JP5004783B2 - Automotive food panels with excellent pedestrian protection - Google Patents
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Description
本発明は、歩行者と自動車の衝突時に、歩行者、特に、歩行者の頭部を保護する性能、即ち、歩行者保護性に優れた自動車用フードパネルに関する。 The present invention relates to an automobile hood panel that is excellent in performance for protecting a pedestrian, particularly a pedestrian's head, that is, in pedestrian protection, when a pedestrian collides with an automobile.
近年、歩行者と自動車の衝突時における歩行者の頭部の保護が重要視され、歩行者保護性に優れる自動車用フードパネルの構造の検討が進められている。歩行者保護の性能は下記式(1)によって計算される頭部障害基準値(Head Injury Criteria、以下「HIC値」という。)によって評価される。 In recent years, protection of a pedestrian's head at the time of a collision between a pedestrian and a car is regarded as important, and studies on the structure of a hood panel for a car that has excellent pedestrian protection have been promoted. The performance of pedestrian protection is evaluated by a head injury criterion value (Head Injury Criteria, hereinafter referred to as “HIC value”) calculated by the following formula (1).
例えば、現在の判定基準では、自動車が40km/hの速度で衝突した場合、試験領域の2/3以上の部分でのHIC値が1000以下であり、それ以外の試験領域でのHIC値が2000以下であることが求められている。 For example, according to the current judgment standard, when a car collides at a speed of 40 km / h, the HIC value in a portion of 2/3 or more of the test area is 1000 or less, and the HIC value in other test areas is 2000. The following are required.
従来の自動車用フードパネルは、図14に示すように、金属板をプレス成形したアウターパネル1とインナーパネル2を接合した構造体である。インナーパネル2の、溝状の骨部の底はアウターパネルから遠い側に位置され、アウターパネルに近接する部位の一部は軽量化のために打ち抜かれている。
As shown in FIG. 14, a conventional automobile hood panel is a structure in which an
この自動車用フードパネルに、歩行者の頭部が衝突した際には、まず、アウターパネルが変形し、その後、インナーパネルが変形して、衝突のエネルギーが吸収される。この際に、歩行者保護性を確保するためには、歩行者の頭部とエンジン等の剛部材との干渉、接触を防止する必要がある。 When a pedestrian's head collides with this automobile hood panel, the outer panel is first deformed, and then the inner panel is deformed to absorb the energy of the collision. At this time, in order to ensure pedestrian protection, it is necessary to prevent interference and contact between the pedestrian's head and a rigid member such as an engine.
しかし、図14に示す従来のフードパネルの、インナーパネルの骨部が存在しない部分では、アウターパネルのみが存在することになるため、ここに歩行者の頭部が衝突した場合、フードパネルと剛部材とが干渉、接触し易い。なお、剛部材とは、エンジンやサスペンションの取り付け部など、フードパネルに比べて剛性が高く、頭部と衝突した際に、大きな障害を与える可能性が高い部材の総称である。 However, in the portion of the conventional hood panel shown in FIG. 14 where the bone portion of the inner panel does not exist, only the outer panel is present. Interference and contact with members are easy. The rigid member is a general term for members having high rigidity compared to the hood panel, such as an engine or suspension attachment portion, and having a high possibility of giving a large obstacle when colliding with the head.
したがって、従来、歩行者保護性の観点から、歩行者の頭部がフードパネルに接触した際のフードパネルと剛部材との干渉、接触を防ぐことが重要視されていた。しかし、対策として、フードパネルと剛部材との距離、即ち、クリアランスを大きくすれば、車体の設計が制限されてしまう。 Therefore, conventionally, from the viewpoint of pedestrian protection, it has been important to prevent interference and contact between the hood panel and the rigid member when the pedestrian's head contacts the hood panel. However, as a countermeasure, if the distance between the hood panel and the rigid member, that is, the clearance is increased, the design of the vehicle body is limited.
そのため、クリアランスを小さくしても歩行者保護性を確保できる技術として、図15に示すように、インナーパネル2の断面を波型形状とし、部材としての剛性を高めたフードパネルが提案されている(例えば、特許文献1)。
Therefore, as a technique that can secure pedestrian protection even if the clearance is reduced, as shown in FIG. 15, a hood panel has been proposed in which the cross section of the
しかし、この技術でも、歩行者の頭部が衝突した際にフードパネルに与えられる運動エネルギーが大きいと、剛部材と接触する可能性が極めて高い。そのため、歩行者の頭部とエンジン等の接触を防ぐことが好ましく、ある程度のクリアランスを確保しておく必要がある。また、インナーパネルの断面を波型形状とし、一方向に略平行にしているため、パネルの剛性の異方性が強くなるという問題もある。 However, even in this technique, if the kinetic energy given to the hood panel when the pedestrian's head collides is large, the possibility of contact with the rigid member is extremely high. Therefore, it is preferable to prevent the pedestrian's head from contacting the engine or the like, and it is necessary to secure a certain amount of clearance. In addition, since the inner panel has a corrugated cross section and is substantially parallel to one direction, there is a problem that the rigidity anisotropy of the panel is increased.
これに対して、図16に示すように、インナーパネル2に設けたコーンの先端に、インナーパネルと剛部材とが接触した際に局部的に変形する形状不正部を設けた、歩行者の頭部への反力を抑制したコーン型のインナーパネルが提案されている(例えば、特許文献2、3)。
On the other hand, as shown in FIG. 16, the head of the pedestrian is provided with a shape irregular portion that deforms locally when the inner panel and the rigid member come into contact with each other at the tip of the cone provided on the
しかし、突起の形状が複雑になると、材料によっては成形が困難になることがある。また、この技術でも、クリアランスが小さい場合には、衝突時にコーンが潰れて、フードパネルと剛部材とが干渉、接触する可能性が大きくなり、材料の選定に制限がある。 However, if the shape of the protrusion is complicated, it may be difficult to form depending on the material. Further, even in this technique, when the clearance is small, the cone is crushed at the time of collision, and the possibility that the hood panel and the rigid member interfere and come into contact with each other increases.
本発明は、歩行者の頭部が衝突した際の、フードパネルの変形の抑制によって、フードパネルとエンジン等の剛部材とのクリアランスの縮小を可能とし、剛部材とフードパネルとが干渉した際には、インナーパネルの変形を利用してHIC値の低減をも可能とする、歩行者保護性に優れた自動車用フードパネルの提供を課題とするものである。 The present invention makes it possible to reduce the clearance between a hood panel and a rigid member such as an engine by suppressing deformation of the hood panel when a pedestrian's head collides, and when the rigid member and the hood panel interfere with each other. Another object of the present invention is to provide a hood panel for automobiles that can reduce the HIC value by utilizing deformation of the inner panel and has excellent pedestrian protection.
本発明は、従来型のインナーパネルの凸部に打ち抜き穴を設けずに、凹部の底をアウターパネルに対向させ、更に、歩行者の頭部が衝突した際の衝撃エネルギーが、フードパネルの周辺部にまで伝達されるのを防ぐことにより、歩行者の頭部が衝突した際の、フードパネルの変形の抑制とHIC値の低減を両立させることができるという知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、以下のとおりである。 The present invention provides a conventional inner panel without a punched hole in the convex portion, the bottom of the concave portion is opposed to the outer panel, and the impact energy when the pedestrian's head collides is It was made based on the knowledge that it is possible to achieve both suppression of deformation of the hood panel and reduction of the HIC value when the head of the pedestrian collides, by preventing transmission to the part. The gist is as follows.
(1) アウターパネル及びインナーパネルからなり、該インナーパネルは、断面形状が略台形であり、且つ底が該アウターパネルに近接して対向する凹部を有し、該凹部は、第1の凹部と、該第1の凹部と交差する第2の凹部とからなり、該第1の凹部及び該第2の凹部によって囲まれる凸部の端部から中央部までの2/3以上が連続した面であり、前記凹部の少なくとも一部に、変形の伝播を防止する不連続部を設けたことを特徴とする歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。 (1) It consists of an outer panel and an inner panel, and the inner panel has a substantially trapezoidal cross-sectional shape, and has a recess facing the outer panel close to the outer panel. And a second concave portion intersecting with the first concave portion, and 2/3 or more from the end portion to the center portion of the convex portion surrounded by the first concave portion and the second concave portion is a continuous surface. A hood panel for an automobile having excellent pedestrian protection, wherein a discontinuous portion for preventing propagation of deformation is provided in at least a part of the recess.
(2) インナーパネルの周辺部に設けた第2の凹部の一端又は両端に、変形の伝播を防止する不連続部を設けたことを特徴とする上記(1)に記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(3) インナーパネルの全ての第2の凹部の両端に、変形の伝播を防止する不連続部を設けたことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(4) インナーパネルの、第1の凹部と、周辺部及び中央部に設けた第2の凹部とが、クランク状に交差することを特徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(2) The discontinuity part which prevents propagation of a deformation | transformation was provided in the one end or both ends of the 2nd recessed part provided in the peripheral part of the inner panel. Excellent automotive hood panel.
(3) The discontinuity part which prevents propagation of a deformation | transformation was provided in the both ends of all the 2nd recessed parts of an inner panel, It is excellent in the pedestrian protection as described in said (1) or (2) characterized by the above-mentioned. Automotive food panel.
(4) In any one of the above (1) to (3), the first concave portion of the inner panel and the second concave portion provided in the peripheral portion and the central portion intersect in a crank shape. An automotive hood panel with excellent pedestrian protection.
(5) インナーパネルの凸部の平面形状が略多角形であることを特徴とする上記(1)〜(4)の何れかに記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(6) インナーパネルの凸部の端部から中央部までが連続した面であることを特徴とする上記(1)〜(5)の何れかに記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(5) The automobile hood panel having excellent pedestrian protection according to any one of the above (1) to (4), wherein the planar shape of the convex portion of the inner panel is substantially polygonal.
(6) The automobile hood panel having excellent pedestrian protection according to any one of (1) to (5) above, wherein the inner panel has a continuous surface from the end to the center of the convex portion. .
(7) インナーパネルの凹部の底の幅が10〜100mmであることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れかに記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(8) インナーパネルの凹部の深さが20mm超50mm以下であることを特徴とする上記(1)〜(7)の何れかに記載の歩行者保護性に優れる自動車用フードパネル。
(7) The hood panel for an automobile having excellent pedestrian protection according to any one of (1) to (6) above, wherein the width of the bottom of the recess of the inner panel is 10 to 100 mm.
(8) The hood panel for an automobile having excellent pedestrian protection according to any one of (1) to (7) above, wherein the depth of the recess of the inner panel is more than 20 mm and 50 mm or less.
(9) アウターパネル及びインナーパネルの素材が、鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金の何れか1つであることを特徴とする上記(1)〜(8)の何れかに記載の歩行者保護性に優れた自動車用フードパネル。
(10) インナーパネルの素材がアルミニウム合金であり、板厚が0.6〜1.5mmであることを特徴とする上記(9)に記載の歩行者保護性に優れた自動車用フードパネル。
(11) インナーパネルの素材が、樹脂又は繊維強化樹脂であることを特徴とする上記(1)〜(8)の何れかに記載の歩行者保護性に優れた自動車用フードパネル。
(9) The pedestrian according to any one of (1) to (8) above, wherein the material of the outer panel and the inner panel is any one of steel, aluminum alloy, magnesium alloy, and titanium alloy. Automotive food panel with excellent protection.
(10) The automobile hood panel having excellent pedestrian protection according to (9) above, wherein the inner panel is made of an aluminum alloy and has a thickness of 0.6 to 1.5 mm.
(11) The automobile hood panel having excellent pedestrian protection according to any one of (1) to (8) above, wherein the material of the inner panel is a resin or a fiber reinforced resin.
本発明によれば、自動車用フードパネルとエンジン等の剛部材とのクリアランスを小さくすることができ、ボンネットの設計上の制限が小さくなる。例えば、自動車車体におけるアウターパネルの相対的な高さを低くすることができ、意匠に対する自由度を大きくすることができる。仮に、頭部が衝突した際に、フードパネルと剛部材とが干渉しても、HIC値を低減させることが可能になり、従来のパネルに比べて、歩行者保護性を極めて向上させることができる。 According to the present invention, the clearance between the automobile hood panel and the rigid member such as the engine can be reduced, and the design limit of the bonnet is reduced. For example, the relative height of the outer panel in the automobile body can be reduced, and the degree of freedom for the design can be increased. Even if the hood panel and the rigid member interfere when the head collides, the HIC value can be reduced, and pedestrian protection can be greatly improved compared to the conventional panel. it can.
また、インナーパネルの材料として、若干、成形性の劣る材料でも使用することができるので、例えば、アルミニウム合金板を使用すれば、フードパネルの軽量化と歩行者保護性を両立させることが可能になる。したがって、本発明によれば、燃費性能及び運動性能、更には、歩行者保護性に優れた自動車を提供することができ、産業上の貢献が極めて顕著である。 In addition, as the material of the inner panel, a slightly inferior formable material can be used. For example, if an aluminum alloy plate is used, it is possible to achieve both weight reduction of the hood panel and pedestrian protection. Become. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an automobile excellent in fuel consumption performance and exercise performance, as well as pedestrian protection, and the industrial contribution is extremely remarkable.
本発明者らは、図14に示す従来型、図15に示す波型、図16に示すコーン型のインナーパネルを設けたフードパネル(以下、それぞれ、従来型パネル、波型パネル、コーン型パネルという。)のHIC値及び頭部変位量を、以下のケース1〜4の条件を想定して数値解析によって求めた。なお、頭部変位量とは、頭部がアウターパネルに接触してから停止するまでの鉛直方向の移動量である。
The present inventors have provided a hood panel provided with an inner panel of the conventional type shown in FIG. 14, the wave type shown in FIG. 15, and the cone type shown in FIG. 16 (hereinafter referred to as a conventional panel, a wave type panel, and a cone type panel, respectively). The HIC value and the head displacement amount were calculated by numerical analysis assuming the following
ケース1:頭部が骨部上に衝突し、フードパネルが剛部材に接触しない。
ケース2:頭部が骨部外に衝突し、フードパネルが剛部材に接触しない。
ケース3:頭部が骨部上に衝突し、フードパネルが剛部材に接触する。
ケース4:頭部が骨部外に衝突し、フードパネルが剛部材に接触する。
Case 1: The head collides with the bone, and the hood panel does not contact the rigid member.
Case 2: The head collides outside the bone, and the hood panel does not contact the rigid member.
Case 3: The head collides with the bone, and the hood panel contacts the rigid member.
Case 4: The head collides outside the bone, and the hood panel contacts the rigid member.
ここで、骨部上に衝突とは、従来型パネルの骨部、波型パネルではアウターパネルに近い側の波の頂点、コーン型パネルではコーンの頂点近傍の直上にインパクターが衝突した場合である。また、骨部外に衝突とは、従来型パネルでは骨部と骨部の間に衝突した場合、波型パネルではアウターパネルから遠い側の波の頂点部に衝突した場合、コーン型パネルでは、コーンの頂点部を避けて衝突した場合である。 Here, the collision on the bone part means that the impactor collides with the bone part of the conventional panel, the wave peak near the outer panel in the corrugated panel, and the apex of the cone type panel just above the apex of the cone. is there. In addition, the collision outside the bone part is a collision between the bone part and the bone part in the conventional type panel, in the case of the wave type panel, when colliding with the peak part of the wave far from the outer panel, in the cone type panel, This is a case where the collision occurred avoiding the apex of the cone.
数値解析の結果、各ケースでのHIC値の、フードパネルの構造による定性的な優劣は、以下のようになることがわかった。
ケース1、2:従来型パネル、波型パネル、コーン型パネルとも、ほぼ同等。
ケース3:従来型パネルが、波型パネル、コーン型パネルよりも優れる。
ケース4:波型パネル、従来型パネル、コーン型パネルとも、基準値に未達。
As a result of numerical analysis, it was found that the qualitative superiority or inferiority of the HIC value in each case due to the structure of the food panel was as follows.
Case 3: The conventional panel is superior to the corrugated panel and the cone panel.
Case 4: The wave type panel, the conventional type panel, and the cone type panel have not reached the standard value.
まず、本発明者らは、ケース3の場合に、従来パネルの歩行者保護性が優れている理由について考察した。その結果、従来型パネルの骨部上に頭部が衝突すると、図1に示したように、剛部材に接触した骨部が支えとなり、頭部と剛部材との干渉を防いでいるという知見を得た。
First, in the case of
次に、本発明者らは、ケース4の場合に、従来型パネルの歩行者保護性が劣る理由について考察した。従来パネルは、ケース4の場合、図2に示したように、インナーパネルが平面方向の変形に対して拘束されていないため、アウターパネルが変形して剛部材に接触する。したがって、仮にインナーパネルを打ち抜かずに使用し、フードパネルの強度を増加させても、アウターパネルの変形を抑制することができず、歩行者保護性は顕著には向上しないと考えられる。
Next, the present inventors considered the reason why the pedestrian protection of the conventional panel is inferior in
そこで、本発明者らは、ケース4でインナーパネルと剛部材が接触した際に、アウターパネルの変形を抑制し、歩行者頭部を保護できるフードパネルの構造について検討した。その結果、図17に示したように、従来型のインナーパネルの凸部に打ち抜き穴を設けずに、凹部の底をアウターパネルに対向させれば、インナーパネルが剛部材に接触した際に、反力が生じることがわかった。なお、図17は、アウターパネルに対向する面の斜視図であり、窪みが凸部である。
Therefore, the present inventors have studied a structure of a hood panel that can suppress the deformation of the outer panel and protect the pedestrian head when the inner panel and the rigid member are in contact with each other in the
更に、図17に示したフードパネルについても数値解析を行い、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルと比較した。その結果、インナーパネルと剛部材が接触しない場合、即ち、ケース1及び2では、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルと同等であることがわかった。これに対して、インナーパネルと剛部材が接触する場合、即ち、ケース3では、従来型パネルと同等、ケース4では、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルの何れよりも優れた歩行者保護性を有することがわかった。
Furthermore, the hood panel shown in FIG. 17 was also numerically analyzed and compared with a conventional panel, a corrugated panel, and a cone panel. As a result, it was found that the case where the inner panel and the rigid member are not in contact, that is,
更に、本発明者らはフードパネルが剛部材と干渉及び接触しないケース1、2において、頭部変位量に着目した。数値解析の結果、図17に示したインナーパネルの頭部変位量のは、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルよりも劣ることがわかった。そこで、本発明者らは、フードパネルが剛部材と干渉及び接触しない場合の、図17に示したインナーパネルの変形、即ち、頭部変位量が、他の構造に比べて劣る原因について検討を行い、以下の知見を得た。
Furthermore, the present inventors paid attention to the head displacement in
まず、図17に示したインナーパネルのa−a’断面(断面a)では、図18aに示したように、アウターパネルと対向するインナーパネルの凹部が凸部によって拘束されている。そのため、断面aのような部位では変形し難い。しかし、図17に示したインナーパネルのz−z’断面(断面z)では、図18bに示したように、アウターパネルに近接するインナーパネルの凹部の底が、パネルの幅方向にほぼ連通している。 First, in the a-a ′ cross section (cross section a) of the inner panel shown in FIG. 17, as shown in FIG. 18 a, the concave portion of the inner panel facing the outer panel is constrained by the convex portion. For this reason, it is difficult to deform at a site such as the cross section a. However, in the zz ′ cross section (cross section z) of the inner panel shown in FIG. 17, as shown in FIG. 18b, the bottom of the concave portion of the inner panel adjacent to the outer panel is substantially communicated in the width direction of the panel. ing.
したがって、断面bのような部位ではインナーパネルが折れ曲がり易いため、変形、即ち、頭部変位量が大きくなる。 Therefore, since the inner panel is easily bent at a portion such as the cross section b, the deformation, that is, the head displacement amount increases.
この知見を基に、本発明者らは、歩行者の頭部が衝突した際に、インナーパネルの変形を抑制し得る構造とすることを検討した。その結果、インナーパネルの凹部の一部に、不連続部を設けることにより、頭部変位量の抑制が可能であることがわかった。図3a〜図3cに、本発明のインナーパネルの一例を示す。図3a〜図3cは、アウターパネルに対向する面の斜視図であり、窪みが凸部である。 Based on this knowledge, the present inventors examined a structure capable of suppressing the deformation of the inner panel when the pedestrian's head collides. As a result, it was found that the amount of head displacement can be suppressed by providing a discontinuous part in a part of the recess of the inner panel. An example of the inner panel of the present invention is shown in FIGS. 3a to 3c are perspective views of the surface facing the outer panel, in which the depressions are convex portions.
更に、図3a〜図3cに示したフードパネルのHIC値及び頭部変位量を、数値解析によって求めた。その結果、フードパネルが剛部材と干渉する場合のHIC値は、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルよりも優れ、図17に示したインナーパネル(改良型パネルという。)と同等であることが確認された。 Furthermore, the HIC value and the head displacement of the hood panel shown in FIGS. 3a to 3c were obtained by numerical analysis. As a result, the HIC value when the hood panel interferes with the rigid member is superior to the conventional panel, the corrugated panel, and the cone panel, and is equivalent to the inner panel (referred to as an improved panel) shown in FIG. It was confirmed.
また、フードパネルと剛部材とが干渉しない場合の頭部変位量は、改良型パネルよりも優れ、従来型パネル、波型パネル及びコーン型パネルと同等以上になることがわかった。更に、図3a〜図3cに示したフードパネルの頭部変形量については、図3c、図3b、図3aの順に優れていることがわかった。 It was also found that the head displacement when the hood panel and the rigid member do not interfere is superior to that of the improved panel, and equal to or greater than that of the conventional panel, wave panel, and cone panel. Furthermore, it turned out that it is excellent in the order of FIG. 3c, FIG. 3b, and FIG. 3a about the head deformation amount of the hood panel shown to FIG.
本発明の自動車用フードパネル(以下「本発明フードパネル」)の断面図、即ち、図3a〜図3cに破線で示した断面b〜eを、模式的に図4a〜図4dに示す。なお、図3aに示した本発明フードパネルの断面aは、図18aと同様である。 Sectional views of the automobile hood panel of the present invention (hereinafter referred to as “the hood panel of the present invention”), that is, the sections be indicated by broken lines in FIGS. 3 a to 3 c are schematically shown in FIGS. In addition, the cross section a of this invention food panel shown to FIG. 3 a is the same as that of FIG. 18 a.
図4a〜図4dに示すパネルの下側がアウターパネル1であり、上側のインナーパネル2は、凹凸部を有し、アウターパネル1から遠い側が凸部21、溝状の凹部22(第1の凹部22a、第2の凹部22b)の底はアウターパネル1に近接している。アウターパネル1の端部は、曲げ加工され、インナーパネル2と接合されている。なお、インナーパネル2の凹部22(第1の凹部22a、第2の凹部22b)の底面とアウターパネル1とは接触してもよい。
The lower side of the panel shown in FIGS. 4 a to 4 d is the
本発明フードパネルに歩行者頭部が衝突すると、アウターパネルがインナーパネルの凹部の底に接触する。このとき、インナーパネルに与えられた衝突の運動エネルギーは、インナーパネルの凹部及び凸部を介して、平面方向の広範囲に伝播する。更に、衝突の運動エネルギーが大きい場合は、フードパネルがエンジン等の剛部材に接触する。 When the pedestrian head collides with the hood panel of the present invention, the outer panel comes into contact with the bottom of the recess of the inner panel. At this time, the kinetic energy of the collision given to the inner panel propagates over a wide range in the plane direction via the concave and convex portions of the inner panel. Furthermore, when the kinetic energy of the collision is large, the hood panel comes into contact with a rigid member such as an engine.
また、図3aに示したように、凹部の少なくとも一部に不連続部を設けて、衝突の運動エネルギーがパネルの周辺部に伝達されないような構造とすれば、パネルの変形が周辺部にまで及ぶことを防止することができる。これにより、パネルの変形を従来型パネルと同等以上に抑制することが可能になり、頭部変位量を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 3a, if a structure is provided in which a discontinuous portion is provided in at least a part of the concave portion so that the kinetic energy of the collision is not transmitted to the peripheral portion of the panel, the deformation of the panel reaches the peripheral portion. Can be prevented. Thereby, it becomes possible to suppress the deformation of the panel to be equal to or higher than that of the conventional panel, and the head displacement can be suppressed.
なお、図3a〜図3cには、前後方向を第1の凹部とし、幅方向を第2の凹部とした態様を示しているが、幅方向を第1の凹部、前後方向を第2の凹部としてもよい。何れにしても、凹部の一端に不連続部を設ければ、変形の伝達を防止することができるため頭部変形量の抑制に有効である。 3a to 3c show a mode in which the front-rear direction is the first recess and the width direction is the second recess, but the width direction is the first recess, and the front-rear direction is the second recess. It is good. In any case, if a discontinuous portion is provided at one end of the concave portion, it is possible to prevent the deformation from being transmitted, which is effective in suppressing the amount of head deformation.
更に、パネルの周辺部への変形の伝達を防止するために、パネルの周辺部に配置された凹部、特に、第2の凹部の一端又は両端に不連続部を設けることが好ましい。 Furthermore, in order to prevent the deformation from being transmitted to the peripheral portion of the panel, it is preferable to provide a discontinuous portion at one end or both ends of the concave portion arranged in the peripheral portion of the panel, particularly the second concave portion.
また、凹部の不連続部を多くすれば、パネルの変形の抑制に効果的であるため、図4bに示したように、全ての第2の凹部22bの両端に設けることが好ましい。更に、図3a〜図3cには、第1の凹部が連続して延伸した態様を示しているが、不連続部を設けてもよい。
Further, since increasing the number of discontinuous portions of the recesses is effective in suppressing the deformation of the panel, as shown in FIG. 4b, it is preferable to provide at both ends of all the
また、第2の凹部は、図3a及び図3bに示したように、直線状に配置してもよいが、パネルの変形の抑制のためには、周辺部と中央部の第2の凹部が直線状にならないように配置することが好ましい。即ち、パネルの周辺部及び中央部の第2の凹部と、第1の凹部とを、クランク状に配置することが好ましい。 The second recesses may be arranged in a straight line as shown in FIGS. 3a and 3b. However, in order to suppress the deformation of the panel, the second recesses in the peripheral part and the central part are provided. It is preferable to arrange so as not to be linear. That is, it is preferable to arrange the second concave portion and the first concave portion in the peripheral and central portions of the panel in a crank shape.
例えば、図3cのような配置にすれば、パネルの周辺部に配置された第2の凹部と第1の凹部の交差部と、パネルの中央部に配置された第2の凹部と第1の凹部の交差部とが一致しないため、変形の抑制に有効である。 For example, in the arrangement as shown in FIG. 3c, the second concave portion arranged in the peripheral portion of the panel and the intersection of the first concave portion, the second concave portion arranged in the center portion of the panel, and the first Since the intersection of the recesses does not match, it is effective for suppressing deformation.
また、パネルの周辺部の第2の凹部と、パネルの中央部の第2の凹部とを平行にせず、パネルの周辺部の第2の凹部を斜めに配置してもよい。なお、第1の凹部及び第2の凹部は、例えば、図5aに示したように直線状に延伸していてもよい。また、図5bに示したように、第1の凹部を斜めに配置し、第2の凹部との交差部に段差を設けても構わない。 In addition, the second concave portion in the peripheral portion of the panel may be arranged obliquely without making the second concave portion in the peripheral portion of the panel parallel to the second concave portion in the central portion of the panel. In addition, the 1st recessed part and the 2nd recessed part may be extended | stretched linearly, for example, as shown to FIG. Further, as shown in FIG. 5b, the first recess may be disposed obliquely and a step may be provided at the intersection with the second recess.
次に、本発明フードパネルが、剛部材と接触、干渉する場合のHIC値を低減させることができる理由について説明する。 Next, the reason why the hood panel of the present invention can reduce the HIC value when contacting and interfering with a rigid member will be described.
図6に示したように、歩行者頭部3がインナーパネルの凹部22の近傍に衝突した場合は、剛部材4に接触した凹部22が支えとなる。したがって、図1に示した従来型パネルと同様、頭部と剛部材との接触を防ぐことができるため、波形パネル及びコーン型パネルよりも歩行者保護性に優れる。
As shown in FIG. 6, when the
また、図7に示したように、歩行者頭部3がインナーパネルの凹部の間に衝突した場合、剛部材4に接触した凸部21によって、凹部22の平面方向への変形が拘束されるため、大きな反力を生じる。しかし、凹部が一方向に略平行に延伸する場合、例えば、フードパネルの前後方向に平行な凹部のみを有する場合は、凸部21による拘束が幅方向に限られる。
Further, as shown in FIG. 7, when the
したがって、優れた歩行者保護性を得るためには、凸部21が凹部22によって囲まれていることが必要である。また、凸部21が複数であると、1つ当たりの凸部に付与される運動エネルギーを小さくすることができるため、より好ましい。
Therefore, in order to obtain excellent pedestrian protection, the
凸部が剛部材に接触した際の反力を最大にするためには、凸部に打ち抜き穴を設けず、端部から中央部までが連続した面であることが好ましい。これによりHIC値が最小になるが、凸部には、エンジン音の吸音、フードパネルの軽量化等を目的とした打ち抜き穴を設けてもよい。 In order to maximize the reaction force when the convex portion comes into contact with the rigid member, it is preferable that the convex portion is not provided with a punching hole and the surface from the end portion to the central portion is continuous. This minimizes the HIC value, but the convex portion may be provided with a punched hole for the purpose of absorbing engine sound, reducing the weight of the hood panel, and the like.
しかし、この場合、凸部の中央部の打ち抜き穴を設けることができる領域(以下、打ち抜き可能領域という。)に制限を設けなければならない。パネルの歩行者保護性を確保するためには、打ち抜き可能領域を、凸部の中心を基準とする相似形状とし、大きさを凸部の1/3以内とすることが必要である。 However, in this case, it is necessary to provide a restriction on a region where the punching hole at the center of the convex portion can be provided (hereinafter referred to as a punchable region). In order to ensure the pedestrian protection of the panel, it is necessary that the punchable area has a similar shape with the center of the convex portion as a reference, and the size is within 1/3 of the convex portion.
即ち、凸部の端部から中央部までの2/3以上を連続した面とすることが必要である。これにより、インナーパネルの凸部が剛部材に接触した場合、図7に示した打ち抜き穴を設けないパネルと同様、凹部22の平面方向への変形が十分に拘束される。したがって、大きさが凸部の1/3の打ち抜き穴を凸部の中央部に設けても、大きな反力を生じ、優れた歩行者保護性が得られる。
That is, it is necessary to make 2/3 or more from the end part of the convex part to the central part a continuous surface. Thereby, when the convex part of an inner panel contacts a rigid member, the deformation | transformation to the plane direction of the recessed
図8a及び図8bに、打ち抜き可能領域を示す。図8aは断面図、図8bは平面図である。なお、図8には、一例として凸部の平面形状が四角形であるものを示した、凸部の平面形状は四角形に限らず、三角形、六角形などその他の多角形である場合でも、打ち抜き可能領域が凸部の平面形状の相似形状であればよい。 8a and 8b show the punchable area. 8a is a cross-sectional view and FIG. 8b is a plan view. FIG. 8 shows an example in which the planar shape of the convex portion is a quadrangle. The planar shape of the convex portion is not limited to a square, and can be punched even when it is a polygon such as a triangle or a hexagon. It suffices if the region has a similar shape to the planar shape of the convex portion.
打ち抜き穴の位置、形状及び大きさは、打ち抜き可能領域24の内部に設けさえすれば、自由に設定できる。例えば、図9a及び図9bに示すように、打ち抜き可能領域全体を打ち抜いてもよく、図10a及び図10bに示すように、打ち抜き可能領域内に複数の小径の打ち抜き穴を設けてもよい。
The position, shape, and size of the punching hole can be freely set as long as they are provided inside the
なお、インナーパネルには、製造工程における表面処理時の廃液を目的とする穴や、自動車の装置の配線、配管、例えば、ウインドウォッシャー液を供給するチューブなどを通すための穴を設けることがある。そのため、インナーパネルの凸部及び凹部の任意の部位に、開口率を5%以下として、直径が1〜10mmの穴を設けることができる。 In addition, the inner panel may be provided with holes for the purpose of waste liquid at the time of surface treatment in the manufacturing process and holes for passing wiring and piping of automobile devices, for example, tubes for supplying window washer liquid. . Therefore, it is possible to provide a hole with a diameter of 1 to 10 mm at an arbitrary portion of the convex portion and the concave portion of the inner panel with an aperture ratio of 5% or less.
なお、開口率は、打ち抜き可能領域に設けた打ち抜き穴を除く、インナーパネルの表面積に対する穴の面積の合計の比を百分率で表した数値である。 The aperture ratio is a numerical value expressed as a percentage of the ratio of the total area of the holes to the surface area of the inner panel excluding the punched holes provided in the punchable area.
凹部の断面形状は、波型、コーンなどの曲面では凹部が容易に変形するため、図11、12に示したように、略台形であることが必要である。なお、凹部の断面形状は矩形であっても良い。また、凹部の断面形状が略台形であることから、凸部の断面形状も略台形であることが好ましいが、アウターパネルから遠い側の面は平面に限らず、曲率を有する曲面であってもよい。 The cross-sectional shape of the concave portion needs to be substantially trapezoidal as shown in FIGS. 11 and 12 because the concave portion easily deforms on a curved surface such as a corrugated shape or a cone. Note that the cross-sectional shape of the recess may be rectangular. Moreover, since the cross-sectional shape of the concave portion is substantially trapezoidal, the cross-sectional shape of the convex portion is preferably also substantially trapezoidal, but the surface far from the outer panel is not limited to a flat surface, and may be a curved surface having a curvature. Good.
図11及び図12において、凹部の側面23の角度θは、40〜90°であることが好ましい。これは、凹部の側面23の角度θが40°未満であると、歩行者の頭部が凹部22の直上に衝突した際に、凸部21と剛部材との接触が不十分となり、十分な反力が生じない可能性があるためである。
11 and 12, the angle θ of the
一方、インナーパネルをプレス成形によって得る場合、凹部の側面23の角度θが90°を超えることは困難であり、また、90°に近くなるほど、成形性が高い材料が必要になる。また、凹部の底の角度θを小さくすると、プレス成形は容易になるものの、凹部22が潰れる際の塑性変形による運動エネルギーの吸収量が小さくなるため、凹部の側面23の角度を50°以上にすることが好ましい。
On the other hand, when the inner panel is obtained by press molding, it is difficult for the angle θ of the
本発明フードパネルと比較すると、コーン型パネルの窪み及び波型パネルの凹部の断面形状は曲線状であるため、剛部材に接触すると容易に変形し、歩行者頭部の剛部材との衝突を防止する効果が小さい。また、コーン型パネルは、窪みが相互に連結しておらず、歩行者頭部の衝突に起因する運動エネルギーが局所的に集中する。 Compared to the hood panel of the present invention, the concave shape of the cone type panel and the concave shape of the corrugated panel are curved, so that it easily deforms when it comes into contact with the rigid member, and collides with the rigid member of the pedestrian head. The effect to prevent is small. Further, in the cone-type panel, the depressions are not connected to each other, and the kinetic energy resulting from the collision of the pedestrian head is concentrated locally.
なお、ビードにより窪みを連結したコーン型パネルも提案されているが、ビードの高さは窪みよりも低いため、運動エネルギーの分散や、塑性変形による運動エネルギーの吸収の効果は十分ではない。一方、波型パネルは、波型の溝の延伸方向が一方向に限られているため、歩行者保護性が不十分である。 In addition, although the cone type panel which connected the hollow with the bead is proposed, since the height of a bead is lower than a hollow, the effect of dispersion | distribution of a kinetic energy and the absorption of the kinetic energy by plastic deformation is not enough. On the other hand, the corrugated panel has insufficient pedestrian protection since the extending direction of the corrugated grooves is limited to one direction.
したがって、インナーパネルの溝状の凹部は交差し、不連続部を除いて、連結されていることが好ましく、凹部で囲まれる凸部の平面形状は、多角形であることが好ましい。これにより、歩行者頭部の衝突によりインナーパネルに加えられた運動エネルギーが広い範囲に分散し、歩行者保護性が更に向上する。 Accordingly, the groove-like recesses of the inner panel intersect and are preferably connected except for the discontinuous portions, and the planar shape of the projections surrounded by the recesses is preferably a polygon. Thereby, the kinetic energy added to the inner panel by the collision of the pedestrian head is dispersed in a wide range, and the pedestrian protection is further improved.
凸部の平面形状は、四角形に限らず、三角形、六角形でも良く、これらの組み合わせでも良い。また、四角形については、長方形だけでなく、正方形、平行四辺形、菱形、台形など、どのような四角形でもよく、三角形についても、正三角形だけでなく、二等辺三角形、直角三角形など、どのような三角形であってもよい。 The planar shape of the convex portion is not limited to a quadrangle, and may be a triangle or a hexagon, or a combination thereof. In addition, not only rectangles, but also squares, parallelograms, rhombuses, trapezoids, etc., and any triangles, such as isosceles triangles, right triangles, etc. It may be a triangle.
また、凸部の平面形状の大きさも、同じである必要はなく、フードパネルの形状に応じて、図13a〜図13cに示すように、大きさの異なる四角形や、四角形と台形との組合せなど、適宜選択することができる。なお、図13a〜図13cでは、凹部の不連続部の図示を省略している。 Also, the size of the planar shape of the convex portions need not be the same, and depending on the shape of the hood panel, as shown in FIGS. 13a to 13c, quadrangles of different sizes, combinations of quadrangles and trapezoids, etc. Can be appropriately selected. In addition, illustration of the discontinuous part of a recessed part is abbreviate | omitted in FIG.
また、凹部が交点する部位の形状は、応力集中を避けるために、円弧状としても良く、曲率半径を、100mm以上とすることが好ましい。また、凹部の交点間の形状は、直線状であることが好ましいが、弧状であってもよい。 Further, the shape of the portion where the concave portions intersect may be an arc shape in order to avoid stress concentration, and the radius of curvature is preferably 100 mm or more. The shape between the intersections of the recesses is preferably linear, but may be arcuate.
フードパネルと剛部材とのクリアランスが小さい場合、例えば、75mm以下になると、歩行者頭部が凹部の近傍に衝突した際に、衝撃の吸収が不十分になる可能性がある。このような問題に対しては、インナーパネルの凹部の底の幅及び凹部の高さを限定することが有効である。 When the clearance between the hood panel and the rigid member is small, for example, when the clearance is 75 mm or less, the impact absorption may be insufficient when the pedestrian head collides with the vicinity of the recess. For such a problem, it is effective to limit the width of the bottom of the recess of the inner panel and the height of the recess.
インナーパネルの凹部の底の幅Wは、10〜100mmが好ましい。これは、インナーパネルの凹部の底の幅Wが10未満又は100mm超の場合、歩行者頭部が凹部の近傍に衝突した際に、衝撃の吸収が不十分になる可能性があるためである。なお、凹部同士の間隔は、素材のプレス成形性を考慮すると、凹部の底の幅Wの2倍以上であることが好ましい。 As for the width W of the bottom of the recessed part of an inner panel, 10-100 mm is preferable. This is because if the width W of the bottom of the recess of the inner panel is less than 10 or more than 100 mm, the impact absorption may be insufficient when the pedestrian head collides with the vicinity of the recess. . In addition, when the press formability of a raw material is considered, it is preferable that the space | interval of recessed parts is 2 times or more of the width W of the bottom of a recessed part.
また、インナーパネルの凹部の高さHは、20mm超であることが好ましい。これは、凹部の高さHが小さいと、歩行者頭部が剛部材に接触する可能性が高くなるためである。なお、凹部の高さHの上限には特に制限はないが、インナーパネルをプレス成形する場合は、50mm超にすることは難しく、例えば、アルミニウム合金のように素材の成形性が劣る場合には、35mm以下にすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the height H of the recessed part of an inner panel is more than 20 mm. This is because if the height H of the recess is small, the pedestrian head is likely to come into contact with the rigid member. In addition, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the height H of a recessed part, when press-molding an inner panel, it is difficult to make it more than 50 mm, for example, when the moldability of a raw material is inferior like an aluminum alloy. , 35 mm or less is preferable.
インナーパネルの素材は、鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金から適宜選択することができる。このうち、軽量化の観点から、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金の何れかが好ましい。アウターパネルも同様であり、インナーパネルと同じ素材を使用することが好ましい。 The material of the inner panel can be appropriately selected from steel, aluminum alloy, magnesium alloy, and titanium alloy. Among these, from the viewpoint of weight reduction, any of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a titanium alloy is preferable. The same applies to the outer panel, and it is preferable to use the same material as the inner panel.
更に、製造コストを考慮すると、アルミニウム合金が最適である。また、アウターパネルも同様に、アルミニウム合金を使用することが好ましい。なお、フードパネルの素材にアルミニウム合金を採用する場合、インナーパネルは成形性に優れるもの、アウターパネルは塗装焼付硬化性(以下、BH性という。)に優れるものを採用するなど、要求される特性に応じて、最適なものを選択することが好ましい。 Furthermore, an aluminum alloy is optimal in view of manufacturing costs. Similarly, the outer panel is preferably made of an aluminum alloy. When an aluminum alloy is used as the material for the food panel, the inner panel has excellent moldability, and the outer panel has excellent paint bake hardenability (hereinafter referred to as BH property). It is preferable to select an optimum one according to the above.
アルミニウム合金の場合は、Al−Mn系の3000系合金、Al−Mg系の5000系合金、Al−Mg−Si系の6000系合金を使用することが好ましい。成形性が要求される場合には、Mgを3〜6%、好ましくは4〜5%含有する5000系合金が好ましい。 In the case of an aluminum alloy, it is preferable to use an Al—Mn-based 3000-based alloy, an Al—Mg-based 5000-based alloy, or an Al—Mg—Si-based 6000-based alloy. When formability is required, a 5000 series alloy containing 3 to 6%, preferably 4 to 5% of Mg is preferable.
6000系合金は、BH性を発現するため、強度が要求される場合には、例えば、Mgを0.2〜1.2%、Siを0.5〜1.5%を含有する6000系合金が好ましい。6000系合金は、Cuを0.1〜1.5%含有してもよい。 Since the 6000 series alloy exhibits BH properties, when strength is required, for example, a 6000 series alloy containing 0.2 to 1.2% Mg and 0.5 to 1.5% Si. Is preferred. The 6000 series alloy may contain 0.1 to 1.5% of Cu.
6000系合金のBH性を発現させるには、製造工程における最終の溶体化処理を480℃以上で行った後、冷却して、70〜150℃で巻取り、その温度範囲で5時間程度保持する予備時効処理を行うことが好ましい。なお、溶体化処理温度の上限は、液相が生成する温度未満であれば良いが、製造性を考慮すると600℃以下が好ましい。 In order to develop the BH property of the 6000 series alloy, the final solution treatment in the production process is performed at 480 ° C. or higher, and then cooled, wound at 70 to 150 ° C., and held at that temperature range for about 5 hours. It is preferable to perform preliminary aging treatment. In addition, although the upper limit of solution treatment temperature should just be less than the temperature which a liquid phase produces | generates, when manufacturing property is considered, 600 degrees C or less is preferable.
一方、6000系合金の成形性を向上させるには、BH性とは相反するが、溶体化処理後、10℃/s以上の冷却速度で、室温から70℃以下までの温度範囲内に冷却し、その温度範囲で1〜100時間保持することが好ましい。 On the other hand, in order to improve the formability of the 6000 series alloy, it is contrary to the BH property, but after the solution treatment, it is cooled within a temperature range from room temperature to 70 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./s or more. The temperature is preferably maintained for 1 to 100 hours.
なお、フードパネルの軽量化が最重要の課題である場合には、インナーパネルの素材を樹脂としてもよく、強度の観点から、繊維強化樹脂であることが好ましい。また、アウターパネルも同様であり、インナーパネルと同じ素材を使用することが好ましい。 In addition, when the weight reduction of a food panel is the most important subject, the raw material of an inner panel is good also as resin, and it is preferable that it is a fiber reinforced resin from a viewpoint of intensity | strength. The same applies to the outer panel, and it is preferable to use the same material as the inner panel.
本発明フードパネルの素材がアルミニウム合金の場合、インナーパネルの板厚は0.6〜1.5mmの範囲が好ましい。歩行者の頭部が凹部の間に衝突する場合は、アウターパネルの変形を抑制するため、インナーパネルの板厚を0.6mm以上に厚くして、凹部の剛性を増加させることが好ましい。 When the material of the food panel of the present invention is an aluminum alloy, the thickness of the inner panel is preferably in the range of 0.6 to 1.5 mm. When the pedestrian's head collides between the recesses, it is preferable to increase the rigidity of the recesses by increasing the thickness of the inner panel to 0.6 mm or more in order to suppress deformation of the outer panel.
一方、歩行者の頭部が凹部の近傍に衝突した場合は、インナーパネルの変形によって衝撃を吸収するため、インナーパネルの板厚が厚くなると、剛性が増すため衝撃吸収性は高まる。しかし、板厚が1.5mmを超えると、変形が小さくなり過ぎてHIC値が大きくなる可能性があるため、インナーパネルの板厚を1.5mm以下とすることが好ましい。更に、インナーパネルの重量を効果的に軽減するためには、インナーパネルの板厚を1.2mm以下とすることが好ましい。 On the other hand, when the head of the pedestrian collides with the vicinity of the concave portion, the shock is absorbed by deformation of the inner panel. Therefore, when the thickness of the inner panel increases, the rigidity increases and the shock absorption increases. However, if the plate thickness exceeds 1.5 mm, the deformation may be too small and the HIC value may increase. Therefore, the plate thickness of the inner panel is preferably 1.5 mm or less. Furthermore, in order to effectively reduce the weight of the inner panel, the thickness of the inner panel is preferably set to 1.2 mm or less.
インナーパネルの素材がアルミニウム合金である場合は、アウターパネルの素材もアルミニウム合金とすることが好ましい。アウターパネルの板厚は薄すぎると変形が大きくなり、厚すぎると剛性が大きくなり、歩行者保護性を損なうことがある。軽量化、成形性、製造コスト、歩行者保護性の観点から、アウターパネルの板厚は、0.8〜1.5mmであることが好ましい。 When the material of the inner panel is an aluminum alloy, the material of the outer panel is also preferably an aluminum alloy. If the plate thickness of the outer panel is too thin, the deformation becomes large, and if it is too thick, the rigidity increases and the pedestrian protection may be impaired. From the viewpoints of weight reduction, moldability, manufacturing cost, and pedestrian protection, the thickness of the outer panel is preferably 0.8 to 1.5 mm.
全長が900〜1200mm、全幅が1200〜1600mmであり、凹部の底の幅を20mm、凹部の深さを32mmとし、凸部が四角形となるように凹部を設けた、図3に示したインナーフードパネルを想定し、歩行者頭部保護基準の大人用インパクター試験相当の数値解析を実施した。 The inner hood shown in FIG. 3 has a total length of 900 to 1200 mm, a total width of 1200 to 1600 mm, a recess bottom width of 20 mm, a recess depth of 32 mm, and a recess so that the protrusion has a square shape. Assuming a panel, numerical analysis equivalent to an impactor test for adults with pedestrian head protection standards was performed.
比較のため、図14に示した従来パネル、図15に示した波型パネル及び図16に示したコーン型パネル、図17に示した改良型パネルについても同様の数値解析を行った。 For comparison, the same numerical analysis was performed on the conventional panel shown in FIG. 14, the corrugated panel shown in FIG. 15, the cone panel shown in FIG. 16, and the improved panel shown in FIG.
即ち、直径165mm、重量4.5kgのインパクターを65°の角度で32km/hの速度で衝突させた際の解析を、汎用の動的陽解法の解析コードで行い、式(1)からHIC値を求めた。衝突位置及び剛部材との干渉については、上記ケース1〜4の条件を想定した。 In other words, the analysis when the impactor with a diameter of 165 mm and the weight of 4.5 kg was collided at a speed of 32 km / h at an angle of 65 ° was performed with the analysis code of the general-purpose dynamic explicit method. Asked. About the collision position and interference with a rigid member, the conditions of the said cases 1-4 were assumed.
各フードパネルのアウターパネルと、インナーパネルの凸部との外面間の距離は32mmで一定とし、材料は、自動車用のボディーパネル用6000系アルミニウム合金とし、アウターパネルの板厚は1.0mm、インナーパネルの板厚は0.8mmとした。 The distance between the outer surface of the outer panel of each hood panel and the convex portion of the inner panel is constant at 32 mm, the material is made of a 6000 series aluminum alloy for body panels for automobiles, and the thickness of the outer panel is 1.0 mm. The inner panel thickness was 0.8 mm.
ただし、従来型パネル(骨型)については軽減孔が大きく、インナーパネルの板厚が0.8mmでは重量が小さく不利となる。そのため、重量が他のパネルと同等になるように、インナーパネルの板厚を1.0mmとした。なお、アウターパネルから剛部材までの距離(クリアランス)は、85mmとした。 However, the conventional panel (bone type) has a large reduction hole, and if the thickness of the inner panel is 0.8 mm, the weight is small and disadvantageous. Therefore, the thickness of the inner panel is set to 1.0 mm so that the weight is equal to that of other panels. The distance (clearance) from the outer panel to the rigid member was 85 mm.
解析に用いた6000系アルミニウム合金の特性値は、Mgを0.6%、Siを1.0%含有し、残部Alからなるものを予め製造し、引張試験を行って求めた。 The characteristic values of the 6000 series aluminum alloy used for the analysis were obtained by producing in advance a product containing 0.6% Mg and 1.0% Si and the balance being Al and performing a tensile test.
ケース1〜4を想定して数値解析によって求めた、本発明パネルのHIC値を、従来型パネル、波型パネル、コーン型パネル及び改良型パネルの解析結果と共に、表1に示す。
Table 1 shows the HIC values of the panel of the present invention obtained by numerical
表1に示したように、剛部材に衝突しないケース1、ケース2では、いずれの構造もHIC値が1000以下であり、歩行者保護性は良好である。また、構造による差異は顕著ではない。
As shown in Table 1, in the
これに対して、ケース3では、本発明パネル、従来型パネル及び改良型パネルのHIC値が、波型パネル及びコーン型パネルよりも小さく、歩行者保護性が優れている。これは、従来型パネルでは骨部が、本発明パネル及び改良型パネルでは凹部が支えとなり、頭部と剛部材との干渉を防いでいるためである。
On the other hand, in
また、ケース4では、本発明パネル及び改良型パネルのHIC値が、他のパネルと比較して小さく、最も歩行者保護性に優れることがわかった。これは、本発明パネル及び改良型パネルでは、凸部によって凹部の変形が拘束され、頭部の衝突による運動エネルギーが効果的に吸収されたためであると考えられる。
Further, in
なお、同様の解析を行い、本発明パネルの凸部の形状、打ち抜き穴の形成の影響、更に、素材であるアルミニウム合金板の板厚及び材質の影響についても調査した。その結果、打ち抜き穴の形成については、凸部の中央部に、大きさが凸部の1/3で、形状が凸部と相似形状である打ち抜き穴の影響について、HIC値の劣化が10%程度であることが確認された。 The same analysis was performed to investigate the shape of the projections of the panel of the present invention, the influence of the formation of punched holes, and the influence of the thickness and material of the aluminum alloy plate as the material. As a result, with respect to the formation of the punched hole, the deterioration of the HIC value is 10% with respect to the influence of the punched hole whose size is 1/3 of the convex part and whose shape is similar to that of the convex part. It was confirmed that
また、板厚及び材質の影響についても、凹部及び凸部が本発明の条件を満足していれば、HIC値が1000を超えることはなく、歩行者保護性に優れることが確認された。 Moreover, also about the influence of board thickness and material, if the recessed part and the convex part satisfy the conditions of this invention, it was confirmed that the HIC value does not exceed 1000 and it is excellent in pedestrian protection.
ケース1〜4を想定して数値解析によって求めた、本発明パネルの頭部変位量を、従来型パネル、波型パネル、コーン型パネル及び改良型パネルの解析結果と共に、表2に示す。表2に示したように、剛部材に衝突しないケース1、2における本発明パネルの頭部変位量はいずれも、他のパネルよりも小さくなり、歩行者保護性、また車体の設計自由度に優れることが分かった。
Table 2 shows the head displacement amount of the panel of the present invention obtained by numerical
本発明パネルでは、凹部に不連続部を設けたことにより、パネルの変形が抑制されるため、頭部変位量を低減させることができたと考えられる。 In the panel of the present invention, it is considered that the amount of displacement of the head can be reduced because the discontinuity is provided in the concave portion to suppress the deformation of the panel.
全長、全幅、剛部材干渉部の大きさを、実施例1と同様とし、表3及び表4に示す板厚及び材料のアルミニウム合金を用いたフードパネルに、上記ケース1〜4の条件で頭部が衝突する場合を想定し、歩行者頭部保護基準の大人用インパクター試験相当の数値解析を行なった。表3及び表4に、それぞれ、HIC値及び頭部変位量を示す。
The overall length, full width, and size of the rigid member interference portion are the same as those in Example 1, and the heads of the plate thicknesses and materials shown in Tables 3 and 4 are used under the conditions of
表3及び表4に示したインナーパネル及びアウターパネルの素材の0.2%耐力、引張強度及びBH特性を表5に示す。表5に示したアルミニウム合金の引張性質は、JIS Z 2201に準拠して作製した引張試験片を用いて、JIS Z 2241に準拠して測定した。また、BH後の耐力は、JIS G 3135の附属書に記載された塗装焼付硬化試験方法と同様、予歪みを2%、時効温度を170℃、時効時間を20分として測定したBH量である。 Table 5 shows the 0.2% proof stress, tensile strength, and BH characteristics of the inner panel and outer panel materials shown in Tables 3 and 4. The tensile properties of the aluminum alloys shown in Table 5 were measured according to JIS Z 2241 using tensile test pieces prepared according to JIS Z 2201. The yield strength after BH is the amount of BH measured with a pre-strain of 2%, an aging temperature of 170 ° C., and an aging time of 20 minutes, as in the paint bake hardening test method described in the annex of JIS G 3135. .
なお、6000系合金の成分組成は、0.6%Mg、1.0%Si、残部Al及び不可避的不純物であり、3000系合金の成分組成は、1.2%Mn、1.0%Mg、残部Al及び不可避的不純物であり、5000系合金の成分組成は、4.5%Mg、残部Al及び不可避的不純物である。 The component composition of the 6000 series alloy is 0.6% Mg, 1.0% Si, the balance Al and inevitable impurities, and the composition composition of the 3000 series alloy is 1.2% Mn, 1.0% Mg. The balance Al and inevitable impurities are included, and the component composition of the 5000 series alloy is 4.5% Mg, the balance Al and inevitable impurities.
6000系合金は、BH性を発現させる製造工程と成形性を向上させる製造工程の両者の方法によって製造した。即ち、BH性を発現させる製造工程は、溶体化処理を480〜600℃で行なった後、冷却して70〜150℃以下で巻き取り、5時間程度の予備時効処理を行なう方法である。 The 6000 series alloy was produced by both the production process for developing BH properties and the production process for improving formability. That is, the production process for developing the BH property is a method in which after the solution treatment is performed at 480 to 600 ° C., the solution is cooled and wound up at 70 to 150 ° C. or less, and the preliminary aging treatment is performed for about 5 hours.
また、成形性を向上させる製造工程は、溶体化処理を480〜600℃で行なった後に、室温以上70℃以下の温度まで冷却し、保持して1〜100時間の熱処理をする方法である。なお、3000系合金及び5000系合金は常法で製造した。 Moreover, the manufacturing process which improves a moldability is the method of cooling to room temperature and 70 degrees C or less after performing solution treatment at 480-600 degreeC, and hold | maintaining and heat-processing for 1 to 100 hours. In addition, 3000 series alloy and 5000 series alloy were manufactured by the conventional method.
表3に示したように、いずれの素材、板厚においてもHIC値が1000を下回り、歩行者保護性に優れることがわかる。なお、ケース1、ケース2では、板厚が大きくなるとパネルの重量及び剛性が増すことから、HIC値は上昇する傾向がある。特に、インパクターが最初に衝突するアウターパネルの板厚の影響が大きい。また、ケース3では、インナーパネル及びアウターパネルの板厚の増加、素材の強度の上昇により、凹部の近傍の変形が抑制されるため、HIC値が大きくなる。
As shown in Table 3, it can be seen that the HIC value is less than 1000 for any material and plate thickness, and the pedestrian protection is excellent. In
一方、ケース4では、インナーパネル及びアウターパネルの板厚の増加、素材の上昇によって、パネルの変形に伴う反力が大きくなるため、HIC値が低下している。また、表4に示したように、頭部変位量の素材や板厚による変化は小さいものの、HIC値と同様に板厚の増加及び材料強度の上昇に伴い、パネルの変形が抑制され頭部変位量が低下している。
On the other hand, in the
1 アウターパネル
2 インナーパネル
21 凸部
22 凹部
22a 第1の凹部
22b 第2の凹部
23 凹部の面
24 凹部の不連続部
25 打ち抜き可能領域
26 打ち抜き穴
3 頭部(インパクター)
4 剛部材
4 Rigid members
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