JPWO2021010395A1 - フロントピラーアウタ - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態のフロントピラーアウタ1の一例を示す斜視図である。図2は、図1の線II−IIにおけるフロントピラー101の断面図である。図2には、フロントピラーアウタ1の後端1re近傍の断面が示される。図2に示される断面には、ドア側圧縮部位A1が含まれる。図3は、図1の線III−IIIにおけるフロントピラー101の断面図である。図3には、フロントピラーアウタ1の前端1fe近傍の断面が示される。図3に示される断面には、ガラス面側圧縮部位A2及びドア側圧縮部位A1が含まれる。図4は、図1に示すフロントピラーアウタ1を分解した斜視図である。図1〜図4には、自動車に搭載される2つのフロントピラーアウタのうちの左側に配置されるフロントピラーアウタ1が示される。なお、図4には、第1部材11及び第2部材21それぞれにおいて、フロントピラーアウタ1の輪郭が想像線(二点鎖線)で示される。
第1部材11は、フロントピラーアウタ1の前端1feから後端1reに向けて長手方向に伸びる。第1部材11は、第1ガラス面側フランジ部12、第1ドア側フランジ部13、及び第1本体部14を含む。第1ガラス面側フランジ部12は、ガラス面側フランジ部2の一部を構成する。第1ドア側フランジ部13は、ドア側フランジ部3の一部を構成する。第1本体部14は、本体部4の一部を構成し、第1ガラス面側フランジ部12及び第1ドア側フランジ部13をつなぐ。
第2部材21は、フロントピラーアウタ1の後端1reから前端1feに向けて長手方向に伸びる。第2部材21は、第2ガラス面側フランジ部22、第2ドア側フランジ部23、及び第2本体部24を含む。第2ガラス面側フランジ部22は、ガラス面側フランジ部2の一部を構成する。第2ドア側フランジ部23は、ドア側フランジ部3の一部を構成する。第2本体部24は、本体部4の一部を構成し、第2ガラス面側フランジ部22及び第2ドア側フランジ部23をつなぐ。
第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23は、相互に、第1ドア側フランジ部13の後端13reから第2ドア側フランジ部23の前端23feまでの領域で重なっている。つまり、第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23は、相互に、ドア側圧縮部位A1の領域で重なっている。この重なり領域において、第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23は、溶接によって相互に接合されている。
上記のとおり、ドア側圧縮部位A1に対応するドア側重なり領域O1では、材料が二重に積み重なっている。ガラス面側圧縮部位A2に対応するガラス面側重なり領域O2でも、材料が二重に積み重なっている。一方、ガラス面側引張部位Bは、単一の材料で構成されている。このため、圧縮ひずみ部位(ドア側圧縮部位A1及びガラス面側圧縮部位A2)の板厚は、引張ひずみ部位(ガラス面側引張部位B)及びその他の各領域よりも実質的に厚い。したがって、圧縮ひずみ部位の衝突特性は、引張ひずみ部位及びその他の各領域よりも高い。
図7は、車両走行時のフロントピラーアウタ1を示す斜視図である。自動車が走行しているとき、フロントピラーアウタ1には、前輪からサスペンション等を通じて、上下方向の荷重Pvが繰り返し与えられる。この繰り返し荷重Pvは、フロントピラーアウタ1の前端1feに負荷される。これにより、フロントピラーアウタ1は、自身の後端1reを支点に上下方向に撓む。このため、フロントピラーアウタ1において、ガラス面側引張部位Bに圧縮応力と引張応力が繰り返し作用する。
フロントピラーアウタ1において、第1部材11及び第2部材21の板厚は、実用的には、0.60mm以上、1.60mm以下であるのが好ましい。板厚が0.60mm以上であれば、材料が二重に積み重なっている圧縮ひずみ部位の強度を十分に確保することができる。材料の重なりがなくて、単一の材料(第1部材11又は第2部材21)で構成された、引張ひずみ部位及びその他の各領域でも同様のことがいえる。ただし、第2部材21の板厚が第1部材11の板厚よりも小さくないことが必要である。ガラス面側引張部位Bの剛性を確保するためである。一方、板厚が1.60mm以下であれば、重量の増加を抑えることができる。
フロントピラーアウタ1において、第1部材11及び第2部材21の引張強度(材料の強度)は、800MPa以上であるのが好ましい。引張強度が800MPa以上であれば、材料が二重に積み重なっている圧縮ひずみ部位の強度を十分に向上させることができる。材料の重なりがなくて、単一の材料(第1部材11又は第2部材21)で構成された、引張ひずみ部位及びその他の各領域でも同様のことがいえる。引張強度の下限は、より好ましくは1200MPaであり、さらに好ましくは1500MPaである。第1部材11の引張強度は、第2部材21の引張強度と同じであってもよいし、第2部材21の引張強度と異なっていてもよい。もっとも、第2部材21のみで構成されるガラス面側引張部位Bの強度及び剛性の確保のため、第2部材21の引張強度は、第1部材11の引張強度よりも高いのが好ましい。
ドア側圧縮部位A1に対応するドア側重なり領域O1において、第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23とが相互に接合される。同様に、ガラス面側圧縮部位A2に対応するガラス面側重なり領域O2において、第1ガラス面側フランジ部12と第2ガラス面側フランジ部22とが相互に接合される。その接合方法は、例えば溶接である。溶接方法は、レーザ溶接、及びスポット溶接等である。その接合方法は、機械締結、及び接着剤による接着等であってもよい。これらの接合方法を併用することもできる。これらの接合方法のうちでレーザ溶接又はスポット溶接が好ましい。生産性に優れるからである。
図9及び図10は、実施例の解析条件を示す模式図である。図9は、衝突試験を模擬した解析条件を示す。図10は、走行試験を模擬した解析条件を示す。
衝突試験の解析では、各モデルにおいて、変位Dの付与によって座屈が発生した時点の荷重、すなわち最大荷重を調査した。さらに、比較例のモデルの最大荷重を基準とし、比較例のモデルの最大荷重に対する各モデルの最大荷重の増加量の百分率を算出した。また、走行試験の解析では、各モデルにおいて、1.0mmの変位Dvを付与した時点の荷重、すなわち耐荷重を調査した。さらに、比較例のモデルの耐荷重を基準とし、比較例のモデルの耐荷重に対する各モデルの耐荷重の増加量の百分率を算出した。そして、最大荷重の増加率、及び耐荷重の増加率を比較して、評価した。
下記の表1に結果を示す。
1fe:フロントピラーアウタの前端
1re:フロントピラーアウタの後端
2:ガラス面側フランジ部
2fe:ガラス面側フランジ部の前端
2re:ガラス面側フランジ部の後端
3:ドア側フランジ部
3fe:ドア側フランジ部の前端
3re:ドア側フランジ部の後端
4:本体部
4fe:本体部の前端
4re:本体部の後端
11:第1部材
12:第1ガラス面側フランジ部
12re:第1ガラス面側フランジ部の後端
13:第1ドア側フランジ部
13re:第1ドア側フランジ部の後端
14:第1本体部
14re:第1本体部の後端
21:第2部材
22:第2ガラス面側フランジ部
22fe:第2ガラス面側フランジ部の前端
23:第2ドア側フランジ部
23fe:第2ドア側フランジ部の前端
24:第2本体部
24fe:第2本体部の前端
A1:ドア側圧縮部位
A2:ガラス面側圧縮部位
B:ガラス面側引張部位
O1:ドア側重なり領域
O2:ガラス面側重なり領域
101:フロントピラー
102:フロントガラス
103:ドア
104:サイドパネル
105:フロントピラーインナ
106:ルーフ
Claims (5)
- ガラス面側フランジ部と、ドア側フランジ部と、前記ガラス面側フランジ部及び前記ドア側フランジ部をつなぐ本体部と、を含むフロントピラーアウタであって、
前記フロントピラーアウタの前端から後端に向けて長手方向に伸びる第1部材であって、前記ガラス面側フランジ部の一部を構成する第1ガラス面側フランジ部と、前記ドア側フランジ部の一部を構成する第1ドア側フランジ部と、前記第1ガラス面側フランジ部及び前記第1ドア側フランジ部をつなぎ、前記本体部の一部を構成する第1本体部と、を含む第1部材と、
前記フロントピラーアウタの後端から前端に向けて長手方向に伸びる第2部材であって、前記ガラス面側フランジ部の一部を構成する第2ガラス面側フランジ部と、前記ドア側フランジ部の一部を構成する第2ドア側フランジ部と、前記第2ガラス面側フランジ部及び前記第2ドア側フランジ部をつなぎ、前記本体部の一部を構成する第2本体部と、を含む第2部材と、を備え、
前記第2部材の板厚は前記第1部材の板厚と同じ又はそれよりも大きく、
前記第1ドア側フランジ部の後端は、前記第1ガラス面側フランジ部の後端及び前記第1本体部の後端よりも後方に位置し、
前記第2ガラス面側フランジ部の前端は、前記第2ドア側フランジ部の前端及び前記第2本体部の前端よりも前方に位置し、
前記第1ドア側フランジ部と前記第2ドア側フランジ部は、相互に、前記第1ドア側フランジ部の後端から前記第2ドア側フランジ部の前端までの領域で重なり、
前記第1ガラス面側フランジ部と前記第2ガラス面側フランジ部は、相互に、前記第1ガラス面側フランジ部の後端から前記第2ガラス面側フランジ部の前端までの領域で重なり、
前記第1本体部と前記第2本体部は、相互に、前記第1本体部の後端から前記第2本体部の前端までの領域で重なり、
前記第1ドア側フランジ部と前記第2ドア側フランジ部との重なり領域、前記第1ガラス面側フランジ部と前記第2ガラス面側フランジ部との重なり領域、及び前記第1本体部と前記第2本体部との重なり領域において、前記第1部材と前記第2部材は相互に接合されている、フロントピラーアウタ。 - 請求項1に記載のフロントピラーアウタであって、
前記ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、
前記第1ドア側フランジ部と前記第2ドア側フランジ部との重なり領域は、前記ドア側フランジ部において、前記ガラス面側フランジ部の後端に相当する位置と、前記ガラス面側フランジ部の後端に相当する位置からL×2/3の位置と、の間の範囲の一部に設けられる、フロントピラーアウタ。 - 請求項1に記載のフロントピラーアウタであって、
前記ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、
前記第1ドア側フランジ部と前記第2ドア側フランジ部との重なり領域は、前記ドア側フランジ部において、前記ガラス面側フランジ部の後端に相当する位置と、前記ガラス面側フランジ部の後端に相当する位置からL×2/3の位置と、の間の範囲の全域に設けられる、フロントピラーアウタ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のフロントピラーアウタであって、
前記ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、
前記第1ガラス面側フランジ部と前記第2ガラス面側フランジ部との重なり領域は、前記ガラス面側フランジ部の前端からL×1/8の位置と、前記ガラス面側フランジ部の前端からL×2/3の位置と、の間の範囲の一部に設けられる、フロントピラーアウタ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のフロントピラーアウタであって、
前記ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、
前記第1ガラス面側フランジ部と前記第2ガラス面側フランジ部との重なり領域は、前記ガラス面側フランジ部の前端からL×1/8の位置と、前記ガラス面側フランジ部の前端からL×2/3の位置と、の間の範囲の全域に設けられる、フロントピラーアウタ。
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