JP2017077782A

JP2017077782A - 車両床下構造

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Publication number: JP2017077782A
Application number: JP2015206559A
Authority: JP
Inventors: 聡鯵坂; Satoshi Ajisaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-10-20
Also published as: US20170106743A1; US9944173B2; JP6380328B2; DE102016118337A1

Abstract

【課題】燃料タンクの容量低減を抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのを抑制できる車両床下構造を得る。
【解決手段】車体上方側へ突出し、かつ車体前後方向に延在するフロアトンネルが車幅方向中央に形成され、車両の床を構成するフロアパネルと、フロアパネルの車体下方側に配置され、フロアトンネル内に配置されるメインタンク部２２と、メインタンク部２２から車体後方側へ突出され、フロアトンネル内に配置される延長タンク部２３と、を有する燃料タンク２０と、エンジン１６から延在され、フロアトンネル内におけるメインタンク部２２及び延長タンク部２３の車幅方向外側を通るように配管された排気管４０と、を備えた車両床下構造１０とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両床下構造に関する。

運転席と助手席との間にフロアトンネルを有する車両において、床下に配置された燃料タンクの一部がフロアトンネル内に配置されるとともに、燃料タンクの車幅方向外側端部が運転席及び助手席の車体下方側まで張り出されることで、燃料タンクの容量が確保されるようにした車両用燃料タンクの配置構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−８５３８２号公報

しかしながら、燃料タンクの容量を確保するために、燃料タンクの車幅方向外側端部が運転席及び助手席の車体下方側まで張り出されていると、エンジンから延在する排気管を、車両の車幅方向外側下端部で車体前後方向に延在するロッカ側へ大きく迂回させて配管する必要があり、排気管の配管形状が複雑になる不具合がある。

そこで、本発明は、燃料タンクの容量低減を抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのを抑制できる車両床下構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両床下構造は、車体上方側へ突出し、かつ車体前後方向に延在するフロアトンネルが車幅方向中央に形成され、車両の床を構成するフロアパネルと、前記フロアパネルの車体下方側に配置され、前記フロアトンネル内に配置されるメインタンク部と、前記メインタンク部から車体前方側又は車体後方側へ突出され、前記フロアトンネル内に配置される延長タンク部と、を有する燃料タンクと、エンジンから延在され、前記フロアトンネル内における前記メインタンク部及び前記延長タンク部の車幅方向外側を通るように配管された排気管と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、燃料タンクのメインタンク部がフロアトンネル内に配置されるとともに、そのメインタンク部から車体前方側又は車体後方側へ突出された延長タンク部がフロアトンネル内に配置されている。そして、排気管は、フロアトンネル内におけるメインタンク部及び延長タンク部の車幅方向外側を通るように配管されている。つまり、排気管は、ロッカ側へ大きく迂回されることなく配管されている。したがって、燃料タンクの容量低減が抑制されつつ排気管の配管形状が複雑化されるのが抑制される。

また、請求項２に記載の車両床下構造は、請求項１に記載の車両床下構造であって、前記燃料タンクは、前記メインタンク部から一方の車幅方向外側へ突出されたサブタンク部を有し、前記排気管は、前記メインタンク部の他方の車幅方向外側を通るように配管されている。

請求項２に記載の発明によれば、燃料タンクが、メインタンク部から一方の車幅方向外側へ突出されたサブタンク部を有しており、排気管が、メインタンク部の他方の車幅方向外側を通るように配管されている。つまり、排気管は、サブタンク部の車幅方向外側（ロッカ側）へ大きく迂回されることなく配管されている。したがって、燃料タンクの容量低減が更に抑制されつつ排気管の配管形状が複雑化されるのが抑制される。

また、請求項３に記載の車両床下構造は、請求項２に記載の車両床下構造であって、前記フロアトンネルの下端部に、前記排気管の一部を通す許容部が形成されている。

請求項３に記載の発明によれば、フロアトンネルの下端部に、排気管の一部を通す許容部が形成されている。したがって、フロアトンネルの下端部に、排気管の一部を通す許容部が形成されない構成に比べて、燃料タンクの容量低減を抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのが更に抑制される。

請求項１に係る発明によれば、燃料タンクの容量低減を抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのを抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、燃料タンクの容量低減を更に抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのを抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、燃料タンクの容量低減を抑制しつつ排気管の配管形状が複雑化されるのを更に抑制することができる。

第１実施形態に係る車両床下構造を斜め上方から見て示す斜視図である。第１実施形態に係る車両床下構造を斜め下方から見て示す斜視図である。第１実施形態に係る車両床下構造を備えた車両を一部断面で示す側面図である。第１実施形態に係る車両床下構造を備えた車両を示す底面図である。図４のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図４のＹ−Ｙ線矢視断面図である。図４のＺ−Ｚ線矢視断面図である。第２実施形態に係る車両床下構造を構成する電池パックを示す図７に対応する断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＨを車体左方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

＜第１実施形態＞
図１〜図６に示されるように、第１実施形態に係る車両床下構造１０は、車両１２の床を構成するフロアパネル１４の車体下方側で、かつ車体前後方向に離間した前輪６６の車軸と後輪６８の車軸との間に配置された燃料タンク２０と電池パック３０とを有している。車両１２の前部（左右の前輪６６の間）には、エンジン１６が搭載されており、燃料タンク２０には、そのエンジン１６へ供給する燃料としてのガソリンが貯留されている。

また、車両１２の前部（左右の前輪６６の間）には、前輪駆動用の走行用モーター（図示省略）が搭載されており、電池パック３０は、その走行用モーターを駆動する動力源となっている。つまり、この車両１２は、ガソリンだけではなく、電気でも走行可能な所謂ハイブリッド車となっている。そして、電池パック３０は、燃料タンク２０の車体後方側に近接して配置されている。換言すれば、燃料タンク２０は、電池パック３０の車体前方側に近接して配置されている。

詳細に説明すると、図５に示されるように、フロアパネル１４の車幅方向略中央部には、車体上方側へ突出し、かつ車体前後方向に延在するフロアトンネルとしてのトンネル部１５が形成されている。トンネル部１５は、正断面視で略等脚台形状に形成されており、トンネル部１５の下端部には、車幅方向両外側へ拡幅する拡幅部１７が形成されている。

拡幅部１７は、上壁１７Ａと、その上壁１７Ａの車幅方向外側端部から垂設された内壁１７Ｂとで形成されており、その少なくとも一部（上壁１７Ａの一部）が運転席及び助手席としての前席５６の車体下方側まで張り出されている。なお、以下の説明において、右側の拡幅部１７を拡幅部１７Ｒ、左側の拡幅部１７を拡幅部１７Ｌとして説明する場合がある。

図１、図２、図４に示されるように、燃料タンク２０は、樹脂材によって平面視で略「Ｌ」字状に形成されており、車幅方向略中央部に配置されるメインタンク部２２と、メインタンク部２２の後部から車体後方側へ延在（突出）する延長タンク部２３と、メインタンク部２２の前部から左側（一方の車幅方向外側）へ延在（突出）するサブタンク部２４と、を有している。なお、図４ではメインタンク部２２と延長タンク部２３とサブタンク部２４とを仮想線で仕切って表している。

図５、図６に示されるように、メインタンク部２２及び延長タンク部２３は、それぞれ正断面視で略等脚台形状に形成されており、トンネル部１５内に配置されている。なお、図５に示されるように、サブタンク部２４とは反対側（右側）におけるメインタンク部２２の下端部は、右側の拡幅部１７Ｒの内壁１７Ｂと車幅方向で対向している。また、メインタンク部２２と延長タンク部２３とは一体に形成されており、互いに連通されている。

サブタンク部２４は、正断面視でメインタンク部２２よりも高さの低い略長方形状に形成されており、左側の拡幅部１７Ｌ内に配置されている。そして、メインタンク部２２とサブタンク部２４とは一体に形成されており、互いに連通されている。以上のような構成により、燃料タンク２０の容量が確保されるようになっている。なお、図６に示されるように、延長タンク部２３の下端部における左側は、サブタンク部２４と連続するように若干車幅方向外側へ突出されており、フロアパネル１４のトンネル部１５もそれに対応した形状に形成されている。

図１〜図４に示されるように、電池パック３０は、平面視で車幅方向が車体前後方向よりも長い略長方形状に形成されており、内部に電池セル３２（図７参照）を多数有している。電池パック３０は、後席５８の車体下方側における車幅方向略中央部に配置されており、その車幅方向外側には、左右一対のリアフロアメンバ１８が配置されている。

また、電池パック３０の車体後方上側には、燃料タンク２０へガソリンを供給するための給油口２６が配置されており、燃料タンク２０と給油口２６とがインレットパイプ２８によって連通接続されている。詳細には、インレットパイプ２８の前端部（一端部）が燃料タンク２０の延長タンク部２３の後端部に連通接続され、インレットパイプ２８の後端部（他端部）が給油口２６に連通接続されている。

そして、インレットパイプ２８は、電池パック３０の車体上方側に配管されている。詳細には、電池パック３０の上面における車幅方向略中央部には、断面略半円弧状とされて車体前後方向へ延在する上凹部３４（図７も参照）が形成されており、インレットパイプ２８の一部は、その上凹部３４内を通るように配置されて車体後方側（車体前方側）へ延在されている。

また、エンジン１６の車幅方向略中央部から車体後方側へ向けて排気管４０が配管されている。エンジン１６と燃料タンク２０（メインタンク部２２）との間における排気管４０の一部には触媒４２が連通接続されている。この触媒４２により、エンジン１６から排気管４０へ排出された排気ガス中の有害物質が酸化又は還元されて浄化されるようになっている。

触媒４２よりも車体後方側の排気管４０は、右側（車幅方向外側）へ向けて屈曲され、更に車体後方側へ向けて屈曲されている。つまり、この排気管４０は、燃料タンク２０のサブタンク部２４とは反対側（他方の車幅方向外側であり、この場合は右側）のメインタンク部２２の側方を通って車体後方側へ延在されており、その一部が右側の拡幅部１７Ｒ内（トンネル部１５内）に配置されている（図５参照）。

また、図６に示されるように、燃料タンク２０の延長タンク部２３の右側方におけるフロアパネル１４（トンネル部１５の下端部）には、右側の拡幅部１７Ｒと連続する断面湾曲形状の許容部１９が形成されている。そして、その許容部１９内に排気管４０の一部が配置されている。

なお、メインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方（拡幅部１７Ｒ内及び許容部１９内）を通る排気管４０の一部は、２重管構造とされており、サブマフラー部４３とされている。また、その排気管４０の一部とフロアパネル１４（拡幅部１７Ｒ及び許容部１９）との間には、車体前後方向に延在する断面略半円弧状の断熱部材３９が配置されている。

また、図１、図２、図４に示されるように、メインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方（拡幅部１７Ｒ内及び許容部１９内）を通って車体後方側へ延在された排気管４０は、延長タンク部２３の後部において車幅方向内側（左側）へ向けて屈曲され、更に車体後方側へ向けて屈曲されている。したがって、延長タンク部２３の後部側における下面には、排気管４０を許容する底面視略矩形状の凹部２２Ａが形成されている。

そして、この排気管４０は、電池パック３０の車体下方側を通って車体後方側へ延在されており、燃料タンク２０のメインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方（拡幅部１７Ｒ内及び許容部１９内）を通る部分を除き、車両１２の車幅方向略中央部を通るように配管されている。

詳細には、電池パック３０の下面における車幅方向略中央部には、断面略半円弧状とされて車体前後方向へ延在する下凹部３６（図７も参照）が形成されており、排気管４０の一部は、その下凹部３６内を通るように配置されて車体後方側へ延在されている。なお、下凹部３６内には、断面略半円弧状とされて車体前後方向に延在する断熱材３８（図７も参照）が予め設けられており、排気管４０は、断熱材３８の車体下方側を通るように配管されている。

電池パック３０の下凹部３６内を通って車体後方側へ延在された排気管４０は、メインマフラー４４に連通接続されている。メインマフラー４４は、車幅方向が軸方向となる略楕円柱状に形成されており、排気管４０は、メインマフラー４４の前端部における車幅方向略中央部に連通接続されている。そして、メインマフラー４４の側部から車体後方側へ向けてマフラーカッター４６が延在されている。

また、図５に示されるように、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ａは、それぞれ車両１２の両側部で車体前後方向に延在された左右一対のロッカ５０のロッカインナパネル５２の下面に接合されている。そして、図４〜図６に示されるように、ロッカ５０よりも車幅方向内側で、かつ燃料タンク２０よりも車幅方向外側におけるフロアパネル１４の下面には、車体前後方向に延在された左右一対のアンダーリインフォースメント６０が接合されている。

車体骨格部材としてのアンダーリインフォースメント６０は、断面略ハット型形状に形成されており、左右両側のフランジ部６０Ａがフロアパネル１４の下面に溶接等によって接合されることにより、閉断面形状を形成するようになっている。なお、右側のアンダーリインフォースメント６０と、メインタンク部２２及び延長タンク部２３の下端部との間に、それぞれ排気管４０の一部を通す右側の拡幅部１７Ｒ及び許容部１９が形成されている。

また、各アンダーリインフォースメント６０は、側面視で電池パック３０の車体前方側に配置される構成になっており、各アンダーリインフォースメント６０の前端部は、それぞれ車体前方側へ延在する左右一対のフロントサイドメンバ６２の後端部に一体的に接合されている。

また、フロアパネル１４の上面で、かつトンネル部１５の左右両側には、それぞれ前席５６（運転席及び助手席）を設けるための左右一対のシートレール５４が配置されている。各シートレール５４は、車体前後方向に延在されており、前席５６の車体前後方向の位置が調整可能となるように構成されている。

また、電池パック３０の車体後方側、即ち左右の後輪６８の間には、後輪駆動用の走行用モーター４８が設けられている。つまり、この車両１２は、前輪駆動と四輪駆動とに切り替え可能に構成されている。

また、各ロッカ５０の後端部におけるロッカインナパネル５２には、左右一対のリアサイドメンバ６４の前端部における外壁が接合されており、各リアサイドメンバ６４は車体後方側へ延在されている。そして、走行用モーター４８の前後両側には、左右のリアサイドメンバ６４の間を連結するリアサブフレーム６５が配置されている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車両床下構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、燃料タンク２０は、電池パック３０の車体前方側に配置されている。したがって、車両１２が後面衝突したきには、その衝突荷重は、各リアサブフレーム６５を介して、電池パック３０に直接的に入力され、燃料タンク２０に直接的に入力されるのが抑制又は防止される。よって、車両１２の後面衝突時に、燃料タンク２０への衝突荷重の入力を低減させることができ、燃料タンク２０が破損するような不具合の発生を抑制又は防止することができる。

また、重量物である燃料タンク２０と電池パック３０とが、前輪６６の車軸と後輪６８の車軸との間で、かつフロアパネル１４の車体下方側に前後に並んで配置されているため、車両１２における前部側及び後部側の荷重分担を最適化することができるとともに、車両１２の低重心化を図ることができる。したがって、車両１２の運動性能を向上させることができる。

なお、燃料タンク２０と電池パック３０とが、フロアパネル１４の車体下方側に配置されていると、それより上側となるボディのデザインに制約を受けなくて済む利点もある。そして特に、電池パック３０がフロアパネル１４の車体下方側に配置されていると、電池パック３０が後席５８の車体後方側に配置されている構成に比べて、車両１２のラゲージスペースを拡大させることができる利点がある。

また、燃料タンク２０は、メインタンク部２２と延長タンク部２３とサブタンク部２４とを有しており、メインタンク部２２と延長タンク部２３とがトンネル部１５内に配置される（高さを高く取れる）構成になっている。そのため、燃料タンク２０の容量低減を抑制しつつメインタンク部２２と延長タンク部２３の車幅方向の長さを低減させることができる。

これにより、トンネル部１５内におけるメインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方（サブタンク部２４が突出されている側とは反対側）を通るように排気管４０の一部を配管することができ、メインタンク部２２の前部側及び延長タンク部２３の後部側における排気管４０の水平方向の屈曲角度を最小限に低減させることができる（図４参照）。

そして特に、メインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方におけるフロアパネル１４（トンネル部１５の下端部）には、排気管４０の一部がそれぞれ配置される拡幅部１７Ｒ及び許容部１９が形成されているため、排気管４０における鉛直方向の屈曲角度も最小限に低減させることができる（図３参照）。

したがって、燃料タンク２０の容量低減を抑制しつつ排気管４０の配管形状が複雑化されるのを抑制することができ、例えば排気管４０が燃料タンク２０のサブタンク部２４の車幅方向外側（ロッカ５０側）を大きく迂回して配管される構成に比べて、排気管４０内の背圧が高くなるのを抑制することができる。よって、エンジン出力が低下するのを抑制することができる。

また、このように燃料タンク２０のメインタンク部２２及び延長タンク部２３の車幅方向の長さを低減させることができるため、燃料タンク２０及び排気管４０の車幅方向外側に、車体前後方向に延在する車体骨格部材としてのアンダーリインフォースメント６０を配置することができる。したがって、車両１２の後面衝突だけではなく、車両１２の前面衝突や側面衝突からも、燃料タンク２０及び排気管４０を保護することができる。

更に、本実施形態に係る車両床下構造１０を備えた車両１２では、電池パック３０の車体後方側に後輪駆動用の走行用モーター４８を配置することができるため、前輪駆動と四輪駆動とに切り替え可能に構成されていない（前輪駆動用の走行用モーターしか配置できない）ハイブリッド車に比べて、商品力を高めることができる。

また、電池パック３０の車体上方側に、インレットパイプ２８が配管されているため、インレットパイプ２８を電池パック３０によって保護することができる。つまり、車両１２の走行時において、飛び石などにより、インレットパイプ２８に対して衝撃が加えられるのを抑制又は防止することができる。そして、電池パック３０の上面には、インレットパイプ２８の一部が配置される上凹部３４が形成されているため、車両１２の衝突時にも、インレットパイプ２８を電池パック３０によって保護することができる。

また、電池パック３０の車体下方側に、排気管４０が配管されているため（インレットパイプ２８が電池パック３０を挟んで排気管４０とは上下反対側に配置されているため）、インレットパイプ２８を排気管４０から離間して配置することができる。これにより、排気管４０によるインレットパイプ２８への熱害を低減させることができる。

また、電池パック３０の下面には、排気管４０の一部が配置される下凹部３６が形成されているため、車高の低い車両１２とされていても、排気管４０の搭載スペースを確保することができる。そして、電池パック３０と排気管４０との間には、断熱材３８が配置されているため、排気管４０による電池パック３０への熱害も低減させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車両床下構造１０について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図８に示されるように、この第２実施形態に係る車両床下構造１０では、上凹部３４と下凹部３６とが、平面視及び正面視で互いに車幅方向に離間して形成されている点が、上記第１実施形態と異なっている。つまり、上記第１実施形態に係る車両床下構造１０では、図７に示されるように、上凹部３４と下凹部３６とが共に車幅方向略中央部に（平面視及び正面視で互いに同一位置に）形成されているため、電池パック３０の車幅方向略中央部の厚さが局部的に薄くなっている。

しかしながら、この第２実施形態に係る車両床下構造１０では、上凹部３４と下凹部３６とが上下で同じ位置に形成されていないため、電池パック３０において、その厚さが局部的に薄くなる部分が生じるのを抑制又は防止することができ、その厚さをほぼ均一に確保することができる。よって、電池パック３０の剛性を上記第１実施形態に比べて高めることができる。そして、電池セル３２の数量を上記第１実施形態よりも増加させることができるため、走行用モーターでの航続距離を延ばすことができる。

また、このように、下凹部３６が電池パック３０の右側寄りに形成されていると、燃料タンク２０のメインタンク部２２及び延長タンク部２３の右側方（拡幅部１７Ｒ内及び許容部１９内）を通って車体後方側へ延在する排気管４０を車幅方向内側へ屈曲させずに、そのまま車体後方側へ延在させることができる。よって、排気管４０の配管形状が複雑化されるのを更に抑制することができ、エンジン出力が低下するのを更に抑制することができる。

以上、本実施形態に係る車両床下構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両床下構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、電池パック３０の上面や下面に、それぞれ上凹部３４や下凹部３６が形成されない構成とされていてもよい。

また、電池パック３０に対する排気管４０からの熱害が低減される構成になっていれば、下凹部３６内に断熱材３８が設けられない構成とされていてもよい。また、排気管４０は、上記のように屈曲されて配管される構成に限定されるものではなく、例えば平面視で円弧状に湾曲されて配管される構成とされていてもよい。更に、図示の電池パック３０の高さは、サブタンク部２４の高さよりも高くされ、メインタンク部２２及び延長タンク部２３の高さよりも低くされているが、これに限定されるものではない。

また、メインタンク部２２と延長タンク部２３との位置が逆になっていてもよい。つまり、メインタンク部２２の前部から車体前方側へ延長タンク部２３が突出（延在）される構成とされていてもよい。また、許容部１９は、断面湾曲形状に形成される構成に限定されるものではなく、例えば拡幅部１７Ｒと同様の断面屈曲形状に形成される構成とされていてもよい。

１０車両床下構造
１２車両
１４フロアパネル
１５トンネル部（フロアトンネル）
１６エンジン
１９許容部
２０燃料タンク
２２メインタンク部
２３延長タンク部
２４サブタンク部
４０排気管

Claims

車体上方側へ突出し、かつ車体前後方向に延在するフロアトンネルが車幅方向中央に形成され、車両の床を構成するフロアパネルと、
前記フロアパネルの車体下方側に配置され、前記フロアトンネル内に配置されるメインタンク部と、前記メインタンク部から車体前方側又は車体後方側へ突出され、前記フロアトンネル内に配置される延長タンク部と、を有する燃料タンクと、
エンジンから延在され、前記フロアトンネル内における前記メインタンク部及び前記延長タンク部の車幅方向外側を通るように配管された排気管と、
を備えた車両床下構造。
前記燃料タンクは、前記メインタンク部から一方の車幅方向外側へ突出されたサブタンク部を有し、
前記排気管は、前記メインタンク部の他方の車幅方向外側を通るように配管されている請求項１に記載の車両床下構造。
前記フロアトンネルの下端部に、前記排気管の一部を通す許容部が形成されている請求項２に記載の車両床下構造。