JP5864354B2 - 車体前部構造 - Google Patents
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Description
ここで、「衝突荷重によって車幅方向外側に曲がるように形成されている」とは、衝突荷重がかかる部位、例えば、内側のバンパビームエクステンションの前端を衝突荷重方向に対して傾斜した状態に形成するなどして、内側のバンパビームエクステンションに車幅方向外側に曲がる荷重がかかるように形成することをいう。
なお、車両C1の進行方向を「前」、後退方向を「後」、「鉛直上方側を「上」、鉛直下方側を「下」、車幅方向を「左」、「右」として説明する。
まず、本発明の実施形態に係る車体前部構造を説明する前に、本発明が適用される車両C1について説明する。
図1に示すように、車両C1は、車体前部1aに後記するバンパビーム4、バンパビームエクステンション5、フロントサイドフレーム2及びロアメンバ31を有する自動車である。このように車両C1は、車体前部1aに左右一対のバンパビームエクステンション5がある自動車であればその形式・種類は特に限定されない。
以下、本発明の一例として、車体前部1aにモータルームMRを有するFR(フロントエンジン・リヤドライブ)の乗用車の場合を例に挙げて本発明を説明する。
図1に示すように、車体1は、車両C1の全体を形成するためのものであって、例えば、フロントサイドフレーム2等の種々の金属製車体骨格フレームと、不図示のボンネット、フェンダパネル等の金属製車体パネルと、樹脂製または金属製からなるバンパフェイス(図示省略)等を主に備えている。
車体1の車体前部1aには、それぞれ後記するフロントサイドフレーム2、バンパビーム4、バンパビームエクステンション5と、フロントバルクヘッド6、ロアメンバ31とアッパメンバ30からなる車体フレーム3等が左右一対で略左右対称に設置されている。
車体前部1aは、略左右対称であるため、以下、車体1の左右のうちの一方側を主に説明して、車体1の他方側の説明を適宜省略する。
モータルームMRは、パワーユニットP(図4参照)が配置される収納空間であり、その周辺に設置されたフレームとパネル部材とによって形成されている。モータルームMRは、その前側にフロントバルクヘッド6、バンパビーム4等が配設され、その後方側に隔壁部7、クロスメンバ15等が設置されている。また、モータルームMRは、その上方の左右に車体前後方向に向けて配置された一対のバルクヘッドアッパサイド6c、ロアメンバ31、ダンパベース11、フロントピラ(フロントピラアッパ33及びフロントピラロア12)が設置され、その下方の左右に車体1の前後方向に向けて配置された一対のフロントサイドフレーム2が設置されている。
モータルームMR、フロントサイドフレーム2及び車体フレーム3は、車両C1が、正面衝突、オフセット衝突及びナローオフセット衝突をしたときに押し潰されて衝突エネルギーを吸収するクラッシュストロークを形成する。なお、前記車体フレーム3は、後記するアッパメンバ30とロアメンバ31,32とを有している。
図4に示すように、パワーユニットPは、例えば、エンジンと、トランスミッションとを備えて構成され、左右のフロントサイドフレーム2間の前後方向の中央に配置されている。パワーユニットPは、フロントサイドフレーム2に設けられた不図示のマウント部2bに不図示のマウント部材を介在させて横置きされている。
図1に示すように、バンパビーム4は、車体前部1aに配置されて車幅方向に延在された鋼材からなる骨格部材であり、平面視して車幅方向外側端部4aに車両後方側に向けて傾斜した傾斜辺部4bを有している。バンパビーム4は、縦断面視して縦長の矩形断面をした鋼材からなる。バンパビーム4の車幅方向外側端部4aは、左右にそれぞれ二組ずつ設置されたバンパビームエクステンション5の前端51a,52aに架設されている。バンパビーム4の前側には、不図示の歩行者保護用のクッション材やバンパフェイスが設置されている。
図1あるいは図2に示すように、バンパビームエクステンション5は、車両C1が衝突したときに、圧壊座屈することによって衝突荷重を吸収するための緩衝部材であり、バンパビーム4と、フロントサイドフレーム2及びロアメンバ32(車体フレーム3)との間にそれぞれ介在されている。バンパビームエクステンション5は、フロントサイドフレーム2の前端2aとバンパビーム4との間に配置された内側のバンパビームエクステンション51と、ロアメンバ32(車体フレーム3)の前端とバンパビーム4との間に配置された外側のバンパビームエクステンション52と、内側のバンパビームエクステンション51と外側のバンパビームエクステンション52とを連結する取付プレート53と、から主に構成されている。
内側のバンパビームエクステンション51は、例えば、略正八角形のスチール製筒状部材からなり、外側のバンパビームエクステンション52の車幅方向の内側に、適宜な空間を介して平行に配置されている。内側のバンパビームエクステンション51は、前端51aの全周が、バンパビーム4の傾斜辺部4bの背面に突き当ててMIG溶接(線溶接)されて一体に形成され、後端51bの全周が、取付プレート53の前面に突き当てられてMIG溶接されて一体に形成されている。
外側のバンパビームエクステンション52は、例えば、八角形のスチール製筒状部材からなり、前記内側のバンパビームエクステンション51と略同じ形状をしている。この外側のバンパビームエクステンション52は、バンパビーム4の車幅方向外側端部4aから車体後方のロアメンバ32に向けて配置されている。外側のバンパビームエクステンション52は、前端52aの全周が、バンパビーム4の傾斜辺部4bの背面に突き当ててMIG溶接されて一体に形成され、後端52bの全周が、取付プレート53の前面に突き当てられてMIG溶接されて一体に形成されている。
図3に示すように、外側のバンパビームエクステンション52の前端52aは、内側のバンパビームエクステンション51と同様、車幅方向に対して、傾斜辺部4bの背面に沿って車幅方向外側が斜め後側になるように傾斜している。
図2に示すように、取付プレート53は、内側のバンパビームエクステンション51の後端51bと、外側のバンパビームエクステンション52の後端52bとを連結するための連結部材であり、車幅方向に向けて配置された厚板状のスチール製部材からなる。取付プレート53は、車幅方向に向けて垂直に配置されたプレート本体部53aと、このプレート本体部53aの車幅方向外側に、平面視してL字状に折曲して形成された折曲部53bと、内側のバンパビームエクステンション51内に連通する八角形の内側開口部53cと、外側のバンパビームエクステンション52内に連通する八角形の外側開口部53dと、車体側のロアメンバ31,32とフロントサイドフレーム2に固定するための締結ボルトB1〜B8が挿入される貫通孔53e〜53mと、を有する。
折曲部53bは、取付プレート53が、ロアメンバ32(車体フレーム3)の前端の側面にボルト締結される部位であり、プレート本体部53aに対して車体後方側に向けて折曲形成されている。
内側開口部53cの周部には、フロントサイドフレーム2の前端2aが締結ボルトB1,B2によって固定されている。
外側開口部53dの周部には、ロアメンバ32の前端部32a及び前端部外側32bが締結ボルトB3〜B8によって固定されている。
貫通孔53gは、取付プレート53の外側開口部53dの左側上部に形成された孔であり、ロアメンバ32を取付プレート53に固定するための締結ボルトB3が挿入される。
貫通孔53hは、取付プレート53の外側開口部53dの左側下部に形成された孔であり、ロアメンバ32を取付プレート53に固定するための締結ボルトB4が挿入される。
貫通孔53iは、取付プレート53の外側開口部53dの上部に形成された孔であり、ロアメンバ32を取付プレート53に固定するための締結ボルトB5が挿入される。
貫通孔53kは、取付プレート53の折曲部53bの上部に形成された孔であり、ロアメンバ32を取付プレート53に固定するための締結ボルトB7が挿入される。
貫通孔53mは、取付プレート53の折曲部53bの下部に形成された孔であり、ロアメンバ32を取付プレート53に固定するための締結ボルトB8が挿入される。
前記締結ボルトB1〜B8は、取付プレート53を車体1に固定するための固定具であり、例えば、ボルト・ナットからなる。
図1に示すように、フロントサイドフレーム2は、車体前部1aに設置されて、車体1の前後方向に延びる左右一対のフレーム部材であり、例えば、前端2aから後端に亘って剛性を有する断面略ロ字状のスチール製角筒部材等からなる。フロントサイドフレーム2は、前端2aに溶接された支持プレート2cが、内側のバンパビームエクステンション51を介在してバンパビーム4に締結ボルトB1〜B4(図2及び図3参照)でボルト締めされて連結されている。フロントサイドフレーム2の後半部は、車幅方向内側に僅かに曲がって形成されて、後端部がフロアフレーム17へ連続して接合されると共に、クロスメンバ15が架設されている。
ここで、車体フレーム3は、フロントサイドフレーム2の外側に車体前後方向に向けて配置される左右一対の骨格フレーム部材であり、フロントピラ(フロントピラアッパ33及びフロントピラロア12)に連結され前方に水平に延びるアッパメンバ30、該アッパメンバ30の先端から前方下方に折れ曲がるロアメンバ31,32からなる。
アッパメンバ30は、モータルームMRの車体側部上側に車体前後方向に向けて配置された骨格フレーム部材である。アッパメンバ30の前端部から前方下方に延びた後端側のロアメンバ31は、フロントサイドフレーム2の前端部から車幅方向外側に離れた部位に配置され、この前端部からその上部にあるバルクヘッドアッパサイド6cの後端部に連結されて車体後方に延びている。アッパメンバ30の後端部は、フロントピラアッパ33の下端かつフロントピラロア12の上部に連結され、かつダンパハウジング8及びダンパベース11に連結されている。
図1に示すように、前端側のロアメンバ32は、フロントサイドフレーム2の前端部から車幅方向外側に離れた部位に配置され、車体前後方向に向けて水平に設けられた骨格フレーム部材であり、四角筒状に形成されたスチール製の部材からなる。図3に示すように、前端側のロアメンバ32は、前端部32aに接合された支持プレート32cが、取付プレート53に4本の締結ボルトB3〜B6によって固定されている。
前記フロントピラアッパ33は、図4に示すように、フロントガラス(図示省略)の左右側部に配置されるフレーム部材であり、前端部が前記アッパメンバ30の後端部に溶接され、後端部が不図示のルーフ側面部に配置されたサイドレールに連結されている。
図1に示すように、フロントバルクヘッド6は、モータルームMRの車体前側部位を形成されるフレーム部材であり、全体が車幅方向に向けて配置されている。フロントバルクヘッド6は、バルクヘッドアッパ6aと、バルクヘッドサイドステイ6bと、バルクヘッドアッパサイド6cと、バルクヘッドロア6dとがラジエータ(図示省略)の外周部を囲むように略四角形状に連結されてなる。
バルクヘッドサイドステイ6bは、バルクヘッドアッパ6aの左右両端部からフロントサイドフレーム2の前端部上側に向けて垂下して配置され、フロントバルクヘッド6の左右側部位を形成するフレーム部材である。
バルクヘッドアッパサイド6cは、バルクヘッドアッパ6aの左右両端部に連設された平面視して円弧状のフレーム部材であり、その後方側にアッパメンバ30が車体後方に向けて延設されている。
バルクヘッドロア6dは、フロントバルクヘッド6の下側部位を形成するフレーム部材であり、バルクヘッドアッパ6aに対向してその下側に平行に配置されている。
図1に示すように、隔壁部7は、モータルームMRと車室Rとを仕切る部材であり、例えば、鋼板等からなる不図示のダッシュボード本体と、フレーム部材からなるダッシュボードメンバと、補強用の補強フレーム等によって形成されている。
図1に示すように、ダンパベース11は、フロントサスペンション(図示省略)のダンパー上部を支える厚板部材であり、ダンパハウジング8の上部側部に連結されている。
フロントピラロア12は、上端がフロントピラアッパ33の前端部下面に連結され、下端がサイドシル13の前端部に連結されている。
サイドシル13は、車体前後方向に沿って延設された断面ロ字状の中空フレーム部材であり、前端部がアウトリガ14を介在してフロントサイドフレーム2の後部の外側に連結されて、車体フロアの左右端部を支持している。
図4に示すように、クロスメンバ15は、車体1に対して略左右方向に配置される筒状フレーム部材であり、ダッシュロアクロスメンバとも言われる。クロスメンバ15は、左右のフロントサイドフレーム2,2の後部間に架設されている。
図4に示すトンネルフレーム16は、車室Rの床部中央部に設置されるトンネル部の左右端部に車両前後方向に向けて延設される左右一対の金属製中空部材からなる。2本のトンネルフレーム16は、例えば、不図示の架設部材によって補強されて、その前端に設置されたフロアフレーム17、アウトリガ14(図1参照)及び隔壁部7(図1参照)をしっかりと連結して保持している。
図4に示すように、フロアフレーム17は、車体フロアのフロアパネルを保持するためのフレーム部材であり、車室R内に床面に配置されている。フロアフレーム17は、前端がフロントサイドフレーム2の後部に連結され、車体中央側がトンネルフレーム16に連結され、車体外側が左右のサイドシル13の車室側側面に溶接されている。
次に、図1〜図5を参照しながら本発明の実施形態に係る車体前部構造の作用を、車両C1の車両前端部左側が対向車C2とナローオフセット衝突した場合を例に挙げて説明する。
このように、車両C1は、車体前部1aが非衝突側で曲がったり、衝突側で圧潰されたりすることによって衝突エネルギーを吸収する。
図6は、本発明の実施形態に係る車体前部構造を示す図であり、右側方向に転舵したときにかかる荷重を示す車体前部の要部概略平面図である。
このため、運転者がハンドル操作して右側方向に転舵したときには、フロントサイドフレーム2及びアッパメンバ30に、左右方向の転舵荷重F12,F13がかかり、左右の内側のバンパビームエクステンション51に荷重F9,F10、左右の外側のバンパビームエクステンション52に荷重F8,F11、バンパビーム4に荷重F7がそれぞれ逆向きに負荷される。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図7は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第1変形例を示す車体前部の要部概略斜視図である。
例えば、前記実施形態の外側のバンパビームエクステンション52は、図7に示すように、バンパビーム4Aの車幅方向外側端部4Aaを、エクステンションの機能も果たすように車体後方へ延設して、バンパビーム4Aに一体形成したものであっても構わない。
このため、本発明の第1変形例は、前記実施形態と同様に、ナローオフセット衝突をした際に、衝突エネルギーの吸収性と、転舵時の操縦安定性とを向上させることができる。
図8は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第2変形例を示す車体前部の要部概略斜視図である。
前記実施形態では、図1に示すように、取付プレート53の一例として、取付プレート53をフロントサイドフレーム2及びロアメンバ32の支持プレート2c,32cに連結したことを説明したが、これに限定されるものではない。
図8に示すように、取付プレート53は、フロントサイドフレーム2の支持プレート2cと、フロントサイドフレーム2の中央から車体斜め外側前方方向に向けて延びるように分岐した枝状の斜めメンバ21に連結したものであっても構わない。
図9は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第3変形例を示す車体前部の要部概略斜視図である。
前記実施形態では、図1に示すように、バンパビームエクステンション5の一例として、略同一形状の内側のバンパビームエクステンション51及び外側のバンパビームエクステンション52を、フロントサイドフレーム2及びロアメンバ32の前端2a,32aに並設したことを説明したが、これに限定されるものではない。
図9に示すように、バンパビームエクステンション5Cは、例えば、バンパビーム4Cの前面部を形成する前壁部4Cbに、車体フレーム3Cの車幅方向外側32Cbまで延長した前壁延長部4Ccが形成されているものであっても構わない。
前壁部4Cbは、バンパビーム4Cの前面部を形成する厚板形状部材であり、バンパビーム4Cの本体部位の外側端部から外方向に向けて延設された前壁延長部4Ccを有する。
図10は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第4変形例を示す車体前部の要部概略斜視図である。
前記第3変形例の前壁延長部4Cc(図9参照)に代えて、図10に示すように、バンパビーム4Dの後面部を形成する後壁部4Ddに、車体フレーム3Dの車幅方向外側32Dbまで延長した後壁延長部4Dcをバンパビームエクステンション5Cとしてもよい。
外側のバンパビームエクステンション52Dは、バンパビーム4Dの後面部を形成する後壁部4Dd(裏板部材)に、ロアメンバ32Dの車幅方向外側32Dbまで延長した後壁延長部4Dcが形成されている。
なお、内側のバンパビームエクステンション51D及びロアメンバ32Dは、第3変形例の内側のバンパビームエクステンション51C及びロアメンバ32Cと同じである。
図11は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第5変形例を示す車体前部の要部概略斜視図である。図12は、本発明の実施形態に係る車体前部構造の第5変形例を示す車体前部の要部概略分解斜視図である。
バンパビームエクステンション5Eの内側後端部5Ebと、フロントサイドフレーム2Eの前端部2Eaには、バンパビームエクステンション5Eとフロントサイドフレーム2Eとを締結ボルトB11及びナットN1で連結するためのボルト挿入孔2Eb,5Edが形成されている。ボルト挿入孔5Edは、例えば、内側後端部5Ebの後面の上下からフロントサイドフレーム2Eの上下面に向けて突出した突片5Eeに形成されている。
連結具9は、例えば、操作レバー91を回動させることにより、ロアメンバ32Eの前端部32Eaに設けた掛金アーム92の先端の掛金部92aを、バンパビームエクステンション5Eの外側後端部5Ecに設けたフック部材93のフック部93aに係止させたり、離脱させたりする固定装置である。連結具9は、バンパビームエクステンション5Eの外側後端部5Ecとロアメンバ32E(車体フレーム3E)の前端部32Eaとを互いにワンタッチ式に着脱自在に固定することができる。
また、バンパビームエクステンション5Eは、バンパビーム4Eとフロントサイドフレーム2Eとロアメンバ32Eとによって保持されているので、車体の非衝突側は引張荷重によりフロントサイドフレーム2E先端が内倒れ方向に変形して衝突側の衝撃エネルギー吸収を向上させることができる。
前記実施形態では、フロントサイドフレーム2や車体フレーム3やその他のフレーム部材は、角筒状フレームで形成した場合を説明したが、円筒形状等の他の形状の筒状部材であっても構わない。また、それらのフレーム部材は、剛性の高い材料であればよく、その他の材料からなるものであっても構わない。
1a 車体前部
2,2E フロントサイドフレーム
2a 前端
3,3C,3D,3E 車体フレーム
3Ca,3Da 前端部
4,4C,4D バンパビーム
4a 車幅方向外側端部
4b 傾斜辺部
4Ca,4Da 後端部
4Cb 前壁部
4Cc 前壁延長部
4Dc 後壁延長部
4Dd 後壁部
5 バンパビームエクステンション
5Ea 外側後端部
12 フロントピラロア(フロントピラ)
21 斜めメンバ
30 アッパメンバ
31 ロアメンバ
32 ロアメンバ
32a 前端部
33 フロントピラアッパ(フロントピラ)
51,51A,51C,51D,51E 内側のバンパビームエクステンション
51a 前端
51b 後端
52,52C,52D,52E 外側のバンパビームエクステンション
52a 前端
52b 後端
53 取付プレート
B1〜B11 締結ボルト(ボルト)
C1 車両
C2 対向車
Claims (4)
- 車体前部に車幅方向に延設されたバンパビームと、
車体の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
該左右のフロントサイドフレームの外側に配置された左右一対の車体フレームと、
前記左右のフロントサイドフレームの前端と前記バンパビームとの間にそれぞれ配置されたバンパビームエクステンションと、
前記左右の車体フレームの前端部と前記バンパビームとのそれぞれの間であって前記バンパビームエクステンションよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームエクステンションと、を備えた車体前部構造において、
前記左右の内側のバンパビームエクステンションと前記左右の外側のバンパビームエクステンションのうち前記左右の外側のバンパビームエクステンションは、それぞれの前端が前記バンパビームと一体に形成され、それぞれの後端が前記左右の車体フレームの前端部の側面にそれぞれボルト締結され、
前記バンパビームの前面部を形成する前壁部には、前記左右の車体フレームの車幅方向外側まで延長した前壁延長部が形成され、
該前壁延長部の後端部は、前記左右の車体フレームの前端部の側面にそれぞれ車幅方向にボルトを貫通してボルト締結されていることを特徴とする車体前部構造。 - 車体前部に車幅方向に延設されたバンパビームと、
車体の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
該左右のフロントサイドフレームの外側に配置された左右一対の車体フレームと、
前記左右のフロントサイドフレームの前端と前記バンパビームとの間にそれぞれ配置されたバンパビームエクステンションと、
前記左右の車体フレームの前端部と前記バンパビームとのそれぞれの間であって前記バンパビームエクステンションよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームエクステンションと、を備えた車体前部構造において、
前記左右の内側のバンパビームエクステンションと前記左右の外側のバンパビームエクステンションのうち前記左右の外側のバンパビームエクステンションは、それぞれの前端が前記バンパビームと一体に形成され、それぞれの後端が前記左右の車体フレームの前端部の側面にそれぞれボルト締結され、
前記バンパビームの後面部を形成する後壁部には、前記左右の車体フレームの車幅方向外側まで延長した後壁延長部が形成され、
該後壁延長部の後端部が前記左右の車体フレームの前端部の側面にそれぞれ車幅方向にボルトを貫通してボルト締結されていることを特徴とする車体前部構造。 - 前記左右の内側のバンパビームエクステンションは、車両が前面衝突したときに、当該左右の内側のバンパビームエクステンションの前端が、衝突荷重によって車幅方向外側に曲がるように形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車体前部構造。
- 前記左右の車体フレームは、フロントピラに連結されるアッパメンバまたはロアメンバからなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の車体前部構造。
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