JP3171024B2 - 自動車の車体上部乗員保護構造 - Google Patents

自動車の車体上部乗員保護構造

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JP3171024B2
JP3171024B2 JP24964294A JP24964294A JP3171024B2 JP 3171024 B2 JP3171024 B2 JP 3171024B2 JP 24964294 A JP24964294 A JP 24964294A JP 24964294 A JP24964294 A JP 24964294A JP 3171024 B2 JP3171024 B2 JP 3171024B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の車体上部乗員
保護構造に関し、特に、ピラー及びルーフレールを有す
る自動車の車体上部乗員保護構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の車体上部乗員保護構造に
おいては、ピラー及びルーフレールの車幅方向内側を樹
脂材からなるガーニッシュで被覆したものがあり、その
一例が特願平6−62126号に記載されている。
【0003】図7に示される如く、この自動車の車体上
部乗員保護構造では、ルーフサイドレール70が、アウ
タパネル72と、アウタパネル72から車室内方へ間隔
74をおいて配置されるインナパネル74と、アウタパ
ネル72の板厚及びインナパネル74の板厚より薄い板
厚を有し、インナパネル74の車室内方へ間隔をおいて
配置されるエネルギ吸収パネル76と、を備え、アウタ
パネル72、インナパネル74及びエネルギ吸収パネル
76それぞれのフランジ部72A、74A、76A及び
フランジ部72B、74B、76Bを重ね合わせて接合
し長手方向と直交する仮想面で切断した断面を閉断面と
しており、乗員との圧接によりガーニッシュ78が弾性
変形すると、エネルギ吸収パネル76も塑性変形してエ
ネルギを吸収する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この自
動車の車体上部乗員保護構造では、エネルギ吸収パネル
76が断面ハット形状とされており、開口端部に形成さ
れたフランジ部76A、76Bが、インナパネル74の
フランジ部74A、74Bに固定されている。従って、
所定の荷重の立ち上がり特性を得るためには、エネルギ
吸収パネル76の一般面76Cの両端に形成された一対
の側面部76D、76Eの剛性を確保する必要がある。
このため、エネルギ吸収パネル76の板厚が厚くなり、
重量が増加するという不具合がある。
【0005】本発明は上記事実を考慮し、重量増加を招
くこと無く所定の荷重の立ち上がり特性が得られる自動
車の車体上部乗員保護構造を提供することが目的であ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、ピラー及びルーフレールを有する自動車の車体上部
乗員保護構造であって、前記ピラー及びルーフレール
は、アウタパネルと、該アウタパネルから車室内方へ間
隔をおいて配置され一般面の両端に対向する一対の側面
部を備えるインナパネルと、前記アウタパネルの板厚及
び前記インナパネルの板厚より薄い板厚を有し前記イン
ナパネルの車室内方へ間隔をおいて配置されるとともに
乗員の頭部から荷重を受ける受圧部の両端に対向する一
対の側面部が形成され、これら一対の側面部が前記イン
ナパネルの一対の側壁部にそれぞれ固定されたエネルギ
吸収パネルと、を備え、前記アウタパネル及び前記イン
ナパネルそれぞれのフランジ部を重ね合わせて接合し長
手方向と直交する仮想面で切断した断面を閉断面とした
ことを特徴としている。
【0007】請求項2記載の本発明は、請求項1記載の
本発明において、前記エネルギ吸収パネルの側面部を前
記インナパネルの側面部の一般面近傍に固定したことを
特徴としている。
【0008】請求項3記載の本発明は、請求項1記載の
本発明において、前記インナパネルの一般面を乗員の頭
部位置方向に対して略直角になるように設定するととも
に、前記エネルギ吸収パネルの受圧部を頭部位置方向を
頂部とし頭部位置方向に対して所定の角度で傾斜した傾
斜面を有する形状としたことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1記載の自動車の車体上部乗員保護構造
では、エネルギ吸収パネルの受圧部に所定値以上の荷重
が加わると、エネルギ吸収パネルが車室外側へ変形して
荷重によるエネルギを吸収する。また、エネルギ吸収パ
ネルの一対の側壁部をインナパネルの一対の側壁部にそ
れぞれ固定したので、エネルギ吸収パネルのフランジ部
をインナパネルのフランジ部に固定する構成と比べ、エ
ネルギ吸収パネルの一対の側壁部の長さを短く設定でき
る。従って、エネルギ吸収パネルの板厚を厚くしなくて
もエネルギ吸収パネルの剛性が高くなるので、所定の荷
重の立ち上がり特性が得られる。
【0010】請求項2記載の自動車の車体上部乗員保護
構造では、請求項1記載の本発明において、エネルギ吸
収パネルの側面部をインナパネルの側面部の一般面近傍
に固定したので、インナパネルの側面部の長さを短くす
ることができる。このため、インナパネルの断面積を小
さくでき、インナパネルの車室内への張出を少なくでき
る。
【0011】請求項3記載の自動車の車体上部乗員保護
構造では、エネルギ吸収パネルの受圧部の頂部に頭部位
置方向から所定値以上の荷重が加わると、エネルギ吸収
パネルが車室外側へ塑性変形して荷重によるエネルギを
吸収する。一方、エネルギ吸収パネルの受圧部の傾斜面
に頭部位置方向からずれて所定値以上の荷重が加わる
と、エネルギ吸収パネルが荷重の作用側へ塑性変形して
荷重によるエネルギを吸収するとともに、傾斜面による
乗員の頭部の回転によってもエネルギを吸収することが
できる。このため、乗員の頭部の接触方向に関係無く、
効率よいエネルギ吸収を行うことができる。
【0012】
【実施例】本発明に係る自動車の車体上部乗員保護構造
の第1実施例を図1及び図2を用いて説明する。
【0013】なお、各図において、適宜示される矢印F
Rは車両前方側を示し、矢印UPは車両上方側を示し、
矢印INは車幅内方側を示している。
【0014】図2に示される如く、自動車の車体10の
上部車幅方向両端部には、車体前後方向に沿って左右一
対のルーフサイドレール12が配置されており、ルーフ
サイドレール12の前端部には、フロントルーフレール
13が配置されている。ルーフサイドレール12の後端
部には、リヤルーフレール15が配置されており、ルー
フサイドレール12の前端部には、フロントピラー14
の上端部が結合されている。また、ルーフサイドレール
12の後端部には、リヤピラー16の上端部が結合され
ており、ルーフサイドレール12の車両前後方向中間部
には、センタピラー18の上端部が結合されている。
【0015】図1に示される如く、フロントピラー14
は、フロントピラー14の車体外側部を構成するピラー
アウタパネル20と、ピラーアウタパネル20から車室
内方へ間隔22をおいて配置されたピラーインナパネル
24と、ピラーアウタパネル20とピラーインナパネル
24との間に配置されたピラーリインフォース26と、
を備えている。ピラーアウタパネル20、ピラーインナ
パネル24及びピラーリインフォース26は、それぞれ
フランジ部20A、24A、26A及びフランジ部20
B、24B、26Bが重ね合わせてスポット溶接にて接
合されており、長手方向と直交する仮想面で切断した断
面が閉断面となっている。
【0016】ピラーアウタパネル20のフランジ部20
Aとフランジ部20Bとの中間部位20Cは車室外側方
向へ突出する凸形状とされており、ピラーリインフォー
ス26のフランジ部26Aとフランジ部26Bとの中間
部位26Cも車室外側方向へ突出する凸形状とされてい
る。また、ピラーインナパネル24のフランジ部24A
とフランジ部24Bとの中間部位は車室内側方向へ突出
しており、一般面24Cと、一般面24Cの両端に対向
する一対の側面部24D、24Eを有する断面ハット状
とされている。
【0017】ピラーインナパネル24の車室内方へ間隔
25をおいてエネルギ吸収パネル28が配置されてい
る。エネルギ吸収パネル28は乗員の頭部から荷重を受
ける受圧部28Aの両端に対向する一対の側面部28
B、28Cが形成された断面コ字状とされており、これ
ら一対の側面部28B、28Cが、ピラーインナパネル
24の側面部24D、24Eにそれぞれスポット溶接さ
れている。
【0018】なお、エネルギ吸収パネル28の板厚T1
は、ピラーアウタパネル20の板厚T2及びピラーイン
ナパネル24の板厚T3より薄くなっている。
【0019】ピラーインナパネル24の車室内方にはガ
ーニッシュ30が配置されており、フロントピラー14
の車室内側部を被覆している。このガーニッシュ30は
長手方向と直交する仮想面で切断した断面が略円弧状と
なっている。また、ガーニッシュ30は、フランジ部2
0B、24B、26Bの接合部及びエネルギ吸収パネル
28の側面部28Cに対向する部位に、長手方向に沿っ
て所定の間隔で緩衝用のリブ30Aが形成されている。
【0020】なお、フロントサイドドア31を閉じる
と、フロントサイドドア31は、ピラーアウタパネル2
0に取り付けられたウエザストリップ32とフランジ部
20B、24B、26Bの接合部に取り付けたオープニ
ングウエザストリップ34とに密着する。また、図1の
符号36はウインドシールドガラスを示し、符号38は
ワイヤハーネスを示す。
【0021】次に、本第1実施例の作用を説明する。本
第1実施例の自動車の車体上部乗員保護構造では、乗員
との圧接によりガーニッシュ30に図1の矢印F方向の
荷重が作用してガーニッシュ30が撓み変形してエネル
ギ吸収パネル28に圧接し、エネルギ吸収パネル28の
受圧部28Aに所定値以上の荷重が加わると、ピラーア
ウタパネル20の板厚T2及びピラーインナパネル24
の板厚T3より薄い板厚T1とされたエネルギ吸収パネ
ル28が、車室外方へ潰れて荷重によるエネルギを吸収
する。
【0022】また、本第1実施例の自動車の車体上部乗
員保護構造では、エネルギ吸収パネル28の一対の側壁
部28B、28Cをピラーインナパネル24の側面部2
4D、24Eにそれぞれスポット溶接したので、エネル
ギ吸収パネルのフランジ部をインナパネルのフランジ部
に固定する構成と比べ、エネルギ吸収パネル28の一対
の側壁部28B、28Cの長さL1、L2を短く設定で
きる。従って、エネルギ吸収パネル28の板厚T1を厚
くしなくても、エネルギ吸収パネル28の剛性が高くな
るので、所定の荷重の立ち上がり特性が得られる。
【0023】なお、本第1実施例においては、エネルギ
吸収パネル28の側面部28B、28Cをピラーインナ
パネル24の側面部24D、24Eにそれぞれスポット
溶接にて固定したが、これに代えて図3に示される如
く、エネルギ吸収パネル28の側面部28B、28Cを
ピラーインナパネル24の側面部24D、24Eにそれ
ぞれ、ビス41によって固定しても良い。この場合に
は、ビス41を外すことで、エネルギ吸収パネル28を
簡単に外すことができるため、エネルギ吸収パネル28
の修理及び交換が容易になる。
【0024】また、図4に示される如く、フロントピラ
ー14のフロントサイドドア31側のフランジ部の接合
部を無くし、ピラーアウタパネル20の車室内側端部2
0Dとピラーインナパネル24の車室外側端部24Dと
をアーク溶接にて接合しても良い。この場合には、フロ
ントピラー14のフロントサイドドア31側のフランジ
部が無いため、ガーニッシュ30のリブ30Aを小さく
することができ、接合部に対向する部位30Bが、図4
の想像線の位置から接合部側の実線の位置へ移動できる
ので、ガーニッシュ30の軽量化、低コスト化が可能と
なるとともにガーニッシュ30の車室内側への突出量を
小さくできる。
【0025】次に、本発明に係る自動車の車体上部乗員
保護構造の第2実施例を図5を用いて説明する。
【0026】なお、第1実施例と同一部材については同
一符号を付してその説明を省略する。
【0027】図5に示される如く、本第2実施例では、
エネルギ吸収パネル28の側面部28B、28Cの端部
近傍をピラーインナパネル24の側面部24D、24E
の一般面24C近傍の部位にそれぞれ、アーク溶接にて
固定している。また、ピラーインナパネル24のフラン
ジ部24Bとピラーリインフォース26のフランジ部2
6Bに長手方向に所定の間隔で切欠40を形成してい
る。
【0028】従って、本第2実施例では、ピラーインナ
パネル24の側面部24D、24Eの長さL3、L4を
短くすることができるため、ピラーインナパネル24の
断面積S3を小さくできるとともに、フランジ部20
B、24B、26Bの接合部に切欠40を形成し、容易
に変形する構成としたのでリブ30を小さくできるた
め、ガーニッシュ30の位置を、図5の想像線の位置か
ら車室外側の実線の位置へ移動できるので、ガーニッシ
ュ30の軽量化、低コスト化が可能となるとともにガー
ニッシュ30の車室内側への突出量を小さくでき、車室
空間が広がるとともに前方視界も広がる。
【0029】次に、本発明に係る自動車の車体上部乗員
保護構造の第3実施例を図6を用いて説明する。
【0030】なお、第1実施例と同一部材については同
一符号を付してその説明を省略する。
【0031】図6に示される如く、本第3実施例では、
エネルギ吸収パネル28の一般面24Cが、乗員の頭部
位置方向(図6の矢印H方向)に対して略直角になるよ
うに設定されている。また、エネルギ吸収パネル28の
受圧部28Aは、頭部位置方向を頂部28Dとし、頂部
28Dを挟む面が、頭部位置方向に対して所定の角度α
1、α2で傾斜した傾斜面28E、28Fとなってお
り、断面形状が略五角形となっている。
【0032】従って、本第3実施例では、エネルギ吸収
パネル28の受圧部28Aの頂部28Dに、頭部位置方
向から所定値以上の荷重(図6の矢印N1)が加わる
と、エネルギ吸収パネル28が車室外側へ最大ストロー
クM1の範囲内で塑性変形して荷重によるエネルギを吸
収する。一方、エネルギ吸収パネル28の受圧部28A
の傾斜面28E又は傾斜面28Fに頭部位置方向からず
れた方向から所定値以上の荷重(図6の矢印N2又は矢
印N3)が加わると、エネルギ吸収パネル28が荷重の
作用側へ塑性変形して荷重によるエネルギを吸収すると
ともに、傾斜面28E又は傾斜面28Fに当接し、乗員
の頭部が回転することによってもエネルギを吸収するこ
とができる。このため、乗員の頭部の接触方向に関係無
く、効率よいエネルギ吸収を行うことができる。
【0033】また、本第3実施例では、エネルギ吸収パ
ネル28の受圧部28Aの断面形状を略五角形としたの
で、ガーニッシュ30の位置を、図6の想像線の位置か
ら車室外側の実線の位置へ移動できるので、ガーニッシ
ュ30の軽量化、低コスト化が可能となるとともにガー
ニッシュ30の車室内側への突出量を小さくでき、車室
空間が広がるとともに前方視界も広がる。
【0034】なお、上記各実施例はそれぞれを組み合わ
せて適用可能である。また、上記各実施例では、本発明
の自動車の車体上部乗員保護構造をフロントピラー14
に適用した例について説明したが、本発明の自動車の車
体上部乗員保護構造は、リヤピラー16、センタピラー
18、ルーフサイドレール12、フロントルーフレール
13及びリヤルーフレール15にも適用可能である。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の本発明は、ピラー及びル
ーフレールを有する自動車の車体上部乗員保護構造であ
って、ピラー及びルーフレールは、アウタパネルと、該
アウタパネルから車室内方へ間隔をおいて配置され一般
面の両端に対向する一対の側面部を備えるインナパネル
と、アウタパネルの板厚及びインナパネルの板厚より薄
い板厚を有しインナパネルの車室内方へ間隔をおいて配
置されるとともに乗員の頭部から荷重を受ける受圧部の
両端に対向する一対の側面部が形成され、これら一対の
側面部がインナパネルの一対の側壁部にそれぞれ固定さ
れたエネルギ吸収パネルと、を備え、アウタパネル及び
インナパネルそれぞれのフランジ部を重ね合わせて接合
し長手方向と直交する仮想面で切断した断面を閉断面と
したので、重量増加を招くこと無く所定の荷重の立ち上
がり特性が得られるという優れた効果を有する。
【0036】請求項2記載の本発明は、請求項1記載の
発明において、エネルギ吸収パネルの側面部をインナパ
ネルの側面部の一般面近傍に固定したので、請求項1記
載の発明の効果に加えて、インナパネルの断面積を小さ
くでき、インナパネルの車室内への張出を少なくできる
という優れた効果を有する。
【0037】請求項3記載の本発明は、請求項1記載の
発明において、インナパネルの一般面を乗員の頭部位置
方向に対して略直角になるように設定するとともに、エ
ネルギ吸収パネルの受圧部を頭部位置方向を頂部とし頭
部位置方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜面を有す
る形状としたので、請求項1記載の発明の効果に加え
て、乗員の頭部の接触方向に関係無く、効率よいエネル
ギ吸収を行うことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る自動車の車体上部乗
員保護構造を示す図2の1−1線に沿った拡大断面図で
ある。
【図2】自動車の車体を示す概略側面図である。
【図3】本発明の第1実施例の変形例に係る自動車の車
体上部乗員保護構造を示す図1に対応する断面図であ
る。
【図4】本発明の第1実施例の変形例に係る自動車の車
体上部乗員保護構造を示す図1に対応する断面図であ
る。
【図5】本発明の第2実施例に係る自動車の車体上部乗
員保護構造を示す図1に対応する断面図である。
【図6】本発明の第3実施例に係る自動車の車体上部乗
員保護構造を示す図1に対応する断面図である。
【図7】従来例に係る自動車の車体上部乗員保護構造を
略水平断面図である。
【符号の説明】
10 車体 12 ルーフサイドレール 13 フロントルーフレール 14 フロントピラー 15 リヤルーフレール 16 リヤピラー 18 センタピラー 20 ピラーアウタパネル 20A フランジ部 20B フランジ部 24 ピラーインナパネル 24A フランジ部 24B フランジ部 24C 一般面 24D 側面部 24E 側面部 28 エネルギ吸収部 28A 受圧部 28B 側面部 28C 側面部 28D 頂部 28E 傾斜面 28F 傾斜面 30 ガーニッシュ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−246953(JP,A) 特開 平6−211161(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 25/04 - 25/06 B60R 21/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピラー及びルーフレールを有する自動車
    の車体上部乗員保護構造であって、前記ピラー及びルー
    フレールは、アウタパネルと、該アウタパネルから車室
    内方へ間隔をおいて配置され一般面の両端に対向する一
    対の側面部を備えるインナパネルと、前記アウタパネル
    の板厚及び前記インナパネルの板厚より薄い板厚を有し
    前記インナパネルの車室内方へ間隔をおいて配置される
    とともに乗員の頭部から荷重を受ける受圧部の両端に対
    向する一対の側面部が形成され、これら一対の側面部が
    前記インナパネルの一対の側壁部にそれぞれ固定された
    エネルギ吸収パネルと、を備え、前記アウタパネル及び
    前記インナパネルそれぞれのフランジ部を重ね合わせて
    接合し長手方向と直交する仮想面で切断した断面を閉断
    面としたことを特徴とする自動車の車体上部乗員保護構
    造。
  2. 【請求項2】 前記エネルギ吸収パネルの側面部を前記
    インナパネルの側面部の一般面近傍に固定したことを特
    徴とする請求項1記載の自動車の車体上部乗員保護構
    造。
  3. 【請求項3】 前記インナパネルの一般面を乗員の頭部
    位置方向に対して略直角になるように設定するととも
    に、前記エネルギ吸収パネルの受圧部を頭部位置方向を
    頂部とし頭部位置方向に対して所定の角度で傾斜した傾
    斜面を有する形状としたことを特徴とする請求項1記載
    の自動車の車体上部乗員保護構造。
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