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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dachblechaufbau und noch genauer bezieht sie sich auf einen Dachblechaufbau, der aus einem Dachblech oder einer Vielzahl von Dachblechen (beispielsweise einem oberen Dachblech und einem unteren Dachblech) aufgebaut ist, die in der senkrechten Richtung mit Abständen dazwischen in einem Fahrzeug vorgesehen sind.
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Stand der Technik
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Um das Dachblechteil eines Fahrzeugs zu verstärken, offenbart beispielsweise die
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2578156 einen Fahrzeugkarosserieaufbau eines Automobils, bei dem eine Verstärkungsstange mit der ansteigenden Wand auf der Rückseite der vorderen Dachschiene verbunden ist, die sich von dem Verbindungsteil mit dem Eckstück bis zu dem im Wesentlichen mittleren Teil in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
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Daher war es herkömmlich notwendig, dass zur Durchführung einer Verstärkung ein Verstärkungsteil wie eine derartige Verstärkungsstange oder etwas Ähnliches neu vorgesehen wurde, oder dass die Plattendicke eines Komponententeils des Dachblechteils erhöht wurde, so dass eine Konfiguration verlangt wurde, die eine wirksame Verstärkung ermöglicht, welche mit einem einfachen Aufbau zu erhalten ist.
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Die
DE 34 14 844 A1 offenbart ein Fahrzeugdach, in welchem eine Sicke in einem Querträger als eine Regenrinne genutzt wird.
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Die
JP 2003-306 166 A zeigt einen Aufbau einer Fahrzeugkarosserie mit einem Dach mit Querträger, um die Dach- bzw. Karosseriesteifigkeit bei Seitenaufprall zu erhöhen. Diese Entgegenhaltung wird als nächstkommender Stand der Technik angesehen. Im Unterschied zur Erfindung scheinen die Querträger jedoch über den gesamten Bereich des Dachs gleichmäßig zu verlaufen.
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Die
US 5 318 338 A zeigt keine Sicken, jedoch Anordnungen von gebogenen und zusammengeschweißten Blechen, die insgesamt eine ähnliche Form wie ein Blech mit einer Sicke aufweisen.
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Die
US 5 000 507 A zeigt ebenfalls keine Sicken, sie zeigt jedoch den Einsatz von Querträgern als Verstärkung. Diese Träger ändern ihre Form in der Querrichtung des Fahrzeugs.
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Schließlich zeigt auch die
US 2004/140695 A1 Querträger mit einer nicht ebenen Oberseite und einer geraden Unterseite.
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Erläuterung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend genannten Tatsache durchgeführt, und ihre Aufgabe ist es, einen Dachblechaufbau zu schaffen, der die Schaffung einer effektive Verstärkung mit einer einfachen Struktur erlaubt.
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Maßnahmen zum Lösen der Aufgaben
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Dachblechaufbau geschaffen, der ein Dachblech oder eine Vielzahl von Dachblechen vorsieht, die in der Senkrechten mit Räumen dazwischen vorgesehen sind, und eine Sicke, die in zumindest einem der Bleche vorgesehen ist und sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei eine Länge des Vorstehens der Sicke von einem mittleren Abschnitt zu Endabschnitten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs allmählich verringert wird.
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Daher wird der Dachblechaufbau durch die Sicke verstärkt. Außerdem wird eine Verstärkung für den Dachblechaufbau effektiv mit einem einfachen Aufbau durchgeführt, der lediglich eine Sicke an einem Dachblech aufweist.
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Die Anzahl von Dachblechen, die den Dachblechaufbau bilden, ist nicht speziell beschränkt, und ein einzelnes Dachblech kann verwendet werden, im Allgemeinen wird der Dachblechaufbau jedoch durch zwei Dachbleche, das bedeutet, ein oberes Dachblech und ein unteres Dachblech gebildet. Wenn eine Vielzahl von Dachblechen den Dachblechaufbau bilden, muss mindestens eines davon mit einer Sicke versehen sein. Auf diese Weise kann ein größerer Raum innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs untergebracht sein, indem die Länge des Vorsprungs in den Endabschnitten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs kleiner als in dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs gemacht wird. Und trotzdem wird die Länge der Sicke allmählich verringert, und es gibt keine plötzliche Verringerung der Länge des Vorsprungs, wodurch eine lokale Verringerung der Festigkeit vermieden werden kann.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann der Dachblechaufbau eine Vielzahl der Dachbleche umfassen, und die Sicke kann von dem Dachblech, an dem die Sicke vorgesehen ist, hin zu einem anderen Dachblech vorstehen, und die Sicke kann mit dem anderen Dachblech an einer Seite in einer Richtung des Vorstehens verbunden sein.
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Auf diese Weise kann durch Verbinden der Sicke mit dem Dachblech an der Seite in der Richtung des Vorstehens der Sicke eine effektivere Verstärkung als bei dem Aufbau erzielt werden, in dem die Sicke nicht mit dem Dachblech verbunden ist.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Sicke mit dem Verbindungsblech verbunden sein, das auf der Seite in der Richtung des Vorstehens der Sicke in einem mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Auf diese Weise kann der Dachblechaufbau mit einer einfachen Struktur, in welcher die Sicke lediglich in dem mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs mit dem Dachblech verbunden ist, effektiver verstärkt werden.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann der Dachblechaufbau eine Vielzahl der Dachbleche aufweisen, und die Sicke kann von dem Dachblech, an dem die Sicke vorgesehen ist, hin zu einem weiteren Dachblech vorstehen, und die Sicke kann so vorstehen, dass sie mit dem anderen Verbindungsblech auf der Seite des Vorstehens über einen Bereich in Kontakt kommt, der sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
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Daher kann auch in einer Konfiguration, in welcher die Sicke und das Dachblech miteinander über einen Bereich in Kontakt stehen, der sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, der Dachblechaufbau effektiv verstärkt werden.
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Dieser Satz „sie steht mit dem anderen Dachblech auf einer Seite in einer Richtung des Vorsprungs über einen Bereich in Kontakt, der sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt”, deckt natürlich einen Fall ab, in welchem die Sicke in der Breitenrichtung des Fahrzeugs linear mit dem Verbindungsblech in der Breitenrichtung des Fahrzeugs in Kontakt steht; er deckt daneben jedoch auch einen Fall ab, in welchem beispielsweise eine Vielzahl von punktförmigen Kontaktorten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs vorgesehen sind.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Sicke so vorstehen, dass sie mit dem anderen Verbindungsblech, mit dem die Sicke verbunden ist, über die gesamte Breitenrichtung des Fahrzeugs in Kontakt kommt.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Sicke mit dem anderen Verbindungsblech, das auf der Seite in der Richtung des Vorstehens der Sicke vorgesehen ist, an einer Vielzahl von Orten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs verbunden sein.
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Weil die Sicke mit dem Verbindungsblech an einer Vielzahl von Orten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, kann der Dachblechaufbau effektiver verstärkt werden.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Sicke mit dem anderen Verbindungsblech, das auf der Seite in der Richtung des Vorsprungs vorgesehen ist, an einem mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs und an Orten auf beiden Seiten desselben verbunden sein.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Dachblech so geformt sein, dass es sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs konvex nach oben krümmt, und die Sicke kann nach unten vorstehen.
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Dadurch bewegt sich der Ort in der Mitte der Figur für den Dachblechaufbau hin zur unteren Seite des Verbindungsblechs, in anderen Worten, zu der Innenseite der Kurve, so dass selbst in dem Fall, in dem beispielsweise eine Druckkraft von beiden Seiten in der Breitenrichtung des Fahrzeugs auf das Fahrzeug wirkt, effektiv ein Einknicken gegen das Biegemoment, das auf den mittleren Teil in der Breitenrichtung des Dachblechaufbaus wirkt, verhindert werden kann.
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In dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Dachblech ein oberes Dachblech und ein unteres Dachblech umfassen, wobei das untere Dachblech an einer Innenseite der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet sein kann, das obere Dachblech über dem unteren Dachblech angeordnet sein kann und die Sicke an dem oberen Dachblech vorgesehen sein kann.
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Auswirkungen der Erfindung
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Weil die vorliegende Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, kann der Dachblechaufbau effektiv mit einer einfachen Struktur verstärkt werden.
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Kurze Erläuterung der Figuren
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Automobil veranschaulicht, an dem ein Beispiel der Erfindung anwendbar ist;
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2A ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1, die schematisch das vordere Dachteil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2A, die schematisch das vordere Dachteil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2C ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 2A, die schematisch das vordere Dachteil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2D ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 2A, die schematisch das vordere Dachteil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 ist eine erläuternde Zeichnung, welche den Ort in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Fall zeigt, in dem darauf eine Querkraft wirkt;
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4A ist eine Schnittansicht an demselben Ort wie in 2A, die schematisch das vordere Dachteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 4A, die schematisch das vordere Dachteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4C ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 4A, die schematisch das vordere Dachteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4D ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 4A, die schematisch das vordere Dachteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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5 ist eine erläuternde Zeichnung, welche den Ort in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fall zeigt, in dem darauf eine Querkraft wirkt.
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Bestes Verfahren zum Durchführen der Erfindung
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1 zeigt ein Automobil 12, das ein vorderes Dachteil 22 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist. Zudem zeigt 2 einen spezifischen Aufbau des vorderen Dachteils 22. In den nachstehenden Ausführungsformen wird ein vorderes Dachteil 22, das in dem vorderen Abschnitt eines Dachs 14 des Automobils 12 angeordnet ist, als ein Beispiel des Dachblechaufbaus der vorliegenden Erfindung erwähnt.
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In jeder Figur wird die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit einem Pfeil FR wiedergegeben, die Richtung nach oben wird durch einen Pfeil UP wiedergegeben und die Richtung in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nach außen wird durch einen Pfeil OUT wiedergegeben.
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Das vordere Dachteil 22 umfasst ein senkrecht angeordnetes Paar aus einem oberen Dachblech 24 und einem unteren Dachblech 26, die vordere Säulen bzw. A-Säulen 16 des Automobils verbinden. Das obere Dachblech 24 und das untere Dachblech 26 sind jeweils in Übereinstimmung mit der Geometrie des Dachs 14 so konvex nach oben geschwungen, dass ihre Festigkeit gegen die Last, die von oben darauf wirkt, erhöht ist und ein größerer Raum in der Fahrgastzelle vorhanden ist.
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Wie aus 2A zu erkennen ist, wird eine Sicke 28 gebildet, die kontinuierlich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs verläuft. Wie in den 2B bis 2D gezeigt ist die Sicke 28 so aufgebaut, dass sie teilweise in dem mittleren Abschnitt des oberen Verbindungsblechs 24 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs von dem oberen Verbindungsblech 24 nach unten vorsteht, und der Querschnitt der Sicke 28 wird im Wesentlichen rechteckig hergestellt.
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Zudem ist die Tiefe der Sicke 28, wie ebenfalls aus 2C im Vergleich zu 2B und 2D zu erkennen ist, im mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs am größten und verringert sich allmählich hin zu beiden Enden in der Breitenrichtung des Fahrzeugs. Und das vorstehende Ende (das untere Ende) der Sicke 28 steht in dem mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs mit dem unteren Dachblech 26 in Kontakt, und dieser Kontaktabschnitt ist als ein Verbindungsabschnitt 30 vorgesehen, an dem die Sicke 28 und das untere Dachblech 26 miteinander verbunden sind.
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In dem vorderen Dachteil 22, das in der ersten Ausführungsform so aufgebaut ist, wird das obere Dachblech 24 durch die Sicke 28 verstärkt, und zudem wird auch eine Verstärkung für das gesamte vordere Dachteil 22 erzielt. Daher verstärkt ein einfacher Aufbau, in welchem lediglich die Sicke 28 vorgesehen wird, verlässlich das vordere Dachteil 22 und ist dazu fähig, eine unerwünschte Verformung zu verhindern, die durch eine externe Kraft hervorgerufen wird.
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In 3 werden jeweils der Ort T1 in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil 22, das wie in der vorliegenden Ausführungsform die Sicke 28 aufweist, und der Ort T2 in der Mitte der Figur eines vorderen Dachteils, das die Sicke 28 nicht aufweist, als ein Vergleichsbeispiel (mit demselben Aufbau wie dem der vorliegenden Ausführungsform mit Ausnahme der nicht vorgesehenen Sicke 28) mit einer Zweipunkt-Strich-Linie gezeigt. Aus dieser 3 kann man erkennen, dass der Ort T1 in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil 22 in der vorliegenden Ausführungsform, welche die Sicke 28 aufweist, tiefer als der Ort T2 in der Mitte der Figur liegt, der keine Sicke 28 aufweist.
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Hier wird insbesondere der Fall betrachtet, in welchem wie in 3 gezeigt eine seitliche Kraft F auf das vordere Dachteil 22 wirkt. Weil das vordere Dachteil 22 konvex nach oben gekrümmt ist, wirkt ein Biegemoment auf den mittleren Abschnitt des vorderen Dachteils 22 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs. Ein solches Biegemoment ist proportional zu dem Abstand zwischen einer Linie, welche die beiden Enden des vorderen Dachteils 22 miteinander verbindet (der Wirkungslinie L der Querkraft F) und dem Ort T1, T2 in der Mitte der Figur (dem Abstand in dem mittleren Abschnitt in der Breitenrichtung des Fahrzeugs, der in der Zeichnung mit δ1, δ2 bezeichnet ist). Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform, durch welche der Ort T1 in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil 22 wie vorstehend beschrieben abgesenkt ist, das Biegemoment im Vergleich zu dem Aufbau verringert, in dem der Ort T2 in der Mitte der Figur wie in 3 gezeigt nicht abgesenkt ist, wodurch ein Aufbiegen verlässlicher verhindert werden kann.
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Dennoch ist es nicht notwendig, ein neues Bauteil für die Verstärkung einzufügen und die Plattendicke des oberen Dachblechs 24 und des unteren Dachblechs 26 zu vergrößern, wodurch ein einfacher Aufbau geschaffen wird und keine Gewichtserhöhung erzeugt wird.
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In den jeweiligen Aufbauten, in denen die Sicke 28 vorgesehen ist oder nicht, werden die Spannungen σ2, σ1 und die Größe der Verringerung der Spannung Δσ an der unteren Oberfläche des vorderen Dachteils in dem mittleren Abschnitt wie folgt ausgedrückt:
- – Spannung bei nicht vorhandener Sicke σ2 = F/A + Fδ2(δ2 – d)/EI
- – Spannung bei vorhandener Sicke σ1 = F/A + Fδ1(δ1 – d)/EI
- – Spannungsverringerung Δσ = F(δ2(δ2 – d) – δ1(δ1 – d))/EI
mit - F:
- Querkraft, die vom Endabschnitt auf den vorderen Dachteil wirkt
- A:
- Querschnittsfläche
- E:
- Modul der Elastizität in der Längsrichtung bzw. E-Modul
- I:
- Zweites Flächenmoment
- δ1:
- Abstand von der Wirkungslinie L für die Kraft F bis zum Ort T1 in der Mitte der
- δ2:
- Abstand von der Wirkungslinie L für die Kraft F bis zum Ort T2 in der Mitte der
- d:
- Abstand von der Wirkungslinie L für die Kraft F zum Verbindungsteil 30
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Aus dem Vorstehenden kann man erkennen, dass ein großer Betrag der Verringerung der Spannung erzielt werden kann, selbst wenn der Betrag des Absenkens an dem Ort in der Mitte der Figur gering ist.
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In der vorstehenden Beschreibung ist der Aufbau so, dass die Sicke 28 oder die Sicke 68 von dem oberen Dachblech 24 nach unten vorsteht, der Aufbau zum Verstärken des vorderen Dachteils 22 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise wird selbst mit dem Aufbau, in welchem die Sicke 28 von dem oberen Dachblech nach oben vorsteht, im Vergleich mit dem Aufbau eine Verstärkung erreicht, in dem keine Sicke 28 vorgesehen ist. Zudem kann das untere Dachblech 26 mit einer Sicke versehen sein, die nach oben oder unten vorsteht.
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Das Vorsehen einer nach unten vorstehenden Sicke an dem unteren Dachblech 26 erschwert es, einen großer Raum innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs vorzusehen. Zudem wird der Ort in der Mitte des Fahrzeugs angehoben, wenn eine nach oben vorstehende Sicke für das obere Dachblech 24 oder das untere Dachblech 26 vorgesehen ist. Daher ist es wie vorstehend beschrieben zu bevorzugen, eine nach unten vorstehende Sicke für das obere Dachblech 24 vorzusehen, um den Ort in der Mitte der Figur für das vordere Dachteil herunterzusetzen, um verlässlich eine Verringerung der Spannung sicherzustellen, falls eine Querkraft F oder etwas Ähnliches wirkt.
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Die Aufgabe, welche die vorliegende Erfindung löst, ist nicht auf das vordere Dachteil 22 beschränkt. Beispielsweise kann es wie in 1 gezeigt das hintere Dachteil 32 sein, kurz gesagt ist der Dachblechaufbau der vorliegenden Erfindung auf jedes Dachteil anwendbar, der aus einer Vielzahl von Dachblechen besteht.
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Zudem ist die Anzahl von Dachblechen, welche das Dachblechteil bilden, nicht auf zwei wie vorstehend beschrieben (das obere Dachblech 24 und das untere Dachblech 26) beschränkt. Selbst wenn das Dachaufbauteil durch ein einzelnes oder aus drei oder mehr Dachblechen gebildet wird, ist die vorliegende Erfindung anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Automobil
- 14
- Dach
- 16
- Vordere Säule, A-Säule
- 22
- Vorderes Dachteil
- 24
- Oberes Dachblech
- 26
- Unteres Dachblech
- 28
- Sicke
- 30
- Verbindungsteil
- 32
- Hinteres Dachteil
