JP2004532770A - フレキシブルに取り付けられたボンネットを備える自動車ボディ - Google Patents

Abstract

歩行者が自動車と衝突するときその負傷を小さく抑えるため、エネルギーを消費するコンポーネントを用いて、自動車のボンネットを自動車ボディにフレキシブルに取り付けることがすでに提案されている。しかし従来の解決法は納得のいくものではなかった。本発明は、ボンネットのヒンジ（１）の中またはその下に配置されているクラッシュ・ボックス（８）を記述する。このようなクラッシュ・ボックス（８）は簡単に実現でき、既存のヒンジ構造と容易に組み合わせることができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルに取り付けられたボンネットを持つ次のような自動車ボディに関する。すなわちこのボディは、自動車ボディとボンネットの左右の縁との間に１つずつヒンジを備え、これによりボンネットはこれらのヒンジが決定する旋回軸を回転中心として開くことができる。また左右いずれの縁にも、自動車ボディにボンネットを取り付けるための、荷重の下でフレキシブルな少なくとも１つのユニットを備える。
【背景技術】
【０００２】
このような自動車ボディは、ＤＥ２７１１３３９から知られている。そこで提案されているボンネットの取り付けは、次のような考えに基づいている。道路横断中の歩行者を自動車がフロントで捕らえる事故が再三発生している。これにより歩行者の身体と頭部はボンネットにぶつかって、重い負傷を生じる。このため自動車メーカーが努力した結果、負傷の可能性は除外できなくても、負傷の重さを和らげるように、自動車ボディ、特にボンネットを含むボディ・フロント部を形成するにいたっている。特に重い頭部の負傷を防止するため、ボンネットはフレキシブルに取り付けられている。これにより頭部打撃の際に生じる頭部減速度の時間的プロセスが、ＨＩＣ（Ｈｅａｄ Ｉｎｊｕｒｙ Ｃｒｉｔｅｒｉａ）値＜１０００の範囲に収まるものとしたい。このＨＩＣ値とは、人間頭部がかろうじて耐えられる負荷を記述する特性値である。この数値の正確な定義は、専門文献で知ることができる。
【特許文献１】
ＤＥ２７１１３３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の特許公報は、フレキシブルでエネルギーを消費するコンポーネントを自動車ボディに取り付け、これらコンポーネントの一部はヒンジ内に形成されるものとすることを提案する。しかしこのようなコンポーネントは具体的にどのようにして形成できるのか、この公報には記載されていない。その他、このコンポーネントは通常の静荷重に降伏せず、身体ないし頭部の衝突の際に生じるような衝撃的荷重の場合だけ降伏するように、それに十分な基本的剛性をこのコンポーネントに与えるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１のプリアンブルに記載の自動車ボディによって解決される。このボディは、上記ユニットが、安定しているが塑性的に変形するクラッシュ・ボックスとして形成され、衝撃的力が作用するとき荷重が特定の値以上になるとこのボックスは降伏することを特徴とする。
【０００５】
本発明の単純な実施形態によれば、このクラッシュ・ボックスは、衝撃方向に平行な２つの平行な支持壁からなる。静荷重があるときこれらの支持壁は、折れ曲がることなくこの荷重を吸収する。衝撃的な力の作用があるとき、これらの支持壁は不可逆的に曲がり、その際エネルギーを消費する。支持壁の厚さと伸びが、支持壁の静剛性とエネルギー吸収の量とを決定する。
【０００６】
１つの特に有利な構造は、断面が正方形のパイプを備え、そのパイプの長手軸が力の方向にほぼ平行に配置されているものとする。この種のクラッシュ・ボックスは、自動車バンパのホルダや自動車サイド・メンバよりも寸法が明らかに大きいものが知られている。これは通常、衝撃時に長手方向の荷重がかかるように配置された閉じた正方形の断面を持つパイプである。その際特定の荷重を超えると、この管の末端が内側方向と外側方向と交代に折れ曲がり、これらの末端を結ぶ側面にしわがよる。この過程は不可逆的なので、衝撃に内在するエネルギーが消費される。これらの末端はパイプ自体にある程度剛性を与えるので、純粋の静荷重をパイプに、折れ曲がりを生じることなく加えることができる。したがってこのパイプは、ある１つの構造内部でキャリヤまたは複合ストラットとして用いるのに適している。パイプ状の構造によってさらにパラメータを変えることができるので、基本的剛性と衝撃的荷重の際のエネルギー吸収とを、互いにさらによく適合させることができる。
【０００７】
特に問題となるのは、ヒンジ領域におけるボンネットの取り付けである。この領域で自動車ボディへの直接結合が行われるからである。上記の公開公報では、ヒンジにねじりバネ付きのクランク形連接棒を少なくとも１つ、フレキシブルなユニットとして設けることを提案する。このような連接棒を設けるのはかなり費用がかかる。したがって本発明のもう１つの実施形態は、クラッシュ・ボックスをヒンジに組み込んでその構成部分とし、そのためにヒンジの上側ストラットと下側ストラットの間に配置する。これらの上下のストラットは少なくとも１本のチルト・レバーを介して互いに結合されている。この配置には、ヒンジの通常の構造を変える必要がないという利点がある。むしろ両ストラット間の中間スペースに、１つのクラッシュ・ボックスを組み込めばそれでよい。
【０００８】
クラッシュ・ボックスを下側ストラットと自動車ボディの間に配置することも考えられる。この場合も構造上の複雑さはほとんどない。ヒンジ自体は変わらないままとすることができる。クラッシュ・ボックスのためのスペースを得るために、自動車ボディにおけるヒンジの取り付け位置を低くすればそれでよい。
【０００９】
ヒンジは長いチルト・レバーと短いチルト・レバーとを備え、その結果、開動作の際に１つの旋回軸によってボンネットを開くことができ、その際ボンネットにオフセットを生じるようにして、本発明は次のことを意図する。すなわちクラッシュ・ボックスを、上側ストラットにおけるチルト・レバーの互いに近接して位置するジョイントの近くに配置して、ヒンジ内に導かれた衝撃力が最適に吸収されるようにする。
【００１０】
アームが１本のヒンジは弓形に延びるチルト・レバーを１つ備え、この場合チルト・レバーの一方の端部が、ボンネットと結合された上側ストラットと固定結合されている。この場合、この端部につながる前部弓形部分は、ボンネットに対してほぼ垂直に位置する。またこの場合、チルト・レバーの他方の端部は、回転できる状態でボディに取り付けられている。この種のヒンジに対しては次の解決法が提供されている。すなわちクラッシュ・ボックスをこの前部弓形部分の中に形成する。
【００１１】
これは、構造スペースの追加を必要としないという利点がある。チルト・レバーのこれまで剛性的な仕様だった部分に、１つの新しい追加の機能を与えるだけだからである。チルト・レバーの前部弓形部分は衝撃の方向を向いているので、衝撃の際にこのチルト・レバーが圧縮されるようにするだけでよく、これはクラッシュ・ボックスによって容易に達成できる。
【００１２】
したがってこれらのクラッシュ・ボックスは、上記の解決法と同様に少なくとも２つの支持壁を備え、これらの支持壁は、力の流れにほぼ平行に、したがってチルト・レバーの前部弓形部分にほぼ平行に配置されている。これら支持壁の個数と配置によって、エネルギー消費の程度を構造的に設定し、それぞれの車両タイプに適合させることができる。
【００１３】
もう１つの可能性は、前部弓形部分でチルト・レバーに弱化箇所を設けることによりクラッシュ・ボックスを形成することである。前記の解決法では支持壁を、横位置に配置されたプレートを介して相互に、そしてチルト・レバーと結合しなければならないが、これはある程度コストがかかることを意味する。しかしチルト・レバー自体に弱化箇所を設けることもでき、これは比較的簡単であって、すでに製造の際に考慮することができる。この場合もエネルギー吸収の程度を設定するにあたって、大きな構造上の許容範囲が存在する。
【００１４】
特に簡単に実現できるのは前部弓形部分に設けられる溝であり、これらの溝は弓形部分に対してほぼ横向きに位置する。特にこれらの溝が両面交互に配置される場合、チルト・レバーが圧縮されるとアコーデオン効果を生じる。これにともなう力の推移は比較的均一である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、４つの実施形態を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
いずれの図も、ここでは詳細を省いたボンネットのヒンジ１を示す。ヒンジ１は、ボンネットに溶接またはねじ止めされた上側ストラット２と、自動車ボディにねじ止めされた下側ストラット３とを備える。両ストラット２、３の間には２つのチルト・レバー４、５が延び、これらはそれぞれジョイント６、６’、７、７’で回転できる状態で、ストラット２、３に取り付けられている。開動作の際、ボンネットの後方側末端がそれを把握するフレームとぶつかるのを防ぐために、ボンネットが上下方向に動くように、チルト・レバー４はチルト・レバー５よりも長く、また上側ストラット２のジョイント６、６’は、下側ストラット３のジョイント７、７’よりも近くに集まっている。このようにして、ボンネットの旋回軸は開動作の際に前方にオフセットされることになる。
【００１６】
図１の実施形態では、両ストラット２、３の間で、上側ストラット２において互いに近くに位置するジョイント６、６’の領域に、クラッシュ・ボックス８を設けている。このクラッシュ・ボックスは上側プレート９および下側プレート１０を備え、これらのプレートはストラット２、３に平面的に密着している。プレート９、１０の間では２つの支持壁１１、１２が、互いに間隔を取りながら平行に延び、またストラット２、３に対して垂直な方向を向いている。下側プレート１０は下側のストラット３に溶接されている。上側プレート９は上側ストラット２に対するストッパを形成し、これによりヒンジ１の閉位置が決定される。
【００１７】
図２の実施形態では、クラッシュ・ボックス８が下側ストラット３と自動車ボディとの間にあり、自動車ボディにはそのためのここには図示しないステップを設けている。ボンネットの閉位置およびしたがってヒンジ１の閉位置は、ストッパによって確保されている。ストッパ１３を図２に概略的に示した。
【００１８】
クラッシュ・ボックス８の実施形態は、両者の場合とも同じである。両者の場合とも両支持壁１１、１２に、さらなる支持壁を付け加えることができる。この支持壁は、図示の支持壁に対して平行に、あるいはまた垂直にし、図示の支持壁とともに正方形の断面を持つパイプを形成することもできる。
【００１９】
身体がボンネットに衝突するとき、衝撃的な力がヒンジ１に対して矢印１４の方向に加えられる。これらの力は上側ストラット２を経由してクラッシュ・ボックス８に伝達され、これにより支持壁１１、１２は、外側あるいは内側に向かって不可逆的なバルジを生じ、そのとき変形エネルギーを吸収する。支持壁１１、１２の厚さおよび側面方向の伸びによって、このとき生じる減速プロセスが決定され、この減速プロセスは、得られるべきＨＩＣ値と一致させることができる。
【００２０】
図２の実施形態の場合、矢印１４の頭部打撃作用の下で、まずストッパ１３が降伏する。両ストラット２、３は、チルト・レバー４、５がたわむため互いに密着し、その結果圧縮されたヒンジ１はクラッシュ・ボックス８に押し付けられ、すでに述べたように、規定された減速プロセスの下で降伏する。
【００２１】
図３および４は、チルト・レバー１５を持つヒンジ１のための本発明による実施形態を示す。このチルト・レバーは一般に弓形であり、そのためヒンジド・ジョイント１６をボディ・パネルより下に配置できる。ボンネットの開動作の際、弓形のチルト・レバー１５は、ボディ部分のボンネット側末端を中心にその周りで作用する。
【００２２】
前部弓形部分１７は、ボンネットの閉位置ではほぼ垂直に、すなわち頭部打撃の方向に位置するので、エネルギーを吸収する装置またはクラッシュ・ボックス８を取り付けるのに適している。クラッシュ・ボックス８が支持壁１１を備える１つの解決法を、図３に示した。この場合、前部弓形部分１７からチルト・レバー１５を取り外し、互いに平行に位置する複数の支持壁１１を備えるクラッシュ・ボックス８を挿入する。これらの支持壁は２つのプレート９、１０の間に位置し、切り離された両端部をクラッシュ・ボックス８に、このプレートの外面で結合する。
【００２３】
クラッシュ・ボックスのもう１つの実施形態を図４に示した。このクラッシュ・ボックス８はただ１つの支持壁１１を持ち、この支持壁はチルト・レバー１５の一部をなす。所望のフレキシビリティを得るため、支持壁１１の両側に、すなわちチルト・レバー１５の全部弓形部分１５において対応する部分の両側に、横に延びる溝１８を設ける。衝撃的荷重を生じたとき、この溝があるためチルト・レバー１５はアコーデオン状に圧縮される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】クラッシュ・ボックスをヒンジ中に配置した第１の実施形態を示す図である。
【図２】クラッシュ・ボックスがヒンジの下に位置する第２の実施形態を示す図である。
【図３】クラッシュ・ボックスがヒンジのチルト・レバーの構成部分である第３の実施形態を示す図である。
【図４】チルト・レバーの弱化箇所によってクラッシュ・ボックスを得た第３の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ ヒンジ
２ 上側ストラット
３ 下側ストラット
４ チルト・レバー
５ チルト・レバー
６、６’ ジョイント
７、７’ ジョイント
８ クラッシュ・ボックス
９ プレート
１０ プレート
１１ 支持壁
１２ 支持壁
１３ ストッパ
１４ 矢印
１５ チルト・レバー
１６ ヒンジド・ジョイント
１７ 前部弓形部分
１８ 溝

Claims (10)

1. フレキシブルに取り付けられたボンネットを持つ自動車ボディにおいて、自動車ボディとボンネットの左右の縁との間に１つずつヒンジ（１）を備え、これによりボンネットはこれらのヒンジ（１）が決定する旋回軸を回転中心として開くことができ、また左右いずれの縁にも、自動車ボディにボンネットを取り付けるための、荷重の下でフレキシブルな少なくとも１つのユニットを備える自動車ボディであって、このユニットが、安定しているが塑性的に変形するクラッシュ・ボックス（８）として形成されており、このクラッシュ・ボックスは、衝撃的な力が作用するとき特定の荷重以上になると降伏することを特徴とする、自動車ボディ。
2. クラッシュ・ボックス（８）が少なくとも２つの支持壁（１１、１２）を備え、これらの支持壁は力の方向にほぼ平行に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車ボディ。
3. クラッシュ・ボックス（８）が正方形の断面を持つパイプからなり、その長手軸が力の方向にほぼ平行に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の自動車ボディ。
4. クラッシュ・ボックス（８）をヒンジ（１）に組み込まれたその構成部分とし、そのためにヒンジ（１）の上側ストラット（２）と下側ストラット（３）の間に配置し、これらのストラットは少なくとも１つのチルト・レバー（４、５）を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車ボディ。
5. クラッシュ・ボックス（８）がヒンジ（１）の下側ストラット（３）と自動車ボディとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車ボディ。
6. 上側および下側のストラット（２、３）の間に、短いチルト・レバーと長いチルト・レバー（４、５）とが配置され、チルト・レバー（４、５）は上側のストラットに対してはジョイント（６、６’）を介して互いに比較的近接して取り付けられていること、および、クラッシュ・ボックス（８）は、互いに近接するジョイント（６、６’）の近くに配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の自動車ボディ。
7. ヒンジ（１）が弓形に延びるチルト・レバー（１５）を備え、チルト・レバー（１５）の一方の端部が上側ストラット（２）と固定結合され、それにつながる前部弓形部分（１７）がボンネットに対してほぼ垂直に延び、チルト・レバー（１５）の他方の端部が回転できる状態でボディに取り付けられ、クラッシュ・ボックス（８）が前部弓形部分（１７）に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車ボディ。
8. クラッシュ・ボックス（８）が少なくとも２つの支持壁（１１）を備え、これらの支持壁は力の方向にほぼ平行に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の自動車ボディ。
9. 前部弓形部分（１７）でチルト・レバー（１５）に弱化箇所を設けることにより、クラッシュ・ボックス（８）を形成することを特徴とする、請求項７に記載の自動車ボディ。
10. 前部弓形部分（１７）に設けられた１つまたは複数の溝（１８）により弱化箇所が得られ、これらの溝が弓形部分（１７）に対してほぼ横方向に延びることを特徴とする、請求項９に記載の自動車ボディ。

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