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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugheckstruktur, die den Bereich um die Ecke an der hinteren Kante des Dachs bei einem Kombifahrzeug bildet.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Zur Gewährleistung von Steifigkeit ist eine Grundstruktur, wie z. B. ein Fahrzeugdach, mit mehreren übereinander angeordneten Blechelementen gestaltet. Es ist bekannt, dass sich Belastungen während des Fahrens bei diesen Grundstrukturen tendenziell insbesondere im Bereich um eine Ecke zwischen dem Dach und einem Karosserieseitenteil konzentrieren. Im Speziellen weist ein Kombifahrzeug im Fahrzeugheck eine große Öffnung zur Aufnahme einer Heckklappe auf, und es ist insbesondere der Bereich um eine Ecke zwischen Dach und Karosserieseitenteil im Heck, wo sich die Belastung am ehesten konzentriert. Deswegen werden in dem Bereich um die Ecke diverse Blechelemente übereinander angeordnet, um die Steifigkeit zu erhöhen.
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Zum Beispiel ist bei der in Patentdokument Nr. 1 beschriebenen Verbindungsstruktur für ein Fahrzeugheck die erwähnte Ecke mit einem als Hecksäulenpflaster bezeichneten Verstärkungselement versehen. Bei diesem Hecksäulenpflaster handelt es sich um ein Element mit vier Beinen, das mit der C- und D-Säule, dem Längsträger und dem heckseitigen Träger verbunden ist. Das Hecksäulenpflaster durchläuft bei Betrachtung eines Querschnitts in Fahrzeuglängsrichtung den durch das Dachblech und das Innenblech gebildeten geschlossenen Raum diagonal und verstärkt somit die Steifigkeit des Bereichs, in dem das Hecksäulenpflaster bereitgestellt ist.
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STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument Nr. 1: japanische Patentauslegeschrift Nr. 2005-161889
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Die vorstehend beschriebene Belastung, die auf ein fahrendes Fahrzeug einwirkt, konzentriert sich am ehesten an einem Punkt, an dem Elemente miteinander verschweißt sind. Es kommt dabei nicht nur vor, dass die Belastung einfach linear auf den Schweißpunkt einwirkt, sondern es kommt auch vor, dass die Belastung in verdrehender Weise anliegt (beispielsweise kann es vorkommen, dass abhängig von der Belastung die Elemente um den Schweißpunkt gegeneinander torsionsverspannt werden). Ein Kombifahrzeug weist, wie oben beschrieben, im Heck des Fahrzeugs eine große Öffnung auf, und daher ist es wahrscheinlich, dass insbesondere im Bereich um eine Ecke zwischen dem Dach und dem Karosserieseitenteil eine Torsionsbelastung entsteht. Die Verwendung dickerer Elemente oder eines Strukturklebstoffs als Möglichkeit zum Entgegenwirken der Belastung ist aufgrund der damit verbundenen Gewichts- und Kostensteigerungen nicht effektiv.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der vorstehend erläuterten Probleme, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugheckstruktur zu schaffen, die eine einfache Struktur aufweist, mit welcher Gewicht und Kosten niedrig gehalten werden und die in der Lage ist, Dach und Karosserieseitenteil von in erster Linie einem Kombifahrzeug zu verstärken.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Die Aufgabe wird durch eine repräsentative Konfiguration der Fahrzeugheckstruktur der vorliegenden Erfindung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Fahrzeugheckstruktur für ein Kombifahrzeug mit einer Heckklappe, wobei die Fahrzeugheckstruktur Folgendes aufweist: ein Dach eines Fahrzeugs, ein Karosserieseitenteil, das mit dem Dach verbunden ist und eine Seitenfläche des Fahrzeugs bildet, und ein Verstärkungselement, das mit dem Dach und der Seitenfläche verschweißt ist, wobei das Dach einen oberen Flächenabschnitt, einen vertikalen Dachwandabschnitt, der an einer hinteren Kante des oberen Flächenabschnitts nach unten gebogen ist, und einen Abdeckungsabschnitt, der von dem vertikalen Dachwandabschnitt aus weiter zum Heck des Fahrzeugs hin gebogen ist und an einer unteren Fläche der Heckklappe entlang verläuft, aufweist, das Karosserieseitenteil einen vertikalen Karosserieseitenwandabschnitt aufweist, der derart gebogen ist, dass er den vertikalen Dachwandabschnitt teilweise überlappt, und das Verstärkungselement an dem oberen Flächenabschnitt, dem vertikalen Dachwandabschnitt und dem Abdeckungsabschnitt des Dachs entlang gebogen ist und an einer Außenseite in einer Fahrzeugquerrichtung mit dem vertikalen Karosserieseitenwandabschnitt, in einer Mitte in Fahrzeugquerrichtung mit einem Abschnitt, in dem sich der vertikale Dachwandabschnitt und der vertikale Karosserieseitenwandabschnitt überlappen, und an einer Innenseite in Fahrzeugquerrichtung mit dem vertikalen Dachwandabschnitt verschweißt ist.
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Das Verstärkungselement weist eine Form auf, die an dem oberen Flächenabschnitt, dem vertikalen Dachwandabschnitt und dem Abdeckungsabschnitt des Dachs entlang gebogen ist, weswegen es unwahrscheinlich ist, dass das Verstärkungselement nach seiner Montage eine Positionsverschiebung erfährt. Da das Verstärkungselement außerdem so verschweißt ist, dass es das Dach und das Karosserieseitenteil in Fahrzeugquerrichtung überquert, kann selbst eine Last, die so anliegt, dass sie das Verstärkungselement zu verdrehen sucht, d. h. in Rotationsrichtung (Torsionsrichtung) des Verstärkungselements, wirksam absorbiert werden. Somit kann dank dieser Konfigurationen die Fahrzeugheckstruktur das Dach und das Karosserieseitenteil fester miteinander verbinden.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Schweißen um Punktschweißen, und das Verstärkungselement weist mindestens Folgendes auf: einen ersten Vertikalrichtungs-Schweißpunkt, der in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs mit dem oberen Flächenabschnitt verschweißt ist, einen zweiten Vertikalrichtungs-Schweißpunkt, der in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs mit dem Abdeckungsabschnitt verschweißt ist, einen Längsrichtungs-Schweißpunkt, der in einer Fahrzeuglängsrichtung mit dem vertikalen Dachwandabschnitt, dem vertikalen Karosserieseitenwandabschnitt oder dem Abschnitt, in dem sich der vertikale Dachwandabschnitt und der vertikale Karosserieseitenwandabschnitt überlappen, verschweißt ist. Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglichen die an verschiedenen Orten und in verschiedenen Richtungen vorgesehenen Schweißpunkte ein wirksames Absorbieren auch der vorstehend erwähnten Belastung in Torsionsrichtung.
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Bevorzugt sind das Dach, das Karosserieseitenteil und das Verstärkungselement jeweils aus Blech hergestellt und das Verstärkungselement ist dicker als das Dach und das Karosserieseitenteil. Dadurch, dass nur das Verstärkungselement dicker gestaltet wird, kann die Steigerung des Fahrzeuggewichts und der Kosten wesentlich geringer ausfallen, als wenn Dach und Karosserieseitenteil dicker gestaltet würden. Außerdem kann dadurch die Steifigkeit des Fahrzeugs wirksam gesteigert werden.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann eine Fahrzeugheckstruktur bereitgestellt werden, die eine einfache Struktur aufweist, mit welcher Gewicht und Kosten niedrig gehalten werden und die in der Lage ist, das Dach und das Karosserieseitenteil von in erster Linie einem Kombifahrzeug zu verstärken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug zeigt, bei dem eine Fahrzeugheckstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
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2 ist eine schematische Darstellung, die Komponenten der Fahrzeugheckstruktur aus 1(b) zeigt.
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3 ist eine schematische Querschnittsansicht von 1(b).
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen eingehend beschrieben. Die in den Ausführungsformen genannten Abmessungen, Materialien, konkreten Zahlenwerte usw. haben veranschaulichenden Charakter und dienen lediglich dem Verständnis der Erfindung; sie sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken, 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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1 zeigt schematische Darstellungen eines Fahrzeugs 102, bei dem eine Fahrzeugheckstruktur 100 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 1(a) ist eine perspektivische schematische Darstellung des Fahrzeugs 102 bei Betrachtung von rechts hinten und von oben. 1(a) zeigt lediglich eine Grundstruktur aus Blechelementen des Fahrzeugs 102; Türen, Reifen und andere Elemente wurden ausgelassen.
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Wie in 1(a) gezeigt ist, kann die Fahrzeugheckstruktur 100 zweckdienlich im Heck insbesondere eines Kombifahrzeugs wie dem Fahrzeug 102 umgesetzt werden. Belastungen, denen ein fahrendes Fahrzeug ausgesetzt ist, konzentrieren sich tendenziell an Punkten, an denen Elemente miteinander verschweißt sind. Es kommt dabei nicht nur vor, dass die Belastung einfach linear auf einen Schweißpunkt einwirkt, sondern es kommt auch vor, dass die Belastung in verdrehender Weise anliegt (beispielsweise kann es vorkommen, dass abhängig von der Belastung die Elemente um den Schweißpunkt gegeneinander torsionsverspannt werden). Insbesondere ist bei einem Kombifahrzeug wie dem Fahrzeug 102 im Heck des Fahrzeugs 102 ein Heckklappenbereich 104 vorgesehen, und es ist damit zu rechnen, dass eine solche Belastung an einem hinteren Ende (Teil C) einer Kante E3 zwischen einem Dach 106 und einem Karosserieseitenteil 108 entsteht. Demgemäß werden bei dieser Ausführungsform das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 durch die nachstehend beschriebene Anordnung wirksam verstärkt, damit eine solche Belastung absorbiert und Rissbildung verhindert werden kann.
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1(b) ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Teils C aus 1(a). Die Fahrzeugheckstruktur 100 umfasst bei dieser Ausführungsform das Dach 106, welches die obere Fläche des Fahrzeugs 102 bildet, das Karosserieseitenteil 108, das mit dem Dach 106 verbunden ist und eine Seitenfläche des Fahrzeugs 102 bildet, sowie weitere Elemente. Unter den genannten Elementen weist das Karosserieseitenteil 108 ein Karosserieseitenteil-Außenblech 108a, das als Außenseite dient, und ein Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement 108b auf, das in der Nähe eines fahrzeugheckseitigen Rands des Karosserieseitenteil-Außenblechs 108a verbunden ist. Bei diesen Elementen handelt es sich um aus Metallblech hergestellte Blechelemente. Es sei angemerkt, dass unter diesen Elementen mehrere weitere Blechelemente angeordnet sind.
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2 zeigt schematische Darstellungen von Komponenten der Fahrzeugheckstruktur 100 aus 1(b). 2(a) ist eine auseinandergezogene schematische Darstellung, die einen Abschnitt einer Fahrzeugheckstruktur 100 aus 1(b) zeigt. Wie in 2(a) gezeigt ist, ist unter dem Karosserieseitenteil 108 ein inneres Element 110 angeordnet. Bei dem inneren Element 110 handelt es sich um ein Blechelement, das näher zur Fahrzeuginnenseite hin angeordnet ist als das Karosserieseitenteil-Außenblech 108a und das Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement 108b.
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Über dem inneren Element 110 und unter dem Karosserieseitenteil-Außenblech 108a und dem Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement 108b ist ein Verstärkungselement 112 angeordnet. Bei dem Verstärkungselement 112 handelt es sich um ein Element, welches die Verbindung zwischen dem Karosserieseitenteil-Außenblech 108a, dem Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement 108b und dem Dach 106 an deren Verbindungsstellen verstärkt.
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2(b) ist eine schematische Darstellung, die lediglich das Verstärkungselement 112 aus 2(a) zeigt. Bei dem Verstärkungselement 112 handelt es sich wie bei den anderen Elementen um ein Blechelement, das aus Metallblech hergestellt ist. Insbesondere ist das Verstärkungselement 112 so eingerichtet, dass es dicker als das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 aus 2(a) ist. Das Verstärkungselement 112 wird durch Punktschweißen mit dem Dach 106 und dem Karosserieseitenteil 108 verbunden und in einer an diesen Elementen entlang gebogenen Freiform ausgebildet. Im Folgenden werden die Schweißpunkte zwischen dem Verstärkungselement 112 und weiteren Elementen im Detail beschrieben.
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3 zeigt schematische Querschnittsansichten von 1(b). 3(a) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 1(b). Bei dem A-A-Querschnitt handelt es sich um einen Querschnitt, der durch Schneiden der Elemente in Fahrzeuglängsrichtung und Betrachtung des Querschnitts von außen in Fahrzeugquerrichtung erhalten wird.
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Wie in 3(a) gezeigt ist, sind die heckseitigen Kanten des Dachs 106 und des Karosserieseitenteils 108 in gebogenen Formen ausgebildet, um die Anbringung einer Heckklappe 114 zu ermöglichen, die gestrichelt dargestellt ist. Einerseits bildet ein oberer Flächenabschnitt 106a des Dachs 106 die obere Fläche des Fahrzeugs 102, und an die hintere Kante des oberen Flächenabschnitts 106a anschließend setzt sich ein vertikaler Dachwandabschnitt 106b in gebogene Weiser am Randabschnitt der Heckklappe 114 entlang nach unten fort. Andererseits ist auch am Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement 108b des Karosserieseitenteils 108 ein vertikaler Karosserieseitenwandabschnitt 108c vorgesehen, der am Randabschnitt der Heckklappe 114 entlang nach unten gebogen ist.
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Am Ende des vertikalen Dachwandabschnitts 106b des Dachs 106 ist ein Abdeckungsabschnitt 106c ausgebildet. Der Abdeckungsabschnitt 106c ist von dem vertikalen Dachwandabschnitt 106b in Richtung des Hecks des Fahrzeugs gebogen und verläuft an der unteren Fläche der Heckklappe 114 entlang. Es sei angemerkt, dass auch am Ende des vertikalen Karosserieseitenwandabschnitts 108c des Karosserieseitenteils 108 ein Abdeckungsabschnitt 108d ausgebildet ist.
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Das Verstärkungselement 112 ist an dem oberen Flächenabschnitt 106a, dem vertikalen Dachwandabschnitt 106b und dem Abdeckungsabschnitt 106c des Dachs 106 entlang gebogen und berührt diese. Dementsprechend ist es aufgrund der Form des Verstärkungselements 112 unwahrscheinlich, dass dieses nach seiner Montage eine Positionsverschiebung erfährt. Das Verstärkungselement 112, das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 sind an jeweiligen Schweißpunkten verschweißt, die nachstehend beschrieben werden.
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Bei den auf dem Verstärkungselement 112 vorgesehenen Schweißpunkten handelt es sich um Stellen, an denen Punktschweißen erfolgt ist. Die Schweißpunkte unterscheiden sich hinsichtlich Richtung und Ort des Punktschweißens voneinander. Die ersten Vertikalrichtungs-Schweißpunkte P1 und P2 sind in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs mit dem oberen Flächenabschnitt 106a des Dachs 106 und des Karosserieseitenteils 108 verschweißt. Ein Längsrichtungs-Schweißpunkt P3 ist in Fahrzeuglängsrichtung mit dem vertikalen Dachwandabschnitt 106b und dem vertikalen Karosserieseitenwandabschnitt 108c verschweißt. Ein zweiter Vertikalrichtungs-Schweißpunkt P4 ist in vertikaler Fahrzeugrichtung mit dem Abdeckungsabschnitt 106c und dem Abdeckungsabschnitt 108d verschweißt. Das Punktschweißen an diesen Schweißpunkten kann über Öffnungen E1 erfolgen, die in dem inneren Element 110 vorgesehen sind.
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3(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 1(b). Wie in 3(b) gezeigt ist, sind an dem Verstärkungselement 112 ferner mehrere Schweißpunkte für die vertikalen Wandabschnitte vorgesehen. Zunächst sind an der Außenseite in Fahrzeugquerrichtung ferner Längsrichtungs-Schweißpunkte P5 und P6 für den Karosserieseitenwandabschnitt 108c des Karosserieseitenteils 108 vorgesehen. In der Mitte in Fahrzeugquerrichtung überlappt der vertikale Dachwandabschnitt 106b des Dachs 106 teilweise den vertikalen Karosserieseitenwandabschnitt 108c des Karosserieseitenteil-Fortsetzungselements 108b, und in diesem Bereich ist der Längsrichtungs-Schweißpunkt P3 vorgesehen. Auf der Innenseite in Fahrzeugquerrichtung ist ein Längsrichtungs-Schweißpunkt P7 für den vertikalen Dachwandabschnitt 106b des Dachs 106 vorgesehen.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es erstens aufgrund seiner Form unwahrscheinlich, dass das Verstärkungselement 112 eine Positionsverschiebung erfährt. Weiterhin ist, wie in 3(b) gezeigt, das Verstärkungselement 112 in Fahrzeugquerrichtung über mehrere Schweißpunkte mit dem Dach 106 und dem Karosserieseitenteil 108 verschweißt. Dementsprechend kann sogar eine Belastung wirksam absorbiert werden, die von dem Dach 106 oder dem Karosserieseitenteil 108 aus so auf das Verstärkungselement 112 einwirkt, dass sie das Verstärkungselement 112 um den Längsrichtungs-Schweißpunkt P3 zu drehen sucht. Es ist somit möglich, lokale Spannungskonzentrationen und die Bildung von Rissen und dergleichen zu vermeiden und das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 fester miteinander zu verbinden.
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Außerdem ist, wie vorstehend beschrieben, das Verstärkungselement 112 so eingerichtet, dass es dicker als das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 ist. Dementsprechend kann dadurch, dass nur das Verstärkungselement 112 dicker gestaltet wird, eine einfachere Anordnung erzielt werden, und die Steigerung des Fahrzeuggewichts und der Kosten kann wesentlich geringer ausfallen, als wenn das Dach 106 und das Karosserieseitenteil 108 dicker gestaltet würden. Außerdem kann dadurch die Steifigkeit des Fahrzeugs wirksam gesteigert werden.
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Es wurden bislang anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Es ist klar, dass ein Fachmann auf geeignete Weise im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche verschiedene Anderungen und Modifikationen vornehmen kann, und es versteht sich natürlich, dass diese ebenfalls unter den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann als Fahrzeugheckstruktur eingesetzt werden, die den Bereich um die Ecke an der hinteren Kante des Dachs bei einem Kombifahrzeug bildet.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- E1...Öffnung, P1, P2...erster Vertikalrichtungs-Schweißpunkt, P3, P5, P6, P7...Längsrichtungs-Schweißpunkt, P4...zweiter Vertikalrichtungs-Schweißpunkt, 100...Fahrzeugheckstruktur, 102...Fahrzeug, 104... Heckklappenbereich, 106...Dach, 106a...oberer Flächenabschnitt, 106b... vertikaler Wandabschnitt, 106c...Abdeckungsabschnitt, 108... Karosserieseitenteil, 108a...Karosserieseitenteil-Außenblech, 108b... Karosserieseitenteil-Fortsetzungselement, 108c...vertikaler Wandabschnitt, 108d...Abdeckungsabschnitt, 110...inneres Element,112 ...Verstärkungselement, 114...Heckklappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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