JP2018100611A

JP2018100611A - 車体構造

Info

Publication number: JP2018100611A
Application number: JP2016246337A
Authority: JP
Inventors: 山本　正博; Masahiro Yamamoto; 正博山本; 孝幸佐野; Takayuki Sano; 大輔翁長; Daisuke Okinaga; 計人位田; Kazuto Ida
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-28

Abstract

【課題】車体構造に関し、添加剤の供給管と排気通路との良好な接続状態を維持する。
【解決手段】車両の排気管１にインジェクタ５を固定するとともに、排ガスを浄化するための添加剤を供給する供給管２をインジェクタ５に接続する。排気管１と供給管２との間にブラケット３を橋架し、排気管１に対する供給管２の第一固定点１１を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気浄化用の添加剤が流通する供給管をフロア下に備えた車両の車体構造に関する。

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、例えば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）。このようなレイアウトにより、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

タンクの内部に貯留される添加剤は、エンジンの運転状態に応じてポンプで吸い上げられ、フロア下に配索される供給管を介して排気通路内に噴射される。供給管はその配索経路の長さなどに応じて、車体に対して複数箇所で固定される。一方、供給管の接続先である排気通路（排気管）はエンジンに接続されており、エンジンとの距離が近い位置ほどエンジン振動が入力されやすい。そのため、供給管と排気通路（排気管）との接続箇所が緩みやすく、液密性を確保するためのオーリングの摩耗や破損が生じるおそれがある。

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、排気浄化用の添加剤の供給管と排気通路（排気管）との良好な接続状態を維持できる車体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）ここで開示する車体構造は、車両の排気管に固定されたインジェクタと、前記インジェクタに接続され、排ガスを浄化するための添加剤を供給する供給管と、前記排気管と前記供給管との間に橋架され、前記排気管に対する前記供給管の第一固定点を形成するブラケットと、を備える。
（２）前記ブラケットが、前記排気管から前記排気管の径方向外側に向かって延設されることが好ましい。

（３）前記ブラケットが、前記排気管から車両外側に向かって延設されることが好ましい。なお、前記ブラケットが、前記排気管から水平方向に延設されることが好ましい。
（４）前記ブラケットが、前記供給管の前記インジェクタへの接続方向に垂直な法線を持つように配置されることが好ましい。換言すれば、前記ブラケットが、前記供給管の前記インジェクタへの接続方向に垂直な法線を有する面状に形成されることが好ましい。例えば、前記ブラケットが平面状に形成され、当該平面が前記供給管の前記インジェクタへの接続方向に垂直な法線を持つ平面であることが好ましい。

（５）前記第一固定点よりも前記供給管の上流側において、車体に対する前記供給管の第二固定点を提供する固定具を備えることが好ましい。
（６）前記インジェクタに接続され、前記ブラケットに固定されるワイヤハーネスを備えることが好ましい。なお、前記供給管及び前記ワイヤハーネスの一方が、前記ブラケットの表面（おもてめん）に固定され、他方が前記ブラケットの裏面に固定されることが好ましい。

排気管と供給管との間にブラケットを橋架することで、供給管に伝達されるエンジン振動と同位相の振動を第一固定点に入力することができる。これにより、供給管と排気管との間の接続の緩みを防止して、良好な接続状態を維持することができる。

実施形態の車体構造が適用された車両の下面図である。ブラケット周辺の拡大斜視図である。ブラケット周辺の断面図である。

図面を参照して、実施形態としての車体構造を説明する。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］
本実施形態の車体構造は、図１に示す車両１０に適用される。車両１０の車室よりも前方に位置するエンジンルーム内にはエンジン，トランスミッションなどが配置され、フロア下には排気管１が前後方向に配設される。排気管１の配設位置は、フロアパネル１３の車幅方向中央を縦断するバックボーン部１４の下方とされる。バックボーン部１４は、フロアパネル１３を車室側に向かってトンネル状に膨出させた部位である。排気管１の前端部はエンジンに接続され、後端部は車両１０の後方に配置されたサイレンサー１５（マフラー）に接続される。なお、車両１０が四輪駆動である場合には、図１に示すように、プロペラシャフトがバックボーン部１４の下方で排気管１と並置される。

排気管１の経路上には、エンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物（NOx）を浄化するための還元触媒１６が介装され、その上流側には還元剤（例えば、尿素水溶液，アンモニア水溶液など）を還元触媒１６に供給するためのインジェクタ５が設けられる。インジェクタ５から噴射される添加剤は、NOxを還元触媒１６で窒素に還元する還元剤として機能する。この種の排気浄化システムは、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。

添加剤が貯留されるタンク９は、車両１０のフロア下の後端部において、サイレンサー１５の左側に隣接配置される。また、タンク９とインジェクタ５との間は、供給管２で連通接続される。供給管２とインジェクタ５との接続箇所を図２に示す。供給管２の前端部には、供給管２とインジェクタ５とを着脱自在に接続するクイックコネクタ７が取り付けられる。クイックコネクタ７の先端には筒状の接合部１７が設けられ、この接合部１７がインジェクタ５の端部に接続される。図２中の白抜き矢印は排ガスの流通方向であり、符号Ｃは接合部１７の中心軸である。中心軸Ｃの延在方向は、供給管２のインジェクタ５に対する接続方向に相当する。

排気管１におけるインジェクタ５の近傍には、ブラケット３が取り付けられる。ブラケット３は、クイックコネクタ７を排気管１に固定するための面状の部材であり、排気管１の下面から車両１０の外側（車両１０の右側）に向かってほぼ水平に延設される。ブラケット３の延設方向は排気管１の径方向外側に向かう方向である。図３は一枚の板材を屈曲して形成されたブラケット３を例示するものである。このブラケット３に対して、クイックコネクタ７に接続される供給管２が固定される。

ブラケット３には、第一面２１，第二面２２，第三面２３が設けられる。第一面２１は、排気管１の下面に固定される平面状の部位であり、第三面２３は第一面２１よりも下方で第一面２１に対して平行な平面をなす部位である。第二面２２は第一面２１と第三面２３とを接続する傾斜面である。第一面２１，第三面２３はともに、法線が中心軸Ｃに対してほぼ垂直となるように配置される。

つまり、第一面２１，第三面２３は、中心軸Ｃを含む平面、又は、中心軸Ｃに平行な平面として形成される。これにより、ブラケット３の変位がクイックコネクタ７を介してインジェクタ５へと入力される際に、その振動が中心軸Ｃを中心とした揺動に変換されやすくなる。一方、接合部１７とインジェクタ５との隙間に介装されるオーリング（封止部材）では、回転方向の変位がある程度は許容されるため、オーリングの摩耗，変形が抑制されて接続状態が安定化する。

ブラケット３の第三面２３には二つの孔２４，２５が形成される。一方の孔２４（供給管固定孔）には、上面側から下面側に向かって供給管固定具４が挿入され、他方の孔２５（ワイヤハーネス固定孔）には、下面側から上面側に向かってワイヤー固定具８が挿入される。また、図３に示すように、供給管固定具４には供給管２が挿通固定され、ワイヤー固定具８にはワイヤハーネス６が挿通固定される。つまり、供給管２及びワイヤハーネス６の一方がブラケット３の表面（おもてめん）に固定され、他方がブラケット３の裏面に固定される。これにより、供給管２とワイヤハーネス６との干渉が防止され、配管作業が容易になり、レイアウトの自由度も高まる。なお、ワイヤハーネス６は、インジェクタ５と電子制御装置との間を接続する通信線や給電線を束ねたものである。

車両１０に対する供給管２の固定状態に関して、供給管２の先端（接合部１７）はクイックコネクタ７でインジェクタ５に接続され、インジェクタ５はエンジンに繋がる排気管１に固定される。したがって、供給管２の先端にはエンジンの振動が入力されうる。一方、供給管２のうち、クイックコネクタ７よりも添加剤供給経路の上流側には供給管固定具４が設けられ、ブラケット３を介して排気管１に固定される。

ここで、ブラケット３に対する供給管２の固定箇所を第一固定点１１と呼ぶ。第一固定点１１は排気管１に固定される固定点であることから、供給管２の先端に入力されるエンジンの振動と同位相の振動が入力される。つまり、エンジンの振動によって、排気管１，ブラケット３，インジェクタ５，クイックコネクタ７，接合部１７が一体となって移動することになる。そのため、接合部１７とインジェクタ５との隙間に介装されるオーリングに無理な力が働きにくくなり、オーリングの摩耗，変形が抑制されるとともに、接続状態が安定化する。

また、供給管２のうち、第一固定点１１よりもさらに上流側には、供給管２を車体に対して固定する車体固定具１８が設けられる。車体固定具１８は、例えばフロアパネル１３やクロスメンバ，サイドメンバなどに供給管２を吊り下げる金属製又は樹脂製のバンド部材である。ここで、車体固定具１８による供給管２の固定箇所を第二固定点１２と呼ぶ。第二固定点１２は車体に固定される固定点であることから、エンジンの振動が直接的には入力されない。第一固定点１１に入力されたエンジンの振動は、供給管２の第一固定点１１から第二固定点１２までの区間内で吸収される。本実施形態の第二固定点１２は、車室床面（フロアパネル１３）の前端部に位置するフロントフロアクロスメンバの下面に設定される。

同様に、ワイヤハーネス６の固定状態に関して、ワイヤハーネス６の先端はインジェクタ５に接続される。一方、ワイヤハーネス６の先端からやや離れた位置にはワイヤー固定具８が設けられ、ブラケット３を介して排気管１に固定される。これにより、エンジンの振動がワイヤハーネス６の先端に無理な力を作用させにくくなり、ワイヤハーネス６の接続状態が安定化する。

［２．作用，効果］
［１］図２，図３に示すように、排気管１と供給管２との間にブラケット３を橋架することで、供給管２の先端（接合部１７）に入力されるエンジン振動と同位相の振動を第一固定点１１に入力させることができる。これにより、接合部１７とインジェクタ５との隙間に介装されるオーリングの摩耗，変形を抑制することができ、接続状態を安定化することができる。また、添加剤を接合部１７から漏洩しにくくすることができ、排気浄化システムの製品性，信頼性を向上させることができる。

［２］ブラケット３を排気管１に固定することで、ブラケット３の位置安定性を向上させることができる。また、ブラケット３の延設方向を排気管１の径方向外側に向かう方向とすることで、ブラケット３の温度低下を促すことができ、第一固定点１１を介した供給管２の温度上昇を抑制することができる。

なお、図２に示すように、ブラケット３には二つの屈曲ライン（第一面２１及び第二面２２の境界と、第二面２２及び第三面２３の境界）が設けられる。これにより、第一固定点１１が排気管１に対してある程度は変位可能となり、エンジン振動をブラケット３で吸収できる。つまり、ブラケット３に制振緩衝機能を付加することができ、供給管２の接続状態をさらに安定化することができる。

［３］ブラケット３を排気管１から車両１０の外側（すなわち、プロペラシャフトが配設される車両１０の内側とは反対側）に向かって延出させることで、ブラケット３を積極的に外気に晒すことができる。これにより、ブラケット３の温度低下を促すことができ、第一固定点１１を介した供給管２の温度上昇を抑制することができる。また、ブラケット３をほぼ水平に配向させることで、供給管固定具４の固定状態を安定化することができ、ひいては供給管２の接続状態をさらに安定化することができる。

［４］ブラケット３の第一面２１，第三面２３はともに、法線が中心軸Ｃ（すなわち、インジェクタ５に対する供給管２の接続方向）に対してほぼ垂直となるように配置される。これにより、ブラケット３の振動が中心軸Ｃを中心とした揺動に変換されやすくなる。これにより、接合部１７とインジェクタ５との隙間に介装される、オーリングの回転方向の変位を許容することができ、オーリングの摩耗，変形を抑制することができる。また、オーリングの回転方向の変位は、接合部１７の脱離方向（すなわち、中心軸Ｃの延在方向）には作用しない。したがって、供給管２の接続状態をさらに安定化することができる。

［５］図１に示すように、供給管２の第一固定点１１よりも上流側には、車体に対する固定点となる第二固定点１２が設けられる。これにより、第一固定点１１から第二固定点１２までの区間内でエンジン振動を吸収することができ、供給管２の固定状態をさらに安定化することができる。また、第二固定点１２をフロントフロアクロスメンバの下面に設定することで、供給管２を確実に固定することができる。

［６］図２に示すように、供給管２だけでなくワイヤハーネス６をもブラケット３に固定することで、ワイヤハーネス６の先端に作用しうる振動や荷重を軽減することができ、ワイヤハーネス６の接続状態を安定化することができる。したがって、排気浄化システムの製品性，信頼性を向上させることができる。また、供給管２，ワイヤハーネス６の一方をブラケット３の表面（おもてめん）に固定し、他方を裏面に固定することで、供給管２とワイヤハーネス６との干渉を防止することができる。したがって、配管作業が容易になるとともに、レイアウトの自由度を高めることができる。

［３．変形例］
上述の実施形態では、排ガス中のNOxを浄化する還元システムについて詳述したが、供給管２の内部を流通する添加剤の種類は尿素水に限定されない。NOx選択型の還元触媒１６を利用した排気浄化システムにおいては、尿素水の代わりにアンモニア水を使用することがある。また、DPF（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）を利用した排気浄化システムにおいては、PM（パティキュレート・マター）の燃焼を促進するために、排気管１の内部に炭化水素（HC，未燃燃料）を噴射することがある。したがって、尿素水の代わりにアンモニア水や炭化水素を供給する排気浄化システムに対して、上述の車体構造を適用することも可能である。

また、上述の実施形態では、排気管１に固定されたブラケット３を例示したが、ブラケット３の固定先を供給管２にしてもよい。この場合、例えばクイックコネクタ７から排気管１に向かってブラケット３を延設し、ブラケット３と排気管１とを締結固定することが考えられる。このような車体構造であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

１排気管
２供給管
３ブラケット
４供給管固定具
５インジェクタ
６ワイヤハーネス
７クイックコネクタ
８ワイヤー固定具
９タンク
１０車両
１１第一固定点
１２第二固定点
１３フロアパネル
１４バックボーン部
１５サイレンサー
１６還元触媒
１７接合部
１８車体固定具
２１第一面
２２第二面
２３第三面
２４一方の孔（供給管固定孔）
２５他方の孔（ワイヤハーネス固定孔）

Claims

車両の排気管に固定されたインジェクタと、
前記インジェクタに接続され、排ガスを浄化するための添加剤を供給する供給管と、
前記排気管と前記供給管との間に橋架され、前記排気管に対する前記供給管の第一固定点を形成するブラケットと、を備える
ことを特徴とする、車体構造。
前記ブラケットが、前記排気管から前記排気管の径方向外側に向かって延設される
ことを特徴とする、請求項１記載の車体構造。
前記ブラケットが、前記排気管から車両外側に向かって延設される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車体構造。
前記ブラケットが、前記供給管の前記インジェクタへの接続方向に垂直な法線を持つように配置される
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造。
前記第一固定点よりも前記供給管の上流側において、車体に対する前記供給管の第二固定点を提供する固定具を備える
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造。
前記インジェクタに接続され、前記ブラケットに固定されるワイヤハーネスを備える
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体構造。