CN103328311B - 车辆用前发动机罩构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用前发动机罩构造。在前发动机罩中，确保前发动机罩通过前部碰撞负载而折弯为山形，并获得包含所需的面刚性在内的发动机罩所要求的刚性，而且，能够高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架的向下方的变形量的抑制、以及适当地设定HIC。在发动机罩框架(20)设置有中央加强筋(22)、前侧放射加强筋(26)、后侧放射加强筋(28)。

Description

车辆用前发动机罩构造

技术领域

本发明涉及汽车的前发动机罩构造，尤其涉及设置于发动机罩面板的背面的发动机罩框架的构造。

背景技术

作为覆盖汽车的发动机室的上部的前发动机罩，已知包含发动机罩面板(外部面板)和在发动机罩面板的背面重叠设置的发动机罩框架(内部面板)的二层构造的形式。该形式的前发动机罩中，已有在发动机罩框架设置多个凹窝(dimple)、贯通孔，并由此谋求维持前发动机罩的所需的面刚性并适当地设定伤害值(HIC)的方案(例如，专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利局特开2000-168622号公报(A)

专利文献2：日本专利局专利第3829715号公报(B)

发明内容

然而，上述的以往的前发动机罩，由于多个凹窝或多个凹窝及贯通孔分别独立地分散配置于发动机罩框架，所以对于负载传递而言不具有连续性。因此，在上述的以往的前发动机罩中，相对于来自发动机罩上方的负载输入，无法使该负载传递至发动机罩框架的大面积区域，无法适当地承受冲击负载。

在来自发动机罩上方的输入负载较大的情况下，为了使其被前发动机罩适当地吸收，必须在避免因前发动机罩的向下方的变形而导致的前发动机罩与发动机室内的配置物例如气缸盖罩或发动机进气系统部件接触的同时使前发动机罩弯曲，因而需要将前发动机罩与发动机室内的配置物之间的上下空隙即所谓的碰撞行程设定得较大。而这会导致发动机罩高度增大，成为导致前方视野性降低的原因，更严重地，会成为因车身的前面投影面积的增加而导致的空气动力特性恶化的原因，燃料经济性会恶化。

另外，对于前发动机罩而言，为了确保车室内空间，当在前部碰撞时较大负载作用于前发动机罩时，希望其折弯为山形从而吸收碰撞能量，前发动机罩不侵入客舱内。对于这一点，在上述的以往的前发动机罩中，难以通过凹窝或贯通孔的大小及配置的设定来实现下述诉求：确保前发动机罩因前部碰撞负载而折弯为山形，并尽可能地减小能够将来自前发动机罩上方的输入负载吸收的碰撞行程。

本发明所要解决的课题在于，确保前发动机罩因前部碰撞负载而折弯为山形，并获得包含所需的面刚性在内的前发动机罩所要求的刚性，而且，能够高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架的向下方的变形量的抑制、以及适当地设定HIC。

用于解决课题的手段

基于本发明的车辆用前发动机罩构造，是包含发动机罩面板10和在所述发动机罩面板10的背面重叠设置的发动机罩框架20的车辆用前发动机罩构造，所述发动机罩框架20具有：中央加强筋22，其从设定在所述发动机罩框架20的两侧端且在车身前后方向的大致中间部的两个中折点A的连结线L1与车宽方向中心线L2的交叉点C向车宽方向外侧延伸突出，并且以朝所述发动机罩面板侧突出的方式设置；多个放射加强筋26、28，其在所述中央加强筋22的前方以及后方，向所述发动机罩框架20的对角方向放射状地延伸，并且以朝所述发动机罩面板侧突出的方式设置。

根据该构成，通过中央加强筋22及放射加强筋26、28，确保通过前部碰撞负载而山形地折弯，并且能够获得包含所需的面刚性在内的前发动机罩所要求的刚性，而且能够使来自罩上方的负载在初始阶段通过中央加强筋22向车宽方向的外侧端侧传递，然后进而通过放射加强筋26、28将其分散至发动机罩框架1的较大区域。通过该构成来控制HIC，由此，能够高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架的向下方的变形量进行抑制(碰撞行程的减少)、以及适当地设定HIC。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选所述中央加强筋20以及所述放射加强筋26、28的至少一方具有半圆形截面。

根据该构成，能够避免负载应力向加强筋部的基部的集中，能够良好地进行从加强筋部向平面部的负载传递。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选所述中央加强筋22在车宽方向上连续形成。

根据该构成，使来自罩上方的负载在初始阶段通过中央加强筋22向外侧端传递，控制HIC，由此能够高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架的向下方的变形量进行抑制(碰撞行程的减少)、以及适当地设定HIC。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选在所述中央加强筋22的车宽方向端部与发动机罩框架20的外侧缘部之间，具有未形成加强筋的规定宽度c的平面部20A。

根据该构成，未形成中央加强筋22的平面部20A的面刚性被合理化。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选所述发动机罩框架20具有在车宽方向中心部将在左右方向上相邻的所述放射加强筋26、28相互连结的连结部26A、28A、32、34。

根据该构成，能够在发动机罩框架20的整个区域范围内良好地进行来自罩上方的负载、特别是车宽方向中央的负载的分散。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选在所述中央加强筋22与所述前侧放射加强筋26的相对端之间，具有未形成加强筋的规定宽度d的平面部20B。

根据该构成，当前部碰撞时由于平面部20B作为低强度部发挥功能而压曲，因此能够实现适当的负载吸收，针对来自前发动机罩上方的碰撞负载，能够通过发动机罩框架20的平面部20B向拉伸方向变形而实现适当的负载吸收。

本发明的车辆用前发动机罩构造，优选进一步在所述发动机罩框架20的外周缘附近的、车宽方向中心部以及/或者车身前后方向的中间部的加强筋非设置区域形成有凹窝30。

根据该构成，未形成加强筋的平面部的面刚性能够通过凹窝30而合理化。

发明的效果

根据本发明的车辆用前发动机罩构造，通过在发动机罩框架上设置在车身前后方向的中间部沿车宽方向延伸的中央加强筋、以及分别在与中央加强筋相比的车身前方位置和车身后方位置设置多个放射加强筋，能够确保通过前部碰撞负载而山形地折弯，并且能够获得包含所需的面刚性在内的发动机罩所要求的刚性，而且通过这些加强筋使来自罩上方的负载分散至发动机罩框架的较大区域，能够高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架的向下方的变形量进行抑制(碰撞行程的减少)、以及适当地设定HIC。

附图说明

图1是表示车辆用前发动机罩构造的一个实施方式的罩背面侧的俯视图。

图2是基于本实施方式的车辆用前发动机罩构造的主要部位的侧视图。

图3是基于本实施方式的车辆用前发动机罩构造的加强筋部分的剖视图。

图4是对基于本实施方式的车辆用前发动机罩构造的设计要点进行说明的说明图。

图5是表示基于本实施方式的车辆用前发动机罩构造的前部碰撞后的状态的立体图。

图6是表示车辆用前发动机罩构造的其他的实施方式的罩背面侧的俯视图。

具体实施方式

以下，参照图1、图2对基于本发明的车辆用前发动机罩构造的一个实施方式进行说明。

前发动机罩1是将构成在车辆前部的发动机室的上方覆盖的部件，包括：成为外板的钢板制的发动机罩面板10；与发动机罩面板10的背面(发动机室侧的下底面)10A重叠设置的钢板制的发动机罩框架20。

发动机罩面板10为大致矩形，在背面10A侧的车身后方端附近的左右两侧(车宽方向端部附近)，安装有用于将发动机罩面板10铰链连接于车身(车轮罩构成部件等)的铰链部件12。

在发动机罩面板10的背面10A侧的车身前方端附近的车宽方向中央安装有闩眼14，该闩眼14将前发动机罩1相对于车身以能够卡合分离的方式卡定(锁定)。对于发动机罩面板10而言，使车身周边附近的背面10A侧的多个位置载置于固定在未图示的车身前部的隔板的上部及挡泥板的上部的接头圆锥形的弹性座部上，并分别得到支承。

发动机罩框架20是与发动机罩面板10的背面10A侧贴合的大致矩形的部件。在发动机罩框架20冲压成形有中央加强筋22。中央加强筋22是朝发动机罩面板10的背面10A侧突出的加强筋，从设定于发动机罩框架20的两侧端且车身前后方向的大致中间部的两个中折点A的连结线L1与车宽方向中心线L2的交叉点C朝车宽方向外侧延伸(参照图4)，在左右的车宽方向端部与中央加强筋配置位置处的发动机罩框架20的外侧缘部之间留有车宽方向宽度c，将车身前后方向的中间部在车宽方向上直线状地连续并延伸。由此，在车宽方向宽度c的部分存在未形成加强筋的平面部20A。

如图3所示，中央加强筋22的横截面形状(与加强筋纵长轴线正交的加强筋横截面的形状)构成为包括：由横宽b形成的扁平顶面部27；以及在扁平顶面部27的两侧具有90度的旋转角而对称配置的圆弧侧面部25，呈现具有与圆弧侧面部25的内半径r相应的加强筋高度h的半圆形(拱形)。圆弧侧面部25，分别是基于90度的旋转角的圆弧面(R面)，由此，从一个加强筋横截面观察，在加强筋内侧呈现描绘仰角θ＝45度的等腰三角形的截面形状。而且，该情况下的中央加强筋22的开口宽度为(2r+b)。

在发动机罩框架20的与中央加强筋22相比的车身前方位置及车身后方位置处，分别冲压形成有多个分别向发动机罩框架20的对角方向以放射状延伸的多个前侧放射加强筋26和后侧放射加强筋28。

该实施方式中，前侧放射加强筋26是朝发动机罩面板10的背面10A侧突出的加强筋，在车宽方向中央的两侧对称配置，分别在随着朝向车身前方而朝向与车宽方向中央侧相比的车宽方向外侧的方向相互平行地倾斜并直线状地延伸，后侧放射加强筋28在车宽方向中央的两侧对称配置，分别在随着朝向车身后方而朝向与车宽方向中央侧相比的车宽方向外侧的方向相互平行地倾斜并直线状地延伸。

在车宽方向中心部，在左右方向上相邻的两个前侧放射加强筋26，在中央加强筋22一侧的端部通过连结部26A而相互连结，在图1中观察呈上下颠倒的V形。除了位于该车宽方向中央侧的左右两个前侧放射加强筋26以外，在前侧放射加强筋26的中央加强筋22一侧的端部与中央加强筋22的车身前侧端缘部之间，在车身前后方向上以宽度d具有未形成加强筋的平面部20B。另外，在车宽方向中心部，在左右方向上相邻的两个后侧放射加强筋28，在中央加强筋22一侧的端部通过连结部28A而相互连结，在图1中观察呈V形。除了位于该车宽方向中央侧的左右两个后侧放射加强筋28以外，在后侧放射加强筋28的中央加强筋22一侧的端部与中央加强筋22的车身后侧端缘部之间，也在车身前后方向上以宽度d存在未形成加强筋的平面部20B。

如图3所示，前侧放射加强筋26及后侧放射加强筋28的横截面形状(与加强筋纵长轴线正交的加强筋横截面的形状)，与中央加强筋22相同地构成为包括：由横宽b形成的扁平顶面部27；以及在扁平顶面部27的两侧具有90度的旋转角而对称配置的圆弧侧面部25，呈现具有与圆弧侧面部25的内半径r相应的加强筋高度h的半圆形(拱形)。圆弧侧面部25分别是基于90度的旋转角的圆弧面(R面)，由此，从一个加强筋横截面观察，在加强筋内侧呈现描绘仰角θ＝45度的等腰三角形的截面形状。而且，该情况下的前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的开口宽度，与中央加强筋22相同地，为(2r+b)。

发动机罩框架20，通过涂覆于中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的各个的扁平顶面部27上的由砂胶密封材料等形成带状的粘合剂层24而贴合于发动机罩面板10的背面10A。基于粘合剂层24而实现的与发动机罩面板10的贴合部的中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的扁平顶面部27的横宽b具有涂覆粘合剂所需的最小宽度，不会导致刚性降低因而优选，实际上优选为10mm以下。此外，贴合并非必须遍及中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的扁平顶面部27的整个面进行，也可以局部地进行。

在发动机罩框架20的外周缘附近的车宽方向中心部及车身前后方向的中间部等具有在较大的面积范围内未形成加强筋的平面部的部分上，例如，在中央加强筋22的左右两侧的车宽方向宽度c的部分、以及处于通过连结部26A、28A而连结的车宽方向中央侧的左右两个前侧放射加强筋26以及后侧放射加强筋28的车宽方向内侧部分，为了该部分的面刚性的合理化，凹窝30以点状冲压成形。凹窝30具有扁平顶面部，且为朝发动机罩面板10的背面10A侧突出的大致半球状，将扁平顶面部通过由砂胶密封材料等形成的粘合剂层而贴合于发动机罩面板10的背面10A。

根据上述构成，中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28，从其截面形状来看，与平面部20A相比相对于加强筋延伸方向的弯曲的刚性增强，这些全部加强筋22、26、28相互配合而对发动机罩框架20的大致整体付与所需的面刚性。而且，由于这些加强筋22、26、28与平面部20A相比相对于加强筋延伸方向的弯曲的刚性强并直线状地延伸，由此，作为将来自罩上方的负载特别是初始加速度负载迅速地传递至加强筋延伸方向的负载传递通路发挥作用。

由此，从发动机罩面板10经由粘合剂层24而作用于发动机罩框架20的来自罩上方的负载，如图1中箭头线所示地，沿着中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的延伸方向从发动机罩面板10的中央区域向外侧区域传递并扩散。

该情况下，中央加强筋22发挥从罩上方使负载向车宽方向外侧传递分散、并将该负载过渡到在车宽方向上并列的多个前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的作用。传递至多个前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的来自罩上方的负载，以多个前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28作为负载传递通路，向外周缘侧分散，通过前发动机罩1的车身侧的支承部即铰链部件12、闩眼14的安装部和弹性座部向发动机罩周边的多个部件迅速且良好地传递。

在中央加强筋22的车宽方向端部与发动机罩框架20的外侧缘部之间，存在具有车宽方向宽度c的平面部20A，因此，未形成中央加强筋22的平面部20A的面刚性得以合理化。

另外，在未形成加强筋的较广的平面部形成有凹窝30，由此，在较广的区域范围内未形成加强筋的平面部的面刚性得以合理化。

另外，在中央加强筋22与前侧放射加强筋26之间以及中央加强筋22与后侧放射加强筋28之间，在车身前后方向具有以规定的宽度d而设置的平面部20B，相对于来自前发动机罩上方的碰撞负载，发动机罩框架20的平面部20B向拉伸方向变形，由此能够吸收适当的负载。

另外，在车宽方向中心部在左右方向上相邻的两个前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28，分别在中央加强筋22一侧的端部通过连结部26A、28A而相互连结，因此，能够在发动机罩框架20的整个区域良好地进行对来自罩上方的负载、特别是车宽方向中央的负载的分散。

通过这些方式，能够使来自罩上方的负载传递至发动机罩框架20的较大区域，能够以较广范围承受冲击负载，能够以较大的自由度高度地同时实现对来自罩上方的负载所导致的发动机罩框架20向下方的变形量进行抑制(碰撞行程的减少)、以及适当地设定HIC。

其结果，能够确保所需的HIC，而且能够抑制发动机罩框架20向下方的变形量，将碰撞行程与以往相比缩小，因此不会导致罩高度增加，不会导致前方视野性的降低及空气动力特性的恶化。

这里，在基于上述的构成的前发动机罩1中，对为了实现无论以包含发动机罩框架20的加强筋非设置区域的任一区域来承受来自罩上方的负载均能将该负载良好地分散至周围的要点进行了说明。

如图4所示，中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28，是将全部凹窝D在各加强筋的延伸方向上通过加强筋连结的结构。考虑到要使其通过前部碰撞负载而呈山形折弯，凹窝D以设定于发动机罩框架20的两侧端并且设置于车身前后方向的中间部的两个中折点A的连结线L1与车宽方向中心线L2的交叉点C作为基点，设定均等的凹窝D之间的长度(凹窝间距)而配置多个。在该假定的基础上，使凹窝间距满足下述的条件式，由此，无论通过包含发动机罩框架20的加强筋非设置区域的任一区域来承受来自罩上方的负载，都能够将该负载良好地分散至周围。

εmax＝-μ·wa²/D

D＝Et³/12(1-ν³)

其中，εmax：在相邻的四个凹窝在分别成为角部的最小四边形的中心受到集中负载w的情况下的发动机罩框架的最大挠曲

D：发动机罩框架的弯曲构成值

E：发动机罩框架的弯曲弹性模量

ν：发动机罩框架的泊松比

a：最小四边形的短边的长度

t：发动机罩框架的板厚

μ：形状系数

若最小四边形的短边＝长边＝a，则形状系数μ为0.001160，若确定了所要求的集中负载w和板厚t，则能够设定使用材料上的最佳的凹窝间距a，根据最佳的凹窝间距a，能够对宽度d、前侧放射加强筋26与后侧放射加强筋28的各个的车宽方向的配置间距最适宜地进行设定。

这样，前侧放射加强筋26和后侧放射加强筋28，分别在车宽方向上以规定的间隔相互平行地设有多个。

中央加强筋22、前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28的横截面形状采用图3所示的仰角θ为60～30度的半圆形、特别是仰角θ为45度的半圆形，由于能够避免负载应力向加强筋部的基部的集中，能够不产生应力集中地适度地获得前发动机罩1的面刚性，并且能够使从加强筋部向平面部的负载传递良好地进行，因而最优选。

若仰角θ不足30度，则应力集中于加强筋下端(末端部)，会在该部分产生较大形变及龟裂，在耐老化性方面产生问题。与此相对地，若仰角θ大于60度，则发动机罩面板10与发动机罩框架20的接合面变大，罩本身的刚性降低，并且接合面与加强筋下端的距离变长，负载在向发动机罩框架20的平坦面(平面部20A)传递时产生损失，因而碰撞行程增加。

在前部碰撞时，对于前发动机罩1而言，若无中央加强筋22，则首先以将发动机罩框架20的车身前侧以沿车宽方向延伸的前缘部分作为折曲线而山形地压曲的方式折弯，接着，以将发动机罩框架20的车身后侧以沿车宽方向延伸的后缘部分作为折曲线而山形地压曲的方式折弯。

与此相对地，由于中央加强筋22是在车宽方向上直线状地连续延伸的加强筋，并且在中央加强筋22与前侧放射加强筋26之间以及中央加强筋22与后侧放射加强筋28之间，具有在车身前后方向上的规定的宽度d范围内未形成加强筋的平面部20A，由此，前侧放射加强筋26及后侧放射加强筋28周边的刚性提高，因此对于具有中央加强筋22的前发动机罩1而言，当前部碰撞时，如图5所示，以将发动机罩框架20的车身前侧以沿车宽方向延伸的前缘部分作为折曲线而山形地压曲的方式折弯时，在以将发动机罩框架20的车身后侧以沿车宽方向延伸的后缘部分作为折曲线而山形地压曲的方式折弯之前，以将中央加强筋22作为折曲线而山形地压曲的方式大幅折弯。

通过中央加强筋22的折弯，良好地进行碰撞能量的吸收。另外，在中央加强筋22与前侧放射加强筋26之间以及中央加强筋22与后侧放射加强筋28之间，存在在车身前后方向上具有规定的宽度d的平面部20B，由此当前部碰撞时，平面部20B作为低强度部发挥功能而压曲，因此能够实现适当的负载吸收。

通过这些方式，当前部碰撞时，不会出现前发动机罩1侵入客舱内的情况，能够高度保证车室内空间。

另外，由于前侧放射加强筋26及后侧放射加强筋28具有高刚性，因而具有针对轻负载的耐力，还具有对在打开前发动机罩1的状态下通过开放撑杆(省略图示)单边支承时的因前发动机罩1的自重而导致的垂下进行抑制的效果。

此外，图5中，50表示前轮轮胎，52表示前侧挡泥板。

以上，对于本发明说明了其优选实施例，但以只要是本领域技术人员便能够容易理解的方式，本发明并不限于这样的实施例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地变更。

例如，前发动机罩1并不限于图1所示的加强筋配置的结构，如图6所示，在车身前后宽度短的前发动机罩1中，车宽中央部的左右两个前侧放射加强筋26、后侧放射加强筋28也可以分别通过在车宽方向上直线状地延伸的连结加强筋32、34而相互连结。由于形成有连结加强筋32、34，所以对于来自罩上方的负载之中的、特别是车宽方向中央的负载的分散也能够在发动机罩框架20的整个区域范围内良好地进行。

此外，中央加强筋22设置至少一个即可，还可以根据需要在车身前后方向上以规定间隔设置多个。

另外，上述实施方式所示的构成要素并非全部必须，只要不脱离本发明的主旨便能够适当地取舍选择。

作为本申请的基于巴黎公约的优先权基础的日本专利中请(2011年3月2日申请的特愿2011-45696)的公开内容，在这里通过参照而将其全体包含于本申请说明书中。本申请的基于巴黎公约的优先权主张的基础申请的全部内容以及本申请中引用的现有技术的全部内容，以及提及的内容均作为本申请说明书的一部分。

附图标记的说明

1发动机罩

10发动机罩面板

20发动机罩框架

22中央加强筋

26前侧放射加强筋

28后侧放射加强筋

30凹窝

Claims (7)

1.一种车辆用前发动机罩构造，包括：发动机罩面板；在所述发动机罩面板的背面重叠设置的发动机罩框架，其特征在于，

所述发动机罩框架具有：

中央加强筋，其从两个中折点的连结线与车宽方向中心线的交叉点朝车宽方向外侧延伸，并且以朝所述发动机罩面板侧突出的方式设置，其中，所述两个中折点设定于所述发动机罩框架的两侧端且车身前后方向的大致中间部；

多个放射加强筋，其在所述中央加强筋的前方以及后方，在所述发动机罩框架的对角方向放射状地延伸，并且以朝所述发动机罩面板侧突出的方式设置。

2.如权利要求1所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，所述中央加强筋以及所述放射加强筋的至少一方具有半圆形截面。

3.如权利要求1或2所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，所述中央加强筋在车宽方向上连续形成。

4.如权利要求1或2所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，所述发动机罩框架在所述中央加强筋的车宽方向端部与所述发动机罩框架的外侧缘部之间，具有未形成加强筋的规定宽度的平面部。

5.如权利要求1或2所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，所述发动机罩框架具有在车宽方向中心部将在左右方向上相邻的所述放射加强筋相互连结的连结部。

6.如权利要求1或2所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，所述发动机罩框架在所述中央加强筋与所述放射加强筋的相对端之间，具有未形成加强筋的规定宽度的平面部。

7.如权利要求1或2所述的车辆用前发动机罩构造，其特征在于，在所述发动机罩框架的外周缘附近的、车宽方向中心部以及/或者车身前后方向的中间部的加强筋非设置区域形成有凹窝。