JP5586954B2 - 中空体が設けられた自動車のボンネット - Google Patents

Description

本発明は、剛体部品を収容しているエンジン室を閉じるための自動車のボンネットに関する。

自動車のボンネットは、自動車の前部によって倒された歩行者の頭部の衝突領域を構成する。そのような状況のもとでは、ボンネットに打ち付けられたときに、歩行者の頭部に急激な減速度が加わり、歩行者にとって深刻な障害を生じさせる可能性がある。

また、ボンネットは、歩行者の頭部をボンネットの表面へと押し込むことができるように変形する場合には、歩行者の頭部にとって効果的なエネルギー吸収体を構成しうることも知られている。すなわち、ボンネットがエネルギーの多くを吸収して、歩行者の障害の深刻度を抑えることができる。

ボンネットがそのようなエネルギー吸収体を構成しつつ、依然として引っ張りにおける剛性を提供することができるよう、目に見える外板とライニング（すなわち、内板）とを備えるボンネットであって、外板およびライニングによって画定される複数の中空体を備える補強部を含むように形作られたボンネットを提供することが知られている。

それでもなお、エンジン室が、多くの場合に、ボンネットのきわめて近くに位置する少なくとも少なくとも１つの剛体部品を収容している点に、問題が残されている。ボンネットがそのような部品の位置で凹む場合に、結果として頭部が、ボンネットを介して部品に当接するときに強く減速される可能性がある。その結果、深刻な障害を負う可能性がある。

たとえ頭部がそのような剛体部品の鉛直上方以外の場所でボンネットに衝突する場合でも、頭部がどの程度までボンネットへと押し込まれてもよいかは、ボンネットの変形時に、剛体部品に一致する位置の補強部が剛体部品に衝突するという事実によって制限される。このとき、ボンネットが、さらに押し込まれようとする頭部に対して強い抵抗を急激に有し、やはり歩行者にとって障害の危険となる。

歩行者を保護するために考えられる１つの技術的解決策は、ボンネットがより高く位置するよう、ボンネットを剛体部品から離れるように鉛直に移動させることである。しかしながら、この技術的解決策は、車両をより空気力学的にするためにボンネットの高さを可能な限り抑えるという自動車製造者の現時点の要件に逆行する。

ボンネットの高さを変更する必要を避けるために、特開２００５−０５３２８５号公報に開示されている別の技術的解決策は、ボンネットがボンネットの下方に局在する剛体部品に一致して位置するように設計された少なくとも１つの補強部なしの領域を含むように、ライニングを形作ることにある。

その結果、このようなボンネットは、エンジン室内の剛体部品の鉛直上方により大きな変形余地を提供する。これは、そのような余地が補強部の存在によって減らされることがないためである。余地の増加は、補強部の高さに実質的に等しい。結果として、このようなボンネットに衝突する歩行者の頭部については、剛体部品に接触する危険がより少ない。

特開２００５−０５３２８５号公報

しかしながら、局所的に補強部をなくすことは、ボンネットの変形余地を増加させることができるが、所与の大きさの衝突に対するボンネットの変形量も増加させることになる。実際、補強部がないことで、ボンネットの剛性が低下し、押し込みに耐える能力が低下する。

頭部との衝突時の押し込みの程度を増加させることなく、ボンネットの変形の余地を大きくするために想定できる１つの技術的解決策は、外板および／またはライニングの厚さを増すことであるが、ボンネットの総重量を大きく増加させることにつながる。

本発明の目的は、上述の欠点を改善することにある。

本発明は、目に見える外板と、ライニングとを備える自動車のボンネットであって、
ボンネットが、外板とライニングとによって画定される複数の中空体を備える補強部を有し、かつ
ボンネットが、補強部を有していない少なくとも１つの領域であって、ボンネットの下方の局部に位置する剛体部品に一致して位置するように設計された少なくとも１つの領域を含むように、ライニングが形作られており、
補強部が、複数の中空体のうちの２つの間を延びて中空体を互いに接続する少なくとも１つのリブをさらに備える、ボンネットを提供する。

用語「中空体」は、実質的に閉じた空洞を画定している中実壁を有する形状を意味して使用される。本発明の文脈において、中空体の空洞は、ライニングに形成されて外板によって覆われる凹部によって構成され、外板およびライニングが、セメントの点によって互いに固定される。用語「リブ」は、平面から突き出している中実壁を意味して使用される。本発明の文脈において、ライニングは、平面でない板であって、リブを上記板から突き出させつつ中空体の凹部を形成するように形作られた板で製作される。

本発明者は、リブが、２つの中空体のうちの一方を通過する力を他方の中空体へと伝達するように機能することに気が付いた。これにより、衝撃の吸収に貢献するボンネットの面積が大きくなるため、衝撃をよりよく吸収することができる。衝撃に係る変形が、複数の中空体の間によりよく分配される。

このようにして、リブが、補強部を持たない領域を含め、ボンネットの全体としての剛性の向上を可能にするとともに、所与の大きさの衝撃に対する変形量を小さくできる。さらに、ボンネットの補強部を持たない領域にいかなる変更も加えられない点に鑑み、ボンネットの変形余地も変わらないままである。

さらに、リブは、中空体をつなぎ合わせ、衝突の場合に広がることがないようにすることで、中空体を安定化させることができる。また、リブは、衝突の場合に、中空体同士が末広がりに離れることを防止するように機能し、すなわち中空体が２つの中空体の間のすき間領域を中心にして回転することがないようにする。

また、リブは、少量の材料によって構成されるため、ボンネットの総重量を大きく増加させることがない。

さらに、本発明のボンネットは、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。

２つの中空体が、実質的に細長い形状であって、実質的に平行に延びており、リブが、中空体に対して実質的に横断方向に延びている。

それぞれの中空体の幅および／または２つの隣接する中空体の間の間隔が、４０ミリメートル（ｍｍ）から８０ｍｍの範囲にある。用語「中空体の幅」は、中空体の空洞を画定している中空体の２つの壁の間の最大距離を意味して使用され、用語「２つの隣接する中空体の間の間隔」は、２つの中空体の隣接する壁の間の最大距離を意味する。このように、これらの寸法ゆえに、歩行者の頭部が、２つの中空体または１つのすき間領域に衝突するよりも、少なくとも１つの中空体および中空体の間に位置する少なくとも１つのすき間領域においてボンネットに衝突することが多い。したがって、特には金属薄板で製作されたボンネットにおいて、歩行者の頭部のボンネットへの衝突位置にかかわらず、頭部の衝突に応答したボンネットの挙動が、中空体がより大きく離間しているボンネットの挙動に比べ、より一様である。

補強部が、補強部を有していない領域の端とこの領域に隣接する中空体との間を延びる少なくとも１つのリブをさらに備える。これにより、補強部を有さない領域に隣接する中空体が末広がりに離れる程度を、さらに制限することができる。

補強部が、ライニングと外板との間で中空体内に局在した少なくとも１つのリブをさらに備える。好ましくは、このリブは、中空体の側壁を互いに接続するように配置され、頭部との衝突の場合に中空体の側壁が開く程度をさらに制限し、ボンネットが押し込まれる程度を低減するように機能する。

それぞれの中空体が、ボンネットが車両へと取り付けられたときに、実質的に車両の長手方向に延在する。

補強部を有していない領域において、ライニングが、ボンネットの外板に当接したプラスチック材料のウェブで構成されており、あるいは開口を含んでおり、ボンネットの重量の低減を可能にしている。

ライニングが、壁によって構成されており、壁が、補強部を有していない領域において、ライニングの残りの部分よりも大きな厚さである。これにより、上記領域においてライニングを強化することができ、硬い点の位置において歩行者の頭部がボンネットに衝突するときのボンネットの変形の程度をさらに少なくすることができる。

外板が、アルミニウム、鋼、またはプラスチック材料（熱可塑性または熱硬化性）で製造されている。

ライニングが、プラスチック材料、特にはポリアミドで製作されている。また、複合材料または金属／プラスチック混成材料で製作されてもよい。プラスチック材料からなるライニングが、最も好都合である。プラスチック材料を成形するために使用される方法（成型）が、ボンネットの設計により大きな自由度を提供する。そのようなライニングは、金属薄板製のボンネット（現時点において公知の成形方法（プレス）を使用したのでは上述の寸法を達成することができない）が必要とする間隔に比べて小さい中空体の間の間隔を有することができる。さらに、ライニングの厚さを、ボンネットの種々の領域において異ならしめることができる（これは、現時点では、金属薄板製のボンネットにおいては、簡単でない）。さらに、プラスチック材料は、金属薄板ほどは剛でないため、中空体と中空体を持たない領域との間の剛性の差を減衰させ、ボンネットにさらに良好な一様性をもたらすことを可能にする。加えて、成型によって製作されるプラスチック材料製のライニングの中空体は、ライニングが車両へと取り付けられたときに、プレスによって製造される金属薄板製のボンネットの中空体の側壁について可能であるよりも、鉛直方向に対してより小さな角度を形成する側壁を有することができる。これにより、頭部へと加わる最初の減速度のピークを大きくすることができ、ボンネットへと押し込まれる程度を小さくすることができる。

リブは、ライニングと一体に成型される。

ライニングが、繊維強化材料、特にはシート成型複合材料（ＳＭＣ）またはアドバンスト成型複合材料（ＡＭＣ）で製作される。

本発明を、添付の図面を参照してあくまでも例として提示される以下の説明を検討することによって、よりよく理解することができる。

本発明の特定の実施形態を構成するボンネットの下方からの斜視図である。 図１のボンネットの、車両の長手方向における断面概略図である。 本発明のボンネットの断面図である。 従来技術のボンネットの詳細図である。 図３のボンネットの詳細図である。 補強部のない領域を含む従来技術のボンネットの詳細図である。 補強部のない領域を含む図３のボンネットの詳細図である。

図１は、本発明の実施形態におけるボンネット１０のライニング１２を示している。ライニング１２は、ライニングの上面１４へと開く開口を形成する複数の凹部１６を備えるように形作られたプラスチック材料の板で構成されている。ライニング１２の上面１４は、ボンネットの外板１３によって覆われるように設計されている。さらに、ライニング１２は、ライニングの外周縁を画定するフレームを形成している周囲の凹部１７を有する。

凹部１６は、細長い形状であって、実質的に平行であり、ボンネットが自動車へと取り付けられたときに車両の長手方向に延在する。

図３に示されているとおり、それぞれの凹部１６は、基本的に多角形の断面であり、底壁１８と、ボンネットが車両へと取り付けられたときに基本的に鉛直である２つの側壁２０ａおよび２０ｂとを備える。それぞれの凹部１６は、ボンネットのライニング１２と外板１３との間に広がる実質的に閉じた空洞を画定するように、ボンネット１０の外板１３によって覆われている。外板１３は、セメント１９の点によって、凹部１６の周囲でライニングへと固定されている。その結果、空洞２１が中空体を形成している。

外板１３によって覆われたフレーム１７も、中空体を形成する外周の空洞を画定している。

上述の実施形態において、さらにライニング１２が、図２に示されているとおり、エンジン室の剛体部品（例えば、自動車のバッテリ２３）を覆うようにそれぞれ設計された２つの領域２２を有する。これらの領域２２は、いかなる補強部も有しておらず、特には中空体２１を有しておらず、この領域において、ライニング１２は、ライニングを構成しているプラスチック材料のうちの材料ウェブ２４を形成している部位によってのみ構成されており、材料ウェブ２４は、この例ではセメントの厚さを無視して、２ｍｍから５ｍｍの範囲の厚さを有し、外板１３へと押し付けられるように設計されている。

図２において、歩行者の頭部２５がボンネット１３に衝突する場合に、ボンネット１０のライニング１２（変形後が、破線で示されている）が、ライニング１２がバッテリ２３に一致する領域２２にいかなる補強部も有していないため、バッテリ２３に衝突することなく歩行者の頭部２５と一緒に変形できることを、見て取ることができる。

さらに、ライニング１２は、中空体２１によって画定されたすき間領域２６を有する（図３に見ることができる）。

これらのすき間領域２６の幅Ｌ１は、２つの隣接する中空体２１の間の間隔に一致し、４０ｍｍから８０ｍｍの範囲にあり、それぞれの中空体２１の幅Ｌ２、すなわち中空体の壁２０ａおよび２０ｂの間の距離も、同様である。

すき間領域２６は、ライニングを構成している板の底面から突き出しているリブ２８を有する。

リブ２８は、中空体２１の間を、中空体２１に対して横断方向に延びており、すなわち、ボンネットが自動車に取り付けられたときに車両の横断方向に延在する。

リブは、２つの隣接する中空体２１の側壁２０ａおよび２０ｂを互いに接続している。リブは、中空体２１と実質的に同じ高さを有するように寸法付けられており、ボンネットが頭部との衝突の結果として凹まされる場合に、ボンネットの変形を一様にし、中空体同士が末広がりに離れることを防止できるようにしている。

図４ａおよび図４ｂが、ボンネットのすき間領域２６における歩行者の頭部２５からの衝撃の結果を示している。図４ａは、従来技術のボンネットを示しており、図４ｂは、本発明のボンネットを示している。

図４ａに見ることができるとおり、従来技術においては、歩行者の頭部２５が２つの隣接する中空体２１の間に位置するすき間領域２６の点Ｐに衝突する結果として、外板１３が、破線で示されている初期の位置から押し下げられる。ライニングが、衝突のエネルギーをあまり吸収せず、衝突の点Ｐに隣接する中空体同士が末広がりに離れてしまうため、外板が大きく押し下げられる。末広がりに離れるとき、２つの隣接する中空体の互いに面する側壁２０ａおよび２０ｂの下端３１が、互いに離れるように移動する。

この深い落ち込みが、補強部を有していない領域において、所与の強さの衝撃に対する変形量の増加につながる可能性がある。その結果、変形量が、変形余地のすべてを消費してしまう危険があり、歩行者が剛体部品２３に接触して深刻な障害を被る可能性がある。

対照的に、図４ｂに示されているように、歩行者の頭部２５が本発明のボンネットのすき間領域２６に衝突する場合には、中空体同士が末広がりに離れることが、強く制限される。２つの隣接する中空体２１の互いに面する側壁２０ａおよび２０ｂの下端３１が、リブ２８によって互いに接続されているため、これら２つの端部の間の距離が、実質的に一定のままである。結果として、ライニングが少ししか変形せず、リブ２８が、頭部の衝突に起因する力をすき間領域に隣接している中空体へと伝達して、衝突のエネルギーをボンネットの大きな面積によって吸収することを可能にし、ボンネットが深く凹むことを防止する。

さらに、図４ｂに見て取ることができるとおり、中空体２１およびすき間領域２６の寸法ゆえ、ボンネットとの衝突の際に歩行者の頭部が必ずや中空体２１に一致して位置し、頭部の減速度を増加させ、ボンネットの押し込みの深さを減少させるように機能する。

図３において、リブ２９が、補強部を有していない領域２２の端と、領域２２に直接隣接するそれぞれの中空体２１との間にも設けられている。これらのリブは、剛体部品２３の上方の変形余地を損なわないように配置される。これらのリブ２９は、随意である。

補強部が、一部の中空体２１の内部に位置し、ライニングを構成している板の上面から突き出しているリブ３２をさらに備えることを、見て取ることができる。これらのリブ３２は、所与の中空体の側壁２０ａおよび２０ｂを互いに接続するように機能する。これにより、頭部との衝突の際に、中空体の側壁が末広がりに離れうる程度を抑えることができる。これらのリブ３２は、随意である。

図５ａおよび図５ｂが、補強部を持たない領域２２への歩行者の頭部２５の衝突の結果を示している。図５ａは、従来技術のボンネットを示しており、図５ｂは、本発明のボンネットを示している。

図５ａに見て取ることができるとおり、頭部が領域２２に衝突する場合、隣接する中空体が末広がりに離れ、すなわち領域２２のすぐ隣の中空体の下端３１が、お互いから離れるように移動するとともに、領域２２に隣接していない隣の中空体の下端に向かってそれぞれ移動する。結果として、外板１３が、領域２２において、破線で示されている初期の位置から離れて深く凹む。

図５ｂにおいては、補強部を持たない領域２２の近傍のライニングとすぐ隣の中空領域との間の傾きの角度をリブ２９の助けによって一定に保つことによって、リブ２８および２９が、中空体が末広がりに離れることを制限するように機能するとともに、隣接する中空体の間の距離を一定に保つようにも機能する。したがって、衝突に起因する力が隣の中空体へと伝達され、ボンネットの変形を表わす曲線がより強く引っ張られ、すなわち凹みがあまり局所に集中せず、より浅くなり、ボンネットの表面により良好に分散される。

図示の実施形態においては、ボンネットの外板１３が、アルミニウムで製作され、ライニング１２が、成型プラスチック材料で製作され、特にはシート成型複合材料（ＳＭＣ：ｓｈｅｅｔ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）またはアドバンスト成型複合材料（ＡＭＣ：ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）などの繊維強化プラスチック材料で製作される。

プラスチック材料で製作されたボンネットは、金属薄板で製作されるボンネットに比べ、設計により大きな自由度をもたらし、ボンネットの一様性の向上を可能にすることで、設計の安定性を最大限にし、頭部の衝突に係る歩行者の保護を改善する。

リブ２８、２９、および３２も、やはりプラスチック材料で製作され、ライニング１２と一緒に成型されることで、ボンネットの製造を簡単にしている。リブは、中空体１６よりも高くてもよく、中空体２１の底壁１８へと接続されてもよい。

さらに、ライニング１２のフレーム１７の前部および／または後部（ボンネットが車両に取り付けられたときに車両の横断方向に延びる）も、特には頭部がボンネットの端に衝突する場合に、この外周の凹部が末広がりに開くことを防止するために、フレーム１７の前部および／または後部の内側に延びる横断方向リブ３２（すなわち、ボンネットが車両に取り付けられたときに車両の長手方向に延びるリブ）を含むことができる。

中空体は、例えば星形の構成など、図示の構成以外の構成で延びてもよく、あるいはボンネットが車両に取り付けられたときに車両の長手方向に一致する方向を中心にして、水平面において曲がりくねっていてもよい。

ライニングは、変化する厚さであってもよく、特には補強部を持たない領域においてより厚くてもよい。

最後に、本発明は、上述した材料には限定されない。特には、外板をプラスチック材料（熱可塑性または熱硬化性）、鋼、または金属薄板で製作でき、ライニングを、金属材料で製作できる。その場合、リブは、ライニングへと取り付けられ、あるいはライニングの外側を被覆するように形成される。

当然ながら、上述の実施形態および変形例は、本発明を限定する特徴を提示したものではなく、本発明の範囲を超えることなく他の任意の望ましい変形を加えることが可能である。

Claims (10)

1. 目に見える外板（１３）と、ライニング（１２）とを備える自動車のボンネット（１０）
   であって、
   ライニングが、
   ボンネット（１０）が、当該ボンネットが車両に取り付けられた状態で車両の長手方向に延在する、外板（１３）とライニング（１２）とによって画定される実質的に閉じた空洞をなす複数の中空体（２１）を備える補強部を有し、かつ
   ボンネット（１０）が、補強部を有していない少なくとも１つの領域（２２）であって、当該ボンネットの下方の局部に位置する剛体部品（２３）に一致して位置するように設計された少なくとも１つの領域（２２）を含むように、
   形作られており、
   補強部が、複数の中空体（２１）のうちの２つの間を、当該２つの中空体（２１）に対して交差する方向に延びて中空体（２１）を互いに接続する少なくとも１つのリブ（２８）をさらに備え、
   リブ（２８）が、２つの中空体（２１）の間におけるライニング（１２）の底面から突出する中実の壁部であり、中空体（２１）と実質的に同じ高さを有するように寸法付けられていることを特徴とする、ボンネット（１０）。
2. ２つの中空体（２１）が、実質的に細長い形状であって、互いに実質的に平行に延びている、請求項１に記載のボンネット（１０）。
3. それぞれの中空体の幅および／または２つの隣接する中空体の間の間隔が、４０ｍｍから８０ｍｍの範囲にある、請求項１または２に記載のボンネット（１０）。
4. 補強部が、ライニングと外板との間で中空体内に局在した少なくとも１つのリブ（３２）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
5. 補強部が、補強部を有していない領域の端と前記領域に隣接する中空体との間を延びる少なくとも１つのリブをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
6. 補強部を有していない領域（２２）において、ライニング（１２）が、ボンネットの外板（１３）に当接したウェブ状のプラスチック材料で構成されているか、または当該ライニング（１２）を貫通する開口を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
7. ライニング（１２）が、壁によって構成されており、壁が、補強部を有していない領域において、ライニングの残りの部分よりも大きな厚さである、請求項１から５のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
8. 外板（１３）が、アルミニウム、鋼、またはプラスチック材料で製造されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
9. ライニング（１２）が、ポリアミドもしくは他のプラスチック材料、シート成型複合材料（ＳＭＣ）、アドバンスト成型複合材料（ＡＭＣ）もしくは他の複合材料、または金属／プラスチック混成材料で製作されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。
10. リブが、ライニング（１２）と一体に成型されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のボンネット（１０）。

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