JPWO2021010395A1 - フロントピラーアウタ - Google Patents

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Abstract

本開示の目的は、高強度で高剛性のフロントピラーアウタを提供することである。第1ドア側フランジ部(13)と第2ドア側フランジ部(23)との重なり領域(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)が相互に接合されている。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)との重なり領域(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)が相互に接合されている。

Description

本発明は、フロントピラーを構成するフロントピラーアウタに関する。
自動車の車体はフロントピラーを含む。フロントピラーは、フロントピラーインナ及びフロントピラーアウタ等を組み合せて構成される。自動車の衝突安全性の向上の観点から、フロントピラーは高強度であるのが望ましい。また、走行安定性の向上の観点から、フロントピラーは高剛性であるのが望ましい。このため、フロントピラーには、強度及び剛性の向上が求められる。
強度を向上させた車体部品はたとえば、特開2014−118009号公報(特許文献1)、特開平5−310147号公報(特許文献2)及び特開2016−2781号公報(特許文献3)に記載されている。
特許文献1には、補強部品を備えるフロントピラーロアが記載されている。特許文献1に記載の補強部品は、前輪と対向する縦面部と、高強度の横面部と、を含む。車両が正面衝突すると、前輪が車両後方に移動する。縦面部は、車両後方への前輪の移動を制限する。横面部は、縦面部に負荷される衝突エネルギーを吸収する。これにより、衝突によるフロントピラーロアの変形を抑制できる、と特許文献1には記載されている。
特許文献2に開示された車体部品は、閉断面を有する第1構造体と、閉断面を有して、第1構造体に溶接された第2構造体と、を備える。そのため、車体部品は、第1構造体のみで構成される領域と、第1構造体及び第2構造体で構成される領域と、を含む。要するに、車体部品は、2つの異なる板厚の領域を含む。これにより、車体部品の衝突エネルギーの吸収能が高まる、と特許文献2には記載されている。
特許文献3に開示された車体部品は、U字形状の第1部品と、U字形状の第2部品と、を備える。第1部品の端部及び第2部品の端部にはそれぞれ、スリットが設けられる。第1部品のスリットは、第2部品のスリットと重なるように配置され、第1部品と第2部品が相互に溶接される。したがって、車体部品の一部分において2つの部品が重なるため、強度が高まる。これにより、別部材の補強板等を備えなくても、車体部品の強度が高い、と特許文献3には記載されている。
特許文献1〜3の他に、強度及び剛性の向上を図る技術として、フロントピラーの材料をテイラードウェルデッドブランク(以下、「TWB」ともいう。)にしたり、テイラードロールドブランク(以下、「TRB」ともいう。)にしたりすることが考えられる。また、フロントピラーの一部分に補強板を取り付けることが考えられる。
TWBは、材質又は板厚が異なる複数の金属板を溶接によって組み合せた材料である。TWBから成形された部品は、部分的に板厚差、強度差、又はその両方を有する。
TRBは、特殊なロール圧延によって成形された金属板であり、連続的に板厚が変化する材料である。TRBから成形された部品は、部分的に板厚差、強度差、又はその両方を有する。
特開2014−118009号公報 特開平5−310147号公報 特開2016−2781号公報
しかしながら、上記した従来の技術では、フロントピラーアウタにおいて、衝突特性に寄与する強度、及び走行安定性に寄与する剛性を十分に向上できるとは言い難い。
本発明の目的は、高強度で高剛性のフロントピラーアウタを提供することである。
本発明の実施形態によるフロントピラーアウタは、ガラス面側フランジ部と、ドア側フランジ部と、ガラス面側フランジ部及びドア側フランジ部をつなぐ本体部と、を含む。このフロントピラーアウタは、第1部材と、第2部材と、を備える。第2部材の板厚は第1部材の板厚と同じ又はそれよりも大きい。
第1部材は、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部材は、第1ガラス面側フランジ部と、第1ドア側フランジ部と、第1ガラス面側フランジ部及び第1ドア側フランジ部をつなぐ第1本体部と、を含む。第1ガラス面側フランジ部は、ガラス面側フランジ部の一部を構成する。第1ドア側フランジ部は、ドア側フランジ部の一部を構成する。第1本体部は、本体部の一部を構成する。
第2部材は、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部材は、第2ガラス面側フランジ部と、第2ドア側フランジ部と、第2ガラス面側フランジ部及び第2ドア側フランジ部をつなぐ第2本体部と、を含む。第2ガラス面側フランジ部は、ガラス面側フランジ部の一部を構成する。第2ドア側フランジ部は、ドア側フランジ部の一部を構成する。第2本体部は、本体部の一部を構成する。
第1ドア側フランジ部の後端は、第1ガラス面側フランジ部の後端及び第1本体部の後端よりも後方に位置する。第2ガラス面側フランジ部の前端は、第2ドア側フランジ部の前端及び第2本体部の前端よりも前方に位置する。第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部は、相互に、第1ドア側フランジ部の後端から第2ドア側フランジ部の前端までの領域で重なる。第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部は、相互に、第1ガラス面側フランジ部の後端から第2ガラス面側フランジ部の前端までの領域で重なる。第1本体部と第2本体部は、相互に、第1本体部の後端から第2本体部の前端までの領域で重なる。
第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部との重なり領域、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部との重なり領域、及び第1本体部と第2本体部との重なり領域において、第1部材と第2部材は相互に接合されている。
本発明の実施形態によるフロントピラーアウタは、高強度で高剛性である。
図1は、本実施形態のフロントピラーアウタ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の断面図である。 図3は、図1の線III−IIIにおけるフロントピラーの断面図である。 図4は、図1に示すフロントピラーアウタを分解した斜視図である。 図5は、衝突荷重が負荷されたときのフロントピラーアウタを示す斜視図である。 図6は、フロントピラーアウタを含む車体構造の一部を示す模式図である。 図7は、車両走行時のフロントピラーアウタを示す斜視図である。 図8は、本実施形態のフロントピラーアウタの他の一例を示す斜視図である。 図9は、実施例の解析条件を示す模式図である。 図10は、実施例の解析条件を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明はそれらの例示に限定されない。
本実施形態によるフロントピラーアウタは、ガラス面側フランジ部と、ドア側フランジ部と、ガラス面側フランジ部及びドア側フランジ部をつなぐ本体部と、を含む。このフロントピラーアウタは、第1部材と、第2部材と、を備える。第2部材の板厚は第1部材の板厚と同じ又はそれよりも大きい。
第1部材は、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部材は、第1ガラス面側フランジ部と、第1ドア側フランジ部と、第1ガラス面側フランジ部及び第1ドア側フランジ部をつなぐ第1本体部と、を含む。第1ガラス面側フランジ部は、ガラス面側フランジ部の一部を構成する。第1ドア側フランジ部は、ドア側フランジ部の一部を構成する。第1本体部は、本体部の一部を構成する。
第2部材は、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部材は、第2ガラス面側フランジ部と、第2ドア側フランジ部と、第2ガラス面側フランジ部及び第2ドア側フランジ部をつなぐ第2本体部と、を含む。第2ガラス面側フランジ部は、ガラス面側フランジ部の一部を構成する。第2ドア側フランジ部は、ドア側フランジ部の一部を構成する。第2本体部は、本体部の一部を構成する。
第1ドア側フランジ部の後端は、第1ガラス面側フランジ部の後端及び第1本体部の後端よりも後方に位置する。第2ガラス面側フランジ部の前端は、第2ドア側フランジ部の前端及び第2本体部の前端よりも前方に位置する。第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部は、相互に、第1ドア側フランジ部の後端から第2ドア側フランジ部の前端までの領域で重なる。第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部は、相互に、第1ガラス面側フランジ部の後端から第2ガラス面側フランジ部の前端までの領域で重なる。第1本体部と第2本体部は、相互に、第1本体部の後端から第2本体部の前端までの領域で重なる。
第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部との重なり領域、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部との重なり領域、及び第1本体部と第2本体部との重なり領域において、第1部材と第2部材は相互に接合されている。
このように本実施形態のフロントピラーアウタでは、第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部が相互の重なり領域で接合されている。さらに、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部が相互の重なり領域で接合されている。これにより、相互に重なる第1部材と第2部材が一体化されて、フロントピラーアウタが成り立っている。つまり、本実施形態のフロントピラーアウタは、第1部材及び第2部材から構成される。
本実施形態のフロントピラーアウタに衝突荷重が負荷されると、フロントピラーアウタは湾曲する。これにより、ドア側フランジ部の長手方向の一部の領域に圧縮ひずみが付与される。本明細書では、この圧縮ひずみが付与される領域を「ドア側圧縮部位」ともいう。一方、ガラス面側フランジ部の長手方向の一部の領域に引張ひずみが付与される。本明細書では、この引張ひずみが付与される領域を「ガラス面側引張部位」ともいう。また、ガラス面側フランジ部の長手方向の他の一部の領域に圧縮ひずみが付与される。本明細書では、この圧縮ひずみが付与される領域を「ガラス面側圧縮部位」ともいう。ドア側圧縮部位及びガラス面側圧縮部位を総称して「圧縮ひずみ部位」ともいう。ガラス面側引張部位を総称して「引張ひずみ部位」ともいう。衝突時、圧縮ひずみ部位は座屈しやすい。
本実施形態のフロントピラーアウタでは、ドア側圧縮部位において、第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部が相互に重なっている。この重なり領域で、第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部が相互に接合されている。さらに、ガラス面側圧縮部位において、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部が相互に重なっている。この重なり領域で第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部が相互に接合されている。要するに、ドア側圧縮部位及びガラス面側圧縮部位のいずれでも、材料が二重に積み重なっている。
ここで、圧縮ひずみ部位の衝突特性は、材料の強度と材料の板厚の概ね三乗との積に比例する。このため、圧縮ひずみ部位で材料の板厚を厚くすることは、衝突特性の向上に大きく寄与する。この衝突特性は、耐座屈強度と称される。本実施形態のフロントピラーアウタでは、圧縮ひずみ部位(ドア側圧縮部位及びガラス面側圧縮部位)において、材料が二重に積み重なっており、板厚が実質的に厚くなっている。このため、圧縮ひずみ部位の耐座屈強度が大きく向上する。これにより、フロントピラーアウタの強度を高めることができる。
本実施形態のフロントピラーアウタでは、ガラス面側引張部位は、材料の重なりがなくて、単一の材料の第2部材のみで構成される。ここで、引張ひずみ部位の衝突特性は、材料の強度と材料の板厚との積に比例する。このため、引張ひずみ部位で材料の板厚を厚くすることは、圧縮ひずみ部位で材料の板厚を厚くするほど衝突特性の向上に寄与するわけではない。引張ひずみ部位の衝突特性を向上させるには、材料の強度を高くすればよい。材料の強度を高くすれば、圧縮ひずみ部位の衝突特性もさらに向上する。本実施形態のフロントピラーアウタでは、引張ひずみ部位の板厚が増加するわけではない。このため、重量の増加が抑えられ、材料の強度を高くすることによってフロントピラーアウタの重量を軽くすることができる。
ただし、フロントピラーアウタのガラス面側引張部位には、車両走行時に圧縮応力と引張応力が繰り返し作用する。ガラス面側引張部位の剛性が低ければ、走行安定性が損なわれる。このため、ガラス面側引張部位の剛性を高める必要がある。
本実施形態のフロントピラーアウタの場合、ガラス面側引張部位は第2部材のみで構成されるが、第2部材の板厚が第1部材の板厚よりも小さいわけではない。つまり、第2部材の板厚が第1部材の板厚と同じか、それよりも大きい。このため、ガラス面側引張部位の剛性が向上する。これにより、走行安定性が高まる。
なお、車両走行時、ドア側圧縮部位にも、ガラス面側引張部位と同様の繰り返しの応力が作用する。本実施形態のフロントピラーアウタでは、上記のとおり、ガラス面側圧縮部位において、材料が二重に積み重なって、板厚が実質的に厚くなっている。このため、ガラス面側圧縮部位では、耐座屈強度のみならず剛性も大きく向上する。これにより、走行安定性がより高まる。
第1部材と第2部材の重なりの順番は、特に限定されない。具体的には、第1部材が第2部材の上に重ねられてもよいし、第1部材が第2部材の下に重ねられてもよい。
本実施形態のフロントピラーアウタにおいて、ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部との重なり領域は、ドア側フランジ部において、ガラス面側フランジ部の後端に相当する位置と、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、の間の範囲の一部又は全域に設けられるのが好ましい。
多くの場合、フロントピラーアウタに衝突荷重が負荷されたとき、フロントピラーアウタの後端近傍の湾曲した領域のドア側フランジ部に大きな圧縮ひずみが生じやすい。つまり、ドア側圧縮部位は、フロントピラーアウタの後端寄りに配置されやすい。したがって、そのような範囲の一部又は全部において、第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部とが相互に重なっていれば、フロントピラーアウタの座屈をより抑制することができる。
本実施形態のフロントピラーアウタにおいて、ガラス面側フランジ部の長さをLとしたとき、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部との重なり領域は、ガラス面側フランジ部の前端からL×1/8の位置と、ガラス面側フランジ部の前端からL×2/3の位置と、の間の範囲の一部又は全域に設けられるのが好ましい。
フロントピラーアウタに衝突荷重が負荷されたとき、フロントピラーアウタの前端近傍の領域のガラス面側フランジ部に大きな圧縮ひずみが生じやすい。つまり、ガラス面側圧縮部位は、フロントピラーアウタの前端寄りに配置されやすい。したがって、そのような範囲の一部又は全部において、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部とが相互に重なっていれば、フロントピラーアウタの座屈をより抑制することができる。
上記のフロントピラーアウタにおいて、第2部材の板厚が第1部材の板厚よりも小さくない限り、第1部材及び第2部材の板厚は、特に限定されない。実用的には、板厚は、0.60mm以上、1.60mm以下であるのが好ましい。板厚の下限は、より好ましくは0.85mmである。板厚の上限は、より好ましくは1.05mmである。第2部材の板厚は、第1部材の板厚と同じであってもよいし、第1部材の板厚より大きくてもよい。
また、第1部材及び第2部材の引張強度(材料の強度)は、800MPa以上であるのが好ましい。引張強度の下限は、より好ましくは1200MPaである。第1部材の引張強度は、第2部材の引張強度と同じであってもよいし、第2部材の引張強度と異なっていてもよい。走行安定性の観点、すなわちガラス面側引張部位の剛性を高める観点から、第2部材の引張強度は、第1部材の引張強度よりも高いのが好ましい。
第1ドア側フランジ部と第2ドア側フランジ部との重なり領域の接合方法は、特に限定されない。同様に、第1ガラス面側フランジ部と第2ガラス面側フランジ部との重なり領域の接合方法は、特に限定されない。それらの接合方法は、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。
この場合、フロントピラーアウタは自動車用のフロントピラーアウタに適する。
本明細書において、フロントピラーアウタの各方向は、フロントピラーアウタが自動車に搭載された状態での方向を意味する。例えば「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」の各方向は、自動車の各方向と一致する。図面中の符号「F」、「Re」、「Le」、「R」、「U」及び「D」は、それぞれ自動車の前、後、左、右、上及び下を意味する。また、本明細書において、特に断りがない限り、「長手方向」とは、フロントピラーアウタの前端から後端に沿う方向を意味する。「断面」とは、フロントピラーアウタの長手方向に垂直な断面を意味する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
[フロントピラーアウタ1の概要]
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。
まず、図2及び図3を参照して、フロントピラー101は、フロントガラス102を支持する。厳密に言えば、ここでのフロントピラー101は、車体の骨格を構成するフロントピラーアッパである。フロントピラーアッパを構成する部材の1つがフロントピラーアウタ1である。
フロントピラー101は、サイドパネル104、フロントピラーインナ105、及びフロントピラーアウタ1を含む。サイドパネル104は、フロントピラーインナ105及びフロントピラーアウタ1の外側に配置される。サイドパネル104とフロントピラーインナ105によって、閉断面が形成される。フロントピラーアウタ1は、その閉断面の内部に配置される。フロントピラーアウタ1は、フロントピラー101を補強する役割を担う。
図1〜図4を参照して、フロントピラーアウタ1は、ガラス面側フランジ部2、ドア側フランジ部3、及び本体部4を含む。本体部4は、フロントピラーアウタ1の幅方向において、ガラス面側フランジ部2とドア側フランジ部3との間に配置される。本体部4は、ガラス面側フランジ部2及びドア側フランジ部3をつなぐ。
ここで、フロントピラーアウタ1は、詳細は後述する第1部材11及び第2部材21から構成される。フロントピラーアウタ1において、ガラス面側フランジ部2は、相互に一部が重なる、第1部材11の第1ガラス面側フランジ部12、及び第2部材21の第2ガラス面側フランジ部22から構成される。ドア側フランジ部3は、相互に一部が重なる、第1部材11の第1ドア側フランジ部13、及び第2部材21の第2ドア側フランジ部23から構成される。本体部4は、相互に一部が重なる、第1部材11の第1本体部14、及び第2部材21の第2本体部24から構成される。
要するに、本実施形態のフロントピラーアウタ1において、ガラス面側フランジ部2とは、第1ガラス面側フランジ部12及び第2ガラス面側フランジ部22から構成される部分である。ドア側フランジ部3とは、第1ドア側フランジ部13及び第2ドア側フランジ部23から構成される部分である。本体部4とは、第1本体部14及び第2本体部24から構成される部分である。
フロントピラーアウタ1のガラス面側フランジ部2は、溶接等によって、サイドパネル104及びフロントピラーインナ105と接合される。ガラス面側フランジ部2は、フロントガラス102の側縁を直接的又は間接的に支持する領域を含む。ガラス面側フランジ部2は、サイドパネル104及びフロントピラーインナ105とともに、フロントガラス102の側縁を支持する。
ドア側フランジ部3は、溶接等によって、サイドパネル104及びフロントピラーインナ105と接合される。ドア側フランジ部3は、ドア103の上縁と直接的又は間接的に対向する領域を含む。ドア側フランジ部3は、サイドパネル104及びフロントピラーインナ105とともに、ドア103の上縁と対向する。フロントピラーアウタ1の断面形状は、ハット形である。
図1〜図4を参照して、ドア側フランジ部3は、ドア側圧縮部位A1を含む。ドア側圧縮部位A1は、ドア側フランジ部3の長手方向の一部の領域である。ドア側圧縮部位A1には、フロントピラーアウタ1に衝突荷重が負荷されたときに、圧縮ひずみが付与される。さらに、ドア側圧縮部位A1には、車両走行時に、圧縮応力及び引張応力が繰り返し作用する。
ガラス面側フランジ部2は、ガラス面側圧縮部位A2を含む。ガラス面側圧縮部位A2は、ガラス面側フランジ部2の長手方向の一部の領域である。ガラス面側圧縮部位A2には、フロントピラーアウタ1に衝突荷重が負荷されたときに、圧縮ひずみが付与される。
また、ガラス面側フランジ部2は、ガラス面側引張部位Bを含む。ガラス面側引張部位Bは、ガラス面側フランジ部2の長手方向の一部の領域である。ガラス面側引張部位Bには、フロントピラーアウタ1に衝突荷重が負荷されたときに、引張ひずみが付与される。さらに、ガラス面側引張部位Bには、車両走行時に、圧縮応力及び引張応力が繰り返し作用する。
ドア側圧縮部位A1は、フロントピラーアウタ1の後端1re寄りに配置される。ガラス面側圧縮部位A2は、フロントピラーアウタ1の前端1fe寄りに配置される。ガラス面側引張部位Bは、ガラス面側圧縮部位A2の後方に位置する。ガラス面側引張部位Bは、ガラス面側圧縮部位A2と隣接し、ガラス面側フランジ部2の後端2reまで存在している。
ここで、フロントピラーアウタ1を構成する第1部材11及び第2部材21について、説明する。
[第1部材11]
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1ドア側フランジ部13は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置から長手方向に伸びている。図1及び図4に示す例では、第1ドア側フランジ部13は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置と、その後端1reに相当する位置と、の間の全域に設けられている。この場合、フロントピラーアウタ1の長手方向において、第1ドア側フランジ部13の領域は、ドア側フランジ部3の領域と一致している。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第1ドア側フランジ部13は、ドア側圧縮部位A1を含む。
第1ガラス面側フランジ部12は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置から長手方向に伸びている。ただし、第1ガラス面側フランジ部12は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置までは伸びていない。言い換えれば、第1ガラス面側フランジ部12は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置と、この前端1feに相当する位置から所定距離の位置と、の間の領域に設けられている。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第1ガラス面側フランジ部12は、ガラス面側圧縮部位A2を含む。ただし、第1ガラス面側フランジ部12は、ガラス面側引張部位Bを含まない。この場合、ガラス面側フランジ部2の後端2re寄りの部分に、第1ガラス面側フランジ部12は存在しない。
第1本体部14は、フロントピラーアウタ1の幅方向において、第1ガラス面側フランジ部12と第1ドア側フランジ部13との間に配置される。第1本体部14は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置から長手方向に伸びている。ただし、第1ガラス面側フランジ部12と同様に、第1本体部14は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置までは伸びていない。言い換えれば、第1本体部14は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置と、この前端1feに相当する位置から所定距離の位置と、の間の領域に設けられている。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第1本体部14の領域は、第1ガラス面側フランジ部12の領域と一致している。この場合、本体部4の後端4re寄りの部分に、第1本体部14は存在しない。
以上より、第1部材11において、第1ドア側フランジ部13の後端13reは、第1ガラス面側フランジ部12の後端12re及び第1本体部14の後端14reよりも後方に位置する。
[第2部材21]
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2ガラス面側フランジ部22は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置から長手方向に伸びている。ただし、第2ガラス面側フランジ部22は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置までは伸びていない。言い換えれば、第2ガラス面側フランジ部22は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置と、この後端1reに相当する位置から所定距離の位置と、の間の領域に設けられている。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第2ガラス面側フランジ部22は、ガラス面側引張部位B及びガラス面側圧縮部位A2に設けられている。この場合、ガラス面側フランジ部2の前端2fe寄りの部分に、第2ガラス面側フランジ部22は存在しない。
第2ドア側フランジ部23は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置から長手方向に伸びている。ただし、第2ガラス面側フランジ部22は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置までは伸びていない。言い換えれば、第2ドア側フランジ部23は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置と、この後端1reに相当する位置から所定距離の位置と、の間の領域に設けられている。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第2ドア側フランジ部23は、ドア側圧縮部位A1に設けられている。この場合、ドア側フランジ部3の前端3fe寄りの部分に、第2ドア側フランジ部23は存在しない。
第2本体部24は、フロントピラーアウタ1の幅方向において、第2ガラス面側フランジ部22と第2ドア側フランジ部23との間に配置される。第2本体部24は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置から長手方向に伸びている。ただし、第2ドア側フランジ部23と同様に、第2本体部24は、フロントピラーアウタ1の前端1feに相当する位置までは伸びていない。言い換えれば、第2本体部24は、フロントピラーアウタ1の後端1reに相当する位置と、この後端1reに相当する位置から所定距離の位置と、の間の領域に設けられている。フロントピラーアウタ1の長手方向において、第2本体部24の領域は、第2ドア側フランジ部23の領域と一致している。この場合、本体部4の前端4fe寄りの部分に、第2本体部24は存在しない。
以上より、第2部材21において、第2ガラス面側フランジ部22の前端22feは、第2ドア側フランジ部23の前端23fe及び第2本体部24の前端24feよりも前方に位置する。
[第1部材11と第2部材21で構成されたフロントピラーアウタ1]
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。
また、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は、相互に、第1ガラス面側フランジ部12の後端12reから第2ガラス面側フランジ部22の前端22feまでの領域で重なっている。つまり、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は、相互に、ガラス面側圧縮部位A2の領域で重なっている。この重なり領域において、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は、溶接によって相互に接合されている。
さらに、第1本体部14と第2本体部24は、相互に、第1本体部14の後端14reから第2本体部24の前端24feまでの領域で重なっている。この重なり領域において、第1本体部14と第2本体部24は、溶接によって相互に接合されている。
このように本実施形態のフロントピラーアウタ1では、第1部材11と第2部材21が相互の重なり領域で接合されることにより、第1部材11と第2部材21が一体化されている。これにより、フロントピラーアウタ1が成り立っている。
ドア側圧縮部位A1の全域において、相互に接合された第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23により、材料が二重に積み重なっている。これにより、ドア側圧縮部位A1の全域の板厚が実質的に厚くなっている。このため、ドア側圧縮部位A1の耐座屈強度が大きく向上する。これにより、フロントピラーアウタ1の強度を高めることができる。
図1〜図4に示す一例では、第1部材11が第2部材21の下に重ねられている。第1ドア側フランジ部13と第2ドア側フランジ部23との重なり領域O1は、ドア側圧縮部位A1の範囲と一致する。本明細書では、この重なり領域O1を「ドア側重なり領域」ともいう。ドア側圧縮部位A1の範囲は、ガラス面側フランジ部2の長さをLとしたとき、ドア側フランジ部3において、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置と、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置からL×2/3の位置と、の間の範囲である。このため、ドア側重なり領域O1は、ドア側圧縮部位A1の範囲の全域に設けられる。ただし、ドア側重なり領域O1は、ドア側圧縮部位A1の範囲の一部に設けられてもよい。例えば、ドア側フランジ部3の後端3re付近の領域において、圧縮ひずみが小さい場合がある。この場合、ドア側フランジ部3の後端3re付近の領域で第1部材11が存在しなくてもよい。
ガラス面側圧縮部位A2において、相互に接合された第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により、材料が二重に積み重なっている。これにより、ガラス面側圧縮部位A2の全域の板厚が実質的に厚くなっている。このため、ガラス面側圧縮部位A2の耐座屈強度が大きく向上する。これにより、フロントピラーアウタ1の強度を高めることができる。
図1〜図4に示す一例では、第1部材11が第2部材21の下に重ねられている。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との重なり領域O2は、ガラス面側圧縮部位A2の範囲と一致する。本明細書では、この重なり領域O2を「ガラス面側重なり領域」ともいう。ガラス面側圧縮部位A2の範囲は、ガラス面側フランジ部2の長さをLとしたとき、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×1/8の位置と、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×2/3の位置と、の間の範囲である。このため、ガラス面側重なり領域O2は、ガラス面側圧縮部位A2の範囲の全域に設けられる。ただし、ガラス面側重なり領域O2は、ガラス面側圧縮部位A2の範囲の一部に設けられてもよい。
ガラス面側引張部位Bには、第1部材11は存在しない。つまり、ガラス面側引張部位Bは、第2部材21のみで構成される。これにより、重量の増加が抑えられ、材料の強度を高くすることによってフロントピラーアウタ1の重量を軽くすることができる。また、第2部材21の板厚は第1部材11の板厚と同じか、それよりも大きい。このため、ガラス面側引張部位Bの剛性が向上する。これにより、走行安定性が高まる。
[フロントピラーアウタ1の衝突時の変形挙動と、圧縮ひずみ部位及び引張ひずみ部位の関係]
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5は、衝突荷重が負荷されたときのフロントピラーアウタ1を示す斜視図である。図5を参照して、フロントピラーアウタ1が自動車に搭載された状態において、フロントピラーアウタ1の前端1feは後端1reよりも低い位置に配置される。自動車が正面衝突したとき、衝突荷重Pはフロントピラーアウタ1の前端1feに負荷される。フロントピラーアウタ1は前端1feから後端1reにかけて上方向に凸に湾曲した形状を有する。フロントピラーアウタ1に衝突荷重Pがかかると、フロントピラーアウタ1の湾曲部分に応力が集中し、湾曲部分が上方に折れ曲がろうとする。このため、ドア側フランジ部3には圧縮応力が作用して、圧縮ひずみが付与される。一方、ガラス面側フランジ部2には引張応力が作用して、引張ひずみが付与される。ドア側フランジ部3に作用する圧縮応力、及びガラス面側フランジ部2に作用する引張応力により、ガラス面側フランジ部2に圧縮ひずみが付与される。
圧縮ひずみが過剰に大きくなると、フロントピラーアウタ1は座屈し、上方に向けて折れ曲がる。フロントピラーアウタ1が座屈すると、フロントピラーアウタ1の衝突エネルギー吸収能は著しく低下する。したがって、フロントピラーアウタ1の衝突特性を高めるには、フロントピラーアウタ1の座屈を抑制する必要がある。
フロントピラーアウタ1の座屈を抑制するには、ドア側フランジ部3において、圧縮ひずみが付与される領域、すなわちドア側圧縮部位A1の衝突特性を高めるのが効果的である。ガラス面側フランジ部2において、圧縮ひずみが付与される領域、すなわちガラス面側圧縮部位A2の衝突特性を高めることも、フロントピラーアウタ1の座屈の抑制に寄与する。
フロントピラーアウタ1の場合、図1、図2及び図5に示される領域Sにおいて、ドア側フランジ部3の曲率が大きい。この領域Sに圧縮ひずみが付与される。この領域がドア側圧縮部位A1となる。また、ガラス面側フランジ部2の一部にも圧縮ひずみが付与される。この領域がガラス面側圧縮部位A2となる。
ガラス面側フランジ部2において、ガラス面側圧縮部位A2の後方の領域に引張ひずみが付与される。この領域がガラス面側引張部位Bとなる。
ここで、フロントピラーアウタ1の衝突特性(耐座屈強度)は、圧縮ひずみ部位における材料の板厚に大きく依存する。引張ひずみ部位における材料の板厚は、圧縮ひずみ部位における材料の板厚ほど、フロントピラーアウタ1の衝突特性に影響しない。したがって、ガラス面側引張部位Bにおける材料の板厚は、ドア側圧縮部位A1及びガラス面側圧縮部位A2における材料の実質的な板厚よりも薄くてよい。
図6は、フロントピラーアウタ1を含む車体構造の一部を示す模式図である。図6では、フロントピラーのサイドパネルの図示は省略する。図6を参照して、フロントピラーの後端は、車両のルーフ106に接合される。ルーフ106は、地面に対しておおよそ水平に設けられる。一方、車両のフロントガラス102は、地面に対して斜めに配置される。このため、フロントピラーは、自身の後端近傍で湾曲する。これに伴って、フロントピラーアウタ1も、自身の後端1re近傍で湾曲する。
フロントピラーアウタ1に衝突荷重が負荷されたとき、フロントピラーアウタ1の後端1re近傍の湾曲した領域Sのドア側フランジ部3に大きな圧縮ひずみが生じやすい。車種によりフロントピラーアウタ1の形状は異なる。このため、大きな圧縮ひずみが発生する部分は車種により異なる。しかしながら、多くの場合、圧縮ひずみが付与される領域は一定の範囲内に定められる。具体的には、図6に示すように、ドア側フランジ部3において、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置R1と、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置R1からL×2/3の位置と、の間の範囲に、圧縮ひずみが付与される。要するに、この範囲がドア側圧縮部位A1の範囲である。ここで、Lは、フロントピラーアウタ1のガラス面側フランジ部2のドア側の縁に沿った弧長(長手方向の長さ)を意味する。位置R1は、ドア側フランジ部3の後端3reに相当する。
したがって、図1に示すように、ドア側重なり領域O1は、ドア側フランジ部3において、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置R1と、ガラス面側フランジ部2の後端2reに相当する位置R1からL×2/3の位置と、の間の範囲の少なくとも一部に設けられる。つまり、ドア側重なり領域O1は、ドア側圧縮部位A1の範囲の一部又は全域に設けられる。図1には、ドア側圧縮部位A1の範囲の全域に、ドア側重なり領域O1が設けられた例が示される。
[車両走行時のフロントピラーアウタ1の変形挙動]
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。
繰り返しの応力が作用するガラス面側引張部位Bが低ければ、車両走行時に、フロントピラーアウタ1が上下方向に大きく撓む。この場合、走行安定性が損なわれる。このため、ガラス面側引張部位Bの剛性を高める必要がある。ガラス面側引張部位Bの剛性を高めるには、ガラス面側引張部位Bを構成する材料、すなわち第2部材21の板厚を大きくすることが有効である。
図8は、本実施形態のフロントピラーアウタ1の他の一例を示す斜視図である。図8に示すフロントピラーアウタ1では、ドア側フランジ部3の後端3re付近の領域において、衝突時に付与される圧縮ひずみが小さい。この場合、ドア側フランジ部3の後端3re付近の領域で第1部材11(第1ドア側フランジ部13)が存在しない。これに伴って、ドア側フランジ部3の後端3re寄りの部分に、第1ドア側フランジ部13が存在しない。つまり、図8には、ドア側圧縮部位A1の一部に、ドア側重なり領域O1が設けられた例が示される。この場合、第1ドア側フランジ部13の後端13reは、フロントピラーアウタ1の後端1reの前方に位置している。
図1を参照して、フロントピラーアウタ1に衝突荷重が負荷されたとき、フロントピラーアウタ1の前端1fe近傍のガラス面側フランジ部2に大きな圧縮ひずみが生じやすい。この圧縮ひずみは、ドア側フランジ部3に作用する圧縮応力、及びガラス面側フランジ部2に作用する引張応力に起因する。多くの場合、この圧縮ひずみが付与される領域は一定の範囲内に定められる。具体的には、図1に示すように、ガラス面側フランジ部2において、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×1/8の位置と、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×2/3の位置と、の間の範囲に、圧縮ひずみが付与される。要するに、この範囲がガラス面側圧縮部位A2である。ここで、Lは、フロントピラーアウタ1のガラス面側フランジ部2のドア側の縁に沿った弧長(長手方向の長さ)を意味する。
したがって、図1に示すように、ガラス面側重なり領域O2は、ガラス面側フランジ部2において、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×1/8の位置と、ガラス面側フランジ部2の前端2feからL×2/3の位置と、の間の範囲の少なくとも一部に設けられる。つまり、ガラス面側重なり領域O2は、ガラス面側圧縮部位A2の範囲の一部又は全域に設けられる。図1には、ガラス面側圧縮部位A2の範囲の全域に、ガラス面側重なり領域O2が設けられた例が示される。
[板厚]
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。
強度及び剛性をより十分に確保する観点から、板厚の下限は、より好ましくは0.85mmである。一方、重量の増加をより抑える観点から、板厚の上限は、1.05mmである。
[引張強度]
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。
[接合]
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。
本実施形態のフロントピラーアウタの効果を確認するために、CAE(Computer Aided Engineering)解析を実施した。衝突特性を評価するため、CAE解析により衝突試験を模擬した。さらに、剛性を評価するため、CAE解析により走行試験を模擬した。発明例1〜3のモデルとして、図1に示すフロントピラーアウタ1を作製した。発明例1〜3のモデルでは、第1部材の板厚を種々変更した。比較例のモデルとして、1つの板材から構成されたフロントピラーアウタを作製した。各モデルの引張強度は1500(MPa)で一定とした。
[解析条件]
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。
図9を参照して、衝突試験の解析では、フロントピラーアウタ1の前端1feに、フロントピラーアウタ1の長手方向に沿う変位Dを付与した。一方、ガラス面側フランジ部2の後端2reは固定した。
変位Dによってフロントピラーアウタ1の前端1fe近傍に曲げモーメントM1が生じた。この曲げモーメントM1の向きは、車両の左方から見て、時計回りであった。変位Dは、フロントピラーアウタ1の前端1feから後端1reに向かう方向を正とした。変位Dによってガラス面側フランジ部2の後端2reに曲げモーメントM2が生じた。この曲げモーメントM2の向きは、車両の左方から見て、曲げモーメントM1と同じ向きの時計回りであった。
図10を参照して、走行試験の解析では、フロントピラーアウタ1の前端1feに、上方に向けて変位Dvを付与した。一方、ガラス面側フランジ部2の後端2reは固定した。変位Dvによって、フロントピラーアウタ1は、自身の後端1reを支点にして上方に曲がった。
[評価方法]
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。
[結果]
下記の表1に結果を示す。
Figure 2021010395
表1の結果から下記のことが示される。発明例1〜3の最大荷重の増加率はいずれも0を超えた。つまり、発明例1〜3のフロントピラーアウタは、比較例のフロントピラーアウタよりも衝突特性(耐座屈強度)が向上した。発明例1〜3の耐荷重の増加率はいずれも0を超えた。つまり、発明例1〜3のフロントピラーアウタは、比較例のフロントピラーアウタよりも剛性が向上した。
実施例1と同様に、CAE解析を実施した。実施例2における発明例11〜19のモデルでは、第1部材の板厚を1.05mmで一定とし、第2部材の板厚を1.25mmで一定とし、ドア側重なり領域O1及びガラス面側重なり領域O2それぞれの設置範囲を種々変更した。実施例2における比較例のモデルとして、実施例1における比較例のモデル(板厚:1.25mm)を用いた。下記の表2に各モデルの変更した条件を示す。その他の諸条件は実施例1のものと同じであった。
Figure 2021010395
表2の結果から下記のことが示される。発明例11〜19の最大荷重の増加率はいずれも0を超えた。つまり、発明例11〜19のフロントピラーアウタは、比較例のフロントピラーアウタよりも衝突特性(耐座屈強度)が向上した。発明例11〜19の耐荷重の増加率はいずれも0を超えた。つまり、発明例11〜19のフロントピラーアウタは、比較例のフロントピラーアウタよりも剛性が向上した。
実施例1及び2の結果から、本実施形態のフロントピラーアウタによれば、高強度かつ高剛性を実現できることが実証された。特に、実施例2の結果から、ドア側重なり領域O1がドア側圧縮部位A1の一部又は全域に設置され、さらにガラス面側重なり領域O2がガラス面側圧縮部位A2の一部又は全域に設置された場合、より有効に軽量かつ高強度を実現できることが実証された。
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
1:フロントピラーアウタ
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002249069A (ja) * 2001-02-22 2002-09-03 Toyota Auto Body Co Ltd 車両のフロントピラーの補強構造
JP2009255800A (ja) * 2008-04-18 2009-11-05 Toyota Motor Corp 車両用骨格部材の結合構造
JP2014051131A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Toyota Motor East Japan Inc フロントピラー構造
JP2014083881A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Toyota Motor Corp 車両のフロントピラー構造
US20160167713A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Hyundai Motor Company Front pillar structure integrated with flange
US20160311469A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Volvo Car Corporation Reinforcement structure

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4699419A (en) 1985-07-03 1987-10-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure for connecting front pillar and cowl in vehicle
JP3144504B2 (ja) 1992-05-08 2001-03-12 本田技研工業株式会社 自動車用閉断面構造体
US7344186B1 (en) 2007-01-08 2008-03-18 Ford Global Technologies, Llc A-pillar structure for an automotive vehicle
JP4751856B2 (ja) * 2007-07-03 2011-08-17 本田技研工業株式会社 車体側部構造
CN103144677B (zh) * 2008-07-04 2016-03-09 本田技研工业株式会社 汽车的前柱
JP5949518B2 (ja) 2012-12-14 2016-07-06 マツダ株式会社 車両の側部車体構造
JP5929788B2 (ja) * 2013-03-08 2016-06-08 株式会社豊田自動織機 車両用ウィンドシールド構造体
EP3042830A4 (en) * 2013-09-04 2017-08-02 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle body front portion structure, and vehicle body assembly method
JP6018127B2 (ja) 2014-06-13 2016-11-02 アイシン高丘株式会社 車体部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002249069A (ja) * 2001-02-22 2002-09-03 Toyota Auto Body Co Ltd 車両のフロントピラーの補強構造
JP2009255800A (ja) * 2008-04-18 2009-11-05 Toyota Motor Corp 車両用骨格部材の結合構造
JP2014051131A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Toyota Motor East Japan Inc フロントピラー構造
JP2014083881A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Toyota Motor Corp 車両のフロントピラー構造
US20160167713A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Hyundai Motor Company Front pillar structure integrated with flange
US20160311469A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Volvo Car Corporation Reinforcement structure

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