンボス面部として形成されるとともに、その主要部を囲周する周縁部のプレート材が、平坦面部又は大湾曲面部として形成される事を特徴とし、かたやＢ単位パネルにおいて、その全プレート材が該エンボス面部を設けられない平坦面部又は大湾曲面部などとして形成されることを特徴としたＡ，Ｂ２種構成の外装単位パネルを提供して本課題が解決される。

本発明による乗用車の外装単位パネルにおいては、従来車用外装単位パネルでは不可能視されてきた以下５本の複合的な効果・効用が得られた。まず一番目は、その本来的役割機能を損なうことなくパネル自体の面外剛性を高めると共に軽量化を実現し、二番目には、剛性強度と軽量化を図りつつ資材費・加工費を抑えた。三番目には、走行時空気抵抗を低減させ、四番目には、乗用車の衝突時における人身ダメージの軽減のために有効なパネルの座屈変形を可能とした。五番目には、これまでに見られなかった次世代型カーイメージにふさわしい外装パネルの新意匠デザインを提供し得た。

従来例における外装単位パネルとその乗用車の斜視図。実施例１における外装単位パネルとその乗用車の斜視図。実施例２における外装単位パネルとその乗用車の斜視図。実施例３における外装単位パネルとその乗用車の斜視図。実施例４における外装単位パネルとその乗用車の斜視図。実施例１のＡ単位パネルにおけるエンボス面部として形成された実施例５のプレート部分２方向断面斜視図。実施例５のプレート部分平面図。実施例１のＡ単位パネルにおけるエンボス面部として形成された実施例５のプレート部分断面斜視図。実施例１のＡ単位パネルにおけるエンボス面部として形成された実施例６のプレート部分断面斜視図。実施例１のＡ単位パネルにおけるエンボス面部として形成された実施例７のプレート部分断面斜視図。実施例１のＡ単位パネルにおけるエンボス面部として形成された実施例８のプレート部分断面斜視図。

用語の説明

【外装単位パネル】とは、ボンネット（フロント、リヤ）パネル，ルーフパネル，フエンダーパネル，ドアパネル，ボトムパネルなどからなる。
【Ａ単位パネル】とは、フロント・リヤパネル，ルーフパネル，ドアパネル，ボトムパネルの全て又はその一部からなる。
【Ｂ単位パネル】とは、フエンダーパネル，フロント・リヤパネル，ルーフパネル，ドアパネル，ボトムパネルの全て又はその一部からなる。
【プレート】とは、各単位パネルの全体面部であり、折り返し部・取付部は含まれない。
【シート】とは、各プレートを構成する単葉状又は複層又は複合状の資材。

本発明の実施例においてその最大の特徴は、乗用車などの各種外装単位パネルがＡ，Ｂ２種の単位パネルに分けられ、そのＡ単位パネルのプレート面上に広範囲に密集する立体波群からなるエンボス面部を形成されること。好ましくは、Ａ単位パネルにおいて、そのエンボス面部がエンボス面部を設けられない平坦面部又は大湾曲面部により部分的又は全面的に囲周されることである。

第２の特徴は、上記立体波かたち群からなるエンボス面部には様々な形態があり、大きく２種類に類別されること。まずシリンダー状エンボス面部であり、それにはプレート面上に並列直行式、並列大・中・小各湾曲式、並列蛇行式としたものや、格子状交差式とした連続型又は断続型のシリンダー状溝からなる立体波形群として形成されるもの。次にはシエル状エンボス面部であり、それにはプレート面上に各々独立する円形，楕円形，多辺形又は自由曲線形とした相互に断続，分散型のシエル状隆起，陥没からなる立体波形群として形成されるものがある。この他に上記各平面波形群を適宜選択組合せて得られる各種エンボス面部も容易に考案されて本発明の実施例に含まれる。

上記Ａ単位パネルのプレートを構成する資材シートには、各種金属シート，各種合成樹脂シートや強化繊維入り各種合成樹脂シートなどが用いられると共に、各種シートの構成方法にはエンボス面部を形成された各種資材が単葉シートとして採用される単層型、エンボス面部を形成された各種資材が組み合わされて一体化される複葉シートとして採用される重層型，エンボス面部を形成された各種資材とかたや形成されない平坦状各種資材とが各種組合わされ一体化された複葉シートとして採用される複合型などがあり、その他に様々な資材の組合わせが容易に考案されていずれも本発明の外装パネルに有効である。
〈従来例の説明〉

図１には、従来型乗用車の斜視図とその外装単位パネルが示されており、この他に多様な乗用車の従来例があるが、いずれも外装単位パネルのプレート面部の基本的形成方法に大きな変化が見られずすべて同一である。
主な外装パネルであるフロント・リヤボンネット，ルーフ，フエンダー，ドアなどの単位パネルは、外郭線Ｏ_１により区画されると共に平坦又は大湾曲面１として形成され、さらにフロントボンネット，ドア，フエンダーなどの各単位面の局部には、大型の隆起部Ｏ_２が形成されている。

図示されていないが、単位パネルのプレート資材には、面外曲げ強度を大とする高張力性の特殊鋼鈑の単葉シートなどが採用されており、更にフロント・リヤボンネット，ドアなどの平坦面の大きな単位パネルは、その裏面側面に設けられた補強材により各単位パネルの面外曲げ変形を抑止すべく強化されている。それは衝突事故時などのダメージを最小限とすべく設けられた方策である。

その様な配慮により、外装パネルとその周辺部材の重量が肥大化しやすく、乗用車の燃費性能の低下をきたしていた。片やフロントボンネットパネルにおいて、面外剛性が大きすぎると、衝突時に座屈しにくいパネル形態がそのまま運転席に突入し、人身事故に至る危険が指摘されている。
又、表面を平坦状かつ平滑状として設けられる大規模な各単位パネル面が、車走行時の空気抵抗を大とするため、燃費性能の低下をきたすと知られている。
さらには、街並風景を反射光影として映りませ流動させる鏡面とした従来車の外装デザインには、陳腐さとその限界を指摘されてきた。

〈資材と形態構成〉
図２の本発明実施例１においては、従来例である図１の乗用車の外装構成と各単位パネルの輪郭外形部は同等であると示され、フロントボンネット，ルーフ，ドアなどのＡ単位パネルのみに本発明の立体波形群からなるエンボス面部が形成されて示される。いずれのエンボス面部も、車走行方向軸と一致しない傾斜軸を持つ並列直行式シリンダー状の立体波形群が、各Ａ単位パネルの主要部プレートに設けられ、そのエンボス面周辺部には、原則として平坦面又は大湾曲面部が取り囲む様に設けられることを特徴としている。なお図中には、記号２がＡ単位パネルのエンボス面部、記号１が周辺の平坦面部であると共にＢ単位パネルの全体面部、記号Ｏ_１が各単位パネルの輪郭線が示される。

図３の本発明実施例２においては、実施例１と同様な乗用車の外装全体構成とし、フロント，ルーフ，ドアなどのＡ各単位パネルのみに本発明の立体波形群からなるエンボス面部が形成されて示される。いずれのエンボス面部も並列蛇行式シリンダー状の立体波形群が、各Ａ単位パネルの主要部プレートに設けられ、そのエンボス面周辺部には、原則として平坦面部が取り囲む様に設けられることを特徴としている。なお図中には、記号２がＡ単位パネルのエンボス面部、記号１が周辺の平坦面部であると共に、Ｂ単位パネルの全体面部、記号Ｏ_１が各単位パネルの輪郭線が示される。

図４の本発明実施例３においては、その外装の全体構成を実施図１，２とはいささか異にしている。フロントボンネット，リヤボンネット，ルーフ，ドアなどのＡ単位パネルのみに本発明の立体波形からなるエンボス面部が形成されて示される。
いずれのエンボス面も車の走行方向軸に直交・交差する軸を持つ並列直行式シリンダー状の立体波形群が、各Ａ単位パネルの主要部プレートに設けられ、そのエンボス面周辺部には、原則として平坦面部又は大湾曲面部が取り囲む様に設けられることを特徴としている。なお図中には、記号２がＡ単位パネルのエンボス面部，記号１が周辺面部又はＢ単位パネルの全体面部、記号Ｏ_１が各単位パネルの輪郭線などとして示されている。

図５の本発明・実施例４においては、図２，３，４の各乗用車とは全く別物である外装パネル構成が示されている。フロント・リヤボンネット，ルーフ，ドアなどのＡ単位パネルのみに本発明の立体波形からなるエンボス面部が形成されて示される。いずれのエンボス面も独立分散型の円形シエル状立体波形群として各Ａ単位パネルの主要部に設けられ、さらにそのエンボス面周辺部には、原則として平坦面部又は大湾曲面部が取り囲む様に設けられることを特徴としている。なお図中には、記号２がＡ単位パネルのエンボス面部、記号１が周辺面部又はＢ単位パネルの全体面部、記号Ｏ_１が各単位パネルの輪郭線などとして示されている。

図６，図７の本発明・実施例５には、実施例１に示されるエンボス面部が形成された所定単位パネルのプレートと、その部分詳細が示されており、その部分プレートＰ_１は単位パネルの周辺部に相当し、エンボス面部２とそれを囲周平坦部１が隣接して設けられる。
図８，図９の本発明・実施例６，７には、実施例１に示される単葉シートからなるプレートＰ_１をして並列直行式シリンダー状の立体波形群により形成されたエンボス面部の部分断面が示されている。図８は、なだらかな波形断面とされ、図９は折曲波形を組込まれた断面とされるいずれも単層型パネルである。この他に実施例１，２，３，４，５に示される様々な立体波形と共に平面波形とされたプレートＰ_１が容易に考案され、いずれも本発明に有効である。

図１０，図１１の本発明・実施例８，９には、実施例１にある複葉シートからなる各プレートＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３をして並列直行式シリンダー状の立体波形群により形成されたエンボス面部の部分断面斜視図が示され、図１０には３葉プレートＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３が同一立体波形状面部として設けられて相互一体化される重層型パネルが示され、図１１にはプレートＰ_１が立体波形状面部として、プレートＰ_２が平坦状又は大湾曲状面部として設けられて、相互一体化される複層型パネルが示されている。なお実施例８，９に示される各プレートＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３においてすべてのプレートが単位パネルの全プレート面部に設けられるものと、図示されていないがその一部プレートが単位パネルの全面部に設けられ、残りのプレートが単位パネルの限られた面部に設けられるものがあり、いずれも本発明の実施例として有効である。この他に実施例２，３，４，５に示される様々な立体波形状面部と共に平坦状もしくは大湾曲状面部を各々設けられたプレートＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３が相互一体化される複層型パネルがあり、いずれも本発明に有効である。
〈本発明のエンボス面部加工方法〉

本発明による各種立体波形群からなるエンボス面部とした外装単位パネルの形成加工方法に多様なものがある。
第一には、外装単位パネルの熱間又は冷間プレス加工の所定段階のオス・メス両成形型においてあらかじめ本発明の各実施例にある各種立体波形群状の彫刻を設けることにより、金属，強化繊維入り合成樹脂の平板シート資材をプレス加工せしめ、本発明・実施例の単位パネルが得られる方法があり、第二にはホットメルト状の強化繊維入り合成樹脂をして、本発明・実施例の各種立体波形群状の彫刻を設けられた射出成形型に注入後、冷却して本発明の実施例の単位パネルが得られる方法などある。又この他に様々な成形加工方法があり、いずれも容易に考案され本発明に有効である。
〈作用と効果〉

本発明の実施例１・２・３・４・５・６に示される所定の外装単位パネルはいずれも主要面部のプレートが、広範囲に密集立体波形群からなる各種エンボス面部を形成されて得られる事を特徴としている。図２の実施例１のフロント・ボンネットパネルを本発明の代表例として着目し、図１の従来例のフロント・ボンネットパネルとの比較により、その作用・効果の差異を説明する。
［比較テスト１−１］図２に示される並列直行式シリンダー状とした波形群のエンボス面部２においては、そのシリンダー軸（ｘ方向）の面外曲げ剛性が、従来例のそれと比べ著しく向上し、かたやシリンダー直交軸（ｙ方向）の面外曲げ剛性が従来例のそれと比べ大きく低減され、結果としてはｘ・ｙ合成方向においては、本実施例１のプレート資材は、そのプレート材質，肉厚を同等とした従来例よりも優れた面外曲げ剛性を得られる事が本テストにより明らかとなった。
［比較テスト１−２］車の走行逆方向からの面内外力を加えるテストにより、本実施例１のプレート資材において、シリンダー状波形にそう整然とした座屈変形が発生する為、不測なる座屈変形を余儀なくされた従来例とは大きく異なり、万一の運転衝突時における運転者のダメージを抑止得て効果的であることが確認された。
［比較テスト２］同等なプレート資材による実施例１と従来例の各パネルについて、車走行方向に対応した面内方向の風洞実験の結果、実施例のパネルプレート上のエンボス面部において、微小渦流の発生によるディプル効果に準ずるものが見られ、従来例の平滑面部にはその発生はなかった。
［比較テスト３］エンボス面部が適宜配置された本実施例１と、配置されない実施例の外観イメージをコンピューター動画比較した結果、前者には新鮮な歯切れよさを、後者には見慣れた力動感を感ぜられた。

テスト１−１により、外装パネルとそのプレート資材に同等のｘ・ｙ合成方向の面外剛性を求めた場合、本実施例にはプレート資材の軽量化とコストカットに加え、車燃費の削減が得られる。テスト２により、本実施例の外装パネルにうける空気抵抗の低減と燃費の削減が得られる。テスト３により、波形エンボス面部により高速次世代車にふさわしい空力性能とそのイメージと共に、低速の街並みをゆく端正な新和風ビート感覚を併せ持つ。

本発明の技術は、広範囲に密集する立体波形群からなるエンボス面部を形成される自動車用の外装単位パネルなどに限られることなく、様々な分野の外装単位パネルにも広く応用され効果的である。中高速移動する乗り物として、バス，列車，船舶，航空機又は風車などの各種外装単位パネルに対して本技術を適用することにより、流体抵抗値を、燃費を削減すると共にパネルプレートの軽量化と資材コストを低減し得てさらに歯切れの良い外観イメージを提供して効果的である。
また屋内の冷蔵庫，洗濯機，クーラーなどの外装パネルに対本技術を用いることにより、パネルプレートの溥肉化とその軽量化と共にインテリヤと調和したイメージを提供出来る。

Ｏ_１各単位パネルの外郭線又は単位パネルの接合線
Ｏ_２各平坦状又は大湾曲状単位パネル上の大型隆起面部又は大型陥没面部
１各単位パネルの平坦状面部又は大湾曲状面部
２各単位パネルの各種立体波形群からなるエンボス面部
Ｐ_１各単位パネルの単葉プレートその１
Ｐ_２各単位パネルの単葉プレートその２
Ｐ_３各単位パネルの単葉プレートその３

Claims

乗用車に装備される各種外装単位パネルは、Ａ，Ｂ２種の単位パネルに区分され、Ａ単位パネルにおいてそのパネル面主要部のプレート材が広範囲に密集する立体波形群からなるエンボス面部として形成されるとともに、その主要部を囲周する周縁部のプレート材が、平坦面部又は大湾曲面部として形成される事を特徴とし、かたやＢ単位パネルにおいて、その全プレート材該エンボス面部を設けられない平坦面部又は大湾曲面部などとして形成されることを特徴としたＡ，Ｂ２種構成の外装単位パネル。