JP2005145224A - Hood structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用フード構造に関し、特に、自動車等の車両に適用される車両用フード構造に関する。 The present invention relates to a vehicle hood structure, and more particularly to a vehicle hood structure applied to a vehicle such as an automobile.
従来から、自動車等の車両に適用される車両用フード構造においては、自動車のフードパネルに、フードパネルの下方に配置された剛体部品に対するエネルギ吸収機構を設け、フードパネルの曲率に応じたフードパネルの剛体部品に対する所定範囲に、剛性はないが質量を有する質量材を設けることで、衝撃反力のピーク値を一定限界内にコントロールすると共に変形ストロークを少なくする構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の車両用フード構造では、フードパネルにエネルギ吸収機構と質量材を別途設ける必要がある。この結果、部品点数の増加、重量の増加、組付けコストの増加、生産性の悪化が避けられない。また、衝突時にエネルギ吸収機構に潰れ残りが生じ、その潰れ残りの部分は、エネルギ吸収ストロークとして利用できなくなるため、エネルギ吸収ストロークが小さくなり、エネルギ吸収効率が低下する。 However, in the vehicle hood structure of Patent Document 1, it is necessary to separately provide an energy absorption mechanism and a mass material on the hood panel. As a result, an increase in the number of parts, an increase in weight, an increase in assembly cost, and a deterioration in productivity are inevitable. Further, the energy absorbing mechanism is left uncrushed at the time of a collision, and the remaining uncrushed portion cannot be used as an energy absorbing stroke, so that the energy absorbing stroke is reduced and the energy absorbing efficiency is lowered.
本発明は上記事実を考慮し、衝撃吸収体を別途設けることなく、エネルギ吸収効率を向上できる車両用フード構造を提供することが目的である。 An object of the present invention is to provide a vehicle hood structure capable of improving energy absorption efficiency without separately providing a shock absorber in consideration of the above fact.
請求項1記載の本発明は、フードの車体外側部を構成するフードアウタパネルとフードの車体内側部を構成するフードインナパネルとを備えた車両用フード構造であって、
前記フードインナパネルの外周部を構成する外側フレームと、
前記外側フレームと所定の間隔を開けて配設され前記フードインナパネルの中央領域を構成する内側フレームと、
前記外側フレームと前記内側フレームとを連結する複数の接続ビームと、
を有することを特徴とする。
The present invention according to claim 1 is a hood structure for a vehicle including a hood outer panel that constitutes a vehicle body outer side portion of the hood and a hood inner panel that constitutes a vehicle body inner side portion of the hood.
An outer frame constituting the outer periphery of the hood inner panel;
An inner frame disposed at a predetermined interval from the outer frame and constituting a central region of the hood inner panel;
A plurality of connection beams connecting the outer frame and the inner frame;
It is characterized by having.
従って、フードの中央部に衝突体が衝突した場合に、フードインナパネルの内側フレームの剛性が大きいため、内側フレーム内の応力伝播が早い。この結果、内側フレームによって慣性力として作用するフードの有効質量を増大できる。このため、衝突エネルギに応じたエネルギ吸収量を確保することができる。また、外側フレームと内側フレームとが複数の接続ビームで接続されているため、外側フレームがフード下方の部材に当接しても、接続ビームが変形することで、内側フレームが衝突体とともにフード下方へ移動する。この結果、フード下方の部材から受ける過大な反力を抑制できる。このため、衝撃吸収体を別途設けることなく、エネルギ吸収効率を向上できる。 Therefore, when the collision body collides with the central part of the hood, the rigidity of the inner frame of the hood inner panel is large, so that the stress propagation in the inner frame is fast. As a result, the effective mass of the hood acting as an inertial force can be increased by the inner frame. For this reason, the energy absorption amount according to collision energy is securable. In addition, since the outer frame and the inner frame are connected by a plurality of connection beams, even if the outer frame abuts against a member under the hood, the connection beam is deformed so that the inner frame moves downward along with the collision body. Moving. As a result, an excessive reaction force received from a member below the hood can be suppressed. For this reason, energy absorption efficiency can be improved without providing a shock absorber separately.
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の車両用フード構造において、前記内側フレームは車幅方向に伸びる横ビームのみを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle hood structure according to the first aspect, the inner frame has only a lateral beam extending in the vehicle width direction.
従って、請求項1に記載の内容に加えて、フードの車体前後方向に沿った長さが短い車体に対しては、内側フレームが車幅方向に伸びる横ビームのみを有することで、車幅方向の応力伝播を促進するとともに車体前後方向の応力の伝播を抑制できる。このため、フードの前端部に設けられたロックリインフォースメントやフードの後端部側に設けられたカウルから受ける過大な反力を抑制できる。 Therefore, in addition to the contents of claim 1, for the vehicle body having a short length along the vehicle body longitudinal direction of the hood, the inner frame has only a lateral beam extending in the vehicle width direction. It is possible to suppress the propagation of stress in the longitudinal direction of the vehicle body. For this reason, the excessive reaction force received from the lock reinforcement provided at the front end of the hood or the cowl provided at the rear end of the hood can be suppressed.
請求項3記載の本発明は、請求項1、2の何れか1項に記載の車両用フード構造において、車体上方からの荷重に対する前記内側フレームの中央部の曲げ荷重が前記接続ビームの曲げ変形荷重より大きく、車体上方からの荷重に対する前記内側フレームの中央部の曲げ荷重が前記接続ビームの伸び変形荷重より小さいことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the hood structure for a vehicle according to any one of the first and second aspects, the bending load of the central portion of the inner frame with respect to the load from above the vehicle body is a bending deformation of the connection beam. The bending load at the center of the inner frame with respect to the load from above the vehicle body is smaller than the load, and is smaller than the elongation deformation load of the connection beam.
従って、請求項1、2の何れか1項に記載の内容に加えて、車体上方からの荷重に対する内側フレームの曲げモーメントと内側フレームの車幅方向の長さで決定される内側フレームの中央部の曲げ変形荷重を、接続ビームの曲げ変形荷重より大きくすることで、衝突体が衝突した際に内側フレーム全体が変位する。この結果、慣性力として有効に働く質量を増大できエネルギ吸収量を増大できる。一方、衝突体の衝突速度が大きい場合には、内側フレームの変位量が大きいので、接続ビームは引っ張り変形モードになる。この場合には、内側フレームの中央部の曲げ荷重が接続ビームの伸び変形荷重より小さいため、外側フレームから過大な反力が接続ビームを伝播する前に、内側フレームが曲げ変形する。この結果、衝突時に過大な反力が発生しない。
Therefore, in addition to the content described in any one of
請求項1記載の本発明は、フードの車体外側部を構成するフードアウタパネルとフードの車体内側部を構成するフードインナパネルとを備えた車両用フード構造であって、フードインナパネルの外周部を構成する外側フレームと、外側フレームと所定の間隔を開けて配設されフードインナパネルの中央領域を構成する内側フレームと、外側フレームと内側フレームとを連結する複数の接続ビームと、を有するため、衝撃吸収体を別途設けることなく、エネルギ吸収効率を向上できるという優れた効果を有する。 A first aspect of the present invention is a vehicle hood structure including a hood outer panel that constitutes a vehicle body outer side portion of a hood and a hood inner panel that constitutes a vehicle body inner side portion of the hood. Since it has an outer frame that constitutes, an inner frame that is arranged at a predetermined interval from the outer frame and constitutes a central region of the hood inner panel, and a plurality of connection beams that connect the outer frame and the inner frame, It has the outstanding effect that energy absorption efficiency can be improved without providing a shock absorber separately.
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の車両用フード構造において、内側フレームは車幅方向に伸びる横ビームのみを有するため、請求項1に記載の効果に加えて、フードの車体前後方向に沿った長さが短い車体に対して、車幅方向の応力伝播を促進し、エネルギ吸収効率を更に向上させるとともに、フードの前端部に設けられたロックリインフォースメントやフードの後端部側に設けられたカウルから受ける過大な反力を抑制できるという優れた効果を有する。 According to the second aspect of the present invention, in the hood structure for a vehicle according to the first aspect, the inner frame has only a lateral beam extending in the vehicle width direction. Therefore, in addition to the effect of the first aspect, the vehicle body of the hood It promotes stress propagation in the vehicle width direction for the vehicle body with a short length along the front-rear direction, further improves energy absorption efficiency, and the lock reinforcement provided at the front end of the hood and the rear end of the hood It has an excellent effect of suppressing an excessive reaction force received from a cowl provided on the side.
請求項3記載の本発明は、請求項1、2の何れか1項に記載の車両用フード構造において、車体上方からの荷重に対する前記内側フレームの中央部の曲げ荷重が前記接続ビームの曲げ変形荷重より大きく、車体上方からの荷重に対する前記内側フレームの中央部の曲げ荷重が前記接続ビームの伸び変形荷重より小さいため、請求項1、2の何れか1項に記載の効果に加えて、エネルギ吸収量を増大できると共に衝突時に過大な反力が発生しないという優れた効果を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the hood structure for a vehicle according to any one of the first and second aspects, the bending load of the central portion of the inner frame with respect to the load from above the vehicle body is a bending deformation of the connection beam. In addition to the effect of any one of
本発明における車両用フード構造の第1実施形態を図1〜図6に従って説明する。 1st Embodiment of the hood structure for vehicles in this invention is described according to FIGS.
なお、図中矢印UPは車体上方方向を示し、図中矢印FRは車体前方方向を示している。 In the figure, the arrow UP indicates the vehicle body upward direction, and the arrow FR in the figure indicates the vehicle body front direction.
図1に示される如く、本実施形態のフード10は、フード10の車体外側面を構成するフードアウタパネル12と、フードアウタパネル12の内側(裏面側)に配設されフード10の車体内側部を構成するフードインナパネル14とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
フードインナパネル14は、フードインナパネル14の外周部を構成する外側フレーム16と、この外側フレーム16との間に所定の間隔を開けて配設され、フードインナパネル14の中央領域を構成する内側フレーム18と、を有している。また、フードインナパネル14は、外側フレーム16と内側フレーム18とを連結する複数の接続ビーム20を有しており、接続ビーム20は、外側フレーム16の車幅方向両側部16Aと内側フレーム18の車幅方向両側部18Aとを連結している。
The hood
なお、接続ビーム20の軸方向から見た断面形状は、開口部を上方に向けたハット形状になっている。
In addition, the cross-sectional shape seen from the axial direction of the
内側フレーム18における車体前後方向中央部には、車幅方向に伸びる横ビーム24が形成されており、横ビーム24によって内側フレーム18の剛性を確保している。また、図2に示される如く、フードインナパネル14の内側フレーム18をフードアウタパネル12に接着剤26によって接着することで張り剛性を確保している。
A
フードアウタパネル12の外周縁部12Aはフードインナパネル14の外周縁部14Aにヘミング加工によって結合されており、外側フレーム16の前後方向両端部16Bの車幅方向から見た断面形状は、開口部を車体上方に向けたハットとなっている。また、内側フレーム18の前後方向両端部18Bの車幅方向から見た断面形状も、開口部を車体上方に向けたハットとなっており、横ビーム24の車幅方向から見た断面形状も、開口部を車体上方に向けたハットとなっている。
The outer
図3に示される如く、外側フレーム16の車幅方向両端部16Aの車体前後方向から見た断面形状は、開口部を車体上方に向けたハットとなっており、内側フレーム18の車幅方向両端部18Aの車体前後方向から見た断面形状も、開口部を車体上方に向けたハットとなっている。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the
図4及び図5に示される如く、内側フレーム18の中央部の曲げ荷重P1は、接続ビーム20の伸び変形荷重P2と接続ビーム20の曲げ変形荷重P3に対して、P2>P1>P3の関係に設定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the bending load P1 at the center portion of the
ここで、P1=4×M1/L1
M1は内側フレーム18の全塑性モーメント(=Z1×σ1)
Z1は内側フレーム18の断面係数、σ1はフードインナパネル材料の降伏応力であり、L1は内側フレーム18の車幅方向の長さである。
Here, P1 = 4 × M1 / L1
M1 is the total plastic moment of the inner frame 18 (= Z1 × σ1)
Z1 is the section modulus of the
また、P2=Σ1×σ1
Σ1は各接続ビーム20の最小断面積の総計である。
P2 = Σ1 × σ1
Σ1 is the sum of the minimum cross-sectional areas of each
また、P3=ΣM2/L2
M2は各接続ビーム20の全塑性モーメント(=Z2×σ1)
Z2は各接続ビーム20の外側フレーム16及び内側フレーム18との接合部の断面係数の平均値、σ1はフードインナパネル材料の降伏応力であり、L2は各接続ビーム20の接合位置間の距離である。
P3 = ΣM2 / L2
M2 is the total plastic moment of each connecting beam 20 (= Z2 × σ1)
Z2 is the average value of the section modulus of the joint of each
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施形態では、図4に示される如く、フード10の中央部に衝突体Kが衝突した場合に、フードインナパネル14の外側フレーム16と内側フレーム18とが接続ビーム20で接続されているため、接続ビーム20が容易に変形することによって、横ビーム24が形成され接続ビーム20に比べ高剛性となっているフードインナパネル14の内側フレーム18が下方(図4の矢印A方向)へ移動する。即ち、フードインナパネル14の内側フレーム18の剛性が大きいため、内側フレーム18内の応力伝播が早い。この結果、内側フレーム18によって慣性力として作用するフード10の有効質量を増大できる。このため、衝突エネルギに応じたエネルギ吸収量を確保することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when the collision body K collides with the central portion of the
また、フードインナパネル14の外側フレーム16と内側フレーム18とが接続ビーム20で接続されているため、外側フレーム16がフード下方の部材に当接しても、接続ビーム20が変形することで、内側フレーム18が衝突体Kとともに下方へ移動できる。この結果、フード下方の部材から受ける過大な反力を抑制できる。
Further, since the
このため、衝撃吸収体を別途設けることなく、エネルギ吸収効率を向上できる。 For this reason, energy absorption efficiency can be improved without providing a shock absorber separately.
また、フード10の車体前後方向に沿った長さが短い車体に対しては、図1に示される如く、内側フレーム18が車幅方向に伸びる横ビーム24のみを有するため、車幅方向の応力伝播を促進するとともに車体前後方向の応力の伝播を抑制できる。この結果、車幅方向の応力伝播を促進し、エネルギ吸収効率を更に向上させるとともに、フード10の前端部に設けられたロックリインフォースメントやフード10の後端部側に設けられたカウルから受ける過大な反力を抑制できる。
Further, as shown in FIG. 1, since the
また、本実施形態では、接続ビーム20によって、外側フレーム16の車幅方向両側部16Aと内側フレーム18の車幅方向両側部18Aのみ連結しているため、この点においても、フード10の前端部に設けられたロックリインフォースメントやフード10の後端部側に設けられたカウルから受ける過大な反力を抑制できる。
Further, in the present embodiment, the connecting
また、本実施形態では、内側フレーム18の中央部の曲げ変形荷重P1が、接続ビーム20の曲げ変形荷重P3より大きく設定されているため、図4に示される如く、衝突体Kが高速でフード10の中央部に衝突した場合に、内側フレーム18全体が下方へ変位する。この結果、フード10における慣性力として有効に働く質量を増大できるため、フード10のエネルギ吸収量を増大できる。
In this embodiment, since the bending deformation load P1 at the center of the
また、図5に示される如く、衝突体Kの衝突速度が大きい場合には、内側フレーム18の変位量が大きくなるので接続ビーム20は引っ張りの変形モードになる。このため、内側フレーム18の中央部の曲げ荷重P1を接続ビーム20の伸び変形荷重P2より小さく設定することで、外側フレーム16からの過大な反力が接続ビーム20を介して伝播する前に、内側フレーム18を曲げ変形させることができる。この結果、衝突体Kに対して過大な反力が発生しない。
Further, as shown in FIG. 5, when the collision speed of the collision body K is high, the displacement amount of the
この結果、図6に示される如く、本実施形態における衝突体KのストロークSに対する加速度の変化(加速度特性G)は、図6に破線で示すフードインナパネル14を外側フレーム16、内側フレーム18及び接続ビーム20で構成しない比較例の加速度特性G1に比べて、1次ピーク値Q1を上げることができると共に2次ピーク値Q2を下げることができる。
As a result, as shown in FIG. 6, the change in acceleration (acceleration characteristic G) with respect to the stroke S of the collision body K in the present embodiment causes the hood
なお、接続ビーム20によって、外側フレーム16の車幅方向両側部16Aと内側フレーム18の車幅方向両側部18Aとを連結すると共に、接続ビーム20によって、外側フレーム16の後端部と内側フレーム18の後端部とを連結した構成としても良い。
The connecting
次に、本発明における車両用フード構造の第2実施形態を図7〜図11に従って説明する。 Next, a second embodiment of the vehicle hood structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。 In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図7に示される如く、本実施形態のフード10では、フードインナパネル14の外側フレーム16と内側フレーム18とを連結する接続ビーム20が、内側フレーム18の外周部全体に内側フレーム18の外周方向に所定の間隔を開けて配設されている。
As shown in FIG. 7, in the
また、図8に示される如く、外側フレーム16の車幅方向内側のフランジ16Dとフードアウタパネル12との距離D1は、フードアウタパネル12の上面から内側フレーム18の底面までの距離D2と、内側フレーム18の底面とフード下方のエンジン等の部品40との距離D3に対して、D2+D3−(M1+3×M2)>2×D1>D2に設定されている。なお、M1はフードアウタパネル12の板厚であり、M2はフードインナパネル14の板厚であり、(M1+3×M2)は潰れ残り量である。
Further, as shown in FIG. 8, the distance D1 between the
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施形態では、第1実施形態に記載の作用に加えて、図8に示される如く、フード10のラウンドが小さく(曲率半径が大きく)、外側フレーム16の車幅方向内側のフランジ16Dとフードアウタパネル12との距離D1が小さい場合には、衝突時に、フードアウタパネル12の張力を介して、外側フレーム16の影響により内側フレーム18の反力が増大する。このため、外側フレーム16の車幅方向内側のフランジ16Dとフードアウタパネル12との距離D1を、フードアウタパネル12の上面から内側フレーム18の底面までの距離D2と、内側フレーム18の底面とフード下方のエンジン等の部品40との距離D3に対して、D2+D3−(M1+3×M2)>2×D1>D2に設定している。
In the present embodiment, in addition to the operation described in the first embodiment, as shown in FIG. 8, the
即ち、2×D1>D2とすることで、図9に示される如く、衝突体Kの衝突により変位する内側フレーム18がフード下方のエンジン等の部品40に接触するまでは、フードアウタパネル12及び接続ビーム20には張力が殆ど発生しない。
That is, by setting 2 × D1> D2, as shown in FIG. 9, the hood
一方、図10に示される如く、内側フレーム18がフード下方のエンジン等の部品40に衝突した後は、内側フレーム18が潰れ変形することで衝突エネルギを吸収するが、衝突体Kの衝突エネルギが大きく、内側フレーム18が潰れきる場合には、底付きによって衝突体Kに過大な反力が発生する。このため、D2+D3−(M1+3×M2)>2×D1、即ち、2×D1をフードアウタパネル12の上面からフード下方の部品40の潰れ残りのフード厚さ)より小さくすることによって、底付きより早いタイミングでフードアウタパネル12及び接続ビーム20に張力を発生させることでエネルギを吸収できる。この結果、フード10の底付きによる過大な反力の発生を防止できる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, after the
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、図11に示される如く、内側フレーム18における横ビーム24の前後方向両側に車幅方向に沿って切欠50、52を形成し、車体前後方向の力の伝播を更に抑制すると共に、フード10がフード下方の部品に衝突した際にフードインナパネル14を更に潰れ易くした構成としても良い。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. For example, as shown in FIG. 11,
また、内側フレーム18を接続ビーム20に比べ高剛性とする構成は横ビーム24に限定されず、図12に示される如く、内側フレーム18に複数のビーム44を形成しても良い。または、内側フレーム18をマルタイコーン構造とても良い。
Further, the configuration in which the
また、図13及び図14に示される如く、フード10全体の張り剛性を確保するためには、外側フレーム16と内側フレーム18とに接着剤26を塗布する部位60、62を設ける必要があるが、内側フレーム18のみに接着剤26を塗布する部位62を設けることで、衝突体が衝突した際のフード外周部からの影響による反力を抑制する構成としても良い。
Further, as shown in FIGS. 13 and 14, it is necessary to provide
また、フード10の車体前後方向に沿った長さが更に短い車体に対しては、図15に示される如く、内側フレーム18に横ビームが無い構成であっても良く、図16に示される如く、前後方向両端部18Bが一体になった構成であっても良い。
Further, as shown in FIG. 15, the
また、接続ビーム20の軸方向から見た断面形状は、開口部を上方に向けたハット形状に限定されず、L字状、直線状等の他の形状としても良い。
Moreover, the cross-sectional shape seen from the axial direction of the
10 フード
12 フードアウタパネル
14 フードインナパネル
16 フードインナパネルの外側フレーム
18 フードインナパネルの内側フレーム
20 フードインナパネルの接続ビーム
24 フードインナパネルの横ビーム
10
Claims (3)
前記フードインナパネルの外周部を構成する外側フレームと、
前記外側フレームと所定の間隔を開けて配設され前記フードインナパネルの中央領域を構成する内側フレームと、
前記外側フレームと前記内側フレームとを連結する複数の接続ビームと、
を有することを特徴とする車両用フード構造。 A hood structure for a vehicle including a hood outer panel that constitutes an outer portion of the hood body and a hood inner panel that constitutes an inner portion of the hood body,
An outer frame constituting the outer periphery of the hood inner panel;
An inner frame disposed at a predetermined interval from the outer frame and constituting a central region of the hood inner panel;
A plurality of connection beams connecting the outer frame and the inner frame;
A vehicle hood structure characterized by comprising:
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