JP2004521002A - 自動車用後部ルーフフレーム - Google Patents

Abstract

本発明は、ルーフフレームに連結されたハッチバックを有する自動車用後部ルーフフレームに関する。後部ルーフフレームは、上部シェルとこれに連結された下部シェルとから構成される。本発明の目的は、シェル型構造にも拘わらず、軽量構造からなり、そして捩りに関する十分な剛性と高い機械的応力に耐えるのに十分な曲げ強度とを簡単なやり方で示す後部ルーフフレームを提供することである。これを達成するため、側部ルーフフレームへ繋がる移行領域からそれぞれ延出する中空成形体部分は、シェル型構造体の内側に配置され、その長手方向に平行に延びており、車両の前端方向に曲がって且つ後向突出の長手方向に延びる部分の前面に開口部を有するエルボーピースに側部ルーフフレームから離れる方向に向く端面で少なくとも終端する。中空成形体部分に固定されたハッチバックヒンジは、前記開口部から突出している。後部ルーフフレームの端部は、側部ルーフフレームの管状中空成形体部分を形成し、前記部分は後部ルーフフレームの中空成形体に結合されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は自動車の後部ルーフフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の大量生産型自動車において、特に、いわゆるステーションワゴンにおいて、後部ルーフフレームは、内側シェルと外側シェルとを形成するように連結された多くの別個の板金プレス部品から構成されるが、この内外側シェルは、それらの部品について、形づくられる中空の空間を備えた中空成形体が形成されるように結合され、特に溶接される。ルーフフレームに固着されて上方へ向かって枢動することができるテールゲート用の支持装置は、後部ルーフフレームの一端に締結されたヒンジによって形成される。加えて、テールゲートは又、一方において車体の後部支柱に連結され、他方においてテールゲートに直接連結されるガス充填ばねによって支持される。未完状態で後ろ向きに開いている側部ルーフフレームの中へ後部ルーフフレームが移行しているコーナ領域で、特に車体の密封性を確保するために、これらのシェルは、複雑かつ慎重にフランジ領域において外向きに密封されなければならず、これはしばしば、環境に不適合なシーリング剤を必要とする。更にマルチパートの性質および歪みによって影響を受ける溶接結合が、側部ルーフフレームに対する後部ルーフフレームの結合に関して密封性を与える可能性を妨げ、整列するには複雑であるルーフフレームを結果として生ずることもある公差の問題が生じる。
【０００３】
側部ルーフフレームに向かうコーナ領域で後部ルーフフレームを開放構造にすることは、捩り方向および曲げ方向での剛性が減少することを意味し、これは運転状態において、そしてテールゲートを開くときに、フレームが歪み、或いは自動車が比較的長い時間使用された後で、フレームに生じたシンクマークにより損傷を受けることとなる。これに対処するために、多くの追加取り付け補強板が、自動車の長期間の運転を保証するために後部ルーフフレームのコーナ領域に取り付けられるが、これは組立の費用を増大すると共に重量を増大することとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、シェル型構造にも拘わらず、ルーフフレームが高い機械的な応力に耐えるために十分な捩り剛性と曲げ剛性を単純な方法で且つ軽量構造で実現する、固着されたテールゲートを有する自動車の後部ルーフフレームを提供するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
その目的は、この発明に従って特許請求項１の特徴により達成される。
【０００６】
シェル型構造は上部シェルと下部シェルの２個のシェルに制限されるため、本発明によれば、補強板を有する複雑なシェル構造は不必要となる。シェル構造における、側部ルーフフレームへの後部ルーフフレームの移行領域において、ニー形部分を有する中空成形体が両側に配置されて構造体に固着されることによれば、後部ルーフフレームは、車両の方向に対して横手方向および長手方向に大きな曲げ剛性および捩り剛性を得て、前記剛性はテールゲートのヒンジが取り付けられる点に特に集中し、その結果、本発明によるルーフフレーム構造において、そのフレームはテールゲートの頻繁な枢動作用の間、および取り分け、歪みの形で後部ルーフフレームに影響を及ぼす運転時に自動車が別の機械的応力を受ける間でも損傷を生じない。中空成形体は生産がシンプルであり、比較しうる剛性値を付与されたシェル型構造の他の通常型補強板金構造と比較すると、その高い剛性特性によって軽量である。後部フレームの端部を形成する中空成形体の形での、後部ルーフフレームに対する側部ルーフフレームの密な結合によれば、ルーフフレーム全体への力の最適な導入および分布が得られ、この結合は後部ルーフフレームの補強に対して更に大きい貢献をする。特別な補強を必要としない後部ルーフフレームの中央部分は、残りのルーフフレームに比較して撓んで緩いままである。
【０００７】
後部ルーフフレームと、未完状態で後に向かって開いていて、そのために剛性が弱くなっている側部ルーフフレームとの端部領域が中空成形体で形成され、特に側部ルーフフレームへの移行部分で周縁方向に閉じられた単一部材の中空成形体によって形成されることにより、弱体部は単純な方法で十分に補償される。これは、特に側突の際、および自動車が横転したときに、エネルギー吸収効果によって相当な利点となる。溶接フランジは製造のためにはもはや絶対的に必要なものではなく、そして密封性を考えるともはや重要ではない。隙間と溶接フランジが無くなるということは、本発明による中空成形体は、いかなる密封問題をも発生することがないことを意味し、多部品シェル構造の場合に比して実質的により小さい誤差で製造が行われることが可能である。非常に高い剛性という観点からみて、剛性の大きな減少を生ぜずに壁の厚さが削減できるということは、構造的空間と重量とを低減する。それを収容する空間の節約と保護の可能性に関する有利な方法で、中空成形体は、ヒンジおよび／又はガス充填圧縮ばねが取り付けられる受入ハウジングを形成する。中空成形体は、ブランク、例えば２シェル構造、として構成しても良い。その代わりとして、押し出し成形、又は引き出し管も考えられる。中空成形体は同様に、ビレットから切り出し、続いて曲げ又は圧延操作をした後に長手方向継ぎ目に沿って溶接しても良い。
【０００８】
更に、後部ルーフフレーム、従ってルーフフレーム全体を製作する多くの部品が削減され、このことは製造と取付とがそれ程複雑ではなく、そして製造コストが削減されることを意味している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明のより好適な改良は従属請求項から知ることができる。その他に、本発明は図面に示された例示的な実施形態を参照して以下に詳しく説明される。
【００１０】
図１は自動車の後部ルーフフレーム１を例示し、自動車はそのルーフフレーム１に固着されたテールゲートを有している。後部ルーフフレーム１は、上部シェル２とこれに取り付けられた下部シェル３とからなる。シェル２、３は、溶接、接着又は噛み合いを用いて解放不能にでも、又はねじ等の連結部材によって解放可能にでも連結されることができる。各ケースにおいて、移行領域４から側部ルーフフレーム５に繋がり、構造体の長手方向と平行に延びる中空成形体６が、シェル構造体の内部に配置されている。単一部材としてもシェル型構造としても製造できる直線的な中空成形体６は、側部ルーフフレーム５とは離れる方向へ向いているその端部７によって、自動車の前端方向においてねじれているニー形状の中空成形体８に連結されている。
【００１１】
２個の中空成形体６、８は製造に関して簡単な方法で互いに一体連結されることが考えられるが、図示された２部品構造は、個別の構成部品の交換性を改善し、それを構造空間内に特に受け入れる安定性を増す。もし単一部品の改変体が選択されれば、中空成形体６、８は直線管から折り曲げることができ、それはそのとき予め形状および直径、ならびに型内の断面に関して輪郭が決められ、続いて高い内部圧力によって所望の輪郭形状で誤差無く最終形状に成形される。この改変例において、次に、中空成形体６は一体的にニー形８になる。中空成形体６とニー８は、下部シェル３の上側９およびシェル２の下側１０に解放可能に、又は解放不能に締結され、或いは２個のシェル２、３のちょうど一方に締結される。中空成形体６の後向き突出端側１１または、ニー８への一体連結の場合には、シェル構造体（上部シェル２と下部シェル３）に沿って延びる部分は、水平方向に延びるスロット状の開口部１２を有し、これは、中空成形体６の中で成形物の後端面２４の内側２３にねじによって締結されるテールゲートヒンジ１３を通して延在している。
【００１２】
後部ルーフフレーム１の中空成形体６に連結されている側部ルーフフレーム５の管状中空成形体１４は、後部ルーフフレーム１のそれぞれの端部によって形成される。中空成形体１４は高い内圧によって成形される部品であっても良く、これは製造および取付の誤差によって影響を受ける板金構造が実際に不適切であり、そして移行領域４において正に生ずる密封性への高い要求が完全に満たされることを意味する。製造に関して好ましいやり方では、中空成形体１４、中空成形体６、およびニー８は、一体的に連結されてよく、この場合、シンプルで真っ直ぐな管が丸い管を形成する。この丸い管は、まずＵ形に曲げられ、それから高い内部圧を形成する型の中で前もって締め付けられて成形される。構成要素はそれから、横断面、形状および輪郭に関する要求に従って流体の高い内圧で拡大され、その後開口部１２が移行領域４において切り抜かれ、中空成形体１４を形成する部分の後端部において、テールゲート用の支持装置としてガス充填圧力ばね１６を受け入れて取り付けるように、開口部１５が例えばレーザ外形切断により切り抜かれる。
【００１３】
しかしながら、本実施例では、中空成形体１４、６、８は、互いに結合された別々の構成要素である。中空成形体６に面する側面１７には、側部ルーフフレーム５の中空成形体１４が、後部ルーフフレーム１の中空成形体６が対面端部１９によって係合するノッチ１８を、結合技術に関して好ましい態様で持っており、この場合ノッチ１８の縁部２０が中空成形体６によって囲まれている。このため、溶接フランジのように領域２１が中空成形体の端部１９の全周に亘って形成されるように、中空成形体６は端縁に向いており、前述の領域はノッチ縁部２０を取り囲むと、２個の中空成形体６、１４が取り扱い容易なやり方で、溶接、好ましくはスポット溶接できるオーバーラップゾーン２２を形成している。確実に密封するために、中空成形体６、１４は又そこで接着されるが、接着工程は溶接後に行われる。接着剤は、取り囲んで既に溶接された中空成形体６の端部の直ぐ傍で、中空成形体１４に塗布され、その後なお液状の接着剤は、中空成形体６、１４の接合間隙の毛細管効果によりオーバーラップゾーン２２の中に広範囲にわたって吸い込まれ、それから硬化する。
【００１４】
ノッチ１８によるこの位置での中空成形体１４の剛性に関する弱化が、後部ルーフフレーム１の中空成形体６に付着させた前述の直角な取付によって補償されるだけにとどまらない。更に、側突の場合には、外部から作用する力が、後部ルーフフレーム１へ広範囲にわたって導入されることにより、ルーフフレームの残りの部分へ容易に伝達され、これは高い衝突抵抗を生ずる。その代わりとして、中空成形体１４は側方で閉じられても良く、その結果中空成形体６、１４の内部空間は互いに切り離される。この場合、中空成形体６の対面端部は溶接又は接着フランジによって形成されなければならず、その結果確実な取付が確保される。そのため、中空成形体１４の周面は、対応する結合点において、高内圧成形によって溶接フランジの外形状に対して適合することができ、又は結合工程の取扱をできるだけ都合良くできるように適切な形状とされる。
【００１５】
膝形部材８は自動車の前端方向に突出しているその端部２５によって、シェル構造体の長手方向側面２６に締結され、これが側部ルーフフレーム５への移行領域４において後部ルーフフレーム１の剛性を更に増大するということが、図から更に推測される。シェル構造体へのこの取付は、中空成形体１４、６およびニー８と一緒に、三次元方向の高剛性を特徴とする一種の矩形剛性接合を形成し、これは、顕著な機械的負荷支持能力に加えて、自動車の衝突の場合に後部ルーフフレームの非常に優秀なエネルギー吸収能力を確保する。
【００１６】
中空のニー８は、その端部２５で、シェル構造体の下部シェル３に一直線に並ぶ開口部２７を長手方向側面２６に有する。端部２５は、環状カラーの形態のフランジ２８を有し、自動車の前端方向に上側に折り重ねられ、下部シェル３の上述の開口部を含むＵ字形切り欠き２９の中に嵌められており、そしてそこで下部シェルに締結されている。下部シェル３の開口部および開口部２７の意図する使用は、それらとニー８と中空成形体６とを用いて、テールライト、後部加熱装置、ウインドウワイパー、中央施錠装置、閉鎖補助器等用のケーブルダクトが外部に対する最良の密封およびケーブルの良好な案内をもってシンプルな態様で形成されることである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による後部ルーフフレームを斜視図で示し、これは後部ルーフフレームの端部領域において側部ルーフフレームの中空成形の組立体を備えている。

Claims (7)

1. ルーフフレーム（１）の中に組み込まれたテールゲートを有する自動車の後部ルーフフレーム（１）であって、該後部ルーフフレーム（１）は上部シェル（２）とこれに取り付けられた下部シェル（３）とを有し、それぞれにおいて移行領域（４）から側部ルーフフレーム（５）へ繋がる中空成形体（６）が、シェル構造体内に配置され、該構造体の長手方向と平行に延び、前記側部ルーフフレーム（５）から離れる方向に向く端部（７）において少なくとも前記自動車の前端方向に曲がり、及び、長手方向に延びる部分の後向き突出端側面（１１）に、前記中空成形体（６）の中に固着されているテールゲートヒンジ（１３）を貫いて突出する開口部（１２）を有するニー（８）の形で延在し、前記後部ルーフフレーム（１）の端部が該後部ルーフフレーム（１）の前記中空成形体（６）に連結されている前記側部ルーフフレーム（５）の管状中空成形体（１４）を形成する後部ルーフフレーム（１）。
2. 前記中空成形体（６）が、直線的に延びて、これに連結している前記ニー（８）に入り込んでいる構成部分に分岐している、請求項１記載のルーフフレーム。
3. 前記側部ルーフフレーム（５）および前記後部ルーフフレーム（１）の前記中空成形体（６、１４）が、互いに一体的に結合されている、請求項１記載のルーフフレーム。
4. 前記側部ルーフフレーム（５）および／又は前記後部ルーフフレーム（１）の前記中空成形体（６、１４）が、高い内圧によって形成される構成部品である請求項１〜３のいずれか一項に記載のルーフフレーム。
5. ガス充填圧縮ばね（１６）が、前記側部ルーフフレーム（５）の前記中空成形体（１４）の中にテールゲート用支持装置として配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のルーフフレーム。
6. 前記ニー（８）が、車両の前端方向に突出しているその端部（２５）で、前記シェル構造体の長手方向側面（２６）に固着され、該シェル構造体が中空の前記ニー（８）の開口部（２７）に整列している開口部を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のルーフフレーム。
7. 前記側部ルーフフレーム（５）の前記管状中空成形体（１４）が、前記中空成形体（６）に対向する側面（１７）にノッチ（１８）を有し、その縁部（２０）がノッチの無い前記中空成形体（６）によって重ね合わさるように囲まれており、前記中空成形体（６、１４）は、その重ね合わせ域（２２）で互いに溶接されおよび／又は接着されている請求項１、２、あるいは４〜６のいずれか一項に記載されたルーフフレーム。