CN111565999B - 前柱外板 - Google Patents

Abstract

前柱外板(1)包括第1构件(5)和第2构件(6)。第1构件(5)包含第1玻璃面侧凸缘部(7)和第1门侧凸缘部(8)。第2构件(6)的板厚比第1构件(5)的板厚薄。第2构件(6)包含第2玻璃面侧凸缘部(12)和第2门侧凸缘部(13)。第1门侧凸缘部(8)比第1玻璃面侧凸缘部(7)和第1主体部(9)朝向前柱外板(1)的后端突出，与第2门侧凸缘部(13)重叠。第2玻璃面侧凸缘部(12)与第1玻璃面侧凸缘部(7)的后方区域(15)重叠。第2主体部(14)与第1主体部(9)的后方区域(16)重叠。在第1构件(5)与第2构件(6)重叠的区域中，第1构件(5)与第2构件(6)接合。

Description

前柱外板

技术领域

本发明涉及一种构成前柱的前柱外板。

背景技术

汽车的前柱通过组合前柱内板和前柱外板等而构成。从提高汽车的燃耗的观点来看，期望构成车身的前柱为轻量。另一方面，从提高车身的碰撞安装性的观点来看，期望前柱为高强度。即，对于前柱，要求轻量化和强度的提高这两者。

例如在日本特开2014-118009号公报(专利文献1)、日本特开平5-310147号公报(专利文献2)以及日本特开2016-2781号公报(专利文献3)中记载有提高了强度的车身部件。

在专利文献1中记载了具备加强部件的前柱下板。专利文献1所记载的加强部件包含与前轮相对的纵面部和高强度的横面部。在车辆正面碰撞时，前轮向车辆后方移动。纵面部限制前轮的向车辆后方的移动。横面部吸收在纵面部承载的碰撞能量。由此，在专利文献1中记载了，能够抑制由碰撞导致的前柱下板的变形。

专利文献2所公开的车身部件包括具有封闭截面的第1构造体和具有封闭截面并焊接于第1构造体的第2构造体。因此，车身部件包含仅由第1构造体构成的区域和由第1构造体和第2构造体构成的区域。即，车身部件包含两个不同板厚的区域。由此，在专利文献2中记载了，车身部件的碰撞能量的吸收能力提高。

专利文献3所公开的车身部件包括U字形状的第1部件和U字形状的第2部件。在第1部件的端部和第2部件的端部分别设有狭缝。第1部件的狭缝与第2部件的狭缝重叠并焊接。因而，在车身部件的一部分处两个部件重叠，因此强度提高。由此，在专利文献3中记载了，即使不具备作为其他构件的加强板等，车身部件的强度也较高。

除了专利文献1～3以外，为了满足车身的轻量化和车身的强度的提高这两者，考虑将前柱的材料设为拼焊板(tailor welded blank)(以下称为TWB。)、连续变截面板(tailor rolled blank)(以下称为TRB。)。另外，考虑在前柱的一部分安装加强板。

TWB是组合不同的材质或板厚的金属板并焊接而成的材料。利用TWB制造的部件局部地具有不同板厚、不同强度或这两者。

TRB是板厚连续变化的材料。利用TRB制造的部件局部地具有不同板厚、不同强度或这两者。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-118009号公报

专利文献2：日本特开平5-310147号公报

专利文献3：日本特开2016-2781号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1所记载的前柱下板具备作为其他部件的加强部件。专利文献2所记载的车身部件具备沿着第1构造体的长度方向与第1构造体焊接的第2构造体。在专利文献3所记载的车身部件中，第1部件与第2部件在第1部件与第2部件的焊接部的截面的整个区域的范围焊接。因而，专利文献1～3的车身部件的重量均较重。

另外，通常TWB由两张不同的金属板构成。因而，TWB仅具有两个强度区域。利用加强板加强的部件也是同样的。TRB的制造成本较高。而且，在利用TWB、TRB或加强板制造像前柱外板那样较长的部件时，难以在与长度方向正交的方向(宽度方向)上设置不同的强度区域。

本发明的目的在于提供轻量且高强度的前柱外板。

用于解决问题的方案

本实施方式的前柱外板包含玻璃面侧凸缘部、门侧凸缘部以及将玻璃面侧凸缘部和门侧凸缘部相连的主体部。前柱外板包括第1构件和第2构件。第1构件自前柱外板的前端朝向后端延伸。第1构件包含构成玻璃面侧凸缘部的局部的第1玻璃面侧凸缘部、构成门侧凸缘部的局部的第1门侧凸缘部以及将第1玻璃面侧凸缘部和第1门侧凸缘部相连的第1主体部。第2构件自前柱外板的后端朝向前端延伸，板厚比第1构件的板厚薄。第2构件包含构成玻璃面侧凸缘部的局部的第2玻璃面侧凸缘部、构成门侧凸缘部的局部的第2门侧凸缘部以及将第2玻璃面侧凸缘部和第2门侧凸缘部相连的第2主体部。第1门侧凸缘部比第1玻璃面侧凸缘部和第1主体部朝向前柱外板的后端突出，与第2门侧凸缘部重叠。第2玻璃面侧凸缘部与第1玻璃面侧凸缘部的后方区域重叠。第2主体部与第1主体部的后方区域重叠。在第1门侧凸缘部与第2门侧凸缘部重叠的区域、第2玻璃面侧凸缘部与第1玻璃面侧凸缘部重叠区域以及第2主体部与第1主体部重叠的区域中，第1构件与第2构件接合。

发明的效果

本发明的前柱外板轻量且高强度。

附图说明

图1是前柱的剖视图。

图2是前柱外板的立体图。

图3是图2所示的前柱外板的分解图。

图4是表示承载碰撞载荷的前柱外板的立体图。

图5是表示包含前柱外板的车身构造的局部的图。

图6是表示实施例1的分析条件的图。

图7是根据实施例2的结果求得的载荷－位移线图。

图8是根据实施例2的结果求得的最大载荷－轻量化率线图。

图9是第1门侧凸缘部比图3所示的前柱外板的第1门侧凸缘部短的前柱外板的分解图。

图10是第1玻璃面侧凸缘部比图3所示的前柱外板的第1玻璃面侧凸缘部长的前柱外板的分解图。

图11是用于说明实施例2中的轻量化率的计算方法的图。

具体实施方式

本实施方式的前柱外板包含玻璃面侧凸缘部、门侧凸缘部以及将玻璃面侧凸缘部和门侧凸缘部相连的主体部。前柱外板包括第1构件和第2构件。第1构件自前柱外板的前端朝向后端延伸。第1构件包含构成玻璃面侧凸缘部的局部的第1玻璃面侧凸缘部、构成门侧凸缘部的局部的第1门侧凸缘部以及将第1玻璃面侧凸缘部和第1门侧凸缘部相连的第1主体部。第2构件自前柱外板的后端朝向前端延伸，板厚比第1构件的板厚薄。第2构件包含构成玻璃面侧凸缘部的局部的第2玻璃面侧凸缘部、构成门侧凸缘部的局部的第2门侧凸缘部以及将第2玻璃面侧凸缘部和第2门侧凸缘部相连的第2主体部。第1门侧凸缘部比第1玻璃面侧凸缘部和第1主体部朝向前柱外板的后端突出，与第2门侧凸缘部重叠。第2玻璃面侧凸缘部与第1玻璃面侧凸缘部的后方区域重叠。第2主体部与第1主体部的后方区域重叠。在第1门侧凸缘部与第2门侧凸缘部重叠的区域、第2玻璃面侧凸缘部与第1玻璃面侧凸缘部重叠的区域以及第2主体部与第1主体部重叠的区域中，第1构件与第2构件接合。

当在前柱外板承载碰撞载荷时，前柱外板弯曲。在前柱外板弯曲时，在门侧凸缘部承载压缩应力，在玻璃面侧凸缘部承载拉伸应力。在本实施方式的前柱外板中，在承载压缩应力的区域中，第1构件与第2构件重叠并接合。由此，前柱外板的强度提高。其原因在于，承载压缩应力的部位的耐压曲强度受材料强度的一次方与板厚的三次方的乘积的影响，因而通过重叠材料而板厚变厚，耐压曲强度大幅提高。在承载拉伸应力的区域中，仅由板厚比第1构件的板厚薄的第2构件构成前柱外板。由此，前柱外板的重量变轻。其原因在于，承载拉伸应力的部位的强度受材料强度的一次方与板厚的一次方的乘积的影响。即，与提高材料强度相比，通过增大板厚(重叠部的总板厚)，压缩部位的耐压曲强度大幅提高。另一方面，在承载拉伸应力的部位处材料强度与板厚的影响程度大致相等，因而从轻量化的观点来看，与增大板厚相比，提高材料强度的方法较佳。在前柱外板的前部处，存在板厚比第2构件的板厚厚的第1构件，构成前柱外板。由此，前柱外板的前部的强度较高。总之，本实施方式的前柱外板包含三个强度区域。三个强度区域分别在前柱外板的长度方向和宽度方向上设于适当的区域。由此，前柱外板的重量减轻，并且，前柱外板的强度提高。

在上述的前柱外板中，优选的是，在将玻璃面侧凸缘部的长度设为L时，第1门侧凸缘部与第2门侧凸缘部重叠的区域设于门侧凸缘部中的从与玻璃面侧凸缘部的后端相当的位置起的L×2/3的范围的至少局部或整个区域。

在大多情况下，当在前柱外板承载碰撞载荷时，容易在前柱外板的后端附近的弯曲的区域的门侧凸缘部承载压缩应力。因而，在该区域中，若第1构件与第2构件重叠并接合，则能够抑制前柱外板的压曲，前柱外板的强度提高。

在上述的前柱外板中，优选的是，在将玻璃面侧凸缘部的长度设为L时，第2玻璃面侧凸缘部与第1玻璃面侧凸缘部重叠的区域设于从玻璃面侧凸缘部的前端起的L×1/4至L×2/3的范围的至少局部或整个区域。

如后所述，当在前柱外板承载碰撞载荷时，存在在玻璃面侧凸缘部承载压缩应力的情况。因而，在该区域中，若第1构件与第2构件重叠并接合，则能够抑制前柱外板的压曲，前柱外板的强度提高。

在上述的前柱外板中，优选的是，第2构件的板厚为0.60mm以上且1.60mm以下。更优选的是，第2构件的板厚的下限为0.85mm以上。更优选的是，第2构件的板厚的上限为1.05mm以下。另外，优选的是，第1构件和第2构件的拉伸强度为800MPa以上。更优选的是，第1构件和第2构件的拉伸强度为1200MPa以上。另外，优选的是，第2构件的拉伸强度比第1构件的拉伸强度高。

优选的是，第1构件通过激光焊接、点焊、机械连结、粘接剂或并用这些接合方法而与第2构件接合。另外，第1构件与第2构件既可以在分别单独成形之后接合，也可以在成形前的板的状态下接合而成形。

在该情况下，前柱外板适用于汽车用的前柱外板。

在本说明书中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”以及“下”分别与车辆的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”以及“下”一致。附图中的附图标记“F”、“Re”、“Le”、“R”、“U”以及“D”分别是指车辆的前、后、左、右、上以及下。

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。对于图中相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复其说明。

[前柱4]

图1是本实施方式的(开发构造的)前柱4的剖视图。在本说明书中，“前柱4”是指支承前挡风玻璃并构成车身的骨架的前柱上板。因而，“前柱外板1”是构成前柱上板的构件。另外，本说明书的“截面”是指与前柱外板1的长度方向垂直的截面，“长度方向”是指自前柱外板1的前端朝向后端的方向。

在图1中，示出车辆的左前柱的截面。另外，图1是后述的图2中的I-I剖切线处的剖视图。但是，在图2中，为了方便说明，仅示出前柱外板1。参照图1，前柱4包含侧板2、前柱内板3、前柱外板1。侧板2配置于比前柱内板3和前柱外板1靠车辆的外侧的位置。侧板2和前柱内板3形成封闭截面。前柱外板1配置于侧板2和前柱内板3形成的封闭截面内。前柱外板1起到加强前柱4的作用。

前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19利用焊接等与侧板2和前柱内板3接合。在本说明书中，“玻璃面侧凸缘部19”是指在前柱外板1中直接或间接地支承车辆的前挡风玻璃10的区域。玻璃面侧凸缘部19与侧板2和前柱内板3一起支承车辆的前挡风玻璃10。门侧凸缘部20利用焊接等与侧板2和前柱内板3接合。在本说明书中，“门侧凸缘部20”是指在前柱外板1中与车辆的门11直接或间接地相对的区域。门侧凸缘部20与侧板2和前柱内板3一起与车辆的门11相对。前柱外板1的截面形状为帽形。

[前柱外板1]

图2是前柱外板1的立体图。如图2所示，前柱外板1包含玻璃面侧凸缘部19、门侧凸缘部20以及主体部22。主体部22在前柱外板1的宽度方向上配置于玻璃面侧凸缘部19与门侧凸缘部20之间，将玻璃面侧凸缘部19和门侧凸缘部20相连。

图3是图2所示的前柱外板1的分解图。如图3所示，本实施方式的前柱外板1包含第1构件5和第2构件6。

[第1构件5]

第1构件5自前柱外板1的前端朝向后端延伸。第1构件5的材料例如是钢板。第1构件5包含第1玻璃面侧凸缘部7、第1门侧凸缘部8以及第1主体部9。

第1玻璃面侧凸缘部7是第1构件5中的直接或间接地支承图1所示的前挡风玻璃10的区域。第1玻璃面侧凸缘部7沿着长度方向自前柱外板1的前端31延伸至预定的距离的范围。第1玻璃面侧凸缘部7未延伸至前柱外板1的后端32，第1玻璃面侧凸缘部7的后端35位于比前柱外板1的后端32靠前方的位置。即，第1玻璃面侧凸缘部7构成前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19的局部。在本说明书中，“构成玻璃面侧凸缘部19的局部”是指构成前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19的长度方向的局部。后述的门侧凸缘部20和主体部22也是同样的。

第1门侧凸缘部8是第1构件5中的与图1所示的门11直接或间接地相对的区域。第1门侧凸缘部8的前方区域自前柱外板1的下端33朝向上方且朝向后方延伸。第1门侧凸缘部8的后方区域是与后述的第2构件6的第2门侧凸缘部13接合的区域，第1门侧凸缘部8的后端34沿着长度方向延伸至前柱外板1的后端32。

第1主体部9在前柱外板1的宽度方向上位于第1玻璃面侧凸缘部7与第1门侧凸缘部8之间。第1主体部9将第1玻璃面侧凸缘部7和第1门侧凸缘部8相连。第1主体部9自前柱外板1的前端31和下端33延伸至与第1玻璃面侧凸缘部7相同的预定的距离的范围。第1主体部9未延伸至前柱外板1的后端32。即，第1主体部9构成前柱外板1的主体部22的局部。

[第2构件6]

第2构件6自前柱外板1的后端32朝向前方延伸。第2构件6的材料例如是钢板。第2构件6的板厚比第1构件5的板厚薄。第2构件6包含第2玻璃面侧凸缘部12、第2门侧凸缘部13以及第2主体部14。

第2玻璃面侧凸缘部12是第2构件6中的直接或间接地支承图1所示的前挡风玻璃10的区域。第2玻璃面侧凸缘部12沿着长度方向自前柱外板1的后端32朝向前方延伸至预定的距离的范围。第2玻璃面侧凸缘部12未延伸至前柱外板1的前端31，第2玻璃面侧凸缘部12的前端42位于前柱外板1的后端32与前端31之间。此外，图3所示的第2玻璃面侧凸缘部12的前端42位于从前柱外板1的前端31向后方L×1/4的位置。即，第2玻璃面侧凸缘部12构成前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19的局部。

第2门侧凸缘部13是第2构件6中的与图1所示的门11直接或间接地相对的区域。第2门侧凸缘部13沿着长度方向自前柱外板1的后端32朝向前方延伸至预定的距离的范围。第2门侧凸缘部13的长度方向的长度比第2玻璃面侧凸缘部12的长度方向的长度短，第2门侧凸缘部13的前端43位于比第2玻璃面侧凸缘部12的前端42靠后方的位置。即，第2门侧凸缘部13构成前柱外板1的门侧凸缘部20的局部。

第2主体部14在前柱外板1的宽度方向上位于第2玻璃面侧凸缘部12与第2门侧凸缘部13之间。第2主体部14将第2玻璃面侧凸缘部12和第2门侧凸缘部13相连。第2主体部14沿着长度方向自前柱外板1的后端32延伸至与第2门侧凸缘部13相同的预定的距离的范围。第2主体部14未延伸至前柱外板1的前端31。即，第2主体部14构成前柱外板1的主体部22的局部。

总之，前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19由第1玻璃面侧凸缘部7和第2玻璃面侧凸缘部12构成。前柱外板1的门侧凸缘部20由第1门侧凸缘部8和第2门侧凸缘部13构成。前柱外板1的主体部22由第1主体部9和第2主体部14构成。

这样的结构的前柱外板1包含强度(板厚)不同的三个强度区域(第1强度区域A、第2强度区域B以及第3强度区域C)。

[第1强度区域A]

在本说明书中，“第1强度区域A”是指第1构件5与第2构件6重叠并接合的区域。说明设置第1强度区域A的位置。

如图3所示，第1门侧凸缘部8的局部比第1玻璃面侧凸缘部7和第1主体部9朝向前柱外板1的后端32突出。第1门侧凸缘部8的该突出的部分与第2门侧凸缘部13重叠并接合。即，第1强度区域A设于前柱外板1的门侧凸缘部20的局部。

第1强度区域A的板厚成为第1构件5的板厚与第2构件6的板厚的合计，因此比其他区域的板厚厚。因而，第1强度区域A的强度比其他区域的强度高。

图4是表示承载碰撞载荷的前柱外板1的立体图。参照图4，在组装而成的车辆中，前柱外板1的前端配置于比后端低的位置。在车辆发生正面碰撞时，碰撞载荷P承载于前柱外板1的前端。如在图2中也示出的那样，前柱外板1成为在自前端到后端的范围向上方弯曲的形状。当自前柱外板1的前方施加碰撞载荷P时，应力集中于前柱外板1的弯曲的部分，弯曲的部分要向上方弯折。因此，当在前柱外板1承载碰撞载荷P时，在门侧凸缘部20承载压缩应力，在玻璃面侧凸缘部19承载拉伸应力。

而且，若压缩应力过大，则前柱外板1压曲，朝向上方弯折。若前柱外板1压曲，则前柱外板1的碰撞能量吸收能力明显降低。因而，为了提高前柱外板1的强度，需要抑制前柱外板1的压曲。

为了抑制前柱外板1的压曲，提高承载压缩应力的区域的强度的方法是有效的。在前柱外板1的情况下，从剖视图来看，在由图1中的区域S表示的门侧凸缘部20的曲率较大的区域承载最大的压缩应力，从立体图来看，在由图2中的区域S表示的门侧凸缘部20的曲率较大的区域承载最大的压缩应力。于是，三个强度区域中的强度最高的第1强度区域A设于承载压缩应力的部分，即门侧凸缘部20。由此，前柱外板1不易压曲，前柱外板1的强度提高。

第1强度区域A不仅设于门侧凸缘部20的局部，还设于玻璃面侧凸缘部19的局部。如图3所示，从第1玻璃面侧凸缘部7的后端35起的预定的距离的部分(后方区域15)与从第2玻璃面侧凸缘部12的前端42起的预定的距离的部分重叠并接合。从另一观点来看也可以如以下这样说明。第2玻璃面侧凸缘部12的前方区域比第2门侧凸缘部13和第2主体部14朝向前柱外板1的前端31突出。第2玻璃面侧凸缘部12的该突出的部分与第1玻璃面侧凸缘部7重叠并接合。另外，第2玻璃面侧凸缘部12的相对于第2玻璃面侧凸缘部12的该突出的部分向后方预定的距离的部分也与第1玻璃面侧凸缘部7重叠并接合。即，第1强度区域A还设于前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19的局部。

第1强度区域A不仅设于门侧凸缘部20的局部和玻璃面侧凸缘部19的局部，还设于主体部22的局部。从第1主体部9的后端36起的预定的距离的部分(后方区域16)与从第2主体部14的前端44起的预定的距离的部分重叠并接合。即，第1强度区域A还设于前柱外板1的主体部22的局部。

第2玻璃面侧凸缘部12的前方区域与第1玻璃面侧凸缘部7的后方区域15重叠并接合。第2主体部14的前方区域与第1主体部9的后方区域16重叠并接合。即，第1构件5与第2构件6除了在门侧凸缘部20处重叠并接合以外，在玻璃面侧凸缘部19和主体部22处也重叠并接合。由此，第1构件5牢固地固定于第2构件6。另外，由此，在玻璃面侧凸缘部19和主体部22也能够设置第1强度区域A。此外，第2玻璃面侧凸缘部12也可以不接合到第1玻璃面侧凸缘部7的前端。在第2主体部14与第1主体部9的接合中也是同样的。

如后所述，有些前柱外板1的形状存在在玻璃面侧凸缘部19承载压缩应力的情况。在该情况下，若在玻璃面侧凸缘部19的承载压缩应力的区域也设置第1强度区域，则前柱外板1的强度进一步提高。

[第2强度区域B]

在本说明书中，“第2强度区域B”是指仅由第2构件6构成前柱外板1的区域。第2玻璃面侧凸缘部12的后方区域与第1构件5不重叠。第2主体部14的后方区域与第1构件5不重叠。即，第2强度区域B设于玻璃面侧凸缘部19的局部(后方区域)和主体部22的局部(后方区域)。如上所述，第2构件6的板厚比第1构件5的板厚薄。因而，同第2构件6的整个区域与第1构件5重叠并接合的前柱外板相比，包含第2强度区域B的前柱外板1的重量较轻。

如上所述，前柱外板的耐压曲强度主要取决于压缩应力。因而，承载拉伸应力的区域的强度能够低于承载压缩应力的区域的强度。在前柱外板1的情况下，拉伸应力承载于玻璃面侧凸缘部19。即，玻璃面侧凸缘部19的强度能够低于门侧凸缘部20的强度。于是，第2强度区域B设于玻璃面侧凸缘部19的局部。而且，在与玻璃面侧凸缘部19和门侧凸缘部20相比承载较低的应力的主体部22的局部也设置第2强度区域B。

[第3强度区域C]

在本说明书中，“第3强度区域C”是指仅由第1构件5构成前柱外板1的区域。在车辆发生正面碰撞时，在前柱外板1的前端31承载碰撞载荷。因此，期望自前柱外板1的前端31到第1强度区域A之间，即第3强度区域C的强度较高，期望其板厚较厚。因而，在成为前柱外板1的前部的第3强度区域C存在与第2构件6相比高强度且板厚较厚的第1构件5。

如上所述，本实施方式的前柱外板1包括第1构件5和第2构件6这两个构件。在承载压缩应力的区域中，第1构件5与第2构件6重叠并接合(第1强度区域A)。由此，前柱外板1的强度提高。在承载拉伸应力的区域中，仅由板厚比第1构件5的板厚薄的第2构件6构成前柱外板1(第2强度区域B)。由此，前柱外板1的重量变轻。在前柱外板1的前部中，存在板厚比第2构件6的板厚厚的第1构件5，构成前柱外板1(第3强度区域C)。由此，前柱外板1的前部的强度较高。总之，本实施方式的前柱外板1包含三个强度区域。三个强度区域分别在前柱外板1的长度方向和宽度方向上设于适当的区域。此外，本实施方式的“宽度方向”是指与长度方向正交且自前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19朝向门侧凸缘部20的方向。由此，前柱外板1的重量减轻，并且，前柱外板1的强度提高。另外，该开发构造能够对构件赋予强度为使用的材料的强度以上的强度区域。

另外，本实施方式的前柱外板1对于比车辆的前纵梁靠左方或右方的区域处的局部碰撞(小重叠碰撞)而言特别有效。

接着，说明本实施方式的前柱外板1的优选的形态。

[门侧凸缘部20的第1强度区域A的范围]

图5是表示包含前柱外板1的车身构造的局部的图。在图5中，省略前柱的侧板。参照图5，前柱的后端与车辆的车顶17接合。车辆的车顶17大致相对于地面水平地设置。另一方面，车辆的前挡风玻璃10相对于地面倾斜地配置。因而，前柱在后端附近弯曲。与之对应，前柱外板1也在后端附近弯曲。

使用附图说明在前柱承载的载荷和第1强度区域A。当在前柱外板1承载碰撞载荷时，如图4所示，容易在前柱外板1的后端附近的弯曲的区域S的门侧凸缘部20承载压缩应力。根据车的种类，前柱外板1的形状不同。然而，在大多情况下，如图5所示，在从门侧凸缘部20中的与玻璃面侧凸缘部19的后端21相当的位置R1起的L×2/3的范围的局部或整个区域承载压缩应力。在此，L是指前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19的沿着门侧的边缘的弧长(长度方向的长度)。

因而，优选的是，第1强度区域A设于从前柱外板1的门侧凸缘部20中的与玻璃面侧凸缘部19的后端21相当的位置R1起的L×2/3的范围的至少局部。

更优选的是，如图3所示，第1强度区域A设于从前柱外板1的门侧凸缘部20中的与玻璃面侧凸缘部19的后端21相当的位置R1起的L×2/3的范围的整个区域。该情况下，第1门侧凸缘部8的后端34延伸至前柱外板1的后端32。换言之，在从上方观察时，第1门侧凸缘部8的后端34与前柱外板1的后端32重叠。

门侧凸缘部20的第1强度区域A的范围不限定于此，也可以设于如以下这样的范围。

图9是第1门侧凸缘部8比图3所示的前柱外板1的第1门侧凸缘部8短的前柱外板1的分解图。在图9所示的前柱外板1中，第1门侧凸缘部8的后端34位于从前柱外板1的后端32向前方L×1/3的位置。换言之，在图9所示的前柱外板1中，第1门侧凸缘部8的后端34位于从前柱外板1的前端31向后方L×2/3的位置。另外，第2玻璃面侧凸缘部12的前端42位于从前柱外板1的前端31向后方L×1/4的位置。

在这样的图9的前柱外板1中，与图3所示的前柱外板1相比，第1门侧凸缘部8较短。相应地，门侧凸缘部20中的第1强度区域A的范围比图3所示的前柱外板1的门侧凸缘部20中的第1强度区域A的范围小。然而，在图9的前柱外板1中也是，在承载压缩应力的区域设有第1强度区域A，因此能够在确保前柱外板1的较高的强度的前提下减轻重量。

[玻璃面侧凸缘部19的第1强度区域A的范围]

图10是第1玻璃面侧凸缘部7比图3所示的前柱外板1的第1玻璃面侧凸缘部7长的前柱外板1的分解图。在图10所示的前柱外板1中，第1玻璃面侧凸缘部7的后端35位于从前柱外板1的前端31向后方L×2/3以上的位置。另外，第2玻璃面侧凸缘部12的前端42位于从前柱外板1的前端31向后方L×1/4的位置。即，在图10所示的前柱外板1中，在玻璃面侧凸缘部19中第1强度区域A设于从前柱外板1的前端31起的L×1/4的位置至L×2/3的位置的范围的整个区域。

当在前柱外板1承载碰撞载荷时，存在在玻璃面侧凸缘部19承载压缩应力的情况。更具体而言，存在在从玻璃面侧凸缘部19的前端(前柱外板1的前端31)起的L×2/3的范围的局部或整个区域处承载压缩载荷的情况。

根据图10所示的前柱外板1，与图3所示的前柱外板1相比，第1玻璃面侧凸缘部7较长。相应地，玻璃面侧凸缘部19中的第1强度区域A的范围比图3所示的前柱外板1的玻璃面侧凸缘部19中的第1强度区域A的范围大。因此，玻璃面侧凸缘部19的强度进一步提高，即使在玻璃面侧凸缘部19承载压缩应力的情况下，也能够发挥较高的耐压曲强度。

[板厚]

优选的是，第2构件6的板厚为0.60mm以上且1.60mm以下。若第2构件6的板厚小于0.60mm，则第2构件6的强度过低。因此，难以充分地确保第2强度区域B的强度。因而，优选的是，第2构件6的板厚的下限为0.60mm以上。若第2构件6的板厚厚于1.60mm，则第2构件6的重量过重。因而，优选的是，第2构件6的板厚的上限为1.60mm。另外，更优选的是，基于后述的实施例2，第2构件6的板厚的下限为0.85mm以上。更优选的是，基于后述的实施例2，第2构件6的板厚的上限为1.05mm以下。然而，上述的板厚的范围表示优选的范围。因此，即使超过上述的板厚的范围，也能够减轻前柱外板1的重量并提高强度。

第1构件5的板厚比第2构件6的板厚厚即可，没有特殊限定。例如，在汽车用的前柱的情况下，优选的是，第1构件5的板厚为1.2mm以上且1.5mm以下。第2构件6的板厚相对于第1构件5的板厚的比(第2构件6的板厚/第1构件5的板厚)小于1。不需要特别确定其下限，但也可以设为0.5、0.6或0.7。关于其上限，也可以设为0.9、0.8或0.75。

另外，当达成本发明的提供轻量且高强度的前柱外板1这一目的时，后述的轻量化率大于0％。也就是说，当达成本发明的目的时，若将自第2构件6的前端(第2玻璃面侧凸缘部12的前端42)到前柱外板1的后端32的区域设为评价区域，将第2强度区域B的面积相对于评价区域的总面积的面积比率设为b，将第3强度区域C的面积相对于评价区域的总面积的面积比率设为c，将第1构件5的板厚设为t1，将第2构件6的板厚设为t2，则满足下述式：

c－(t2/t1)×(1－b)＞0

其中，0＜b＜1、0＜c＜1、0＜t2/t1＜1。

[拉伸强度]

优选的是，第1构件5和第2构件6的拉伸强度为800MPa以上。若第1构件5的拉伸强度小于800MPa，则难以充分地确保第3强度区域的强度。因而，优选的是，第1构件5的拉伸强度的下限为800MPa以上。若第2构件6的拉伸强度小于800MPa，则难以充分地确保第2强度区域的强度。因而，优选的是，第2构件6的拉伸强度的下限为800MPa以上。更优选的是，第1构件5和第2构件6的拉伸强度为1200MPa以上。更优选的是，第1构件5和第2构件6的拉伸强度为1500MPa以上。然而，上述的拉伸强度的范围表示优选的范围。因此，即使超过上述的拉伸强度的范围，也能够减轻前柱外板的重量并提高强度。

如上所述，在第2强度区域承载拉伸应力。第2强度区域仅由第2构件6构成。另外，第2构件6比第1构件5薄。即，第2构件6所要求的强度比第1构件5所要求的强度高。因而，优选的是，第2构件6的拉伸强度比第1构件5的拉伸强度高。

[接合]

优选的是，第1构件5通过激光焊接、点焊、机械连结、粘接剂或并用这些接合方法而与第2构件6接合。特别是，若利用激光焊接或点焊，则能够容易地将第1构件5与第2构件6接合。由此，前柱外板1的生产率提高。而且，在利用激光焊接或点焊进行接合的情况下，若并用粘接剂，则能够进一步提高第1强度区域的强度。在点焊的情况下，优选的是，焊接部位的间隔为5～30mm。该情况的“间隔”是指在俯视时相邻的各焊接部位的中点彼此的距离。当焊接部位的间隔超过30mm时，存在在前柱外板1承载碰撞载荷时载荷集中于多个焊接部位中的一部分焊接部位的可能。因此，焊接部位的间隔的上限优选为30mm，更优选为10mm。也就是说，焊接部位的间隔越小则越优选。然而，当焊接部位的间隔小于5mm时，存在在焊接时产生分流的可能。因此，优选的是，焊接部位间隔的下限为5mm。此外，第1构件5和第2构件6既可以在分别单独成形之后接合，也可以在成形前的板的状态下接合而成形。

实施例1

为了确认本实施方式的前柱外板的效果，利用CAE(Computer AidedEngineering)分析模拟了前柱外板的碰撞载荷承载试验。本发明例1的模型是图2和图3所示的前柱外板1。比较例的模型是仅由板厚恒定的一个构件构成的前柱外板。根据得到的分析结果，比较了本发明例和比较例的等效塑性应变。

[分析条件]

图6是表示实施例1的分析条件的图。参照图6，在第2玻璃面侧凸缘部12的前端42处对前柱外板1的长度方向截面赋予位移D，在第2玻璃面侧凸缘部12的后端(玻璃面侧凸缘部19的后端21)处固定长度方向的位移。由于位移D而产生了弯矩M1。该弯矩M1在从车辆的左方观察时为顺时针。位移D以自前柱外板1的前端朝向后端的方向为正。由于位移D而在玻璃面侧凸缘部19的后端21产生了弯矩M2。该弯矩M2在从车辆的左方观察时为顺时针。比较例与本发明例不同，前柱外板仅由一个构件构成。

表1表示实施例1的分析条件。本发明例1和比较例的模型的板厚为1.25(mm)，拉伸强度为1500(MPa)。本发明例1的其他尺寸和形状与比较例相同。

[表1]

[结果]

在比较例的结果中，在门侧凸缘部20的与从玻璃面侧凸缘部19的后端21起的L×2/3的范围相当的部分中，由于压缩应变而产生了等效塑性应变。即，产生了压缩应力。在即将压曲之前的门侧凸缘部20产生的等效塑性应变的最大值为0.00176。另外，在从玻璃面侧凸缘部19的前端(前柱外板1的前端31)起的L×1/3的范围中，由于压缩应变而产生了等效塑性应变。在即将压曲之前的玻璃面侧凸缘部19产生的等效塑性应变的最大值为0.00135。

在本发明例1的结果中，门侧凸缘部20和玻璃面侧凸缘部19的产生了等效塑性应变的范围比比较例的产生了等效塑性应变的范围小。在门侧凸缘部20产生的等效塑性应变的最大值为0.000079。另外，在玻璃面侧凸缘部19产生的等效塑性应变的最大值为0.0012。

总之，在本发明例1的前柱外板中，产生了压缩应力的范围比比较例的产生了压缩应力的范围小，压缩应力的大小比比较例的压缩应力的大小小。

实施例2

在实施例2中，对第2构件6的板厚和第1强度区域的范围进行了各种变更，利用CAE分析调查了前柱外板的强度和重量。

[分析条件]

[表2]

在本发明例1～6中，使用了与实施例1同样的图3所示的前柱外板1作为分析模型。在本发明例1～3中，第1构件与第2构件的接合方法为激光焊接，分别变更了第2构件6的板厚。在本发明例4～6中，第1构件与第2构件的接合方法为点焊，分别变更了第2构件6的板厚。

在本发明例7～9中，使用了图9所示的前柱外板1作为分析模型。在本发明例7～9中，分别变更了第2构件6的板厚。

在本发明例10～12中，使用了图10所示的前柱外板1作为分析模型。在本发明例10～12中，分别变更了第2构件6的板厚。

在本发明例13～15中，使用了与实施例1相同的图3所示的前柱外板1作为分析模型。在本发明例13～15中，第1构件与第2构件的接合方法为激光焊接和粘接剂。作为粘接剂，假定了环氧树脂系粘接剂。在本发明例13～15中，分别变更了第2构件6的板厚。

比较例的模型使用了与实施例1的比较例相同的模型。

在本发明例1～15和比较例中，弯矩M1、M2的产生位置和大小与实施例1相同，位移D的赋予位置也与实施例1相同。在实施例2中，使位移D以0.1mm刻度从0变化至3.0(mm)。在本发明例1～15和比较例中，第2构件的板厚和接合方法分别不同，但作为分析模型的前柱外板的外形尺寸相同。

[结果]

图7是根据实施例2的结果求得的载荷－位移线图。参照图7，纵轴表示由位移D产生的载荷(kN)，横轴表示位移D(mm)。在图7中，表示本发明例1、本发明例2以及比较例的结果。图7中的点划线表示本发明例1的结果，虚线表示本发明例2的结果，实线表示比较例的结果。

在本发明例1和本发明例2中，由位移D产生的最大载荷(压曲载荷)均高于比较例的由位移D产生的最大载荷(压曲载荷)。即，本发明例1和本发明例2的前柱外板的强度高于比较例的前柱外板的强度。

如表2所示，本发明例3～15的前柱外板的最大载荷也高于比较例的前柱外板的最大载荷。即，本发明例3～15的前柱外板的强度高于比较例的前柱外板的强度。

图8是根据实施例2的结果求得的最大载荷－轻量化率线图。即，图8是将表2中的最大载荷和轻量化率的项目汇总为图表而成的图。参照图8，纵轴表示最大载荷，横轴表示轻量化率。图8中的三角标记表示本发明例1～3的结果，圆标记表示本发明例4～6的结果，正方形标记表示本发明例7～9的结果，菱形标记表示本发明例10～12的结果，交叉标记表示本发明例13～15的结果。在此，最大载荷是指各前柱外板的压曲载荷。轻量化率如以下这样计算。

首先，使用图11说明轻量化率的计算的前提。轻量化率在图11所示的评价区域中计算。评价区域设为自第2构件6的前端(第2玻璃面侧凸缘部的前端42)到前柱外板1的后端32的区域。

图11所示的面积A表示第1强度区域的面积。面积B表示第2强度区域的面积。面积C表示第3强度区域的面积。在此，面积是指前柱外板的表面或背面的表面积。

将面积A相对于评价区域的总面积的面积比率设为a，将面积B相对于评价区域的总面积的面积比率设为b，将面积C相对于评价区域的总面积的面积比率设为c。另外，将第1构件5的板厚设为t1，将第2构件6的板厚设为t2。

接着，说明轻量化率的计算方法。首先，在将比较例的前柱外板(即由一个构件构成的前柱外板)的板厚设为t1的α(＞1)倍的板厚时，轻量化率利用以下的式求出：

轻量化率(％)＝(比较例－本发明例)/比较例

＝100×(α×t1×1－(t2×b+(t1+t2)×a+t1×c))/(α×t1×1)。

在此，由于a+b+c＝1(其中，0＜a＜1、0＜b＜1、0＜c＜1)，因此根据上述式，轻量化率(％)成为下述式：

轻量化率(％)＝100×(c－(t2/t1)×(1－b))。

还有将由与各发明例相同的最大载荷的一个构件构成的前柱外板作为比较例，根据其板厚求得α而计算轻量化率的方法。但是，在此，为了简便，设为α＝1，也就是说，设为比较例的板厚与第1构件5的板厚t1相同，计算轻量化率。

本发明例2～15的任一前柱外板与比较例的前柱外板相比均是轻量且强度较高。另一方面，在本发明例1的前柱外板中，与比较例的前柱外板相比强度相等，但能够充分地实现轻量化。

以上，说明了本发明的实施方式。然而，上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因而，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更地实施上述的实施方式。

在上述的说明中，说明了当在前柱外板承载碰撞载荷时在门侧凸缘部和玻璃面侧凸缘部这两者承载压缩应力的情况。然而，有些前柱外板的形状还存在仅在门侧凸缘部承载压缩应力的情况。

在上述的说明中，说明了第2构件在第1构件之上重叠的情况。然而，也可以是，第1构件在第2构件之上重叠。

在上述的说明中，说明了在前柱外板的截面中第1强度区域与第2强度区域隔着主体部成对的情况。然而，本实施方式的前柱外板不限定于该情况。例如，当在门侧凸缘部设有第1强度区域的情况下，也可以是，在隔着主体部而与该第1强度区域相反的一侧还设有第1强度区域。总之，在未承载压缩应力的区域的至少局部设有第2强度区域即可。

在上述的说明中，说明了第1构件通过激光焊接或点焊而与第2构件接合的情况。然而，第1构件与第2构件的接合不限定于该情况。第1构件与第2构件的接合也可以是激光焊接、点焊、粘接剂、利用铆钉等进行的机械连结或它们的组合等。粘接剂例如是环氧树脂系粘接剂、酚醛树脂系粘接剂、硅橡胶系粘接剂等。总之，第1构件与第2构件的接合没有特殊限定。

在上述的说明中，说明了前柱外板的材料为钢板的情况。然而，前柱外板的材料不限定于该情况。前柱外板的材料为金属板即可。金属板例如为铝板、铝合金板、多层钢板、钛板、镁板等。

附图标记说明

1、前柱外板；2、侧板；3、前柱内板；4、前柱；5、第1构件；6、第2构件；7、第1玻璃面侧凸缘部；8、第1门侧凸缘部；9、第1主体部；10、前挡风玻璃；11、门；12、第2玻璃面侧凸缘部；13、第2门侧凸缘部；14、第2主体部；15、第1玻璃面侧凸缘部的后方区域；16、第1主体部的后方区域；17、车顶；19、玻璃面侧凸缘部；20、门侧凸缘部；21、玻璃面侧凸缘部的后端；22、主体部；31、前柱外板的前端；32、前柱外板的后端。

Claims (6)

1.一种前柱外板，其包含玻璃面侧凸缘部、门侧凸缘部以及将所述玻璃面侧凸缘部和所述门侧凸缘部相连的主体部，其中，

该前柱外板包括：

第1构件，其自所述前柱外板的前端朝向后端延伸，该第1构件包含构成所述玻璃面侧凸缘部的局部的第1玻璃面侧凸缘部、构成所述门侧凸缘部的局部的第1门侧凸缘部以及将所述第1玻璃面侧凸缘部和所述第1门侧凸缘部相连的第1主体部；以及

第2构件，其自所述前柱外板的后端朝向前端延伸，板厚比所述第1构件的板厚薄，该第2构件包含构成所述玻璃面侧凸缘部的局部的第2玻璃面侧凸缘部、构成所述门侧凸缘部的局部的第2门侧凸缘部以及将所述第2玻璃面侧凸缘部和所述第2门侧凸缘部相连的第2主体部，

所述第1门侧凸缘部比所述第1玻璃面侧凸缘部和所述第1主体部朝向所述前柱外板的后端突出，与所述第2门侧凸缘部重叠，

所述第2玻璃面侧凸缘部与所述第1玻璃面侧凸缘部的后方区域重叠，

所述第2主体部与所述第1主体部的后方区域重叠，

在所述第1门侧凸缘部与所述第2门侧凸缘部重叠的区域、所述第2玻璃面侧凸缘部与所述第1玻璃面侧凸缘部重叠的区域以及所述第2主体部与所述第1主体部重叠的区域中，所述第1构件与所述第2构件接合，

所述第1构件和所述第2构件的拉伸强度为1500MPa以上，

在将所述玻璃面侧凸缘部的长度设为L时，

所述第1门侧凸缘部与所述第2门侧凸缘部重叠的区域设于所述门侧凸缘部中的从与所述玻璃面侧凸缘部的后端相当的位置起的L×2/3的范围的整个区域。

2.根据权利要求1所述的前柱外板，其中，

在将所述玻璃面侧凸缘部的长度设为L时，

所述第2玻璃面侧凸缘部与所述第1玻璃面侧凸缘部重叠的区域设于从所述玻璃面侧凸缘部的前端起的L×1/4至L×2/3的范围的至少局部。

3.根据权利要求1所述的前柱外板，其中，

在将所述玻璃面侧凸缘部的长度设为L时，

所述第2玻璃面侧凸缘部与所述第1玻璃面侧凸缘部重叠的区域设于从所述玻璃面侧凸缘部的前端起的L×1/4至L×2/3的范围的整个区域。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的前柱外板，其中，

所述第2构件的板厚为0.60mm以上且1.60mm以下。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的前柱外板，其中，

所述第2构件的拉伸强度比所述第1构件的拉伸强度高。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的前柱外板，其中，

所述第1构件通过激光焊接、点焊、机械连结、粘接剂或并用这些接合方法而与所述第2构件接合。