JP7010805B2 - フード支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、フード支持構造に関するものである。

従来、車体の前部に設けられたフードを上方に持ち上げるポップアップフード装置（以下、フード支持構造）が知られている。この種のフード支持構造では、車体に衝撃荷重が入力された場合に、内部に設けられたアクチュエータが作動してフードを上方に持ち上げる。

例えば特許文献１には、フードと、フードを開閉可能に支持するヒンジアーム（ヒンジ部材）と、ヒンジ部材に当接して上方に移動することによりフードを押し上げるロッドを有するピストンと、を備えたフード支持構造が開示されている。衝突検知部（例えばＧセンサ）に衝撃が入力されると、ロッドが上昇してヒンジ部材に当接し、ヒンジ部材が上方に回転する。このとき、ヒンジ部材の一部が屈曲されながら回転することにより、ヒンジ部材に連結されたフードが上方側へ押し上げられる。さらに、押し上げられたフードの上方側から衝突荷重が入力されると、ヒンジ部材がさらに屈曲されてフードが下方側に後退する。これにより、衝突荷重が吸収されて衝突体への入力荷重（反力）が低減できるとされている。

特開２０１５－１３５９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、ロッドの伸長方向と衝突荷重の入力方向とが略平行となる。また、ヒンジ部材における屈曲時の変形（屈曲）中心とアクチュエータの打ち出し方向とが異なるため、ヒンジ部材の変形が安定し難い。

そこで、本発明は、衝突荷重を効果的に吸収し、安定した作動が可能なフード支持構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るフード支持構造（例えば、実施形態におけるフード支持構造１）は、車体（例えば、実施形態における車体Ｖ）の開口部（例えば、実施形態における開口部１０）を閉塞するフード（例えば、実施形態におけるフード２）と、前記フードに固定される台座部（例えば、実施形態における台座部３１）と、前記車体に対して回動可能に取り付けられた支持部（例えば、実施形態における支持部３２）と、前記台座部と前記支持部との間に設けられ前記台座部及び前記支持部よりも脆弱な変形部（例えば、実施形態における変形部３３）と、を有するヒンジ部材（例えば、実施形態におけるヒンジ部材３）と、前記車体の後方に向かって傾斜する所定方向に沿って飛び出すシャフト（例えば、実施形態におけるシャフト４２）を有し、前記シャフトの先端部（例えば、実施形態における先端部４５）が前記変形部に当接することにより前記フードを前記開口部から上方に移動させるアクチュエータ（例えば、実施形態におけるアクチュエータ４）と、を備え、前記支持部の剛性は前記台座部の剛性よりも高く、前記台座部の剛性は前記変形部の剛性よりも高く、前記支持部は、前記台座部及び前記変形部よりも剛性の高い材料により形成されていることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係るフード支持構造は、前記所定方向は、前記支持部の回動開始前の第一状態（例えば、実施形態における第一状態Ｓ１）における前記変形部と、前記支持部の回動終了後の第二状態（例えば、実施形態における第二状態Ｓ２）における前記変形部と、を結ぶ直線に沿うように設定されていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係るフード支持構造は、前記支持部には、補強部材（例えば、実施形態における補強部材３０）が設けられていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のフード支持構造によれば、アクチュエータがヒンジ部材に当接することによりフードが上方に移動する。これにより、フードと車体前部に設けられた開口部（例えばエンジンルーム）内の部品との間に空隙ができるので、車体前部から衝突体が衝突した場合に、車体に入力された衝突体の衝突荷重をフードの変形により吸収できる。さらに、アクチュエータは車体の後方に向かって傾斜しているので、フードは車体の上方及び後方に向かって移動する。これにより、特に開口部の後方側に入力された衝突荷重を広範囲に亘って吸収できる。また、衝突荷重の入力方向とアクチュエータにおけるシャフトの飛び出し方向とが交差するので、シャフトの突っ張りによる衝突荷重の増大を抑制できる。よって、衝突荷重を効果的に吸収できる。
ヒンジ部材は、アクチュエータにより上方へ回動されるとともに変形部が変形することにより、フードを上方に移動させる。シャフトの先端部はヒンジ部材の変形部に当接するので、アクチュエータからの入力が変形中心に集中し、変形部を確実に変形させることができる。よって、フードの移動量を目標値に対して高精度に制御できる。また、アクチュエータの出力を変形部の変形に効率よく変換できるので、アクチュエータの出力を抑えることができる。よって、アクチュエータの小型化や低出力化による省エネルギー化及び低コスト化を図ることができる。
したがって、衝突荷重を効果的に吸収し、安定した作動が可能なフード支持構造を提供できる。
ヒンジ部材の剛性は、変形部、台座部、支持部の順に高くなるように設定されているので、剛性の最も低い変形部を優先的に変形させることができる。ここで、変形部は、アクチュエータが当接することによりさらに変形しやすくされているので、台座部及び支持部の剛性を過度に高く設定する必要がない。よって、ヒンジ部材を軽量化し、ヒンジ部材の設計自由度を向上できる。
また、台座部にはフードが取り付けられる。これにより台座部の強度が維持されるので、支持部に比べて台座部の剛性を低く設定することができる。一方、支持部の剛性を高めることにより、アクチュエータ作動時における支持部の変形を抑制し、ヒンジ部材を即座に作動できる。よって、迅速な作動が可能なフード支持構造とすることができる。
材料を変更することにより、台座部及び変形部と比較して支持部の剛性を高めることができる。これにより、支持部の形状に自由度を持たせることができる。よって、設計自由度を向上したヒンジ部材を有するフード支持構造とすることができる。

本発明の請求項２に記載のフード支持構造によれば、アクチュエータのシャフトの飛び出し方向は、支持部の回動開始前の第一状態における変形部と、支持部の回動終了後の第二状態における変形部と、を結ぶ直線に沿うように設定されているので、シャフトの先端部は、少なくともヒンジ部材の移動前及び移動後の変形部に当接する。ここで、ヒンジ部材は車体に対して回転移動するので、第一状態から第二状態へ変化する際に、変形部は円弧状の軌跡を描く。アクチュエータは、第一状態及び第二状態におけるそれぞれの変形部を結ぶ直線に沿うように配置されているので、シャフトの先端部の移動軌跡を、変形部の円弧状の軌跡に沿わせることができる。これにより、シャフトの先端部がヒンジ部材を滑ることによる摩擦の発生を抑制し、シャフトの出力を変形部に効率的に伝達できる。また、特に回動開始前及び回動終了後の変形部にシャフトの先端部が確実に当接するので、シャフトの飛び出し直後における最大出力を効果的に変形部に伝達できるとともに、目標位置まで確実にヒンジ部材を回動させることができる。
したがって、衝突荷重を効果的に吸収し、安定した作動が可能なフード支持構造を提供できる。

本発明の請求項４に記載のフード支持構造によれば、補強部材が設けられることにより支持部の剛性を高めることができる。このように簡易な構成により支持部の剛性を高めることができるので、製造時の作業性に優れたヒンジ部材を有するフード支持構造とすることができる。

実施形態に係る車体におけるフード支持構造が作動した時の車体前部を示す斜視図。 実施形態に係る車体におけるフード支持構造が作動した時の車体前部を示す側面図。 第一状態及び第二状態におけるヒンジ部材及びアクチュエータの側面図。 第一状態におけるヒンジ部材の上面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において方向を説明する際は、運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。

（フード支持構造）
図１は、フード支持構造１が作動した時の車体Ｖの前部を示す斜視図である。図２は、フード支持構造１が作動した時の車体Ｖの前部を車幅方向の左側から見た側面図である。車体Ｖは、例えば前部にエンジンやモータ（いずれも不図示）等の駆動源を備えた自動車の車体である。車体Ｖは、前部においてフード支持構造１を備える。フード支持構造１は、例えば走行時において車体Ｖの前方からフロントバンパーに衝撃荷重Ｆ１が入力された際に、フロントバンパーに設置されたＧセンサ（不図示）からの信号を受信して作動する。フード支持構造１は、フード２と、ヒンジ部材３と、アクチュエータ４と、を備える。

（フード）
フード２は、車体Ｖの前方に設けられている。フード支持構造１が作動していない状態において、フード２は、車体Ｖの前方に設けられたエンジンルームＥの開口部１０を閉塞している。エンジンルームＥの内部には、不図示のエンジン等の部品（以下、エンジン部品という。）が収容されている。車体Ｖの前方に衝撃荷重Ｆ１が入力されてフード支持構造１が作動すると、フード２は、フード２の全体が車体Ｖに対して上方に移動するとともに車体Ｖの後方に向かってスライドする。このように、フード２が上方及び後方に移動することにより、エンジンルームＥ内部のエンジン部品とフード２との間に所定の間隙が確保される。

（ヒンジ部材）
図３は、ヒンジ部材３の側面図である。また、図４は、図３の第一状態Ｓ１におけるヒンジ部材３の上面図である。
ヒンジ部材３は、開口部１０の後方側において左右一対に設けられている（図１も参照）。一対のヒンジ部材３は同様の構成であるため、以下の説明においては左側に配置されるヒンジ部材３について説明する。ヒンジ部材３は、フード２の下方に配置されている。ヒンジ部材３は、車体Ｖとフード２とを接続している。ヒンジ部材３は、車体Ｖに対して回動可能に支持されている。図３に示すように、ヒンジ部材３は、回動開始前の第一状態Ｓ１と、回動終了後の第二状態Ｓ２と、の間で車体Ｖに対して回動可能とされている。
第一状態Ｓ１において、ヒンジ部材３は車体Ｖの前後方向に延びている。第一状態Ｓ１において、ヒンジ部材３は、エンジンルームＥの内部に収容されている。第二状態Ｓ２において、ヒンジ部材３は第一状態Ｓ１におけるヒンジ部材３よりも上方に位置している。フード支持構造１が作動すると、ヒンジ部材３が車体Ｖに対して回転するとともにヒンジ部材３の一部が塑性変形する。これにより、フード２が上方に移動する。
ヒンジ部材３は、台座部３１と、支持部３２と、変形部３３と、を有する。

台座部３１は、フード２の下面に沿うように配置されている。台座部３１は、車体Ｖの前後方向に沿って延びている。台座部３１は、載置部３４と、張出部３５と、を有する。
載置部３４は、フード２の下面に接している。載置部３４は、板状に形成されている。図４に示すように、載置部３４には、２個の締結孔５５と、肉抜き孔５６と、が貫通形成されている。締結孔５５は、ヒンジ部材３の延在方向（車体Ｖの前後方向）に並んでいる。締結孔５５には不図示のボルトが挿入され、このボルトによりフード２が台座部３１に固定されている。肉抜き孔５６は、２個の締結孔の間に設けられている。肉抜き孔５６は、長軸がヒンジ部材３の延在方向に沿うように形成されている。
張出部３５は、載置部３４の車幅方向内側の端部から下方に張り出している。台座部３１は、載置部３４と、張出部３５と、により断面Ｌ字状に形成されている。

支持部３２は、台座部３１よりも後方に設けられている。支持部３２は、台座部３１に接続されている。支持部３２は、側壁部３６と、補強部材３０と、を有する。
側壁部３６は、台座部３１の張出部３５と連続する平板状に形成されている。側壁部３６の前端は、張出部３５の後端に接続されている。側壁部３６は、前方から後方へ向かうに従い車幅方向の外側に傾斜している。第一状態Ｓ１において、側壁部３６は、車幅方向から見て下方に凸となるように緩く湾曲している。側壁部３６には、ビード３９が形成されている。ビード３９は、側壁部３６の延在方向の略中央部から後側に沿って形成されている。側壁部３６の後端部には、回転軸５０が設けられている。支持部３２は、回転軸５０を中心として、車体Ｖに対して回動可能に取り付けられている。

補強部材３０は、上壁部３７と、下壁部３８と、を有する。
上壁部３７は、側壁部３６の上端部から車幅方向外側に向かって延びている。側壁部３６の前端は、台座部３１における載置部３４の後端に接続されている。上壁部３７は、上方から見て、前端から後端に向かうにしたがい幅寸法が縮小された三角形状に形成されている。
下壁部３８は、側壁部３６の下端部から車幅方向外側に向かって延びている。下壁部３８は、側壁部３６の下端部のうち回転軸５０側（前後方向の後方側）に設けられている。支持部３２は、側壁部３６と、上壁部３７と、下壁部３８と、により断面Ｕ字状に形成されている。

変形部３３は、台座部３１と支持部３２との間に設けられている。変形部３３は、台座部３１及び支持部３２よりも剛性が低くなるように形成されている。具体的に、支持部３２の剛性は台座部３１の剛性よりも高く、台座部３１の剛性は変形部３３の剛性よりも高い。本実施形態において、支持部３２は、台座部３１及び変形部３３よりも剛性の高い材料により形成されている。

（アクチュエータ）
アクチュエータ４は、図１に示すように、開口部１０の後方において左右一対に設けられている。一対のアクチュエータ４は同様の構成であるため、以下の説明においては左側に配置されるアクチュエータ４について説明する。

アクチュエータ４は、シリンダ４１と、シャフト４２と、を有する。
シリンダ４１は、筒状に形成されている。シリンダ４１は、フード２の下方に配置されている。シリンダ４１の軸方向は、車体Ｖの後方に向かって傾斜している。具体的に、シリンダ４１の軸方向は、ヒンジ部材３の第一状態Ｓ１における変形部３３と、第二状態Ｓ２における変形部３３と、を結ぶ直線に沿うように設定されている。シリンダ４１には不図示の点火装置が接続されている。点火装置は、Ｇセンサに衝撃荷重Ｆ１が入力した時にシリンダ４１内部の発火体に点火する。

シャフト４２は、シリンダ４１内をシリンダ４１の軸方向に沿って摺動可能に構成されている。衝撃荷重Ｆ１が入力される前の第一状態Ｓ１において、シャフト４２は、シリンダ４１の内部に収容されている。シャフト４２は、棒状のシャフト本体４４と、シャフト本体４４の先端に設けられた先端部４５と、を有する。先端部４５は、ヒンジ部材３の変形部３３に当接する。本実施形態において、先端部４５はヒンジ部材３側に凸となる半球状に形成されている。

次に、フード支持構造１の動作について説明する。
車体Ｖに衝撃荷重Ｆ１が入力されていない通常走行時において、ヒンジ部材３は第一状態Ｓ１（図３参照）に設定されている。第一状態Ｓ１において、台座部３１と支持部３２とは前後方向に沿って延びている。このとき、台座部３１の後端と支持部３２の前端とが接続されている。また、第一状態Ｓ１において、フード２は開口部１０を閉塞している。

車体Ｖに衝撃荷重Ｆ１が入力されると、点火装置はＧセンサからの信号を受信してシリンダ４１内の発火体に点火する。発火体が発火し、シリンダ４１内の空気が膨張すると、シャフト４２が軸方向に沿って上方に飛び出す。これにより、シャフト４２の先端部４５がヒンジ部材３に当接し、ヒンジ部材３を上方へ持ち上げる。このとき、ヒンジ部材３は、回転軸５０を回転中心として上方に回動するとともに変形部３３を変形させながら後方に移動するので、フード２は、車体Ｖに対して所定の傾きを維持したまま上方及び後方に移動する。これにより、フード２とエンジンルームＥ内部のエンジン部品との間に所定の間隙が確保される。

フード２が移動した後、車体Ｖの上前方からフード２に衝突体が衝突すると、フード２の上面に衝突荷重Ｆ２（図２参照）が入力される。フード２に衝突した衝突体は、フード２を変形させながら徐々に減速する。衝突荷重Ｆ２が大きい場合、衝突体は、フード２に加えてヒンジ部材３を変形させながら減速する。このように、衝突荷重Ｆ２は、フード２やヒンジ部材３等の変形により吸収される。したがって、衝突体が車体Ｖから受ける反力は、軽減される。

（作用、効果）
次に、フード支持構造１の作用、効果について説明する。
本実施形態のフード支持構造１によれば、アクチュエータ４がヒンジ部材３に当接することによりフード２が上方に移動する。これにより、フード２と車体Ｖ前部に設けられた開口部１０内のエンジン部品との間に空隙ができるので、車体Ｖ前部から衝突体が衝突した場合に、車体Ｖに入力された衝突体の衝突荷重Ｆ２をフード２の変形により吸収できる。さらに、アクチュエータ４は車体Ｖの後方に向かって傾斜しているので、フード２は車体Ｖの上方及び後方に向かって移動する。これにより、特に開口部１０の後方側に入力された衝突荷重Ｆ２を広範囲に亘って吸収できる。また、衝突荷重Ｆ２の入力方向とアクチュエータ４におけるシャフト４２の飛び出し方向とが交差するので、シャフト４２の突っ張りによる衝突荷重Ｆ２の増大を抑制できる。よって、衝突荷重Ｆ２を効果的に吸収できる。
ヒンジ部材３は、アクチュエータ４により上方へ回動されるとともに変形部３３が変形することにより、フード２を上方に移動させる。シャフト４２の先端部４５はヒンジ部材３の変形部３３に当接するので、アクチュエータ４からの入力が変形中心に集中し、変形部３３を確実に変形させることができる。よって、フード２の移動量を目標値に対して高精度に制御できる。また、アクチュエータ４の出力を変形部３３の変形に効率よく変換できるので、アクチュエータ４の出力を抑えることができる。よって、アクチュエータ４の小型化や低出力化による省エネルギー化及び低コスト化を図ることができる。
したがって、衝突荷重Ｆ２を効果的に吸収し、安定した作動が可能なフード支持構造１を提供できる。

アクチュエータ４のシャフト４２の飛び出し方向は、支持部の回動開始前の第一状態Ｓ１における変形部３３と、支持部の回動終了後の第二状態Ｓ２における変形部３３と、を結ぶ直線に沿うように設定されているので、シャフト４２の先端部４５は、少なくともヒンジ部材３の移動前及び移動後の変形部３３に当接する。ここで、ヒンジ部材３は車体Ｖに対して回転移動するので、第一状態Ｓ１から第二状態Ｓ２へ変化する際に、変形部３３は円弧状の軌跡を描く。アクチュエータ４は、第一状態Ｓ１及び第二状態Ｓ２におけるそれぞれの変形部３３を結ぶ直線に沿うように配置されているので、シャフト４２の先端部４５の移動軌跡を、変形部３３の円弧状の軌跡に沿わせることができる。これにより、シャフト４２の先端部４５がヒンジ部材３を滑ることによる摩擦の発生を抑制し、シャフト４２の出力を変形部３３に効率的に伝達できる。また、特に回動開始前及び回動終了後の変形部３３にシャフト４２の先端部４５が確実に当接するので、シャフト４２の飛び出し直後における最大出力を効果的に変形部３３に伝達できるとともに、目標位置まで確実にヒンジ部材３を回動させることができる。
したがって、衝突荷重Ｆ２を効果的に吸収し、安定した作動が可能なフード支持構造１を提供できる。

ヒンジ部材３の剛性は、変形部３３、台座部３１、支持部３２の順に高くなるように設定されているので、剛性の最も低い変形部３３を優先的に変形させることができる。ここで、変形部３３は、アクチュエータ４が当接することによりさらに変形しやすくされているので、台座部３１及び支持部３２の剛性を過度に高く設定する必要がない。よって、ヒンジ部材３を軽量化し、ヒンジ部材３の設計自由度を向上できる。
また、台座部３１にはフード２が取り付けられる。これにより台座部３１の強度が維持されるので、支持部３２に比べて台座部３１の剛性を低く設定することができる。一方、支持部３２の剛性を高めることにより、アクチュエータ４作動時における支持部３２の変形を抑制し、ヒンジ部材３を即座に作動できる。よって、迅速な作動が可能なフード支持構造１とすることができる。

支持部３２には、補強部材３０が設けられているので、補強部材３０が設けられることにより支持部３２の剛性を高めることができる。このように簡易な構成により支持部３２の剛性を高めることができるので、製造時の作業性に優れたヒンジ部材３を有するフード支持構造１とすることができる。

また、支持部３２は、台座部３１及び変形部３３よりも剛性の高い材料により形成されているので、材料を変更することにより台座部３１及び変形部３３と比較して支持部３２の剛性を高めることができる。これにより、支持部３２の形状に自由度を持たせることができる。よって、設計自由度を向上したヒンジ部材３を有するフード支持構造１とすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態では、支持部３２は補強部材３０を有するとともに台座部３１及び変形部３３よりも剛性の高い材料により形成される構成について説明したが、これに限られない。支持部３２の材料を変更することなく、補強部材３０を設けることのみにより支持部３２の剛性を高めてもよい。また、補強部材３０を設けることなく、材料の変更のみにより支持部３２の剛性を高めてもよい。

ヒンジ部材３の台座部３１に形成された締結孔５５の個数は、実施形態の２個に限定されない。本実施形態において、フード２は台座部３１の締結孔５５にボルトにより固定される構成について説明したが、例えば接着や溶接、カシメ等の他の方法により固定されてもよい。この場合、締結孔５５はなくてもよい。

また、変形部３３には切欠きや孔が形成されてもよい。すなわち、本実施形態においては、台座部３１及び支持部３２の剛性を変形部３３の剛性よりも高めることにより変形部３３を変形させやすくする構成としたが、これに限られない。変形部３３に切欠きや孔等の脆弱部を設けることにより、変形部３３を台座部３１及び支持部３２よりも脆弱に構成し、これにより変形部３３を変形させやすくする構成であってもよい。

車体前方からの衝撃荷重Ｆ１に対して、カメラや赤外線レーザー等、Ｇセンサ以外の方法により衝撃荷重Ｆ１を検知する構成としてもよい。
また、フード支持構造１は、車体Ｖ後方のトランクフードやその他のフードに適用してもよい。本発明のフード支持構造１は、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車等、エネルギーストレージを備える他の車両Ｖに広く適用できる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ フード支持構造
２ フード
３ ヒンジ部材
４ アクチュエータ
１０ 開口部
３０ 補強部材
３１ 台座部
３２ 支持部
３３ 変形部
４２ シャフト
４５ 先端部
Ｖ 車体
Ｓ１ 第一状態
Ｓ２ 第二状態

Claims (3)

1. 車体の開口部を閉塞するフードと、
   前記フードに固定される台座部と、前記車体に対して回動可能に取り付けられた支持部と、前記台座部と前記支持部との間に設けられ前記台座部及び前記支持部よりも脆弱な変形部と、を有するヒンジ部材と、
   前記車体の後方に向かって傾斜する所定方向に沿って飛び出すシャフトを有し、前記シャフトの先端部が前記変形部に当接することにより前記フードを前記開口部から上方に移動させるアクチュエータと、
   を備え、
   前記支持部の剛性は前記台座部の剛性よりも高く、
   前記台座部の剛性は前記変形部の剛性よりも高く、
   前記支持部は、前記台座部及び前記変形部よりも剛性の高い材料により形成されていることを特徴とするフード支持構造。
2. 前記所定方向は、前記支持部の回動開始前の第一状態における前記変形部と、前記支持部の回動終了後の第二状態における前記変形部と、を結ぶ直線に沿うように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のフード支持構造。
3. 前記支持部には、補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフード支持構造。

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