JP2007513836A - Self-supporting body parts - Google Patents
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Abstract
自己支持型車体部品1は基礎構造体7および外皮6から成る。前記基礎構造体は、ハニカム状のコア層2を含み、その騒音放出側はオープンセルを有する第一カバー層3で、外皮側は第二カバー層4で覆われている。前記基礎構造体は、適切な取付け手段5によって外皮6に取り付けられる。自己支持型車体部品1全体のHPC値は1000未満である。前記カバー層3の空気抵抗は200〜5000Ns/m3である。
The self-supporting body part 1 includes a foundation structure 7 and an outer skin 6. The foundation structure includes a honeycomb-shaped core layer 2, and the noise emission side is covered with a first cover layer 3 having an open cell, and the outer skin side is covered with a second cover layer 4. The foundation structure is attached to the skin 6 by suitable attachment means 5. The HPC value of the entire self-supporting body part 1 is less than 1000. The air resistance of the cover layer 3 is 200 to 5000 Ns / m 3 .
Description
本発明は、自己支持型車体部品、特に、請求項1の前段に準じた衝撃や音を吸収するボンネット、およびそのような車体部品の製造に適した基礎構造体に関する。 The present invention relates to a self-supporting body part, in particular, a bonnet that absorbs impact and sound according to the first stage of claim 1 and a foundation structure suitable for manufacturing such a body part.
自動車製造分野で用いられるようなボンネットは、基本的に、薄い金属板または合成材料でできたカバーを備えており、支柱またはそれに類する構造物で強化されている。さらに、現代の自動車は、外部へ発せられるエンジン音を低減するために、音響上有効なライニングを備えている。 A bonnet, such as used in the automotive manufacturing field, basically comprises a cover made of a thin metal plate or synthetic material and is reinforced with struts or similar structures. Furthermore, modern automobiles are equipped with acoustically effective linings to reduce engine noise emitted outside.
そのようなライニングは当技術分野において周知であり、例えば、欧州EP0352993に記載されている。この公報で開示されている組立品は、航空機業界で用いられているような音響上有効な部品に関する。特に、この部品は、排出口を介して個々の空洞が音響上お互いに連通しているハニカム構造をもつコア層を含む。このコア層は、音響効果を得るために、一方の側で、穴のあいた又はオープンセルを有するカバー層に接している。この組立品は、衝撃吸収機能には全く適していない。
Such linings are well known in the art and are described, for example, in
アナログ音響に効果的な組立品は、仏国FR2727189に開示されている。この組立品も、ハニカム構造をもち、オープンセルフォームで塞がれていてもよく、オープンセルの合成フォームから成る外部カバー層を両側に備えたコア層を含む。この組立品は建物の遮音に用いられ、特段の衝撃吸収性は示していない。 An effective assembly for analog sound is disclosed in FR 2727189. This assembly also has a honeycomb structure, may be closed with open cell foam, and includes a core layer with outer cover layers made of synthetic open cell foam on both sides. This assembly is used for sound insulation of buildings and does not show any particular shock absorption.
乗用車に用いられるアナログ組立品も、例えば独国DE−U−29607262により周知である。この公報で開示された構成部分は、自動車の天井ライナーとして使用されている。この構成部分は、コア層としてハニカム層を含み、このコア層の両側に繊維状材料から成るカバー層を含む。これらのカバー層はハニカム層の上で溶融し、材料接合により結果として構成部分全体の剛性が高まる。この配置により、安定性やより大きな引っ張り強度が与えられるが、特段の音吸収性または衝撃吸収性はない。 Analog assemblies used in passenger cars are also known, for example from DE-U-2967262. The components disclosed in this publication are used as automobile ceiling liners. This component includes a honeycomb layer as a core layer, and includes cover layers made of a fibrous material on both sides of the core layer. These cover layers melt on the honeycomb layer, resulting in increased rigidity of the entire component due to material bonding. This arrangement provides stability and greater tensile strength, but no particular sound or shock absorption.
現代の自動車業界の目的は、同じ組立品にさまざまな物性を含む自動車部品を製造し、技術的機能ごとに異なる部品の数を減らし、重量を減らすことである。したがって、例えば、スイス国CH−692731では、衝撃および音吸収性を組み合わせた、自動車に使用する超軽量パッケージが開示されている。このパッケージは乗員を保護するのに適しており、フットスペースの衝撃を受けやすい部分に使用されるのが好ましい。このパッケージには、特に剛性がなく、既存の自動車スペースに敷設されているだけである。 The goal of the modern automotive industry is to manufacture automotive parts with different physical properties in the same assembly, reducing the number of parts that differ for each technical function and reducing the weight. Thus, for example, Swiss CH-692731 discloses an ultralight package for use in automobiles that combines shock and sound absorption. This package is suitable for protecting an occupant and is preferably used in a part that is susceptible to impact in the foot space. This package is not particularly rigid and is only laid in the existing car space.
一般に、周知の組立品は、剛性または音もしくは衝撃吸収性のいずれかを示し、追加的に自動車に挿入されている。これら構成部分のいずれにおいても、上記特性が有益かつ望ましい方法で組み合わさっていない。 In general, known assemblies exhibit either rigidity or sound or shock absorption and are additionally inserted into automobiles. None of these components combine the above properties in a beneficial and desirable way.
本発明の目的は、自己支持型車体部品製造用の音響効果を有する基礎構造体を提供し、特に、この基礎構造体で製造された、ボンネットの音および衝撃吸収性を高めるだけでなく剛性をも高めるボンネットを提供し、それによって、他の道路利用者(歩行者や動物)との衝突の際に重傷、特に頭部損傷を引き起こしうる補強用支柱やビーディング(beadings)を必要としない車体部品(特にボンネット)を提供することである。 The object of the present invention is to provide a foundation structure with acoustic effects for the production of self-supporting body parts, in particular not only to increase the sound and shock absorption of the bonnet manufactured with this foundation structure, but also to increase the rigidity. Bodywork that does not require reinforcing posts or beadings that can cause serious injury, especially head damage, in the event of a collision with other road users (pedestrians and animals) To provide parts (especially bonnets).
この課題は、自己支持型車体部品、特に請求項1の特徴を備えたボンネット、さらにそのような車体部品を製造するための請求項5の特徴を備えた基礎構造体によって解決される。
This problem is solved by a self-supporting body part, in particular a bonnet with the features of claim 1 and a foundation structure with the features of
本発明の車体部品は、基礎構造体(substructure)および外皮(outer skin)から成り、前記基礎構造体はコア層、好ましくはハニカム状コア層から成る。このコア層は、騒音放出側にオープンセルを有する第一カバー層を、外皮側に第二カバー層を備える。この基礎構造体は、適切な取付け手段によって外皮に取り付けられる。本発明によれば、自己支持型車体部品全体のHPC値は1000未満であり、騒音放出側のカバー層の空気抵抗は200〜5000Ns/m3である。 The vehicle body part of the present invention comprises a substructure and an outer skin, and the foundation structure comprises a core layer, preferably a honeycomb core layer. The core layer includes a first cover layer having an open cell on the noise emission side and a second cover layer on the outer skin side. This substructure is attached to the skin by suitable attachment means. According to the present invention, the HPC value of the entire self-supporting body part is less than 1000, and the air resistance of the cover layer on the noise emission side is 200 to 5000 Ns / m 3 .
前記HPC値は以下のように定義される。
t1およびt2:衝突中の2つの時刻(秒)であり、HPCが最大値を記録する最初と最後と定義する
The HPC value is defined as follows.
したがって、HPC値を決定するために、x、y、z方向における加速度が歩行者の頭部中心に対して測定され、合成された加速度が計算される。HPC値は、上記式に基づいて、すなわち合成された加速度を経時的に積分することによって決定することができる。HPC値は無次元値である。 Therefore, in order to determine the HPC value, accelerations in the x, y, and z directions are measured relative to the pedestrian's head center and a combined acceleration is calculated. The HPC value can be determined based on the above equation, ie by integrating the synthesized acceleration over time. The HPC value is a dimensionless value.
この車体部品および対応する基礎構造体のさらなる実施形態は、当業者の通常の専門知識の範囲内である。 Further embodiments of this body part and corresponding substructure are within the ordinary expertise of a person skilled in the art.
本発明の車体部品は、自己支持型ボンネットとして、自己支持型のトランク蓋として、または自己支持型の自動車屋根として設計することができ、道路用または鉄道用のいかなる種類の車両にも適用できる。 The vehicle body part of the present invention can be designed as a self-supporting bonnet, as a self-supporting trunk lid, or as a self-supporting automobile roof, and can be applied to any kind of vehicle for roads or railways.
本発明を、図面を用いて実施例によってさらに詳細に説明する。 The invention is explained in more detail by means of examples using the drawings.
図1は、本発明の車体部品の概略図である。
図2は、局所固定手段を備えた、本発明の車体部品の概略図である。
図3は、追加的な衝撃吸収部材を備えた、本発明の車体部品の概略図である。
図4は、衝撃遅延の経時的進行に関する比較計測曲線である。
図5は、局所的にオメガ形状のゆがみが配置された基礎構造体を含む、本発明の車体部品の概略図である。
図6は、局所的な圧縮領域をもつ基礎構造体を含む、図5に示された車体部品の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle body part of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a vehicle body part of the present invention provided with local fixing means.
FIG. 3 is a schematic view of a vehicle body part of the present invention with an additional shock absorbing member.
FIG. 4 is a comparative measurement curve regarding the progress of impact delay over time.
FIG. 5 is a schematic view of a vehicle body part of the present invention including a substructure with locally arranged omega-shaped distortions.
FIG. 6 is a schematic view of the vehicle body part shown in FIG. 5 including a substructure with local compression regions.
本発明の組立品は、図1に概略的に示されている。この図は、ハニカム状コア層2を備え、エンジンルーム側にオープンセルを有するカバー層3、外皮側にカバー層4を含む自己支持型車体部品1を示し、外皮側の前記カバー層4は、結合剤または接着剤によって外皮6に接合されている。ハニカム状コア層2および両カバー層3、4を含むこの組立品は、以下基礎構造体7と称する。コア層2は、段ボール、アルミニウム、「Nomex(登録商標)」または他の変形可能な材料から成るのが好ましく、特に、PA、ポリエステル、PUといったプラスチック材料から成るのが好ましい。他の適切な材料が使用されることも勿論である。例えば、リサイクル段ボールもしくは波形の段ボールまたはTSフォーム(PUまたはポリアミド系フォーム)もしくはTPフォーム(EPP、「Notyl(登録商標)」 EEFまたはそれに類するもの)もしくは金属フォームである。2つのカバー層3,4は、繊維性材料、特に、鉱物繊維(ガラスファイバー、セラミックファイバー)、天然繊維(例えば、綿、ジュート、サイザル繊維、リンネル、麻)、動物性繊維(羊毛など)、耐溶融性が高い金属繊維および/または合成繊維または化学繊維といった数種類の繊維の複合材料から成ることが好ましい。具体的な実施形態において、ハニカム状構造はアルミニウム製であり、金属含有層に接着されている。一般に、外皮6はスチール板またはアルミニウム板から成る。個々の層は、(機械的)摩擦接合および/または材料接合(はんだ付け、接着剤)のいずれかによって、互いに接合できる。本発明の組立品は、期待される衝撃吸収要件が満たされるような寸法である。基礎構造体7の厚みおよび組成だけでなく外皮6の厚みおよび材料選択を共に考慮に入れるという点で、特に注目されるのは、車体部品全体すなわち外皮6および基礎構造体7の曲げ剛性である。コア層2の好ましい厚みは20±10mmである。このコア層2の個々のセルの直径は5mm〜25mmの範囲であり、圧縮抵抗は100KPa〜1000KPaの範囲である。車体部品1の外皮6は周知のフェノール材料で作製することができる。言うまでもなく、ガラスファイバー、玄武岩繊維およびその他の繊維性材料(熱可塑性高分子も)を使用することができる。この外皮の面積当り重量は500g/m2〜1500g/m2の範囲である。基礎構造体7と外皮6との接合は、重量150g/m2未満の粘着性フィルムまたは基礎構造体7が重合されると(is polymerized)溶融し始める熱可塑性フィルムによって行うことができる。もちろん、エポキシ樹脂、メラミン類、ウレタン類、アクリル類または尿素ホルムアルデヒド縮合物といった他の標準的な接着剤を用いることもできる。あるいは、適切な最終形成工程において外皮6と基礎構造体7を接合することができる。基礎構造体は、クリップ、ライン接合、全表面接合、もしくはライン接合と機械的固定との組み合わせによって、またはアンダーサポート・ブラケットおよびクリップを埋め込むことによって、金属製の外皮6に固定することができる。さらに、ヒンジまたはフックを固定したり、基礎構造体の剛性を向上もしくは変化させたりするために、基礎構造体7は、SMCまたは熱硬化性または金属性の強化材でできた局所固定点を組み込むことができる。
The assembly of the present invention is shown schematically in FIG. This figure shows a self-supporting body part 1 including a
本発明の自己支持型車体部品1に必要な剛性は、基本的に基礎構造体7の剛性効果によって決まる。当業者は、個々の層の設計、材料、厚みおよび剛性を適切に選択して組み合わせる。特に、当業者は、材料の性質、表面重量、外皮の接合強度を考慮に入れつつ、ハニカム状層に適切な厚み、セルの大きさ、圧縮抵抗または材料を選択することを考える。 The rigidity required for the self-supporting body part 1 of the present invention is basically determined by the rigidity effect of the foundation structure 7. Those skilled in the art will appropriately select and combine the design, material, thickness and stiffness of the individual layers. In particular, those skilled in the art will consider selecting an appropriate thickness, cell size, compression resistance or material for the honeycomb layer, taking into account the nature of the material, surface weight, and skin bond strength.
本発明の車体部品1の音響上の有効性は、基本的には基礎構造体7の音響特性によって決まる。特に、オープンセルを有するカバー層3の空気抵抗(air flow resistance)は200〜5000Ns/m3である。
The acoustic effectiveness of the vehicle body part 1 of the present invention is basically determined by the acoustic characteristics of the foundation structure 7. In particular, the air resistance of the
基礎構造体7には、衝撃が起こりうる状況での運動エネルギーの吸収能力を向上させる目的で、少なくとも局所的に、図3のように、ハニカム状の層または発泡層8および追加的な繊維層9を設けることができる。
In order to improve the absorption capacity of the kinetic energy in a situation where an impact can occur, the substructure 7 has at least locally a honeycomb-like layer or
図2が概略的に示しているように、車体部品1に、さらなる部材、特にヒンジまたは他の密閉部材を取り付けるための追加的部材11を設けることは、当業者の裁量の範囲内である。さらに、車体部品1には、所定の領域において、熱保護材、特にアルミホイルを設けることができる。金属繊維、導電性フィルムまたは金属格子を使用することによって、電磁波に対する保護(EMC保護)を与えることができる。 As shown schematically in FIG. 2, it is within the discretion of the person skilled in the art to provide the vehicle body part 1 with an additional member 11 for attaching further members, in particular hinges or other sealing members. Further, the vehicle body part 1 can be provided with a heat protection material, particularly an aluminum foil, in a predetermined region. By using metal fibers, conductive films or metal grids, protection against electromagnetic waves (EMC protection) can be provided.
図4は、いくつかのさまざまな配置に対する衝撃遅延の経時的進行の計測曲線を示す。重要なHPC値(頭部傷害値)は重さ3.5kgである児童の頭部(または重さ4.8kgである成人の頭部)に対して、時速35km/時間の衝突速度で測定される。ヨーロッパ自動車業界の衝撃吸収ガイドラインに合致させるには、この値は1000未満(HPC<1000)でなければならない。 FIG. 4 shows a measurement curve of impact delay over time for several different configurations. Important HPC values (head injury values) are measured at a collision speed of 35 km / h against a child's head weighing 3.5 kg (or an adult head weighing 4.8 kg). The This value must be less than 1000 (HPC <1000) to meet the European automobile industry shock absorption guidelines.
図5は、局所的にオメガ形状のゆがみが配置された基礎構造体を含む、本発明の車体部品の概略図を示す。この設計は、車体部品全体の剛性を高めるには有益である。このような形状の基礎構造体の配置は、HPC値が1000未満になるように調整される。局所的詰め物または局所的基礎構造体8を付加することができる。
FIG. 5 shows a schematic view of the vehicle body part of the present invention, including a substructure with locally placed omega-shaped distortions. This design is beneficial for increasing the rigidity of the entire body part. The arrangement of the foundation structure having such a shape is adjusted so that the HPC value is less than 1000. A local filling or a
図6は、局所的な圧縮領域12、13を含み、基礎構造体の剛性を変化させる、図5に示された車体部品を示す。特に、これによってさらに動態作用偏向の最初のピークを小さくすることができる。耐熱性を十分確保するため、請求項に記載の基礎構造体は少なくとも局所的にアルミニウム膜で覆われていてもよい。
FIG. 6 shows the body part shown in FIG. 5 that includes
好適な実施形態において、この基礎構造体は不織布またはホイルで覆われており、もし、この車体部品が塗装前に組み立てられれば、塗装後に剥がすことができる。当業者は、構造的ひだを含む基礎構造体を設計するか、または耐火性付与剤、耐薬品性付与剤および耐湿性付与剤をこの基礎構造体に与えることを考慮する。 In a preferred embodiment, the substructure is covered with a non-woven fabric or foil and can be peeled off after painting if the body part is assembled before painting. One skilled in the art will consider designing a substructure that includes structural pleats or providing the substructure with a fireproofing agent, a chemical resistance imparting agent, and a moisture resistance imparting agent.
本発明の構造物は、ACEAおよび/またはEEC WG17の歩行者保護のための今後の規範を満たすような、または他国(アメリカ合衆国、日本など)における相当する規則を満たすような方法で設計され寸法を決めればよい。現在の規則は、フロントガラスへの衝突にのみ関し、しかも、強制的ではないか、もしくは任意にボンネットに適用されるだけである。この車体部品は、FMVSS201規則を満たすヘッドライナーとして設計できる。 The structure of the present invention is designed and dimensioned in such a way as to meet the future norms for pedestrian protection of ACEA and / or EEC WG17 or to meet the corresponding rules in other countries (United States, Japan, etc.) Just decide. The current rules relate only to the collision with the windshield and are not mandatory or optionally only applied to the hood. This body part can be designed as a headliner that satisfies the FMVSS201 rules.
本発明の車体部品の利点は、当業者にとって直接的に明らかである。特に、その利点は、自己支持型車体部品すなわち構造部品を形成するのに十分な剛性をもち、必要なHPC値をもち、音響効果もある車体部品の創作において認められる。 The advantages of the body parts of the present invention are directly apparent to those skilled in the art. In particular, the advantages are recognized in the creation of a body part that has sufficient rigidity to form a self-supporting body part, i.e. a structural part, has the necessary HPC value, and also has an acoustic effect.
さらに、本発明は、車体部品をエンジンブロックまたは他の剛性部材(骨材、電池またはそれに類するもの)により近く配置できることから、よりコンパクトな車両構造を可能とする。特に、これは、基礎構造体の連続的な圧縮作用だけでなく、自己支持型車体部品全体の変形によるエネルギー吸収の増大によって、確実になる。このように、エンジンブロックまたは他の剛性車両部材の間隔を、規定のHPC値(またはHIC値すなわち頭部傷害値)を超えることなく、25%低減することができる。 Furthermore, the present invention allows a more compact vehicle structure because the vehicle body parts can be placed closer to the engine block or other rigid member (aggregate, battery or the like). In particular, this is ensured not only by the continuous compression action of the substructure, but also by increased energy absorption due to deformation of the entire self-supporting body part. In this way, the spacing between the engine blocks or other rigid vehicle members can be reduced by 25% without exceeding the prescribed HPC value (or HIC value or head injury value).
Claims (10)
10. Substructure according to one of claims 5 to 9, having omega-shaped distortion and / or local compression region (12, 13).
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