WO2012117653A1 - 車両用フロントフード構造 - Google Patents

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hood
bead
vehicle
width direction
frame
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真衣 関川
正人 石橋
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08Front or rear portions
    • B62D25/10Bonnets or lids, e.g. for trucks, tractors, busses, work vehicles
    • B62D25/105Bonnets or lids, e.g. for trucks, tractors, busses, work vehicles for motor cars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • B60R2021/343Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians using deformable body panel, bodywork or components

Definitions

  • the present invention relates to a front hood structure of a car, and more particularly to a structure of a hood frame provided on the back of a hood skin.
  • Japan Patent Office JP-A-2000-168622 (A) Japan Patent Office Patent No. 3829715 (B)
  • the conventional front hood described above is separately disposed in the plurality of dimples or the plurality of dimples, the through holes, and the hood frame, there is no continuity in load transfer. Therefore, in the above-described conventional front hood, the load can not be transmitted to a wide area of the hood frame in response to a load input from above the hood, and an impact load can not be properly received.
  • the front hood is arranged in the engine room by the downward deformation of the front hood, for example, a cylinder head cover or engine intake system It is necessary to bend the front hood while avoiding hitting on parts, and it is necessary to set a large gap between the front hood and the arrangement in the engine room, so-called collision stroke. This leads to an increase in the hood height, leading to a decrease in forward visibility, and a deterioration in aerodynamic characteristics due to an increase in the front projection area of the vehicle body, thereby deteriorating fuel economy.
  • the front hood be bent in a chevron shape to absorb collision energy and prevent the front hood from entering the cabin when a large load is applied to the front hood at the time of a frontal collision to secure space inside the vehicle.
  • the problem to be solved by the present invention is to obtain the rigidity required for the front hood including the required surface rigidity while ensuring that the front hood is bent in a chevron due to the frontal collision load, and to obtain the load from above the hood It is highly compatible with suppressing the amount of downward deformation of the food frame due to the above and setting the HIC appropriately.
  • the front hood structure for a vehicle is a front hood structure for a vehicle including a hood skin (10) and a hood frame (20) provided on the back surface of the hood skin (10),
  • the frame (20) is a connecting line (L1) at the center point (L2) of the vehicle frame in the lateral direction of the hood frame (20) and the center point (L2) of the center point (A)
  • a central bead (22) provided to extend outward from the intersection (C) of the vehicle in the vehicle width direction and projecting to the hood skin side, and in front of and behind the central bead (22),
  • the hood frame (20) has a plurality of radial beads (26, 28) radially extending in the diagonal direction of the hood frame (20) and projecting toward the hood skin.
  • the central bead (22) and the radial beads (26, 28) ensure that the front hood including the required surface rigidity is required to obtain the rigidity required while ensuring that the front bead can be bent in a mountain shape due to frontal collision load. Then, the load from above the hood is transmitted to the outer end side in the vehicle width direction by the central bead (22) in the initial stage, and further distributed over a wide area of the hood frame (1) by the radiation beads (26, 28) it can.
  • the HIC By controlling the HIC with this configuration, it is highly compatible with suppressing the amount of downward deformation of the hood frame due to the load from above the hood (reducing the collision stroke) and setting the HIC appropriately. Can.
  • At least one of the central bead (20) and the radiation beads (26, 28) has a semicircular cross section.
  • the central bead (22) is continuously formed in the vehicle width direction.
  • the load from the upper side of the hood is transmitted to the outer end by the central bead (22) at the initial stage, and the HIC is controlled to reduce the amount of downward deformation of the hood frame due to the load from the upper side of the hood. It is possible to achieve both the suppression (reduction of the collision stroke) and the appropriate setting of the HIC at a high level.
  • the vehicle front hood structure according to the present invention preferably has a predetermined width (c) in which no bead is formed between the end in the vehicle width direction of the central bead (22) and the outer edge of the hood frame (20). ) (20A).
  • the hood frame (20) connects the radiation beads (26, 28) adjacent to each other in the lateral direction at the center in the vehicle width direction. 28A, 32, 34).
  • the load from above the hood particularly the load at the center in the vehicle width direction, can be well dispersed over the entire hood frame (20).
  • the front hood structure for a vehicle according to the present invention preferably has a flat portion (d) of a predetermined width (d) in which no bead is formed between the central bead (22) and the front radiation bead (26) and the opposite end. 20B).
  • the flat portion (20B) functions as a low strength portion and buckles at the time of a frontal collision, appropriate load absorption is possible, and the hood frame (20) is provided for a collision load from above the front hood.
  • the load can be properly absorbed by deformation of the flat portion (20B) in the tensile direction.
  • the front hood structure for a vehicle according to the present invention preferably further includes a dimple (30) in a bead non-installation area in the vehicle width direction central portion and / or the middle portion in the vehicle longitudinal direction near the outer peripheral edge of the hood frame (20). ) Is formed.
  • the surface rigidity of the flat portion in which the bead is not formed is optimized by the dimple (30).
  • the hood frame includes a central bead extending in the vehicle width direction at an intermediate portion in the longitudinal direction of the vehicle body, and a plurality of forward and rearward positions of the vehicle from the central bead.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which shows the state after the front collision of the front hood structure for vehicles by this embodiment.
  • the front hood 1 covers the upper part of the engine room configured at the front of the vehicle, and is overlapped with a hood skin 10 made of steel plate forming an outer plate and a back surface (a lower bottom surface on the engine room side) 10A of the hood skin 10 And a steel sheet hood frame 20 provided together.
  • the hood skin 10 is substantially rectangular, and is a hinge for hingedly connecting the hood skin 10 to a vehicle body (tire house component etc.) on the left and right sides (near the end in the vehicle width direction) near the rear end of the vehicle A member 12 is attached.
  • a striker 14 is attached which locks the front hood 1 so as to be engageable with and disengageable from the vehicle body.
  • the hood skin 10 is mounted on a plurality of locations on the back surface 10A side near the vehicle body periphery on a prefix conical elastic property seat fixed to the upper part of the bulkhead and the upper part of the fender not shown. Each is supported.
  • the food frame 20 is a substantially rectangular thing bonded to the back surface 10A side of the food skin 10.
  • a central bead 22 is press-formed on the food frame 20.
  • the central bead 22 is a bead that protrudes to the back surface 10A side of the hood skin 10, and is in the vehicle width direction with the connecting line L1 of both center bending points A set at both ends of the hood frame 20 and approximately the middle portion Extending outward from the intersection C with the center line L2 in the vehicle width direction (see FIG. 4), between the left and right vehicle width direction ends and the outer edge of the hood frame 20 at the central bead arrangement position in the vehicle width direction An intermediate portion in the longitudinal direction of the vehicle body is continuously extended linearly in the vehicle width direction, leaving a width c. As a result, there is a flat portion 20A in which no bead is formed in the portion of width c in the vehicle width direction.
  • the cross-sectional shape of the central bead 22 (the shape in the bead cross-section orthogonal to the bead longitudinal axis) is, as shown in FIG. 3, flat top surface 27 by width b and 90 on both sides of flat top surface 27. It has a semicircular (arched) shape having a bead height h corresponding to the inner radius r of the arc side surface portion 25 which is constituted by the arc side surface portions 25 symmetrically arranged with a rotational angle of degree.
  • the opening width of the central bead 22 in this case is (2r + b).
  • a plurality of front radiation beads 26 and rear radiation beads 28 radially extending in the diagonal direction of the hood frame 20 are respectively disposed at a front position and a rear position of the vehicle body from the central bead 22 of the hood frame 20.
  • a plurality of pieces are press-formed.
  • the front side radiation bead 26 is a bead which protrudes to the back surface 10A side of the hood skin 10 and is symmetrically disposed on both sides in the center in the vehicle width direction.
  • the rear radiation beads 28 extend in a straight line inclined parallel to each other in the width direction outward direction, and are arranged symmetrically on both sides in the middle in the vehicle width direction, respectively, with the vehicle width direction center side toward the vehicle body rear It extends in a straight line inclined in parallel with each other in the direction toward the outer side in the vehicle width direction.
  • the two front radiation beads 26 adjacent to each other in the lateral direction at the center in the vehicle width direction are connected to each other by the connecting portion 26A at the end on the side of the central bead 22 and are V-shaped upside down as viewed in FIG. ing.
  • the two rear radiation beads 28 adjacent in the lateral direction at the center in the vehicle width direction are mutually connected by the connecting portion 28A at the end on the side of the central bead 22 and are V-shaped as viewed in FIG. ing.
  • the vehicle body is also between the end on the side of the central bead 22 of the rear side radial bead 28 excluding the two left and right rear side radial beads 28 at the center side in the vehicle width direction and the rear side edge of the central bead 22
  • the cross sectional shapes of the front radiation bead 26 and the rear radiation bead 28 are similar to those of the central bead 22 as shown in FIG.
  • a semicircular top surface portion 27 and a semicircular side surface portion 25 symmetrically disposed at a rotational angle of 90 degrees on both sides of the flat top surface portion 27 and having a bead height h corresponding to the inner radius r of the circular arc side surface portion 25 It is round (arched).
  • the hood frame 20 is bonded to the back surface 10A of the hood skin 10 by a band-like adhesive layer 24 of mastic sealer or the like applied to the flat top surface 27 of each of the central bead 22, the front radiation bead 26, and the rear radiation bead 28. It is done.
  • the central bead 22, the front radiation bead 26, and the horizontal width b of the flat top surface 27 of the rear radiation bead 28 to be bonded to the hood skin 10 by the adhesive layer 24 have the width necessary to apply the adhesive. It is preferable from the viewpoint of not causing a decrease in rigidity, and in practice it is preferably 10 mm or less. Note that the bonding is not necessarily performed over the entire surface of the central bead 22, the front radiation bead 26, and the flat top surface portion 27 of the rear radiation bead 28, and may be partially performed.
  • the central bead 22 is provided at a portion where a flat portion is not formed over a relatively large area, such as a central portion in the vehicle width direction near the outer peripheral edge of the hood frame 20 or an intermediate portion in the vehicle longitudinal direction.
  • a relatively large area such as a central portion in the vehicle width direction near the outer peripheral edge of the hood frame 20 or an intermediate portion in the vehicle longitudinal direction.
  • the dimples 30 are press-formed into a point shape in order to optimize the surface rigidity of the portion.
  • the dimple 30 has a flat top surface portion and is substantially hemispherical projecting to the back surface 10A side of the hood skin 10, and the flat top surface portion is bonded to the back surface 10A of the hood skin 10 by an adhesive layer such as a mastic sealer. ing.
  • the central bead 22, the front radiation bead 26, and the rear radiation bead 28 have higher rigidity against bending in the beat extension direction than the flat portion 20A, due to their cross-sectional shapes. 26, 28 cooperate with one another to provide substantially the entire hood frame 20 with the required surface stiffness. And since these beads 22, 26, 28 have a high rigidity against bending in the beat extending direction than the flat portion 20A and extend linearly, the load from above the hood, especially the initial acceleration load can be accelerated. It acts as a load transfer passage transmitting in the beat extension direction.
  • the load from above the hood acting on the hood frame 20 from the hood skin 10 through the adhesive layer 24 is the central bead 22, the front radiation bead 26, and the rear, as shown by the arrow in FIG. 1. It spreads while being transmitted from the central region of the hood skin 10 to the outer region along the extension direction of the side radiation bead 28.
  • the central bead 22 transmits and disperses the load to the outside in the vehicle width direction from above the hood, and transfers the load to the plurality of front radiation beads 26 and rear radiation beads 28 arranged in the vehicle width direction.
  • the load from above the hood transmitted to the plurality of front radiation beads 26 and the rear radiation beads 28 is dispersed to the outer peripheral side with the plurality of front radiation beads 26 and the rear radiation beads 28 as load transfer passages.
  • the hinge member 12, which is a support portion of the hood 1 from the vehicle body, the attachment portion of the striker 14, and the resilient property seat portion are promptly and favorably transmitted to a plurality of members of the front hood periphery.
  • the dimples 30 are formed on the relatively wide flat surface where the bead is not formed, whereby the surface rigidity of the flat surface where the bead is not formed is optimized over the relatively wide area.
  • a flat portion 20B provided between the central bead 22 and the front radiation bead 26 and between the central bead 22 and the rear radiation bead 28 with a predetermined width d in the vehicle longitudinal direction is a front hood With respect to a collision load from above, appropriate load absorption can be performed by the flat portion 20B of the hood frame 20 being deformed in the pulling direction.
  • the load from above the hood can be transmitted to a wide area of the hood frame 20, and the impact load can be received over a wide range, and the amount of downward deformation of the hood frame 20 due to the load from above the hood is suppressed. It is possible to design with a high degree of freedom that is highly compatible with (doing to reduce the impact stroke) and setting the HIC appropriately.
  • the amount of downward deformation of the hood frame 20 can be suppressed, and the collision stroke can be made smaller than that of the conventional one. It does not cause deterioration of sex and aerodynamic characteristics.
  • the central bead 22, the front radiation bead 26, and the rear radiation bead 28 all connect the dimples D with each other in the extending direction of each bead.
  • the dimple D is connected to the center of the vehicle width direction with the connecting line L1 of both center folding points A set at both ends of the hood frame (20)
  • a plurality of uniform dimple D lengths (dimple pitches) are set based on an intersection point C with the line L2 as a base point. Under this assumption, when the dimple pitch satisfies the following conditional expression, even if the load from above the hood is received in any area including the bead non-placement area of the hood frame 20, the load is good around it Can be dispersed.
  • ⁇ max ⁇ ⁇ wa 2 / D
  • D Et 3/12 (1 - ⁇ 3)
  • ⁇ max maximum deflection of the hood frame when the concentrated load w is received at the center of the smallest quadrangle formed by four adjacent dimples
  • D bending configuration value of the hood frame
  • E flexural modulus of the hood frame
  • Poisson's ratio of the hood frame
  • a Length of the short side of the smallest rectangle
  • t Plate thickness of the hood frame
  • Shape factor
  • a plurality of front side radiation beads 26 and a plurality of rear side radiation beads 28 are provided in parallel with each other at predetermined intervals in the vehicle width direction.
  • the cross-sectional shapes of the central bead 22, the front radiation bead 26, and the rear radiation bead 28 are semicircular as shown in FIG. 3 with an elevation angle ⁇ of 60 to 30 degrees, in particular a semicircular shape with an elevation angle ⁇ of 45 degrees.
  • load transfer from the bead portion to the flat portion is better performed. Most preferred.
  • the elevation angle ⁇ is less than 30 degrees, stress concentrates on the lower end (hem) of the bead to cause large distortion or cracking in the portion, which causes a problem in durability.
  • the elevation angle ⁇ is larger than 60 degrees, the bonding surface between the hood skin 10 and the food frame 20 becomes large, the rigidity of the hood itself decreases, and the distance between the bonding surface and the bead lower end becomes long. The loss of load transfer to the flat surface (flat surface portion 20A) of the hood frame 20 increases the collision stroke.
  • the front hood 1 is first bent so that the front edge portion extending in the vehicle width direction of the hood frame 20 in the vehicle width direction buckles into a mountain shape with a bending curve.
  • the rear end portion of the food frame 20 extending in the vehicle width direction is bent so as to be buckled in a mountain shape as a folding line.
  • central bead 22 is a bead extending continuously and linearly in the vehicle width direction and between central bead 22 and front radial bead 26 and between central bead 22 and rear radial bead 28.
  • the central bead 22 is provided.
  • the front hood 1 is bent so that a front edge portion extending in the vehicle width direction on the vehicle body front side of the hood frame 20 buckles in a mountain shape with a bending curve.
  • the central bead 22 is buckled as a fold before being folded so that the rear edge portion of the hood frame 20 extending in the vehicle width direction is bent as a fold when the rear edge portion extends in the vehicle width direction.
  • large folding bend is
  • the bending of the central bead 22 results in good absorption of the collision energy.
  • a flat portion 20B having a predetermined width d in the longitudinal direction of the vehicle body between the central bead 22 and the front radiation bead 26 and between the central bead 22 and the rear radiation bead 28, when a frontal collision occurs The flat portion 20B functions as a low strength portion and buckles, which enables appropriate load absorption.
  • the front hood 1 does not intrude into the cabin, and the securing of the vehicle interior space is highly guaranteed.
  • front radiation bead 26 and the rear radiation bead 28 have high strength, they have a resistance against light loads, and the front when the front hood 1 is cantilevered by an open stay (not shown) with the front hood 1 open. The effect of suppressing the sag due to the weight of the hood 1 also occurs.
  • reference numeral 50 denotes a front tire
  • reference numeral 52 denotes a front side fender
  • the front hood 1 is not limited to the bead arrangement shown in FIG. 1, but as shown in FIG.
  • the two left and right front radiation beads 26 and the rear radiation beads 28 may be connected to each other by connection beads 32 and 34 extending linearly in the vehicle width direction.
  • connection beads 32 and 34 By forming the connecting beads 32 and 34, of the load from above the hood, distribution of the load particularly at the center in the vehicle width direction is also favorably performed over the entire hood frame 20.
  • the central bead 22 may be provided at least one, and may be provided in plural at predetermined intervals in the longitudinal direction of the vehicle body, if necessary.

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Abstract

フロントフードにおいて、前部衝突荷重によってフロントフードが山形に折れ曲がることを確保しつつ、所要の面剛性を含むフロントフードに求められる剛性を得た上で、フード上方からの荷重によるフードフレームの下方への変形量を抑制することとHICを適切に設定すること。 【解決手段】フードフレーム20に、中央ビード22と、前側放射ビード26と、後側放射ビード28とを設ける。

Description

車両用フロントフード構造
 本発明は、自動車のフロントフード構造に関し、特に、フードスキンの裏面に設けられるフードフレームの構造に関する。
 自動車のエンジンルームの上部を覆うフロントフードとして、フードスキン(アウタパネル)と、フードスキンの裏面に重ね合わせて設けられるフードフレーム(インナパネル)とを含む二重構造の型式が知られている。この型式のフロントフードには、フードフレームに多数のディンプルや貫通孔を設けることにより、フロントフードの所要の面剛性を維持しつつ、傷害値(HIC)を適切に設定することを図ったものがある(例えば、特許文献1、2)。
日本国特許庁 特開2000-168622公報(A) 日本国特許庁 特許第3829715号公報(B)
 しかしながら、上述の従来のフロントフードは、複数個のディンプル、あるいは複数個のディンプルと貫通孔とフードフレームに個別に分散配置されていているので、荷重伝達に関して連続性がない。このため、上述の従来のフロントフードでは、フード上方からの荷重入力に対し、同荷重をフードフレームの広域に伝達させることができず、衝撃荷重を適切に受け止めることができない。
 フード上方からの入力荷重が大きい場合に、これをフロントフードにより適切に吸収させるためには、フロントフードの下方への変形によってフロントフードがエンジンルーム内の配置物、例えば、シリンダヘッドカバーやエンジン吸気系部品に当たることを避けつつフロントフードを撓ませなければならず、フロントフードとエンジンルーム内の配置物との間の上下空隙、いわゆる衝突ストロークを大きく設定する必要が生じる。このことは、フード高アップを招き、前方視界性を低下する原因になり、更には、車体の前面投影面積の増加による空力特性を悪くする原因になり、燃料経済性を悪化する。
 また、フロントフードは、車室内空間の確保のために、前部衝突時にフロントフードに大きい荷重が作用した時には、山形に折れ曲がって衝突エネルギを吸収し、キャビン内にフロントフードが侵入しないことが望まれる。このことに対して上述の従来のフロントフードでは、前部衝突荷重によって山形に折れ曲がることを確保しつつ、フロントフード上方からの入力荷重を吸収できる衝突ストロークを可能な限り低減することを、ディンプルや貫通孔の大きさや配置の設定によって得ることが難しい。
 本発明が解決しようとする課題は、前部衝突荷重によってフロントフードが山形に折れ曲がることを確保しつつ、所要の面剛性を含むフロントフードに求められる剛性を得た上で、フード上方からの荷重によるフードフレームの下方への変形量を抑制することと、HICを適切に設定することとを高度に両立することである。
 本発明による車両用フロントフード構造は、フードスキン(10)と、前記フードスキン(10)の裏面に重ね合わせて設けられるフードフレーム(20)とを含む車両用フロントフード構造であって、前記フードフレーム(20)が、前記フードフレーム(20)の両側端かつ車体前後方向の略中間部に設定された両中折れ点(A)の連結線(L1)と車幅方向中心線(L2)との交差点(C)から車幅方向外側に向けて延出し、かつ前記フードスキン側に突出するように設けられた中央ビード(22)と、前記中央ビード(22)の前方及び後方に於いて、前記フードフレーム(20)の対角方向に放射状に延出し、かつ前記フードスキン側に突出するように設けられた複数の放射ビード(26、28)とを有している。
 この構成によれば、中央ビード(22)と放射ビード(26、28)とで、前部衝突荷重によって山形に折れ曲がることを確保しつつ、所要の面剛性を含むフロントフードに求められる剛性を得た上で、フード上方からの荷重を初期段階で中央ビード(22)によって車幅方向の外側端側へ伝達させ、これより更に放射ビード(26、28)によってフードフレーム(1)の広域に分散できる。この構成によってHICをコントロールすることにより、フード上方からの荷重によるフードフレームの下方への変形量を抑制すること(衝突ストロークの低減)と、HICを適切に設定することとを高度に両立することができる。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、前記中央ビード(20)及び前記放射ビード(26、28)の少なくとも一方は半円形断面を有する。
 この構成によれば、ビード部の基部への荷重応力の集中を避け、ビード部より平面部への荷重伝達が良好に行われる。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、前記中央ビード(22)は、車幅方向に連続して形成されている。
 この構成によれば、フード上方からの荷重を初期段階で中央ビード(22)によって外側端へ荷重を伝達させ、HICをコントロールすることによりフード上方からの荷重によるフードフレームの下方への変形量を抑制すること(衝突ストロークの低減)とHICを適切に設定することとを高度に両立することができる。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、前記中央ビード(22)の車幅方向端部とフードフレーム(20)の外側縁部との間に、ビードが形成されていない所定幅(c)の平面部(20A)を有する。
 この構成によれば、中央ビード(22)が形成されていない平面部(20A)の面剛性が適正化される。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、前記フードフレーム(20)が、車幅方向中心部にて左右方向に隣接する前記放射ビード(26、28)を互いに連結する連結部(26A、28A、32、34)を有する。
 この構成によれば、フード上方からの荷重、特に車幅方向中央における荷重の分散がフードフレーム(20)の全域に亘って良好に行われる。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、前記中央ビード(22)と前記前側放射ビード(26)と対向端との間に、ビードが形成されていない所定幅(d)の平面部(20B)を有する。
 この構成によれば、前部衝突時には平面部(20B)が低強度部として機能し座屈するので、適切な荷重吸収が可能となり、フロントフード上方からの衝突荷重に対してはフードフレーム(20)の平面部(20B)が引っ張り方向へ変形することで適切な荷重吸収が可能となる。
 本発明による車両用フロントフード構造は、好ましくは、更に、前記フードフレーム(20)の外周縁近傍の、車幅方向中心部及び/又は車体前後方向の中間部のビード非設置領域にディンプル(30)が形成されている。
 この構成によれば、ビードが形成されていない平面部の面剛性がディンプル(30)によって適正化される。
 本発明による車両用フロントフード構造によれば、フードフレームに、車体前後方向の中間部を車幅方向に延在する中央ビードと、中央ビードより車体前方位置と車体後方位置の各々に、複数個の放射ビードとが設けられていることにより、前部衝突荷重によって山形に折れ曲がることを確保しつつ、所要の面剛性を含むフロントフードに求められる剛性を得た上で、フード上方からの荷重をそれらビードによってフードフレームの広域に分散し、フード上方からの荷重によるフードフレームの下方への変形量を抑制すること(衝突ストロークの低減)とHICを適切に設定することとを高度に両立できる。
車両用フロントフード構造の一つの実施形態を示すフード裏面側の平面図。 本実施形態による車両用フロントフード構造の要部の側面図。 本実施形態による車両用フロントフード構造のビード部分の断面図。 本実施形態による車両用フロントフード構造の設計要項を説明する説明図。 本実施形態による車両用フロントフード構造の前部衝突後の状態を示す斜視図。 車両用フロントフード構造の他の実施形態を示すフード裏面側の平面図。
 以下に、本発明による車両用フロントフード構造の一つの実施形態を、図1、図2を参照して説明する。
 フロントフード1は、車両前部に構成されるエンジンルームの上方を覆うものであり、外板をなす鋼板製のフードスキン10と、フードスキン10の裏面(エンジンルーム側の下底面)10Aに重ね合わせて設けられる鋼板製のフードフレーム20とを含む。
 フードスキン10は、略矩形であり、裏面10A側の車体後方端近傍の左右両側(車幅方向端部近傍)に、フードスキン10を車体(タイヤハウス構成部材等)にヒンジ接続するためのヒンジ部材12が取り付けられている。
 フードスキン10の裏面10A側の車体前方端近傍の車幅方向中央には、フロントフード1を車体に係脱可能に係止(ロック)するストライカ14が取り付けられている。フードスキン10は、車体周縁近傍の裏面10A側の複数箇所を、図示されていない車体前部のバルクヘッドの上部とフェンダの上部に固定された接頭円錐形の弾力性状座部上に載せられ、それぞれ支持される。
 フードフレーム20は、フードスキン10の裏面10A側に貼り合わされる略矩形のものである。フードフレーム20には中央ビード22がプレス成形されている。中央ビード22は、フードスキン10の裏面10A側に突出したビードであり、フードフレーム20の両側端かつ車体前後方向の略中間部に設定された両中折れ点Aの連結線L1と車幅方向中心線L2との交差点Cから車幅方向外側に向けて延出し(図4参照)、左右の車幅方向端部と中央ビード配置位置におけるフードフレーム20の外側縁部との間に車幅方向幅cを残して、車体前後方向の中間部を、車幅方向に直線状に連続して延在している。これにより、車幅方向幅cの部分にはビードが形成されていない平面部20Aが存在する。
 中央ビード22の横断面形状(ビード長手軸線に直交するビード横断面での形状)は、図3に示されているように、横幅bによる扁平頂面部27と、扁平頂面部27の両側に90度の回転角をもって対称配置された円弧側面部25とにより構成され、円弧側面部25の内半径rに応じたビード高さhを有する半円形(アーチ形)をしている。円弧側面部25は、各々、90度の回転角による円弧面(R面)であることにより、一つのビード横断面で見て、ビード内側に仰角θ=45度の二等辺三角形を描く断面形状をなす。そして、この場合の中央ビード22の開口幅は(2r+b)になる。
 フードフレーム20の中央ビード22より車体前方位置と車体後方位置には、各々、フードフレーム20の対角方向に放射状に延出した複数個の前側放射ビード26と後側放射ビード28とが、各々複数個プレス成形されている。
 この実施形態では、前側放射ビード26は、フードスキン10の裏面10A側に突出したビードであり、車幅方向中央の両側に対称配置で、各々、車体前方へ向かうに従って車幅方向中央側より車幅方向外側へ向かう方向に互いに平行に傾斜して直線状に延在し、後側放射ビード28は、車幅方向中央の両側に対称配置で、各々、車体後方へ向かうに従って車幅方向中央側より車幅方向外側へ向かう方向に互いに平行に傾斜して直線状に延在している。
 車幅方向中心部にて左右方向に隣接する2個の前側放射ビード26は、中央ビード22の側の端部において連結部26Aによって互いに連結され、図1で見て上下反転のV形をしている。この車幅方向中央側にある左右2個の前側放射ビード26を除く前側放射ビード26の中央ビード22の側の端部と中央ビード22の車体前側端縁部との間に車体前後方向に幅dに亘ってビードが形成されていない平面部20Bが存在する。また、車幅方向中心部にて左右方向に隣接する2個の後側放射ビード28は、中央ビード22の側の端部において連結部28Aによって互いに連結され、図1で見てV形をしている。この車幅方向中央側にある左右2個の後側放射ビード28を除く後側放射ビード28の中央ビード22の側の端部と中央ビード22の車体後側端縁部との間にも車体前後方向に幅dに亘ってビードが形成されていない平面部20Bが存在する。
 前側放射ビード26と後側放射ビード28の横断面形状(ビード長手軸線に直交するビード横断面での形状)は、図3に示されているように、中央ビード22と同様に、横幅bによる扁平頂面部27と、扁平頂面部27の両側に90度の回転角をもって対称配置された円弧側面部25とにより構成され、円弧側面部25の内半径rに応じたビード高さhを有する半円形(アーチ形)をしている。円弧側面部25は、各々、90度の回転角による円弧面(R面)であることにより、一つのビード横断面で見て、ビード内側に仰角θ=45度の二等辺三角形を描く断面形状をなす。そして、この場合の前側放射ビード26、後側放射ビード28の開口幅は、中央ビード22と同様に、(2r+b)になる。
 フードフレーム20は、中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28の各々の扁平頂面部27に塗布されたマスチックシーラ等による帯状の接着剤層24によってフードスキン10の裏面10Aに貼り合わせられている。接着剤層24によるフードスキン10との貼合部となる中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28の扁平頂面部27の横幅bは、接着剤を塗布するのに必要な幅を有して最小であることが、剛性低下を招かない上で好ましく、実際には10mm以下であることが好ましい。なお、貼り合わせは、必ずしも中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28の扁平頂面部27の全面に亘って行われる必要はなく、部分的に行われてもよい。
 フードフレーム20の外周縁近傍の車幅方向中心部や車体前後方向の中間部等、比較的大きい面積に亘ってビードが形成されていない平面部が存在する部分には、たとえば、中央ビード22の左右両側の車幅方向幅cの部分や、連結部26A、28Aによって連結された車幅方向中央側にある左右2個の前側放射ビード26及び後側放射ビード28の車幅方向内側部分には、当該部分の面剛性の適正化のために、ディンプル30が点状にプレス成形されている。ディンプル30は、扁平頂面部を有してフードスキン10の裏面10A側に突出した略半球状のもので、扁平頂面部をマスチックシーラ等による接着剤層によってフードスキン10の裏面10Aに貼合されている。
 上述の構成によれば、中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28は、その断面形状からして、平面部20Aよりビート延在方向の曲げに対する剛性が強く、その全ビード22、26、28が互いに協働してフードフレーム20の略全体に所要の面剛性を与える。そして、これらビード22、26、28は、平面部20Aよりビート延在方向の曲げに対する剛性が強く、直線状に延在していることにより、フード上方からの荷重、特に初期加速度荷重を早期にビート延在方向に伝達する荷重伝達通路として作用する。
 これにより、フードスキン10より接着剤層24を介してフードフレーム20に作用するフード上方からの荷重は、図1に矢印線により示されているように、中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28の延在方向に沿ってフードスキン10の中央領域より外側領域へ伝達されつつ拡散する。
 この場合、中央ビード22は、フード上方から荷重を車幅方向外側に伝達分散させ、当該荷重を車幅方向に並んでいる複数個の前側放射ビード26、後側放射ビード28へ受け渡す作用をする。複数個の前側放射ビード26、後側放射ビード28に伝えられたフード上方からの荷重は、複数個の前側放射ビード26、後側放射ビード28を荷重伝達通路として、外周縁側に分散し、フロントフード1の車体よりの支持部であるヒンジ部材12、ストライカ14の取付部と、弾力性状座部を通じてフロントフード周縁の複数の部材へ早期に良好に伝達される。
 中央ビード22の車幅方向端部とフードフレーム20の外側縁部との間には、車幅方向幅cを有する平面部20Aがあるので、中央ビード22が形成されていない平面部20Aの面剛性が適正化される。
 また、ビードが形成されていない比較的広い平面部にはディンプル30が形成されていることにより、比較的広い領域に亘ってビードが形成されていない平面部の面剛性が適正化される。
 また、中央ビード22と前側放射ビード26との間および中央ビード22と後側放射ビード28との間に、車体前後方向に所定の幅dを有して設けられた平面部20Bは、フロントフード上方からの衝突荷重に対しては、フードフレーム20の平面部20Bが引っ張り方向へ変形することで、適切な荷重吸収が可能となる。
 また、車幅方向中心部にて左右方向に隣接する2個の前側放射ビード26、後側放射ビード28は、各々、中央ビード22の側の端部において連結部26A、28Aによって互いに連結されているので、フード上方からの荷重の、特に車幅方向中央における荷重の分散がフードフレーム20の全域に亘って良好に行われる。
 これらのことにより、フード上方からの荷重をフードフレーム20の広域に伝達させることができ、衝撃荷重を広範囲で受け止めることになり、フード上方からの荷重によるフードフレーム20の下方への変形量を抑制すること(衝突ストロークの低減)と、HICを適切に設定することとを高度に両立する設計を大きい自由度をもって行うことができる。
 この結果、所要のHICを確保した上で、フードフレーム20の下方への変形量を抑制できるようになり、衝突ストロークを従来のものより小さくできるので、フード高アップを招くことがなく、前方視界性の低下、空力特性の悪化を生じることがない。
 ここで、上述の構成によるフロントフード1において、フード上方からの荷重を、フードフレーム20のビード非設置領域を含む何れの領域で受けても、その荷重を周囲に良好に分散するための要項について説明する。
 図4に示されているように、中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28は、すべてディンプルDを各ビードの延在方向にビードによって繋いだものとする。前部衝突荷重によって山形に折れ曲がることを考慮し、ディンプルDは、フードフレーム(20)の両側端かつ車体前後方向の中間部に設定された両中折れ点Aの連結線L1と車幅方向中心線L2との交差点Cを基点として、均等なディンプルD間の長さ(ディンプルピッチ)を設定して複数配置するものとする。この想定のもとに、ディンプルピッチが下記の条件式を満足することにより、フード上方からの荷重をフードフレーム20のビード非設置領域を含む何れの領域で受けても、その荷重を周囲に良好に分散することができる。
 εmax=-μ・wa/D
 D=Et/12(1-ν
 但し、εmax:隣接する4個のディンプルが各々角部なす最小四角形の
              中心に集中荷重wを受けた場合のフードフレームの最大撓み
       D:フードフレームの曲げ構成値
       E:フードフレームの曲げ弾性率
       ν:フードフレームのポアソン比
       a:最小四角形の短辺の長さ
       t:フードフレームの板厚
       μ:形状係数
 最小四角形の短辺=長辺=aであると、形状係数μは0.001160となり、要求される集中荷重wと板厚tが決まれば、使用材における最適のディンプルピッチaの設定が可能で、最適のディンプルピッチaに応じて、幅d、前側放射ビード26と後側放射ビード28の各々の車幅方向の配置ピッチを最適設定する事ができる。
 このようにして、前側放射ビード26と後側放射ビード28は、各々、車幅方向に所定の間隔をおいて互いに平行に複数個設けられている。
 中央ビード22、前側放射ビード26、後側放射ビード28の横断面形状は、図3に示されている仰角θが60~30度の半円形、特に仰角θが45度の半円形であることが、ビード部の基部への荷重応力の集中を避け、応力集中を生じることなくフロントフード1の面剛性を適度に得ると共に、ビード部より平面部への荷重伝達が良好に行われるようにすることについて、最も好ましい。
 仰角θが30度未満であると、ビード下端(裾部)に応力が集中し、当該部分に大きい歪みや亀裂を生じ、耐久性に問題を生じる。これに対し、仰角θが60度を超えて大きいと、フードスキン10とフードフレーム20との接合面が大きくなり、フード自体の剛性が低下すると共に、接合面とビード下端との距離が長くなり、フードフレーム20の平坦面(平面部20A)への荷重伝達にロスが生じることで衝突ストロークが増加する。
 前部衝突時には、フロントフード1は、中央ビード22がないと、先ず、フードフレーム20の車体前側を車幅方向に延在する前縁部分を折曲線として山形に座屈するように折り曲がり、次に、フードフレーム20の車体後側を車幅方向に延在する後縁部分を折曲線として山形に座屈するように折り曲がる。
 これに対し、中央ビード22は、車幅方向に直線状に連続して延在するビードであるとともに中央ビード22と前側放射ビード26との間および中央ビード22と後側放射ビード28との間に、車体前後方向に所定の幅dに亘ってビードが形成されていない平面部20Aを有することにより、前側放射ビード26と後側放射ビード28周辺の剛性が高くなるので、中央ビード22を有するフロントフード1は、前部衝突時には、図5に示されているように、フードフレーム20の車体前側を車幅方向に延在する前縁部分を折曲線として山形に座屈するように折り曲がったのち、フードフレーム20の車体後側を車幅方向に延在する後縁部分を折曲線として山形に座屈するように折り曲がる前に、中央ビード22を折曲線として山形に座屈するように大きく折り曲がる。
 中央ビード22の折れ曲がりにより衝突エネルギの吸収が良好に行われる。また、中央ビード22と前側放射ビード26との間および中央ビード22と後側放射ビード28との間に、車体前後方向に所定の幅dを有する平面部20Bがあることにより、前部衝突時には平面部20Bが、低強度部として機能し、座屈するので、適切な荷重吸収が可能となる。
 これらのことにより、前部衝突時に、フロントフード1がキャビン内に侵入することがなくなり、車室内空間の確保が高度に保証される。
 また、前側放射ビード26と後側放射ビード28は高剛性であるので軽荷重に対する耐力を有しており、フロントフード1を開いた状態でオープンステー(図示省略)で片持ち支持した時のフロントフード1の自重による垂れ下がりを抑制する効果も生じる。
 なお、図5において、50は前輪タイヤを、52はフロントサイドフェンダを各々示している。
 以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
 例えば、フロントフード1は、図1に示されているビード配置のものに限られるものではなく、図6に示されているように、車体前後幅が短いフロントフード1では、車幅中央部の左右2個の前側放射ビード26、後側放射ビード28は、各々、車幅方向に直線状に延在する連結ビード32、34によって互いに連結されていてもよい。連結ビード32、34が形成されていることにより、フード上方からの荷重のうち、特に車幅方向中央における荷重の分散もフードフレーム20の全域に亘って良好に行われる。
 なお、中央ビード22は、少なくとも一つ設けられていればよく、必要に応じて車体前後方向に所定間隔をおいて複数個設けられていてもよい。
 また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
 本願のパリ条約に基づく優先権の基礎となる日本特許出願(2011年3月2日出願の特願2011-45696)の開示内容は、ここで参照したことによりその全体が本願明細書に組み込まれる。本出願のパリ条約に基づく優先権主張の基礎出願の全内容及び本出願中で引用された従来技術の全内容は、それに言及したことをもって本願明細書の一部とする。
 1 フロントフード
 10 フードスキン
 20 フードフレーム
 22 中央ビード
 26 前側放射ビード
 28 後側放射ビード
 30 ディンプル

Claims (7)

  1.  フードスキンと、前記フードスキンの裏面に重ね合わせて設けられるフードフレームとを含む車両用フロントフード構造であって、
     前記フードフレームが、
    前記フードフレームの両側端かつ車体前後方向の略中間部に設定された両中折れ点の連結線と車幅方向中心線との交差点から車幅方向外側に向けて延出し、かつ前記フードスキン側に突出するように設けられた中央ビードと、
    前記中央ビードの前方及び後方に於いて、前記フードフレームの対角方向に放射状に延出し、かつ前記フードスキン側に突出するように設けられた複数の放射ビードと、
    を有する車両用フロントフード構造。
  2.  前記中央ビード及び前記放射ビードの少なくとも一方は半円形断面を有する請求項1に記載の車両用フロントフード構造。
  3.  前記中央ビードは、車幅方向に連続して形成されている請求項1または2に記載の車両用フロントフード構造。
  4.  前記フードフレームが、前記中央ビードの車幅方向端部と前記フードフレームの外側縁部との間に、ビードが形成されていない所定幅の平面部を有する請求項1から3の何れか一項に記載の車両用フロントフード構造。
  5. 前記フードフレームが、車幅方向中心部にて左右方向に隣接する前記放射ビードを互いに連結する連結部を有する請求項1から4の何れか一項に記載の車両用フロントフード構造。
  6. 前記フードフレームが、前記中央ビードと前記放射ビードの対向端との間に、ビードが形成されていない所定幅の平面部を有する請求項1から5の何れか一項に記載の車両用フロントフード請求項1に記載のフロントフード構造。
  7.  前記フードフレームの外周縁近傍の、車幅方向中心部及び/又は車体前後方向の中間部のビード非設置領域にディンプルが形成されている請求項1から6の何れか一項に記載の車両用フロントフード構造。
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