(57)【要約】  アウターパネルの内面にインナーパネルが配置され、このインナーパネルの更に内面に補強インナーパネルが配置されている。インナーパネル及び補強インナーパネルには夫々車体長手方向に断面形状が波型をなす複数の凹凸が形成されている。アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方にインナーパネルと補強インナーパネルとで閉断面を形成し、インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方にアウターパネルとインナーパネルとで閉断面を形成するように、各パネルが接合される。これにより、頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値を低減することができ、衝突部位によらずＨＩＣ値を均一化することができ、Ａｌ合金製フードでも、十分ＨＩＣ値を低減できて、車体の軽量化に寄与する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々車体長手方向に断面形状が波型をなす複数の凹凸を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項２】
前記インナーパネル及び補強インナーパネルの凹凸の断面波型をなす方向が車体の幅方向又は長手方向に一致するように車体に組み立てられるものであることを特徴とする請求項１に記載の車体パネル構造体。
【請求項３】
前記インナーパネル及び補強インナーパネルの凹凸の断面波型をなす方向が車体の長手方向に対して傾斜するように車体に組み立てられるものであることを特徴とする請求項１に記載の車体パネル構造体。
【請求項４】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に第１方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第１の凹凸と前記第１方向に交叉する第２方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第２の凹凸とを有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項５】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に同心円状に複数形成された断面波型の凹凸を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項６】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルはパネル構造体の長手方向に全面に断面形状が波型をなす複数の凹凸とこの凹凸に交叉する断面形状が波型をなす複数の凹凸とで形成される２重の波型を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項７】
前記２重の波型は、凹凸の断面波型をなす方向がパネル構造体の長手方向に対して平行な波とこの波に直交する波が交叉する波とで形成される２重の波型であることを特徴とする請求項６に記載の車体パネル構造体。
【請求項８】
前記２重の波型は、凹凸の断面波型をなす方向がパネル構造体の長手方向に対して斜め方向の波とこの波に所定角度で交叉する波波とで形成される２重の波型であることを特徴とする請求項６に記載の車体パネル構造体。
【請求項９】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に断面形状が波型をなす複数の凹凸を有しており、この凹凸は、夫々前記断面波型をなす方向が車体の幅方向又は長手方向に一致する凹凸、断面波型形状が車体の長手方向に対して傾斜する凹凸、第１方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第１の凹凸と前記第１方向に交叉する第２方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第２の凹凸とを有する凹凸、同心円状に複数形成された断面波型の凹凸、及び断面形状が波型をなす複数の凹凸とこの凹凸に交叉する断面形状が波型をなす複数の凹凸とで形成される２重の波型の凹凸のうち少なくとも２種を組み合わせたものであり、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項１０】
前記凹凸の断面形状がスプライン形状であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１１】
前記凹凸の断面形状が台形であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１２】
前記凹凸の断面形状が波型形状に、この波型形状の波高又は波長よりも小さい波高又は波長の波型形状を重ねた形状であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１３】
前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、波の波長をｐ、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．５＜ｐ／ｄ＜２．８を満足するものであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１４】
前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、前記インナーパネルの波高をｈ１、補強インナーパネルの波高をｈ２、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．０５＜（ｈ１＋ｈ２）／ｄ＜０．３５を満足するものであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１５】
前記アウターパネル、インナーパネル及び補強インナーパネルのいずれかが、アルミニウム合金製又は鋼製であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１６】
前記インナーパネルとアウターパネルが柔結合によって接合されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１７】
前記柔接合部が、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１６に記載の車体パネル構造体。
【請求項１８】
前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルに、開口率３％以下、孔径３ｍｍ以下の吸音効果を有する複数個の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項１９】
前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルの波長又は波高が、車体幅方向又は車体長手方向に不均一であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２０】
前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルの断面波型形状における１波長中の左右の波形における波長又は波高が非対称であり、歪んだ波形断面であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２１】
前記アウターパネルとインナーパネルとの間、又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間に部分的に所定のクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２２】
前記クリアランスは１ｍｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求項２１に記載の車体パネル構造体。
【請求項２３】
前記アウターパネルが鋼製で、インナーパネル及び補強インナーパネルがアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２４】
前記アウターパネル内面に１又は複数の鋼製、アルミニウム合金製又は鉛製の補強板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２５】
自動車のルーフ、ドアー、トランクリッドとして使用されるものであることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２６】
鉄道車両のルーフ、ドアー、床又は側壁として使用されるものであることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２７】
前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間に頭部衝突エネルギー吸収効果を有する所定の内圧が与えられていることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項２８】
前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間に袋状物を配置し、この袋状物内に前記内圧が与えられていることを特徴とする請求項２７に記載の車体パネル構造体。
【請求項２９】
前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間にエネルギー吸収材が埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項３０】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、前記インナーパネルの波形形状は、波の波長をｐ、歩行者の頭部外径ｄとした時、０．５＜ｐ／ｄ＜２．８を満足するか、又は前記インナーパネルの波高をｈ１、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．０５＜ｈ１／ｄ＜０．３５を満足するものであることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項３１】
大人頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高ｈ１ａが子供頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高ｈ１ｃよりも大きいことを特徴とする請求項３０に記載の車体パネル構造体。
【請求項３２】
前記インナーパネルの断面波型形状は、パネル中央部に２重の波型形状以外の波型形状を有するものであることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の車体パネル構造体。
【請求項３３】
アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネルと、このインターパネルの更に内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有する補強インナーパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐａとし、大人の頭部外径をｄａとした時、０．５＜ｐａ／ｄａ＜２．８を満足するものであり、子供頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐｃとし、子供の頭部外径をｄｃとした時、０．５＜ｐｃ／ｄｃ＜２．８を満足するものであることを特徴とする車体パネル構造体。
【請求項３４】
前記インナーパネル又は補強インナーパネルにおける断面波型形状は、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高をｈ１ａ、補強インナーパネルの波高をｈ２ａとし、大人の頭部外径をｄａとした時、０．０５＜（ｈ１ａ＋ｈ２ａ）／ｄａ＜０．３５を満足するか、又は子供頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高をｈ１ｃ、補強インナーパネルの波高をｈ２ｃとし、子供の頭部外径をｄｃとした時、０．０５＜（ｈ１ｃ＋ｈ２ｃ）／ｄｃ＜０．３５を満足するものであることを特徴とする請求項３３に記載の車体パネル構造体。
【請求項３５】
前記インナーパネル及び補強インナーパネルの断面波型形状は、パネル中央部に２重の波型形状以外の波型形状を有するものであることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の車体パネル構造体。
【請求項３６】
前記インナーパネルと補強インナーパネルは、夫々異なる波長又は波高の断面波型形状を有するものであることを特徴とする請求項１乃至２９及び請求項３３乃至３５のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項３７】
前記補強インナーパネルの更に内面に、前記インナーパネル又は補強インナーパネルと同様の又は異なる断面波型形状を有する第２補強インナーパネルを配置したことを特徴とする請求項１乃至２９及び請求項３３乃至３６のいずれか１項に記載の車体パネル構造体。
【請求項３８】
前記インナーパネル、補強インナーパネル又は第２補強インナーパネルは分断された波型断面形状を有することを特徴とする請求項３７に記載の車体パネル構造体。
【請求項３９】
前記インナーパネル、補強インナーパネル又は第２補強インナーパネルは、分断されていない波型断面形状及び一部分断された波型断面形状を有していることを特徴とする請求項３７に記載の車体パネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体フード、ルーフ、ドアー、トランクリッド等のパネルとして使用され、歩行者保護における頭部の衝撃耐性が優れた車体パネル構造体に関し、特に曲げ剛性及び張り剛性などの剛性が優れたアルミニウム合金又は鋼等の金属製の車体パネル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車などの車体部材のパネル構造体には、アウターパネル（外装パネル又は外板といわれる：以下、単にアウターという）とインナーパネル（内装パネル又は内板といわれる：以下、単にインナーという）とが、空間を介した閉断面構造をとって組み合わされたものが使用されている。【０００３】
このうち、特に、自動車のフード、ルーフ及びドア等として使用されるパネル構造体において、アウターと、このアウターを補強するためにアウターの車体内側に設けられたインナーとが、機械的に結合され、又は溶接若しくは樹脂等の接着剤等による接合により結合されている。【０００４】
これらのインナー及びアウターの車体用パネル構造体には、従来から使用されていた鋼材と共に、又はこの鋼材に代わって、軽量化のために、ＡＡ又はＪＩＳ規格による３０００系、５０００系、６０００系、７０００系等の高強度で高成形性のアルミニウム合金板（以下、アルミニウムを単にＡｌと記す）が使用され始めている。【０００５】
近時、歩行者保護の観点から、フードの設計要件として頭部衝突時の安全性が要求される傾向にあり、ビーム型フード構造に関して、種々の技術が提案されている（特開平７−１６５１２０号、特開平７−２８５４６６号、特開平５−１３９３３８号）。また、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、ＨＩＣ値１０００以下が規定されている（EEVC Working Group 17 Report,Improved test Methods to evaluate pedestrian protection afforded by passenger cars,December 1998に記載）。【０００６】
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（特開２００３−２０５８６６号）。この波型インナーは、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、より一層のＨＩＣ値の低減が可能であり、歩行者保護に好適の構造である。即ち、この波型インナーを使用した先願に係る発明は、歩行者保護に優れた車体パネル構造体として、その所期の目的は達成された。しかしながら、歩行者保護のためには、更に一層のＨＩＣ値の低減が要望されている。【０００７】
一方、ヘルムホルツの共鳴原理にもとづく多孔板吸音パネルに関する技術が多く開示されている。基本的な理論は、音響関係の教科書に示されており、板厚、穴径、開口率、背後空気層の厚さ等より簡易式により共鳴周波数は決まるが、吸音すべき周波数にあわせてこれらの諸寸法を決定すれば所定の吸音特性が得られる。特開平６−２９８０１４号には多孔板吸音構造での下記の簡易式が示されている。【０００８】
【数１】
2006059724.tif 000002
【０００９】
ただしｆ：周波数、  ｃ：音速、  β：開口率、  ｔ：板厚、  ｂ：開口半径（穴径の半分）、ｄ：背後空気層の厚みである。【００１０】
穴径は小さいほど吸音特性が向上し、直径１ｍｍ以下で粘性減衰により高い吸音特性が得られるという知見が得られている（H.V.Fuchs  and  X.Zha:  The  application  of  microperforated  plstes  as  sound  absorbers  with  inherent damping.  Acustica, 81,107-116(1995)。一例として、特許文献１（特開２００１−１９９２８７号）にはその請求項４において穴径０．１ｍｍから３ｍｍの記載がある。【００１１】
特許文献２（特開２００３−５０５８６号）で、上田、田中、宇津野らは好適な穴径を３ｍｍ以下とし、開口率３％以下としているが、これは吸音する周波数範囲を特開２００１−１２２０５０号に記載の１０００ＨＺ以下とすれば容易に求まる。このなかで、外装板と内装板とが対抗配置して形成され、吸音効果が０．３以上の吸音率となる周波数帯域幅が共鳴周波数に対して１０％以上に設定されている多孔質防音構造体が提案されており、内装板の板厚は０．３ｍｍから１ｍｍの範囲で、開口率は１％から５％の範囲で、孔径は０．５ｍｍから３ｍｍの範囲で、これらのパラメータが吸音率に与える効果が調べられている。この場合、開口率は３％以下で、孔径は３ｍｍ以下で、特に孔径１ｍｍ以下の場合に十分な吸音効果が得られ、所定の効果が得られるようである。上記公報には、更に、内装板が空気層を介して２枚以上設けられている多孔質防音体構造が提案されている。但し、吸音構造と歩行者保護構造の両者を満足する車体フード構造については、未だ、未開発の状況である。【００１２】
特許文献３（特開平６−２９８０１４号）、特許文献４（特開平６−８１４０７号）、特許文献５（特開２０００−２７６１７８号）には、平板と曲面形状の多孔板、又は平板形状の多孔板を複数枚重ね、断面形状が変化する背後空気層を複数設けることにより、広帯域吸音特性が得られることが開示されている。このような構造では、背後空気層の厚さの変化に伴い広範囲な共鳴周波数が存在することになり、この結果多孔板１枚だけの場合にあらわれていたピーク性を有する吸音特性はなくなり、広い周波数範囲においてほぼ均一な広帯域吸音特性が得られるからである。【００１３】
吸音構造と歩行者保護構造の両者を満足する車体フード構造については、特許文献６（特開２００３−２２６２６４号）、特許文献７（特開２００３−２５２２４６号）、特許文献８（特開２００３−２６１０７０号）がある。【００１４】
頭部の衝撃耐性は、一般には下記のＨＩＣ値（頭部性能基準）により評価される（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）。【００１５】
【数２】
2006059724.tif 000003
【００１６】
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以下と定められている。【００１７】
ＥＥＶＣ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  １７  Ｒｅｐｏｒｔ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以下と規定されている。この中で、頭部衝突試験時の頭部衝突速度は４０ｋｍ／時で、大人頭部（重量４．８ｋｇ、外径１６５ｍｍ、衝突角６５度）と子供頭部（重量２．５ｋｇ、外径１３０ｍｍ、衝突角５０度）とが設定されている。【００１８】
頭部衝突時において、歩行者頭部は、初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５ｍ秒までの間に生じる）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５ｍ秒経過以後に生じる）が作用する。加速度第１波の大きさは主にアウターの弾性及び剛性で決まり、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。【００１９】
そこで、頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減が可能であることが必要である（課題１）。先ず、アウターとエンジン等の剛体物とのクリアランスが大きい程、頭部の移動距離を大きくでき、ＨＩＣ値の低減には有利であるが、フードの設計上、アウターとエンジン等の剛体物との間のクリアランスにはおのずと限界があり、小さなクリアランスで、頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減が可能なフード構造が求められている。【００２０】
特に、大人の頭部衝突では、子供の頭部衝突に比較して衝突条件が厳しく、このため、アウターから剛体面へのクリアランスについては、設計上の許容範囲を超えた過大なクリアランスを設ける必要があり、問題となっている（ＥＥＶＣ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  １７  Ｒｅｐｏｒｔに記載）。【００２１】
更に、子供頭部と大人頭部のどちらも衝突する可能性があるＷＡＤ１５００（車体先端の地面からフード衝突位置までの輪郭線の距離が１５００ｍｍのライン）のライン上において、衝突特性の異なる子供と大人の両者について、ＨＩＣ値１０００を満足するのは、極めて困難であり、問題点としてあげられている。特に大型セダンのフードでは、ＷＡＤ１５００のラインが、アウターと剛体面とのクリアランスが小さくなるエンジン直上にあり、衝撃耐性の向上に関する有効な対策が要望されている（ＥＥＶＣ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  １７  Ｒｅｐｏｒｔ）。【００２２】
次に、衝突部位によらずＨＩＣ値が均一であることが必要である（課題２）。頭部衝突位置について、ビーム型フード構造の場合はフレーム直上の位置で、コーン型フード構造の場合はコーン頂点部の位置で、いずれもＨＩＣ値が大きくなる。これは、これらの部位では局部剛性が高く、剛体部と衝突しても変形が小さく、剛体物からの高い反力を受けるためである。このため、安全性の観点から、衝突部位によらず、概ね均質なＨＩＣ値がえられるフード構造が要望されている。【００２３】
更に、車体の軽量化が可能なＡｌ合金材の適用が可能であることが必要である（課題３）。フードの材料として軽量化が可能なＡｌ合金材を適用しても、頭部衝突耐性が優れていることが必要である。フードの軽量化にはしばしばＡｌ合金材が使用されるが、この場合、鉄材を使用する場合に比較して、歩行者保護の観点では、一般的には不利と考えられる。それは、Ａｌ合金材の弾性率と比重が、双方とも鋼材の約３分の１で、頭部の運動エネルギーをフードで吸収するには、パネル構造体としてのＡｌ合金製フードの膜剛性と重量が鋼製フードに比較して不足することに起因する。【００２４】
板材の曲げ剛性は、ＥＴ３（ヤング率Ｅ，板厚Ｔとする）に比例し、膜剛性はＥＴに比例する。鉄材（ヤング率Ｅｓ，板厚Ｔｓ，比重γｓ）をＡｌ合金材（ヤング率Ｅａ，板厚Ｔａ，比重γａ）に置き換える場合には、通常、曲げ剛性が同一になるように板厚が決定される。この場合、ＥａＴａ３＝ＥｓＴｓ３、Ｅａ／Ｅｓ＝１／３であり、Ｔａ／Ｔｓ＝３１／３＝１．４４となる。アルミニウム合金製フードと鋼製フードの膜剛性比は、（ＥａＴａ）／ＥｓＴｓ＝１．４４／３＝０．４８となり、同じく重量比は（Ｔａγａ）／（Ｔｓγｓ）＝１．４４／３＝０．４８となり、アルミ製フードの膜剛性と重量は、鋼製フードの０．４８倍しかない。この結果、頭部とフードとの衝突問題では、頭部移動距離が増加し、剛体物に衝突しやすくなるとともに、加速度第１波でのアウターによるエネルギー
ー吸収が少なく、加速度第２波が増加するため、従来のフード構造ではＨＩＣ値が増加し、ＨＩＣ値の制限値を満足させることが極めて困難になる。【００２５】
勿論、ＴａをＴｓの３倍にすれば、膜剛性比及び重量比とも鋼製フードと同等となるが、コストが上がりすぎ、設計としては成立しない。【００２６】
このように、フードにアルミ合金材を適用し、この条件で頭部衝突での制約条件を満足させるのは、かなり困難である。勿論、アルミニウム材でこの条件が満足されるフード構造がみつかれば、この構造を採用した鋼製フードではＨＩＣ値の更に一層の低下が可能となる。【００２７】
【特許文献１】特開２００１−１９９２８７号公報
【特許文献２】特開２００３−５０５８６号公報
【特許文献３】特開平６−２９８０１４号公報
【特許文献４】特開平６−８１４０７号公報
【特許文献５】特開２０００−２７６１７８号公報
【特許文献６】特開２００３−２２６２６４号公報
【特許文献７】特開２００３−２５２２４６号公報
【特許文献８】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】
【００２８】
以上のように、歩行者保護のために、フード構造が解決すべき課題は、
・頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減可能なこと、
・フードへの衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一となること、
・Ａｌ合金製フードでも、十分ＨＩＣ値を低減できること、
等である。【００２９】
一方、広帯域吸音特性を有していることが要求される（課題４）。エンジンル―ム内から車外にもれる騒音を抑制する役目を果たしているインシュレータは、リサイクル性に問題があり、フード自身が吸音特性を有すれば、リサイクル性に優れたアルミ材の使用により騒音問題を解決でき、地球環境の観点から好ましい。このため、フード自体に吸音特性を持たせることができるフード構造が要望されている。【００３０】
従来から、フードに吸音性能を持たせる試みが開示されているが、エンジン騒音は雑多で広範囲な周波数特性を有しており、このような騒音特性に対し有効な広帯域吸音特性を有するフード構造が求められている。特に、周波数範囲が２０００ＨＺ以下の場合が重要と言われている（特開平８−３０１０２４号）。ここでは、このような軽量で歩行者保護特性に優れ、広帯域吸音特性を有するフード構造を歩行者保護吸音フードと定義する。安全、軽量かつリサイクル性に優れた歩行者保護吸音フードを以下に開示する。【００３１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値を低減することができ、フードへの衝突部位によらずＨＩＣ値を均一化することができ、更に、Ａｌ合金製フードでも、十分ＨＩＣ値を低減できて、車体の軽量化に寄与する車体パネル構造体を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、インシュレータがなくても吸音特性が良い車体パネル構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本願の第１発明に係る車体パネル構造体は、請求項１に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々車体長手方向に断面形状が波型をなす複数の凹凸を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする。【００３３】
本願の第１発明において、請求項２に記載したように、前記インナーパネル及び補強インナーパネルの凹凸の断面波型をなす方向が車体の幅方向又は長手方向に一致するように車体に組み立てられるものであることが好ましい。【００３４】
また、本願の第１発明において、請求項３に記載したように、前記インナーパネル及び補強インナーパネルの凹凸の断面波型をなす方向が車体の長手方向に対して傾斜するように車体に組み立てられるものであることが好ましい。【００３５】
本願の第２発明に係る車体パネル構造体は、請求項４に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に第１方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第１の凹凸と前記第１方向に交叉する第２方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第２の凹凸とを有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする。【００３６】
本願の第３発明に係る車体パネル構造体は、請求項５に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に同心円状に複数形成された断面波型の凹凸を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする。【００３７】
本願の第４発明に係る車体パネル構造体は、請求項４に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルはパネル構造体の長手方向に全面に断面形状が波型をなす複数の凹凸とこの凹凸に交叉する断面形状が波型をなす複数の凹凸とで形成される２重の波型を有しており、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする。【００３８】
本願の第４発明において、請求項７に記載したように、前記２重の波型は、凹凸の断面波型をなす方向がパネル構造体の長手方向に対して平行な波とこの波に直交する波が交叉する波とで形成される２重の波型であることが好ましい。【００３９】
また、本願の第４発明において、請求項８に記載したように、前記２重の波型は、凹凸の断面波型をなす方向がパネル構造体の長手方向に対して斜め方向の波とこの波に所定角度で交叉する波波とで形成される２重の波型であることが好ましい。【００４０】
本願の第５発明に係る車体パネル構造体は、請求項９に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に断面形状が波型をなす複数の凹凸を有しており、この凹凸は、夫々前記断面波型をなす方向が車体の幅方向又は長手方向に一致する凹凸、断面波型形状が車体の長手方向に対して傾斜する凹凸、第１方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第１の凹凸と前記第１方向に交叉する第２方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第２の凹凸とを有する凹凸、同心円状に複数形成された断面波型の凹凸、及び断面形状が波型をなす複数の凹凸とこの凹凸に交叉する断面形状が波型をなす複数の凹凸とで形成される２重の波型の凹凸のうち少なくとも２種を組み合わせたものであり、前記アウターパネルとインナーパネルとの接合部の下方に前記インナーパネルと補強インナーパネルとで形成される閉断面を有し、前記インナーパネルと補強インナーパネルとの接合部の上方に前記アウターパネルとインナーパネルとで形成される閉断面を有するように前記各パネルが接合されていることを特徴とする。【００４１】
本願の第１乃至第５発明のように、断面が波形のインナー及び補強インナーを用いた２重波型フード構造とすることにより、アウター及びインナーを薄肉化してもフード構造体の張り剛性を格段に高めることができる。また、曲げ剛性及び捩り剛性についても十分な剛性が得られ、この結果、外部荷重に対するフードの変形を抑制することができる。されに、歩行者保護に関し、頭部とフードの衝突における衝突耐性を高めることができ、安全性が向上し、
・頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減可能なこと、
・フードへの衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一となること、
・Ａｌ合金製フードでも、十分ＨＩＣ値を低減できること
等を実現することができる。【００４２】
また、本発明の車体パネル構造体は、インナーを上記のように波型インナーとする簡単な構成であり、従来のように、インナーの板厚を増加させることなく、張り剛性及び曲げ剛性を高めることができ、軽量化が可能である。平板状パネルから上記の波型パネルへのプレス成形は容易であり、インナー自体の製作は容易である。【００４３】
本願の第１乃至第５発明において、請求項１０に記載したように、前記凹凸の断面形状は、スプライン形状であることが好ましい。【００４４】
本願の第１乃至第５発明において、請求項１１に記載したように、前記凹凸の断面形状は、台形であってもよい。【００４５】
また、本願の第１乃至第５発明において、請求項１２に記載したように、前記凹凸の断面形状は、波型形状に、この波型形状の波高又は波長よりも小さい波高又は波長の波型形状を重ねた形状であってもよい。【００４６】
本願の第１乃至第５発明において、請求項１３に記載したように、歩行者保護における頭部衝突において、衝突耐性向上の観点から、前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、波の波長をｐ、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．５＜ｐ／ｄ＜２．８を満足するものであることが好ましい。ｐ／ｄがこの範囲であれば、ＨＩＣ値低減に効果がある。このような構成は、インナー及び補強インナーに適用可能であり、断面形状が台形でもスプライン形状でも適用することができる。【００４７】
また、本願の第１乃至第５発明において、請求項１４に記載したように、前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、歩行者保護における頭部衝突において、衝突耐性の観点から、前記インナーパネルの波高をｈ１、補強インナーパネルの波高をｈ２、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．０５＜（ｈ１＋ｈ２）／ｄ＜０．３５を満足するものであることが好ましい。ｈ１＋ｈ２がこの範囲であれば、ＨＩＣ値低減に効果がある。このような構成は、インナー及び補強インナーに適用可能であり、断面形状が台形でもスプライン形状でも適用することができる。なお、補強インナーの波高がゼロで平板の場合は、０．０５＜ｈ１／ｄ＜０．３５となる。【００４８】
また、本願の第１乃至第５発明において、請求項１５に記載したように、前記アウターパネル、インナーパネル及び補強インナーパネルのいずれかが、アルミニウム合金製又は鋼製であることが好ましい。【００４９】
また、本願の第１乃至第５発明において、請求項１６に記載したように、前記インナーパネルとアウターパネルが柔結合によって接合されていることが好ましく、請求項１７に記載したように、前記柔接合部が、千鳥状に又は分散して配列されていることが好ましい。これによって、歩行者保護で頭部衝突に際し、アウターとインナーのがた振動を損なわず、この結果、頭部加速度が撹乱され、ＨＩＣ値を低下させることができる。【００５０】
また、本願の第１乃至第５発明において、請求項１８に記載したように、前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルに、開口率３％以下、孔径３ｍｍ以下の吸音効果を有する複数個の貫通孔が形成されていることが好ましい。吸音効果はヘルムホルツの共鳴原理に従い、特開昭６１−２４９８７８号、特開２０００−５６７７７号、特開２００３−２０５８６号の多孔吸音パネルの従来技術より、閉断面構造の特徴を有する波型フードのインナーパネルに微細な孔をあければ、フードが吸音効果を発揮するはずである。孔径については宇津野によれば、板厚０．５ｍｍの鋼板では、開口率１％で孔径０．５ｍｍの時、１ｋＨＺ以下の周波数領域で概略０．５程度の吸音効果が得られ、同様に、板厚０．８ｍｍの鋼板では、開口率２％、孔径２ｍｍで同様の効果が得られるようである。また、特開２００３−２０５８６号によれば、開口率３％以下、孔径３ｍｍ以下とすることが好ましい。【００５１】
本発明では、フードはアウターとインナー、インナーと補強インナーの２つの空気層を有し、インナーと補強インナーに微細の孔が設けることにより、吸音効果はかなりの効果が期待できる。なお、微細孔の大きさは、製造上の一般常識から板厚程度以下の微細な孔をパンチングであけるのはかなり困難であり、大量生産を前提とした場合には、孔径は板厚０．５ｍｍの場合０．５ｍｍから３ｍｍ程度となり、板厚０．８ｍｍの場合は０．８から約３ｍｍ程度の範囲に制限される。【００５２】
本願の第１乃至第５発明において、吸音性向上のため、請求項１９に記載したように、前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルの波長又は波高が、車体幅方向又は車体長手方向に不均一であることが好ましい。【００５３】
また本願の第１乃至第５発明において、吸音性向上のため、請求項２０に記載したように、前記インナーパネル及び／又は補強インナーパネルの断面波型形状における１波長中の左右の波形における波長又は波高が非対称であり、歪んだ波形断面であることが好ましい。【００５４】
また本願の第１乃至第５発明において、吸音性向上のため、請求項２１に記載したように、前記アウターパネルとインナーパネルとの間、又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間に部分的に所定のクリアランスが設けられていることが好ましく、このクリアランスは、請求項２２に記載したように、１ｍｍ乃至１０ｍｍであることが好ましい。【００５５】
本願の第１乃至第５発明において、歩行者保護性能向上のため、請求項２３に記載したように、前記アウターパネルが鋼製で、インナーパネル及び補強インナーパネルがアルミニウム合金製であることが好ましい。アウターパネルを鋼製とすることにより、アウターパネル重量が増加し、頭部衝突時の加速度第１波の大きさを増加させ２００Ｇ程度とすることで、加速度第２が低下し、ＨＩＣ値を１０００以下に抑えることができる。【００５６】
また、本願の第１乃至第５発明において、歩行者保護性能向上のため、請求項２４に記載したように、前記アウターパネル内面に１又は複数の鋼製、アルミニウム合金製又は鉛製の補強板が貼り付けられていることが好ましい。アウターパネルの局部的重量を増加させ、頭部衝突時の加速度第１波の大きさを増加させ、２００Ｇ程度とすることで、加速度第２波は低下し、ＨＩＣ値を１０００以下に抑えることができる。金属板の配置箇所、枚数、厚さ等は適宜選択される。【００５７】
本願発明に係る車体パネル構造体は、請求項２５に記載したように、自動車のルーフ、ドアー、トランクリッドに適用可能である。また、本願発明に係る車体パネル構造体は、請求項２６に記載したように、鉄道車両のルーフ、ドアー、床又は側壁に適用可能なものである。【００５８】
本願発明に係る車体パネル構造体は、請求項２７に記載したように、前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間に頭部衝突エネルギー吸収効果を有する所定の内圧を与えることが好ましい。これによって、頭部加速度第２波が減少し、ＨＩＣ値が減少し、歩行者保護性能が向上する。【００５９】
このとき、請求項２８に記載したように、前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間に袋状物を配置し、この袋状物内に内圧を与えることが好ましい。袋状物としては、例えば天然又は合成樹脂製のものが好適に使用される。【００６０】
本願発明に係る車体パネル構造体は、請求項２９に記載したように、前記アウターパネルとインナーパネルとの間の閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの間の閉空間にエネルギー吸収材を埋め込んでおくことが好ましい。これによって、フードの頭部衝突エネルギーの吸収効果が増大し、歩行者保護性能が向上する。エネルギー吸収材としては、例えば発砲スチロールが好適に使用される。【００６１】
本願の第６発明に係る車体パネル構造体は、請求項３０に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、前記インナーパネルの波形形状は、波の波長をｐ、歩行者の頭部外径ｄとした時、０．５＜ｐ／ｄ＜２．８を満足するか、又は前記インナーパネルの波高をｈ１、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．０５＜ｈ１／ｄ＜０．３５を満足するものであることを特徴とする。
この車体パネル構造体は、軽量で、歩行者保護性能及び吸音性能に優れたものとなる。【００６２】
本願の第６発明に係る車体パネル構造体において、請求項３１に記載したように、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高ｈ１ａが子供頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高ｈ１ｃよりも大きいことが好ましい。これによって軽量で、歩行者保護性能及び吸音性能に優れた車体パネル構造体となる。【００６３】
また、本願の第６発明に係る車体パネル構造体においては、請求項３２に記載したように、前記インナーパネルの断面波型形状は、パネル中央部に２重の波型形状以外の波型形状を有するものであることが好ましい。これによって、歩行者保護に優れた車体パネル構造体が得られる。【００６４】
本願の第７発明に係る車体パネル構造体は、請求項３３に記載したように、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネルと、このインターパネルの更に内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有する補強インナーパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐａとし、大人の頭部外径をｄａとした時、０．５＜ｐａ／ｄａ＜２．８を満足するものであり、子供頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐｃとし、子供の頭部外径をｄｃとした時、０．５＜ｐｃ／ｄｃ＜２．８を満足するものであることを特徴とする。これによって、歩行者保護に関する最適波長によって、優れた歩行者保護性能が得られる。【００６５】
本願の第７発明に係る車体パネル構造体においては、請求項３４に記載したように、前記インナーパネル又は補強インナーパネルにおける断面波型形状は、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高をｈ１ａ、補強インナーパネルの波高をｈ２ａとし、大人の頭部外径をｄａとした時、０．０５＜（ｈ１ａ＋ｈ２ａ）／ｄａ＜０．３５を満足するか、又は子供頭部衝突範囲における前記インナーパネルの波高をｈ１ｃ、補強インナーパネルの波高をｈ２ｃとし、子供の頭部外径をｄｃとした時、０．０５＜（ｈ１ｃ＋ｈ２ｃ）／ｄｃ＜０．３５を満足するものであることが好ましい。これによって、歩行者保護に関する波高の最適値が得られる。【００６６】
また、本願の第７発明に係る車体パネル構造体においては、請求項３５に記載したように、前記インナーパネルの断面波型形状は、パネル中央部に２重の波型形状以外の波型形状を有するものであることが好ましい。これによって、歩行者保護に優れた車体パネル構造体が得られる。【００６７】
本願の第８発明に係る車体パネル構造体は、請求項３６に記載したように、前記インナーパネルと補強インナーパネルが、夫々異なる波長又は波高の断面波型形状を有する車体パネル構造体である。【００６８】
本願の第１乃至第５発明並びに第７及び第８発明において、請求項３７に記載したように、前記補強インナーパネルの更に内面に、前記インナーパネル又は補強インナーパネルと同様の又は異なる断面波型形状を有する第２補強インナーパネルを配置することもできる。【００６９】
本願の第１乃至第５発明並びに第７及び第８発明において、請求項３８に記載したように、前記インナーパネル、補強インナーパネル又は第２補強インナーパネルは分断された波型断面形状を有するものであっても良い。また、本願の第１乃至第５発明並びに第７及び第８発明において、請求項３９に記載したように、前記インナーパネル、補強インナーパネル又は第２補強インナーパネルは、分断されていない波及び一部分断された波を有するものとすることもできる。このようにすることによって、歩行者保護に優れた車体パネル構造体が得られる。
【発明の効果】
【００７０】
本願の請求項１乃至９に記載の第１発明乃至第５発明に係る車体パネル構造体によれば、フード軽量化の観点から、フードの張り剛性を格段に高めることができ、捩り剛性と曲げ剛性についても十分な剛性を有する車体フード構造を提供できる。また、歩行者保護の観点から、アウターと剛体物とのクリアランスが小さくてもＨＩＣ値を低減可能で、フードへの衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一で、さらにアルミ製フードでも十分ＨＩＣ値を低減できる頭部衝突耐性に優れた歩行者保護車体フード構造体を提供できる。さらに、インナー又は補強インナーに多孔板を用いることで広帯域吸音特性を有する歩行者保護性能に優れた吸音車体フード構造体を提供できる。【００７１】
本願の請求項１０記載の車体パネル構造体によれば、スプライン型インナーを適用することにより、エンジンルーム内の複雑な剛体部品の配置を考慮しつつ、頭部衝突耐性の向上が図れる。【００７２】
本願の請求項１１に記載の車体パネル構造体によれば、略台形形状のインナー又は補強インナーにより、フードの静剛性を高めることができ、また歩行者保護における頭部衝突での頭部加速度を低下できる。【００７３】
本願の請求項１２に記載の車体パネル構造体によれば、略波型形状に略小波形状を重ねたインナー又は補強インナーにより、フードの静剛性を高めることができ、また歩行者保護における頭部衝突での頭部加速度を低下できる。【００７４】
本願の請求項２乃至５に記載のインナー又は補強インナーにより、フードの静剛性を高めることができ、また歩行者保護に於ける頭部衝突での頭部加速度を低下できる。【００７５】
なお、本発明に係る車体パネル構造体によれば、２重波型フード構造の波長と波高の好適範囲は請求項１３、１４に示すとおりであり、広範囲な好適範囲となる。【００７６】
本願の請求項１５に記載の車体パネル構造体によれば、フードはアルミ製又は鋼製であるが、アルミ製の場合のほうが軽量化効果が大きい。【００７７】
本願の請求項１６、１７に記載の車体パネル構造体によれば、アウターとインナーとの接合を柔な結合とし、接合部分を千鳥状に配置したことにより、歩行者保護に優れた車体パネル構造体となる。なお、インナーと補強インナーとの結合は剛に結合されているほうがよい。【００７８】
本願の請求項１８に記載の車体パネル構造体によれば、インナー又は補強インナーとして閉口率３％以下、孔径３ｍｍ以下の多孔板を用いたことにより、広帯域吸音特性に優れた車体フードパネルを実現できる。【００７９】
本願の請求項１９に記載の車体パネル構造体によれば、インナーパネル断面の略波型形状において、インナーパネルと補強インナーパネルの波長又は波高を、車体幅方向又は車体長手方向に不均一としたことにより、音場の固有振動モードが複雑化し、吸音特性が広帯域化し、吸音特性が向上する。【００８０】
本願の請求項２０に記載の車体パネル構造体によれば、インナーパネルと補強インナーパネルにより形成される断面形状において、１波長中の左右の波形状が波長又は波高について非対称で、ゆがんだ波形状断面としたことにより、音場の固有振動モードが複雑化し、吸音特性が広帯域化し、吸音特性が向上する。【００８１】
本願の請求項２１、２２に記載の車体パネル構造体によれば、フード断面の略波型形状において、アウターパネルとインナーパネルとの間、またはインナーパネルと補強インナーパネルとの間に部分的に１ｍｍから１０ｍｍ程度のクリアランスを設けたことにより、音場の固有振動モードが複雑化し、吸音特性が広帯域化し、吸音特性が向上する。【００８２】
本願の請求項２３に記載の車体パネル構造体によれば、アウターパネルを鋼製で、インナーパネル及び補強インナーをアルミ又はアルミ合金製としたことにより、頭部加速度第１波が２００Ｇ程度に上昇し、頭部加速度第２波が低下し、結果的にＨＩＣ値が低下する。【００８３】
本願の請求項２４に記載の車体パネル構造体によれば、アウターパネル下面に、１又は複数の鋼製、アルミ製、鉛製等の金属補強板を配置することにより、頭部加速度第１波が２００Ｇ程度に上昇し、頭部加速度第２波が低下し、結果的にＨＩＣ値が低下する。【００８４】
本願の請求項２５、２６に記載の車体パネル構造体によれば、車体のルーフ、ドアー、トランクリツド、又は鉄道車両のルーフ、ドアー、床、側壁等に適用することにより、車体又は鉄道車両の衝突耐性を向上させ、あわせて吸音効果を高めることができる。【００８５】
本願の請求項２７、請求項２８に記載の車体パネル構造体によれば、アウターパネルとインナーパネルとの閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの閉空間に適度な内圧を与えたことにより、頭部衝突エネルギーの吸収効率が増大し、加速度第２波が減少し、ＨＩＣ値が低下し、歩行者保護性能が向上する。【００８６】
本願の請求項２９に記載の車体パネル構造体によれば、アウターパネルとインナーパネルとの閉空間又は、インナーパネルと補強インナーパネルとの閉空間に発砲スチロールなどのエネルギー吸収部材を埋め込んだことにより、頭部衝突エネルギーの吸収効率が増大し、歩行者保護性能が向上する。【００８７】
また、本願の請求項３０に記載の第６発明に係る車体パネル構造体によれば、車幅方向に略平行に略波型形状のビードを有するインナーパネルとアウターパネルとを組み合わて車体パネル構造体としたことにより、軽量で歩行者保護性能又は吸音性能に優れた車体パネル構造体を提供できる。【００８８】
また、本願の請求項３１に記載の車体パネル構造体によれば、大人頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ａ）が、子供頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ｃ）より大きくしたことにより、軽量で歩行者保護性能又は吸音性能に優れた車体パネル構造体を提供できる。【００８９】
また、本願の請求項３２に記載の車体パネル構造体によれば、歩行者保護に優れたフードを提供できる。【００９０】
本願の請求項３３に記載の第７発明にかかる車体パネル構造体によれば、車幅方向に略平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネル、補強インナーとアウターパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、大人頭部衝突範囲での波長（ｐａ）が０．５＜ｐａ／ｄａ＜２．８を満足するか、又は子供頭部衝突範囲での波長（ｐｃ）が０．５＜ｐｃ／ｄｃ＜２．８を満足するものとしたことにより、歩行者保護に関する波長の最適値が得られる。【００９１】
本願の請求項３４に記載の車体パネル構造体によれば、大人頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ａ）、補強インナーの波高（ｈ２ａ）が０．０５＜（ｈ１ａ＋ｈ２ａ）／ｄ＜０．３５を満足し、又は子供頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ｃ）、補強インナーの波高（ｈ２ｃ）が０．０５＜（ｈ１ｃ＋ｈ２ｃ）／ｄ＜０．３５を満足するものとしたことにより、歩行者保護に関する波高の最適値が得られる。【００９２】
また、請求項３５に記載の車体パネル構造体によれば、歩行者保護に優れたフード構造体を提供できる。【００９３】
本願の請求項３６に記載の車体パネル構造体によれば、歩行者保護に優れたフード構造体を提供できる。【００９４】
また、本願の請求項３７乃至３９に記載の車体パネル構造体によれば、上記発明と同様、歩行者保護に優れたフード構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明におけるインナーの一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る車体パネル構造体の斜視図である。
【図４】本発明に係るスプライン型インナーを有する２重波型車体パネル構造体の断面図である。
【図５】本発明におけるスプライン型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図６】本発明におけるスプライン型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図７】本発明における略台形型波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図８】本発明における略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図９】本発明における略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図１０】本発明における略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図１１】本発明における略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図１２】本発明における略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図１３】本発明における小波を重ねた略波型インナーの実施態様を示す断面図である。
【図１４】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図１５】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図１６】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図１７】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図１８】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図１９】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図２０】本発明における波型インナーの実施態様を示す斜視図である。
【図２１】本発明における２重波型車体パネル構造体の頭部衝突モデルの概略図（側面図）である。
【図２２】本発明における２重波型車体パネル構造体の頭部衝突モデルの概略図(正面図)である。
【図２３】本発明における波型インナーと頭部モデルのモデル図(斜視図)である。
【図２４】本発明における２重波型車体パネル構造体におけるモデル図(斜視図)である。
【図２５】従来型波型フード構造体での頭部加速度波形を示す説明図である。
【図２６】本発明における２重波型車体パネル構造体での頭部加速度波形を示す説明図である。
【図２７】クリアランスＬとＨＩＣ値との関係を示す説明図である。
【図２８】波長がＨＩＣ値に及ぼす影響を示す説明図である。
【図２９】波高がＨＩＣ値に及ぼす影響を示す説明図である。
【図３０】従来型波型フード構造体での頭部衝突位置を示す斜視図である。
【図３１】アウターとインナーとの接着部位を示す概略図である。
【図３２】多孔板での周波数と開□率との関係を示す概略図である。
【図３３】多孔板での穴径と開口率との関係を示す概略図である。
【図３４】多孔板での穴径と開口率との関係を示す概略図である。
【図３５】多孔板での背後空気層と周波数との関係を示す概略図である。
【図３６】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析モデル（２次元スリットモデル）を示す図である。
【図３７】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図３８】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図３９】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図４０】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図４１】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図４２】２重波型車体パネル構造体での音場固有値解析結果を示す図である。
【図４３】２重波型車体パネル構造体のインナーと補強インナーの３次元形状を示す図である。
【図４４】２重波型車体パネル構造体のインナーと補強インナーの３次元形状を示す図である。
【図４５】２重波型車体パネル構造体のインナーと補強インナーの３次元形状を示す図である。
【図４６】２重波型車体パネル構造体のインナーと補強インナーの３次元形状を示す図である。
【図４７】インナーと補強インナーとの接合状態を示す説明図である。
【図４８】インナーと補強インナーとの接合状態を示す説明図である。
【図４９】２重波型車体パネル構造体のクラッシュビードの説明図である。
【図５０】ＨＩＣ値を１０００以下に押さえるための頭部加速度波形を示す説明図である。
【図５１】２重波型車体パネル構造体のアウター下面に補強板を取り付けた場合の説明図である。
【図５２】２重波型車体パネル構造体のアウター下面に補強板を８枚取り付けた場合の説明図である。
【図５３】２重波型車体パネル構造体のアウター、インナー、補強インナーをリベット等で結合した状態を示す図である。
【図５４】内部に内圧の密封性を確保するためのゴム製又は樹脂製の袋を設けた２重波型車体パネル構造体の断面図である。
【図５５】インナーパネルと補強インナーパネルとの閉空間にエネルギー吸収部材を埋め込んだ構造を示す説明図である。
【図５６】本発明における波型インナーの実施態様示す斜視図である。
【図５７】車幅方向に波型ビードを有する補強インナーと車体長手方向に波型ビードを有するインナーとを組み合わせた構造でのインナーと頭部衝突位置を示す斜視図である。
【図５８】車幅方向に波型ビードを有する補強インナーと車体長手方向に波型ビードを有するインナーとを組み合わせた構造での補強インナーを示す斜視図である。
【図５９】車幅方向に波型ビードを有する補強インナーと車体長手方向に波型ビードを有するインナーとを組み合わせた構造での解析結果を従来構造と比較した図である。
【図６０】車幅方向に波型ビードを設けたインナーを有する１重波型構造での解析結果を従来構造と比較した図である。
【図６１】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析モデルを示す説明図である。
【図６２】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析モデルを示す説明図である。
【図６３】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析モデルを示す説明図である。
【図６４】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を示す図である。
【図６５】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を示す図である。
【図６６】車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を従来解析結果と比較して示す図である。
【図６７】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析モデルを示す図である。
【図６８】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析モデルを示す図である。
【図６９】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を示す図である。
【図７０】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を示す図である。
【図７１】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の解析結果を示す図である。
【図７２】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードインナーを有する波型車体パネル構造体の断面形状を示すである。
【図７３】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードインナーを有する波型車体パネル構造体の断面図である。
【図７４】車幅方向の波型インナーと波型補強インナーを有する２重波型車体パネル構造体の断面形状を示す図である。
【図７５】車幅方向の波型インナーと波型補強インナーを有する２重波型車体パネル構造体の断面図である。
【図７６】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の断面形状を示す図である。
【図７７】車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを組み合わせた２重波型車体パネル構造体の断面形状を示す図である。
【図７８】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図７９】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８０】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８１】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８２】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８３】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８４】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８５】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８６】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８７】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８８】車体中央部で２重に交差しない車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図８９】車体中央部で２重に交差する箇所が１箇所ある車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図９０】車体中央部で２重に交差する箇所が１箇所ある車体パネル構造体のインナーの一例を示す図である。
【図９１】１重横波車体パネル構造体での波長とＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９２】１重横波車体パネル構造体での波高とＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９３】１重横波車体パネル構造体でのクリアランスとＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９４】２重横波車体パネル構造体での波長とＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９５】２重横波車体パネル構造体での波高とＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９６】２重横波車体パネル構造体でのクリアランスとＨＩＣ値との関係を示す図である。
【図９７】波の分布形状を示す図で、横波と縦波の混合形状を示す図である。
【図９８】波の分布形状を示す図で、縦波の形状の変化例を示す図である。
【図９９】インナーと補強インナーの断面形状を示す図である。
【図１００】インナーと補強インナーの断面形状を示す図である。
【図１０１】アウター、インナー、補強インナー、第２補強インナーから構成される車体フード構造体を示す説明図である。
【図１０２】アウター、波型インナーで構成される矩形形状の解析モデル図を示すである。
【図１０３】解析モデルで、アウターを非表示とした解析モデル図である。
【図１０４】頭部衝突方向と波の方向がＨＩＣ値に及ぼす影響を示す解析結果図である。
【図１０５】波の方向が車体の略長手方向であって、波の一部が分断されたインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１０６】波の方向が車体の略幅方向であって、波の一部が分断されたインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１０７】波の方向が車体の略斜め方向であって、波の一部が分断されたインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１０８】波の方向が車体の任意方向であって、波の一部が分断されたインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１０９】波の方向が車体の略長手方向であって、波の一部が分断された波と、分断されていない波を混合したインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１１０】波の方向が車体の略長手方向であって、波の一部が分断された波と、分断されていない波を混合したインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１１１】波の方向が車体の斜め方向であって、波の一部が分断された波と、分断されていない波を混合したインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１１２】波の方向が車体の略車幅方向であって、波の一部が分断された波と、分断されていない波を混合したインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１１３】波の方向が車体の任意方向に変化する場合であって、波の一部が分断された波と、分断されていない波を混合したインナー、補強インナー又は第２補強インナーを示す図である。
【図１１４】１重横波フード構造における波長１６０ｍｍ、波高３０ｍｍ、クリアランス７０ｍｍの場合の頭部加速度波形を示す図である。
【図１１５】図１１４における０ｍｓｅｃ後の頭部衝突時の変形図である。
【図１１６】図１１４における６ｍｓｅｃ後の頭部衝突時の変形図である。
【図１１７】図１１４における１１ｍｓｅｃ後の頭部衝突時の変形図である。
【図１１８】図１１４における１７ｍｓｅｃ後の頭部衝突時の変形図である。
【図１１９】波長をうねらした横波２重構造のインナーパネルを示す斜視図である。
【図１２０】波長をうねらした別の横波２重構造のインナーパネルを示す斜視図である。
【図１２１】波長を左右非対象とした横波２重構造のインナーパネルを示す斜視図である。
【図１２２】波長を左右非対象とした別の横波２重構造のインナーパネルを示す斜視図である。
【図１２３】波長を左右非対象とした横波１重構造のインナーパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９６】
１：インナー
２：波型ビード
３：パネル構造体
４：アウター
５：ビード凸部
６：ビード凹部
７：樹脂層
８：ヘム加工部
９、１０：インナー周縁部
２３：歩行者の頭部
２４：剛体面
２５：樹脂等の接着剤
２６：波型インナー
２７：ビーム型インナー
２８：頭部モデル
２９：補強部
３０：接着部
３１：スプライン型インナー
３２：衝突位置
４０：補強インナー
４１：クラッシュビード
４２：スリット
４３：リベット
４４：ゴム製又は樹脂製等の袋
４５：発砲スチロール等のエネルギー吸収材
４６：第２補強インナー
４７：分断されたビード
４８：分断されていないビード
【発明を実施するための最良の形態】
【００９７】
以下、本発明の車体パネル構造体の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る車体パネル構造体の一実施態様におけるインナーパネル（インナー）の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１においては、波型形状が分かりやすいようにメッシュが入れられている。【００９８】
図１及び図２において、インナー１ａはアルミニウム合金又は高張力鋼板などに代表される軽量で高張力な金属製であって、周縁部９ａ、９ｂ（９ａ：車体先端側、９ｂ：運転席側）及び１０ａ、１０ｂ（車幅側）を除くパネル全面に渡って、車体長さ方向に向かう複数本の略波型ビード（凸条）２ａが互いに略平行に設けられている。なお、直線状の略波型ビードだけでなく、後述する、同心円又は楕円などの曲線状波型ビードも相互に略平行に形成されている。【００９９】
図２において、波型ビード２ａは、アウターパネル（アウター）４ａの裏面側に向かって張り出した、断面がなだらかな円弧状又は長手方向に畝状のビード凸部５を有し、これとは反対側に窪んだ同じく断面がなだらかな円弧状又は長手方向に畝状のビード凹部６とによって、車幅方向にサイン波状に連続する曲線からなる波型を形成している。そして、図１及び図２では、直線状の波型ビード２ａが７本略平行でかつ互いに独立して（間隔をあげて）インナー１ａの表面に設けられている。【０１００】
図１及び図２に示す波型ビード２ａは、ビード凹部６も含めて、その長手方向に渡って概ね同じ幅を有している。但し、波型ビード２ａはビード凹部６も含めて、必ずしも、その長手方向に渡って同じ幅を有する必要はない。例えば平面的に見て、部分的に幅が狭くなるくびれや窪みを設けて、車体衝突の際に、インナーの全体変形の起点となって衝撃を吸収し乗員を保護する形状としても良く、又は車体設計に応じて順次幅が狭くなるか又は幅が拡がる形状としても良い。【０１０１】
なお、これら波型ビード２ａやビード凹部６の断面形状（幅、高さ、斜面の傾斜角度）、数（本数）、長さなどの条件は特に本実施形態に限定されるものではない。但し、剛性の発揮と成形のし易さを考慮すると、前記断面形状の波の高さｈは１０乃至６０ｍｍ、前記波長ｐは９０乃至３００ｍｍの範囲から選択することが好ましい。【０１０２】
例えば、ビード凹部６も含めて、これら略波型ビード断面形状が大きく、また略波型ビードの数が多いほど、またパネル全面に渡って設けられるほど、インナー又はパネル構造体の剛性を高めることができる。【０１０３】
従って、これら略波型ビード２ａやビード凹部６の断面形状や条件は、剛性設計で要求される張り剛性、捩り剛性、曲げ剛性及び成形が可能又は容易であること（成形性）等との関係から適宜選択される。【０１０４】
また、インナーの更なる軽量化のために、剛性や強度に影響のない範囲で、略波型ビード２ａやビード凹部６の部分に、部分的にパネルをトリミングした空間又は切欠き部分（円、矩形など空間部分の形状は問わない）を設けても良い。【０１０５】
更に、例えばインナーをテーラーブランク化するなどして、インナーの外縁部（外周部）の板厚を中央部の板厚よりも厚くし、パネル又はパネル構造体の先端部にかかる曲げ荷重に対しパネル又はパネル構造体の曲げ剛性を向上させる等、別の剛性補強手段と適宜組み合わせても良い。【０１０６】
補強インナーパネル（以下、単に補強インナーという）４０はインナーと互いの頂点部分が結合するように一体化されている。結合部分は例えば接着材、リベット等を用いて結合される。このように、２重波型構造とすることで、頭部衝突時の吸収エネルギーが高められ、頭部衝突耐性が向上し、騒音対策の観点からも吸音率が高まる。【０１０７】
本実施形態において、インナー及び補強インナーの断面形状は、基本的にはサイン曲線状の略波型であるが、曲率の自由度が高いスプライン曲線である方が実用的である。図４乃至図６は、断面形状をスプライン曲線とした例を示すものである。図４はフード中央部における車幅方向の切断面を示す図である。図４に示すように、通常エンジンルーム内は複雑な部品配置をしており、このようなスプライン形状により、部品配置を考慮した柔軟なインナー形状設計が可能となる。図５はこのスプライン形状のインナーを示す斜視図であり、図６（ａ）乃至（ｄ）はスプライン曲線を示すインナーの断面形状を示すものである。補強インナーもインナーと同様の形状を有し、インナーと補強インナーの断面形状の組み合わせは基本的には同一形状での組み合わせとなり、波高は異なるが波長は同一となる。但し、異なる形状を組み合わせる場合も考えられる。【０１０８】
一般にスプライン曲線とは、大小曲率の異なる曲線を滑らかにつなぎ合わせて形成される曲線を言う。本実施形態において、スプライン波形とは、スプライン曲線と同じ意味合いから、略波型波形（略台形等を含む）をベースにその上にエンボス形状などの大小曲率の異なる複数の波が重ね合わされてできる波型の波形であると定義する。エンボス形状は、インナー及び補強インナー全面に及ぶ場合と、Ｒ部などの局部に限定される場合がある。【０１０９】
本発明に係るインナー及び補強インナーの断面形状は、基本的にはサイン曲線状の略波型であるが、断面形状に略台形を用いてもよい。図７（ａ）に断面台形形状の概略図を、図７（ｂ）に断面台形形状のバリエーションを示す。図７（ａ）は凸部及び凹部の双方が台形形状の場合、図７（ｂ）は凸部が台形状、凹部が円弧状の場合を示す。これらの台形状の波型は、インナーと補強インナーの双方が同一形状を有することが原則であるが、インナー又は補強インナーの一方をサイン曲線又はスプライン曲線にしてもよい。【０１１０】
またインナー及び補強インナーの曲面上に、小さな凹凸を設けたり、小波を重ねたりして、局部剛性を調整してもよい。車体長手方向に伸びる小さなビードにより凹凸を設ければ、車体方向の剛性が高まり、局部的に頭部衝突耐性が高まる場合がある。【０１１１】
図８乃至図１０は、インナーと補強インナーとが上下対称の場合の２重波型断面形状の例を示す断面図である。図８はインナーと補強インナーとが上下対称の５ケースを示したものである。図８（ａ）乃至(ｅ)において、アウター４と、その裏面に配置された上下対称のインナー１及び補強インナー４０とで車体パネル構造体が形成されている。図９はインナーと補強インナーとが上下対称の１ケースを示したものである。図９のインナー１及び補強インナー４０は凹部相互間又は凸部相互間に所定の間隔を設けた例、図１０はインナーと補強インナーとが上下対称の１ケースを示したものであって断面曲線の表面に細かな凹凸を設けた例である。【０１１２】
一方、図１１（ａ）乃至（ｄ）及び図１２は、上下非対称の場合の例であり、図１１（ａ）は補強インナー４０の凹部に小さな凸部を設けた例、図１１（ｂ）はインナー１の凸部の一部を直線とした例、図１１（ｃ）は凸部の一部を直線としたインナー１と凹部に小さな凸部を設けた補強インナー４０とを組み合わせた例、図１１（ｄ）は補強インナー４０の凹部の一部を直線とした例である。また図１２は、補強インナー４０の断面曲線の表面に細かな凹凸を設けた例である。【０１１３】
図１３（ａ）乃至（ｄ）は、インナーと補強インナーとが上下対称の場合の２重波型断面形状を示す図であって、図１３（ｂ）乃至（ｄ）は、図１３（ａ）の断面波型形状に上下対称となるように小波を重ねた例を示す図である。即ち、図１３（ａ）において、この車体パネル構造体は、小波を重ねる前の断面形状を示すものであって、インナー１と補強インナー４０とが上下対称の場合を示すものである。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の１波長中に小波を２波重ねた断面形状を示す図、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の１波長中に小波を３波重ねた断面形状を示す図、図１３（ｄ）は、図１３（ａ）の１波長中に小波を４波重ねた断面形状を示す図である。【０１１４】
本実施形態において、複数本の略波型ビードはパネル構造体の車幅方向又は長手方向に対し略平行方向、パネル構造体の長手方向に対し略斜め方向又はパネル構造体の略中心に対し同心円状の配列で設けられていることが好ましい。また、複数本の略波型ビードは第１方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第１の凹凸と前記第１方向に交叉する第２方向における断面形状が波型をなすように複数形成された第２の凹凸とを有するものであってもよい。インナー及び補強インナーの略波型ビード配列例の斜視図を図１４乃至図１７及び図５６に示し、その断面図を図７３に示す。【０１１５】
図１４のインナー１ｆは、稜線が車体長手方向に対して傾斜して延びる直線状の波型ビード２ｆ、２ｇが、車体幅方向の両側に分割された領域に形成されている。この図１４に示す波型ビード２ｆ、２ｇは、車体方向に向いて、それらの稜線が互いに出会うハ型に配置されている。図１５のインナー１ｇは、同様に、稜線が車体長手方向に対して傾斜して延びる直線状の波型ビード２ｆ、２ｇが、車体幅方向に分割された領域に形成されているが、図１５に示す波型ビード２ｆ、２ｇは、車体方向に向いて、それらの稜線が相互に離れる逆ハ型に配置されている。【０１１６】
図１６のインナー１ｂは、パネル全面に渡って、複数の略波型ビード２ｂが互いに略平行に同心円状に設けられている。即ち、図１６に示すインナー１ｂの波型ビード２ｂの凹凸形状は、同心円をなすものである。また図１７のインナー１ｃは、パネル全面に渡って、複数の略波型ビード２ｃ、２ｄが互いに略平行に楕円状に設けられている。即ち、図１７に示すインナー１ｃは、中央部に楕円状の波型ビード２ｄを設け、その両側に直線状の波型ビード２ｃを形成したものである。【０１１７】
また、本発明に係る車体パネル構造体において、複数本の略波型ビードがパネル構造体の長手方向に対し略平行な波とこれに略直行する波とが交差する２重波状の配列で設けられているものとすることができる。インナー及び補強インナーの略波型ビード配列の例を、図１８及び図１９に各々斜視図として示す。【０１１８】
図１８のインナー１ｄは、パネル全面に渡って、複数の略波型ビード２ａ、２ｅが互いに縦横に直行する形で、アウターとインナーとの接着面積を増やしている。即ち、図１８に示すインナー１ｄは、図１と同様に稜線が直線状でこれが車体長手方向に延びる波型ビード２ａと、稜線が直線状でこれが車体幅方向に延びる波型２ｅとが直交するように形成されている。【０１１９】
同様に、図１９のインナー１ｆは、パネル全面に渡って、複数の略波型ビード２ａ（縦ビード）、２ｅ（横ビード）が互いに縦横に直行する形で、アウターとインナーとの接着面積を減らしている。図１９に示す波型ビード２ａ及び２ｅ波断面形状はサイン曲線である。図１９に示すインナー１ｆは、同様に稜線が車体長手方向に延びる波型ビード２ａと稜線が車体幅方向に延びる波型ビード２ｅとが直交するように形成されているが、波型ビード２ａ及び２ｅの断面形状はスプライン形状である。【０１２０】
さらに、本発明に係る複数本の略波型ビードが、パネル構造体の長手方向に対し斜め方向の波とこれに交差するもうひとつの斜め方向の波を重ねた２重波状の配列で設けられているものであってもよい。インナー及び補強インナーの略波型ビード配列例を、図２０に斜視図として示す。図２０に示すインナー１ｈは、稜線が車体長手方向に対して傾斜して延びる直線状の波型ビード２ｆ、２ｇが、いずれも車体パネルの全面に形成されており、従って、前記図１４、図１５の斜めの略波型ビード２ｆと２ｇを互いに交差させた態様を示している。なお、これらインナー、補強インナー及びアウターとの一体化は、基本的に、前記図２で説明したパネル構造体と同じ要領で行われる。【０１２１】
本発明に係る略波型インナーを平面的に見た場合、略波型ビードは、フード長手方向に対し平行もしくは斜め、又は略波型インナーの略中心に対し楕円状などを含む同心円状、又はこれらの配列の組み合わせである２重波状となるように、互いに平行に配列することもできる。そして、これら配置された略波型ビードがパネル全面に渡って、インナーの断面形状を構成している。なお、これら各配列の具体的な規定は、厳密な意味での規定ではなく、剛性向上効果を損なわない範囲での多少のズレを許容する点で、平行、台形、同心円等は夫々略平行、略台形、略同心円状等、略の意味を有するものである。【０１２２】
上述した図１４、図１５のインナー１ｆ、１ｇは、略波型ビード２ｆ、２ｇがＶ字状（Ｕ字状でも可）に略平行に分布する態様を示しているが、図５６のインナーは、略波型ビードが車幅方向に略平行に分布する態様を示している。図５６において、略波型ビードが車幅方向に平行に分布されている。【０１２３】
次に、このインナー、補強インナー及びアウターとを一体化した２重波型フード構造体について説明する。図２のフード構造体は、インナー１ａの略波型ビード２の頂部に樹脂層７を配置し、この樹脂層７を接着剤として、略波型ビード２ａの平坦な頂部５ａと、緩やかな円弧状に成形されたアウター４ａの裏面とを互いに接合し、空間を介した閉断面構造をとって一体化した状態を示している。【０１２４】
フード構造体としての一体化は、前記接着剤とともに、インナー１ａとアウター４との周縁部を、アウター４周縁部のへム部４ｂをへム(曲げ)加工することにより固着して行われている。なお、樹脂層７には、樹脂の特性や種類を選択することにより、制振や消音（遮音）、衝撃緩衝効果などを持たせることも可能である。そして、これらの効果を向上させるため、波型ビード５の頂部５ａのみではなく、樹脂層やクッション材などをビード凹部６の上など、インナー１ａとアウター４との間隙に充填するようにしても良い。【０１２５】
次に、図２の２重波型フード構造の斜視図としての図３において、インナー１ａとアウター４とを一体化した波型フード構造は、前記従来のコーン型フード構造やビーム型フード構造と同様に、更にヒンジレインフォースメント２１やラッチレインフォースメント２２などの補強部材によって、局部補強されている。【０１２６】
一方、歩行者保護における頭部とフードとの衝突での課題解決について、従来型の波型インナーは頭部の運動エネルギーを極めて良好に吸収可能で、ＨＩＣ値を大幅に下げることが可能である。即ち、
・波型インナーの波長を、概ね頭部外怪を基準として、その前後の値とすることにより、頭部衝突時に頭部を概ね1つの波でささえる構造となり、頭部を柔らかく受け止める変形を生じ、その結果、加速度第２波が減少し、ＨＩＣ値が減少する。
・頭部衝突時に、アウターとインナーとが、がた振動を生じ、頭部加速度波形を撹乱させ、その結果加速度第２波を大幅に低減でき、ＨＩＣ値が減少する。【０１２７】
本発明における２重波型フード構造では、従来型の波型フード構造に、さらに補強インナーを追加したことにより、頭部衝突エネルギーが効率よく吸収されるので、ＨＩＣ値は従来の波型フード構造に比較してさらに低下し、頭部衝突耐性が高まる。【０１２８】
また、アウターとインナーとの間に柔な接合方法を適用し、波型インナーの山部に局部的な接着部をちどり状に、又は分散させて設けることにより、歩行者保護での頭部衝突に際し、アウターとインナーのがた振動を損なわず、この結果、頭部加速度波が撹乱され、ＨＩＣ値を低下させることが可能となる。【０１２９】
更に、スプライン型インナーを適用することにより、エンジンルーム内のエンジン、バッテリ、ラジエータ等の剛な部品の配置を考慮したより現実的な設計が可能となる。【０１３０】
エンジンルーム内にはエンジン、バッテリ、ラジエー夕等の堅い部品があり、波型インナーの設計ではこれらの部品の配置を考慮した設計が必要となる。これらの部品の配置は車により千差万別であり、波型インナーの断面形状は、単純で規則的な波型から、波長、波高、波形が不規則に変化する波型形状に修正することができる。このため、波型の断面形状は主としてスプライン関数のような任意の３次元形状を表せる形状関数で定義される例えば図４のような形状であることが好ましい。本実施形態においては、このようなスプライン関数の波型形状を有するインナーをスプライン型インナーと定義し、波型インナーの１形態とする。【０１３１】
図４は、フード長手方向のある断面における断面形状で、アウター、スプライン型インナー、スプライン型補強インナー及びエンジンルーム内の剛体面を表している。まず、スプライン型インナー及びスプライン型補強インナーと剛体面との位置関係は、頭部衝突時に波の谷部が剛体面で概ね均等に衝突し、剛体面からの反力が波型インナー全面に伝わるよう配慮する。このため、アウターと剛体面とのクリアランスが小さく頭部と剛体物との衝突が避けられない部位Ｂ１では、スプライン波の谷部Ｄ１、Ｄ２で均等に支持されるような断面形状とする（Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４も同様である）。【０１３２】
また、クリアランスが十分あり剛体物との衝突が発生しない部位Ａ１では、波長を大きくとり、波の谷部Ｄ２、Ｄ３で均等に支持されるような断面形状とすることができる。この部位で波長を短くし、波数を複数にすると、インナーの車幅方向の曲げ剛性が低下し、鉛直方向の変位が増加し、頭部衝突耐性が低下するため、Ｄ２からＤ３までを１つの波でつなげている（Ａ２も同様である）。但し、ＨＩＣ値が低く許容できる範囲での波を設けることは問題ない。なお、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の波の谷部での頭部衝突では、はじめに荷重がインナーの山部に伝わり、その後インナーの谷部を介して剛体面に伝わるので、頭部衝突耐性は、山部に衝突したときと概ね同様となる。このように、スプライン型インナーでは、車ごとに異なるエンジンルーム内の剛体物の配置によらず、概ね一定の頭部衝突耐性を実現できる。また、なお、エンジンルーム内の剛体物の配置は非常に複雑であり、スプライン波の波高、波長は、車幅及び車長手方向に柔軟に変化させるため、スプライン型インナーの形状は複雑な曲面となる。【０１３３】
更に、クリアランスが不足し、頭部衝突耐性が不足する部位については、インナーに補強板を張り付けたり、スプライン型インナーに、局部的に凹凸（いわゆるエンボス加工）をつけたり、又は小さな波をフード長手方向に重ねることにより、インナーの局部剛性を増加することができ、これによって頭部衝突耐性が改善される。【０１３４】
また、アウター下面に鋼製、アルミ製等の金属板を貼り付けることにより、局部的にアウター重量を増加させ、頭部衝突時の加速度第１波の値を２００Ｇ程度に増加できれば、頭部加速度波形の最適形状が得られ、その結果、ＨＩＣ値が低下することが本発明者により明らかにされている。【０１３５】
アウター、インナー、補強インナーに用いる金属は、通常汎用されるＡｌ合金板や高張力鋼板などが適宜採用される。但し、樹脂は、材料強度などの特性の観点から、本発明で目的とする剛性を持たせるためには、厚みを極端に厚くする必要があるので、非現実的であり、本発明の車体パネル構造体材料としては適用しない。【０１３６】
車体の更なる軽量化のためには、Ａｌ合金を適用することが好ましいが、本発明の車体パネル構造であれば、高張力鋼板を使用しなくても、また特別に高強度のＡｌ合金を使用しなくても、十分高剛性化することができる。【０１３７】
本発明に適用するインナー又はアウターに用いるＡｌ合金自体としては、通常、この種パネル用途に汎用される、ＡＡ乃至ＪＩＳ規格による３０００系、５０００系、６０００系、７０００系等の耐力の比較的高い汎用(規格)Ａｌ合金板から選択して用いることが好ましい。これらＡｌ合金板は、圧延加工などの常法により製造され、適宜調質処理されて用いられる。【０１３８】
歩行者保護における頭部衝突耐性向上について、簡易解析モデルを使用し、２重波型フード構造の効果を調べた。波型断面は、サイン波形状とし、波の分布はフード長手方向に平行な場合について調べた。【０１３９】
解析モデルは、下記のごとく設定した。図２１は、本発明に適用される波型インナーの歩行者頭部衝突モデルの概略を示す側面図、図２２は正面図である。また、頭部衝突モデルの斜視図を図２３、図２４に示す。【０１４０】
図２１及び図２２において、アウター４の内面に波型インナー１が設けられ、波型インナー１の内面に補強インナー４０が設けられ、アウター４とインナー１との間は、樹脂３０により接着されている。なお、符号２３は歩行者の頭部、符号２４は剛体面である。また、各寸法類は、頭部外径ｄ、衝突速度ｖ、衝突角α、アウターと剛体面との衝突方向の間隔Ｌ、接着剤の厚さｃ、波型インナーの波高ｈ１、補強インナーの波高ｈ２、波型インナー及び補強インナーの波長ｐを表わす。また、歩行者の頭部モデルの解析条件を下記表１に示す。【０１４１】
【表１】
2006059724.tif 000004
【０１４２】
解析モデルでは、以下の項目を考慮した。頭部衝突モデルは、実物を想定した詳細モデル化が困難なため、頭部を球状の頭部モデルとし、車体部をフード構造体と剛体面とから構成される簡易モデルとした。
・剛体面は、エンジンルーム内でモデル化が困難なエンジン等の剛対物を模擬しており、アウターに平行な曲面で鉛直方向にクリアランスＬを有している。
・フードモデルは、通常のセダンでインナー及び補強インナーは５０００系アルミ材、アウターは６０００系アルミ材で、フード長手方向曲率３１００ｍｍ、幅方向曲率４３００ｍｍの２重曲率を有する２重板構造の簡易モデルで、弾塑性体としてモデル化した。
・アウターとインナーとの接着部はモデル化されておらず、接着部の厚さｃは、隙間をゆるすモデル化となっている。図２３中の黒３角の３点が支持部であり、その他の部位は拘束されておらず、頭部衝突時にフード構造体は大きく変形し、衝突部が剛体面に衝突する。
・頭部モデルは、ＥＥＶＣ／ＷＧ１０に示された子供と大人の頭部モデルを適用した。【０１４３】
２重波型フード構造の頭部衝突耐性の効果を調べるため、すでに効果の確認されている従来型の波型フード構造との比較検討を行った。両者の諸寸法一覧を表２に示す。【０１４４】
【表２】
2006059724.tif 000005
【０１４５】
図２３、図６２は解析モデルを示す図である。頭部衝突位置はフード中央部としている。図２４は２重波型フード構造の波の部分を取り出して表示しており、波型インナーの下面の補強インナーは、インナーとの接触部で固着されており、インナーと補強インナーとは閉空間となる。一方、従来型の波型フード構造では、補強インナーはない。波型フード構造での解析結果を図２５に、２重波型（縦波）フード構造での解析結果を図２６に、２重波型（横波）フード構造での解析結果を図６６に示す。これらの解析結果より、波型フード構造の場合ＨＩＣ値は９６６であったが、２重波型（縦波）フード構造の場合のＨＩＣ値は６５７に低下し、２重波型（横波）フード構造の場合のＨＩＣ値は６３５まで低下している。これは、２重波型フード構造により、頭部衝突エネルギーが効率よく吸収され、特に加速度第２波の大きさが１２０Ｇから８０Ｇに著しく低下していることがわかる。この結果２重波型フード構造の頭部衝突耐性の効果が確認された。【０１４６】
上記解析モデルを用いて、クリアランスＬとＨＩＣ値の関係を調べ、解析結果を図２７及び図７１に示した。これらの図より、２重波型フード構造では、従来型構造に比較しＨＩＣ値が低下し、クリアランスを約７ｍｍ短くでき、フード設計上好ましい結果が確認された。【０１４７】
解析により、２重波型フード構造での波長と波高の好適範囲を調べた。まず、波長について子供頭部衝突での解析結果を図２８に示す。この図２８より、２重波型フード構造では従来型に比較しＨＩＣ値が大幅に低下し、その好適範囲は波長をｐ、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．５＜ｐ／ｄ＜２．８となることが確認された。この好適範囲は、大人頭部衝突についてもそのまま適用可能である。【０１４８】
波長が短い場合は、インナーと補強インナーの車体長手方向の曲げ剛性が増加し、フードの剛性が高くなりすぎＨＩＣ値が制限値を越える。また、波長が大きすぎると逆に車体長手方向の曲げ剛性が低下し、フードの剛性が低くなりすぎ、頭部は剛体面に衝突し、ＨＩＣ値が制限値を越える。波長は、好適な範囲に収まっていることが極めて重要である。【０１４９】
次に、波高について同様に子供頭部衝突での解析結果を図２９に示す。この図２９より、２重波型フード構造では従来型に比較しＨＩＣ値が大幅に低下し、インナーの波高をｈ１、補強インナーの波高をｈ２、歩行者の頭部外径をｄとした時、０．０５＜（ｈ１＋ｈ２）／ｄ＜０．３５となることが確認された。この好適範囲は、大人頭部衝突についてもそのまま適用可能である。【０１５０】
波高が低い場合は、車体長手方向の曲げ剛性が低下し、フードの剛性が低くなりすぎ、頭部は剛体面に衝突し、ＨＩＣ値が制限値を越える。波高が高い場合は、インナーと補強インナーの車体長手方向の曲げ剛性が増加し、フードの剛性が高くなりすぎＨＩＣ値が制限値を越える。波長は、好適な範囲に収まっていることが極めて重要である。【０１５１】
２重波型フード構造について頭部衝突位置の影響を調べた。解析条件は、子供頭部衝突で、アウターと剛体面との鉛直方向クリアランスＬは７０ｍｍとし、頭部衝突位置を図３０に示し、解析結果を表３に示した。この表３より、頭部衝突位置が変わっても、ＨＩＣ値は概ね一定であり、この結果、２重波型フード構造は衝突部位に関しＨＩＣ値が概ね均一となることが確認できた。衝突位置によらず、ＨＩＣ値が一定であることは、安全上極めて有用であると言える。【０１５２】
【表３】
2006059724.tif 000006
【０１５３】
アウターとインナーは接着部に数ミリの隙間があいているが、現実にはフードの適切な張り剛性をえるために、最小限の接着剤が必要である。従来型フード構造での解析検討より、がた振動を阻害しないためには、接触断面形状が比較的局部的な面積で、極めて柔なスポンジ状の接着材を用して図３１のごとく接着部３０が波型インナーの山部にちどり状に、または分散して配置されるような構造が好ましいことが確認されている。接着部の断面積が増加し、又は接着材の剛性が増加すると、アウターとインナーとは一体となって振動しやすくなり、がた振動がなくなり、その結果、加速度第２波が増加し、ＨＩＣ値は増加する傾向が確認されている。２重波型フード構造でも、基本構造は同じであり同一のメカニズムが生じるため、同一の接着方法が必要である。このため、本発明においては、２重波型フード構造における波型インナーとアウターとの接着方法を規定している。【０１５４】
本発明の２重波型フード構造では、アウターとインナー、インナーと補強インナーの間に２つの空気層を有し、インナー又は補強インナーに微細の孔を設けることが好ましく、これによって、歩行者保護性能だけでなく、吸音性能も向上する。なお、微細孔の大きさは、製造上の一般常識から板厚程度以下の微細な孔をパンチングであけるのはかなり困難であり、大量生産を前提とした場合には、孔径の最小値は板厚程度となるが、それより小さい孔を経済的にあげるには別途検討が必要となる。【０１５５】
へルムホルツの共鳴原理にもとづく多孔板吸音パネルの簡易式【０１５６】
【数３】
2006059724.tif 000007
【０１５７】
（ただしｆ：周波数、ｃ：音速、β：開□率、ｔ：板厚、ｂ：開口半径（穴径の半分）、ｄ：背後空気層の厚み）より、開口率は小さく、穴径は大きく、板厚は厚く、背後空気層は厚いほど周波数は低下する。背後空気層の厚さと周波数の関係を図３２に示す。【０１５８】
ここで、穴径は小さいほど吸音特性が向上し、直径１ｍｍ以下で粘性減衰により高い吸音特性が得られるという知見が得られており（H.V.Fuchs and X.Zha: The application of microperforated plates as sound absorbers with inherent damping Acustica,81 107-116(1995)）、この公知事実の適用を考える。【０１５９】
但し、パンチングによる穴径は生産性及び経済性を考慮すると板厚程度以下にはしにくい。そこで、フードインナーによる吸音条件として、板厚をインナー板厚０．８ｍｍ、背後空気層の厚さを３０ｍｍ、目標とする吸音周波数を１０００ＨＺ以下に設定すると、図３３より穴径１ｍｍの場合は開口率２％以下で、穴径３ｍｍの場合は開口率約３％以下で、目標周波数を満足できることがわかる。【０１６０】
さらに上記簡易式を【０１６１】
【数４】
2006059724.tif 000008
【０１６２】
と書き換え、穴径と開口率との関係を求める。目標周波数を１０００ＨＺ以下、板厚を０．８ｍｍとした場合の穴径と開口率との関係を図３３に示す。背後空気層を３０ｍｍ以下とすれば、穴径３ｍｍ以下、開口率３％以下で目標周波数が得られることがわかる。板厚を０．４ｍｍとした場合でも、図３４より概ね同様の結論が得られることがわかる。【０１６３】
以上より、上記簡易式をフードインナーの吸音条件で目標周波数１０００ＨＺ以下とすると、穴径３ｍｍ以下、開口率３％以下が必然的に導かれることが示された。また、公知事実である１ｍｍ以下の穴径により、穴部での粘性抵抗が増加し高い吸音性能が得られる。当該歩行者吸音フードでは、歩行者保護性能と吸音性能を両立できる点に技術的価値がある。【０１６４】
背後空気層の厚さが変化する２重多孔板構造は、広帯域吸音特性を有していることがすでに知られている。ここでは、インナー板厚０．８ｍｍ、補強インナー板厚０．３ｍｍとし、音場の固有値解析を行った。【０１６５】
まず、穴部を円形状とし正確にモデル化すると解析モデルが大規模となるので、ここでは、穴部をスリット構造とした２次元モデルに置き換えた。スリット吸音構造での簡易式は、【０１６６】
【数５】
2006059724.tif 000009
【０１６７】
となる。但しｆ：周波数、ｃ：音速、β：開口率（＝ｂ／Ｌ）、ＬＯ：板厚、ｂ：スリット幅、Ｌ：スリット長さ、ｈ：背後空気層の厚み、ＬＥ＝０．５６４・ｂ・ｌｏｇｅ（４Ｌ／ｂ）である。【０１６８】
ここではインナーの板厚０．８ｍｍ、開口率０．５％、スリット幅０．０５ｍｍ、スリット長さ１００ｍｍとし、補強インナーの板厚０．３ｍｍ、開口率０．５％、スリット幅０．０５ｍｍ、スリット長さ１００ｍｍとした。波高はインナー、補強インナーとも１５ｍｍとした。この場合の背後空気層と周波数との関係を図３５に、解析モデルを図３６に示す。解析モデルではアウターとインナーによりはさまれた領域をＣ１部、Ｃ２部とし、インナーと補強インナーによりはさまれた領域をＢ部とした（図３６参照）。スリット断面形状は図中のＡ部拡大図に示すとおりで、幅０．０５ｍｍのスリットをインナー及び補強インナーに開口率０．５％となるよう１０ｍｍ間隔で設けた。【０１６９】
図３７は、波長が１６０ｍｍで、左右対称な１波長をモデル化した場合の音場の固有振動モードを示す図である。即ち、図３７は左右対称な１波長２次元スリットモデルで、１次モードから９次モードまでの谷モードでの音圧分布図と固有振動数を示したものである。図中、音圧は正規化された値で表示され１から−１の範囲で分布する。１次モードではＣ１部、Ｃ２部で音圧１．０が生じており（図中に数字を記載）、固有振動数は７２０ＨＺとなっている。このモードはアウターとインナーとの背後空気層（平均値は７．５ｍｍ）による振動モードと思われるが、図３５で固有振動数が７２０ＨＺとなるのは背後空気層の厚さが１６ｍｍの時である。このためＣ１部、Ｃ２部にＢ部の１部を加えた背後空気層が１６ｍｍの領域による振動モ-ドであると考えられる。次に２次モードは９９７ＨＺであり、Ｃ１部及びＣ２部での背後空気層厚さ８．５ｍｍでの固有振動数で、概ねアウターとインナーとの背後空気層の平均値７．５ｍｍに相当している。Ｃ１部は音圧１．０であるが、Ｃ２部では音圧−１．０であり符号が逆転している。３次モードから７次モードまでは、概ね２次モードに類似した振動モードになっているが、それぞれ背後空気層がしだいに小さくなったモードであると考える。８次モードと９次モードは補強インナーとインナー間の背後空気層による振動モードである。このように、２重波型構造では背後空気層の厚さが変化するだけでなく、空気層が２層あることにより、複雑な振動モードが生じることがわかる。【０１７０】
次に、図３９は、同じ寸法で左右対称な４波の波形状をモデル化した解析結果であって、１次モードから５次モードまでの各モードでの音圧分布と固有振動数を示す図、図３８は、振動次数と固有振動数の関係を示す図である。図３９より、振動モードのパターンは１波の場合と類似しているが、隣り合う波同士の影響を受け振動モードはより複雑となり、図３８のように２０００ＨＺ以下の振動モードは９個から２５個に増加している。従来から２重の多孔板を重ねることにより広帯域吸音特性が得られることが知られているが、ここで示した２重波型フード構造の吸音特性は、各振動モードのピーク値をつなぎ合わせた結果、図４０のごとく周波数に関し平坦な広帯域吸音特性となるはずである。実験での確認は経済的理由のため行っていない。なお、図４０は左右対称な４波長２次元スリットモデルから予想される広帯域な吸音特性を示すものである。【０１７１】
波の波長に関し、非対称とした場合の影響を調べた。図３６における１ピッチ１６０ｍｍの断面形状を、半ピッチ１００ｍｍと半ピッチ８０ｍｍからなる波形状を設定し、同様の解析を行った。解析結果を図４１に、振動次数と固有振動数の関係を図３８に合わせて示す。図４１は、左右非対称な４波長２次元スリットモデルで、１次モードから５次モードまでの各モードでの音圧分布図と固有振動数を示すものである。図４１より振動モードは図３９と類似しているが、固有振動数は低周波側にシフトしており、図３８より２０００ＨＺ以下の固有振動次数は３３個に増加している。これは、波長が若干増加したことによりＣ１部、Ｃ２部、Ｂ部の領域が増加したことによるが、波形状を非対称とすることにより振動モードがより複雑となったこともひとつの理由と考える。この結果、２０００ＨＺ以下の周波数範囲に振動モードが密集し、吸音性能の広帯域性が高まったと言える。【０１７２】
フードの形状を考慮し、車幅方向の曲面の傾きの影響について調査した。図４２に解析結果を、図３８に振動次数と固有振動数の関係を合わせて示す。即ち、図４２は左右非対称で傾斜した４波長２次元スリットモデルで、１次モードから５次モードまでの各モードでの音圧分布図と固有振動数を示すものである。ここではアウ夕ーとインナーとのクリアランスを３ｍｍ、インナーと補強インナーとのクリアランスを０．３ｍｍとした。図４２より、形状の複雑化により、振動モードはより複雑となり、さらに固有振動数は低周波側にシフトしていることがわかる。固有振動数が低周波側にシフトしたのは、アウターとインナー間のクリアランスにより隣り合う波がつながり閉空間の領域が増大したことによる。一般に吸音構造では低周波側の振動を抑えにくく、この固有振動数が低周波側にシフトする特徴はフードに求められる吸音特性として優れているといえる。なお、２０００ＨＺ以下の固有振動次数は３４個で、吸音の広帯域性が得られていると言える。【０１７３】
以上より、歩行者吸音フードの基本構造としては、音場の振動モードを複雑にし、２０００ＨＺ以下の固有振動モードをできるだけ増やすことで広帯域吸音特性を実現し、このような形状で歩行者保護性能を満足させればよいと言える。すなわち、２重波型フード構造での設計コンセプトは以下のように考えられる。【０１７４】
１波長での左右の断面形状を非対称な形状とし、音場の振動モードを複雑化する。即ち、これは１波長中での波形状を左右で非対称とすることであり（図４１参照）、波長のみならず波高を非対称としてもよい。これによって音場の固有振動モードが複雑化される。また、隣り合う波の波長を変化させ、又は波の断面形状をフードの車体長手方向に不均一にし、音場の振動モードを複雑化することもできる。インナーパネル断面の略波型形状において、インナーパネルと補強インナーパネルの波長又は波高が車幅方向又は車体長手方向に不均一となるようにすることにより、音場の固有振動モードを複雑化することができる。【０１７５】
このような実施例を図４３から図４６に示す。図４３は隣り合う波の波長を変化させた実施例を示す図であって、波長が車幅方向及び車体長手方向に不均一場合の実施例を示すものである。図４４は波の断面形状をフードの車体長手方向に不均一にした実施例を示すものである。また、図４５及び図４６は夫々波長又は波高を車幅方向又は車体長手方向に不均一にした例を示すものである。【０１７６】
本実施形態において、アウターとインナーとは千鳥状に配置された接着部により柔に結合さていることが好ましい。剛に結合されると、アウターとインナーとのがた振動が消滅し、加速度第２波が増加しＨＩＣ値は増加するからである。アウターとインナーとのクリアランスは通常１ｍｍから１０ｍｍであり、好ましくは２ｍｍから５ｍｍ程度である。歩行者保護の観点からはクリアランスは小さい方がよい。頭部衝突時に生じる加速度第１波の発生時刻を早められれば、アウターから剛体面までのクリアランスを広げる効果と同じ効果が得られ、剛体面への衝突速度を減じることができるからである。【０１７７】
一方、吸音の観点からは、アウターとインナーとのクリアランスは大きいほどよい。隣り合う波長間での空気の移動が容易になり、音場の固有振動モードには低次の周波数モードが出現するとともに、振動モードはより複雑化する。この結果、吸音できる周波数範囲が広がり、目標とする２０００ＨＺ以下での振動モード次数が増加し、吸音性能が向上する。このように、アウターとインナーとのクリアランスに関し、歩行者保護と吸音性能は効果が相反する関係にあるため、うまくバランスをとる必要がある。【０１７８】
インナーと補強インナーとは樹脂接着剤又はボルト、リベット等の機械的結合が好ましい。歩行者保護の観点からは、インナーと補強インナーとは接触部で剛結されていることが望ましい。これはインナーから補強インナーに伝わる衝撃荷重を補強インナー全体で吸収することによりエネルギー吸収量が高まり、頭部の剛体面への衝突を避れるからである。しかしながら、空気層の音場固有振動モードは、インナーと補強インナー間の隣り合う背後空気層が１波長ごとに閉じた構造の場合に比較し、閉じていない場合の方がより複雑な振動モードを形成し吸音性能が良くなる。このため、吸音の観点からはインナーと補強インナー間に空気の通れる十分な隙間が開いているほうがよい。歩行者保護と吸音の双方の条件を満足するためのインナーと補強インナーの結合方法を図４７に示した。【０１７９】
図４７は波型インナーの車体長手方向に直行する方向からながめた図であり、鉛直方向に波高が１ｍｍから１０ｍｍ程度の小さな略波形状の凹凸が設けられている。凹凸を設けるのは、図中（ａ）がインナーと補強インナーの場合、（ｂ）が補強インナーの場合、（ｃ）がインナーの場合について夫々凹凸が設けられている。図中、符号２５で示された部分は接着部であり、車幅方向に十分な接着面積を確保する必要がある。接着剤は樹脂製接着剤でもよいが、インナーと補強インナーとを強固に結合できるよう剛性が高く接着強度の高い接着剤が好ましい。リベット、スポット溶接等を併用し強固な補強としてもよい。
なお、隣り合う波どうしの空気の流れをよくするよう、図４８のように部分的に波高を高くして車幅方向に通気の孔を設けることが好ましい。これによって、低周波振動モードが隣り合う波長間にまたがって発生することになり、音場の振動モードが複雑化される。【０１８０】
多孔板の孔の形状は通常円形であるが、スリット、矩形、三角、星、多角形等でもよい。これらの形状でもヘルムホルツの共鳴原理は適用可能である。上記吸音構造について、歩行者保護性能が満足されていることを確認する必要があるが、歩行者保護についての波長と波高の好適範囲は極めて広く、吸音性能は容易に満足される（請求項１３及び１４）。以上、本発明に係る車体パネル構造体において、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルとを有する２重波型フード構造とすることにより、吸音性能を満足する歩行者保護フードが提供されることについて説明した。【０１８１】
ところで、多孔板は、塗装すると孔部が塗料でうまるため塗装に向かない。通常フードの塗装はドブづけといわれる方法で、アウターとインナーとを組み立て一体化した状態で塗料を満たした容器に投入することによって行われる。吸音フードではこのような方法はとり得ず、アウターは単独で塗装し、その後インナーと補強インナーとを組み立てる方法が必要となる。この場合、従来のへム曲げによるアウターとインナーとの結合方法は吸音フードでは不適当となる。既に、いくつかのフードについて、アウター外周部を約９０度折り曲げ、インナーとアウターとを結合する手法が設計されており、吸音フードでは補強インナーを含めた形で図５３に示したように、リベット４３などの機械的結合方法を用いることが必要となる。図５３において、アウター４とインナー１と補強インナー４０はリベット４３によって結合されている。【０１８２】
一般的に乗用車などの車体フードでは車体の正面衝突時に運転手の安全確保のためクラッシュビードが設けられている。このクラッシュビードによりフードはフード中央部で折れ曲がり運転手のいわゆるギロチン現象を避けることができる。図４９は２重波型フード構造でのクラッシュビードを示す説明図である。この図４９では、フード外周部を除くインナーと補強インナーにクラッシュビードを適用している。クラッシュビードはビードが深すぎ、ビード幅が大きすぎるとフードインナーの車体長手方向の剛性が低下し、歩行者保護性能を低下させることになるため、解析、実験などで適当な深さとビード幅が決められる。【０１８３】
一般的には、当該フード構造と同じ閉断面構造を採用しているマルタイコーンに準じ、ビード深さを１０ｍｍ前後とし、ビード幅を決定すればよい。また、補強インナーにもインナーと同様にクラッシュビードを設けるが、正面衝突時の変形モードを考慮すれば、ビードはインナーと同様に鉛直下方に掘り込む形状が好ましい。【０１８４】
歩行者保護性能向上のため、２重波型フード構造においては、アウターパネルが鋼製で、インナーパネル及び補強インナーがアルミ製であることが好ましい。Okamoto(Concept of hood design for possible reduction in head injury, 14thESV conference,1994)によれば、理想的な頭部加速度波形として、加速度第１波が２００Ｇ程度であれば、ＨＩＣ値は１０００程度になるという知見が得られている。【０１８５】
理想加速度波形を図５０に示す。図５０において、アウターパネルを鋼板とすることで、アウターパネル重量は増加し、頭部衝突時の加速度第１波の大きさは増加する。この大きさを２００Ｇ程度とすることで、頭部衝突エネルギーは消費され、加速度第２波は低下し、この結果、理想加速度波形が得られ、ＨＩＣ値を１０００以下に抑えることができる。ちなみに、鋼板でのアウター板厚は約０．７ｍｍ程度である。この方法は、当該発明者が特開２００３−２０５８６６号にて従来の波型フード構造に適用可能であることを示しているが、２重波型フード構造についても同様な構造であり適用可能である。【０１８６】
また、歩行者保護性能向上のため、２重波型フード構造において、アウターパネル下面に鋼製、アルミ製、鉛製等の金属板を適時貼り付けることが好ましい。アウターパネルの局部的重量を増加させ、頭部衝突時の加速度第１波の大きさを増加させ２００Ｇ程度とすることで、加速度第２波は低下し、ＨＩＣ値を１０００以下に抑えることができる。金属板の種類、配置箇所、枚数、厚さ等詳細条件は適時検討される。この方法は、当該発明者が特願２００２−２３９９７６号において従来の波型フード構造に適用可能であることを示しているが、２重波型フード構造についても同様な構造であり適用可能である。【０１８７】
このような実施例を図５１及び図５２に示す。図５１及び５２において、大人頭部衝突領域である、フードの運転手席側に補強板がリベット４３によって取り付けられている。補強板を取り付けることにより、頭部重量が大きい大人頭部衝突においてＨＩＣ値が低減する。【０１８８】
２重波型車体フード構造のような２重波型車体パネル構造は、剛性、衝突耐性に優れ、吸音特性を備えていることから、車体構造のフード以外に適用でき、具体的にはルーフ、ドアー、トランクリッド等への適用が考えられる。さらに、鉄道車体のパネル構造体にも適用可能である。【０１８９】
アウターパネルとインナーパネルとの閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの閉空間に適度な内圧を与えることにより、頭部衝突エネルギーの吸収効率が増大し、加速度第２波が減少し、ＨＩＣ値が低下し、歩行者保護性能が向上する。図５４に実施例を示す。図５４中に示すゴム製または樹脂製の袋４４は各波ごとに独立していてもつながっていてもよい。また、内圧の大きさも同じである必要はなく、場所ごとに適切な値を設定すればよい。ゴム製または樹脂製の袋４４を使用し、アウター、インナー、補強インナーのみで密封性を確保してもよい。この場合は、接着剤などを用いて各部材接合部で密封性が守らなければならない。【０１９０】
アウターパネルとインナーパネルとの閉空間又はインナーパネルと補強インナーパネルとの閉空間に発砲スチロールなどのエネルギー吸収部村を埋め込むことにより、頭部衝突エネルギーの吸収効率が増大し、歩行者保護性能が向上する。図５５に実施側を示す。図５５中に示す発砲スチロールなどのエネルギー吸収部村４５は各波ごとに独立していてもつながっていてもよい。【０１９１】
インナーと補強インナーとの組み合わせは、種々考えられるが、ここではインナーが車体長手方向の略波型ビードを有し、補強インナーが車幅方向の略波型ビードを有する場合について頭部衝突解析(子供頭部衝突)を行った。図５７及び図５８は解析モデルを示す図である。また、図７６はフードのサイドから眺めた簡略断面図、図７７はフードの前方から眺めた簡略断面図である。頭部衝突位置は図５７に示す１乃至５の５点である。解析結果を図５９に示す。この図より、頭部衝突性能は従来型の補強インナーを有しない場合とほぼ同等の結果が得られ、波の方向がインナー、補強インナーとも車体長手方向の場合に比較し若干性能がおとるという結果となった。しかしながら、この構造では、吸音性能が追加されるという点で従来型に比較し優れた性能を有していると言える。【０１９２】
車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型フード構造について子供頭部衝突解析を行った。板厚はアウター、インナー、補強インナーが１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．３ｍｍで材質はアルミ合金である。図６１は解析モデルの全体図、図６２は図６１のインナー形状を示す図、図６３はインナーと補強インナーの中央部での形状を示す図、図７４はフードのサイドから眺めた簡略断面図である。また図６４に、子供頭部がインナーの波の山部に衝突したときの頭部加速度波形を示した。図６５に、子供頭部が波の谷部に衝突したときの頭部加速度波形を示した。また、図６６及び図９４乃至図９６に、従来解析結果との比較を示した。【０１９３】
これらの解析結果より、車幅方向に波型ビードを有するインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型フード構造の歩行者保護性能は従来構造に比較し極めて優れていることがわかる。なお、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有するインナーパネルと、このインターパネルの更に内面に配置され車幅方向に平行に断面波型形状のビードを有する補強インナーパネルとを組み合わせた車体パネル構造体において、アウターパネルの内面に１又は複数の鋼製、アルミニウム製又は鉛製の補強板を貼り付けることにより頭部衝突性能はさらに向上する。【０１９４】
更に、図７５に概略断面図として示したように、前記インナーパネル又は補強インナーパネルの断面波型形状は、大人頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐａとし、大人の頭部外径をｄａとした時、０．５＜ｐａ／ｄａ＜２．８を満足するものであり、子供頭部衝突範囲における前記インナーパネル又は補強インナーパネルの波長をｐｃとし、子供の頭部外径をｄｃとした時、０．５＜ｐｃ／ｄｃ＜２．８を満足するものであることが好ましい。また、大人頭部衝突範囲におけるインナーの波高（ｈ１ａ）、補強インナーパネルの波高（ｈ２ａ）が０．０５＜（ｈ１ａ＋ｈ２ａ）／ｄａ＜０．３５を満足し、もしくは子供頭部衝突範囲におけるインナーの波高（ｈ１ｃ）、補強インナーパネルの波高（ｈ２ｃ）が０．０５＜（ｈ１ｃ＋ｈ２ｃ）／ｄｃ＜０．３５を満足するものであることが好ましい。これによって、大人頭部衝突時と子供頭部衝突時の双方に対し、衝突エネルギーを効率よく適切に吸収することができる。即ち、大人頭部衝突時には衝突エネルギーが増加するため、子供衝突時に比較して波高を大きくとることが必要となるが、このような構造とすることに大人頭部衝突部の波高を子供頭部衝突部の波高よりも大きくすることができるようになる。従って、より最適な歩行者保護フードが得られる。【０１９５】
次に、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置され車幅方向に平行に断面波形状のビードを有するインナーパネルとを組み合わせた１重波型の車体パネル構造体の実施例について説明する。図７２は、簡略なモデルの断面図であり、図６０、図９１、図９２、図９３は１重波型の車体パネル構造体であって、インナーが車幅方向の略波型ビードを有している場合の歩行者保護性能についての解析結果を示す図である。これらの図より、１重横波（山部へ衝突）の車体パネル構造体であって、インナーが車幅方向の略波型ビードを有している場合の歩行者保護性能は、従来型（１重縦波、山部へ衝突）の車体パネル構造体であって、インナーが車体長手方向の略波型ビードを有している場合の歩行者保護性能と概ね一致するか、好適な波長を設定することにより優れた歩行者保護性能が得られることがわかる。この結果、１重横波（山部へ衝突）の車体パネル構造体であって、インナーが車幅方向の略波型ビードを有している場合についても軽量で、歩行者保護性能に優れた車体フードパネル構造体として有用であることがわかる。【０１９６】
図１１４に１重横波フード構造について、波長１６０ｍｍ、波高３０ｍｍ、クリアランス７０ｍｍの場合の頭部加速度波形を示し、１重横波フード構造でのＨＩＣ値低減のメカニズムについて考察した。図１１５乃至図１１８に図１１４中の夫々０ｍｓｅｃ、６ｍｓｅｃ、１１ｍｓｅｃ、１７ｍｓｅｃの頭部衝突時の変形図を示すが、この時の加速度は図１１４の頭部加速度波形図より読みとることができる。（１）が０ｍｓｅｃ、（２）が６ｍｓｅｃ、（３）が１１ｍｓｅｃ、（４）が１７ｍｓｅｃである。この頭部加速度波形では従来の縦波の場合と異なり、加速度第３波が発生していることが分かるが、これは変形図より頭部衝突部の前方にある隣の横波の影響によるものであることがわかる。この隣の横波により頭部は加速度第３波を受けるものの、剛体面への接近による加速度第２波は低下し、この結果加速度第２波と加速度第３波の加速度波形は平滑化され、この結果ＨＩＣ値は低下する。このように車幅方向の横波インナーを用いることにより、歩行者保護性能は向上する。但し、波長及び波高として好適な範囲を選択しないとこのような効果を得ることはできない。即ち、波長が小さすぎるとインナーの剛性が高すぎ、加速度第２波の急激な増加を招きＨＩＣ値は増加し、波長が大きすぎるとインナーの剛性が低すぎ、頭部は剛体面に衝突し、ＨＩＣ値は制限値の１０００を大きく超える。波高についても同様であり、波高が大きすぎるとインナーの剛性が高くなりすぎ、波高が小さすぎると剛性が不足し、ＨＩＣ値は増加することになるからである。【０１９７】
なお、図７３に示すように、大人頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ａ）が、子供頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ｃ）より大きい車体パネル構造体により、大人頭部衝突時と子供頭部衝突時の双方に対し、衝突エネルギーを効率よく適切に吸収できるようになる。即ち、大人頭部衝突時には衝突エネルギーが増加するため、子供衝突時に比較し波高を大きくとることが必要となるが、このような構造とすることによりそれが可能となる。従って、より最適な歩行者保護フードが得られる。【０１９８】
図７３は車体サイド方向からながめたフードの断面図である。図７３において、大人頭部衝突範囲におけるインナー及び補強インナーの波高が夫々子供頭部衝突範囲におけるインナー及び補強インナーの波高よりも大きくなっている。このとき波長、波高は一定値である必要はない。【０１９９】
インナーと補強インナーとの組み合わせのうち、車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型フード構造について子供頭部衝突解析を行った。板厚は夫々アウター、インナー、補強インナーが１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．３ｍｍで材質はアルミ合金である。図６７は解析モデルのインナー形状を示す図、図６８はインナーと補強インナーの中央部での形状を示す図である。また、図６９は子供頭部がインナーの山部に衝突したときの頭部加速度波形を示す図、図７０は子供頭部が谷部に衝突したときの頭部加速度波形を示す図、図６５は従来解析結果との比較を示す図である。これらの解析結果より、車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型フードは従来構造に比較し極めて優れていることがわかる。なお、インナーと補強インナーとの組み合わせのうち、車幅方向の波型ビードと車体長手方向の波型ビードとを混合させたインナーと補強インナーを組み合わせた２重波型フード構造のアウターの内面に補強版を貼り付けることによって頭部衝突性能はさらに向上する。【０２００】
また、大人頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ａ）が子供頭部衝突範囲でのインナーの波高（ｈ１ｃ）より大きく、又は大人頭部衝突範囲での補強インナーの波高（ｈ２ａ）が子供頭部衝突範囲での補強インナーの波高（ｈ２ｃ）よりも大きい車体パネル構造体とすることにより、大人頭部衝突時の衝突エネルギーと子供頭部衝突時の衝突エネルギーを効率よく吸収できるようになるので、歩行者保護性能が向上する。【０２０１】
本発明における１重波型フード構造又は２重波型フード構造の車体パネル構造体において、インナー及び補強インナーの断面形状はパネル中央部に２重に交差する波型形状以外の波型形状を有することが好ましい。これによって、歩行者保護に優れた車体パネル構造体となる。図７８、図７９、図８０、図８１及び図８２から図８８、及び図９７、図９８は１重波型フード構造体であって、フード中央部に２重に交差する波型以外の波型を有するパネル構造体、即ち、フード中央部に２重に交差しない波型形状を有する車体パネル構造体を示す図である。波が２重に交差した部分では、局部的な圧懐強度が低下し、頭部が剛体面に衝突しやすくなるため、このような形状を避ければ、頭部衝突時の衝撃を緩和できる。図８９、図９０に波が２重に交差した部分が１箇所ある場合を示す。このような場合には波の交差部での圧壊強度が適切になるよう形状を検討することが好ましい。【０２０２】
次に、アウターパネルと、このアウターパネルの内面に配置されたインナーパネルと、このインナーパネルの更に内面に配置された補強インナーパネルと、を有し、前記インナーパネル及び補強インナーパネルは夫々全面に波長及び波高の異なる断面波型形状を有する車体パネル構造体の実施例を説明する。【０２０３】
これまでは、インナーと補強インナーとは波長が概ね同一の場合について示してきたが、両者の波長が異なり、波高が異なっても、頭部衝突性能を維持できる場合が考えられる。図９９及び図１００は、このようなインナーパネル及び補強インナーパネルが夫々全面に波長及び波高の異なる断面波型形状を有する車体パネル構造体を示す図である。図９９はインナーの波長が補強インナーの波長より長い場合で、図１００はその逆である。アウターと剛体面とのクリアランスはフードの衝突位置により異なるので、このような構造でも頭部衝突耐性能を維持することができる。【０２０４】
次に、アウター、インナー、補強インナー及び第２補強インナーから構成される歩行者保護、吸音車体パネル構造体について説明する。【０２０５】
図１０１はアウター、インナー、補強インナー及び第２補強インナーから構成される車体パネル構造体を示す説明図である。図１０１において、アウター４、インナー１、補強インナー４０からなる車体パネル構造体に、第２補強インナー４６を追加することにより、頭部衝突性能、及び吸音性能が著しく向上する。【０２０６】
頭部衝突方向と波の方向との関係について調べるため、図１０２に示す矩形平板モデルを用いて解析を行った。図１０２において、頭部は子供頭部である。矩形板の４隅は単純支持条件とされている。また剛体面とアウターとのクリアランスは５０ｍｍとしている。このモデルでは、子供頭部を用い、アウターとして板厚１ｍｍ、インナーとして板厚０．８ｍｍのアルミ合金を用いた。１ｍ（メートル）×１ｍのサイズでアウターから剛体までのクリアランスは５０ｍｍとし、頭部衝突方向は波と同様の方向を０度、直行する方向を９０度とし、０度、３０度、４５度、６０度、９０度の場合についてＨＩＣ値を求めた。頭部衝突方向の定義を図１０３に示す。【０２０７】
図１０３において、波の方向と頭部の衝突方向とのなす角度が定義されている。また解析結果を図１０４に示す。これらの図より、頭部衝突方向はＨＩＣ値の増減にあまり影響しないことがわかる。即ち、波型インナーの特徴は頭部衝突によらず、ＨＩＣ値が一定ということだけではなく、頭部衝突方向によらずＨＩＣが一定ということがいえる。【０２０８】
通常のフードでは、アウターに曲率があり、アウターが運転席側で鉛直方向位置が高くなっており、さらに、車幅方向での長さが、長手方向の長さより短くなっており、これらの形状の影響が波型フード構造のＨＩＣ値に影響することは間違いない。波の方向が車幅方向の場合に長手方向場合よりＨＩＣ値が低下する傾向がすでに確認されているが、これは車幅方向の長さが長手方向の長さより短くなることにより、波部の曲げ剛性が高くなり、頭部衝突エネルギーの衝突エネルギーの吸収効率が増加したためであると考えられる。【０２０９】
なお、フード中央部で２重に交差しない略波型断面を有するインナーとアウターから構成される車体パネル構造体では、波の方向と衝突方向はときに規定されず、任意であるが、上記矩形平板モデルでの解析結果より、頭部衝突方向と波の方向が任意であっても、波型フード構造の有する頭部衝突耐性は優れており、歩行者保護に優れているとこは明らかである。【０２１０】
次に、インナー、補強インナー又は第２補強インナーが分断された略波型断面形状を有し、波の方向が車幅方向又は車幅方向に傾斜している車体パネル構造体について説明する。上述したように、波の方向は任意であっても頭部衝突性を確保できることが確認されていることから、波の一部が分断された場合について検討した。波の一部が分断された場合で、図１０５に示すような波の方向が縦方向の場合はすでに公知技術がある。【０２１１】
このため、波の方向が車幅方向（横方向）又は斜め方向の場合でも同様に頭部衝突性を確保できると考えられる。実施例を図１０６、図１０７、図１０８に示す。但し、分断された部分では、局部的に剛性が低下するため、この部分での頭部衝突ではＨＩＣ値が増加することは明らかである。分断された部位はなるべく狭い範囲で、波高の低下もできるだけ抑えることが好ましい。【０２１２】
車体パネル構造体のインナー、補強インナー又は第２補強インナーの波の方向が特に規定されず、任意であり、分断されていない波と、一部に分断された波を有している車体パネル構造体について説明する。図１０９乃至１１３は、分断されていない波と、一部に分断された波を有している車体パネル構造体のインナーの形状を示す図である。波の分断個所では、局部剛性が低下するため頭部衝突耐性が低下する。従って、分断部分を極力狭い範囲とし、またこの部位での波高をできるだけ抑えることが好ましい。【０２１３】
インナーパネル断面の略波型形状において、横波構造は縦波構造に比較して歩行者保護性能が優れており、２重横波構造が１重横波構造に比較して歩行者保護性能が優れている。このため、吸音性能及び歩行者保護性能について縦波構造で得られた波の断面形状及び波の分布形状についての知見はそのまま横波構造に適用することができる。【０２１４】
即ち、２重縦波構造では、図４３から図４６に示したように、波長をうねらしたり（図４３）、平行でない直線状の波形にしたり（図４４）又は波の断面構造の１波長について左右非対象とすることで（図４５、図４６）、吸音特性における広帯域吸音特性を実現することができる。【０２１５】
横波２重構造の場合についても同様の考え方が成立する。図１１９、図１２０、図１２１及び図１２２にその１例を示した。図１１９及び図１２０は波長をうねらした場合の横波２重構造のインナーパネルを示す図、図１２１及び図１２２は波の断面構造の波長を左右非対象とした場合の横波２重構造のインナーパネルを示す図である。このような横波２重構造のインナーパネルにおいても、吸音特性における広帯域吸音特性を実現することができる。また、上述した図６から図１３に示した断面形状も１重又は２重横波構造に適用することができる。【０２１６】
なお、１重横波構造でも、図１２３のように波の断面構造の波長を左右非対称としてもよいが、左右の形が非対称になり過ぎると、吸音性能は向上するが、頭部衝突耐性が低下し、ＨＩＣ値は増加する。従って、ＨＩＣ値の観点からは、波の断面構造の波長は左右対称の方が好ましい。左右対称の方がエネルギー吸収効率がよいからである。また、図１２３では波の頂点が車体先端方向に歪んだ形状としているが、波の頂点を運転席側に歪んだ形状も同様の効果が得られる。【０２１７】
次に、縦波と横波以外の場合について説明する。上述した縦波と横波以外の１重波型構造及び２重波型構造の波の断面形状と波の分布についても縦波の場合と同様であり、１波長中の左右の波長を変えることにより又は波の分布にうねり又は傾きを与えることにより広帯域吸音特性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明は、自動車の車体フード、ルーフ、ドアー、トランクリッド等の車体パネル材として有用である。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【国際調査報告】
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