JP2018099949A - フロントピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前面衝突で入力される荷重に対するフロントピラーの剛性を確保しつつ、フロントピラーの重量の増加の抑制を図ることができるフロントピラー構造を得る。【解決手段】外側壁部１６Ｂと後側壁部１６Ｃとを繋ぐ湾曲部１６Ｉの板厚よりも外側壁部１６Ｂと前側壁部１６Ａとを繋ぐ湾曲部１６Ｈの板厚の方が厚く設定されている。このため、ピラーアウタ１６において車両１０の前面衝突で入力される荷重による変形量が比較的小さい部分の肉厚を薄くし、その分当該ピラーアウタ１６において当該荷重によって最も応力が集中する部分を、フロントピラー１４の重量を増加させることなく補強することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、フロントピラー構造に関する。

下記特許文献１には、フロントピラー構造に関する発明が開示されている。このフロントピラー構造では、それぞれ車幅方向内向きに開放された断面ハット形状のフロントピラーアウタ部とピラーリインフォースメントロアとが接合されることによって、車幅方向内向きに開放された開断面構造のフロントピラーロアが構成されている。

また、ピラーリインフォースメントロアの車両前方側の部分を構成する前壁部及び車両前方側のフランジ部は、ピラーリインフォースメントロアにおけるその他の部分よりも板厚が厚く設定された厚板部とされている。このため、下記特許文献１に記載された先行技術では、車両の前面衝突（以下、前突という）において前輪を介してフロントピラーに入力される荷重に対して、フロントピラーに一定の剛性が確保されるようになっている。

特開２０１１−３７２９１号公報

しかしながら、上記先行技術では、ピラーリインフォースメントロアの前壁部における車両幅方向外側の部分において板厚が薄くなっており、フロントピラーに車両の前突による荷重が入力されると、この部分を起点としてフロントピラーが変形することが考えられる。

上記を鑑みて、フロントピラーの前壁部における車両幅方向外側の部分の板厚を厚くすることが考えられる。このような構成によれば、上記のような構成に対してフロントピラーの剛性を向上させることができるものの、フロントピラーの重量が増加することが考えられる。つまり、上記先行技術は、車両の前突で入力される荷重に対するフロントピラーの剛性を確保しつつ、フロントピラーの重量の増加の抑制を図るという点においては改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両の前面衝突で入力される荷重に対するフロントピラーの剛性を確保しつつ、フロントピラーの重量の増加の抑制を図ることができるフロントピラー構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、フロントピラーの車両幅方向外側の部分を構成する高張力鋼板製のピラーアウタにおける車両幅方向外側の部分を構成すると共に車両幅方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する外側壁部と、前記ピラーアウタの車両前方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する前側壁部と、前記ピラーアウタの車両後方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する後側壁部と、前記外側壁部と前記後側壁部とを繋ぐ後側曲部と、前記外側壁部と前記前側壁部とを繋ぐと共に前記後側曲部よりも板厚が厚く設定された前側曲部と、を有している。

請求項１に記載の本発明によれば、フロントピラーの車両幅方向外側の部分が高張力鋼板製のピラーアウタで構成されており、当該ピラーアウタは、外側壁部、前側壁部及び後側壁部を含んで構成されている。外側壁部は、ピラーアウタにおける車両幅方向外側の部分を構成すると共に車両幅方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。また、前側壁部は、ピラーアウタの車両前方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。そして、後側壁部は、ピラーアウタの車両後方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。このため、ピラーアウタにおける外側壁部、前側壁部及び後側壁部で構成された部分は、車両上下方向から見た断面視で車両幅方向内側に開放されたＵ字状に構成されている。

ところで、車両の前突時において、フロントピラーの車両下方側の部分には、前輪を介して荷重が入力され、当該フロントピラーは、当該フロントピラーの車両後方側に曲率中心が位置するように曲げ変形する。つまり、ピラーアウタの車両前方側の部分の変形量は、当該ピラーアウタの車両後方側の部分の変形量よりも大きくなる。また、上記のように構成されたピラーアウタが曲げ変形するときには、外側壁部と前側壁部との境界部分や外側壁部と後側壁部との境界部分に応力が集中する傾向がある。このため、車両の前突で入力される荷重によってフロントピラーが曲げ変形するとき、ピラーアウタにおいては、外側壁部と前側壁部との境界部分に最も応力が集中することが考えられる。

ここで、本発明では、外側壁部と後側壁部とを繋ぐ後側曲部の板厚よりも外側壁部と前側壁部とを繋ぐ前側曲部の板厚の方が厚く設定されている。このため、ピラーアウタにおいて車両の前突で入力される荷重による変形量が比較的小さい部分の肉厚を薄くし、その分当該ピラーアウタにおいて当該荷重によって最も応力が集中する部分を、フロントピラーの重量を増加させることなく補強することができる。

請求項２に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１に記載の発明において、前記外側壁部は、車両前方側から車両後方側に向かうに従って板厚が徐々に薄くなっている。

請求項２に記載の本発明によれば、ピラーアウタの外側壁部において、車両の前突で入力される荷重によって発生する応力に応じて板厚を設定することができる。また、外側壁部の板厚を急変させる構成と比し、当該外側壁部に応力集中部が発生することを抑制することができる。

請求項３に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記前側壁部の車両幅方向内側の周縁部から車両前方側に延びると共に前記フロントピラーの車両幅方向内側の部分を構成するピラーインナと接合された前側フランジ部と、前記後側壁部の車両幅方向内側の周縁部から車両後方側に延びると共に前記ピラーインナと接合された後側フランジ部と、をさらに備え、前記前側フランジ部は、前記後側フランジ部よりも板厚が厚く設定されている。

請求項３に記載の本発明によれば、前側壁部の車両幅方向内側の周縁部から車両前方側に前側フランジ部が延びており、当該前側フランジ部は、フロントピラーの車両幅方向内側の部分を構成するピラーインナに接合されている。一方、後側壁部の車両幅方向内側の周縁部からは、車両後方側に後側フランジ部が延びており、当該後側フランジ部は、ピラーインナに接合されている。このため、ピラーアウタとピラーインナとで閉断面構造部を構成することができる。

ところで、上述したように、車両の前突時において、ピラーアウタの変形量は、車両前方側の部分の方が車両後方側の部分よりも大きいため、前側フランジ部の変形量の方が後側フランジ部の変形量よりも大きくなる。また、前側フランジ部の変形量が大きいと、ピラーアウタとピラーインナとの接合状態を維持することが困難となることが考えられる。

ここで、本発明では、前側フランジ部の板厚が、後側フランジ部の板厚よりも厚く設定されているため、車両の前突による荷重によって前側フランジ部が変形することを抑制することができる。また、比較的変形量の小さい後側フランジ部の板厚を薄くすることで、ピラーアウタの重量増加を抑制することも可能となっている。

請求項４に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記前側壁部及び前記後側壁部は、車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って板厚が徐々に薄くなっている。

請求項４に記載の本発明によれば、車両の前突で入力される荷重によって発生する応力に応じて、前側壁部及び後側壁部の板厚を設定することができる。また、前側壁部及び後側壁部の板厚を急変させる構成と比し、これらに応力集中部が発生することを抑制することができる。

請求項５に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記外側壁部の板厚は、前記後側壁部の板厚よりも厚く設定されており、前記前側壁部の板厚は、前記外側壁部の板厚よりも厚く設定されている。

請求項５に記載の本発明によれば、前側壁部、外側壁部及び後側壁部の板厚を、車両の前突で入力される荷重によって発生する応力及び当該荷重による変形量に基づいて設定することができる。

請求項６に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の発明において、前記後側曲部及び前記前側曲部は、車両上下方向から見た断面の板厚が一定となるように構成されている。

請求項６に記載の本発明によれば、後側曲部及び前側曲部は、それぞれ車両上下方向から見た断面の板厚が一定とされており、車両の前突で入力される荷重によって発生する応力に偏りが生じることを抑制することができる。また、ピラーアウタの製造工程において、後側曲部及び前側曲部の板厚を設定することが容易となる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前面衝突で入力される荷重に対するフロントピラーの剛性を確保しつつ、フロントピラーの重量の増加の抑制を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前突で入力される荷重に対するピラーアウタの外側壁部の剛性を確保しつつ、外側壁部の軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前突で入力される荷重でピラーアウタとピラーインナとが剥離されることを抑制しつつ、フロントピラーの重量の増加の抑制を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前突で入力される荷重に対するピラーアウタの前側壁部及び後側壁部の剛性を確保しつつ、これらの軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項５に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前突で入力される荷重に対するピラーアウタの前側壁部、外側壁部及び後側壁部の剛性を確保しつつ、これらの板厚の最適化を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項６に記載の本発明に係るフロントピラー構造は、車両の前突で入力される荷重に対するピラーアウタの後側曲部及び前側曲部の剛性を確保しつつ、ピラーアウタの製造工程を簡易化することができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係るフロントピラー構造が適用されたフロントピラーにおけるピラーアウタの構成を示す拡大断面図（図３の１−１線に沿って切断した状態を示す断面図）である。 本実施形態に係るフロントピラー構造が適用されたフロントピラーにおけるピラーアウタの複数個所の断面形状を示す断面図であり、（Ａ）はこれらのうち最も車両上方側の断面（図３の２Ａ−２Ａ線に沿って切断した状態）を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の車両下方側の断面（図３の２Ｂ−２Ｂ線に沿って切断した状態）を示しており、（Ｃ）は（Ｂ）の車両下方側の断面（図３の２Ｃ−２Ｃ線に沿って切断した状態）を示しており、（Ｄ）は（Ｃ）の車両下方側の断面（図３の２Ｄ−２Ｄ線に沿って切断した状態）を示している。 本実施形態に係るフロントピラー構造が適用されたフロントピラーと車両の前輪との位置関係を示す車両幅方向外側から見た側面図である。 本実施形態に係るピラーアウタの製造方法における圧延工程の第１工程について説明するための斜視図である。 本実施形態に係るピラーアウタの製造方法における圧延工程の第２工程について説明するための斜視図である。 本実施形態に係るピラーアウタの製造方法における圧延工程の第３工程について説明するための斜視図である。

以下、図１〜図３を用いて、本発明に係るフロントピラー構造の実施形態の一例について説明し、次いで図４〜図６を用いて当該フロントピラー構造が適用されたフロントピラーの一部を構成するピラーアウタの製造方法について説明することとする。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

まず、図３を用いて、本実施形態に係るフロントピラー構造が適用された「車両１０」の車体１２の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、車体１２は、基本的に左右対称の構成とされているため、以下では、車体１２の車両幅方向左側の部分の構成について主に説明し、車両幅方向右側の部分の構成については、適宜説明を省略することとする。

車体１２は、当該車体１２の車両上方側の一部を構成すると共に車両前後方向に延在する図示しないルーフサイドレールと、当該車体１２の車両下方側の一部を構成すると共に車両前後方向に延在する図示しないロッカを含んで構成されている。そして、ルーフサイドレールの車両前方側の部分とロッカの車両前方側の部分とが、車両上下方向に延在する「フロントピラー１４」によって車両上下方向に繋がれている。このフロントピラー１４は、その車両幅方向外側の部分を構成する「ピラーアウタ１６」と、その車両幅方向内側の部分を構成する図示しないピラーインナと、を含んで構成されている。なお、フロントピラー１４の車両前方側には、前輪１８が配置されており、当該前輪１８は、車両前方側から見てフロントピラー１４の車両上下方向中央部から車両下方側の部分を覆っている。

ここで、本実施形態では、ピラーアウタ１６が差厚鋼板で構成されている点に特徴がある。以下、本実施形態の要部を構成するピラーアウタ１６の構成を中心にフロントピラー１４の構成について詳細に説明していくこととする。

図１及び図３に示されるように、ピラーアウタ１６は、その車両前方側の部分を構成する「前側壁部１６Ａ」と、その車両幅方向外側の部分を構成する「外側壁部１６Ｂ」と、その車両後方側の部分を構成する「後側壁部１６Ｃ」と、を含んで構成されている。なお、ピラーアウタ１６は、一例として、引張り強度が１[ＧＰａ]の高張力鋼板で構成されている。

前側壁部１６Ａは、車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する板状とされており、車両幅方向から見て、その車両下方側の端部から車両上下方向中央部までは車両後方下側から車両前方上側に向かう方向に延びている。一方、前側壁部１６Ａの車両上方側の部分は、車両前方下側から車両後方上側に向かう方向に延びており、当該前側壁部１６Ａは、車両上下方向中央部から車両上方側に所定距離ずれた位置で湾曲された形状とされている。

また、前側壁部１６Ａの車両幅方向内側の周縁部からは、湾曲部１６Ｄを介して「前側フランジ部１６Ｅ」が車両前方側に延出されており、当該前側フランジ部１６Ｅは、板厚方向を車両幅方向とされた板状とされている。この前側フランジ部１６Ｅは、図２にも示されるように、前側壁部１６Ａの車両前方側の周縁部における車両下方側の端部を始点として当該周縁部に沿って設けられているものの、当該周縁部における車両上下方向中央部から車両上方側に所定距離ずれた位置で終端している。なお、前側フランジ部１６Ｅの車両上下方向から見た断面の板厚は、一定とされている。

そして、前側フランジ部１６Ｅは、ピラーアウタ１６の車両幅方向内側に配置されていると共に車両上下方向及び車両前後方向に延在するピラーインナに図示しない溶接等による接合部で接合されている。

一方、前側壁部１６Ａと前側フランジ部１６Ｅとの間に介在し、これらを繋ぐ湾曲部１６Ｄは、車両上下方向から見た断面視で車両後方内側に凸となる円弧に沿うように湾曲している。また、湾曲部１６Ｄの車両上下方向から見た断面の板厚は、一定とされており、上述した前側フランジ部１６Ｅの板厚も湾曲部１６Ｄの板厚と同じ厚さに設定されている。

後側壁部１６Ｃは、車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する板状とされており、車両幅方向から見て、その車両下方側の端部からその車両上下方向中央部よりも車両上方側に所定距離ずれた位置までは直線的に延びている。一方、後側壁部１６Ｃの車両上方側の部分は、車両前方下側から車両後方上側に向かう方向に延びており、当該後側壁部１６Ｃは、車両上下方向中央部から車両上方側に所定距離ずれた位置で湾曲された形状とされている。

また、後側壁部１６Ｃの車両幅方向内側の周縁部からは、湾曲部１６Ｆを介して「後側フランジ部１６Ｇ」が車両後方側に延出されており、当該後側フランジ部１６Ｇは、板厚方向を車両幅方向とされた板状とされている。この後側フランジ部１６Ｇは、図２にも示されるように、基本的には、後側壁部１６Ｃにおける車両後方側の周縁部の全部に沿うように設けられている。なお、後側フランジ部１６Ｇの車両上下方向から見た断面の板厚は、一定とされている。そして、後側フランジ部１６Ｇは、ピラーインナに前側フランジ部１６Ｅと同様に接合されている。

一方、後側壁部１６Ｃと後側フランジ部１６Ｇとの間に介在し、これらを繋ぐ湾曲部１６Ｆは、車両上下方向から見た断面視で車両前方内側に凸となる円弧に沿うように湾曲している。また、湾曲部１６Ｆの車両上下方向から見た断面の板厚は、一定とされており、上述した後側フランジ部１６Ｇの板厚も湾曲部１６Ｆの板厚と同じ厚さに設定されている。

外側壁部１６Ｂは、車両幅方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在しており、車両幅方向から見て、その車両前方側の周縁部が前側壁部１６Ａの形状に、その車両後方側の周縁部が後側壁部１６Ｃの形状に、それぞれ対応して一部が湾曲した板状とされている。なお、前側壁部１６Ａ、外側壁部１６Ｂ及び後側壁部１６Ｃには、複数個所にビード部２０が形成されている。

そして、外側壁部１６Ｂの車両前方側の周縁部と前側壁部１６Ａとは、前側曲部としての「湾曲部１６Ｈ」を介して繋がっており、外側壁部１６Ｂの車両後方側の周縁部と後側壁部１６Ｃとは、後側曲部としての「湾曲部１６Ｉ」を介して繋がっている。

湾曲部１６Ｈは、車両上下方向から見た断面視で車両前方外側に凸となる円弧に沿うように湾曲しており、その断面の板厚は一定とされている。一方、湾曲部１６Ｉは、車両上下方向から見た断面視で車両後方外側に凸となる円弧に沿うように湾曲しており、その断面の板厚は一定とされている。

そして、本実施形態では、ピラーアウタ１６が、後述するようにテーラーロールドブランク工法によって形成されることで、前側壁部１６Ａ、外側壁部１６Ｂ及び後側壁部１６Ｃの板厚が、それぞれ長手方向及び短手方向において徐変されている。

まず、ピラーアウタ１６の車両上下方向から見た断面の板厚の分布について、ピラーアウタ１６の車両上下方向中央部における断面を一例として挙げて説明することとする。図１に示されるように、この断面においては、前側フランジ部１６Ｅ及び湾曲部１６Ｄの板厚ｔ１が１．８[ｍｍ]に設定されており、湾曲部１６Ｈの板厚ｔ２が２．０[ｍｍ]に設定されており、湾曲部１６Ｉの板厚ｔ３が１．０[ｍｍ]に設定されており、後側フランジ部１６Ｇ及び湾曲部１６Ｆの板厚ｔ４が０．９[ｍｍ]に設定されている。

そして、前側壁部１６Ａは、その板厚が車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って、２．０[ｍｍ]から１．８[ｍｍ]に徐変されている。また、外側壁部１６Ｂは、その板厚が車両前方側から車両後方側に向かうに従って、２．０[ｍｍ]から１．０[ｍｍ]に徐変されている。さらに、後側壁部１６Ｃは、その板厚が車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って、１．０[ｍｍ]から０．９[ｍｍ]に徐変されている。

なお、ピラーアウタ１６の車両上下方向から見た断面の板厚の分布は、後側壁部１６Ｃを除いて、板厚の数値は異なるもののピラーアウタ１６の車両上下方向に亘って上記断面と同様の傾向とされている。つまり、本実施形態では、前側壁部１６Ａの板厚が車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って徐々に薄くなっており、外側壁部１６Ｂの板厚が車両前方側から車両後方側に向かうに従って徐々に薄くなっている。また、前側フランジ部１６Ｅの板厚は、後側フランジ部１６Ｇの板厚よりも厚く設定されている。なお、後側壁部１６Ｃの板厚の分布については、後述することとする。

次に、図２を用いて、ピラーアウタ１６の車両上下方向の板厚の分布について説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に示されるように、前側フランジ部１６Ｅ及び湾曲部１６Ｄは、その板厚ｔ１が１．８[ｍｍ]（図２（Ｃ）、（Ｄ）参照）で一定とされている。また、湾曲部１６Ｈの板厚ｔ２は、車両上方側から１．３[ｍｍ]（図２（Ａ）参照）、１．８[ｍｍ]（図２（Ｂ）参照）、２．２[ｍｍ]（図２（Ｃ）参照）、２．４[ｍｍ]（図２（Ｄ）参照）となるように設定されており、車両上方側から車両下方側に向かうに従って厚くなっている。さらに、湾曲部１６Ｉの板厚ｔ３は、車両上方側から０．９[ｍｍ]（図２（Ａ）参照）、１．０[ｍｍ]（図２（Ｂ）参照）、１．３[ｍｍ]（図２（Ｃ）参照）と途中までは車両上方側から車両下方側に向かうに従って厚くなっているものの、車両下方側の部分では、１．３[ｍｍ]（図２（Ｄ）参照）で一定となっている。加えて、後側フランジ部１６Ｇ及び湾曲部１６Ｆの板厚ｔ４は、車両上方側の部分では、１．３[ｍｍ]（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）で一定となっているが、図１に示されるように車両上下方向中央部では、０．９[ｍｍ]まで薄くなっており、車両下方側の部分では、１．２[ｍｍ]（図２（Ｃ）、（Ｄ）参照）まで厚くなって一定となっている。

なお、ピラーアウタ１６の車両上下方向の板厚は、上記のように分布しているため、後側壁部１６Ｃの車両上下方向から見た断面の板厚は、その車両上方側の部分では、車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って徐々に厚くなっている。一方、後側壁部１６Ｃの車両上下方向中央部から車両下方側の部分においては、車両上下方向から見た断面の板厚が車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って徐々に薄くなっている。

さらに、外側壁部１６Ｂの板厚は、後側壁部１６Ｃの板厚よりも厚く設定されており、前側壁部１６Ａの板厚は、外側壁部１６Ｂの板厚よりも厚く設定されている。なお、ここでいう前側壁部１６Ａ、外側壁部１６Ｂ及び後側壁部１６Ｃの板厚とは、それぞれの平均の板厚であり、それぞれにおける車両上下方向から見た断面において、板厚の中心を通る線分の長さで当該断面の面積を除した値（長さ）である。

次に、図４〜図６を用いて、テーラーロールドブランク工法によるピラーアウタ１６の製造方法について説明する。このピラーアウタ１６の製造方法は、大きくは差厚鋼板製造工程と熱処理工程とを有している。

まず、差厚鋼板製造工程について説明する。この差厚鋼板製造工程は、切断工程と、圧延工程と、を有している。切断工程では、一定板厚の鋼板（金属板）がプレス加工等の手段により所定の形状（ここでは矩形状）に切断され、図４に示されるブランク材Ｂ（被圧延板）が製造される。なお、ブランク材Ｂの形状は矩形状に限らず、任意の形状とすることができる。

次いで、圧延工程では、ブランク材Ｂが圧延機により圧延されて差厚鋼板ＴＢ（図５参照）が製造される。詳しくは、この圧延工程は、図４〜図６に示される複数の工程（ここでは第１工程〜第３工程）によって構成されており、複数台（ここでは３台）の圧延機２２、２４、２６によってブランク材Ｂが順次圧延されて差厚鋼板ＴＢが製造される複数圧延工程となっている。これらの圧延機２２、２４、２６は、それぞれ外周面に凹部２８Ａ、３０Ａ、３２Ａが形成された一対のワークロール２８、３０、３２を備えている。

第１工程に用いられる圧延機２２（図４参照）は、周方向で半径が変化した一対のワークロール２８を備えている。各ワークロール２８の外周面（加工面）には、凹部２８Ａが形成されている。この凹部２８Ａは、ワークロール２８の外周面における周方向の一部のみに形成されており、ワークロール２８の軸方向に沿って一定の形状に形成されている。

また、第２工程に用いられる圧延機２４（図５参照）は、軸方向で半径が変化した一対のワークロール３０を備えている。各ワークロール３０の外周面（加工面）には、凹部３０Ａが形成されている。この凹部３０Ａは、ワークロール３０の外周面における軸方向の中央部に形成されており、ワークロール３０の周方向に沿って一定の形状に形成されている。

そして、第３工程に用いられる圧延機２６（図６参照）は、周方向で半径が変化した一対のワークロール３２を備えている。各ワークロール３２の外周面（加工面）には、凹部３２Ａが形成されている。この凹部３２Ａは、ワークロール３２の外周面における周方向の一部のみに形成されており、ワークロール３２の軸方向に沿って一定の形状に形成されている。

上記構成の圧延機２２、２４、２６を用いる複数圧延工程では、まず、図４に示される第１工程において、圧延機２２における一対のワークロール２８間にブランク材Ｂが挿入されて圧延され（図４の矢印ＲＭ参照）、一対のワークロール２８の加工面の形状がブランク材Ｂに転写される。次いで、図５に示される第２工程では、第１工程後のブランク材Ｂ１が、圧延機２４における一対のワークロール３０間に挿入されて圧延され（図５の矢印ＲＭ参照）、一対のワークロール３０の加工面の形状がブランク材Ｂ１に転写される。

次いで、図６に示される第３工程では、先ず、第２工程後のブランク材Ｂ２が平面視で９０度回転される（図６の矢印Ｔ参照）。その後、ブランク材Ｂが圧延機２６における一対のワークロール３２間に挿入されて圧延される（図６の矢印Ｃ及び矢印ＲＭ参照）。これにより、板厚方向と直交した異なる二方向で板厚が変化した差厚鋼板ＴＢ（図６参照）が製造される。

つまり、本実施形態では、第１工程及び第３工程で、ピラーアウタ１６の各壁部におけるその板厚方向と直交した異なる二方向で徐変している板厚が大まかに設定されるようになっている。また、第２工程においては、ピラーアウタ１６に形成されているビード部２０等の原形状が設定されるようになっている。

そして、熱処理工程では、上記のように製造された差厚鋼板ＴＢが、熱間プレス工程によって曲げ加工を施され、所定の形状に成形されることでピラーアウタ１６が製造されている。なお、この熱間プレス工程では、プレス加工の前に、差厚鋼板ＴＢが例えば高周波誘電加熱などの手段により所定の温度まで加熱される。この加熱時に、圧延加工（差厚加工）による加工硬化が除去されるようになっている。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、フロントピラー１４の車両幅方向外側の部分が高張力鋼板製のピラーアウタ１６で構成されており、当該ピラーアウタ１６は、外側壁部１６Ｂ、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃを含んで構成されている。外側壁部１６Ｂは、ピラーアウタ１６における車両幅方向外側の部分を構成すると共に車両幅方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。また、前側壁部１６Ａは、ピラーアウタ１６の車両前方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。そして、後側壁部１６Ｃは、ピラーアウタ１６の車両後方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在している。このため、ピラーアウタ１６における外側壁部１６Ｂ、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃで構成された部分は、車両上下方向から見た断面視で車両幅方向内側に開放されたＵ字状に構成されている。

ところで、車両１０の前突時において、フロントピラー１４の車両下方側の部分には、前輪１８を介して荷重が入力され、当該フロントピラー１４は、当該フロントピラー１４の車両後方側に曲率中心が位置するように曲げ変形する。つまり、ピラーアウタ１６の車両前方側の部分の変形量は、当該ピラーアウタ１６の車両後方側の部分の変形量よりも大きくなる。また、上記のように構成されたピラーアウタ１６が曲げ変形するときには、外側壁部１６Ｂと前側壁部１６Ａとの境界部分や外側壁部１６Ｂと後側壁部１６Ｃとの境界部分に応力が集中する傾向がある。このため、車両１０の前面衝突で入力される荷重によってフロントピラー１４が曲げ変形するとき、ピラーアウタ１６においては、外側壁部１６Ｂと前側壁部１６Ａとの境界部分に最も応力が集中することが考えられる。

ここで、本実施形態では、外側壁部１６Ｂと後側壁部１６Ｃとを繋ぐ湾曲部１６Ｉの板厚よりも外側壁部１６Ｂと前側壁部１６Ａとを繋ぐ湾曲部１６Ｈの板厚の方が厚く設定されている。このため、ピラーアウタ１６において車両１０の前面衝突で入力される荷重による変形量が比較的小さい部分の肉厚を薄くし、その分当該ピラーアウタ１６において当該荷重によって最も応力が集中する部分を、フロントピラー１４の重量を増加させることなく補強することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の前面衝突で入力される荷重に対するフロントピラー１４の剛性を確保しつつ、フロントピラー１４の重量の増加の抑制を図ることができる。

また、本実施形態では、ピラーアウタ１６の外側壁部１６Ｂは、車両前方側から車両後方側に向かうに従って板厚が徐々に薄くなっており、車両１０の前面衝突で入力される荷重によって発生する応力（設定値）に応じて外側壁部１６Ｂの板厚を設定することができる。また、外側壁部１６Ｂの板厚を急変させる構成と比し、当該外側壁部１６Ｂに応力集中部が発生することを抑制することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の前面衝突で入力される荷重に対するピラーアウタ１６の外側壁部１６Ｂの剛性を確保しつつ、外側壁部１６Ｂの軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、前側壁部１６Ａの車両幅方向内側の周縁部から車両前方側に前側フランジ部１６Ｅが延びており、当該前側フランジ部１６Ｅは、フロントピラー１４の車両幅方向内側の部分を構成するピラーインナに接合されている。一方、後側壁部１６Ｃの車両幅方向内側の周縁部からは、車両後方側に後側フランジ部１６Ｇが延びており、当該後側フランジ部１６Ｇは、ピラーインナに接合されている。このため、ピラーアウタ１６とピラーインナとで閉断面構造部を構成することができる。

ところで、上述したように、車両１０の前突時において、ピラーアウタ１６の変形量は、車両前方側の部分の方が車両後方側の部分よりも大きいため、前側フランジ部１６Ｅの変形量の方が後側フランジ部１６Ｇの変形量よりも大きくなる。また、前側フランジ部１６Ｅの変形量が大きいと、ピラーアウタ１６とピラーインナとの接合状態を維持することが困難となることが考えられる。

ここで、本実施形態では、前側フランジ部１６Ｅの板厚が、後側フランジ部１６Ｇの板厚よりも厚く設定されているため、車両１０の前突による荷重によって前側フランジ部１６Ｅが変形することを抑制することができる。また、比較的変形量の小さい後側フランジ部１６Ｇの板厚を薄くすることで、ピラーアウタ１６の重量増加を抑制することも可能となっている。したがって、本実施形態では、車両１０の前面衝突で入力される荷重でピラーアウタ１６とピラーインナとが剥離されることを抑制しつつ、フロントピラー１４の重量の増加の抑制を図ることができる。

また、本実施形態では、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃの板厚が、車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って徐々に薄くなっている。これにより、車両１０の前突で入力される荷重によって発生する応力に応じて、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃの板厚を設定することができる。また、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃの板厚を急変させる構成と比し、これらに応力集中部が発生することを抑制することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の前突で入力される荷重に対するピラーアウタ１６の前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃの剛性を確保しつつ、これらの軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、外側壁部１６Ｂの板厚は、後側壁部１６Ｃの板厚よりも厚く設定されており、前側壁部１６Ａの板厚は、外側壁部１６Ｂの板厚よりも厚く設定されている。これにより、前側壁部１６Ａ、外側壁部１６Ｂ及び後側壁部１６Ｃの板厚を、車両１０の前突で入力される荷重によって発生する応力及び当該荷重による変形量に基づいて設定することができる。したがって、本実施形態では、車両１０の前突で入力される荷重に対するピラーアウタ１６の前側壁部１６Ａ、外側壁部１６Ｂ及び後側壁部１６Ｃの剛性を確保しつつ、これらの板厚の最適化を図ることができる。

加えて、本実施形態では、湾曲部１６Ｉ及び湾曲部１６Ｈは、それぞれ車両上下方向から見た断面の板厚が一定とされており、車両１０の前突で入力される荷重によって発生する応力に偏りが生じることを抑制することができる。また、ピラーアウタ１６の製造工程において、湾曲部１６Ｉ及び湾曲部１６Ｈの板厚を設定することが容易となる。したがって、本実施形態では、車両１０の前突で入力される荷重に対するピラーアウタ１６の湾曲部１６Ｉ及び湾曲部１６Ｈの剛性を確保しつつ、ピラーアウタ１６の製造工程を簡易化することができる。

＜上記実施形態の補足説明＞
（１） 上述した実施形態では、前側壁部１６Ａ及び後側壁部１６Ｃの板厚が、それぞれ長手方向及び短手方向において徐変されていたが、当該板厚を一定の厚さに設定してもよい。このような構成によれば、ピラーアウタ１６の製造工程を簡易化することが可能となる。

（２） また、上述した実施形態では、湾曲部１６Ｄ、前側フランジ部１６Ｅ、湾曲部１６Ｆ、後側フランジ部１６Ｇ、湾曲部１６Ｈ及び湾曲部１６Ｉは、それぞれ車両上下方向から見た断面視で板厚が一定とされていたが、当該板厚が徐変されていてもよい。このような構成によれば、ピラーアウタ１６を構成する各部分の板厚を最適化することが可能となる。

（３） さらに、上述した実施形態では、ピラーアウタ１６がテーラーロールドブランク工法によって形成されていたが、削り出し等によってもピラーアウタ１６を形成することが可能である。

１０ 車両
１４ フロントピラー
１６ ピラーアウタ
１６Ａ 前側壁部
１６Ｂ 外側壁部
１６Ｃ 後側壁部
１６Ｅ 前側フランジ部
１６Ｇ 後側フランジ部
１６Ｈ 湾曲部（前側曲部）
１６Ｉ 湾曲部（後側曲部）

Claims (6)

1. フロントピラーの車両幅方向外側の部分を構成する高張力鋼板製のピラーアウタにおける車両幅方向外側の部分を構成すると共に車両幅方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する外側壁部と、
   前記ピラーアウタの車両前方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する前側壁部と、
   前記ピラーアウタの車両後方側の部分を構成すると共に車両前後方向を板厚方向とされて車両上下方向に延在する後側壁部と、
   前記外側壁部と前記後側壁部とを繋ぐ後側曲部と、
   前記外側壁部と前記前側壁部とを繋ぐと共に前記後側曲部よりも板厚が厚く設定された前側曲部と、
   を有するフロントピラー構造。
2. 前記外側壁部は、車両前方側から車両後方側に向かうに従って板厚が徐々に薄くなっている、
   請求項１に記載のフロントピラー構造。
3. 前記前側壁部の車両幅方向内側の周縁部から車両前方側に延びると共に前記フロントピラーの車両幅方向内側の部分を構成するピラーインナと接合された前側フランジ部と、
   前記後側壁部の車両幅方向内側の周縁部から車両後方側に延びると共に前記ピラーインナと接合された後側フランジ部と、をさらに備え、
   前記前側フランジ部は、前記後側フランジ部よりも板厚が厚く設定されている、
   請求項１又は請求項２に記載のフロントピラー構造。
4. 前記前側壁部及び前記後側壁部は、車両幅方向外側から車両幅方向内側に向かうに従って板厚が徐々に薄くなっている、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のフロントピラー構造。
5. 前記外側壁部の板厚は、前記後側壁部の板厚よりも厚く設定されており、
   前記前側壁部の板厚は、前記外側壁部の板厚よりも厚く設定されている、
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のフロントピラー構造。
6. 前記後側曲部及び前記前側曲部は、車両上下方向から見た断面の板厚が一定となるように構成されている、
   請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のフロントピラー構造。