JP2018099960A - タンク固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク固定構造に関し、タンクの艤装性を向上させる。【解決手段】車両のフロア下に搭載されるタンク１を車体に固定する構造において、タンク１の一側に仮固定部５を設け、タンク１を車体に係止させる。一方、タンク１の他側には第一固定部６を設け、タンク１と車体とを固定する。また、タンク１の一側の仮固定部５を挟む位置には第二固定部７を設けて、タンク１と車体とを固定する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるタンクを車体に固定するタンク固定構造に関する。

従来、排ガス成分を還元して浄化する排気浄化システムを備えた車両において、浄化対象物質に対する還元作用を持った添加剤のタンクを搭載したものが知られている。浄化対象物質が窒素酸化物（NOx）である場合、タンクの内部には尿素水溶液やアンモニア水溶液といった添加剤が貯留されている。また、タンクの配設位置は、車両のフロア下に設定することが提案されている（特許文献１参照）。このようなタンクの固定構造により、車室内のスペースが確保されるとともに、添加剤の漏洩による車室居住性の低下が防止される。

特許第4826612号公報

しかしながら、既存の構造では車両の製造工程において製造作業者がフロア下で仰向けの姿勢でタンクの取付位置を調節しなければならず、艤装性に難がある。例えば、特許文献１に記載の技術では、タンクの下面に複数の支持バンドを掛け渡し、支持バンドの両端部を車体に吊り下げる固定構造が採用されている。この場合、製造作業者は支持バンドをタンクの下面に張設させ、かつ、タンクの位置を見極めながら、支持バンドの両端部を車体に固定しなければならない。したがって、タンクと車体との組み付け作業に手間と時間がかかり、生産性を向上させ難い。

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、タンクの艤装性を向上させることのできるタンク固定構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示するタンク固定構造は、車両のフロア下に搭載されるタンクを車体に固定する構造である。本固定構造は、前記タンクの一側に設けられ、前記タンクを前記車体に係止する仮固定部を備える。また、前記タンクの他側に設けられ、前記タンクと前記車体とを固定する第一固定部を備える。さらに、前記タンクの一側の前記仮固定部を挟む位置に設けられ、前記タンクと前記車体とを固定する第二固定部を備える。

（２）前記第一固定部が、前記仮固定部よりも高い位置に配置されることが好ましい。
（３）前記第二固定部が、前記仮固定部よりも高い位置に配置されることが好ましい。
（４）前記第二固定部が、前記仮固定部よりも前記タンクの他側寄りに配置されることが好ましい。

（５）前記タンクが、前記第一固定部及び二箇所以上の前記第二固定部で囲まれる多角形の内側に配置された重心を有することが好ましい。例えば、前記タンクの他側に第一固定部が配置され、前記タンクの一側に二箇所の第二固定部が配置されて、固定部が三角形状に配置されることが好ましい。また、上面視における前記タンクの重心点が、前記固定部によって形成される三角形の内側に配置されるように、それぞれの前記固定部の位置を設定することが好ましい。

（６）前記仮固定部が、前記車体に取り付けられるフック部と、前記タンクの一側に形成されて前記フック部に係止される係止部とを有することが好ましい。
（７）前記仮固定部及び前記第二固定部が、前記タンクの前端辺に配置されることが好ましい。また、前記仮固定部及び前記第二固定部の前方にリヤサスペンションクロスメンバが設けられることが好ましい。

タンクの一側に仮固定部を設け、他側に第一固定部を設けることで、タンクを一時的に車体に係止させたうえで他側を固定することができ、艤装性を高めることができる。また、仮固定の状態でタンクの取付け位置を調整することができ、取付精度を向上させることができる。また、タンクの一側の仮固定部を挟む位置に第二固定部を設けることで、タンクの取付位置精度を高めることができる。

実施形態のタンク固定構造が適用された車両の下面図である。 タンク周りの構造を説明するための上面図である。 タンクの前方側を示す斜視図である。 タンクを固定するための前ブラケットの斜視図である。 タンクの後方側を示す斜視図である。 タンク周りの断面図（図２のＡ−Ａ断面図）であり、（Ａ）は仮固定状態を示し、（Ｂ）は固定状態を示す。

図面を参照して、実施形態としてのタンク固定構造を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．構成］
本実施形態のタンク固定構造は、図１に示す車両１０に適用される。車両１０のフロア下には、ブラケット２，３，４を介してタンク１が車体に固定される。このタンク１は、排気浄化用の尿素SCRシステム（Urea Selective Catalytic Reduction System）で使用される添加剤（例えば、尿素水溶液，アンモニア水溶液など）を貯留する樹脂製の容器である。尿素SCRシステムとは、エンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物（NOx）を浄化するための排気浄化システムの一種である。本実施形態の尿素SCRシステムでは、排気通路上に介装されたNOx選択還元触媒の上流側で尿素水溶液が噴射され、尿素の加水分解によって生成されるアンモニアを還元剤として、窒素酸化物が触媒上で窒素に還元される。この種の尿素SCRシステムは、ディーゼルエンジンやリーンバーンエンジンを搭載した自動車や作業機械，船舶，発電施設などにおいて広く普及している。

タンク１の固定対象となる車体は、サイドメンバ１１やリヤサスペンションクロスメンバ１２，フロアパネル１３（リヤフロアパネル）などである。サイドメンバ１１，リヤサスペンションクロスメンバ１２は、車両１０のフレーム部材として機能する部位であり、フロアパネル１３との間に閉断面の骨格構造を形成する。サイドメンバ１１は車幅方向（左右方向）に間隔を空けて配置され、車両１０の車長方向（前後方向）に延設される。また、リヤサスペンションクロスメンバ１２は左右のサイドメンバ１１に接続され、車幅方向に延設される。

図２は、タンク１の周辺を上面視で示す図である。タンク１の一側（本実施形態では前方側であって上面視で前端辺）には、タンク１を車体に係止して仮固定するための仮固定部５と、タンク１を車体に固定するための第二固定部７とが設けられる。また、タンク１の他側（本実施形態では後方側であって上面視で後端辺）には、タンク１を車体に固定するための第一固定部６が設けられる。本実施形態の第一固定部６は、タンク１の他側における一箇所に設けられる。これに対し、第二固定部７はタンク１の一側における二箇所に設けられ、仮固定部５を左右から挟むようにそれぞれの第二固定部７が配置される。また、仮固定部５及び第二固定部６の前方にリヤサスペンションクロスメンバ１２が設けられる。

ここで、タンク固定構造の具体的な形状について説明する。タンク１の前側部分には前方取付部８が設けられ、前ブラケット２を介して前方取付部８がリヤサスペンションクロスメンバ１２に固定される。また、タンク１の後側部分には後方取付部９が設けられ、後ブラケット３を介して後方取付部９がフロアパネル１３に固定される。さらに、タンク１の左側方には側方取付部２０が設けられ、横ブラケット４を介して側方取付部２０がサイドメンバ１１に固定される。前方取付部８，後方取付部９，側方取付部２０は、タンク１と一体成形されたものであってもよいし、別体物であってもよい。

図３に示すように、前方取付部８には、前面部１４，水平部１５，固定孔１６，鉛直部１７，第二水平部１８が設けられる。前面部１４は、タンク１の前面とほぼ平行に配設された面状の部位である。本実施形態の前面部１４は、その下端部がタンク１の前面に接続されている。水平部１５は、前面部１４の上端部近傍から前方に向かってほぼ水平に延設された面状の部位であり、車幅方向に離れた二つの位置に配置される。

固定孔１６は、左右それぞれの水平部１５に形成された穿孔である。固定孔１６には、前ブラケット２と前方取付部８とを締結固定するための締結具が挿通される。水平部１５及び固定孔１６は、タンク１と車体とを固定する第二固定部７として機能する。鉛直部１７は、水平部１５の左右両端辺からほぼ鉛直に延設されるとともに、前面部１４に接続された面状の部位である。鉛直部１７は、二つの固定孔１６のそれぞれを車幅方向に挟むように、四箇所に立設される。前面部１４，水平部１５，鉛直部１７によって四面を囲まれた立方体状構造は、前ブラケット２と前方取付部８との締結箇所の剛性を向上させる。

第二水平部１８は、前面部１４の下端部近傍から前方に向かってほぼ水平に延設された面状の部位であり、左右の水平部１５の間に配置される。また、第二水平部１８の先端には、車幅方向に延在する軸状の筒部１９（係止部）が固設される。前面部１４から筒部１９までの距離は、前面部１４から固定孔１６までの距離よりも大きく設定される。また、筒部１９の高さ方向の位置は、固定孔１６よりも低い位置に設定される。なお、筒部１９は、タンク１を車体に係止する仮固定部５の一部として機能する。第二固定部７（例えば固定孔１６）は、仮固定部５（例えば筒部１９）よりも高い位置かつタンク１の他側寄りに配置される。また、筒部１９は、後述する吊り下げ部２８（フック部）に係止される係止部として機能する。

図４に示すように、前ブラケット２には、上面部２１，溝部２２，第一固定孔２３，壁部２４，下面部２５，第二固定孔２６，垂れ壁部２７，吊り下げ部２８が設けられる。上面部２１は、リヤサスペンションクロスメンバ１２の下面に面接触した状態で締結固定される面状の部位である。第一固定孔２３は、上面部２１の四箇所に形成された穿孔であり、前ブラケット２とリヤサスペンションクロスメンバ１２とを締結固定するための締結具が挿通される。本実施形態では、上面部２１の右端部近傍に一対の第一固定孔２３が配置されるとともに、上面部２１の左端部近傍にも一対の第一固定孔２３が配置される。

溝部２２は、一対の第一固定孔２３の間を通過する溝状に形成された補強構造であり、上面部２１の板面を板厚方向に屈曲させて形成される。溝部２２の延設方向は前後方向である。また、溝部２２を挟んで配置される一対の第一固定孔２３のうち、車両外側に配置される一方は上面部２１の後端辺に近接した位置に配置される。一方、車両内側に配置される他方は、上面部２１の前端辺に近接した位置に配置される。

壁部２４は、上面部２１の後端辺から下方に向かって延設された面状の部位である。また、下面部２５は、壁部２４の下端辺のうち左右両端部近傍から水平方向に延設された面状の部位である。第二固定孔２６は、左右それぞれの下面部２５に形成された穿孔である。第二固定孔２６には、固定孔１６に挿通された締結具が挿通される。垂れ壁部２７は、壁部２４の下端辺のうち車幅方向の中央部から下方に向かって延設された面状の部位である。

垂れ壁部２７の下端部にはフック状に湾曲した吊り下げ部２８（フック部）が設けられる。吊り下げ部２８は、筒部１９の表面に対応する筒面状の湾曲面を有し、湾曲面の内側で筒部１９を係止する機能を持つ。なお、吊り下げ部２８は、タンク１を車体に係止する仮固定部５の一部として機能する。吊り下げ部２８は、第二固定孔２６よりも前方かつ下方に配置される。また、第二固定孔２６と吊り下げ部２８との位置関係は、固定孔１６と筒部１９との位置関係に対応する。これにより、筒部１９を吊り下げ部２８に係止させたままタンク１を回動させて、固定孔１６と第二固定孔２６とを重ね合わせることができる。

図５に示すように、後方取付部９には、後面部３１，水平部３２，固定孔３３，鉛直部３４が設けられる。後方取付部９の構造は前方取付部８の構造と類似しており、後面部３１は前面部１４に相当し、水平部３２は水平部１５に相当する。固定孔３３は固定孔１６に相当し、鉛直部３４は鉛直部１７に相当する。水平部３２及び固定孔３３は、タンク１と車体とを固定する第一固定部６として機能する。第一固定部６（例えば固定孔３３）は、仮固定部５（例えば筒部１９）よりも高い位置に配置される。また、図６（Ａ）に示すように後ブラケット３には、固定孔３３に挿通される締結具が挿通される固定孔３５が設けられる。側方ブラケット４及び側方取付部２０の構造も後ブラケット３及び後方取付部９の構造と同様である。

タンク１の重心Ｇは、前方の箇所に存在する固定孔１６と後方の一箇所に存在する固定孔３３とを結ぶ三角形の内側に配置される。換言すれば、タンク１の重心Ｇは、上面視で第一固定部６と複数の第二固定部７とで囲まれる多角形（図２に示す例では三角形）の内側に配置される。つまり、図２に示すように、固定点によって囲まれた範囲内に重心Ｇが位置するように、三箇所の固定点の位置が設定される。これにより、タンク１の固定状態が安定化するとともに、タンク１の固定強度が上昇する。

［２．タンクの艤装］
前ブラケット２は、車両１０にタンク１を艤装する工程の前に、リヤサスペンションクロスメンバ１２に締結固定される。タンク１の艤装工程では、車両１０の後方からフロア下にタンク１が運搬され、前方取付部８が前ブラケット２に係止される。このとき、少なくとも筒部１９と吊り下げ部２８とが係合するようにタンク１の位置が調節される。これにより、図６（Ａ）に示すように、タンク１が筒部１９及び吊り下げ部２８を中心として回動可能となる。つまり、筒部１９及び吊り下げ部２８は、タンク１の一側に設けられ、タンク１を車体に係止する仮固定部５として機能する。

車体に仮固定されたタンク１の後方を持ち上げると、固定孔１６の位置が前ブラケット２の第二固定孔２６に一致するとともに、固定孔３３の位置が後ブラケット３の固定孔３５に一致する。このとき、タンク１の位置を車体のフロア下で慎重に調節しなくとも、適度に位置決めがなされ、締結具を締結箇所に挿通可能な状態となる。また、このような仮固定中にタンク１をわずかに移動させて、タンク１の位置を微調整することも可能であり、タンク１の取付位置精度が向上する。

図６（Ｂ）に示すように、固定孔３３，３５に締結具を挿通して締結固定すると、タンク１の前端部が仮固定され、かつ、タンク１の後端部が締結固定された状態となる。後方取付部９は、タンク１の他側に設けられ、タンク１と車体とを固定する第一固定部６として機能する。また、固定孔１６及び第二固定孔２６に締結具を挿通して締結固定すると、タンク１の後端部だけでなく前端部も締結固定された状態となる。つまり、前方取付部８は、タンク１の一側に設けられ、タンク１と車体とを固定する第二固定部７として機能する。

［３．効果］
［１］タンク１の一側に仮固定部５を設け、他側に第一固定部６を設けることで、タンク１を一時的に車体に係止させてから他側を持ち上げて固定することができ、タンク１の艤装性を高めることができる。また、仮固定の状態でタンク１の位置を微調整することができ、取付位置精度を向上させることができる。また、タンク１の一側に仮固定部５だけでなく第二固定部７をも設けることで、タンク１の固定強度を確保することができるとともに、タンク１の一側における取付位置精度を高めることができる。さらに、第二固定部７は、上面視で仮固定部５を挟む二箇所の位置に配置される。これにより、タンク１の固定強度を確保することができるとともに、タンク１の前方側における取付位置精度を高めることができる。

［２］第一固定部６は、仮固定部５よりも高い位置に配置される。これにより、第一固定部６よりも下方の作業スペースを確保することができ、タンク１の艤装性をさらに向上させることができる。また、比較的高い位置でタンク１の後方側が固定されることから、後ブラケット３の高さ方向の寸法を小さくすることができ、タンク１の取付状態を安定化することができる。

［３］第二固定部７は、仮固定部５よりも高い位置に配置される。これにより、第二固定部７よりも下方の作業スペースを確保でき、タンク１の艤装性をさらに向上させることができる。また、比較的高い位置でタンク１の前方側が固定されることから、前ブラケット２の高さ方向の寸法を小さくすることができ、タンク１の取付状態を安定化することができる。

［４］第二固定部７は、仮固定部５よりもタンク１の前面に近い位置（すなわち、他側寄りの位置）に設けられる。これにより、図６（Ａ）に示すように、タンク１を仮固定の状態で回動させたとしても、第二固定部７が前ブラケット２と干渉することがなく、自在に揺動させることが可能となる。したがって、タンク１の艤装性をさらに高めることができる。
［５］図２に示すように、タンク１の重心Ｇは、三箇所の固定点で囲まれる範囲内に設定される。これにより、タンク１の固定状態をさらに安定化することができるとともに、タンク１の固定強度を高めることができる。

［６］仮固定部５は、フック状に湾曲した形状の吊り下げ部２８とこれに係止される筒部１９とを有する。このように、筒部１９を吊り下げ部２８に引っ掛けて吊り下げる構造を採用することで、簡素な構成でタンク１の仮固定状態を実現することができ、タンク１の艤装性を高めることができる。また、タンク１を仮固定状態にするための手法が単純であることから、艤装手順や艤装動作の間違いが発生しにくく、作業性を向上させることができる。さらに、艤装にかかる時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

［７］仮固定部５をタンク１の前端辺に配置することで、タンク１を車両１０の後方から前方に向かって押し付けながら仮固定することができ、タンク１の艤装性を高めることができる。特に、車両１０の後方に配置されるタンク１の場合には、タンク１の艤装工程で製造作業者がタンク１を手前から奥に向かって押し込むだけで、タンク１を仮固定することができ、艤装性や作業性を高めることができる。

［４．変形例］
上述の実施形態では、排ガス中のNOxを浄化する尿素SCRシステムの添加剤（尿素水，アンモニア水など）が貯留されるタンク１の固定構造を説明したが、他の容器（例えば燃料タンクや水タンクなど）に上記の固定構造を適用することも可能である。内容物を問わず、少なくともタンク１の一側及び他側のそれぞれに、仮固定部５及び第一固定部６のそれぞれを設けることで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

上述の実施形態では、ブラケット２，３，４を介して車体に固定されるタンク１を例示したが、これらの取付金具は省略可能である。すなわち、車体に対してタンク１を直接的に固定する構造としてもよい。また、上述の実施形態では、タンク１の前方側に仮固定部５及び第二固定部７が設けられ、後方側に第一固定部６が設けられているが、仮固定部５及び第二固定部７を後方側に設け、第一固定部６を前方側に設けてもよい。あるいは、仮固定部５及び第二固定部７を右側に設け、第一固定部６を左側に設けてもよい。少なくともタンク１の一側及び他側のそれぞれに、仮固定部５及び第二固定部７と第一固定部６とを振り分けて配置することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

１ タンク
５ 仮固定部
６ 第一固定部
７ 第二固定部
１０ 車両
１２ リヤサスペンションクロスメンバ
１３ フロアパネル
１９ 筒部（係止部）
２８ 吊り下げ部（フック部）
Ｇ 重心

Claims (7)

1. 車両のフロア下に搭載されるタンクを車体に固定する構造であって、
   前記タンクの一側に設けられ、前記タンクを前記車体に係止する仮固定部と、
   前記タンクの他側に設けられ、前記タンクと前記車体とを固定する第一固定部と、
   前記タンクの一側の前記仮固定部を挟む位置に設けられ、前記タンクと前記車体とを固定する第二固定部とを備える
   ことを特徴とする、タンク固定構造。
2. 前記第一固定部が、前記仮固定部よりも高い位置に配置される
   ことを特徴とする、請求項１記載のタンク固定構造。
3. 前記第二固定部が、前記仮固定部よりも高い位置に配置される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のタンク固定構造。
4. 前記第二固定部が、前記仮固定部よりも前記タンクの他側寄りに配置される
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタンク固定構造。
5. 前記タンクが、前記第一固定部及び二箇所以上の前記第二固定部で囲まれる多角形の内側に配置された重心を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタンク固定構造。
6. 前記仮固定部が、前記車体に取り付けられるフック部と、前記タンクの一側に形成されて前記フック部に係止される係止部とを有する
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のタンク固定構造。
7. 前記仮固定部及び前記第二固定部が、前記タンクの前端辺に配置され、
   前記仮固定部及び前記第二固定部の前方にリヤサスペンションクロスメンバが設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタンク固定構造。

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