JP4191030B2 - 自動車両のフロントボンネット用の２本のアームを備えたヒンジ - Google Patents

Description

この発明は、フロントボンネットに接続されるバーと車体に接続されるバーとの間で第１のアームおよび第２のアームを備えた、自動車両のフロントボンネット用の２本のアームを備えたヒンジに関する。

このようなヒンジは、多岐にわたる様式で用いられている。非常に概略的な例示が、ＤＥ １９７ １２ ９６１に見られ得る。それぞれの接合部において、アームの底端部は、バーによって車体に接続され、上端部は、バーによってフロントボンネットに接続される。アームの長さは異なり、かつ上部における接合軸および底部における接合軸は、異なる距離を示すため、フロントボンネットは、上に上がるとき、同時に、上方向に、さらには前方向にずらされる。言い換えると、フロントボンネットの回動軸は、ヒンジジオメトリが規定する経路を通る。

フロントボンネット用のヒンジの構造に関しては、乗り物に捕えられ、身体および頭部をフロントボンネットにぶつける歩行者ができる限り負傷しないよう、フロントボンネットがある特定の量だけ降伏するように設計されることが、さらに配慮されなければならない。構成中に考慮されなければならない、これに続く制約は、定義された頭部衝突シミュレーションを用いてチェックされる。これらの実験中、シミュレーション頭部の減速度が測定される。時系列の減速コースから、いわゆるＨＩＣ値が決定され得るが、この定義は、技術文献から利用可能であり、これは、特定の義務を果たすために１０００を超えるべきである。

非常に重要であるのは、ヒンジ領域におけるフロントボンネット上への頭部の衝突である。なぜならば、この場所では、予め設定されたＨＩＣ値が満たされ得ないほど降伏するように設計することのできないフロントボンネットの車体への接続部が提供されるためである。既に引用された公開公報では、上方向に回動可能なブラケットとして、車体にバーを設けることが提案されている。ブラケットは、歩行者との差し迫った衝突の事例では、予め応力をかけられたばねによって、くさびタイプの様態で配置される。一方では、衝突する頭部がその運動エネルギを減じることのできる経路が延長される。他方では、ばねレートが、頭部の減速を引起こす抵抗を非常に正確に定義する。しかしながら、正確な瞬間にフロントボンネットが持ち上げられることを保証することは非常に困難であるということが、問題を含んでいる。さらに、ばね特性に対応する減速は、可能な限り低いＨＩＣ値の観点からは必ずしも最適ではない。

この発明は、ヒンジ領域におけるフロントボンネット上への頭部の衝突の際に、可能な限り負傷が少なくなる様態で、すなわち、シミュレーションで測定されるＨＩＣ値が少なくとも１０００未満で持続する様態で、２本のアームを備えたヒンジを構成するための問題に基づく。

この問題の解決策は、請求項１の前提部分の記載に従ったヒンジであって、少なくとも１つのアームが、２つの部分で構成され、２つの支柱からなり、これらは、接続接合部によって回動可能なように互いに接続され、さらには接続部によって互いに強固に取付けられており、接続部は、所与の荷重の下で降伏し、突然の荷重の結果として接続部が降伏す
るとき、バーが実質的に抵抗なしに互いに近づく、さらなる特徴を備えた請求項１の前提部分の記載に従ったヒンジである。

この構成は、保護機構、たとえば、予め応力をかけられたばねの特別な作動から独立しているという利点を有する。保護機構は、さらに、本質的に存在しており、アクシデントに対する敏感さおよび不安定性のために負荷となる外的要因を必要としない。

この様態で達成される減速過程は、１０００未満のＨＩＣ値を引起こす。つまり、まず第１に、支柱の接続部が降伏する前に、比較的大きな減速が与えられるが、これは、短い時間に限定され、したがって、衝突する頭部に対してサポート可能である。その後、接続部の降伏の後にバーが抵抗なく互いに近づくとき、減じられた減速の段階が提供される。バーが近づくまでは、はっきりとした減速は起こらない。これは、頭部損傷にとっての影響の観点からは、重要ではない。なぜならば、頭部の運動エネルギは、第１の頭部衝突の間に大きく減じられているためである。この様態で作られる２ステップの減速は、優れたＨＩＣ値を提供する。

降伏は、異なる様態で達成され得る。たとえば、荷重に応答してアームが曲がるように、アームの材料を弱くすることが考えられ得る。接続部の破壊によって降伏が達成されるシステムが、特に好適であると証明された。これによって、曖昧ではない定義されたしきい値荷重が達成される。

このような破壊部位を実現するために、支柱は、以下のように設計される。すなわち、支柱は、オーバーラップする平面の関係で互いに対して置かれ、オーバーラップ領域では接続接合部を含み、それらを通り抜ける剪断ピンを有するように、設計される。このようなアセンブリは、構成が容易であり、意図される機能を曖昧ではない様態で満たす。

規定される様態で衝撃力を支柱に伝えるために、スラスト部が、フロントボンネットを取付けるためのバー上に設けられる。上記スラスト部は、２つの部分を持つアームの支柱のうちの１つに対して適用され得、フロントボンネット上で働く衝撃力を、他の支柱との接合接続部から距離をあけた、支柱の規定ポイント上で引起こして、接合部までの異なる距離を有する剪断ピンが、衝撃力に対して予め定められた比で荷重をかけられるようにする。スラスト部の構成は、フロントフードが持上げられている間に、２つの部分を持つアームから離される様態で、起こる。

より一般的な様態では、スラスト部は、フロントボンネットが閉じられたとき、２つの部分を持つアームに直接適用され得、それゆえ、スラスト部は同時に、閉じられたヒンジ位置を規定する目的を持つ。

この目的は、別の当接によっても実行され得る。この場合、スラスト部は、頭部衝突の際、勢いを持って支柱にぶつかるように、支柱まである特定の距離を有し、結果として、剪断プロセスが、グイと動いて(jerkily)達成され、非常に短い時間しか必要とせず、減じられた減速を備える段階までの移行がより明確に定義されるようになる。

スラスト部の、ある特定の簡潔な実施例は、それが、フロントボンネットの取付け用のバーから横方向に突き出るボルトとして設計される場合、達成される。

衝撃力の伝達中、支柱からのスラスト部のスリップを防ぐために、スラスト部は、２つの支柱間のギャップ内に入る頭部を含み、この様態で、荷重がかけられる支柱の後ろで把持されることが規定される。

ギャップを実現するために、スラスト部が適用され得る支柱は、他方の支柱に対してオフセットである端部部分を含む。

この発明を例示するために、この発明の実施例が、３つの図に関して以下でより詳細に説明される。

まず、図１および図２を参照する。図１は、２本のアームを備えたヒンジ１を側面図で示す。上記ヒンジは、上部バー２および下部バー３から構成される。上部バーは、図示されないフロントボンネットとともに、ボルト締めにされ、溶接され、または１つの部分として設計される。下部バーは、図示されない車体支柱とともにボルト締めにされる。２つのバー２および３は、長いアーム４および短いアーム５によって、回動可能なように互いに接続される。この目的のために、各アーム４および５は、接合部６、７、８、９において上部バーおよび下部バーに回動可能なように取付けられる。上部バー２は、接合部８および９を受けるための垂直部分１０およびフロントボンネットが留められる水平部分１１から構成される。下部バー３も、紙面に対して直角に互いに対してオフセットである２つの領域１３および１４を有する垂直部分１２を含み、長いアーム４が回動可能なように接合部６において取付けられる１つの領域１３は、上部バー２の垂直部分１０と同じ面にあり、短いアーム５のための接合部７を受ける他の領域１４は、それに対してオフセットである。最後に引用された領域１４上には、下部バー３を車体支柱に留めるための固定クランプがある。

例示によると、長いアーム４は、垂直部分１０の後ろに設けられ、短いアーム５は、その前にある。短いアーム５は、２つの部分で実現され、接続接合部１８によって回動可能な様態で互いに接続される２つの支柱１６および１７から構成される。この接続接合部１８は、バー２および３における２つの接合部７と９との間のほぼ半分の距離のところに設けられる。回動可能なように下部バー３に接続される下部支柱１６は、接続接合部１８を越えて延び、上部支柱１７に対するこの領域内に平面の関係で位置し、この領域では、剪断ピン１９が２つの支柱１６および１７を通り抜ける。

下部支柱１６は、剪断ピン１９を越えて延び、上部支柱１７から段階的にオフセットとなり、これは、図２で特に良く表される。その結果、２つの支柱１６と１７との間にギャップ２０が設計される。

ボルトとして設計されるスラスト部２２の頭部２１は、このギャップ２０内に入り込み、力を短いアーム５上に伝えるためのスラスト部として働く。スラスト部２２は、上部バー２の垂直部分１０に強固に取付けられ、直角に突き出る。

それが１個のアームのように働き、かつ２本のアームを備えたヒンジ１が、設計されたように働くように、剪断ピン１９は、短いアーム５の２つの支柱１６および１７を強固な様態で接続する。たとえ通常範囲内の静的力に直面したとしても、スラスト部２２によって短いアーム５上にかけられる力は、この剛性の接続部が破壊されるほど高くはない。

頭部衝突の際、及ぼされる力は、接続部が解除されるように剪断ピン１９が剪断される剪断限界を超える。矢印２３に従った、すなわち打撃力が上部バー２上にかかると、それは、スラスト部２２を介して短いアーム５上に伝えられ、ここから、実効レバーアームに従って、矢印２４に従って剪断ピン１９上に伝えられる。

図示される実施例では、スラスト部２２は、下部支柱１６および短いアーム５に対して直接適用される。力の伝達がある特定のインペトゥスで達成されるように、より短い距離
がここで提供されてもよい。下部支柱１６の後ろで把持される頭部２１は、力の伝達を妨げるおそれのある、スラスト部２２がそれを行うときに支柱１６からスライドすることを防ぐ。

突然の荷重の中で、剪断ピン１９が剪断するしきい値荷重に到達するとき、２つの支柱１６と１７との間の強固な接続は、中止され、これらは、接続接合部１８のまわりで互いに対して回転し得る。これによって、図３に示されるように、上部バー２が下方向に垂れることが可能となる。それを行なうとき、頭部減速が、それぞれボンネットの変形またはヒンジの外の支持要素の変形からのみ得られるように、ヒンジは、動きに対する抵抗に対抗しない。しかしながら、これらは、減速だけが減じられる様態で設計される。図３に示すように、ヒンジが完全に壊れ、上部支柱１７が下部支柱１６上にくる場合にのみ、再び高い減速が起こるように、車体に対する強固な接続が再び生成される。したがって、結果として、トータルで２ステップの減速コース、つまり、剪断ピン１９の剪断までの第１のステップと、ヒンジの崩壊後の第２のステップとが得られ、トータルで、減じられたＨＩＣ値が見込まれ得る。

この発明に従った、通常の位置でのヒンジの側面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 頭部衝突シミュレーションテストを達成した後の、図１に従ったヒンジを示す図である。

符号の説明

１ ２本のアームを備えたヒンジ
２ 上部バー
３ 下部バー
４ 長いアーム
５ 短いアーム
６ 接合部
７ 接合部
８ 接合部
９ 接合部
１０ 垂直部分
１１ 水平部分
１２ 垂直部分
１３ 領域
１４ 領域
１５ クランプ
１６ 下部支柱
１７ 上部支柱
１８ 接続接合部
１９ 剪断ピン
２０ ギャップ
２１ 頭部
２２ スラスト部
２３ 矢印
２４ 矢印

Claims (6)

1. フロントボンネットに接続されるバー（２）と車体に接続されるバー（３）との間で第１のアームおよび第２のアーム（４，５）を備える、自動車両のフロントボンネット用の２本のアームを備えたヒンジであって、
   第１のアーム（４）がバー（２）およびバー（３）のそれぞれに回動可能に接続され、かつ、第２のアーム（５）が、第１アーム（４）がバー（２）およびバー（３）に接続されている位置とは異なる位置で、バー（２）およびバー（３）のそれぞれに回動可能に接続され、
   少なくとも１つのアーム（５）は、２つの部分で構成され、接続接合部（１８）によって回動可能なように互いに接続され、かつ所与の荷重の下で降伏する接続部（１９）によって互いに強固に取付けられている２つの支柱（１６，１７）から構成され、突然の荷重の結果として接続部（１９）が壊れるとき、バー（２，３）は実質的に抵抗なく互いに近づき、支柱（１６，１７）のうちの１つに適用されるべきスラスト部（２２）が設けられ、
   スラスト部（２２）は、スラスト部（２２）が適用される支柱（１６）の後ろで把持される頭部（２１）を有することを特徴とする、２本のアームを備えたヒンジ。
2. 頭部（２１）は、２つの部分を有するアーム（５）の２つの支柱（１６，１７）の間のギャップ（２０）の中に入り込むことを特徴とする、請求項１に記載の２本のアームを備えたヒンジ。
3. ギャップ（２０）を形成するために、スラスト部（２２）が適用され得る支柱（１６）は、他方の支柱（１７）に対してオフセットである端部部分を含むことを特徴とする、請求項２に記載の２本のアームを備えたヒンジ。
4. フロントボンネットおよび２本のアームを備えたヒンジ（１）の閉じられた位置では、
   スラスト部（２２）が適用され得る支柱（１６）とスラスト部（２２）との間にスペースが存在することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の２本のアームを備えたヒンジ。
5. 降伏する接続部（１９）の規定のために、２つの支柱（１６，１７）は、オーバラップする平面の関係で互いに対して位置し、オーバラップする領域内で接続接合部（１８）を含み、２つの支柱（１６，１７）は、それらを通り抜ける剪断ピン（１９）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の２本のアームを備えたヒンジ。
6. スラスト部（２２）は、フロントボンネットの取付け用のバー（２）から横方向に突き出るボルトであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の２本のアームを備えたヒンジ。

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