(57)【要約】【課題】軽量性を生かしてアルミニウム又はアルミニウム合金製のパネル構造体を車体フードに適用した場合の頭部衝突耐性を向上させることができ、アウターとエンジン等の剛体面とのクリアランスが小さい場合でも、大人の頭部が衝突した時の衝撃を十分に緩和することができる車体フード用パネル構造体を提供する。【解決手段】アウター１は、鋼製又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金製であり、インナー２は車体幅方向の断面が波形になるように成形されている。このアウター１とインナー２との間に、鋼板、アルミニウム若しくはアルミニウム合金板又は鉛板である補強板３が配置されており、補強板３はアウター１の裏面（インナー２側の面）に、そのアウターとの接触面の一部又は全域で接着剤等により接合されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製又はアルミニウム合金製のアウターパネルとインナーパネルとが間隔をおいてその縁部で連結された閉断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記インナーパネルは、複数本のビードが波形に形成されたものであり、前記アウターパネルは、その前記インナーパネル側の面に１又は複数の補強板が配置されていることを特徴とする車体フード用パネル構造体。
【請求項２】
鋼製又はアルミニウム合金製のアウターパネルとインナーパネルとが間隔をおいてその縁部で連結された閉断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記インナーパネルは、複数個の突起がコーン状に形成されたものであり、前記アウターパネルは、その前記インナーパネル側の面に１又は複数の補強板が配置されていることを特徴とする車体フード用パネル構造体。
【請求項３】
前記補強板は、鋼、アルミニウム合金又は鉛の金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車体フード用パネル構造体。
【請求項４】
前記インナーパネルには、このインナーパネルを補強する炭素繊維からなる他の補強板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体フード用パネル構造体。
【請求項５】
前記インナーパネルは、複数個の孔を有することを特徴とする請求項１に記載の車体フード用パネル構造体。
【請求項６】
アウターパネルが鋼製又はアルミニウム合金製である開断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記アウターパネルは、その面の一部又は複数部に、鋼、アルミニウム合金又は鉛からなる金属製補強板が配置されていることを特徴とする車体フード用パネル構造体。
【請求項７】
アウターパネルが鋼製又はアルミニウム合金製であり、インナーパネルがない車体フード用パネル構造体において、前記アウターパネルは、その面の一部又は複数部に、鋼、アルミニウム合金又は鉛からなる金属製補強板が配置されていることを特徴とする車体フード用パネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車車体のフードに使用された場合に対歩行者事故において歩行者の頭部に対する衝撃性が緩和され、歩行者頭部の衝突耐性が優れていると共に、更に曲げ剛性及び張り剛性等の剛性も優れた車体フード用パネル構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車等の車体の構成部材に使用されるパネル構造体には、アウターパネル（外装パネル、外板、以下単にアウターという）とインナーパネル（内装パネル、内板、以下単にインナーという）とが、間隔をおいてその縁部で連結されたパネル構造体が使用されている。また、インナー形状としては図１０に示す骨組み構造で開断面構造のビーム型インナー、図１１及び図１２に示す閉断面構造のコーン型インナー、並びに波型インナーが考えられている。以下、波形インナーを使用したフード構造を波形フード構造、コーン型インナーを使用したフード構造をコーン型フード構造、ビーム型インナーを使用したフード構造をビーム型フード構造と呼ぶ。なお、インナーを有しないで、アウターの外周部を補強しただけのフード構造も提案されている。
【０００３】
本願発明者等は、波型インナーについて、既に波形断面が規則的な場合と不規則なスプライン型インナーの場合について、特許出願している（特許出願第２００１−３７８７６４号：未公開であり公知ではない）。この出願に係る発明においては、波型インナーは、ビーム型インナー及びコーン型インナーに比較して、アウターからエンジン等の剛体物までのクリアランスが小さくても、ＨＩＣ値低減がより可能であり、歩行者保護に好適の構造であることを開示した。即ち、この先願に係る発明は、歩行者保護に優れた車体フード用パネル構造体であり、その初期の目的は達成された。なお、この波形インナーはアルミニウム合金製フードだけではなく、鋼製フードでも同様の歩行者保護性能を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルミニウム合金製フードの場合、子供の頭部の衝突に比較して、衝突条件が厳しい大人の頭部の衝突に対して、頭部衝突耐性が不足するところがあり、アルミニウム又はアルミニウム合金製フードを実車に適用するために、更に一層の改善策が要望されている。また、鋼製フードの場合でも、大人の頭部の場合に頭部衝撃耐性が不足しており、更に一層の改善策が要望されている。
【０００５】
アルミニウム合金製フードは、鋼製フードに比較して軽量であるところに最大の長所があり、自動車の軽量化に欠かせない技術である。しかしながら、歩行者保護のための頭部衝突耐性の問題では、この軽量であるということが逆に大きなネックとなる。特に、大人の頭部が衝突した場合に、フードの反発力が鋼製フードに比較して不足するため、頭部の速度をフードで十分に低減できず、車体内部のエンジン等のように剛性が高い部分に頭部が直接衝突しやすいという難点があり、このため、ＨＩＣ値を低減しにくいという問題点がある。
【０００６】
頭部の衝突耐性は、一般には、下記数式１で表されるＨＩＣ（頭部性能基準）により評価されている（自動車技術ハンドブック第３分冊試験評価編１９９２年６月１５日第２版自動車技術会編）。
【０００７】
【数１】
ＨＩＣ＝［１／（ｔ２−ｔ１）∫ｔ１ｔ２ａｄｔ］２．５（ｔ２−ｔ１）
【０００８】
但し、ａは頭部重心における３軸合成加速度（単位はＧ）、ｔ１，ｔ２は０＜ｔ１＜ｔ２となる時刻でＨＩＣ値が最大となる時間で、作用時間（ｔ２−ｔ１）は１５ｍｓｅｃ以下と決められている。
【０００９】
歩行者保護の観点から、ＥＥＶＣ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ−Ｓａｆｅｔｙ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）において、大人頭部と子供頭部の衝突耐性に関し、フードが具備すべき条件として、夫々ＨＩＣ値１０００以下を条件としている（ＥＥＶＣ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　１７　Ｒｅｐｏｒｔ，Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｆｆｏｒｄｅｄ　ｂｙ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｃａｒｓ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９９８）。なお、ＥＥＶＣにおいては、頭部衝突試験時の頭部衝突速度は４０ｋｍ／ｈｒで、大人頭部（重量４．８ｋｇ、外径１６５ｍｍ、衝突角６５度）と子供（重量２．５ｋｇ、外径１３０ｍｍ、衝突角５０度）とが設定されている。
【００１０】
而して、頭部衝突時において、歩行者頭部は、始めにアウターへ衝突し、次に変形が進みインナーを介してエンジンルーム内のエンジン等の剛体的な部品に反力が伝わり、頭部には過大な衝撃力が生じる。頭部には、主にアウターとの衝突により生じる加速度第１波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃまでの間に生じる）と、インナーが剛体物と衝突する際に生じる加速度第２波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃ経過した時点以後に生じる）が作用する。加速度第１波の大きさは主にアウターの重量及び剛性で決まり、加速度第２波の大きさは主にインナーの弾塑性及び剛性で決まる。頭部の運動エネルギーはこれらのアウターとインナーの変形エネルギーにより吸収されるが、頭部の移動距離がアウターとエンジン等の剛体物との間のクリアランスを超えると、頭部は剛体物からの反力を直接受けることになり、ＨＩＣ値の制限値１０００を大幅に超える過大な衝撃力を受け、致命的なダメージを受けることになる。
【００１１】
図１３は頭部加速度波形の一例を示す。この図１３は、波型インナー（実線）とコーン型インナー（破線）の場合の頭部加速度波形を比較して示している。コーン型インナーの場合は、加速度第２波が大きく、このためＨＩＣ値は１０００を大きく超えている。一方、波型インナーの場合は、加速度第２波が波型インナーのクッション作用により減少し、ＨＩＣ値は１０９５に減少している。このように波型インナーの効果は、主に、加速度第２波を低下できるところにあり、この効果はアルミニウム合金製フード及び鋼製フードの双方で確認されている。
【００１２】
しかしながら、ＨＩＣ値を更に低減させるためには、コーン型インナーから波型インナーに変更するだけではなく、更に一層の改善が必要である。
【００１３】
図１４は、Ｏｋａｍｏｔｏにより提案された頭部加速度波形の最適波形での加速度第１波のピーク値を示す（Ｏｋａｍｏｔｏ（Ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｈｏｏｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｅａｄｉｎｊｕｒｙ，１４ｔｈＥＳＶ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９４））。Ｏｋａｍｏｔｏが提案する内容は、加速度第１波を２２０Ｇ前後の値となるまで上昇させることが必要であるということである。そうすれば、ＨＩＣ値は１０００を超えずに頭部衝突エネルギーを効率よく吸収でき、この結果、加速度第２波も低減でき、その結果としてＨＩＣ値を低減できる。
【００１４】
この考え方では、クリアランスが狭い状態で、頭部の運動エネルギを効率よく吸収するには、頭部がアウターと衝突した時点で、できるだけ多くのエネルギを消費させ、その後の運動エネルギを小さくさせることにより、加速度第２波を小さく抑えようとしている。但し、頭部がアウターと衝突した時点で、頭部加速度が２２０Ｇを超えると、加速度第１波のみでＨＩＣ値は１０００を超えるため、頭部加速度の最大値は２２０Ｇ以下でなければならず、結果的に加速度２２０Ｇ程度がＨＩＣ値を最小化させるための目標値になることを示している。
【００１５】
しかしながら、アルミニウム合金製フードで加速度第１波を２２０Ｇ程度まで上昇させることは、通常考えられるアウター板厚１ｍｍ程度、インナー板厚０．８ｍｍ程度の条件では、殆ど不可能であるといえる。ちなみに、アルミニウム合金製の波形フード構造で、アウター板厚を０．９ｍｍとした場合の加速度第１波のピーク値は、子供頭部衝突の場合１５０Ｇから１７０Ｇ程度、大人頭部衝突の場合９０Ｇから１２０Ｇ程度であり、特に大人頭部衝突の場合に、加速度第１波を２２０Ｇ程度へ上げることにより、頭部衝突耐性を向上させることができる。
【００１６】
同様に、鋼製の波型フード構造においても、アウター板厚を通常の０．６ｍｍとした場合の加速度第１波のピーク値は、子供頭部衝突の場合１８０Ｇから２００Ｇ程度、大人頭部衝突の場合１２０Ｇから１５０Ｇ程度で、加速度第１波はアルミニウム合金製波型フード構造の場合より大きいものの、２２０Ｇに達しておらず、アルミニウム合金製の波型フード構造と同様に、加速度第１波を２２０Ｇ程度に上げることにより、頭部衝突耐性を向上させることができる。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、第１に軽量なアルミニウム合金製のパネル構造体を車体フードに適用した場合の頭部衝突耐性を向上させることができ、アウターとエンジン等の剛体面とのクリアランスが小さい場合でも、頭部衝突耐性を向上させることができる車体フード用パネル構造体を提供することを目的とし、第２に鋼製フード構造においても、同様に加速度第１波を２２０Ｇ程度に増加させることにより、ＨＩＣ値を下げることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本願第１発明に係る車体フード用パネル構造体は、鋼製又はアルミニウム合金製のアウターパネルとインナーパネルとが間隔をおいてその縁部で連結された閉断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記インナーパネルは、複数本のビードが波形に形成されたものであり、前記アウターパネルは、その前記インナーパネル側の面に１又は複数の補強板が配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本願第２発明に係る車体フード用パネル構造体は、鋼製又はアルミニウム合金製のアウターパネルとインナーパネルとが間隔をおいてその縁部で連結された閉断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記インナーパネルは、複数個の突起がコーン状に形成されたものであり、前記アウターパネルは、その前記インナーパネル側の面に１又は複数の補強板が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
これらの車体フード用パネル構造体においては、補強板を使用して局部的にアウターの重量を増加させることにより、この部位での頭部衝突時の加速度第１波のピーク値を増加させ、その結果、加速度第２波のピーク値を低下させ、加速度波形は理想波形に近づき、ＨＩＣ値は低下する。頭部衝突時の加速度第１波の発生は数ミリ秒程度の高速現象であり、衝突部位でのアウターの局部的な重量に大きく支配される。補強板の効果は、局部的な剛性増加より局部的な重量増加の効果が大きく、加速度第１波に寄与するのは衝突部位近傍のアウターと補強板の重量であり、補強板の板厚を調整することにより加速度第１波の大きさをコントロールできる。
【００２１】
これらの車体フード用パネル構造体において、前記補強板は、例えば、鋼、アルミニウム合金又は鉛の金属製である。また、前記インナーパネルには、このインナーパネルを補強する炭素繊維からなる他の補強板を設けることができる。そして、請求項１のインナーパネルに、複数個の孔を設けることも可能である。
【００２２】
本発明に係る更に他の車体フード用パネル構造体は、アウターパネルが鋼製又はアルミニウム合金製である開断面構造の車体フード用パネル構造体において、前記アウターパネルは、その面の一部又は複数部に、鋼、アルミニウム合金又は鉛からなる金属製補強板が配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る更に他の車体フード用パネル構造体は、アウターパネルが鋼製又はアルミニウム合金製であり、インナーパネルがない車体フード用パネル構造体において、前記アウターパネルは、その面の一部又は複数部に、鋼、アルミニウム合金又は鉛からなる金属製補強板が配置されていることを特徴とする。
【００２４】
これらの車体フード用パネル構造体も補強板が同様の作用効果を奏する。
【００２５】
請求項１及び請求項３に係る発明では、アウターとインナーとの間で、例えば、エンジン直上部のごとく、アウターと剛体面とのクリアランスが不足し、頭部衝突耐性が不足する部位に、局部的に１又は複数の鋼製、アルミニウム合金製又は鉛製の金属補強板を設ける。アルミニウム合金製波型フード構造では、加速度第１波は子供頭部衝突の場合１５０Ｇから１７０Ｇで、大人頭部衝突の場合９０Ｇから１２０Ｇで、理想波形である加速度第１波２２０Ｇよりかなり小さい値となっている。アウター板厚を全体的に増加させるとアウター重量の大幅な増加をまねき、車体軽量化の観点から問題を生じるが、この方法によれば、この補強板によるアウター重量増加は最小限におさえられた状態で、通常のアウター板厚のみでは困難である頭部加速度波の第１波を２２０Ｇ程度にまで上昇できる。この結果、頭部衝突エネルギーはアウター及び補強板により効率よく吸収され、加速度第２波は低下し、頭部衝突耐性を大幅に向上できる。大人頭部衝突部位での補強板厚は子供頭部衝突部位での補強板厚より大きな値となるが、その分だけ特に大人頭部衝突においてＨＩＣ値低減効果が大きい。
【００２６】
一方、鋼製波型フード構造では、アウター重量がアルミ製波型フード構造に比較して大きく、加速度第１波は子供頭部衝突の場合１８０Ｇから２００Ｇ、大人頭部衝突の場合１２０Ｇから１５０Ｇとなる。このため、補強板によるＨＩＣ値低減効果はアルミニウム合金製波型フード構造の場合ほど大きくないものの、同様に大人頭部衝突の場合には有効である。
【００２７】
なお、頭部衝突位置は大人頭部衝突領域と子供頭部衝突領域に分けられ、その境界線はＷＡＤ１５００（Ｗａｒｐ　Ａｒｏｕｎｄ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ　１５００：車体前縁の直下の地面から車体前縁に沿ってフード上を車体後方に向かって１５００ｍｍの位置まで）である。補強板の効果が最も期待できるのは、大人頭部衝突領域のエンジン直上部であるが、子供頭部衝突領域でも補強板の板厚を調節することにより、適切な加速度第１波を得ることができ、頭部衝突耐性を向上できる。補強板は、通常フード中央部に設けられるが、クラッシュビードを考慮し、複数枚設けることも可能である。勿論、各補強板の板厚は、その部位でのアウターと剛体面とのクリアランスを考慮し、夫々最適に決定すれば補強板による重量増加を最小化できる。当然のことながら、クリアランスが大きくＨＩＣ値が小さい部位では、頭部加速度波形を最適波形にする必要はなく、補強板は不要となる。
【００２８】
請求項２は、インナーを波型の代わりに、コーン型としたものである。コーン型インナーは波型インナーに比較して頭部衝突耐性が劣るものの、本発明のように、補強板を設けることにより、頭部衝突耐性を大幅に改善することができる。
【００２９】
請求項４では、インナーの補強板として、炭素繊維からなるものを使用することにより、炭素繊維は軽量かつ高弾性であることから、補強板を使用することによる重量増加を最小限に抑制しつつ、インナーに要求される曲げ剛性を大幅に向上させることができ、頭部が剛体面に衝突するいわゆる底づきを防止することができる。また、炭素繊維からなる補強板を使用した場合は、断熱材としての効果が期待できる。
【００３０】
請求項５では、波型インナーに複数の孔を形成することにより、インナーを軽量化することができる。この孔は大小複数種類のものとすることができ、孔を設けることにより、衝突耐性は若干低下するものの、インナー板厚が厚く曲げ剛性に余裕がある場合、またはアウターからエンジン等の剛体面までのクリアランスが大きく、ＨＩＣ値がそれほど問題とならない部位で、軽量化の効果が得られる。
【００３１】
請求項６では、本発明の補強板をビーム型フード構造に適用した場合である。ビーム型フード構造では、インナーの骨部では剛性が高く、補強板の効果が得られるのは、骨部以外のアウター下面となる。このことにより、加速度第１波は増加し、加速度第２波が下がるため、ＨＩＣ値は低下する。
【００３２】
請求項７では、請求項６と同様に、本発明の補強板をインナーがないフード構造に適用した場合である。この構造では、閉断面のフード構造の場合と同様で、エンジン直上部等、アウターと剛体面とのクリアランスの小さい部位に補強板を設ける。このことにより、加速度第１波は増加し、加速度第２波が下がるため、ＨＩＣ値は低下する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るパネル構造体を示す車幅方向の断面図、図２はそのインナー２の斜視図である。なお、図２において、インナー２には、その波型形状が分かりやすいように、メッシュを入れて図示しており、アウター１は図示していない。
【００３４】
インナー２は、複数本のビードが相互に平行に適長間隔で設けられ、山と谷が車体幅方向に連なり、車体幅方向の断面が波形になるように成形されている。アルミニウム合金製波型フード構造の場合、この波型インナー２は、鋼板に比して軽量であるという利点がある。アウター１は、同様にアルミニウム合金製であり、車体の外装板としての面形状を有している。波型インナーが鋼製である場合も基本的に形状は同じである。但し、この場合、アウターとインナーの板厚は、アルミニウム合金製インナーと鋼製インナーとで曲げ剛性を同一にするという条件のもとでは、アルミニウム合金製インナーの板厚を約１／１．４４で除した値となる。
【００３５】
このアウター１とインナー２との間に補強板３が配置されている。本実施形態においては、この補強板３は、車幅方向の概ね中央に設けられているが、エンジンルーム内の剛体部品とのクリアランスが小さい部位についても、特に補強板３を設けることが好ましい。その理由はクリアランスが小さい部位では、ＨＩＣ値が増加するので、頭部衝突エネルギーを補強板により吸収する必要があるからである。多くの場合は、エンジン頂上部でクリアランスが小さいが、特殊な場合は、例えば、フェンダー近傍部等でＨＩＣ値が増加した場合の対策として、補強板を設けることが考えられる。特に、大人の頭部衝突では、ＷＡＤ１５００の後方側でのＨＩＣ値増加が問題となり、このように複数の補強板を設けることが有効となる。この補強板３は、鋼板、アルミニウム合金板又は鉛板であり、アウター１を補強するものである。この補強板３はアウター１の裏面（インナー２側の面）に、そのアウターとの接触面の一部又は全域で接着剤等により接合されている。また、インナー２と補強板３とは千鳥状に配置された円形状の接着部で接合されており、インナー３と補強板３とは柔に固定されている。
【００３６】
このパネル構造体は、エンジンフードとして、このエンジンフードの内部に配置されたエンジン等の剛体物４から若干の距離をおくように、車体に取り付けられる。また、インナー２の車幅方向の断面における波形形状は、概ね頭部外径に近い波長のサイン曲線、サインｎ乗曲線、又はスプライン曲線である。
【００３７】
次に、上述の如く構成された車体フード用パネル構造体の動作について説明する。頭部衝突時において、歩行者頭部は、始めにアウター１へ衝突し、アウター１の変形が進むと、インナー２がエンジンルーム内のエンジン等の剛体的な部品に衝突し、この剛体物からの反力が頭部に伝わり、頭部には過大な衝撃力が生じる。前述の如く、頭部には、主にアウター１との衝突により生じる加速度第１波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃまでの間に生じる）と、インナー２が剛体物と衝突する際に生じる加速度第２波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃ経過した時点以後に生じる）が作用する。この加速度第１波の大きさはアウター１及び補強板３の重量及び剛性で決まり、加速度第２波の大きさは主にインナー２の弾塑性及び剛性で決まる。そして、頭部の運動エネルギーはこれらのアウター１とインナー２の変形エネルギーにより吸収されるが、本実施形態においては、補強板３を設けたので、加速度第１波を２２０Ｇ前後の値となるまで上昇させることができ、このため、ＨＩＣ値は１０００を超えずに頭部衝突エネルギーを効率よく吸収でき、この結果、加速度第２波を低減でき、ＨＩＣ値を低減できる。頭部の移動距離がアウター１とエンジン等の剛体物との間のクリアランスを超えると、頭部は剛体物からの反力を直接受けることになり、ＨＩＣ値の制限値１０００を大幅に超える過大な衝撃力を受け、致命的なダメージを受けることになるが、本実施形態においては、補強板３によりこのような事態が生じることを回避できる。
【００３８】
次に、この頭部衝突時の挙動について、数値解析した結果について説明する。図７は使用した波型フード構造の簡易解析モデル図を示す。なお、この図７では、アウターは図示されていない。この解析モデルは、アウターが６０００系アルミニウム合金であり、板厚が１ｍｍである。インナーは５０００系アルミニウム合金であり、板厚が０．８ｍｍである。エンジン等の剛体面はアウターから鉛直方向に７０ｍｍの位置に設定した。補強板は鋼板であり、板厚は１．２ｍｍとした。
【００３９】
頭部加速度の時刻暦波形につき、補強板がある場合の解析結果を図８に、補強板がない場合の解析結果を図９に示す。これらは、横軸に衝突時からの時間をとり、縦軸に衝突時の頭部加速度をとっている。補強板を設けることにより、加速度第１波は補強板がない場合の９０Ｇから１７５Ｇに増加し、その後、この１７５Ｇを超えることなく減衰している。従って、補強板があることにより、頭部運動エネルギーはアウターと補強板により効率よく吸収され、剛体面からの反力により生じる加速度第２波は補強板がない場合の５５０Ｇから１３０Ｇに極めて大きく減少している。この結果、ＨＩＣ値は６８４７から１００３に大幅に低下する。このように、本実施形態により、パネル構造体のＨＩＣ値が著しく低減する。このように、波型フード構造において、アウター裏面（インナー側の面）に、単数又は複数の補強板を局部的に設けることにより、アルミニウム又はアルミニウム合金の軽量性を維持しつつ、特に大人頭部衝突での頭部衝突耐性を大幅に向上できる。なお、鋼製の波型フード構造の補強板についても、アルミニウム合金製波型フード構造と同様の考え方で補強板を設ければよいが、アウター重量がアルミニウム合金製のフードの場合の約２倍あり、補強板は１ｍｍ以下の値になる。
【００４０】
図３は本発明の第２の実施形態におけるインナー２と補強板３を示す斜視図である。本実施形態は補強板３が３枚の場合のものであり、この補強板は、その大きさ、形状、板厚、材質、枚数等はエンジンルーム内の部品配置とクリアランス、及び保護対象とする頭部重量等により、柔軟に変更させるものである。但し、補強板の目的は頭部衝突時のアウター１の重量不足を補うことが主目的であり、材質は鋼材等比重の大きな材料が好適である。板厚は、鋼材を仮定した場合、大人頭部の衝突では、通常１ｍｍ前後が好適であり、子供頭部衝突では０．５ｍｍ前後が好適である。補強板の形状は、例えば、エンジン直上に設ける場合はエンジン角部へ頭部が衝突する場合を考慮し、エンジン形状のフード・アウターへの投影形状をやや大きくした形状になる。
【００４１】
図４は図３の変形例で、車体長手方向に補強板３が３枚設けられている場合のものである。大人頭部衝突の場合、子供頭部衝突の場合、更にフード中央部に幅方向に設けられるクラッシュビードを考慮すると、補強板は３枚になる場合が考えられる。補強板の板厚は、補強板が大人頭部衝突領域にある場合の方が、子供頭部衝突領域にある場合に比較して厚くなる。
【００４２】
図５は本発明の第３実施形態に係るパネル構造体のインナーと補強板を示す斜視図である。本実施形態は、インナー５がコーン型インナーの場合に、３枚の補強板３を設けたものである。このインナー５は、コーン状に盛り上がる複数個のコーン部７が格子状に整然と配置されている。本実施形態においても、補強板の大きさ、形状、板厚、材質、枚数は、波型インナーと同様である。コーン型インナーの場合は、波型インナーに比較して頭部衝突耐性が劣るため、補強板の効果も劣るが、加速度第１波は補強板を設けることにより増加するため、一定の効果がある。アウターとの接着方法は、波型インナーの場合と同様である。
【００４３】
図６は本発明の第４実施形態に係るパネル構造体のインナーを示す斜視図である。ここでは補強板は図示を省略してある。本実施形態のインナー２は波形インナーであるが、このインナー２は、複数の孔８が形成されていて、軽量化が図られている。この孔８の位置、大きさ、数等は、孔８を設けることによるインナーの剛性の低下を最小限に抑制しつつ、インナーの重量を低減することができるものにする。これにより、軽量なフード構造が得られる。
【００４４】
なお、補強板としては、アウターを補強する鋼板、アルミニウム合金板又は鉛板に限らず、インナーを補強するために、炭素繊維からなるものを使用することもできる。これにより、フード重量の増加を抑えつつ、インナーの曲げ剛性を増加させることができ、この結果、頭部衝突耐性を向上させることができる。
【００４５】
また、近年、歩行者頭部衝突条件は前述の条件では厳しすぎるとの観点から、衝突速度を４０ｋｍ／ｈから３５ｋｍ／ｈに低下させ、頭部重量を大人４．８ｋｇ、子供２．５ｋｇを３．５ｋｇの一定値に変更し、頭部衝突エネルギーを約４０％低下させる案が提案されている。本発明の補強板の効果はこのような条件下でも勿論有効であり、本発明により、アウターと剛体面とのクリアランスを減じ、設計の自由度を広げる効果が得られる。補強板の板厚については、歩行者頭部衝突条件等に応じて適時設計することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、補強板によりアウターパネルを補強するようにしたので、フードの頭部衝突耐性を大幅に向上させることができる。即ち、波型インナーを持つパネル構造体のアウターパネル裏面に補強板を設けることにより、頭部衝突エネルギーの多くの割合をアウターパネルと補強板とで吸収でき、頭部が剛体面から受ける反力を大幅に低減できるため、ＨＩＣ値を著しく低下させることができる。補強板の面積は、アウターから剛体面までのクリアランスが不足した領域を囲む程度でよく、補強板の重量増を最小限度に抑制しつつ、ＨＩＣ値を低減できる。特に、衝突エネルギーが大きい大人頭部衝突の場合に、本発明のＨＩＣ低減効果が大きい。
【００４７】
また、コーン型インナーを持つパネル構造体のアウター裏面に補強板を設けることにより、同様に頭部衝突エネルギーの多くの割合をアウターパネルと補強板とで吸収でき、剛体面からの反力を大幅に低減できるため、波型インナーパネルほどではないものの、同様に、ＨＩＣ値を著しく低減することができる。
【００４８】
更に、波型インナー又はコーン型インナーに炭素繊維の補強板を設けることにより、インナーの重量増加を最小に抑えつつ、インナーの曲げ剛性を増加させることが可能となり、この結果ＨＩＣを低下させることができる。
【００４９】
また、波型インナーの板厚が厚く、曲げ剛性に余裕がある場合には、インナーに複数の孔を設けることにより、フードの軽量化を図ることができる。
【００５０】
更に、請求項６又は７のように、閉断面構造でないものの場合についても、本発明の補強板を適用でき、補強板によりＨＩＣ値の低減効果が得られる。アウターはアルミニウム合金製の場合及び鋼製の場合のいずれでも、閉断面フード構造の場合と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波型インナーを持つパネル構造体を示す断面図である。
【図２】同じく、第１実施形態のインナーと補強板とを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る波型インナーを持つパネル構造体のインナーと補強板とを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態の変形例に係る波型インナーを持つパネル構造体のインナーと補強板とを示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコーン型インナーを持つパネル構造体のインナーと補強板とを示す斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るパネル構造体のインナーを示す斜視図である。
【図７】波型インナーを持つパネル構造体の解析モデルを示す図である（アウターは図示せず）。
【図８】波形インナーを持つパネル構造体の補強板を有する場合（図２）の解析結果を示す頭部加速度波形のグラフ図である。
【図９】波形インナーを持つパネル構造体で補強板を設けない場合の解析結果を示す頭部加速度波形のグラフ図である。
【図１０】ビーム型インナーの斜視図である。
【図１１】コーン型インナーの斜視図である。
【図１２】波型インナーの斜視図である。
【図１３】波型フード構造とコーン型フード構造での頭部加速度波形を示すグラフ図である。
【図１４】頭部加速度波形の最適形状を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１：アウター
２：波型インナー
３：補強板
４：エンジンルーム内の剛体物
５：コーン型インナー
６：大人頭部インパクターモデル
７：コーン部
８：孔
９：ビーム型インナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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