(57)【要約】【課題】複雑且つ高価な機構を使用することなく、エンジンフードに求められる張り剛性、曲げ剛性及びねじり剛性を有し、エンジンの騒音を効率良く吸収するとともに、エンジンフードに作用する衝突エネルギを効率良く吸収して衝撃を緩和でき、更にはエンジンフードとエンジンルーム内蔵物との間隔を狭め造型自由度を向上させ得るエンジンフード構造体を提供すること。【解決手段】エンジンフード１の裏面の少なくとも一部に多孔質金属３を配設して成るエンジンフード構造体である。フードアウタとフードインナとで構成されるエンジンフードが間隙を有し、該間隙の少なくとも一部に多孔質金属を配設して成ることを特徴とするエンジンフード構造体である。フードアウタやフードインナが、鋼板やアルミニウム合金より成る。多孔質金属が発泡アルミやアルミニウム多孔質体である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンフードの裏面の少なくとも一部に多孔質金属を配設して成ることを特徴とするエンジンフード構造体。
【請求項２】
フードアウタとフードインナとで構成されるエンジンフードが間隙を有し、該間隙の少なくとも一部に多孔質金属を配設して成ることを特徴とするエンジンフード構造体。
【請求項３】
上記フードアウタ及び／又は上記フードインナが、鋼板及び／又はアルミニウム合金より成ることを特徴とする請求項２に記載のエンジンフード構造体。
【請求項４】
上記多孔質金属又は上記フードインナが、エンジンフードの形状に沿って成形されている概平板状であることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項５】
上記多孔質金属が発泡アルミ及び／又はアルミニウム多孔質体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項６】
上記多孔質金属がオープンセルタイプであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項７】
上記多孔質金属の平均セル径が２〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項８】
上記多孔質金属の厚さが２〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項９】
上記多孔質金属の密度が、エンジンフード縁部から中央部に向けて連続的又は段階的に増加することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１０】
上記多孔質金属の密度が、中央部で最も大きく０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項９に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１１】
上記多孔質金属が、車両のプランビューにおけるエンジン配置領域の上方に配設されており、該多孔質金属の密度が他の部分に配設される多孔質金属の密度よりも大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１２】
エンジン配置領域の上方に配設される多孔質金属の密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求１１に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１３】
上記多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力が、エンジンフードの縁部から中央部に向けて連続的又は段階的に増加することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つの項に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１４】
上記多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力が、中央部で最も大きく１〜２０ＭＰａであることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１５】
上記多孔質金属が、車両のプランビューにおけるエンジン配置領域の上方に配設されており、該多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力が、他の部分に配設される多孔質金属のプラトー応力よりも大きいことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のエンジンフード構造体。
【請求項１６】
エンジン配置領域の上方に配設される多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力が１〜２０ＭＰａであることを特徴とする請求項１５に記載のエンジンフード構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンフード構造体に係り、更に詳細には、必要な張り剛性、曲げ剛性及びねじり剛性が確保され、エンジン騒音を吸収する性能を有するとともに、優れた衝撃吸収性能を有するエンジンフード構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンフードは、張り剛性、曲げ剛性、ねじり剛性を持たせるために、フードアウタ（外板）に複数本のビーム要素から構成されるフードインナ（内板）を組み合わせた構成となっている。これら自動車のフード用材料としては、従来からの鋼板に加えて、近年では軽量化の観点からＪＩＳ規格による５０００系、６０００系及び７０００系等のアルミニウム合金板の使用が増加してきている。
また、自動車のエンジンフードには、内燃機関から発生する騒音を防音するためにインシュレータがフードインナに装着されているが、エンジンフードの高さは可能な限り低く抑えたいという要求があるため、薄くかつ吸音性に優れたインシュレータが求められている。
【０００３】
ここで、車両が歩行者に衝突した場合、歩行者が跳ね上げられて、フードアウタに歩行者の頭部や肩が打ち付けられるといったことが起こる。そのため、自動車のエンジンフードには上記の性能に加えて、歩行者と衝突した際の頭部保護性能の確保が求められる。
このような歩行者保護頭部性能を向上させるための手段としては、エンジンフードの強度を下げつつ変形量を大きく取ることにより衝突エネルギを吸収するという方策が考えられるが、この場合は、変形によるエンジンルーム内蔵物（例えば、エンジン等の剛体）との衝突を避ける為に、エンジンフードとエンジンルーム内蔵物との間隔を大きく取る必要がある。しかしながら近年は、自動車の造型面からは、エンジンフードの高さは可能な限り低く抑えたいという要求がある。
また、他の方策として、エンジンフードとエンジンルーム内のシャシー構成部品との間に合成樹脂材料からなる衝撃吸収手段を配設することが提案されている（例えば特許文献１参照）。更に、複数の突起を設けると共に、突起への荷重に対して突起面が局部的に変形するための形状不整部を予め設けたフードインナも提案されている（例えば特許文献２参照）。更にまた、波型ビードや凸型形状が形成されたフードインナや補強パネルも提案されている（例えば特許文献３〜５参照）。また、衝突を車両に配設したセンサにより検出し、エアバッグをエンジンフード上に展開させる技術や、エンジンフードを跳ね上げる（持ち上げる）ことによりエンジンフードとエンジンルーム内蔵物との間隔を広げ、エンジンルーム内蔵物の突出を防止する技術も開発されている。
【特許文献１】特開２０００−２０３３７８号公報
【特許文献２】特開２００３−０５４４４９号公報
【特許文献３】特開２００３−２０５８６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２５２２４６号公報
【特許文献５】特開２００３−２６１０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エアバッグやエンジンフード跳ね上げ（持ち上げ）装置のような複雑且つ高価な機構を使用することなく、エンジンフードに求められる張り剛性、曲げ剛性及びねじり剛性を有し、エンジンの騒音を効率良く吸収するとともに、エンジンフードに作用する衝突エネルギを効率良く吸収して衝撃を緩和でき、更にはエンジンフードとエンジンルーム内蔵物との間隔を狭め造型自由度を向上させ得るエンジンフード構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、エンジンフードの裏面やフードアウタとフードインナの間隙に多孔質金属を配設することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、多孔質金属をエンジンフードの裏面やフードアウタとフードインナの間隙に配設するため、剛性を均一に保持でき、エンジン騒音を低減でき、更に外部からの衝撃を効率良く吸収するエンジンフード構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のエンジンフード構造体について詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を示す。
【０００８】
本発明の第１のエンジンフード構造体は、エンジンフードの裏面の少なくとも一部に多孔質金属を配設して成る。代表的には、例えば、上面が図１に示されるような自動車用エンジンフード構造体では、図２（Ａ−Ａ断面）に示すように、エンジンフード１の内側全体に多孔質金属３を接着した構成や、図６（Ａ−Ａ断面）に示すように、エンジンフード１の内側の一部、即ちプランビューにおいてエンジンが存在する領域の上方に多孔質金属３を接着した構成などが挙げられる。このように、上記エンジンフード構造体では、多孔質金属がフードインナやインシュレータと同等の機能を発揮する。
また、上記エンジンフードとしては、特に限定はされないが、例えば、鋼板やＪＩＳ規格による５０００系，６０００系，７０００系アルミニウム合金などから成るものを使用できる。更に、上記多孔質金属は、例えば、アクリル系やウレタン系の構造用接着剤やウレタン系やエポキシ系の発泡樹脂材などを用いて配設できる。なお、多孔質金属はフードアウタの内側に接着すれば足りるが、フードアウタとフードインナから成るエンジンフードの裏面に当該多孔質金属を接着しても良い。
【０００９】
本発明の第２のエンジンフード構造体は、フードアウタとフードインナとで構成されるエンジンフードが間隙を有し、該間隙の少なくとも一部に多孔質金属を配設して成る。代表的には、例えば、上面が図１に示されるような自動車用エンジンフード構造体では、図３（Ａ−Ａ断面）に示すように、フードアウタ２にフードインナ４がメタルシーラを用いて接着されるとともにヘムによりフードアウタ２に締結され、更にフードインナ４の内側（エンジン本体に近い側）に、インシュレータ代替材として多孔質金属３を接着した構成や、図４（Ａ−Ａ断面）に示すように、フードアウタ２の内側に凹凸のないフードインナ４がヘムにより締結され、これらの間隙に多孔質金属３を充填した構成が挙げられる。
上記エンジンフードを構成するフードアウタ、フードインナのいずれか一方又は双方としては、例えば、鋼板、アルミニウム合金のいずれか一方又は双方から成るものを使用するのが好適である。また、上記多孔質金属は、フードアウタ、フードインナのいずれか一方又は双方にアクリル系やウレタン系の構造用接着剤やウレタン系やエポキシ系の発泡樹脂材などにより接着できるが、接着せずにフードアウタとフードインナの間隙に挟持させて固定しても差し支えない。
【００１０】
本発明の２種類のエンジンフード構造体は、上述の構成により、従来のエンジンフードと比較して、張り剛性、曲げ剛性及びねじり剛性が向上する。また、従来のエンジンフードのように単に剛性のみを上げる構成では衝突時の衝撃吸収性能が悪化するが、本エンジンフード構造体は、配設した多孔質金属の存在により衝突時の当該構造体の変形が均一分散されること、及び多孔質金属が低応力で圧縮変形してエネルギーを吸収すること、により衝撃吸収性能も向上する。
特に、図４のような構成とするときは、外部から物体が衝突しても、フードアウタ２とフードインナ４との間で多孔質金属の圧縮変形が均一に生じるため、優れた衝撃吸収効果が発揮され、エンジンフード構造体とエンジン本体とが接触するのを回避できる。
【００１１】
次に、第１、第２のエンジンフード構造体に共通の好適実施形態を説明する。
本発明のエンジンフード構造体においては、多孔質金属やフードインナは従来のような凹凸形状ではなく、エンジンフードの形状に沿って成形されている概平板状であることが好ましい。これは、多孔質金属の圧縮変形により優れた衝撃吸収性能を得るには、多孔質金属はできるだけ大きい体積で均一に圧縮されることが有効だからである。例えば、図２〜４に示すように、多孔質金属３又はフードインナ４を凹凸のない概平板状とすることができる。このときは、図５に示すように、剛性や衝撃吸収性能をエンジン５の全体に亘って均一化できる。
なお、フードインナ４は図４に示すように凹凸が無いことが望ましいが、図３に示すような通常のプレス加工が施されたフードインナ４であっても接着する多孔質金属３を概平板状にすれば足りる。
【００１２】
また、上記多孔質金属としては、アルミニウムに発泡剤を混合して発泡させ作製した発泡アルミ、中空の微小なアルミニウム材を焼結して作製したアルミニウム多孔質体のいずれか一方又は双方を使用することが好ましい。このときは、力学的性質がより向上し得る。言い換えれば、比較的低いプラトー応力が低コストで容易に得られる。ここで「プラトー応力」とは、図１４に示すように圧縮試験時に応力値が増加すること無く変形が進行する状態での応力値をいう。
更に、上記多孔質金属は、内部に形成されたセルが互いに連通しているもの（オープンセルタイプ）を使用するのが吸音性能としては好ましい。このときは、エンジン側から当該構造体に入力される音は、多孔質金属の開口から細孔内を通過することによって抑制されるため、従来の構成のエンジンフード構造体と比較して遮音性に優れる。
更にまた、上記多孔質金属の平均セル径は２〜４ｍｍであることが好ましい。このときは、張り剛性、曲げ剛性及びねじり剛性、騒音吸収性能、並びに衝撃吸収性能がより向上し得る。
また、上記多孔質金属の厚さは、２〜４０ｍｍであることが好ましい。このときは、優れた吸音効果、剛性及び衝撃吸収性能が得られる。厚さが２ｍｍ未満では剛性や衝撃吸収性能が殆ど向上せず、また、吸音効果も低下し易い。また、厚さが４０ｍｍを超えるようになると、エンジンフード構造体の厚さが厚くなり過ぎて、物体が衝突した際の変形量が十分に確保できなかったり、エンジンフード構造体とエンジンルーム内蔵物との干渉を生じる恐れがある。
【００１３】
また、上記多孔質金属の密度は、エンジンフード縁部から中央部に向けて連続的又は段階的に増加させることができる。これは、例えば、自動車に採用されるエンジンフード構造体は、ヒンジ２箇所とフードロック１箇所の計３箇所でボディに結合される構造であるため、取り付けられた状態では、外縁部の方が中心部に比較して変形し難い。従って、上記密度勾配で多孔質金属を配設することにより、均一な剛性を発揮させ得る。また、エンジンフード構造体に外部から物体が衝突しエンジンと接触する場合でも、多孔質金属の圧縮変形により接触圧を最小限に抑えることができる。なお、「中央部」は、エンジンフード縁部から最も離れた部位及びその近傍を想定しているが、フード形状、接合箇所又はエンジン配置により随時変位するものである。
更に、上記多孔質金属の密度は、中央部で最も大きく０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。例えば、図６に示すように、エンジンフード１の中央部のみに多孔質金属３を配設でき、このときは従来品と比較して均一な剛性が得られるとともに衝撃吸収性能も良好となる。なお、密度が０．１ｇ／ｃｍ３未満の場合は剛性向上及び衝撃吸収性能向上といった効果がほとんど得られない。密度が０．６ｇ／ｃｍ３を超えると、エンジンフード構造体の重量が増加するとともに、剛性が高くなり過ぎ衝撃吸収性能が低下する可能性がある。
更にまた、同様の観点から、本発明のエンジンフード構造体を車両用として採用するときは、上記多孔質金属は、車両のプランビューにおけるエンジン配置領域の上方に配設し、該多孔質金属の密度を他の部分に配設される多孔質金属の密度よりも大きくすることが好ましい。また、エンジン配置領域の上方に配設される多孔質金属の密度も０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。なお、ここで言うエンジンフード構造体には、エンジン配置領域の上方以外に多孔質金属を配設しないもの（エンジン配置領域の上方以外の密度が０）も含まれる。
【００１４】
また、上記多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力は、エンジンフードの縁部から中央部に向けて連続的又は段階的に増加させることができる。これは、例えば、自動車に採用されるエンジンフード構造体は、ヒンジ２箇所とフードロック１箇所の計３箇所でボディに結合される構造であるため、取り付けられた状態では、外縁部の方が中心部に比較して変形し難い。従って、上記プラトー応力で多孔質金属を配設することにより、均一な剛性を発揮させ得る。
更に、上記多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力は、中央部で最も大きく１〜２０ＭＰａであることが好ましい。例えば、図６に示すように、エンジンフード１の中央部のみに多孔質金属３を配設でき、このときは従来品と比較して均一な剛性が得られるとともに衝撃吸収性能も良好となる。また、エンジンフード構造体に外部から物体が衝突しエンジンと接触する場合でも、多孔質金属の圧縮変形により接触圧を最小限に抑えることができる。なお、プラトー応力が１ＭＰａ未満の場合は剛性向上及び衝撃吸収性能向上といった効果がほとんど得られない。プラトー応力が２０ＭＰａを超えると、エンジンフード構造体の重量が増加するとともに、剛性が高くなり過ぎ衝撃吸収性能が低下する可能性がある。
更にまた、同様の観点から、本発明のエンジンフード構造体を車両用として採用するときは、上記多孔質金属は、車両のプランビューにおけるエンジン配置領域の上方に配設し、該多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力を、他の部分に配設される多孔質金属のプラトー応力よりも大きくすることが好ましい。また、エンジン配置領域の上方に配設される多孔質金属の圧縮試験時のプラトー応力も１〜２０ＭＰａであることが好ましい。なお、ここで言うエンジンフード構造体には、エンジン配置領域の上方以外に多孔質金属を配設しないもの（エンジン配置領域の上方以外のプラトー応力が０）も含まれる。
【００１５】
以上、本発明を好適実施形態により詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、本発明のエンジンフード構造体は、車両用に限定されず、他の原動機や内燃機関に採用しても優れた剛性、吸遮音性能及び衝撃吸収性能を示す。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１７】
（衝撃吸収性能測定）
表１及び表２に示す仕様にてモデル実験を行い、発泡アルミの密度及び圧縮試験時のプラトー応力が、衝撃吸収性能に及ぼす影響について測定した。
モデル実験の概要を図７に、モデル実験に用いたフード構造体の概形状を図８に示す。フードアウタ相当材６とフードインナ相当材７の間に、多孔質金属３として厚さ１０ｍｍの発泡アルミを挟み込んでフード構造体を形成し、これに加速度ピックアップを装着したヘッドインパクタ８を速度３５．７ｋｍ／ｈｒで衝突させ、その時の衝撃値と最大変位量を測定した。
比較材である鋼板モデル（発泡アルミなし）及びアルミニウム板材モデル（発泡アルミなし）との相対比較により優劣を判断した。図９〜図１２に示す実験結果より、本発明の範囲にあるフード構造体は、衝撃値が鋼板のみ又はアルミニウム板材のみの場合と比較して低減されており、且つ変位量も抑制されている。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【表２】
2005271655.tif 000004
【００２０】
（吸音性能測定）
図４は、図１に示すエンジンフード構造体のＡ−Ａ断面を示し、本発明の一実施形態である。図４において、フードアウタ２は鋼板又はアルミニウム合金から成る。その内側に多孔質金属３（オープンセル型アルミニウム多孔質体）が配設され、更にその内側に凹凸のないフードインナ４がフードアウタ２と縁部でヘムにより締結されている。
このようなエンジンフード構造体を図１３に示すように、実機（エンジンに防音カバーを設置し、シャシーダイナモ上で走行状態を再現し、ボンネット上部にマイク１３を設置した）にて騒音レベルの変化を測定した。周波数ごとに整理した結果を表３に示す。なお、表３における評価は、従来のフード構造体と比較して、以下のように判断した。
◎：非常に優れている、○：優れている、＝：同等、×：悪化している
表３に示すように、１００〜２００Ｈｚ、６００〜８００Ｈｚの領域で従来のフード構造体に対して良好な結果を示し、８００〜１４００Ｈｚで非常に良好な吸音効果が確認できた。
【００２１】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】エンジンフード構造体のプランビューを示す上面図である。
【図２】エンジンフード構造体の一例を示す断面概略図である。
【図３】エンジンフード構造体の他の例を示す断面概略図である。
【図４】エンジンフード構造体の更に他の例を示す断面概略図である。
【図５】エンジンフード構造体とエンジンの配置関係を示す模式図である。
【図６】エンジンフード構造体の一例を示す断面概略図である。
【図７】衝撃吸収性能実験の概要を示す模式図である。
【図８】衝撃吸収性能実験に用いたフード構造体の概形状を示す図である。
【図９】鋼板を用いた衝撃吸収性能実験の衝撃値を示すグラフである。
【図１０】鋼板を用いた衝撃吸収性能実験の最大変位量を示すグラフである。
【図１１】アルミニウム板材を用いた衝撃吸収性能実験の衝撃値を示すグラフである。
【図１２】アルミニウム板材を用いた衝撃吸収性能実験の最大変位量を示すグラフである。
【図１３】吸音性能測定実験の概要を示す模式図である。
【図１４】プラトー応力の説明に用いるグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジンフード
２  フードアウタ
３  多孔質金属
４  フードインナ
５  エンジン
６  フードアウタ相当材
７  フードインナ相当材
８  ヘッドインパクタ
９  マイク
【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】
2005271655.tif 000012
【図８】
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【図９】
2005271655.tif 000014
【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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