JP5249912B2 - キャニスタの配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して外部への放出を防止するキャニスタの配置構造に関する。

燃料タンクから蒸発する燃料を、活性炭などの吸着剤で一時的に吸着し、エンジンの作動時に生じる負圧により吸着剤から蒸発燃料を離脱（パージ）させ、エンジンの吸気系に供給するように構成して、大気中への蒸発燃料の放出を防止したキャニスタが種々提案されている。

このようなキャニスタは、内燃機関（エンジン）のみを搭載した車両だけではなく、例えばエンジンとモータとを組み合わせたハイブリッド車両にも環境対策の観点から搭載される必要がある。このようなハイブリッド車両の場合、走行用のモータに電力供給するための高電位のバッテリを車両の後部に配置することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７０７７３４号公報（図２）

しかしながら、車両の後部に高電位のバッテリが搭載されたハイブリッド車両では、後部座席下の空間に燃料タンクを配置し、また燃料タンクの下側に排気管を通す必要があるため、後部座席下の空間にキャニスタを配置するスペースを確保することが困難であった。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、キャニスタを後部座席下に配置することができるキャニスタの配置構造を提供することを課題とする。

本発明は、車両のフロアパネルの下に、車両用の燃料タンクとベーパ通路で繋がり、前記燃料タンクのベーパを吸着するキャニスタを配置したキャニスタの配置構造であって、前記燃料タンクは、前記キャニスタに対応した形状の切り欠き部を有し、この切り欠き部に前記キャニスタを配置して、前記キャニスタを前記フロアパネルに取り付けたことを特徴とする。

これによれば、燃料タンクの一部をキャニスタに対応した形状に切り欠くことで、切り欠くことによって形成された空間にキャニスタを配置できるので、キャニスタを後部座席下に配置することが可能になる。しかも、キャニスタの形状に沿って燃料タンクを切り欠くことで、燃料タンクの容量の大幅な低減を防止することも可能になる。なお、燃料タンクを切り欠くとは、燃料タンクにキャニスタを配置できる窪み部を形成することを意味している。

また、前記キャニスタの車両前面および両側面を前記燃料タンクで覆ったことを特徴とする。

これによれば、キャニスタを燃料タンクで覆ったので、車両が揺動してキャニスタが揺動したときに、キャニスタが燃料タンクに接触することで、キャニスタの揺動による衝撃を吸収することが可能になる。つまり、キャニスタが、切り欠き部の空間内で揺動して燃料タンクに当たったとしても、燃料タンクにより衝撃を吸収することが可能になる。

また、前記キャニスタの車両下方向に、排気ガスを大気に排出するための排気管を配置したことを特徴とする。

これによれば、キャニスタの下側に排気管が配設されるので、車両が段差を乗り越えたときなどのキャニスタの接地保護を図ることが可能になる。

本発明によれば、キャニスタを後部座席下に配置することができるキャニスタの配置構造を提供できる。

本実施形態に係るキャニスタの配置構造を車両に適用したときの概略平面図である。 本実施形態に係るキャニスタの配置構造を車両に適用したときの概略側面図である。 本実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す斜視図である。 本実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す底面図である。 図４のＡ−Ａ線における拡大断面図である。

以下、本実施形態に係るキャニスタの配置構造の一例について図１ないし図５を参照して説明する。なお、以下では、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動する車両Ｖ（いわゆるｅ−４ＷＤ）を例に挙げて説明するが、このような駆動システムに限定されるものではなく、車両の前部にエンジンと走行モータ、後部に走行モータを駆動するための高電圧バッテリを搭載した車両に適用してもよい。また、本実施形態では、２ボックスタイプの車両を例に挙げて説明するが、３ボックスタイプの車両に適用することもでき、燃料タンクの前後にキャニスタを設置するスペースを設けることができない車両であれば前記したタイプの車両に限定されるものではない。また、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」については、特に断り書きのない限り、車両Ｖの車体１を基準とした方向を示すものとする。

図１に示すように、車体１は、エンジン１０、燃料タンク２０、後輪駆動ユニット３０、排気系４０、キャニスタ５０などが固定される車両Ｖの固定部材であり、例えば、サイドフレーム２，２、クロスメンバ３，３，３，３、フロアパネル４（図２参照）などのフレーム部材およびパネル部材で構成されている。なお、排気系４０については、車両Ｖの後側のみを図示している。

サイドフレーム２は、車体１の前後方向に延設される左右一対の骨格部材であり、燃料タンク２０の左右外側に配置されている。

クロスメンバ３は、左右のサイドフレーム２に直交するように架設される骨格部材であり、燃料タンク２０の前後に複数設けられている。

図２に示すように、フロアパネル４は、車両Ｖの床面を構成する部材であり、鋼板などの金属製の平板部材で形成され、サイドフレーム２（図１参照）およびクロスメンバ３（図１参照）と接合されている。また、フロアパネル４は、例えば、フロントシートＳＴ１が載置される面４ａが最も低い位置に形成され、リアシートＳＴ２が載置される面４ｂが前記面４ａよりも上方に位置して、上方に突出した段部４ｂ１を有し、さらにリアシートＳＴ２の後方に位置する面４ｃが前記面４ｂよりも上方に位置して、上方に突出した段部４ｃ１を有して、側面視したときに階段状に形成されている。

また、フロアパネル４に形成された段部４ｂ１の下側に位置する車外と連通する空間に後記する燃料タンク２０およびキャニスタ５０が配置され、段部４ｃ１の下側に位置する車外と連通する空間に後記する後輪駆動ユニット３０が配置されている。

エンジン１０は、燃料タンク２０内の燃料が供給されて前輪ＦＷを駆動させる駆動力を発生させるものであり、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関で構成されている。

図３に示すように、燃料タンク２０は、ガソリン、軽油などの液体を貯留するための合成樹脂製で中空状の扁平容器であり、かつ、車幅方向（左右方向）の中央部２０ａが左右両側部２０ｂ、２０ｃよりも上方に盛り上がった鞍型形状を呈している。よって、燃料タンク２０の車幅方向の中央部２０ａの下部には、上方に湾曲した凹部２０ａ１が形成され、中央部２０ａの上部には、上方に突出した凸部２０ａ２が形成されている。

また、燃料タンク２０は、上方から平面視したときの形状が略台形状であり、その車幅方向（左右方向）の両端縁部が一対のサイドフレーム２，２の近傍に位置し（図１参照）、前後方向の前端縁部がクロスメンバ３Ａ（３）の近傍に位置し、後端縁部が後輪駆動ユニット３０が搭載されるサブフレームＳＦの前端縁の近傍に位置している（図１参照）。

さらに、燃料タンク２０は、車幅方向の中央部において、後端縁部から前方に向けて凹状に切り欠かれた切り欠き部２０Ｓ（後端縁部から前方に向けて凹状に形成された窪み部）を有する形状である。また、この切り欠き部２０Ｓは、上下方向（鉛直方向）に貫通するように開放した形状である。この切り欠き部２０Ｓは、後記するキャニスタ５０を収容できる空間で形成され、水平方向に沿って連続する、前面２０ｓ１、左側面２０ｓ２および右側面２０ｓ３によって、上面から平面視したときに略Ｕ字状に形成されている（図１および図４参照）。

また、燃料タンク２０の上面には、ポンプモジュール２１，２１と、満タン時に閉弁するフロートバルブを内蔵した燃料カットバルブ２２などがそれぞれ設けられている（図１および図３参照）。なお、燃料タンク２０と給油口とを繋ぐパイプなどは図示省略している。

ポンプモジュール２１は、それぞれ不図示の燃料内の異物除去用のサクションフィルタ、燃料を燃料供給配管Ｐ１からインジェクタ６に送るための燃料ポンプ、燃料タンク２０内の燃料液面を検出する燃料液面計、ベントリリーフバルブなどを備えている。また、ポンプモジュール２１は、これらの機器をユニットケースに収納して、燃料タンク２０内の上部に設置されている。なお、一方のポンプモジュール２１は、他方のポンプモジュール２１と燃料タンク２０内で配管（不図示）を介して接続されており、他方のポンプモジュール２１で吸引された燃料が、前記配管を通って、一方のポンプモジュール２１および燃料供給配管Ｐ１を介してエンジン１０に送られるようになっている。

また、燃料タンク２０は、左右に設けられた平板形状のタンクバンドＢ１，Ｂ２によって車体１に固定されている。すなわち、タンクバンドＢ１，Ｂ２は、それぞれ燃料タンク２０の底側から前後方向に掛け渡されて、前端部において上方へ折り曲げられた起立部ｂ１，ｂ１がクロスメンバ３Ａ（３）の下面にボルトを介して固定され、後端部において上方へ折り曲げられた起立部ｂ２，ｂ２がフロアパネル４の下面にボルトを介して固定されている（図４参照）。なお、タンクバンドＢ１，Ｂ２の他端は、フロアパネル４に限定されるものではなく、図示しないクロスメンバなどに固定されていてもよい。

後輪駆動ユニット３０は、車両Ｖの後輪ＲＷ，ＲＷを駆動させる動力源となるものであり、駆動モータ３１（図２参照）、高圧バッテリ３２、ディファレンシャルギア（不図示）などで構成され、これらがまとめられてサブフレームＳＦに取り付けられて、サブフレームＳＦが車体１のサイドフレーム２，２などに固定されている。

駆動モータ３１は、３相交流同期モータなどで構成され、高圧バッテリ３２からの直流電力を、インバータを備えたＰＤＵ（Power Drive Unit）８（図１および図２参照）を介して交流電力に変換した後に駆動されるようになっている。駆動モータ３１からの駆動力は、図示しない減速機構、クラッチなどを介して後輪ＲＷ，ＲＷに伝達される。

高圧バッテリ３２は、ニッケル水素、リチウムイオンなどの充電可能なもので構成され、サブフレームＳＦ上の車幅方向の中央部に固定されている。なお、高圧バッテリ３２は、車両Ｖの前後方向に沿って配設されたバッテリ線（不図示）を介してＰＤＵ８と接続され、ＰＤＵ８は、車両Ｖの前後方向に沿って配設された３相線を介して車両後方の駆動モータ３１と接続されている。

排気系４０は、エンジン１０の排気マニホールドに接続され、途中で分岐された排気管４１Ａ，４１Ｂが前後方向に延びて形成され、車両Ｖの後端部において大気（外気）と連通するように構成されている。また、排気管４１Ａ，４１Ｂが分岐する前の上流側には、触媒コンバータ（不図示）が設けられている。なお、触媒コンバータは、排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分を浄化する機能を有する。

各排気管４１Ａ，４１Ｂは、上流側から順に補助消音器（いわゆる、プリチャンバ）４２Ａ，４２Ｂ、主消音器４３Ａ，４３Ｂを有し、複数の支持部材（不図示）を介して車体１に支持されている。

補助消音器４２Ａ，４２Ｂは、それぞれ、排気管４１Ａ，４１Ｂを通るエンジン１０からの排気ガスによる音（騒音）を抑制するものであり、ステンレス鋼などの耐熱性の金属板により円筒状に形成され、排気管４１Ａ，４１Ｂの一部が排気管４１Ａ，４１Ｂの径よりも拡径した部分として構成されている。

主消音器４３Ａ，４３Ｂは、それぞれ、補助消音器４２Ａ，４２Ｂから排出された排気ガスによる音をさらに抑制するものであり、ステンレス鋼などの耐熱性の金属板により形成されている（図１および図２参照）。この主消音器４３Ａ，４３Ｂは、例えば、仕切り板やパイプなどを用いて内部が複数の空間に区画され、加速走行時や高速走行時などにおけるエンジン１０の高速回転域での出力を確保し、またアイドリング時や低速走行時などにおけるエンジン１０の低速回転域での静粛性を確保して排気騒音を低減するように構成されている。

図４に示すように、補助消音器４２Ａ，４２Ｂは、その軸方向が前後方向に向けて、燃料タンク２０の車幅方向の中央部の凹部２０ａ１を通るように配設されている。また、補助消音器４２Ａ，４２Ｂは、その全体が燃料タンク２０の鉛直方向の下方に位置するように配設されている（図５参照）。このように、補助消音器４２Ａ，４２Ｂを２本に分けて配設することで、補助消音器４２Ａ，４２Ｂの高さを抑えることが可能となり、後記するキャニスタ５０の設置スペースを確保することが可能になっている。

キャニスタ５０は、燃料タンク２０内の蒸発燃料（ベーパ）を捕獲して一時的に貯えることにより、蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止するとともに、パージ時に貯えた蒸発燃料をエンジン１０の吸気負圧で吸入した大気によって離脱させて、エンジン１０のインテークマニホールド７に供給するためのものである。

また、キャニスタ５０は、それぞれ合成樹脂などで筒状（円筒状または角筒状）に形成された主ケース５１および副ケース５２（図３参照）と、フィルタボックス（不図示）を有している。主ケース５１および副ケース５２は、各軸方向が車両Ｖの前後方向に向くように、かつ、車幅方向に並んで、燃料タンク２０の切り欠き部２０Ｓ内に位置するように配置されている。

また、キャニスタ５０は、主ケース５１の前面５１ａおよび副ケース５２の前面５２ａ（キャニスタ５０の車両前面）が、燃料タンク２０の切り欠き部２０Ｓの前面２０ｓ１に対向している（図４参照）。また、主ケース５１の側面５１ｂが、切り欠き部２０Ｓの左側面２０ｓ２に対向し、副ケース５２の側面５２ｂが、切り欠き部２０Ｓの右側面２０ｓ３に対向するように配置されている。また、切り欠き部２０Ｓの左側面２０ｓ２が、キャニスタ５０の側面５１ｂと若干の隙間Ｇ１が形成されるように、切り欠き部２０Ｓの右側面２０ｓ３が、キャニスタ５０の側面５２ｂと若干の隙間Ｇ２が形成されるように、切り欠き部２０Ｓの形状が設定されている。この隙間Ｇ１，Ｇ２を小さく設定することにより、燃料タンク２０の容量低減を抑えることが可能になる。

主ケース５１および副ケース５２の内部には、燃料タンク２０から導入される蒸発燃料（ベーパ）を吸着するための活性炭などの吸着剤が充填されている。また、キャニスタ５０は、後端側において、主ケース５１内と副ケース５２内とが連通する連通部５４によって接続されている。

主ケース５１は、燃料タンク２０と蒸発燃料導入配管（ベーパ通路）Ｐ３を介して接続されている（図３参照）。この蒸発燃料導入配管Ｐ３は、燃料タンク２０の車幅方向の中央部２０ａの凸部２０ａ２に形成された燃料カットバルブ２２と接続されている（図３参照）。また、主ケース５１は、エンジン１０側とパージ配管Ｐ２を介して接続されている。

このように、鞍（くら）型の燃料タンク２０の車幅方向の中央に切り欠き部２０Ｓを形成して、この切り欠き部２０Ｓにキャニスタ５０を配置することにより、燃料タンク２０とキャニスタ５０とを接続する蒸発燃料導入配管Ｐ３の配管長を短く形成することができ、コストダウン、軽量化および蒸発燃料の透過量の低減が可能になる。

なお、図示しないフィルタボックスは、大気中に含まれる異物が副ケース５２の副室に侵入するのを防止するものであり、内部に公知のフィルタ（不図示）が収容されている。また、フィルタボックスは、図示しない配管を介して副ケース５２と接続されるとともに、大気と連通する図示しない開口を有している。なお、フィルタボックスは、例えば、切り欠き部２０Ｓ内に収容されるように、主ケース５１および副ケース５２の上部または下部に設けることができる。

図５に示すように、キャニスタ５０のハウジング（主ケース５１、副ケース５２）には、後端部にキャニスタ取り付け用のブラケット５５が、前端部にブラケット５６がそれぞれ設けられている。各ブラケット５５，５６には、固定用のボルトを挿通するためのボルト挿通孔（不図示）が上下方向に貫通して形成されている。

一方、キャニスタ５０に設けられたブラケット５５，５６は、フロアパネル４の下面に固定された固定部材５ａ，５ｂと図示しないボルトおよびナットを介して固定されている。このとき、キャニスタ５０の下面５０ａが、燃料タンク２０の中央部２０ａの下面２０ａ３（図５参照）とほぼ同じ高さになるように設定される。

なお、図５では、キャニスタ５０の副ケース５２のみを図示しているが、主ケース５１についても、ハウジングにブラケットが設けられ、このブラケットが、フロアパネル４に固定された固定部材を介してボルトおよびナットで固定されている。また、このときの主ケース５１の下面についても、副ケース５２の下面５０ａと同様な高さ位置に設定される。

これにより、キャニスタ５０の下方に、補助消音器４２Ａ，４２Ｂ（排気管４１Ａ，４１Ｂ）を配置することができるようになっている。具体的には、キャニスタ５０の主ケース５１の下方に、補助消音器４２Ｂが位置し、副ケース５２の下方に、補助消音器４２Ａが位置している（図４および図５参照）。

以上説明したように、本実施形態のキャニスタの配置構造によれば、燃料タンク２０が、キャニスタ５０に対応した形状の切り欠き部（窪み部）２０Ｓを有するように構成し、この切り欠き部２０Ｓにキャニスタ５０を配置して、キャニスタ５０をフロアパネル４に取り付けるようにしたので、燃料タンク２０の前後にキャニスタ５０を配置する場所を確保することができない場合であっても、キャニスタ５０の配置場所を確保することが可能になる。しかも、切り欠き部２０Ｓの形状をキャニスタ５０に対応した形状にしたので、燃料タンク２０の容量が大幅に低減するのを防止することもできる。

また、本実施形態のキャニスタの配置構造によれば、キャニスタ５０の車両前面（前面５１ａ，５１ｂ）および両側面（側面５１ｂ，５１ｂ）を燃料タンク２０で覆われるように、キャニスタ５０を切り欠き部２０Ｓ内に配置したので、走行時に車両Ｖが揺動してキャニスタ５０も揺動したときに、キャニスタ５０が燃料タンク２０に接触したとしても、そのキャニスタ５０の接触時の衝撃を燃料タンク２０で吸収することが可能になる。

また、本実施形態のキャニスタの配置構造によれば、キャニスタ５０の下側に排気管４１Ａ，４１Ｂ（補助消音器４２Ａ，４２Ｂ）が配設されているので、例えば、車両が段差を乗り越えたときなどに、キャニスタ５０の接地保護を図ることが可能になる。

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更できる。例えば、キャニスタ５０を燃料タンク２０の中央部２０ａに形成された切り欠き部２０Ｓに配置するものに限定されず、燃料タンク２０の中央部２０ａよりも右側または左側に切り欠き部を配置してもよい。

また、キャニスタ５０の主ケース５１のみが補助消音器４２Ａ，４２Ｂの上方に位置し、副ケース５２が補助消音器４１，４１Ｂから外れた位置となるように切り欠き部２０Ｓの位置を決定してもよい。

また、キャニスタ５０を車体１にフロアパネル４に固定する方法としては、前記した実施形態に限定されるものではなく、複数本の細長い板状部材をキャニスタ５０の底側から車幅方向に掛け渡して、キャニスタ５０の左右両側において、板状部材の両端部をフロアパネル４に固定するようにしてもよい。

４ フロアパネル
２０ 燃料タンク
２０Ｓ 切り欠き部
４１Ａ，４１Ｂ 排気管
４２Ａ，４２Ｂ 補助消音器
５０ キャニスタ
５１ 主ケース
５１ａ 前面（車両前面）
５１ｂ 左側面（側面）
５２ 副ケース
５２ａ 前面（車両前面）
５２ｂ 右側面（側面）
Ｐ３ 蒸発燃料導入配管（ベーパ通路）
Ｖ 車両

Claims (3)

1. 車両のフロアパネルの下に、車両用の燃料タンクとベーパ通路で繋がり、前記燃料タンクのベーパを吸着するキャニスタを配置したキャニスタの配置構造であって、
   前記燃料タンクは、前記キャニスタに対応した形状の切り欠き部を有し、この切り欠き部に前記キャニスタを配置して、前記キャニスタを前記フロアパネルに取り付けたことを特徴とするキャニスタの配置構造。
2. 前記キャニスタの車両前面および両側面を前記燃料タンクで覆ったことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタの配置構造。
3. 前記キャニスタの車両下方向に、排気ガスを大気に排出するための排気管を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャニスタの配置構造。

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