JP5346029B2 - 高い固有剛性を有する自動車のルーフ - Google Patents

Description

本発明は、開口部と、折り畳み構造体３と、折り畳み構造体３を受け入れる装置と、を有する、自動車のルーフ、に関するものである。上記折り畳み構造体３は、プラスチック製の少なくとも２つのスラット（slat）を、有しており、それらは、互いに平行に配置されている。折り畳み構造体３は、開口部を部分的にも塞がないように、折り畳まれながら、それに設けられた装置４内に、入れ込むことができる。また、上記折り畳み構造体３は、閉じ位置においては開口部を完全に閉じている。スラット１は、開口部を閉じている位置にあるときは、ブレーシングの結果として湾曲しており、また、上記開口部を部分的にも塞がないときは、実質的には平坦であり且つ平行平面に配向されている。

自動車のスライドルーフのタイプは、多数存在し、例えば、硬くて、一体型で、透明な、及び不透明な、スライドルーフ等がある。また、透明材料でできたスラットルーフも、製造されている。これらは、とりわけ、独国特許第４４１５６４９（Ｃ１）号及び欧州特許出願公開第５９１６４４（Ａ）号に、記載されている。欧州特許出願公開第１１２５７７８（Ａ）号には、開くことができる自動車のルーフであって、前後に並んで配置されており且つ別々に開くことができる少なくとも２つのルーフシステムを有する自動車のルーフ、が記載されている。これらのルーフの特徴は、個々のスラットの結合が、ルーフが開いたときに壊れる、という事実にある。従って、個々のスラットの間に、分離可能な追加のシーリングを、必要とする。これは、その寿命の全体に渡って密着力を維持するために、個々のスラット構成要素の、複雑な運動（例えば独国特許出願公開第１９９５９５４２（Ａ１）号）及び高い剛性を、必要とする。密着力を吸収するための構造は、透明なシースルーの部分を、かなり（約５０％まで）減少させ、また、高い設置スペースと、設計の自由度を低めるであろうという事実と、特に空気力学と、を必要とする。

しかも、上述のスラットルーフは、一方では、例えば自動車の横方向軸に沿って共に動く場合には、広すぎる設置スペースが必要となり、また、他方では、自動車の外形から突出するスラット（又は構成要素）により、ひどい風切音が起こりうるので、自動車の長手方向軸においてのみ動くことができる。ガラスでできた窓ブラインドは、材料結合で連結されており、公知である（独国特許第２９６０７９２１号）。この種のガラススラットは、かなり高い剛性を有しており、同時に、重いものであり、且つ、低い衝撃強度を有している。

独国特許第４４１５６４９（Ｃ１）号 欧州特許出願公開第５９１６４４（Ａ）号 欧州特許出願公開第１１２５７７８（Ａ）号 独国特許出願公開第１９９５９５４２（Ａ１）号 独国特許第２９６０７９２１号 独国特許第１０２０７７２９号 独国特許第１９６５０８５４号

ガラスがその高い剛性（弾性率約７００００ＭＰａ）を理由に使用されている場合、その高い密度は、大きな不利点となる。プラスチック、例えばポリカーボネートは、ガラスよりもかなり低い密度を有しており、同時に透明である。しかしながら、それらは、かなり低い剛性を有している（弾性率約２４００ＭＰａ）。複雑な形状、及び、場合によっては複雑な強化要素を用いることにより、ポリカーボネートで作られたのと同じようにパノラマ式ルーフを製造することが、最近では可能である。

従って、本発明は、プラスチックで作られており、且つ、追加の強化要素無しで高い固有剛性を有している、自動車のルーフを、開発することを、目的としている。

本発明の目的は、開口部と、折り畳み構造体３と、折り畳み構造体３を受け入れる装置と、を有する、自動車のルーフ、によって実現される。上記折り畳み構造体３は、プラスチック製の少なくとも２つのスラットを、有しており、それらは、互いに平行に配置されている。折り畳み構造体３は、開口部を部分的にも塞がないように、折り畳まれながら、それに設けられた装置４内に、入れ込むことができる。また、上記折り畳み構造体３は、閉じ位置においては開口部を完全に閉じている。スラット１は、開口部を閉じている位置にあるときは、ブレーシングの結果として湾曲しており、また、上記開口部を部分的にも塞がないときは、実質的には平坦であり且つ平行平面に配向されている。

本発明の自動車のルーフは、追加の強化要素無しに、高い固有剛性を有している。同時に、上記ルーフが開いた状態のときに、最小限の設置スペースが、確保されている。

スラット１と、エラストマー又はヒンジと、から成る構造は、この場合では、「折り畳み構造体」として、記載されている。

この場合の用語「スラット」１は、ポリカーボネート（ＰＣ）、又は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、アクリルガラス、又はプレキシグラス）等の、プラスチックで作られた、薄板状で細長い板を、実質的には意味している。また、スラットは、材料結合（material-bonded）及び／又はフォームロック（form locking）で、スラットの長手方向面の主部分、すなわち、概ね７５％以上、理想的には１００％に渡って、例えばポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、又はシリコン等の、エラストマーによって、連結できる。

この場合の用語「ブレーシング」は、スラットが、それらの初期状態と比較して、アーチ状に湾曲している、ことを意味している。このアーチ形状は、例えばそれらの端面において、スラットを互いに対して押すことにより、もたらすことができる。

構成要素が二重（球状）に湾曲している場合、剛性は、単湾曲の場合以上に、増加する。同様に、構成要素の剛性は、ブレーシングを受けると、増加する。

従って、ルーフの剛性は、二重湾曲とプレテンションの適用とによって、増加できる。これは、正確には、スラットルーフの場合に理想的なことであり、なぜなら、スラットルーフは、閉じ状態において、従来のパノラマ式ルーフに匹敵し、高い剛性を保証しなくてはならないからである。これは、３次元湾曲を用いて実現できる。自動車の長手方向軸における湾曲は、自動車の形状により予め決定されており、進行方向に対して横方向の湾曲は、スラットをブレーシングする又は圧迫することにより、実現できる。

ブレーシングは、開き過程の間に連続的に軽減されており、また、好ましくは連続的に軽減されている。従って、湾曲は、開き動作の過程で減少し、それにより、スラットは、多分に又は完全に開いた状態においてのみ、互いに対して平行平面である。開き状態では、スラットは、最小限の設置スペースを占めており、湾曲は、特に材料結合及び／又はフォームロックで連結されたスラットの場合に、これに対して障害となる。なぜなら、凸状に／凹状に折り畳まれたスラットは、互いによって相互に反発するからである。従って、スラットルーフが開いた状態のときは、平坦なスラットが好ましい。張力から解放されている初期状態（図１〜３）であるとき、スラット１は、平坦で且つ平行平面である。

ルーフが開いているときを、この初期状態であるとする。スラットは、閉じ状態の時に高い剛性を有するように、閉作動過程において、湾曲した状態（図４及び図５）へと、移行しなくてはならない。

この場合の「湾曲した」という表現は、直線から、１次元又は２次元、すなわち、通常は自動車の長手方向及び横方向に、偏向した丸みを、意味している。半径１．５〜４ｍ、特に好ましくは、半径２〜３ｍの湾曲が、好ましい。

この場合の「実質的に平坦」という表現は、スラットが、幾何学的意味において完全に平坦である、又は、好ましくは、完全には平坦でないが、それらが正当な方向に続いて湾曲するのを保証するために、僅かな「初期湾曲」を有している、ことを意味している。上記スラットは、好ましくは完全に平坦であり、又は、半径４ｍ以上、好ましくは半径８ｍ以上の湾曲を、有している。

この場合の「実質的に平行平面に配向されている」という表現は、スラットが、幾何学的意味において互いに完全に平行であるように配置されている、又は、１０％以下、好ましくは５％以下、特に好ましくは２％以下の、平行性からの偏向を有している、ことを意味している。

この場合の「閉じ位置」という表現は、自動車のルーフが、スラット１が離れていくことによって、実質的に防雨的に閉じている、ことを意味している。

本発明において、プレテンションは、ガイドレール２が、自動車の長手方向軸に収束し、且つ、スラットがかなり広い範囲で初期状態に再度移行する（図１〜図３参照）ように、折り畳み構造体３を受け入れるための装置の領域において、偏向する、という事実により実現できる。

この種類の通路は、好ましくは、両凹形状４である。ルーフが閉じているとき、スラットは圧迫され、湾曲は増大している。ガイドレールが自動車の形状に沿って湾曲して延びる、という事実により、二重湾曲が、自動車の形状の湾曲及びスラットの湾曲によって、実現されている。

加えて、スラットは、閉じ状態のときに、ブレーシングを受け、その結果、ルーフは高い剛性を有する。これは、図７において符号５で示された湾曲を、もたらす。この形態では、中央のスラットは、最大限まで湾曲している（図６〜図８）。しかしながら、ルーフは、通常、必要であれば補強材を用いて、更に強化できる。

このことは、材料結合及び／又はフォームロックで、及び、緩く、互いに連結されているスラット、を備えたスラットルーフと、連続した結合ルーフ構造と、の両方に、適用される。

ガイドレール２は、前後に並んで延びている、深い面と、更に浅い面と、から成っていてもよい。この場合、「前後に並んで」とは、前面及び後面が存在し、その２つの面が、互いに平行に、ルーフ表面部分に沿って延びている、ことを意味している。後面は、長いペグ（peg）が、前面を貫通して突出し且つ後面にガイドされることができるように、配置されている。同時に、短いペグは、後面の影響を受けること無しに、前面にガイドされる。この構造は、異なる長さの（及び、特定の状況下において異なる断面を有する）ペグが、ガイドレールにおいて目標とされてガイドされること、すなわち、最初は湾曲した通路に続き、最終的に確定領域の異なる通路に続くこと、を保証することを目的としている。面の数は、通常、自由に変更でき、従って、個々のスラットを別々に又は個別にガイドすることが任意に可能であるように、例えば、第３又は第４の面を追加することができる。

畳み運動は、少なくとも１つの要素が、「制御された」方法でガイドされ続けること、また、他の要素が、「自由に」移動できること、を必要とする。これらの面は、溝を用いて形成されてもよい。異なる形状のペグは、これらの溝内に突出している。ガイドレールの面内の上記ペグの通路は、異なるペグ長さ又はペグ幅によって、制限されている。長いペグは、深い面に沿って延びており、短いペグは、浅い面に沿って延びている。前後に並んで位置する面を用いて、設置スペースの高さを軽減することが、可能である。また、溝は、上下に並んで位置してもよい。２つの面は、ボンネットボックスに到達するまでに、外側表面（ルーフ表面）に対して平行に延びており、それにより、スラット１は、連続面の形態で移動できる。ボンネットボックスの中でのみ、面は、例えばＶ形に、互いから偏向しており、それにより、例えば、深い面用のペグは、ルーフ外形に沿って又は後者に対して水平に延び続けており、短いペグは、上向きに向けられている。

また、スラットが、図示に反して、下方向きに又は中央向きに折り畳むことできることは、明らかである。同様に、長いペグは、偏向に対して排他的には関与しておらず、短いペグは、同様にスラットを偏向できる、と考えられる。

しかしながら、面は、ペグの長さのみでは、必ずしも作動されない。異なる断面によって、作動を制限することも可能である。

スラットは、例えば、チェーン又はねじロッドによって、駆動できる。（従来のスライドルーフのように）ケーブルプルでも可能である。

ペグ自身は、ガイドレールに沿って並進するベアリング、及び、自身の軸の回りを回転するベアリング、の両方を担っている。

材料結合及び／又はフォームロックで連結されたスラット構造は、これらのガイド運動によって移動できるが、材料結合及び／又はフォームロックで互いに連結されていない個々のスラットを、この方法で移動させることも、可能である、と考えられる。

開き状態の（各）ルーフの等角図である。 開き状態のルーフの上方平面図である。 開き状態のルーフの側面図である。 閉じ状態の（各）ルーフ、及び、両凹形状の通路、の等角図である。 閉じ状態のルーフ、及び、両凹形状の通路、の上方平面図である。 閉じ状態のルーフ、及び、両凹形状の通路、の正面図である。 閉じているルーフ及び両凹形状の通路、それぞれの詳細図である。 閉じているルーフの側面図である。

本発明は、以下に詳細に記載されており、図１〜図８を用いて示される。

スラット１は、透明な熱可塑性プラスチック、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、又は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、アクリルガラス、又はプレキシグラス（登録商標、Rohm GmbH & Co. KG製）等の、プラスチックから成っている。スラットは、ヒンジを用いて、又は、例えば、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、又はシリコン等の、エラストマーを用いて、材料結合及び／又はフォームロックで、互いに連結されている。

ルーフを開くために、折り畳み構造体が、装置内に、例えばボンネットボックス内に又はトランクの蓋内に、収容されている。その種のものは、例えば、独国特許第１０２０７７２９号によって公知である。

上記折り畳み構造体は、その中に、折り畳む／巻き上げることができる。ボンネットは、設置スペースとして述べられており、従って、開いていてもよく、又は、ケースであってもよい。従って、開き状態では、スラットは、隠されて又はオープンに配置される。

折り畳み構造体は、適切な熱可塑性プラスチック、理想的にはポリカーボネートから、又は、深絞りされたシートメタルから、射出成形プロセスで、製造できる。

折り畳み構造体は、例えば、２成分射出成形技術によって、製造でき、その場合には、スラットは、第１工程で射出され、ＴＰＵ等のエラストマーは、第２工程において、上記スラットの間に射出される。

独国特許第１９６５０８５４号に記載された技術において、別の可能性が存在している。ここにおいても、スラットは、射出成形プロセスの第１工程において、射出されており、また、熱硬化性プラスチックと反応する反応混合物が、第２工程で射出される。しかしながら、ここで使用される熱硬化性プラスチックの代わりとして、エラストマーが使用される。この場合、スラットは、第１工程において同様に成形され、反応混合物は、第２工程においてキャビティ内に注入される。この反応混合物は、ポリウレタンの基本物質、又は、他の反応材料から、成っている。

図中の符号の意味は以下のとおりである。
１ スラット
２ ガイドレール
３ 折り畳み構造体
４ 両凹形状の通路を備えた折り畳み構造体
５ ブレーシングの結果による湾曲

Claims (6)

1. 開口部と、折り畳み構造体（３）と、折り畳み構造体（３）を受け入れるための装置と、を有する、自動車のルーフ、であって、
   上記折り畳み構造体（３）は、互いに平行に配置された、プラスチックのスラットを、少なくとも２つ有しており、
   折り畳み構造体（３）は、開口部を部分的にも塞がないように、それに設けられた装置（４）内に、折り畳まれながら、入れ込むことができ、
   上記折り畳み構造体（３）は、閉じ位置において開口部を完全に閉じており、
   スラット（１）は、開口部を閉じている位置にあるときは、スラット（１）を圧迫することにより実現されるブレーシングの結果として、湾曲しており、また、上記開口部を部分的にも塞がないときは、実質的には平坦であり且つ平行平面に配向されている、
   ことを特徴とする、自動車のルーフ。
2. スラット（１）は、開口部を閉じている位置では、半径１．５〜４ｍの湾曲を有している、
   請求項１に記載の自動車のルーフ。
3. スラット（１）は、エラストマーによって、材料結合及び／又はフォームロックで、スラットの長手方向面の主部分に渡って、連結されている、
   請求項１に記載の自動車のルーフ。
4. ２つのガイドレール（２）を有しており、
   ガイドレール（２）は、自動車の長手方向軸に収束し、且つ、スラットがかなり広い範囲で初期状態に再度移行するように、折り畳み構造体（３）を受け入れるための装置の領域において、偏向しており、
   上記初期状態は、ルーフが開いているときである、
   請求項１に記載の自動車のルーフ。
5. スラット（１）が進行方向に対して長手方向に配向されている場合には、３、４、５、又は６個のスラットを有しており、又は、
   上記スラットが進行方向に対して横方向に配向されている場合には、７、８、９、１０、１１、又は１２個のスラット（１）を有している、
   請求項１に記載の自動車のルーフ。
6. スラット（１）は、開口部を閉じている位置では、実質的には二重に湾曲しており、その二重湾曲は、自動車の形状の湾曲及びスラットの湾曲によって、実現されている、
   請求項１に記載の自動車のルーフ。

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