专利名称：车辆用机罩结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种被应用于汽车等的车辆中的车辆用机罩结构。
背景技术：
在车辆用机罩结构中，已知一种在机罩外板上结合有机罩内板的结构，并且存在为了机罩结构的轻量化而在机罩外板以及机罩内板中使用铝合金的情况。从保护行人的观点出发，在这种结构中存在如下情况，即，在机罩内板上以波形而形成有多个凸条，且该多个凸条以车身前后方向为长度方向而并列设置。在这种机罩内板中，例如应用了如下的结构，即，通过大致以头部外径为基准，将波形内板 的波长P设定为该头部外径前后的值，从而在头部碰撞时，通过大致一个波来支承头部(例如，参照专利文献I中的第
段)。专利文献I :日本特开2003-205866号公报
发明内容
但是，在该结构中，由于机罩内板对机罩外板的支承间隔较大，因此在确保机罩外板的刚性这一点上还存在改善的余地。即，认为通过进一步提高机罩外板的刚性，从而与现有结构相比可进一步增大由机罩外板实现的碰撞初期的能量吸收量。此外，例如在如下的这一点上也存在改善的余地，即，当在多个凸条之间的上方侧碰撞体(头部冲击器)发生了碰撞时，使碰撞体经由机罩外板而与机罩内板接触的时刻提前的这一点。即，认为通过使碰撞体经由机罩外板而与机罩内板接触的时刻进一步提前，从而与现有结构相比，能够进一步增大碰撞初期的能量吸收中的机罩内板的影响。而且，例如在如下的这一点上存在改善的余地，即，当在单个的凸条的顶部的上方侧碰撞体发生了碰撞时，使单个凸条的顶部变形的时间缩短的这一点。即，认为通过进一步缩短单个凸条的顶部变形的时间，从而与现有结构相比，能够使较大的剖面变形难以产生。如上所述，在该现有结构中，在提高由机罩实现的能量吸收量的这一点上存在改善的余地。考虑到上述事实，本发明的目的在于，得到一种能够提高碰撞体碰撞时的能量吸收性能的车辆用机罩结构。用于解决课题的方法本发明的第一方式所涉及的车辆用机罩结构具有机罩外板，其构成机罩的外板；机罩内板，其相对于所述机罩外板而被配置在机罩下方侧并结合于所述机罩外板，且构成机罩的内板，所述机罩内板上形成有，交替设置有凸部和凹部从而被设定为波形形状的波状部，其中，所述凸部被设定为相对于所述机罩外板侧凸出的凸形状，所述凹部被设定为相对于所述机罩外板侧凹陷的凹形状，在所述波形形状的剖面中，相对于多个所述凸部中的、除了两端之外的任意的凸部，在其两侧分别邻接而形成的凸部的顶部彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器的外径，其中，所述头部冲击器的外径为165mm0根据本发明的第一方式所涉及的车辆用机罩结构，构成机罩的内板的机罩内板相对于构成机罩的外板的机罩外板而被配置在机罩下方侧并结合于机罩外板。此外，被形成在机罩内板上的波状部上交替设置有凸部和凹部从而成为波形形状，其中，所述凸部被设定为相对于机罩外板侧凸出的凸形状，所述凹部被设定为相对于机罩外板侧凹陷的凹形状。因此，机罩内板的刚性较高，并对其弹性变形等所需的能量进行吸收。此处，在波形形状的剖面中，相对于多个凸部中的、除了两端之外的任意的凸部，在其两侧分别邻接而形成的凸部的顶部彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器的外径(165_)。因此，由于机罩内板对机罩外板的支承间隔缩窄，因此易于确保机罩外板的刚性，并且当机罩外板的刚性提高时，由机罩外板而实现的碰撞初期的能量吸收量也将增大。此外，当例如作为碰撞体的头部冲击器在机罩内板的顶部之间的上方侧与机罩外板发生了碰撞时，头部冲击器将从机罩外板开始弯曲起在较早的阶段内，经由机罩外板而与机罩内板接触并被支承。由此，提高了碰撞初期的能量吸收中的机罩内板的贡献度。而且，即使在例如头部冲击器在机罩内板的单个顶部的上方侧与机罩外板发生了碰撞的情况下，头部冲击器也会至少在碰撞后期经由机罩外板而与多个顶部接触并被支承。由此，缩短了单个的凸部弯曲的时间而抑制了凸部的剖面变形，且能够增大碰撞后期的 能量吸收量。本发明的第二方式为，在第一方式所涉及的车辆用机罩结构中，在所述凸部的顶部上形成有平坦部，在所述波形形状的剖面中，所述平坦部以及在该平坦部的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于所述头部冲击器的外径，其中，所述头部冲击器的外径为165_。根据本发明的第二方式所涉及的车辆用机罩结构，由于在凸部的顶部上形成有平坦部，因此与在凸部的顶部上未形成有平坦部的情况相比，提高了机罩内板的截面系数。此夕卜，由于在波形形状的剖面中，平坦部以及在该平坦部的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部这三者的宽度尺寸之和(即，平坦部与其两侧的凹部开口部的各个宽度尺寸之和)被设定为，小于头部冲击器的外径(165mm),因此当碰撞体经由机罩外板而与机罩内板的上方侧发生了碰撞时，机罩内板将在通过机罩外板而稳定地对碰撞体进行支承的同时发生变形，从而实现能量吸收。由此,增大了由机罩内板实现的能量吸收量。本发明的第三方式为，在第一方式或第二方式所涉及的车辆用机罩结构中，所述波状部中的波形形状的波长P被设定为，70_ < P < 88_。根据本发明的第三方式所涉及的车辆用机罩结构，由于波状部中的波形形状的波长P被设定为，70_ ^ P ^ 88mm,因此对于波状部而言,能够在将波形形状的波长p设定得较短的同时，通过冲压成形来确保波形形状的高度，从而能够实现刚性的进一步的提高。此处，通过确保波状部的刚性，从而能够提高被波状部支承的机罩外板的刚性，并且与使机罩内板对能量吸收的贡献提前的情况相结合，从而从头部冲击器的碰撞初期起实现了较大的能量吸收。此外，通过确保波状部的刚性，从而使机罩内板的剖面变形难以产生，并且在头部冲击器的碰撞后期也实现了较大的能量吸收。由此，进一步提高了由机罩实现的行人保护性能。本发明的第四方式为，在第一方式至第三方式中的任意一个方式所涉及的车辆用机罩结构中，在所述凹部的底部上形成有脆弱部。根据本发明的第四方式所涉及的车辆用机罩结构，由于在凹部的底部上形成有脆弱部，因此在碰撞体与机罩碰撞而使机罩内板与其下方侧的部件相接时，机罩内板将比较容易地通过脆弱部而发生变形。本发明的第五方式为，在第一方式至第四方式中的任意一个方式所涉及的车辆用机罩结构中，所述凸部沿着相对于机罩前后方向而平行的方向或倾斜的方向形成。根据本发明的第五方式所涉及的车辆用机罩结构，由于凸部沿着相对于机罩前后方向而平行的方向或倾斜的方向形成，因此提高了机罩内板在机罩前后方向或相对于机罩前后方向而倾斜的方向上的刚性。由此，提高了对于碰撞体的碰撞的、机罩内板的刚性，且增大了由机罩内板实现的能量吸收量。本发明的第六方式为，在第一方式至第四方式中的任意一个方式所涉及的车辆用机罩结构中，所述凸部以机罩的俯视观察时的中央部侧为中心被形成为同心圆状、或者从所述中央部侧起被形成为放射状。
根据本发明的第六方式所涉及的车辆用机罩结构，由于凸部以机罩的俯视观察时的中央部侧为中心被形成为同心圆状、或者从中央部侧起被形成为放射状，因此提高了相对于碰撞体的碰撞的、机罩内板的刚性。因此，当碰撞体通过机罩外板而与机罩内板的上方侧发生了碰撞时，由机罩内板而实现的能量吸收量将增大。本发明的第七方式为，在第一方式至第六方式中的任意一个方式所涉及的车辆用机罩结构中，所述波状部中的至少一部分被形成在，与所述机罩所覆盖的发动机舱的内部的刚体物面对的位置处。根据本发明的第七方式所涉及的车辆用机罩结构，由于机罩内板的波状部中的至少一部分被形成在，与机罩所覆盖的发动机舱的内部的刚体物面对的位置处，因此提高了机罩内板的、刚体物的车辆上方侧的部位的刚性。因此，由于当碰撞体在刚体物的车辆上方侧与机罩发生了碰撞时，冲击能量通过波状部而被吸收，因此抑制了碰撞体的侵入量。发明效果如以上所说明的那样，根据本发明的第一方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，即，能够提高碰撞体的碰撞时的能量吸收性能。根据本发明的第二方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，S卩，通过在凸部的顶部上形成有平坦部，从而能够进一步提高由机罩内板实现的能量吸收性能。根据本发明的第三方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，即，通过在波状部中将波形形状的波长P设定得较短的同时还能够确保波形形状的高度，从而能够实现波状部的刚性的进一步的提高，并能够进一步提高由机罩内板实现的能量吸收性能。根据本发明的第四方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，S卩，通过在凹部的底部上形成有脆弱部，从而能够在碰撞体与机罩碰撞而使机罩内板与其下方侧的部件相接时，使机罩内板较为容易地发生变形。根据本发明的第五方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，S卩，通过沿着相对于机罩前后方向而平行的方向或倾斜的方向形成有凸部，从而能够进一步提高由机罩内板实现的能量吸收性能。根据本发明的第六方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，S卩，通过使凸部以机罩的俯视观察时的中央部侧为中心被形成为同心圆状、或从中央部侧起被形成为放射状，从而能够进一步提高由机罩内板实现的能量吸收性能。
根据本发明的第七方式所涉及的车辆用机罩结构，具有如下的优异效果，S卩，通过使波状部中的至少一部分被形成在，与发动机舱的内部的刚体物面对的位置处，从而提高由机罩内板实现的、在刚体物的车辆上方侧的能量吸收性能，其结果为，能够缩小机罩与刚体物之间的间隙。
图I为表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构的车辆前部的俯视图。图2A为表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩的俯视图(以对机罩外板等进行了透视的状态进行表示)。图2B为以沿着图2A的2B-2B线切断了的状态进行表示的剖视图。图3为以沿着机罩宽度方向切断了的状态对应用了本发明的第一实施方式所涉 及的车辆用机罩结构的机罩进行表示的剖视图。图4为以沿着图I的4-4线切断了的状态进行表示的剖视图。图5A为表不头部冲击器在机罩内板的顶部之间的上方侧与机罩外板发生了碰撞的状态的剖视图。图5B为表示机罩外板从图5A的状态起弯曲了的状态的剖视图。图6A为表示头部冲击器在机罩内板的单个的顶部的上方侧与机罩外板发生了碰撞的状态的剖视图。图6B为表示机罩外板从图6A的状态起弯曲了的状态的剖视图。图6C为表示机罩外板从图6B的状态起进一步弯曲了的状态的剖视图。图7为本发明的第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构以及对比结构的G-S线图。图8为表示使头部冲击器与本发明的第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构以及对比结构所涉及的机罩碰撞时的HIC值以及侵入量的图表。图9为表不使头部冲击器与机罩碰撞时的头部侵入量与波闻之和、与波距之间的关系的图表。图10为利用波高与波距之间的成形临界点而进行表示的图表。图IlA为表示应用了本发明的第二实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩中的机罩内板的一部分的立体图。图IlB为表示机罩内板从图IlA的状态起弯曲了的状态的立体图。图12A为表示头部冲击器与应用了本发明的第二实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩发生了碰撞的状态的剖视图。图12B为表示机罩从图12A的状态起进一步弯曲而使机罩内板与发动机舱的内部的刚体物抵接了的状态的剖视图。图13为表示在机罩内板的底部上形成有长孔的机罩、以及未形成有所述长孔的机罩的各自的G-S特性的G-S线图。图14为表示应用了本发明的第三实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩的俯视图(以对机罩外板等进行了透视的状态进行表示)。
图15为表示应用了本发明的第四实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩的俯视图(以对机罩外板等进行了透视的状态进行表示)。图16为表不应用了本发明的第五实施方式所涉及的车辆用机罩结构的机罩的俯视图(以对机罩外板等进行了透视的状态进行表示)。
具体实施例方式[第一实施方式]使用图I 图10，对本发明的第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构进行说明。另外，在这些图中适宜示出的箭头标记FR表示车辆前方侧,箭头标记UP表示车辆上方侧，箭头标记W表示车辆宽度方向。此外，在机罩闭合状态下，将机罩前后方向设定为与车辆前后方向相同的方向，将机罩上下方向设定为与车辆上下方向相同的方向，将机罩宽度方向设定为与车辆宽度方向相同的方向。
在图I中，通过俯视图而图示了应用了本实施方式所涉及的车辆用机罩结构的车辆前部。如图I所示，在汽车(车辆)10的车辆前部IOA上，配置有以能够开闭的方式覆盖发动机舱12的机罩(发动机机罩)14。在被机罩14所覆盖的发动机舱12的内部,配置有动力单元等的刚体物12A (参照图2B)。机罩14米用金属制(在本实施方式中为招合金制),并且与一般的机罩相同地,与机罩前后方向的尺寸相比机罩宽度方向的尺寸被设定得较长。在机罩14的机罩前后方向上的后端部上，配置有铰链(省略图示)，由此，机罩14能够绕铰链(省略图示)的机罩宽度方向上的轴而进行旋转移动、即能够进行开闭。另外，机罩14通过被设置于铰链(省略图示)侧的铰链加固件(省略图示)等的加固部件(在广义上为，作为“机罩附属部件”而被掌握的要素。)而被局部加固。在图2A中，通过对机罩外板16 (参照虚线)等进行了透视的状态的俯视图而图示了机罩14，在图2B中，图示了沿着图2A的2B-2B线切断了的状态的剖视图。这些图中所示出的机罩14以包括机罩外板16和机罩内板18的方式构成,其中,所述机罩外板16构成机罩14的外板并沿着大致车辆前后方向而延伸，所述机罩内板18相对于该机罩外板16而被配置在机罩下方侧并结合于机罩外板16,且构成机罩14的内板。此外,如图2A所不,在机罩14的机罩前后方向上的前端部的中央区域内，配置有凹坑加固件60，且在该凹坑加固件60的机罩下方侧,配置有撞板加固件68 (参照图4)。在图4中，图示了沿着图I的4-4线切断了的状态的放大剖视图。图4所示的撞板加固件68为,被配置在机罩外板16与机罩内板18之间，并用于确保机罩撞板70周围的刚性的、金属制的弯曲板状的加固部件。撞板加固件68的机罩前后方向上的中间部被接合于机罩内板18,且撞板加固件68的机罩前后方向上的端部被接合在凹坑加固件60的机罩前后方向上的端部侧的背面上。凹坑加固件60被设定为金属制的板状，且在机罩外板16与机罩内板18之间，被配置于机罩外板16侧，并且被设定为,用于对关闭机罩14时的机罩外板16的变形进行抑制的加固部件。如图2A以及图4所示，在凹坑加固件60上形成有多个胶粘剂座64。如图4所示，胶粘剂座64被设定为，从凹坑加固件60的一般面62起朝向机罩外板16侧隆起了的部位，且具备相对于凹坑加固件60的一般面62而高出一段的顶面64A。在胶粘剂座64中，于各个顶面64的中央侧形成有凹部64B。胶粘剂座64的凹部64B被设定为，填充有作为粘合剂的胶粘剂66的部位。即，凹坑加固部60大致沿着机罩外板16而延伸，并且通过胶粘剂66而被接合(固定)在机罩外板16的背面16A上。凹坑加固部60的顶面64A与机罩外板16的背面16A之间的间隔dl，在本实施方式中作为一个示例而被设定为3mm。此外，优选为，将凹坑加固部60的一般面62与机罩外板16的背面16A之间的间隔d2设定为5mm以上。换言之，从凹坑加固部60的一般面62起的胶粘剂座64的高度被设定为2mm以上。以如上方式进行设定是为了避免在对包括机罩内板18在内的内侧子组件、和机罩外板16进行结合时,凹坑加固件60和机罩外板16发生干涉的情况。图2A以及图2B所示的机罩外板16以及机罩内板18均通过对铝合金板(在本实施方式中，作为一个示例为根据JIS规格的6000系列的铝合金板)进行冲压成形而形成。机罩外板16的板厚以及机罩内板18的板厚从轻量化以及行人保护性能等的多个观点出发而被设定，在本实施方式中，作为一个不例，机罩外板16的板厚被设定为I. 1mm，机罩内板18 的板厚被设定为O. 9_。机罩外板16的外周部通过折边加工而被结合于机罩内板18。在机罩外板16和机罩外板18被组装在一起的状态(面板结构体的状态)下，两者形成封闭截面结构(在本实施方式中，为所谓的“中心结构”)，且在两者之间形成有机罩上下方向的间隙(空间)。如图2A所示，机罩内板18的外周缘部由前端缘部18A、后端缘部18B以及左右的机罩宽度方向两端部18C、18D构成，前端缘部18A、后端缘部18B以及左右的机罩宽度方向两端部18C、18D的内侧成为中央区域18E。此外，在机罩内板18的中央区域18E内，形成有多个作为凸部的凸条22。如图2B所示，在沿着与长度方向的正交面的剖面观察时，各个凸条22通过中央区域18E中的面板(机罩内板18)向机罩外板16侧隆起从而被形成为凸形状，且具备图3所示的顶部22A。在这些顶部22A上，形成有平坦状的平坦部23。平坦部23的表面以与机罩外板16大致平行的方式配置(即，将包含大致机罩前后方向以及大致机罩宽度方向的面作为面方向而配置)，且平坦部23的表面与机罩外板16的背面16A之间的间隔，在本实施方式中作为一个示例被设定为3_。凸条22的顶部22A的一部分通过作为粘合剂的胶粘剂17(参照图2A)而被接合在机罩外板16的背面16A上。在该实施方式中，如图2A所示，在俯视观察时，各个凸条22分别沿着相对于机罩前后方向而平行的方向形成。即，各个凸条22的长度方向与机罩前后方向一致。此外，各个凸条22的前端部22B延伸至机罩内板18的前端缘部18A的附近，各个凸条的后端部22C延伸至机罩内板18的后端缘部18B的附近。这些凸条22构成了在机罩内板18的中央区域18E内提高机罩前后方向上的弯曲刚性的框架。在并列有多个凸条22的机罩内板18的中央区域18E内，在相邻的凸条22之间分别形成有凹部24，所述凹部24被设定为相对于机罩外板16侧凹陷的凹形状，如图3所示，在俯视观察时，凹部24的底部24A被形成为曲线状(弯曲状)。S卩，如图2A以及图2B所示，在中央区域18E的大致整个区域内形成有，沿着机罩宽度方向交替设置有凸条22 (凸部)和凹部24从而在剖视观察时被设定为波形形状(波形)的波状部20。该波状部20被形成在，与发动机舱12的内部的刚体物12A (参照图2)面对的位置处。此外，在本实施方式中，波状部20与刚体物12A之间的间隙尺寸加上机罩厚度而得到的长度被设定为大约64mm。如图3所示，在该实施方式中，在波状物20的波形形状的剖面中，相对于多个凸条22 (凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条22 (作为一个示例，为在图3的中央所图示的凸条22)，在其两侧分别邻接而形成的凸条22的顶部22A彼此之间的宽度尺寸25被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C (碰撞体)的外径D (直径165mm)。此处，顶部22A彼此之间是指，被夹在该顶部22A彼此之间的范围。换言之，上述设定为，在波状部20的波形形状的剖面中，任意的平坦部23 (作为一个示例，为图3的中央所图示的平坦部23)以及在该平坦部23的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部24B、24C这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于头部冲击器C的外径(165mm)。此处，凹部开口部24B、24C是指，在凹部24中的平坦部23侧的端部处所形成的开口部。此外，在图3中，用122A来表示任意的 平坦部23的宽度尺寸，用124B来表示凹部开口部24B的宽度尺寸，用124C来表示凹部开口部24C的宽度尺寸。另外，顶部22A的宽度尺寸122A在本实施方式中，作为一个示例被设定为17. 5mmο头部冲击器C的详细结构通过行人头部保护性能试验而被规定，且头部冲击器C的外径D (直径)被设定为，与人的头部的平均外径大致对应的大小。图3所示的头部冲击器C的外径D (直径)被设定为，在国际标准(ISO)中所规定的165mm。另一方面，优选为，波状部20的波形形状的波长P被设定为，70mm彡p ( 88mm,并且在本实施方式中被设定为P = 70mm。此外，在如本实施方式这样，顶部22A成为平坦部23时，如图3中的波长P所示，波长P为，从某一平坦部23的宽度方向中央位置(波长方向上的中央位置)到相邻的平坦部23的宽度方向中央位置(波长方向上的中央位置)的水平距离(机罩宽度方向上的距离)。此外，对于波状部20的波形形状的高度h (换言之，机罩22的高度)而言，如果从与自图4所示的凹坑加固件60的一般面62起的胶粘剂座64的高度相同的观点出发，则最低需要2_，在本实施方式中，还从对图3所示的波状部20的刚性确保的观点出发，从而被设定为h = 8. 5mm。此处，在一般情况下，当波长P被设定得较短时，由于成形上的制约因而无法将高度h设定得较高。在本实施方式中，为了确保机罩内板18的刚性，考虑到由于波长P变短而导致的机罩内板18的刚性提高、和由于高度h变低而导致的刚性降低之间的平衡，从而如上所述将波长P设定为70mm。接下来，参照图9以及图10，对波长P以及高度h的设定进行补充说明。在图9中，横轴为波状部(20)的波形形状的波长P (波距)，纵轴为使头部冲击器(C)与机罩(14)碰撞时的头部冲击器(C)的侵入量s (mm)与波状部(20)的波形形状的高度h之和。在图9中体现出，纵轴的值越小，则行人保护性能越良好。此外，波状部(20)的波形形状的高度h采用，在20°C下进行了冷轧成形时所能够设定的最大的值(成形临界的值)。如图9所示，当波长P被设定为70 < P < 88 (图中的双箭头标记X所表示的范围)时，纵轴的值减小，且行人保护性能变得良好。在图10中图示了，表示成形临界的分布、即相对于波长P而能够冲压成形的高度h的最大的值的分布的图表。在图10中，横轴为波状部(20)的波形形状的波长P (波距)，纵轴为波状部(20)的波形形状的高度h。图中，区域J的、被双点划线所包围的点组为，与图9的情况相同地在20°C下进行了冷轧成形时的实验结果，区域K的、被双点划线所包围的点组为，在250°C下进行了温热成形时的实验结果。并且，当使用了与机罩内板相同的原料、即铝合金拉伸试验片时，由冷轧(20°C)成形而导致的伸长率为35%，由温热(250°C)成形而导致的伸长率为60%。此外，在以将铝合金的板材应用于机罩内板且波长P = 165 (mm)、高度h = 20 (mm)的现有结构作为前提的经验值中，由冷轧(20°C)成形而导致的伸长率为13%。由此，当通过温热(250°C)成形而将铝合金的板材应用于机罩内板时，在计算上伸长率为22. 3% (= 13%X (60% / 35%))。此外，由于在将波长P设定为波长P = 165 (mm)时，使伸长率成为22. 3%的高度h为31. 3 (mm)(参照图10)，因此根据温热(250°C)成形，高度h相对于波长P能够进行使h / p = (31.3 /165)的关系成立的设定。另外，虽然在本实施方式中，将高度h设定为，将波长P设定为波长P = 70mm时的 冷轧(2(TC)成形的临界、即h = 8. 5mm,但是,例如也可以将波长P设定为波长p = 88mm,并将高度h设定为，将波长P设定为波长P = 88mm时的温热(250°C)成形的临界、即h =16. 7_左右。此时，例如也可以采用如下方式，即，通过将图3所示的平坦部23的宽度尺寸122A设定为30. 1mm，从而在波状部20的波形形状的剖面中，相对于多个凸条22 (凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条22，在其两侧分别邻接而形成的凸条22的顶部22A彼此之间的宽度尺寸25被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C的外径D (165mm)。此夕卜，作为另一个示例，也可以将波长P设定为波长P = 82. 5mm，将高度h设定为高度h =
11.5mm,并且将平坦部23的宽度尺寸122A设定为20mm。(作用和效果)接下来，对上述实施方式的作用以及效果进行说明。如图3所示，在本实施方式所涉及的车辆用机罩结构中，在被形成于机罩内板18上的波状部20中，交替设置有凸条22和凹部24从而该波状部20成为波形形状，其中，所述凸条22被设定为相对于机罩外板16侧凸出的凸形状且其顶部22A被设定为平坦状，凹部24被设定为相对于机罩外板16侧凹陷的凹形状。因此，机罩内板18的刚性较高，并机罩内板18对其弹性变形所需的能量进行吸收。此处，在机罩内板18的波状部20的波形形状的剖面中，相对于多个凸条22(凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条22，在其两侧分别邻接而形成的凸条22的顶部22A彼此之间的宽度尺寸25被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C (碰撞体)的外径D (直径165mm)。因此，由于机罩内板18对机罩外板16的支承间隔缩窄(换言之，相当于梁的部分的长度较短)，所以易于确保机罩外板16的刚性，并且当机罩外板16的刚性提高时，由机罩外板16实现的碰撞初期的能量吸收量也将增大。此外，当如图5A所示，作为碰撞体的头部冲击器C在机罩内板18的顶部22A之间的上方侧与机罩外板16发生了碰撞时,如图5B所不,头部冲击器C在使机罩外板16弯曲变形的同时，以进入到凹部24的方式进行位移，并且从机罩外板16开始弯曲起在较早的阶段，经由机罩外板16而与机罩内板18接触并被支承。由此，提高了碰撞初期的能量吸收中的机罩内板18的贡献度。而且，即使在例如图6A所示的、头部冲击器C在机罩内板18的单个的顶部22A的上方侧与机罩外板16发生了碰撞的情况下，也能够有效地对能量进行吸收。即，在这种情况下，如图6B所示，首先，机罩外板16以及机罩内板18的该单个的顶部22A通过头部冲击器C而被按压并位移。之后，如图6C所示，至少在碰撞后期，头部冲击器C经由机罩外板16而与多个顶部22A接触并被支承。由此，缩短了单个的凸条22弯曲的时间，从而能够抑制凸条22的剖面变形，并能够增大碰撞后期的能量吸收量。此外，在本实施方式所涉及的车辆用机罩结构中，由于在凸条22的顶部22A上形成有平坦部，因此与在凸条22的顶部22A上未形成有平坦部的情况相比，提高了机罩内板18的截面系数。因此，当头部冲击器C经由机罩外板16而与机罩内板18的上方侧发生了碰撞时，由机罩内板18实现的能量吸收量将增大。此外，在本实施方式所涉及的车辆用机罩结构中，由于图3所示的波状部20的波形形状的波长P被设定为70_，因此对于波状部20而言，在将波形形状的波长P设定得较短的同时，还能够通过冲压成形而将波形形状的高度h确保为8.5_ (参照图10)，从而能
够实现刚性的进一步的提高。在此，通过确保波状部20的刚性，从而能够提高被波状部20支承的机罩外板16的刚性，并且与使机罩内板18对能量吸收的贡献提前的情况相结合，从头部冲击器C的碰撞初期起就实现了较大的能量吸收。此外，通过确保波状部20的刚性，从而使机罩内板18的剖面变形难以产生，并且在头部冲击器C的碰撞后期也实现了较大的能量吸收。由此，进一步提高了由机罩14所实现的行人保护性能。此外，如图2A所示，由于凸条22沿着相对于机罩前后方向而平行的方向形成，因此提高了机罩内板18中的中央区域18E的、机罩前后方向上的刚性。由此，提高了对于头部冲击器C (参照图2B)的碰撞的、机罩内板18的刚性，且增大了由机罩内板18实现的能量吸收量。此外，如图2B所示，由于机罩内板18的波状部20被形成在，与机罩14所覆盖的发动机舱12的内部的刚体物12A面对的位置处，因此提高了机罩内板18的、刚体物12A的车辆上方侧的部位处的刚性。因此，由于当头部冲击器C在刚体物12A的车辆上方侧与机罩14发生了碰撞时，冲击能量通过波状部20而被吸收，因此抑制了头部冲击器C的侵入量。以下，对证实上述效果的CAE分析结果进行说明。图7为，本实施方式所涉及的车辆用机罩结构以及对比结构的G-S线图，即，表示头部冲击器与机罩发生了碰撞时的头部冲击器的产生减速度G与行程S之间的关系的图表。图7中的实线表示本实施方式所涉及的车辆用机罩结构的G-S线图，图7中的虚线表示对比结构的G-S线图。关于对比结构，机罩内板的中央区域被形成为正弦曲线的波形形状且其波长被设定为165mm。如图7所示，本实施方式所涉及的车辆用机罩结构无论在碰撞初期(区域A)、还是在碰撞后期且能量吸收量被维持的时期(区域B)，均通过前文所述的作用从而与对比结构相比产生减速度较大，换言之，能量吸收量增大。其结果为，在本实施方式所涉及的车辆用机罩结构中，行程与对比结构相比而缩短，从而能够将机罩内板与发动机舱内的刚体物之间的间隙设定得较短。另一方面，图8为表示使头部冲击器与本实施方式所涉及的车辆用机罩结构以及对比结构所涉及的机罩(中央区域)的各种各样的点碰撞时的、HIC值(头部损伤基准值)以及侵入量的图表，并且，纵轴表不HIC值,横轴表不机罩内板的侵入量(行程)S (mm)。[!卩，在该图表中，越为在更下侧被描绘的结果越为优选，越为在更左侧被描绘的结果越为优选。
图表中央的虚线L的右侧为，使头部冲击器与机罩中的预定位置的后方侧的区域(成人区域)发生了碰撞的情况，图表中央的虚线L的左侧为，使头部冲击器与机罩中的预定位置的前方侧的区域(儿童区域)发生了碰撞的情况。此外，图8的涂黑的四边形表示本实施方式所涉及的车辆用机罩结构的结果，图8的涂白的四边形表示对比结构的结果。对比结构为，与在图7中示出了结果的对比结构相同的结构。如图8所示，本实施方式所涉及的车辆用机罩结构与对比结构相比，无论通过头部冲击器而对机罩的哪一个位置(成人区域以及儿童区域中的任意区域)进行打击，都能够得到良好的结果。如以上所说明的那样，根据本实施方式所涉及的车辆用机罩结构，能够提高图3所示的碰撞体、即头部冲击器C的碰撞时的能量吸收性能。其结果为，能够缩小机罩14与发动机舱12的内部的刚体物12A之间的间隙。[第二实施方式] 接下来，使用图IlA 图13来对本发明的第二实施方式所涉及的车辆用机罩结构进行说明。在图IlA中，通过立体图而图示了本发明的第二实施方式所涉及的车辆用机罩结构中的机罩内板18的一部分。如该图所示，在本实施方式中，在凹部24的底部24A上贯穿形成有作为脆弱部的长孔26 (在广义上为，作为“贯穿孔”而被掌握的要素。)的这一点上，不同于第一实施方式所涉及的车辆用机罩结构。其他的结构成为与第一实施方式大致相同的结构。因此，对与第一实施方式实质性相同的结构部标记相同的符号并省略说明。如图IlA所示，长孔26以底部24A的延伸方向(与波距方向正交的方向)为长度方向，且长度方向的两端侧被形成为半圆状。此外，在本实施方式中，作为一个示例，长孔26的长度方向上的尺寸被设定为60mm，长孔26的与长度方向正交的方向上的尺寸被设定为10mm。此外，长孔26主要被形成在，底部24A中距被配置在其下方侧的动力单元等的刚体物12A (参照图12A)的间隙较短的部位上。(作用和效果)接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。另外，在图12A中，图示了头部冲击器C与机罩14发生了碰撞的状态，并用双点划线表示了碰撞初期(刚刚碰撞之后)的状态，且用实线表示了通过碰撞载荷而使机罩14发生了某种程度的弯曲的状态。此外，在图12B中，图示了如下的状态，S卩，机罩14从图12A中的用实线所表示的状态起进一步弯曲，从而使机罩内板18与发动机舱12的内部的刚体物12A抵接了的状态(触底状态)。当图12A所示的头部冲击器C与机罩外板16发生了碰撞时，如图IlB所示，波状部20以向车辆下方侧弯曲的方式(以下沉的方式)而变形。因此，在图12A所示的波状部20的剖面上部(参照箭头标记20X的区间)上，产生有诱发波状部20的剖面崩溃的压缩载荷。此处，当假设波状部20发生剖面崩溃时，机罩内板18的刚性将降低，从而机罩14触底于刚体物12A之前的能量吸收效率将降低。但是，在本实施方式中，由于长孔26被形成在凹部24的底部24A上，因此能量损失(能量吸收效率的降低)被抑制为较小。因此，如图12A所示，在从碰撞初期起到机罩14触底于刚体物12A之前的期间内，抑制了机罩内板18的剖面形状的显著变形。此外，如图12B所示，之后，当机罩14触底于刚体物12A时，机罩内板18的波状部20中的、从底部24A立起的部位(区间a)将倒入到剖面内，且底部24A (区间b)为了容纳剖面线长的多余部分而将向车辆上方弯曲。此处，当与现有结构相比，波长P (波距)被设定得较短从而使底部24A (区间b)的宽度尺寸被设定得较短时，由于底部24A (区间b)与现有结构相比变得难以向车辆上方侧弯曲，因而存在波状部20变得难以压溃的可能性。但是，在本实施方式中，由于在波状部20的底部24A上形成有长孔26而使底部24A被弱化，因此即使波状部20的纵壁部分(参照区间a)在机罩14的触底之后以倒入的方式而变形，也会由于凹部24的底部24A以翘起的方式变形，从而使剖面线长的多余部分被容纳，进而使波状部20被良好地压溃(良好的变形模式的实现)。S卩，通过在底部24A上形成有长孔26 (参照图11A)，从而能够使机罩14触底于刚体物12A之前的能量损失最小，并且，能够在机罩14的触底时实现波状部20的充分的剖面压溃。此外，由于长孔26主要被形成在底部24A中距刚体物12A的间隙较短的部位上，因此上述效果将被充分地发挥。以下，对证实上述效果的CAE分析结果进行说明。在图13中，图示了关于行人保护性能的CAE结果。图13为，本实施方式所涉及的车辆用机罩结构以及未形成有本实施方式 的长孔(26)的对比结构的G-S线图，即，表不头部冲击器与机罩发生了碰撞时的头部冲击器的产生减速度G与行程S之间的关系的图表。图13中的粗线表示本实施方式所涉及的车辆用机罩结构的G-S线图，图13中的细线表示对比结构的G-S线图。如图13所示，可以看出，根据本实施方式所涉及的车辆用机罩结构，能够降低机罩触底于刚体物时的载荷(参照箭头标记Y)。另外，图IlA所示的长孔26的形状也可以为长方形等的其他的形状。此外，被形成在底部24A上的脆弱部也可以为如圆孔和局部的薄板部(与其他部位相比壁厚被设定得较薄的薄壁部)等的这样的其他的脆弱部，以代替长孔26。[第三实施方式]接下来，使用图14来对本发明的第三实施方式所涉及的车辆用机罩结构进行说明。在图14中，通过俯视图而图示了本发明的第三实施方式所涉及的、对机罩外板16 (参照虚线)等进行了透视的状态下的机罩30。如该图所示，机罩30在机罩内板32的多个作为凸部的凸条36沿着相对于机罩前后方向而倾斜的方向形成的这一点上，不同于第一实施方式所涉及的机罩14 (参照图2A)。其他的结构成为与第一实施方式大致相同的结构。因此，对与第一实施方式实质性相同的结构部标记相同的符号并省略说明。在图14所示的机罩内板32中，于中央区域18E内形成有，交替设置有凸条36和凹部38从而被设定为波形形状的波状部34，其中，所述凸条36被设定为相对于机罩外板16侧凸出的凸形状，所述凹部38被设定为相对于机罩外板16侧凹陷的凹形状。波状部34的波形形状被设定为，与波状部20 (参照图3)的波形形状相同的剖面形状。S卩，在凸条36的顶部36A上形成有平坦状的平坦部37，在底部38A上形成有弯曲部，并且顶部36A和底部38A通过倾斜部而连接在一起。此外，凸条36被形成为，在机罩的俯视观察时机罩后方侧开放的V字形状。此外，与第一实施方式同样地，在机罩内板32的波状部34的波形形状的剖面(省略图示)中，相对于多个凸条36 (凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条36，在其两侧分别邻接而形成的凸条36的顶部36A彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C (参照图3)的外径(直径165mm)。换言之，在波状部20的波形形状的剖面(省略图示)中，任意的平坦部37以及在该平坦部37的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部(凹部38的开口部)这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于头部冲击器C (参照图3)的外径(165mm)。根据上述的这种结构，也能够得到与前文所述的第一实施方式大致相同的作用以及效果。另外，虽然在本实施方式中，凸条36被形成为，在机罩的俯视观察时机罩后方侧开放的V字形状，但是作为凸部的凸条也可以为，被形成为在机罩的俯视观察时机罩前方侧开放的V字形状的凸条。此外，作为凸部的凸条也可以为，以在机罩的俯视观察时朝向机罩右斜后方或朝向机罩左斜后方的方式而形成的凸条(包括被设置在机罩宽度方向中央部的两侧且以左右对称的方式形成的凸条在内)。此外，也可以采用如下方式，即，在机罩内板上混合有，沿着相对于机罩前后方向而平行的方向形成的凸条、和沿着相对于机罩前后方向而倾斜的方向形成的凸条。[第四实施方式]
接下来，使用图15来对本发明的第四实施方式所涉及的车辆用机罩结构进行说明。在图15中，通过俯视图而图示了本发明的第四实施方式所涉及的、对机罩外板16 (参照虚线)等进行了透视的状态下的机罩40。如该图所示，机罩40在作为机罩内板42的凸部的凸条46以机罩的俯视观察时的中央部侧为中心被形成为同心圆状的这一点上，不同于第一实施方式所涉及的机罩14 (参照图2A)。其他的结构成为与第一实施方式大致相同的结构。因此，对与第一实施方式实质性相同的结构部标记相同的符号并省略说明。在图15所示的机罩内板42中，在中央区域18E内形成有，交替设置有凸条46和凹部48从而被设定为波形形状的波状部44，其中，所述凸条46被设定为相对于机罩外板16侧凸出的凸形状，所述凹部48被设定为相对于机罩外板16侧凹陷的凹形状。波状部44的波形形状被设定为，与波状部20 (参照图3)的波形形状相同的剖面形状。S卩，在凸条46的顶部46A上形成有平坦状的平坦部47，在底部48A上形成有弯曲部，并且顶部46A和底部48A通过倾斜部而连接在一起。此外，与第一实施方式同样地，在机罩内板42的波状部44的波形形状的剖面(省略图示)中，相对于多个凸条46 (凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条46，在其两侧分别邻接而形成的凸条46的顶部46A彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C (参照图3)的外径(直径165mm)。换言之，在波状部44的波形形状的剖面(省略图示)中，任意的平坦部47以及在该平坦部47的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部(凹部48的开口部)这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于头部冲击器C (参照图3)的外径(165mm)。根据上述的这种结构，也能够得到与前文所述的第一实施方式大致相同的作用以及效果。[第五实施方式]接下来，使用图16来对本发明的第五实施方式所涉及的车辆用机罩结构进行说明。在图16中，通过俯视图而图示了本发明的第五实施方式所涉及的、对机罩外板16 (参照虚线)等进行了透视的状态下的机罩50。如该图所示，机罩50在作为机罩内板52的凸部的凸条56从机罩的俯视观察时的中央部侧起被形成为放射状的这一点上，不同于第一实施方式所涉及的机罩14(参照图2A)。其他的结构成为与第一实施方式大致形同的结构。因此，对与第一实施方式实质性相同的结构部标记相同的符号并省略说明。在图16所示的机罩内板52中，在中央区域18E内形成有，交替设置有凸条56和凹部58从而被设定为波形形状的波状部54，其中，所述凸条56被设定为相对于机罩外板16侧凸出的凸形状，所述凹部58被设定为相对于机罩外板16侧凹陷的凹形状。波状部54的波形形状被设定为，与波状部20 (参照图3)的波形形状相同的剖面形状。S卩，在凸条56的顶部56A上形成有平坦状的平坦部57，在底部58A上形成有弯曲部，并且顶部56A和底部58A通过倾斜部而连接在一起。此外，与第一实施方式同样地，在机罩内板52的波状部54的波形形状的剖面(省略图示)中，相对于多个凸条56 (凸部)中的、除了两端之外的任意的凸条56，在其两侧分别邻接而形成的凸条56的顶部56A彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器C (参照图3)的外径(直径165mm)。换言之，在波状部54的波形形状的剖面(省略图示)中，任意的平坦部57以及在该平坦部57的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部(凹部58的开口部)这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于头部冲击器C (参照图3)的外径(165mm)。根据上述的这种结构，也能够得到与前文所述的第一实施方式大致相同的作用以及效果。[实施方式的补充说明] 另外，对于波状部(20、34、44、54)而言，可以采用如下的方式，即，该波状部(20、34、44、54)的全部被形成在，与机罩(14、30、40、50 )所覆盖的发动机舱(12 )的内部的刚体物(12A)面对的位置处，还可以采用如下的方式，即，该波状部(20、34、44、54)的一部分被形成在，与刚体物(12A)面对的位置处。此外，构成平坦部(23、37、47、57)的面并不限定于水平面等的完全的平面，只需为具有对机罩外板(16)的背面(16A)进行支承的功能的、实质上为平坦状的面即可。另外，由于机罩外板(16) 一般而言在整体上向机罩上方侧鼓出为凸状且平缓地弯曲的情况较多，而此外也存在以局部地向机罩下方侧凹陷的方式而平缓地弯曲的情况，因此，构成平坦部(23、37、47、57)的面优选被设定为，可认为实质上为平坦状的面且沿着机罩外板(16)的背面(16A)的曲面形状而被略微弯曲的面。
权利要求
1.一种车辆用机罩结构，具有 机罩外板，其构成机罩的外板； 机罩内板，其相对于所述机罩外板而被配置在机罩下方侧并结合于所述机罩外板，且构成机罩的内板， 所述机罩内板上形成有，交替设置有凸部和凹部从而被设定为波形形状的波状部，其中，所述凸部被设定为相对于所述机罩外板侧凸出的凸形状，所述凹部被设定为相对于所述机罩外板侧凹陷的凹形状， 在所述波形形状的剖面中，相对于多个所述凸部中的、除了两端之外的任意的凸部，在其两侧分别邻接而形成的凸部的顶部彼此之间的宽度尺寸被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器的外径，其中，所述头部冲击器的外径为165_。
2.如权利要求I所述的车辆用机罩结构，其中， 在所述凸部的顶部上形成有平坦部，在所述波形形状的剖面中，所述平坦部以及在该平坦部的两侧分别连续形成的两侧的凹部开口部这三者的宽度尺寸之和被设定为，小于所述头部冲击器的外径，其中，所述头部冲击器的外径为165_。
3.如权利要求I或权利要求2所述的车辆用机罩结构，其中， 所述波状部中的波形形状的波长P被设定为，70_ ^ P ^ 88_。
4.如权利要求I至权利要求3中的任意一项所述的车辆用机罩结构，其中， 在所述凹部的底部上形成有脆弱部。
5.如权利要求I至权利要求4中的任意一项所述的车辆用机罩结构，其中， 所述凸部沿着相对于机罩前后方向而平行的方向或倾斜的方向形成。
6.如权利要求I至权利要求4中的任意一项所述的车辆用机罩结构，其中， 所述凸部以机罩的俯视观察时的中央部侧为中心被形成为同心圆状、或者从所述中央部侧起被形成为放射状。
7.如权利要求I至权利要求6中的任意一项所述的车辆用机罩结构，其中， 所述波状部中的至少一部分被形成在，与所述机罩所覆盖的发动机舱的内部的刚体物面对的位置处。
全文摘要
本发明的目的在于，得到一种能够提高碰撞体的碰撞时的能量吸收性能的车辆用机罩结构。在机罩内板的中央区域(18E)的大致整个区域内形成有，沿着机罩宽度方向交替设置有凸条(22)和凹部(24)从而在剖面观察时被设定为波形形状的波状部(20)。在波状部(20)的波形形状的剖面中，相对于多个凸条(22)中的、除了两端之外的任意的凸条(22)，在其两侧分别邻接形成的凸条(22)的顶部(22A)彼此之间的宽度尺寸(25)被设定为，小于模拟了行人头部的头部冲击器(C)的外径(D)即165mm。
文档编号B62D25/10GK102822040SQ201080065770
公开日2012年12月12日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者池田光希, 米澤成豊 申请人:丰田自动车株式会社