JP2010120525A - 車体下部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両側面衝突時にBピラーの車室内側方向の倒れや、クロスメンバの折れを防止又は抑制する。
【解決手段】Bピラー20とロッカ12との結合部の車幅方向内側には補強部材34が設けられており、補強部材34はロッカインナ16の車幅方向内側縦壁部16Aの車幅内側方向に間隔を開けて位置する縦壁部34Aと、ロッカインナ16の上壁部16Bの上方に間隔を開けて位置する上壁部34Bと、を備えている。また、補強部材34の縦壁部34Aにフロアクロスメンバ54が結合されており、補強部材34の上壁部34B、前壁部34F及び後壁部34Gにはクラッシュビード38、40が形成されている。このため、車両側面衝突時にBピラー20に作用する衝突荷重を補強部材34が受け、補強部材34が潰れることで、Bピラー20の車室内側方向の倒れや、クロスメンバ54の折れを防止又は抑制できるようになっている。
【選択図】図1

Description

本発明は車体下部構造に係り、特に、ロッカとBピラーとの結合部にクロスメンバを結合した自動車等の車両の車体下部構造に関する。
下記特許文献1には、ロッカとBピラーとの結合部にクロスメンバを結合した自動車等の車両の車体下部構造が開示されている。具体的には、ロッカ(サイドシルともいう)とBピラー(センターピラーともいう)との結合部にクロスメンバが結合されており、Bピラーとクロスメンバとを補強部材で繋いだことを特徴としている。
特開平6−166384号公報
しかしながら、上記先行技術による場合、補強部材によって、Bピラーとフロアパネルとの結合剛性を高める対策はなされているものの、車両の側面衝突時(他車両のバンパやポール等との側面衝突時)のような車体側方からの荷重に対する対策はなされていない。従って、この点において、上記先行技術は改良の余地がある。
特に、クロスメンバに対して車両上方へオフセットした位置において、前記側面衝突時の荷重がBピラーに作用した場合には、Bピラーの車室内側方向の倒れや、クロスメンバの折れを防止又は抑制する構造とすることが好ましい。
本発明は上記事実を考慮し、車両側面衝突時にBピラーの車室内側方向の倒れや、クロスメンバの折れを防止又は抑制することができる車体下部構造を提供することが目的である。
請求項1記載の本発明の車体下部構造は、車室の車幅方向両端下部に車体前後方向を長手方向として配設された左右一対のロッカと、車室の車幅方向両側部に車体上下方向を長手方向として配設され、下端部が前記左右一対のロッカに結合されると共に、車幅方向外側部を構成するピラーアウタ部材と車幅方向内側部を構成するピラーインナ部材とを備えた左右一対のBピラーと、開口部を車幅方向外側へ向けた箱形状とされ、前記左右一対のBピラーと前記左右一対のロッカとの各結合部の車幅方向内側に設けられると共に、前記箱形状の外周縁部に形成した接合部が前記ロッカと前記ピラーアウタ部材とに結合され、且つ前記ロッカの車幅方向内側壁部の車幅内側方向に間隔を開けて位置する縦壁部と、前記ロッカの上壁部の上方に間隔を開けて位置すると共にクラッシュビードを設けた上壁部と、を備えた左右一対の補強部材と、車室の下部に車幅方向を長手方向として配設され、車幅方向両端部が前記左右一対の補強部材に結合されたクロスメンバと、を有し、前記ロッカの車幅方向内側部に車幅方向内側に向かって接合凸部が突出されており、該接合凸部は、前記補強部材における前記クロスメンバとの車体前方側結合部と車体後方側結合部との間に、前記車体前方側結合部と前記車体後方側結合部とに車体側面視において重ならない状態で結合されている。
従って、開口部を車幅方向外側へ向けた箱形状とされた補強部材の車幅方向に沿った図心がロッカの車幅方向に沿った図心に対して車両上方にオフセットしている。この結果、車両側面衝突時に、衝突荷重がピラーに作用した場合には、この衝突荷重を補強部材で車室内側から支持することで、ピラーの車室内側方向の倒れを防止又は抑制することができる。
また、車両側面衝突時に、補強部材がクラッシュビードを起点に車幅方向に対して圧縮変形する。このため、車両側面衝突時の初期における衝突エネルギー吸収量を増加させることができる。この結果、車両側面衝突時にピラー及びロッカの車室内側方向への変形ストロークを小さくできる。更に、ロッカの接合凸部が補強部材におけるクロスメンバとの車体前方側結合部と車体後方側結合部との間に、これらの車体前方側結合部と車体後方側結合部とに車体側面視において重ならない状態で結合されている。このため、車両側面衝突時に、補強部材とクロスメンバとの結合部を変形をさせ、モーメントが補強部材からクロスメンバに伝達され難くすることで、クロスメンバの折れを防止又は抑制することができる。
以上説明したように、請求項1記載の本発明の車体下部構造は、車両側面衝突時にピラーの車室内側方向の倒れや、クロスメンバの折れを防止又は抑制することができる。
[実施形態]
以下、図1〜図4を用いて、本発明に係る車体下部構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印UPは車体上方方向を示し、矢印FRは車体前方方向を示し、矢印INは車幅内側方向を示している。
図1には、本実施形態の車体下部構造が車体前方斜め上方から見た斜視図で示されており、図2には、本実施形態の車体下部構造が車体前方斜め上方から見た分解斜視図で示されている。なお、図1及び図2では車体右側のみを示しており、図中のXはスポット溶接の結合点を示している。
図1に示すように、自動車車体における車室10の車幅方向両端下部には、それぞれ車体前後方向を長手方向として左右一対のロッカ12が配置されている。これらのロッカ12は、ロッカ12の車幅方向外側を構成するロッカアウタリインフォースメント14と、ロッカ12の車幅方向内側を構成するロッカインナ16と、を備えている。
車室10の車幅方向両側部における前後方向中間部には、左右一対の車室前方側から2番目のピラーとしてのBピラー20(センターピラーともいう)が車体上下方向を長手方向として配設されており、Bピラー20の下端部がロッカ12に結合されている。また、Bピラー20は、Bピラー20の車幅方向外側部を構成するピラーアウタ部材としてのピラーアウタリインフォースメント22と、Bピラー20の車幅方向内側部を構成するピラーインナ部材としてのピラーインナパネル24とを備えている。
図3には図1の3−3断面線に沿った拡大断面図が示されており、図4には図3の4−4断面線に沿った断面図が示されている。
図3に示すように、ピラーアウタリインフォースメント22とロッカアウタリインフォースメント14との車幅方向外側には、サイメンアウタパネル28が設けられている。また、ロッカアウタリインフォースメント14の車体前後方向から見た断面形状は、車幅方向外側壁部14Aと、車幅方向外側壁部14Aの下端から車幅方向内側に向かって延びる下壁部14Bを有するL字状となっている。また、車幅方向外側壁部14Aの上端縁部は車体上方へ延びるフランジ14Cが形成されており、下壁部14Bの車幅方向内側縁部には、車体下方へ向かってフランジ14Dが形成されている。
一方、ロッカインナ16の車体前後方向から見た断面形状は、車幅方向内側壁部16Aと、車幅方向内側壁部16Aの上端から車幅方向外側に向かって延びる上壁部16Bと、車幅方向内側壁部16Aの下端から車幅方向外側に向かって延びる下壁部16Cと、を有する略コ字状となっている。また、ロッカインナ16の上壁部16Bの車幅方向外側縁部には、車体上方へ向かってフランジ16Dが形成されており、ロッカインナ16の下壁部16Cの車幅方向外側縁部には、車体下方へ向かってフランジ16Eが形成されている。
ロッカインナ16のフランジ16Dは、ロッカアウタリインフォースメント14のフランジ14Cに結合されており、ロッカインナ16のフランジ16Eはロッカアウタリインフォースメント14のフランジ14Dに結合されている。従って、ロッカアウタリインフォースメント14とロッカインナ16とで、車体前後方向に延びる閉断面構造18を形成している。
また、ピラーアウタリインフォースメント22の下端部22Aは、ロッカアウタリインフォースメント14の車幅方向外側壁部14Aの上下方向中間部に結合されており、サイメンアウタパネル28の下端部28Aは、ロッカアウタリインフォースメント14のフランジ14Dに結合されている。
図1に示すように、ピラーアウタリインフォースメント22の車体上下方向から見た断面形状は、車幅方向外側壁部22Aと、車幅方向外側壁部22Aの前端から車幅方向内側前方に向かって延びる前壁部22Bと、車幅方向外側壁部22Aの後端から車幅方向内側後方に向かって延びる後壁部22Cと、を有する略コ字状となっている。また、ピラーアウタリインフォースメント22の前壁部22Bの車幅方向内側縁部には、車体前方へ向かってフランジ22Dが形成されており、ピラーアウタリインフォースメント22の後壁部22Cの車幅方向内側縁部には、車体後方へ向かってフランジ22Eが形成されている。
一方、ピラーインナパネル24の車体上下方向から見た断面形状は、車幅方向内側壁部24Aと、車幅方向内側壁部24Aの前端から車幅方向外側前方に向かって延びる前壁部24Bと、車幅方向内側壁部24Aの後端から車幅方向外側後方に向かって延びる後壁部24Cと、を有する略コ字状となっている。また、ピラーインナパネル24の前壁部24Bの車幅方向外側縁部には、車体前方へ向かってフランジ24Dが形成されており、ピラーインナパネル24の後壁部24Cの車幅方向外側縁部には、車体後方へ向かってフランジ24Eが形成されている。
ピラーアウタリインフォースメント22のフランジ22Dはピラーインナパネル24のフランジ24Dに結合されており、ピラーアウタリインフォースメント22のフランジ22Eはピラーインナパネル24のフランジ24Eに結合されている。従って、ピラーアウタリインフォースメント22とピラーインナパネル24とで車体上下方向に延びる閉断面構造30を形成している。
また、Bピラー20とロッカ12との結合部の車幅方向内側には補強部材34が設けられており、この補強部材34は開口部を車幅方向外側へ向けた箱形状とされている。
図3に示すように、補強部材34はロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aの車幅内側方向に間隔を開けて位置する縦壁部34Aと、ロッカインナ16の上壁部16Bの上方に間隔を開けて位置する上壁部34Bと、を備えている。また、上壁部34Bの車幅方向外側端には車体上方に向かって結合部としてのフランジ34Cが形成されており、このフランジ34Cは、ピラーアウタリインフォースメント22に結合されている。また、縦壁部34Aの下端からは車幅方向外側に向かって下壁部34Dが形成されていると共に、下壁部34Dの車幅方向外側縁部34Eは結合部となっており、ロッカインナ16の下壁部16Cに結合されている。さらに、補強部材34の上壁部34Bには、車体前後方向に沿ったクラッシュビード38が車幅方向に間隔を開けて複数本形成されている。
図2に示すように、補強部材34の前壁部34Fにも車体上下方向に沿ったクラッシュビード40が車幅方向に間隔を開けて複数本形成されている。また、これらのクラッシュビード40の上端はクラッシュビード38の前端に連結されている。
図3に示すように、補強部材34の後壁部34Gにも車体上下方向に沿ったクラッシュビード40が車幅方向に間隔を開けて複数本形成されている。また、これらのクラッシュビード40の上端はクラッシュビード38の後端に連結されている。
従って、図3に示すように、補強部材34に作用する車幅方向に沿った圧縮荷重F2によって、補強部材34がラッシュビード38、40を起点に車幅方向外側から車幅方向内側に向かって潰れるようになっている。このため、車両側面衝突の初期に補強部材34が潰れることで、Bピラー20の車幅内側方向へのストロークに対する衝突エネルギーの吸収量が増加し、Bピラー20の車室内側方向へ変形量を低減できるようになっている。即ち、Bピラー20の車室10への侵入量を抑制できるようになっている。
図1に示すように、補強部材34の前壁部34Fの車幅方向外側端には車体前方へ向かって結合部としてのフランジ34Hが形成されている。このフランジ34Hの上部はピラーアウタリインフォースメント22に結合されており、フランジ34Hの下部はロッカインナ16のフランジ16Dに結合されている。また、補強部材34の前壁部34Fにおけるロッカインナ16の上壁部16Bと対応する部位には、車体前方へ向かって結合部としてのフランジ34Jが形成されており、このフランジ34Jはロッカインナ16の上壁部16Bに結合されている。
図3に示すように、補強部材34の後壁部34Gの車幅方向外側端には車体後方へ向かって結合部としてのフランジ34Kが形成されている。このフランジ34Kの上部はピラーアウタリインフォースメント22に結合されており、フランジ34Kの下部はロッカインナ16のフランジ16Dに結合されている。また、補強部材34の後壁部34Gにおけるロッカインナ16の上壁部16Bと対応する部位には、車体後方へ向かって結合部としてのフランジ34Lが形成されており、このフランジ34Lはロッカインナ16の上壁部16Bに結合されている。
図1に示すように、補強部材34の前壁部34Fにおけるロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aと対応する部位には、車体前方へ向かって結合部としてのフランジ34Mが形成されており、このフランジ34Mはロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aに結合されている。
図3に示すように、補強部材34の後壁部34Gにおけるロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aと対応する部位には、車体後方へ向かってフランジ34Nが形成されており、このフランジ34Nはロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aに結合されている。
従って、図3に示すように、Bピラー20の下部に車幅方向外側から車幅方向内側に向かって作用する車両側面衝突時の衝突荷重F1を補強部材34によって受けることができるようになっている。このため、Bピラー20に発生する車室内側方向へのモーメントM1を低下させることができ、Bピラー20の車室内側方向への倒れ、及びロッカ12の車室内側方向(図3の矢印A方向)への捩れを抑制できるようになっている。
図1に示すように、フロアパネル50の車幅方向両端には、上方へ向かってフランジ50Aが形成されており、図4に示すように、このフランジ50Aは、ロッカインナ16の車幅方向内側壁部16A及び補強部材34の縦壁部34A、前壁部34F、後壁部34G、フランジ34M、フランジ34Lに結合されている。
また、車室10の下部における左右一対の補強部材34の間には、フロアクロスメンバ54が車幅方向を長手方向として配設されており、フロアクロスメンバ54の車幅方向両端部が補強部材34に結合されている。
図1に示すように、フロアクロスメンバ54の車幅方向から見た断面形状は、開口部を車体下方側に向けたハット断面形状とされており、上壁部54Aの前端から車体下方に向かって前壁部54Bが形成され、上壁部54Aの後端から車体下方に向かって後壁部54Cが形成されている。また、フロアクロスメンバ54の上壁部54Aの車幅方向外側端には、上方に向かってフランジ54Dが形成されている。さらに、フロアクロスメンバ54の前壁部54Bの車幅方向外側端には、前方に向かってフランジ54Eが形成されており、フロアクロスメンバ54の後壁部54Cの車幅方向外側端には、後方に向かってフランジ54Fが形成されている。これらのフランジ54D、54E、54Fは補強部材34の縦壁部34Aに結合されていると共に、フロアクロスメンバ54のフランジ54Eの下部とフランジ54Fの下部は、フロアパネル50のフランジ50Aを挟んで補強部材34の縦壁部34Aに結合されている。
フロアクロスメンバ54の前壁部54Bの下端には車体前方に向かってフランジ54Gが形成されており、フロアクロスメンバ54の後壁部54Cの下端には車体後方に向かってフランジ54Hが形成されている。これのフランジ54G、54Hはフロアパネル50の上面50Bに結合されている。従って、フロアクロスメンバ54はフロアパネル50とで、車幅方向に延びる閉断面構造55を形成している。
図2に示すように、ロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aには、結合凸部58が車幅方向内側に向かって突出形成されている。この結合凸部58は車両側面視で矩形状となっており、矩形の頂部58Aの外周部に形成した4つの傾斜面58Bがロッカインナ16の車幅方向内側壁部16Aの一般面に繋がっている。
図4に示すように、結合凸部58の頂部58Aは、補強部材34におけるフロアクロスメンバ54の車体前方側結合部(フランジ54E)と車体後方側結合部(フランジ54F)との間に、車体前方側結合部と車体後方側結合部とに車体側面視において重ならない状態で結合されている。
より具体的に説明すると、フロアクロスメンバ54のフランジ54E(前壁部54B)とフランジ54F(後壁部54C)との間となる部位の車幅方向外側への延長範囲内で、結合凸部58の頂部58Aが補強部材34の縦壁部34Aに結合されている。即ち、フロアクロスメンバ54のフランジ54E(前壁部54B)と、結合凸部58の頂部58Aとは車体前後方向に距離L1だけオフセットしており、フロアクロスメンバ54のフランジ54F(後壁部54C)と、結合凸部58の矩形の頂部58Aとは車体前後方向に距離L1だけオフセットしている。
従って、ロッカ12に作用する車両側面衝突時の衝突荷重F1を、結合凸部58と補強部材34の縦壁部34Aとを介してフロアクロスメンバ54に伝達できるようになっている。一方、補強部材34の縦壁部34Aと、フロアクロスメンバ54のフランジ54E及びフランジ54Fとの結合部においては、それぞれ車幅方向外側に結合凸部58が存在しないことで変形し易くしなっているため、これらの接合部を介して、図3に矢印で示すモーメントM1が補強部材34からフロアクロスメンバ54に伝達され難くなっている。
図1に示すように、ピラーインナパネル24の車幅方向内側壁部24Aにおける下端部の前後方向中央部には、車体下方へ突出した取付部24Fが形成されている。この取付部24Fには、ベルトアンカリインフォースメント60の上端部60Aが、ボルト等の締結部材62によって固定されている。一方、ベルトアンカリインフォースメント60の下端部60Bは、補強部材34の上壁部34Bにおける車幅方向内側部の車体前後方向中央部に、ボルト等の締結部材64によって固定されている。
図3に示すように、ベルトアンカリインフォースメント60の上下方向中間部60Cの車幅方向外側面には、二点鎖線で示すシートベルトアンカ66が取付けられている。
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
上記構成の車体下部構造が適用された自動車車体では、例えば、図3に示すように、衝突車体のバンパ部Kが、Bピラー20の下部に衝突する場合に、バンパ部Kの衝突方向に沿った図心K1と、補強部材34の車幅方向に沿った図心S1との上下方向のオフセット(ズレ)Y1が、バンパ部Kの図心K1とロッカ12の車幅方向に沿った図心S2との上下方向のオフセット(ズレ)Y2に比べて小さくなる(Y1<Y2)。
このため、Bピラー20の下部に車幅方向外側から車幅方向内側に向かって作用する車両側面衝突時の衝突荷重F1を補強部材34によって受けることで、Bピラー20に発生する車室内側方向へのモーメントM1を低下させることができる。このため、Bピラー20の車室内側方向の倒れを防止又は抑制することができる。
一方、補強部材34に作用する車幅方向に沿った圧縮荷重F2は増加するが、本実施形態では、補強部材34の上壁部34Bにクラッシュビード38が形成されていると共に、補強部材34の前壁部34Fと後壁部34Gにもクラッシュビード40が形成されている。このため、補強部材34に作用する車幅方向に沿った圧縮荷重F2によって、補強部材34が車幅方向外側から車幅方向内側に向かって潰れる。この結果、車両側面衝突の初期に補強部材34が潰れることで、Bピラー20及びロッカ12の車幅内側方向へのストロークに対する衝突エネルギーの吸収量が増加する。よって、Bピラー20及びロッカの車室内側方向へ変形量を低減でき、Bピラー20及びロッカの車室10内への侵入量を抑制できる。
また、本実施形態では、図4に示すように、フロアクロスメンバ54のフランジ54E(前壁部54B)と、結合凸部58の頂部58Aとは車体前後方向に距離L1だけオフセットしており、フロアクロスメンバ54のフランジ54F(後壁部54C)と、結合凸部58の矩形の頂部58Aとは車体前後方向に距離L1だけオフセットしている。このため、ロッカ12に作用する車両衝突時の衝突荷重F1を結合凸部58と、補強部材34の縦壁部34Aを介してフロアクロスメンバ54に伝達できる。一方、補強部材34の縦壁部34Aと、フロアクロスメンバ54のフランジ54E及びフランジ54Fとの結合部においては、それぞれ車幅方向外側に結合凸部58が存在しない。このため、車両衝突時にこれらの結合部が変形することで、図3に示すモーメントM1が、補強部材34からフロアクロスメンバ54に伝達され難くすることができる。この結果、モーメントM1によるフロアクロスメンバ54の折れを防止又は抑制することができる。
[上記各実施形態の補足説明]
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
本発明の一実施形態に係る車体下部構造を示す車両斜め前方外側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車体下部構造を示す車両斜め前方外側から見た分解斜視図である。 図1の3−3断面線に沿った断面図である。 図3の4−4断面線に沿った断面図である。
符号の説明
10 車室
12 ロッカ
14 ロッカアウタリインフォースメント
16 ロッカインナ
20 Bピラー
22 ピラーアウタリインフォースメント(ピラーアウタ部材)
24 ピラーインナパネル(ピラーインナ部材)
28 サイメンアウタパネル
34 補強部材
38 クラッシュビード
40 クラッシュビード
50 フロアパネル
54 フロアクロスメンバ(クロスメンバ)
58 結合凸部

Claims (1)

  1. 車室の車幅方向両端下部に車体前後方向を長手方向として配設された左右一対のロッカと、
    車室の車幅方向両側部に車体上下方向を長手方向として配設され、下端部が前記左右一対のロッカに結合されると共に、車幅方向外側部を構成するピラーアウタ部材と車幅方向内側部を構成するピラーインナ部材とを備えた左右一対のBピラーと、
    開口部を車幅方向外側へ向けた箱形状とされ、前記左右一対のBピラーと前記左右一対のロッカとの各結合部の車幅方向内側に設けられると共に、前記箱形状の外周縁部に形成した接合部が前記ロッカと前記ピラーアウタ部材とに結合され、且つ前記ロッカの車幅方向内側壁部の車幅内側方向に間隔を開けて位置する縦壁部と、前記ロッカの上壁部の上方に間隔を開けて位置すると共にクラッシュビードを設けた上壁部と、を備えた左右一対の補強部材と、
    車室の下部に車幅方向を長手方向として配設され、車幅方向両端部が前記左右一対の補強部材に結合されたクロスメンバと、
    を有し、前記ロッカの車幅方向内側部に車幅方向内側に向かって接合凸部が突出されており、該接合凸部は、前記補強部材における前記クロスメンバとの車体前方側結合部と車体後方側結合部との間に、前記車体前方側結合部と前記車体後方側結合部とに車体側面視において重ならない状態で結合されている車体下部構造。
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