JP2018144596A - 車両の配管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の配管構造に関し、空間利用効率及びメンテナンス性を向上させる。【解決手段】車両のホイールハウス１５とスプラッシュシールド１８との間に形成された空間において、車輪１９よりも車両前方側に配索された第一配管３と第一補充口５とを第一フィラーネック１で接続する。同じ空間において、車輪１９よりも車両後方側に配索された第二配管４と第二補充口６とを第二フィラーネック２で接続する。同じ空間において、車輪１９の上方で第一フィラーネック１と第二フィラーネック２とをネックブラケット２０で連結する。【選択図】図２

Description

本発明は、第一補充口及び第二補充口が側部に形成された車両の配管構造に関する。

従来、エンジンの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

ところで、引用文献１に記載の車両では添加剤の給水口が車室内の床面に配置されており、添加剤の補充作業は車室内で実施される。一方、車室内には荷物が積載されていることがあり、良好な作業性が得られないことがある。また、補充作業中における添加剤のこぼれの可能性を考慮すると、車室外から添加剤の補充作業を実施できるような構造とすることが望ましい。例えば、車両の給油口の近傍に給水口を配置して、給水口とタンクとの間を給水管で接続することが考えられる。

しかしながら、給水管が車室内から見えないようにするために、車両側面のアウタパネルとインナパネルとの間に給水管を配索すると、給水管によって占有される空間の分だけ車室内空間が狭められることになり、空間利用効率が低下しうる。特に、添加剤のタンクが車両のフロア下に配置されている場合には、給水管の管長が長くなり、空間利用効率を向上させにくい。また、アウタパネルとインナパネルとの間で給水管が破損した場合に修理が難しく、良好なメンテナンス性が得られない。

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、空間利用効率及びメンテナンス性の向上を図った車両の配管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）ここで開示する車両の配管構造は、車両の側部に第一補充口及び第二補充口が形成された車両の配管構造である。本構造は、前記車両のホイールハウスとスプラッシュシールドとの間に形成された空間において、車輪よりも車両前方側に配索された第一配管と前記第一補充口とを接続する第一フィラーネックを備える。また、前記空間において、前記車輪よりも車両後方側に配索された第二配管と前記第二補充口とを接続する第二フィラーネックを備える。さらに、前記空間において、前記車輪の上方で前記第一フィラーネックと前記第二フィラーネックとを連結するネックブラケットを備える。

（２）前記ホイールハウスは、前記車両の車幅方向内側に配置されるホイールハウスインナと、前記ホイールハウスインナより車幅方向外側に配置されるホイールハウスアウタと、から形成され、前記第一配管は、前記車輪よりも前記車両の前方において、前記ホイールハウスインナに固定されることが好ましい。

（３）前記ホイールハウスより下方に配置されて、前記車両の前後方向に延設されるサイドメンバを備え、前記第二配管は、前記車輪よりも前記車両の後方において、前記サイドメンバに固定されたプロテクタと前記サイドメンバとの間を通って前記車両の後方へ配索されることが好ましい。
（４）前記ネックブラケットが、前記第一フィラーネックの筒軸に垂直な平面において、前記第一フィラーネックの周面を含む閉断面となる構造を有することが好ましい。

ホイールハウス内で一方の配管を車両前方側に配索するとともに他方を車両後方側に配索し、二つのフィラーネックをホイールハウスの上方でネックブラケットを介して連結することで、空間利用効率及びメンテナンス性を向上させつつ、配管の構造的な強度を高めることができる。

実施形態の配管構造が適用された車両の斜視図である。 車両のホイールハウスの内部構造を示す側面図である。 ホイールハウスの縦断面図である。 フィラーネックの連結状態を示す斜視図である。 フィラーネックの連結状態を示す断面図である。

図面を参照して、実施形態としての配管構造を説明する。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］
本実施形態の配管構造は、図１に示す車両１０に適用される。この車両１０は、エンジン車両あるいはハイブリッド車両であり、エンジンの排ガス成分を還元して浄化する尿素SCRシステム（Urea Selective Catalytic Reduction System）を搭載する。車両１０のフロア下には、窒素酸化物を窒素に還元するための添加剤（例えば、尿素水溶液，アンモニア水溶液など）を貯留するタンク２６と燃料タンク２７とが配置される。図２に示すように、本実施形態のタンク２６は、車両後方側の車輪１９（後輪）よりも後方のフロア下に設けられ、燃料タンク２７はタンク２６よりも前方のフロア下に設けられる。

車両１０の側部（図１では左リアフェンダー）には、開閉自在のリッド（蓋部材）を有する箱型のフィラーボックス９が設けられる。フィラーボックス９は、リッドが取り付けられた開放面を車両１０の左側面に向けた姿勢で車体に固定される。なお、リッドの外表面の形状は、左リアフェンダーの外表面と同一平面（あるいは、滑らかに接続される曲面）をなす形状とされる。

フィラーボックス９の内側には、第一補充口５と第二補充口６とが隣接して配置される。第一補充口５は燃料を燃料タンク２７に補給するための給油口であり、第二補充口６は添加剤をタンク２６に補給するための給水口である。図４に示すように、第一補充口５，第二補充口６のそれぞれの先端部には、着脱可能な第一キャップ２４（給油キャップ），第二キャップ２５（給水キャップ）が取り付けられる。これらのキャップ２４，２５は、作業者によって燃料，添加剤の補給時に取り外され、補給完了後に再び取り付けられる。

図２に示すように、第一補充口５と燃料タンク２７との間は、第一フィラーネック１（燃料フィラーネック）及び第一配管３（燃料配管）を介して連通状態で接続される。第一フィラーネック１は、第一補充口５に接続される部位であり、第一配管３よりもやや大径の筒状に形成される。第一配管３は、ホイールハウス１５と後述するスプラッシュシールド１８との間に形成された空間において、車輪１９よりも車両前方側に配索される。

本実施形態の第一配管３は、図２に示すように、側面視で第一補充口５よりも車両前方において、車輪１９の外周に沿った円弧をなすように配索される。また、第一配管３は、車輪１９の前方でサイドメンバ１３の下方を通る経路で、フロアパネル１４よりも下方に配置された燃料タンク２７に接続される。サイドメンバ１３は、ホイールハウス１５より下方に配置され、車両１０の前後方向に延設される部材である。

ホイールハウス１５は、車輪１９の上面を覆うアーチ状に形成された部位である。本実施形態のホイールハウス１５は、図３に示すように、ホイールハウスインナ１６とホイールハウスアウタ１７とから形成される。ホイールハウスインナ１６は車両１０の車幅方向内側に配置される部材であり、ホイールハウスアウタ１７はホイールハウスインナ１６より車幅方向外側に配置される部材である。ホイールハウスインナ１６をアウタパネル１１に直接的に固定する構造を採用した場合には、ホイールハウスアウタ１７を省略可能である。

また、ホイールハウスインナ１６，ホイールハウスアウタ１７よりも車輪１９側（ホイールハウス１５の内側）には、車輪１９によって跳ね上げられる小石や泥水から車体を保護するためのスプラッシュシールド１８が取り付けられる。スプラッシュシールド１８は、ホイールハウス１５の内面形状に沿った形状の高剛性，高強度の樹脂成形品であり、ボルトナット，ビス，クリップなどでホイールハウス１５に固定される。

第二補充口６とタンク２６との間は、第二フィラーネック２（添加剤フィラーネック）及び第二配管４（添加剤配管）を介して連通状態で接続される。第二フィラーネック２は、第二補充口６に接続される部位であり、底面に第二配管４が接続可能な形状に形成される。第二フィラーネック２には、図４，図５に示すように、平板状の固定部２３が一体成形される。第二配管４は、ホイールハウス１５とスプラッシュシールド１８との間に形成された空間において、車輪１９よりも車両後方側に配索される。

本実施形態の第二配管４は、図２に示すように、側面視で第二補充口６よりも車両後方において、車輪１９の外周に沿った円弧をなすように配索される。第二配管４は、車輪１９よりも後方において、サイドメンバ１３に固定されたプロテクタ３０とサイドメンバ１３との間を通って後方へ配索される。プロテクタ３０は、第二配管４の屈曲部（第二配管４のうちサイドメンバ１３の下方をくぐる部分）を覆うように装着されたカバーである。プロテクタ３０がサイドメンバ１３に固定されることで、プロテクタ３０を介して第二配管４が車体に保持される。また、第二配管４は、車輪１９の後方においてサイドメンバ１３の下方を通る経路で、フロアパネル１４よりも下方に配置されたタンク２６に接続される。

第一配管３は、車輪１９よりも前方において、前ブラケット７を介してホイールハウスインナ１６に固定される。前ブラケット７の固定位置は、図２に示すように、サイドメンバ１３よりもやや上方に設定される。
第一フィラーネック１，第二フィラーネック２は、それぞれの筒軸がほぼ平行となるように配置される。また、第一フィラーネック１と第二フィラーネック２との間には、これらを連結するネックブラケット２０が設けられる。ネックブラケット２０は、ホイールハウス１５とスプラッシュシールド１８との間に形成された空間において、車輪１９の上方で第一フィラーネック１と第二フィラーネック２とを連結する。ネックブラケット２０は、第一フィラーネック１の筒軸に垂直な平面において、第一フィラーネック１の周面を含む閉断面となる構造を具備する。図５に示すように、ネックブラケット２０には第一部材２１と第二部材２２とが含まれる。

第一部材２１は、板部材をクランク状に屈曲させた形状を有し、その一端が第一フィラーネック１の周面に固定される。他端は、第二部材２２に重畳された状態で固定される。第二部材２２も第一部材２１と同様に、板部材をクランク状に屈曲させた形状を有し、その一端が第一フィラーネック１の周面に固定される。第二部材２２と第一フィラーネック１との固定位置は、第一部材２１と第一フィラーネック１との固定位置から離隔した位置に設定される。本実施形態の第二部材２２は、第一部材２１との間に第一フィラーネック１を挟んだ姿勢で、第一フィラーネック１の周面に固定される。

また、図５に示すように、第一フィラーネック１の筒軸に垂直な平面において、第一フィラーネック１の周面と第一部材２１と第二部材２２とで囲まれる閉断面の形状は台形（あるいは矩形）形状とされる。第一部材２１と第二部材２２との重畳箇所は、第二フィラーネック２の固定部２３に対して固定される。なお、固定部２３は、第二フィラーネック２の一部とみなすことができるのと同様に、ネックブラケット２０の一部とみなすことができる。したがって、ネックブラケット２０が、第一部材２１，第二部材２２，固定部２３の三部材から構成されるものとしてもよい。

［２．作用，効果］
［１］上記の車両１０のホイールハウス１５内では、第一配管３が車両前方側に配索されるとともに、第二配管４が車両後方側に配索される。このような配管構造により、ホイールハウス１５内のスペースを利用して第一配管３，第二配管４を効率的に配置することができ、空間利用効率及びメンテナンス性を向上させることができる。また、二つのフィラーネック１，２をネックブラケット２０で連結することで、第一配管３，第二配管４の構造的な強度を高めることができる。

［２］上記の第一配管３は、車輪１９よりも車両１０の前方においてホイールハウスインナ１６に固定され、車両１０のボデー（アウタパネル１１やインナパネル１２）には固定されない。これにより、第一配管３を車幅方向内側に寄せて配索することができ、ホイールハウス１５とスプラッシュシールド１８との間の空間を拡大することなく第一配管３を配索することができる。なお、ホイールハウス１５とスプラッシュシールド１８との間の空間を大きくすると、車輪１９のレイアウトの自由度が悪化するので、スプラッシュシールド１８はなるべくホイールハウス１５に寄せて配置することが望ましい。上記の第一配管３によれば、このような期待に応えることができる。また、車両１０の外部から入力されうる荷重が直接的に第一配管３に作用しにくくなり、第一配管３の保護性を高めることができる。

［３］上記の第二配管４は、車輪１９よりも車両１０の後方においてサイドメンバ１３に固定される。これにより、骨格部材（サイドメンバ１３）に固定点をとれるので、プロテクタ３０の強度を向上させることができる。また、第二配管４をプロテクタ３０とサイドメンバ１３との間に配索することで、第二配管４に骨格部材（サイドメンバ１３）などからの振動が直接伝達されることを低減することができる。さらに、プロテクタ３０とサイドメンバ１３によって外部からの荷重の入力やチッピングなどから第二配管４を保護することができる。

［４］上記のネックブラケット２０には、第一部材２１，第二部材２２の二部材が含まれる。第一部材２１及び第二部材２２は、第一フィラーネック１を挟んだ格好で第一フィラーネック１の周面に固定され、図５に示すような第一フィラーネック１の周面を含む閉断面構造を形成する。また、固定部２３は、第一部材２１及び第二部材２２で形成された閉断面構造に対して固定される。これにより、第一フィラーネック１と第二フィラーネック２とを堅固に固定することができ、第一配管３，第二配管４の支持状態を安定させることができる。

また、上記の閉断面構造は、第一フィラーネック１の筒軸に垂直な平面において台形（あるいは矩形）形状となっているため、第一配管３と第二配管４との相対変位を許容することができ、荷重作用時の応力集中を回避することができる。さらに、第一配管３側の部材（第一部材２１，第二部材２２）と第二配管４側の部材（固定部２３）とを別体にすることで、各配管３，４の組み付け作業を独立させることが容易にでき、車両製造時の作業性を向上させることができる。

［３．変形例］
上述の実施形態では、燃料補充用の第一配管３が車両前方側に配置され、添加剤補充用の第二配管４が車両後方側に配置されたものを例示したが、これらの前後位置を反転させてもよい。また、第一配管３，第二配管４で補充される物質の種類は任意に変更可能である。例えば、エンジン冷却水を補充するための配管や、ウィンドウォッシャー液を補充するための配管をホイールハウス内に配置し、それぞれの配管を車輪の前方と後方とに配索することで、上述の実施形態と同様の構造を形成することができる。

また、上述の実施形態では尿素SCRシステムの添加剤を補充するための配管構造について詳述したが、添加剤の種類は尿素水に限定されない。NOx選択還元触媒を利用した排気浄化システムにおいては、尿素の代わりにアンモニアを使用することがある。したがって、アンモニア水溶液を貯留する添加剤容器として、上記のタンク２６を用いることができる。

１ 第一フィラーネック
２ 第二フィラーネック
３ 第一配管（燃料配管）
４ 第二配管（添加剤配管）
５ 第一補充口（給油口）
６ 第二補充口（給水口）
１０ 車両
１６ ホイールハウスインナ
１７ ホイールハウスアウタ
２０ ネックブラケット

Claims (4)

1. 車両の側部に第一補充口及び第二補充口が形成された車両の配管構造であって、
   前記車両のホイールハウスとスプラッシュシールドとの間に形成された空間において、車輪よりも車両前方側に配索された第一配管と前記第一補充口とを接続する第一フィラーネックと、
   前記空間において、前記車輪よりも車両後方側に配索された第二配管と前記第二補充口とを接続する第二フィラーネックと、
   前記空間において、前記車輪の上方で前記第一フィラーネックと前記第二フィラーネックとを連結するネックブラケットと、
   を備えることを特徴とする、車両の配管構造。
2. 前記ホイールハウスは、前記車両の車幅方向内側に配置されるホイールハウスインナと、前記ホイールハウスインナより車幅方向外側に配置されるホイールハウスアウタとから形成され、
   前記第一配管は、前記車輪よりも前記車両の前方において、前記ホイールハウスインナに固定される
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の配管構造。
3. 前記ホイールハウスより下方に配置されて、前記車両の前後方向に延設されるサイドメンバを備え、
   前記第二配管は、前記車輪よりも前記車両の後方において、前記サイドメンバに固定されたプロテクタと前記サイドメンバとの間を通って前記車両の後方へ配索される
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の配管構造。
4. 前記ネックブラケットが、前記第一フィラーネックの筒軸に垂直な平面において、前記第一フィラーネックの周面を含む閉断面となる構造を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の配管構造。

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