DE102015004526A1

DE102015004526A1 - Fahrzeughaube

Info

Publication number: DE102015004526A1
Application number: DE102015004526.1A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Yoshida; Hideki Ishitobi; Koji Oishi; Tsuyoshi Yamazaki; Masao Kobori
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: CN104973139A; JP2015199442A; JP6258108B2; US20150291123A1; DE102015004526B4; US9415812B2; CN104973139B

Abstract

Eine Innentafel einer Fahrzeughaube besitzt eine 0,2%-Dehngrenze von 70 MPa oder mehr und 120 MPa oder weniger, nach dem Zusammenbau der Innentafel und dem Abschluss einer Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung. Eine Außentafel besitzt eine 0,2%-Dehngrenze von 150 MPa oder mehr. Die Außentafel ist aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS 5000er oder 6000er Serie hergestellt und die Innentafel ist aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS 3000er Serie hergestellt. Die Innentafel besitzt hutförmige Hauptwulste, die in einem Mittelabschnitt angeordnet sind. Ein Dehnungsbetrag (L – L0)/L0, bestimmt durch die Querschnittlinienlänge L eines konkaven oder konvexen Abschnitts des Hauptwulsts, der von der Oberfläche des Mittelabschnitts vorsteht, und einer Linienlänge L0 eines Liniensegments, das Enden des Abschnitts linear verbindet, beträgt 0,4δ bis 0,6δ bzgl. einer Bruchdehnung δ bei uniaxialer Zugverformung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeughaube, beispielsweise eine Automobilhaube. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Fahrzeughaube, die bzgl. dem Kopf eines Fußgängers bei einer Frontflächenkollision ausgezeichnete Kollisionswiderstandseigenschaften besitzt.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei einem Automobil mit einer Haube in dem Frontabschnitt einer Fahrzeugkarosserie besitzt die Automobilhaube eine Außentafel, eine Innentafel und andere Verstärkungselemente. Um die Steifigkeit und Festigkeit der Haube selbst sicherzustellen ist die Außentafel typischerweise mit der Innentafel so verbunden, dass sie eine geschlossene Querschnittstruktur bilden, die den dazwischen befindlichen Raum verschließt.
Um die Fußgänger-Schutzeigenschaft bei einer Frontflächenkollision zu evaluieren wird gegenwärtig typischerweise ein „Head Injury Criterion (HIC)” – Wert (Kopfverletzungswert) verwendet, der aus dem „Beschleunigungs-Zeit”-Kurvenverlauf bei einer Kollision berechnet wird. Wenn der HIC-Wert niedriger wird, wird der Kopf eines Fußgängers weniger wahrscheinlich bei der Kollision verletzt. Daher wird eine Haubenstruktur angestrebt, die den HIC-Wert verringert, nachdem der Beulwiderstand, die Zugfestigkeit und die Steifigkeit und Festigkeit der Haube sichergestellt sind.
Es wird angenommen, dass der Kopf eines Fußgängers mit dem Mittelabschnitt der Haube bei einem Kollisionsunfall kollidiert. Bei dem Beschleunigungs-Wellenverlauf, der auf den Kopf einwirkt, tritt typischerweise eine erste Welle, wenn der Kopf bei der Anfangsphase der Kollision in Kontakt mit der Haube gelangt, und dann tritt eine zweite Welle auf, wenn die Haube in der Richtung nach unten bezogen auf das Fahrzeug bewegt wird und in Kontakt mit den unter der Haube angeordneten Hauben-Einbaukomponenten gelangt. Um den HIC-Wert zu verringern ist es insbesondere wirksam, die zweite Welle der Beschleunigung kleiner zu machen. Dafür ist es bei einer Kopfkollision am besten, die Kollisionsenergie zu absorbieren, bevor die Haube in Kontakt mit den Einbaukomponenten gelangt. Es ist wünschenswert, den Zwischenraum zwischen der Haubentafel und den Einbaukomponenten unter der Haube ausreichend sicherzustellen.
Wenn aber die Anordnung der für ein Automobil erforderlichen Komponenten in Betracht gezogen wird, ist es häufig schwierig, den ausreichenden Zwischenraum zwischen der Haubentafel und den Einbaukomponenten sicherzustellen. Angestrebt ist daher eine Haubenstruktur, bei der die erste Welle der Beschleunigung bei einer Kopfkollision bis auf einen Maximalwert erhöht wird, um den Energieabsorbtionsbetrag bei der Anfangsphase der Kollision zu erhöhen, wodurch der Verformungshub verringert wird oder die zweite Beschleunigungswelle kleiner gemacht wird, wenn die Haube in Kontakt mit den Einbaukomponenten gelangt.
Um die Fußgänger-Schutzwirkung sicherzustellen wurde eine Struktur vorgeschlagen, bei der eine Vielzahl von im Wesentlichen hutförmigen Wulsten oder Flanschen (”beads”), die im Wesentlichen parallel angeordnet sind, in dem Mittelabschnitt der Innentafel der Haube ausgebildet sind ( JP 2001-151159A , JP 2003-205866A , und JP 2008-30574A ). Das kann die Beulfestigkeit und die Zugfestigkeit, die für die Haube erforderlich sind, sicherstellen, wodurch die Fußgänger-Schutzwirkung bei einer Frontflächenkollision verbessert ist.
In dem Merkmal der Innentafel der Haube sind die im Wesentlichen hutförmigen Wulste angeordnet. Damit kann die Biegesteifigkeit der Haubentafel erhöht werden, um eine lokale Biegeverformung bei einer Kollision mit dem Kopf eines Fußgängers zu verhindern, so dass die Auftrefflast verteilt werden kann. Damit ist der Bereich, in dem die der Kollision ausgesetzte Haube bei einer Kopfkollision verschoben wird groß, um deren Gewicht bzw. Masse zu erhöhen. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Wulste nicht vorgesehen sind, wird die erste Welle der Beschleunigung bei einer Kopfkollision größer. Außerdem sind die hutförmigen Wulste im Wesentlichen parallel angeordnet. Somit neigt die Innentafel eher dazu, verformt zu werden, wenn sie in Kontakt mit den Einbaukomponenten unter der Haube gelangt, wodurch die zweite Welle der Beschleunigung geringer gemacht werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine solche Haubentafel ist an der Vorderseite eines Fahrzeugs angeordnet, in der in vielen Fällen eine Antriebsmaschine eingebaut ist, und sie stellt eine Tafelkomponente dar, die über der Antriebsmaschine angeordnet ist. Für eine Gewichtsverringerung des Fahrzeugs selbst, für eine Absenkung des Massenschwerpunkts sowie für eine Massenverteilung an den Vorder- und Rückseiten ist die Forderung nach einer Verringerung der Masse bzw. des Gewichts der Haubentafel hoch. Infolgedessen wird für die Haubentafel ein Aluminiummaterial verwendet, das leichter als eine Stahlplattenkomponente ist, die herkömmlicherweise verwendet worden ist. Da die Aluminiumhaube aber leichter ist als die Stahlplattenhaube, ist die Anfangsbeschleunigung bei einer Kollision mit dem Kopf eines Fußgängers niedrig, sodass die Fußgänger-Schutzeigenschaft häufig verschlechtert ist.
Außerdem besitzt das Aluminiummaterial eine niedrigere Bruchdehnung als die Stahlplatte und führt beim Pressformen zu einem Bruch. Die Innentafel der Automobilhaube besitzt eine geringere Formungshöhe beim Pressformen als andere Automobil-Tafelkomponenten wie eine Tür und sie stellt eine relativ einfach formbare Komponente dar, deren Formbarkeit aber schwierig sicherzustellen ist. Deshalb wurde in der Anfangsphase, bei der das Aluminiummaterial für die Innentafel eingesetzt wurde, eine Aluminiumlegierung der 5000er Serie eingesetzt, die besonders gute Formbarkeitseigenschaften besitzt. Bei der aktuellen Einzellegierung wurde im Hinblick auf die Wiederverwertungseigenschaft zunehmend eine Aluminiumlegierung der 6000er Serie für die Innentafel eingesetzt. Die Aluminiumlegierung der 6000er Serie besitzt aber eine geringere Formbarkeit als das Plattenmaterial aus einer Aluminiumlegierung der 5000er Serie. Die strukturelle Gestaltung im Hinblick auf die Formbarkeit ist essentiell.
Außerdem sind die Materialkosten für Aluminium höher als die Materialkosten für die Stahlplatte, die herkömmlicherweise verwendet worden ist. Unter dem Gesichtspunkt, sowohl eine Verringerung der Materialkosten als auch eine Gewichtsverringerung zu erreichen wurde in gewissem Umfang die Anwendung einer Aluminiumlegierung der 3000er Serie für die Automobiltafel untersucht, die im Verhältnis weniger teuer ist als andere Aluminiumlegierungen und die beispielsweise für eine Aluminiumdose verwendet wird. In der JP 2007-188445A und der JP 2001-254136A wird die Aluminiumlegierung der 3000er Serie für die Außentafel eingesetzt. Das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 3000er Serie besitzt aber eine niedrigere Dehngrenze (”proof stress”) hinsichtlich des Materials als das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 5000er oder der 6000er Serie. Wenn das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 3000er Serie für die Außentafel eingesetzt wird, tritt entsprechend wahrscheinlich eine plastische Verformung auf und der niedrige Beulwiderstand ist problematisch. Außerdem besitzt das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 3000er Serie eine niedrigere Bruchdehnung als die Aluminiumlegierung der 5000er oder der 6000er Serie. Deshalb kann, wenn das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 3000er Serie bei der Innentafel eingesetzt wird, ein Brechen beim Pressverformen nicht vermieden werden, sodass in vielen Fällen das Problem bestand, dass die Produktform nicht ausgebildet werden kann. Deshalb wurde die Haubentafel, bei der das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 3000er Serie verwendet wird, im praktischen Einsatz nicht angewendet.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebene Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeughaube vorzusehen, die die Eigenschaften zum Schutz des Kopfs eines Fußgängers bei einer Kollision mit dem Fußgänger bei einer Frontflächenkollision weiter verbessern kann.
Eine Fahrzeughaube gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Außentafel und eine Innentafel. Eine 0,2%-Dehngrenze eines Materials der Innentafel beträgt 70 MPa oder mehr und 120 MPa oder weniger nach Fertigstellung einer Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung der Innentafel, die nach dem Zusammenbau der Fahrzeughaube ausgeführt wird. Eine 0,2%-Dehngrenze eines Materials der Außentafel beträgt 150 MPa oder mehr.
Die Außentafel ist vorzugsweise aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS-5000er oder JIS-6000er Serie hergestellt und die Innentafel ist vorzugsweise aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS-3000er Serie hergestellt.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Innentafel eine Vielzahl von hutförmigen Hauptwulsten besitzt, die in einem Mittelabschnitt mit Ausnahme eines Randes davon angeordnet sind, dass die Hauptwulste in einer Fahrzeug-Aufwärts oder Abwärts Richtung vorstehen und parallel angeordnet sind, und dass in einer Querschnittform orthogonal zu jedem Hauptwulst ein Dehnungsbetrag (L – L0)/L0, der bestimmt ist durch eine Querschnittslinienlänge L eines konkaven Abschnitts oder eines konvexen Abschnitts, der von der Oberfläche des Mittelabschnitts vorsteht, und einer Linienlänge L0 eines Liniensegments, das Enden des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts linear verbindet, 0,4δ bis 0,6δ bezüglich einer Bruchdehnung δ in einer uniaxialen Zugverformung des Materials der Innentafel beträgt.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Innentafel aus einem JIS 3104-Material mit einer Plattendicke von 1,0 mm oder weniger hergestellt ist und dass der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0 des Querschnitts des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts, welcher den Hauptwulst bildet, 0,08 bis 0,12 beträgt.
Gemäß der Erfindung beträgt die 0,2%-Dehnungsgrenze des Materials der Innentafel 70 MPa oder mehr und 120 MPa oder weniger nach Abschluss einer Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung der Innentafel, die im Anschluss an den Zusammenbau der Fahrzeughaube ausgeführt wird, und die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Außentafel beträgt 150 MPa oder mehr. Durch Einstellen der Materialfestigkeitsbalance der Außentafel und der Innentafel auf diese Weise kann die Fußgänger-Schutzwirkung bei einer Kollision verbessert werden, nachdem die vorbestimmte Genauigkeit der Haube sichergestellt ist, im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeughauben, welche die Aluminiumlegierung der JIS 5000er oder 60000er Serie sowohl für die Außentafel als auch die Innentafel einsetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung hervor, wobei:
1 eine Draufsicht auf eine Innentafel einer Fahrzeughaube gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine perspektivische Ansicht der Innentafel, von einer Oberseite her betrachtet, ist,
3 eine perspektivische Ansicht einer Innentafel einer Fahrzeughaube gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
4A eine perspektivische Ansicht der Innentafel ist,
4B eine Schnittansicht der Innentafel entlang einer Linie IV-IV von 4A ist,
4C eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts IV von 4B ist,
5 ein Diagramm ist, das eine Korrelation zwischen der 0,2%-Dehngrenze einer Außentafel und einer primären Spitze der Beschleunigung zeigt, und
6 ein Diagramm ist, das eine Korrelation zwischen der 0,2%-Dehngrenze einer Innentafel und dem HIC zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Draufsicht, die eine Innentafel 1 einer Fahrzeughaube gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, die von der Oberseite her betrachtet ist. Bei der Innentafel 1 der Fahrzeughaube sind eine Vielzahl von Hauptwulsten 2, die sich in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstrecken, in einem Mittelabschnitt 3 mit Ausnahme des Randes desselben ausgebildet. Der Mittelabschnitt 3 ist eine Basis, die von dem Umfangsrand der Innentafel 1 insgesamt in der Fahrzeug-Aufwärtsrichtung angehoben ist. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Hauptwulste 2, die in dem Mittelabschnitt 3 ausgebildet sind, in der Fahrzeug-Aufwärtsrichtung von der Oberfläche des Mittelabschnitts 3 angehoben.
Gemäß der Darstellung in 3 kann eine Anzahl von Hauptwulsten 12 auch in dem Mittelabschnitt mit der Ausnahme eines Randes 11 der Innentafel 1 so ausgebildet sein, dass sie sich in der Richtung orthogonal zu der Fahrzeug-Fahrrichtung erstrecken. Bei der Ausführungsform in 3 stehen die Hauptwulste 12 in der Fahrzeug-Abwärtsrichtung von der Oberfläche eines Mittelabschnitts 3 nach unten vor. Auf diese Weise kann die Richtung, in welche sich die Hauptwulste 12 erstrecken und vorstehen, nach Bedarf gemäß der Form und Größe der Haube gewählt werden.
Eine Außentafel (nicht gezeigt) ist mit der Innentafel 1 an ihren Rändern an der Fahrzeug-Oberseite verbunden.
Die Außentafel ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung der 5000er oder 6000er Serie nach dem japanischen Industriestandard (JIS) geformt. Außerdem ist das Material der Innentafel 1 vorzugsweise eine Aluminiumlegierung der 3000er Serie nach JIS. Ferner ist die Innentafel 1 vorzugsweise aus einem JIS 3104-Material hergestellt, dessen Plattendicke 1,0 mm oder weniger beträgt.
Gemäß der Darstellung in den 4A bis 4C beträgt, indem eine Innentafel 11 der Ausführungsform in 3 als Beispiel verwendet wird, in der Querschnittform orthogonal zu jedem in der Innentafel vorgesehenen Hauptwulst 12 ein Dehnungsbetrag (L – L0)/L0, der bestimmt wird durch eine Querschnitts-Linienlänge L eines konkaven Abschnitts (oder eines konvexen Abschnitts), welcher von der Oberfläche des Mittelabschnitts 13 vorsteht, und der Linienlänge L0 (der Materiallänge vor der Verformung) des Liniensegments, welches die Enden des konkaven Abschnitts (oder des konvexen Abschnitts) linear verbindet, vorzugsweise 0,4δ bis 0,6δ, wobei δ die Bruchdehnung bei uniaxialer Zugverformung des Materials der Innentafel ist.
Außerdem ist die Innentafel vorzugsweise aus dem JIS 3104-Material hergestellt, dessen Plattendicke 1,0 mm oder weniger beträgt, und der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0 des Querschnitts des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts, welche jeden Hauptwulst bildet, beträgt vorzugsweise 0,08 bis 0,12.
Bei dieser Ausführungsform beträgt die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 70 MPa bis 120 MPa nach dem Abschluss der Einbrennbeschichtung bzw. – lackierung der Innentafel, die nach dem Zusammenbau der Fahrzeughaube ausgeführt wird (typischerweise in dem einbrennbeschichteten bzw. -lackierten Zustand bei einer vorbestimmten Temperatur nach einer Dehnung um etwa 2%).
Die 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der 0,2%-Dehngrenze der Außentafel und der primären Spitze der Beschleunigung G1(G) zeigt, in dem die horizontale Achse die 0,2%-Dehngrenze und die vertikale Achse die primäre Spitze der Beschleunigung G1(G) angibt. Die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Außentafel gibt den Wert des Zustands nach dem Abschluss der Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung der Innentafel an, welche im Anschluss an den Zusammenbau der Fahrzeughaube ausgeführt wird (typischerweise deren einbrennbeschichteter bzw. -lackierter Zustand bei einer vorbestimmten Temperatur nach einer Dehnung um etwa 2%). Gemäß der Darstellung in 5 ist, wenn die Festigkeit des Materials der Außentafel erhöht wird, die Fläche, in welcher bei einer Kopfkollision die Spannung bzw. Belastung sich ausbreitet, um eine Verschiebung zu bewirken, groß. Es wird also das Gewicht bzw. die Masse des verschobenen Abschnitts erhöht, um eine erste Welle der Beschleunigung bei einer Kopfkollision größer zu machen. Die primäre Spitze der Beschleunigung wird höher gemäß der Erhöhung der 0,2%-Dehngrenze des Materials der Außentafel bis zu 190 MPa, sodass die Dehngrenze des Materials erwünscht hoch ist. Außerdem haben die vorliegenden Erfinder aufgedeckt, dass die Anstiegsrate der primären Spitze der Beschleunigung verringert wird gemäß der Erhöhung der Dehngrenze, und dass sie bei einer Dehngrenze von 190 MPa oder mehr beinahe konstant ist, auch wenn die Dehngrenze weiter erhöht wird, wobei dann, wenn die 0,2%-Dehngrenze 150 MPa oder mehr beträgt, 90% oder mehr des Maximalwerts der primären Spitze der Beschleunigung sichergestellt werden kann. Im Hinblick darauf muss, um die für die Anfangsphase der Kopfkollision erforderliche Energieabsorptionsgröße sicherzustellen, die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Außentafel mindestens 150 MPa oder mehr, vorzugsweise 190 MPa oder mehr betragen.
Die sekundäre Spitze der Beschleunigung, wenn bei der Kopfkollision der Kopf mit den Hauben-Einbaukomponenten, beispielsweise einer Antriebsmaschine, die darunter eingebaut ist, kollidiert, hängt im hohen Maße von der Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 ab und wird verringert, wenn die Materialfestigkeit niedriger wird. Das liegt daran, dass, wenn die Innentafel 1 mit den Einbaukomponenten kollidiert, die Beschleunigung aufgrund des niedrigen Verformungswiderstands der Innentafel 1 niedriger wird. Damit wird der Verformungshub der Innentafel 1 größer. Wenn die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 der Haube extrem niedrig wird, kann die Energie nicht absorbiert werden, selbst wenn die Innentafel 1 vollständig kollabiert, sodass die sekundäre Spitze der Beschleunigung extrem hoch wird. Die Materialfestigkeit der Innentafel 1 sollte daher geeignet sein.
An der Innentafel 1 der Fahrzeughaube sind eine Verriegelungs- oder Schließeinrichtung und ein Scharnier zum Befestigen der Innentafel an der Fahrzeugkarossiere angebracht. Von dem Gesichtspunkt der Sicherstellung der Festigkeit an dem Befestigungsabschnitt, beispielsweise die Schließeinrichtung, und des Verhinderns eines Brechens bei der Pressverformung, führt die Dehngrenze des Materials der Innentafel 1, die sehr stark verringert wird, zu einem gegenteiligen Effekt. Um das zu beseitigen ist für den Befestigungsabschnitt mit der Schließeinrichtung und dem Scharnier typischerweise ein Verstärkungselement angeordnet, und die Verformungsfestigkeit sicherzustellen. In dem Fall, bei dem eine Last direkt in den Abschnitt, in welchem das Verstärkungselement der Innentafel nicht vorgesehen ist, eingebracht wird, beispielsweise eine Gummipolster-Sitzfläche, an welcher das Verstärkungselement schwierig anzuordnen ist, wird eine plastische Verformung bzgl. des Lasteintrags beim Öffnen und Schließen der Haube eher hervorgerufen, wenn die Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 zu gering wird. Im Hinblick darauf haben die Erfinder herausgefunden, dass die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 70 MPa bis 120 MPa sein muss. Durch Einstellen der 0,2%-Dehngrenze der Innentafel auf diese Weise kann die Festigkeit des Fahrzeugkarosserie-Befestigungsabschnitts sichergestellt sein. Im Vergleich zu der Aluminiumlegierung der 5000er oder der 6000er Serie, die bei herkömmlichen Hauben verwendet wurde, kann die sekundäre Spitze der Beschleunigung und der HIC-Wert bei einer Kopfkollision verringert werden. Außerdem kann im Vergleich zu den herkömmlichen Hauben die Fußgänger-Schutzwirkung verbessert sein.
Die 6 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der 0,2%-Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 und dem HIC-Wert, wobei die horizontale Achse die 0,2%-Dehngrenze und die vertikale Achse den HIC-Wert angibt. Die Daten sind durch Berechnen des HIC-Werts aus der computerunterstützten Entwicklungsanalyse (CAE-Analyse) erhalten, welche den Kopfkollisionstest unter den Kind-Kollisionsbedingungen des „European New Car Assessment Programm (E-NCAP)” simuliert. Die longitudinale Wellenstruktur in 6 ist eine Struktur, bei der sich wie in 1 gezeigt, die Hauptwulste in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstrecken und eine konvexe Form in der Fahrzeug-Aufwärtsrichtung haben. Die transversale Wellenstruktur in 6 ist eine Struktur, bei der, gemäß der Darstellung in 3 die Hauptwulste sich in der Fahrzeug Links-Rechts-Richtung erstrecken und eine konvexe Form in der Fahrzeug-Abwärtsrichtung haben. Der E-NCAP-Kind-Kollisionstest ist ein Test zum Evaluieren der Fußgänger-Kopfschutzwirkung durch Kollidierenlassen eines Kopf-Schlagkörpers mit einem Gewicht bzw. einer Masse von 3,5 kg mit der Haube bei einer Kollisionsgeschwindigkeit von 40 km/h und bei einem Kollisionswinkel von 50° (der Winkel zwischen der Auftreffrichtung der Kopf-Schlagvorrichtung und der horizontalen Achse) und durch Berechnen des HIC-Werts aus der auf die Kopf-Schlagvorrichtung zu diesem Zeitpunkt einwirkenden Beschleunigung. Bei dieser Berechnung ist unter der Haube eine starre Wand, welche die Einbaukomponenten wie die Antriebsmaschine simuliert, an der Position in einer Entfernung von 70 mm in der Richtung, in welcher sie unter 65° gegenüber der Oberfläche der Außentafel geneigt ist, eingestellt. Der HIC-Wert nimmt ab, wenn die 0,2%-Dehngrenze der Innentafel 1 niedriger wird. Insbesondere beträgt, wenn die 0,2%-Dehngrenze 120 MPa beträgt, der HIC-Wert unter den Bedingungen 1000 oder weniger in der Haube, die mit den Wulsten in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung gemäß der Darstellung in 1 versehen ist, was die europäischen Gesetze und Regulierungen erfüllen kann. Aufgrund dieses Ergebnisses ist die 0,2%-Dehngrenze der Innentafel vorzugsweise 120 MPa oder weniger. Außerdem ist bei der oben beschriebenen Haubenstruktur die transversale Wellenstruktur hervorragender bzgl. der Fußgänger-Schutzwirkung als die longitudinale Wellenstruktur. Unter Berücksichtigung der Vor- und Nachteile anderer Wirkungen, beispielsweise der Haubensteifigkeit, mit Ausnahme der Fußgänger-Schutzwirkung, kann das Ergebnis abhängig von dem Design der Hauben-Außentafel und der Haubengröße unterschiedlich sein. Für die Fußgänger-Schutzwirkung ist es jedoch erwünscht, die Struktur von 3 mit den Hauptwulsten 12, die sich in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung erstrecken und eine konvexe Form in der Fahrzeug-Abwärtsrichtung haben, einzusetzen.
Wenn die 0,2%-Dehngrenze der Innentafel 1 zu gering ist, ist, wird die Verformungsfestigkeit der Innentafel selbst verringert. Wenn die 0,2%-Dehngrenze weniger als 70 MPa beträgt, ist die plastische Verformung problematisch, die bzgl. der Auftrefflast bewirkt wird, die auf die Gummipolster-Sitzfläche der Innentafel 1 einwirkt. Vor dem Hintergrund der Festigkeitsanforderung für die Haube selbst muss die 0,2%-Dehngrenze der Innentafel 1 somit 70 MPa oder mehr betragen. Gemäß obiger Beschreibung wird, wenn die 0,2%-Dehngrenze der Innentafel 1 erhöht wird, der HIC-Wert höher, was in einer Verringerung der Fußgänger-Schutzwirkung resultiert. Außerdem wird es, in Abhängigkeit von den Bedingungen, schwierig, die Gesetze und Regulierungen zu erfüllen. Die 0,2%-Dehngrenze muss somit 120 MPa oder weniger betragen. Wenn die 0,2%-Dehngrenze der Außentafel weniger als 150 MPa beträgt, wird die primäre Spitze der Beschleunigung zu niedrig. Die Energieabsorptionsgröße bei der Anfangsstufe der Kollision wird somit kleiner, was in einer Verringerung der Fußgänger-Schutzwirkung resultiert. Die 0,2%-Dehngrenze der Außentafel beträgt somit vorzugsweise 150 MPa oder mehr.
Daher beträgt die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Innentafel 1 70 MPa bis 120 MPa nach Abschluss der Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung nach dem Zusammenbau der Innentafel 1 zu der Fahrzeughaube. Außerdem beträgt die 0,2%-Dehngrenze des Materials der Außentafel vorzugsweise 150 MPa oder mehr.
Als das Material mit einer solchen Festigkeitscharakteristik ist es bevorzugt, die Aluminiumlegierung der 5000er oder 6000er Serie für die Außentafel zu verwenden, und die Aluminiumlegierung der 3000er Serie für die Innentafel 1 zu verwenden. Insbesondere die Außentafel, die aus der Aluminiumlegierung der 6000er Serie hergestellt ist, wird beim Einbrennbeschichten bzw. -lackieren nach dem Zusammenbau hart gebrannt, sodass die Materialfestigkeit höher sein kann. Andererseits besitzt die für die Innentafel verwendete Aluminiumlegierung der 3000er Serie keine solche Eigenschaft, sodass die Festigkeit nach dem Einbrennbeschichten bzw. -lackieren nicht erhöht ist. Damit kann das Erfordernis der 0,2%-Dehngrenze des Materials der Fahrzeughaube zum Erreichen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung einfach erreicht werden. Außerdem wird im Vergleich zu dem Plattenmaterial aus einer Aluminiumlegierung der 5000er oder 6000er Serie die typischerweise für den Körperabschnitt einer Dose verwendete Aluminiumlegierung der 3000er Serie mit relativ geringen Kosten hergestellt. Damit können die Kosten verringert sein.
Außerdem ist die Innentafel, die aus der Aluminiumlegierung der 3000er Serie hergestellt ist, wirksam zum Sicherstellen der Recyclingleistung. Beispielsweise kann gemäß der Offenbarung in der JP 2001-254136A , wenn das Material mit der auf der Aluminiumlegierung der 3000er Serie basierten Komposition für die Innentafel verwendet wird und zusammen mit der Aluminiumlegierung der 6000er Serie recycelt wird, die Zusammensetzung der Innentafel einfach wieder hergestellt werden. Dabei ist insbesondere das JIS 3104-Aluminiumlegierungsmaterial, dessen zulässiger Bereich von Si groß ist, bevorzugt, weil durch Kombinieren derselben mit der Außentafel, die aus der Aluminiumlegierung der 6000er Serie hergestellt ist, die Recyclingleistung einfach sichergestellt werden kann.
Das Problem bei der Verwirklichung der Innentafel, die aus der Aluminiumlegierung der 3000er Serie hergestellt ist, besteht darin, dass die Bruchdehnung niedrig ist. Somit stellt das Vermeiden eines Brechens beim Pressformen das größte Problem dar. Bei den herkömmlichen Aluminiumhauben ist es schwierig, ein Brechen der Struktur zu vermeiden, wenn ein solches Material mit niedriger Bruchdehnung verwendet wird. Gemäß der JP 2003-205866 A usw. wird bei der Haubenstruktur, in welcher eine Vielzahl der haubenförmigen Wulste parallel in den Mittelabschnitt der Hauben-Innentafel ausgebildet werden, die Querschnittform jedes Wulsts in einer Wellenform mit einer relativ sanften Krümmung ausgebildet. Somit besteht ein Vorteil darin, das lokale Spannungskonzentration und ein Brechen beim Pressformen mit geringer Wahrscheinlichkeit verursacht werden.
Insbesondere ist die in der JP 2008-30574 A offenbarte Struktur, die eine Vielzahl der hutförmigen Hauptwulste besitzt, die in der Fahrzeug-Abwärtsrichtung von der Oberfläche nahe an der Seite der Außentafel vorstehen, dahingehend wirksam, dass der freie Grad der Mastixanordnung zum Verbinden der Außentafel und der Innentafel sichergestellt sein kann und ein Brechen beim Pressformen verhindert werden kann. Diese Struktur ist hervorragend hinsichtlich der Fußgänger-Schutzwirkung und der Press-Formbarkeit.
Bei der Innentafel, in welcher eine Vielzahl der hutförmigen Wulste ausgebildet sind, wird eine Struktur vorgeschlagen, um ein Brechen zu vermeiden, indem die Form des hutförmigen Querschnitts jedes Wulstes definiert ist, d. h. der Winkel der vertikalen Wand. Diese Struktur gilt aber für die typische Innentafel, die aus der Aluminiumlegierung der 5000er oder 6000er Serie hergestellt ist. Wenn die Innentafel aus dem Aluminiumlegierungsmaterial der 3000er Serie geformt wird, die mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Brechen neigt, ist es erforderlich, dass Erfordernis zum Vermeiden eines Brechens nicht nur auf die Enden, sondern auch auf den Querschnitt selbst, welcher den hutförmigen Abschnitt bildet und häufig bricht, wenn das Plattenmaterial aus Aluminiumlegierung der 5000er oder 6000er Serie verwendet wird, einzustellen.
Um ein Brechen zu vermeiden ist es notwendig, die Tiefe jedes hutförmigen Wulsts zu verringern, um die Änderung der Linienlänge des Querschnitts sanfter zu gestalten. Wenn jedoch die Tiefe jedes Wulsts verringert wird, wird die Steifigkeit der Hauben-Innentafel insgesamt verringert. Es ist daher notwendig, die Tiefe jedes Wulsts auf einen maximalen Wert zu erhöhen, der ein Brechen beim Pressformen nicht bewirkt. Für die Querschnittform des wellenartigen Abschnitts wird gemäß der Offenbarung in JP 2008-24186A der Winkel der geneigten Oberfläche jedes Wulsts, der in der Innentafel vorgesehen ist, in Verbindung mit der Verbesserung der Fußgänger-Schutzwirkung definiert. Es gibt aber keine herkömmlichen Techniken die unter den Gesichtspunkt der Steifigkeit und der Press-Formbarkeit definiert sind.
Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass die Haubensteifigkeit sicher gestellt werden kann, um ein Brechen beim Pressformen in den meisten Fällen zu verhindern, wenn in der Querschnittform orthogonal zu jedem Hauptwulst, der in der Innentafel vorgesehen ist, der Dehnungbetrag (L – L0)/L0, bestimmt durch die Querschnittlinienlänge L des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts, der von der Außenfläche vorsteht, und der Linienlänge L0 (der Materiallänge vor der Verformung) des Liniensegments, das die Enden des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts linear verbindet, 0,4δ bis 0,6δ bzgl. der Bruchdehnung δ bei der uniaxialen Zugverformung des Materials der Innentafel beträgt. Wenn der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0 mehr als 0,6δ beträgt, tritt ein Bruch auf, und wenn er weniger als 0,4δ beträgt, ist die Vorstehgröße jedes Wulsts klein, sodass die Oberflächensteifigkeit der Haube zu niedrig wird.
Außerdem wird die Innentafel vorzugsweise aus dem 3104-Aluminiummaterial geformt, dessen Plattendicke 1,0 mm oder weniger beträgt. In diesen Fall beträgt der Dehnbetrag (L – L0)/L0 jedes Hauptwulsts vorzugsweise 0,08 bis 0,12. Wenn der Dehnbetrag (L – L0)/L0 weniger als 0,08 beträgt, ist die Vorstehgröße jedes Hauptwulsts zu klein, sodass die Steifigkeit der Haube vermutlich niedriger ist. Wenn der Dehnbetrag (L – L0)/L0 mehr als 0,12 beträgt, wird mit großer Wahrscheinlichkeit ein Bruch in der jeden Hauptwulst formenden vertikalen Wand oder der in der Nähe befindlichen Schulter hervorgerufen.
Auf diese Weise sind bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine Vielzahl der hutförmigen Hauptwulste 2 oder 12 in dem Mittelabschnitt mit Ausnahme des Randes der Innentafel 1 oder 11 ausgebildet, und in der Querschnittform senkrecht zu jedem Hauptwulst 2 oder 12 beträgt der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0, bestimmt durch die Querschnittlinienlänge L des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts, der von der Oberfläche des Mittelabschnitts 3 oder 13 vorsteht, und der Linienlänge L0 (der Materiallänge vor der Verformung) des Liniensegments, welches die Enden des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts linear verbindet, 0,4δ bis 0,6δ bzgl. δ. Insbesondere ist die Innentafel 1 oder 11 vorzugsweise aus dem JIS 3104-Material hergestellt, dessen Plattendicke 1,0 mm oder weniger beträgt. In diesem Fall ist der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0 vorzugsweise 0.08 bis 0,12.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fahrzeughaube erhalten werden, die bei der Kopf-Schutzwirkung bei einer Fußgängerkollision hervorragend abschneidet. Die vorliegende Erfindung ist damit als Fahrzeughaube geeignet, die hinsichtlich der Fußgänger-Schutzwirkung und Sicherheit hervorragend ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001-151159 A [0006]
JP 2003-205866 A [0006, 0041]
JP 2008-30574 A [0006, 0042]
JP 2007-188445 A [0010]
JP 2001-254136 A [0010, 0040]
JP 2008-24186 A [0044]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS-5000er [0013]
JIS-6000er [0013]
JIS-3000er [0013]
JIS 3104-Material [0015]
JIS 5000er [0016]
JIS 3104-Material [0029]
JIS 3104-Material [0031]
JIS 3104-Aluminiumlegierungsmaterial [0040]
JIS 3104-Material [0047]

Claims

Eine Fahrzeughaube mit: einer Außentafel, und einer Innentafel, wobei eine 0,2%-Dehngrenze eines Materials der Innentafel 70 MPa oder mehr und 120 MPa oder weniger beträgt nach Fertigstellung einer Einbrennbeschichtung bzw. -lackierung der Innentafel, die nach dem Zusammenbau der Fahrzeughaube ausgeführt wird, und wobei eine 0,2%-Dehngrenze eines Materials der Außentafel 150 MPa oder mehr beträgt.
Die Fahrzeughaube gemäß Anspruch 1, wobei die Außentafel aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS-5000er oder JIS-6000er Serie hergestellt ist und die Innentafel aus einem Plattenmaterial einer Aluminiumlegierung der JIS-3000er Serie hergestellt ist.
Die Fahrzeughaube gemäß Anspruch 1, wobei die Innentafel eine Vielzahl von hutförmigen Hauptwulsten besitzt, die in einem Mittelabschnitt mit Ausnahme eines Randes davon angeordnet sind, wobei die Hauptwulste in einer Fahrzeug-Aufwärts oder Abwärts Richtung vorstehen und parallel angeordnet sind, wobei in einer Querschnittform orthogonal zu jedem Hauptwulst ein Dehnungsbetrag (L – L0)/L0, der bestimmt ist durch eine Querschnittlinienlänge L eines konkaven Abschnitts oder eines konvexen Abschnitts, der von der Oberfläche des Mittelabschnitts vorsteht, und einer Linienlänge L0 eines Liniensegments, das Enden des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts linear verbindet, 0,4δ bis 0,6δ bezüglich einer Bruchdehnung δ bei einer uniaxialen Zugverformung des Materials der Innentafel beträgt.
Die Fahrzeughaube gemäß Anspruch 3, wobei die Innentafel aus einem JIS 3104-Material mit einer Plattendicke von 1,0 mm oder weniger hergestellt ist, und wobei der Dehnungsbetrag (L – L0)/L0 des Querschnitts des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts, welcher den Hauptwulst bildet, 0,08 bis 0,12 beträgt.