JP5120706B2 - 自動車のフロントフードパネル構造 - Google Patents

Description

本発明は、車室の前方にエンジン室や荷室などの前部空間を有する自動車のフロントフードパネル構造に関し、さらに詳しくは、歩行者との衝突時における歩行者頭部への負荷の低減を考慮したフロントフードパネル構造に係わるものである。

フロントエンジンタイプ、フロントミッドシップタイプのように車室前方にエンジン室を有する自動車や、リアエンジンタイプ、ミッドシップタイプのように車室前方に荷室を有する自動車は、エンジン室や荷室などの前部空間の上面側を開閉可能に覆うフロントフードを備えている。

このうち、車室の前方にエンジン室を有する自動車では、エンジンのメンテナンス性を考慮するとエンジン室上方の開口部が大きい方が有利であり、そのためエンジン室の上部を開閉可能に覆うフロントフードは、概して大型で扁平である。エンジン室や荷室などの前部空間を、歩行者との衝突時における歩行者頭部への負荷吸収エリアに利用する観点からも、車幅方向全体に亘る大型のフロントフードが選択されることになる。

このようなフロントフードは、車体外表面を形成するアウターパネルと、その裏面側に間隔を有して配設されたインナーパネルとがそれらの周縁で一体に接合された二重構造をなしている（特許文献１参照）。これらのうちアウターパネルは、意匠面として外観および空力特性を考慮して平滑な曲面で構成され、剛性向上が困難であるのに対し、インナーパネルには、補強ビードなどの凹凸が形成されることで所望する剛性が確保され、かつ、補強ビードで囲まれた部分に軽減孔と称する打ち抜き孔が開口されることで軽量化が図られている。

実開昭６１−１７４３８８号公報

一方、不慮の事態により、走行中の自動車の前部に歩行者が衝突した場合、上記のように車室の前方にエンジン室や荷室などの前部空間を有し、該前部空間の上部を覆うフロントフードを備えた自動車では、歩行者の頭部が前方の斜上方からフロントフードに衝突することが衝突実験などにより予見された。したがって、上述したように、フロントフードに通常走行やフード開閉動作に耐えうる剛性を確保する一方で、一定以上の衝撃が作用した場合には、フロントフードが適度に変形して歩行者頭部への負荷を低減するような構造が求められている。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、通常走行やフード開閉動作に耐えうる剛性を確保する一方で、一定以上の過大な衝撃が作用した場合に適度に変形して歩行者頭部への負荷を低減することができる自動車のフロントフードパネル構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するため、本発明は、車室の前方にエンジン室、荷室等の前部空間を有し、前記前部空間の上部を開閉可能に覆うフロントフードを備えた自動車の前記フロントフードのパネル構造であって、
アウターパネル（１１）とその裏面側に間隔を有して配設されたインナーパネル（１２）とがそれらの周縁で一体に接合され、前記インナーパネルには、前記アウターパネルと反対側に突出した補強ビード（２１〜２５）が格子状の配列で形成されるとともに、前記補強ビードで囲まれた平坦部に軽減孔（３１〜３６）が開口され、該軽減孔の周囲に、前記アウターパネルの裏面に近接した軽減孔フランジ（３１ａ）が形成されており、前記アウターパネルが、その裏面と、前記軽減孔フランジを含む前記インナーパネルとの間隙部にスポット状に介在するシーラント材（５１〜５９）で支持されているような構造において、
前記補強ビードの会合部（２１ｃ、２２ｃ、１２ｃ）またはヒンジ取付け部（１３）に隣接した前記軽減孔の隅部（４１ａ、４３ａ、４４ａ、４６ａ、４７ａ）における前記軽減孔フランジに、前記アウターパネルに外部から過大な衝撃が加わった場合に前記インナーパネルの変形の起点となる切欠部（４１ａ〜４７ａ）が設けられていることにある。

本発明に係る自動車のフロントフードパネル構造は、上述の通り、アウターパネルとその裏面側に間隔を有して配設され、格子状配列の補強ビードが形成されたインナーパネルとが、それらの周縁部で一体に接合された構造により、フロントフードに、通常走行やフード開閉動作に耐えうる剛性が確保される一方で、アウターパネルの外表面に、歩行者の頭部が前方斜上方から衝突するなどして、一定以上の過大な衝撃荷重が作用した場合には、軽減孔フランジの切欠部を起点としてインナーパネルおよびアウターパネルが適度に変形でき、歩行者頭部への負荷を低減することができる。

しかも、切欠部の設定は、軽減孔パンチ型に微少形状を追加するだけで対応可能であるので、大幅な型改造を必要とせず、成形性の低下などのリスクを伴わずに実施できる。また、軽減孔フランジに切欠部を設けるだけの変更であるため、アウターパネルやインナーパネル自体の強度や耐デント性には殆ど影響無く対応できる。

さらに、前記切欠部が、前記補強ビードの会合部（２１ｃ、２２ｃ、１２ｃ）に隣接した前記軽減孔の隅部（４１ａ、４３ａ、４４ａ、４６ａ、４７ａ）に設けられている態様では、格子状配列の補強ビードが形成されたインナーパネルにおいて変形の起点となり易い補強ビード会合部の変形容易性が切欠部で高められることにより、フロントフードの剛性をより確実にコントロールでき、歩行者頭部への負荷を確実に低減することができる。

また、前記切欠部が、ヒンジ取付け部（１３）に隣接した前記軽減孔の隅部（４４ａ）に設けられている態様では、剛性が高いヒンジ取付け部に隣接して切欠部を設けることにより、インナーパネルの変形をより確実に誘導でき、かつ、フロントフード全体として見た時に、中央部に比較して相対的に剛性が高い車幅方向両側部分の変形容易性が高められることで、フロントフード全体に、変形の起点となる箇所が分散し、歩行者頭部への負荷低減がなされる確率を高めることができる。

また、本発明において、前記軽減孔フランジには、前記軽減孔内に張出した張出部（４２、４５）が設けられ、前記アウターパネルの裏面と前記張出部との間に前記シーラント材（５２、５５）が介在しており、前記切欠部が、前記張出部の一側または両側（４２ａ、４５ａ）に設けられている態様では、面剛性が高い張出部の両側には応力集中が起こりやすく、この箇所の変形容易性が切欠部で高められることにより、フロントフードの剛性をより確実にコントロールでき、歩行者頭部への負荷を確実に低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係るフロントフードパネル構造が実施されるフロントフード１（ボンネット）を備えた自動車を示している。図示例の自動車は、車室２の前方にエンジン室３を備えたフロントエンジン自動車であり、図２に示すように、車幅方向全体に亘るフロントフード１が採用されている。

図３は、フロントフード１をエンジン室３側から見た状態を示している。図において、フロントフード１は、車体外側の意匠面を構成するアウターパネル１１の裏面側、すなわちエンジン室３側に、適宜間隔を有してインナーパネル１２を重合し、それらの周縁部においてヘミング加工などで接合することにより、扁平な最中状に形成されている。

インナーパネル１２の車室２寄りの両側端部には、フロントフード１を車体側に開閉可能に連結するフードヒンジ１４、１４の取付け部１３、１３が設けられている。各取付け部１３、１３の裏面には図示しないウエルドナットを溶着した補強板が接合されており、各フードヒンジ１４、１４およびインナーパネル１２の孔を貫通した図示しないボルトを前記各ウエルドナットに締結することにより、各フードヒンジ１４、１４が取付け部１３、１３に固定される。

インナーパネル１２の中央部には、アウターパネル１１の裏面から離れる方向に向かって凸となる複数のビード形状部２１〜２５が、インナーパネル１２の外枠部１２ａに架け渡されるように縦横に格子状の配列で形成されており、インナーパネル１２及びアウターパネル１１の面剛性を確保している。各ビード形状部２１〜２５は、図４〜図７に示すように、アウターパネル１１とほぼ平行に延びる頂面２１ａ（２２ａ）と、その両側に沿って延在する傾斜した側面２１ｂ（２２ｂ）で構成されている。

上記複数のビード形状部２１〜２５で囲まれたインナーパネル１２の各平坦部には、フロントフード１の重量削減を目的として、軽減孔３１〜３６が開口されている。各軽減孔３１〜３６は、基本的に外枠部１２ａおよびビード形状部２１〜２５の格子状配列に対応して不定形の略多角形状をなしており、各軽減孔３１〜３６の周囲には、上記平坦部の残余の部分によりフランジ３１ａ（図４〜６）、３２ａ（図７）が形成されている。

図４は、インナーパネル１２の一方のフードヒンジ１４に隣接した軽減孔３１付近を示す拡大図である。軽減孔３１は、インナーパネル１２の前側および後側の縁部に沿った外枠部１２ａとビード形状部２１とで画成される平行四辺形状の領域に開口され、外枠部１２ａに沿った側面１２ｂも、ビード形状部２１の側面２１ｂと同様に傾斜してフランジ３１ａに連続している。

フランジ３１ａは、アウターパネル１１の裏面と略平行に近接配置され、該フランジ３１ａと、アウターパネル１１の裏面との間隙部１０にシーラー材５１〜５６（マスチックシーラー等の熱硬化性の緩衝材）をスポット状に介在させることで、厚さ１ｍｍにも満たないアウターパネル１１に面剛性（耐デント性）を確保している。このうち、軽減孔３１のビード形状部２１および外枠部１２ａに沿ったフランジ３１ａの直線区間の中間部では、シーラー材の設置面を確保するために軽減孔３１内に張出した張出部４２、４５が形成され、該張出部４２、４５によって拡張されたフランジ３１ａにシーラー材５２、５５が設置されている。

軽減孔３１〜３６は、重量削減効果を高めるために、外枠部１２ａやビード形状部２１〜２５およびその他の部品の取り付け座面を除く平坦部を最大限に切除する要請から、多角形状を基調とした異形孔となる。したがって、このような軽減孔３１〜３６を取り囲む各辺から傾斜して立ち上がる各側面１２ｂ、２１ｂが相互に会合する部分に折れ面（１２ｃ、２１ｃ）が形成される。

フロントフード１に外部から衝撃荷重を受けた場合には、上記のような折れ面（１２ｃ、２１ｃ）に応力が集中し、この部分から変形が開始する。その際、前記折れ面（１２ｃ、２１ｃ）に隣接した軽減孔３１隅部のフランジ３１ａには、圧縮応力が作用することになる。そこで、軽減孔３１の隅部のフランジ３１ａに、切欠部４１ａ、４４ａ、４６ａ、４７ａを設け、局所的にフランジ３１ａの強度を低下させることにより、衝撃荷重付加時におけるインナーパネル１２の初期変形の起点を、より高精度に誘導可能となり、これによりフロントフード１の変形に対する強度のコントロールが可能となる。

また、シーラー材５２、５５を介在させた張出部４２、４５は、他のフランジ３１ａ部分に比べて剛性が高いので、フロントフード１に外部から衝撃荷重を受けた場合には、張出部４２、４５の両側にも応力が集中し易い。そこで、張出部４２、４５の両側に切欠部４２ａ、４５ａを設けることにより、この部分を衝撃荷重付加時における初期変形の起点の１つに加えることができ、初期変形の起点を増やしかつ分散させることが可能となる。

このように、外枠部１２ａおよびビード形状部２１〜２５相互の会合部１２ｃ、２１ｃに隣接した隅部（４１ａ、４４ａ、４６ａ、４７ａ）や、剛性が高いシーラー材設置用の張出部４２、４５の側部（４２ａ、４５ａ）など、初期変形の起点となる箇所に切欠部４１ａ〜４７ａを設けることにより、衝撃時に折れ面（１２ｃ、２１ｃ）などに発生する応力集中によって、フランジ３１ａによる突っ張りの影響を受けずに相対的に容易に変形が開始され、かつフロントフード１全体に変形が波及し易くなることで、衝撃エネルギーを効率的に吸収できるようになる。

さらに、上記軽減孔３１（３２）は、フロントフード１の左右両側のヒンジ取付け部１３に隣接して配設されているが、このヒンジ取付け部１３は、先述したように補強板とフードヒンジ１４が締結固定され、他の箇所よりも剛性が高くなっている。したがって、このような剛性の高いヒンジ取付け部１３に隣接した軽減孔３１（３２）の隅部に切欠部４４ａが設けられることで、衝撃時に該切欠部４４ａを起点とした変形が誘導され、衝撃の吸収効果を高めることができる。

上記実施形態のフロントフード１と、切欠部（４１ａ〜４７ａ）を有さない同構造のフロントフードとの頭部傷害値（ＨＩＣ）比較試験を行ったところ、切欠部（４１ａ〜４７ａ）を備えた上記実施形態のフロントフード１の方が、減速度を抑えることができていることが確認できた。

特に、試験においてインナーパネル１２の剛性が大きく関与するインパクタストローク後半部分の減速度を抑えることができ、ＨＩＣ低減効果を得るうえで有効であることが確認された。場所による差異はあるが、パネル変形によるインパクタのストロークが平均１０％程度伸びるという結果が得られた。これは、インナーパネル１２の変形量が増し、効率的に衝撃エネルギーを吸収できていることを示している。実際、試験によりＨＩＣを１００〜２００程度軽減することができた。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明を、車室２の前方にエンジン室３を備えたフロントエンジン自動車のフロントフード１（ボンネット）に実施する場合を示したが、リアエンジンタイプ、ミッドシップタイプ等、車室前方に荷室を有する自動車のフロントフード（トランクリッド）に実施することもできる。

なお、補強ビードの格子状またはネット状配列は、四角格子や三角格子（トラス）など特定の格子状配列に限定されるものではなく、それらが混在した不定形の格子状またはネット状配列である場合も含む。

本発明に係るフロントフードパネル構造が実施される自動車を示す側面図である。 本発明に係るフロントフードパネル構造が実施される自動車を示す正面図である。 本発明に係るフロントフードをエンジン室側から見た図である。 図３の要部拡大図である。 図４のＸ−Ｘ断面図である。 図５のＹ−Ｙ断面図である。 図３のＺ方向から見た要部斜視図である。

符号の説明

１ フロントフード
２ 車室
３ エンジン室
１０ 間隙部
１１ アウターパネル
１２ インナーパネル
１２ａ 外枠部
１２ｂ 側面
１２ｃ 会合部（折れ面）
１３ ヒンジ取付け部
１４ フードヒンジ
２１，２２，２３，２４，２５ ビード形状部（補強ビード）
２１ａ，２２ａ 頂面
２１ｂ，２２ｂ 側面
２１ｃ，２２ｃ 会合部（折れ面）
３１，３２，３３，３４，３５，３６ 軽減孔
３１ａ，３２ａ フランジ
４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａ 切欠部
４２，４５ 張出部
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９ シーラー材

Claims (3)

1. 車室の前方にエンジン室、荷室等の前部空間を有し、前記前部空間の上部を開閉可能に覆うフロントフードを備えた自動車の前記フロントフードのパネル構造であって、
   アウターパネルとその裏面側に間隔を有して配設されたインナーパネルとがそれらの周縁で一体に接合され、前記インナーパネルには、前記アウターパネルと反対側に突出した補強ビードが格子状の配列で形成されるとともに、前記補強ビードで囲まれた平坦部に軽減孔が開口され、該軽減孔の周囲に、前記アウターパネルの裏面に近接した軽減孔フランジが形成されており、前記アウターパネルが、その裏面と、前記軽減孔フランジを含む前記インナーパネルとの間隙部にスポット状に介在するシーラント材で支持されているような構造において、
   前記補強ビードの会合部に隣接した前記軽減孔の隅部における前記軽減孔フランジに、前記アウターパネルに外部から過大な衝撃が加わった場合に前記インナーパネルの変形の起点となる切欠部が設けられていることを特徴とする自動車のフロントフードパネル構造。
2. 車室の前方にエンジン室、荷室等の前部空間を有し、前記前部空間の上部を開閉可能に覆うフロントフードを備えた自動車の前記フロントフードのパネル構造であって、
   アウターパネルとその裏面側に間隔を有して配設されたインナーパネルとがそれらの周縁で一体に接合され、前記インナーパネルには、前記アウターパネルと反対側に突出した補強ビードが格子状の配列で形成されるとともに、前記補強ビードで囲まれた平坦部に軽減孔が開口され、該軽減孔の周囲に、前記アウターパネルの裏面に近接した軽減孔フランジが形成されており、前記アウターパネルが、その裏面と、前記軽減孔フランジを含む前記インナーパネルとの間隙部にスポット状に介在するシーラント材で支持されているような構造において、
   ヒンジ取付け部に隣接した前記軽減孔の隅部における前記軽減孔フランジに、前記アウターパネルに外部から過大な衝撃が加わった場合に前記インナーパネルの変形の起点となる切欠部が設けられていることを特徴とする自動車のフロントフードパネル構造。
3. 前記軽減孔フランジには、前記軽減孔内に張出した張出部が設けられ、前記アウターパネルの裏面と前記張出部との間に前記シーラント材が介在しており、前記切欠部が、前記張出部の一側または両側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のフロントフードパネル構造。

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