KR100919348B1 - 차체 패널 구조체 - Google Patents

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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

아우터 패널의 내면에 인너 패널이 배치되고, 이 인너 패널의 더 내면에 보강 인너 패널이 배치되어 있다. 인너 패널 및 보강 인너 패널에는 각각 차체 길이방향으로 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철이 형성되어 있다. 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 인너 패널과 보강 인너 패널로 폐단면을 형성하고, 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 아우터 패널과 인너 패널로 폐단면을 형성하도록, 각 패널이 접합된다. 이로써, 두부 이동 거리가 작아도 HIC값을 저감할 수 있고, 충돌 부위에 상관없이 HIC값을 균일화할 수 있고, Al 합금제 후드라도, 충분히 HIC값을 저감할 수 있어, 차체의 경량화에 기여한다.

Description

차체 패널 구조체{VEHICLE BODY PANEL STRUCTURE}
본 발명은, 자동차의 차체 후드(hood), 루프(roof), 도어(door), 트렁크 리드(trunk lid) 등의 패널로서 사용되고, 보행자 보호에 있어서의 두부(頭部)의 충격 내성이 우수한 차체 패널 구조체에 관한 것으로, 특히 굽힘 강성 및 인장 강성 등의 강성이 우수한 알루미늄 합금 또는 강 등의 금속제의 차체 패널 구조체에 관한 것이다.
종래부터, 자동차 등의 차체 부재의 패널 구조체에는, 아우터 패널[외장 패널 또는 외판이라 일컬어짐: 이하, 단지 아우터(outer)라 함]과 인너 패널[내장 패널 또는 내판이라 일컬어짐: 이하, 단지 인너(inner)라 함]이 공간을 사이에 갖는 폐단면 구조를 취하여 조합된 것이 사용되고 있다.
이 중, 특히 자동차의 후드, 루프 및 도어 등으로서 사용되는 패널 구조체에 있어서, 아우터와, 이 아우터를 보강하기 위해서 아우터의 차체 내측에 마련된 인너가 기계적으로 결합되거나, 또는 용접 혹은 수지 등의 접착제 등에 의한 접합에 의해 결합되어 있다.
이들 인너 및 아우터의 차체용 패널 구조체에는, 종래부터 사용되어 온 강재와 함께, 또는 이 강재 대신에, 경량화를 위해 AA 또는 JIS(일본 공업 규격) 규격에 의한 3000계, 5000계, 6000계, 7000계 등의 고강도이고 고성형성인 알루미늄 합금판(이하, 알루미늄을 단지 Al로 기재함)이 사용되기 시작하고 있다.
최근, 보행자 보호의 관점에서, 후드의 설계 요건으로서 두부 충돌시의 안전성이 요구되는 경향에 있고, 빔형(beam type) 후드 구조에 관해서, 각종의 기술이 제안되고 있다(일본 공개 특허 제 1995-165120 호, 일본 공개 특허 제 1995-285466 호, 일본 공개 특허 제 1993-139338 호). 또한, EEVC(European Enhanced Vehicle-Safety Committee)에 있어서, 어른 두부와 어린이 두부의 충돌 내성에 관한 것으로, 후드가 구비해야 할 조건으로서 HIC값 1000 이하가 규정되어 있다(EEVC Working Group 17 Report, Improved test Methods to evaluate pedestrian protection afforded by passenger cars, December 1998에 기재).
본 발명자들은, 파형(corrugated) 인너에 대해서, 이미 파형 단면이 규칙적일 경우와 불규칙한 스플라인형(spline type) 인너의 경우에 대해서, 특허 출원하고 있다(일본 공개 특허 제 2003-205866 호). 이 파형 인너는 빔형 인너 및 콘형(corn type) 인너에 비하여 아우터로부터 엔진 등의 강체물까지의 틈새가 작아도, 한층더 HIC값의 저감이 가능해서, 보행자 보호에 바람직한 구조이다. 즉, 이 파형 인너를 사용한 선출원에 따른 발명은 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체로서 그 소기의 목적은 달성되었다. 그러나, 보행자 보호를 위해서는, 한층더 HIC값의 저감이 요망되고 있다.
한편, 헬름홀츠(Helmholtz)의 공명 원리에 근거하는 다공판 흡음 패널에 관한 기술이 많이 개시되어 있다. 기본적인 이론은 음향 관계의 교과서에 개시되어 있고, 판 두께, 구멍 직경, 개구율, 배후 공기층의 두께 등으로부터 간단한 식에 의해 공명 주파수는 결정되지만, 흡음해야 할 주파수에 맞추어 이것들의 여러가지 치수를 결정하면 소정의 흡음 특성을 얻을 수 있다. 일본 공개 특허 제 1994-298014 호에는 다공판 흡음 구조에서의 하기의 간단한 수학식이 나타나 있다.
[수학식 1]
Figure 112007040154937-pct00001
단, f : 주파수, c : 음속, β : 개구율, t : 판 두께, b : 개구 반경(구멍 직경의 절반), d : 배후 공기층의 두께이다.
구멍 직경은 작을수록 흡음 특성이 향상되고, 지름 1㎜ 이하에서 점성 감쇠에 의해 높은 흡음 특성이 얻어진다는 지견이 얻어져 있다[H.V.Fuchs and X.Zha : The application of microperforated plates as sound absorber swith inherent damping. Acustica, 81, 107-116(1995)]. 일례로서, 특허문헌 1(일본 공개 특허 제 2001-199287 호)에는 그 청구항 4에 있어서 구멍 직경 0.1㎜ 내지 3㎜의 기재가 있다.
특허문헌 2(일본 공개 특허 제 2003-50586 호)에서, 우에다(Ueda), 다나카(Tanaka), 우즈노(Uzuno)들은 바람직한 구멍 직경을 3㎜ 이하로 하고, 개구율 3% 이하로 하고 있지만, 이것은 흡음하는 주파수 범위를 일본 공개 특허 제 2001- 122050 호에 기재된 1000㎐ 이하로 하면 용이하게 구할 수 있다. 이 중에서, 외장판과 내장판이 대항 배치하여 형성되어, 흡음 효과가 0.3 이상의 흡음률이 되는 주파수 대역폭이 공명 주파수에 대하여 10% 이상으로 설정되어 있는 다공질 방음 구조체가 제안되고 있고, 내장판의 판 두께는 0.3㎜ 내지 1㎜의 범위이고, 개구율은 1% 내지 5%의 범위이고, 구멍 직경은 0.5㎜ 내지 3㎜의 범위에서, 이들 파라미터가 흡음률에 미치는 효과가 조사되어 있다. 이 경우, 개구율은 3% 이하이고, 구멍 직경은 3㎜ 이하이고, 특히 구멍 직경 1㎜ 이하인 경우에 충분한 흡음 효과를 얻을 수 있어, 소정의 효과가 얻어지는 것으로 보인다. 상기 공보에는, 또한 내장판이 공기층을 거쳐서 2장 이상 마련되어 있는 다공질 방음체 구조가 제안되어 있다. 단지, 흡음 구조와 보행자 보호 구조의 양자를 만족하는 차체 후드 구조에 대해서는 아직 미개발의 상황이다.
특허문헌 3(일본 공개 특허 제 1994-298014 호), 특허문헌 4(일본 공개 특허 제 1994-81407 호), 특허문헌 5(일본 공개 특허 제 2000-276178 호)에는, 평판과 곡면형상의 다공판, 또는 평판형상의 다공판을 복수장 겹치고, 단면 형상이 변화하는 배후 공기층을 복수 마련함으로써, 광대역 흡음 특성을 얻을 수 있는 것이 개시되어 있다. 이러한 구조에서는, 배후 공기층의 두께의 변화에 따라 광범위한 공명 주파수가 존재하게 되고, 이 결과 다공판 1장만인 경우에 나타나던 피크(peak)성을 갖는 흡음 특성은 없어져서, 넓은 주파수 범위에 있어서 거의 균일한 광대역 흡음 특성을 얻을 수 있다.
흡음 구조와 보행자 보호 구조의 양자를 만족하는 차체 후드 구조에 대해서 는, 특허문헌 6(일본 공개 특허 제 2003-226264 호), 특허문헌 7(일본 공개 특허 제 2003-252246 호), 특허문헌 8(일본 공개 특허 제 2003-261070 호)이 있다.
두부의 충격 내성은 일반적으로는 하기의 HIC값(두부 성능 기준)에 의해 평가된다(자동차 기술 핸드북 제 3 분책 시험 평가편 1992년 6월 15일 제 2 판 자동차 기술회 편).
[수학식 2]
Figure 112007040154937-pct00002
단, a는 두부 중심에 있어서의 3축 합성 가속도(단위는 G), t1, t2는 0<t1<t2가 되는 시각에서 HIC값이 최대가 되는 시간이고, 작용 시간(t2-t1)은 15msec 이하로 정해지고 있다.
EEVC Working Group 17 Report에 있어서, 어른 두부와 어린이 두부의 충돌 내성에 대해 후드가 구비해야 할 조건으로서, 각각 HIC값 1000 이하로 규정되어 있다. 이 중에서, 두부 충돌 시험시의 두부 충돌 속도는 40km/h이고, 어른 두부(중량 4.8㎏, 외경 165㎜, 충돌각 65°)와 어린이 두부(중량 2.5㎏, 외경 130㎜, 충돌각 50°)가 설정되어 있다.
두부 충돌시에 있어서, 보행자 두부는 처음에 아우터에 충돌하고, 다음에 변형이 진행하여 인너를 거쳐서 엔진 룸내의 엔진 등의 강체 부품에 반력이 전해져, 두부에는 과대한 충격력이 생긴다. 두부에는 주로 아우터와의 충돌에 의해 생기는 가속도 제 1 파(충돌 개시로부터 거의 5m초까지의 사이에서 발생됨)와, 인너가 강 체물과 충돌할 때 생기는 가속도 제 2 파(충돌 개시로부터 거의 5m초 경과 이후에 발생됨)가 작용한다. 가속도 제 1 파의 크기는 주로 아우터의 탄성 및 강성으로 결정되고, 가속도 제 2 파의 크기는 주로 인너의 탄소성(彈塑性) 및 강성으로 결정된다. 두부의 운동 에너지는 이러한 아우터와 인너의 변형 에너지에 의해 흡수되지만, 두부의 이동 거리가 아우터와 엔진 등의 강체물의 틈새를 초과하면, 두부는 강체물로부터의 반력을 직접 받게 되고, HIC값의 제한값 1000을 대폭 초과하는 과대한 충격력을 받아, 치명적인 손상을 입게 된다.
여기에서, 두부 이동 거리가 작아도 HIC값의 저감이 가능한 것이 필요하다(과제 1). 우선, 아우터와 엔진 등의 강체물과의 틈새가 클수록, 두부의 이동 거리를 크게 할 수 있어, HIC값의 저감에는 유리하지만, 후드의 설계상, 아우터와 엔진 등의 강체물 사이의 틈새에는 당연히 한계가 있고, 작은 틈새에서 두부 이동 거리가 작아도 HIC값의 저감이 가능한 후드 구조가 요구되고 있다.
특히, 어른의 두부 충돌에서는, 어린이의 두부 충돌에 비해서 충돌 조건이 까다롭고, 이 때문에 아우터로부터 강체면으로의 틈새에 대해서는, 설계상의 허용 범위를 초과한 과대한 틈새를 마련할 필요가 있어, 문제가 되고 있다(EEVC Working Group 17 Report에 기재).
더욱이, 어린이 두부와 어른 두부 모두 충돌할 가능성이 있는 WAD 1500(차체 선단의 지면으로부터 후드 충돌 위치까지의 윤곽선의 거리가 1500㎜의 라인)의 라인상에 있어서, 충돌 특성이 상이한 어린이와 어른의 양자에 대해서, HIC값 1000을 만족하는 것은 지극히 곤란해서, 문제점으로 되고 있다. 특히 대형 세단의 후드에 서는, WAD 1500의 라인이 아우터와 강체면의 틈새가 작아지는 엔진 바로 위에 있어, 충격 내성의 향상에 대한 유효한 대책이 요망되고 있다(EEVC Working Group 17 Report).
다음에, 충돌 부위에 상관없이 HIC값이 균일한 것이 필요하다(과제 2). 두부 충돌 위치에 대해서, 빔형 후드 구조의 경우는 프레임 바로 위의 위치에서, 콘형 후드 구조의 경우는 콘 정점부의 위치에서, 모두 HIC값이 커진다. 이것은, 이들 부위에서는 국부 강성이 높아, 강체부와 충돌해도 변형이 작고, 강체물로부터의 높은 반력을 받기 때문이다. 이 때문에, 안전성의 관점에서, 충돌 부위에 상관없이 대략 균일한 HIC값이 얻어지는 후드 구조가 요망되고 있다.
더욱이, 차체의 경량화가 가능한 Al 합금재의 적용이 가능한 것이 필요하다(과제 3). 후드의 재료로서 경량화가 가능한 Al 합금재를 적용해도, 두부 충돌 내성이 우수한 것이 필요하다. 후드의 경량화에는 종종 Al 합금재가 사용되지만, 이 경우 철재를 사용할 경우에 비하여, 보행자 보호의 관점에서는 일반적으로는 불리하다고 생각된다. 이것은, Al 합금재의 탄성률과 비중이 모두 강재의 약 3분의 1로, 두부의 운동 에너지를 후드에서 흡수하는 데는, 패널 구조체로서의 Al 합금제 후드의 막 강성과 중량이 강제 후드에 비해 부족한 것에 기인한다.
판재의 굽힘 강성은 ET3(영률 E, 판 두께 T라 함)에 비례하고, 막 강성은 ET에 비례한다. 철재(영률 Es, 판 두께 Ts, 비중 γs)를 Al 합금재(영률 Ea, 판 두께 Ta, 비중 γa)로 치환한 경우에는 통상 굽힘 강성이 동일해지도록 판 두께가 결 정된다. 이 경우 EaTa3= EsTs3, Ea/Es= 1/3이고, Ta/Ts= 31/3= 1.44가 된다. 알루미늄 합금제 후드와 강제 후드의 막 강성비는 (EaTa)/EsTs= 1.44/3= 0.48이 되고, 마찬가지로 중량비는 (Taγa)/(Tsγs)= 1.44/3= 0.48이 되고, 알루미늄 합금제 후드의 막 강성과 중량은 강제 후드의 0.48배밖에 되지 않는다. 그 결과, 두부와 후드의 충돌 문제에서는 두부 이동 거리가 증가하여, 강체물에 충돌하기 쉬워지는 동시에, 가속도 제 1 파에서의 아우터에 의한 에너지 흡수가 적어, 가속도 제 2 파가 증가하기 때문에, 종래의 후드 구조에서는 HIC값이 증가하여, HIC값의 제한값을 만족시키는 것이 극히 곤란해진다.
물론, Ta를 Ts의 3배로 하면, 막 강성비 및 중량비도 강제 후드와 동등하게 되지만, 비용이 지나치게 상승하여, 설계로서는 성립하지 않는다.
이와 같이, 후드에 알루미늄 합금재를 적용하고, 이 조건에서 두부 충돌에서의 제약 조건을 만족시키는 것은 매우 곤란하다. 물론, 알루미늄재에서 이 조건이 만족되는 후드 구조를 발견한다면, 이 구조를 채용한 강제 후드에서는 HIC값을 한층더 저하시킬 수 있다.
특허문헌 1 : 일본 공개 특허 제 2001-199287 호 공보
특허문헌 2 : 일본 공개 특허 제 2003-50586 호 공보
특허문헌 3 : 일본 공개 특허 제 1994-298014 호 공보
특허문헌 4 : 일본 공개 특허 제 1994-81407 호 공보
특허문헌 5 : 일본 공개 특허 제 2000-276178 호 공보
특허문헌 6 : 일본 공개 특허 제 2003-226264 호 공보
특허문헌 7 : 일본 공개 특허 제 2003-252246 호 공보
특허문헌 8 : 일본 공개 특허 제 2003-261070 호 공보
발명의 요약
(발명이 해결하고자 하는 과제)
이상과 같이, 보행자 보호를 위해, 후드 구조가 해결해야 할 과제는,
· 두부 이동 거리가 작아도 HIC값의 저감 가능할 것,
· 후드에의 충돌 부위에 상관없이 HIC값이 대략 균일하게 될 것,
· Al 합금제 후드라도, 충분히 HIC값을 저감할 수 있을 것
등이다.
한편, 광대역 흡음 특성을 갖고 있는 것이 요구된다(과제 4). 엔진 룸내에서 차 외부로 나가는 소음을 억제하고 있는 차음재(insulator)는 리사이클성에 문제가 있어, 후드 자신이 흡음 특성을 가지면, 리사이클성이 우수한 알루미늄재의 사용에 의해 소음 문제를 해결할 수 있어, 지구 환경의 관점에서 바람직하다. 이 때문에, 후드 자체에 흡음 특성을 갖게 할 수 있는 후드 구조가 요망되고 있다.
종래부터, 후드에 흡음 성능을 갖게 하는 시도가 개시되어 있지만, 엔진 소음은 잡다해서 광범위한 주파수 특성을 갖고 있고, 이러한 소음 특성에 대하여 유효한 광대역 흡음 특성을 갖는 후드 구조가 요구되고 있다. 특히, 주파수 범위가 2000㎐ 이하의 경우가 중요한 것으로 언급되고 있다(일본 공개 특허 제 1996-301024 호). 여기에서는, 이러한 경량이고 보행자 보호 특성에 우수하고, 광대역 흡음 특성을 갖는 후드 구조를 보행자 보호 흡음 후드로 정의한다. 안전, 경량 또한 리사이클성에 우수한 보행자 보호 흡음 후드를 이하에 개시한다.
본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 두부 이동 거리가 작아도 HIC값을 저감할 수 있고, 후드에의 충돌 부위에 상관없이 HIC값을 균일화할 수 있고, 더욱이 Al 합금제 후드라도 충분히 HIC값을 저감할 수 있어, 차체의 경량화에 기여하는 차체 패널 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 차음재가 없어도 흡음 특성이 양호한 차체 패널 구조체를 제공하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본원의 제 1 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 1에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은 각각 차체 길이방향으로 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철을 갖고, 상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본원의 제 1 발명에 있어서, 청구항 2에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널의 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 차체의 폭방향 또는 길이방향과 일치하도록 차체에 조립되는 것이 바람직하다.
또한, 본원의 제 1 발명에 있어서, 청구항 3에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널의 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 차체의 길이방향에 대하여 경사지도록 차체에 조립되는 것이 바람직하다.
본원의 제 2 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 4에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은 각각 전체면에 제 1 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 1 요철과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 2 요철을 갖고, 상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본원의 제 3 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 5에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은 각각 전체면에 동심원형상으로 복수 형성된 단면 파형의 요철을 갖고, 상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본원의 제 4 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 6에 기재한 바와 같 이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은 패널 구조체의 길이방향으로 전체면에 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철과 이 요철에 교차하는 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철로 형성되는 2중의 파형을 갖고, 상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본원의 제 4 발명에 있어서, 청구항 7에 기재한 바와 같이, 상기 2중의 파형은 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 패널 구조체의 길이방향에 대하여 평행한 파와 이 파에 직교하는 파로 형성되는 2중의 파형인 것이 바람직하다.
또한, 본원의 제 4 발명에 있어서, 청구항 8에 기재한 바와 같이, 상기 2중의 파형은 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 패널 구조체의 길이방향에 대하여 경사방향의 파와 이 파에 소정 각도로 교차하는 파로 형성되는 2중의 파형인 것이 바람직하다.
본원의 제 5 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 9에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은, 각각 전체면에 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철을 갖고, 이 요철은, 각각 상기 단면 파형을 이루는 방향이 차체의 폭방향 또는 길이방향과 일치하는 요철, 단면 파형 형상이 차체의 길이방향에 대하여 경사지는 요철, 제 1 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 1 요철과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 2 요철을 갖는 요철, 동심원형상으로 복수 형성된 단면 파형의 요철, 및 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철과 이 요철에 교차하는 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철로 형성되는 2중의 파형의 요철중 적어도 2종을 조합시킨 것이며, 상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명과 같이, 단면이 파형인 인너 및 보강 인너를 이용한 2중파형 후드 구조로 함으로써, 아우터 및 인너를 박형화하여도 후드 구조체의 인장 강성을 크게 높일 수 있다. 또한, 굽힘 강성 및 비틀림 강성에 대해서도 충분한 강성을 얻을 수 있고, 이 결과 외부 하중에 대한 후드의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 보행자 보호에 대해서, 두부와 후드의 충돌에 있어서의 충돌 내성을 높일 수 있어, 안전성이 향상하고,
· 두부 이동 거리가 작아도 HIC값이 저감 가능할 것,
· 후드에의 충돌 부위에 상관없이 HIC값이 대략 균일하게 될 것,
· Al 합금제 후드라도 충분히 HIC값을 저감할 수 있을 것
등을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 차체 패널 구조체는, 인너를 상기와 같이 파형 인너로 하는 간단한 구성이며, 종래와 같이, 인너의 판 두께를 증가시키는 일없이, 인장 강성 및 굽힘 강성을 높일 수 있고, 경량화가 가능하다. 평판형 패널로부터 상기의 파형 패널로의 프레스 성형은 용이하여서, 인너 자체의 제작은 용이하다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 10에 기재한 바와 같이, 상기 요철의 단면 형상은 스플라인 형상인 것이 바람직하다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 11에 기재한 바와 같이, 상기 요철의 단면 형상은 사다리꼴이어도 좋다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 12에 기재한 바와 같이, 상기 요철의 단면 형상은, 파형 형상에, 이 파형 형상의 파고 또는 파장보다도 작은 파고 또는 파장의 파형 형상을 중첩한 형상이어도 좋다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 13에 기재한 바와 같이, 보행자 보호에 있어서의 두부 충돌에 있어서, 충돌 내성 향상의 관점에서, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은 파의 파장을 p, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.5<p/d<2.8을 만족하는 것이 바람직하다. p/d가 이러한 범위이면, HIC값 저감에 효과가 있다. 이러한 구성은, 인너 및 보강 인너에 적용 가능하고, 단면 형상이 사다리꼴이어도 스플라인 형상이어도 적용할 수 있다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 14에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 보행자 보호에 있어서의 두부 충돌에 있어서, 충돌 내성의 관점에서, 상기 인너 패널의 파고를 h1, 보 강 인너 패널의 파고를 h2, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.05<(h1+h2)/d<0.35를 만족하는 것이 바람직하다. h1+h2가 이러한 범위이면, HIC값 저감에 효과가 있다. 이러한 구성은, 인너 및 보강 인너에 적용 가능하고, 단면 형상이 사다리꼴이어도 스플라인 형상이어도 적용할 수 있다. 또, 보강 인너의 파고가 영(zero)인 평판의 경우는 0.05<h1/d<0.35가 된다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 15에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널, 인너 패널 및 보강 인너 패널중 어느 하나가 알루미늄 합금제 또는 강제인 것이 바람직하다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 16에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널과 아우터 패널이 유연 결합(flexible coupling)에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하고, 청구항 17에 기재한 바와 같이, 상기 유연 접합부가 지그재그 형상으로 또는 분산되어 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보행자 보호에서 두부 충돌에 있어서, 아우터와 인너의 덜컹거림 진동(rattling vibration)을 손상하지 않고, 이 결과 두부 가속도가 교란되어 HIC값을 저하시킬 수 있다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 청구항 18에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 및/또는 보강 인너 패널에, 개구율 3% 이하, 구멍 직경 3㎜ 이하의 흡음 효과를 갖는 복수개의 관통 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 흡음 효과는 헬름홀츠의 공명 원리에 따라, 일본 공개 특허 제 1986-249878 호, 일본 공개 특허 제 2000-56777 호, 일본 공개 특허 제 2003-20586 호의 다공 흡음 패널 의 종래 기술로부터, 폐단면 구조의 특징을 갖는 파형 후드의 인너 패널에 미세한 구멍을 형성하면, 후드가 흡음 효과를 발휘할 것이다. 구멍 직경에 대해서는 우즈노에 의하면, 판 두께 0.5㎜의 강판에서는, 개구율 1%이고 구멍 직경 0.5㎜일 때, 1k㎐ 이하의 주파수 영역에서 대략 0.5 정도의 흡음 효과를 얻을 수 있고, 마찬가지로 판 두께 0.8㎜의 강판에서는, 개구율 2%, 구멍 직경 2㎜에서 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이다. 또한, 일본 공개 특허 제 2003-20586 호에 의하면, 개구율 3% 이하, 구멍 직경 3㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 후드는 아우터와 인너, 인너와 보강 인너의 2개의 공기층을 갖고, 인너와 보강 인너에 미세한 구멍을 마련함으로써, 흡음 효과는 상당한 효과를 기대할 수 있다. 또, 미세 구멍의 크기는, 제조상의 일반 상식으로부터 판 두께 정도 이하의 미세한 구멍을 펀칭에 의해 형성하는 것은 상당히 곤란해서, 대량 생산을 전제로 했을 경우에는, 구멍 직경은 판 두께 0.5㎜의 경우 0.5㎜ 내지 3㎜ 정도가 되고, 판 두께 0.8㎜의 경우는 0.8㎜ 내지 약 3㎜ 정도의 범위로 제한된다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 흡음성 향상을 위해, 청구항 19에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 및/또는 보강 인너 패널의 파장 또는 파고가 차체 폭방향 또는 차체 길이방향으로 불균일한 것이 바람직하다.
또 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 흡음성 향상을 위해, 청구항 20에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 및/또는 보강 인너 패널의 단면 파형 형상에 있어서의 1파장중의 좌우의 파형에 있어서의 파장 또는 파고가 비대칭이고, 변형된 파형 단면인 것이 바람직하다.
또 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 흡음성 향상을 위해, 청구항 21에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널과 인너 패널 사이, 또는 인너 패널과 보강 인너 패널 사이에 부분적으로 소정의 틈새가 마련되어 있는 것이 바람직하고, 이 틈새는 청구항 22에 기재한 바와 같이 1㎜ 내지 10㎜인 것이 바람직하다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 보행자 보호 성능 향상을 위해, 청구항 23에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널이 강제이고, 인너 패널 및 보강 인너 패널이 알루미늄 합금제인 것이 바람직하다. 아우터 패널을 강제로 함으로써, 아우터 패널 중량이 증가하여, 두부 충돌시의 가속도 제 1 파의 크기를 증가시켜서 200G 정도로 함으로써, 가속도 제 2 파가 저하하여, HIC값을 1000 이하로 억제할 수 있다.
또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명에 있어서, 보행자 보호 성능 향상을 위해, 청구항 24에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널 내면에 하나 또는 복수의 강제, 알루미늄 합금제 또는 납제의 보강판이 부착되어 있는 것이 바람직하다. 아우터 패널의 국부적 중량을 증가시켜, 두부 충돌시의 가속도 제 1 파의 크기를 증가시켜서 200G 정도로 함으로써, 가속도 제 2 파는 저하하여, HIC값을 1000 이하로 억제할 수 있다. 금속판의 배치 개소, 매수, 두께 등은 적절히 선택된다.
본원 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 25에 기재한 바와 같이, 자동차의 루프, 도어, 트렁크 리드에 적용 가능하다. 또한, 본원 발명에 따른 차체 패널 구조체는 청구항 26에 기재한 바와 같이 철도 차량의 루프, 도어, 마루 또는 측벽에 적용 가능한 것이다.
본원 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 27에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널과 인너 패널 사이의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널 사이의 폐공간에 두부 충돌 에너지 흡수 효과를 갖는 소정의 내압을 부여하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 두부 가속도 제 2 파가 감소하고, HIC값이 감소하여, 보행자 보호 성능이 향상된다.
이때, 청구항 28에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널과 인너 패널 사이의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널 사이의 폐공간에 자루 형상물을 배치하고, 이 자루 형상물내에 내압을 부여하는 것이 바람직하다. 자루 형상물로서는, 예를 들어 천연 또는 합성 수지제의 것이 바람직하게 사용된다.
본원 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 29에 기재한 바와 같이, 상기 아우터 패널과 인너 패널 사이의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널 사이의 폐공간에 에너지 흡수재를 매설하여 두는 것이 바람직하다. 이에 의해, 후드의 두부 충돌 에너지의 흡수 효과가 증대하여, 보행자 보호 성능이 향상된다. 에너지 흡수재로서는, 예를 들어 발포 스티로폼이 바람직하게 사용된다.
본원의 제 6 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 30에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드(bead)를 갖는 인너 패널을 조합한 차체 패널 구조체에 있어서, 상기 인너 패널의 파형 형상은, 파의 파장을 p, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.5<p/d<2.8을 만족하거나, 또는 상기 인너 패널의 파고를 h1, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.05<h1/d<0.35를 만족하는 것을 특징으로 한다. 이 차체 패널 구조체는 경량이고 보행자 보호 성능 및 흡음 성능이 우수한 것이 된다.
본원의 제 6 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서, 청구항 31에 기재한 바와 같이, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널의 파고 h1a가 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널의 파고 h1c보다도 큰 것이 바람직하다. 이에 의해 경량이고, 보행자 보호 성능 및 흡음 성능이 우수한 차체 패널 구조체가 된다.
또한, 본원의 제 6 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서는, 청구항 32에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널의 단면 파형 형상은 패널 중앙부에 2중의 파형 형상 이외의 파형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체를 얻을 수 있다.
본원의 제 7 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 33에 기재한 바와 같이, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 보강 인너 패널을 조합한 차체 패널 구조체에 있어서, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 파장을 pa라고 하고 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.5<pa/da<2.8을 만족하는 것이고, 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 파장을 pc라고 하고 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.5<pc/dc<2.8을 만족하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 보행자 보호에 대한 최적 파장에 의해, 우수한 보행자 보호 성능을 얻을 수 있다.
본원의 제 7 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서는, 청구항 34에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널에 있어서의 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널의 파고를 h1a, 보강 인너 패널의 파고를 h2a라고 하고 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.05<(h1a+h2a)/da<0.35를 만족하거나, 또는 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널의 파고를 h1c, 보강 인너 패널의 파고를 h2c이라고 하고 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.05<(h1c+h2c)/dc<0.35를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보행자 보호에 대한 파고의 최적값을 얻을 수 있다.
또한, 본원의 제 7 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서는, 청구항 35에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널의 단면 파형 형상은 패널 중앙부에 2중의 파형 형상 이외의 파형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체를 얻을 수 있다.
본원의 제 8 발명에 따른 차체 패널 구조체는, 청구항 36에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널과 보강 인너 패널이 각각 상이한 파장 또는 파고의 단면 파형 형상을 갖는 차체 패널 구조체이다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명과 제 7 및 제 8 발명에 있어서, 청구항 37에 기재한 바와 같이, 상기 보강 인너 패널의 더 내면에, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널과 동일하거나 또는 상이한 단면 파형 형상을 갖는 제 2 보강 인너 패널을 배치할 수도 있다.
본원의 제 1 내지 제 5 발명과 제 7 및 제 8 발명에 있어서, 청구항 38에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널, 보강 인너 패널 또는 제 2 보강 인너 패널은 분단된 파형 단면 형상을 갖는 것이어도 좋다. 또한, 본원의 제 1 내지 제 5 발명과 제 7 및 제 8 발명에 있어서, 청구항 39에 기재한 바와 같이, 상기 인너 패널, 보강 인너 패널 또는 제 2 보강 인너 패널은 분단되어 있지 않은 파 및 일부 분단된 파를 갖는 것으로 할 수도 있다. 이렇게 함으로써, 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체를 얻을 수 있다.
(발명의 효과)
본원의 청구항 1 내지 청구항 9에 기재된 제 1 발명 내지 제 5 발명에 따른 차체 패널 구조체에 따르면, 후드 경량화의 관점에서, 후드의 인장 강성을 크게 높일 수 있어, 비틀림 강성과 굽힘 강성에 대해서도 충분한 강성을 갖는 차체 후드 구조를 제공할 수 있다. 또한, 보행자 보호의 관점에서, 아우터와 강체물의 틈새가 작아도 HIC값을 저감할 수 있어, 후드에의 충돌 부위에 상관없이 HIC값이 대략 균일하고, 더욱이 알루미늄제 후드라도 충분히 HIC값을 저감할 수 있는 두부 충돌 내성이 우수한 보행자 보호 차체 후드 구조체를 제공할 수 있다. 더욱이, 인너 또는 보강 인너에 다공판을 이용함으로써 광대역 흡음 특성을 갖는 보행자 보호 성능에 우수한 흡음 차체 후드 구조체를 제공할 수 있다.
본원의 청구항 10에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 스플라인형 인너를 적용함으로써, 엔진 룸내의 복잡한 강체 부품의 배치를 고려하면서, 두부 충돌 내성의 향상을 도모할 수 있다.
본원의 청구항 11에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 대략 사다리꼴 형상의 인너 또는 보강 인너에 의해, 후드의 정적 강성을 높일 수 있고, 또 보행자 보호에 있어서의 두부 충돌에서의 두부 가속도를 저하할 수 있다.
본원의 청구항 12에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 대략 파형 형상에 대략 소형 파 형상을 중첩한 인너 또는 보강 인너에 의해, 후드의 정적 강성을 높일 수 있고, 또 보행자 보호에 있어서의 두부 충돌에서의 두부 가속도를 저하할 수 있다.
본원의 청구항 2 내지 청구항 5에 기재된 인너 또는 보강 인너에 의해, 후드의 정적 강성을 높일 수 있고, 또 보행자 보호에 있어서의 두부 충돌에서의 두부 가속도를 저하할 수 있다.
또, 본원 발명에 따른 차체 패널 구조체에 따르면, 2중파형 후드 구조의 파장과 파고의 바람직한 범위는 청구항 13 및 청구항 14에 나타낸 바와 같이 광범위한 바람직한 범위가 된다.
본원의 청구항 15에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 후드는 알루미늄제 또는 강제이지만, 알루미늄제의 경우인 쪽이 경량화 효과가 크다.
본원의 청구항 16 및 청구항 17에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 아우터와 인너의 접합을 유연 결합으로 하고, 접합 부분을 지그재그 형상으로 배치함으로써, 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체가 된다. 또, 인너와 보강 인너의 결합은 강하게 결합되어 있는 편이 좋다.
본원의 청구항 18에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 인너 또는 보강 인 너로서 개구율 3% 이하, 구멍 직경 3㎜ 이하의 다공판을 이용함으로써, 광대역 흡음 특성이 우수한 차체 후드 패널을 실현할 수 있다.
본원의 청구항 19에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 인너 패널 단면의 대략 파형 형상에 있어서, 인너 패널과 보강 인너 패널의 파장 또는 파고를, 차체 폭방향 또는 차체 길이방향으로 불균일하게 함으로써, 음장의 고유 진동 모드가 복잡해지고, 흡음 특성이 광대역화하여, 흡음 특성이 향상된다.
본원의 청구항 20에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 인너 패널과 보강 인너 패널에 의해 형성되는 단면 형상에 있어서, 1파장중 좌우의 파형 형상이 파장 또는 파고에 대해서 비대칭이고, 변형된 파형 형상 단면으로 함으로써, 음장의 고유 진동 모드가 복잡해지고, 흡음 특성이 광대역화하여, 흡음 특성이 향상된다.
본원의 청구항 21 및 청구항 22에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 후드 단면의 대략 파형 형상에 있어서, 아우터 패널과 인너 패널 사이, 또는 인너 패널과 보강 인너 패널 사이에 부분적으로 1㎜ 내지 10㎜ 정도의 틈새를 마련함으로써, 음장의 고유 진동 모드가 복잡해지고, 흡음 특성이 광대역화하여, 흡음 특성이 향상된다.
본원의 청구항 23에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 아우터 패널을 강제로 하고, 인너 패널 및 보강 인너를 알루미늄 또는 알루미늄 합금제로 함으로써, 두부 가속도 제 1 파가 200G 정도로 상승하여, 두부 가속도 제 2 파가 저하하고, 결과적으로 HIC값이 저하한다.
본원의 청구항 24에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 아우터 패널 하면 에, 하나 또는 복수의 강제, 알루미늄제, 납제 등의 금속 보강판을 배치함으로써, 두부 가속도 제 1 파가 200G 정도로 상승하여, 두부 가속도 제 2 파가 저하하고, 결과적으로 HIC값이 저하한다.
본원의 청구항 25 및 청구항 26에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 차체의 루프, 도어, 트렁크 리드, 또는 철도 차량의 루프, 도어, 마루, 측벽 등에 적용함으로써, 차체 또는 철도 차량의 충돌 내성을 향상시키고, 아울러 흡음 효과를 높일 수 있다.
본원의 청구항 27 및 청구항 28에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 아우터 패널과 인너 패널의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널의 폐공간에 적절한 내압을 부여함으로써, 두부 충돌 에너지의 흡수 효율이 증대하고, 가속도 제 2 파가 감소하여, HIC값이 저하하여서, 보행자 보호 성능이 향상된다.
본원의 청구항 29에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 아우터 패널과 인너 패널의 폐공간, 또는 인너 패널과 보강 인너 패널의 폐공간에 발포 스티로폼 등의 에너지 흡수 부재를 매설함으로써, 두부 충돌 에너지의 흡수 효율이 증대하여, 보행자 보호 성능이 향상된다.
또한, 본원의 청구항 30에 기재된 제 6 발명에 따른 차체 패널 구조체에 따르면, 차폭방향에 대략 평행하게 대략 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널과 아우터 패널을 조합하여 차체 패널 구조체로 함으로써, 경량이고 보행자 보호 성능 또는 흡음 성능이 우수한 차체 패널 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 본원의 청구항 31에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 어른 두부 충 돌 범위에서의 인너의 파고(h1a)가 어린이 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1c)보다 크게 함으로써, 경량이고 보행자 보호 성능 또는 흡음 성능이 우수한 차체 패널 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 본원의 청구항 32에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 보행자 보호에 우수한 후드를 제공할 수 있다.
본원의 청구항 33에 기재된 제 7 발명에 따른 차체 패널 구조체에 따르면, 차폭방향에 대략 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널, 보강 인너와 아우터 패널을 조합한 차체 패널 구조체에 있어서, 어른 두부 충돌 범위에서의 파장(pa)이 0.5<pa/da<2.8을 만족하거나, 또는 어린이 두부 충돌 범위에서의 파장(pc)이 0.5<pc/dc<2.8을 만족하는 것으로 함으로써, 보행자 보호에 대한 파장의 최적값을 얻을 수 있다.
본원의 청구항 34에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 어른 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1a), 보강 인너의 파고(h2a)가 0.05<(h1a+h2a)/d<0.35를 만족하거나, 또는 어린이 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1c), 보강 인너의 파고(h2c)가 0.05<(h1c+h2c)/d<0.35를 만족하는 것으로 함으로써, 보행자 보호에 대한 파고의 최적값을 얻을 수 있다.
또한, 청구항 35에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 보행자 보호에 우수한 후드 구조체를 제공할 수 있다.
본원의 청구항 36에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 보행자 보호에 우수한 후드 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 본원의 청구항 37 내지 청구항 39에 기재된 차체 패널 구조체에 따르면, 상기 발명과 같이 보행자 보호에 우수한 후드 구조체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 있어서의 인너의 일 실시형태를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차체 패널 구조체의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 스플라인형 인너를 갖는 2중파형 차체 패널 구조체의 단면도,
도 5는 본 발명에 있어서의 스플라인형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 6은 본 발명에 있어서의 스플라인형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 7은 본 발명에 있어서의 대략 사다리꼴형 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 8은 본 발명에 있어서의 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 9는 본 발명에 있어서의 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 10은 본 발명에 있어서의 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 11은 본 발명에 있어서의 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 12는 본 발명에 있어서의 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 13은 본 발명에 있어서의 소형 파를 중첩한 대략 파형 인너의 실시형태를 도시하는 단면도,
도 14는 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 15는 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 16은 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 17은 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 18은 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 19는 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 20은 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 21은 본 발명에 있어서의 2중파형 차체 패널 구조체의 두부 충돌 모델의 개략도(측면도),
도 22는 본 발명에 있어서의 2중파형 차체 패널 구조체의 두부 충돌 모델의 개략도(정면도),
도 23은 본 발명에 있어서의 파형 인너와 두부 모델의 모델도(사시도),
도 24는 본 발명에 있어서의 2중파형 차체 패널 구조체에 있어서의 모델도(사시도),
도 25는 종래 파형 후드 구조체에서의 두부 가속도 파형을 도시하는 설명도,
도 26은 본 발명에 있어서의 2중파형 차체 패널 구조체에서의 두부 가속도 파형을 도시하는 설명도,
도 27은 틈새(L)와 HIC값의 관계를 도시하는 설명도,
도 28은 파장이 HIC값에 미치는 영향을 도시하는 설명도,
도 29는 파고가 HIC값에 미치는 영향을 도시하는 설명도,
도 30은 종래 파형 후드 구조체에서의 두부 충돌 위치를 도시하는 사시도,
도 31은 아우터와 인너의 접착 부위를 도시한 개략도,
도 32는 다공판에서의 주파수와 개구율의 관계를 도시한 개략도,
도 33은 다공판에서의 구멍 직경과 개구율의 관계를 도시한 개략도,
도 34는 다공판에서의 구멍 직경과 개구율의 관계를 도시한 개략도,
도 35는 다공판에서의 배후 공기층과 주파수의 관계를 도시한 개략도,
도 36은 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 모델(2차원 슬릿 모델)을 도시한 도면,
도 37은 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 38은 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 39는 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 40은 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 41은 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 42는 2중파형 차체 패널 구조체에서의 음장 고유값 해석 결과를 도시한 도면,
도 43은 2중파형 차체 패널 구조체의 인너와 보강 인너의 3차원 형상을 도시한 도면,
도 44는 2중파형 차체 패널 구조체의 인너와 보강 인너의 3차원 형상을 도시한 도면,
도 45는 2중파형 차체 패널 구조체의 인너와 보강 인너의 3차원 형상을 도시한 도면,
도 46은 2중파형 차체 패널 구조체의 인너와 보강 인너의 3차원 형상을 도시한 도면,
도 47은 인너와 보강 인너의 접합 상태를 도시하는 설명도,
도 48은 인너와 보강 인너의 접합 상태를 도시하는 설명도,
도 49는 2중파형 차체 패널 구조체의 크래쉬 비드의 설명도,
도 50은 HIC값을 1000 이하로 억제하기 위한 두부 가속도 파형을 도시하는 설명도,
도 51은 2중파형 차체 패널 구조체의 아우터 하면에 보강판을 장착한 경우의 설명도,
도 52는 2중파형 차체 패널 구조체의 아우터 하면에 보강판을 8장 장착한 경우의 설명도,
도 53은 2중파형 차체 패널 구조체의 아우터, 인너, 보강 인너를 리벳 등으로 결합한 상태를 도시한 도면,
도 54는 내부에 내압의 밀봉성을 확보하기 위한 고무제 또는 수지제의 자루 를 마련한 2중파형 차체 패널 구조체의 단면도,
도 55는 인너 패널과 보강 인너 패널의 폐공간에 에너지 흡수 부재를 매설한 구조를 도시하는 설명도,
도 56은 본 발명에 있어서의 파형 인너의 실시형태를 도시하는 사시도,
도 57은 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 보강 인너와 차체 길이방향으로 파형 비드를 갖는 인너를 조합한 구조에서의 인너와 두부 충돌 위치를 도시하는 사시도,
도 58은 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 보강 인너와 차체 길이방향으로 파형 비드를 갖는 인너를 조합한 구조에서의 보강 인너를 도시하는 사시도,
도 59는 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 보강 인너와 차체 길이방향으로 파형 비드를 갖는 인너를 조합한 구조에서의 해석 결과를 종래 구조와 비교한 도면,
도 60은 차폭방향으로 파형 비드를 마련한 인너를 갖는 1중파형 구조에서의 해석 결과를 종래 구조와 비교한 도면,
도 61은 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 모델을 도시하는 설명도,
도 62는 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 모델을 도시하는 설명도,
도 63은 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 모델을 도시하는 설명도,
도 64는 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 도시한 도면,
도 65는 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 도시한 도면,
도 66은 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 종래 해석 결과와 비교하여 도시한 도면,
도 67은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 모델을 도시한 도면,
도 68은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 모델을 도시한 도면,
도 69는 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 도시한 도면,
도 70은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 도시한 도면,
도 71은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 해석 결과를 도시한 도면,
도 72는 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드 인너를 갖는 파형 차체 패널 구조체의 단면 형상을 도시하는 도면,
도 73은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드 인너를 갖는 파형 차체 패널 구조체의 단면도,
도 74는 차폭방향의 파형 인너와 파형 보강 인너를 갖는 2중파형 차체 패널 구조체의 단면 형상을 도시한 도면,
도 75는 차폭방향의 파형 인너와 파형 보강 인너를 갖는 2중파형 차체 패널 구조체의 단면도,
도 76은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 단면 형상을 도시한 도면,
도 77은 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 조합한 2중파형 차체 패널 구조체의 단면 형상을 도시한 도면,
도 78은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 79는 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 80은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 81은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 82는 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 83은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 84는 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 85는 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 86은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 87은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 88은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 89는 차체 중앙부에서 2중으로 교차하는 개소가 1개소 있는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 90은 차체 중앙부에서 2중으로 교차하는 개소가 1개소 있는 차체 패널 구조체의 인너의 일례를 도시한 도면,
도 91은 1중 횡파 차체 패널 구조체에서의 파장과 HIC값의 관계를 도시한 도면,
도 92는 1중 횡파 차체 패널 구조체에서의 파고와 HIC값의 관계를 도시한 도면,
도 93은 1중 횡파 차체 패널 구조체에서의 틈새와 HIC값의 관계를 도시한 도면,
도 94는 2중 횡파 차체 패널 구조체에서의 파장과 HIC값의 관계를 도시한 도 면,
도 95는 2중 횡파 차체 패널 구조체에서의 파고와 HIC값의 관계를 도시한 도면,
도 96은 2중 횡파 차체 패널 구조체에서의 틈새와 HIC값의 관계를 도시한 도면,
도 97은 파의 분포 형상을 도시한 도면으로, 횡파와 종파의 혼합 형상을 도시한 도면,
도 98은 파의 분포 형상을 도시한 도면으로, 종파의 형상의 변화예를 도시한 도면,
도 99는 인너와 보강 인너의 단면 형상을 도시한 도면,
도 100은 인너와 보강 인너의 단면 형상을 도시한 도면,
도 101은 아우터, 인너, 보강 인너, 제 2 보강 인너로 구성되는 차체 후드 구조체를 도시하는 설명도,
도 102는 아우터, 파형 인너로 구성되는 장방형 형상의 해석 모델도를 도시하는 도면,
도 103은 해석 모델에서, 아우터를 비표시(非表示)로 한 해석 모델도,
도 104는 두부 충돌 방향과 파의 방향이 HIC값에 미치는 영향을 도시하는 해석 결과도,
도 105는 파의 방향이 차체의 대략 길이방향이고, 파의 일부가 분단된 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 106은 파의 방향이 차체의 대략 폭방향이고, 파의 일부가 분단된 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 107은 파의 방향이 차체의 대략 경사방향이고, 파의 일부가 분단된 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 108은 파의 방향이 차체의 임의 방향이고, 파의 일부가 분단된 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 109는 파의 방향이 차체의 대략 길이방향이고, 파의 일부가 분단된 파와, 분단되어 있지 않은 파를 혼합한 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 110은 파의 방향이 차체의 대략 길이방향이고, 파의 일부가 분단된 파와, 분단되어 있지 않은 파를 혼합한 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 111은 파의 방향이 차체의 경사방향이고, 파의 일부가 분단된 파와, 분단되어 있지 않은 파를 혼합한 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 112는 파의 방향이 차체의 대략 차폭방향이고, 파의 일부가 분단된 파와, 분단되어 있지 않은 파를 혼합한 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 113은 파의 방향이 차체의 임의 방향으로 변화하는 경우이고, 파의 일부가 분단된 파와, 분단되어 있지 않은 파를 혼합한 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너를 도시한 도면,
도 114는 1중 횡파 후드 구조에 있어서의 파장 160㎜, 파고 30㎜, 틈새 70㎜의 경우의 두부 가속도 파형을 도시한 도면,
도 115는 도 114에 있어서의 0msec후의 두부 충돌시의 변형도,
도 116은 도 114에 있어서의 6msec후의 두부 충돌시의 변형도,
도 117은 도 114에 있어서의 11msec후의 두부 충돌시의 변형도,
도 118은 도 114에 있어서의 17msec후의 두부 충돌시의 변형도,
도 119는 파장을 물결치게 한 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시하는 사시도,
도 120은 파장을 물결치게 한 다른 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시하는 사시도,
도 121은 파장을 좌우 비대칭으로 한 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시하는 사시도,
도 122는 파장을 좌우 비대칭으로 한 다른 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시하는 사시도,
도 123은 파장을 좌우 비대칭으로 한 횡파 1중 구조의 인너 패널을 도시하는 사시도.
(부호의 설명)
1 : 인너 2 : 파형 비드
3 : 패널 구조체 4 : 아우터
5 : 비드 볼록부 6 : 비드 오목부
7 : 수지층 8 : 헴 가공부
9, 10 : 인너 주연부 23 : 보행자의 두부
24 : 강체면 25 : 수지 등의 접착제
26 : 파형 인너 27 : 빔형 인너
28 : 두부 모델 29 : 보강부
30 : 접착부 31 : 스플라인형 인너
32 : 충돌 위치 40 : 보강 인너
41 : 크래쉬 비드 42 : 슬릿
43 : 리벳 44 : 고무제 또는 수지제 등의 자루
45 : 발포 스티로폼 등의 에너지 흡수재
46 : 제 2 보강 인너 47 : 분단된 비드
48 : 분단되어 있지 않은 비드
이하, 본 발명의 차체 패널 구조체의 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 차체 패널 구조체의 일 실시형태에 있어서의 인너 패널(인너)의 사시도, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다. 또, 도 1에 있어서는, 파형 형상을 알기 쉽도록 메쉬가 넣어져 있다.
도 1 및 도 2에 있어서, 인너(1a)는 알루미늄 합금 또는 고장력 강판 등으로 대표되는 경량이고 고장력인 금속제이고, 주연부(9a, 9b)(9a : 차체 선단측, 9b : 운전석측) 및 주연부(10a, 10b : 차폭측)를 제외하는 패널 전체면에 걸쳐서, 차체 길이방향을 향하는 복수 라인의 대략 파형 비드(볼록부)(2a)가 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 또한, 직선형의 대략 파형 비드 뿐만 아니라, 후술하는 동심원 또는 타원 등의 곡선형 파형 비드도 서로 대략 평행하게 형성되어 있다.
도 2에 있어서, 파형 비드(2a)는, 아우터 패널(아우터)(4)의 이면측을 향해서 돌출한 단면이 완만한 원호형상 또는 길이방향으로 이랑 형상(畝狀)의 비드 볼록부(5)를 갖고, 이와는 반대측에 우묵하게 들어간 동일하게 단면이 완만한 원호형상 또는 길이방향으로 이랑 형상의 비드 오목부(6)에 의해, 차폭방향으로 사인파 형상으로 연속하는 곡선으로 이루어지는 파형을 형성하고 있다. 그리고, 도 1 및 도 2에서는, 직선형의 파형 비드(2a)가 7개 대략 평행하고 또한 서로 독립하여(간격을 두고) 인너(1a)의 표면에 마련되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 파형 비드(2a)는 비드 오목부(6)도 포함하여, 그 길이방향에 걸쳐서 대체로 동일한 폭을 갖고 있다. 단지, 파형 비드(2a)는 비드 오목부(6)도 포함하여, 반드시 그 길이방향에 걸쳐서 동일한 폭을 가질 필요는 없다. 예를 들면 평면적으로 보아 부분적으로 폭이 좁아지는 잘록한 부분이나 우묵한 부분을 마련하여, 차체 충돌시에, 인너의 전체 변형의 기점이 되어서 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 형상으로 해도 좋고, 또는 차체 설계에 따라 순차적으로 좁아지거나 또는 폭이 넓어지는 형상으로 해도 좋다.
또, 이들 파형 비드(2a)나 비드 오목부(6)의 단면 형상(폭, 높이, 경사면의 경사 각도), 수량(개수), 길이 등의 조건은 특별히 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 단지, 강성의 발휘와 성형의 용이성을 고려하면, 상기 단면 형상의 파의 높이(h)는 10㎜ 내지 60㎜, 상기 파장(p)은 90㎜ 내지 300㎜의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 비드 오목부(6)도 포함하여, 이들 대략 파형 비드 단면 형상이 크고, 또한 대략 파형 비드의 개수가 많을수록, 또 패널 전체면에 걸쳐서 마련될수록, 인너 또는 패널 구조체의 강성을 높일 수 있다.
따라서, 이들 대략 파형 비드(2a)나 비드 오목부(6)의 단면 형상이나 조건은 강성 설계에서 요구되는 인장 강성, 비틀림 강성, 굽힘 강성 및 성형 가능성 또는 용이성(성형성) 등의 관계로부터 적절하게 선택된다.
또한, 인너를 더욱 경량화하기 위해, 강성이나 강도에 영향이 없는 범위에서, 대략 파형 비드(2a)나 비드 오목부(6)의 부분에, 부분적으로 패널을 트리밍(trimming)한 공간 또는 절결 부분(원, 장방형 등 공간 부분의 형상은 문제삼지 않음)을 마련하여도 좋다.
더욱이, 예를 들면 인너를 테일러 블랭크(tailor blank)화하는 등에 의해, 인너의 외연부(외주부)의 판 두께를 중앙부의 판 두께보다도 두껍게 하여, 패널 또는 패널 구조체의 선단부에 걸리는 굽힘 하중에 대하여 패널 또는 패널 구조체의 굽힘 강성을 향상시키는 등, 다른 강성 보강 수단과 적절하게 조합하여도 좋다.
보강 인너 패널(이하, 단지 보강 인너라 함)(40)은 인너와 서로의 정점 부분이 결합하도록 일체화되어 있다. 결합 부분은 예를 들어 접착재, 리벳 등을 이용하여 결합된다. 이렇게, 2중파형 구조로 함으로써, 두부 충돌시의 흡수 에너지를 높일 수 있어, 두부 충돌 내성이 향상되고, 소음 대책의 관점에서도 흡음률이 높아진다.
본 실시형태에 있어서, 인너 및 보강 인너의 단면 형상은, 기본적으로는 사인 곡선형상의 대략 파형이지만, 곡률의 자유도가 높은 스플라인 곡선인 것이 실용적이다. 도 4 내지 도 6은 단면 형상을 스플라인 곡선으로 한 예를 도시하는 것이다. 도 4는 후드 중앙부에 있어서의 차폭방향의 절단면을 도시한 도면이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 보통 엔진 룸 내부는 복잡한 부품 배치를 하고 있어, 이러한 스플라인 형상에 의해 부품 배치를 고려한 유연한 인너 형상 설계가 가능해진다. 도 5는 이 스플라인 형상의 인너를 도시하는 사시도이며, 도 6(a) 내지 (d)는 스플라인 곡선을 도시하는 인너의 단면 형상을 도시하는 것이다. 보강 인너도 인너와 동일한 형상을 갖고, 인너와 보강 인너의 단면 형상의 조합은 기본적으로는 동일형상에서의 조합으로 되어, 파고는 상이하지만 파장은 동일하게 된다. 단지, 상이한 형상을 조합하는 경우도 고려된다.
일반적으로 스플라인 곡선이란, 대소 곡률이 상이한 곡선을 매끄럽게 서로 연결시켜서 형성되는 곡선을 말한다. 본 실시형태에 있어서, 스플라인 파형이란, 스플라인 곡선과 동일한 의미로서, 대략 파형의 파형상(대략 사다리꼴 등을 포함함)을 베이스로 그상에 엠보싱 형상 등의 대소 곡률이 상이한 복수의 파가 중첩되어서 될 수 있는 파형의 파형상으로 정의한다. 엠보싱 형상은 인너 및 보강 인너 전체면에 미치는 경우와, R부 등의 국부에 한정되는 경우가 있다.
본 발명에 따른 인너 및 보강 인너의 단면 형상은, 기본적으로는 사인 곡선형상의 대략 파형이지만, 단면 형상으로 대략 사다리꼴을 이용하여도 좋다. 도 7(a)에 단면이 사다리꼴 형상인 개략도를 도시하고, 도 7(b)에 단면이 사다리꼴 형상인 변형예를 도시한다. 도 7(a)는 볼록부 및 오목부의 쌍방이 사다리꼴 형상의 경우를 도시하고, 도 7(b)는 볼록부가 사다리꼴 형상, 오목부가 원호 형상의 경우를 도시한다. 이들 사다리꼴 형상의 파형은 인너와 보강 인너의 쌍방이 동일 형상을 갖는 것이 원칙이지만, 인너 또는 보강 인너의 한쪽을 사인 곡선 또는 스플라인 곡선으로 하여도 좋다.
또 인너 및 보강 인너의 곡면상에, 작은 요철을 마련하거나, 소형 파를 중첩하여서 국부 강성을 조정하여도 좋다. 차체 길이방향으로 신장하는 작은 비드에 의해 요철을 마련하면, 차체 방향의 강성이 높아지고, 국부적으로 두부 충돌 내성이 높아지는 경우가 있다.
도 8 내지 도 10은 인너와 보강 인너가 상하 대칭인 경우의 2중파형 단면 형상의 예를 도시하는 단면도이다. 도 8은 인너와 보강 인너가 상하 대칭인 5개의 경우를 도시한 것이다. 도 8(a) 내지 (e)에 있어서, 아우터(4)와, 그 이면에 배치된 상하 대칭의 인너(1) 및 보강 인너(40)로 차체 패널 구조체가 형성되어 있다. 도 9는 인너와 보강 인너가 상하 대칭인 하나의 경우를 도시한 것이다. 도 9의 인너(1) 및 보강 인너(40)는 오목부 상호간 또는 볼록부 상호간에 소정의 간격을 마련한 예이고, 도 10은 인너와 보강 인너가 상하 대칭인 하나의 경우를 도시한 것으로 단면 곡선의 표면에 미세한 요철을 마련한 예이다.
한편, 도 11(a) 내지 (d) 및 도 12는 상하 비대칭의 경우의 예로서, 도 11(a)는 보강 인너(40)의 오목부에 작은 볼록부를 마련한 예이고, 도 11(b)는 인너(1)의 볼록부의 일부를 직선으로 한 예이고, 도 11(c)는 볼록부의 일부를 직선으로 한 인너(1)와 오목부에 작은 볼록부를 마련한 보강 인너(40)를 조합한 예이고, 도 11(d)는 보강 인너(40)의 오목부의 일부를 직선으로 한 예이다. 또 도 12는 보강 인너(40)의 단면 곡선의 표면에 미세한 요철을 마련한 예이다.
도 13(a) 내지 (d)는 인너와 보강 인너가 상하 대칭인 경우의 2중파형 단면 형상을 도시한 도면으로, 도 13(b) 내지 (d)는 도 13(a)의 단면 파형 형상에 상하 대칭으로 되도록 소형 파를 중첩한 예를 도시하는 도면이다. 즉, 도 13(a)에 있어서, 이 차체 패널 구조체는 소형 파를 중첩하기 전의 단면 형상을 도시하는 것으로, 인너(1)와 보강 인너(40)가 상하 대칭인 경우를 도시하는 것이다. 도 13(b)는 도 13(a)의 1파장중에 소형 파를 2파 중첩한 단면 형상을 도시한 도면이고, 도 13(c)는 도 13(a)의 1파장중에 소형 파를 3파 중첩한 단면 형상을 도시한 도면이고, 도 13(d)는 도 13(a)의 1파장중에 소형 파를 4파 중첩한 단면 형상을 도시한 도면이다.
본 실시형태에 있어서, 복수 라인의 대략 파형 비드는 패널 구조체의 차폭방향 또는 길이방향에 대하여 대략 평행 방향, 패널 구조체의 길이방향에 대하여 대략 경사방향 또는 패널 구조체의 대략 중심에 대하여 동심원형상의 배열로 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수 라인의 대략 파형 비드는 제 1 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 1 요철과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향에 있어서의 단면 형상이 파형을 이루도록 복수 형성된 제 2 요철을 갖는 것이어도 좋다. 인너 및 보강 인너의 대략 파형 비드 배열예의 사시도를 도 14 내지 도 17 및 도 56에 도시하고, 그 단면도를 도 73에 도시한다.
도 14의 인너(1f)는 능선이 차체 길이방향에 대하여 경사져서 연장되는 직선형의 파형 비드(2f, 2g)가 차체 폭방향의 양측으로 분할된 영역에 형성되어 있다. 이러한 도 14에 도시하는 파형 비드(2f, 2g)는 차체 방향을 향해서 그들의 능선이 서로 만나는 V자형으로 배치되어 있다. 도 15의 인너(1g)는 마찬가지로 능선이 차체 길이방향에 대하여 경사져서 연장되는 직선형의 파형 비드(2f, 2g)가 차체 폭방향으로 분할된 영역에 형성되어 있지만, 도 15에 도시하는 파형 비드(2f, 2g)는 차체 방향을 향해서 그들의 능선이 서로 멀어지는 역 V자형으로 배치되어 있다.
도 16의 인너(1b)는 패널 전체면에 걸쳐서 복수의 대략 파형 비드(2b)가 서로 대략 평행하게 동심원형상으로 마련되어 있다. 즉, 도 16에 도시하는 인너(1b)의 파형 비드(2b)의 요철 형상은 동심원을 이루는 것이다. 또 도 17의 인너(1c)는 패널 전체면에 걸쳐서 복수의 대략 파형 비드(2c, 2d)가 서로 대략 평행하게 타원형상으로 마련되어 있다. 즉, 도 17에 도시하는 인너(1c)는 중앙부에 타원형상의 파형 비드(2d)를 마련하고, 그 양측에 직선형의 파형 비드(2c)를 형성한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서, 복수 라인의 대략 파형 비드가 패널 구조체의 길이방향에 대하여 대략 평행한 파와 이것에 대략 직교하는 파가 교차하는 2중파형의 배열로 마련되어 있는 것으로 할 수 있다. 인너 및 보강 인너의 대략 파형 비드 배열의 예를 도 18 및 도 19에 각각 사시도로서 도시한다.
도 18의 인너(1d)는 패널 전체면에 걸쳐서 복수의 대략 파형 비드(2a, 2e)가 서로 종횡으로 직교하는 형태로 아우터와 인너의 접착 면적을 증대시키고 있다. 즉, 도 18에 도시하는 인너(1d)는 도 1과 마찬가지로 능선이 직선형이고 이것이 차체 길이방향으로 연장되는 파형 비드(2a)와, 능선이 직선형이고 이것이 차체 폭방향으로 연장되는 파형(2e)이 직교하도록 형성되어 있다.
마찬가지로, 도 19의 인너(1e)는 패널 전체면에 걸쳐서 복수의 대략 파형 비드[2a(세로 비드), 2e(가로 비드)]가 서로 종횡으로 직교하는 형태로 아우터와 인너의 접착 면적을 감소시키고 있다. 도 18에 도시하는 파형 비드(2a 및 2e)의 파의 단면 형상은 사인 곡선이다. 도 19에 도시하는 인너(1e)는 마찬가지로 능선이 차체 길이방향으로 연장되는 파형 비드(2a)와 능선이 차체 폭방향으로 연장되는 파형 비드(2e)가 직교하도록 형성되어 있지만, 파형 비드(2a 및 2e)의 단면 형상은 스플라인 형상이다.
더욱이, 본 발명에 따른 복수 라인의 대략 파형 비드가, 패널 구조체의 길이방향에 대하여 경사방향의 파와 이것에 교차하는 또 하나의 경사방향의 파를 중첩한 2중파형의 배열로 마련되어 있는 것이어도 좋다. 인너 및 보강 인너의 대략 파형 비드 배열예를 도 20에 사시도로서 도시한다. 도 20에 도시하는 인너(1h)는 능선이 차체 길이방향에 대하여 경사져서 연장되는 직선형의 파형 비드(2f, 2g)가 모두 차체 패널의 전체면에 형성되어 있고, 따라서 상기 도 14, 도 15의 경사진 대략 파형 비드(2f)와 파형 비드(2g)를 서로 교차시킨 형태를 도시하고 있다. 또, 이들 인너, 보강 인너 및 아우터의 일체화는 기본적으로 상기 도 2에서 설명한 패널 구조체와 동일한 요령으로 행해진다.
본 발명에 따른 대략 파형 인너를 평면적으로 본 경우, 대략 파형 비드는 후드 길이방향에 대하여 평행 혹은 경사, 또는 대략 파형 인너의 대략 중심에 대하여 타원형상 등을 포함하는 동심원형상, 또는 이들의 배열의 조합인 2중파형이 되도록, 서로 평행하게 배열할 수도 있다. 그리고, 이들 배치된 대략 파형 비드가 패널 전체면에 걸쳐서 인너의 단면 형상을 구성하고 있다. 또, 이들 각 배열의 구체적인 규정은 엄밀한 의미에서의 규정이 아니라, 강성 향상 효과를 손상하지 않는 범위에서의 다소의 편차를 허용하는 점에서, 평행, 사다리꼴, 동심원 등은 각각 대략 평행, 대략 사다리꼴, 대략 동심원형상 등, 대략의 의미를 갖는 것이다.
상술한 도 14, 도 15의 인너(1f, 1g)는 대략 파형 비드(2f, 2g)가 V자형상(U자형상이어도 좋음)으로 대략 평행하게 분포하는 형태를 도시하고 있지만, 도 56의 인너는 대략 파형 비드가 차폭방향에 대략 평행하게 분포하는 형태를 도시하고 있다. 도 56에 있어서, 대략 파형 비드가 차폭방향에 평행하게 분포되어 있다.
다음에, 이 인너, 보강 인너 및 아우터를 일체화한 2중파형 후드 구조체에 대해서 설명한다. 도 2의 후드 구조체는 인너(1a)의 대략 파형 비드(2a)의 정상부에 수지층(7)을 배치하고, 이 수지층(7)을 접착제로서, 대략 파형 비드(2a)의 평탄한 정상부(5a)와, 완만한 원호형상으로 성형된 아우터의 이면(4a)을 서로 접합하여, 공간을 사이에 갖는 폐단면 구조를 취하여 일체화한 상태를 도시하고 있다.
후드 구조체로서의 일체화는 상기 접착제와 함께 인너(1a)와 아우터(4)의 주연부를 아우터(4) 주연부의 헴부(4b)를 헴(굽힘) 가공함으로써 고착하여 실행되고 있다. 또, 수지층(7)에는, 수지의 특성이나 종류를 선택함으로써, 제진이나 소음 제거(차음), 충격 완충 효과 등을 갖게 하는 것도 가능하다. 그리고, 이들 효과를 향상시키기 위해서, 파형 비드(5)의 정상부(5a) 뿐만 아니라, 수지층이나 쿠션재 등을 비드 오목부(6) 상부 등, 인너(1a)와 아우터(4)의 간극에 충전하도록 해도 좋다.
다음에, 도 2의 2중파형 후드 구조의 사시도로서의 도 3에 있어서, 인너(1a)와 아우터(4)를 일체화한 파형 후드 구조는, 상기 종래의 콘형 후드 구조나 빔형 후드 구조와 마찬가지로, 또한 힌지 보강부(21)나 래치 보강부(22) 등의 보강 부재에 의해 국부 보강되어 있다.
한편, 보행자 보호에 있어서의 두부와 후드의 충돌에서의 과제 해결에 대해서, 종래의 파형 인너는 두부의 운동 에너지를 매우 양호하게 흡수할 수 있어서, HIC값을 대폭 낮추는 것이 가능하다. 즉,
· 파형 인너의 파장을 대체로 두부 외경을 기준으로 하여 그 전후의 값으로 함으로써, 두부 충돌시에 두부를 대체로 하나의 파로 지탱하는 구조가 되어, 두부를 부드럽게 받아내는 변형을 발생시키고, 그 결과 가속도 제 2 파가 감소하여, HIC값이 감소한다.
· 두부 충돌시에 아우터와 인너가 덜컹거림 진동을 발생시켜, 두부 가속도 파형을 교란시키고, 그 결과 가속도 제 2 파를 대폭 저감할 수 있어, HIC값이 감소한다.
본 발명에 있어서의 2중파형 후드 구조에서는, 종래의 파형 후드 구조에, 보강 인너를 더 추가함으로써, 두부 충돌 에너지가 효율적으로 흡수되므로, HIC값은 종래의 파형 후드 구조에 비하여 더욱 저하하여, 두부 충돌 내성이 높아진다.
또한, 아우터와 인너 사이에 유연한 접합 방법을 적용하여, 파형 인너의 마루부에 국부적인 접착부를 지그재그 형상으로, 또는 분산시켜서 마련함으로써, 보행자 보호에서의 두부 충돌에 있어서, 아우터와 인너의 덜컹거림 진동을 손상하지 않고, 이 결과 두부 가속도파가 교란되어, HIC값을 저하시키는 것이 가능해진다.
더욱이, 스플라인형 인너를 적용함으로써, 엔진 룸내의 엔진, 배터리, 라디에이터 등의 강한 부품의 배치를 고려한 보다 현실적인 설계가 가능해진다.
엔진 룸내에는 엔진, 배터리, 라디에이터 등의 견고한 부품이 있고, 파형 인너의 설계에서는 이들 부품의 배치를 고려한 설계가 필요해진다. 이들 부품의 배치는 차에 따라 천차만별이며, 파형 인너의 단면 형상은 단순하고 규칙적인 파형에서, 파장, 파고, 파형이 불규칙적으로 변화되는 파형 형상으로 수정할 수 있다. 이 때문에, 파형의 단면 형상은 주로 스플라인 함수와 같은 임의의 3차원 형상을 나타낼 수 있는 형상 함수로 정의되는 예를 들어 도 4와 같은 형상인 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 이러한 스플라인 함수의 파형 형상을 갖는 인너를 스플라인형 인너로 정의하고, 파형 인너의 일 형태로 한다.
도 4는 후드 길이방향의 어느 단면에 있어서의 단면 형상으로, 아우터, 스플라인형 인너, 스플라인형 보강 인너 및 엔진 룸내의 강체면을 나타내고 있다. 우선, 스플라인형 인너 및 스플라인형 보강 인너와 강체면의 위치 관계는 두부 충돌시에 파의 골부가 강체면에서 대체로 균등하게 충돌하고, 강체면에서의 반력이 파형 인너 전체면에 전해지도록 배려한다. 이 때문에, 아우터와 강체면의 틈새가 작아 두부와 강체물의 충돌을 피할 수 없는 부위(B1)에서는, 스플라인파의 골부(D1, D2)에서 균등하게 지지되는 단면 형상으로 한다(B2, B3, B4도 동일함).
또한, 틈새가 충분하여 강체물과의 충돌이 발생하지 않는 부위(A1)에서는, 파장을 크게 취하여, 파의 골부(D2, D3)에서 균등하게 지지되는 단면 형상으로 할 수 있다. 이 부위에서 파장을 짧게 하고, 파의 수를 복수로 하면, 인너의 차폭방향의 굽힘 강성이 저하하고, 연직 방향의 변위가 증가하여 두부 충돌 내성이 저하하기 때문에, D2로부터 D3까지를 하나의 파로 연결하고 있다(A2도 동일함). 단지, HIC값을 낮게 허용할 수 있는 범위에서의 파를 마련하는 것은 문제없다. 또, C1, C2, C3, C4, C5의 파의 골부에서의 두부 충돌에서는, 처음에 하중이 인너의 마루부에 전해지고, 그 후 인너의 골부를 거쳐서 강체면에 전해지므로, 두부 충돌 내성은 마루부에 충돌했을 때와 대체로 동일해진다. 이렇게, 스플라인형 인너에서는, 차마다 상이한 엔진 룸내의 강체물의 배치에 관계없이 대체로 일정한 두부 충돌 내성을 실현할 수 있다. 또한, 엔진 룸내의 강체물의 배치는 매우 복잡해서, 스플라인파의 파고, 파장은 차폭 및 차 길이방향으로 유연하게 변화시키기 때문에, 스플라인형 인너의 형상은 복잡한 곡면이 된다.
더욱이, 틈새가 부족하여 두부 충돌 내성이 부족한 부위에 대해서는, 인너에 보강판을 부착하거나, 스플라인형 인너에 국부적으로 요철(소위 엠보싱 가공)을 부착하거나, 또는 작은 파를 후드 길이방향으로 중첩함으로써, 인너의 국부 강성을 증가할 수 있고, 이에 의해 두부 충돌 내성이 개선된다.
또한, 아우터 하면에 강제, 알루미늄제 등의 금속판을 부착함으로써, 국부적으로 아우터 중량을 증가시켜, 두부 충돌시의 가속도 제 1 파의 값을 200G 정도로 증가시킬 수 있으면, 두부 가속도 파형의 최적 형상을 얻을 수 있고, 그 결과 HIC값이 저하하는 것이 본 발명자에 의해 밝혀져 있다.
아우터, 인너, 보강 인너에 이용하는 금속은 통상 범용되는 Al 합금판이나 고장력 강판 등이 적절하게 채용된다. 단지, 수지는 재료 강도 등의 특성의 관점에서, 본 발명에서 목적으로 하는 강성을 갖게 하기 위해서는, 두께를 극단적으로 두껍게 할 필요가 있으므로, 비현실적이어서, 본 발명의 차체 패널 구조체 재료로서는 적용하지 않는다.
차체를 더욱 경량화하기 위해서는, Al 합금을 적용하는 것이 바람직하지만, 본 발명의 차체 패널 구조이면, 고장력 강판을 사용하지 않아도, 또한 특별히 고강도의 Al 합금을 사용하지 않아도 충분히 고강성화할 수 있다.
본 발명에 적용하는 인너 또는 아우터에 이용하는 Al 합금 자체로서는, 통상 이러한 종류 패널 용도에 범용되는 AA 내지 JIS 규격에 의한 3000계, 5000계, 6000계, 7000계 등의 내력이 비교적 높은 범용(규격) Al 합금판에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 이들 Al 합금판은 압연 가공 등의 통상적인 방법에 의해 제조되어, 적절하게 조질 처리되어 사용된다.
보행자 보호에 있어서의 두부 충돌 내성 향상에 대해서, 간이 해석 모델을 사용하여, 2중파형 후드 구조의 효과를 조사했다. 파형 단면은 사인파 형상으로 하고 파의 분포는 후드 길이방향으로 평행한 경우에 대해서 조사했다.
해석 모델은 하기와 같이 설정했다. 도 21은 본 발명에 적용되는 파형 인너의 보행자 두부 충돌 모델의 개략을 도시하는 측면도이고, 도 22는 정면도이다. 또한, 두부 충돌 모델의 사시도를 도 23, 도 24에 도시한다.
도 21 및 도 22에 있어서, 아우터(4)의 내면에 파형 인너(1)가 마련되고, 파형 인너(1)의 내면에 보강 인너(40)가 마련되고, 아우터(4)와 인너(1) 사이는 수지(30)에 의해 접착되어 있다. 또, 도면부호(23)는 보행자의 두부, 도면부호(24)는 강체면이다. 또한, 각 치수류는, 두부 외경 d, 충돌 속도 v, 충돌각 α, 아우터와 강체면의 충돌 방향의 간격 L, 접착제의 두께 c, 파형 인너의 파고 h1, 보강 인너의 파고 h2, 파형 인너 및 보강 인너의 파장 p를 나타낸다. 또한, 보행자의 두부 모델의 해석 조건을 하기 표 1에 나타낸다.
[표 1]
항목 어른 어린이
중량(W) 4.8kg 2.5kg
두부 외경(d) 165㎜ 130㎜
충돌각(α) 65° 50°
충돌 속도(v) 40km/h 40km/h
해석 모델에서는, 이하의 항목을 고려했다. 두부 충돌 모델은 실물을 상정한 상세 모델화가 곤란하기 때문에, 두부를 구형상의 두부 모델로 하고, 차체부를 후드 구조체와 강체면으로 구성되는 간이 모델로 했다.
· 강체면은 엔진 룸내에서 모델화가 곤란한 엔진 등의 강체물을 모의하고 있고, 아우터에 평행한 곡면에서 연직 방향으로 틈새(L)를 갖고 있다.
· 후드 모델은, 통상의 세단으로, 인너 및 보강 인너는 5000계 알루미늄재, 아우터는 6000계 알루미늄재이고, 후드 길이방향 곡률 3100㎜, 폭방향 곡률 4300㎜의 2중 곡률을 갖는 2중판 구조의 간이 모델이고, 탄소성체로서 모델화했다.
· 아우터와 인너의 접착부는 모델화되어 있지 않고, 접착부의 두께(c)는 간극을 갖는 모델화로 되어 있다. 도 23중의 흑색 3각형의 3점이 지지부이며, 그 밖의 부위는 구속되어 있지 않고, 두부 충돌시에 후드 구조체는 크게 변형하여, 충돌부가 강체면에 충돌한다.
· 두부 모델은 EEVC/WG10에 표시된 어린이와 어른의 두부 모델을 적용했다.
2중파형 후드 구조의 두부 충돌 내성의 효과를 조사하기 위해서, 이미 효과가 확인되어 있는 종래의 파형 후드 구조와의 비교 검토를 실행했다. 양자의 여러가지 치수 일람을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
파형 후드의 구조
항목 종래 구조 2중파형 구조
파장(P) 165㎜
인너 파고(h1) 30㎜ 15㎜
보강 인너 파고(h2) 없음 15㎜
아우터 판 두께 1㎜
인너 판 두께 0.8㎜
보강 인너 판 두께 없음 0.3㎜
연직 방향 틈새 70㎜
HIC값 966 657
가속도 제 1 파의 피크값 130G 130G
가속도 제 2 차의 피크값 120G 80G
도 23, 도 62는 해석 모델을 도시한 도면이다. 두부 충돌 위치는 후드 중앙부로 하고 있다. 도 24는 2중파형 후드 구조의 파의 부분을 취출하여 표시하고 있고, 파형 인너의 하면의 보강 인너는 인너와의 접점부에서 고착되어 있어, 인너와 보강 인너는 폐공간이 된다. 한편, 종래의 파형 후드 구조에서는, 보강 인너는 없다. 파형 후드 구조에서의 해석 결과를 도 25에 나타내고, 2중파형(종파) 후드 구조에서의 해석 결과를 도 26에 나타내고, 2중파형(횡파) 후드 구조에서의 해석 결과를 도 66에 나타낸다. 이들 해석 결과로부터, 파형 후드 구조의 경우 HIC값은 966이었지만, 2중파형(종파) 후드 구조의 경우의 HIC값은 657로 저하하고, 2중파형(횡파) 후드 구조의 경우의 HIC값은 635까지 저하하고 있다. 이것은 2중파형 후드 구조에 의해 두부 충돌 에너지가 효율적으로 흡수되고, 특히 가속도 제 2 파의 크기가 120G로부터 80G로 현저하게 저하하고 있다는 것을 알 수 있다. 이 결과 2중파형 후드 구조의 두부 충돌 내성의 효과가 확인되었다.
상기 해석 모델을 이용하여, 틈새(L)와 HIC값의 관계를 조사하고, 해석 결과를 도 27 및 도 71에 나타냈다. 이들 도면으로부터, 2중파형 후드 구조에서는, 종래 구조에 비해 HIC값이 저하하여, 틈새를 약 7㎜ 짧게 할 수 있어, 후드 설계상 바람직한 결과가 확인되었다.
해석에 의해, 2중파형 후드 구조에서의 파장과 파고의 바람직한 범위를 조사했다. 우선, 파장에 대해서 어린이 두부 충돌에서의 해석 결과를 도 28에 도시한다. 이러한 도 28로부터, 2중파형 후드 구조에서는 종래 구조에 비해 HIC값이 대폭 저하하고, 그 바람직한 범위는 파장을 p, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.5<p/d<2.8이 되는 것이 확인되었다. 이 바람직한 범위는 어른 두부 충돌에 대해서도 그대로 적용 가능하다.
파장이 짧을 경우에는, 인너와 보강 인너의 차체 길이방향의 굽힘 강성이 증가하고, 후드의 강성이 지나치게 높아져서 HIC값이 제한값을 초과한다. 또한, 파장이 지나치게 길면 반대로 차체 길이방향의 굽힘 강성이 저하하고, 후드의 강성이 지나치게 낮아져서, 두부는 강체면에 충돌하여, HIC값이 제한값을 초과한다. 파장은 바람직한 범위에 있는 것이 매우 중요하다.
다음에, 파고에 대해서 마찬가지로 어린이 두부 충돌에서의 해석 결과를 도 29에 도시한다. 도 29로부터, 2중파형 후드 구조에서는 종래 구조에 비해 HIC값이 대폭 저하하고, 인너의 파고를 h1, 보강 인너의 파고를 h2, 보행자의 두부 외경을 d라고 했을 때, 0.05<(h1+h2)/d<0.35가 되는 것이 확인되었다. 이 바람직한 범위는 어른 두부 충돌에 대해서도 그대로 적용 가능하다.
파고가 낮을 경우에는, 차체 길이방향의 굽힘 강성이 저하하고, 후드의 강성이 지나치게 낮아져서, 두부는 강체면에 충돌하여, HIC값이 제한값을 초과한다. 파고가 높을 경우에는, 인너와 보강 인너의 차체 길이방향의 굽힘 강성이 증가하고, 후드의 강성이 지나치게 높아져서 HIC값이 제한값을 초과한다. 파장은 바람직한 범위에 있는 것이 매우 중요하다.
2중파형 후드 구조에 대해서 두부 충돌 위치의 영향을 조사했다. 해석 조건은, 어린이 두부 충돌에서 아우터와 강체면의 연직 방향 틈새(L)는 70㎜로 하여, 두부 충돌 위치를 도 30에 도시하고, 해석 결과를 표 3에 나타냈다. 이 표 3으로부터, 두부 충돌 위치가 변해도, HIC값은 대체로 일정하고, 이 결과 2중파형 후드 구조는 충돌 부위에 대하여 HIC값이 대체로 균일하게 되는 것을 확인할 수 있었다. 충돌 위치에 관계없이, HIC값이 일정한 것은 안전상 매우 유용하다고 말할 수 있다.
[표 3]
충돌 위치 파의 위치 HIC값
1 마루부 705
2 골부 884
3 마루부 666
4 마루부 850
5 마루부 668
아우터와 인너는 접착부에 수밀리의 간극이 존재하고 있지만, 현실에서는 후드의 적절한 인장 강성을 얻기 위해서, 최소한의 접착제가 필요하다. 종래 후드 구조에서의 해석 검토로부터, 덜컹거림 진동을 저해하지 않기 위해서는, 접촉 단면 형상이 비교적 국부적인 면적에서, 매우 유연한 스폰지형의 접착재를 이용하여 도 31과 같이 접착부(30)가 파형 인너의 마루부에 지그재그 형상으로, 또는 분산되어 배치되도록 한 구조가 바람직한 것이 확인되어 있다. 접착부의 단면적이 증가하거나, 또는 접착재의 강성이 증가하면, 아우터와 인너는 일체로 되어서 진동하기 쉬워져, 덜컹거림 진동이 없어지고, 그 결과 가속도 제 2 파가 증가하여, HIC값은 증가하는 경향이 확인되어 있다. 2중파형 후드 구조에서도, 기본 구조는 동일하므로 동일한 메카니즘이 생기기 때문에, 동일한 접착 방법이 필요하다. 이 때문에, 본 발명에 있어서는, 2중파형 후드 구조에 있어서의 파형 인너와 아우터의 접착 방법을 규정하고 있다.
본 발명의 2중파형 후드 구조에서는, 아우터와 인너, 인너와 보강 인너 사이에 2개의 공기층을 갖고, 인너 또는 보강 인너에 미세한 구멍을 마련하는 것이 바람직하고, 이에 의해 보행자 보호 성능 뿐만 아니라, 흡음 성능도 향상된다. 또, 미세 구멍의 크기는 제조상의 일반 상식으로부터 판 두께 정도 이하의 미세한 구멍을 펀칭에 의해 형성하는 것은 상당히 곤란하여, 대량 생산을 전제로 한 경우에는, 구멍 직경의 최소값은 판 두께 정도가 되지만, 그것보다 작은 구멍을 경제적으로 형성하기 위해서는 별도 검토가 필요하게 된다.
헬름홀츠의 공명 원리에 의거하는 다공판 흡음 패널의 간단한 수학식
[수학식 3]
Figure 112007040154937-pct00003
[단, f : 주파수, c : 음속, β : 개구율, t : 판 두께, b : 개구 반경(구멍 직경의 절반), d : 배후 공기층의 두께]로부터, 개구율은 작고, 구멍 직경은 크고, 판 두께는 두껍고, 배후 공기층은 두꺼울수록 주파수는 저하한다. 배후 공기층의 두께와 주파수의 관계를 도 32에 도시한다.
여기에서, 구멍 직경은 작을수록 흡음 특성이 향상하고, 지름 1㎜ 이하에서 점성 감쇠에 의해 높은 흡음 특성을 얻을 수 있다는 지견을 얻을 수 있고 [H.V.Fuchs and X.Zha : The application of microperforated plates as sound absorber swith inherent damping Acustica, 81, 107-116(1995)], 이 공지 사실의 적용을 고려한다.
단지, 펀칭에 의한 구멍 직경은 생산성 및 경제성을 고려하면 판 두께 정도 이하로는 형성하기 어렵다. 여기에서, 후드 인너에 의한 흡음 조건으로서, 판 두께를 인너 판 두께 0.8㎜, 배후 공기층의 두께를 30㎜, 목표로 하는 흡음 주파수를 1000㎐ 이하로 설정하면, 도 33으로부터 구멍 직경 1㎜의 경우는 개구율 2% 이하에서, 구멍 직경 3㎜의 경우는 개구율 약 3% 이하에서, 목표 주파수를 만족할 수 있는 것을 알 수 있다.
더욱이, 상기 수학식 3을
[수학식 4]
β=(f×2π/c)2×(t+1.6b)×d
로 다시 정리하여, 구멍 직경과 개구율의 관계를 구한다. 목표 주파수를 1000㎐ 이하, 판 두께를 0.8㎜로 했을 경우의 구멍 직경과 개구율의 관계를 도 33에 도시한다. 배후 공기층을 30㎜ 이하로 하면, 구멍 직경 3㎜ 이하, 개구율 3% 이하에서 목표 주파수를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 판 두께를 0.4㎜로 했을 경우에도, 도 34로부터 대체로 동일한 결론을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상으로부터, 상기 수학식 3으로부터 후드 인너의 흡음 조건에서 목표 주파수 1000㎐ 이하로 하면, 구멍 직경 3㎜ 이하, 개구율 3% 이하가 필연적으로 도출되는 것이 나타나 있다. 또한, 공지 사실인 1㎜ 이하의 구멍 직경에 의해, 구멍부에서의 점성 저항이 증가하여 높은 흡음 성능을 얻을 수 있다. 해당 보행자 흡음 후드에서는, 보행자 보호 성능과 흡음 성능을 양립할 수 있는 점에 기술적 가치가 있다.
배후 공기층의 두께가 변화되는 2중 다공판 구조는 광대역 흡음 특성을 갖고 있는 것이 이미 알려져 있다. 여기에서는, 인너 판 두께 0.8㎜, 보강 인너 판 두께 0.3㎜로 하여 음장의 고유값 해석을 실행했다.
우선, 구멍부를 원형형상으로 하여 정확하게 모델화하면 해석 모델이 대규모로 되므로, 여기에서는, 구멍부를 슬릿 구조로 한 2차원 모델로 치환하였다. 슬릿 흡음 구조에서의 간단한 수학식은,
[수학식 5]
Figure 112007040154937-pct00004
가 된다. 단, f : 주파수, c : 음속, β : 개구율(=b/L), LO : 판 두께, b : 슬릿 폭, L : 슬릿 길이, h : 배후 공기층의 두께, LE=0.564·b·1oge(4L/b)이다.
여기에서는 인너의 판 두께 0.8㎜, 개구율 0.5%, 슬릿 폭 0.05㎜, 슬릿 길이 100㎜로 하고, 보강 인너의 판 두께 0.3㎜, 개구율 0.5%, 슬릿 폭 0.05㎜, 슬릿 길이 100㎜로 했다. 파고는 인너, 보강 인너도 15㎜로 했다. 이 경우의 배후 공기층과 주파수의 관계를 도 35에 도시하고, 해석 모델을 도 36에 도시한다. 해석 모델에서는 아우터와 인너에 의해 밀폐된 영역을 C1부, C2부로 하고, 인너와 보강 인너에 의해 밀폐된 영역을 B부로 했다(도 36 참조). 슬릿 단면 형상은 도면중의 A부 확대도에 도시하는 바와 같이, 폭 0.05㎜의 슬릿을 인너 및 보강 인너에 개구율 0.5%가 되도록 10㎜ 간격으로 마련했다.
도 37은 파장이 160㎜이고, 좌우 대칭인 1파장을 모델화한 경우의 음장의 고유 진동 모드를 도시한 도면이다. 즉, 도 37은 좌우 대칭인 1파장 2차원 슬릿 모델로서, 1차 모드로부터 9차 모드까지의 골 모드에서의 음압 분포도와 고유 진동수를 도시한 것이다. 도면중, 음압은 정규화된 값으로 표시되고 1 내지 ―1의 범위에서 분포한다. 1차 모드에서는 C1부, C2부에서 음압 1.0이 생기고 있고(도면중에 숫자를 기재함), 고유 진동수는 720㎐가 되고 있다. 이 모드는 아우터와 인너의 배후 공기층(평균값은 7.5㎜)에 의한 진동 모드로 생각되지만, 도 35에서 고유 진동수가 720㎐가 되는 것은 배후 공기층의 두께가 16㎜일 때이다. 이 때문에 C1부, C2부에 B부의 일부를 부가한 배후 공기층이 16㎜의 영역에 의한 진동 모드인 것으로 생각된다. 다음에 2차 모드는 997㎐이고, C1부 및 C2부에서의 배후 공기층 두께 8.5㎜에서의 고유 진동수에서, 대강 아우터와 인너의 배후 공기층의 평균값 7.5㎜에 해당하고 있다. C1부는 음압 1.0이지만, C2부에서는 음압 -1.0으로 부호가 반대로 되고 있다. 3차 모드로부터 7차 모드까지는, 대체로 2차 모드와 유사한 진동 모드로 되어 있지만, 각각 배후 공기층이 점차로 작아지는 모드인 것으로 생각된다. 8차 모드와 9차 모드는 보강 인너와 인너 사이의 배후 공기층에 의한 진동 모드이다. 이렇게, 2중파형 구조에서는 배후 공기층의 두께가 변화될 뿐만 아니라, 공기층이 2층 있는 것에 의해, 복잡한 진동 모드가 생기는 것을 알 수 있다.
다음에, 도 39는 동일한 치수로 좌우 대칭인 4파의 파형 형상을 모델화한 해석 결과로서, 1차 모드로부터 5차 모드까지의 각 모드에서의 음압 분포와 고유 진동수를 도시한 도면이고, 도 38은 진동 차수와 고유 진동수의 관계를 도시한 도면이다. 도 39로부터, 진동 모드의 패턴은 1파의 경우와 유사하지만, 이웃하는 파끼리의 영향을 받아 진동 모드는 보다 복잡해지고, 도 38과 같이 2000㎐ 이하의 진동 모드는 9개로부터 25개로 증가하고 있다. 종래부터 2중의 다공판을 중첩함으로써 광대역 흡음 특성을 얻을 수 있다는 것이 알려져 있지만, 여기에서 도시한 2중파형 후드 구조의 흡음 특성은 각 진동 모드의 피크값을 서로 연결시킨 결과, 도 40과 같이 주파수에 대해 평탄한 광대역 흡음 특성으로 될 것이다. 실험에서의 확인은 경제적 이유 때문에 실행하고 있지 않다. 또, 도 40은 좌우 대칭인 4파장 2차원 슬릿 모델로부터 예상되는 광대역 흡음 특성을 도시하는 것이다.
파의 파장에 관하여, 비대칭으로 했을 경우의 영향을 조사했다. 도 36에 있어서의 1피치 160㎜의 단면 형상을, 반 피치 100㎜와 반 피치 80㎜로 이루어지는 파형 형상을 설정하여, 동일한 해석을 실행했다. 해석 결과를 도 41에 도시하고, 진동 차수와 고유 진동수의 관계를 도 38에 합쳐서 도시한다. 도 41은 좌우 비대칭인 4파장 2차원 슬릿 모델에서, 1차 모드로부터 5차 모드까지의 각 모드에서의 음압 분포도와 고유 진동수를 도시하는 것이다. 도 41로부터, 진동 모드는 도 39와 유사하지만, 고유 진동수는 저주파측으로 시프트하고 있고, 도 38로부터 2000㎐ 이하의 고유 진동 차수는 33개로 증가하고 있다. 이것은, 파장이 약간 증가함으로써 C1부, C2부, B부의 영역이 증가한 것에 따른 것이지만, 파형 형상을 비대칭으로 함으로써 진동 모드가 보다 복잡해진 것도 하나의 이유로 생각된다. 이 결과, 2000㎐ 이하의 주파수 범위에 진동 모드가 밀집하여, 흡음 성능의 광대역성이 높아진다고 말할 수 있다.
후드의 형상을 고려하여, 차폭방향의 곡면의 경사의 영향에 대해서 조사했다. 도 42에 해석 결과를 도시하고, 도 38에 진동 차수와 고유 진동수의 관계를 합쳐서 도시한다. 즉, 도 42는 좌우 비대칭으로 경사진 4파장 2차원 슬릿 모델에서, 1차 모드로부터 5차 모드까지의 각 모드에서의 음압 분포도와 고유 진동수를 도시하는 것이다. 여기에서는 아우터와 인너의 틈새를 3㎜, 인너와 보강 인너의 틈새를 0.3㎜로 했다. 도 42로부터, 형상의 복잡화에 의해, 진동 모드는 보다 복잡해지고, 더욱이 고유 진동수는 저주파측으로 시프트한다는 것을 알 수 있다. 고유 진동수가 저주파측으로 시프트한 것은 아우터와 인너간의 틈새에 의해 이웃하는 파가 이어져 폐공간의 영역이 증대한 것 때문이다. 일반적으로 흡음 구조에서는 저주파측의 진동을 억제하기 어려워서, 이 고유 진동수가 저주파측으로 시프트하는 특징은 후드에 요구되는 흡음 특성으로서 우수한 것으로 말할 수 있다. 또, 2000㎐ 이하의 고유 진동 차수는 34개로, 흡음의 광대역성을 얻을 수 있다고 말할 수 있다.
이상으로부터, 보행자 흡음 후드의 기본 구조로서는, 음장의 진동 모드를 복잡하게 하여, 2000㎐ 이하의 고유 진동 모드를 될 수 있는 한 증대시킴으로써 광대역 흡음 특성을 실현하고, 이러한 형상에 의해 보행자 보호 성능을 만족시키면 좋다고 말할 수 있다. 즉, 2중파형 후드 구조에서의 설계 개념은 하기와 같이 생각된다.
1파장에서의 좌우의 단면 형상을 비대칭인 형상으로 하여 음장의 진동 모드를 복잡화한다. 즉, 이것은 1파장중에서의 파형 형상을 좌우 비대칭으로 하는 것이고(도 41 참조), 파장 뿐만 아니라 파고를 비대칭으로 하여도 좋다. 이에 의해 음장의 고유 진동 모드가 복잡화된다. 또한, 이웃하는 파의 파장을 변화시키거나, 또는 파의 단면 형상을 후드의 차체 길이방향으로 불균일하게 하여, 음장의 진동 모드를 복잡화할 수도 있다. 인너 패널 단면의 대략 파형 형상에 있어서, 인너 패널과 보강 인너 패널의 파장 또는 파고가 차폭방향 또는 차체 길이방향으로 불균일하게 되도록 함으로써, 음장의 고유 진동 모드를 복잡화할 수 있다.
이러한 실시예를 도 43 내지 도 46에 도시한다. 도 43은 이웃하는 파의 파장을 변화시킨 실시예를 도시한 도면으로, 파장이 차폭방향 및 차체 길이방향으로 불균일한 경우의 실시예를 도시한 것이다. 도 44는 파의 단면 형상을 후드의 차체 길이방향으로 불균일하게 한 실시예를 도시한 것이다. 또한, 도 45 및 도 46은 각각 파장 또는 파고를 차폭방향 또는 차체 길이방향으로 불균일하게 한 예를 도시한 것이다.
본 실시형태에 있어서, 아우터와 인너는 지그재그 형상으로 배치된 접착부에 의해 유연하게 결합되어 있는 것이 바람직하다. 강하게 결합되면, 아우터와 인너의 덜컹거림 진동이 소멸하여, 가속도 제 2 파가 증가해서 HIC값은 증가하기 때문이다. 아우터와 인너의 틈새는 보통 1㎜ 내지 10㎜이며, 바람직하게는 2㎜ 내지 5㎜ 정도이다. 보행자 보호의 관점에서는 틈새는 작은 쪽이 좋다. 두부 충돌시에 생기는 가속도 제 1 파의 발생 시간을 빠르게 할 수 있으면, 아우터로부터 강체면까지의 틈새를 넓히는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 강체면에의 충돌 속도를 저감할 수 있기 때문이다.
한편, 흡음의 관점에서는, 아우터와 인너의 틈새는 클수록 좋다. 이웃하는 파장 사이에서의 공기의 이동이 용이해져서, 음장의 고유 진동 모드에는 저차원인 주파수 모드가 출현하는 동시에, 진동 모드는 보다 복잡해진다. 이 결과, 흡음할 수 있는 주파수 범위가 넓어지고, 목표로 하는 2000㎐ 이하에서의 진동 모드 차수가 증가하여, 흡음 성능이 향상된다. 이렇게, 아우터와 인너의 틈새에 관하여, 보행자 보호와 흡음 성능은 효과가 상반되는 관계에 있기 때문에, 밸런스를 잘 잡을 필요가 있다.
인너와 보강 인너는 수지 접착제 또는 볼트, 리벳 등의 기계적 결합이 바람직하다. 보행자 보호의 관점에서는, 인너와 보강 인너는 접점부에서 강하게 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 인너로부터 보강 인너에 전해지는 충격 하중을 보강 인너 전체에서 흡수함으로써 에너지 흡수량이 높아져서, 두부의 강체면에의 충돌을 회피하기 때문이다. 그러나, 공기층의 음장 고유 진동 모드는 인너와 보강 인너간의 이웃하는 배후 공기층이 1파장마다 폐쇄된 구조의 경우에 비해, 폐쇄되어 있지 않은 경우쪽이 보다 복잡한 진동 모드를 형성하여 흡음 성능이 좋아진다. 이 때문에, 흡음의 관점에서는 인너와 보강 인너간에 공기가 투과하기 충분한 간극이 개방되어 있는 쪽이 좋다. 보행자 보호와 흡음의 쌍방의 조건을 만족하기 위한 인너와 보강 인너의 결합 방법을 도 47에 도시했다.
도 47은 파형 인너의 차체 길이방향으로 직교하는 방향에서 바라본 도면이며, 연직 방향으로 파고가 1㎜ 내지 10㎜ 정도의 작은 대략 파형 형상의 요철이 마련되어 있다. 요철을 마련하는 것은, 도 47중 (a)가 인너와 보강 인너의 경우, (b)가 보강 인너의 경우, (c)가 인너의 경우에 대해서 각각 요철이 마련되어 있다. 도면중, 도면부호(25)로 나타낸 부분은 접착부이고, 차폭방향으로 충분한 접착 면적을 확보할 필요가 있다. 접착제는 수지제 접착제이어도 좋지만, 인너와 보강 인너를 강하게 결합할 수 있도록 강성이 높고 접착 강도가 높은 접착제가 바람직하다. 리벳, 스폿 용접 등을 병용하여 강고한 보강으로 해도 좋다.
또, 이웃하는 파끼리의 공기의 흐름을 좋게 하도록, 도 48과 같이 부분적으로 파고를 높게 하여 차폭방향으로 통기 구멍을 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 저주파 진동 모드가 이웃하는 파장간에 걸쳐서 발생하게 되어, 음장의 진동 모드가 복잡해진다.
다공판의 구멍의 형상은 보통 원형이지만, 슬릿, 장방형, 삼각형, 별모양, 다각형 등이어도 좋다. 이들 형상에서도 헬름홀츠의 공명 원리는 적용 가능하다. 상기 흡음 구조에 대해서, 보행자 보호 성능이 만족되고 있는 것을 확인할 필요가 있지만, 보행자 보호에 대한 파장과 파고의 바람직한 범위는 매우 넓어서, 흡음 성능은 용이하게 만족된다(청구항 13 및 청구항 14)). 이상, 본 발명에 따른 차체 패널 구조체에 있어서, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖는 2중파형 후드 구조로 함으로써, 흡음 성능을 만족하는 보행자 보호 후드가 제공되는 것에 대해서 설명했다.
그런데, 다공판은 도장하면 구멍부가 도료로 메워지기 때문에 도장에 적합하지 않다. 보통 후드의 도장은 디핑(dipping)으로 알려진 방법으로, 아우터와 인너를 조립하여 일체화한 상태에서 도료를 채운 용기에 투입함으로써 행해진다. 흡음 후드에서는 이러한 방법은 취할 수 없고, 아우터는 단독으로 도장하고, 그 후 인너와 보강 인너를 조립하는 방법이 필요하게 된다. 이 경우, 종래의 헴 굽힘에 의한 아우터와 인너의 결합 방법은 흡음 후드에서는 부적당하게 된다. 기존에 일부의 후드에 대해서, 아우터 외주부를 약 90° 절곡하고, 인너와 아우터를 결합하는 방법이 설계되어 있고, 흡음 후드에서는 보강 인너를 포함한 형태로 도 53에 도시한 바와 같이, 리벳(43) 등의 기계적 결합 방법을 사용하는 것이 필요하게 된다. 도 53에 있어서, 아우터(4)와 인너(1)와 보강 인너(40)는 리벳(43)에 의해 결합되어 있다.
일반적으로 승용차 등의 차체 후드에서는 차체의 정면 충돌시에 운전수의 안전 확보를 위해 크래쉬 비드(crash bead)가 마련되어 있다. 이 크래쉬 비드에 의해 후드는 후드 중앙부에서 절곡되어 운전수의 소위 길로틴(guillotine) 현상을 피할 수 있다. 도 49는 2중파형 후드 구조에서의 크래쉬 비드를 도시하는 설명도이다. 도 49에서는, 후드 외주부를 제거하고 인너와 보강 인너에 크래쉬 비드를 적용하고 있다. 크래쉬 비드는 비드가 지나치게 깊어, 비드 폭이 지나치게 크면 후드 인너의 차체 길이방향의 강성이 저하하여, 보행자 보호 성능을 저하시키게 되기 때문에, 해석, 실험 등에서 적당한 깊이와 비드 폭이 결정된다.
일반적으로는, 해당 후드 구조와 동일한 폐단면 구조를 채용하고 있는 다중 콘에 준하여, 비드 깊이를 10㎜ 전후로 하여 비드 폭을 결정하면 좋다. 또한, 보강 인너에도 인너와 마찬가지로 크래쉬 비드를 마련하지만, 정면 충돌시의 변형 모드를 고려하면, 비드는 인너와 마찬가지로 연직 하방으로 오목해지는 형상이 바람직하다.
보행자 보호 성능 향상을 위해, 2중파형 후드 구조에 있어서는, 아우터 패널이 강제이고, 인너 패널 및 보강 인너가 알루미늄제인 것이 바람직하다. 오카모토(okamoto)(Concept of hood design for possible reduction in head injury, 14th ESV conference, 1994)에 따르면, 이상적인 두부 가속도 파형으로서, 가속도 제 1 파가 200G 정도이면, HIC값은 1000 정도로 된다는 지견을 얻을 수 있다.
이상적인 가속도 파형을 도 50에 도시한다. 도 50에 있어서, 아우터 패널을 강판으로 함으로써, 아우터 패널 중량은 증가하여, 두부 충돌시의 가속도 제 1 파의 크기는 증가한다. 이 크기를 200G 정도로 함으로써, 두부 충돌 에너지는 소비되어, 가속도 제 2 파는 저하하고, 이 결과 이상적인 가속도 파형을 얻을 수 있어, HIC값을 1000 이하로 억제할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 강판에서의 아우터 판 두께는 약 0.7㎜ 정도이다. 이러한 방법은 해당 발명자가 일본 공개 특허 제 2003-205866 호에서 종래의 파형 후드 구조에 적용 가능한 것을 개시하고 있지만, 2중파형 후드 구조에 대해서도 동일한 구조로서 적용 가능하다.
또한, 보행자 보호 성능 향상을 위해, 2중파형 후드 구조에 있어서, 아우터 패널 하면에 강제, 알루미늄제, 납제 등의 금속판을 적절하게 부착하는 것이 바람직하다. 아우터 패널의 국부적 중량을 증가시켜, 두부 충돌시의 가속도 제 1 파의 크기를 증가시켜서 200G 정도로 함으로써, 가속도 제 2 파는 저하하여, HIC값을 1000 이하로 억제할 수 있다. 금속판의 종류, 배치 개소, 매수, 두께 등 상세 조건은 적절하게 검토된다. 이러한 방법은 해당 발명자가 일본 특허 출원 제 2002-239976 호에 있어서 종래의 파형 후드 구조에 적용 가능한 것을 개시하고 있지만, 2중파형 후드 구조에 대해서도 동일한 구조로서 적용 가능하다.
이러한 실시예를 도 51 및 도 52에 도시한다. 도 51 및 도 52에 있어서, 어른 두부 충돌 영역인, 후드의 운전석측에 보강판(43)이 리벳에 의해 부착되어 있다. 보강판을 부착함으로써, 두부 중량이 큰 어른 두부 충돌에 있어서 HIC값이 저감한다.
2중파형 차체 후드 구조와 같은 2중파형 차체 패널 구조는, 강성, 충돌 내성이 우수하고, 흡음 특성을 가지므로, 차체 구조의 후드 이외에 적용할 수 있고, 구체적으로는 루프, 도어, 트렁크 리드 등에의 적용이 고려된다. 더욱이, 철도 차체의 패널 구조체에도 적용 가능하다.
아우터 패널과 인너 패널의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널의 폐공간에 적절한 내압을 부여함으로써, 두부 충돌 에너지의 흡수 효율이 증대하여, 가속도 제 2 파가 감소하고, HIC값이 저하하여, 보행자 보호 성능이 향상된다. 도 54에 실시예를 도시한다. 도 54중에 도시하는 고무제 또는 수지제의 자루(44)는 각 파마다 독립하여 있어도 좋고 연결되어 있어도 좋다. 또한, 내압의 크기도 동일할 필요는 없고, 장소마다 적절한 값을 설정하면 좋다. 고무제 또는 수지제의 자루(44)를 사용하여, 아우터, 인너, 보강 인너만으로 밀봉성을 확보하여도 좋다. 이 경우에는, 접착제 등을 이용하여 각 부재 접합부에서 밀봉성이 확보되어야 한다.
아우터 패널과 인너 패널의 폐공간 또는 인너 패널과 보강 인너 패널의 폐공간에 발포 스티로폼 등의 에너지 흡수 부재를 매설함으로써, 두부 충돌 에너지의 흡수 효율이 증대하여, 보행자 보호 성능이 향상된다. 도 55에 실시측을 도시한다. 도 55중에 도시하는 발포 스티로폼 등의 에너지 흡수 부재(45)는 각 파마다 독립하여 있어도 좋고 연결되어 있어도 좋다.
인너와 보강 인너의 조합은 여러가지로 고려되지만, 여기에서는 인너가 차체 길이방향의 대략 파형 비드를 갖고, 보강 인너가 차폭방향의 대략 파형 비드를 갖는 경우에 대해서 두부 충돌 해석(어린이 두부 충돌)을 실행했다. 도 57 및 도 58은 해석 모델을 도시한 도면이다. 또한, 도 76은 후드의 사이드에서 바라본 개략 단면도이고, 도 77은 후드의 전방에서 바라본 개략 단면도이다. 두부 충돌 위치는 도 57에 도시하는 1 내지 5의 5지점이다. 해석 결과를 도 59에 도시한다. 이 도 59로부터, 두부 충돌 성능은 종래 구조의 보강 인너를 갖지 않는 경우와 거의 동등의 결과를 얻을 수 있고, 파의 방향이 인너, 보강 인너도 차체 길이방향의 경우에 비해 약간 성능이 떨어진다는 결과로 되었다. 그러나, 이 구조에서는, 흡음 성능이 추가된다는 점에서 종래 구조에 비해 우수한 성능을 갖고 있다고 말할 수 있다.
차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 후드 구조에 대해서 어린이 두부 충돌 해석을 실행했다. 판 두께는 아우터, 인너, 보강 인너가 1㎜, 0.8㎜, 0.3㎜이고 재질은 알루미늄 합금이다. 도 61은 해석 모델의 전체도이고, 도 62는 도 61의 인너 형상을 도시한 도면이고, 도 63은 인너와 보강 인너의 중앙부에서의 형상을 도시한 도면이고, 도 74는 후드의 사이드에서 바라본 개략 단면도이다. 또 도 64에는, 어린이 두부가 인너의 파의 마루부에 충돌했을 때의 두부 가속도 파형을 도시했다. 도 65에는, 어린이 두부가 파의 골부에 충돌했을 때의 두부 가속도 파형을 도시했다. 또한, 도 66 및 도 94 내지 도 96에는, 종래 해석 결과와의 비교를 도시했다.
이들 해석 결과로부터, 차폭방향으로 파형 비드를 갖는 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 후드 구조의 보행자 보호 성능은 종래 구조에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있다. 또, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 보강 인너 패널을 조합한 차체 패널 구조체에 있어서, 아우터 패널의 내면에 하나 또는 복수의 강제, 알루미늄제 또는 납제의 보강판을 부착함으로써 두부 충돌 성능은 더욱 향상된다.
더욱이, 도 75에 개략 단면도로서 도시한 바와 같이, 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 파장을 pa라고 하고 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.5<pa/da<2.8을 만족하는 것이고, 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 상기 인너 패널 또는 보강 인너 패널의 파장을 pc라고 하고 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.5<pc/dc<2.8을 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 인너의 파고(h1a), 보강 인너 패널의 파고(h2a)가 0.05<(h1a+h2a)/da<0.35를 만족하거나, 또는 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 인너의 파고(h1c), 보강 인너 패널의 파고(h2c)가 0.05<(h1c+h2c)/dc<0.35를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 어른 두부 충돌시와 어린이 두부 충돌시의 쌍방에 대하여, 충돌 에너지를 효율적으로 적절하게 흡수할 수 있다. 즉, 어른 두부 충돌시에는 충돌 에너지가 증가하기 때문에, 어린이 충돌시에 비해서 파고를 크게 취하는 것이 필요하지만, 이러한 구조로 함으로써 어른 두부 충돌부의 파고를 어린이 두부 충돌부의 파고보다도 크게 할 수 있게 된다. 따라서, 보다 최적의 보행자 보호 후드를 얻을 수 있다.
다음에, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널을 조합한 1중파형의 차체 패널 구조체의 실시예에 대해서 설명한다. 도 72는 간략한 모델의 단면도이고, 도 60, 도 91, 도 92, 도 93은 1중파형의 차체 패널 구조체로서, 인너가 차폭방향의 대략 파형 비드를 갖고 있는 경우의 보행자 보호 성능에 대한 해석 결과를 도시한 도면이다. 이들 도면으로부터, 1중 횡파(마루부에 충돌)의 차체 패널 구조체이고, 인너가 차폭방향의 대략 파형 비드를 갖고 있는 경우의 보행자 보호 성능은, 종래 구조(1중 종파, 마루부에 충돌)의 차체 패널 구조체이고, 인너가 차체 길이방향의 대략 파형 비드를 갖고 있는 경우의 보행자 보호 성능과 대체로 일치하지만, 바람직한 파장을 설정함으로써 우수한 보행자 보호 성능을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 결과, 1중 횡파(마루부에 충돌)의 차체 패널 구조체이고, 인너가 차폭방향의 대략 파형 비드를 갖고 있는 경우에 대해서도 경량이고, 보행자 보호 성능에 우수한 차체 후드 패널 구조체로서 유용한 것을 알 수 있다.
도 114에 1중 횡파 후드 구조에 대해서, 파장 160㎜, 파고 30㎜, 틈새 70㎜의 경우의 두부 가속도 파형을 도시하고, 1중 횡파 후드 구조에서의 HIC값 저감의 메카니즘에 대해서 고찰했다. 도 115 내지 도 118에 도 114중의 각각 0msec, 6msec, 11msec, 17msec의 두부 충돌시의 변형도를 도시하지만, 이때의 가속도는 도 114의 두부 가속도 파형도로부터 판독할 수 있다. (1)이 0msec, (2)가 6msec, (3)이 11msec, (4)가 17msec이다. 이 두부 가속도 파형에서는 종래의 종파의 경우와 상이하고, 가속도 제 3 파가 발생하고 있다는 것을 알 수 있지만, 이것은 변형도로부터 두부 충돌부의 전방에 있는 인접 횡파의 영향에 의한 것임을 알 수 있다. 이 인접 횡파에 의해 두부는 가속도 제 3 파를 받지만, 강체면에의 접근에 의한 가속도 제 2 파는 저하하고, 이 결과 가속도 제 2 파와 가속도 제 3 파의 가속도 파형은 평활화되고, 이 결과 HIC값은 저하한다. 이와 같이 차폭방향의 횡파 인너를 사용함으로써, 보행자 보호 성능은 향상된다. 단지, 파장 및 파고로서 바람직한 범위를 선택하지 않으면 이러한 효과가 얻어지지 않는다. 즉, 파장이 지나치게 작으면 인너의 강성이 지나치게 높아, 가속도 제 2 파의 급격한 증가를 초래해서 HIC값은 증가하고, 파장이 지나치게 크면 인너의 강성이 지나치게 낮아, 두부는 강체면에 충돌하여, HIC값은 제한값인 1000을 크게 초과한다. 파고에 대해서도 마찬가지이고, 파고가 지나치게 크면 인너의 강성이 지나치게 높아지고, 파고가 지나치게 작으면 강성이 부족해져, HIC값은 증가하게 되기 때문이다.
또, 도 73에 도시하는 바와 같이, 어른 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1a)가, 어린이 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1c)보다 큰 차체 패널 구조체에 의해, 어른 두부 충돌시와 어린이 두부 충돌시의 쌍방에 대하여 충돌 에너지를 효율적으로 적절하게 흡수할 수 있게 된다. 즉, 어른 두부 충돌시에는 충돌 에너지가 증가하기 때문에, 어린이 충돌시에 비해 파고를 크게 취하는 것이 필요하지만, 이러한 구조로 함으로써 그것이 가능해진다. 따라서, 보다 최적의 보행자 보호 후드를 얻을 수 있다.
도 73은 차체 사이드 방향에서 바라본 후드의 단면도이다. 도 73에 있어서, 어른 두부 충돌 범위에 있어서의 인너 및 보강 인너의 파고가 각각 어린이 두부 충돌 범위에 있어서의 인너 및 보강 인너의 파고보다도 커지고 있다. 이때 파장, 파고는 일정값일 필요는 없다.
인너와 보강 인너의 조합중, 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 후드 구조에 대해서 어린이 두부 충돌 해석을 실행했다. 판 두께는 각각 아우터, 인너, 보강 인너가 1㎜, 0.8㎜, 0.3㎜이고 재질은 알루미늄 합금이다. 도 67은 해석 모델의 인너 형상을 도시한 도면이고, 도 68은 인너와 보강 인너의 중앙부에서의 형상을 도시한 도면이다. 또한, 도 69는 어린이 두부가 인너의 마루부에 충돌했을 때의 두부 가속도 파형을 도시한 도면이고, 도 70은 어린이 두부가 골부에 충돌했을 때의 두부 가속도 파형을 도시한 도면이고, 도 65는 종래 해석 결과와의 비교를 도시한 도면이다. 이들 해석 결과로부터, 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 후드는 종래 구조에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있다. 또, 인너와 보강 인너의 조합중, 차폭방향의 파형 비드와 차체 길이방향의 파형 비드를 혼합시킨 인너와 보강 인너를 조합한 2중파형 후드 구조의 아우터의 내면에 보강판을 부착함으로써 두부 충돌 성능은 더욱 향상된다.
또한, 어른 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1a)가 어린이 두부 충돌 범위에서의 인너의 파고(h1c)보다 크거나, 또는 어른 두부 충돌 범위에서의 보강 인너의 파고(h2a)가 어린이 두부 충돌 범위에서의 보강 인너의 파고(h2c)보다도 큰 차체 패널 구조체로 함으로써, 어른 두부 충돌시의 충돌 에너지와 어린이 두부 충돌시의 충돌 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있게 되므로, 보행자 보호 성능이 향상된다.
본 발명에 있어서의 1중파형 후드 구조 또는 2중파형 후드 구조의 차체 패널 구조체에 있어서, 인너 및 보강 인너의 단면 형상은, 패널 중앙부에, 2중으로 교차하는 파형 형상 이외의 파형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보행자 보호에 우수한 차체 패널 구조체로 된다. 도 78, 도 79, 도 80, 도 81, 도 82 내지 도 88, 도 97 및 도 98은 1중파형 후드 구조체이고, 후드 중앙부에 2중으로 교차하는 파형 이외의 파형을 갖는 패널 구조체, 즉 후드 중앙부에 2중으로 교차하지 않는 파형 형상을 갖는 차체 패널 구조체를 도시한 도면이다. 파가 2중으로 교차한 부분에서는, 국부적인 압괴(crushing) 강도가 저하하여, 두부가 강체면에 충돌하기 쉬워지기 때문에, 이러한 형상을 피하면, 두부 충돌시의 충격을 완화할 수 있다. 도 89, 도 90에 파가 2중으로 교차한 부분이 1개소 있는 경우를 도시한다. 이러한 경우에는 파의 교차부에서의 압괴 강도가 적절해지도록 형상을 검토하는 것이 바람직하다.
다음에, 아우터 패널과, 이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과, 이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고, 상기 인너 패널 및 보강 인너 패널은 각각 전체면에 파장 및 파고가 상이한 단면 파형 형상을 갖는 차체 패널 구조체의 실시예를 설명한다.
지금까지는, 인너와 보강 인너는 파장이 대체로 동일한 경우에 대해서 나타냈지만, 양자의 파장이 상이하고, 파고가 상이하여도, 두부 충돌 성능을 유지할 수 있는 경우가 고려된다. 도 99 및 도 100은 이러한 인너 패널 및 보강 인너 패널이 각각 전체면에 파장 및 파고가 상이한 단면 파형 형상을 갖는 차체 패널 구조체를 도시한 도면이다. 도 99는 인너의 파장이 보강 인너의 파장보다 긴 경우이고, 도 100은 그 반대이다. 아우터와 강체면의 틈새는 후드의 충돌 위치에 따라 상이하므로, 이러한 구조에서도 두부 충돌 내성을 유지할 수 있다.
다음에, 아우터, 인너, 보강 인너 및 제 2 보강 인너로 구성되는 보행자 보호, 흡음 차체 패널 구조체에 대해서 설명한다.
도 101은 아우터, 인너, 보강 인너 및 제 2 보강 인너로 구성되는 차체 패널 구조체를 도시하는 설명도이다. 도 101에 있어서, 아우터(4), 인너(1), 보강 인너(40)로 이루어지는 차체 패널 구조체에, 제 2 보강 인너(46)를 추가함으로써, 두부 충돌 성능 및 흡음 성능이 현저하게 향상된다.
두부 충돌 방향과 파의 방향의 관계에 대해서 조사하기 위해서, 도 102에 도시하는 장방형 평판 모델을 이용하여 해석을 실행했다. 도 102에 있어서, 두부는 어린이 두부이다. 장방형판의 4개의 코너는 단순 지지 조건으로 하고 있다. 또 강체면과 아우터의 틈새는 50㎜로 하고 있다. 이 모델에서는, 어린이 두부를 이용하고, 아우터로서 판 두께 1㎜, 인너로서 판 두께 0.8㎜의 알루미늄 합금을 사용했다. 1m×1m의 사이즈이고 아우터로부터 강체까지의 틈새는 50㎜로 하여 두부 충돌 방향은 파와 동일한 방향을 0°, 직교하는 방향을 90°로 하여, 0°, 30°, 45°, 60°, 90°의 경우에 대해서 HIC값을 구했다. 두부 충돌 방향의 정의를 도 103에 도시한다.
도 103에 있어서, 파의 방향과 두부의 충돌 방향이 이루는 각도가 정의되어 있다. 또 해석 결과를 도 104에 도시한다. 이들 도면으로부터, 두부 충돌 방향은 HIC값의 증감에 많은 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 즉, 파형 인너의 특징은 두부 충돌에 관계없이, HIC값이 일정할 뿐만 아니라, 두부 충돌 방향에 관계없이 HIC값이 일정하다고 말할 수 있다.
통상의 후드에서는, 아우터에 곡률이 있고, 아우터가 운전석측에서 연직 방향 위치가 높아져 있고, 또한 차폭방향에서의 길이가 길이방향의 길이보다 짧아져 있어서, 이들 형상의 영향이 파형 후드 구조의 HIC값에 영향을 미치는 것은 틀림없다. 파의 방향이 차폭방향인 경우에 길이방향인 경우보다 HIC값이 저하하는 경향이 이미 확인되어 있지만, 이것은 차폭방향의 길이가 길이방향의 길이보다 짧아지는 것에 의해, 파형부의 굽힘 강성이 높아져, 두부 충돌 에너지의 충돌 에너지의 흡수 효율이 증가했기 때문인 것으로 생각된다.
또, 후드 중앙부에서 2중으로 교차하지 않는 대략 파형 단면을 갖는 인너와 아우터로 구성되는 차체 패널 구조체에서는, 파의 방향과 충돌 방향은 함께 규정되지 않고, 임의적이지만, 상기 장방형 평판 모델에서의 해석 결과로부터, 두부 충돌 방향과 파의 방향이 임의적이어도, 파형 후드 구조가 갖는 두부 충돌 내성은 우수하여, 보행자 보호에 우수하다는 것은 명확하다.
다음에, 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너가 분단된 대략 파형 단면 형상을 갖고, 파의 방향이 차폭방향 또는 차폭방향에 경사져 있는 차체 패널 구조체에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 파의 방향은 임의적이어도 두부 충돌성을 확보할 수 있다는 것이 확인되어 있으므로, 파의 일부가 분단되었을 경우에 대해서 검토했다. 파의 일부가 분단되었을 경우에, 도 105에 도시하는 바와 같은 파의 방향이 세로 방향인 경우는 이미 공지 기술이 있다.
이 때문에, 파의 방향이 차폭방향(가로 방향) 또는 경사방향의 경우에도 마찬가지로 두부 충돌성을 확보할 수 있는 것으로 생각된다. 실시예를 도 106, 도 107, 도 108에 도시한다. 단지, 분단된 부분에서는, 국부적으로 강성이 저하하기 때문에, 이 부분에서의 두부 충돌에서는 HIC값이 증가하는 것은 명확하다. 분단된 부위는 되도록이면 좁은 범위이고, 파고의 저하도 될 수 있는 한 억제되는 것이 바람직하다.
차체 패널 구조체의 인너, 보강 인너 또는 제 2 보강 인너의 파의 방향이 특별히 규정되지 않고 임의적이며, 분단되어 있지 않은 파와, 일부에 분단된 파를 갖고 있는 차체 패널 구조체에 대해서 설명한다. 도 109 내지 도 113은 분단되어 있지 않은 파(48)와, 일부에 분단된 파(47)를 갖고 있는 차체 패널 구조체의 인너의 형상을 도시한 도면이다. 파의 분단 개소에서는, 국부 강성이 저하하기 때문에 두부 충돌 내성이 저하한다. 따라서, 분단 부분을 극히 좁은 범위로 하고, 또한 이 부위에서의 파고를 될 수 있는 한 억제하는 것이 바람직하다.
인너 패널 단면의 대략 파형 형상에 있어서, 횡파 구조는 종파 구조에 비해 보행자 보호 성능이 우수하고, 2중 횡파 구조가 1중 횡파 구조에 비해 보행자 보호 성능이 우수하다. 이 때문에, 흡음 성능 및 보행자 보호 성능에 대해서 종파 구조에서 얻어진 파의 단면 형상 및 파의 분포 형상에 대한 지견은 그대로 횡파 구조에 적용할 수 있다.
즉, 2중 종파 구조에서는, 도 43 내지 도 46에 도시한 바와 같이, 파장을 물결치게 하거나(도 43), 평행하지 않은 직선형의 파형으로 하거나(도 44) 또는 파의 단면 구조의 1파장에 대해서 좌우 비대칭으로 함으로써(도 45, 도 46), 흡음 특성에 있어서의 광대역 흡음 특성을 실현할 수 있다.
횡파 2중 구조의 경우에 대해서도 동일한 사고 방식이 성립한다. 도 119, 도 120, 도 121 및 도 122에 그 일례를 도시했다. 도 119 및 도 120은 파장을 물결치게 한 경우의 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시한 도면이고, 도 121 및 도 122는 파의 단면 구조의 파장을 좌우 비대칭으로 한 경우의 횡파 2중 구조의 인너 패널을 도시한 도면이다. 이러한 횡파 2중 구조의 인너 패널에 있어서도, 흡음 특성에 있어서의 광대역 흡음 특성을 실현할 수 있다. 또한, 상술한 도 6 내지 도 13에 도시한 단면 형상도 1중 또는 2중 횡파 구조에 적용할 수 있다.
또, 1중 횡파 구조에서도, 도 123과 같이 파의 단면 구조의 파장을 좌우 비대칭으로 하여도 좋지만, 좌우의 형태가 비대칭이 지나치게 되면, 흡음 성능은 향상하지만, 두부 충돌 내성이 저하하여, HIC값은 증가한다. 따라서, HIC값의 관점에서는, 파의 단면 구조의 파장은 좌우 대칭쪽이 바람직하다. 좌우 대칭쪽이 에너지 흡수 효율이 좋기 때문이다. 또한, 도 123에서는 파의 정점이 차체 선단 방향으로 변형된 형상으로 하고 있지만, 파의 정점을 운전석측으로 변형된 형상도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 종파와 횡파 이외의 경우에 대해서 설명한다. 상술한 종파와 횡파 이외의 1중파형 구조 및 2중파형 구조의 파의 단면 형상과 파의 분포에 대해서도 종파의 경우와 동일하고, 1파장중의 좌우의 파장을 변경함으로써 또는 파의 분포에 물결모양 또는 경사를 부여함으로써 광대역 흡음 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 자동차의 차체 후드, 루프, 도어, 트렁크 리드 등의 차체 패널재로서 유용하다.

Claims (39)

  1. 아우터 패널과,
    이 아우터 패널의 내면에 배치된 인너 패널과,
    이 인너 패널의 더 내면에 배치된 보강 인너 패널을 갖고,
    상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널은 각각 차체 길이방향으로 단면 형상이 파형을 이루는 복수의 요철을 갖고 있으며,
    상기 아우터 패널과 인너 패널의 접합부의 하방에 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖고, 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널의 접합부의 상방에 상기 아우터 패널과 상기 인너 패널로 형성되는 폐단면을 갖도록 상기 각 패널이 접합되며,
    상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌의 경우에 있어서, 상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 파장을 pa, 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.5<pa/da<2.8을 만족하고, 어린이 두부 충돌의 경우에 있어서, 상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 파장을 pc, 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.5<pc/dc<2.8을 만족하며,
    어른 두부 충돌의 경우에 있어서, 상기 인너 패널의 파고를 h1a, 상기 보강 인너 패널의 파고를 h2a, 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.05<(h1a+h2a)/da<0.35를 만족하고, 어린이 두부 충돌의 경우에 있어서, 상기 인너 패널의 파고를 h1c, 상기 보강 인너 패널의 파고를 h2c, 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.05<(h1c+h2c)/dc<0.35를 만족하는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널의 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 차체의 폭방향 또는 길이방향과 일치하도록 차체에 조립되는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널의 요철의 단면 파형을 이루는 방향이 차체의 길이방향에 대하여 경사지도록 차체에 조립되는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철의 단면 형상이 스플라인 형상인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철의 단면 형상이 사다리꼴인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철의 단면 형상이, 파형 형상에, 이 파형 형상의 파고 또는 파장보다도 작은 파고 또는 파장의 파형 형상을 중첩한 형상인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널, 상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널 중 어느 하나가 알루미늄 합금제 또는 강제인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널과 상기 아우터 패널이 유연 결합에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유연 접합부가 분산되어 배열되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및/또는 상기 보강 인너 패널에, 개구율 3% 이하, 구멍 직경 3㎜ 이하의 흡음 효과를 갖는 복수개의 관통 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및/또는 상기 보강 인너 패널의 파장 또는 파고가 차체 폭방향 또는 차체 길이방향으로 불균일한 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및/또는 상기 보강 인너 패널의 단면 파형 형상에 있어서 1파장중의 좌우의 파형에 있어서의 파장 또는 파고가 비대칭이고, 변형된 파형 단면인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널과 상기 인너 패널 사이, 또는 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널 사이에, 부분적으로 소정의 틈새가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 틈새는 1㎜ 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널이 강제이고, 상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널이 알루미늄 합금제인 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널 내면에 하나 또는 복수의 강제, 알루미늄 합금제 또는 납제의 보강판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  25. 제 1 항에 있어서,
    자동차의 루프, 도어 또는 트렁크 리드로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  26. 제 1 항에 있어서,
    철도 차량의 루프, 도어, 마루 또는 측벽으로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널과 상기 인너 패널 사이의 폐공간 또는 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널 사이의 폐공간에, 두부 충돌 에너지 흡수 효과를 갖는 소정의 내압이 부여되어 있고,
    상기 아우터 패널과 상기 인너 패널 사이의 폐공간 또는 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널 사이의 폐공간에 자루 형상물을 배치하며, 이 자루 형상물 내에 상기 내압이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  28. 삭제
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 패널과 상기 인너 패널 사이의 폐공간 또는 상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널 사이의 폐공간에, 에너지 흡수재가 매설되어 있는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 아우터 패널과,
    이 아우터 패널의 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 인너 패널과,
    이 인너 패널의 더 내면에 배치되고 차폭방향에 평행하게 단면 파형 형상의 비드를 갖는 보강 인너 패널을 조합한 차체 패널 구조체에 있어서,
    상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌 범위에 있어서 상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 파장을 pa라고 하고, 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.5<pa/da<2.8을 만족하고, 어린이 두부 충돌 범위에 있어서 상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널의 파장을 pc라고 하고, 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.5<pc/dc<2.8을 만족하는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널에 있어서 단면 파형 형상은, 어른 두부 충돌 범위에 있어서 상기 인너 패널의 파고를 h1a, 상기 보강 인너 패널의 파고를 h2a라고 하고, 어른의 두부 외경을 da라고 했을 때, 0.05<(h1a+h2a)/da<0.35를 만족하거나, 또는 어린이 두부 충돌 범위에 있어서 상기 인너 패널의 파고를 h1c, 상기 보강 인너 패널의 파고를 h2c라고 하고, 어린이의 두부 외경을 dc라고 했을 때, 0.05<(h1c+h2c)/dc<0.35를 만족하는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 인너 패널 및 상기 보강 인너 패널의 단면 파형 형상은, 패널 중앙부에, 2중으로 교차하지 않는 파형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  36. 제 1 항 또는 제 33 항에 있어서,
    상기 인너 패널과 상기 보강 인너 패널은 각각 상이한 파장 또는 파고의 단면 파형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  37. 제 1 항 또는 제 33 항에 있어서,
    상기 보강 인너 패널의 더 내면에, 상기 인너 패널 또는 상기 보강 인너 패널과 동일하거나 또는 상이한 단면 파형 형상을 갖는 제 2 보강 인너 패널을 배치한 것을 특징으로 하는
    차체 패널 구조체.
  38. 삭제
  39. 삭제
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