JP2003306173A - 中空パネルの補強構造 - Google Patents
中空パネルの補強構造Info
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Abstract
分との境目に生じる応力集中が小さい構造であって、そ
の構造が容易に構成され得る中空パネルの補強構造を提
供する。 【解決手段】 中空パネル2の内部に補強具3を装着す
ることで中空パネル2を補強した中空パネルの補強構造
1であって、中空パネル2と補強具3との間には、中空
パネル2が外力を受けた際に、中空パネル2と補強具3
との変形を許容する空間部32a,32bが形成されて
いる。そして空間部32a,32bは、補強具3の長手
方向の両端側に向かって除々に大きくなるように形成さ
れている。
Description
強構造に関し、主として複数枚のパネルによって中空の
箱型閉じ断面に構成された車両ボディの中空パネル(例
えば、ピラー、ロッカーパネル、ルーフサイドパネル
等)と、その中空パネルを補強するために中空パネルの
内部に装着された補強具とを備えて構成される中空パネ
ルの補強構造に関する。
ネルの内部に補強具が装着された構造であって、例えば
特開2001−087739号公報にその構造が開示さ
れている。この公報にかかる補強具は、発泡性基材を外
部の熱によって発泡させて中空部を充填する発泡体によ
り構成されている。そしてその補強具は、長手方向の中
心部分が第一の発泡体により構成され、両端部分が第一
の発泡体よりも低剛性の発泡体からなる第二の発泡体か
ら構成されるものであった。したがって中空パネルに外
力が加わった際には、補強具を有する部分と、補強具を
有さない部分との境目にある第二の発泡体によって応力
が集中しにくくなっていた。その結果、中空パネルは、
応力集中部分から破損するおそれが少なくなり、全体と
しての剛性が高められていた。
は、高剛性の発泡体と低剛性の発泡体とを有する構造で
あって、少なくとも二種以上の発泡体を準備する必要が
あった。また発泡体の種類が異なることで複数の発泡倍
率を考慮しながら補強具を構成する必要があって設計が
煩わしいなどの問題があった。そこで本発明は、補強具
を有する部分と、補強具を有さない部分との境目に生じ
る応力集中が小さい構造であって、その構造が容易に構
成され得る中空パネルの補強構造を提供することを課題
とする。
に本発明は、上記各請求項に記載の通りの構成を備える
中空パネルの補強構造であることを特徴とする。請求項
1に記載の発明によれば、中空パネルと補強具との間に
は、中空パネルが外力を受けた際に、中空パネルと補強
具との変形を許容する空間部が形成されており、空間部
は、補強具の長手方向の両端側に向かって除々に大きく
なるように形成されている。
間部が小さい、あるいは空間部が存在しておらず、中空
パネルと補強具とが変形しにくい。一方両端側には、両
端側に向かって除々に大きくなる空間部が形成されてい
る。そのため中空パネルと補強具は、端部に近いほど変
形しやすい。したがって中空パネルに外力が加わった場
合、補強具を有する部分と、補強具を有しない部分との
境目に生じる応力集中が小さくなる。かくして中空パネ
ルは、全体としての剛性が高くなる。またその構成は、
空間部という容易な構成によって構成されている。例え
ば補強具の形状を考慮するのみで空間部を所望の大きさ
に構成できる。かくして中空パネルの補強構造は、容易
に構成され得る。
は、発泡性基材を外部加熱により発泡させて形成した発
泡体と、発泡性基材の発泡方向を規制する規制部材とを
備えて形成されている。したがって補強具は、発泡体を
発泡させる前に予め中空パネルの内部に装着させ、その
後に発泡させることで中空パネルの内部を充填させるこ
とができる。かくして補強具は、中空パネルの形状に柔
軟に対応させることができる。
形態1を図1,2にしたがって説明する。補強構造1
は、図1に示すように中空パネル2と、中空パネル2を
補強するために中空パネル2の内部に装着された補強具
3を主体に構成されている。中空パネル2は、図1に示
すように略筒状であって、中心軸側に中空室22を有す
る。なおこの中空パネル2は、車両ボディのセンタピラ
ー、フロントピラー、クォータピラー、ルーフサイドパ
ネルなどに利用される中空構造物である。この中空パネ
ル2は、図1に示すようにインナパネル21とアウタパ
ネル20を主体に構成されており、それぞれの端縁に設
けられたフランジ21a,20a同士をスポット溶接に
て接合することで、中空の箱型閉じ状に構成されてい
る。
よって発泡する発泡性材料から形成される発泡体30a
(30)と、その発泡性材料の発泡方向を規制する規制
部材31とを主体に構成されている。図1では、未発泡
状態の発泡体30aを示しており、図2では、外部の熱
によって発泡した後の発泡体30を示している。この発
泡性材料は、金属面に対して接着性に優れた熱可塑性合
成樹脂材料(例えば、エポキシ系樹脂)を主成分として
形成されており、この主成分に発泡剤やガラス繊維等の
強化剤を混合して形成さている。また発泡性材料は、車
両ボディの焼き付け塗装の際の熱(例えば110℃〜1
90℃前後の温度)によって発泡して、高剛性の発泡体
となる材料である。このような発泡性材料としては、例
えば特開平8−208871号公報、特開平11−15
8318号公報に開示されている。
って形成、あるいは強化繊維等の強化材を混入させた硬
質合成樹脂、または鋼板などによって形成されている。
規制部材31は、図1に示すように略板状に形成されて
おり、矢印X方向からの形状が略V字状に形成されてい
る。すなわち規制部材31は、長手方向に沿って高さ
(矢印Z方向)が変化する傾斜面31a,31bを両端
側に備えている。また規制部材31は、図1に示すよう
に傾斜面31a,31b間を接続する底壁面31cと、
底壁面31cに設けられた孔31dとを有する。したが
って未発泡の発泡体30aを発泡させると、その一部
は、図2(b)に示すように孔31dを貫通してインナ
パネル21に接着する。
2の内部、すなわちインナパネル21とアウタパネル2
0の間に装着され、その後に塗装用の熱が加えられるこ
とで発泡する。そしてその発泡方向は、規制部材31に
よって規制されるため、発泡体30は、図2(b)に示
すように中空パネル2の内部を充填する。すなわち発泡
体30のアウタパネル20の上面(20b)側は、図2
(a)に示すように規制部材31によって規制されてお
らず、発泡することでアウタパネル20に当接(接着)
する。その長さは、図2(a)に示すように補強具3の
長手全長に渡っており、幅方向は、図2(b)〜(d)
に示すように上面20b全体に渡っている。
図2(a)に示すように長手方向のほぼ中央部分のみが
当接(接着)している。そして発泡体30の充填領域
は、両端側に向かうに連れて除々に小さくなっている。
また発泡体30と中空パネル2の間には、発泡体30が
充填されない空間部32a,32bが形成されている。
換言すると空間部32a,32bは、規制部材31と中
空パネル2との間に形成されている。
に補強具3の長手方向の略中心位置において中空パネル
2を遮断している。そして図2(c)(d)に示すよう
に長手方向の端部に近づくにつれて発泡体30の領域が
減り、空間部32bの領域が増えている。すなわち空間
部32a,32bは、図2(a)に示すように発泡体3
0の長手方向の端部に向かって除々に大きくなるように
形成されている。
て踏ん張ることができないため、中空パネル2に外力が
加わった際に、中空パネル2と補強具3の変形を許容す
る(容易にする)。そのため中空パネル2と補強具3
は、補強具3の長手方向の端部近傍ほど外力によって変
形しやすい。したがって外力F(例えば、前面衝突、後
面衝突、側突などの車両外方からの外力)がアウタパネ
ル20に加わった場合、補強具3の長手方向の中央位置
では、補強具3が外力Fをアウタパネル20からインナ
パネル21に伝えるとともに、アウタパネル20とイン
ナパネル21を変形させないように作用する。そのため
中央位置寄りの中空パネル2と補強具3は、ほとんど変
形することなくその外力Fを受け止める。
と補強具3は、空間部32a,32bを有するために外
力Fによって変形しやすく、その変形のしやすさは、空
間部32a,32bの大きさに比例する。したがって中
空パネル2と補強具3には、外力Fによって応力が生じ
るとともに、その応力は、長手方向の端部に向けて除々
に小さくなっている。そのため補強具3を有する部分と
有さない部分との境界に生じる応力集中が小さくなる。
そして中空パネル2は、応力集中が小さくなることか
ら、応力集中部分を破壊起点とする破壊が生じにくくな
っている。
は、その外力Fによる衝突エネルギーが補強具3と中空
パネル2による変形によって吸収される。そして補強具
3と中空パネル2の変形は、補強具3の長手方向の端部
側で生じやすい。したがって衝突エネルギーは、中空パ
ネル2の長手方向に分散されやすく、中空パネル2と補
強具3の広い範囲で吸収される。かくして中空パネル2
は、全体としての剛性が向上されている。
を充填しないことで形成するため容易に構成される。す
なわち補強具3の形状、とりわけ規制部材31の形状を
考慮するのみで容易に所望の空間部32a,32bを構
成することができる。かくして補強構造1は、容易に構
成される。また補強具3は、未発泡の発泡体30aを発
泡させることで中空パネル2の内部を充填させるため、
補強具3を中空パネル2に容易に取付けることができる
とともに、補強具3を中空パネル2の形状に容易に対応
させることができる。
3は、その材料の量を少くすることができる。そのため
補強具3を軽量化にできるとともにコストダウンを図る
このも可能である。なお補強具3は、発泡体30を発泡
させる前に接着剤や規制部材31に設けられたクリップ
などによって中空パネル2に装着されている。
図1,3にしたがって説明する。この実施の形態2にか
かる補強構造は、実施の形態1と補強具のみが異なる。
そのため同一部分及び同一作用についてはその説明を割
愛する。また同一部材については、同一番号を利用して
説明する。補強構造10の補強具4は、図3に示すよう
に発泡性材料から形成される発泡体40と、規制部材4
1とを主体に構成されている。
上から(図1の矢印Z方向から)の断面形状が略菱形で
あって、長手方向の両端が先細り状に形成されている。
すなわち規制部材41は、図3(a)に示すように傾斜
面41a〜41dを両端側に二つずつ備えており、これ
ら傾斜面41a〜41dは、インナパネル21の側面
(図の上端ないし下端)から幅中心側に向けて傾斜す
る。
うに傾斜面41a,41cの間、及び傾斜面41b,4
1dの間を接続する側壁面41e,41eを有する。そ
して側壁面41eには、図3(b)に示すように孔41
fが設けられている(図1の孔31dと同様に形成され
ている)。したがって発泡性材料(発泡体40)を発泡
させると、発泡性材料が孔41fを貫通する。そのため
発泡体40は、インナパネル21とアウタパネル20に
当接(接合)する。
すように長手方向のほぼ中心位置においてアウタパネル
20とインナパネル21間(中空部)をほぼ遮断する。
また発泡体40の領域は、図3(a)に示すように規制
部材31によって規制されている。そのため規制部材3
1と中空パネル2の間には、発泡体40が充填されない
ことで形成された空間部42(42a〜42d)が形成
されている。そして各空間部42は、図3(a)に示す
ように長手方向の両端側に向かって除々に厚み方向に厚
くなっている。逆に発泡体40は、図3(a)に示すよ
うに幅方向にその厚みが薄くなっている。しかし発泡体
40は、中空パネル2の幅中心寄りに対しては、長手方
向のほぼ全長に渡って延出している。
〜(d)に示すようにインナパネル21の底面21bと
アウタパネル20の底面20bとを架橋している。した
がって発泡体40は、中空パネル2の幅中心位置におい
ては、ほぼ全長に渡ってインナパネル21とアウタパネ
ル20間を架橋している。したがって補強具4は、図1
に示すようにアウタパネル20がインナパネル21へ潰
れることを長手方向の全長に渡って防止している。一
方、空間部42は、中空パネル2と補強具4とを外力F
によって変形しやすくするものである。そのため中空パ
ネル2と補強具4は、補強具4の長手方向の両端近傍ほ
ど変形しやすい。
わった場合、補強具4の中央位置において最も中空パネ
ル2が潰れにくく、長軸方向の両端寄りは、中空パネル
2と補強具4とが外力Fによって除々に変形しやすい構
造になっている。したがって補強具4を有する部分と有
さない部分との境界によって生じる応力集中が小さくな
っている。また外力Fによる衝突エネルギーは、中空パ
ネル2の長手方向に分散され、中空パネル2と補強具4
の広い範囲で吸収される。かくして中空パネル2は、全
体としての剛性が向上されている。また空間部42は、
発泡体40を充填しないことで形成されているため、補
強構造10の剛性は、容易な構造によって向上されてい
る。
図4にしたがって説明する。この実施の形態3にかかる
補強構造は、実施の形態1と補強具のみが異なる。その
ため同一部分及び同一作用についてはその説明を割愛す
る。また同一部材については、同一番号を利用して説明
する。補強構造11の補強具5は、図5に示すように発
泡性材料から形成される発泡体50と、規制部材51と
を主体に構成されている。
端側に先細り状に形成された端部51a,51cと、こ
れら端部51a,51c間を架橋する架橋部51bとを
有する。架橋部51bは、図4に示すように未発泡の発
泡体50が装着され、発泡体50が発泡される際におい
ては、図5を参考に示すように端部51a,51c間が
離間することを防ぐ。
架橋部51b側に発泡体50の発泡方向を規制する発泡
規制面51eを有する。したがって発泡体50は、図5
に示すように端部51a,51cに設けられた発泡規制
面51e間において発泡し、中空パネル2の充填領域を
充填する。したがって発泡体30は、図5に示すように
長手方向のほぼ中心位置においてアウタパネル20とイ
ンナパネル21間(中空部)をほぼ充填する。
1eから長手方向の先端に向けて先細り状に形成されて
いる。そのため端部51a,51cと中空パネル2の中
空壁面との間には、図5に示すように空間部52(52
a〜52d)が形成されている。そして各空間部52
は、図5に示すように長手方向の両端側に向かって除々
に大きくなっている。すなわち空間部52は、長手方向
の端部に向けて除々に厚み方向に厚くなっている。なお
発泡体50と規制部材51は、高さ方向においてアウタ
パネル20とインナパネル21とを架橋している(図へ
の記載は省略している)。
わった場合、補強具5の中央位置において最も中空パネ
ル2が潰れにくく、長軸方向の両端寄りは、中空パネル
2と補強具5とが外力Fによって除々に変形しやすい構
造になっている。したがって補強具5を有する部分と有
さない部分との境界によって生じる応力集中が小さくな
っている。また外力Fによる衝突エネルギーは、中空パ
ネル2の長手方向に分散され、中空パネル2と補強具5
の広い範囲で吸収される。かくして中空パネル2は、全
体としての剛性が向上されている。また空間部52は、
発泡体50を充填しないことで形成されているため、補
強構造10の剛性は、容易な構造によって向上されてい
る。
4に示すように中空パネル2に取付くためのクリップ5
1dが設けられている。このクリップ51dは、図4に
示すように突出状に形成されており、中空パネル2に設
けられた孔状の取付部21cに嵌合されて取付く。また
端部51a,51cは、図4に示すように略三角柱状に
形成されいるが、その内部は、図5に示すように中実で
あってもよいが、好ましくはハニカム構造、格子構造な
どの中空部分を多く有する構造である。この構造による
と補強具5を軽量にすることができるためである。
図6にしたがって説明する。この実施の形態4にかかる
補強構造は、実施の形態1と補強具のみが異なる。その
ため同一部分及び同一作用についてはその説明を割愛す
る。また同一部材については、同一番号を利用して説明
する。補強構造12の補強具6は、図6に示すように剛
性の高い樹脂を素材として形成された樹脂構造物であ
る。
方向の両端側に先細り状に形成された端部6a,6bを
有する。端部6a,6bは、図6(a)に示すように幅
方向(図1のX方向)の長さが除々に減る形状であっ
て、補強具6の上方からの形状は、図6(b)に示すよ
うに略菱形に構成されている。この補強具6は、中空パ
ネル2の中空室22内に対して、接着剤や補強具6自体
に設けられたクリップなどによって取付けられる。そし
て補強具6の端部6a,6bと中空パネル2の間には、
図6(b)に示すように空間部60(60a〜60d)
が形成されている。
ように長手方向の両端側に向かって除々に大きくなって
いる。すなわち空間部60は、長手方向の端部に向けて
除々に厚み方向に厚くなっている。したがって外力Fが
アウタパネル20に加わった場合、補強具6の中央位置
において最も中空パネル2が潰れにくく、長軸方向の両
端寄りは、中空パネル2と補強具6とが外力Fによって
除々に変形しやすい構造になっている。したがって補強
具3を有する部分と有さない部分との境界によって生じ
る応力集中が小さくなっている。
パネル2の長手方向に分散され、中空パネル2と補強具
6の広い範囲で吸収される。かくして中空パネル2は、
全体としての剛性が向上されている。また空間部60
は、補強具6の形状によって所望形状に構成され得る。
そのため補強構造12の剛性は、容易な構造によって向
上されている。また空間部60によって補強具6は、そ
の材料の量を少くすることができる。そのため補強具6
を軽量化にできるとともにコストダウンを図るこのも可
能である。
図7にしたがって説明する。この実施の形態5にかかる
補強構造は、実施の形態1と補強具のみが異なる。その
ため同一部分及び同一作用についてはその説明を割愛す
る。また同一部材については、同一番号を利用して説明
する。補強構造13の補強具7は、図7に示すように剛
性の高い樹脂を素材として形成された樹脂構造物であ
る。
向)からの形状が図7(b)に示すように逆三角形状に
構成されている。すなわち補強具7は、図7(a)に示
すように長手方向の両端側に先細り状に形成された端部
7a,7bを有し、端部7a,7bは、その高さ方向
(図1のZ方向)長さが除々に減る形状である。また補
強具7は、中空パネル2の中空室22内に対して、接着
剤によって取付けられたり、あるいは補強具7に形成さ
れたクリップが中空パネル2の取付部に取付けられるな
どして中空パネル2に装着されている。そして補強具7
の端部7a,7bと中空パネル2の中空壁面との間に
は、図7(b)に示すように空間部70(70a,70
b)が形成されている。
ように長手方向の両端側に向かって除々に大きくなって
いる。すなわち空間部70は、長手方向の端部に向けて
除々に高さ方向に厚くなっている。また補強具7は、外
力が加わりやすいアウタパネル20の上端面(20b)
に対して長手方向に渡って当接、あるいはほとんど隙間
のない状態で配設されている。一方インナパネル21の
下端面(21b)に対しては略中央部分のみが当接、あ
るいはほとんど隙間のない状態で配設されている。
わった場合、補強具7の中央位置において最も中空パネ
ル2が潰れにくく、長軸方向の両端寄りは、中空パネル
2と補強具7とが外力Fによって除々に変形しやすい構
造になっている。したがって補強具3を有する部分と有
さない部分との境界によって生じる応力集中が小さくな
っている。また外力Fによる衝突エネルギーは、中空パ
ネル2の長手方向に分散され、中空パネル2と補強具7
の広い範囲で吸収される。かくして中空パネル2は、全
体としての剛性が向上されている。
形状によって所望形状に構成され得る。そのため補強構
造13の剛性は、容易な構造によって向上されている。
また空間部70a,70bによって補強具7は、その材
料の量を少くすることができる。そのため補強具7を軽
量化にできるとともにコストダウンを図るこのも可能で
ある。
ると、補強具を有する部分と、補強具を有さない部分と
の境目に生じる応力集中が小さい構造であって、その構
造が容易に構成され得る。
た側方断面図であって、補強構造の幅中心位置における
断面図(a)、図(a)のA1−A1線断面図(b)、
図(a)のA2−A2線断面図(c)、及び図(a)の
A3−A3線断面図(d)である。
た下方断面図であって、補強構造の高さ中心位置におけ
る断面図(a)、図(a)のB1−B1線断面図
(b)、図(a)のB2−B2線断面図(c)、及び図
(a)のB3−B3線断面図(d)である。
視図である。
た下方断面図であって、補強構造の高さ中心位置におけ
る断面図である。
と、補強構造のZ方向から見た下方断面図であって、補
強構造の高さ中心位置における断面図(b)である。
と、補強構造のX方向から見た側方断面図であって、補
強構造の幅中心位置における断面図(b)である。
Claims (2)
- 【請求項1】 中空パネルの内部に補強具を装着するこ
とで前記中空パネルを補強した中空パネルの補強構造で
あって、 前記中空パネルと前記補強具との間には、前記中空パネ
ルが外力を受けた際に、前記中空パネルと前記補強具と
の変形を許容する空間部が形成されており、前記空間部
は、前記補強具の長手方向の両端側に向かって除々に大
きくなるように形成されていることを特徴とする中空パ
ネルの補強構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載した中空パネルの補強構
造であって、 補強具は、発泡性基材を外部加熱により発泡させて形成
した発泡体と、前記発泡性基材の発泡方向を規制する規
制部材とを備えて形成されていることを特徴とする中空
パネルの補強構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002113622A JP4252254B2 (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 中空パネルの補強構造 |
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JP (1) | JP4252254B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013086629A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Iida Sangyo Kk | 発泡充填具 |
JP2017505359A (ja) * | 2013-12-13 | 2017-02-16 | シーカ テクノロジー アクチェンゲゼルシャフト | 軽量バッフル又は補強要素、及びそのような軽量バッフル又は補強要素の生産方法 |
-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002113622A patent/JP4252254B2/ja not_active Expired - Fee Related
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