JP2023068057A - 自動車フード - Google Patents

Abstract

【課題】自動車フードにおいて軽量化を達成しつつ、十分な張り剛性および耐デント性を確保する。【解決手段】自動車フード１は、パネル２と、補強部材３と、パネル２と補強部材３とを接合している接合部４とを有する。補強部材３は、六角形の環状の複数のユニット７が最密に配置された構造を含む。ユニット７は、床１１と、縦壁１２と、天板１３と、を有する。床１１はパネル２に隣接している。天板１３とパネル２とは離隔している。縦壁１２は、床１１と天板１３の間に配置されている。ユニット７の六角形の環状の第１稜線３１が縦壁１２と床１１の間に位置している。第１稜線３１の１辺の長さＬ１は４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下である。【選択図】 図６

Description

本開示は、自動車フードに関する。

自動車フードが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１には、車両のフードパネル構造が開示されている。このフードパネル構造は、歩行者がフードパネルに衝突したときに歩行者に与える傷害値を低減することを主眼としている。

特許文献２には、自動車用外装品としての自動車用フードが開示されている。この自動車用フードは、歩行者が自動車用フードに接触したときに、自動車の内方へ少ない量変形するだけで接触のエネルギーを吸収することを主眼としている。

特開２００５－１９３８６３号公報 特開２０１７－１５５３号公報

自動車フードは、更なる軽量化、張り剛性の向上、および、耐デント性の向上を要求されている。しかしながら、軽量化のために鋼板製の自動車フードのパネルを０．６ｍｍより薄くすると、張り剛性と耐デント性の双方が無視できないほどに低下する。

特許文献１，２の何れにおいても、軽量化を達成しつつ十分な張り剛性と耐デント性の双方を確保する観点での課題および構成は、何ら開示されていない。

本開示の目的の一つは、自動車フードにおいて軽量化を達成しつつ、パネルの十分な張り剛性および耐デント性を確保することにある。

本開示は、下記の自動車フードを要旨とする。

（１）パネルと、
補強部材と、
前記パネルと前記補強部材とを接合している接合部と、を備え、
前記補強部材は、六角形の環状の複数のユニットが最密に配置された構造を含み、
前記ユニットは、床と、縦壁と、天板と、を有し、
前記床は、前記パネルに隣接し、
前記天板と前記パネルとは離隔しており、
前記縦壁は、前記床と前記天板の間に配置され、
前記ユニットの六角形の環状の稜線が前記縦壁と前記床の間にあり、
前記床は、前記環状のユニットの中央を中心とする環状の端部を有し、
前記六角形の環状の前記稜線の一辺の長さは４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下である、
自動車フード。

（２）前記稜線は、前記縦壁における前記床側の端部の稜線である前記（１）に記載の自動車フード。

（３）前記六角形の環状のユニットの６辺のうち、前記接合部と接している前記辺は、前記辺の延びる方向に関して、前記辺の２０％以上の範囲に亘って前記接合部と接している前記（１）または（２）に記載の自動車フード。

（４）前記パネルは、鋼板であり、前記パネルの板厚が０．３５ｍｍ～０．６０ｍｍである前記（１）～（３）の何れか１項に記載の自動車フード。

（５）前記パネルは、アルミ合金板であり、
前記パネルの板厚が０．５０ｍｍ～１．００ｍｍである、前記（１）～（３）の何れか１項に記載の自動車フード。

本開示によれば、自動車フードにおいて軽量化を達成しつつ、十分な張り剛性および耐デント性を確保できる。

図１は、本開示の一実施形態に係る自動車フードの模式的な分解斜視図である。 図２は、自動車フードの補強部材の平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図であり、断面の背後に現れる部分の図示を省略している。 図５は、図３の一部を拡大した図である。 図６は、自動車フードの一つのユニットの周辺を拡大した平面図である。 図７は、自動車フードの一つのユニットの周辺を拡大した斜視図である。 図８は、自動車フードにおける接合部の配置の一例を説明するための図である。 図９は、本開示の第１変形例の主要部を示す概念的な平面図であり、接合部が設けられる箇所を示している。 図１０は、本開示の第２変形例の主要部を示す概念的な平面図であり、接合部が設けられる箇所を示している。 図１１は、本開示の第３変形例の主要部を示す概念的な平面図であり、接合部が設けられる箇所を示している。 図１２は、本開示の第４変形例の主要部を示す断面図である。

以下では、まず、本開示を想到するに至った経緯を説明し、次に、実施形態を詳細に説明する。

［本開示を想到するに至った経緯］
本明細書では、張り剛性は、比較的ゆるやかな曲面を持つとともに板厚に対して表面積が非常に大きなプレス成形品、例えば、自動車フードの外側のパネルに、外部から力が作用した場合の、当該パネルの剛性をいう。張り剛性は、パネルを手で押したときの、弾力的な抵抗感やたわみ変形の感覚に対応する。この特性は通常、荷重をかけた際のたわみ量で表され、一定の荷重をかけた際のたわみ量が小さいほど、張り剛性が高い。

本明細書では、耐デント性は、何らかの原因でパネルに局所的な荷重が加わった場合、この荷重を除去した後におけるくぼみ（デント）の残留のし難さをいう。実際の自動車のボディでは、ドアなどの外側パネルを指や手のひらで強く押した場合、あるいは走行中に飛び石が当たった場合などに発生する。デントは、パネルにおいて荷重が付加された箇所が塑性変形することで発生する。したがって、パネルへの負荷時におけるパネルのひずみが一定の大きさに達すると、除荷後にもひずみが残留し、デントが発生する。パネルに一定の残留ひずみを発生させる荷重の最小値をデント荷重と言い、デント荷重が大きい方が耐デント性に優れる。

自動車フードにおいては、パネルの板厚を薄くすればするほど、張り剛性と耐デント性の双方が低下する。そして、従来、自動車フードに関して、軽量化を達成しつつ張り剛性と耐デント性の双方を十分に確保するという観点を主眼とした改良が行われているとはいえない。

軽量化、張り剛性、および、耐デント性について、より具体的に説明する。まず、張り剛性の定義は、前述した通りである。すなわち、張り剛性とはパネルのたわみにくさである。例えば、自動車フードのパネルを手で押したとき、張り剛性が高いとパネルがたわみにくい。また、耐デント性の定義は前述した通りである。すなわち、耐デント性とは凹み疵のつきにくさである。例えば、小石がパネルに当たったとき、耐デント性が低いとパネルに容易に凹み疵がつく。

近年、自動車の軽量化のため、自動車を構成する部材の高強度化が進んでいる。一般に、部材の強度（引張強さ）を高めれば、部材の薄肉化ができる。その結果、部材を軽量化できると考えられている。しかし、自動車のパネル等の外装材には、このような、高強度化による軽量化が単純に成り立つわけではない。なぜなら、自動車の外装材に要求される張り剛性と耐デント性は、外装材の強度だけで決まるわけではないからである。

上述した、自動車フードの外側のパネルにおける張り剛性が反映される、たわみの発生は、主にパネルの弾性率と板厚に依存する。そして、鋼板において、低強度材も高強度材もヤング率の値に差が無い。故に、単に低強度材を高強度材に置き換えても張り剛性は改善しない。一方で、低強度材を高強度材に置き換えると、塑性変形に対する耐性の一種である耐デント性は、向上する。しかしながら、耐デント性に対する鋼材強度の影響は、耐デント性に対するパネルの板厚の影響と比べて格段に小さい。よって、単に低強度材を高強度材に置き換えても、耐デント性の向上は、さほど期待できない。

また、パネルの張り剛性と耐デント性について、パネルの板厚との関係をさらに述べると、パネルを薄くすると、前述したように、張り剛性と耐デント性の双方が低下する。故に、張り剛性と耐デント性を確保しつつ軽量化するには限界がある。その限界とされるパネルの厚さは鋼板製の場合で０．６５ｍｍ程度である。しかし、軽量化のために自動車のパネルが０．６５ｍｍより薄くなることが望まれている。

しかし、パネルの板厚を０．６５ｍｍよりも薄くすることは、現在のところなされていない。なぜなら、パネルの板厚を薄くするほど、ワックス掛け等のために手でパネルに触れた際のパネルのたわみ量が大きくなるからである。換言すると、自動車に高級感を感じられなくなるためである。一方で、このようなたわみを抑制したり、衝突時に歩行者に対する傷害を軽減するために、パネルのうち車両内面側に補強部材を取り付けることが、これまでなされている。

補強部材を用いてパネルの張り剛性を向上するためには、補強部材の剛性を高くすることが好ましい。しかしながら、補強部材の剛性を高くするために補強部材の板厚を大きくすると、補強部材が重くなり、自動車フードの軽量化にとって好ましくない。また、耐デント性は補強部材の剛性を高めても向上するとは限らない。このような課題があるため、単に補強部材を用いても、自動車フードを軽量化しつつ、張り剛性および耐デント性の双方を確保することは、困難である。

本願発明者は、鋭意研究の結果、上記の問題点に着目するに至り、更なる鋭意研究を行った。そして、自動車フードの補強部材として、強度と重量のバランスを考慮してハニカム構造を採用するという着想を得た。しかしながら、単にハニカム構造を採用することのみでは、高い張り剛性と高い耐デント性の双方を確保するのに不十分である。なぜならば、ハニカム構造を構成する六角形の環状のユニットにおける一辺の長さが短いほど、パネルの支持スパンをより短くできるため、張り剛性の向上には好ましい。一方、上記一辺の長さが短か過ぎると、パネルの弾性的なたわみの許容値が小さくなるため、耐デント性が低下する。さらに、上記一辺の長さが短いほど、補強部材の質量密度が高くなり、補強部材が重くなる。本願発明者は、補強部材をハニカム構造で形成することを想到した後も、鋭意研究を続けることで初めて、上述の知見を得るに至った。そして、この知見を基に、軽量化、張り剛性の確保、および、耐デント性の確保の全てを満たす構成を想到するに至った。すなわち、以下に一例が示される本開示を想到した。

［実施形態の説明］
以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本開示の一実施形態に係る自動車フード１の模式的な分解斜視図である。図２は、自動車フード１の補強部材３の平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図であり、断面の背後に現れる部分の図示を省略している。なお、図３および図４では、図２では現れていないパネル２を想像線である２点鎖線で示している。

図５は、図３の一部を拡大した図である。図６は、自動車フード１の一つのユニット７の周辺を拡大した平面図である。図６では、中央の一つのユニット７以外の他のユニット７は、中央のユニット７と識別し易いように、中央のユニット７よりも細い線で図示している。図７は、自動車フード１の一つのユニット７の周辺を拡大した斜視図である。図８は、自動車フード１における接合部４の配置の一例を説明するための図である。以下では、特記なき場合、図１～図８を適宜参照して説明する。

自動車フード１は、自動車の前部に設けられるフロントフードであり、ボンネットとも称される。自動車フード１が設けられる自動車は、例えば、乗用車である。上記乗用車の一例として、セダン型乗用車、クーペ型乗用車、ハッチバック型乗用車、ミニバン型乗用車、SUV（Sport Utility Vehicle）型乗用車等を挙げることができる。

なお、本明細書では、自動車フード１が自動車に装着され且つ自動車フード１が閉じられているときを基準として、前後、左右、および、上下をいう。前とは、自動車が前進する方向である。後とは、自動車が後進する方向である。右とは、前進中の自動車が右折するときの当該自動車の転回方向である。左とは、前進中の自動車が左折するときの当該自動車の転回方向である。また、本実施形態では、自動車フード１が装着される自動車の車幅方向を車幅方向Ｘという。また、自動車フード１が装着される自動車の車長方向を車長方向Ｙという。また、自動車フード１が装着される自動車の車高方向を車高方向Ｚという。

自動車フード１は、パネル２と、補強部材３と、パネル２と補強部材３とを接合している接合部４と、を有している。

パネル２は、自動車フード１において自動車の外面の一部を構成する部分である。パネル２は、例えば、軟鋼板または高張力鋼板等の金属材料で形成されている。高張力鋼板として、引張強さ３４０ＭＰａ以上の鋼板を例示でき、好ましくは、４４０ＭＰａ～５９０ＭＰａの鋼板を例示できる。パネル２は、例えば、一枚の鋼板をプレス加工すること等により形成されている。パネル２の板厚ｔ１（鋼板の板厚）は、０．６０ｍｍ以下に設定されており、好ましくは、０．５０ｍｍ以下に設定されており、より好ましくは、０．４０ｍｍ以下に設定されている。パネル２の板厚ｔ１の下限は、好ましくは、０．３５ｍｍである。パネル２の板厚ｔ１は、例えば、０．３５ｍｍ～０．６０ｍｍである。このように、パネル２の板厚を薄くするほど、自動車フード１をより軽くできる。

パネル２は、アルミニウム合金板であってもよい。この場合、パネル２の板厚は、鋼板製のパネル２の板厚に対して張り剛性および耐デント性の観点から等価な値に設定される。より具体的には、張り剛性は、材料のヤング率と板厚とに依存する。また、耐デント性は、材料の降伏応力と板厚とに依存する。よって、アルミニウム合金板のパネル２の板厚が、鋼板製のパネル２の板厚の略１．５～１．６倍であれば、張り剛性および耐デント性の観点からアルミニウム合金製のパネル２と鋼板製のパネル２とが等価であるといえる。

パネル２がアルミニウム合金板である場合、引張強さ２５０ＭＰａ以上のアルミニウム合金板を例示でき、好ましくは、３００ＭＰａ～３５０ＭＰａのアルミニウム合金板を例示できる。この場合のパネル２の板厚ｔ１（アルミニウム合金板の板厚）は、１．００ｍｍ以下に設定されており、好ましくは、０．８０ｍｍ以下に設定されており、より好ましくは、０．６４ｍｍ以下に設定されている。パネル２の板厚ｔ１の下限は、好ましくは、０．５０ｍｍである。パネル２の板厚ｔ１は、例えば、０．５０ｍｍ～１．００ｍｍである。

パネル２の形状には特に制約は無い。なお、本実施形態では、パネル２は、中央部が車高方向Ｚの上方に凸の形状である。

補強部材３は、パネル２の下面２ａに接合されることでこのパネル２を補強している。これにより、補強部材３は、パネル２の張り剛性および耐デント性の双方を高めている。すなわち、本実施形態では、パネル２の張り剛性および耐デント性は、パネル２の板厚を大きくすることで確保するのではなく、補強部材３により確保されている。補強部材３は、例えば、鋼板等の金属材料で形成されている。補強部材３は、例えば、一枚の鋼板をプレス加工することにより形成されている。補強部材３は、一体成形品であってもよいし、複数の部材同士を接合することで形成されていてもよい。本実施形態では、補強部材３は、一体成形品である。補強部材３の板厚ｔ２（鋼板の板厚）は、好ましくは、０．３ｍｍ～０．８ｍｍである。補強部材３の板厚ｔ２の上限は、好ましくは０．６ｍｍである。補強部材３の板厚ｔ２は、パネル２の板厚ｔ１未満であってもよいし、パネル２の板厚ｔ１と同じであってもよいし、パネル２の板厚ｔ１より大きくてもよい。

補強部材３は、アルミニウム合金板であってもよい。この場合、補強部材３の板厚は、鋼板の補強部材３の板厚に対して張り剛性および耐デント性の観点から等価な値に設定される。このため、パネル２の場合と同様に、アルミニウム合金製の補強部材３の板厚が、鋼板製の補強部材３の板厚の略１．５～１．６倍であれば、張り剛性および耐デント性の観点からアルミニウム合金製の補強部材３と鋼板製の補強部材３とが等価であるといえる。補強部材３がアルミニウム合金製の場合、補強部材３の板厚ｔ１（アルミニウム合金板の板厚）は、０．４～１．３ｍｍである。補強部材３の板厚ｔ２の上限は、好ましくは１．０ｍｍである。

補強部材３は、外周部５と、この外周部５に取り囲まれるように配置されたハニカム構造体６と、を有している。

外周部５は、パネル２の外周部に沿って配置された部分である。パネル２がエンジンルームを閉じているとき、パネル５の外周縁部５ａは、パネル２の外周部とともに車体（図示せず）に受けられている。これにより、パネル２の上面２ｂに作用する荷重は、補強部材３を介して車体に受けられる。外周部５の内周縁部５ｂは、ハニカム構造体６を取り囲むように配置されハニカム構造体６と結合されている部分である。

ハニカム構造体６は、パネル２の上面２ｂに作用する荷重を受けるために設けられた立体構造を有している。ハニカム構造体６は、断面Ｖ字形状（断面ハット形状）の部材を組み合わせることで形成されている。

ハニカム構造体６は、複数のユニット７と、外周部５の内周縁部５ｂに隣接し当該外周部５に連続する複数の部分ユニット８と、を有している。

補強部材３の外周部５に隣接するユニット７は、直接、または、部分ユニット８を介して外周部５に接続されている。

部分ユニット８は、六角形のユニット７の円周方向に沿ってユニット７の一部分を切り取った構成に相当する構成を有している。部分ユニット８は、ユニット７の後述する辺部１０と同様の辺部を有している。そして、この辺部が外周部５の内周縁部５ｂに連続している。

各ユニット７は、車高方向Ｚの平面視で六角形の環状に形成されている。これ以降、単に平面視と表現する場合、車高方向Ｚの平面視を意味する。本実施形態では、各ユニット７は、実質的に正六角形に形成されている。正六角形とは、各辺の長さがすべて等しく、内角も１２０度と一定な六角形である。また、「実質的に正六角形」とは、本明細書では、パネル２の張り剛性の観点および耐デント性の観点において、正六角形として扱うことができる六角形をいう。各ユニット７の形状は、実質的に同じに形成されている。なお、この場合の「実質的に同じ」とは、パネル２の湾曲形状に合わせた形状に各ユニット７の形状が合わせられている点以外の構成が同じであることを示している。

各ユニット７は、正六角形以外の六角形に形成されていてもよい。正六角形以外の六角形として、各辺の長さが不均一な六角形、および、内角が１２０度で統一されていない六角形を例示できる。各辺の長さが不均一な六角形として、前端辺の長さおよび後端辺の長さが所定の第１長さに設定され、且つ、第１長さとは異なる所定の第２長さにそれぞれ設定された四辺を有する六角形を例示できる。

ハニカム構造体６は、六角形の環状のユニット７が複数最密に配置された構造を有している。この場合の「最密」とは、ユニット７の各辺部１０が隣接する他のユニット７を有している場合に、当該他のユニット７の１つの辺部１０と隙間無く配置されていることをいう。具体的にはユニット７は他のユニットと天板１３の中で区画されている。図６に示されているように、天板１３の先端１３ｂが、当該先端１３ｂを含む天板１３の境界を形成している。この境界は、平面視で六角形状に形成されている。このような最密六角形配置がされていることにより、ハニカム構造体６は、平面視における全領域において車高方向Ｚを含む、あらゆる方向の荷重に略同様に抗することができる。

複数のユニット７は、本実施形態では、全体として車幅方向Ｘに対称に形成されている。具体的には、ユニット７は、本実施形態では、車幅方向Ｘの中央において、前後に３つ並んでいる。そして、平面視において、この３つのユニット７における車幅方向Ｘの中央を通り前後に延びる仮想線Ａ１を基準として、複数のユニット７が車幅方向Ｘに対称に配置されている。これに限らず、張り剛性と耐デント性と質量はユニット７の方向に依存しないため、ユニット７の方向に制約は無い。

本実施形態では、車幅方向Ｘの中央位置に配置された上記３つのユニット７から右側へ向けて、順に、車長方向Ｙに並ぶ４つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ３つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ２つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ２つのユニット７が配置されている。また、上記と同様にして、車幅方向Ｘの中央位置に配置された上記３つのユニット７から左側へ向けて、順に、車長方向Ｙに並ぶ４つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ３つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ２つのユニット７が配置され、さらに、車長方向Ｙに並ぶ２つのユニット７が配置されている。

各ユニット７は、６つの辺部１０（１０ａ～１０ｆ）を有している。本実施形態では、各ユニット７において、前辺部１０ａと後辺部１０ｄがそれぞれ、車幅方向Ｘに沿って延びている。そして、各ユニット７において、残りの４つの辺部１０が、平面視において車長方向Ｙに対して傾斜する方向に延びている。

各辺部１０（１０ａ～１０ｆ）は、床１１と、縦壁１２と、天板１３と、を有している。

床１１は、パネル２に隣接しており、辺部１０においてパネル２に最も近接配置されている部分である。床１１は、帯板状部分である。床１１は、辺部１０におけるフランジ部分であり、６つの辺部１０の床１１は六角形状のフランジを形成している。そして、６つの床１１の内側端部１１ａが、全体として環状のユニット7の中央を中心とする環状の端部を構成している。ユニット７の中心側における床１１の内側端部１１ａは、ユニット７の中央側に配置された端部である。床１１の上面１１ｂの幅Ｗ１（辺部１０の長手方向と直交する断面における幅）は、床１１の内側端部１１ａと外側端部１１ｃとの間の距離である。辺部１０の長手方向と直交する断面（図５に示す断面）において、外側端部１１ｃは、床１１の上面１１ｂ（直線部分）を含む仮想線Ｖ１と、縦壁１２の上側面１２ａの中間部（直線部分）を含む仮想線Ｖ２の交点である。仮想線Ｖ１，Ｖ２の交点は、外側端部１１ｃであるとともに、第１稜線３１でもある。本実施形態のように、床１１と縦壁１２とが湾曲状に接続されている場合、外側端部１１ｃは、仮想の端部となる。すなわち、本実施形態では、第１稜線３１は、仮想線となる。一方、床１１と縦壁１２とが直線状に尖った形状で接続されている場合、外側端部１１ｃは、これらの接続点となる。この場合、第１稜線３１は、実線となる。幅Ｗ１は、例えば５ｍｍ～１５ｍｍ程度に設定されていることが好ましい。

本実施形態では、第１稜線３１は、六角形の環状の稜線である。第１稜線３１は、床１１の一部でもあり、縦壁１２の一部でもある。第１稜線３１は、パネル２に隣接している。

床１１の長手方向の両端部は、それぞれ、平面視で湾曲した形状に形成されており、隣接する辺部１０の床１１と滑らかに連続している。各ユニット７において、少なくとも一部の辺部１０の床１１は、上面１１ｂにおいて接合部４に接着されており、この接合部４を介してパネル２に接着されている。

図５に示す通り、床１１から縦壁１２が下方に向けて延びている。

縦壁１２は、床１１と天板１３の間に配置されており、床１１と天板１３とを接続している。縦壁１２は、当該縦壁１２が設けられている辺部１０の長手方向の全域に亘って設けられている。縦壁１２が床１１に対してなす角度θ１、例えば、縦壁１２の上側面１２ａと床１１の上面１１ｂとがなす角度θ１は、４０度～９０度の範囲に設定されていることが好ましい。上記角度θ１が上記の下限以上であることにより、縦壁１２を柱として十分に機能させることができるので、パネル２から床１１に伝達された荷重を縦壁１２が少ない変形量で受けることができる。また、上記角度θ１が上記の上限以下であることにより、ユニット７を、下方に進むに従い末広がりの形状（車高方向Ｚの下側ほど向かい合う縦壁１２，１２の間隔が広くなる形状）となり、成形し易い。

車高方向Ｚにおける縦壁１２の長さは、第１稜線３１と第２稜線３２との間の距離のうち車高方向Ｚの成分であり、本実施形態では、約１６ｍｍである。辺部１０の長手方向と直交する断面において、第２稜線３２は、天板１３の下側面１３ｃの頂部の接線である仮想線Ｖ３と、仮想線Ｖ２との交点である。仮想線Ｖ２，Ｖ３の交点は、第２稜線３２であるとともに、天板１３の内側端部１３ｄでもある。本実施形態のように、縦壁１２と天板１３とが湾曲状に接続されている場合、第２稜線３２は、仮想の稜線となる。一方、縦壁１２と天板１３とが直線状に尖った形状で接続されている場合、第２稜線３２は、実線である。第２稜線３２は、縦壁１２の一部といえるし、天板１３の一部ともいえる。

本実施形態では、第２稜線３２は、第１稜線３１と同様に六角形の環状の稜線である。第２稜線３２は、縦壁１２の下端の外周に位置しており、パネル２とは離隔している。第１稜線３１は、「縦壁と床の間における六角形の環状の稜線」の一例であり、縦壁１２における床１１側の端部の稜線である。第１稜線３１と第２稜線３２は、本実施形態では、平面視で互いに相似である。平面視において、第２稜線３２の全長は、第１稜線３１の全長よりも長い。車高方向Ｚにおいて、パネル２から第２稜線３２までの距離は、パネル２から第１稜線３１までの距離よりも長い。

第１稜線３１の１辺の長さＬ１は、本実施形態では、４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下に設定されている。第１稜線３１の１辺の長さＬ１が上記の下限未満であると、一つのユニット７がパネル２を支持するスパンが短く、張り剛性は高くできる。しかしながら、パネル２のたわみの許容値が小さくなり、耐デント性は低下する。さらに、最密に配置される六角形の環状のユニット７の数が多くなり過ぎる結果、補強部材３が重くなる。一方、第１稜線３１の１辺の長さＬ１が上記の上限を超えると、一つのユニット７がパネル２を支持するスパンが長くなり過ぎる結果、十分な張り剛性を確保し難い。そして、第１稜線３１の１辺の長さＬ１を上記の範囲に設定することで、補強部材３を軽くしつつ、十分な張り剛性および十分な耐デント性を確保できる。よって、自動車フード１において、パネル２の軽量化を達成しつつ、パネル２に十分な張り剛性および耐デント性を確保できる。なお、縦壁１２の傾斜角θ１が小さいほど、第１稜線３１の１辺の長さＬ１に対する第２稜線３２の１辺の長さの比は、大きくなる。よって、第２稜線３２の１辺の長さは、４０ｍｍ以上９５ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。

また、本実施形態では、では、第１稜線３１の１辺の長さＬ１を１００％としたとき、床１１の上面１１ｂの幅Ｗ１が４０％以下に設定されている。このように、床１１のうち接合部４が配置される箇所の幅が広くなりすぎないようにすることで、床１１の重量をより小さくできる。

本実施形態では、辺部１０の長手方向と直交する断面（図５に示す断面）において、縦壁１２の長さ（稜線３１，３２間の距離）は、床１１の上面１１ｂの長さよりも長く、また、天板１３の上面１３ａの長さよりも長い。縦壁１２の長さおよび角度θ１を設定することで、ユニット７の厚み（車高方向Ｚの長さ）を設定することができる。縦壁１２の上端に、床１１が連続している。縦壁１２の下端に、天板１３が連続している。辺部１０の長手方向と直交する断面において、床１１と縦壁１２とは、滑らかに湾曲する形状で互いに連続しており、応力集中が生じにくい態様で接続されている。同様に、天板１３と縦壁１２とは、滑らかに湾曲する形状で互いに連続しており、応力集中が生じにくい態様で接続されている。

天板１３は、ユニット７においてパネル２から最も離隔した部分である。天板１３は、下方に向けて凸となる湾曲形状か、または、略水平に延びる形状に形成されている。天板１３は、当該縦壁１２が設けられている辺部１０の長手方向の全域に亘って設けられている。辺部１０の長手方向と直交する断面において、ユニット７の半径方向の内側から外側に向かって、床１１、縦壁１２、天板１３の順に並んでいる。一のユニット７における天板１３の先端１３ｂは、隣接するユニット７における天板１３の先端１３ｂと一体である。

次に、接合部４について、主に図５および図８を参照しながら、より具体的に説明する。接合部４は、本実施形態では、接着剤である。この接着剤として、マスチックシーラー（マスチック接着剤）を例示できる。このマスチックシーラーとして、樹脂系接着剤を例示できる。接着剤は、常温（例えば摂氏２０度）で硬化する性質であってもよいし、加熱工程または乾燥工程を経ることにより硬化する性質であってもよい。

接合部４は、自動車フード１の軽量化を達成しつつ張り剛性および耐デント性の双方を十分に確保するように設けられている。具体的には、接合部４は、６つの辺部１０の少なくとも互いに平行な２つの辺部１０に設けられている。そして、本実施形態では、各ユニット７において、６つの辺部１０の全てに接合部４が設けられている。本実施形態では、各辺部１０の床１１の上面１１ｂにおいて、辺部１０の長手方向の全域に亘って接合部４が設けられており、隣接する辺部１０に設けられた接合部４同士が一体化している。これにより、本実施形態では、各ユニット７において、接合部４は、六角形形状である。

接合部４の厚みｔ３は、例えば、数ｍｍ程度であり、パネル２の板厚ｔ１および補強部材３の板厚ｔ２の何れに対しても極めて大きな値となる。よって、接合部４は、自動車フード１において材料コストおよび重量の面で占める割合を無視できない。このため、接合部４は、材料コスト、および、自動車フード１の軽量化の観点から、可及的に少ない使用量であることが好ましい。一方で、接合部４は、パネル２からの荷重をユニット７に伝達するために設けられる荷重伝達部でもある。このため、軽量化と張り剛性向上と耐デント性向上の全てを達成する観点から、各ユニット７における接合部４のより好ましい使用態様を規定することができる。

図９は、本開示の第１変形例の主要部を示す概念的な平面図であり、接合部４が設けられる箇所を示している。上記本実施形態の第１変形例として、図９に示す以下の構成を挙げることができる。すなわち、接合部４は、環状の各ユニット７の６つの辺部１０（１０ａ～１０ｆ）における一部の辺部１０に設けられている。そして、本開示の変形例では、接合部４は、６つの辺部１０のうちの、少なくとも互いに平行に向かい合う２つの辺部１０であって、互いに離隔している２つの辺部１０に設けられている。接合部４が設けられている辺部１０において、接合部４は、辺部１０の長手方向に沿って直線の筋状に延びている。

平面視における接合部４の長さＷ２は、床１１の長手方向における床１１の全長Ｗ３の２０％～１００％の範囲に設定されており、好ましくは、５０％～１００％の範囲に設定されている。図９では、長さＷ２＝全長Ｗ３の例が示されている。接合部４の長さＷ２を上記の下限以上とすることで、接合部４が設けられている床１１とパネル２との結合強度を十分に確保できる。さらに、接合部４を加熱によってパネル２および床１１に接着する工程が採用される場合、接合部４の加熱工程における加熱に起因して、パネル２および補強部材３に熱歪みが生じる。しかしながら、接合部４をユニット７における６つの辺部１０の一部にのみ設けることにより、上記の熱歪みを少なくできる。

このように、第１変形例においては、各ユニット７において、６つの辺部１０のうちの一部の辺部１０に接合部４が設けられているとともに、残りの辺部１０は接合部４を設けられてない。この残りの辺部１０の全体は、パネル２と直接上下に向かい合っている。

図９に示すように、６つの辺部１０のうちの４つの辺部１０が、接合部４に接合されており、当該接合部４によってパネル２に結合されている。すなわち、平面視において互いに平行に向かい合う一対の辺部１０が二組、接合部４を与えられている。そして、残りの２つの互いに離れた辺部１０（隣接していない２つの辺部１０）は、接合部４を設けられておらず、直接（空気のみを介して）パネル２に隣接している。

より具体的には、接合部４は、６つの辺部１０のうち、互いに平行に延びる前辺部１０ａおよび後辺部１０ｄと、互いに平行に延びる右後辺部１０ｃおよび左前辺部１０ｆと、に設けられている。すなわち、接合部４は、ユニット７において、右前辺部１０ｂおよび左後辺部１０ｅを除く４つの辺部１０に設けられている。これにより、ハニカム構造体６において矢印Ｂ１に示すように、左後から右前に向けて（右斜め前方に向けて）、接合部未設定領域１４が設けられている。

このような構成により、ハニカム構造体６において、左後から右前に延びるジグザグの筋状の接合部４の集合体１５が、複数設けられている。このようなハニカム構造体６の構成であれば、軽量化、張り剛性の確保および耐デント性の確保の３つの要求を高次元で満たすことができる。

なお、図９に示す接合部４の相対的な位置関係を満たす限り、接合部４の配列を変更しても同等の効果が得られる。例えば、図９に示す第１変形例での複数の接合部４の全体としての配列を車幅方向Ｘに対称に置き換えてもよい。

また、図９に示す第１変形例に代えて、図１０の第２変形例に示す態様で接合部４が配置されていてもよい。図１０では、接合部４は、例えば、ユニット７における６つの辺部１０のうち、互いに平行に延びる２辺としての右前辺部１０ｂおよび左後辺部１０ｅと、これらの２辺部１０の何れかの両端に接する２つの辺部１０と、に設けられている。すなわち、接合部４は、ユニット７において、４つの辺部１０に設けられている。この第２変形例では、後辺部１０ｄおよび左前辺部１０ｆに接合部４が設けられていないユニット７の集合体としての第１ユニット２１と、前辺部１０ａおよび右後辺部１０ｃに接合部４が設けられていないユニット７の集合体としての第２ユニット２２と、が設けられている。第１ユニット２１では、左後方から右前方に向けてユニット７が連なっている。同様に、第２ユニット２２は、左後方から右前方に向けてユニット７が連なっている。そして、第１ユニット２１と第２ユニット２２とが、交互に配置されている。

なお、図１０に示す接合部４の相対的な位置関係を満たす限り、接合部４の配列を変更しても同等の効果が得られる。例えば、図１０に示す第２変形例での複数の接合部４の全体としての配列を車幅方向Ｘに対称に置き換えてもよい。

上述の第１変形例および第２変形例では、各ユニット７において４つの辺部１０に接合部４を設け、２つの辺部１０には接合部４を設けない形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、図１１の第３変形例に示すように、各ユニット７において、６つの辺部１０のうちの２つの辺部１０に接合部４が設けられていてもよい。すなわち、平面視において互いに平行に向かい合う２つの辺部１０，１０が一組、接合部４を与えられている。そして、残りの４つの辺部１０は、接合部４を設けられていないことにより、直接パネル２に隣接している。

図１１に示す第３変形例では、接合部４は、例えば、ユニット７における６つの辺部１０のうち、互いに平行に延びる右後辺部１０ｃおよび左前辺部１０ｆのみに設けられている。これにより、各ユニット７において、４つの辺部１０には接合部４が設けられていない。このように、各ユニット７において、６つの辺部１０の一部である２つの辺部１０に接合部４が設けられている構成であれば、軽量化、および、張り剛性の確保および耐デント性の確保の３つの要求を高次元で満たすことができる。

なお、図１１に示す第３変形例に代えて、６つの辺部１０のうち、互いに平行な前辺部１０ａおよび後辺部１０ｄにのみ接合部４を設ける変形例（図示せず）と、互いに平行な右前辺部１０ｂおよび左後辺部１０ｅにのみ接合部４を設ける変形例（図示せず）と、を例示できる。

接合部４についての上述の実施形態および各変形例の何れかの構成が採用されることで、パネル２の性能向上（張り剛性と耐デント性の向上）と軽量化とを実現できる。

なお、上述の実施形態および各変形例において、接合部４が設けられている辺部１０において、接合部４は、連続した直線状に形成された場合に限定されず、間欠的に点状に配置されていてもよい。

本実施形態の自動車フード１によれば、ユニット７の６つの辺部１０のうち、接合部４が設けられている辺部１０は、辺部１０の延びる方向に関して、辺部１０の２０％以上の範囲に亘って接合部４と接している。この構成によれば、パネル２の張り剛性および耐デント性の双方をより高くできる。特に、接合部４が辺部１０で連続して延びる直線状であれば、六角形のコーナー部において接合部４を点状に設けた場合や、接合部４を辺部１０の中央に点状に設けた場合と比べて、パネル２の張り剛性および耐デント性の双方をより高くできる。

また、本実施形態の自動車フード１によれば、鋼板パネル２の板厚ｔ１が０．６ｍｍ以下である。このように、パネル２の板厚ｔ１が０．６ｍｍ以下である場合、パネル２の板厚ｔ１が０．６５ｍｍ以上の場合と比べて、パネル２自体の剛性から得られる張り剛性と耐デント性とが、極端に低下する。より具体的には、パネル２の張り剛性は、パネル２のヤング率と板厚に依存し、特に、板厚の二乗で変化する。そして、鋼板で形成されたパネル２の設計板厚が０．６５ｍｍから０．６ｍｍに変更されると、パネル２が単体で確保できる張り剛性は、極端に低下する。この剛性低下は、特に人間の手でパネル２を押したときにおける感触の面で顕著であり、自動車の商品性低下の原因となる。このように、鋼製のパネル２の張り剛性について、板厚ｔ１が０．６ｍｍと０．６５ｍｍとの間に臨界的意義が存在する。そして、本実施形態のように、板厚ｔ１が０．６ｍｍ以下という薄いパネル２が用いられる場合でも、補強および補剛のための補強部材３とパネル２とを組み合わせることで、自動車フード１として、パネル２の板厚ｔ１が０．６５ｍｍの場合と略同等の張り剛性および耐デント性を確保できる。その上、パネル２の板厚ｔ１が小さくされているので、パネル２の軽量化を通じて自動車フード１の軽量化も達成できる。

さらに、鋼製のパネル２および補強部材３であれば、アルミニウム合金製のパネルおよび補強部材と比べて、材料コストの点で優位性がある。さらに、アルミニウム合金製の自動車フードでは、そもそも、パネルの下方の補強部材で張り剛性を確保するという着想が従来存在していない。また、アルミニウム合金は鋼に比べヤング率が低いため、アルミニウム合金の剛性は鋼の剛性より低い。このため、アルミニウム合金製の自動車フードにおいて鋼製の自動車フード１と同等の剛性を確保するためには、部材の板厚をより大きくする必要がある。よって、アルミニウム合金製のパネルにおいて張り剛性および耐デント性の双方を満たすためには、板厚が増してしまう。よって、本実施形態のように、パネル２および補強部材３の板厚を小さくしつつ、張り剛性および耐デント性の双方を向上する観点は、アルミニウム合金製の自動車フードには存在しない。但し、上述したように、張り剛性および耐デント性の観点から、鋼板のパネルおよび補強部材と、アルミニウム合金板のパネルおよび補強部材とは、性能が等価となる厚みを設定できる。よって、本実施形態では、パネル２および補強部材３は、鋼板であってもよいし、アルミニウム合金板であってもよい。

以上、本開示の実施形態および変形例について説明した。しかしながら、本開示は、上述の実施形態および変形例に限定されない。本開示は、特許請求の範囲に記載の範囲において種々の変更が可能である。

上述の実施形態および変形例では、補強部材３の断面形状（辺部１０の長手方向と直交する断面での形状、図５に示す断面での形状）が、互いに連続する２つのユニット７部分においてＶ字形状（ハット形状）である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、図１２に示すように、各ユニット７の断面形状が、中実形状であってもよい。図１２は、本開示の第４変形例の主要部を示す断面図である。この場合の中実形状として、丸形形状、多角形形状を例示できる。また、各ユニット７の断面形状は、中空形状であってもよい。

図１～図８に示す実施形態の自動車フード１の形状モデルをＣＡＤ（Computer Aided Design）ソフトを用いてコンピュータ上で作成した。すなわち、パネル２と補強部材３と接合部４とを有する自動車フード１をコンピュータ上で作成した。そして、自動車フード１の形状モデルについてＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析することで、すなわち、コンピュータシュミュレーションを行うことで、張り剛性、および耐デント性を評価した。なお、各部の特性は以下の通りとした。

パネル２と補強部材３の材料：鋼板。
ケース１：
パネル２：引張強さ＝５９０ＭＰａ、板厚ｔ１＝０．４ｍｍ。
補強部材３：引張強さ＝２７０ＭＰａ、板厚ｔ２＝０．３ｍｍ。
ケース２：
パネル２：引張強さ＝５９０ＭＰａ、板厚ｔ１＝０．５ｍｍ。
補強部材３：引張強さ＝２７０ＭＰａ、板厚ｔ２＝０．３ｍｍ。
ケース３：
パネル２：引張強さ＝５９０ＭＰａ、板厚ｔ１＝０．４ｍｍ。
補強部材３：引張強さ＝２７０ＭＰａ、板厚ｔ２＝０．４ｍｍ。

［第１稜線３１の１辺の長さＬ１］
第１稜線３１の１辺の長さＬ１は、以下のように設定した。
比較例１：３０ｍｍ
本開示例１：４０ｍｍ
本開示例２：５５ｍｍ
本開示例３：７５ｍｍ
比較例２：８５ｍｍ

ＣＡＥ解析では、パネル２のうち最弱部となる、ユニット７の中心位置上の点Ｃ１（図３参照）を荷重点に設定し、この荷重点に所定の荷重Ｐを付与した。その結果を、張り剛性と耐デント性の評価として用いた。

［張り剛性の評価条件］
張り剛性の評価に際しては、荷重Ｐを４９Ｎとした。そして、４９Ｎを付与した時のパネル２のたわみ量の最大値が１．８ｍｍ未満の場合をexcellent、２．０ｍｍ未満の場合をgood、２．０ｍｍ以上の場合をpoorの評価とした。

［耐デント性の評価条件］
耐デント性の評価に際しては、荷重Ｐを２４５Ｎとした。そして、２４５Ｎを付与した時のパネル２の塑性変形量の最大値が０．２３ｍｍ未満の場合をexcellent、０．３５ｍｍ未満の場合をgood、０．３５ｍｍ以上の場合をpoorの評価とした。

張り剛性および耐デント性のそれぞれの評価結果を表１に示す。

表１に示されているように、比較例１，３，５は、第１稜線３１の１辺の長さＬ１が短く、張り剛性を確保できるパネル２の支持スパンを実現できているものの、パネル２のたわみを十分に許容できない結果、耐デント性がpoorの評価となった。また、比較例２，４，６は、第１稜線３１の１辺の長さＬ１が長く、パネル２の支持スパンが長くなり過ぎたため、パネル２がたわみ易くなり過ぎる結果となり、耐デント性を確保できているものの、張り剛性がpoorの評価となった。

一方、本開示例１～９は、第１稜線３１の１辺の長さＬ１が適度な値に設定されていることから、パネル２の支持スパンが適正であり、パネル２の張りを十分に維持できるとともにパネル２の適度なたわみを許容している。その結果、張り剛性および耐デント性の双方について、良好な結果を得られた。とくに、本開示例２，５，８では、張り剛性および耐デント性の双方について、極めて良好な結果（excellent）を得られた。すなわち、第１稜線３１の１辺の長さＬ１が４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下であること、特に５５ｍｍ前後であることが、フード１を軽量化しつつ、張り剛性および耐デント性の双方を確保するのに適切である点、実証された。さらに、ケース１の本開示例１～３において特に明らかなように、パネル２の板厚ｔ１を０．４ｍｍという極めて小さな値にするとともに補強部材３の板厚ｔ２を０．３ｍｍという極めて小さな値にすることで自動車フード１を軽量にした場合でも、張り剛性および耐デント性の双方を確保できることが実証された。

なお、前述したように、鋼板のパネル２および鋼板の補強部材３と、アルミニウム合金板のパネル２およびアルミニウム合金板の補強部材３とは、張り剛性および耐デント性の観点から板厚を性能が等価な厚みとすることで、同様の張り剛性および耐デント性を確保できる。よって、アルミニウム合金板に本発明を適用しても同様の結果を得られることは明らかである。

本開示は、自動車フードとして広く適用することができる。

１ 自動車フード
２ パネル
３ 補強部材
４ 接合部
７ ユニット
１１ 床
１１ａ 床の内側端部（環状の端部）
１２ 縦壁
１３ 天板
３１ 第１稜線（六角形の環状の稜線）
Ｌ１ 稜線の一辺の長さ
ｔ１ パネルの板厚

Claims (5)

1. パネルと、
   補強部材と、
   前記パネルと前記補強部材とを接合している接合部と、を備え、
   前記補強部材は、六角形の環状の複数のユニットが最密に配置された構造を含み、
   前記ユニットは、床と、縦壁と、天板と、を有し、
   前記床は、前記パネルに隣接し、
   前記天板と前記パネルとは離隔しており、
   前記縦壁は、前記床と前記天板の間に配置され、
   前記ユニットの六角形の環状の稜線が前記縦壁と前記床の間にあり、
   前記床は、前記環状のユニットの中央を中心とする環状の端部を有し、
   前記六角形の環状の前記稜線の一辺の長さは４０ｍｍ以上７５ｍｍ以下である、
   自動車フード。
2. 前記稜線は、前記縦壁における前記床側の端部の稜線である、請求項１に記載の自動車フード。
3. 前記六角形の環状のユニットの６辺のうち、前記接合部と接している前記辺は、前記辺の延びる方向に関して、前記辺の２０％以上の範囲に亘って前記接合部と接している、請求項１または請求項２に記載の自動車フード。
4. 前記パネルは、鋼板であり、
   前記パネルの板厚が０．３５ｍｍ～０．６０ｍｍである、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の自動車フード。
5. 前記パネルは、アルミ合金板であり、
   前記パネルの板厚が０．５０ｍｍ～１．００ｍｍである、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の自動車フード。

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