JP4733091B2 - 自動車用ルーフフレーム - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前提部分の特徴を備えた車両用スライデングサンルーフ又はチルト・スライドサンルーフのためのフレームに関する。

このようなフレームの１つが、例えばＤＥ ２０３ １７ １４０ Ｕ１（特許文献１）から公知であり、このフレームは射出成形されたプラスチック片から形成されている。つまり、熱可塑性樹脂から形成され、１つの前方フレーム部材と、２つのサイドストリンガー（側げた）とからなり、これらは一個構造のものとなっている。ガイドレールがこれらサイドストリンガーに一体的に設けられていて、これを介して関連するスライデングサンルーフ又はチルト・スライドサンルーフのカバー部材が案内され、ルーフ開口部を適宜閉じたり、少なくとも部分的に開放させるようになっている。このカバー部材の操作のため、駆動モータが前方フレーム部材の領域に配置することができるようになっている。フレームが射出成形プラスチック片として設計され、それに関連する多様的造形可能性から、このフレームに多重的機能を直接一体化させることができる。

上述のタイプのフレームは、上方から、すなわち、車の外側から取着することもできるし、内方から、すなわち、車の内部から取着することもできる。特に、フレームを車のシャーシに装着させる場合、フレーム自体の剛性が求められ、これは熱可塑性プラスチック製のフレームでは恐らく適応することができないであろう。従って、この剛性についての要件は、フレームが配置されるルーフ領域の適当な設計対策により補償しなければならない。

更に、実際の作業上、深絞りシートとして形成されたフレームベース部材を、車のシャーシに装着させるスライデングサンルーフ又はチルト・スライドサンルーフのために外側から設けることが行われ、この場合、フレームベース部材には前方フレーム部材と、フレームサイドストリンガーが含まれる。このようなフレームは、その材質のため、重量が大きく、その組立てのため、造形の選択が限られ、通常、更なる構造用シート部材が備えられる。更に、このようなシート状フレームの場合、メーカーにとって膨大な投資が要求される。その他、機能的一体化についての選択が制限されると共に、それを耐腐蝕性にするとなると、高価なものとなってしまう。

更に、例えばＤＥ １９８ ２１ ６９４ Ａ１（特許文献２）には、多重構成フレームベース部材を備えたスライデングサンルーフ・フレームが開示されている。このフレームベース部材は、プラスチックからなる前方フレーム部材と、ルーフカバー部材を案内するため通常、アルミニウムからなるサイドストリンガーとを具備している。このようなモジュール設計のスライデングサンルーフ・フレームの場合、プラスチックから作られた前方フレーム部材と、アルミニウム押出形材として形成されたフレームサイドストリンガーとの間の移行領域に対し高価な封止対策を行う必要がある。
ＤＥ ２０３ １７ １４０ Ｕ１ ＤＥ １９８ ２１ ６９４ Ａ１

本発明の基礎をなす目的は、最初に述べたように、軽量で、固有剛性が高く、安価に製造することができることを特徴とするフレームを製造することである。

この課題は、請求項１の特徴を備えたフレームにより解決される。

すなわち、本発明の骨子は、フレームベース部材を表す支持部材を備えたフレームを提供することからなる。この支持部材は一方において射出成形されたプラスチック部材を表し、他方において、インサート片により形成された少なくとも１つの補強部材を有する。この複合部材を形成するため、この補強部材は、射出成形部材を形成する際にフレームベース部材中に直接、一体化される。従って、本発明のフレームは複合部材として具現化されたフレームベース部材を備えたものとなり、射出成形されたプラスチックと、インサート片の材料との複合体が存在する。

特に、インサート片は金属から作ることができ、薄い肉厚シートであってもよい。この場合、インサート片は特に圧伸片であり、従って、本発明の特定のフレームが製造される場合、使用される材料の特性だけでなく、金属深絞りおよび射出成形の２つのプロセス手法が費用効果に寄与するものとなる。従って、その結果は、高信頼性で、再生可能で、厳密な製造許容差のフレームベース部材により形成された部材のものとなる。このように特別に作られた肉薄で、圧伸され、打抜きされ、未だ本質的に不安定なシート片又は形材が適当な射出成形用具内に挿入され、適当な材料、すなわち、熱可塑性プラスチック又はデュロプラスチック（ｄｕｒｏｐｌａｓｔｉｃ）などのプラスチックが、常法に従って、１つの射出成形法によりこのシート片上にスプレーされ、それによりシート片が補強され、従って構造全体が補強されることになる。インサート片にプラスチックをスプレーすることにより、インサート片の肉薄シート構造を効果的に安定化させることができる。

しかし、インサート片を炭素繊維材料、繊維強化熱可塑性プラスチック又は繊維強化デュロプラスチックから作ることも考えられる。これら繊維強化プラスチックは得られる部材の重量の点で有利となる。デュロプラスチック又は熱可塑性プラスチックの繊維強化として、例えばカーボン、アラミド又はガラス材料を繊維、粗紡糸又はマットの形態で使用することができる。

本発明のフレームは従って、少なくとも１つのインサート片と、これに接続されたプラスチック構造の一体化のため、大きな固有剛性を有する構造を表すものとなる。これは車のシャーシ領域、特に車のルーフ領域の厳しい要求を満たすものとなる。

本発明のフレームは、特に車の外部から、すなわち車のボディーシェルの上方から配置されるスライデングサンルーフ・フレームである。

フレームベース部材を射出成形プラスチック部品として構成させることにより、フレームベース部材に対し多重付加機能を一体化させる機会が提供されることになる。これらの機能は例えば、取付け部材、支持部位、ラッチフック、ネジ込み接続、ケーブルクランプなどにより形成される。従って、高価な後処理および取付部品を省くことができる。

本発明のフレームの特別の具体的形状の場合、補強部材の少なくとも部分的な異形材状構造が、射出成形フレームベース片のリブ構造により、又はそのプロフィールと係合する部材により安定化され、補強されることになる。

本発明のフレームの好ましい具体例において、フレームベース部材のサイドストリンガーの夫々に、プロフィーリングを有する少なくとも１つのインサート片が備えられていて、その中に射出成形フレームベース部材のリブ付き構造が係合するようになっている。特に、このインサート片は、フレームが配置される自動車の“Ａ”ピラーと、“Ｂ”ピラーとの間の領域内に延びている。特にこのルーフ領域においては、自動車の耐衝撃性のため厳密な要求が施されている。更に、このインサート片はサイドストリンガーの全長に亘って延出させることもできる。

特定のインサート片のプロフィールと係合するリブ付き構造は特に、十字形の、又はジグザグのリブ付き構造となっている。このような構造は、インサート片が腰折れする傾向を抑制するのに特に効果的となる。しかし、基本的に、如何なるリブ付きパターンも可能である。

インサート片をフレームベース部材のプラスチックに、インサート片（又は複数のインサート片）の少なくとも１つの側縁の領域にて固着させるため、インサート片をパイプとして具現化させ、インサート片の当該エッジ部がプラスチック材料とオーバーラップするようにしてもよい。その他、又はそれに加えて、インサート片（又はその複数）のエッジ部領域のフレームベース部材は、関連するエッジ部とオーバーラップする少なくとも１つの一体構成のプラスチッククランプを有するものであってもよい。従って、この固着部材は、フレームベース部材が射出成形されるとき、このフレームベース部材と共に１つの進行工程で形成することができる。

更に、前記の少なくとも１つのインサート片がそのベース部に複数の孔を有するものであることが好ましい。この孔の夫々はフレームベース部材のプラスチックのための固着点として作用する。次に、射出成形プロセスにおいて、関連する射出成形装置内に置かれた材料が、この場合のインサート片の複数の孔を介して侵入し、インサート片を前記プラスチックに固着させることになる。

インサート片は部分的に露出していたり、あるいはフレームベース部材のプラスチックにより完全に覆われていたりすることができる。最初の例において、インサート片を、フレームの更なる構造部材の取着のためのベースとして特に役立たせることができる。例えば、フレームベース部材の２つのサイドストリンガーのインサート片（複数）を少なくとも１つの金属製横断方向トラスを介して互いに接続させることができる。この金属製横断方向トラスは例えば車体に対し横断方向に延出させる。当該車体ルーフが前方シートの領域で第１のルーフ視界領域と、後方シートの領域で第２のルーフ視界領域とを有するものであるとすると、このような横断方向トラス（車のボディーシェルの“Ｂ”ピラーの高さに設けられる）が恐らく必要となるであろう。この後方ルーフ視界領域は例えば、巻き上げスクリーンにより暗くすることができ、それにより緊張バウ（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｂｏｗ）の側面端部のための案内路をサイドストリンガーに設けることができる。これらの案内路はフレームベース部材のプラスチックに直接形成させることができる。

更に、保安コンソールを、フレームベース部材のサイドストリンガーの領域に配置されたインサート片に取着させることができる。このコンソールは当該車のシャーシを有する“Ｂ”ピラーの領域に取着される。この保安コンソールは、当該“Ｂ”ピラーの領域中の車体シェル部の剛性および安定性を増大させることができる。

更に、ルーフカバー部材をフレームベース部材のサイドストリンガーに案内させるため、アルミニウム押出形材として形成されたガイドレールを一体化させることができる。これらガイドレールは好ましくは、インサート片を有するフレームベース部材の領域に支持され、インサート片の領域及び／又はフレームベース部材のプラスチックの領域に固定することができる。

このフレームの封止結着性を増大させると共に、フレームベース部材を製造するのに使用されたプラスチックのインサート片への接着性を改善させるため、インサート片はプラスチックコーティングを有するものとすることができる。このプラスチックコーティングは、金属から作られたインサート片、特にそのエッジ部領域のための腐蝕保護層を形成するものともなる。

有利な形態として、本発明により構成されたフレームにおいて、車のシャーシの前方カウル及び／又は後方カウルをフレームベース部材に一体化させることができる。この場合、カウルは、フレームベース部材の射出成形リブ付き構造が係合することができるプロフィーリングを備えた適当なインサート片で補強される。

当該カウルは従って、スライデングサンルーフ又はチルト・スライドサンルーフのためのフレームを１つの進行工程で製造するプロセスの間において直接形成することができる。このフレームの装着の間において、当該カウルの両端は、特定のピラー、すなわち、車体シェルの“Ａ”、“Ｃ”又は“Ｄ”ピラーに取着させるだけでよい。

本発明の主題の更なる利点および好ましい具体例については、発明の詳細な説明、図面および請求の範囲から理解できるであろう。

以下、本発明のフレームの１具体例を図面に模式的に示すと共に、下記説明において詳述する。

図１は、パノラマルーフとして具体化された車両ルーフを備えた自動車１０を示している。この場合、車両ルーフはルーフフレーム１２を有し、これがシャーシフレーム１４の上方から設けられるフレームとして具体化されている。すなわち、いわゆるトップロードフレームとして具現化され、自動車１０のスライデングサンルーフを表している。

自動車１０の搭乗者区域全体に亘って車の長手方向に延出するパノラマルーフを形成するため、このルーフフレーム１２は前方ルーフ開口部１６と、後方ルーフ開口部１８とを有している。この前方ルーフ開口部１６と後方ルーフ開口部１８とは横断方向トラス２０によって互いに分離されている。所望により、前方ルーフ開口部１６はカバー部材（図示しない）により閉じることも可能であり、あるいは少なくとも部分的に開放させることもできる。後方ルーフ開口部１８は硬直的に装着された透明ガラス又はポリカーボネート窓部材によりカバーされている。これら２つのーフ開口部１６、１８は巻上げスクリーン（図示しない）により暗くすることもできる。

図２に単独で示すフレーム１２は、単一構成フレームベース部材２２、つまり、キャリア部材および前方フレーム部２４と、車の長手方向に延出する２つのサイドストリンガー２６，２８と、後方フレーム部３０と、中央トラス２０とを具備している。前方フレーム部２４は車のシャーシの“Ａ”ピラー３２の領域に配置され、中央トラス２０は車のシャーシの“Ｂ”ピラー３４の領域に配置され、後方フレーム部３０は車のシャーシの“Ｃ”ピラー３６の領域に配置されている。

例えば、前方フレーム部２４の領域に、カバー部材のための駆動モータが配置され、前方ルーフ開口部１６の開閉を、双方のサイドストリンガー２６，２８の領域にて横方向に案内されながら、行うようにしている。２つの巻上げスクリーンのための駆動モータは２つのサイドストリンガー２６，２８を接続する横断方向トラス２０の領域に配置させることができる。

フレームベース部材２２は射出成形プラスチック片からなる。この射出成形プラスチック片の剛性を向上させるため、金属シートからなるインサート片３８又は４０がサイドストリンガー２６，２８の領域に設けられている。これらインサート片は前方フレーム部２４と横断方向トラス２０との間に延出していて、補強部材としての役割を果たしている。これらインサート片３８又は４０は夫々、深絞り片として具現化されており、特に図３，４から明らかなように、断面Ｕ字形のプロフィールを有する。従って、インサート片３８又は４０は夫々、カップ状プロフィールを有する。その他、サイドストリンガーの全長に亘ってインサート片を設けることも考えられる。

インサート片３８又は４０は夫々、フレームベース部材２２のプラスチックに固着されていて、そのエッジ部４２，４４はフレームベース部材２２のプラスチックによりパイプ形式で覆われている。

更に、フレームベース部材２２のプラスチックは十字形リブ付き構造４６を有し、これは図４から明らかなように、インサート片３８および４０の夫々のプロフィール内に注入されていて、補強部材としてのインサート片３８又は４０の構造を安定化させている。

その他、このリブ付き構造４６は複数の脚部４８を有し、これらがインサート片３８および４０の夫々の孔５０内に嵌合していて、フレームベース部材２２のプラスチックに対しインサート片３８および４０を更に固定させるものとなっている。

このルーフ構造の更なる安定化および補強のため、横断方向トラス２０の領域において、インサート片３８および４０が金属製横断方向支持部材５２により互いに接続され、従って、これがルーフ構造のための中央補強を表すものとなっている。

本発明のフレームは、複合成分として、プラスチックの肯定的な品質と、インサート片３８および４０を構築するスチールの強度および安定性の利点とを組合わせたものとなっている。インサート片は、当該自動車の耐衝撃性が特別に要求される部位のみに使用されるものであり、本実施例の場合、所謂“Ａ”ピラー３２と、“Ｂ”ピラー３４との間の領域である。更に、プラスチック中にインサート片を埋設するため、所望に応じて、シート片の耐腐蝕挙動を改善するための所謂ＫＴＬ表面コーティングを省略することができる。

本発明により設計されたルーフフレームを備えた自動車のルーフ領域を示す図。 ルーフフレームを単独で示す底面図。 図２のIII−III線に沿うルーフフレームのサイドストリンガーの断面図。 プラスチック製十字形リブ付き構造を係合させたルーフフレームのインサート片を示す図。

符号の説明

１０ 自動車
１２ フレーム
１４ シャーシフレーム
１６ 前方ルーフ開口部
１８ 後方ルーフ開口部
２０ 横断方向トラス
２２ フレームベース部材
２４ 前方フレーム片
２６ サイドストリンガー
３０ 後方フレーム片
３２ “Ａ”ピラー
３４ “Ｂ”ピラー
３６ “Ｃ”ピラー
３８ インサート片
４０ インサート片
４２ エッジ
４４ エッジ
４６ リブ付き構造
４８ 脚部
５０ 孔
５２ 横方向キャリア
５４ ガイドレール

Claims (11)

1. 車両のスライデングルーフ又はスライド-リフトルーフのためのフレームであって、
   射出成形プラスチック片として形成された少なくとも一つの部品であるフレームベース部材（２２）を具備し、少なくとも一つの前方フレーム片（２４）と車両の長手方向に向けられた二つのサイドレール（２６，２８）とを具備し、
   該フレームベース部材（２２）が複合部材として形成され、かつ、補強部材として作用する少なくとも一つの形材又はシェルタイプインサート（３８，４０）を備えて、
   各サイドレール上にガイドレールが一体に設けられた、前記フレームにおいて、
   各サイドレールは、補強部材である少なくとも一つの形材又はシェルタイプのインサートを備え、該補強部材に射出成形されるベース部材のプラスチックが型取りされ、該ガイドレールは、インサートを備えたフレームベース部材の領域内で支持されていることを特徴とするフレーム。
2. インサートがＵ字状の断面を備え、射出成形されたフレームベース部材（２２）の射出成形リブ付き構造体（４６）がインサート（３８，４０）の該Ｕ字状の形状と係合していることを特徴とする請求項１記載のフレーム。
3. 少なくとも１つのインサート（３８，４０）が金属から作られていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレーム。
4. フレームベース部材（２２）のプラスチックがガラス繊維で強化されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフレーム。
5. 前記リブ付き構造体（４６）が、十字形又はジグザグのリブつき構造のものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のフレーム。
6. フレームベース部材（２２）のプラスチックは、インサート（３８，４０）の少なくとも一つの側方端（４２，４４）を覆うことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフレーム。
7. フレームベース部材（２２）のプラスチックは、インサートの少なくとも一端の領域内で、該端を覆う少なくとも一つのプラスチックの締付手段を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のフレーム。
8. 前記インサート（３８，４０）が孔（４８）を有し、フレームベース部材（２２）のプラスチックのための固着部位として作用していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のフレーム。
9. 二つのサイドレール（２６，２８）のインサート（３８，４０）が、車の横断方向に延出する少なくとも一つの金属製横断方向キャリア（５２）により互いに接続されていることを特徴とする請求項２記載のフレーム。
10. 前記インサートがプラスチックコーティングを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のフレーム。
11. 前記フレームベース部材に対し、車のシャーシの前方カウル及び／又は後方カウルが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のフレーム。

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