JP2009202871A - 歩行者保護装置を備えたエンジンフード用ヒンジ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
自動車用フロントフードヒンジにおいて歩行者保護作用を高める
【解決手段】
本発明は、車体とフロントフードに固定すべきヒンジ部分１、２を具備し、この両ヒンジ部分１、２がフロントフードの閉鎖位置に相当する第１揺動位置と、フロントフードの開放位置に相当する第２揺動位置とを占めることができ、さらに両ヒンジ部分１、２を第１揺動位置から離隔位置に互いに離すために、ピストン３とシリンダ４を有する持ち上げ機構を具備し、この持ち上げ機構のピストン３が離隔位置においてシリンダ４に対して解除可能な摩擦連結部またはかみ合い連結部によって保持される、自動車用フロントフードヒンジに関する。歩行者保護作用を高めるため、本発明では、摩擦連結部またはかみ合い連結部の解除が、フロントフードによって受け止められた歩行者の運動エネルギーを、離隔位置から第１揺動位置への制動される戻り移動によって吸収することが意図される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車体とフロントフードに固定すべきヒンジ部分を具備し、この両ヒンジ部分がフロントフードの閉鎖位置に相当する第１揺動位置と、フロントフードの開放位置に相当する第２揺動位置とを占めることができ、さらに両ヒンジ部分を第１揺動位置から離隔位置に互いに離すために、ピストンとシリンダを有する持ち上げ機構を具備し、この持ち上げ機構のピストンが離隔位置にてシリンダに対して解除可能な摩擦連結部またはかみ合い連結部によって保持される、自動車用フロントフードヒンジに関する。

この種のフロントフードヒンジは特許文献１によって公知である。この文献に記載されたヒンジ構造は、第１ヒンジ部分と第２ヒンジ部分を有する。第１ヒンジ部分は自動車のフロントフードに固定され、第２ヒンジ部分は車体に固定されている。ヒンジピンにはピストンシリンダユニットが作用している。このピストンシリンダユニットは火薬技術的な要素（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）によって形成されている。この火薬技術的な要素が点火されると、ピストンがシリンダから高速で繰り出され、フロントフードに固定されたヒンジ部分を、他方のヒンジ部分に対して離隔された位置に持ち上げる。この位置では、ピストンが文献に詳しく説明されていない摩擦連結手段またはかみ合い連結手段によって保持される。

歩行者保護装置を備えた乗用車のフロントフード用ヒンジ金具が特許文献２によって公知である。このヒンジも、歩行者保護位置において互いに離隔位置を占める２つのヒンジ部分を備えている。

特許文献３によって、歩行者保護装置を備えた他のフロントフードヒンジが公知である。このヒンジの場合には、ヒンジ部分が２本のリンクによって互いに連結されて四棒リンク機構を形成している。この場合にも、一方ではロックを解除するため、他方ではフロントフードに固定されたヒンジ部分を離隔位置に移動させるために、火薬技術的な装置が設けられている。

上述のフロントフードヒンジは一方では、普通の動作位置でフロントフードを車体に揺動可能に保持し、フロントフードを閉鎖位置から開放位置へ揺動可能にするという役目を有する。その際、閉鎖位置は第１ヒンジ位置に相当する。この種のフロントフードを装備した自動車には、衝突センサが設けられている。歩行者がぶつかったときに、この衝突センサは作動開始する。センサの作動開始時に、火薬技術的な充填物が点火され、シリンダからピストンを押し出し、そして両ヒンジ部分を互いに離隔する。両ヒンジ部分のこの離隔位置は、フロントフードの持ち上げ位置または歩行者保護位置に相当する。歩行者がフロントフード上に倒れると、フロントフードは持ち上げられた位置にあるため下方に曲がり、それによって歩行者の衝突を緩衝する。

独国特許出願公開第１０ ２００４ ０５６ ３０１ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００５ ００７ ９０３ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００５ ０２２ ９２４ Ａ１号明細書

本発明の根底をなす課題は、冒頭に述べたヒンジにおいて歩行者保護作用を高めることである。

この課題は特許請求の範囲に記載した本発明によって解決される。この場合、各々の請求項は課題の独立した解決索を示し、他のすべての請求項と組み合わせ可能である。

解除可能な摩擦連結部またはかみ合い連結部は、持ち上げ位置から第１揺動位置への制動された戻り移動によって、フロントフードによって受け止められた歩行者の運動エネルギーを吸収する。不運な衝突の場合、歩行者の頭がフロントフードに当たる。負傷の危険を低減するために、本発明に係る手段によって、運動エネルギーがフロントフードによって吸収される。その際、フロントフードは或る距離だけ下方に移動する。これは解除された摩擦連結部またはかみ合い連結部が制動されることによって行われる。従って、運動エネルギーは摩擦連結部またはかみ合い連結部の摩擦エネルギーまたは変形エネルギーに変換される。その際、ピストンが外歯を有し、歯係合要素がこの外歯に係合すると、構造的に有利である。外歯は軸方向の歯のウェブとして形成可能である。しかし、周方向に延びる歯、例えばねじ山または軸方向に並べて配置された多数の周方向リブが有利である。歯係合要素はリブの中間空間に係合する。いろいろな制動力発生方法を用いることができる。例えば歯係合要素は硬質の材料、例えば焼入れされた鋼によって形成可能である。外歯は軟らかい材料を有し、かつ適当な材料厚さを有するので、戻り移動時に歯係合要素によってせん断される。その際、歯の形状や材料厚さは、ピストンをシリンダ内に戻すために、規定の力を必要とするように選定される。本発明の実施形では、歯係合要素は半径方向内側に向いたウェブを有する鋼リングによって形成されている。このウェブは外歯の歯溝に係合する。ウェブが軟らかい材料によって形成されている場合には、ピストンが外側に移動する際および内側に移動する際に、ウェブは歯を乗り越える。その代わりに、ウェブがエッジに載っていると、ピストンがシリンダの内側に移動する際に、ウェブは曲がることができない。ピストンのこの運動方向の際に、ウェブはせん断作用する。それに対して、ピストンが火薬技術的充填物によってシリンダから外側へ押し出されて、フロントフードを持ち上げるときには、ウェブは曲がることができる。この構造の場合、歯は好ましくは鋸歯形状を有する。歯係合要素が弾性的に曲がる場合には、歯は丸められた横断面形状を有するかまたは歯溝と歯は波形形状を有する。

本発明の他の実施形では、車体に固定されたヒンジ部分またはフロントフードに固定されたヒンジ部分は二分割されて形成されている。このヒンジ部分は一方では、ヒンジ部分を車体またはフロントフードに固定する固定部材を備えている。ヒンジ部分は他方では、他のヒンジ部分に揺動可能に連結された揺動部材を備えている。これは回転支承部、例えばヒンジ軸を介して行うことができる。しかし、両ヒンジ部分をリンクによって互いに連結して、四棒リンクヒンジを形成することができる。固定部材と揺動部材は衝突時に火薬技術的な要素によって相対的に移動して、フロントフードを持ち上げ位置にもたらす。通常の動作位置では、固定部材と揺動部材は互いに強固に連結されている。そのために、本発明の有利な実施形ではフックが用いられる。このフックは好ましくは持ち上げ機構のピストンによって係合を解除される。係合位置において、固定部材または揺動部材に付設された弾性的な緩衝体は、それぞれ他方の部材、すなわち揺動部材または固定部材の緩衝体載置面に載っている。よって、係合位置において、フックは予圧縮された緩衝要素によって付勢されて保持される。従って、緩衝体はアンダーカットしたフック係合面を保持肩部の下方に引っ掛けるために持ち上げ作用をすることができる。

本発明の他の実施形では、ヒンジ部分の両部材の一方、すなわち固定部材または揺動部材が、保持面を有する。この保持面は普通の動作位置で、すなわち固定部材が揺動部材に係合している位置で、Ｖ字状またはＹ字状の凹部内側に位置する。凹部によって形成された受け入れスリットは、ヒンジ部分の延在方向に対して横方向に延在しているので、普通の動作位置で、ヒンジの揺動軸の軸線方向におけるヒンジの安定性が高められる。

次に、添付の図に基づいて本発明の実施形態を説明する。

フロントフード閉鎖位置に相当する、フロントフードヒンジの第１揺動位置を示す側面図である。 図１の矢印ＩＩ方向から見た正面図である。 フロントフード開放位置に相当する、フロントフードヒンジの第２揺動位置を示す、図１と同様な図である。 火薬技術的要素を作動させたときの離隔位置にあるフロントフードヒンジを示す、図１と同様な図である。 離隔位置から部分的に戻した後のフロントフードヒンジを示す、図４と同様な図である。 図１の動作位置におけるピストンシリンダユニットの詳細な部分断面図である。 図６の部分拡大図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 ピストンがシリンダから繰り出された状態を示す、図７と同様な図である。 図４の動作位置を示す、図７と同様な図である。 図５の動作位置を示す、図７と同様な図である。 ピストンが鋸歯を備えた第２の実施形態を示す、図１１と同様な図である。 歯の山が丸められた頂部を有する、図１１と同様な図である。 歯が波形に形成され、歯係合要素が波の谷部に弾性的に係合する、図１１と同様な図である。 火薬技術的な要素をキャップ２８で覆って示す、ヒンジの図１の動作位置の斜視図である。 キャップを取り外した、図１５と同様な図である。 後側から見た斜視図である。

図に示したフロントフードヒンジは、自動車のフロントフードにボルト止め可能な第１ヒンジ部分１を備えている。この第１ヒンジ部分１の重要な要素は、フロントフードに直接固定された固定部材１’と、ヒンジピン２０によって第２ヒンジ部分２に連結された揺動部材１”である。第２ヒンジ部分２は車体にボルト止めされている。

図１〜３と１５〜１７に示すような普通の動作位置では、固定部材１’が揺動部材１”に固定連結されているので、フロントフードは図１に示す閉鎖位置から図３に示す開放位置へおよびその逆に揺動可能である。

一方では固定部材１’がピン２１を介して揺動部材１”に連結され、他方では固定部材１’がフック１２を介して揺動部材１”に連結されている。フック１２は枢軸１８の回りに揺動可能に固定部材１’に付設され、そのフックジョーが揺動部材１”の保持肩部１３に下から係合する。固定部材１’はさらに、揺動部材１”の方に向いた突出部を形成している。この突出部は湾曲スリット２３を有する。この湾曲スリット２３は揺動部材１”に固定連結された案内ピン２２のための案内スリットを形成している。

固定部材１’の折り曲げ部３０は２つの穴を有し、この穴に、ゴム製の緩衝要素１４がクリップで止められている。この緩衝要素、すなわち緩衝体１４は図１７に示した係合位置において圧縮されて揺動部材１”の緩衝体載置面１５に載置されている。緩衝体１４は、フック１２のアンダーカットされた係合面を保持肩部１３に確実に係合させるために、持ち上げ緩衝体を形成している。

フック１２は双腕レバーを形成している。フック係合面とは反対側のアームは、折り曲げ部の形をした操作肩部１９を備えている。この操作肩部は穴３２を有する。この穴３２にはピストン３の尖端部２６が差し込まれている。ピストン３はシリンダ４に挿入されている。シリンダは揺動部材１”の皿状支承部材２４内に位置する支承部分２５を形成している。その際、操作肩部１９は固定部材１’の開口部２９を貫通している。この開口部の壁はレバーの揺動制限部を形成している。

固定部材１’はさらに、保持面１７を形成している。この保持面は係合位置、すなわち通常の動作位置において受け入れスリット１６内に位置している。この受け入れスリットはＶ字形またはＹ字形に形成されている。受け入れスリット１６の開口方向で互いに分岐するこの受け入れスリットの両側の面が案内面を形成するので、ヒンジ部分の両部材１’、１”は係合位置においてヒンジピン２０の揺動軸線の方向において固定された位置におかれる。係合位置において保持面１７を収容する受け入れスリット１６のＹ字状ウェブは好ましくは、保持面１７の材料厚さよりもあまり大きくない隙間幅を有する。それによって、横方向遊びが最小限に抑えられる。保持面１７は好ましくは、フック１２を支持する固定部材１’の薄板帯片によって形成されている。

ピストンシリンダユニット３、４は火薬技術的要素を形成している。シリンダ４内には点火可能な火薬充填物が設けられている。この場合、点火された火薬充填物はシリンダ４から外へ向かいピストン３を加速させる。先ず最初に、操作肩部１９に作用するピストン３がフック１２を揺動させるので、フック１２は係合位置から開放位置に揺動する。揺動運動の過程で、フック１２がフック肩部１３から外れるので、固定部材１’は揺動軸線２１回りに揺動可能である。フック１２は、操作肩部１９が開口部２３の壁に当接するまで揺動させられる。その後で、直線的なピストン繰り出し運動が第２ヒンジ部分２からの第１ヒンジ部分１の離隔運動に変換される。操作肩部１９が開口部２３の壁に接触しているので、力が固定部材１’に直接伝わる。その際、固定部材１’は揺動部材１”と相対的に枢着軸線２１回りに揺動する。固定部材はさらに、ヒンジ部分２と相対的にヒンジ枢着軸線２０回りに揺動する。

フロントフードの持ち上げ位置に相当するヒンジ部分１、２の離隔された位置が図４に示してある。この位置では、フロンドフードは摩擦連結によってあるいはかみ合い連結によって保持される。

図７から明らかなように、ピストン３を内蔵するシリンダの開口エッジを形成する端面９には、リング５が設けられている。このリング５は鋼リングであり、その外周部は保持溝１１内に設けられた保持リング１０の下方に位置している。図８から明らかなように、鋼リングは半径方向内側に突出するリングウェブ６を有する。ウェブ６のエッジの相互間隔は、ピストン３の周りに配置された環状ビード７の直径よりも小さい。環状ビードは歯のリブを形成し、歯のリブの間には歯溝８が設けられている。歯のリブ７は多数の単一リブとして形成してもよいし、ねじ山として形成してもよい。シリンダ４からピストン３を繰り出す際に、リング５の半径方向内側部分は、図９に示すように、ピストン３の移動方向に曲がり得る。その際、歯７はウェブ６のエッジを越えて移動する。ウェブのエッジは歯溝８に小さな遊びを有するように係合することができる。ピストン３の繰り出しは摩擦連結的にロックするように行われる。しかし、火薬の爆発の力が非常に大きいので、この摩擦はフロントフードの持ち上げを大きく遅らせることはない。

持ち上げられた位置で、ウェブ６は歯溝８に係合し、それによってピストン３をかみ合い連結的に保持する。

ピストン３が内側へ付勢されるときに、歯のリブ７は、硬い材料、特に焼入れされた鋼からなるウェブ６によってせん断され得るように、その材料厚さが薄くなっているかまたは材料硬さが低くなっている。これは例えば、歩行者がフロントフード上に倒れるときに行われる。ほぼ同じかまたは低下する速度によって、フロントフードは図４に示す持ち上げられた位置から、図５に示す中間位置を経て下降位置まで下降する。この場合、歩行者の衝突エネルギーを減衰する。

図１１には、個々の歯のリブ７がかみ合い連結を解除する過程でウェブ６のエッジによって少なくとも領域的にせん断される状態を示している。最適なせん断作用を発揮するために、リング５が載っている環状エッジ９の内径は、歯のリブ７の外径よりもあまり大きくない。歯のリブ７の頂部は好ましくは穴２７の壁に接触している。この壁は同時にピストン３のガイドを形成している。実質的に歯のリブ７の頂部がせん断されるので、シリンダ４の内部に位置するピストン３の部分は相応する個所に歯の胴部７’のみを有する。

図１２に示した実施形態の場合、歯は鋸歯の形を有する。ピストン３がシリンダ４から繰り出される際に、鋸歯の傾斜部はリングウェブ６を図９に示す持ち上げ位置に操作する。それに対して、垂直な側面は反対向きの負荷の際にウェブ６に支持される。ピストン３の軸方向負荷が歯のリブ７の少なくとも部分的なせん断を生じるので、歯のリブの残根部分７’だけが残る。

図１３に示した実施形態の場合、歯のリブ７は丸められた頂部を有し、かつ互いに密接している。この場合にも、戻りの際に、歯のリブの頂部が少なくとも領域的にせん断されるので、残根部分７’が残る。

図１４に示した実施形態は波状の歯の形を有する。この実施形態の場合、ピストン３は持ち上げられた位置でほぼ摩擦連結的に保持される。歯係合要素６は波部上を滑ることができる弾性リングである。上記の実施形態と異なり、かみ合い連結が材料の破壊によって解除されない。ここでは、むしろ破壊を生じない解除可能な摩擦連結である。

火薬技術的な要素は使い捨て機能部品であるので、図７〜１３に示した解除可能なかみ合い連結が有利である。

開示した特徴はすべて、本発明にとって重要である。関連する／添付の優先権書類（優先出願のコピー）の開示内容全部が本願の開示に含まれ、そのため、この書類の特徴は本願の特許請求の範囲に記載可能である。

１、２ ヒンジ部分
１’ 固定部材
１” 揺動部材
３ ピストン
４ シリンダ
５、６ 歯係合要素
７、８ 外歯
９ エッジ
１０ 保持リング
１１ 保持溝
１２ フック
１３ 保持肩部
１４ 緩衝要素
１５ 緩衝体載置面
１６ スリット
１７ 保持面
１８ 枢軸
１９ 操作肩部
２０ ヒンジピン
２１ 揺動軸線
２２ 案内ピン
２３ 湾曲スリット、開口部
２４ 皿状支承部材
２５ 支承部分
２６ ピストン尖端部分
２７ 穴
２８ キャップ
２９ 開口部
３０ 折り曲げ部
３２ 保持穴

Claims (20)

1. 車体とフロントフードに固定すべきヒンジ部分（１、２）を具備し、この両ヒンジ部分（１、２）がフロントフードの閉鎖位置に相当する第１揺動位置と、フロントフードの開放位置に相当する第２揺動位置とを占めることができ、さらに両ヒンジ部分（１、２）を第１揺動位置から離隔位置に互いに離すために、ピストン（３）とシリンダ（４）を有する持ち上げ機構を具備し、この持ち上げ機構のピストン（３）が離隔位置においてシリンダ（４）に対して解除可能な摩擦連結部またはかみ合い連結部によって保持される、自動車用フロントフードヒンジにおいて、
   摩擦連結部またはかみ合い連結部の解除が、フロントフードによって受け止められた歩行者の運動エネルギーを、離隔位置から第１揺動位置への制動される戻り移動によって吸収することを特徴とするフロントフードヒンジ。
2. 解除可能な摩擦連結部またはかみ合い連結部が、ピストン（３）の外歯（７、８）に係合する歯係合要素（５、６）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフロントフードヒンジ。
3. シリンダ（４）のエッジ（９）に設けられた、歯係合要素を形成するリング（５）を備え、このリングが外歯の環状穴と歯溝（８）に係合するウェブ（６）を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフロントフードヒンジ。
4. 戻り移動の際に歯（７）が歯係合要素（６）によってせん断されるように、歯係合要素が硬く、そして歯が軟らかく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
5. 離隔位置への移動時に歯係合要素（６）が歯（７）を乗り越えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
6. 歯（７）がねじ山または多数の周方向リブによって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
7. 歯（７）が丸められた歯頂部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
8. 歯（７）が鋸歯形であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
9. 歯（７）と歯溝（８）が波形部を形成し、この波形部に弾性的な歯係合要素（６）が係合することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
10. 両ヒンジ部分の一方（１）が固定部材（１’）と揺動部材（１”）を有し、この両部材が、第１揺動位置から離隔揺動位置への移動時に互いに相対的に動くことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
11. 第１固定部材（１’）が揺動部材（１”）に枢着されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
12. ピストン（３）がシリンダ（４）と共に火薬技術的な持ち上げユニットを形成し、火薬技術的な持ち上げユニットが固定部材（１’）内で揺動部材（１”）と相対的に移動することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
13. 普通の動作位置で固定部材（１’）を揺動部材（１”）に係合させるフック（１２）を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
14. フック（１２）がピストンシリンダユニット（３、４）によってその係合位置から係合解除位置に移動可能であり、この係合解除位置で固定部材（１’）が揺動部材（１”）と相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
15. 固定部材（１’）が揺動軸（２１）を介して揺動部材（１”）に枢着されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
16. 揺動部材（１”）がヒンジピン（２０）を介して他方のヒンジ部分（２）に枢着されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
17. 固定部材（１’）または揺動部材（１”）に付設された緩衝要素（１４）を備え、フック（１２）を付勢して係合位置に保持するために、この緩衝要素が普通の動作位置で付勢されて揺動部材（１”）または固定部材（１’）の緩衝要素載置面（１５）に載っていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
18. 固定部材（１’）または揺動部材（１”）によって形成された保持面を備え、この保持面が普通の動作位置でＶ字状またはＹ字状に形成された、揺動部材（１”）または固定部材（１’）の受け入れスリット（１６）内に位置していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
19. シリンダ部材（４）の丸められた支承部分（２５）が皿状支承部材（２４）内に位置していることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。
20. 先細のピストン尖端部分（２６）がフック（１２）に付設された操作肩部（１９）の保持穴（３２）に係合していることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載のフロントフードヒンジ。

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