JP2018192939A - 車体下部構造 - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、車両の側方から衝撃荷重が入力した際に、内バルクヘッドからサイドシルの内壁を経てガセットに荷重を伝えることができる。ガセットに伝えられた荷重をフロアクロスメンバに伝え、フロアクロスメンバで荷重を支えることにより、車両の側方から入力した衝撃荷重から床下搭載部品を保護できる。
そこで、上傾斜部から接合座部までビードを車幅方向に延ばした。よって、ビードを屈曲部に対して交差(詳しくは、直交)するように延ばすことができる。これにより、車両の側方から接合部まで入力した衝撃荷重に対して屈曲部をビードで補強できる。
すなわち、車両の側方から接合座部に衝撃荷重が入力した際に、屈曲部が折れ曲がることをビードで抑制できる。これにより、衝撃荷重を接合座部からビードを経て上傾斜部まで伝えることができ、荷重伝達を損なわないようにできる。
よって、フロアクロスメンバおよびガセットにより剛性の高い閉断面が形成される。これにより、車両の側方から入力した衝撃荷重をサイドシルからフロアクロスメンバへ伝達できる。
フロアクロスメンバは、端部メンバ、直線部メンバ、および中央部メンバの3部材に分割されている。よって、例えば、複雑な形状の端部メンバや中央部メンバをドロー成形(絞り加工)し、簡単な形状の直線部メンバをベンド成形(曲げ加工)できる。このように、直線部メンバをベンド成形することにより、フロアクロスメンバの製造費を削減できる。
これにより、第1接合部や第2接合部に締結ブラケットを接合することにより、第1接合部や第2接合部を締結ブラケットで補強することができ、フロアクロスメンバの荷重伝達性能を確保できる。
さらに、フロアクロスメンバの上傾斜部をサイドシルの上部まで下り勾配に延ばし、ガセットをフロアパネルの下面からサイドシルの内壁まで下り勾配に延ばした。これにより、車両の側方から入力した衝撃荷重から床下搭載部品を保護できる。
図1、図2に示すように、車体10は、車体10の下部を構成する車体下部構造12を備えている。車体下部構造12は、左サイドシル14と、右サイドシル15と、フロアパネル16と、フロアクロスメンバユニット17と、左側の外バルクヘッドユニット18と、左側の内バルクヘッドユニット19と、右側の外バルクヘッドユニット21と、右側の内バルクヘッドユニット22と、左側のガセットユニット24と、右側のガセットユニット25とを備えている。
なお、車体下部構造12は、略左右対称な部材で構成されているので、以下、左側の各構成部材について説明して右側の各構成部材の説明を省略する。
左サイドシル14と右サイドシル15との間にフロアパネル16が配置されている。フロアパネル16は、左サイドシル14と右サイドシル15とに架設されている。フロアパネル16の上面16aにフロアクロスメンバユニット17が取り付けられている。フロアクロスメンバユニット17は、第1フロアクロスメンバ34と、第2フロアクロスメンバ35と、第3フロアクロスメンバ36とを備えている。
第2フロアクロスメンバ35は、第1フロアクロスメンバ34の車体後方側に配置されている。第2フロアクロスメンバ35は、左サイドシル14と右サイドシル15とに車幅方向を向いて架設され、第1フロアクロスメンバ34と平行に延出されている。
第3フロアクロスメンバ36は、第2フロアクロスメンバ35の車体後方側に配置されている。第3フロアクロスメンバ36は、左サイドシル14と右サイドシル15とに車幅方向を向いて架設され、第2フロアクロスメンバ35と平行に延出されている。
第1フロアクロスメンバ34、第2フロアクロスメンバ35、および第3フロアクロスメンバ36は、類似部材であり、以下、第2フロアクロスメンバ35について詳しく説明して、第1、第3のフロアクロスメンバ34,36の詳しい説明を省略する。第2フロアクロスメンバ35を、以下、「フロアクロスメンバ35」と略記する。
第1外バルクヘッド51は、第1フロアクロスメンバ34の延長線上に配置されている。第2外バルクヘッド52は、第2フロアクロスメンバ35の延長線上に配置されている。第3外バルクヘッド53は、第3フロアクロスメンバ36の延長線上に配置されている。
第1外バルクヘッド51、第2外バルクヘッド52、および第3外バルクヘッド53は、類似部材であり、以下、第2外バルクヘッド52を「外バルクヘッド52」として詳しく説明し、第1、第3の外バルクヘッド51,53の詳しい説明を省略する。
第1内バルクヘッド55は、第1フロアクロスメンバ34の延長線上に配置されている。第2内バルクヘッド56は、第2フロアクロスメンバ35の延長線上に配置されている。第3内バルクヘッド57は、第3フロアクロスメンバ36の延長線上に配置されている。
第1内バルクヘッド55、第2内バルクヘッド56、および第3内バルクヘッド57は、類似部材であり、以下、第2内バルクヘッド56を「内バルクヘッド56」として詳しく説明し、第1、第3の内バルクヘッド55,57の詳しい説明を省略する。
第1ガセット61は、第1フロアクロスメンバ34のうち、左端部側の傾斜部99の下方に配置されている。第2ガセット62は、第2フロアクロスメンバ35のうち、左端部側の傾斜部107(図4も参照)の下方に配置されている。第3ガセット63は、第3フロアクロスメンバ36のうち、左端部側の傾斜部109の下方に配置されている。
第1ガセット61、第2ガセット62、および第3ガセット63は、類似部材であり、以下、第2ガセット62を「ガセット62」として詳しく説明し、第1ガセット61および第3ガセット63の詳しい説明を省略する。
サイドシルアウタ65は、車幅方向外側に設けられている。サイドシルアウタ65は、外膨出部71と、上フランジ72と、下フランジ73とを有する。外膨出部71は、上フランジ72および下フランジ73から車幅方向外側に膨出されている。外膨出部71の内面に補強部材74が取り付けられている。上フランジ72は、外膨出部71の上端から上方へ張り出されている。下フランジ73は、外膨出部71の下端から下方へ張り出されている。
サイドシルアウタ65とスチフナ67との間に外側空間88が形成されている。また、サイドシルインナ66とスチフナ67との間に内側空間89が形成されている。
側壁84の一端部(スチフナ67から離れた側の端部)が底部85で塞がれている。底部85は矩形状に形成されている。側壁84の他端部(スチフナ67側の端部)には開口部87(図5も参照)が矩形状に開口されている。側壁84の他端部には接合フランジ86が形成されている。
前接合フランジ86aは、前側壁84aの他端部からスチフナ67の外面67cに沿って車体前方へ向けて張り出されている。後接合フランジ86bは、後側壁84bの他端部からスチフナ67の外面67cに沿って車体後方へ向けて張り出されている。上接合フランジ86cは、上側壁84cの他端部からスチフナ67の外面67cに沿って上方へ向けて張り出されている。下接合フランジ86dは、下側壁84dの他端部からスチフナ67の外面67cに沿って下方へ向けて張り出されている。
このように、外バルクヘッド52は、スチフナ67側に開口部87が開口された多角形断面(具体的には、矩形断面)のボックス状(以下、箱状という)に形成されている。
側壁91の一端部(スチフナ67から離れた側の端部)が底部92で塞がれている。底部92は矩形状に形成されている。側壁91の他端部(スチフナ67側の端部)には開口部94が開口されている。内バルクヘッド56の開口部94は、外バルクヘッド52の開口部87と同一形状の矩形状に開口されている。
側壁91の他端部には接合フランジ93が形成されている。
内バルクヘッド56は、外バルクヘッド52の開口部87と同一形状の矩形状にスチフナ67側に開口部94が開口され、多角形断面(実施形態では矩形断面)の箱状に形成されている。
これにより、外バルクヘッド52および内バルクヘッド56は、車幅方向に重ね合された状態でスチフナ67に取り付けられている。さらに、外バルクヘッド52および内バルクヘッド56は、フロアクロスメンバ35に車幅方向において重なるように設けられている。
このように、車両Veの側方から入力した衝撃荷重F1で外バルクヘッド52と内バルクヘッド56とを潰して衝撃エネルギーを吸収できる。
すなわち、パッセンジャシート32やドライバシート31の乗員を衝撃荷重F1から保護できる。
また、スチフナ67に穴部96を形成することにより、スチフナ67を軽量化でき、車体10の軽量化を図ることができる。
フロアパネル16は平坦に形成されている。また、サイドシル上部82にフロアパネル16の左側部16cが取り付けられている。よって、フロアパネル16は、サイドシル上部82と同一高さに配置されている。これにより、乗員の乗降の際に左サイドシル14が邪魔になることがなく乗員の乗降性を良好に確保できる。
メンバ上部101の前辺からメンバ前壁部102がフロアパネル16に向けて下方に張り出されている。メンバ上部101の後辺からメンバ後壁部103がフロアパネル16に向けて下方に張り出されている。メンバ上部101、メンバ前壁部102、およびメンバ後壁部103でフロアクロスメンバ35が断面U字状に形成されている。
メンバ前フランジ104は、メンバ前壁部102の下辺からフロアパネル16の上面16aに沿って車体前方へ張り出されている。メンバ後フランジ105は、メンバ後壁部103の下辺からフロアパネル16の上面16aに沿って車体後方へ張り出されている。
端部メンバ171は、車幅方向左外側に配置され、左サイドシル14から車幅方向内側に延びている。直線部メンバ172は、端部メンバ171の内端部から車幅方向内側に延びている。中央部メンバ173は、直線部メンバ172の内端部から車幅方向内側に延びている。中央部メンバ173は、フロアパネル16のフロアトンネル192に跨るように配置されている。
また、フロアクロスメンバ35には、外締結ブラケット(締結ブラケット)141と、内締結ブラケット(締結ブラケット)142とが備えられている。
第1フロアクロスメンバ34は、第2フロアクロスメンバ35と同様に、車幅方向外側から中央へ向けて順に接合される端部メンバ301、直線部メンバ302、および中央部メンバ303を備えている。また、第1フロアクロスメンバ34には、外締結ブラケット(締結ブラケット)304と、内締結ブラケット(締結ブラケット)305とが備えられている。
また、外締結ブラケット304は、フロアクロスメンバ35の外締結ブラケット141と同様に形成されている。内締結ブラケット305は、フロアクロスメンバ35の内締結ブラケット142と同様に形成されている。
よって、第1フロアクロスメンバ34の端部メンバ301、直線部メンバ302、中央部メンバ303、外締結ブラケット304、および内締結ブラケット305の詳しい説明を省略する。
傾斜部107は、上傾斜部108と、接合座部177と、ビード178とを有する。
上傾斜部108は、傾斜部107の上部を形成する部位である。
接合座部177は、上傾斜部108の外側端部108aから車幅方向外側へ向けて水平に延びてサイドシル上部82に接合されている。
すなわち、接合座部177に衝撃荷重F1が入力した際に、屈曲部179が折れ曲がることをビード178で抑制できる。これにより、衝撃荷重F1を接合座部177からビード178を経て上傾斜部108まで伝えることができ、荷重伝達を損なわないようにできる。
上傾斜部108の外側端部108aは、サイドシル上部82に位置する。接合座部177は、フロアパネル16の左側部16cを介してサイドシル上部82に接合されている。端部メンバ171のメンバ前フランジ104(具体的には、メンバ前フランジ104の端部104a)およびメンバ後フランジ105(具体的には、メンバ後フランジ105の端部105a)は、フロアパネル16の左側部16cに接合されている。
このように、傾斜部107の外端部(すなわち、接合座部177)が、フロアパネル16の左側部16cを介してサイドシル上部82に接合されている。
端部メンバ171は、傾斜部107の外端部が上傾斜部108で塞がれることにより、比較的複雑な形状に形成されている。
底部185は、フロアパネル16に沿って配置され、締結部材133の上部133bにフロアパネル16を介してボルト165、ナット166により締結されている。底部185の外側部から外脚部186が水平部175の上部175a(すなわち、端部メンバ171の内端部171a)まで立ち上げられている。底部185の内側部から内脚部187が直線部メンバ172まで立ち上げられている。底部185、外脚部186および内脚部187で外締結ブラケット141が断面U字状に形成されている。
外締結ブラケット141は、底部185が締結部材133の上部133bにフロアパネル16を介してボルト165、ナット166により締結されている。外締結ブラケット141は、バッテリパック28を支持するため強度の高い部材が使用されている。よって、第1接合部184は外上フランジ188で補強されている。
内脚部187の上端から内上フランジ189が直線部メンバ172の内面に沿って車幅方向内側に延びている。内上フランジ189は、直線部メンバ172に接合されている。
隆起部194は、フロアトンネル192に沿ってU字状に形成されている。すなわち、隆起部194は、比較的複雑な形状に形成されている。
中央部メンバ173の左側端部173aと直線部メンバ172の内端部172bとが重ね合された状態で接合されている。中央部メンバ173の左側端部173aと直線部メンバ172の内端部172bとが接合されることにより、左側端部173aと内端部172bとで第2接合部196が形成されている。第2接合部196には、内締結ブラケット142が接合されている。
底部202は、フロアパネル16に沿って配置され、締結部材133の上部133bにフロアパネル16を介してボルト167、ナット168により締結されている。底部202の外側部から外脚部203が直線部メンバ172まで立ち上げられている。底部202の内側部から内脚部204が中央部メンバ173の上部173bまで立ち上げられている。底部202、外脚部203および内脚部204で内締結ブラケット142が断面U字状に形成されている。
外脚部203の上端から外上フランジ205が直線部メンバ172の内面に沿って車幅方向外側に延びている。外上フランジ205は、直線部メンバ172に接合されている。
一方、直線部メンバ172は、端部メンバ171から中央部メンバ173まで直線状に延びている。よって、直線部メンバ172は、比較的簡単な形状に形成されている。
このように、フロアクロスメンバ35は、端部メンバ171、直線部メンバ172、および中央部メンバ173の3部材に分割されている。よって、例えば、複雑な形状の端部メンバ171や中央部メンバ173をドロー成形(絞り加工)し、簡単な形状の直線部メンバ172をベンド成形(曲げ加工)できる。このように、直線部メンバ172をベンド成形することにより、フロアクロスメンバ35の製造費を削減できる。
よって、第1接合部184に外締結ブラケット141が接合され、第2接合部196に内締結ブラケット142が接合されることにより、第1接合部184が外締結ブラケット141で補強され、第2接合部196が内締結ブラケット142で補強されている。これにより、フロアクロスメンバ35の車幅方向への荷重伝達性能を確保でき、車両Veの側方から入力した衝撃荷重F1をフロアクロスメンバ35で良好に支えることができる。
上傾斜部108、メンバ前壁部102、およびメンバ後壁部103で傾斜部107がU字状に形成されている。
ガセット62は、ガセット傾斜部111と、ガセット前壁部112と、ガセット後壁部113と、ガセットフランジ114〜118とを有する。ガセット傾斜部111は、平面視矩形状に形成されている。ガセット傾斜部111は、フロアパネル16の下面16bからサイドシル内壁81まで車幅方向外側へ向けて下り勾配に延ばされている。
ガセット前壁部112は、ガセット傾斜部111の前辺からフロアパネル16の左側部16cまで延出されている。ガセット後壁部113は、ガセット傾斜部111の後辺からフロアパネル16の左側部16cまで延出されている。
ガセット傾斜部111の下辺111aからガセットフランジ114が張り出されている。ガセット前壁部112の側辺112aおよび上辺112bからガセットフランジ115,116がそれぞれ張り出されている。ガセット後壁部113の側辺113aおよび上辺113bからガセットフランジ117,118がそれぞれ張り出されている。
ガセット前壁部112の側辺112aから張り出されたガセットフランジ115は、サイドシル内壁81に接合されている。ガセット後壁部113の側辺113aから張り出されたガセットフランジ117は、サイドシル内壁81に接合されている。
ガセット前壁部112の上辺112bから張り出されたガセットフランジ116は、フロアパネル16の下面16bに接合されている。ガセット後壁部113の上辺113bから張り出されたガセットフランジ118は、フロアパネル16の下面16bに接合されている。
また、フロアクロスメンバ35の傾斜部107は、上傾斜部108、メンバ前壁部102、および後壁部メンバ103でU字状に形成されている。傾斜部107は、メンバ前フランジ104およびメンバ後フランジ105がフロアパネル16に接合されている。
メンバ前フランジ104は、ガセットフランジ116にフロアパネル16の左側部16cを介して接合されている。メンバ後フランジ105は、ガセットフランジ118にフロアパネル16の左側部16cを介して接合されている。
すなわち、フロアクロスメンバ35およびガセット62は、フロアパネル16が介在された状態で接合されている。
よって、フロアクロスメンバ35およびガセット62により剛性の高い閉断面が形成されている。これにより、車両Veの側方から入力した衝撃荷重F1を左サイドシル14(図5参照)からフロアクロスメンバ35へ伝達できる。
ケース壁部124は、前壁と、後壁と、左側壁124aと、右側壁とを有する。前壁と、後壁と、左側壁124aと、右側壁とにより、ケース壁部124が矩形枠状に形成されている。
バッテリケース121の内部(すなわち、バッテリパック28の内部129)にはバッテリクロスメンバ131が設けられている。バッテリクロスメンバ131は、バッテリパック28の内部129において車幅方向に延びている。バッテリクロスメンバ131は左端部にフランジ131aを有する。フランジ131aは、ケース壁部124の左側壁124aに接合されている。
また、バッテリクロスメンバ131には、複数の締結部材133の下取付部133aがボルト、ナットで車幅方向に間隔をおいて取り付けられている。バッテリケース121の内部にバッテリ123が収容されている。
リッド壁部135は、前壁と、後壁と、左側壁135aと、右側壁とを有する。前壁と、後壁と、左側壁135aと、右側壁とにより、リッド壁部135が矩形枠状に形成されている。すなわち、リッド壁部135は、ケース壁部124と同様に形成されている。
リッド壁部135は、上端部がリッド頂部136で塞がれ、下端部に開口部138が形成されている。リッド壁部135の開口部138の全周からリッド122の外側にリッドフランジ137が張り出されている。
ケース壁部124の左側壁124a(バッテリパック28の外周)にはバッテリパックフレーム29が取り付けられている。バッテリパックフレーム29は、断面L字形に形成されている。バッテリパックフレーム29は、固定部143と、フレーム本体144とを備えている。
フレーム本体144は、固定部143からサイドシル内壁81に向けて立ち上げられ、サイドシル内壁81を介して内バルクヘッド56に対向するように配置されている。
フレーム本体144の内壁部146は、ケース壁部124の左側壁124aに沿って接合されている。さらに、内壁部146は、左側壁124aを介してバッテリクロスメンバ131のフランジ131aにも接合されている。すなわち、フレーム本体144がバッテリクロスメンバ131に接合されている。
下フランジ151は、バッテリケース121のケース底部125に沿って接合されている。フレーム本体144の内部にバルクヘッド152が取り付けられている。
固定部143の内部161にカラー162が介在され、カラー162にボルト163が貫通されている。ボルト163、ナット164で固定部143がサイドシル下部83に取り付けられている。
また、バッテリクロスメンバ131で荷重F4、荷重F5を支えることにより、固定部143やフレーム本体144(すなわち、バッテリパックフレーム29)を潰すことができる。これにより、衝撃エネルギーを一層良好に吸収でき、バッテリ123を衝撃荷重F1から保護できる。
図16に示すように、車両Veの側方から左サイドシル14に衝撃荷重F6が入力する。左サイドシル14に入力した衝撃荷重F6で左サイドシル14のサイドシルアウタ65の外膨出部71が車幅方向内側に変形する。外膨出部71が変形して、外バルクヘッド52の底部85に当接する。
これにより、外バルクヘッド52の底部85に外膨出部71当接することにより、外バルクヘッド52の側壁84の全域(すなわち、全周)に衝撃荷重F6が伝えられる。また、内バルクヘッド56の側壁91の全域(すなわち、全周)に衝撃荷重F6が伝えられる。
衝撃荷重F6により、外バルクヘッド52の側壁84の全周や、内バルクヘッド56の側壁91の全周が衝撃荷重F6で座屈により潰れて衝撃エネルギーを吸収する。
さらに、荷重F8および荷重F9をバッテリクロスメンバ131で支えることにより、固定部143やフレーム本体144(すなわち、バッテリパックフレーム29)を潰すことができる。よって、荷重F8および荷重F9をバッテリパックフレーム29で良好に吸収できる。
これにより、バッテリパック28の内部129に収容されたバッテリ123を衝撃荷重F6から保護できる。
例えば、前記実施形態では、床下搭載部品(すなわち、車載部品)としてバッテリパック28を例示したがこれに限らない。その他の例として、燃料タンクや燃料電池スタック(fuel cell stack)などを床下搭載部品とすることも可能である。
10……車体
10a…左側部(車両の両側部の一方)
10b…右側部(車両の両側部の他方)
12……車体下部構造
14,15…左右のサイドシル(サイドシル)
16……フロアパネル
16a…フロアパネルの上面
16b…フロアパネルの下面
28……バッテリパック(床下搭載部品)
31……ドライバシート(シート)
32……パッセンジャシート(シート)
34〜36…第1〜第3のフロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)
51〜53…第1〜第3の外バルクヘッド(バルクヘッド)
55〜57…第1〜第3の内バルクヘッド(バルクヘッド)
61〜63
…第1〜第3のガセット(ガセット)
81……サイドシル内壁(サイドシルの内壁)
81a…バルクヘッドに対向する部位
82……サイドシル上部(サイドシルの上部)
88……外側空間(サイドシルの内部)
89……内側空間(サイドシルの内部)
101…メンバ上部
102…メンバ前壁部
103…メンバ後壁部
107…傾斜部
108…上傾斜部
111…ガセット傾斜部
112…ガセット前壁部
113…ガセット後壁部
141…外締結ブラケット(締結ブラケット)
142…内締結ブラケット(締結ブラケット)
171,301…端部メンバ
172,302…直線部メンバ
173,303…中央部メンバ
177…接合座部
178…ビード
184…第1接合部
196…第2接合部
Claims (6)
- 車両の両側部のサイドシル間に配置されて各サイドシルの上部に架設されたフロアパネルを備えた車体下部構造において、
前記フロアパネルの上面に設けられて車幅方向に延び、前記サイドシル間に架設されて前記サイドシルの上部より上方に位置するメンバ上部を有するフロアクロスメンバと、
前記フロアクロスメンバの下方に配置され、前記サイドシルの内壁と前記フロアパネルの下面とに架設され、前記下面から前記内壁まで車幅方向外側へ向けて下り勾配に延びるガセットと、を備え、
前記メンバ上部は、前記サイドシルの上部まで車幅方向外側に向けて下り勾配に延びる上傾斜部を有する、
ことを特徴とする車体下部構造。 - 前記フロアクロスメンバは、
前記上傾斜部から車幅方向外側へ向けて延びて、前記サイドシルの上部に接合される接合座部と、
前記上傾斜部から前記接合座部まで車幅方向に延びて、上方に隆起するビードと、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の車体下部構造。 - 前記フロアクロスメンバは、
前記上傾斜部、前記上傾斜部の前辺から前記フロアパネルまで延びるメンバ前壁部、および前記上傾斜部の後辺から前記フロアパネルまで延びるメンバ後壁部でU字状に形成され、
前記ガセットは、
前記下面から前記内壁まで車幅方向外側へ向けて下り勾配に延びるガセット傾斜部、前記ガセット傾斜部の前辺から前記フロアパネルまで延びるガセット前壁部、および記前ガセット傾斜部の後辺から前記フロアパネルまで延びるガセット後壁部でU字状に形成され、
前記フロアクロスメンバおよび前記ガセットは、前記フロアパネルが介在された状態で接合されている、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車体下部構造。 - 前記サイドシルの内部に設けられて前記内壁に対向するバルクヘッドを備え、
前記内壁のうち前記バルクヘッドに対向する部位に前記ガセットが取り付けられている、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車体下部構造。 - 前記フロアクロスメンバは、車体前後方向に間隔をおいて少なくとも一対設けられ、
一対のフロアクロスメンバにシートが取り付けられた、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車体下部構造。 - 前記フロアクロスメンバは、
車幅方向外側から中央へ向けて順に接合される端部メンバ、直線部メンバ、および中央部メンバを備え、
前記端部メンバと前記直線部メンバとの第1接合部、および前記直線部メンバと前記中央部メンバとの第2接合部は、前記フロアパネルの下方に配置された床下搭載部品が連結される締結ブラケットに接合される、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車体下部構造。
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