特許 6183475 自動車用骨格部品、及びそれを備えたフロントピラーロアー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6183475

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】自動車用骨格部品、及びそれを備えたフロントピラーロアー

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/04 20060101AFI20170814BHJP

   B62D 25/20 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   B62D25/04 A

   B62D25/20 F

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-561216(P2015-561216)

(86)(22)【出願日】2015年2月3日

(86)【国際出願番号】JP2015000452

(87)【国際公開番号】WO2015118852

(87)【国際公開日】20150813

【審査請求日】2016年6月28日

(31)【優先権主張番号】特願2014-19538(P2014-19538)

(32)【優先日】2014年2月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 雅寛

(72)【発明者】

【氏名】中澤 嘉明

(72)【発明者】

【氏名】大塚 研一郎

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 泰弘

【審査官】 森本 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２３２３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７７６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ２５／０４

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に沿ってＬ字状に湾曲し、断面形状が長手方向の全域にわたりハット形である自動車用骨格部品であって、
前記骨格部品は、湾曲内側の弧状部及び湾曲外側の弧状部を含む湾曲部位と、前記湾曲部位の両端それぞれから延び出す第１部位及び第２部位と、を備え、前記第１部位の延び出し方向に沿って衝突荷重を受けることが想定された部品であり、
前記骨格部品は、前記第１部位側に配置された第１部材と、前記第２部位側に配置された第２部材とが接合されて構成され、
前記第１部材と前記第２部材との接合線は、前記第１部位側の第１境界と前記第２部位側の第２境界との間の所定領域内に配置され、
前記第１境界は、湾曲内側の前記弧状部における前記第１部位側の端と、湾曲外側の前記弧状部における前記第１部位側の端とを結ぶ直線であり、
前記第２境界は、湾曲内側の前記弧状部における前記第２部位側の端と、湾曲外側の前記弧状部における前記第２部位側の端とを結ぶ直線であり、
前記第１部材の板厚が前記第２部材の板厚よりも厚い、自動車用骨格部品。

【請求項2】

請求項１に記載の自動車用骨格部品であって、
前記第１部材の板厚ｔ１と、前記第２部材の板厚ｔ２との比「ｔ１／ｔ２」が、１．２以上である、自動車用骨格部品。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の自動車用骨格部品であって、
前記骨格部品がフロントピラーロアーアウターであり、
前記第１部位がサイドシルに結合され、前記第２部位がフロントピラーアッパーに結合される、自動車用骨格部品。

【請求項4】

請求項３に記載の自動車用骨格品を備える、フロントピラーロアー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車の車体を構成する自動車用骨格部品（以下、単に「骨格部品」ともいう）に関し、特に、一定の方向に衝突荷重を受けることが想定されたフロントピラーロアーアウター等の骨格部品に関する。更に、本発明は、フロントピラーロアーアウターを骨格部品として備えたフロントピラーロアーに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車体において、例えばフロントピラーとサイドシルは骨格部品の複合体である。フロントピラーは、車体の前側に配置され、上下方向に延びる。サイドシルは、車体の下部に配置され、前後方向に延びる。フロントピラーの下端部とサイドシルの前端部は互いに結合される。ここで、フロントピラーは、上下に分割された構造が採用される場合がある。この場合、上部の骨格部品複合体はフロントピラーアッパーと称され、下部の骨格部品複合体はフロントピラーロアーと称される。フロントピラーアッパーの下端部とフロントピラーロアーの上端部は互いに結合される。

【0003】

フロントピラーロアーは、骨格部品として、例えば、フロントピラーロアーアウター（以下、単に「アウター」ともいう）と、フロントピラーロアーインナー（以下、単に「インナー」ともいう）と、フロントピラーロアーリインフォース（以下、単に「リインフォース」ともいう）と、を備える。アウターは車幅方向の外側に配置される。インナーは車幅方向の内側に配置される。アウターとインナーは互いに結合され、長手方向の全域にわたり閉断面を形成する。リインフォースはアウターとインナーとの間に配置され、フロントピラーロアーの強度を向上させる。これらのうちでアウターは、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲し、断面形状が長手方向の全域にわたりハット形である。

【0004】

図１Ａ及び図１Ｂは、骨格部品としてフロントピラーロアーアウターの一例を示す模式図である。これらの図のうち、図１Ａは平面図を示し、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ断面図を示す。なお、形状の理解を容易にするため、図１Ａには、サイドシルに結合される側を符号「Ｓ」で示し、フロントピラーアッパーに結合される側を符号「Ｕ」で示す。更に、図１Ａには、自動車の進行方向の前方を符号「Ｆ」で示し、その進行方向の後方を符号「Ｂ」で示す。図１Ｂには、車幅方向の内側を符号「Ｉ」で示し、車幅方向の外側を符号「Ｏ」で示す。

【0005】

図１Ａに示すように、フロントピラーロアーアウター１０は、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲した湾曲部位（図１Ａ中の二点鎖線で囲まれた領域参照）１３と、この湾曲部位１３の両端それぞれに繋がる第１部位１４及び第２部位１５と、を備える。第１部位１４は、湾曲部位１３から自動車の進行方向の後方Ｂに向けてストレート状に延び出し、サイドシルに結合される。第２部位１５は、湾曲部位１３から上方に向けてストレート状に延び出し、フロントピラーアッパーに結合される。

【0006】

また、図１Ｂに示すように、アウター１０の断面形状は、長手方向の全域、すなわちフロントピラーアッパーに結合される側Ｕからサイドシルに結合される側Ｓまでの全域にわたり、ハット形である。このため、アウター１０を構成する湾曲部位１３、第１部位１４及び第２部位１５は、いずれも、天板部１０ａと、第１縦壁部１０ｂと、第２縦壁部１０ｃと、第１フランジ部１０ｄと、第２フランジ部１０ｅと、を含む。第１縦壁部１０ｂは、天板部１０ａの両側部のうちで湾曲内側となる側部の全範囲に繋がる。第２縦壁部１０ｃは、天板部１０ａの両側部のうちで湾曲外側となる側部の全範囲に繋がる。第１フランジ部１０ｄは第１縦壁部１０ｂに繋がる。第２フランジ部１０ｅは第２縦壁部１０ｃに繋がる。

【0007】

フロントピラーロアーは、車体の前方から衝突荷重を受けることが想定された骨格部品複合体である。このため、フロントピラーロアーアウター１０は、サイドシルに結合される第１部位１４の延び出し方向に沿って衝突荷重を受けることが想定された骨格部品である。

【0008】

特開２０１１−３７２９１号公報（特許文献１）、特許第５１０３９５９号公報（特許文献２）及び特開２０１３−１４１９２８号公報（特許文献３）は、フロントピラーに関する従来技術を開示する。特許文献１のフロントピラーにおいては、上下方向の下部を構成するピラーアウター部（前記アウターに相当）の車幅方向の内側に、ピラー補強部材（前記リインフォースに相当）が接合される。ピラー補強部材の前部には、他の部分よりも強度の高い高強度部が設けられる。これにより、フロントピラーの軽量化を図りつつ、車体の前方からの衝突荷重に対する所要の強度を確保できる、と特許文献１に記載されている。

【0009】

特許文献２及び特許文献３のフロントピラーは閉断面構造である。特許文献２のフロントピラーにおいては、リインフォースが、アッパー部と、そのアッパー部の下側に接合されたセンター部と、そのセンター部の下側に接合されたロアー部と、から構成される。アッパー部とセンター部との接合は、互いの端部を積み重ねた状態で行われる。センター部とロア部との接合も同様である。センター部とロア部との接合強度は、前側が後側よりも低く設定される。これにより、高張力鋼板を用いてリインフォースを製造する場合であっても、リインフォースの生産性を向上できる、と特許文献２に記載されている。

【0010】

特許文献３のフロントピラーにおいては、リインフォースを利用してガイド手段が設けられる。ガイド手段は、自動車の前輪と対向する位置に傾斜面を有する。微小ラップ衝突時、その傾斜面が前輪を車体の後方外側に向けてガイドする。これにより、フロントピラーの剛性を確保しつつ、微小ラップ衝突時にフロントピラーの変形を効果的に抑制できる、と特許文献３に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１１−３７２９１号公報

【特許文献2】特許第５１０３９５９号公報

【特許文献3】特開２０１３−１４１９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

前述のとおり、フロントピラーは自動車車体の骨格部品複合体であり、その下部を構成するフロントピラーロアーは骨格部品としてアウターを備える。フロントピラーロアーは、リインフォース及びインナーも備える。このようなフロントピラーロアーには、燃費の観点から軽量化が要求されるとともに、安全性の観点から耐衝突性能の向上が要求される。

【0013】

前記特許文献１のフロントピラーでは、軽量化を図りつつ強度を確保するため、ピラー補強部材の前部に高強度部が設けられる。ここで、前面衝突の際にフロントピラーが荷重を受けると、その荷重の一部はサイドシルに伝達される。特許文献１のフロントピラーは、フロントピラーの前部に高強度部を有するため、衝突荷重に対して耐性がある。これにより、フロントピラーが変形することなく、サイドシルのみが大きく変形する。そうすると、フロントピラーが吸収するエネルギが低下し、その結果として、フロントピラーの耐衝突性能が低下する。

【0014】

前記特許文献２のフロントピラーでは、リインフォースが、アッパー部、センター部及びロアー部に分割され、それらの端部同士が積み重ねられて接合される。このフロントピラーの場合、リインフォースの製造の際、接合箇所の増加及び部材の増加に伴って製造コストが増大する。また、積み重ねによる接合は、軽量化を阻害する。

【0015】

前記特許文献３のフロントピラーでは、リインフォースを利用してガイド手段が設けられ、微小ラップ衝突時に自動車の前輪がガイド手段によって車体の後方外側にガイドされる。しかし、このような効果が発揮されるのは、衝突時に前輪が進行方向を向き、かつ、前輪の幅がフロントピラーの車幅方向の幅よりも大きすぎない場合に限定される。要するに、衝突時に前輪が斜めに向く場合又は前輪の幅が広い場合は、そのような効果が期待され難く、フロントピラーが荷重を受ける。このため、リインフォースにガイド手段が設けられる場合であっても、フロントピラーロアーの耐衝突性能を向上させ、前輪の進入の抑制を図る必要がある。

【0016】

また、前記特許文献１〜３には、リインフォースの形状、板厚、構成等を変更することにより、フロントピラーの耐衝突性能を向上したり、軽量化したりすることが記載されている。しかし、前記特許文献１〜３のフロントピラーでは、骨格部品であるフロントピラーロアーアウターの形状、板厚、構成等について全く着目されていない。フロントピラーロアーには、更なる耐衝突性能の向上と、更なる軽量化が要望される。

【0017】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、下記の特性を有する、自動車用骨格部品、及びその骨格部品としてフロントピラーロアーアウターを備えたフロントピラーロアーを提供することである：
耐衝突性能を向上しつつ、軽量化を実現すること。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の一実施形態による自動車用骨格部品は、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲し、断面形状が長手方向の全域にわたりハット形であって、
前記骨格部品は、湾曲内側の弧状部及び湾曲外側の弧状部を含む湾曲部位と、前記湾曲部位の両端それぞれから延び出す第１部位及び第２部位と、を備え、前記第１部位の延び出し方向に沿って衝突荷重を受けることが想定された部品である。
前記骨格部品は、前記第１部位側に配置された第１部材と、前記第２部位側に配置された第２部材とが接合されて構成される。
前記第１部材と前記第２部材との接合線は、前記第１部位側の第１境界と前記第２部位側の第２境界との間の所定領域内に配置される。
前記第１境界は、湾曲内側の前記弧状部における前記第１部位側の端と、湾曲外側の前記弧状部における前記第１部位側の端とを結ぶ直線である。
前記第２境界は、湾曲内側の前記弧状部における前記第２部位側の端から前記第１部位の延び出し方向に沿う直線である。
前記第１部材の板厚が前記第２部材の板厚よりも厚い。

【0019】

上記の自動車用骨格部品において、前記第２境界が、湾曲内側の前記弧状部における前記第２部位側の端と、湾曲外側の前記弧状部における前記第２部位側の端とを結ぶ直線であることが好ましい。

【0020】

上記の自動車用骨格部品において、前記第１部材の板厚ｔ１と、前記第２部材の板厚ｔ２との比「ｔ１／ｔ２」が、１．２以上であることが好ましい。

【0021】

上記の自動車用骨格部品において、前記骨格部品がフロントピラーロアーアウターであり、前記第１部位がサイドシルに結合され、前記第２部位がフロントピラーアッパーに結合されることが好ましい。本発明の一実施形態によるフロントピラーロアーは、そのフロントピラーロアーアウターを備える。

【発明の効果】

【0022】

本発明の自動車用骨格部品、及びその骨格部品としてフロントピラーロアーアウターを備えたフロントピラーロアーは、下記の顕著な効果を有する：
耐衝突性能を向上しつつ、軽量化を実現すること。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】図１Ａは、骨格部品としてフロントピラーロアーアウターの一例を模式的に示す平面図である。

【図1B】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面図を示す。

【図2】図２は、本実施形態の骨格部品としてフロントピラーロアーアウターの一例を模式的に示す平面図である。

【図3】図３は、接合線が配置される所定領域のより好適な範囲を示す平面図である。

【図4】図４は、衝突試験の概要を模式的に示す平面図である。

【図5A】図５Ａは、衝突試験に用いた比較例１のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図5B】図５Ｂは、衝突試験に用いた比較例２のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図5C】図５Ｃは、衝突試験に用いた本発明例１のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図5D】図５Ｄは、衝突試験に用いた本発明例２のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図5E】図５Ｅは、衝突試験に用いた本発明例３のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図5F】図５Ｆは、衝突試験に用いた本発明例４のフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。

【図6A】図６Ａは、試験結果を示す図であり、衝突試験時の吸収エネルギを示す。

【図6B】図６Ｂは、試験結果を示す図であり、アウターの体積を示す。

【図6C】図６Ｃは、試験結果を示す図であり、単位体積当たりの吸収エネルギを示す。

【図7A】図７Ａは、比較例３として、プレス成形に用いたブランクの形状と、そのブランクの作製に用いたトリム加工前の金属板の形状とを示す模式図である。

【図7B】図７Ｂは、比較例４として、プレス成形に用いたブランクの形状と、そのブランクの作製に用いたトリム加工前の金属板の形状とを示す模式図である。

【図7C】図７Ｃは、本発明例５として、プレス成形に用いたブランクの形状と、そのブランクの作製に用いたトリム加工前の金属板の形状とを示す模式図である。

【図7D】図７Ｄは、比較例５として、プレス成形に用いたブランクの形状と、そのブランクの作製に用いたトリム加工前の金属板の形状とを示す模式図である。

【図8】図８は、本発明例５並びに比較例３〜５ごとにトリム加工により除去されたブランクの面積を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明者らは、上記目的を達成するため、種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた。その結果、下記の知見を得た。

【0025】

例えばフロントピラーロアーアウターの場合、板厚を増加させれば、前面衝突時に前輪の進入を抑制することができ、フロントピラーロアーの耐衝突性能を向上させることができる。しかし、板厚を単に増加させるだけでは、それに伴って質量が増加して軽量化が阻害される。これらのことから、耐衝突性能と軽量化との両立が求められる。

【0026】

フロントピラーロアーアウターは、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲する。その断面形状は、長手方向の全域にわたりハット形である。このようなアウターの場合、前面衝突時に前輪から付与される衝突荷重に耐えるためには、主に、車体の前後方向、すなわちサイドシルの延びる方向に沿う第１部位の軸圧壊性能が高まればよい。このため、アウターの構成としては、フロントピラーアッパーに結合される第２部位側の板厚よりも、サイドシルに結合される第１部位側の板厚を厚くした構成が有効である。

【0027】

ここで、第１部位側に第１部材を配置するとともに、第２部位側に第２部材よりも板厚の薄い第２部材を配置し、これらの第１部材と第２部材とを接合した構成が有効である。そして、第１部位と第２部位を繋ぐ湾曲部位の所定領域内に、第１部材と第２部材との接合線を配置すればよい。これにより、耐衝突性能と軽量化との両立が可能になる。

【0028】

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここでは、自動車用骨格部品として、フロントピラーロアーを構成するフロントピラーロアーアウターを例に挙げる。

【0029】

図２は、本実施形態の骨格部品としてフロントピラーロアーアウターの一例を模式的に示す平面図である。図２に示す本実施形態のフロントピラーロアーアウター１０の断面形状は、前記図１に示すフロントピラーロアーアウターと同様に、長手方向の全域にわたりハット形である（前記図１Ｂ参照）。

【0030】

図２に示すように、フロントピラーロアーアウター１０は、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲する。アウター１０は、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲した湾曲部位（図２中の二点鎖線で囲まれた領域参照）１３と、この湾曲部位１３の両端それぞれに繋がる第１部位１４及び第２部位１５と、を備える。第１部位１４は、湾曲部位１３から自動車の進行方向の後方に向けてストレート状に延び出し、サイドシルに結合される。第２部位１５は、湾曲部位１３から上方に向けてストレート状に延び出し、フロントピラーアッパーに結合される。アウター１０は、サイドシルに結合される第１部位１４の延び出し方向に沿って衝突荷重を受けることが想定された骨格部品である。

【0031】

アウター１０は、第１部材１１と第２部材１２とが接合されて構成される。第１部材１１と第２部材１２との接合は、例えば突き合わせ溶接によって行える。第１部材１１は第１部位１４側、すなわちサイドシル側に配置される。第２部材１２は第２部位１５側、すなわちフロントピラーアッパー側に配置される。このようにアウター１０を第１部材１１と第２部材１２とで構成するのは、フロントピラーロアーアウター１０の板厚をサイドシル側とフロントピラーアッパー側とで異ならせるためである。

【0032】

本実施形態のアウター１０において、サイドシル側（第１部位１４側）の第１部材１１の板厚は、フロントピラーアッパー側（第２部位１５側）の第２部材１２の板厚よりも厚い。サイドシルに結合される第１部位１４側の板厚が厚くなるため、第１部位１４の軸圧壊性能が高まる。これにより、効率よくアウター１０の耐衝突性能を向上することができる。一方、フロントピラーアッパーに結合される第２部位１５側の板厚が薄くなるため、軽量化を実現することができる。第２部位１５側の板厚は第１部位１４の軸圧壊性能への寄与度が低いので、耐衝突性能に支障は生じない。

【0033】

上記の効果を発現するために、第１部材１１と第２部材１２との接合線Ｌは、湾曲部位１３に定められた所定領域内に配置される。この所定領域は、第１部位１４側の第１境界１６と第２部位１５側の第２境界１７との間の領域である。以下にその具体的な態様を説明する。

【0034】

湾曲部位１３は、湾曲内側の弧状部１０ｆ（図２中の太線部参照）、及び湾曲外側の弧状部１０ｇ（図２中の太線部参照）を含む。湾曲内側の弧状部１０ｆは、第１フランジ部１０ｄにおける湾曲内側の弧状の縁部を意味する。湾曲外側の弧状部１０ｇは、第２フランジ部１０ｄにおける湾曲外側の弧状の縁部を意味する。

【0035】

第１境界１６は、湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第１部位１４側の端１０ｆ１と、湾曲外側の弧状部１０ｇにおける第１部位１４側の端１０ｇ１とを結ぶ直線（図２中の太点線参照）である。第２境界１７は、湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第２部位１５側の端１０ｆ２から第１部位１４の延び出し方向に沿う直線（図２中の太線参照）である。第１部材１１と第２部材１２との接合線Ｌは、このような第１境界１６と第２境界１７との間の所定領域（図２中のハッチング領域参照）に配置される。このように接合線Ｌが湾曲部位１３の所定領域内に配置されることにより、アウター１０の耐衝突性能を確保しつつ軽量化を図ることができる。

【0036】

接合線Ｌが第１境界１６を越えてサイドシル側（第１部位１４側）に配置されると、板厚の厚い第１部位１４側の領域が短くなる。この場合、第１部位１４の軸圧壊性能が低下し、その結果、アウター１０の耐衝突性能が低下する。一方、接合線Ｌが第２境界１７を越えてフロントピラーアッパー側（第２部位１５側）に配置されると、板厚の厚い領域が第２部位１５側にも広がるため、耐衝突性能の若干の向上が見込まれる。しかし、この場合、第１部位１４の板厚に変化がないことから、第１部位１４の軸圧壊性能はほとんど変わらない。むしろ、板厚の厚い領域が広がることにより、軽量化が著しく阻害される。

【0037】

図３は、接合線が配置される所定領域のより好適な範囲を示す平面図である。図３に示すように、第２境界１７’は、湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第２部位１５側の端１０ｆ２と、湾曲外側の弧状部１０ｇにおける第２部位１５側の端１０ｇ２とを結ぶ直線（図３中の太点線参照）であることが好ましい。第１部材１１と第２部材１２との接合線Ｌは、このような第１境界１６と第２境界１７’との間の所定領域（図３中のハッチング領域参照）に配置される。これにより、より一層軽量化を図りつつ、アウター１０の耐衝突性能を確保することができる。

【0038】

本実施形態のアウター１０では、サイドシルに結合される第１部位１４側の板厚が厚くされているため、軸圧壊性能が高まり、効率よく耐衝突性能を向上することができる。しかも、フロントピラーアッパーに結合される第２部位１５側の板厚が薄くされているため、軽量化を実現することができる。したがって、耐衝突性能と軽量化の両立が可能になる。

【0039】

また、本実施形態のアウター１０では、第１部材１１と第２部材１２との接合線Ｌが湾曲部位１３に定められた所定領域内に配置される。これにより、第１部位１４（サイドシル側）又は第２部位１５（フロントピラーアッパー側）のストレート状部分に接合線Ｌが配置された場合と比べ、アウター１０の材料歩留りを向上することができる。

【0040】

本実施形態のアウター１０では、サイドシルに結合される第１部位１４側の板厚が厚くされることにより、軸圧壊性能が高まる。このため、前面衝突の際、前記特許文献１のフロントピラーのようにサイドシルのみが大きく変形することはなく、フロントピラーロアーとサイドシルとをバランス良く変形させて衝突荷重を吸収することができる。また、前記特許文献３のように耐衝突性能の向上が微小ラップ衝突時に限られるわけではなく、衝突時に前輪が斜めに向く場合又は前輪の幅が広い場合であっても、耐衝突性能を向上することができる。

【0041】

好ましくは、第１部材の板厚ｔ１（ｍｍ）と、第２部材の板厚ｔ２（ｍｍ）との比「ｔ１／ｔ２」は、１．２以上である。これにより、耐衝突性能をより向上することができ、軽量化をより図ることができる。板厚の比「ｔ１／ｔ２」の上限は特に規定しない。ただし、板厚の比「ｔ１／ｔ２」が２．０を超えると、突き合わせ溶接等による接合が困難となる。このため、板厚の比は２．０以下とするのが好ましい。

【0042】

本実施形態のフロントピラーロアーアウターはプレス成形品である。その構成要素である第１部材と第２部材は、プレス成形前に接合されてもよいし、プレス成形後に接合されてもよい。前者の方式によるアウターの製造方法では、いわゆるテーラードブランクが用いられる。この場合、板厚の異なる第１ブランク（金属板）と第２ブランク（金属板）とを突き合わせ溶接してテーラードブランクを得る。このテーラードブランクにプレス成形を施し、アウターの成形品を得ることができる。必要に応じ、その成形品にトリミング、リストライク成形等を行って仕上げる。

【0043】

一方、後者の方式によるアウターの製造方法では、第１ブランク（金属板）にプレス成形を施し、所望形状に成形された第１部材を得る。これとは別に、第２ブランク（金属板）にプレス成形を施し、所望形状に成形された第２部材を得る。その第１部材と第２部材とを突き合わせ溶接によって接合し、アウターを得ることができる。この場合、接合前の第１部材及び第２部材、又は接合後の複合体に、必要に応じ、トリミング、リストライク成形等を行う。

【0044】

本実施形態のフロントピラーロアーは、上記した本実施形態のアウターを備える。このフロントピラーロアーは閉断面構造であって、リインフォース及びインナーも備える。このため、リインフォースのみならず、アウターによっても耐衝突性能が向上し、軽量化の実現も可能になる。更に、アウターの材料歩留りが向上するので、フロントピラーロアーの製造コストを削減することが可能になる。

【0045】

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、骨格部品は、長手方向に沿ってＬ字状に湾曲し、第１部位の延び出し方向に沿って衝突荷重を受けることが想定された部品である限り、フロントピラーロアーアウターに限定されず、リアサイドアウター等でも構わない。また、骨格部品を構成する第１部材及び第２部材は、それぞれ厚みが一定である必要はない。

【実施例】

【0046】

［衝突試験］
本実施形態のフロントピラーロアーアウターについて、ＦＥＭ解析により、前面衝突時の耐衝突性能を確認する試験を行った。

【0047】

図４は、衝突試験の概要を模式的に示す平面図である。図４には、フロントピラーロアーアウター１０と、打撃子（インパクター）５１を示す。ＦＥＭ解析による衝突試験では、アウター１０の第１部位１４の先端部、すなわちサイドシル側の先端部を固定し、その先端部の変位を拘束した。この状態で、打撃子５１を速度１５ｋｍ／ｈで水平方向に移動させ、アウター１０の湾曲部位１３に衝突させた。そして、アウター１０への打撃子５１の進入量が１００ｍｍとなった時点で打撃子５１を停止させた。

【0048】

その際、打撃子５１がアウター１０に進入するのに伴ってアウター１０が吸収するエネルギを求めた。このアウター１０の吸収エネルギをアウター１０の体積で除算することにより、単位体積当たりの吸収エネルギを算出した。

【0049】

図５Ａ〜図５Ｆは、衝突試験に用いたフロントピラーロアーアウターを示す平面図である。これらの図のうち、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ比較例１及び２を示す。図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ及び図５Ｆは、それぞれ本発明例１、２、３及び４を示す。

【0050】

比較例１及び２並びに本発明例１〜４の接合線Ｌの配置位置は、下記のとおりである。
・比較例１（図５Ａ参照）：第１部位１４（サイドシル側）のストレート状部分
・比較例２（図５Ｂ参照）：第２部位１５（フロントピラーアッパー側）のストレート状部分
・本発明例１（図５Ｃ参照）：湾曲内側の弧状部１０ｆにおける中央１０ｆｃと、湾曲外側の弧状部１０ｇにおける中央１０ｇｃとを結ぶ直線上
・本発明例２（図５Ｄ参照）：湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第２部位１５側の端１０ｆ２から第１部位１４の延び出し方向に沿う直線上
・本発明例３（図５Ｅ参照）：湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第２部位１５側の端１０ｆ２と、湾曲外側の弧状部１０ｇにおける第２部位１５側の端１０ｇ２とを結ぶ直線上
・本発明例４（図５Ｆ参照）：湾曲内側の弧状部１０ｆにおける第１部位１４側の端１０ｆ１と、湾曲外側の弧状部１０ｇにおける第１部位１４側の端１０ｇ１とを結ぶ直線上

【0051】

本発明例１〜４並びに比較例１及び２のいずれでも、第１部位１４側（サイドシル側）の第１部材１１を金属板Ａで構成し、第２部位１５側（フロントピラーアッパー側）の第２部材１２を金属板Ｂで構成した。金属板Ａは、日本鉄鋼連盟規格のＪＡＣ７８０Ｙ相当の高張力鋼板であり、その板厚ｔ１は１．５ｍｍであった。金属板Ｂは、日本鉄鋼連盟規格のＪＡＣ９８０Ｙ相当の高張力鋼板であり、その板厚ｔ２は１．２ｍｍであった。板厚の比「ｔ１／ｔ２」は、１．２５であった。

【0052】

図６Ａ〜図６Ｃは、試験結果を示す図である。これらの図のうち、図６Ａは衝突試験時の吸収エネルギを示す。図６Ｂはアウターの体積を示す。図６Ｃは単位体積当たりの吸収エネルギを示す。図６Ａ〜図６Ｃの結果から下記のことが示される。

【0053】

図６Ａに示すように、比較例１では、サイドシル側のストレート状部分に接合線が配置されていることから、吸収エネルギが不芳であった。一方、本発明例１〜４では、本実施形態で規定した所定領域内に接合線が配置されていることから、吸収エネルギが良好であった。また、比較例２では、フロントピラーアッパー側のストレート状部分に接合線が配置されていることから、吸収エネルギが良好であった。

【0054】

ここで、衝突試験時の吸収エネルギは、板厚によって変化し、板厚の厚い領域が広くなれば、吸収エネルギが増加する傾向にある。このため、比較例２の吸収エネルギが、本発明例１〜４の吸収エネルギより若干良好であった。

【0055】

図６Ｂに示すように、アウターの体積に関しては、比較例２が著しく大きかった。このため、図６Ｃに示すように、単位体積当たりの吸収エネルギに関しては、本発明例１〜４が比較例２より良好となった。要するに、図６Ｂに示す結果から、アウターの重量に関しては、本発明例１〜４が比較例２より著しく軽かった。したがって、軽量化と耐衝突性能とをバランス良く両立させる観点では、本実施形態のアウターが優れることが明らかになった。

【0056】

［材料歩留り］
本実施形態のフロントピラーロアーアウターをテーラードブランクから作製する場合について、ブランクの材料歩留りを調査した。

【0057】

図７Ａ〜図７Ｄは、プレス成形に用いたブランクの形状と、そのブランクの作製に用いたトリム加工前の金属板の形状とを示す模式図である。これらの図のうち、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｄは、それぞれ比較例３、４及び５を示す。図７Ｃは本発明例５を示す。図７Ａ〜図７Ｄには、プレス成形に用いたブランク６１の形状を二点鎖線で示し、そのブランク６１の作製に用いたトリム加工前の第１金属板６２及び第２金属板６３の形状を実線で示し、接合線Ｌを太線で示す。トリム加工前の第１金属板６２及び第２金属板６３は、いずれも矩形状とした。第１金属板６２においてトリム加工で除去される領域６２ａと、第２金属板６３においてトリム加工で除去される領域６３ａとに、それぞれ斜線を付した。

【0058】

図７Ａに示すように、比較例３では、テーラードブランクを用いることなく、単一の金属板（第１金属板６２）をプレス成形用のブランクとした。図７Ｂに示すように、比較例４では、サイドシル側のストレート状部分に接合線Ｌを配置した。図７Ｄに示すように、比較例５では、フロントピラーアッパー側のストレート状部分に接合線Ｌを配置した。一方、図７Ｃに示すように、本発明例５では、本実施形態で規定した所定領域内に接合線Ｌを配置した。

【0059】

図８は、本発明例５並びに比較例３〜５ごとにトリム加工により除去されたブランクの面積を示す図である。図８に示すように、ブランクの除去面積は、本発明例５が最も小さくなった。したがって、本実施形態のアウターによれば、ブランクの材料歩留りを向上できることが明らかになった。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明は、自動車用骨格部品、及びその骨格部品としてフロントピラーロアーアウターを備えたフロントピラーロアーに有効に利用できる。

【符号の説明】

【0061】

１０：フロントピラーロアーアウター（骨格部品）、
１０ａ：天板部、 １０ｂ：第１縦壁部、 １０ｃ：第２縦壁部、
１０ｄ：第１フランジ部、 １０ｅ：第２フランジ部、
１０ｆ：湾曲内側の弧状部、
１０ｆ１：湾曲内側の弧状部における第１部位側の端、
１０ｆ２：湾曲内側の弧状部における第２部位側の端、
１０ｆｃ：湾曲内側の弧状部における中央、
１０ｇ：湾曲外側の弧状部、
１０ｇ１：湾曲外側の弧状部における第１部位側の端、
１０ｇ２：湾曲外側の弧状部における第２部位側の端、
１０ｇｃ：湾曲外側の弧状部における中央、
１１：第１部材、 １２：第２部材、
１３：湾曲部位、 １４：第１部位、 １５：第２部位、
１６：第１境界、 １７、１７’：第２境界、
５１：打撃子、
６１：ブランク、
６２：第１金属板、
６２ａ：第１金属板においてトリムにより除去される領域、
６３：第２金属板、
６３ａ：第２金属板においてトリムにより除去される領域、
Ｌ：接合線

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】