JP2018192827A - 車両用外板パネル - Google Patents

Abstract

【課題】車両用外板パネルに衝突荷重が入力されて変形した後に元の形状に復元することが抑制される車両用外板パネルを提供する。【解決手段】フロントフェンダーは、車両内側から外側に向かって複数の繊維強化樹脂層２９を積層させてなる。複数の繊維強化樹脂層２９のうち、最も車両内側に配置された最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１について、繊維３７の延在方向が、車両上下方向に沿って配向されている。これによれば、衝突荷重が入力されてフロントフェンダーが変形した後に元の形状に復元することが抑制される。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用外板パネルに関する。

従来から、板状のコア本体の表面および裏面に、繊維強化樹脂製の表皮を貼着したサンドイッチ構造体が公知である（例えば、特許文献１参照）。前記サンドイッチ構造体は、繊維強化樹脂製の表皮を有するため、強度が高いという特徴がある。

特開２００６−１９８８６６号公報

ところで、前記サンドイッチ構造体を車両用外板パネルに適用すると以下のような問題がある。即ち、車両衝突時に車両用外板パネルに衝突荷重が入力して車両用外板パネルが弾性変形すると、変形後に、弾性力によって元の形状に急激に復元することがある。この場合、車両用外板パネルが衝突対象物に接触して、衝突対象物がさらに損傷するおそれがあった。

そこで、本発明は、車両用外板パネルに衝突荷重が入力されて変形した後に元の形状に急激に復元することが抑制される車両用外板パネルを提供することを目的とする。

本発明に係る車両用外板パネルは、複数の繊維強化樹脂層における最も車両内側の層または最も車両外側の層のいずれか一方の層について、繊維の延在方向が、車両の前後方向に交差する方向に沿って配向されている。

本発明に係る車両用外板パネルによれば、衝突荷重が入力されて変形した車両用外板パネルが元の形状に急激に復元することを抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用外板パネルがフロントフェンダーである場合の車両の側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両用外板パネルがフードである場合の車両の平面図である。 図３は、図１のフロントフェンダーの側面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線による断面図である。 図５は、図４におけるＢ部の拡大図である。 図６は、図４におけるＣ部の拡大図である。 図７は、図３に示したＰ部における繊維の延在方向を説明する概略図である。 図８は、フロントフェンダーに衝突荷重が入力されて折り曲げ変形した状態を示す断面図であり、図４に対応している。 図９は、図８におけるＤ部の拡大図であり、図５に対応している。

以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、図面において、車両の前側をＦＲ、車両の後側をＲＲ、車幅方向右側をＲＨ、車幅方向左側をＬＨ、車両上側をＵＰ、車両下側をＬＷ、車両内側をＩＮ、車両外側をＯＴＲ、繊維強化樹脂層の積層方向をＬと示す。

図１，２に示すように、車両１の前後にはフロントタイヤ３およびリヤタイヤ５が配設され、車両前後方向における中間部分の側部にはドア７が配設されている。ドア７の前側にはフロントフェンダー９が配設され、ドア７の後側にはリヤフェンダー１１が配設されている。また、左右一対のドア７，７の間における車両上部には、ルーフ１３が配設され、ルーフ１３の後側にはリヤガラス１５が配設され、ルーフ１３の前側にはフロントガラス１７が配設されている。さらに、フロントガラス１７の前側（左右一対のフロントフェンダー同士９，９の間）には、フード１９が配設されている。

次いで、本実施形態では、車幅方向左側のフロントフェンダー９を例にとって断面構造を説明する。図３に示すように、このフロントフェンダー９の外周縁は、前後方向に沿った上縁２１と、上縁２１の後端から下方に延びる後縁２３と、後縁２３の下端から前方に延びる後部下縁２５と、後部下縁２５の前端から上方に湾曲しつつ前方に延びる前部下縁２７と、で構成される。

図４に示すように、フロントフェンダー９は、車両内側から車両外側に向かって複数（本実施形態では１２層）の繊維強化樹脂層２９を積層させてなる車両用外板パネルである。具体的には、本実施形態に係るフロントフェンダー９では、１２層の繊維強化樹脂層２９が積層されている。また、１２層の繊維強化樹脂層２９における積層方向Ｌの中間（６層目と７層目との間）に板状部材３１を介設している。板状部材３１における車両前後方向の中央部の車両内側には、車両上下方向（車両１の前後方向に交差する方向）に沿って延在する凹部３３（脆弱部）を設けている。この凹部３３は、断面Ｖ字状の切欠きであり、図３の破線に示すように、フロントフェンダー９の上縁２１から前部下縁２７まで繋がって上下方向に沿って延在している。

図５を用いて、１２層の繊維強化樹脂層２９のうち、板状部材３１よりも車両内側に配置された６層の断面構造を説明する。

図５に示すように、６層の繊維強化樹脂層２９は、最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１、第２繊維強化樹脂層４２、第３繊維強化樹脂層４３、第４繊維強化樹脂層４４、第５繊維強化樹脂層４５、第６繊維強化樹脂層４６、から構成される。最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１は、最も車両内側に配置される。第２繊維強化樹脂層４２は、最内側繊維強化樹脂層４１の車両外側に積層されている。第３繊維強化樹脂層４３は、第２繊維強化樹脂層４２の車両外側に積層されている。第４繊維強化樹脂層４４は、第３繊維強化樹脂層４３の車両外側に積層されている。第５繊維強化樹脂層４５は、第４繊維強化樹脂層４４の車両外側に積層されている。第６繊維強化樹脂層４６は、第５繊維強化樹脂層４５の車両外側に積層されている。

ここで、図７を用いて、繊維強化樹脂層における繊維の配向（繊維が延在する方向）を説明する。図７は、図３におけるＰ部を拡大した概念図である。車両前後方向に延在するＸ軸と、Ｘ軸に直交して車両上下方向に延在するＹ軸とから座標軸が構成される。Ｘ軸の矢印の向きは、車両後方側がプラスになり、Ｙ軸の矢印の向きは、車両上方側がプラスになる。そして、本実施形態では、Ｘ軸を基準として、反時計回りをプラスの配向角θ１とし、時計回りをマイナスの配向角θ２とする。例えば、配向角が０°はＸ軸方向であり車両前後方向になる。配向角が９０°はＹ軸方向であり車両上下方向になる。また、配向角が＋４５°はｄ１で示す方向であり、配向角が−４５°はｄ２で示す方向である。

図４のＢ部では、図５に示すように、最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１における繊維３７の配向角が９０°であり、繊維３７が車両上下方向に沿って延在している。第２繊維強化樹脂層４２から第６繊維強化樹脂層４６までの５層全てにおいて、繊維３７の配向角が０°であり、繊維３７が車両前後方向に沿って延在している。

図４のＣ部では、図６に示すように、６層全てにおいて、繊維３７の配向角が０°であり、繊維３７が車両前後方向に沿って延在している。

つまり、図４のＣ部では、図６に示すように、６層の繊維強化樹脂層２９は、第７繊維強化樹脂層４７と、第８繊維強化樹脂層４８と、第９繊維強化樹脂層４９と、第１０繊維強化樹脂層５０と、第１１繊維強化樹脂層５１と、第１２繊維強化樹脂層５２と、から構成されている。前記第７繊維強化樹脂層４７は、最も車両内側に配置されている。第８繊維強化樹脂層４８は、第７繊維強化樹脂層４７の車両外側に積層されている。第９繊維強化樹脂層４９は、第８繊維強化樹脂層４８の車両外側に積層されている。第１０繊維強化樹脂層５０は、第９繊維強化樹脂層４９の車両外側に積層されている。第１１繊維強化樹脂層５１は、第１０繊維強化樹脂層５０の車両外側に積層されている。第１２繊維強化樹脂層５２は、第１１繊維強化樹脂層５１の車両外側に積層されている。そして、第７繊維強化樹脂層４７から第１２繊維強化樹脂層５２までの６層全てにおいて、繊維３７の配向角が０°であり、繊維３７が車両前後方向に沿って延在している。

次に、車両衝突時におけるフロントフェンダー９の形状変化について説明する。

車両前方からフロントフェンダー９に衝突荷重が入力されると、板状部材３１の凹部３３が脆弱部になっているため、図８に示すように、凹部３３を境に板状部材３１が折り曲げ変形する。これにより、フロントフェンダー９が車両外側に膨出する形状に変形する。

ここで、図８の１２層の繊維強化樹脂層２９のうち、図９に示すように車両内側の６層は車両外側に凸状の弧状に湾曲変形する。そして、図９の矢印に示すように、車両内側は前後方向に圧縮変形され、車両外側は前後方向に引張変形される。ここで、前述したように、最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１における繊維３７の配向角が９０°であり、第２繊維強化樹脂層４２から第６繊維強化樹脂層４６までの５層全てにおいて、繊維３７の配向角が０°である。

従って、最内側繊維強化樹脂層４１においては、複数の繊維同士の間に配置された樹脂が破壊されて繊維同士の距離が縮まるため、繊維同士が離反しようとする反力が作用しなづらくくなる。従って、最内側繊維強化樹脂層４１から第６繊維強化樹脂層４６までの６層について、折曲げ変形された状態で形状が保持されやすくなる。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態に係るフロントフェンダー９（車両用外板パネル）は、車両内側から車両外側に向かって複数の繊維強化樹脂層２９を積層させてなる。複数の繊維強化樹脂層２９のうち、最も車両内側に配置された最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１について、繊維３７の延在方向が、車両上下方向（車両１の前後方向に交差する方向）に沿って配向されている。

車両前方からフロントフェンダー９に衝突荷重が入力されると、最内側繊維強化樹脂層４１において、複数の繊維同士の間に配置された樹脂が破壊されて繊維同士の距離が縮まるため、繊維同士が離反しようとする反力が作用しなづらくくなる。従って、フロントフェンダー９の形状が折曲げ変形された状態で保持されやすくなる。

（２）複数の繊維強化樹脂層２９における積層方向Ｌの中間に、車両上下方向（車両１の前後方向に交差する方向）に沿って延在する脆弱部（板状部材３１の凹部３３）を設けた。

車両前方からフロントフェンダー９に衝突荷重が入力されると、板状部材３１の凹部３３が脆弱部になっているため、図８に示すように、凹部３３を境に板状部材３１が折り曲げ変形する。これにより、フロントフェンダー９が車幅方向に膨出する形状に変形しやすくなる。

（３）脆弱部は、板状部材３１の車両内側に形成された凹部３３であり、最内側繊維強化樹脂層（第１繊維強化樹脂層）４１に設けられた繊維３７が、車両上下方向（車両の前後方向に交差する方向）に沿って延在する。

車両前方からフロントフェンダー９に衝突荷重が入力されると、凹部３３を境に板状部材３１が車両外側に折り曲げ変形し、フロントフェンダー９が車両外側に膨出する形状に変形しやすくなる。そして、フロントフェンダー９の形状が車両外側に折曲げ変形された状態で保持されやすくなる。

ところで、本発明は前述の実施形態に例をとって説明したが、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、前述した実施形態では、車両用外板パネルがフロントフェンダー９の場合を説明したが、フロントフェンダー９に限定されずにフード１９にも適用可能である。

また、本実施形態に係るフロントフェンダー９では、１２層の繊維強化樹脂層２９のうち、最も車両内側に配置された最内側繊維強化樹脂層４１について、繊維３７の延在方向が車両上下方向（車両前後方向に交差する方向）に沿って延在している。しかし、最も車両外側に配置された最外側繊維強化樹脂層について、繊維３７の延在方向が車両上下方向（車両前後方向に交差する方向）に沿って延在していてもよい。

さらに、最内側繊維強化樹脂層４１以外の層において、繊維３７の配向角は最内側繊維強化樹脂層４１における繊維３７の配向角と異なった角度、例えば±４５°でもよい。

１ 車両
９ フロントフェンダー（車両用外板パネル）
２９ 繊維強化樹脂層
３１ 板状部材
３３ 凹部（脆弱部）
４１ 最内側繊維強化樹脂層
３７ 繊維

Claims (3)

1. 車両内側から車両外側に向かって複数の繊維強化樹脂層を積層させてなる車両用外板パネルであって、
   前記複数の繊維強化樹脂層のうち、最も車両内側に配置された最内側繊維強化樹脂層または最も車両外側に配置された最外側繊維強化樹脂層のいずれか一方の層について、繊維の延在方向が、車両の前後方向に交差する方向に沿って配向されたことを特徴とする車両用外板パネル。
2. 請求項１に記載の車両用外板パネルであって、
   前記複数の繊維強化樹脂層における積層方向の中間に、前記車両の前後方向に交差する方向に沿って延在する脆弱部を設けたことを特徴とする車両用外板パネル。
3. 請求項２に記載の車両用外板パネルであって、
   前記脆弱部は、板状部材の車両内側に形成された凹部であり、
   前記最内側繊維強化樹脂層に設けられた繊維が、前記車両の前後方向に交差する方向に沿って配向されたことを特徴とする車両用外板パネル。

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