JP4349567B2

JP4349567B2 - エンジンフード

Info

Publication number: JP4349567B2
Application number: JP2003359274A
Authority: JP
Inventors: 秀雄水越
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-10-20
Also published as: JP2005119592A

Description

本発明は、自動車車体のエンジンフード、とくに、衝突時の歩行者保護に対応する軽量で高剛性をそなえたエンジンフードに関する。

自動車車体のエンジンフードは、アウターパネル、およびアウターパネルの補強部材としてアウターパネルの内面側に設けられ、エンジンフードの骨格を形成してエンジンフードの剛性を確保するインナーパネルから構成されている。

高剛性のエンジンフードを得るため、エンジンフードを最も効果的に補強し得るインナーパネルの構成としては、複数の補強梁を格子状に配置する構造が考えられるが、近年、交通事故時の歩行者保護が強く要請されており、インナーパネルを複数の補強梁を格子状に配置する構造とした場合には、複数の補強梁の交差部がエンジンフードの他の部位に比べて高剛性となるため、歩行者と衝突したとき、歩行者は前記交差部により強い衝撃を受け易く、歩行者保護の点からは問題となる。

一方、乗員保護の観点からは高剛性が必要とされ、また、環境保護の観点からは燃費向上の要請もあって、自動車車体のエンジンフードとしては、軽量で高剛性をそなえ、且つ衝突時の歩行者保護にも対応できるものが求められている。

上記の要求に対して、歩行者との衝突時には、歩行者の頭部がエンジンフードに衝突することが少なくなく、致命傷になるおそれがあることから、その危険性を抑制するために、アウターパネルに接合する補強パネルに多数のビードを配置して曲げ剛性が縁部から中央部に向かって連続的に増加するようにし、実質的に同一の剛性を持たせて局部的な高剛性部位を無くし、エンジンフードのいかなる部位への頭部衝突の場合にも常に同一の衝撃を受けるようにしたエンジンフードが提案されている（特許文献１参照）。

また、インナーパネルの断面形状をほぼ頭部外径に近くした波形フード構造として、エンジンフードへの衝突位置によらず均一で優れた頭部衝突耐性を実現でき、且つ剛性にも優れたエンジンフードも提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−１５１１５９号公報国際公開ＷＯ０２／４７９６１Ａ１号公報

本発明は、自動車車体のエンジンフードに対する前記の要求を満足するエンジンフードを得るために、インナーパネルの構造について試験、検討を加えた結果としてなされたものであり、その目的は、補強されて高剛性を有するとともに、交通事故時における歩行者の頭部障害を軽減することができ、軽量化も期待できるエンジンフードを提供することにある。

上記の目的を達成するための請求項１によるエンジンフードは、アウターパネルとインナーパネルからなる自動車車体のエンジンフードにおいて、エンジンフードの外周縁部、車体前部および運転席側端部を除くインナーパネルの全面に、複数の切り起こし部と、該切り起こし部に対応するスロットが、該スロットが互いに平行または千鳥状となるよう、且つ車体の進行方向に対して直角方向または斜め方向に配設されるよう形成され、前記切り起こし部が切り起こされた１つの傾斜片と水平片からなり、切り起こし部の切り起こし角度θ _１が３０°以上７５°以下、切り起こし部の配置間隔Ｄが６０〜１２０ｍｍであり、切り起こし部の上端部がアウターパネルと接着していることを特徴とする。

請求項２によるエンジンフードは、アウターパネルとインナーパネルからなる自動車車体のエンジンフードにおいて、エンジンフードの外周縁部、車体前部および運転席側端部を除くインナーパネルの全面に、複数の切り起こし部と、該切り起こし部に対応するスロットが、該スロットが互いに平行または千鳥状となるよう、且つ車体の進行方向に対して直角方向または斜め方向に配設されるよう形成され、前記切り起こし部が切り起こされた一対の傾斜片と水平片からなる断面台形状のものであり、切り起こし部の切り起こし角度θ _２が１５°以上４５°以下、切り起こし部の配置間隔Ｄが１００〜２００ｍｍであり、切り起こし部の上端部がアウターパネルと接着していることを特徴とする。

本発明によれば、高剛性を有するとともに、衝撃吸収を可能として交通事故時における歩行者の障害値を軽減することができる軽量化されたエンジンフードを提供することにある。

自動車車体のエンジンフードにおいては、車体外側は円弧状のアウターパネルで構成され、エンジンルームの内側にはインナーパネルが設けられ、インナーパネルはその端部をアウターパネルの外周縁部にヘミング加工、その他の結合方式で結合されており、また、アウターパネルの内側表面とインナーパネルの間は、部分的に接着剤で結合されている。通常、インナーパネルは、アルミニウム合金板または高張力鋼板などから形成される。

本発明のエンジンフードにおいては、アウターパネルを補強するインナーパネルに多数の切り起こし部が形成され、これらの切り起こし部の切り起こし個所に、切り起こし部に対応して多数のスロットが形成され、切り起こし部の上端部がアウターパネルの内側表面と接着している。

具体的な形態としては、図１〜３に示すように、インナーパネル２に形成される切り起こし部３は、切り起こされた傾斜片５と水平片６からなり、切り起こし個所にスロット４が形成される。切り起こし部３の上端部の水平部６は、アウターパネル１の内側表面と接着剤ｂを介して接着される。なお、図１はインナーパネルの概略平面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。

他の形態としては、図４〜５に示すように、インナーパネル２に形成される切り起こし部３が切り起こされた一対の傾斜片７、７と水平片８からなる断面台形状のものであり、切り起こし個所にはスロット４が形成され、水平片８が接着剤ｂを介してアウターパネル１に接着している。なお、図４は図１のＹ−Ｙ拡大断面図、図５は図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。

図３に示す切り起こし部３において、切り起こし角度θ₁は３０°以上７５°以下が好ましい。３０°未満ではエンジンフードの剛性が不足し、且つ衝撃吸収能も低下し、７５°を越えると、切り起こし部３の傾斜片５が鉛直に近い状態でアウターパネル１と接し、この部分のみの剛性が増大して衝撃吸収材としての効果が小さくなる。

切り起こし部３の高さＨ（図３）は１０〜５０ｍｍ、切り起こし個所に形成されるスロットの幅Ｗ（図２〜３）は５０〜１００ｍｍの範囲とするのが好ましい。切り起こし部３の配置間隔Ｄ（図２〜３）は、６０〜１２０ｍｍの範囲とするのが好ましく、６０ｍｍ未満では、切り起こし部３が鉛直に近い状態でアウターパネル１と接し、切り起こし部３の数も多くなってエンジンフードの剛性が大きくなり過ぎ、衝撃吸収材としての効果が小さくなる。１２０ｍｍを越えると、エンジンフードの剛性が小さくなって衝撃吸収能が低下する。なお、切り起こし部３の高さＨは、接着材ｂ層がきわめて薄いため、図３に示すように、アウターパネル１とインナーパネル２の間の距離とほぼ同等である。

スロットの長さＬ（図１）は、１００〜８００ｍｍの範囲とするのが好ましい。１００ｍｍ未満では、切り起こし部３の数が多くなってエンジンフードの剛性が大きくなり過ぎ、衝撃吸収材としての効果が小さくなり、８００ｍｍを越えると、車体幅方向に一つの切り起こしとなり、エンジンフードの剛性が小さくなりすぎる。より好ましくは２００〜６００ｍｍとする。

図４〜５に示す切り起こし部３において、切り起こし角度θ₂は１５°以上４５°以下が好ましい。１５°未満では、切り起こし部３の傾斜部７が長くなって衝撃吸収能が低下し、４５°を越えると、切り起こし部３の成形の線長差が大きくなり過ぎて高い切り起こし部の形成ができない。

切り起こし部３の高さＨ（図４〜５）は１０〜４０ｍｍ、切り起こし個所の形成されるスロットの幅Ｗ（図２〜３）は５０〜１００ｍｍの範囲とするのが好ましい。切り起こし部３の配置間隔Ｄ（図２、図４）は、１００〜２００ｍｍの範囲とするのが好ましく、１００ｍｍ未満では、切り起こし部３の数も多くなってエンジンフードの剛性が大きくなり過ぎ、衝撃吸収材としての効果が小さくなる。２００ｍｍを越えると、配置間隔が過大となり、衝突時、とくに子供の頭部に対する衝撃吸収能が低下する。

スロットの長さＬ（図１、図４）は、１００〜８００ｍｍの範囲とするのが好ましい。１００ｍｍ未満では、切り起こし部３の数が多くなってエンジンフードの剛性が大きくなり過ぎ、衝撃吸収材としての効果が小さくなり、８００ｍｍを越えると、車体幅方向に一つの切り起こしとなり、エンジンフードの剛性が小さくなりすぎる。より好ましくは２００〜６００ｍｍとする。

本発明においては、インナーパネル２に形成される切り起こし部３は、図１に示すように、スロット部４が互いに平行となるよう、自動車車体の進行方向Ｆに対して直角方向に配設される。自動車車体の進行方向Ｆに対して斜め方向に配設することもできる。また、図６に示すように、スロット部４が互いに千鳥状に配置されるよう、切り起こし部３を自動車車体の進行方向Ｆに対して直角方向に配設してもよい。この場合にも、自動車車体の進行方向Ｆに対して斜め方向に配設することもできる。

上記の自動車車体用エンジンフードは、各部位における剛性が均一で、交通事故時の歩行者障害値を軽減することができ、軽量な構造とすることもできる。切り起こし部の成形は容易であるから、例えばアルミニウム合金のうち耐力の高い材料を使用しても成形高さを大きくすることができ、従って、高剛性で且つ衝撃吸収の大きいエンジンフードの成形が可能となる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。なお、これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。

アルミニウム合金板（ＡＡ６００９相当、調質Ｔ４）を使用して、図３に示す切り起こし部３を形成し、これらの切り起こし部３を図１に示すような形態に配設した。切り起こし部３は、エンジンフードの外周縁部、車体前部（ロック機構装着部）および運転席側端部（ヒンジ装着部）を除くインナーパネルの全面に配設され、切り起こし部３には水平部６が形成され、水平部６はアルミニウム合金板（ＡＡ６００９相当、調質Ｔ４）からなるアウターパネルの内側面と接着剤により接着された。

上記により形成されたエンジンフードを、塗装焼付処理した後、主に子供用ヘッドインパクタを使用して、４０ｋｍ／ｈ、衝突角度６５°でエンジンフードに衝突させて頭部障害値を求めた。歩行者の頭部障害値（ＨＩＣ）は、ＨＩＣ＝［１／（ｔ２−ｔ１）∫ａｄｔ］^2.5（ｔ２−ｔ１）（∫はｔ１からｔ２までの積分値であり、ａは頭部重心における３軸合成加速度、ｔ１、ｔ２は０＜ｔ１＜ｔ２となる時刻で、ＨＩＣが最大となる作用時間で、（ｔ２−ｔ１）は１５ｍｓｅｃ以下）。
切り起こし部の詳細および頭部障害値を表１に示す。

表１に示すように、試験材Ｎｏ．１〜８はいずれも、エンジンフードの全部位における剛性は均一であり、優れた頭部障害値を有している。試験材Ｎｏ．９は切り起こし角度θが小さく、衝撃吸収効果が小さくなっており、試験材Ｎｏ．１２は切り起こし角度θが大きく、剛性の低下により衝撃吸収能が小さくなっており、試験材Ｎｏ．１０は切り起こし部の配置間隔Ｄが小さく、剛性が大きくなって衝撃吸収効果が小さくなっており、試験材Ｎｏ．１１は切り起こし部の配置間隔Ｄが大きく、剛性が小さくなって衝撃吸収能が低下しており、いずれも試験材Ｎｏ．１〜８に比べて頭部衝撃値が劣るものとなった。試験材Ｎｏ．１３は、鋼板に複数の補強梁を格子状に配置した従来のインナーパネルを使用したものであり、剛性が均一でなく、頭部衝撃値が劣っている。

アルミニウム合金板（ＡＡ６００９相当、調質Ｔ４）を使用して、図４に示す切り起こし部３を形成し、これらの切り起こし部３を図１に示すような形態に配設した。切り起こし部３は、エンジンフードの外周縁部、車体前部（ロック機構装着部）および運転席側端部（ヒンジ装着部）を除くインナーパネルの全面に配設され、図４に示すように、切り起こし部３の水平部８はアルミニウム合金板（ＡＡ６００９相当、調質Ｔ４）からなるアウターパネルの内側面と接着剤により接着された。

上記により形成されたエンジンフードについて、実施例１と同様にして頭部障害値を求めた。切り起こし部の詳細および頭部障害値を表２に示す。

表２に示すように、試験材Ｎｏ．１４〜１９はいずれも、エンジンフードの全部位における剛性は均一であり、優れた頭部障害値を有している。試験材Ｎｏ．２０は切り起こし角度θが小さく、衝撃吸収効果が小さくなっており、試験材Ｎｏ．２３は切り起こし角度θが大きく、剛性の低下により衝撃吸収能が小さくなっており、試験材Ｎｏ．２１は切り起こし部の配置間隔Ｄが小さく、剛性が大きくなって衝撃吸収効果が小さくなっており、試験材Ｎｏ．２２は切り起こし部の配置間隔Ｄが大きく、剛性が小さくなって衝撃吸収能が低下しており、いずれも試験材Ｎｏ．１４〜１９に比べて頭部衝撃値が劣るものとなった。

本発明による切り起こし部は成形が容易なため、これまでエンジンフードのパネル材として使用することができなかった成形性の劣る高強度アルミニウム合金材の使用が可能となり、高強度アルミニウム合金材を使用することにより薄肉化しても必要な剛性を得ることができるから、エンジンフードをさらに軽量化することができる。

本発明によるエンジンフードのインナーパネルの実施例を示す平面図である。図１のＡ部拡大図である。本発明の切り起こし部の実施例を示すもので、図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。本発明の切り起こし部の他の実施例を示すもので、図１のＹ−Ｙ拡大断面図である。図４と同じ実施例を示すもので、図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。本発明によるエンジンフードのインナーパネルの他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

１アウターパネル
２インナーパネル
３切り起こし部
４スロット
５傾斜部
６水平部
７傾斜部
８水平部
ｂ接着剤
Ｈ切り起こし部の高さ
Ｗ切り起こし部の幅
Ｄ切り起こし部の配置間隔
θ₁切り起こし角度
θ₂切り起こし角度
Ｆ車体進行方向

Claims

アウターパネルとインナーパネルからなる自動車車体のエンジンフードにおいて、エンジンフードの外周縁部、車体前部および運転席側端部を除くインナーパネルの全面に、複数の切り起こし部と、該切り起こし部に対応するスロットが、該スロットが互いに平行または千鳥状となるよう、且つ車体の進行方向に対して直角方向または斜め方向に配設されるよう形成され、前記切り起こし部が切り起こされた１つの傾斜片と水平片からなり、切り起こし部の切り起こし角度θ _１が３０°以上７５°以下、切り起こし部の配置間隔Ｄが６０〜１２０ｍｍであり、切り起こし部の上端部がアウターパネルと接着していることを特徴とするエンジンフード。
アウターパネルとインナーパネルからなる自動車車体のエンジンフードにおいて、エンジンフードの外周縁部、車体前部および運転席側端部を除くインナーパネルの全面に、複数の切り起こし部と、該切り起こし部に対応するスロットが、該スロットが互いに平行または千鳥状となるよう、且つ車体の進行方向に対して直角方向または斜め方向に配設されるよう形成され、前記切り起こし部が切り起こされた一対の傾斜片と水平片からなる断面台形状のものであり、切り起こし部の切り起こし角度θ _２が１５°以上４５°以下、切り起こし部の配置間隔Ｄが１００〜２００ｍｍであり、切り起こし部の上端部がアウターパネルと接着していることを特徴とするエンジンフード。