车辆用发动机罩板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆用发动机罩板。本发明尤其是涉及碰撞时的行人保护性能以及车辆的前表面碰撞性能优良的车辆用发动机罩板。此外，本发明涉及行人头部碰撞性能优良的车辆用发动机罩板，并且涉及能够低成本地确保闩眼正上方的抗凹陷性的车辆用发动机罩板。
【背景技术】
[0002]首先，说明第I现有技术。以往，在车辆的前部具备发动机罩的汽车中，车辆用发动机罩板由外板、内板以及其他的加强件等构成，为了较高地确保车辆用发动机罩板的刚性以及强度，使用将外板和内板以隔开空间的方式接合而得到的车辆用发动机罩板。
[0003]在以往的车辆用发动机罩板中，为了较高地确保其刚性等机械性能，并且为了使与行人碰撞时的行人保护性能提高，提出有各种技术。
[0004]例如专利文献I中，提出有如下结构:在内板的中央附近相互平行地形成多根帽檐型的加强筋，确保车辆用发动机罩所要求的抗凹陷性以及伸展刚性，并且使与行人碰撞时的行人保护性能提高。
[0005]关于行人保护性能的评价，一般使用根据碰撞时的加速度-时间波形计算出的HIC值，HIC值越小，越难以产生在碰撞时对行人头部造成的伤害。因此，如上所述，期望在确保抗凹陷性以及伸展刚性的基础上降低该HIC值的发动机罩结构。
[0006]在头部碰撞到发动机罩板的中央附近时的典型的加速度波形为:在碰撞初期，头部接触到发动机罩板时产生第I波，之后，在被头部按压的发动机罩板向车辆下方移动并与配置在板的下部的发动机等内置部件接触时产生第2波。
[0007]而且，为了降低HIC值，减小加速度第2波是特别有效的。为此，在头部碰撞时，需要在发动机罩板与内置部件接触前吸收碰撞能量，期望充分地确保发动机罩板与内置部件之间的间隙。
[0008]但是，若考虑到将汽车所需要的部件配置在有限空间的发动机罩下这一情况，大多难以充分地确保发动机罩板与内置部件之间的间隙。
[0009]因此，期望如下的发动机罩结构:尽可能增大头部碰撞时的加速度第I波，使碰撞初期的能量吸收量增大，由此降低变形行程，或者减小发动机罩接触到内置部件时的加速度第2波。
[0010]如专利文献I所公开的那样，通过在内板上相互平行地形成多根加强筋，能够提高内板的弯曲刚性，抑制行人头部发生碰撞时的内板的弯曲变形，并且使冲击负荷广泛地分散到板。由此，在行人的头部发生碰撞时，能够增加板位移的面积、即惯性重量，与未设置加强筋的情况相比，能够增大头部碰撞时的加速度第I波。此外，由于形成为帽檐型的加强筋在与内置部件接触时容易发生打开变形，因此也能够减小加速度第2波。
[0011]因此，除了上述的专利文献I之外，还提出有各种在内板设置加强筋的技术。例如，在专利文献2至5中，公开了将帽檐型的加强筋以沿车辆的前后方向延伸的方式形成的内板，并公开了将加强筋的纵壁设成阶梯形状(专利文献2)、变更加强筋的底部深度(专利文献3)、在加强筋之间设置切口(专利文献4)的内板。此外，由于在碰撞到车辆的行人为孩子的情况下，大多碰撞到发动机罩板的前方，在碰撞的行人为大人的情况下，大多碰撞到发动机罩板的后方，因此还公开了将设置于内板的帽檐型的加强筋设成在车辆的前后方向不同的形状的技术(专利文献5)。
[0012]此外，在专利文献6中，公开了以加强筋间的距离朝向车辆的后方变宽的方式，使多根加强筋相对于车辆的前后方向倾斜进行配置的结构。
[0013]另一方面，作为车辆用发动机罩板，除行人保护性能之外还存在许多应满足的设计条件。例如，在车辆彼此发生前表面碰撞的情况下，需要使发动机罩板以侧视下弯曲成<字状(日文)的方式变形来吸收冲击，防止板等进入到车内。在专利文献7以及8中，公开了如下技术:利用沿车辆左右方向延伸的其他加强筋(称为冲撞加强筋)连结沿车辆前后方向延伸的加强筋彼此，并利用凸缘连结相邻的加强筋之间，由此使前表面碰撞时的发动机罩板的弯曲变形变得容易。
[0014]此外，在专利文献9至13中，公开了将帽檐型加强筋以沿车辆左右方向延伸的方式形成的内板，并公开了使前表面碰撞时的发动机罩板的弯曲变形变得容易的技术。
[0015]接着，说明第2现有技术。在车体前部具备发动机罩的汽车等车辆中，该发动机罩具备:外板、配置在外板的下表面侧的内板、以及配置在外板与内板之间的加强件。而且，为了确保发动机罩自身的刚性以及强度，外板和内板采取隔着空间的闭合截面结构进行接合，在其内部，设置有多个加强件。
[0016]近年来，关于发动机罩板，除了发动机罩刚性、抗凹陷性以及伸展刚性等之外，也要求能够降低行人头部发生碰撞时的伤害值的结构。为了评价该行人保护性能，一般使用根据碰撞时的加速度-时间波形而计算出的HIC值，HIC值越小，越难以产生对行人头部造成的伤害。也就是说，谋求在确保了作为发动机罩的强度的必要条件的基础上降低HIC值的发动机罩结构。此外，为了确保配置在发动机罩下侧的发动机等各种功能部件的布局自由度，也期望能够减小上述部件与发动机罩下表面之间的间隙的发动机罩结构。
[0017]头部碰撞到发动机罩时的加速度波形一般为如下形态:在头部接触到发动机罩的外板时产生第I波，之后，通过与配置在发动机罩下的部件的接触而产生加速度第2波。而且，为了降低HIC值，最有效的是减小加速度第2波，理想的是充分地确保发动机罩底面与配置在其下部的部件之间的间隙。但是，如上所述，若考虑欲减小该间隙这一要求，则还需要增大加速度第I波，减小能量吸收行程自身。
[0018]为了确保内板自身的刚性，在发动机罩的内板的外周部以大致环状设置有凹部。近年来，针对行人保护的要求变得更加严格，即使在行人头部碰撞到与发动机罩外周部相接的内板的凹部附近的情况下，也需要确保规定的行人保护性能。
[0019]尤其是在发动机罩的前侧，与锁定部正上方的抗凹陷性相关的要求性能相比其他部位也较严格，因此，一般进行如下设置:在设置于内板的发动机罩前侧凹部的锁定部附近，将称为凹陷加强件的加强件与外板接近进行设置，从而实现确保外板的伸展刚性以及抗凹陷性、和提尚彳丁人保护性能这两者的并存(专利文献14、15)。
[0020]上述结构中，通过对凹陷加强件和外板进行玛碲脂接合，从而缩短外板的支承点间隔，并抑制外板单体中的变形，由此能够实现抗凹陷性以及伸展刚性的下降，并且实现防止因头部碰撞时的变形阻力减少而引起的加速度第I波的下降。而且，在上述结构中，大多情况下，在内板的下表面侧设置有接合闩眼的锁定加强件，从而确保锁定部的强度以及刚性。
[0021]然而，上述结构使用两个加强件，从而存在部件个数增加且成本上升这一问题点。
[0022]于是，以削减部件个数为目的，还提出有如下结构:将配置在发动机罩下表面侧的锁定加强件向车辆上方延长而废弃凹陷加强件，并且对锁定加强件与外板进行玛碲脂接合，由此来确保抗凹陷性(专利文献16、17、18)。
[0023]但是，针对锁定加强件，需要确保锁定部的强度以及刚性，与内板以及所述凹陷加强件等相比，需要增加板厚。因此，存在以下问题点:在行人头部发生碰撞时，难以弯曲对与外部接合的接合面和接合闩眼的内板下表面进行连接的腿部，使头部碰撞时的加速度增加，由此头部阻碍值(HIC值)变差。
[0024]于是，为了使确保锁定部的强度以及刚性和行人保护性能这两者并存，还提出有如下结构:在供行人头部碰撞的车辆后方侧的加强筋部使用薄壁材料，对接合闩眼的内板的部分以及闩眼支承部使用厚壁材料(专利文献19、20、21)。
[0025]但是，在这样的结构中，部件个数会增加，无法解决成本上升的问题。
[0026]因此，相反地还使用有如下的结构:将锁定加强件与内板的车辆下侧的部分接合，将比锁定加强件薄的内板配置在闩眼上，并且对该内板与外板进行玛碲脂接合，由此来确保抗凹陷性能以及行人保护性能(专利文献22、23、24、25)。
[0027]图31是表示该以往的车辆用发动机罩的仰视图。外板201与内板202重叠且相互固定，在内板202形成有沿车辆宽度方向延伸的加强筋231，在这些加强筋231之间，设置有与外板201接合的接合面、即玛碲脂接触面232。支承闩眼206的锁定加强件205在车辆前端部与内板202的下表面接合进行固定。
[0028]在先技术文献:
[0029]专利文献:
[0030]专利文献1:日本特开2003-205866号公报
[0031]专利文献2:日本特开2005-96512号公报
[0032]专利文献3:日本特开2008-24185号公报
[0033]专利文献4:日本特开2004-217008号公报
[0034]专利文献5:日本特开2005-96608号公报
[0035]专利文献6:日本特开2006-315555号公报
[0036]专利文献7:日本特开2005-75163号公报
[0037]专利文献8:日本特开2005-239092号公报
[0038]专利文献9:日本特开2005-145224号公报
[0039]专利文献10:日本特开2006-273198号公报
[0040]专利文献11:日本特开2009-90935号公报
[0041]专利文献12:日本特开2008-30574号公报
[0042]专利文献13:日本特开2010-116074号公报
[0043]专利文献14:日本特许第4292549号公报
[0044]专利文献15:日本特开2007-98963号公报
[0045]专利文献16:日本特开2007-185996号公报
[0046]专利文献17:日本特开2008-296793号公报
[0047]专利文献18:日本特许第3956833号公报
[0048]专利文献19:日本特开2007-69643号公报
[0049]专利文献20:日本特开2008-68795号公报
[0050]专利文献21:日本特许第4479844号公报
[0051]专利文献22:日本特许第3800601号公报
[0052]专利文献23:日本特开2005-75176号公报
[0053]专利文献24:日本特开2008-247394号公报
[0054]专利文献25:日本特许第4395597号公报
【发明内容】
[0055]发明要解决的问题
[0056]然而，上述第I现有技术中存在以下那样的问题点。即，如专利文献I至8所公开的那样，在将加强筋以沿车辆的前后方向延伸的方式形成的情况下，存在加强筋相对于前表面发生碰撞时的碰撞负荷的变形刚性较高、加强筋难以弯曲变形这一问题点。为了改善该问题点，例如进行有提高冲撞加强筋的高度，从而促进前表面碰撞时的弯曲变形。但是，在提高了冲撞加强筋的高度的情况下，存在当行人的头部发生碰撞时，发动机罩板也容易以冲撞加强筋为起点发生弯曲变形这一问题点。即，在因头部碰撞引起的加速度第I波的峰值后，加速度急剧下降，碰撞初期的能量吸收量减小，能量吸收行程变长，HIC值增大(行人保护性能下降)。
[0057]为了解决与该前表面碰撞相关的问题点，如专利文献9至13的技术那样，将加强筋形成为沿车辆左右方向延伸即可。然而，在专利文献9的内板中，由于将加强筋形成为延伸至车辆左右方向的两侧部间，因此与在沿车辆前后方向延伸的加强筋之间设置冲撞加强筋或者凸缘等的情况相同，当行人的头部发生碰撞时，发动机罩板在侧视下容易弯曲变形为 < 字状，在因头部碰撞引起的加速度第I波的峰值后，加速度急剧下降，板中的能量吸收量减小，HIC值增大。
[0058]为了抑制行人发生碰撞时的发动机罩板的弯曲变形，在专利文献10中，设置有用于抑制在加强筋的内板侧的上缘部发生打开变形的形状冻结加强筋，使得加强筋在车辆前后方向不容易打开变形。为了抑制行人发生碰撞时的加强筋的打开变形，例如如专利文献11所公开那样，还采用以曲面连接加强筋的上缘部与同外板接合的接合面。但是，在专利文献10以及11中，在车辆宽度方向或者车辆前后方向上一律以同样的形状形成设置于内板的加强筋，并非考虑了头部碰撞时的行人保护性能在车辆宽度方向上变得不均等这一情况的形状。
[0059]为了抑制行人发生碰撞时的发动机罩板的弯曲变形，在专利文献12以及13中，在内板的中央设置有与外板接合的接合面，并且在该接合面的内侧形成有沿车辆左右方向延伸的加强筋。
[0060]图28是表示上述专利文献12以及13所公开的以往的车辆用发动机罩板的图。需要说明的是，为了容易理解内板的结构，利用双点划线来表示外板。如图28所示，以往的车辆用发动机罩板10由内板11和外板12构成，例如内板11的外缘部通过卷边加工而与外板12的外缘部接合。如图28(a)所示，在内板11的中央，形成有与外板12进行玛碲脂接合的玛碲脂接触面11a，并以包围其周围的方式形成有纵壁14。而且，如图28(b)以及图28(c)所示，在玛碲脂接触面Ila与外板12之间涂敷有例如由环氧树脂或者改性有机硅树脂等构成的玛碲脂粘着剂13，将玛碲脂接触面Ila与外板12接合。此外，在内板11，以被玛碲脂接触面Ila包围地从玛碲脂接触面Ila的端缘向下方延伸出且沿车辆左右方向延伸的方式并排设置有剖面为凹状的多根加强筋lib。即，在各加强筋Ilb的周围，设置有纵壁Ilc以及lld，各加强筋Ilb的底部和玛碲脂接触面Ila通过车辆前方侧和后方侧的纵壁11c、以及车辆左右方向端部的侧部纵壁Ild而连接。在以往的车辆用发动机罩板10中，连接各加强筋Ilb的底部与玛碲脂接触面Ila的车辆前方侧以及后方侧的端缘的两处纵壁Ilc由平面构成，并以在俯视下沿车辆左右方向延伸的方式，被设置成直线状。此外，连接加强筋Ilb的底部与玛碲脂接触面的车辆左右方向的两个端缘的侧部纵壁Ild例如由连结车辆前方侧的纵壁Ilc与车辆后方侧的纵壁Ilc这样的弯曲面构成。此外，在以往的车辆用发动机罩板10中，如图30(b)以及图30(c)所示，以往的发动机罩板10中，各加强筋Ilb还存在底部距玛碲脂接触面Ila的深度在车辆前后方向以及车辆左右方向上均等的情况。
[0061]S卩，在图28所示的以往的车辆用发动机罩板10中，在比加强筋Ilb的侧部纵壁Ild靠车辆左右方向的外侧，形成有与外板12接合的玛碲脂接触面11a，在行人碰撞到面板时，施加给发动机罩板10的应力经由加强筋Ilb而沿车辆左右方向传播，并且，经由设置在各加强筋的车辆左右方向端部的侧部纵壁lld，向玛碲脂接触面Ila传播。然后，应力还经由玛碲脂接触面Ila以及其周围的纵壁14，沿车辆前后方向传播，由此，能够增大加速度第I波的峰值。此外，在车辆左右方向的加强筋Ilb的端部，以连结各加强筋Ilb且沿车辆前后方向延伸的方式设置有玛碲脂接触面11a，因此尤其是在行人碰撞到加强筋Ilb的端部附近时，能够防止产生极端的弯曲变形。另外，帽檐型的各加强筋Ilb在接触到车辆的内置物时容易破损，由此，能够增大碰撞能量的吸收量，能够减小加速度第2波的峰值。
[0062]在这样的发动机罩板中，存在以下问题点。S卩，在如图28所示的以往的发动机罩板中，使碰撞能量沿车辆的前后方向传播的结构是:设置于加强筋Ilb的车辆左右方向的端部的侧部纵壁lld、通过侧部纵壁Ild而与加强筋Ilb的底部连接的玛碲脂接触面Ila中的车辆左右方向的端部区域、以及包围玛碲脂接触面Ila的周围的纵壁14中的车辆左右方向的端部区域。这样，在使传播碰撞时的应力的结构偏向车辆左右方向的端部地设置的情况下，存在有在车辆左右方向中央部和端部处发动机罩板的行人保护性能不同这一问题点。S卩，如图29(b)所示，在加强筋的侧部纵壁Ild附近(图29(a)中的I部)，由于包围侧部纵壁Ild以及玛碲脂接触面的纵壁14的刚性，在行人碰撞时变形加速度增大，变形行程缩短，加速度第I波的峰值后的变形加速度的急剧下降受到抑制。另一方面，在发动机罩板的车辆左右方向的中央附近(图29中的H部)，距离使碰撞能量沿车辆的前后方向传播的侧部纵壁Ild以及玛碲脂接触面Ila的周围的纵壁14的距离较大，此外，在车辆的前方侧以及后