JP2004026120A

JP2004026120A - Panel structure body for car body hood

Info

Publication number: JP2004026120A
Application number: JP2002217291A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujimoto; 藤本　敏雄
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP4014144B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a panel structure body for a car body hood coping with requirement for high rigidity such as a head part impact-resistance in protection of a pedestrian and tension rigidity. <P>SOLUTION: In the panel structure body 1 for a car body hood, an outer panel 4 and an inner panel are connected while adopting a joint cross section structure through a space Ai. The inner panel is provided with a wave-form bead 2A becoming a recessed part 2a and a projection 2b in a direction opposed to the outer panel at a position opposed to the outer panel. The wave-form bead can realize a uniform and excellent head part impact-resistance not depending on a collision position to the hood by a structure having a flat part 3 on at least one of the recessed part and the projection. This wave-form hood structure is also excellent in tension rigidity, bending rigidity and twisting rigidity. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行者保護における頭部の衝撃耐性に優れ、さらに曲げ剛性や張り剛性などの剛性に優れたアルミニウム合金製や鋼製などの金属製の車体フード用パネル構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車体部材のパネル構造体には、アウターパネル（外装パネル、外板、以下単にアウターと言う）とインナーパネル（内装パネル、内板、以下単にインナーと言う）とが、空間を介した閉断面構造をとって組み合わされたパネル構造体が汎用されている。
【０００３】
この内、特に、自動車のフード、ルーフ、ドアなどのパネル構造体部分には、アウターと、このアウターを補強するためにアウターの車体下側に設けられたインナーとが、機械的、溶接、樹脂等の接着剤などの手段により結合された車体フード用パネル構造体が用いられる。
【０００４】
これら車体フード用パネル構造体の、特にインナー、およびインナーとアウターの両方には、従来から使用されていた鋼材とともに、あるいは鋼材に代わって、軽量化のために、ＡＡないしＪＩＳ規格による３０００系、５０００系、６０００系、７０００系等の高強度で高成形性のアルミニウム合金（以下、アルミニウムを単にＡｌということもある）が使用され始めている。
【０００５】
さらに、近年、歩行者保護の観点から、フードの設計要件として頭部衝突時の安全性が要求される傾向にあり、ビーム型フード構造に関しいくつかの開示された技術（特開平７−１６５１２０号公報、特開平７−２８５４６６号公報、特開平５−１３９３３８号公報）がある。また、ＥＥＶＣ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ−Ｓａｆｅｔｙ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）において、大人頭部と子供頭部の衝突耐性に関し、フードが具備すべき条件として、各々ＨＩＣ（頭部性能基準）値１０００以下を条件としている（ＥＥＶＣ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　１７　Ｒｅｐｏｒｔ，Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｆｆｏｒｄｅｄ　ｂｙ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒｃａｒｓ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９９８に記載）。
【０００６】
そして、フードにおいて、インナー、および、アウターに対して優れた特性をもつ技術について、本発明者等は、波型インナーについて、既に波形断面が規則的な場合と不規則なスプライン型インナーの場合について、特許出願を行っている（特許出願第２００１−３７８７６４号：現段階では未公開であり公知ではない）。図１２（ａ）、（ｂ）に波型インナーを用いたフード構造の概略図を示す。図１２に示すように、波型インナー１０２は、ビーム型インナー及びコーン型インナーに比較して、アウター１０４からエンジン等の剛体構造物までのクリアランスが小さくても、ＨＩＣ値低減がより可能であり、歩行者保護に好適の構造であることを開示したものである。即ち、この先願に係る発明は、歩行者保護に優れた車体フード用パネル構造体１００として構成したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歩行者保護に有益なインナー形状について、さらなる検討が必要であり、歩行者保護に対して更に有益となるインナー形状を備える車体フード用パネル構造が望まれており、以下に示す観点において更に精査する必要があった。
すなわち、頭部の衝撃耐性は、一般には下式のＨＩＣ値（頭部性能基準）により評価される（自動車技術ハンドブック第３分冊試験評価編１９９２年６月１５日第２版自動車技術会編）。
【０００８】
ＨＩＣ＝［１／（ｔ２−ｔ１）∫ｔ１ｔ２ａｄｔ］２．５（ｔ２−ｔ１）
ただし、ａは頭部重心における３軸合成加速度（単位はＧ）、ｔ１、ｔ２は０＜ｔ１＜ｔ２となる時刻でＨＩＣ値が最大となる時間で、作用時間（ｔ２−ｔ１）は１５ｍｓｅｃ以下と決められている。
【０００９】
前記したように、ＥＥＶＣ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　１７　Ｒｅｐｏｒｔにおいて、大人頭部と子供頭部の衝突耐性に関し、フードが具備すべき条件として、各々ＨＩＣ値１０００以下を条件としている。この中で、頭部衝突試験時の頭部衝突速度は４０ｋｍ／ｈｒで、大人頭部（重量４．８ｋｇ、外径１６５ｍｍ、衝突角６５度）と子供頭部（重量２．５ｋｇ、外径１３０ｍｍ、衝突角５０度）とが設定されている。
【００１０】
そして、頭部衝突時において、歩行者頭部は、はじめにアウターへ衝突し、次に変形が進みインナーを介してエンジンルーム内のエンジン等の剛体構造物に反力が伝わり、頭部には過大な衝撃力が生じる。頭部には、主にアウターとの衝突により生じる加速度第１波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃまでの間に生じる）と、インナーが剛体構造物と衝突する際に生じる加速度第２波（衝突開始からほぼ５ｍｓｅｃ経過以後に生じる）が作用する。加速度第１波の大きさは主にアウターの弾性剛性で決まり、加速度第２波の大きさは主にインナーの弾塑性剛性で決まる。頭部の運動エネルギーは、これらのアウターとインナーの変形エネルギーにより吸収されるが、頭部の移動距離がアウターとエンジン等の剛体構造物とのクリアランスを超えると、頭部は剛体構造物からの反力を直接受けることになり、ＨＩＣ値の制限値１０００を大幅に越える過大な衝撃力を受け、致命的なダメージを受けることになる。
【００１１】
そのため、以下に示す（１）〜（３）の問題点について改善することが望まれていた。
（１）まず，アウターとエンジン等の剛体構造物とのクリアランスが大きい程、頭部の移動距離を大きくでき、ＨＩＣ値低減には有利であるが、フードの設計上おのずと限界があり、小さなクリアランスで、頭部の移動距離が小さくてもＨＩＣ値低減可能な車体フード用パネル構造体が求められている。
【００１２】
特に、大人の頭部衝突では、子供の頭部衝突に比較し衝突条件が厳しく、アウターから剛体構造物面へのクリアランスについて、設計上の許容範囲を超えた過大なクリアランスを設ける必要があり、問題となっている（ＥＥＶＣ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　１７　Ｒｅｐｏｒｔに記載）。
【００１３】
さらに、子供頭部と大人頭部のどちらも衝突する可能性がある、ＷＡＤ１５００（車体先端の地面からフード衝突位置までの輪郭線の距離が１５００ｍｍのライン）のライン上において、衝突特性の異なる子供と大人の両者についてＨＩＣ値１０００以下を満足するのは、極めて困難であり、問題点としてあげられている。特に大型セダンのフードでは、ＷＡＤ１５００のラインが、アウターと剛体面とのクリアランスが小さくなるエンジン直上にあり、有効な対策が求められている（ＥＥＶＣ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　１７　Ｒｅｐｏｒｔに記載）。
【００１４】
（２）頭部衝突位置について、ビーム型フード構造の場合はフレーム直上の位置で、また、コーン型フード構造の場合はコーン頂点部の位置で、ＨＩＣ値は大きくなる。これは、これらの部位では局部剛性が高く、剛体構造物と衝突しても変形が小さく、その剛体構造物からの高い反力を受けるためである。安全性の観点から、衝突部位によらず概ね均質なＨＩＣ値がえられる車体フード用パネル構造体が求められていた。
【００１５】
（３）車体フード用パネルの材料としては、軽量化可能なアルミニウム材を適用しても頭部衝突耐性が優れていることがあげられる。フードの軽量化にはしばしばアルミニウム材が用いられるが、この場合鋼材を使用する場合に比較し、歩行者保護の観点では、一般的には不利と考えられる。それは、アルミニウム材のヤング率と比重が、双方とも鋼材の約３分の１で、頭部の運動エネルギーをフードで吸収するには、パネル構造体としてのアルミニウム製フードの膜剛性と重量が鋼製フードに比較し不足することに起因する。
【００１６】
板材の曲げ剛性は、ＥＴ^３（ヤング率Ｅ，板厚Ｔとする）に比例し、膜剛性はＥＴに比例する。鋼材（ヤング率Ｅｓ，板厚Ｔｓ，比重γｓ）をアルミニウム材（ヤング率Ｅａ，板厚Ｔａ，比重γａ）に置き換える場合には、通常曲げ剛性が同一になるように板厚が決定され、この場合、
ＥａＴａ^３＝ＥｓＴｓ^３
Ｅａ／Ｅｓ＝１／３
であり、
Ｔａ／Ｔｓ＝３^１／３＝１．４４
となる。
そして、アルミニウム合金製フードと鋼製フードの膜剛性比は、
【００１７】
（ＥａＴａ）／ＥｓＴｓ　＝１．４４／３＝０．４８
となり、同じく重量比は、
（Ｔａγａ）／（Ｔｓγｓ）＝１．４４／３＝０．４８
となり、アルミニウム合金製フードの膜剛性と重量比は、鋼製フードの０．４８倍しかない。この結果、頭部とフードとの衝突問題では、頭部の移動距離が増加し、剛体構造物に衝突しやすくなるとともに、加速度第１波でのアウターによるエネルギー吸収が少なく、加速度第２波が増加するため、従来のフード構造ではＨＩＣ値が増加し、ＨＩＣ値の制限値を満足させることが非常に難しくなる。
【００１８】
勿論、前記板材の曲げ剛性を表す式から示されるＴａをＴｓの３倍にすれば、膜剛性比、重量比とも鋼製フードと同等となるが、コストが上がりすぎ設計としては成立しない。このように、フードにアルミニウム合金材を適用し、この条件で頭部衝突での制約条件を満足させるのは、かなり困難である。勿論、アルミニウム合金材でこの条件が満足される車体フード用パネル構造体が見つかれば、この構造を採用した鋼製フードではＨＩＣ値のさらなる低下が図られることになる。すなわち、頭部衝突での制約条件を満足する車体フード用パネル構造体にアルミニウム材の適用が求められていた。
【００１９】
本発明は、前記問題点に鑑み創案されたものであり、歩行者保護の観点から、（１）頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減が可能であり、また、（２）フードへの衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一となり、さらに、（３）アルミニウム合金製フードでも、十分ＨＩＣ値を低減できる車体フード用パネル構造体を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、本発明の車体フード用パネル構造体の請求項１の要旨として以下のように構成した。すなわち、アウターパネルとインナーパネルとが空間を介した接合断面構造をとって結合された車体フード用パネル構造体であって、前記インナーパネルは、前記アウターパネルに対面する位置で、そのアウターパネルに対向する方向に凹凸となる波型ビードを備え、前記波型ビードは、その凹凸の少なくとも一方に平坦部を有する構成とした。
【００２１】
このように構成されることにより、波型となる凹凸を備えるインナーパネルを用いた車体フード用パネル構造体の、アウターやインナーを薄肉化しても、車体フード用パネル構造体の張り剛性を格段に高めることが可能である。また、曲げ剛性や捩じり剛性についても、形成した凹凸により十分な剛性が得られ、この結果、外部荷重に対するフードの変形を抑制できる。なお、波型ビードの凹凸に平坦部を有することにより、平坦部がないものに比較して、断面係数を向上することが可能となる。平坦部は、凹凸の少なくとも一方で、かつ、少なくとも一部に形成されていることでも構わない。
【００２２】
更に、本発明の車体フード用パネル構造体は、前記のごとく、パネル構造体としての剛性を高めることができるので、請求項５に記載のように、アウターパネルやインナーパネルの素材として、軽量なアルミニウム合金を用いることが可能となる。
【００２３】
また、請求項２の記載のように、前記車体フード用パネル構造体において、前記波型ビードは、下に突となる前記凹の少なくとも一つが、前記インナーパネルと対面して車体側に配置された剛体構造物に対して、対面して配置される構成とした。
このように構成されることにより、インナーパネルを変形させるような衝撃が発生した場合に、その波型ビードの下に突となる部位が、剛体構造物である例えばエンジンに接触したとき、その下に突となる部位から上に突となる部位までの変形範囲となる空間を確実に確保できる。なお、ここでいう凹の少なくとも一つとは、その一つの凹全部が剛体構造物に対面することはもちろんのこと、複数の凹の一部分が剛体構造物に複数対面することで、実質的に一つの凹が対面するように構成されるものであっても構わない。
【００２４】
また、これらの効果を達成する上で、請求項３の記載のように、前記波型ビードは、スプライン関数で表される曲線部分と直線部分により表現される形状である構成とし、前記波型ビードの形状がスプライン関数で表わされる曲線部分と直線部分とにより表現される断面形状であることが好ましい。
【００２５】
また、同様に、請求項４の記載のように、前記波型ビードが、パネル構造体の長手方向に対し平行方向または斜め方向、あるいはパネル構造体の略中心に対し同心円状、これらの組み合わせである２重波状、から選択される配列で設けられている構成が好ましい。
【００２６】
また、請求項６に記載のごとく、歩行者保護における頭部衝突において、衝突耐性向上の観点から、断面形状が凹凸である場合、またはスプライン形状（関数で表される曲線）と直線とから表現される形状である場合、波型ビードの波長ｐの好適範囲は、頭部外径ｄを用いて０．７＜ｐ／ｄ＜１．７とすることで、この範囲であればＨＩＣ値低減に効果がある。
【００２７】
また、請求項７に記載のごとく、歩行者保護における頭部衝突において、衝突耐性向上の観点から、断面形状が凹凸である場合、またはスプライン形状と直線とから表現される形状である場合、波型ビードの波高ｈの好適範囲は、頭部外径ｄを用いて０．１５＜ｈ／ｄ＜０．３とすることで、この範囲であればＨＩＣ値の低減に効果がある。
なお、前記インナーパネルに、局部的に補強板を設けることにより、この補強部位での頭部衝突耐性を高めることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、車体フード用パネル構造体１は、アウターパネル４と、インナーパネル２とが、空間Ａｉを介して接合断面構造（閉断面構造）をとって結合されている。この車体フード用パネル構造体１は、インナーパネル２の波型ビード２Ａにおいて、アウターパネル４に対面する側の頂部２ｃとなる位置に、樹脂層７を配置し、この樹脂層７を接着剤として、波型ビード２Ａａの頂部２ｃと、緩やかな円弧状に成形されたアウター４の裏面４ａとを互いに接合し、空間Ａｉを介して一体化されている。
【００２９】
車体フード用パネル構造体１としての一体化は、前記接着剤とともに、インナーパネル２の周縁部（２ｓ，２ｓ，２ｆ，２ｒ）と、アウターパネル４における周縁部となるヘム部４ｂをヘム（曲げ）加工することにより固着して行われている。
【００３０】
なお、樹脂層７は、樹脂の特性や種類を選択することにより、制振や消音（遮音）、衝撃緩衝効果などを持たせることも可能である。そして、これらの効果を向上させるため、波型ビード２Ａの頂部２ｃのみではなく、樹脂やクッション材（図示せず）などを、インナーパネル２とアウターパネる４との空間Ａｉに充填するようにしても良い。
【００３１】
また、インナーパネル２とアウターパネル４とを一体化した車体フード用パネル構造体１は、公知のコーン型フード構造やビーム型フード構造と同様に、ヒンジレインフォースメント、ラッチレインフォースメン（図示せず）などの補強部材によって、局部補強される構成としても構わない。さらに、アウターパネル４と、インナーパネル２との空間Ａｉを介する接合断面構造（閉断面構造）は、インナーパネル２が完全にアウターパネル４と密閉する状態で接合されることや、インナーパネル２の任意の部分にトリミングした空間ないし切欠き部分（円、矩形など空間部分の形状は問わない）を設けた状態で接合される構成であっても良い。
【００３２】
つぎに、インナーパネル２の構成について説明する。
図２および図３（ａ）に示すように、インナーパネル２は、アウターパネル４の対向する方向に凹２ａ、凸２ｂからなる波型ビード２Ａが形成されている。そして、この波型ビード２Ａは、その凹２ａ、凸２ｂの少なくとも一方に、平坦部３が形成されている。なお、平坦部３が形成されていない側の凹２ａ、または、凸２ｂの曲線形状は、サイン曲線状の波型、またはサインｎ乗波によって規定されるものでもよい。また、サイン曲線上に、又はサインｎ乗曲線上に、小さな凹凸を設けたり、小さな波を重ねたりして、局部剛性を調整してもよい。さらに、サイン波、スプライン波、折板波、スプライン波と直線により表現される波形状などからなる波型ビード２Ａの局部には、エンジンルーム内の剛体構造物の形状を考慮し、インナーパネル２の表面に局部的に剛体構造物の形状を投影する場合が考えられる。
【００３３】
さらに、その凹２ａ、凸２ｂを波型とした場合に、その波長は、頭部外径の０．７倍から１．７倍の範囲に好適範囲があり、波高は０．１５倍から０．３倍の範囲に好適範囲がある。エンジンルーム内の部品配置を考慮すると波型は規則波型であるより不規則波型であるほうが実用的であり、波型の断面形状は、頭部衝突時にインナーパネル２とエンジンなどの剛体構造物とが接する部位に波型の下面（凹２ａ）が配置され、インナーパネル２がクッションの役割を果たせるよう考慮される。なお、ここでいう凹２ａの少なくとも一つとは、その一つの凹全部が剛体構造物に対面することはもちろんのこと、複数の凹２ａの一部分が剛体構造物に複数対面することで、実質的に一つの凹２ａが対面するように構成されるものであっても構わない。
【００３４】
（インナーパネル２の断面形状）
図３（ａ）に示すように、インナーパネル２は、ここでは、凹２ａの頂部側となる位置に平坦部３が形成されている。この平坦部３は、波型ビード２Ａの下に突となる位置で、一点鎖線で示す凹凸中心線から下となる位置に形成されるものであれば良く、剛性を備えるものであれば、その凹凸中心線から上となる位置に形成されても良い。なお、図３（ａ）では、波型ビード２Ａの凹２ａ全てとなる位置に、その平坦部３が形成されている例を示しているが、間欠的に形成される構成としても構わない。
【００３５】
また、図３（ａ）では、平坦部３が同じ高さ位置に配置されるように構成されているが、その設置される高さ位置は、異なるように構成されても構わない。平坦部３の設置高さが異なることで、平坦部３の直線長さが変わり、剛性を調整することが可能となる。さらに、ここでは、凹２ａ、凸２ｂは、一定周期、一定の波高（幅、高さ、斜面の傾斜角度等の構成を含む）において、上に突と下に突を繰り返すように構成されているが、所定の剛性を備えることができれば、一定周期、一定の高さでなくても構わないものである。したがって、波高、周期が異なる凹凸としても構わない。そして、平坦部３は、ここでは、下に突となる凹２ａに形成された例として説明したが、上に突となる凸２ｂあるいは上下両方の凹２ａ、凸２ｂに形成される構成としても構わない。なお、平坦部３の構成位置は、凹２ａ、凸２ｂを一周期とする波型としたときのいずれか一部に形成される構成としても構わない。
【００３６】
また、インナーパネル２の波型ビード２Ａは、図３（ｂ）ないし図４（ｅ）に示す構成としても構わない。なお、図３（ｂ）ないし図４（ｅ）に示す波型ビード２Ｂ〜２Ｊでは、形状的な説明をして、他の設置位置などの構成についでは、すでに図３（ａ）において説明したのでここでは省略する。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、波型ビード２Ｂの平坦部３ｂは、凹２ａおよび凸２ｂの頂部となる位置に形成さる構成としてもよい。
また、図３（ｃ）に示すように、波型ビード２Ｃの平坦部３ｃは、下に突となる頂部側でその頂部の中央側を凹ませた位置に形成される構成としても良い。
図３（ｄ）に示すように、波型ビード２Ｄの平坦部３ｄは、下に突となる頂部側でその頂部の中央側を凹ませた両側位置に形成される構成としても良い。
そして、図３（ｅ）に示すように、波型ビード２Ｅの平坦部３ｅは、一点鎖線で示す凹凸中心線上に形成され、その凹凸中心線上の幅寸法を、一周期の凹凸曲線で示した位置に対応する幅寸法より長くなるように構成しても構わない。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、波型ビード２Ｆの平坦部３ｆは、直線的に結ばれて形成され、下に突となる頂部に形成される構成としても良い。
また、図４（ｂ）に示すように、波型ビード２Ｇの平坦部３ｇは、傾斜した状態で構成されても構わない。
さらに、図４（ｃ）に示すように、波型ビード２Ｈの平坦部３ｈは、下に突となる頂部の位置にハット形状となるように形成される構成としても良い。
また、図４（ｄ）に示すように、波型ビード２１の平坦部３ｉは、下に突となる頂部側でその頂部の中央側を曲線として突出させた両側に形成される構成としても良い。
そして、図４（ｅ）に示すように、波型ビード２Ｊの平坦部３ｊは、凹凸中心線から下に突と上に突となる周期が異なる形状において、下に突となる頂部に形成された構成としても構わない。
【００３９】
なお、図３および図４に示す形状以外であっても、凹２ａ，凸２ｂの一方に形成された平坦部を備える構成で、所定の条件を満たすものであれば、その形状は特に限定されるものではない。また、波型ビード２Ａ〜２Ｊは、凹２ａ，凸２ｂの一方に形成された平坦部３〜３ｊを備えるものであれば、スプライン関数で示すスプライン形状であっても良い。なお、スプライン関数で示されるスプライン形状とは、任意の点列を結ぶ曲線部分および直線部分（平坦部）により表現されるものである。
【００４０】
また、波型ビード２Ａ〜２Ｊは、その平面視における形状については、例えば、図１、図５に示すように、長方形状あるいは楕円形状など、特に限定されるものではなく、まったく任意の平面形状として示される構成であっても構わない。また、波型ビード２Ａ〜２Ｊの凹２ａ，凸２ｂの一方に平坦部３〜３ｊを形成する場合、その波型ビード２Ａ〜２Ｊの平面視における形状の全部に形成することなく、一部であっても構わない。
【００４１】
（インナーパネルの凹凸分布状態）
つぎに、図５ないし図８を参照してインナーパネル２における波型ビード２Ａ（２Ｂ〜２Ｊ）の凹２ａ，凸２ｂの分布状態を説明する。なお、図５ないし図９では、形状および構成は異なるが、凹２ａ、凸２ｂについての分布、構成、形状の説明であるため、同一の符号を付して説明する。
また、図５ないし図８では、インナーパネル２の外周部は省略しており、またインナーパネル２全体の曲率は概略図のため省略し、平面的な図面で凹凸分布形状の概要を示す。図の上下方向が、車体の長手方向と一致しており、上側が運転席側、下側が車体の先端側である。図面の左右の方向が、車体の幅方向になる。
【００４２】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、凹２ａ，凸２ｂの分布形状が規則的な場合で、図上凹２ａは、楕円形状をしているが、楕円形状にこだわるわけでなく、実設計ではこの形状を柔軟に変化させるほうが実用的である。また、エンジンルーム内の不規則な部品配置を考慮すると、波型ビード２Ａの凹２ａ，凸２ｂの分布形状は、複雑な凹凸形状になる場合も考えられる。
【００４３】
すなわち、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、凹２ａ，凸２ｂは、車体内部に設置されるエンジンなどの剛体構造物（図示せず）に対応した平面形状として構成されると都合がよい。このとき、下に突となる凹２ａの少なくとも一つが、車体側に配置されたエンジンなどの剛体構造物（図示せず）に対して、対面して配置されることにすると都合が良い。これは、インナーパネル２を変形させるような衝撃が発生した場合に、その波型ビード２Ａ〜２Ｊの下に突となる凹２ａの部位が、剛体構造物（図示せず）に接触したとき、その下に突となる凹２ａの部位から上に突となる凸２ｂの部位までの変形範囲となる空間を確実に確保できる。そのため、衝突してきた物体（頭部など）に対して衝撃を緩和することができる。
【００４４】
なお、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、インナーパネル２の略中心位置から同心円状に凹２ａ，凸２ｂが形成されるように構成することや、また、同心楕円状に凹２ａ，凸２ｂが形成されるように構成する分布状態としても構わない。
【００４５】
頭部衝突の方向は、車体長手方向で、衝突時に頭部はフード上を車体長手方向にころがっていく。そのため、頭部衝突エネルギーを効率よく吸収するためには、凹２ａ，凸２ｂの方向も車体長手方向にのびた形状であることが求められる。このような効果を期待し、凹２ａ，凸２ｂの方向は概ね車体の長手方向になるよう考慮されると都合が良い。そのため、図７（ａ）に示すように、凹２ａ、凸２ｂは、インナーパネル２の長手（上下）方向に一様な形状で連続して分布する構成とすることや、あるいは、図７（ｂ）に示すように、凹２ａ、凸２ｂは、インナーパネル２の長手（上下）方向に異なる形状で分布する構成としても構わない。
【００４６】
（３次元形状）
断面形状がスプライン形状の場合で、波の凹凸分布が規則的な場合を図９（ａ）に、不規則な凹凸を含む場合を図９（ｂ）に示す。図の左手前が車体の前方側、図面の右上が運転席側である。上記の理由から、凹２ａ、凸２ｂの方向は車体の長手方向にのびる形状を最適形状としたとき、長手方向に規則的に連続している場合であっても、長手方向に不規則な連続となる場合であっても構わないものである。なお、波型ビード２Ａ〜２Ｊ（図３、図４参照）の断面形状は、折板形状、スプライン曲線と直線とで表現される形状等であっても概ね同様の効果が得られる。
【００４７】
（適用金属）
次に、本発明でパネルに用いる金属は、通常汎用されるＡｌ合金板や高張力鋼板などが適宜採用される。但し、樹脂については、材料強度などの特性からして、本発明で目的とする剛性を持たせるためには、厚みが極端に厚くなるため、現段階の実用レベルでは、非現実的であり本発明パネルには適用し難い。
また、車体の更なる軽量化のためには、Ａｌ合金を適用することが好ましい。車体フード用パネル構造体１であれば、高張力鋼板を使用せずとも、あるいは特別に高強度のＡｌ合金を使用せずとも、十分高剛性化することができる。
【００４８】
この点、本発明の車体用に使用されるインナーパネル２ないしアウターパネル４に用いるＡｌ合金自体としては、通常、この種パネル用途に汎用される、ＡＡないしＪＩＳ規格による、３０００系、５０００系、６０００系、７０００系等の耐力の比較的高い汎用（規格）Ａｌ合金板から選択して用いることが好ましい。これらＡｌ合金板は、圧延加工などの常法により製造され、適宜調質処理されて用いられる。
【００４９】
（剛性向上の機構）
次に、この波型ビード２Ａ〜２Ｊの存在によって、また、インナーパネル２を波型とすることによって、パネルの局部的な曲げ剛性を高め、インナーパネル２ないし車体フード用パネル構造体１としての剛性を高める機構を以下に説明する。
【００５０】
まず、張り剛性とは、アウターパネル４中央部での集中荷重に対する局部剛性であり、集中荷重は、アウターパネル４からインナーパネル２の方向で、アウターパネル４面に垂直に作用する荷重である。
【００５１】
次に、曲げ剛性とは、図１０（ａ）に示す車体フード用パネル構造体１への曲げ荷重に対する剛性で、曲げ荷重は、主として車体フード用パネル構造体１の先端部に、垂直方向に作用する曲げ荷重Ｆｂである。この曲げ荷重Ｆｂは、車体フード用パネル構造体１の運転席側端部Ａ、Ｂ点と車体先端側の中央部Ｃ点の３点を支持点とし、車体先端側の両端部Ｄ、Ｅ点に作用する集中荷重で、曲げ剛性Ｋｂは、この曲げ荷重Ｆｂに対する荷重点（Ｄ、Ｅ点）での変位Ｕｂとの比で定義される値（Ｋｂ＝Ｆｂ／Ｕｂ）である。
【００５２】
更に、捩り剛性とは、図１０（ｂ）に示す車体フード用パネル構造体１への捩り荷重に対する剛性で、捩り荷重は、主として車体フード用パネル構造体１の車体先端側に、垂直方向（下方から上方）に向けて作用する荷重Ｆｔである。この捩り荷重Ｆｔは、車体フード用パネル構造体１の運転席側端部Ａ、Ｂ点と車体先端側の両端部Ｅ点の３点を支持点とし、先端部の両端部Ｄ点に作用する集中荷重で、捩り剛性Ｋｔとは，この捩り荷重Ｆｔに対する荷重点（Ｄ点）での変位Ｕｔとの比で定義される値（Ｋｔ＝Ｆｔ／Ｕｔ）である。
【００５３】
これらの剛性に対し、先ず、張り剛性に関しては、波型ビード２Ａ〜２Ｊを備えるインナーパネル２を組み込んだ車体フード用パネル構造体１は、コーン型フード構造に比較して、波型ビード中央部の凹凸により局部曲げ剛性が増加するとともに、インナーパネル２とアウターパネル４との接着部面積が増加し、アウターパネル４からインナーパネル２への荷重伝達が広範囲に分散されるため、荷重点での変位が抑制され、この結果張り剛性が増加する。
【００５４】
また、曲げ剛性に関しては、車体フード用パネル構造体１は、コーン型フード構造に比較し、波型形状により曲げ剛性向上に有効な断面部面積が増加し、この結果、車体フード用パネル構造体１の曲げ剛性が向上する。
【００５５】
更に、捩り剛性に関しては、コーン型フード構造（図示せず）および、車体フード用パネル構造体１で採用している閉断面構造が、捩り剛性アップにつながり、基本的には従来のビーム型フード構造に比較し約２倍の捩り剛性がある。ただし、波型ビード２Ａ〜２Ｊの中央部の凹凸は、捩り剛性をやや低下させる方向に作用するため、車体フード用パネル構造体１の捩り剛性が、コーン型フード構造の捩り剛性に比較し同等、若しくはやや低めの値となる。しかしながら、閉断面構造の場合、もともと捩り剛性が高く、やや低下したとしても、設計条件を十分に満足できる。
【００５６】
このように、車体フード用パネル構造体１は、張り剛性と曲げ剛性に関しコーン型フード構造を上回るが、捩り剛性に関してはコーン型フード構造を若干下回るものの、設計条件は十分満足しているため、総合的に、車体フード用パネル構造体１の設計要求に対し高い剛性を有する車体フード用パネル構造体１を提供できる。
【００５７】
アウターパネル４とインナーパネル２は、解析モデル上、接着部に４ｍｍの隙間があいているモデルを例として説明しているが、現実には車体フード用パネル構造体１の適切な張り剛性をえるために、最小限の接着部が必要である。別途検討の結果、がた振動を阻害しないためには、接触断面形状が比較的局部的な面積で、極めて柔なスポンジ状の接着材を用いて、波型ビード２Ａ〜２Ｊの頂部２ｃにちどり状に、または分散して配置されたような構造が好ましいことが確認された。接着部の断面積が増加し、または接着材の剛性が増加すると、アウターパネル４とインナーパネル２とは一体となって振動しやすくなり、がた振動がなくなり、その結果加速度第２波が増加し、ＨＩＣ値は増加する傾向が確認された。
【００５８】
（波長ｐと波高ｈの好適な範囲）
波型ビード２Ａ〜２Ｊにおける凹２ａ、凸２ｂの波長と波高がＨＩＣ値に及ぼす影響について以下に示す。アウターパネル４の板厚は、１ｍｍ、インナーパネル２の板厚は０．８ｍｍで、通常考えられる値を設定している。子供の頭部衝突での解析結果について、波長がＨＩＣ値に及ぼす影響と、波高がＨＩＣ値に及ぼす影響とから、ＨＩＣ値低減に効果のある波長ｐの好適な範囲は、頭部外径ｄを用いて０．７＜ｐ／ｄ＜１．７となり、波高ｈの好適な範囲は、同じく頭部外径ｄを用いて０．１５＜ｈ／ｄ＜０．３となる。
【００５９】
まず、波長ｐがこの範囲より小さい場合には、波型ビード２Ａ〜２Ｊの車体（フード）の長手方向の曲げ剛性が高くなるものの、車体（フード）の幅方向の曲げ剛性が低下し、頭部衝突時のインナーパネル２の剛性は低下し、ＨＩＣ値は増加する。また、波長ｐがこの範囲より大きい場合には、フード（車体）の幅方向の曲げ剛性が高くなるものの、フード（車体）長手方向の曲げ剛性が低下し、頭部衝突時のインナーパネル２の剛性は低下し、ＨＩＣ値は増加する。このように、波長ｐには好適範囲が存在し、その範囲は、概ね頭部外径を基準にその前後の値が好ましい。これは、頭部衝突時に、頭部を概ね１つの波でささえる構造が、頭部を柔らかく受け止める変形を生じ、その結果ＨＩＣ値低減が図られるからである。
【００６０】
次に、波高ｈに関しては、波高ｈがこの範囲より小さい場合には、波型ビード２Ａ〜２Ｊの局部曲げ剛性が不足し、頭部衝突エネルギーを吸収できず、頭部は剛体面に衝突しＨＩＣ値は増加する。波高ｈがこの範囲より大きい場合には、波型ビード２Ａ〜２Ｊの局部曲げ剛性が過大となり、車体フード用パネル構造体１の剛性が高すぎるためにＨＩＣ値は増加する。このように、波高ｈにも好適範囲が存在し、波型ビード２Ａ〜２Ｊの断面形状は前記の好適範囲で設計することが好ましい。
【００６１】
なお、クリアランスが一定の場合、大人頭部衝突でのＨＩＣ値は、子供頭部衝突でのＨＩＣ値に比較し増加するものの、この場合の波長ｐ、波高ｈの好適範囲は、子供頭部衝突の場合とおおむね同様であると考えられる。
【００６２】
（歩行者保護における頭部衝突耐性向上のメカニズム）
一方、歩行者保護における頭部とフードとの衝突での課題解決について、波型ビード２Ａ〜２Ｊは、頭部の運動エネルギーを極めて良好に吸収可能で、ＨＩＣ値を大幅に下げることが可能である。これは、前記した通り、頭部衝突時に、頭部を概ね１つの波でささえる構造となり、頭部を柔らかく受け止めたときに変形を生じ、その結果ＨＩＣ値の低減が図られ、加速度第２波が減少し、ＨＩＣ値が減少する。そして、頭部衝突時に、アウターパネル４とインナーパネル２とが、がた振動を生じ、頭部加速度波形を撹乱させ、その結果加速度第２波を大幅に低減でき、ＨＩＣ値が減少する等の理由による。
【００６３】
なお、エンジン直上部に頭部が衝突する場合などで、アウターパネル４と剛体面とのクリアランスが不足する場合が考えられるが、このような場合に、波型ビード２Ａ〜２Ｊにおいてインナーパネル２の該当部に局部的に補強板を設け、局部剛性を高めることにより、衝突耐性が高まり、わずかな重量増加のみで、ＨＩＣ値を低減できる。
【００６４】
また、アウターパネル４とインナーパネル２との柔な接合方法を適用し、波型ビード２Ａ〜２Ｊの山部（頂部２ｃ）に局部的な接着部をちどり状に、または分散させて設けることにより、歩行者保護での頭部衝突に際し、アウターパネル４とインナーパネル２のがた振動をそこなわず、この結果、頭部加速度波形が撹乱され、ＨＩＣ値を低下させることが可能となる。
【００６５】
なお、スプライン型インナーパネル（インナーパネル２）を適用することにより、エンジンルーム内のエンジン、バッテリ、ラジエータ等の剛な部品の配置を考慮したより現実的な設計が可能となる。エンジンルーム内にはエンジン、バッテリ、ラジエータ等の堅い剛体構造物があり、波型ビード２Ａ〜２Ｊの設計ではこれらの部品の配置を考慮した設計が必要となる。これらの部品の配置は車により千差万別であり、波型ビード２Ａ〜２Ｊにおけるインナーパネル２の断面形状は、単純で規則的な波型から、波長、波高、波形が不規則に変化する波型形状に修正する必要が生じる。このため、波型の断面形状は主としてスプライン関数のような任意の３次元形状を表せる形状関数で定義されるスプライン形状（スプライン型インナーパネル）であることが好ましい。
【００６６】
図１１に示すように、フード（車体）の長手方向のある断面での断面形状で、アウターパネル４、インナーパネル２（スプライン型インナーパネル）、エンジンルーム内の剛体構造物を表している。まず、インナーパネル２と剛体構造物面との位置関係は、頭部衝突時に波の谷部が剛体構造物面で概ね均等に衝突し、剛体構造物面からの反力が波型ビード２Ａ〜２Ｊの全面に伝わるよう配慮する。このため、アウターパネル４と剛体構造物面とのクリアランスが小さく頭部と剛体構造物との衝突が避けられない部位Ｂ１では、スプライン波型の谷部Ｄ１、Ｄ２で均等に支持されるような断面形状としなければならない（Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４も同様である）。また、クリアランスが十分あり剛体構造物との衝突が発生しない部位Ａ１では、波長を大きくとり、波型の谷部Ｄ２、Ｄ３で均等に支持されるような断面形状としなければならない。
【００６７】
この部位で波長を短くし、波数を複数にすると、インナーパネル２の車体幅方向の曲げ剛性が低下し、鉛直方向の変位が増加し、頭部衝突耐性が低下するため、Ｄ２からＤ３までを１つの波でつなげなければならない（Ａ２も同様である）。ただし、ＨＩＣ値が低く許容できる範囲での波を設けることは問題ない。なお、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の波の谷部での頭部衝突では、はじめに荷重がインナーパネル２の山部（凸２ｂ）に伝わり、その後インナーパネル２の谷部（凹２ａ）を介して剛体面に伝わるため、頭部衝突耐性は、山部に衝突したときと概ね同様となる。このように、スプライン型インナーパネル（インナーパネル２）では、車ごとに異なるエンジンルーム内の剛体構造物の配置によらず、概ね一定の頭部衝突耐性を実現できる。
【００６８】
なお、エンジンルーム内の剛体構造物の配置は非常に複雑であり、スプライン波の波高、波長は、車幅、また車長手方向に柔軟に変化させるため、スプライン型インナーパネルの形状は複雑な曲面となる。
さらに、クリアランスが不足し、頭部衝突耐性が不足する部位については、インナーパネル２に補強板を張り付けたり、スプライン型インナーパネルに、局部的に凹凸（いわゆるエンボス加工）をつけたり，または小さな波をフード（車体）の長手方向に重ねることにより、インナーパネル２の局部剛性を増加でき、頭部衝突耐性が改善される。
【００６９】
また、アウターパネル４が鋼製、インナーパネル２がアルミニウム合金製である波型ビード２Ａ〜２Ｊを適用することにより、軽量かつ頭部衝突耐性の高い車体フード用パネル構造体１を提供でき、特に高い頭部衝突耐性が要求される大人頭部衝突において効力を発揮する。
さらに、アウターパネル４が鋼製、インナーパネル２がアルミニウム合金製であるコーン型フード構造を適用することにより、軽量かつ頭部衝突耐性の車体フード用パネル構造体１を提供でき、特に高い頭部衝突耐性が要求される大人頭部衝突において効力を発揮する。
【００７０】
さらに、大型セダン等の車体フード用パネル構造体１では、子供と大人の両方の頭部衝突を満足する必要があり、ここでは軽量かつ経済的な車体フード用パネル構造体１としては、アウターパネル４が鋼製、インナーパネル２がアルミニウム合金製の車体フード用パネル構造体１として用いられることが好適となることを明らかにする。
【００７１】
Ｏｋａｍｏｔｏ（Ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｈｏｏｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｅａｄ　ｉｎｊｕｒｙ，１４ｔｈＥＳＶ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９４）によれば、理想的な頭部加速度波形として、加速度第１波が２００Ｇ程度であれば、ＨＩＣ値は１０００程度になるという知見が得られている。解析を実施したところ、子供頭部衝突で板厚０．７ｍｍの鋼製アウターパネル４に衝突した場合がおおむねこの場合に相当し、ＨＩＣ値は１０００となる。
【００７２】
アウターパネル４に必要な機能は、加速度第１波をできるだけ上げ、アウターパネル４による衝突エネルギーの吸収により、頭部の鉛直方向変位をできるだけ小さくし、インナーパネル２と剛体構造物面との衝突による加速度第２波を小さく抑えることであると言える（ただし、板厚の上限値は鋼製の場合に約０．７ｍｍ程度となり、この板厚を超えると子供頭部衝突時の加速度第１波のみでＨＩＣ値は１０００を超え不適当となる）。アウターパネル４によるエネルギー吸収を向上させるには、アウターパネル４の重量と膜剛性が必要となり、経済性を考えると材質は鋼が好適となる。鋼と等価な曲げ剛性を仮定した場合、軽量化が可能なアルミニウム合金は、軽量であることが逆にネックとなりアウターパネル材としては不適当となる。
【００７３】
一方、インナーパネル２に必要な機能は、頭部とアウターパネル４との衝突で消費された衝突エネルギーの残りの衝突エネルギーを吸収し、エンジン等の剛体構造物面からの反力に起因する加速度第２波を小さくおさえることにある。波型ビード２Ａ〜２Ｊを前提とすれば、頭部が剛体面と接するまで変形すれば、ＨＩＣ値は１０００を大きく超えるため、インナーパネル２に要求される機能は、インナーパネル２の曲げ変形により残りの衝突エネルギーを所定のクリアランス内で十分吸収することである。この場合、軽量で高い曲げ剛性が得られるアルミニウム合金が材料として好適となる。このような理由により、子供と大人の両方の頭部衝突を満足する必要がある大型セダン等の車体フード用パネル構造体１では、アウターパネル４が鋼製、インナーパネル２がアルミニウム合金製の波型ビード２Ａ〜２Ｊを備える構造が、軽量かつ経済的な車体フード用パネル構造体１となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る車体フード用パネル構造体は、以下に示す優れた効果を奏する。
請求項１から請求項７に記載の本発明の波型ビードを備えるインナーパネルおよびこれを用いた車体フード用パネル構造体により、車体フード用パネル構造体の軽量化の観点から、車体フード用パネル構造体の張り剛性を格段に高めることができ、捩り剛性と曲げ剛性についても十分な剛性を有することが可能となる。また、歩行者保護の観点から、アウターパネルと剛体構造物へのクリアランスが小さくてもＨＩＣ値低減可能で、車体フード用パネル構造体への衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一で、さらにアルミ製フードでも十分ＨＩＣ値を低減できる頭部衝突耐性に優れた車体フード用パネル構造体を提供できる。
【００７５】
さらに、歩行者保護に関し、頭部と車体フード用パネル構造体の衝突における衝撃耐性を高められ、安全性を向上でき、頭部移動距離が小さくてもＨＩＣ値の低減を行うことを可能とし、また、車体フード用パネル構造体への衝突部位によらずＨＩＣ値が概ね均一となり、さらに、アルミニウム合金板を備えろ車体フード用パネル構造体でも、十分ＨＩＣ値を低減できること等を実現できる。
【００７６】
しかも、車体フード用パネル構造体は、インナーパネルを前記のような波型ビードとする簡単な構成であり、従来のように、インナーパネルの板厚を増すことなく、張り剛性や曲げ剛性を高められ、軽量化が可能である。また、平板状パネルから波型状となるパネルへのプレス成形は容易であり、インナーパネル自体の製作が容易である。
【００７７】
また、車体フード用パネル構造体は、インナーパネルを変形させるような衝撃が発生した場合に、その波型ビードの下に突となる部位が、剛体構造物である例えばエンジンに接触したとき、その下に突となる部位から上に突となる部位までの変形範囲となる空間を確実に確保でき、頭部衝撃に対して緩和することが可能となる。
【００７８】
請求項３に記載の車体フード用パネル構造体は、断面形状がスプライン形状および直線により表現される波型ビードにより、フードの静剛性を高めることができ、また歩行者保護に於ける頭部衝突での頭部加速度を低下できる。
請求項４に記載の車体フード用パネル構造体は、前記複数本の波型ビードが、パネル構造体の長手方向に対し平行方向または斜め方向、あるいはパネル構造体の略中心に対し同心円状、これらの組み合わせである２重波状、から選択される配列で設けられている波型ビードにより、フードの静剛性を高めることができ、また歩行者保護に於ける頭部衝突での頭部加速度を低下できる。
【００７９】
請求項６、及び請求項７に記載の車体フード用パネル構造体は、波高と波長が好適範囲に該当する波型ビードにより、ＨＩＣ値が大幅に低下し、頭部衝突耐性にすぐれたフード構造を提供できる。なお、インナーパネルの一部に設けられた補強板により、アウターと剛体面のクリアランスが小さい部位の頭部衝突耐性を局部的に向上できる車体フード用パネル構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体フード用パネル構造体を模式的に示した分解斜視図である。
【図２】本発明に係る車体フード用パネル構造体の断面構造を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ），（ｅ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける平坦部の位置を模式的に示す模式図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ），（ｅ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける平坦部の位置を模式的に示す模式図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける凹凸の分布状態を示す模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける凹凸の分布状態を示す模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける凹凸の分布状態を示す模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける凹凸の分布状態を示す模式図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体の波型ビートにおける凹凸の３次元状態を模式的に示す模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る車体フード用パネル構造体のインナーパネルへの曲げ加重および捩じり加重に対する状態を説明する模式図である。
【図１１】本発明に係る車体フード用パネル構造体を車体側に取り付けた状態でインナーパネルおよびアウターパネルの各部位についての衝撃状態を説明するための模式図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は従来の波型インーを用いた波型フード構造の概略図を示す。
【符号の説明】
１　　　　車体フード用パネル構造体
２　　　　インナーパネル
２ａ　　　凹
２ｂ　　　凸
２ｃ　　　頂部
２Ａ　　　波型ビード
３　　　　平坦部
４　　　　アウターパネル
７　　　　樹脂層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a panel structure for a vehicle body hood made of a metal such as an aluminum alloy or a steel, which is excellent in impact resistance of a head in pedestrian protection and excellent in rigidity such as bending rigidity and tensile rigidity.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a panel structure of a body member of an automobile or the like includes an outer panel (exterior panel, outer panel, hereinafter simply referred to as an outer) and an inner panel (interior panel, inner panel, hereinafter simply referred to as an inner). A panel structure combined with a closed cross-sectional structure through the use of a panel structure is widely used.
[0003]
Of these, in particular, in the panel structure such as the hood, roof, and door of an automobile, an outer and an inner provided below the outer body of the outer to reinforce the outer are mechanically, welded, and resinized. A panel structure for a vehicle body hood joined by means of an adhesive or the like is used.
[0004]
For these body hood panel structures, especially the inner and both the inner and the outer, together with or instead of conventionally used steel materials, 3000 series according to AA or JIS standard for weight reduction, Aluminum alloys having high strength and high formability such as 5000 series, 6000 series, and 7000 series (hereinafter, aluminum may be simply referred to as Al) have begun to be used.
[0005]
Furthermore, in recent years, from the viewpoint of protection of pedestrians, there is a tendency that safety in the event of a head collision is required as a hood design requirement, and some disclosed technologies relating to a beam type hood structure (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-165120). JP-A-7-285466 and JP-A-5-139338). In addition, in the EEVC (European Enhanced Vehicle-Safety Committee), the hood should have an HIC (head performance standard) value of 1000 or less as a condition that the hood should have with respect to the collision resistance between the adult head and the child head (EEVC). Working Group 17 Report, Improved test Methods Methods to Evaluate pedestrian Protection Protection afforded by passengercars, December 1998).
[0006]
In the hood, the inner and the technology having excellent characteristics with respect to the outer, the present inventors, regarding the wavy inner, the case of already regular and irregular spline type inner wavy section. (Patent Application No. 2001-378768: unpublished and not known at this stage). FIGS. 12A and 12B are schematic views of a hood structure using a corrugated inner. As shown in FIG. 12, the corrugated inner 102 can reduce the HIC value more even if the clearance from the outer 104 to a rigid structure such as an engine is smaller than the beam inner and the cone inner. It is disclosed that the structure is suitable for pedestrian protection. That is, the invention according to the prior application is configured as a body hood panel structure 100 excellent in pedestrian protection.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is necessary to further study an inner shape that is useful for pedestrian protection, and a body hood panel structure having an inner shape that is more useful for pedestrian protection is desired. Scrutiny was needed.
That is, the impact resistance of the head is generally evaluated by the following HIC value (head performance standard) (Automotive Technology Handbook, 3rd Volume, Test Evaluation Edition, June 15, 1992, 2nd Edition, Automotive Engineering Society) .
[0008]
HIC = [1 / (t2-t1) ∫t1t2adt] 2.5 (t2-t1)
Here, a is the three-axis composite acceleration (unit: G) at the center of gravity of the head, t1 and t2 are the times when the HIC value is maximum at the time when 0 <t1 <t2, and the action time (t2-t1) is 15 msec or less It is decided.
[0009]
As described above, in the EEVC Working Group 17 Report, with regard to the collision resistance between the adult head and the child head, the hood is required to have a HIC value of 1000 or less, respectively. Among them, the head collision speed at the time of the head collision test was 40 km / hr, and the adult head (weight 4.8 kg, outer diameter 165 mm, collision angle 65 degrees) and the child head (weight 2.5 kg, outer diameter) 130 mm and a collision angle of 50 degrees).
[0010]
Then, at the time of head collision, the pedestrian's head first collides with the outer, then deforms and the reaction force is transmitted to the rigid structure such as the engine in the engine room via the inner, and the head becomes excessive. Impact force occurs. On the head, the first wave of acceleration mainly generated by the collision with the outer (generated during approximately 5 msec from the start of the collision) and the second wave of acceleration generated when the inner collides with the rigid structure (from the start of the collision) Which occurs after approximately 5 msec has elapsed. The magnitude of the acceleration first wave is mainly determined by the elastic rigidity of the outer, and the magnitude of the acceleration second wave is mainly determined by the elastic-plastic rigidity of the inner. The kinetic energy of the head is absorbed by these outer and inner deformation energies.However, if the moving distance of the head exceeds the clearance between the outer and a rigid structure such as an engine, the head moves from the rigid structure. The reaction force is directly received, and an excessive impact force that greatly exceeds the limit value 1000 of the HIC value is received, resulting in fatal damage.
[0011]
Therefore, it has been desired to improve the following problems (1) to (3).
(1) First, the greater the clearance between the outer and the rigid structure such as the engine, the longer the head can be moved, which is advantageous for reducing the HIC value. However, there is a natural limit in the design of the hood, and the small clearance is required. Thus, there is a need for a body hood panel structure capable of reducing the HIC value even when the moving distance of the head is small.
[0012]
In particular, in the case of an adult head collision, the collision conditions are more severe than that of a child's head collision, and it is necessary to provide an excessive clearance exceeding the design allowable range from the outer to the rigid structure surface, This is a problem (described in EEVC Working Group 17 Report).
[0013]
Furthermore, children having different collision characteristics on a line of WAD 1500 (a line having a contour line distance of 1500 mm from the ground at the front end of the vehicle body to the hood collision position) where both the child head and the adult head may collide. It is extremely difficult to satisfy the HIC value of 1000 or less for both children and adults, and this is mentioned as a problem. Particularly in the hood of a large sedan, the WAD1500 line is located immediately above the engine where the clearance between the outer and the rigid surface is small, and effective measures are required (described in EEVC Working Group 17 Report).
[0014]
(2) Regarding the head collision position, the HIC value becomes large at the position immediately above the frame in the case of the beam type hood structure and at the position of the cone apex in the case of the cone type hood structure. This is because these portions have a high local rigidity, have a small deformation even when colliding with a rigid structure, and receive a high reaction force from the rigid structure. From the viewpoint of safety, there has been a demand for a panel structure for a vehicle body hood capable of obtaining a substantially uniform HIC value regardless of the collision site.
[0015]
(3) As a material of the body hood panel, the head collision resistance is excellent even when a lightweight aluminum material is applied. Aluminum materials are often used to reduce the weight of the hood. In this case, it is generally considered disadvantageous from the viewpoint of pedestrian protection as compared with the case of using steel materials. The aluminum material has a Young's modulus and specific gravity of about one-third that of steel, and the stiffness and weight of the aluminum hood as a panel structure are required to absorb the kinetic energy of the head. This is due to the shortage compared to hoods.
[0016]
The bending rigidity of the plate material is ET³(The Young's modulus E and the plate thickness T), and the film rigidity is proportional to ET. When replacing steel (Young's modulus Es, plate thickness Ts, specific gravity γs) with aluminum (Young's modulus Ea, plate thickness Ta, specific gravity γa), the plate thickness is usually determined so that the bending stiffness is the same. If
EaTa³= EsTs³
Ea / Es = 1/3
And
Ta / Ts = 3^1/3= 1.44
It becomes.
And the film rigidity ratio of aluminum alloy hood and steel hood is
[0017]
(EaTa) / EsTs = 1.44 / 3 = 0.48
And the weight ratio is
(Taγa) / (Tsγs) = 1.44 / 3 = 0.48
Thus, the film rigidity and the weight ratio of the aluminum alloy hood are only 0.48 times that of the steel hood. As a result, in the collision problem between the head and the hood, the moving distance of the head increases, the collision easily occurs with the rigid structure, the energy absorption by the outer in the first acceleration wave is small, and the second acceleration wave is reduced. Due to the increase, the HIC value increases in the conventional hood structure, and it becomes very difficult to satisfy the limit value of the HIC value.
[0018]
Of course, if Ta, which is expressed by the equation representing the bending stiffness of the plate material, is set to be three times Ts, the film stiffness ratio and the weight ratio are equal to those of the steel hood, but the cost is too high, and the design is not satisfied. As described above, it is quite difficult to apply the aluminum alloy material to the hood and satisfy the constraint conditions in the head collision under this condition. Of course, if a panel structure for a vehicle body hood that satisfies this condition can be found with an aluminum alloy material, the HIC value will be further reduced in a steel hood employing this structure. That is, there has been a demand for the use of an aluminum material for a body hood panel structure that satisfies the constraint conditions in a head collision.
[0019]
The present invention has been made in view of the above problems, and from the viewpoint of pedestrian protection, (1) the HIC value can be reduced even if the head moving distance is small, and (2) the hood It is an object of the present invention to provide a panel structure for a vehicle body hood in which the HIC value is substantially uniform irrespective of the collision area of the vehicle body and (3) the HIC value can be sufficiently reduced even with an aluminum alloy hood.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows as the gist of claim 1 of the panel structure for a vehicle body hood of the present invention. That is, a panel structure for a vehicle body hood in which an outer panel and an inner panel are joined to form a joint cross-sectional structure via a space, wherein the inner panel is provided at a position facing the outer panel, A corrugated bead having irregularities in a facing direction is provided, and the corrugated bead has a configuration in which at least one of the irregularities has a flat portion.
[0021]
With this configuration, even if the outer and inner parts of the panel structure for the body hood using the inner panel with corrugated irregularities are thinned, the tension rigidity of the body hood panel structure is remarkably increased. It is possible to increase. Also, regarding the bending stiffness and the torsional stiffness, sufficient stiffness is obtained by the formed unevenness, and as a result, deformation of the hood due to an external load can be suppressed. In addition, by having a flat part in the unevenness | corrugation of a corrugated bead, it becomes possible to improve a section modulus compared with the thing which does not have a flat part. The flat portion may be formed on at least one of the unevenness and at least a part thereof.
[0022]
Furthermore, as described above, the panel structure for a vehicle body hood according to the present invention can increase the rigidity of the panel structure, and therefore, as a material for the outer panel and the inner panel, a lightweight material is used. It becomes possible to use an aluminum alloy.
[0023]
In the vehicle body hood panel structure, at least one of the concave portions protruding downward is disposed on a vehicle body side so as to face the inner panel. The rigid structure is arranged so as to face the rigid structure.
With such a configuration, when an impact that deforms the inner panel occurs, when a portion projecting below the corrugated bead contacts a rigid structure, for example, an engine, the portion below the corrugated bead is under the corrugated bead. It is possible to reliably secure a space that is a deformation range from a portion that protrudes to a portion that protrudes upward. In addition, at least one of the concaves referred to herein means that not only one of the concaves entirely faces the rigid structure, but also that a part of the plurality of concaves faces the rigid structure more than one. It may be configured such that two concaves face each other.
[0024]
In order to achieve these effects, as described in claim 3, the corrugated bead is configured to have a shape represented by a curved line portion and a straight line portion represented by a spline function. It is preferable that the shape of the bead is a cross-sectional shape represented by a curved line portion represented by a spline function and a straight line portion.
[0025]
Similarly, as in claim 4, the corrugated bead is parallel or oblique to the longitudinal direction of the panel structure, or concentric with the approximate center of the panel structure, or a combination thereof. A configuration provided in an arrangement selected from a certain double wave shape is preferable.
[0026]
According to a sixth aspect of the present invention, in a head collision in pedestrian protection, from the viewpoint of improving collision resistance, the cross section is irregular or expressed from a spline shape (a curve represented by a function) and a straight line. In the case of the shape to be formed, the preferable range of the wavelength p of the corrugated bead is 0.7 <p / d <1.7 using the head outer diameter d. Is effective.
[0027]
Further, as described in claim 7, in the case of a head collision in pedestrian protection, from the viewpoint of improving the collision resistance, when the cross-sectional shape is uneven, or when the shape is expressed by a spline shape and a straight line, The preferable range of the wave height h of the mold bead is 0.15 <h / d <0.3 using the head outer diameter d, and this range is effective in reducing the HIC value.
In addition, by providing a reinforcing plate locally in the inner panel, the head collision resistance at the reinforcing portion can be increased.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the body hood panel structure 1, the outer panel 4 and the inner panel 2 are joined to each other with a joint cross-sectional structure (closed cross-sectional structure) via a space Ai. . In the vehicle body hood panel structure 1, a resin layer 7 is disposed at a position corresponding to the top 2c on the side facing the outer panel 4 in the corrugated bead 2A of the inner panel 2, and the resin layer 7 is used as an adhesive. The top portion 2c of the corrugated bead 2Aa and the back surface 4a of the outer 4 formed in a gentle arc are joined to each other and integrated through a space Ai.
[0029]
The integration as the body hood panel structure 1 is performed by bending the peripheral edge (2s, 2s, 2f, 2r) of the inner panel 2 and the hem 4b serving as the peripheral edge of the outer panel 4 together with the adhesive. ) It is fixed by processing.
[0030]
It should be noted that the resin layer 7 can have a damping effect, a noise reduction (sound insulation), an impact buffering effect, and the like by selecting the characteristics and type of the resin. In order to improve these effects, the space Ai between the inner panel 2 and the outer panel 4 is filled not only with the top 2c of the corrugated bead 2A but also with a resin or a cushion material (not shown). May be.
[0031]
The vehicle body hood panel structure 1 in which the inner panel 2 and the outer panel 4 are integrated has a hinge reinforcement, a latch reinforcement (as shown in the drawings), similarly to a known cone-type hood structure and a beam-type hood structure. However, it is also possible to adopt a configuration in which local reinforcement is performed by a reinforcing member such as Furthermore, the joint cross-sectional structure (closed cross-sectional structure) between the outer panel 4 and the inner panel 2 via the space Ai is such that the inner panel 2 is completely joined to the outer panel 4 in a sealed state, A configuration in which a trimmed space or a cutout portion (regardless of the shape of the space portion such as a circle or a rectangle) is provided in an arbitrary portion may be employed.
[0032]
Next, the configuration of the inner panel 2 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3A, the inner panel 2 has a corrugated bead 2 </ b> A formed of a concave portion 2 a and a convex portion 2 b in a direction facing the outer panel 4. The corrugated bead 2A has a flat portion 3 on at least one of the concave portion 2a and the convex portion 2b. The curved shape of the concave portion 2a or the convex portion 2b on the side where the flat portion 3 is not formed may be defined by a sine curve wave shape or a sine n wave. Also, the local stiffness may be adjusted by providing small irregularities or overlapping small waves on a sine curve or a sine-n power curve. Further, in the local area of the wave type bead 2A having a sine wave, a spline wave, a folded plate wave, a wave shape expressed by a spline wave and a straight line, the inner panel 2 In some cases, the shape of the rigid structure is locally projected on the surface of the object.
[0033]
Further, when the concave 2a and the convex 2b are corrugated, the wavelength has a preferable range of 0.7 times to 1.7 times the outer diameter of the head, and the wave height is 0.15 times to 0 times. There is a preferred range in the range of .3. In consideration of the arrangement of parts in the engine room, it is more practical to use an irregular wave type than a regular wave type. A corrugated lower surface (concave 2a) is disposed at a position where the inner panel 2 comes into contact with an object, and the inner panel 2 is considered so as to be able to serve as a cushion. It is to be noted that at least one of the recesses 2a referred to herein means that not only that all of the recesses face the rigid structure, but also that a part of the plurality of recesses 2a face the rigid structure more than one. It may be configured such that one recess 2a faces each other.
[0034]
(Cross section of inner panel 2)
As shown in FIG. 3A, the inner panel 2 has a flat portion 3 formed at a position on the top side of the recess 2a. The flat portion 3 may be formed at a position protruding below the corrugated bead 2A and at a position below the uneven center line indicated by a dashed line. It may be formed at a position above the uneven center line. Although FIG. 3A shows an example in which the flat portion 3 is formed at a position corresponding to all the recesses 2a of the corrugated bead 2A, a configuration in which the flat portion 3 is formed intermittently may be used.
[0035]
Further, in FIG. 3A, the flat portions 3 are arranged at the same height position, but the height positions at which the flat portions 3 are installed may be different. When the installation height of the flat portion 3 is different, the linear length of the flat portion 3 changes, and the rigidity can be adjusted. Further, here, the concaves 2a and the convexes 2b are configured so as to repeat upward protrusion and downward protrusion at a constant period and a constant wave height (including configurations such as width, height, and inclination angle of a slope). However, as long as a predetermined rigidity can be provided, the height does not need to be constant and constant. Therefore, irregularities having different wave heights and periods may be used. The flat portion 3 has been described here as an example in which it is formed in the recess 2a that protrudes downward. However, the flat portion 3 may be formed in the protrusion 2b that protrudes upward or in both the upper and lower recesses 2a and 2b. I do not care. Note that the configuration of the flat portion 3 may be formed in any part of a wave shape having one cycle of the concave 2a and the convex 2b.
[0036]
Further, the corrugated bead 2A of the inner panel 2 may have the configuration shown in FIGS. 3B to 4E. In the corrugated beads 2B to 2J shown in FIG. 3B to FIG. 4E, the shape is described, and the configuration such as other installation positions is already described in FIG. 3A. Therefore, the description is omitted here.
[0037]
As shown in FIG. 3B, the flat portion 3b of the corrugated bead 2B may be formed at a position that is the top of the concave portion 2a and the convex portion 2b.
Further, as shown in FIG. 3 (c), the flat portion 3c of the corrugated bead 2C may be formed at a position where the center side of the top portion is recessed on the top side projecting downward.
As shown in FIG. 3 (d), the flat portion 3d of the corrugated bead 2D may be formed on both sides where the center of the top is recessed on the top that projects downward.
Then, as shown in FIG. 3 (e), the flat portion 3e of the corrugated bead 2E is formed on an uneven center line indicated by a dashed line, and the width dimension on the uneven center line is indicated by a one-period uneven curve. You may comprise so that it may become longer than the width dimension corresponding to a position.
[0038]
As shown in FIG. 4A, the flat portion 3f of the corrugated bead 2F may be formed so as to be linearly connected and formed on the top that protrudes downward.
Further, as shown in FIG. 4B, the flat portion 3g of the corrugated bead 2G may be configured in an inclined state.
Further, as shown in FIG. 4C, the flat portion 3h of the corrugated bead 2H may be formed so as to have a hat shape at the position of the top that projects downward.
Further, as shown in FIG. 4 (d), the flat portion 3i of the corrugated bead 21 may be formed on both sides of the top part which projects downward, with the center part of the top part projecting as a curve. .
Then, as shown in FIG. 4 (e), the flat portion 3j of the corrugated bead 2J is formed on the top portion that protrudes downward in a shape in which the period of protruding downward and protruding upward from the unevenness center line is different. The configuration may also be adopted.
[0039]
Note that the shape is not particularly limited as long as it has a flat portion formed on one of the concave portion 2a and the convex portion 2b and satisfies a predetermined condition, even if it has a shape other than those shown in FIGS. Not something. Further, the corrugated beads 2A to 2J may have a spline shape represented by a spline function as long as the corrugated beads 2A to 2J include flat portions 3 to 3j formed on one of the concave portion 2a and the convex portion 2b. Note that the spline shape represented by the spline function is represented by a curved line portion connecting arbitrary point sequences and a straight line portion (flat portion).
[0040]
The shape of the corrugated beads 2A to 2J in plan view is not particularly limited, such as a rectangular shape or an elliptical shape as shown in FIGS. Alternatively, the configuration shown in FIG. When the flat portions 3 to 3j are formed on one of the concave portions 2a and the convex portions 2b of the corrugated beads 2A to 2J, the corrugated beads 2A to 2J are not formed on the entire shape in plan view but are partially formed. It does not matter.
[0041]
(Distribution state of the inner panel)
Next, the distribution of the concave portions 2a and the convex portions 2b of the corrugated beads 2A (2B to 2J) in the inner panel 2 will be described with reference to FIGS. Although the shapes and configurations are different in FIGS. 5 to 9, the distributions, configurations, and shapes of the concaves 2 a and the convexes 2 b are described.
5 to 8, the outer peripheral portion of the inner panel 2 is omitted, the curvature of the entire inner panel 2 is omitted because it is a schematic diagram, and an outline of the unevenness distribution shape is shown in a plan view. The vertical direction in the figure coincides with the longitudinal direction of the vehicle body, the upper side is the driver's seat side, and the lower side is the tip side of the vehicle body. The left and right directions in the drawing correspond to the width direction of the vehicle body.
[0042]
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the case where the distribution shapes of the concaves 2a and the convexes 2b are regular, the concaves 2a in the figure have an elliptical shape, but are not particular about the elliptical shape. In an actual design, it is more practical to change this shape flexibly. Further, considering irregular parts arrangement in the engine room, the distribution shape of the concave portions 2a and the convex portions 2b of the corrugated bead 2A may be a complicated uneven shape.
[0043]
That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, the concave portions 2a and the convex portions 2b are configured as planar shapes corresponding to a rigid structure (not shown) such as an engine installed inside the vehicle body. convenient. At this time, it is convenient that at least one of the recesses 2a projecting downward is disposed so as to face a rigid structure (not shown) such as an engine disposed on the vehicle body side. This is because when an impact that deforms the inner panel 2 occurs, when the concave portion 2a projecting below the corrugated beads 2A to 2J comes into contact with a rigid structure (not shown), A space that is a deformation range from the portion of the concave portion 2a projecting downward to the portion of the convex portion 2b projecting upward can be reliably secured. Therefore, the impact on the colliding object (such as the head) can be reduced.
[0044]
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the inner panel 2 may be formed so that the recesses 2a and 2b are formed concentrically from the approximate center position, or may be formed as concentric ellipses. The distribution state may be such that the projections 2a and the projections 2b are formed.
[0045]
The direction of the head collision is in the longitudinal direction of the vehicle body, and at the time of collision, the head rolls on the hood in the longitudinal direction of the vehicle body. Therefore, in order to efficiently absorb the head collision energy, it is required that the directions of the concave portions 2a and the convex portions 2b also extend in the longitudinal direction of the vehicle body. In view of such an effect, it is convenient if the directions of the concave portions 2a and the convex portions 2b are considered to be substantially in the longitudinal direction of the vehicle body. For this reason, as shown in FIG. 7A, the concaves 2 a and the convexes 2 b are configured to be continuously distributed in a uniform shape in the longitudinal (vertical) direction of the inner panel 2. As shown in b), the recesses 2 a and the protrusions 2 b may be distributed in different shapes in the longitudinal (up and down) direction of the inner panel 2.
[0046]
(3D shape)
FIG. 9A shows a case where the cross-sectional shape is a spline shape and the wave unevenness distribution is regular, and FIG. 9B shows a case where the wave includes irregular unevenness. The front left side of the drawing is the front side of the vehicle body, and the top right side of the drawing is the driver's seat side. For the above reason, when the shape of the recesses 2a and the protrusions 2b is optimally shaped to extend in the longitudinal direction of the vehicle body, even if they are regularly continuous in the longitudinal direction, they are irregularly continuous in the longitudinal direction. This may be the case. In addition, even if the cross-sectional shape of the corrugated beads 2A to 2J (see FIGS. 3 and 4) is a folded plate shape, a shape expressed by a spline curve and a straight line, substantially the same effect can be obtained.
[0047]
(Applicable metal)
Next, as the metal used for the panel in the present invention, an Al alloy plate, a high-strength steel plate, or the like generally used is appropriately adopted. However, the resin is extremely impractical at the present practical level, because the thickness of the resin is extremely large in order to have the rigidity intended in the present invention due to properties such as material strength. It is difficult to apply to the invention panel.
In order to further reduce the weight of the vehicle body, it is preferable to use an Al alloy. The panel structure 1 for a vehicle body hood can have sufficiently high rigidity without using a high-tensile steel plate or using an aluminum alloy having a particularly high strength.
[0048]
In this regard, the Al alloy itself used for the inner panel 2 to the outer panel 4 used for the vehicle body of the present invention is generally used widely for this kind of panel, and is based on the AA or JIS standard. It is preferable to select and use a general-purpose (standard) Al alloy plate having a relatively high proof stress such as a 6000 series or a 7000 series. These Al alloy sheets are manufactured by a conventional method such as rolling, and are appropriately tempered before use.
[0049]
(Mechanism for improving rigidity)
Next, due to the presence of the corrugated beads 2A to 2J and the corrugated inner panel 2, the local bending rigidity of the panel is increased, and the inner panel 2 or the body hood panel structure 1 is formed. The mechanism for increasing the rigidity will be described below.
[0050]
First, the tension stiffness is a local stiffness with respect to a concentrated load at the center of the outer panel 4, and the concentrated load is a load that acts perpendicular to the outer panel 4 surface in the direction from the outer panel 4 to the inner panel 2.
[0051]
Next, the bending stiffness is the stiffness against the bending load on the body hood panel structure 1 shown in FIG. 10A, and the bending load is mainly applied to the front end of the body hood panel structure 1 in the vertical direction. The acting bending load Fb. The bending load Fb is set at three points, that is, the driver's seat side ends A and B of the vehicle body hood panel structure 1 and the center part C at the front end of the vehicle body, and the both ends D and E at the front end of the vehicle body. The bending stiffness Kb is a value (Kb = Fb / Ub) defined by the ratio of the bending load Fb to the displacement Ub at the load points (D and E points).
[0052]
Further, the torsional rigidity is a rigidity with respect to a torsional load on the vehicle body hood panel structure 1 shown in FIG. 10B, and the torsional load is mainly applied to the vehicle body front end side of the vehicle body hood panel structure 1 in the vertical direction ( This is the load Ft that acts from below to above). This torsional load Ft acts on three points of the driver's seat side end points A and B of the vehicle body hood panel structure 1 and the both end points E on the front end side of the vehicle body, and acts on both end points D of the front end. In the concentrated load, the torsional rigidity Kt is a value (Kt = Ft / Ut) defined by the ratio of the torsional load Ft to the displacement Ut at the load point (point D).
[0053]
Concerning these stiffnesses, first, with respect to the tensile stiffness, the panel structure 1 for a vehicle body hood incorporating the inner panel 2 having the corrugated beads 2A to 2J is compared with the cone-shaped hood structure. As the local bending stiffness increases due to the unevenness of the inner panel 2, the area of the bonding portion between the inner panel 2 and the outer panel 4 increases, and the load transmission from the outer panel 4 to the inner panel 2 is widely dispersed. Displacement is suppressed, resulting in increased tension stiffness.
[0054]
As for the flexural rigidity, the panel structure 1 for a vehicle body hood has an increased cross-sectional area effective for improving the flexural rigidity due to the corrugated shape as compared with the cone type hood structure. 1 improves the bending rigidity.
[0055]
Further, with respect to torsional rigidity, the cone-type hood structure (not shown) and the closed cross-sectional structure employed in the body hood panel structure 1 lead to an increase in torsional rigidity. It has about twice the torsional rigidity compared to the structure. However, since the unevenness at the center of the corrugated beads 2A to 2J acts in a direction to slightly reduce the torsional rigidity, the torsional rigidity of the body hood panel structure 1 is equivalent to the torsional rigidity of the cone type hood structure. Or a slightly lower value. However, in the case of the closed cross-section structure, the design conditions can be sufficiently satisfied even if the torsional rigidity is originally high and slightly reduced.
[0056]
As described above, the body structure hood panel structure 1 exceeds the cone-type hood structure in tension and bending stiffness, but slightly lower in torsional rigidity than the cone-type hood structure, but since the design conditions are sufficiently satisfied, Comprehensively, it is possible to provide the body hood panel structure 1 having high rigidity in response to the design requirement of the body hood panel structure 1.
[0057]
In the analysis model, the outer panel 4 and the inner panel 2 have been described as an example of a model having a gap of 4 mm at the bonding portion. However, in reality, an appropriate tensile rigidity of the body hood panel structure 1 is obtained. Therefore, a minimum bond is required. As a result of a separate study, in order not to hinder the rattle vibration, the contact cross-sectional shape is a relatively local area, and an extremely soft sponge-like adhesive is used to cut off the top 2c of the corrugated beads 2A to 2J. It has been confirmed that a structure that is arranged in a shape or in a dispersed manner is preferable. When the cross-sectional area of the bonding portion increases or the rigidity of the bonding material increases, the outer panel 4 and the inner panel 2 become easy to vibrate integrally, and the rattling vibration disappears, and as a result, the second acceleration wave increases. However, the HIC value tended to increase.
[0058]
(Preferable range of wavelength p and wave height h)
The effects of the wavelength and wave height of the concaves 2a and the convexes 2b on the wave beads 2A to 2J on the HIC value will be described below. The thickness of the outer panel 4 is 1 mm, and the thickness of the inner panel 2 is 0.8 mm. Regarding the analysis result of the child's head collision, from the effect of the wavelength on the HIC value and the effect of the wave height on the HIC value, the preferable range of the wavelength p effective for reducing the HIC value is the head outer diameter d. Is used, 0.7 <p / d <1.7, and the preferable range of the wave height h is 0.15 <h / d <0.3, also using the head outer diameter d.
[0059]
First, when the wavelength p is smaller than this range, the flexural rigidity in the longitudinal direction of the vehicle body (hood) of the corrugated beads 2A to 2J increases, but the flexural rigidity in the width direction of the vehicle body (hood) decreases. The rigidity of the inner panel 2 at the time of a partial collision decreases, and the HIC value increases. If the wavelength p is larger than this range, the bending stiffness in the width direction of the hood (vehicle body) increases, but the bending stiffness in the longitudinal direction of the hood (vehicle body) decreases, and the inner panel 2 at the time of head collision is reduced. The stiffness decreases and the HIC value increases. As described above, there is a suitable range for the wavelength p, and the range is preferably a value around the head outer diameter. This is because, at the time of a head collision, the structure in which the head is generally supported by one wave causes a deformation in which the head is softly received, and as a result, the HIC value is reduced.
[0060]
Next, regarding the wave height h, when the wave height h is smaller than this range, the local bending stiffness of the corrugated beads 2A to 2J is insufficient, the head collision energy cannot be absorbed, and the head collides with the rigid body surface. The HIC value increases. When the wave height h is larger than this range, the local bending stiffness of the corrugated beads 2A to 2J becomes excessively large, and the HIC value increases because the rigidity of the body hood panel structure 1 is too high. As described above, the wave height h also has a suitable range, and it is preferable that the cross-sectional shapes of the corrugated beads 2A to 2J are designed within the above-described preferable range.
[0061]
When the clearance is constant, the HIC value in the adult head collision increases as compared with the HIC value in the child head collision, but in this case, the preferred ranges of the wavelength p and the wave height h are as follows. It is thought that it is almost the same as the case of.
[0062]
(Mechanism for improving head collision resistance in pedestrian protection)
On the other hand, with regard to solving the problem of collision between the head and the hood in pedestrian protection, the corrugated beads 2A to 2J can absorb the kinetic energy of the head very well, and can significantly reduce the HIC value. is there. As described above, this has a structure in which the head is roughly supported by one wave at the time of a head collision, and deformation occurs when the head is softly received. As a result, the HIC value is reduced, and the acceleration second wave is achieved. Decrease, and the HIC value decreases. Then, at the time of a head collision, the outer panel 4 and the inner panel 2 generate a rattling vibration and disturb the head acceleration waveform, and as a result, the second acceleration wave can be greatly reduced, and the HIC value decreases. It depends on the reason.
[0063]
In addition, it is conceivable that the clearance between the outer panel 4 and the rigid body surface is insufficient, for example, when the head collides directly with the engine, but in such a case, the corrugated beads 2A to 2J may cause the inner panel 2 to lose its clearance. By providing a reinforcing plate locally in the corresponding portion and increasing the local rigidity, the collision resistance is increased, and the HIC value can be reduced with only a slight increase in weight.
[0064]
Also, by applying a flexible joining method between the outer panel 4 and the inner panel 2 and providing local bonding portions in the form of ridges or dispersed portions on the peaks (tops 2c) of the corrugated beads 2A to 2J. In the event of a head collision for pedestrian protection, the outer panel 4 and the inner panel 2 do not vibrate, and as a result, the head acceleration waveform is disturbed, and the HIC value can be reduced.
[0065]
In addition, by applying the spline type inner panel (inner panel 2), a more realistic design in consideration of the arrangement of rigid components such as an engine, a battery, and a radiator in an engine room becomes possible. In the engine room, there are rigid rigid structures such as an engine, a battery, a radiator and the like, and the design of the corrugated beads 2A to 2J requires a design in consideration of the arrangement of these components. The arrangement of these parts varies widely depending on the vehicle, and the cross-sectional shape of the inner panel 2 in the corrugated beads 2A to 2J changes from a simple and regular corrugated shape to a wavelength, a crest height and a irregular waveform. It is necessary to correct the wave shape. For this reason, it is preferable that the corrugated cross-sectional shape is a spline shape (spline-type inner panel) mainly defined by a shape function capable of expressing an arbitrary three-dimensional shape such as a spline function.
[0066]
As shown in FIG. 11, the outer panel 4, the inner panel 2 (spline-type inner panel), and the rigid structure in the engine room are represented by a cross-sectional shape of the hood (vehicle body) at a certain cross-section in the longitudinal direction. First, the positional relationship between the inner panel 2 and the rigid structure surface is such that, at the time of head collision, the trough of the wave collides with the rigid structure surface almost uniformly, and the reaction force from the rigid structure surface is a wave type bead 2A- Care should be taken to transmit the whole 2J. For this reason, in a portion B1 where the clearance between the outer panel 4 and the rigid structure surface is so small that collision between the head and the rigid structure is unavoidable, the portion is evenly supported by the spline-shaped valley portions D1 and D2. It must have a cross-sectional shape (the same applies to B2, B3 and B4). Further, in a portion A1 where there is sufficient clearance and collision does not occur with a rigid structure, the wavelength must be large and the cross-sectional shape must be such that it is uniformly supported by the corrugated valleys D2 and D3.
[0067]
If the wavelength is shortened and the number of waves is increased at this portion, the bending rigidity of the inner panel 2 in the width direction of the vehicle body decreases, the displacement in the vertical direction increases, and the head collision resistance decreases. They must be connected by one wave (similarly for A2). However, there is no problem in providing a wave having a low HIC value and within an allowable range. In the head collision at the valleys of the waves of C1, C2, C3, C4, and C5, first, the load is transmitted to the ridges (convex 2b) of the inner panel 2, and then the valleys (concave 2a) of the inner panel 2. , The head collision resistance is almost the same as when the head collides. In this manner, the spline inner panel (inner panel 2) can achieve substantially constant head impact resistance regardless of the arrangement of the rigid structure in the engine room that differs for each vehicle.
[0068]
Note that the arrangement of rigid structures in the engine room is very complicated, and the spline wave height and wavelength are flexibly changed in the vehicle width and the vehicle longitudinal direction. It becomes.
Further, for a part where the clearance is insufficient and the head collision resistance is insufficient, a reinforcing plate is attached to the inner panel 2, or locally unevenness (so-called embossing) is applied to the spline type inner panel, or a small wave is applied. By overlapping the hood (vehicle body) in the longitudinal direction, the local rigidity of the inner panel 2 can be increased, and the head collision resistance is improved.
[0069]
In addition, by applying the corrugated beads 2A to 2J in which the outer panel 4 is made of steel and the inner panel 2 is made of an aluminum alloy, it is possible to provide the light-weight and high-head collision-resistant panel structure 1 for a vehicle body hood. It is effective in adult head collisions that require high head collision resistance.
Further, by applying a cone-shaped hood structure in which the outer panel 4 is made of steel and the inner panel 2 is made of an aluminum alloy, a lightweight and head-collision-resistant body hood panel structure 1 can be provided. It is effective in adult head collisions that require collision resistance.
[0070]
Further, in the body hood panel structure 1 such as a large sedan, it is necessary to satisfy head collisions of both children and adults. Here, the lightweight and economical body hood panel structure 1 includes an outer panel. It is clarified that it is preferable to use the steel plate 4 and the inner panel 2 as the body structure hood panel structure 1 made of an aluminum alloy.
[0071]
According to Okamoto (Concept of hood design for possible reduction in head injection, 14th ESV conference, 1994), if the first acceleration wave is about 200G, the HIC value is about 1000 as an ideal head acceleration waveform. Knowledge has been obtained. As a result of the analysis, a case where the child's head collides with the steel outer panel 4 having a plate thickness of 0.7 mm substantially corresponds to this case, and the HIC value is 1000.
[0072]
The function required for the outer panel 4 is to raise the first wave of acceleration as much as possible, to minimize the vertical displacement of the head by absorbing the collision energy by the outer panel 4, and to cause the collision between the inner panel 2 and the rigid structure surface. It can be said that the second wave of acceleration is suppressed to a small value (however, the upper limit of the plate thickness is about 0.7 mm in the case of steel, and when the plate thickness is exceeded, only the first wave of acceleration at the time of child head collision is applied. , The HIC value exceeds 1000 and becomes unsuitable). In order to improve the energy absorption by the outer panel 4, the weight and the film rigidity of the outer panel 4 are required, and steel is preferable as the material in view of economic efficiency. Assuming a bending rigidity equivalent to that of steel, an aluminum alloy that can be reduced in weight is conversely a neck due to its light weight, and is unsuitable as an outer panel material.
[0073]
On the other hand, the function required for the inner panel 2 is to absorb the remaining collision energy of the collision energy consumed in the collision between the head and the outer panel 4 and to generate acceleration caused by a reaction force from a rigid structure such as an engine. The purpose is to keep the second wave small. Assuming the corrugated beads 2A to 2J, if the head is deformed until it comes into contact with the rigid body surface, the HIC value greatly exceeds 1000. Therefore, the function required for the inner panel 2 is based on the bending deformation of the inner panel 2. The purpose is to absorb the remaining collision energy sufficiently within a predetermined clearance. In this case, an aluminum alloy that is lightweight and has high bending rigidity is suitable as a material. For these reasons, in the body hood panel structure 1 such as a large sedan which needs to satisfy both head collisions of both children and adults, the outer panel 4 is made of steel and the inner panel 2 is made of aluminum alloy. The structure including the mold beads 2A to 2J becomes the lightweight and economical body hood panel structure 1.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, the panel structure for a vehicle body hood according to the present invention has the following excellent effects.
The inner panel provided with the corrugated bead of the present invention according to any one of claims 1 to 7, and the panel structure for a vehicle hood using the same, from the viewpoint of weight reduction of the panel structure for a vehicle hood, The tensile rigidity of the structure can be remarkably increased, and sufficient torsional rigidity and bending rigidity can be obtained. In addition, from the viewpoint of pedestrian protection, the HIC value can be reduced even if the clearance between the outer panel and the rigid structure is small, and the HIC value is substantially uniform regardless of the collision area with the body hood panel structure. It is possible to provide a panel structure for a vehicle body hood that is excellent in head collision resistance and can sufficiently reduce the HIC value even with a hood made of.
[0075]
Furthermore, regarding pedestrian protection, the impact resistance in the event of a collision between the head and the body hood panel structure can be increased, safety can be improved, and the HIC value can be reduced even when the head travel distance is short, In addition, the HIC value is substantially uniform regardless of the collision portion with the body hood panel structure, and the HIC value can be sufficiently reduced even with the body hood panel structure provided with the aluminum alloy plate.
[0076]
Moreover, the panel structure for the body hood has a simple structure in which the inner panel is a corrugated bead as described above, and the tension and bending stiffness are increased without increasing the thickness of the inner panel as in the past. Weight can be reduced. Further, the press forming from the flat panel to the corrugated panel is easy, and the production of the inner panel itself is easy.
[0077]
Further, the panel structure for the body hood is such that when an impact that deforms the inner panel occurs, when a portion projecting below the corrugated bead contacts a rigid structure, for example, an engine, It is possible to reliably secure a space that is a deformation range from a part projecting downward to a part projecting upward, and it is possible to reduce head impact.
[0078]
According to the panel structure for a vehicle body hood according to the third aspect, a corrugated bead whose cross-sectional shape is expressed by a spline shape and a straight line can increase the static rigidity of the hood, and also enables a head collision in pedestrian protection. Head acceleration can be reduced.
The panel structure for a vehicle body hood according to claim 4, wherein the plurality of corrugated beads are concentric with respect to a direction parallel or oblique to the longitudinal direction of the panel structure or substantially at the center of the panel structure. The corrugated beads provided in the array selected from the combination of the double corrugated shape can increase the static rigidity of the hood and reduce the head acceleration in the event of a head collision in pedestrian protection it can.
[0079]
The panel structure for a vehicle body hood according to claim 6 and claim 7, wherein the corrugated bead whose wave height and wavelength fall within a suitable range significantly reduces the HIC value and is excellent in head collision resistance. Can be provided. The reinforcing plate provided on a part of the inner panel can provide a body hood panel structure capable of locally improving the head collision resistance of a portion where the clearance between the outer and the rigid body surface is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a body hood panel structure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a body hood panel structure according to the present invention.
FIGS. 3 (a), (b), (c), (d), and (e) are schematic views schematically showing positions of flat portions in a corrugated beat of the vehicle body hood panel structure according to the present invention. It is.
FIGS. 4 (a), (b), (c), (d), and (e) are schematic views schematically showing positions of flat portions in a corrugated beat of the vehicle body hood panel structure according to the present invention. It is.
FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams showing a distribution state of unevenness in a corrugated beat of the body hood panel structure according to the present invention.
6 (a) and 6 (b) are schematic diagrams showing a distribution state of irregularities in a corrugated beat of the panel structure for a vehicle body hood according to the present invention.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams showing a distribution state of irregularities in a corrugated beat of the vehicle body hood panel structure according to the present invention.
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams showing a distribution state of irregularities in a corrugated beat of the body hood panel structure according to the present invention.
FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams schematically showing a three-dimensional state of irregularities in a corrugated beat of the vehicle body hood panel structure according to the present invention.
FIGS. 10A and 10B are schematic diagrams illustrating a state in which a panel structure for a vehicle body hood according to the present invention is subjected to bending load and torsion load on an inner panel.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an impact state on each part of the inner panel and the outer panel in a state where the panel structure for a vehicle body hood according to the present invention is mounted on the vehicle body side.
12 (a) and (b) are schematic views of a corrugated hood structure using a conventional corrugated in.
[Explanation of symbols]
1 Panel structure for body hood
2 Inner panel
2a @ concave
2b @ convex
2c @ top
2A @ wave type bead
3 Flat area
4 Outer panel
7 resin layer

Claims

A body structure hood panel structure in which an outer panel and an inner panel are joined to form a joined cross-sectional structure via a space, wherein the inner panel faces the outer panel at a position facing the outer panel. A body structure hood panel structure, comprising: a corrugated bead having irregularities in a direction, wherein the corrugated bead has a flat portion on at least one of the irregularities.

The corrugated bead is characterized in that at least one of the recesses protruding downward is disposed facing a rigid structure disposed on a vehicle body side facing the inner panel. Item 2. A panel structure for a vehicle body hood according to Item 1.

The body structure hood panel structure according to claim 1 or 2, wherein the corrugated bead has a shape represented by a curved portion and a straight line portion represented by a spline function.

The corrugated beads are provided in an array selected from a parallel or oblique direction to the longitudinal direction of the panel structure, or a concentric circle with respect to substantially the center of the panel structure, or a double wave shape which is a combination thereof. The body structure hood panel structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:

The vehicle body hood panel structure according to any one of claims 1 to 4, wherein one of the outer panel and the inner panel is made of an aluminum alloy or a steel metal.

The wave type bead has a length that satisfies 0.7 <p / d <1.7, where p is the wavelength when the unevenness is the wavelength, and d is the outer diameter of the pedestrian's head. The panel structure for a vehicle body hood according to any one of claims 1 to 5, wherein the panel structure is configured to be configured as follows.

The wave type bead has a wave height of h when its unevenness is a wavelength and a length of the head that satisfies 0.15 <h / d <0.3 when its pedestrian's head outer diameter is d. The panel structure for a vehicle body hood according to any one of claims 1 to 6, wherein the panel structure is configured to be as follows.