JP2022148475A - 車両用バンパユニット - Google Patents
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Abstract
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(1)車両前後方向に延在するように車幅方向両側に設けられるフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの車幅方向外側に位置する外側面から車幅方向外側に拡開しながら前方に延出するガセットと、を備えた車両に取り付けられる車両用バンパユニットであって、前記フロントサイドフレームとの固定部よりも車幅方向外側に位置する外側部が、外側に向かうにつれて後方に傾斜する形状を有し、車幅方向に延在するように前記フロントサイドフレームの前端部に直接もしくは間接的に固定されたバンパビームと、前記バンパビームの後側においてクリアランスを空けて前記ガセットの前端に対峙するように取り付けられ、前記ガセットの前端に対峙するガセット対峙領域を有する後壁と、前記外側部に沿って配され、前記車両の前方から視て、前記ガセット対峙領域よりも車幅方向について幅広となるように設けられている前壁と、前記ガセット対峙領域の車幅方向内側に位置する内側縁部に接続され、車両前後方向との間の角度が前記ガセットの延出方向と車両前後方向との間の角度よりも小さくなる方向に延在して前記ガセット対峙領域と前記前壁を連結する前後連結壁と、を備える荷重伝達部材と、を備える。
本明細書が開示する技術に係る車両用バンパユニットの一実施形態を、以下に図1から図5を参照しつつ説明する。なお、本技術はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。なお、各図の左下部分に付した矢線は、車両の前方(F)、左方(L)、上方(U)を示している。また、複数の同一部材については、一部の部材に符号を付して他の部材の符号を省略することがある。
まず、本実施形態の車両用バンパユニット100が取り付けられる車両200側の構造について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る車両用バンパユニット100は、車両200の車両前後方向に沿って延設されるフロントサイドフレーム20に取り付けられる。図1及び図2に示すように、フロントサイドフレーム20の車幅方向外側に位置する外側面20Sには、ガセット10が接続されている。なお、フロントサイドフレーム20は、車両200の両側に左右一対となるように設けられているが、図1等では、左側のフロントサイドフレーム20のみを示している。本実施形態に係る車両用バンパユニット及びその取付部分の構造は、車両200の左側と右側で略同様(左右対称)の構成であるため、以下の説明では左側の構造について説明し、右側の構造についての説明は、必要な場合を除き、割愛する。
フロントサイドフレーム20には、例えば、鋼板製の矩形閉断面状の部材が用いられる。フロントサイドフレーム20は、車両200の前部において車両前後方向に延在するように車両両側に設けられており、左右一対のフロントサイドフレーム20の車幅方向内側には、例えばラジエータやエンジン等の車両機器が配置される。図1及び図2に示すように、フロントサイドフレーム20の前端には、車両前後方向に直交する略平面状をなす衝撃吸収体取付部21が設けられており、この衝撃吸収体取付部21に、後述する衝撃吸収体40の被取付部41が固定される。衝撃吸収体取付部21は、フロントサイドフレーム20の本体部分から上下方向及び車幅方向に突出し、上下方向及び車幅方向の寸法が、衝撃吸収体40の本体部分の当該寸法よりも若干大きくなるように形成されている。
図1及び図2に示すように、ガセット10は、車幅方向外側に拡開しながら前方に延出するように、フロントサイドフレーム20の外側面20Sに接続されている。ガセット10のフロントサイドフレーム20への接続方法は、特に限定されるものではなく、例えば溶接や締結具等によって固定することができる。フロントサイドフレーム20からのガセット10の延出長さは、ガセット10の延出端である前端10Tが、所定のクリアランスCを空けて、後述するバンパビーム30の後面30Sに対峙する長さとされている。
続いて、本実施形態に係る車両用バンパユニット100について、図1から図5を参照しつつ説明する。車両用バンパユニット100は、車幅方向に延在するようにフロントサイドフレーム20の前端部に固定されるバンパビーム30と、バンパビーム30の後面30Sに取り付けられた荷重伝達部材50と、を備える。本実施形態に係る車両用バンパユニット100は、バンパビーム30の後面30Sに取り付けられた衝撃吸収体40をさらに備える。
バンパビーム30には、例えば長手方向に空所(中空部)が延在する矩形閉断面状の長尺部材が用いられる。補強等を目的として、バンパビーム30の壁部に凹条部や凸条部が形成されていたり、内部にリブ壁が配設されたりしていてもよい。バンパビーム30は、全体として車幅方向に沿って延設される。図1及び図2に示すように、バンパビーム30の後面30Sには、衝撃吸収体40及び荷重伝達部材50が取り付けられている。バンパビーム30のうち、衝撃吸収体40が取り付けられる部分を固定部31とし、固定部31よりも車幅方向外側に位置する部分を外側部33とすると、バンパビーム30は、固定部31の方が外側部33よりも前方に位置し、外側部33が車幅方向外側に向かうにつれて後方に傾斜する形状とされている。外側部33は、平面状であっても曲面状であってもよく、上方視で直線的に傾斜していても、曲線状に傾斜(湾曲)していても、どちらでも構わない。また、左右の固定部31の間に位置して車幅方向に延在する中央部分の形状は特に限定されるものではなく、例えば中央部分の一部もしくは全体が湾曲していても構わない。なお、固定部31及び外側部33の後面は、バンパビームの後面30Sからなる。そのため、以下では、固定部31もしくは外側部33の後面を、「後面30S」と表すことがある。
衝撃吸収体40には、例えば矩形閉断面状の部材が用いられ、空所が車両前後方向に延在するように配される。図1及び図2に示すように、衝撃吸収体40は、フロントサイドフレーム20の前端に設けられた衝撃吸収体取付部21と、バンパビーム30の後面30Sとの間に介在される。衝撃吸収体40本体部分の上下方向の寸法(高さ)は、バンパビーム30の同寸法(高さ)よりも若干小さく、フロントサイドフレーム20本体部分の同寸法よりも大きい。また、衝撃吸収体40本体部分の車幅方向の寸法も、フロントサイドフレーム20本体部分の同寸法より大きいものとされている。本実施形態に係る衝撃吸収体40は、図5について後述するように、車両200の前方から衝突荷重Fが加えられたとき、軸方向(車両前後方向)に圧潰して衝突エネルギーを吸収する、いわゆるクラッシュボックスとして機能する。
さて、本実施形態に係る車両用バンパユニット100では、バンパビーム30の外側部33に、荷重伝達部材50が取り付けられている。ガセット10が、従来構造(例えば特許文献1に記載の前部車体構造)のようにバンパビームの後面に直接対峙するのではなく、バンパビーム30の後面30Sに取り付けられた荷重伝達部材50に対峙していることで、SOL衝突時の衝突荷重を、より効率的にバンパビーム30からフロントサイドフレーム20に伝達可能となる。また、鋼板製のガセットがアルミニウム合金製の中空部材からなるバンパビームに直接対峙していると、SOL衝突時にガセットの前端がバンパビームの後面に食い込んでバンパビームを破損する可能性があるが、本実施形態では両部材の間に荷重伝達部材50が介在していることにより、このような事態を抑制できる。荷重伝達部材50には、例えば閉断面状の中空部材が用いられ、空所が上下方向に延在するように配される。荷重伝達部材50の形状及び寸法について、図3及び図4を参照しつつ詳しく説明する。
また、本実施形態では、前後連結壁53は車両前後方向に延在しており、ガセット対峙領域51Rの内側縁部の前方において前壁52に接続されている。前後連結壁53が車両前後方向に延在していることで、車両前後方向に沿ってバンパビーム30に加えられ前壁52に伝達された衝突荷重を、前後連結壁53を介して、効率的にガセット対峙領域51Rへと伝えることができる。前後連結壁53は、本実施形態のように車両前後方向に延在していることが特に好ましいが、厳密に車両前後方向に延在することを要さず、前後連結壁53は、車両前後方向に対して若干の角度、例えば-7°以上+7°以下、好ましくは-5°以上+5°以下、より好ましくは-3°以上+3°以下の角度をなす方向に延在するように設定できる。前後連結壁53の延在方向がこのような範囲であれば、十分効率的に前壁52からガセット対峙領域51Rへと衝突荷重を伝えることができる。
上記の構造の車両用バンパユニット100は、例えば下記のように製造できる。
まず、上記したようなアルミニウム合金を、公知の方法により、上記の寸法形状に成形して、バンパビーム30、衝撃吸収体40、荷重伝達部材50の各部材を製造する。荷重伝達部材50等の成形は、押出成形によって好適に行うことができるほか、例えば削出加工等によって行うことも可能である。各部材を成形した後、バンパビーム30の後面30Sの所定位置に、衝撃吸収体40及び荷重伝達部材50を固定する。衝撃吸収体40及び荷重伝達部材50の固定は、溶接や締結具を用いた締結等、公知の方法によって行うことができる。
上記のような車両用バンパユニット100を取り付けた車両200が、バリア等の衝突物BにSOL衝突したときの衝突荷重Fの伝達の一例について、図2及び図5を参照しつつ説明する。なお、車両200の衝突によって車両用バンパユニット100に加えられる衝突荷重の影響は、固定部31(衝撃吸収体40の取付箇所)と、衝突荷重がバンパビーム30に加えられる荷重箇所との位置関係によって変化するが、以下では、図2に示すように、衝突物BとのSOL衝突による衝突荷重Fが、バンパビーム30の外側部33における車幅方向内側の端部(固定部31の近傍)に加えられる場合について説明する。
以上に記載したように、本実施形態に係る車両用バンパユニット100によれば、以下の作用効果を得ることができる。
車両用バンパユニット100を構成する荷重伝達部材50の変形例について、図6Aから図6C、並びに、図7A及び図7Bを参照しつつ説明する。下記の変形例に係る荷重伝達部材150,250,350,450,550には、実施形態に係る荷重伝達部材50と同じく、例えばアルミニウム合金製の閉断面状中空部材を用いることができる。荷重伝達部材150,250,350,450,550は、荷重伝達部材50と同じく、空所が上下方向に延在するように、バンパビーム30外側部33の後面30Sに取り付けられる。以下では、荷重伝達部材50と基本的に同様の構成については実施形態と同じ符号を付して説明を省略し、実施形態と同様の作用効果についての説明も割愛する。
図6Aは、変形例1に係る荷重伝達部材150を上方から視た平面図である。本変形例に係る荷重伝達部材150は、後壁51、前壁52、前後連結壁53、傾斜連結壁54によって画成される空所内に、前壁52に直交する傾斜中壁156のみを有し、実施形態の前後中壁55に対応する壁を有しない点において、上記実施形態に係る荷重伝達部材50と相違している。傾斜中壁156は、荷重伝達部材50の傾斜中壁56よりも車両方向外側すなわち傾斜連結壁54寄りに配されており、傾斜連結壁54よりも肉厚に形成されている。
本変形例に係る荷重伝達部材150は、荷重伝達部材50と比較して、構造が簡素化されているため、軽量化及びコスト削減を図る上で有利である。また、荷重伝達部材150の空所内に、比較的肉厚な傾斜中壁156が空所を概ね等分に分割するように配置されていることで、前後中壁55を備えていなくとも荷重伝達部材150が圧壊し難く、衝突荷重を効率的にフロントサイドフレーム20へと伝達できる。
図6Bは、変形例2に係る荷重伝達部材250を上方から視た平面図である。本変形例に係る荷重伝達部材250は、後壁251の車両方向外側の端部に、後方すなわちガセット10に向かって延出するガイド部251G1が形成されている点において、上記実施形態に係る荷重伝達部材50と相違している。ガイド部251G1は、後壁251のガセット対峙領域251Rよりも車両方向外側の端部が、後方に屈曲されることによって形成されている。
本変形例に係る荷重伝達部材250では、後壁251に、ガセット対峙領域251Rの車幅方向外側において後方に延出するガイド部251G1が設けられている。SOL衝突によってガセットが拡開し、ガセットの前端が車幅方向外側にスライドすると、前端が荷重伝達部材のガセット対峙領域にしっかり当接せず、衝突荷重が荷重伝達部材からガセットへ上手く伝達されない可能性がある。ガイド部251G1が設けられていることにより、ガセット10の前端10Tの車幅方向外側への移動が規制される。この結果、前端10Tをガセット対峙領域251Rにしっかりと当接させて、衝突荷重Fを荷重伝達部材250からガセット10へ、さらにはフロントサイドフレーム20へと確実に伝達可能となる。
図6Cは、変形例3に係る荷重伝達部材350を上方から視た平面図である。本変形例に係る荷重伝達部材350は、後壁351の車両方向両側の端部に、後方すなわちガセット10に向かって延出する外側ガイド部351G1及び内側ガイド部351G2が形成されている点において、上記実施形態に係る荷重伝達部材50と相違している。外側ガイド部351G1は、後壁351のガセット対峙領域351Rよりも車両方向外側の端部が後方に屈曲され、内側ガイド部351G2は、後壁351のガセット対峙領域351Rよりも車両方向内側の端部が、ガセット10の延出方向に沿った方向に屈曲されることによって形成されている。
SOL衝突によってガセットが内側に倒れ込み、ガセットの前端が車幅方向内側にスライドすると、前端が荷重伝達部材のガセット対峙領域にしっかり当接せず、衝突荷重が荷重伝達部材からガセットへ上手く伝達されない可能性がある。また、ガセットとフロントサイドフレームとの接続部分が損傷する可能性もある。上記の構成によれば、外側ガイド部351G1によってガセット10の前端10Tの車幅方向外側への移動が規制されるとともに、内側ガイド部351G2によってガセット10の前端10Tの車幅方向内側への移動が規制されて、前端10Tがガセット対峙領域351Rに略正対する位置へと確実に導かれる。この結果、前端10Tをガセット対峙領域351Rにしっかりと当接させて、衝突荷重Fを荷重伝達部材350からガセット10へ、さらにはフロントサイドフレーム20へと一層確実に伝達可能となる。
図7Aは、バンパビーム30の後面30Sに取り付けられた変形例4に係る荷重伝達部材450を、上方から視た平面図である。本変形例に係る荷重伝達部材450は、バンパビーム30に取り付けられた状態において、前後連結壁453が、車両前後方向DFRとの間の角度がθ1となる方向D453に延在するように形成されている点において、上記実施形態に係る荷重伝達部材50と相違している。角度θ1は、ガセット10の延出方向DG1と車両前後方向DFRとの間の角度αに対し、θ1<αとなるように設定される。SOL衝突時に後壁51がガセット10の前端10Tに接触する際のバンパビーム30や衝撃吸収体40の変形を考慮して、このような接触時における前後連結壁453の延在方向が上記範囲となるように配設したものも、本開示の範囲に属する。なお、図7Aに示すように、本変形例に係る荷重伝達部材450では、前壁452が実施形態1に係る前壁52よりも短く形成されており、前後連結壁453は、車両前方に向かうにつれて車幅方向外側に拡開する方向に延在している。
本変形例に係る荷重伝達部材450では、前後連結壁453が延在する方向D453が、ガセット10の延出方向DG1と比較して、SOL衝突による衝突荷重Fが加えられる車両前後方向DFRに沿うように(近くなるように)設定されている。よって、ガセット10の前端10Tがバンパビーム30の後面30Sに直接対峙する従来の構成と比較して、バンパビーム30から前壁452に伝達された衝突荷重Fを、前後連結壁453によって効率的にガセット対峙領域51Rに伝えることができる。また、前後連結壁453は、ガセット10の車幅方向内側面の延長面とバンパビーム30の後面30Sとの交線よりも車幅方向内側において、前壁452に接続される。よって、従来の構成と比較して、SOL衝突時に外側部33における固定部31寄りの位置に衝突荷重が加わった場合の外側部33の変形が低減される。この結果、荷重伝達部材450を備えるバンパユニットは、従来の構成のバンパユニットと比較して高い耐衝突性能を発揮可能となる。
図7Bは、バンパビーム30の後面30Sに取り付けられた変形例4に係る荷重伝達部材550を、上方から視た平面図である。図7Bに示すように、本変形例に係る荷重伝達部材550では、前壁552が実施形態1に係る前壁52よりも長く形成されており、前後連結壁553は、車両前方に向けて車幅方向内側に傾斜する方向D553に延在している。前後連結壁553が延在する方向D553と車両前後方向DFRとの間の角度θ2は、ガセット10の延出方向DG1と車両前後方向との間の角度αに対し、θ2<αとなるように設定される。すなわち、図7Bに示すように、車両前後方向DFRについて延出方向DG1と線対称となる方向を対称方向DG2とすると、方向D553は対称方向DG2よりも車両前後方向DFRに沿った方向となる。
本変形例に係る荷重伝達部材550でも、前後連結壁553の延在方向は、ガセット10の延出方向と比較して、SOL衝突による衝突荷重Fが加えられる車両前後方向に沿うように設定されている。よって、ガセット10の前端10Tがバンパビーム30の後面30Sに直接対峙する従来の構成と比較して、バンパビーム30から前壁552に伝達された衝突荷重Fを、前後連結壁553によって効率的にガセット対峙領域51Rに伝えることができる。また、前後連結壁553は、ガセット10の車幅方向内側面の延長面とバンパビーム30の後面30Sとの交線よりも車幅方向内側、さらにはガセット対峙領域51Rの内側縁部の前方よりも車両方向内側において、前壁552に接続される。よって、実施形態1と比較しても、SOL衝突時に外側部33における固定部31寄りの位置に衝突荷重が加わった場合の外側部33の変形がより低減される。この結果、荷重伝達部材550を備えるバンパユニットは、高い耐衝突性能を発揮可能となる。
本明細書が開示する技術には、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えることができる。例えば、次のような実施形態も、本明細書が開示する技術の技術的範囲に含まれる。
10…ガセット、10T…前端、19…ガセット支持部材、20…フロントサイドフレーム、20S…外側面、21…衝撃吸収体取付部、30…バンパビーム、30S…後面、31…固定部、33…外側部、40…衝撃吸収体、41…被取付部、50,150,250,350,450,550…荷重伝達部材、51,251,351…後壁、51R,251R,351R…ガセット対峙領域、52,452,552…前壁、53,453,553…前後連結壁、54…傾斜連結壁、55…前後中壁、56,156…傾斜中壁、251G1…ガイド部、351G1…外側ガイド部、351G2…内側ガイド部
B…衝突物、C…クリアランス、F…衝突荷重
Claims (10)
- 車両前後方向に延在するように車幅方向両側に設けられるフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの車幅方向外側に位置する外側面から車幅方向外側に拡開しながら前方に延出するガセットと、を備えた車両に取り付けられる車両用バンパユニットであって、
前記フロントサイドフレームとの固定部よりも車幅方向外側に位置する外側部が、外側に向かうにつれて後方に傾斜する形状を有し、車幅方向に延在するように前記フロントサイドフレームの前端部に直接もしくは間接的に固定されたバンパビームと、
前記バンパビームの後側においてクリアランスを空けて前記ガセットの前端に対峙するように取り付けられ、
前記ガセットの前端に対峙するガセット対峙領域を有する後壁と、
前記外側部に沿って配され、前記車両の前方から視て、前記ガセット対峙領域よりも車幅方向について幅広となるように設けられている前壁と、
前記ガセット対峙領域の車幅方向内側に位置する内側縁部に接続され、車両前後方向との間の角度が前記ガセットの延出方向と車両前後方向との間の角度よりも小さくなる方向に延在して、前記ガセット対峙領域と前記前壁を連結する前後連結壁と、を備える荷重伝達部材と、を備える車両用バンパユニット。 - 前記前後連結壁は、前記内側縁部の車両前後方向前方もしくは車両前後方向前方よりも車幅方向内側において前記前壁に接続されている、請求項1に記載の車両用バンパユニット。
- 前記荷重伝達部材は、
前記バンパビームが前記フロントサイドフレームに固定された状態において上下方向に延在する空所を有するアルミニウム製の中空部材であって、
前記前壁に直交して前記ガセット対峙領域と前記前壁を連結する傾斜連結壁をさらに備える、請求項1または請求項2に記載の車両用バンパユニット。 - 前記傾斜連結壁は、前記ガセット対峙領域の車幅方向外側に位置する外側縁部に連結されている、請求項3に記載の車両用バンパユニット。
- 前記荷重伝達部材は、前記前後連結壁と前記傾斜連結壁との間において、車両前後方向との間の角度が前記ガセットの延出方向と車両前後方向との間の角度よりも小さくなる方向に延在して前記ガセット対峙領域と前記前壁を連結する前後中壁をさらに備える、請求項3または請求項4に記載の車両用バンパユニット。
- 前記前後中壁の厚さは、前記前後連結壁の厚さよりも小さい、請求項5に記載の車両用バンパユニット。
- 前記荷重伝達部材は、前記前後連結壁と前記傾斜連結壁との間において、前記前壁に直交して前記ガセット対峙領域と前記前壁を連結する傾斜中壁をさらに備える、請求項3から請求項6の何れか一項に記載の車両用バンパユニット。
- 前記傾斜中壁の厚さは、前記傾斜連結壁の厚さよりも大きい、請求項7に記載の車両用バンパユニット。
- 前記後壁には、前記ガセット対峙領域の車幅方向外側において後方に延出するガイド部が設けられている、請求項1から請求項8の何れか一項に記載の車両用バンパユニット。
- 前記クリアランスは、前記ガセット対峙領域の車幅方向内側に位置する内側縁部と前記ガセットの前記前端との間において最も小さくなるように設定されている、請求項1から請求項9の何れか一項に記載の車両用バンパユニット。
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