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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur bzw. Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils, die die Umgebung der Ecke des Heckendes des Daches eines Kombifahrzeugs bildet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein konstruktives Grundelement eines Fahrzeugs wie etwa ein Dach kann durch Übereinanderschichten mehrerer Blechelemente ausgebildet werden, wodurch Steifigkeit gewährleistet wird. Es ist bekannt, dass bei gewöhnlichen Fahrzeugen mit Belastungen in Torsionsrichtung (einer Torsionseinwirkung) zu rechnen ist, die bei fahrendem Fahrzeug auf die Umgebung bzw. den Bereich der Ecke zwischen dem Dach und der Karosserieseite einwirkt bzw. einwirken. Insbesondere bei Kombifahrzeugen ist der Heckteil der Grundkonstruktion im Wesentlichen offen, damit eine Heckklappe eingebaut werden kann, so dass sich die Belastungen tendenziell an der Ecke zwischen dem Dach und der Karosserieseite im Heckteil konzentrieren. Dementsprechend werden in der Umgebung der Ecke diverse Blechelemente übereinander geschichtet, um die Steifigkeit zu erhöhen.
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Beispielsweise ist bei der in der Patentdruckschrift Nr. 1 beschriebenen Verbindungskonstruktion des Hecks eines Fahrzeugs in der besagten Ecke ein Verstärkungselement – ein sogenanntes „Hecksäulenpflaster” – vorgesehen. Bei diesem Hecksäulenpflaster handelt es sich um ein Element mit vierbeiniger Struktur, das mit der C- bzw. D-Säule, dem Längsträger und dem heckseitigen Träger verbunden ist. Das Hecksäulenpflaster erstreckt sich diagonal in dem Schnitt in Fahrzeuglängsrichtung durch den von dem Dachblech (dem Dachaußenelement) und dem Innenblech eingeschlossenen Raum und verbessert die Steifigkeit des Bereichs, in dem es installiert ist.
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STAND DER TECHNIK
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PATENTDRUCKSCHRIFTEN
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- Patentdruckschrift Nr. 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2005-161889
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
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Die oben genannte Torsionseinwirkung betrifft insbesondere das Dachaußenelement. Das Dachaußenelement eines Fahrzeuges ist ein großes Blechelement, das sich unter Torsionseinwirkung leicht verformt. Es ist jedoch hinsichtlich Gewicht und Kostenanstieg nicht effizient, ein solches großes Dachaußenelement dicker zu machen. Ferner ist der Bereich, in dem das Hecksäulenpflaster aus der Patentdruckschrift Nr. 1 das Dachaußenelement berührt, klein, und daher scheint ein effizienterer Schutz des Dachaußenelements möglich.
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Angesichts des vorstehend beschriebenen Problems liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils zu schaffen, die in der Lage dazu ist, ein Dachaußenelement eines Kombifahrzeugs mit einer kostenwirksamen und einfachen Konfiguration zu verstärken.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Das vorstehend beschriebene Problem wird gelöst durch eine typische Konfiguration einer erfindungsgemäßen Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils, die wie folgt gestaltet ist: Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils eines Kombifahrzeugs mit: einem Karosserieseiten-Außenelement, einem Karosserieseiten-Verlängerungselement, das in der Nähe eines Heckendes des Karosserieseiten-Außenelements mit einer Fahrzeuginnenseite des Karosserieseiten-Außenelements verbunden ist, einem Dachaußenelement, das mit einer Fahrzeugaußenseite des Karosserieseiten-Außenelements und des Karosserieseiten-Verlängerungselements verbunden ist, und einem Heckverstärkungselement, das mit einer Fahrzeuginnenseite des Dachaußenelements und einer Fahrzeugaußenseite des Karosserieseiten-Außenelements und des Karosserieseiten-Verlängerungselements verbunden ist und einen Bereich verstärkt, in dem das Dachaußenelement das Karosserieseiten-Außenelement und das Karosserieseiten-Verlängerungselement überlappt, wobei das Dachaußenelement Folgendes aufweist: eine obere Fläche, die in Fahrzeuglängsrichtung verläuft, eine rückwärtige Fläche, die von einem Heckende der oberen Fläche aus nach unten gebogen und einer oberen Kante einer Heckklappe zugewandt ist, und eine abdeckende Fläche, die von der rückwärtigen Fläche aus nach hinten gebogen ist und an einer unteren Fläche der Heckklappe entlang verläuft, und wobei das Heckverstärkungselement an der oberen Fläche, der rückwärtigen Fläche und der abdeckenden Fläche des Dachaußenelements entlang gebogen ist, wobei es die jeweiligen Flächen berührt, und mit diesen verschweißt ist.
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Das Heckverstärkungselement kann die Umgebung der Ecke des Dachaußenelements im Fahrzeugheck, in der aufgrund einer Torsionseinwirkung besonders wahrscheinlich Belastungen anliegen, effizient verstärken. Insbesondere handelt es sich bei dem Heckverstärkungselement um ein kleines Element, das lediglich in einem minimalen Bereich vorgesehen ist, in dem eine Verstärkung notwendig ist, so dass es durch das Heckverstärkungselement nicht zu einem übermäßigen Anstieg von Gewicht oder Kosten des Fahrzeugs kommen kann.
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Bevorzugt weist das Heckverstärkungselement mindestens Folgendes auf: einen oberen Schweißbereich zum Verschweißen mit der oberen Fläche und einen rückwärtigen Schweißbereich zum Verschweißen mit der rückwärtigen Fläche, wobei der obere Schweißbereich und der rückwärtige Schweißbereich an unterschiedlichen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die oben erwähnte Torsionseinwirkung effizient zu verteilen.
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Bevorzugt weist die Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils ferner Folgendes auf: ein inneres Element, das auf der Fahrzeuginnenseite des Dachaußenelements, des Heckverstärkungselements, des Karosserieseiten-Außenelements und des Karosserieseiten-Verlängerungselements angeordnet ist, wobei des innere Element eine Arbeitsöffnung zum Durchführen eines Schweißvorgangs mindestens auf dem rückwärtigen Schweißbereich aufweist und der rückwärtige Schweißbereich gegen das innere Element auf eine Mitte der Arbeitsöffnung zu geneigt ist. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Arbeitseffizienz beim Verschweißen des Heckverstärkungselements zu erhöhen und dadurch einen Beitrag zur Arbeitsaufwands- und Kostensenkung zu leisten.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann eine Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils geschaffen werden, die in der Lage dazu ist, ein Dachaußenelement eines Kombifahrzeugs mit einer kostenwirksamen und einfachen Konfiguration zu verstärken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugs, bei dem eine Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.
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2A, 2B und 2C sind schematische Darstellungen von Komponenten, die unter der Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils aus 1A und 1B liegen.
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3 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Heckverstärkungselements aus 2C.
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4A und 4B zeigen schematische Querschnitte für 1B.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen eingehend erläutert. Die in den Ausführungsformen genannten Abmessungen, Materialien, konkreten Zahlenwerte usw. haben veranschaulichenden Charakter und dienen dem Verständnis der Erfindung; sie sind nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen, sofern nichts Anderweitiges angegeben ist. In der Beschreibung und den Zeichnungen tragen Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion oder Konfiguration gleiche Bezugszeichen, wodurch eine wiederholte Beschreibung vermieden wird, und Elemente, die nicht in direktem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.
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1A und 1B sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugs 102, bei dem eine Struktur 100 für das Heckende eines Fahrzeugoberteils einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Anwendung findet. 1A ist eine perspektivische schematische Darstellung des Fahrzeugs 102 bei Betrachtung von rechts hinten und von oben. 1A zeigt lediglich die Grundkonstruktion, die aus den Blechelementen des Fahrzeugs 102 besteht, und Elemente wie Türen und Reifen wurden ausgelassen. In den Zeichnungen einschließlich 1A und 1B geben die x-Achse die Fahrzeugquerrichtung, die y-Achse die Fahrzeuglängsrichtung und die z-Achse die vertikale Richtung an.
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Die in 1A und 1B dargestellte Struktur 100 für das Heckende eines Fahrzeugoberteils wird im Heck eines Kombifahrzeugs wie etwa des Fahrzeugs 102 eingesetzt. In der Regel ist bei fahrendem Fahrzeug mit einer Torsionseinwirkung auf die Ecke E3 zwischen einem Dach E1 und einer Karosserieseite E2 zu rechnen. Insbesondere bei Kombifahrzeugen wie dem Fahrzeug 102 ist ein Heckklappenbereich 104 im Heck des Fahrzeugs 102 offen, weswegen mit einer Konzentration der Belastungen im Heckende (Bereich C) der Ecke E3 zu rechnen ist. Wenn eine solche Lastkonzentration vorliegt, besteht das Risiko der Verformung des Dachaußenelements 106. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Dachaußenelement durch eine nachstehend beschriebene Konfiguration effizient verstärkt.
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1B ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Bereichs C aus 1A. Die Struktur 100 für das Heckende eines Fahrzeugoberteils weist in der vorliegenden Ausführungsform Folgendes auf: das Dachaußenelement 106, ein Karosserieseiten-Außenelement 108, bei dem es sich um das Äußere bzw. die Verkleidung der Karosserieseite E2 handelt, und ein Karosserieseiten-Verlängerungselement bzw. -Anschlusselement 110, das sich im Bereich des Heckendes an das Karosserieseiten-Außenelement 108 an der Fahrzeuginnenseite anschließt. Unter diesen Elementen ist außerdem eine Mehrzahl von Blechelementen angeordnet.
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2A, 2B und 2C sind schematische Darstellungen von Komponenten, die unter der Struktur 100 für das Heckende eines Fahrzeugoberteils aus 1A und 1B liegen. Wie in den schematischen Darstellungen in 2A, 2B und 2C gezeigt ist, sind die jeweiligen Blechelemente von der Fahrzeuginnenseite (unterste Schicht) zur Fahrzeugaußenseite (oberste Schicht) hin in der in 2A bis 2C gezeigten Abfolge übereinandergelegt.
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Wie in 2A gezeigt ist, umfassen die unter der Struktur 100 für das Heckende eines Fahrzeugoberteils liegenden Komponenten bei grober Klassifizierung im Wesentlichen ein inneres Element 114, das den oberen Teil einer Hecksäule 112 der Karosserieseite E2 bildet (siehe 1A), und ein Dachheckelement 116, das den Heckteil des Daches E1 bildet. Bei dem inneren Element 114 handelt es sich unter den nachstehend beschriebenen Blechelementen um dasjenige Blechelement, das sich am weitesten innenliegend im Fahrzeug befindet. Das Dachheckelement 116 ist derart angeordnet, dass sein Endabschnitt über dem inneren Element 114, d. h. von dem inneren Element 114 aus zur Fahrzeugaußenseite hin, zu liegen kommt.
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2B stellt Blechelemente dar, die über den in 2A gezeigten Elementen angeordnet sind. Wie in 2B gezeigt ist, ist das Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 auf der Hinterseite des inneren Elements 114 angeordnet. Ein Scharnierverstärkungselement 118 ist derart angeordnet, dass die Verbindung zwischen dem inneren Element 114 und dem Dachheckelement 116 abgedeckt wird. Bei dem Scharnierverstärkungselement 118 handelt es sich um ein Element, das den Bereich verstärkt, in dem das Scharnier (nicht gezeigt) der Heckklappe angebracht ist.
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2C zeigt Blechelemente, die über den in 2B gezeigten Elementen angeordnet sind. Wie in 2C gezeigt ist, ist das Karosserieseiten-Außenelement 108 derart angeordnet, dass die Vorderseite des inneren Elements 114 und die Vorderseite des Karosserieseiten-Verlängerungselements 110 abgedeckt werden. Ein Heckverstärkungselement 120 ist in dem Bereich angeordnet, in dem das Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 und das Karosserieseiten-Außenelement 108 einander überlappen. Auf der zur Fahrzeugaußenseite hin liegenden Seite dieser Blechelemente ist das in den 1A und 1B gezeigte Dachaußenelement 106 angeordnet. Auf diese Weise verstärkt das Heckverstärkungselement 120 den Bereich, in dem das Dachaußenelement 106, das Karosserieseiten-Außenelement 108 und das Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 einander überlappen.
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3 ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Heckverstärkungselements 120 aus 2C. Das Heckverstärkungselement 120 ist von dreidimensionaler Gestalt und weist eine Deckenfläche 122, die im oberen Abschnitt in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung verläuft, einen vertikalen Wandabschnitt 124, der von der Deckenfläche 122 aus nach unten gebogen ist, und einen Bodenabschnitt 126, der von dem vertikalen Wandabschnitt 124 aus nach hinten gebogen ist. Diese Abschnitte sind so geformt, dass sie, wie nachstehend beschrieben, an dem Dachaußenelement 106 entlang verlaufen.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind an dem Heckverstärkungselement 120 sechs Schweißbereiche vorgesehen, die zum Punktverschweißen mit anderen Blechelementen dienen. Zunächst sind ein erster Schweißbereich P1 und ein zweiter Schweißbereich P2 als obere Schweißbereiche auf der Deckenfläche 122 angeordnet. Weiterhin sind ein dritter Schweißbereich P3 und ein vierter Schweißbereich P4 als rückwärtige Schweißbereiche auf dem vertikalen Wandabschnitt 124 angeordnet. Schließlich sind ein fünfter Schweißbereich P5 und ein sechster Schweißbereich P6 als untere Schweißbereiche auf dem Bodenabschnitt 126 angeordnet.
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4A und 4B zeigen schematische Querschnitte der 1B. 4A ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A in 1B. Wie in 4A gezeigt ist, ist das Heckverstärkungselement 120 an der zur Fahrzeuginnenseite hin liegenden Seite des Dachaußenelements 106 und der zur Fahrzeugaußenseite hin liegenden Seite des Karosserieseiten-Außenelements 108 und des Karosserieseiten-Verlängerungselements 110 entlang ausgebildet und mit diesen verbunden.
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Im Folgenden wird eine Konfiguration des Heckverstärkungselements 120 im Einzelnen beschrieben. Eine obere Fläche 128 des Dachaußenelements 106 aus 4A verläuft in Fahrzeuglängsrichtung, und die Deckenfläche 122 des Heckverstärkungselements 120 aus 3 ist entlang dieser oberen Fläche 128 ausgebildet. Wie in 4A gezeigt ist, ist das Heckverstärkungselement 120 im ersten Schweißbereich P1 mit dem Dachaußenelement 106 und dem Karosserieseiten-Außenelement 108 punktverschweißt. Außerdem ist das Heckverstärkungselement 120 im zweiten Schweißbereich P2 mit dem Dachaußenelement 106 und dem Karosserieseiten-Außenelement 108 sowie dem Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 verschweißt.
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Weiterhin ist eine rückwärtige Fläche 130 des Dachaußenelements 106 von dem Heckende der oberen Fläche 128 aus nach unten gebogen. Diese rückwärtige Fläche 130 ist ein der oberen Kante einer Heckklappe (nicht gezeigt) zugewandter Abschnitt. An dieser rückwärtigen Fläche 130 entlang ist die vertikale Wandfläche des Heckverstärkungselements 120 aus 3 ausgebildet. Wie in 4A gezeigt ist, sind das Dachaußenelement 106 und das Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 im dritten Schweißbereich P3 und im vierten Schweißbereich P4 (siehe 3) miteinander punktverschweißt.
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Eine abdeckende Fläche 132 ist so ausgebildet, dass das Dachaußenelement 106 aus 4A von der rückwärtigen Fläche 130 aus derart nach hinten gebogen ist, dass es an der unteren Fläche der Heckklappe entlang verläuft. Der Bodenabschnitt 126 des Heckverstärkungselements 120 aus 3 ist an dieser abdeckenden Fläche entlang ausgebildet. Schließlich liegt, wie in 4A gezeigt ist, im fünften Schweißbereich P5 und im sechsten Schweißbereich P6 (siehe 3) eine Punktverschweißung mit dem Dachaußenelement 106 und dem Karosserieseiten-Verlängerungselement 110 vor.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ist das Heckverstärkungselement 120 an der oberen Fläche 128, der rückwärtigen Fläche 130 und der abdeckenden Fläche 132 des Dachaußenelements 106 entlang gebogen, damit es mit den jeweiligen Flächen in Kontakt ist, und ist mit diesen verschweißt. Wie in 3 gezeigt ist, sind insbesondere die oberen Schweißbereiche (der erste Schweißbereich P1 und der zweite Schweißbereich P2) und die rückwärtigen Schweißbereiche (der dritte Schweißbereich P3 und der vierte Schweißbereich P4) an unterschiedlichen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Unter „unterschiedlichen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung” ist zu verstehen, dass die y-Koordinate des ersten Schweißbereichs P1/des zweiten Schweißbereichs P2 (es kann sich beispielsweise um die y-Koordinate des Mittelpunkts dieser Bereiche handeln, dasselbe gilt auch nachstehend) und die y-Koordinate des dritten Schweißbereichs P3/des vierten Schweißbereichs P4 unterschiedlich sind. Unter „unterschiedlichen Positionen in Fahrzeugquerrichtung” ist zu verstehen, dass die x-Koordinate des ersten Schweißbereichs P1/des zweiten Schweißbereichs P2 und die x-Koordinate des dritten Schweißbereichs P3/des vierten Schweißbereichs P4 unterschiedlich sind. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Heckverstärkungselement 120, die bei fahrendem Fahrzeug erzeugte Torsionseinwirkung effizient zu verteilen.
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Bezüglich der vorstehend erwähnten Schweißbereiche wird der Schweißvorgang am dritten Schweißbereich P3 und am vierten Schweißbereich P4 aus 3 ausgeführt, indem ein Schweißgerät 136 (siehe 4B) in eine in dem inneren Element 114 aus 4A vorgesehene Arbeitsöffnung 134 eingeführt wird. 4B ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B in 1B. Wie in 4B gezeigt ist, ist der Spielraum für die Ausbildung der Arbeitsöffnung 134 aufgrund der umliegenden Strukturen eingeschränkt. Deswegen kann es möglich sein, dass es beispielsweise schwierig ist, das Schweißgerät 136 vertikal auf den vierten Schweißbereich P4 zu richten.
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Dementsprechend ist in der vorliegenden Ausführungsform der vertikale Wandabschnitt 124 des Heckverstärkungselements 120, in welchem der vierte Schweißbereich P4 vorgesehen ist, mit einem Neigungswinkel von ca. θ1 gegen das innere Element 114 in Richtung der Mitte der Arbeitsöffnung 134 geneigt ausgebildet. Diese Konfiguration ermöglicht es, das Schweißgerät 136 auch beim Verschweißen des Heckverstärkungselements 120 vertikal auf sein Ziel zu richten. Auf diese Weise wird die Arbeitseffizienz verbessert, und somit kann ein Beitrag zur Arbeitsaufwands- und Kostensenkung geleistet werden.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das Heckverstärkungselement 120 der vorliegenden Ausführungsform die Umgebung der Ecke E3 (siehe 1A) des Dachaußenelements 106 im Fahrzeugheck, auf die tendenziell aufgrund von Torsionseinwirkung Belastungen einwirken, effizient verstärken. Insbesondere handelt es sich bei dem Heckverstärkungselement 120 aus 3 um ein kleines Element mit einfacher Konfiguration, das lediglich in einem minimalen Bereich vorgesehen ist, in dem eine Verstärkung notwendig ist, so dass das Heckverstärkungselement keinen übermäßigen Anstieg von Gewicht oder Kosten des Fahrzeugs bewirkt und daher vorteilhaft ist.
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Im Vorstehenden wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf derartige Ausführungsformen eingeschränkt. Es ist klar, dass ein Fachmann auf geeignete Weise verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche vornehmen kann, und natürlich versteht sich, dass diese ebenfalls im technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung inbegriffen sind.
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Die vorliegende Erfindung kann als Struktur für das Heckende eines Fahrzeugoberteils benutzt werden, die die Umgebung der Ecke des Heckendes des Daches eines Kombifahrzeugs bildet.
- E1 ... Dach, E2 ... Karosserieseite, E3 ... Ecke, P1–P6 ... erster–sechster Schweißbereich, 100 ... Struktur für das Heckende eines Fahrzeugs, 102 ... Fahrzeug, 104 ... Heckklappenbereich, 106 ... Dachaußenelement, 108 ... Karosserieseiten-Außenelement, 110 ... Karosserieseiten-Verlängerungselement, 112 ... Hecksäule, 114 ... inneres Element, 116 ... Dachheckelement, 118 ... Scharnierverstärkungselement, 120 ... Heckverstärkungselement, 122 ... Deckenfläche, 124 ... vertikaler Wandabschnitt, 126 ... Bodenabschnitt, 128 ... obere Fläche, 130 ... rückwärtige Fläche, 132 ... abdeckende Fläche, 134 ... Arbeitsöffnung, 136 Schweißgerät
