(57)【要約】【課題】  エネルギー吸収エンジンフードにおいて、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突時の歩行者の頭部保護を確実に行えること。【解決手段】  エネルギー吸収エンジンフード１は、鋼板からなるアウターパネル２の裏側に、エポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物３を接着硬化または塗布硬化させたものである。エポキシ樹脂を３８〜４５重量％、石油系樹脂を１０〜１３重量％、希釈剤を１．８〜１１．８重量％とし、合成樹脂組成物３の面積をアウターパネル２の投影面積の１０％以上、厚さを１〜１０ｍｍの範囲内とすることで、１００Ｎ／ｍｍ以上の高剛性、１９０Ｎ以上の高強度が得られ、法定の歩行者頭部保護性能試験においても高い衝突エネルギー吸収力を示し、変形ストロークも短く底着きすることもないため、エネルギー吸収エンジンフード１の外形意匠も自由にデザインできる。【選択図】        図１
2005271680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンフードのアウターパネルの裏側に前記アウターパネルの投影面積の１０％以上となるようにエポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物を接着硬化または塗布硬化させたことを特徴とするエネルギー吸収エンジンフード。
【請求項２】
前記高剛性の合成樹脂組成物を前記アウターパネルより薄い鋼板に接着硬化または塗布硬化させた後の試料の３点曲げ剛性が１００Ｎ／ｍｍ以上、３点曲げ強度が１９０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収エンジンフード。
【請求項３】
前記高剛性の合成樹脂組成物は前記エポキシ樹脂の割合が３８重量％〜４５重量％の範囲内であり、多環芳香族化合物樹脂の割合が１０重量％〜１３重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエネルギー吸収エンジンフード。
【請求項４】
前記多環芳香族化合物樹脂はベンゼン核数が２〜４の多環芳香族化合物のアルデヒド縮合体オリゴマーであることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー吸収エンジンフード。
【請求項５】
前記高剛性の合成樹脂組成物は接着硬化後または塗布硬化後の厚さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のエネルギー吸収エンジンフード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車との衝突の際に歩行者の頭部の保護を確実に行うことができるとともに自動車の外形意匠に制約を及ぼすことのないエネルギー吸収エンジンフードに関するものであり、特にアウターパネルの裏面にエポキシ樹脂を主成分とする合成樹脂組成物を密着させたエネルギー吸収エンジンフードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歩行者が自動車前部と衝突した際には、倒れた歩行者の頭部が自動車のエンジンフード（ボンネット）に衝突するために、その際の衝撃を確実に吸収するためエンジンフードは頭部衝突領域において制御された弾性を持つように設計されなければならない。そこで、特許文献１においては、衝突圧壊において圧壊変位に対する反力の特性が１つのピークを有するエネルギー吸収体をアウターパネルの裏側に配設し、アウターパネルの低反力領域をエネルギー吸収体の反力のピークによって補うことによって全体の反力特性をフラットな特性としたフード衝撃吸収装置について開示している。
【０００３】
また、特許文献２においては、アウターパネルの裏面にエポキシ樹脂を主成分とする合成樹脂組成物を配設した歩行者保護のための自動車用エンジンフードについて開示されている。
【特許文献１】特許第２７６２８０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術においては、鋼板製のアウターパネルの裏側にやはり鋼板製のエネルギー吸収体を配設しているため、エンジンフード（ボンネット）が重くなって取扱い難くなるという欠点がある。これに対して、上記特許文献２に開示された技術においては、鋼板製のアウターパネルの裏面にエポキシ樹脂を主成分とする合成樹脂組成物を配設しているため、エンジンフードが重くなるという欠点はないが、合成樹脂組成物が比較的軟らかく剛性が低いため荷重を受け止めるためにエンジンフードが大きく撓んでしまう。エンジンフードが大きく撓むとエンジン等の内容物に底着きしてしまい、それ以上はエネルギー吸収できなくなるため歩行者の頭部保護を確実にできない。この底着きを防ぐには、自動車の外的意匠に制約を設けてエンジンフードと内容物との間隙を広く取らなければならないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、エンジンフードのアウターパネルの裏側に前記アウターパネルの投影面積の１０％以上となるようにエポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物を接着硬化または塗布硬化させたものである。
【０００７】
請求項２の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、請求項１の構成において、前記高剛性の合成樹脂組成物を前記アウターパネルより薄い鋼板に接着硬化または塗布硬化させた後の試料の３点曲げ剛性が１００Ｎ／ｍｍ以上、３点曲げ強度が１９０Ｎ以上であるものである。
【０００８】
請求項３の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、請求項１または請求項２の構成において、前記高剛性の合成樹脂組成物は前記エポキシ樹脂の割合が３８重量％〜４５重量％の範囲内であり、多環芳香族化合物樹脂の割合が１０重量％〜１３重量％の範囲内であるものである。
【０００９】
請求項４の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、請求項３の構成において、前記多環芳香族化合物樹脂はベンゼン核数が２〜４の多環芳香族化合物のアルデヒド縮合体オリゴマーであるものである。
【００１０】
請求項５の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記高剛性の合成樹脂組成物は接着硬化後または塗布硬化後の厚さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内であるものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、アウターパネルの裏側にアウターパネルの投影面積の１０％以上となるようにエポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物を接着硬化または塗布硬化させたものである。このように、高剛性の合成樹脂組成物をアウターパネルの裏側に着けることによって、歩行者の頭部が衝突した際のエンジンフードの撓みが小さくなり、内容物との間隙を広くしなくても底着きの恐れがないため、外部意匠が制約されないで済む。そして、高剛性の合成樹脂組成物の面積をアウターパネルの投影面積の１０％以上とすることによって、かかる作用効果が確実に得られる。
【００１２】
このようにして、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードとなる。
【００１３】
請求項２の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、高剛性の合成樹脂組成物をアウターパネルより薄い鋼板に接着硬化または塗布硬化させた後の試料の３点曲げ剛性が１００Ｎ／ｍｍ以上、３点曲げ強度が１９０Ｎ以上であるものである。かかる試料の３点曲げ剛性が１００Ｎ／ｍｍ未満、または３点曲げ強度が１９０Ｎ未満の場合には、衝撃時にエンジンフードの撓み量が大きくなって、エンジン等の内容物に底着きする恐れがあり、歩行者の頭部保護を確保することができないので、かかる試料の３点曲げ剛性が１００Ｎ／ｍｍ以上、３点曲げ強度が１９０Ｎ以上の特性が要求される。
【００１４】
このようにして、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードとなる。
【００１５】
請求項３の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードにおいては、高剛性の合成樹脂組成物がエポキシ樹脂の割合が３８重量％〜４５重量％の範囲内であり、多環芳香族化合物樹脂の割合が１０重量％〜１３重量％の範囲内である。
【００１６】
エポキシ樹脂の割合が３８重量％未満であると合成樹脂組成物の剛性が低下し、衝撃時にエンジンフードの撓み量が大きくなって、エンジン等の内容物に底着きする恐れがあり、歩行者の頭部保護を確保することができない。一方、４５重量％より多くなると合成樹脂組成物の熱膨張率の差が大きくなって、加熱硬化後に収縮によって割れが生じてしまう。また、多環芳香族化合物樹脂は原料が石油中に含まれることから、以下「石油系樹脂」とも呼ぶが、可塑剤として働くため割合が１０重量％未満であると合成樹脂組成物の熱膨張率の差を吸収し切れず、割れが生じてしまう。一方、１３重量％より多くなると、合成樹脂組成物の剛性が低下し、衝撃時にエンジンフードの撓み量が大きくなって、エンジン等の内容物に底着きする恐れがあり、歩行者の頭部保護を確保することができない。
【００１７】
以上の理由から、高剛性の合成樹脂組成物において、エポキシ樹脂の割合を３８重量％〜４５重量％の範囲内、多環芳香族化合物樹脂（石油系樹脂）の割合を１０重量％〜１３重量％の範囲内としている。これによって、合成樹脂組成物に割れを生じることなく、確実に歩行者の頭部保護の作用効果が得られる。
【００１８】
このようにして、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードとなる。
【００１９】
請求項４の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードは、高剛性の合成樹脂組成物において、多環芳香族化合物樹脂はベンゼン核数が２〜４の多環芳香族化合物のアルデヒド縮合体オリゴマーであるものである。
【００２０】
前述したように、多環芳香族化合物樹脂は高剛性の合成樹脂組成物内において可塑剤的な役割を果たすものであり、ベンゼン核数が２〜４の多環芳香族化合物としては、コールタールや石油中に多く含まれ入手が容易であるという理由から、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、アセナフテン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、ピレンから選ばれる少なくとも１種以上を含むものであることが好ましい。アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒドを発生させるものとして、パラホルムアルデヒド、ホルマリン等を用いることができる。特に、コスト面や縮合反応の進行し易さ等を考慮した場合には、パラホルムアルデヒドを用いることが好ましい。
【００２１】
縮合反応は、通常用いられる方法で行えば良く、例えばベンゼン核数が２〜４の多環芳香族化合物とアルデヒド類とを所定の割合で混合し、硫酸等を滴下しながら所定の温度に保持して反応を進行させれば良い。反応後は、エチルベンゼン等により抽出し、必要に応じて蒸留等を行えば、目的とする多環芳香族化合物のアルデヒド縮合体オリゴマーを得ることができる。こうして得られた多環芳香族化合物のアルデヒド縮合体オリゴマーは、エポキシ樹脂との相溶性も良く、可塑剤としても優れた特性を有し、かつ低コストで容易に入手することができる。したがって、高剛性の合成樹脂組成物内で可塑剤的な役割をする樹脂成分として最も適している。
【００２２】
このようにして、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードとなる。
【００２３】
請求項５の発明にかかるエネルギー吸収エンジンフードにおいては、高剛性の合成樹脂組成物は接着硬化後または塗布硬化後の厚さが約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内である。合成樹脂組成物の厚さが約１ｍｍ未満の場合には、充分な剛性・強度が得られないため、衝撃時にエンジンフードの撓み量が大きくなって、エンジン等の内容物に底着きする恐れがあり、歩行者の頭部保護を確保することができない。一方、合成樹脂組成物の厚さが約１０ｍｍより大きい場合には、厚過ぎてエンジン等の内容物との間隙が狭くなり過ぎ、底着きし易くなって、やはり歩行者の頭部保護を確保することができない。
【００２４】
したがって、高剛性の合成樹脂組成物の厚さを約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内とすることによって、充分な剛性・強度が得られるとともにエンジン等の内容物との間隙も確保され、底着きする恐れもなく確実に衝突時の歩行者の頭部保護を行うことができる。
【００２５】
このようにして、エンジンフードの重量を増すこともなく、自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、衝突の際の歩行者頭部保護を確実に行うことができるエネルギー吸収エンジンフードとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００２７】
図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの縦断面図、（ｂ）は底面図である。図２（ａ）は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの特性試験用の試料を示す斜視図、（ｂ）はエネルギー吸収エンジンフードの特性試験方法を示す説明図である。図３は歩行者頭部保護性能試験の試験方法を示す説明図である。図４は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの歩行者頭部保護性能試験の結果を従来のエンジンフードと比較して示す図である。
【００２８】
図１に示されるように、本実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフード１は、鋼板からなるアウターパネル２の裏側に、エポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物３を接着硬化または塗布硬化させたものである。このエポキシ樹脂を主成分とする高剛性の合成樹脂組成物３の組成（重量％）を、従来の合成樹脂組成物の組成と比較して、表１に示す。
【００２９】
【表１】
2005271680.tif 000003
【００３０】
表１に示されるように、合成樹脂組成物３はエポキシ樹脂、希釈剤、石油系樹脂（多環芳香族化合物樹脂）、針状フィラー、カーボン、発泡剤、ゴム、ポリアミド系硬化剤、促進剤から構成されている。このうち、性能に大きく影響するエポキシ樹脂、希釈剤、石油系樹脂の３成分のみ組成を変更して、他の成分は組成を従来材と同じにして、本実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフード１の合成樹脂組成物３として使用した。
【００３１】
次に、３点曲げ試験について、図２を参照して説明する。図２（ａ）に示されるように、前記合成樹脂組成物３と同じ組成を有する合成樹脂組成物４を図のような寸法（１５０ｍｍ×２５ｍｍ×３ｍｍ）で、アウターパネル２（厚さ約０．８ｍｍ）よりも薄い厚さ０．６ｍｍの鋼板５（２００ｍｍ×２５ｍｍ×０．６ｍｍ）に塗布し、１８０℃×３０分の条件で熱風オーブン中で加熱硬化させて、３点曲げ試験用の試料Ｓを作製した。
【００３２】
このようにして作製した試料Ｓを、図２（ｂ）に示されるように、裏返しにして合成樹脂組成物４側を下にして、スパン１００ｍｍの１対の支点６で支持し、上方即ち鋼板５側から圧子７を１対の支点６の中間に押し当てて所定の速度で押し下げて、３点曲げ試験を行った。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2005271680.tif 000004
【００３４】
表２に示されるように、表１に示される合成樹脂組成物の最適材組成には一定の範囲があるので、この範囲内でエポキシ樹脂と石油系樹脂の割合を適宜変化させて実施例１から実施例５まで５種類の実施例について試験した。また、比較のために、表１に示される最適材組成の範囲を外れる比較例１，２，３と、合成樹脂組成物の最適材組成の範囲は外れていないが、次に行う歩行者頭部保護性能試験において、所定の寸法を満たしていない比較例４，５の計５種類の比較例についても３点曲げ試験を行った。
【００３５】
その結果、表２に示されるように、実施例１〜５及び比較例４，５については、いずれも剛性１００Ｎ／ｍｍ以上、強度１９０Ｎ以上という要求基準を満たしたが、比較例１においてはエポキシ樹脂の割合が多すぎて加熱硬化時にワレを生じてしまい試験を行うことができず、比較例２，３についてはエポキシ樹脂の割合が少な過ぎ、或いは石油系樹脂の割合が多すぎて軟らかくなり、要求基準を遥かに下回る剛性及び強度しか得られなかった。これらの結果から、表１に示される合成樹脂組成物の最適材組成の妥当性が裏付けられたわけである。
【００３６】
次に、図３を参照して、歩行者頭部保護性能試験の方法について説明する。西暦２００３年から法改正によって、乗用車等について所定の歩行者頭部保護性能試験を行うことが義務付けられることになった。その方法は、図３に示されるように、自動車１０のボンネット（エンジンフード）１１に、３．５ｋｇの試験球Ｈを打ち出し速度３５ｋｍ／ｈ、衝突角度５０度で衝突させて、衝撃吸収性能を試験するものである。本実施の形態においては、同形の乗用車１０のアウターパネルの裏側に、それぞれ前記表２に示されるような塗布面積（アウターパネルの投影面積に対する％で示す）及び厚さで実施例１〜５及び比較例１〜５の配合の合成樹脂組成物を塗布して、乗用車ごと乾燥炉に入れて１８０℃×３０分の条件で熱風中で加熱硬化させて、図３に示されるような歩行者頭部保護性能試験を実施した。その結果を前記表２に示す。
【００３７】
表２に示されるように、ベース（ブランク）テストとして乗用車１０のアウターパネルの裏側に合成樹脂組成物を塗布しないで、３．５ｋｇの試験球Ｈを打ち出し速度３５ｋｍ／ｈ、衝突角度５０度で衝突させたところ、変形ストロークが大きく底着きした。
【００３８】
これに対して、実施例１〜５においては、アウターパネルの裏側にいずれも塗布面積がアウターパネルの投影面積の１０％以上、厚さが１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内という条件を守って塗布硬化させて、図３に示されるような歩行者頭部保護性能試験を実施した結果、表２に示されるように、いずれもストローク量が６７ｍｍ〜７５ｍｍと短く、底着きすることもなくて優れた歩行者頭部保護性能を示した。
【００３９】
一方、比較例のうち比較例１は、やはり加熱硬化時にワレが生じて、歩行者頭部保護性能試験を行うことができなかった。比較例２，３は３点曲げ試験で剛性・強度ともに小さ過ぎた配合であるが、比較例２ではストローク量が８６ｍｍと大きくなり、比較例３ではストローク量がさらに大きくなって、内容物に底着きしてしまった。さらに、比較例４，５は３点曲げ試験では剛性・強度ともに要求基準を満たしていた配合であるが、比較例４では塗布面積をアウターパネルの投影面積の５％と小さくし、比較例５では塗布厚さを０．５ｍｍと薄くしたところ、いずれも内容物に底着きしてしまった。これらの結果によって、塗布面積がアウターパネルの投影面積の１０％以上、厚さが１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内という条件の妥当性が裏付けられたものである。
【００４０】
次に、この歩行者頭部保護性能試験における衝突からの時間と頭部（試験球Ｈ）の加速度の関係について、図４を参照して説明する。図４に示されるように、表１に示される従来材と最適材（実施例１）とを同一面積・同一厚さ塗布して加熱硬化させた場合について比較した。最適材は剛性が高いため衝突時には殆ど変形せず試験球Ｈを減速することができ、衝突のエネルギーを吸収する（衝突後、ゼロから急激に立ちあがる試験球Ｈの加速度は、試験球Ｈを押し戻そうとする反力によるものなので、より高い方が望ましい。）。その後、ピークの点においては合成樹脂組成物が割れ、そこを起点にアウターパネルが局所的に座屈変形することによって、さらにエネルギーを吸収する。最適材の場合は全てのエネルギーを吸収するまでの時間即ちストロークが短く、底着きするようなこともない。これに対して、従来材の場合は衝突後の反力も小さく、全てのエネルギーを吸収するまでの時間即ちストロークが長くなり、通常の間隙では底着きしてしまうため、アウターパネルの外的意匠を制限して間隙を大きくしなくてはならず、エンジンフード部分の意匠が制限されてしまう。
【００４１】
このようにして、本実施の形態にかかるアウターパネル２の裏側に実施例１から実施例５の配合と塗布条件で合成樹脂組成物３を塗布して加熱硬化させてなるエネルギー吸収エンジンフード１は、アウターパネル２の裏側に鋼板からなるインナーパネルを付ける代わりにエポキシ樹脂を主成分とする合成樹脂組成物３を塗布または接着しているのでエンジンフードの重量を増すこともなく、衝突時の変形ストロークが小さいためエンジン等のフード内容物との間隙を狭くしても底着きしないので自動車の外的意匠に制約を設ける必要もなく、また剛性が大きいため衝突の際のエネルギー吸収力が大きく、衝突時の歩行者の頭部保護を確実に行うことができる。
【００４２】
本実施の形態においては、表１に示されるように、合成樹脂組成物３の成分としてエポキシ樹脂、希釈剤、石油系樹脂（多環芳香族化合物樹脂）、針状フィラー、カーボン、発泡剤、ゴム、ポリアミド系硬化剤、促進剤を用いているが、このうち針状フィラー、カーボン、発泡剤、ゴムは必須の材料ではなく、他の似たような特性を有する材料を用いることもできる。また、エポキシ樹脂、希釈剤、石油系樹脂以外の成分については、必ずしも表１に示される配合比でなくても良い。
【００４３】
また、本実施の形態においては、図１に示されるように合成樹脂組成物３をアウターパネル２の裏側に板状に塗布しているが、実際の自動車においてはアウターパネル２の形状、地面からの位置等に応じて適宜格子形状や肉抜き形状を取ることによって、より有効な歩行者の頭部保護を行うことができる。
【００４４】
エネルギー吸収エンジンフードのその他の部分の構成、形状、組成、成分、配合量、材質、大きさ等についても、本実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの縦断面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの特性試験用の試料を示す斜視図、（ｂ）はエネルギー吸収エンジンフードの特性試験方法を示す説明図である。
【図３】図３は歩行者頭部保護性能試験の試験方法を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態にかかるエネルギー吸収エンジンフードの歩行者頭部保護性能試験の結果を従来のエンジンフードと比較して示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エネルギー吸収エンジンフード
２  アウターパネル
３，４  合成樹脂組成物
５  鋼板
６  支点
７  圧子
１０  自動車
１１  ボンネット（エンジンフード）
Ｈ  試験球
Ｓ  試料
【図１】
2005271680.tif 000005
【図２】
2005271680.tif 000006
【図３】
2005271680.tif 000007
【図４】
2005271680.tif 000008