(57)【要約】  フロントピラーアウタ（１）は、第１部材（５）と、第２部材（６）と、を備える。第１部材（５）は、第１ガラス面側フランジ部（７）と、第１ドア側フランジ部（８）とを含む。第２部材（６）は、第１部材（５）よりも板厚が薄い。第２部材（６）は、第２ガラス面側フランジ部（１２）と、第２ドア側フランジ部（１３）とを含む。第１ドア側フランジ部（８）は、第１ガラス面側フランジ部（７）及び第１本体部（９）よりもフロントピラーアウタ（１）の後端に向けて突出し、第２ドア側フランジ部（１３）と重なる。第２ガラス面側フランジ部（１２）は、第１ガラス面側フランジ部（７）の後方領域（１５）と重なる。第２本体部（１４）は、第１本体部（９）の後方領域（１６）と重なる。第１部材（５）が第２部材（６）と重なった領域において、第１部材（５）は第２部材（６）と接合されている。
2019139151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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ぐ第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伸び、前記第１部材よりも板厚が薄い第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ぐ第２本体部とを含む第２部材と、を備え、
前記第１ドア側フランジ部は、前記第１ガラス面側フランジ部及び前記第１本体部よりも前記フロントピラーアウタの後端に向けて突出し、前記第２ドア側フランジ部と重なり、
前記第２ガラス面側フランジ部は、前記第１ガラス面側フランジ部の後方領域と重なり、
前記第２本体部は、前記第１本体部の後方領域と重なり、
前記第１ドア側フランジ部が前記第２ドア側フランジ部と重なった領域、前記第２ガラス面側フランジ部が前記第１ガラス面側フランジ部と重なった領域、及び前記第２本体部が前記第１本体部と重なった領域において、前記第１部材は前記第２部材と接合されている、フロントピラーアウタ。
【請求項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ドア側フランジ部が前記第２ドア側フランジ部と重なった領域は、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からＬ×２／３の範囲の少なくとも一部に設けられる、フロントピラーアウタ。
【請求項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ドア側フランジ部が前記第２ドア側フランジ部と重なった領域は、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からＬ×２／３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４】
請求項１〜請求項３のいずれか一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２ガラス面側フランジ部が前記第１ガラス面側フランジ部と重なった領域は、前記ガラス面側フランジ部の前端からＬ×１／４からＬ×２／３の範囲の少なくとも一部に設けられる、フロントピラーアウタ。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか一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２ガラス面側フランジ部が前記第１ガラス面側フランジ部と重なった領域は、前記ガラス面側フランジ部の前端からＬ×１／４からＬ×２／３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６】
請求項１〜請求項５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、
前記第２部材の板厚は、０．６０ｍｍ以上、１．６０ｍｍ以下である、フロントピラーアウタ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６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、
前記第１部材及び前記第２部材の引張強度は、８００ＭＰａ以上である、フロントピラーアウタ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７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、
前記第２部材の引張強度は、前記第１部材の引張強度よりも高い、フロントピラーアウタ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８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、
前記第１部材は、レーザ溶接、スポット溶接、機械締結、接着剤又はこれらの接合方法の併用により前記第２部材と接合される、フロントピラーアウタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントピラーは、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。自動車の燃費向上の観点から、車体を構成するフロントピラーは軽量であるのが望ましい。一方で、車体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。すなわち、フロントピラーには、軽量化及び強度の向上の双方が求められている。【０００３】
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。【０００４】
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、前輪の車両後方への移動を規制する。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。【０００５】
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、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を含む。すなわち、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。【０００６】
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り、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。【０００７】
特許文献１〜３の他に、車体の軽量化及び車体の強度の向上の双方を満足するには、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という。）、テイラードロールドブランク（以下、ＴＲＢという。）に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。【０００８】
ＴＷＢは、異なる材質又は板厚の金属板を組み合せて溶接された材料である。ＴＷＢにより製造された部品は、部分的に異なる板厚、異なる強度又はその両方を有する。【０００９】
ＴＲＢは、連続的に板厚が変化する材料である。ＴＲＢにより製造された部品は、部分的に異なる板厚、異なる強度又はその両方を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−１１８００９号公報
【特許文献２】特開平５−３１０１４７号公報
【特許文献３】特開２０１６−２７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のフロントピラーロアは、別部材である補強部品を備える。特許文献２に記載の車体部品は、第１構造体の長手方向に沿って、第１構造体と溶接された第２構造体を備える。特許文献３に記載の車体部品では、第１部品と第２部品との溶接部の断面の全域にわたって第１部品が第２部品と溶接されている。したがって、特許文献１〜３の車体部品の重量は、いずれも重い。【００１２】
また、一般的にＴＷＢは２枚の異なる金属板からなる。したがって、ＴＷＢは２つの強度領域しか有さない。補強板により補強された部品も、同様である。ＴＲＢは、製造コストが高い。さらに、ＴＷＢ、ＴＲＢ又は補強板によってフロントピラーアウタのように長い部品を製造すると、長手方向と直交する方向（幅方向）に異なる強度領域を設けることは困難である。【００１３】
本発明の目的は、軽量かつ高強度のフロントピラーアウタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。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伸びる。第１部材は、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、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、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伸び、第１部材よりも板厚が薄い。第２部材は、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、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、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１ドア側フランジ部は、第１ガラス面側フランジ部及び第１本体部よりもフロントピラーアウタの後端に向けて突出し、第２ドア側フランジ部と重なる。第２ガラス面側フランジ部は、第１ガラス面側フランジ部の後方領域と重なる。第２本体部は、第１本体部の後方領域と重なる。第１ドア側フランジ部が第２ドア側フランジ部と重なった領域、第２ガラス面側フランジ部が第１ガラス面側フランジ部と重なった領域、及び第２本体部が第１本体部と重なった領域において、第１部材は第２部材と接合されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるフロントピラーアウタは、軽量かつ高強度である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、フロントピラーの断面図である。
【図２】図２は、フロントピラーアウタの斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すフロントピラーアウタの分解図である。
【図４】図４は、衝突荷重が負荷されたフロントピラーアウタを示す斜視図である。
【図５】図５は、フロントピラーアウタを含む車体構造の一部を示す図である。
【図６】図６は、実施例１の解析条件を示す図である。
【図７】図７は、実施例２の結果より求められた荷重−変位線図である。
【図８】図８は、実施例２の結果より求められた最大荷重−軽量化率線図である。
【図９】図９は、図３に示すフロントピラーアウタよりも第１ドア側フランジ部が短いフロントピラーアウタの分解図である。
【図１０】図１０は、図３に示すフロントピラーアウタよりも第１ガラス面側フランジ部が長いフロントピラーアウタの分解図である。
【図１１】図１１は、実施例２での軽量化率の算出方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。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伸びる。第１部材は、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、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、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伸び、第１部材よりも板厚が薄い。第２部材は、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、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、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１ドア側フランジ部は、第１ガラス面側フランジ部及び第１本体部よりもフロントピラーアウタの後端に向けて突出し、第２ドア側フランジ部と重なる。第２ガラス面側フランジ部は、第１ガラス面側フランジ部の後方領域と重なる。第２本体部は、第１本体部の後方領域と重なる。第１ドア側フランジ部が第２ドア側フランジ部と重なった領域、第２ガラス面側フランジ部が第１ガラス面側フランジ部と重なった領域、及び第２本体部が第１本体部と重なった領域において、第１部材は第２部材と接合されている。
【００１８】
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。フロントピラーアウタが湾曲すると、ドア側フランジ部に圧縮応力が負荷され、ガラス面側フランジ部に引張応力が負荷される。本実施形態のフロントピラーアウタでは、圧縮応力が負荷される領域において第１部材が第２部材と重なり、接合される。これにより、フロントピラーアウタの強度が高まる。これは圧縮応力が負荷される部位の耐座屈強度は材料強度の一乗と板厚の三乗との積に影響されるため、材料を重ね合わせることで板厚が厚くなり、耐座屈強度が大きく向上するためである。引張応力が負荷される領域において、第１部材よりも板厚が薄い第２部材のみによってフロントピラーアウタが構成される。これにより、フロントピラーアウタの重量が軽くなる。これは引張応力が負荷される部位の強度は材料強度の一乗と板厚の一乗の積に影響されるためである。すなわち、圧縮部位の耐座屈強度は材料強度を向上させるよりも板厚（重ね合わせ部のトータル板厚）を厚くすることで大きく向上する。一方で、引張応力が負荷される部位では材料強度と板厚の影響度合いがほぼ等しいため軽量化の観点から板厚を厚くするよりも材料強度を高くした方がよい。フロントピラーアウタの前部では、第２部材よりも板厚が厚い第１部材が存在し、フロントピラーアウタを構成する。これにより、フロントピラーアウタの前部の強度は高い。要するに、本実施形態のフロントピラーアウタは３つの強度領域を含む。３つの強度領域それぞれが、フロントピラーアウタの長手方向及び幅方向において適切な領域に設けられる。これにより、フロントピラーアウタの重量が軽減され、かつ、フロントピラーアウタの強度が高まる。
【００１９】
上記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ドア側フランジ部が第２ドア側フランジ部と重なった領域は、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からＬ×２／３の範囲の少なくとも一部又は全域に設けられるのが好ましい。
【００２０】
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圧縮応力が負荷されやすい。したがって、この領域において、第１部材が第２部材と重なって接合されていれば、フロントピラーアウタの座屈を抑制でき、フロントピラーアウタの強度が高まる。
【００２１】
上記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２ガラス面側フランジ部が第１ガラス面側フランジ部と重なった領域は、ガラス面側フランジ部の前端からＬ×１／４からＬ×２／３の範囲の少なくとも一部又は全域に設けられるのが好ましい。
【００２２】
後述するように、フロントピラーアウタに衝突荷重が負荷されたとき、ガラス面側フランジ部に圧縮応力が負荷される場合がある。したがって、この領域において、第１部材が第２部材と重なって接合されていれば、フロントピラーアウタの座屈を抑制でき、フロントピラーアウタの強度が高まる。
【００２３】
上記のフロントピラーアウタにおいて、第２部材の板厚は、０．６０ｍｍ以上、１．６０ｍｍ以下であるのが好ましい。さらに好ましくは、第２部材の板厚の下限は、０．８５ｍｍ以上である。さらに好ましくは、第２部材の板厚の上限は、１．０５ｍｍ以下である。また、第１部材及び第２部材の引張強度は、８００ＭＰａ以上であるのが好ましい。さらに好ましくは、第１部材及び第２部材の引張強度は、１２００ＭＰａ以上である。また、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。
【００２４】
第１部材は、レーザ溶接、スポット溶接、機械締結、接着剤又はこれらの接合方法の併用により第２部材と接合されるのが好ましい。また第１部材と第２部材はそれぞれ個別に成形した後に接合してもよいし、成形前の板の状態で接合しておいて成形してもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」は、それぞれ車両の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」と一致する。図面中の符号「Ｆ」、「Ｒｅ」、「Ｌｅ」、「Ｒ」、「Ｕ」及び「Ｄ」は、それぞれ車両の前、後、左、右、上及び下を意味する。
【００２７】
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。
【００２８】
［フロントピラー４］
図１は、本実施形態の（開発構造の）フロントピラー４の断面図である。本明細書において、「フロントピラー４」とは、フロントガラスを支持し、車体の骨格を構成するフロントピラーアッパを意味する。したがって、「フロントピラーアウタ１」はフロントピラーアッパを構成する部材である。また、本明細書における「断面」とは、フロントピラーアウタ１の長手方向に垂直な断面を意味し、「長手方向」とは、フロントピラーアウタ１の前端から後端に向かう方向を意味する。
【００２９】
図１では、車両の左フロントピラーの断面を示す。また、図１は後述する図２中のＩ−Ｉ切断線における断面図である。ただし、図２では説明の便宜上、フロントピラーアウタ１のみを示している。図１を参照して、フロントピラー４は、サイドパネル２と、フロントピラーインナ３と、フロントピラーアウタ１と、を含む。サイドパネル２は、フロントピラーインナ３及びフロントピラーアウタ１よりも車両の外側に配置される。サイドパネル２及びフロントピラーインナ３は、閉断面を形成する。フロントピラーアウタ１は、サイドパネル２及びフロントピラーインナ３が形成する閉断面内に配置される。フロントピラーアウタ１は、フロントピラー４を補強する役割を担う。
【００３０】
フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９は、サイドパネル２及びフロントピラーインナ３と溶接等により接合される。本明細書において、「ガラス面側フランジ部１９ 」とは、フロントピラーアウタ１において車両のフロントガラス１０を直接的又は間接的に支持する領域を意味する。ガラス面側フランジ部１９は、サイドパネル２及びフロントピラーインナ３とともに車両のフロントガラス１０を支持する。ドア側フランジ部２０は、サイドパネル２及びフロントピラーインナ３と溶接等により接合される。本明細書において、「ドア側フランジ部２０」とは、フロントピラーアウタ１において、車両のドア１１と直接的又は間接的に対向する領域を意味する。ドア側フランジ部２０は、サイドパネル２及びフロントピラーインナ３とともに車両のドア１１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。
【００３１】
［フロントピラーアウタ１］
図２は、フロントピラーアウタ１の斜視図である。図２に示すように、フロントピラーアウタ１は、ガラス面側フランジ部１９と、ドア側フランジ部２０と、本体部２２とを含む。本体部２２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１９とドア側フランジ部２０との間に配置され、ガラス面側フランジ部１９及びドア側フランジ部２０をつなぐ。
【００３２】
図３は、図２に示すフロントピラーアウタ１の分解図である。図３に示すように、本実施形態のフロントピラーアウタ１は、第１部材５と、第２部材６とを含む。
【００３３】
［第１部材５］
第１部材５は、フロントピラーアウタ１の前端から後端に向けて伸びる。第１部材５の材料はたとえば、鋼板である。第１部材５は、第１ガラス面側フランジ部７と、第１ドア側フランジ部８と、第１本体部９とを含む。
【００３４】
第１ガラス面側フランジ部７は、第１部材５のうち、図１に示したフロントガラス１０を直接的又は間接的に支持する領域である。第１ガラス面側フランジ部７は長手方向に沿ってフロントピラーアウタ１の前端３１から所定の距離の範囲まで伸びる。第１ガラス面側フランジ部７は、フロントピラーアウタ１の後端３２までは伸びておらず、第１ガラス面側フランジ部７の後端３５はフロントピラーアウタ１の後端３２よりも前方に位置する。すなわち、第１ガラス面側フランジ部７は、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９の一部を構成する。本明細書において、「ガラス面側フランジ部１９の一部を構成する」とは、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９の長手方向の一部を構成することを意味する。後述するドア側フランジ部２０及び本体部２２についても同様である。
【００３５】
第１ドア側フランジ部８は、第１部材５のうち、図１に示したドア１１と直接的又は間接的に対向する領域である。第１ドア側フランジ部８の前方領域は、フロントピラーアウタ１の下端３３から上方かつ後方に向かって伸びる。第１ドア側フランジ部８の後方領域は後述する第２部材６の第２ドア側フランジ部１３と接合される領域であり、第１ドア側フランジ部８の後端３４は長手方向に沿ってフロントピラーアウタ１の後端３２まで伸びる。
【００３６】
第１本体部９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７と第１ドア側フランジ部８との間に位置する。第１本体部９は、第１ガラス面側フランジ部７及び第１ドア側フランジ部８をつなぐ。第１本体部９は、フロントピラーアウタ１の前端３１及び下端３３から第１ガラス面側フランジ部７と同じ所定の距離の範囲まで伸びる。第１本体部９は、フロントピラーアウタ１の後端３２までは伸びていない。すなわち、第１本体部９は、フロントピラーアウタ１の本体部２２の一部を構成する。
【００３７】
［第２部材６］
第２部材６は、フロントピラーアウタ１の後端３２から前方に向けて伸びる。第２部材６の材料はたとえば、鋼板である。第２部材６は、第１部材５よりも板厚が薄い。第２部材６は、第２ガラス面側フランジ部１２と、第２ドア側フランジ部１３と、第２本体部１４とを含む。
【００３８】
第２ガラス面側フランジ部１２は、第２部材６のうち、図１に示したフロントガラス１０を直接的又は間接的に支持する領域である。第２ガラス面側フランジ部１２は長手方向に沿ってフロントピラーアウタ１の後端３２から前方に向けて所定の距離の範囲まで伸びる。第２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３１までは伸びておらず、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２はフロントピラーアウタ１の後端３２と前端３１との間に位置する。なお、図３に示す第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２は、フロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×１／４後方に位置している。すなわち、第２ガラス面側フランジ部１２は、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９の一部を構成する。
【００３９】
第２ドア側フランジ部１３は、第２部材６のうち、図１に示したドア１１と直接的又は間接的に対向する領域である。第２ドア側フランジ部１３は長手方向に沿ってフロントピラーアウタ１の後端３２から前方に向けて所定の距離の範囲まで伸びる。第２ドア側フランジ部１３の長手方向の長さは第２ガラス面側フランジ部１２よりも短く、第２ドア側フランジ部１３の前端４３は、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２よりも後方に位置する。すなわち、第２ドア側フランジ部１３は、フロントピラーアウタ１のドア側フランジ部２０の一部を構成する。
【００４０】
第２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２ガラス面側フランジ部１２と第２ドア側フランジ部１３との間に位置する。第２本体部１４は、第２ガラス面側フランジ部１２及び第２ドア側フランジ部１３をつなぐ。第２本体部１４は、長手方向に沿ってフロントピラーアウタ１の後端３２から第２ドア側フランジ部１３と同じ所定の距離の範囲まで伸びる。第２本体部１４は、フロントピラーアウタ１の前端３１までは伸びていない。すなわち、第２本体部１４は、フロントピラーアウタ１の本体部２２の一部を構成する。
【００４１】
要するに、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９は、第１ガラス面側フランジ部７及び第２ガラス面側フランジ部１２から構成される。フロントピラーアウタ１のドア側フランジ部２０は、第１ドア側フランジ部８及び第２ドア側フランジ部１３から構成される。フロントピラーアウタ１の本体部２２は、第１本体部９及び第２本体部１４から構成される。
【００４２】
このような構成のフロントピラーアウタ１は、強度（板厚）の異なる３つの強度領域（第１の強度領域Ａ、第２の強度領域Ｂ及び第３の強度領域Ｃ）を含む。
【００４３】
［第１の強度領域Ａ］
本明細書において「第１の強度領域Ａ」とは、第１部材５が第２部材６と重なって接合される領域を意味する。第１の強度領域Ａが設けられる位置について説明する。
【００４４】
図３に示すように、第１ドア側フランジ部８の一部は、第１ガラス面側フランジ部７及び第１本体部９よりもフロントピラーアウタ１の後端３２に向けて突出する。この突出した第１ドア側フランジ部８の部分は、第２ドア側フランジ部１３と重なって接合される。すなわち、第１の強度領域Ａは、フロントピラーアウタ１のドア側フランジ部２０の一部に設けられる。
【００４５】
第１の強度領域Ａの板厚は、第１部材５の板厚と第２部材６の板厚の合計となるため、その他の領域よりも厚い。したがって、第１の強度領域Ａの強度は、その他の領域よりも高い。
【００４６】
図４は、衝突荷重が負荷されたフロントピラーアウタ１を示す斜視図である。図４を参照して、組み立てられた車両において、フロントピラーアウタ１の前端は後端よりも低い位置に配置される。車両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の前端に負荷される。図２にも示した通り、フロントピラーアウタ１は前端から後端にかけて上方向に湾曲する形状となっている。フロントピラーアウタ１の前方から衝突荷重Ｐがかかると、フロントピラーアウタ１の湾曲する部分に応力が集中し、湾曲する部分が上方に折れ曲がろうとする。このためフロントピラーアウタ１に衝突荷重Ｐが負荷されると、ドア側フランジ部２０には圧縮応力が負荷され、ガラス面側フランジ部１９には引張応力が負荷される。
【００４７】
そして圧縮応力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の強度を高めるには、フロントピラーアウタ１の座屈を抑制する必要がある。
【００４８】
フロントピラーアウタ１の座屈を抑制するには、圧縮応力が負荷される領域の強度を高めるのが効果的である。フロントピラーアウタ１の場合、断面図で見ると図１中の領域Ｓ、斜視図で見ると図２中の領域Ｓで示すドア側フランジ部２０の曲率が大きい領域に最も圧縮応力が負荷される。そこで、３つの強度領域のうち最も強度の高い第１の強度領域Ａは圧縮応力が負荷される部分、すなわちドア側フランジ部２０に設けられる。これにより、フロントピラーアウタ１が座屈しにくくなり、フロントピラーアウタ１の強度が高まる。
【００４９】
第１の強度領域Ａは、ドア側フランジ部２０の一部だけではなく、ガラス面側フランジ部１９の一部にも設けられる。図３に示すように、第１ガラス面側フランジ部７の後端３５から所定の距離の部分（後方領域１５）は、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２から所定の距離の部分と重なって接合される。別の観点では次のようにも言える。第２ガラス面側フランジ部１２の前方領域は、第２ドア側フランジ部１３及び第２本体部１４よりもフロントピラーアウタ１の前端３１に向けて突出する。この突出した第２ガラス面側フランジ部１２の部分は、第１ガラス面側フランジ部７と重なって接合される。また、この突出した第２ガラス面側フランジ部１２の部分よりも所定の距離後方の第２ガラス面側フランジ部１２の部分も第１ガラス面側フランジ部７と重なって接合される。すなわち、第１の強度領域Ａは、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９の一部にも設けられる。
【００５０】
第１の強度領域Ａは、ドア側フランジ部２０の一部及びガラス面側フランジ部１９の一部だけでなく、本体部２２の一部にも設けられる。第１本体部９の後端３６から所定の距離の部分（後方領域１６）は、第２本体部１４の前端４４から所定の距離の部分と重なって接合される。すなわち、第１の強度領域Ａは、フロントピラーアウタ１の本体部２２の一部にも設けられる。
【００５１】
第２ガラス面側フランジ部１２の前方領域は、第１ガラス面側フランジ部７の後方領域１５と重なって接合される。第２本体部１４の前方領域は、第１本体部９の後方領域１６と重なって接合される。すなわち、ドア側フランジ部２０に加えてガラス面側フランジ部１９及び本体部２２においても、第１部材５は第２部材６と重なって接合される。これにより、第１部材５は、第２部材６に強固に固定される。また、これにより、ガラス面側フランジ部１９及び本体部２２にも第１の強度領域Ａを設けることができる。なお、第２ガラス面側フランジ部１２は、第１ガラス面側フランジ部７の前端まで接合されていなくてもよい。第２本体部１４と第１本体部９との接合においても同様である。
【００５２】
後述するように、フロントピラーアウタ１の形状によってはガラス面側フランジ部１９に圧縮応力が負荷される場合がある。この場合、ガラス面側フランジ部１９の圧縮応力が負荷される領域にも第１の強度領域が設けられれば、フロントピラーアウタ１の強度がさらに高まる。
【００５３】
［第２の強度領域Ｂ］
本明細書において「第２の強度領域Ｂ」とは、第２部材６のみによってフロントピラーアウタ１が構成される領域を意味する。第２ガラス面側フランジ部１２の後方領域は、第１部材５と重ならない。第２本体部１４の後方領域は、第１部材５と重ならない。すなわち、第２の強度領域Ｂが、ガラス面側フランジ部１９の一部（後方領域）及び本体部２２の一部（後方領域）に設けられる。上述したように、第２部材６の板厚は第１部材５よりも薄い。したがって、第２の強度領域Ｂを含むフロントピラーアウタ１は、第２部材６の全域が第１部材５に重なり接合されるフロントピラーアウタと比べて、重量が軽くなる。
【００５４】
上述したように、フロントピラーアウタの耐座屈強度は圧縮応力に大きく依存する。したがって、引張応力が負荷される領域の強度は、圧縮応力が負荷される領域よりも低くできる。フロントピラーアウタ１の場合、引張応力はガラス面側フランジ部１９に負荷される。すなわち、ガラス面側フランジ部１９の強度は、ドア側フランジ部２０の強度よりも低くできる。そこで、第２の強度領域Ｂはガラス面側フランジ部１９の一部に設けられる。さらに、ガラス面側フランジ部１９及びドア側フランジ部２０よりも低い応力が負荷される本体部２２の一部にも第２の強度領域Ｂが設けられる。
【００５５】
［第３の強度領域Ｃ］
本明細書において「第３の強度領域Ｃ」とは、第１部材５のみによってフロントピラーアウタ１が構成される領域を意味する。車両が正面衝突したとき、フロントピラーアウタ１の前端３１には衝突荷重が負荷される。そのため、フロントピラーアウタ１の前端３１から第１の強度領域Ａまでの間、すなわち第３の強度領域Ｃの強度は高い方が望ましく、その板厚は厚い方が望ましい。したがって、フロントピラーアウタ１の前部となる第３の強度領域Ｃには、第２部材６よりも高強度かつ板厚が厚い第１部材５が存在する。
【００５６】
以上、説明したように、本実施形態のフロントピラーアウタ１は、第１部材５及び第２部材６の２つの部材を備える。圧縮応力が負荷される領域においては、第１部材５が第２部材６と重なって接合される（第１の強度領域Ａ）。これにより、フロントピラーアウタ１の強度が高まる。引張応力が負荷される領域においては、第１部材５よりも板厚が薄い第２部材６のみによってフロントピラーアウタ１が構成される（第２の強度領域Ｂ）。これにより、フロントピラーアウタ１の重量が軽くなる。フロントピラーアウタ１の前部では、第２部材６よりも板厚が厚い第１部材５が存在し、フロントピラーアウタ１を構成する（第３の強度領域Ｃ）。これにより、フロントピラーアウタ１の前部の強度は高い。要するに、本実施形態のフロントピラーアウタ１は、３つの強度領域を含む。３つの強度領域それぞれが、フロントピラーアウタ１の長手方向及び幅方向において適切な領域に設けられる。なお、本実施形態における「幅方向」 とは、長手方向と直交し、フロントピラーアウタ１のガラス面側フランジ部１９からドア側フランジ部２０に向かう方向を意味する。これにより、フロントピラーアウタ１の重量が軽減され、かつ、フロントピラーアウタ１の強度が高まる。また、この開発構造は部材に対して、用いた材料以上の強度領域を付与することができる。
【００５７】
また、本実施形態のフロントピラーアウタ１は、車両のフロントサイドメンバよりも左方又は右方の領域での局所的な衝突（スモールオーバーラップ）において特に有効である。
【００５８】
続いて、本実施形態のフロントピラーアウタ１の好ましい態様について説明する。
【００５９】
［ドア側フランジ部２０の第１の強度領域Ａの範囲］
図５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図である。図５では、フロントピラーのサイドパネルは省略する。図５を参照して、フロントピラーの後端は、車両のルーフ１７に接合される。車両のルーフ１７は、おおよそ地面に対して水平に設けられる。一方、車両のフロントガラス１０は、地面に対して斜めに配置される。したがって、フロントピラーは、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、後端近傍で湾曲する。
【００６０】
フロントピラーに負荷される荷重と第１の強度領域Ａについて図面を用いて説明する。フロントピラーアウタ１に衝突荷重が負荷されたとき、図４に示すように、フロントピラーアウタ１の後端近傍の湾曲した領域Ｓのドア側フランジ部２０に圧縮応力が負荷されやすい。車種によりフロントピラーアウタ１の形状は異なる。しかしながら、多くの場合、図５に示すように、ドア側フランジ部２０においてガラス面側フランジ部１９の後端２１に相当する位置Ｒ１からＬ×２／３の範囲の一部又は全域で圧縮応力が負荷される。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１９のドア側の縁に沿った弧長（長手方向の長さ）を意味する。
【００６１】
したがって、第１の強度領域Ａは、フロントピラーアウタ１のドア側フランジ部２０においてガラス面側フランジ部１９の後端２１に相当する位置Ｒ１からＬ×２／３の範囲の少なくとも一部に設けられるのが好ましい。
【００６２】
より好ましくは、第１の強度領域Ａは、図３に示すようにフロントピラーアウタ１のドア側フランジ部２０においてガラス面側フランジ部１９の後端２１に相当する位置Ｒ１からＬ×２／３の範囲の全域に設けられる。この場合、第１ドア側フランジ部８の後端３４はフロントピラーアウタ１の後端３２まで伸びている。換言すれば、上方から見て、第１ドア側フランジ部８の後端３４はフロントピラーアウタ１の後端３２と重なっている。
【００６３】
ドア側フランジ部２０の第１の強度領域Ａの範囲はこれに限定されず、次のような範囲に設けてもよい。
【００６４】
図９は、図３に示すフロントピラーアウタ１よりも第１ドア側フランジ部８が短いフロントピラーアウタ１の分解図である。図９に示すフロントピラーアウタ１では、第１ドア側フランジ部８の後端３４が、フロントピラーアウタ１の後端３２からＬ×１／３だけ前方に位置している。換言すれば、図９に示すフロントピラーアウタ１では、第１ドア側フランジ部８の後端３４が、フロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×２／３だけ後方に位置している。また、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２が、フロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×１／４後方に位置している。
【００６５】
このような図９のフロントピラーアウタ１では、図３に示すフロントピラーアウタ１と比べて第１ドア側フランジ部８が短い。その分、ドア側フランジ部２０における第１の強度領域Ａの範囲は、図３に示すフロントピラーアウタ１と比べて狭くなる。しかしながら、図９のフロントピラーアウタ１であっても、圧縮応力が負荷される領域に第１の強度領域Ａが設けられているため、フロントピラーアウタ１の高い強度を保ったまま重量を軽減することができる。
【００６６】
［ガラス面側フランジ部１９の第１の強度領域Ａの範囲］
図１０は、図３に示すフロントピラーアウタ１よりも第１ガラス面側フランジ部７が長いフロントピラーアウタ１の分解図である。図１０に示すフロントピラーアウタ１では、第１ガラス面側フランジ部７の後端３５が、フロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×２／３以上後方に位置している。また、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２が、フロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×１／４後方に位置している。すなわち、図１０に示すフロントピラーアウタ１では、ガラス面側フランジ部１９において第１の強度領域Ａがフロントピラーアウタ１の前端３１からＬ×１／４の位置からＬ×２／３の位置までの範囲の全域に設けられている。
【００６７】
フロントピラーアウタ１に衝突荷重が負荷されたとき、ガラス面側フランジ部１９に圧縮応力が負荷される場合がある。より具体的には、ガラス面側フランジ部１９の前端（フロントピラーアウタ１の前端３１）からＬ×２／３の範囲の一部又は全域で圧縮荷重が負荷される場合がある。
【００６８】
図１０に示すフロントピラーアウタ１によれば、図３に示すフロントピラーアウタ１と比べて第１ガラス面側フランジ部７が長い。その分、ガラス面側フランジ部１９における第１の強度領域Ａの範囲は、図３に示すフロントピラーアウタ１と比べて広くなる。そのため、ガラス面側フランジ部１９の強度がさらに高くなり、ガラス面側フランジ部１９に圧縮応力が負荷された場合であっても、高い耐座屈強度を発揮できる。
【００６９】
［板厚］
第２部材６の板厚は、０．６０ｍｍ以上、１．６０ｍｍ以下であるのが好ましい。第２部材６の板厚が０．６０ｍｍ未満であれば、第２部材６の強度が低くなりすぎる。そのため、第２の強度領域Ｂの強度を十分に確保することが難しい。したがって、第２部材６の板厚の下限は、０．６０ｍｍ以上であるのが好ましい。第２部材６の板厚が１．６０ｍｍよりも厚ければ、第２部材６の重量が重くなりすぎる。したがって、第２部材６の板厚の上限は、１．６０ｍｍであるのが好ましい。また、さらに好ましくは、後述する実施例２に基づき第２部材６の板厚の下限は、０．８５ｍｍ以上である。さらに好ましくは、後述する実施例２に基づき第２部材６の板厚の上限は、１．０５ｍｍ以下である。しかしながら、上述の板厚の範囲は、好適な範囲を示すものである。そのため、上述の板厚の範囲を超えても、フロントピラーアウタ１の重量の軽減及び強度の向上は可能である。
【００７０】
第１部材５の板厚は、第２部材６の板厚よりも厚ければよく、特に限定されない。たとえば、自動車用のフロントピラーの場合、第１部材５の板厚は、１．２ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であるのが好ましい。第１部材５の板厚に対する第２部材６の板厚の比（第２部材６の板厚／第１部材５の板厚）は、１未満となる。その下限を特に定める必要はないが、０．５、０．６又は０．７としてもよい。その上限についても、０．９、０．８又は０．７５としてもよい。
【００７１】
また、軽量かつ高強度のフロントピラーアウタ１を提供するという本発明の目的が達成されると、後述する軽量化率は０％より大きくなる。つまり、本発明の目的が達成されると、第２部材６の前端（第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２）からフロントピラーアウタ１の後端３２までの領域を評価領域とすると、評価領域の全面積に対する第２の強度領域Ｂの面積比率をｂ、第３の強度領域Ｃの面積比率をｃ、第１部材５の板厚をｔ１、第２部材６の板厚をｔ２とすると、下記式が満たされることになる。
ｃ−（ｔ２／ｔ１）×（１−ｂ）＞０
ただし、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１、０＜ｔ２／ｔ１＜１
【００７２】
［引張強度］
第１部材５及び第２部材６の引張強度は、８００ＭＰａ以上であるのが好ましい。第１部材５の引張強度が８００ＭＰａ未満であれば、第３の強度領域の強度を十分に確保することが難しい。したがって、第１部材５の引張強度の下限は、８００ＭＰａ以上であるのが好ましい。第２部材６の引張強度が８００ＭＰａ未満であれば、第２の強度領域の強度を十分に確保することが難しい。したがって、第２部材６の引張強度の下限は、８００ＭＰａ以上であるのが好ましい。さらに好ましくは、第１部材５及び第２部材６の引張強度は１２００ＭＰａ以上である。さらに好ましくは、第１部材５及び第２部材６の引張強度は１５００ＭＰａ以上である。しかしながら、上述の引張強度の範囲は、好適な範囲を示すものである。そのため、上述の引張強度の範囲を超えても、フロントピラーアウタの重量の軽減及び強度の向上は可能である。
【００７３】
上述したように、第２の強度領域には、引張応力が負荷される。第２の強度領域は第２部材６のみによって構成される。また、第２部材６は第１部材５よりも薄い。すなわち、第２部材６に求められる強度は、第１部材５に求められる強度よりも高い。したがって、第２部材６の引張強度は、第１部材５の引張強度よりも高いのが好ましい。
【００７４】
［接合］
第１部材５は、レーザ溶接、スポット溶接、機械締結、接着剤又はこれらの接合方法の併用により第２部材６と接合されるのが好ましい。特にレーザ溶接又はスポット溶接であれば、容易に第１部材５を第２部材６に接合できる。これにより、フロントピラーアウタ１の生産性が高まる。さらに、レーザ溶接又はスポット溶接による接合の場合、接着剤を併用するとさらに第１の強度領域の強度をより高めることができる。スポット溶接の場合、溶接個所の間隔は５〜３０ｍｍであることが好ましい。この場合の「間隔」とは、平面視で、隣接する各溶接個所の中点同士の距離を意味する。溶接個所の間隔が３０ｍｍを超えると、フロントピラーアウタ１に衝突荷重が負荷された際に複数の溶接個所のうちの一部の溶接個所に荷重が集中するおそれがある。そのため、溶接個所の間隔の上限は３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍである。つまり、溶接個所の間隔は小さいほど好ましい。しかしながら、溶接個所の間隔が５ｍｍ未満となると溶接時に分流が発生するおそれがある。そのため、溶接個所の間隔の下限は５ｍｍであることが好ましい。なお、第１部材５と第２部材６はそれぞれ個別に成形した後に接合してもよいし、成形前の板の状態で接合しておいて成形してもよい。
【実施例１】
【００７５】
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）解析によりフロントピラーアウタの衝突荷重負荷試験を模擬した。本発明例１のモデルは、図２および図３に示すフロントピラーアウタ１であった。比較例のモデルは、板厚が一定の１つの部材のみから構成されたフロントピラーアウタであった。得られた解析結果より、本発明例及び比較例の相当塑性ひずみを比較した。【００７６】
［解析条件］
図６は、実施例１の解析条件を示す図である。図６を参照して、第２ガラス面側フランジ部１２の前端４２においてフロントピラーアウタ１の長手方向断面に変位Ｄを付与し、第２ガラス面側フランジ部１２の後端（ガラス面側フランジ部１９の後端２１）において長手方向の変位を固定した。変位Ｄによって曲げモーメントＭ１が生じた。この曲げモーメントＭ１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の前端から後端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１９の後端２１に曲げモーメントＭ２が生じた。この曲げモーメントＭ２は車両の左方から見て、時計回りであった。比較例は、本発明例と異なりフロントピラーアウタが１つの部材のみから構成されるものとした。【００７７】
表１は、実施例１の解析条件を示す。本発明例１及び比較例のモデルの板厚は１．２５（ｍｍ）であり、引張強度は１５００（ＭＰａ）であった。本発明例１のその他の寸法及び形状は、比較例と同じであった。【００７８】
【表１】
2019139151.tif 000003
【００７９】
［結果］
比較例の結果では、ガラス面側フランジ部１９の後端２１からＬ×２／３の範囲に相当するドア側フランジ部２０において、圧縮ひずみによって相当塑性ひずみが生じた。すなわち、圧縮応力が生じた。座屈直前のドア側フランジ部２０に生じた相当塑性ひずみの最大値は、０．００１７６であった。また、ガラス面側フランジ部１９の前端（フロントピラーアウタ１の前端３１）からＬ×１／３の範囲において、圧縮ひずみによって相当塑性ひずみが生じた。座屈直前のガラス面側フランジ部１９に生じた相当塑性ひずみの最大値は、０．００１３５であった。【００８０】
本発明例１の結果では、相当塑性ひずみが生じたドア側フランジ部２０及びガラス面側フランジ部１９の範囲は、比較例よりも狭かった。ドア側フランジ部２０に生じた相当塑性ひずみの最大値は、０．００００７９であった。また、ガラス面側フランジ部１９に生じた相当塑性ひずみの最大値は、０．００１２であった。【００８１】
要するに、本発明例１のフロントピラーアウタでは、圧縮応力が生じた範囲は比較例よりも狭く、圧縮応力の大きさは比較例よりも小さかった。
【実施例２】
【００８２】
実施例２では、第２部材６の板厚及び第１の強度領域の範囲を種々変更し、フロントピラーアウタの強度及び重量についてＣＡＥ解析により調査した。【００８３】
［解析条件］
【表２】
2019139151.tif 000004
【００８４】
本発明例１〜６では、実施例１と同様の図３に示すフロントピラーアウタ１を解析モデルとして用いた。本発明例１〜３では第１部材と第２部材との接合方法はレーザ溶接であり、第２部材６の板厚をそれぞれ変更した。本発明例４〜６では第１部材と第２部材との接合方法はスポット溶接であり、第２部材６の板厚をそれぞれ変更した。【００８５】
本発明例７〜９では、図９に示すフロントピラーアウタ１を解析モデルとして用いた。本発明例７〜９では第２部材６の板厚をそれぞれ変更した。【００８６】
本発明例１０〜１２では、図１０に示すフロントピラーアウタ１を解析モデルとして用いた。本発明例１０〜１２では第２部材６の板厚をそれぞれ変更した。【００８７】
本発明例１３〜１５では、実施例１と同様の図３に示すフロントピラーアウタ１を解析モデルとして用いた。本発明例１３〜１５では第１部材と第２部材との接合方法はレーザ溶接及び接着剤であった。接着剤は、エポキシ樹脂系接着剤を想定した。本発明例１３〜１５では第２部材６の板厚をそれぞれ変更した。【００８８】
比較例のモデルは、実施例１の比較例と同じモデルを用いた。【００８９】
本発明例１〜１５及び比較例において、曲げモーメントＭ１及びＭ２の発生位置及び大きさは実施例１と同じであり、変位Ｄの付与位置も実施例１と同じであった。実施例２では、変位Ｄを０〜３．０（ｍｍ）まで０．１ｍｍ刻みで変化させた。本発明例１〜１５及び比較例では、第２部材の板厚及び接合方法がそれぞれ異なるが、解析モデルであるフロントピラーアウタの外形寸法は同じであった。【００９０】
［結果］
図７は、実施例２の結果より求められた荷重−変位線図である。図７を参照して、縦軸は変位Ｄによって生じる荷重（ｋＮ）を示し、横軸は変位Ｄ（ｍｍ）を示す。図７では、本発明例１、本発明例２及び比較例の結果を示す。図７中の一点鎖線は本発明例１の結果を示し、破線は本発明例２の結果を示し、実線は比較例の結果を示す。【００９１】
本発明例１及び２では、いずれも比較例よりも変位Ｄによって生じる最大荷重（座屈荷重）が高かった。すなわち、本発明例１及び２のフロントピラーアウタの強度は、比較例のフロントピラーアウタの強度よりも高かった。【００９２】
本発明例３〜１５のフロントピラーアウタの最大荷重も、表２に示すとおり、比較例のフロントピラーアウタの最大荷重よりも高かった。すなわち、本発明例３〜１５のフロントピラーアウタの強度は、比較例のフロントピラーアウタよりも高かった。【００９３】
図８は、実施例２の結果より求められた最大荷重−軽量化率線図である。すなわち、図８は、表２中の最大荷重及び軽量化率の欄をグラフとしてまとめたものである。図８を参照して、縦軸は最大荷重を示し、横軸は軽量化率を示す。図８中の三角印は本発明例１〜３の結果を示し、丸印は本発明例４〜６の結果を示し、正方形印は本発明例７〜９の結果を示し、菱形印は本発明例１０〜１２の結果を示し、クロス印は本発明例１３〜１５の結果を示す。ここで、最大荷重とは、各フロントピラーアウタにおける座屈荷重を意味する。軽量化率は以下のように算出した。【００９４】
まず、軽量化率の算出における前提を図１１を用いて説明する。軽量化率は、図１１に示す評価領域において算出した。評価領域は、第２部材６の前端（第２ガラス面側フランジ部の前端４２）からフロントピラーアウタ１の後端３２までの領域とした。【００９５】
図１１に示す面積Ａは、第１の強度領域の面積を表している。面積Ｂは、第２の強度領域の面積を表している。面積Ｃは、第３の強度領域の面積を表している。ここで、面積とは、フロントピラーアウタの表面又は裏面の表面積を意味する。【００９６】
評価領域の全面積に対する面積Ａの面積比率をａ、面積Ｂの面積比率をｂ、面積Ｃの面積比率をｃとする。また、第１部材５の板厚をｔ１、第２部材６の板厚をｔ２とする。【００９７】
続いて、軽量化率の算出方法について説明する。まず、比較例のフロントピラーアウタ（すなわち１つの部材で構成されるフロントピラーアウタ）の板厚をｔ１よりもα（＞１）倍厚い板厚とすると、軽量化率は以下の式によって求められる。
軽量化率（％）＝（比較例−本発明例）／比較例
＝１００×（α×ｔ１×１−（ｔ２×ｂ＋（ｔ１＋ｔ２）×ａ＋ｔ１×ｃ））／（α×ｔ１×１）
ここで、ａ＋ｂ＋ｃ＝１（ただし、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１）であるため、上記式から軽量化率（％）は下記式となる。
軽量化率（％）＝１００×（ｃ−（ｔ２／ｔ１）×（１−ｂ））
各発明例と同じ最大荷重となる１つの部材で構成されるフロントピラーアウタとなるものを比較例として、その板厚からαを求めて軽量化率を算出する方法もある。しかし、ここでは、簡便にα＝１、つまり比較例の板厚は第１部材５の板厚をｔ１と同じとして、軽量化率を計算した。【００９８】
本発明例２〜１５のいずれのフロントピラーアウタも比較例のフロントピラーアウタと比べて軽量で、強度が高かった。一方、本発明例１のフロントピラーアウタでは、比較例のフロントピラーアウタと比べて強度は同等であったが、軽量化は十分に図ることができた。【００９９】
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。【０１００】
上述の説明では、フロントピラーアウタに衝突荷重が負荷されたとき、ドア側フランジ部及びガラス面側フランジ部の双方に圧縮応力が負荷される場合について説明した。しかしながら、フロントピラーアウタの形状によっては、ドア側フランジ部のみに圧縮応力が負荷される場合もある。【０１０１】
上述の説明では、第２部材が第１部材の上に重なる場合について説明した。しかしながら、第１部材が第２部材の上に重なっていてもよい。【０１０２】
上述の説明では、フロントピラーアウタの断面において、本体部を挟んで第１の強度領域と第２の強度領域が対となる場合について説明した。しかしながら、本実施形態のフロントピラーアウタはこの場合に限定されない。たとえば、ドア側フランジ部に第１の強度領域が設けられた場合、本体部を挟んでその第１の強度領域の反対側にさらに第１の強度領域が設けられていてもよい。要するに、圧縮応力が負荷されない領域の少なくとも一部に第２の強度領域が設けられていればよい。【０１０３】
上述の説明では、第１部材がレーザ溶接又はスポット溶接によって第２部材と接合される場合について説明した。しかしながら、第１部材と第２部材の接合はこの場合に限定されない。第１部材と第２部材の接合は、レーザ溶接、スポット溶接、接着剤、リベット等による機械締結又はこれらの組み合せ等であってもよい。接着剤はたとえば、エポキシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、シリコンゴム系接着剤等である。要するに、第１部材と第２部材の接合は、特に限定されない。【０１０４】
上述の説明では、フロントピラーアウタの材料が鋼板である場合について説明した。しかしながら、フロントピラーアウタの材料はこの場合に限定されない。フロントピラーアウタの材料は、金属板であればよい。金属板はたとえば、アルミニウム板、アルミニウム合金板、複層鋼板、チタン板、マグネシウム板等である。
【符号の説明】
【０１０５】
１：フロントピラーアウタ
２：サイドパネル
３：フロントピラーインナ
４：フロントピラー
５：第１部材
６：第２部材
７：第１ガラス面側フランジ部
８：第１ドア側フランジ部
９：第１本体部
１０：フロントガラス
１１：ドア
１２：第２ガラス面側フランジ部
１３：第２ドア側フランジ部
１４：第２本体部
１５：第１ガラス面側フランジ部の後方領域
１６：第１本体部の後方領域
１７：ルーフ
１９：ガラス面側フランジ部
２０：ドア側フランジ部
２１：ガラス面側フランジ部の後端
２２：本体部
３１：フロントピラーアウタの前端
３２：フロントピラーアウタの後端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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