車両用ポップアップフード装置
【課題】衝突体との衝突時にアクチュエータの作動によりロッドを伸長させてフードを押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に、効率良く衝突エネルギーを吸収する。
【解決手段】フード１２の押し上げ位置保持状態においてフード上方側から所定値以上の衝突荷重が入力されると、ロッド２０の先端部の押圧部５４をフード後部側の押し上げ面３８に沿って車両後方側へ摺動させながらロッド２０を曲げ変形させて、衝突エネルギーを吸収する。この際、ヒンジアーム３０がカウルトップサイド２２に底付く前にロッド２０の先端部の押圧部５４が曲げ部６０に一旦引っ掛かり、更にロッド２０を曲げ変形させるようにした。このため、曲げ部６０に押圧部５４が一旦引っ掛かった際に中間反力が立ち上がり、エネルギー吸収の終期における底付き荷重を下げることができる。
【解決手段】フード１２の押し上げ位置保持状態においてフード上方側から所定値以上の衝突荷重が入力されると、ロッド２０の先端部の押圧部５４をフード後部側の押し上げ面３８に沿って車両後方側へ摺動させながらロッド２０を曲げ変形させて、衝突エネルギーを吸収する。この際、ヒンジアーム３０がカウルトップサイド２２に底付く前にロッド２０の先端部の押圧部５４が曲げ部６０に一旦引っ掛かり、更にロッド２０を曲げ変形させるようにした。このため、曲げ部６０に押圧部５４が一旦引っ掛かった際に中間反力が立ち上がり、エネルギー吸収の終期における底付き荷重を下げることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ポップアップフード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歩行者保護等の観点から、車両が歩行者等の衝突体に衝突した際にフードの後端部を持ち上げて衝突体をフードで受け止めて衝撃を緩和する車両用ポップアップフード装置が開発されている。例えば、下記特許文献１に開示された車両用ポップアップフード装置では、フードの後端部両サイドに左右一対のフードヒンジが配設されており、衝突体との衝突時になると、フードヒンジ近傍に配設されたアクチュエータが作動し、突き上げロッドでフードヒンジのフード側リンクを突き上げるようになっている。
【０００３】
しかしながら、上記フードの後端部を持ち上げただけでは、衝突体がフードの突き上げ位置付近に衝突した場合に、突き上げロッドが突っ張り、衝突体に作用する荷重反力が大きくなる可能性がある。このため、車両用ポップアップフード装置に別途エネルギー吸収機構を付加して、このような場合には所定のエネルギー吸収がなされるようにすることが望ましい。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、衝突時に自動車用安全装置を作動させるアクチュエータにエネルギー吸収機構を付加した技術が開示されている。簡単に説明すると、ピストンロッドの先端部に所定値以上の軸方向荷重が入力されると、ピストンロッドに設けられた塑性変形部が圧壊し、これによりピストンロッドがシリンダ内に収縮（相対移動）される、というものである。従って、特許文献２に開示されたアクチュエータを特許文献１に開示された車両用ポップアップフード装置に適用することにより、上記ニーズに応えることができるとも考えられる。
【特許文献１】特開２００５−２２５３９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ピストンロッドとシリンダとの間で塑性変形させることでエネルギー吸収する機構の場合、寸法精度のバラツキからエネルギー吸収性能にもバラツキが生じる（ロスが生じる）。また、ピストンロッドに入力される荷重の作用方向がピストンロッドの軸方向からずれると、ピストンロッドがシリンダ内に円滑に収縮されず、塑性変形によるエネルギー吸収効果が充分に得られないということも考えられる。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、衝突体との衝突時にアクチュエータの作動によりロッドを伸長させてフードを押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができる車両用ポップアップフード装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、フード後部側をフードヒンジを介して車体側に開閉可能に支持する一方、車両に搭載されたアクチュエータが作動することによりロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側をフード上方側へ押し上げかつその押し上げ位置にフードを保持する車両用ポップアップフード装置であって、前記フードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合に、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させながらロッドを曲げ変形させることにより、衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構部を有し、さらに、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせる、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の車両用ポップアップフード装置において、前記ロッドは当該ロッドを押し上げるアクチュエータのハウジング内に収容されていると共に、前記フードヒンジのフード側取付部材はフード側方から見て略Ｚ字状に形成されており、さらに、当該ロッドのハウジングからの突出長さｂを、当該フード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定した、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、車両に搭載されたアクチュエータが作動すると、ロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側がフード上方側へ押し上げられて、その位置に保持される。
【００１０】
このフードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合、エネルギー吸収機構部によって所定の衝突エネルギーが吸収される。具体的には、ロッドの先端部がフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動されながら、ロッドが曲げ変形されていく。これにより、衝突エネルギーが吸収される。すなわち、本発明では、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させ、その摺動動作を利用してロッドを曲げ変形させてエネルギー吸収する構成を採っているため、従来のように寸法精度によって塑性変形の仕方が変動したり、荷重入力方向によってピストンロッドがシリンダ内へ円滑に相対移動しないことによるエネルギー吸収ロスが大幅に削減される。
【００１１】
特に、本発明では、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせるようにしたので、終期荷重のピーク値を下げることができる。
【００１２】
すなわち、一般にロッドを曲げ変形させてエネルギー吸収しようとした場合、ロッドが曲げ変形する直前までは充分な反力が得られるので、効率良くエネルギー吸収することが可能である。しかし、ロッドが曲がり始めると、反力が低下する傾向がある。そして、反力が低下したまま、フードヒンジのフード側取付部材が底付きして底付き荷重が立ち上がると、衝突初期のピーク荷重ほどではないが、衝突後半で衝突体に入力される荷重反力が増える。本発明では、衝突初期のピーク荷重の発生時点から衝突終期のピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせるため、エネルギー吸収量を一定とすれば、衝突終期のピーク荷重のピーク値を下げることができる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、ロッドのハウジングからの突出長さｂを、フードヒンジのフード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定したので、ロッドの先端部がフード側取付部材の曲げ部に当接したときに、反力（中間荷重）が立ち上がる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用ポップアップフード装置は、衝突体との衝突時にアクチュエータの作動によりロッドを伸長させてフードを押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車両用ポップアップフード装置は、エネルギー吸収効率が低下するのを効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図９を用いて、本発明に係る車両用ポップアップフード装置の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。
【００１７】
図３には、第１実施形態に係る車両用ポップアップフード装置の全体構成を示す平面図が示されている。また、図２には、右ハンドル車でドライバ側から見て右側（以下、単に「ドライバ側から見て右側」と略す。）に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す平面図が示されている。さらに、図１には、ドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態をエンジンルーム側から見て示す拡大側面図が示されている。なお、といったときは、右ハンドル車
【００１８】
これらの図に示されるように、車両用ポップアップフード装置１０は、エンジンルームを開閉するフード１２の後端側両サイドにそれぞれ配設された左右一対のポップアップ機構部１４を主要部として構成されている。左右のポップアップ機構部１４はいずれも同一構成であるので、以下の説明においてはドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部１４の構成について説明し、ドライバ側から見て左側に配置されたポップアップ機構部１４の構成の説明は省略する。
【００１９】
ポップアップ機構部１４は、フード１２を開閉可能に支持するフードヒンジ１６と、歩行者等の衝突体との衝突時に作動するアクチュエータ１８と、このアクチュエータ１８が作動することによりフード上方側へ軸方向移動するロッド２０と、によって構成されている。以下、この順に各構成要素について説明する。
【００２０】
＜フードヒンジ１６の構成＞
【００２１】
フードヒンジ１６は、フード１２の後端側とウインドシールドガラスの下端部との間に車両幅方向に沿って延在するカウルの両サイドに設けられた車体側構成部材であるカウルトップサイド２２の上面部２２Ａに後述する取付ボルト３６で固定されるヒンジベース２６と、このヒンジベース２６にヒンジピン（回転中心軸）２８で相対回転可能に連結され、ヒンジベース２６とフード１２の後述する後端膨らみ部３４Ａとを連結するフード側取付部材としてのヒンジアーム３０と、によって構成されている。
【００２２】
なお、フード１２は、車両外側に配置されて意匠面を構成するフードアウタパネル３２と、エンジンルーム側に配置されると共にフードアウタパネル３２を補強するフードインナパネル３４と、を含んで構成されており、両者はその端末部がヘミング加工されることによって結合されている。また、フードインナパネル３４の後端側はフード下方側へ膨らんでおり、これによりフード１２の後端側に後端膨らみ部３４Ａが形成されている。さらに、フードヒンジ１６は、本来的にはフード１２をボディーに開閉可能に支持するためのヒンジ部品であるが、本実施形態では、車両用ポップアップフード装置１０の構成要素でもある。
【００２３】
各部の構成についてより具体的に説明すると、図１及び図２に示されるように、ヒンジベース２６は、車両正面視で略Ｌ字状に形成されており、車両前後方向に沿って延在する狭幅板状の取付部２６Ａと、取付部２６Ａの車両幅方向内側の端部から車両上方側へ屈曲されかつ側面視で略台形状に形成された支持部２６Ｂと、を備えている。取付部２６Ａは、カウルトップサイド２２の上面部２２Ａに取付ボルト３６で固定されている。
【００２４】
一方、ヒンジアーム３０は、車両前後方向に沿って延在する長尺状の部材であり、側面視で略Ｌ字状（上下逆向きの「へ」の字状）に形成されている。構造的には、ヒンジアーム３０は、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂに対して平行に配置される側壁部３０Ａと、当該側壁部３０Ａの上縁部からフード幅方向中央側へ向けて折り曲げられて形成されると共にフード１２の後端膨らみ部３４Ａに対して平行に配置される頂壁部３０Ｂと、を含んで構成されており、一般断面の縦断面形状は上下逆向きのＬ字状とされている。このうち、頂壁部３０Ｂの前部下面が、後述するロッド２０の先端部（押圧部５４）によって押し上げられて当該先端部（押圧部５４）が摺動していく押し上げ面（摺動面）３８とされている。但し、実際には、後述するロッド２０がフード上方側へ軸方向移動してその先端部の押圧部５４が当接する位置（図４図示位置）よりもフード前方側の面は、摺動面としては使用しない。
【００２５】
また、頂壁部３０Ｂの前端部の内側縁はフード下方側へ折り曲げられており、側壁部３０Ａと平行な一対のフランジを形成している。従って、ヒンジアーム３０の前端部は、コ字状の断面形状とされている。
【００２６】
図２に示されるように、上記フードヒンジ１６の側壁部３０Ａは、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂの車両幅方向内側に隣接して配置される後部３０Ａ１と、後部３０Ａ１に対してフード幅方向中央側へオフセットして配置されかつフード前方側へ延設された前部３０Ａ２と、後部３０Ａ１と前部３０Ａ２とを斜めに繋ぐ中間部３０Ａ３と、によって構成されている。フードヒンジ１６の頂壁部３０Ｂも同様に構成されており、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂ側に配置される後部３０Ｂ１と、フード１２の後端膨らみ部３４Ａの下面に当接状態で重ねられる前部３０Ｂ２と、後部３０Ｂ１と前部３０Ｂ２とを斜めに繋ぐ中間部３０Ｂ３とを備えている。
【００２７】
ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａの後端部は、ヒンジピン２８によってヒンジベース２６の支持部２６Ｂの上端部にヒンジ結合されている。従って、ヒンジアーム３０は、ヒンジピン２８を回転中心として車両上下方向へ回動可能とされている。なお、側壁部３０Ａの後端部には、鉤状に屈曲された開度規制用のストッパ４０が半径方向に突出されており、これに対応してヒンジベース２６の支持部２６Ｂの上端部には、ストッパ４０と干渉してそれ以上のヒンジアーム３０の回動を規制する開度規制用の規制部４２が一体に形成されている。
【００２８】
また、ヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂの前部３０Ｂ２は、フード１２の後端膨らみ部３４Ａの下面に沿って略車両前後方向に延出されており、前後二点で締結具であるヒンジボルト４４及び図示しないウエルドナットによってフード１２の後端膨らみ部３４Ａに締結（固定）されている。なお、ヒンジボルト４４のボルト締結方向はフード上下方向であり、組付に際してはフード下方側からヒンジボルト４４が図示しないウエルドナットに螺入されるようになっている。従って、ヒンジボルト４４の締結後の状態では、ヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａが頂壁部３０Ｂの下面からフード下方側へ突出した状態で配置されるようになっている（図１参照）。
【００２９】
さらに、上述した側壁部３０Ａには、フード後方側に配置されたヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａと対向する位置に、側面視で矩形状とされた切欠４６が形成されている。切欠４６は、側壁部３０Ａの下縁側から上縁側へ向けて切り欠かれている。なお、切欠４６は、側壁部３０Ａと頂壁部３０Ｂとの接続部位である稜線にかかるように設定されている。
【００３０】
なお、上記の如く構成されたヒンジアーム３０を機能的に見た場合、側壁部３０Ａの後部３０Ａ１がヒンジ側連結部として機能し、頂壁部３０Ｂの前部３０Ｂ２がフード側連結部として機能し、両機能を併有した部品がヒンジアーム３０といえる。
【００３１】
＜アクチュエータ１８の構成＞
【００３２】
アクチュエータ１８は、略円柱状に形成されており、平面視でヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂにおける押し上げ面３８の前部下方に略車両上下方向を軸方向として配置されている。アクチュエータ１８には図示しないブラケットが一体的に設けられており、ブラケットがカウルトップサイド２２の側面部２２Ｂにボルトで固定されている。また、アクチュエータ１８のハウジング５２の内部には、ガス発生剤で構成されたガス発生手段及びガス発生剤を燃焼させてガスを発生させる点火装置が配設されている。なお、ガス発生剤を使ったタイプの他に、ハウジング５２内に高圧ガスが封入されて点火装置が作動することにより高圧ガスを隔成している隔壁を破断させるタイプを利用することも可能である。
【００３３】
また、上記アクチュエータ１８を作動させる点火装置は、コンソールボックスの下方等に配設された図示しないＥＣＵ（制御手段）と接続されている。ＥＣＵは、フロントバンパ等に配設されて歩行者等の衝突体との衝突を検知又は予知する衝突検知センサ（衝突検知手段）と接続されている。
【００３４】
＜ロッド２０の構成＞
【００３５】
ロッド２０は、アクチュエータ１８のハウジング５２内に同軸上に収容されている。ロッド２０は真直棒状の部材とされており、その下端部にはハウジング５２内に緊密に収容されたピストン（図示省略）が設けられている。ハウジング５２内で発生したガスは、このピストンの推進力として作用するようになっている。また、ロッド２０の上端部には、ロッド２０よりも大径とされた押圧部５４が取り付けられている。押圧部５４は、頂壁部３０Ｂの押し上げ面３８の前端部近傍部位と上下に対向して配置されている。より正確には、図２に示されるように、押圧部５４は、押し上げ面３８のフード幅方向外側に配置されている。換言すれば、押圧部５４は、車両平面視で前後一対のヒンジボルト４４に対してフード幅方向にずれた位置（オーバーラップしない位置）に配置されており、かつ前後一対のヒンジボルト４４の間（フード前方側のヒンジボルト４４の近傍）に配置されている。なお、このような位置関係になるのは、周辺部品との関係で車両搭載スペースが限られる等の理由による。
【００３６】
＜ヒンジアーム３０とロッド２０との関係＞
【００３７】
上述したヒンジアーム３０の前部３０Ａ２、３０Ｂ２と中間部３０Ａ３、３０Ｂ３との接続部位には、曲げ部６０が形成されている。図６に示されるように、ヒンジアーム３０の押し上げ面３８におけるロッド２０の先端部の押圧部５４が当接する位置から曲げ部６０までの長さをａとし、ロッド２０の長さ（押圧部５４を含んだ長さ）をｂとすると、ａ＜ｂの関係が成り立つようにａとｂの寸法が設定されている。
【００３８】
（本実施形態の作用並びに効果）
【００３９】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００４０】
図１に示されるように、車両用ポップアップフード装置１０が非作動状態のときには、アクチュエータ１８が非作動状態にあるため、ロッド２０はアクチュエータ１８のハウジング５２内に収容された状態（押圧部５４の下面がアクチュエータ１８のハウジング５２の上端部５２Ａに当接した状態）にある。また、図２に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４は、ヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂにおける押し上げ面３８の前端側の直下に対向して配置されており、かつヒンジボルト４４に対してフード幅方向にずれた位置に位置されている（図２参照）。
【００４１】
この状態から、歩行者等の衝突体と前面衝突すると、図示しない衝突検知手段によって衝突体と前面衝突したことが検知され、図示しないＥＣＵに衝突信号が出力される。ＥＣＵでは、入力された衝突信号に基づいて車両用ポップアップフード装置１０を作動させるべきか否かを判断し、車両用ポップアップフード装置１０を作動させるべきと判断すると、アクチュエータ１８に作動信号が出力される。これにより、アクチュエータ１８内の図示しない点火装置が点火し、ガス発生剤を燃焼させて所定量のガスをハウジング５２内に発生させる。なお、アクチュエータ１８が高圧ガス封入タイプの場合には、点火装置が作動することにより隔壁が破断等されることにより所定量のガスがハウジング５２内に発生する。また、プリクラッシュセンサを搭載している場合には、前面衝突が予知された段階で上記の作動となる。
【００４２】
上記の如くして発生したガスは、ハウジング５２内に緊密に収容されたピストンに作用し、ピストンをハウジング５２の軸方向先端側（即ち、フード上方側）へ押圧する。ピストンには、ロッド２０の下端部が連結されているので、ピストンがハウジング５２内を上昇すると、ロッド２０がフード上方側へ向けて軸方向移動する。その結果、図４に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に当接し、ヒンジアーム３０をヒンジピン２８回りに図４の時計方向（矢印Ｂ方向）へ回動させることにより、フード１２の後端側（後端膨らみ部３４Ａ）がフード上方側へ押し上げられる。このとき、ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａの前部３０Ａ２側は切欠４６の形成部位の剛性が他の部位に比べて低くなっているため、切欠４６を起点としてヒンジアーム３０が屈曲される。なお、ヒンジアーム３０の回動ストロークは、側壁部３０Ａの後端部に形成されたストッパ４０がヒンジベース２６の規制部４２に当接することによって規制されるので、ヒンジアーム３０は所定量以上は回動しない。すなわち、フード１２の後端側のポップアップ量（リフトアップ量）は、予め決められている。
【００４３】
図４に示されるフード１２の押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重が、ロッド２０によるフード１２の押し上げ位置付近に作用した場合、図５に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に沿って車両後方側へ摺動される。そして、ロッド２０の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８上を車両後方側へ摺動するのに伴ってロッド２０が根元から曲げ変形（塑性変形）される。このときのロッド２０の曲げ変形により、衝突エネルギーが吸収されて、衝突体への入力荷重（反力）が低減される。なお、押し上げ面３８上をロッド２０の押圧部５４が摺動していく際に、ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａは切欠４６が開く方向へ変形される。
【００４４】
ここで、押圧部５４がヒンジアーム３０の曲げ部６０まで摺動すると、押圧部５４の角が曲げ部６０に引っ掛かる（摺動抵抗が急激に増加してブレーキがかかる）。この状態から更にフード１２が下降すると、図６に示されるように、押圧部５４が曲げ部６０を越えて、押し上げ面３８上を摺動していく。その後、ヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又はロッド２０の根元の折れ曲がり部に底付きする。つまり、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に当接した時点からヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又はロッド２０の根元の折れ曲がり部に当接して底付きした時点までの途中の段階で、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ（図４及び図８参照）の変化が増加から減少に一旦転じ、これにより摺動抵抗が増加して中間荷重が立ち上がる。なお、単に「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度」というとロッド２０の軸線に対して車両後方側の角度と車両前方側の角度の二つがあるが、ここでいう「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ」は、前者の方の角度のことを指しており、鈍角の方である。
【００４５】
このことを図７に示されるグラフを用いて説明すると、図７に示される荷重−変位特性において、フード１２の押し上げ位置保持状態において上方側からフード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が作用すると、ロッド２０が曲げ変形を開始するまでは荷重（反力）が立ち上がり、曲げ変形する直前にピーク荷重（Ｐ１）を迎える。ロッド２０が曲がり始めると、荷重が急激に減少していき、仮に本構造が適用されていない場合には破線グラフのようになって、エネルギー吸収の終期に底付き荷重が立ち上がり、再度ピーク荷重（Ｐ２）を迎えて終了する。なお、グラフは破線グラフ及び実線グラフのいずれも誇張して描いている。
【００４６】
これに対し、本構造が適用された場合には、Ｐ１〜Ｐ２までの間にロッド２０が曲げ部６０に干渉するので、再び荷重（反力）が立ち上がり、中間ピーク荷重（Ｐ３）が発生する。よって、仮にエネルギー吸収の総量（グラフと横軸で囲まれた面積）が同じだとすると、衝突終期のピーク荷重をＰ２からＰ４に下げることができ、変形ストロークもδだけ短くなる。その結果、衝突体との衝突時にアクチュエータ１８の作動によりロッド２０を伸長させてフード１２を押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００４７】
上記作用及び効果を「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ」との関係で更に補足説明すると、図８（Ａ）に示されるロッド２０の状態が、衝突初期のピーク荷重が立ち上がった（発生した）ときの状態である。図７のグラフでは、点Ｐ１に相当する。今仮に、このときのロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度をθ１（＞９０°）とする。この状態からフード１２が下降し始めてロッド２０が曲げ変形していくと、急激に摺動抵抗が減少していくが、丁度図７のグラフにおける点Ｐ１と点Ｐ３との間の谷部（点Ｐ５付近）の状態を現したのが、図８（Ｂ）である。この状況下では、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ２は、θ１よりも増加している（θ２＞θ１）。そして、押圧部５４が曲げ部６０に到ると、図８（Ｃ）に示される状態となる。すなわち、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８（曲げ部６０の曲率半径の中心と、押圧部５４が押し上げ面３８と接する位置とを結んだ線分に対する接線Ｓ）とのなす角度θ３は、押圧部５４が曲げ部６０に到達する直前の角度θ２よりも小さくなり、角度θの変化が増加から一旦減少に転じる（θ２＞θ３）。このときに、押圧部５４に作用する摺動抵抗が急激に増加することで、図７に示される中間ピーク荷重Ｐ３を発生させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、ロッド２０のハウジング５２の上端部５２Ａからの突出長さｂを、フードヒンジ１６のヒンジアーム３０におけるロッド２０による押し上げ位置から曲げ部６０までの長さａよりも大きく設定したので、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の曲げ部６０に当接したときに、反力（中間荷重）を立ち上げることができ、エネルギー吸収効率が低下するのを効果的に抑制することができる。
【００４９】
〔上記実施形態の補足説明〕
【００５０】
（１） 上述した実施形態では、フードヒンジ１６をカウルトップサイドに固定したが、これに限らず、フードヒンジをエプロンアッパメンバ等の車体側構成部材に固定するようにしてもよい。
【００５１】
（２） 上述した実施形態では、フード１２の後端側をロッド２０が押し上げる構成を採ったが、これに限らず、フード後部側をロッドが押し上げる構成であればよい。すなわち、本発明における「フード後部側」とは、フードの前後方向中間部よりも車両後方側に位置する部分を指している。好ましくは、フード後端からフード全長の１／３程度までの部分をロッドで押し上げるとよい。なお、フードの前後方向中間部を除いているのは、フードの前後方向中間部にはフードの折れビードが設定されていることがあり、この部分をフード上方側へ押し上げると、フードが折れ変形し、フード後端側が上がらないためである。
【００５２】
（３） 用語について以下に補足説明する。
【００５３】
まず、本発明における「曲げ部」についてであるが、実施形態中の曲げ部６０は図１に示される通常時（アクチュエータ１８の非作動状態）におけるヒンジアーム３０を側面視で見た場合に、前部から中間部にかけて湾曲した接続部分を指しており、本発明における「曲げ部」もその意味で使っている。因みに、図４に示されるフード押し上げ位置保持状態では、後側のヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａの若干フード後方側の位置（後端膨らみ部３４Ａの底部後端）でヒンジアーム３０が曲げ変形して（屈曲して）いるが、このときに生じた曲げ変形はフード１２が下降する際に概ね元の状態に戻されるため、この屈曲部位は本発明における「曲げ部」ではない。すなわち、本発明における「曲げ部」は、車両用ポップアップフード装置の非作動状態におけるヒンジアームの曲げ部を意味する。
【００５４】
次に、本発明における「底付き」についてであるが、上記実施形態ではヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又は曲げ変形したロッド２０の根元の折れ曲がり部に底付く例について説明したが、これに限らず、カウルトップサイド２２や図９に示されるように、カウルトップサイド２２の上面部２２Ａよりも下方に位置するカウル７０に底付く態様やＦＦ車等ではエプロンアッパメンバに底付く態様なども含まれる。
【００５５】
（４） 上述した実施形態では、ヒンジアーム３０が側面視で略Ｚ字状に形成されていたが、「略Ｚ字状」とはフード１２への取付部とヒンジベース２６への連結部とを有し、両者を車両前後方向に対して斜めに傾斜して連結する形状であればよく、見方によっては略Ｌ字状、略Ｓ字状に見えるものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る車両用ポップアップフード装置においてドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す側面図である。
【図２】ドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示される車両用ポップアップフード装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図１に示される状態からポップアップ機構部が作動して押し上げ位置保持状態を示す側面図である。
【図５】図４に示される状態から衝突荷重が入力されてロッドが途中まで曲げ変形した状態を示す側面図である。
【図６】図５に示される状態からヒンジアームがアクチュエータ側（ロッドの根元の折れ曲がり部）に底付きしてロッドの曲げ変形が完了した状態を示す側面図である。
【図７】本実施形態に係る車両用ポップアップフード装置を用いた場合の荷重−変位特性を対比例と共に示すグラフである。
【図８】ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度の変化の仕方を説明するための説明図である。
【図９】ヒンジアームがアクチュエータ側ではなくボディー側に底付きした状態を示す図６に対応する側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 車両用ポップアップフード装置
１２ フード
１６ フードヒンジ
１８ アクチュエータ
２０ ロッド
２２ カウルトップサイド（車体側）
３０ ヒンジアーム（フード側取付部材）
３４Ａ 後端膨らみ部（フード後部側）
３８ 押し上げ面
５４ 押圧部（ロッドの先端部）
６０ 曲げ部
θ ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ポップアップフード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歩行者保護等の観点から、車両が歩行者等の衝突体に衝突した際にフードの後端部を持ち上げて衝突体をフードで受け止めて衝撃を緩和する車両用ポップアップフード装置が開発されている。例えば、下記特許文献１に開示された車両用ポップアップフード装置では、フードの後端部両サイドに左右一対のフードヒンジが配設されており、衝突体との衝突時になると、フードヒンジ近傍に配設されたアクチュエータが作動し、突き上げロッドでフードヒンジのフード側リンクを突き上げるようになっている。
【０００３】
しかしながら、上記フードの後端部を持ち上げただけでは、衝突体がフードの突き上げ位置付近に衝突した場合に、突き上げロッドが突っ張り、衝突体に作用する荷重反力が大きくなる可能性がある。このため、車両用ポップアップフード装置に別途エネルギー吸収機構を付加して、このような場合には所定のエネルギー吸収がなされるようにすることが望ましい。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、衝突時に自動車用安全装置を作動させるアクチュエータにエネルギー吸収機構を付加した技術が開示されている。簡単に説明すると、ピストンロッドの先端部に所定値以上の軸方向荷重が入力されると、ピストンロッドに設けられた塑性変形部が圧壊し、これによりピストンロッドがシリンダ内に収縮（相対移動）される、というものである。従って、特許文献２に開示されたアクチュエータを特許文献１に開示された車両用ポップアップフード装置に適用することにより、上記ニーズに応えることができるとも考えられる。
【特許文献１】特開２００５−２２５３９２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ピストンロッドとシリンダとの間で塑性変形させることでエネルギー吸収する機構の場合、寸法精度のバラツキからエネルギー吸収性能にもバラツキが生じる（ロスが生じる）。また、ピストンロッドに入力される荷重の作用方向がピストンロッドの軸方向からずれると、ピストンロッドがシリンダ内に円滑に収縮されず、塑性変形によるエネルギー吸収効果が充分に得られないということも考えられる。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、衝突体との衝突時にアクチュエータの作動によりロッドを伸長させてフードを押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができる車両用ポップアップフード装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、フード後部側をフードヒンジを介して車体側に開閉可能に支持する一方、車両に搭載されたアクチュエータが作動することによりロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側をフード上方側へ押し上げかつその押し上げ位置にフードを保持する車両用ポップアップフード装置であって、前記フードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合に、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させながらロッドを曲げ変形させることにより、衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構部を有し、さらに、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせる、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の車両用ポップアップフード装置において、前記ロッドは当該ロッドを押し上げるアクチュエータのハウジング内に収容されていると共に、前記フードヒンジのフード側取付部材はフード側方から見て略Ｚ字状に形成されており、さらに、当該ロッドのハウジングからの突出長さｂを、当該フード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定した、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、車両に搭載されたアクチュエータが作動すると、ロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側がフード上方側へ押し上げられて、その位置に保持される。
【００１０】
このフードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合、エネルギー吸収機構部によって所定の衝突エネルギーが吸収される。具体的には、ロッドの先端部がフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動されながら、ロッドが曲げ変形されていく。これにより、衝突エネルギーが吸収される。すなわち、本発明では、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させ、その摺動動作を利用してロッドを曲げ変形させてエネルギー吸収する構成を採っているため、従来のように寸法精度によって塑性変形の仕方が変動したり、荷重入力方向によってピストンロッドがシリンダ内へ円滑に相対移動しないことによるエネルギー吸収ロスが大幅に削減される。
【００１１】
特に、本発明では、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせるようにしたので、終期荷重のピーク値を下げることができる。
【００１２】
すなわち、一般にロッドを曲げ変形させてエネルギー吸収しようとした場合、ロッドが曲げ変形する直前までは充分な反力が得られるので、効率良くエネルギー吸収することが可能である。しかし、ロッドが曲がり始めると、反力が低下する傾向がある。そして、反力が低下したまま、フードヒンジのフード側取付部材が底付きして底付き荷重が立ち上がると、衝突初期のピーク荷重ほどではないが、衝突後半で衝突体に入力される荷重反力が増える。本発明では、衝突初期のピーク荷重の発生時点から衝突終期のピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせるため、エネルギー吸収量を一定とすれば、衝突終期のピーク荷重のピーク値を下げることができる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、ロッドのハウジングからの突出長さｂを、フードヒンジのフード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定したので、ロッドの先端部がフード側取付部材の曲げ部に当接したときに、反力（中間荷重）が立ち上がる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用ポップアップフード装置は、衝突体との衝突時にアクチュエータの作動によりロッドを伸長させてフードを押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車両用ポップアップフード装置は、エネルギー吸収効率が低下するのを効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図９を用いて、本発明に係る車両用ポップアップフード装置の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。
【００１７】
図３には、第１実施形態に係る車両用ポップアップフード装置の全体構成を示す平面図が示されている。また、図２には、右ハンドル車でドライバ側から見て右側（以下、単に「ドライバ側から見て右側」と略す。）に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す平面図が示されている。さらに、図１には、ドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態をエンジンルーム側から見て示す拡大側面図が示されている。なお、といったときは、右ハンドル車
【００１８】
これらの図に示されるように、車両用ポップアップフード装置１０は、エンジンルームを開閉するフード１２の後端側両サイドにそれぞれ配設された左右一対のポップアップ機構部１４を主要部として構成されている。左右のポップアップ機構部１４はいずれも同一構成であるので、以下の説明においてはドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部１４の構成について説明し、ドライバ側から見て左側に配置されたポップアップ機構部１４の構成の説明は省略する。
【００１９】
ポップアップ機構部１４は、フード１２を開閉可能に支持するフードヒンジ１６と、歩行者等の衝突体との衝突時に作動するアクチュエータ１８と、このアクチュエータ１８が作動することによりフード上方側へ軸方向移動するロッド２０と、によって構成されている。以下、この順に各構成要素について説明する。
【００２０】
＜フードヒンジ１６の構成＞
【００２１】
フードヒンジ１６は、フード１２の後端側とウインドシールドガラスの下端部との間に車両幅方向に沿って延在するカウルの両サイドに設けられた車体側構成部材であるカウルトップサイド２２の上面部２２Ａに後述する取付ボルト３６で固定されるヒンジベース２６と、このヒンジベース２６にヒンジピン（回転中心軸）２８で相対回転可能に連結され、ヒンジベース２６とフード１２の後述する後端膨らみ部３４Ａとを連結するフード側取付部材としてのヒンジアーム３０と、によって構成されている。
【００２２】
なお、フード１２は、車両外側に配置されて意匠面を構成するフードアウタパネル３２と、エンジンルーム側に配置されると共にフードアウタパネル３２を補強するフードインナパネル３４と、を含んで構成されており、両者はその端末部がヘミング加工されることによって結合されている。また、フードインナパネル３４の後端側はフード下方側へ膨らんでおり、これによりフード１２の後端側に後端膨らみ部３４Ａが形成されている。さらに、フードヒンジ１６は、本来的にはフード１２をボディーに開閉可能に支持するためのヒンジ部品であるが、本実施形態では、車両用ポップアップフード装置１０の構成要素でもある。
【００２３】
各部の構成についてより具体的に説明すると、図１及び図２に示されるように、ヒンジベース２６は、車両正面視で略Ｌ字状に形成されており、車両前後方向に沿って延在する狭幅板状の取付部２６Ａと、取付部２６Ａの車両幅方向内側の端部から車両上方側へ屈曲されかつ側面視で略台形状に形成された支持部２６Ｂと、を備えている。取付部２６Ａは、カウルトップサイド２２の上面部２２Ａに取付ボルト３６で固定されている。
【００２４】
一方、ヒンジアーム３０は、車両前後方向に沿って延在する長尺状の部材であり、側面視で略Ｌ字状（上下逆向きの「へ」の字状）に形成されている。構造的には、ヒンジアーム３０は、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂに対して平行に配置される側壁部３０Ａと、当該側壁部３０Ａの上縁部からフード幅方向中央側へ向けて折り曲げられて形成されると共にフード１２の後端膨らみ部３４Ａに対して平行に配置される頂壁部３０Ｂと、を含んで構成されており、一般断面の縦断面形状は上下逆向きのＬ字状とされている。このうち、頂壁部３０Ｂの前部下面が、後述するロッド２０の先端部（押圧部５４）によって押し上げられて当該先端部（押圧部５４）が摺動していく押し上げ面（摺動面）３８とされている。但し、実際には、後述するロッド２０がフード上方側へ軸方向移動してその先端部の押圧部５４が当接する位置（図４図示位置）よりもフード前方側の面は、摺動面としては使用しない。
【００２５】
また、頂壁部３０Ｂの前端部の内側縁はフード下方側へ折り曲げられており、側壁部３０Ａと平行な一対のフランジを形成している。従って、ヒンジアーム３０の前端部は、コ字状の断面形状とされている。
【００２６】
図２に示されるように、上記フードヒンジ１６の側壁部３０Ａは、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂの車両幅方向内側に隣接して配置される後部３０Ａ１と、後部３０Ａ１に対してフード幅方向中央側へオフセットして配置されかつフード前方側へ延設された前部３０Ａ２と、後部３０Ａ１と前部３０Ａ２とを斜めに繋ぐ中間部３０Ａ３と、によって構成されている。フードヒンジ１６の頂壁部３０Ｂも同様に構成されており、ヒンジベース２６の支持部２６Ｂ側に配置される後部３０Ｂ１と、フード１２の後端膨らみ部３４Ａの下面に当接状態で重ねられる前部３０Ｂ２と、後部３０Ｂ１と前部３０Ｂ２とを斜めに繋ぐ中間部３０Ｂ３とを備えている。
【００２７】
ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａの後端部は、ヒンジピン２８によってヒンジベース２６の支持部２６Ｂの上端部にヒンジ結合されている。従って、ヒンジアーム３０は、ヒンジピン２８を回転中心として車両上下方向へ回動可能とされている。なお、側壁部３０Ａの後端部には、鉤状に屈曲された開度規制用のストッパ４０が半径方向に突出されており、これに対応してヒンジベース２６の支持部２６Ｂの上端部には、ストッパ４０と干渉してそれ以上のヒンジアーム３０の回動を規制する開度規制用の規制部４２が一体に形成されている。
【００２８】
また、ヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂの前部３０Ｂ２は、フード１２の後端膨らみ部３４Ａの下面に沿って略車両前後方向に延出されており、前後二点で締結具であるヒンジボルト４４及び図示しないウエルドナットによってフード１２の後端膨らみ部３４Ａに締結（固定）されている。なお、ヒンジボルト４４のボルト締結方向はフード上下方向であり、組付に際してはフード下方側からヒンジボルト４４が図示しないウエルドナットに螺入されるようになっている。従って、ヒンジボルト４４の締結後の状態では、ヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａが頂壁部３０Ｂの下面からフード下方側へ突出した状態で配置されるようになっている（図１参照）。
【００２９】
さらに、上述した側壁部３０Ａには、フード後方側に配置されたヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａと対向する位置に、側面視で矩形状とされた切欠４６が形成されている。切欠４６は、側壁部３０Ａの下縁側から上縁側へ向けて切り欠かれている。なお、切欠４６は、側壁部３０Ａと頂壁部３０Ｂとの接続部位である稜線にかかるように設定されている。
【００３０】
なお、上記の如く構成されたヒンジアーム３０を機能的に見た場合、側壁部３０Ａの後部３０Ａ１がヒンジ側連結部として機能し、頂壁部３０Ｂの前部３０Ｂ２がフード側連結部として機能し、両機能を併有した部品がヒンジアーム３０といえる。
【００３１】
＜アクチュエータ１８の構成＞
【００３２】
アクチュエータ１８は、略円柱状に形成されており、平面視でヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂにおける押し上げ面３８の前部下方に略車両上下方向を軸方向として配置されている。アクチュエータ１８には図示しないブラケットが一体的に設けられており、ブラケットがカウルトップサイド２２の側面部２２Ｂにボルトで固定されている。また、アクチュエータ１８のハウジング５２の内部には、ガス発生剤で構成されたガス発生手段及びガス発生剤を燃焼させてガスを発生させる点火装置が配設されている。なお、ガス発生剤を使ったタイプの他に、ハウジング５２内に高圧ガスが封入されて点火装置が作動することにより高圧ガスを隔成している隔壁を破断させるタイプを利用することも可能である。
【００３３】
また、上記アクチュエータ１８を作動させる点火装置は、コンソールボックスの下方等に配設された図示しないＥＣＵ（制御手段）と接続されている。ＥＣＵは、フロントバンパ等に配設されて歩行者等の衝突体との衝突を検知又は予知する衝突検知センサ（衝突検知手段）と接続されている。
【００３４】
＜ロッド２０の構成＞
【００３５】
ロッド２０は、アクチュエータ１８のハウジング５２内に同軸上に収容されている。ロッド２０は真直棒状の部材とされており、その下端部にはハウジング５２内に緊密に収容されたピストン（図示省略）が設けられている。ハウジング５２内で発生したガスは、このピストンの推進力として作用するようになっている。また、ロッド２０の上端部には、ロッド２０よりも大径とされた押圧部５４が取り付けられている。押圧部５４は、頂壁部３０Ｂの押し上げ面３８の前端部近傍部位と上下に対向して配置されている。より正確には、図２に示されるように、押圧部５４は、押し上げ面３８のフード幅方向外側に配置されている。換言すれば、押圧部５４は、車両平面視で前後一対のヒンジボルト４４に対してフード幅方向にずれた位置（オーバーラップしない位置）に配置されており、かつ前後一対のヒンジボルト４４の間（フード前方側のヒンジボルト４４の近傍）に配置されている。なお、このような位置関係になるのは、周辺部品との関係で車両搭載スペースが限られる等の理由による。
【００３６】
＜ヒンジアーム３０とロッド２０との関係＞
【００３７】
上述したヒンジアーム３０の前部３０Ａ２、３０Ｂ２と中間部３０Ａ３、３０Ｂ３との接続部位には、曲げ部６０が形成されている。図６に示されるように、ヒンジアーム３０の押し上げ面３８におけるロッド２０の先端部の押圧部５４が当接する位置から曲げ部６０までの長さをａとし、ロッド２０の長さ（押圧部５４を含んだ長さ）をｂとすると、ａ＜ｂの関係が成り立つようにａとｂの寸法が設定されている。
【００３８】
（本実施形態の作用並びに効果）
【００３９】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００４０】
図１に示されるように、車両用ポップアップフード装置１０が非作動状態のときには、アクチュエータ１８が非作動状態にあるため、ロッド２０はアクチュエータ１８のハウジング５２内に収容された状態（押圧部５４の下面がアクチュエータ１８のハウジング５２の上端部５２Ａに当接した状態）にある。また、図２に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４は、ヒンジアーム３０の頂壁部３０Ｂにおける押し上げ面３８の前端側の直下に対向して配置されており、かつヒンジボルト４４に対してフード幅方向にずれた位置に位置されている（図２参照）。
【００４１】
この状態から、歩行者等の衝突体と前面衝突すると、図示しない衝突検知手段によって衝突体と前面衝突したことが検知され、図示しないＥＣＵに衝突信号が出力される。ＥＣＵでは、入力された衝突信号に基づいて車両用ポップアップフード装置１０を作動させるべきか否かを判断し、車両用ポップアップフード装置１０を作動させるべきと判断すると、アクチュエータ１８に作動信号が出力される。これにより、アクチュエータ１８内の図示しない点火装置が点火し、ガス発生剤を燃焼させて所定量のガスをハウジング５２内に発生させる。なお、アクチュエータ１８が高圧ガス封入タイプの場合には、点火装置が作動することにより隔壁が破断等されることにより所定量のガスがハウジング５２内に発生する。また、プリクラッシュセンサを搭載している場合には、前面衝突が予知された段階で上記の作動となる。
【００４２】
上記の如くして発生したガスは、ハウジング５２内に緊密に収容されたピストンに作用し、ピストンをハウジング５２の軸方向先端側（即ち、フード上方側）へ押圧する。ピストンには、ロッド２０の下端部が連結されているので、ピストンがハウジング５２内を上昇すると、ロッド２０がフード上方側へ向けて軸方向移動する。その結果、図４に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に当接し、ヒンジアーム３０をヒンジピン２８回りに図４の時計方向（矢印Ｂ方向）へ回動させることにより、フード１２の後端側（後端膨らみ部３４Ａ）がフード上方側へ押し上げられる。このとき、ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａの前部３０Ａ２側は切欠４６の形成部位の剛性が他の部位に比べて低くなっているため、切欠４６を起点としてヒンジアーム３０が屈曲される。なお、ヒンジアーム３０の回動ストロークは、側壁部３０Ａの後端部に形成されたストッパ４０がヒンジベース２６の規制部４２に当接することによって規制されるので、ヒンジアーム３０は所定量以上は回動しない。すなわち、フード１２の後端側のポップアップ量（リフトアップ量）は、予め決められている。
【００４３】
図４に示されるフード１２の押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重が、ロッド２０によるフード１２の押し上げ位置付近に作用した場合、図５に示されるように、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に沿って車両後方側へ摺動される。そして、ロッド２０の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８上を車両後方側へ摺動するのに伴ってロッド２０が根元から曲げ変形（塑性変形）される。このときのロッド２０の曲げ変形により、衝突エネルギーが吸収されて、衝突体への入力荷重（反力）が低減される。なお、押し上げ面３８上をロッド２０の押圧部５４が摺動していく際に、ヒンジアーム３０の側壁部３０Ａは切欠４６が開く方向へ変形される。
【００４４】
ここで、押圧部５４がヒンジアーム３０の曲げ部６０まで摺動すると、押圧部５４の角が曲げ部６０に引っ掛かる（摺動抵抗が急激に増加してブレーキがかかる）。この状態から更にフード１２が下降すると、図６に示されるように、押圧部５４が曲げ部６０を越えて、押し上げ面３８上を摺動していく。その後、ヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又はロッド２０の根元の折れ曲がり部に底付きする。つまり、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の押し上げ面３８に当接した時点からヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又はロッド２０の根元の折れ曲がり部に当接して底付きした時点までの途中の段階で、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ（図４及び図８参照）の変化が増加から減少に一旦転じ、これにより摺動抵抗が増加して中間荷重が立ち上がる。なお、単に「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度」というとロッド２０の軸線に対して車両後方側の角度と車両前方側の角度の二つがあるが、ここでいう「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ」は、前者の方の角度のことを指しており、鈍角の方である。
【００４５】
このことを図７に示されるグラフを用いて説明すると、図７に示される荷重−変位特性において、フード１２の押し上げ位置保持状態において上方側からフード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が作用すると、ロッド２０が曲げ変形を開始するまでは荷重（反力）が立ち上がり、曲げ変形する直前にピーク荷重（Ｐ１）を迎える。ロッド２０が曲がり始めると、荷重が急激に減少していき、仮に本構造が適用されていない場合には破線グラフのようになって、エネルギー吸収の終期に底付き荷重が立ち上がり、再度ピーク荷重（Ｐ２）を迎えて終了する。なお、グラフは破線グラフ及び実線グラフのいずれも誇張して描いている。
【００４６】
これに対し、本構造が適用された場合には、Ｐ１〜Ｐ２までの間にロッド２０が曲げ部６０に干渉するので、再び荷重（反力）が立ち上がり、中間ピーク荷重（Ｐ３）が発生する。よって、仮にエネルギー吸収の総量（グラフと横軸で囲まれた面積）が同じだとすると、衝突終期のピーク荷重をＰ２からＰ４に下げることができ、変形ストロークもδだけ短くなる。その結果、衝突体との衝突時にアクチュエータ１８の作動によりロッド２０を伸長させてフード１２を押し上げる構成において、フード押し上げ位置付近に所定値以上の衝突荷重が入力された場合に効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００４７】
上記作用及び効果を「ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ」との関係で更に補足説明すると、図８（Ａ）に示されるロッド２０の状態が、衝突初期のピーク荷重が立ち上がった（発生した）ときの状態である。図７のグラフでは、点Ｐ１に相当する。今仮に、このときのロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度をθ１（＞９０°）とする。この状態からフード１２が下降し始めてロッド２０が曲げ変形していくと、急激に摺動抵抗が減少していくが、丁度図７のグラフにおける点Ｐ１と点Ｐ３との間の谷部（点Ｐ５付近）の状態を現したのが、図８（Ｂ）である。この状況下では、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８とのなす角度θ２は、θ１よりも増加している（θ２＞θ１）。そして、押圧部５４が曲げ部６０に到ると、図８（Ｃ）に示される状態となる。すなわち、ロッド２０の軸線と押し上げ面３８（曲げ部６０の曲率半径の中心と、押圧部５４が押し上げ面３８と接する位置とを結んだ線分に対する接線Ｓ）とのなす角度θ３は、押圧部５４が曲げ部６０に到達する直前の角度θ２よりも小さくなり、角度θの変化が増加から一旦減少に転じる（θ２＞θ３）。このときに、押圧部５４に作用する摺動抵抗が急激に増加することで、図７に示される中間ピーク荷重Ｐ３を発生させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、ロッド２０のハウジング５２の上端部５２Ａからの突出長さｂを、フードヒンジ１６のヒンジアーム３０におけるロッド２０による押し上げ位置から曲げ部６０までの長さａよりも大きく設定したので、ロッド２０の先端部の押圧部５４がヒンジアーム３０の曲げ部６０に当接したときに、反力（中間荷重）を立ち上げることができ、エネルギー吸収効率が低下するのを効果的に抑制することができる。
【００４９】
〔上記実施形態の補足説明〕
【００５０】
（１） 上述した実施形態では、フードヒンジ１６をカウルトップサイドに固定したが、これに限らず、フードヒンジをエプロンアッパメンバ等の車体側構成部材に固定するようにしてもよい。
【００５１】
（２） 上述した実施形態では、フード１２の後端側をロッド２０が押し上げる構成を採ったが、これに限らず、フード後部側をロッドが押し上げる構成であればよい。すなわち、本発明における「フード後部側」とは、フードの前後方向中間部よりも車両後方側に位置する部分を指している。好ましくは、フード後端からフード全長の１／３程度までの部分をロッドで押し上げるとよい。なお、フードの前後方向中間部を除いているのは、フードの前後方向中間部にはフードの折れビードが設定されていることがあり、この部分をフード上方側へ押し上げると、フードが折れ変形し、フード後端側が上がらないためである。
【００５２】
（３） 用語について以下に補足説明する。
【００５３】
まず、本発明における「曲げ部」についてであるが、実施形態中の曲げ部６０は図１に示される通常時（アクチュエータ１８の非作動状態）におけるヒンジアーム３０を側面視で見た場合に、前部から中間部にかけて湾曲した接続部分を指しており、本発明における「曲げ部」もその意味で使っている。因みに、図４に示されるフード押し上げ位置保持状態では、後側のヒンジボルト４４のボルト頭部４４Ａの若干フード後方側の位置（後端膨らみ部３４Ａの底部後端）でヒンジアーム３０が曲げ変形して（屈曲して）いるが、このときに生じた曲げ変形はフード１２が下降する際に概ね元の状態に戻されるため、この屈曲部位は本発明における「曲げ部」ではない。すなわち、本発明における「曲げ部」は、車両用ポップアップフード装置の非作動状態におけるヒンジアームの曲げ部を意味する。
【００５４】
次に、本発明における「底付き」についてであるが、上記実施形態ではヒンジアーム３０の下端部がハウジング５２の上端部５２Ａ又は曲げ変形したロッド２０の根元の折れ曲がり部に底付く例について説明したが、これに限らず、カウルトップサイド２２や図９に示されるように、カウルトップサイド２２の上面部２２Ａよりも下方に位置するカウル７０に底付く態様やＦＦ車等ではエプロンアッパメンバに底付く態様なども含まれる。
【００５５】
（４） 上述した実施形態では、ヒンジアーム３０が側面視で略Ｚ字状に形成されていたが、「略Ｚ字状」とはフード１２への取付部とヒンジベース２６への連結部とを有し、両者を車両前後方向に対して斜めに傾斜して連結する形状であればよく、見方によっては略Ｌ字状、略Ｓ字状に見えるものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る車両用ポップアップフード装置においてドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す側面図である。
【図２】ドライバ側から見て右側に配置されたポップアップ機構部の通常時の状態を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示される車両用ポップアップフード装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図１に示される状態からポップアップ機構部が作動して押し上げ位置保持状態を示す側面図である。
【図５】図４に示される状態から衝突荷重が入力されてロッドが途中まで曲げ変形した状態を示す側面図である。
【図６】図５に示される状態からヒンジアームがアクチュエータ側（ロッドの根元の折れ曲がり部）に底付きしてロッドの曲げ変形が完了した状態を示す側面図である。
【図７】本実施形態に係る車両用ポップアップフード装置を用いた場合の荷重−変位特性を対比例と共に示すグラフである。
【図８】ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度の変化の仕方を説明するための説明図である。
【図９】ヒンジアームがアクチュエータ側ではなくボディー側に底付きした状態を示す図６に対応する側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 車両用ポップアップフード装置
１２ フード
１６ フードヒンジ
１８ アクチュエータ
２０ ロッド
２２ カウルトップサイド（車体側）
３０ ヒンジアーム（フード側取付部材）
３４Ａ 後端膨らみ部（フード後部側）
３８ 押し上げ面
５４ 押圧部（ロッドの先端部）
６０ 曲げ部
θ ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フード後部側をフードヒンジを介して車体側に開閉可能に支持する一方、車両に搭載されたアクチュエータが作動することによりロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側をフード上方側へ押し上げかつその押し上げ位置にフードを保持する車両用ポップアップフード装置であって、
前記フードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合に、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させながらロッドを曲げ変形させることにより、衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構部を有し、
さらに、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせる、
ことを特徴とする車両用ポップアップフード装置。
【請求項２】
前記ロッドは当該ロッドを押し上げるアクチュエータのハウジング内に収容されていると共に、前記フードヒンジのフード側取付部材はフード側方から見て略Ｚ字状に形成されており、
さらに、当該ロッドのハウジングからの突出長さｂを、当該フード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定した、
ことを特徴とする請求項１記載の車両用ポップアップフード装置。
【請求項１】
フード後部側をフードヒンジを介して車体側に開閉可能に支持する一方、車両に搭載されたアクチュエータが作動することによりロッドがフード上方側へ伸長してフード後部側をフード上方側へ押し上げかつその押し上げ位置にフードを保持する車両用ポップアップフード装置であって、
前記フードの押し上げ位置保持状態において、フード上方側から所定値以上の衝突荷重がロッドによるフードの押し上げ部位付近に作用した場合に、ロッドの先端部をフード後部側の押し上げ面に沿って車両後方側へ摺動させながらロッドを曲げ変形させることにより、衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構部を有し、
さらに、ロッドが曲がり始める前までの初期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点からフードが下降してフードヒンジのフード側取付部材が底付きしたときに生じる終期荷重の立ち上がりとなるピーク荷重の発生時点までの間に、ロッドの軸線と押し上げ面とのなす角度θの変化を増加から減少に一旦転じさせることにより摺動抵抗を増加させて中間荷重を立ち上がらせる、
ことを特徴とする車両用ポップアップフード装置。
【請求項２】
前記ロッドは当該ロッドを押し上げるアクチュエータのハウジング内に収容されていると共に、前記フードヒンジのフード側取付部材はフード側方から見て略Ｚ字状に形成されており、
さらに、当該ロッドのハウジングからの突出長さｂを、当該フード側取付部材におけるロッドによる押し上げ位置から曲げ部までの長さａよりも大きく設定した、
ことを特徴とする請求項１記載の車両用ポップアップフード装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７３２１３（Ｐ２００９−１７３２１３Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５６１１（Ｐ２００８−１５６１１）
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
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