JP7484793B2 - 車体構造 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばフロアパネルを備えた車体構造に関する。
例えば走行用モータを備えた自動車の場合、走行用モータに電力を供給するためのバッテリユニットが搭載されており、このバッテリユニットは走行用モータによる航続可能距離を伸ばすために大容量化されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の車体構造では、前部から後部まで水平に延びるフロアパネルの下方にバッテリユニットが搭載されている。
特開2019-18686号公報
特許文献1のようにフロアパネルの下方にバッテリユニットを搭載することで、フロアパネルの下方空間を有効に利用してバッテリの搭載容量を増大させることができる点で好ましい。
一方、走行用モータはダッシュパネルの前方に設けられているモータルームに搭載されている。また、そのダッシュパネルのモータルーム側には、ブレーキペダルの操作力を増大させるためのブレーキブースターが取り付けられている。一般的な車両では、ブレーキブースターがフロアパネルから上方に離れてレイアウトされる場合が多く、そうすると、車両の正面視で走行用モータとブレーキブースターとが少なくとも一部で重複する位置関係になることがある。この位置関係において、自動車の正面衝突時を想定すると、衝撃荷重によって走行用モータが後退した時、ブレーキブースターに接触し、当該ブレーキブースターに対して後退荷重を作用させることがある。ブレーキブースターを後退させる荷重はブレーキペダルに作用するので、当該ブレーキペダルが後退するおそれがある。
また、ブレーキブースターがダッシュパネルに取り付けられている場合、ブレーキペダルを踏むと、その踏力をダッシュパネルで受けることになるが、ダッシュパネルは大きな板材で構成されていることから上記踏力を受けたときに撓みやすい。ダッシュパネルが撓むということはブレーキペダルの支持剛性が低いということであり、このことは乗員に対してブレーキペダルの剛性感を低下させることに繋がり、ひいてはブレーキペダルの操作フィーリングの悪化を招く。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、正面衝突時のブレーキペダルの後退を抑制しながら、走行時に操作するブレーキペダルの剛性感を高めて操作フィーリングを向上させることにある。
上記目的を達成するために、本開示の第1の側面では、車室の床面を構成するフロアパネルと、走行用モータを含むパワートレインと、前記フロアパネルの下方に搭載され、前記走行用モータに電力を供給するバッテリとを備えた自動車の車体構造を前提とすることができる。車体構造は、前記フロアパネルの車両前部から上方へ延びるダッシュパネルと、前記ダッシュパネルの下方で車幅方向に延びて前記フロアパネルに取り付けられる剛性部材とを備えている。前記パワートレインは、前記ダッシュパネルの車両前方に搭載され、前記剛性部材には、ブレーキブースターが固定され、前記ブレーキブースターの上端は前記パワートレインの下端よりも下方に位置付けられている。
この構成によれば、フロアパネルの下方空間を有効に利用してバッテリの搭載容量を増やすことができる。そして、ブレーキブースターが固定される剛性部材はフロアパネルに取り付けられていて高い剛性を有している。よって、従来のようにダッシュパネルにブレーキブースターを固定する場合に比べて、走行時に操作するブレーキペダルの剛性感が高まる。
また、例えば正面衝突時にパワートレインが後退すると、ブレーキブースターの上端がパワートレインの下端よりも下方に位置付けられているので、パワートレインがブレーキブースターに接触しにくくなり、よってブレーキペダルの後退が抑制される。
尚、ブレーキブースターは、例えば真空倍力装置であってもよいし、電動のブレーキブースターであってもよい。
本開示の第2の側面では、車体構造が、前記フロアパネルの車幅方向両端部において車両前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシルと、左右一対の前記サイドシルの車両前部からそれぞれ上方に延びるとともに、自動車の側部に設けられるドアを支持する左右一対のヒンジピラーとを備えている。前記剛性部材は、左側の前記ヒンジピラーの下部から右側の前記ヒンジピラーの下部まで延びるとともに、該両ヒンジピラーに固定される。
すなわち、ヒンジピラーはドアを支持する部材であることから高い剛性を有しており、しかも、サイドシルの前部に接続されることによっても剛性が高められている。このヒンジピラーに剛性部材を固定することで、当該剛性部材の剛性をより一層高めることができ、ブレーキペダルの剛性感が更に高まる。
本開示の第3の側面では、前記フロアパネルは、前記ブレーキペダルを操作するペダル操作者の踵が置かれる前部フロアパネルと、前記前部フロアパネルの車両後方に設けられた後部フロアパネルとを備え、前記前部フロアパネルは、前記後部フロアパネルよりも上に位置付けられている。
この構成によれば、ペダル操作者の踵が置かれる前部フロアパネルが後部フロアパネルに比べて上に位置付けられるので、ペダル操作者の踵が高い位置に置かれることになる。これにより、ペダル操作者の下腿と前部フロアパネルとのなす角度が小さくなるので、ブレーキペダル操作時に踵から入力される上下方向の分力が小さくなり、ブレーキペダルの操作性が向上する。
本開示の第4の側面では、前記剛性部材は、前記前部フロアパネルの下方に配置されるとともに、該前部フロアパネルに固定されている。
この構成によれば、剛性部材を、前部フロアパネルの下方空間を利用して設けることができる。また、剛性部材の車体への取付剛性をより一層高めることができる。
本開示の第5の側面では、前記前部フロアパネルの下方には、前記バッテリが収容されたバッテリケースが設けられ、前記剛性部材には、前記バッテリケースが固定されている。
この構成によれば、バッテリケースの車体への取付強度を高めることができる。
本開示の第6の側面では、前記ブレーキブースターは、前記剛性部材の車両前部に固定されており、前記ブレーキペダルの支軸は、前記前部フロアパネルの下方において前記ブレーキブースターの車両後方に設けられ、前記ブレーキペダルは、前記前部フロアパネルから上方へ突出している。
この構成によれば、ブレーキペダルの支軸を前部フロアパネルの下方に設けることで、ブレーキブースターの上端をパワートレインの下端よりも下方に位置付けるレイアウトが無理なく実現可能になる。
本開示の第7の側面では、前記剛性部材の車両後方に前記バッテリが設けられており、車両正面視で前記剛性部材の少なくとも一部と前記バッテリとが重複している。
この構成によれば、正面衝突時に剛性部材によってバッテリを保護することができる。
以上説明したように、フロアパネルに取り付けられる剛性部材にブレーキブースターを固定し、このブレーキブースターの上端をパワートレインの下端よりも下方に位置付けたので、正面衝突時のブレーキペダルの後退を抑制しながら、走行時に操作するブレーキペダルの剛性感を高めて操作フィーリングを向上させることができる。
本発明の実施形態に係る自動車の側面図である。 自動車のダッシュパネル及びフロアパネルの部分断面であり、ブレーキペダルの位置を示す図である。 フロアパネルの構造例を示す車幅方向の断面図である。 自動車のダッシュパネル及びフロアパネルの部分断面であり、アクセルペダルの位置を示す図である。 フロアパネルの構造例を示す前後方向の断面図である。 ペダル操作時を説明する図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る自動車1の左側面図である。自動車1は、いわゆる乗用自動車である。尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。車両の左右方向が車幅方向である。
自動車1の前部には、動力室Sが設けられている。動力室Sには、走行用モータ等からなるパワートレインPTが搭載されている。従って、動力室Sは、例えばパワートレイン格納室、モータルーム等と呼ぶこともできる。自動車1は電気自動車であってもよいし、ハイブリッド自動車(プラグインハイブリッド自動車も含む)であってもよい。自動車1が電気自動車である場合には、動力室SにパワートレインPTとして走行用モータが搭載される。自動車1がハイブリッド自動車の場合には、動力室SにパワートレインPTとして走行用モータと、図示しないが内燃機関(エンジン)が搭載される。パワートレインPTには、例えば変速機等が含まれていてもよい。
動力室Sの上部には、ボンネットフード2が設けられている。自動車1は、動力室Sに搭載されたパワートレインPTで後輪を駆動するフロントエンジンリヤドライブ車(以下、FR車という)であってもよいし、動力室Sに搭載されたパワートレインPTで前輪を駆動するフロントエンジンフロントドライブ車(以下、FF車という)であってもよい。自動車1は、FR車とFF車以外にも、4輪を駆動する4輪駆動車であってもよい。
図2に示すように、自動車1には、動力室Sの後方に車室Rが設けられている。車室Rの底面は、フロアパネル3で構成されており、従って、このフロアパネル3の上方空間が車室Rとなる。車室Rの上部にはルーフ4が設けられている。また、図1に示すように、自動車1の左側部には、フロントドア5と、リヤドア6とが開閉自在に配設されている。尚、図示しないが、自動車1の右側にもフロントドアと、リヤドアとが開閉自在に配設されている。
自動車1は、本発明に係る車体構造1Aを備えている。車体構造1Aは、フロアパネル3とダッシュパネル7を備えている。車室Rと動力室Sとを前後方向に仕切っている部材がダッシュパネル7である。このダッシュパネル7から前方に離れた部分にパワートレインPTが搭載されている。ダッシュパネル7は、例えば鋼板等で構成されており、左右方向に延びるとともに上下方向にも延びている。ダッシュパネル7の下側部分は、下端部へ近づくほど後に位置するように傾斜ないし湾曲しており、ダッシュパネル7の下端部がフロアパネル3の前端部に接続されている。したがって、フロアパネル3は、ダッシュパネル7の下端部から後方へ延びるように設けられ、また、ダッシュパネル7は、フロアパネル3の前部から上方へ延びるように設けられることになる。
この実施形態では、車室Rの右側が運転席側であり、車室Rの左側が助手席側である。図2は、自動車1の運転席側の断面であり、フロアパネル3及びダッシュパネル7の断面と、フロアパネル3に取り付けられている運転席シート8及び後席シート10、ブレーキペダルBの概略構造を示している。運転席シート8は、車室Rの左右方向中央部よりも右側に設けられる一方、車室Rの左右方向中央部よりも左側には助手席シート9(図1に示す)が設けられている。尚、これに限らず、車室Rの左側が運転席側、車室Rの右側が助手席側であってもよい。また、車室Rの後席が2列以上設けられていてもよい。
自動車1の車体構造1Aについてさらに具体的に説明すると、図1に破線で示すように、自動車1の左側部及び右側部には、それぞれ、フロントドア5によって開閉される前部ドア開口部40と、リヤドア6によって開閉される後部ドア開口部41とが形成されている。図3に示すように、車体構造1Aは、フロアパネル3の左右方向両端部において前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシル42を備えている。また、車体構造1Aは、フロアパネル3の前部を構成している前部フロアパネル30の左右方向両端部において上下方向に延びるように配設される左右一対のヒンジピラー43も備えている。このヒンジピラー43の下部は、サイドシル42の前部近傍に接続されており、ヒンジピラー43はそこから上方へ延びている。このヒンジピラー43の上部には、図1に示すフロントピラー44の下部が接続されている。フロントピラー44は、上側へ行くほど後に位置するように傾斜しながら延びており、ルーフ4の前部と接続されている。さらに、車体構造1Aは、サイドシル42の前後方向中間部から上方へ延びるセンターピラー45を備えている。前部ドア開口部40は、ヒンジピラー43の後縁部、フロントピラー44の下縁部、サイドシル42の上縁部、センターピラー45の前縁部及びルーフ4によって形成されている。フロントドア5はヒンジピラー43に支持され、リヤドア6はセンターピラー45に支持されている。尚、リヤドア6は省略される場合もあり、この場合は後部ドア開口部41も省略される。
(フロアパネルの構成)
図5に示すように、フロアパネル3は、前部フロアパネル30と、シート載置フロアパネル34と、接続パネル35(詳細は後述する)とを備えている。前部フロアパネル30、シート載置フロアパネル34及び接続パネル35は、運転席側だけでなく、助手席側にも設けられている。例えば、前部フロアパネル30、シート載置フロアパネル34及び接続パネル35は、運転席側から助手席側まで連続していてもよいし、運転席側と助手席側とで別部材で構成されていてもよい。
前部フロアパネル30、シート載置フロアパネル34及び接続パネル35は、別部材で構成されており、互いに接合されて1つのフロアパネル3を構成している。さらに、シート載置フロアパネル34は、当該シート載置フロアパネル34の前側部分を構成する第1フロアパネル(後部フロアパネル)31と、当該シート載置フロアパネル34の後側部分を構成する第2フロアパネル32とを備えている。第1フロアパネル31及び第2フロアパネル32は、別部材で構成されており、互いに接合されることによってシート載置フロアパネル34が構成されている。
図3に示すように、前部フロアパネル30、接続パネル35及び第1フロアパネル31には、フロアトンネル部30cが形成されていてもよい。フロアトンネル部30cは、前部フロアパネル30と接続パネル35と第1フロアパネル31の左右方向中央部(運転席と助手席との間の部分)を上方へ膨出させることによって形成することができ、例えば前部フロアパネル30の前部から第1フロアパネル31の後部まで前後方向に連続して延びる形状とすることができる。
図2に示すように、前部フロアパネル30は、ダッシュパネル7の下端部から後方へ延びるとともに左右方向に延びている。図5に示すように、前部フロアパネル30には、後述するブレーキペダルB及びアクセルペダルA(図4に示す)を操作するペダル操作者の踵が置かれる踵載置部30aが設けられている。踵載置部30aは、アクセルペダルAやブレーキペダルBを操作する際に、乗員の踵が自然に置かれる部分であり、乗員の体格や運転姿勢等によって多少異なるが、概ね図5に示す範囲(領域)である。すなわち、踵載置部30aは、前部フロアパネル30における前端部から後方に離れた部分から前部フロアパネル30における後端部から前方に離れた部分までの連続した領域と定義することができ、前部フロアパネル30の前後方向中間部ということもできる。
図2に示すように、第2フロアパネル32は、前部フロアパネル30から後方に離れて設けられ、後席シート10が取り付けられる部材である。後席シート10は、座面を構成する後席シートクッション部10aと、背もたれ部を構成する後席シートバック部10bとを備えている。後席シートクッション部10aは、第2フロアパネル32の上面に固定されている。
第2フロアパネル32は、少なくとも、後席シートクッション部10aの前端部に対応する部分から後端部に対応するまで連続しているが、後席シートクッション部10aの後端部よりも後方まで延長されていてもよい。この場合、後席シート10の後方に2列目となる後席シートを設置することや、荷物を載置する荷室を設けることが可能になる。
また、第1フロアパネル31は、接続パネル35の後部から第2フロアパネル32の前部まで延びている。そして、第1フロアパネル31は、前部フロアパネル30よりも下に位置付けられている。例えば前部フロアパネル30が略水平に前後方向に延びるとともに、第1フロアパネル31も略水平に前後方向に延びる形状とすることができる。
また、第2フロアパネル32も略水平に前後方向に延びる形状とすることができる。第2フロアパネル32は第1フロアパネル31よりも上に位置している。このことで、第2フロアパネル32の前部から第1フロアパネル31の後部まで上下方向に延びる後部板部3Bをフロアパネル3が備えている。後部板部3Bを介して第2フロアパネル32と第1フロアパネル31とが接続されることになるので、第2フロアパネル32と第1フロアパネル31との間には段差が形成されることになる。
以上の構成により、第1フロアパネル31が前部フロアパネル30及び第2フロアパネル32に比べて一段下に位置することになる。前部フロアパネル30及び第2フロアパネル32と、第1フロアパネル31との高さの差は、例えば5cm以上または10cm以上に設定することができ、また15cm以上に設定してもよい。前部フロアパネル30と第2フロアパネル32とは、同じ高さであってもよいし、前部フロアパネル30が第2フロアパネル32より低くてもよいし、高くてもよい。また、前部フロアパネル30、第1フロアパネル31及び第2フロアパネル32は、厳密に水平でなくてもよく、後側へ行くほど下に位置するように傾斜していてもよい。また、前部フロアパネル30、第1フロアパネル31及び第2フロアパネル32の一部のみ傾斜し、他の部分が略水平であってもよい。さらに、第2フロアパネル32は第1フロアパネル31と同じ高さであってもよい。
上記後部板部3Bは、第2フロアパネル32に一体成形されていてもよいし、第1フロアパネル31に一体成形されていてもよいし、これらフロアパネル31、32とは別体に成形されていてもよい。また、後部板部3Bは略鉛直に延びていてもよいし、傾斜ないし湾曲していてもよい。例えば、後部板部3Bは、下へ行くほど前に位置するように傾斜ないし湾曲させることができる。
図2に示すように、第1フロアパネル31には、前席シート8を固定するための第1前席シート固定部(前部シート固定部)31a及び第2前席シート固定部(後部シート固定部)31bが設けられている。第1前席シート固定部31aは、第1フロアパネル31の前後方向中央部よりも前に設けられており、例えば第1フロアパネル31に固定された左右方向に長いメンバ等で構成されている。第2前席シート固定部31bも同様に、左右方向に長いメンバ等で構成されており、第1前席シート固定部31aから後方に所定距離だけ離れて設けられている。第1前席シート固定部31a及び第2前席シート固定部31bの構成は、メンバに限られるものではなく、板材等で構成された各種形状のものを用いることができる。尚、この実施形態では、第1前席シート固定部31aの方が第2前席シート固定部31bに比べて高く形成されているが、第1前席シート固定部31a及び第2前席シート固定部31bの高さは同じであってもよい。
第2フロアパネル32の少なくとも前部には、後席シート10を固定するための後席用シート固定部32aが設けられている。この後席用シート固定部32aは、前席シート固定部31a、31bと同様に構成されていてもよいし、別構造であってもよい。第2フロアパネル32と第1フロアパネル31とが同じ高さに配置されている場合には、前席シート8と後席シート10とを同じ高さに配置することができる。
(前席シート)
前席シート8は、前席シートクッション部8aと、前席シートバック部8bと、前席シートクッション部8aの前後方向の位置調整を行うシートスライド機構8cとを備えている。前席シートクッション部8aは、前席乗員の座面を構成する部分であり、図示しないが、例えば前席シートクッション部8a内に設けられているシートフレームと、該シートフレームに支持されたクッション材、クッション材を覆う表皮材等で構成されている。また、前席シートバック部8bは、前席乗員の背もたれ部を構成する部分であり、図示しないが、シートフレームと、クッション材、表皮材等で構成されている。
前席シートバック部8bの下部は、前席シートクッション部8aの後部に対してリクライニング機構8dを介して取り付けられている。リクライニング機構8dは、従来から周知のものであり、前席シートバック部8bを任意の傾斜角度にして固定状態にするための機構である。
シートスライド機構8cは、従来から周知の機構を用いることができ、例えば、前席シートクッション部8aの下部に固定される可動部材8eと、第1フロアパネル31の第1前席シート固定部31a及び第2前席シート固定部31bに固定されるレール8fとを備えている。レール8fは前席シートクッション部8aを前後方向に案内するための部材であり、前後方向に延びている。レール8fの前部が第1前席シート固定部31aに固定され、後部が第2前席シート固定部31bに固定されている。第1前席シート固定部31aが第2前席シート固定部31bに比べて高いので、レール8fは前へ行くほど上に位置するように傾斜している。レール8fは略水平であってもよい。
可動部材8eは、レール8fに係合した状態で当該レール8fに対して前後方向に相対移動可能な部材である。可動部材8eのレール8fに対する前後方向の位置は、所定範囲内であれば任意の位置にすることができ、その位置で可動部材8eをレール8fにロックすることができる。
上記シートスライド機構8cの高さは、第1フロアパネル31の高さ、第1前席シート固定部31a及び第2前席シート固定部31bの高さによって設定することができる。この実施形態では、前部フロアパネル30と比較した時、前部フロアパネル30がシートスライド機構8cよりも上に位置付けられているように、シートスライド機構8cの高さが設定されている。
(後席シート)
後席シート10は、後席シートクッション部10aと、後席シートバック部10bとを備えている。後席シートクッション部10a及び後席シートバック部10bは前席シート8のものと同様に構成することができる。後席シートクッション部10aが、第2フロアパネル32の後席用シート固定部32aに固定されている。尚、後席シート10にも前席シート8と同様なシートスライド機構やリクライニング機構を設けてもよい。
(接続パネル)
図5に示すように、接続パネル35は、前部フロアパネル30と第1フロアパネル31とを接続する部材であり、前部フロアパネル30の後部から第1フロアパネル31の前部まで連続して延びている。この実施形態では、前部フロアパネル30が第1フロアパネル31よりも上に位置していることで、これらを接続する接続パネル35は、後側へ行くほど下に位置するように傾斜ないし湾曲した形状になる。
接続パネル35は、前部フロアパネル30の後部から第1フロアパネル31の前部まで同じ傾斜角度で傾斜した部材であってもよいし、前後方向の一部分が他の部分と異なる傾斜角度で傾斜していてもよい。また、接続パネル35は、前部フロアパネル30の後部から第1フロアパネル31の前部まで同じ曲率で湾曲した部材であってもよいし、前後方向の一部分が他の部分と異なる曲率で湾曲していてもよい。また、接続パネル35の前後方向の一部分が傾斜し、他の部分が湾曲していてもよい。接続パネル35の前後方向の一部分のみが略水平な水平部であってもよいし、接続パネル35の前後方向の一部分に段差があってもよい。
(剛性部材)
図2や図4に示すように、車体構造1Aは、ダッシュパネル7の下方で左右方向に延びてフロアパネル3に取り付けられる剛性部材50を備えている。剛性部材50は、前部フロアパネル30の下方に配置されるとともに、左側のヒンジピラー43の下部から右側のヒンジピラー43の下部まで左右方向に延びる高剛性な部材である。剛性部材50の左端部は、左側のヒンジピラー43の下部に固定され、また、剛性部材50の右端部は、右側のヒンジピラー43の下部に固定されている。「高剛性」とは、例えば自動車1が正面衝突して剛性部材50に対して衝撃荷重が加わった時、剛性部材50が容易に変形することなく、剛性部材50に加わった衝撃荷重を少なくとも左右のヒンジピラー43に伝達して吸収可能にする程度の剛性である。このような剛性は、剛性部材50を構成する材料の種類や各部の寸法設定によって得ることができる。剛性部材50の材料は特に限定されるものではないが、例えば鋼板等を挙げることができる。
剛性部材50は、ヒンジピラー43に対して溶接されていてもよいし、ボルト、ナット、ネジ等による締結部材で固定されていてもよい。また、剛性部材50は、ヒンジピラー43に対してブラケット(図示せず)等を介して固定されていてもよい。尚、剛性部材50は、左右方向に連続していなくてもよく、例えば左側のヒンジピラー43の下部からフロアトンネル部30c近傍まで延びる部材と、右側のヒンジピラー43の下部からフロアトンネル部30c近傍まで延びる部材とで構成されていてもよい。また、剛性部材50は、ヒンジピラー43に固定されることなく、フロアパネル3に取り付けられているだけであってもよい。
剛性部材50の断面形状は特に限定されるものではないが、この実施形態では、剛性部材50は、上壁部51と前壁部52と下壁部53とを有している。上壁部51は、前部フロアパネル30の下面に沿うように配置されており、前後方向及び左右方向に延びている。上壁部51の後部は、前部フロアパネル30の下面に重ねられた状態で、当該前部フロアパネル30に対して溶接ないし締結固定されている。締結固定する場合には、図示しないが例えばボルト、ナット、ネジ等を用いることができる。また、上壁部51の後部は、上方へ突出する突出部(図示せず)を有していてもよく、この場合、突出部を、ダッシュパネル7の前面に重ねた状態で、当該ダッシュパネル7に対して溶接ないし締結固定することができる。上壁部51の固定構造は、図示した構造に限られるものではなく、例えば別体の固定具やブラケット等を用いてダッシュパネル7に固定してもよい。この上壁部51は略水平に延びていてもよいし、傾斜していてもよい。剛性部材50は、一体成形品であってもよいし、別部材が組み合わされて構成されていてもよい。
前壁部52は、上壁部51の前部から下方へ延びるとともに左右方向に延びている。前壁部52は略鉛直に延びていてもよいし、傾斜していてもよい。前壁部52は、ダッシュパネル7の直下方に配置されている。例えば、ダッシュパネル7の下部の傾斜ないし湾曲した部分の真下に、前壁部52を配置することができる。これに限らず、前壁部52は、ダッシュパネル7よりも前に位置していてもよいし、ダッシュパネル7よりも後に配置してもよい。
下壁部53は、前壁部52の下部から後方へ延びるとともに左右方向に延びている。この下壁部53は略水平に延びていてもよいし、傾斜していてもよい。下壁部53の後部は、上壁部51の後部よりも後方まで延びている。上壁部51、前壁部52及び下壁部53により、内部が中空状の剛性部材50が得られる。これにより、軽量かつ剛性の高い剛性部材50とすることができる。また、剛性部材50の内部には左右方向に延びるリブ(図示せず)が設けられていてもよい。さらに、剛性部材50には左右方向に延びる補強用ビード等が設けられていてもよい。
剛性部材50の前壁部52の上下方向の寸法は、ダッシュパネル7の同方向の寸法よりも短く設定されている。この上下方向の寸法が短い前壁部52に対して、当該前壁部52と交差する方向に延びる上壁部51及び下壁部53が一体化されているので、前壁部52のリブとして上壁部51及び下壁部53が機能する。反対の見方をすると、上壁部51及び下壁部53のリブとして前壁部52が機能する。よって、剛性部材50がダッシュパネル7のような大きな板材に比べて変形し難くなる。
剛性部材50の上壁部51の後部と下壁部53の後部とは上下方向に互いに間隔をあけて配置されている。上壁部51の後部と下壁部53の後部との間は、後方に開放していてもよいし、上壁部51の後部と下壁部53の後部とを連結する後壁部(図示せず)を備えていてもよい。
図4に示すように、剛性部材50の後部を前部フロアパネル30に固定する固定構造を設けることができる。すなわち、剛性部材50の下壁部53の後部には、上下方向に貫通する複数の貫通孔(図示せず)が左右方向に互いに間隔をあけて形成されている。一方、前部フロアパネル30の下面には、剛性部材50が固定される複数の固定部54が左右方向に互いに間隔をあけて設けられている。固定部54の位置は、下壁部53の貫通孔の形成位置と対応している。固定部54は、例えば上下方向に延びる柱状または軸状に形成されており、固定部54の上端部が前部フロアパネル30の前部の下面に対して固定されている。固定部54には、下方に向けて開口するネジ孔(図示せず)が形成されている。下壁部53の後部を固定部54の下端面に重ねると、下壁部53の貫通孔と固定部54のネジ孔とが一致する。両者を一致させた状態で、ボルト56を下方から貫通孔に挿通させて固定部54のネジ孔に螺合させることで、下壁部53の後部を固定部54に固定することができる。尚、下壁部53の固定構造は図示した構造に限られるものではなく、図示しないブラケットを固定部54とし、このブラケットを介して下壁部53の後部を固定部54に固定してもよい。また、固定部54と前部フロアパネル30とは一体成形されていてもよい。
(ブレーキ操作系)
次に、車体構造1Aが備えているブレーキ操作系について具体的に説明する。ブレーキ操作系は、自動車1の各輪に設けられているディスクブレーキやドラムブレーキで制動力を得るための油圧を発生させる油圧発生系統であり、図2に示すように、ブレーキペダルB、マスターシリンダ20、ブレーキブースター21及び連結ロッド22を備えている。ブレーキペダルB、マスターシリンダ20、ブレーキブースター21及び連結ロッド22は、全て運転席の前方に位置している。
ブレーキペダルBは、上下方向に延びる姿勢で設けられている。ブレーキペダルBの下側部分は前部フロアパネル30の下方に配置される。一方、ブレーキペダルBの上側部分は前部フロアパネル30から上方へ突出するように配置されており、踵載置部30aよりも前方に位置付けられている。つまり、ブレーキペダルBは、前部フロアパネル30における踵載置部30aよりも前方の部分に形成された挿通孔30bに挿通された状態で設けられている。
ブレーキペダルBの上側部分は、乗員の足によって踏み込まれる部分である。一方、ブレーキペダルBの下側部分は、車体に対して支軸B1により回動自在に支持される部分である。支軸B1は、前部フロアパネル30の下方において左右方向に延びており、剛性部材50の下壁部53に支持されている。尚、支軸B1は、前部フロアパネル30に対してブラケット等を介して支持されていてもよい。
マスターシリンダ20はブレーキブースター21と一体化されている。マスターシリンダ20及びブレーキブースター21は、剛性部材50の前部、即ち剛性部材50の前壁部52に対して締結部材等を使用して固定されている。したがって、少なくともブレーキブースター21は剛性部材50の前壁部52から前方へ突出することになる。また、ブレーキペダルBの支軸B1は、ブレーキブースター21から後方に離れて設けられることになる。マスターシリンダ20及びブレーキブースター21は、ブラケット等を使用して剛性部材50に固定することもできる。この場合、ブラケット等を上壁部51や下壁部53に固定してもよい。マスターシリンダ20及びブレーキブースター21が固定される部分である前壁部52の肉厚を、上壁部51及び下壁部53の肉厚より厚くしてもよい。
ブレーキペダルBの上下方向中間部には、前後方向に延びる連結ロッド22の後部が連結されている。連結ロッド22の前部は、マスターシリンダ20に連結されており、ブレーキペダルBの踏力がマスターシリンダ20及びブレーキブースター21に入力されるようになっている。尚、マスターシリンダ20及びブレーキブースター21は、従来から周知のものを使用することができる。ブレーキブースター21は、例えばバキューム圧を利用した真空倍力装置であってもよいし、電動の油圧ポンプを使用したブレーキブースターであってもよい。ブレーキペダルBに入力される踏力に対応した力をブレーキブースター21が付与して油圧を高めるように構成されている。
マスターシリンダ20及びブレーキブースター21が固定される剛性部材50はダッシュパネル7の下方に位置しているので、マスターシリンダ20及びブレーキブースター21も下に位置することになる。具体的には、ブレーキブースター21の上端がパワートレインPTの下端よりも下方に位置付けられるように、ブレーキブースター21の高さが設定されている。これにより、例えば正面衝突によってパワートレインPTに衝撃荷重が入力されて該パワートレインPTが後退した時に、ブレーキブースター21に接触しないようにすることができる。これにより、ブレーキペダルBの後退が抑制される。
また、ブレーキブースター21の上端がパワートレインPTの下端から下方へ所定距離以上離れていてもよい。この所定距離は、例えば正面衝突によってパワートレインPTに衝撃荷重が入力された時に、パワートレインPTが多少下方へ移動したとしても、該パワートレインPTがブレーキブースター21に接触しないようにすることが可能な距離である。
(アクセルペダル)
図4は、アクセルペダルAの位置を示すダッシュパネル7及びフロアパネル3の断面図である。アクセルペダルAは、いわゆるオルガンペダルタイプであり、当該アクセルペダルAの下部が左右方向に延びる支軸A1を介してフロアパネル3に対して揺動自在に支持されている。尚、アクセルペダルAは、図示しないが吊り下げタイプであってもよい。この場合、アクセルペダルAの上部が左右方向に延びる支軸を介してダッシュパネル7に揺動自在に支持される。走行用モータで走行する自動車1の場合も加速時に操作するペダルを備えており、本明細書では、このペダルもアクセルペダルと呼ぶことにする。
また、図示しないが、車室Rに設けられた操作レバー(図示せず)によって乗員がギヤ比を変更するマニュアルトランスミッションを搭載している場合、クラッチを操作するためのペダルが車室Rに設けられる。通常、アクセルペダルAが一番右、ブレーキペダルBがアクセルペダルAの左側方、クラッチペダルがブレーキペダルBの左側方に位置している。
また、図示しないが、例えば自動車の運転教習等に使用される教習車では、助手席側にもアクセルペダル及びブレーキペダルが運転席側と同様に設けられている。この教習車にも本発明を適用することができる。
(バッテリ)
図2に示すように、この自動車1には、パワートレインPTが有している走行用モータに電力を供給するためのバッテリ60がフロアパネル3の下方に搭載されている。バッテリ60の種類は、特に限定されるものではなく、例えばリチウムイオン電池、全固体電池等であってもよいし、他の二次電池であってもよい。
前部フロアパネル30の下方には、バッテリ60が収容された前側バッテリケース61が設けられている。前側バッテリケース61は、例えばフロアパネル3及びサイドシル42の少なくとも一方に固定されて車体と一体化されている。前側バッテリケース61を構成する部材としては、例えば鋼板や押出材等を挙げることができ、これら部材によって単一の前側バッテリケース61が構成されている。「単一」とは、車体へ固定する前の構造体として見たときに1つとなっているということであり、前側バッテリケース61が複数の部材で分離可能に構成されていたとしても、例えば自動車1の製造ラインにおいて車体へ固定する直前の状態で部材同士が分離しないように一体になっているということである。バッテリ60と前側バッテリケース61とを合わせてバッテリユニット等と呼ぶことができる。
前側バッテリケース61の内部や外部には補強用のメンバ等が設けられている。このようにして前側バッテリケース61の剛性を高めることができる。剛性の高い前側バッテリケース61をフロアパネル3やサイドシル42に固定することで、前側バッテリケース61の剛性を利用して車体剛性を高めることができる。前側バッテリケース61の固定構造は、特に限定されるものではないが、例えばボルト、ナット、ネジ等の締結部材を使用した固定構造を挙げることができる。
側面視で、ヒンジピラー43の下部と、前側バッテリケース61に収容されたバッテリ60の少なくとも一部とが重複する位置関係にある。すなわち、ヒンジピラー43はフロントドア5を開閉可能に支持する部材であることから高剛性である。このヒンジピラー43の下端部は前部フロアパネル30近傍に位置している。例えば自動車1の側方から衝撃荷重が作用した時(側面衝突時等)には、その荷重が高剛性なヒンジピラー43を介して車体に伝達されることになる。この時、側面視でヒンジピラー43と、前側バッテリケース61に収容されたバッテリ60とが重複していることで、当該バッテリ60をヒンジピラー43によって保護することができ、当該バッテリ60への入力荷重を低減できる。
図3に示すように、前側バッテリケース61の左右方向中央部には上方へ膨出する膨出部61aが形成されている。この膨出部61aは、フロアトンネル部30c内に位置している。膨出部61a内にもバッテリ60を収容することができる。これにより、前部フロアパネル30の下方空間だけでなく、フロアトンネル部30cの内部空間もバッテリ60の収容空間として有効利用することができ、バッテリ60の搭載容量を高めることができる。
前側バッテリケース61に収容されたバッテリ60は、剛性部材50の後方に設けられている。車両正面視で剛性部材50の少なくとも一部とバッテリ60とが重複している。また、剛性部材50には、前側バッテリケース61の前部が固定されている。例えば、剛性部材50の下壁部53の後部と、前側バッテリケース61の前部とをボルト56によって共締めしてもよいし、剛性部材50の下壁部53の後部を前側バッテリケース61の前部に溶接してもよい。また、剛性部材50の下壁部53を前側バッテリケース61と一体成形してもよい。剛性部材50に前側バッテリケース61を固定することで、剛性部材50の剛性をより一層高めることができるとともに、前側バッテリケース61の剛性を剛性部材50によって高めることができる。
図2に示すように、第2フロアパネル32の下方には、バッテリ60が収容された後側バッテリケース62が設けられている。後側バッテリケース62は、前側バッテリケース61と同様に構成することができる。前側バッテリケース61と後側バッテリケース62とが一体に構成されていてもよい。尚、ブレーキペダルBの支軸B1は、前側バッテリケース61の底部に支持されていてもよい。
剛性部材50の内部にバッテリ60を配置してもよい。この場合、剛性部材50内の空間がバッテリ配置部となる。剛性部材50が高剛性であることから、正面衝突時に剛性部材50の変形が十分に抑制される。したがって、剛性部材50の内部に配置しているバッテリ60に入力する衝撃荷重を低減することができる。
(前席乗員の姿勢及びペダル操作)
図6は、前席シート8に着座している前席乗員(ペダル操作者)の下肢100とフロアパネル3及びダッシュパネル7、ブレーキペダルBと、その近傍を示す図である。この実施形態では、前席シート8の固定部31a、31bが前部フロアパネル30の上面よりも下に位置付けられているので、ペダル操作者のヒップポイントを低くすることができる。ペダル操作者のヒップポイントが低くなるということは、ペダル操作者の着座位置が下がるということであり、これにより、乗車状態における車両の重心高が下がる。
そして、ペダル操作者の踵101が置かれる前部フロアパネル30が第1フロアパネル31に比べて上に位置付けられるので、ペダル操作者の踵101が、一般的な操作姿勢に比べて高い位置に置かれることになる。このようなレイアウトにより、ペダル操作者の上腿102と下腿103とが大きく開いた姿勢となる。図6における符号200は、ペダル操作者の上腿102の中心線を示し、符号201は、下腿103の中心線を示しており、中心線200と、中心線201とのなす角度(上腿102と下腿103との開角α)が125゜~150゜の範囲となるように、前部フロアパネル30と第1フロアパネル31との高さの差を設定している。
このように高さの差を設定することで、下腿100と前部フロアパネル30とのなす角度(中心線201と前部フロアパネル30とのなす角度β)が小さくなるので、ペダル操作時に踵101に入力される上下方向の分力が小さくなり、ブレーキペダルBの操作性が向上する。具体的に説明すると、ペダル操作者がブレーキペダルBを踏み込むときには、斜め下向きの力Fを踵101が前部フロアパネル30に対して作用させることになる。この力Fを鉛直方向の力と水平方向の力とに分けると、それぞれ力F1と力F2となる。上述したように、角度βが小さくなっているので、踵101から入力される上下方向の分力F1が小さくなる。このことで、例えばブレーキペダルBからアクセルペダルAへの踏み替え操作やその反対の踏み替え操作等が素早く、かつ、正確に行えるようになり、その結果、ペダルA、Bの操作性が向上する。
(後席乗員の居住性)
尚、この実施形態では後席乗員の居住性を向上させることができる。図2に示すように、後席シート10が取り付けられる第2フロアパネル32は、第1フロアパネル31よりも上に位置付けられるので、後席シート10の乗員は比較的高いところに着座することになり、視界が良好になる。その後席乗員は足を第1フロアパネル31に置くことになるが、この第1フロアパネル31が第2フロアパネル32よりも下に位置付けられるので、後席乗員の足元空間は特に高さ方向に広く確保される。
(実施形態の作用効果)
以上説明したように、この実施形態によれば、前部フロアパネル30の下方空間を有効に利用してバッテリ60の搭載容量を増やすことができる。そして、ブレーキブースター21が固定される剛性部材50は左右のヒンジピラー43に固定されている。このヒンジピラー43はフロントドア5を支持する部材であることから高い剛性を有しており、しかも、サイドシル42の前部に接続されることによっても剛性が高められている。ヒンジピラー43に剛性部材50を固定することで、ヒンジピラー43によって剛性部材50の剛性を高めることができ、よって、従来のようにダッシュパネル7にブレーキブースターを固定する場合に比べて、走行時に操作するブレーキペダルBの剛性感が高まり、操作フィーリングが向上する。
また、例えば正面衝突時にパワートレインPTが後退すると、ブレーキブースター21の上端がパワートレインPTの下端よりも下方に位置付けられているので、パワートレインPTがブレーキブースター21に接触しにくくなり、よってブレーキペダルBの後退が抑制される。
さらに、ブレーキペダルBの支軸B1と、マスターシリンダ20及びブレーキブースター21とを共通の剛性部材50に取り付けているので、ブレーキペダルBの支持剛性をより一層高めることができる。
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
以上説明したように、本発明に係る車体構造は、例えばフロアパネルを備えた自動車で利用することができる。
1A 車体構造
3 フロアパネル
7 ダッシュパネル
21 ブレーキブースター
30 前部フロアパネル
31 第1フロアパネル(後部フロアパネル)
42 サイドシル
43 ヒンジピラー
50 剛性部材
60 バッテリ
61 前側バッテリケース
B ブレーキペダル
B1 支軸
PT パワートレイン
R 車室

Claims (3)

  1. 車室の床面を構成するフロアパネルと、
    走行用モータを含むパワートレインと、
    前記フロアパネルの下方に搭載され、前記走行用モータに電力を供給するバッテリとを備えた自動車の車体構造において、
    前記フロアパネルの車両前部から上方へ延びるダッシュパネルと、
    前記ダッシュパネルの下方で車幅方向に延びて前記フロアパネルに取り付けられる剛性部材とを備え、
    前記フロアパネルは、
    前記ブレーキペダルを操作するペダル操作者の踵が置かれる前部フロアパネルと、
    前記前部フロアパネルの車両後方に設けられた後部フロアパネルとを備え、
    前記前部フロアパネルは、前記後部フロアパネルよりも上に位置付けられ、
    前記剛性部材は、前記前部フロアパネルの下方に配置されるとともに、該前部フロアパネルに固定され、
    前記前部フロアパネルの下方には、前記バッテリが収容されたバッテリケースが設けられ、
    前記剛性部材には、前記バッテリケースが固定され、
    前記パワートレインは、前記ダッシュパネルの車両前方に搭載され、
    前記剛性部材の車両前部には、ブレーキブースターが固定され、
    前記ブレーキペダルの支軸は、前記前部フロアパネルの下方において前記ブレーキブースターの車両後方に設けられ、
    前記ブレーキペダルは、前記前部フロアパネルから上方へ突出し、
    前記ブレーキブースターの上端は前記パワートレインの下端よりも下方に位置付けられている車体構造。
  2. 請求項1に記載の車体構造において、
    前記フロアパネルの車幅方向両端部において車両前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシルと、
    左右一対の前記サイドシルの車両前部からそれぞれ上方に延びるとともに、自動車の側部に設けられるドアを支持する左右一対のヒンジピラーとを備え、
    前記剛性部材は、左側の前記ヒンジピラーの下部から右側の前記ヒンジピラーの下部まで延びるとともに、該両ヒンジピラーに固定される車体構造。
  3. 請求項に記載の車体構造において、
    前記剛性部材の車両後方に前記バッテリが設けられており、
    車両正面視で前記剛性部材の少なくとも一部と前記バッテリとが重複している車体構造。
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