JP5852496B2 - キャニスタの配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のフロアパネルの下方に配置されるキャニスタの配置構造に関する。

従来、燃料タンク内で蒸発した燃料を吸着するキャニスタをフロアパネルの下方へ配置したものとしては、例えば、特許文献１に開示された車両のキャニスタの配置構造が知られている。

特許文献１に記載のキャニスタの配置構造は、フロアパネルの下方において、車体後部の車幅方向両側に配置された一対のリヤサイドメンバに架設された第２サブフレーム（後部フレーム）と、この第２サブフレームの前方に配置された燃料タンクとの間に、キャニスタを介在させている。キャニスタは、サブフレーム（前部フレーム）の上方に配置して、キャニスタの上部をクロスメンバに取り付け、キャニスタの前側が燃料タンクの後壁の高さに収まるように配置されている。キャニスタは、このように配置することによって、後方からの後面衝突の際に、衝突荷重で押圧されて燃料タンクに当接するように配置されている。

その他、車両のフロアパネルの下方に配置されるものとしては、バッテリユニット（電池パック）がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のバッテリユニットは、ハイブリット車両に搭載されるものであって、リヤシート下のフロアパネルの隆起部内の空間に、燃料タンクと共に配置されている。

特許第４６９１９７１号公報（図１及び図２） 特許第４２２５３６３号公報（図３及び図５）

前記特許文献１に記載されたキャニスタの配置構造は、キャニスタを第２サブフレームと燃料タンクとの間に介在することにより、後部からの後面衝突時に、キャニスタを第２サブフレームと燃料タンクとで衝突荷重から保護している。
しかしながら、フロアパネルの下方には、キャニスタや燃料タンクや車体フレーム以外に、特許文献２に記載のようにバッテリユニットや、その他の部品等が多く配置されている。このため、さらに、効率よく配置することができるキャニスタの配置構造が求められていた。

そこで、本発明は、前記問題点を解消すべく発明されたものであり、フロアパネル下の配置空間が狭くても効率よく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。

前記課題を解決するために、本発明に係るキャニスタの配置構造は、フロアパネルの下方に配置され、燃料タンク内で蒸発した燃料を吸着するキャニスタの配置構造であって、車幅方向に延びる前後のクロスメンバと、前記前後のクロスメンバの左右の端部に前後方向に向けて配置された左右一対のサイドメンバと、を略井桁形状に連結してなるサブフレームを有し、前記フロアパネルの下方には、当該フロアパネルと、前記燃料タンク及び前記キャニスタの少なくとも一部と間に車幅方向に向けて逆凹部状空間が形成され、前記燃料タンクの上面には、車両後方側に向かって傾斜した傾斜面が形成され、前記キャニスタは、前部が、前記傾斜面に沿って配置され、後部が、前記前後のクロスメンバ間に収まるように配置されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るキャニスタの配置構造は、キャニスタの後部が、サブフレームの前後のクロスメンバ間に収まるように配置され、キャニスタの前部が、燃料タンクの傾斜面に沿って配置されると共に、フロアパネルの下方に形成された逆凹部状空間に配置されていることによって、フロアパネルの下方の逆凹部状空間が狭くても、キャニスタを効率よくレイアウトすることができる。
また、キャニスタは、後部が前後のクロスメンバ間に収まるように配置されていることにより、後面衝突時に、クロスメンバによって衝突荷重から保護することができる。

また、前記燃料タンクの上面の前記キャニスタの前端部の直前には、車幅方向に延びる隆起部が形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、燃料タンクの上面のキャニスタの前端部の直前は、車幅方向に延びる隆起部が形成され、その隆起部の後側にキャニスタを配置することによって、後面衝突の際に、キャニスタを前方向に押圧する衝突荷重が作用されたときに、キャニスタが燃料タンクの隆起部に当接されるため、キャニスタを隆起部で弾性的に支持することができる。

また、前記燃料タンクの前方には、バッテリユニットが配置されていることが好ましい。

かかる構成によれば、キャニスタの配置構造は、フロアパネルの下方において、燃料タンクの前方にバッテリユニットが配置されている場合であっても、キャニスタの配置が規制されることなくレイアウトすることができる。

本発明に係るキャニスタの配置構造によれば、フロアパネル下の配置空間が狭くても効率よく配置することができる。

本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す車両後部のフロアパネル下の配置状態を示す要部下面図である。 本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す車両後部のフロアパネル下の配置状態を示す要部縦断面図である。 本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す要部斜視図である。 本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す車両後部のフロアパネル下の配置状態を示す要部拡大縦断面図である。 本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造の変形例を示す図であり、キャニスタの配置状態を示す要部縦断面図である。

図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造の一例を説明する。まず、キャニスタ２の配置構造を説明する前に、キャニスタ２が搭載される車両Ａを説明する。

≪車両の構成≫
図１に示すように、車両Ａは、例えば、客室Ｒ（図２参照）の後方に荷室Ｌ（図２参照）を有する乗用車タイプの自動車であり、客室Ｒの前方等に配置されたパワーユニット（図示省略）を動力源として走行する。車両Ａは、フロアパネル１１等のパネル材やサイドフレーム１２等の骨格フレーム材からなる車体１と、車体後部のフロアパネル１１の下方に配置され、サイドフレーム１２、サブフレーム１６等に連結された懸架部材（図示省略）と、フロアパネル１１の下方に設けられた燃料タンクＴと、この燃料タンクＴの後方に配置されたキャニスタ２と、燃料タンクＴ及びキャニスタ２等に配置される燃料配管Ｐと、キャニスタ２の下方に配置されたサブフレーム１６と、バッテリユニットＢと、排気ガスを排気するマフラー４と、マフラー４に接続された排気管４１等を備えている。

＜パワーユニットの構成＞
不図示のパワーユニットは、燃料タンクＴ内の燃料が供給されて駆動する原動機であればよく、例えば、ハイブリッドエンジンである。パワーユニットは、そのほかガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、エタノールエンジン等であっても構わない。

≪車体の構成≫
図１及び図２に示すように、車体１は、パワーユニット（図示省略）、燃料タンクＴ、キャニスタ２等が固定される車両Ａの骨格部材等であり、例えば、フロアパネル１１（図１参照）、サイドフレーム１２、第１クロスメンバ１３、第２クロスメンバ１４、第３クロスメンバ１５、サブフレーム１６等のフレーム部材及びパネル部材からなる。

＜フロアパネルの構成＞
図２に示すフロアパネル１１は、車両Ａの床面を形成するための部材であり、鋼板等の金属製平板部材からなる。フロアパネル１１には、このフロアパネル１１と燃料タンクＴ及びキャニスタ２の少なくとも一部との間に車幅方向に向けて形成された逆凹部状空間１１ａと、この逆凹部状空間１１ａの上面前側に形成された座席設置部１１ｂと、が形成されている。
逆凹部状空間１１ａは、客室Ｒ側に向けて突出形成されたフロアパネル１１の下側空間である。座席設置部１１ｂは、後部座席（図示省略）が配置される部位である。

＜サイドフレームの構成＞
図１に示すように、サイドフレーム１２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Ｔ及びキャニスタ２の左右外側に配置されている。

＜第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバの構成＞
図２に示すように、第１クロスメンバ１３、第２クロスメンバ１４及び第３クロスメンバ１５は、左右のサイドフレーム１２（図１参照）に直交するように架設される複数の骨格部材であり、少なくとも燃料タンクＴの上部及び前部と、バッテリユニットＢの前後とに設置されている。
図２に示すように、第１クロスメンバ１３は、燃料タンクＴの上部のフロアパネル１１の上面に接合されて、車幅方向に向けて延設された縦断面視してハット形状の鋼材からなる。
第２クロスメンバ１４は、燃料タンクＴとバッテリユニットＢとの間のフロアパネル１１の下面に接合されて、車幅方向に向けて延設された縦断面視してハット形状の鋼材からなる。
第３クロスメンバ１５は、バッテリユニットＢの前側のフロアパネル１１の下面に接合されて、車幅方向に延設された鋼材からなる。

＜サブフレームの構成＞
図１に示すように、サブフレーム１６は、懸架部材（図示省略）を支持するサスペンションメンバとも呼ばれる骨格であり、左右のサイドフレーム１２にマウント部材１７によって弾性的に支持されている。サブフレーム１６は、適宜な所定間隔を介して車幅方向に向けて延設された２本のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂ（クロスメンバ）と、この２本のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂの左右端部に接合され前後方向に向けて延設されたブーメラン形状のサイドメンバ部１６ｃ，１６ｄ（サイドメンバ）と、前後のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂの左右の端部と左右一対のサイドメンバ部１６ｃ，１６ｄを略井桁形状（略枠形状）に連結してなる枠状部１６ｅと、を有している。

前側のクロスメンバ部１６ａは、燃料タンクＴの後側に燃料タンクＴに沿って配置された角パイプからなり、キャニスタ２の中央部の下側（図２及び図４参照）に適宜な間隔を介して配置されている。前側のクロスメンバ部１６ａは、サイドメンバ部１６ｃ，１６ｄ間に架設されている。

図１に示すように、後側のクロスメンバ部１６ｂは、前側のクロスメンバ部１６ａに適宜な間隔を介して平行に配置された縦断面視して略ハット形状のフレーム部材(図３参照)からなり、荷室Ｌの床下に設けられた収納ボックスＬａの前端部下側に設置されている。後側のクロスメンバ部１６ｂは、サイドメンバ部１６ｃ，１６ｄ間に架設されている。後側のクロスメンバ部１６ｂは、下面視して中央部の前後方向の幅が狭く、この中央部から左右端部方向に亘って徐々に前後方向の幅が広くなるように形成されている。

左右のサイドメンバ部１６ｃ，１６ｄは、前後端部側が左右方向に向けて湾曲して形成された左右一対の管状鋼材からなり、前端部及び後端部にそれぞれサイドフレーム１２に連結するためのマウント部材１７が設けられている。
前記したように、枠状部１６ｅは、車幅方向に平行の延びるクロスメンバ部１６ａ，１６ｂと、前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ部１６ｃ，１６ｄと、を連結して略井桁形状に形成したことによって、衝突荷重に対する強度が向上された骨格を形成している。この枠状部１６ｅの上にキャニスタ２の後部２ｂ側の半分が配置されている。

≪燃料タンクの構成≫
図４に示すように、燃料タンクＴは、ガソリン、軽油、アルコール等の液体の自動車用燃料を貯留するための合成樹脂製または金属製の中空状の容器であり、不図示のタンクバンドによって第２クロスメンバ１４、クロスメンバ部１６ｂ等の車体１に保持されている。燃料タンクＴは、側面視して、フロアパネル１１の下方の逆凹部状空間１１ａ及び第１クロスメンバ１３の下側から座席設置部１１ｂ及び第２クロスメンバ１４の下方に亘って配置されると共に、前記サブフレーム１６のクロスメンバ部１６ａの前側に配置されている。

燃料タンクＴの上面Ｔａには、車両後方側に向かって斜めに下降して形成された傾斜面Ｔｂと、車両前方側に向かって斜めに下降して形成された傾斜面Ｔｃと、傾斜面Ｔｂと傾斜面Ｔｃとの間から上方向に向かって膨らんだ形状の隆起部Ｔｄとが形成されている。また、燃料タンクＴの上面Ｔａには、前側の傾斜面Ｔｃに設けられたポンプモジュールＭと、液体燃料配管Ｐ２（図１参照）及び蒸発燃料配管（図示省略）を燃料タンクＴの上面Ｔａ等に固定するためのクランプ（図示省略）と、が設けられている。

図４に示すように、燃料タンクＴの上面Ｔａは、側面視して全体がフロアパネル１１のほぼ逆凹部状空間１１ａの形状に沿うように形成されている。
後側の傾斜面Ｔｂには、この傾斜面Ｔｂから僅かな空間を介してキャニスタ２の前部２ａを浮かした状態に、キャニスタ２の左右両端部を保持するキャニスタ固定ブラケット２１，２２（図３参照）が設置されている。このため、キャニスタ２は、その傾斜面Ｔｂに沿って斜めの状態に配置されている。
前側の傾斜面Ｔｂは、側面視して隆起部Ｔｄを間に介して後側の傾斜面Ｔｂの前後対称位置に形成されている。
隆起部Ｔｄは、燃料タンクＴの上面Ｔａに配置されるキャニスタ２の前端部２ｃの直前部位から車幅方向に延びるように形成されている。

ポンプモジュールＭ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と、燃料を液体燃料配管Ｐ２（図１参照）からパワーユニットに送るための燃料ポンプと、燃料タンクＴ内の燃料液面を検出する燃料液面計と、種々のバルブと、を備えている。ポンプモジュールＭは、それらの機器をユニットケースに収納して、燃料タンクＴ内の上部に設置されている。

≪キャニスタの構成≫
図４に示すように、キャニスタ２は、燃料タンクＴ内で蒸発した燃料を吸着することにより、蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑止すると共に、パージ時に、その貯えた蒸発燃料をパワーユニットの吸気負圧で吸入した大気によって脱離させて、インテークマニホールド（図示省略）に供給するための装置である。キャニスタ２は、前部２ａが、フロアパネル１１の下方の逆凹部状空間１１ａと傾斜面Ｔｂとの間に、隆起部Ｔｄの後側側面及び傾斜面Ｔｂに沿って配置され、後部２ｂが、前後のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂ間に収まるように配置されている。つまり、図３に示すように、キャニスタ２の後部２ｂは、矩形の略井桁形状に形成された頑丈なサブフレーム１６の枠状部１６ｅに入り込んだ状態に配置されている。

キャニスタ２は、燃料タンクＴへの給油時に、燃料タンクＴ内の上部空間の蒸発燃料が送り込まれて一次的に吸着される吸着剤（図示省略）と、パージ時に取り入れる大気に含まれている塵埃を除去するためのドレンフィルタ（図示省略）と、蒸発燃料配管（図示省略）と、不図示のパイプと、燃料配管系の内圧を検出する内圧センサ（図示省略）と、を備えている。

前記したキャニスタ固定ブラケット２１，２２は、キャニスタ２を燃料タンクＴに固定するため固定部材であり、一端側が、キャニスタ２の前部２ａの左右両端部に締結され、他端側が、燃料タンクＴに固定された金属製平板材からなる。

≪燃料配管の構成≫
図１に示すように、燃料配管Ｐは、燃料タンクＴ及びキャニスタ２等に配置されるパイプであり、液体燃料を燃料タンクＴに供給する燃料供給配管Ｐ１と、燃料タンクＴから液体燃料を原動機に送るための液体燃料配管Ｐ２と、キャニスタ２から蒸発燃料を原動機に送るための蒸発燃料配管（図示省略）と、を備えて構成されている。
燃料供給配管Ｐ１は、給油口から液体燃料を燃料タンクＴの供給するための配管であって、フィラパイプ及びフィラネックチューブからなる。
液体燃料配管Ｐ２は、液体燃料を送るための配管であり、一端がポンプモジュールＭに接続され、他端が不図示のインジェクタを介在してパワーユニットに接続されている。
蒸発燃料配管（図示省略）は、液体燃料が気化された蒸気状の燃料蒸気を送るための配管であり、一端がキャニスタ２に接続され、他端が不図示のインテークマニホールド等を介してパワーユニットに接続されている。

≪バッテリユニットの構成≫
図１及び図２に示すように、バッテリユニットＢは、不図示のパワーユニット等に電力を供給する蓄電池であり、フロアパネル１１下の燃料タンクＴの前方にブラケット（図示省略）等によって設置されている。このバッテリユニットＢは、燃料タンクＴに沿って配置された横長形状のものからなる。

≪マフラー及び排気管の構成≫
図１に示すように、マフラー４及び排気管４１は、パワーユニットから排気された排気ガスを車体後方へ送ると共に、エンジン音を消音するための部材である。排気管４１は、前方から後方に亘って燃料タンクＴ及びサブフレーム１６のサイドメンバ部１６ｄを避けるように左右に湾曲させて配置されている。

≪作用≫
次に、図１〜図４を参照しながら本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造の作用を説明する。
図２に示すように、キャニスタ２は、前部２ａが、燃料タンクＴの傾斜面Ｔｂ上に沿うようにして配置されてキャニスタ固定ブラケット２１，２２（図３参照）で燃料タンクＴに固定されると共に、フロアパネル１１下の逆凹部状空間１１ａ内に配置され、後部２ｂが、前後のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂ間に収まるように配置されている。

このため、キャニスタ２の前部２ａは、後面衝突した際に、衝突荷重によって変形することで衝突荷重を吸収することが可能な燃料タンクＴの傾斜面Ｔｂに載置するように設置されているので、衝撃が緩衝されるように前部２ａを入れ込むようにして設置することができる。また、キャニスタ２の前部２ａは、逆凹部状空間１１ａ内に配置されていることによって、フロアパネル１１下の狭い空間を有効利用した状態に効率よく配置することができる。

また、キャニスタ２の前端部２ｃの直前には、車幅方向に延びる隆起部Ｔｄと傾斜面Ｔｂが形成されているので、後面衝突の際に、キャニスタ２を前方向に押圧する衝突荷重が作用されると、キャニスタ２が燃料タンクＴの隆起部Ｔｄ及び傾斜面Ｔｂに乗り上げるようにして当接するため、隆起部Ｔｄ及び傾斜面Ｔｂによってキャニスタ２を弾性的に支持することができる。
このように配置されたキャニスタ２は、燃料タンクＴの前方に、バッテリユニットＢが配置されているような種々の部品が配置される狭いフロアパネル１１下の場所であっても、キャニスタ２の配置が規制されることなくレイアウトすることができる。

また、キャニスタ２の後部２ｂは、骨格部材であるサブフレーム１６のクロスメンバ部１６ａ，１６ｂ間と、左右のサイドフレーム１２間とに配置したことによって、後面衝突時及び側面衝突時に、衝突荷重がキャニスタ２に直接負荷されるのを防止して衝突荷重から保護することができる。さらに、キャニスタ２の後部２ｂの後方には、収納ボックスＬａが設置されていることにより、後面衝突の際に、この収納ボックスＬａが座屈変形することで衝突荷重を吸収するので、衝突荷重から保護することができる。

［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図５は、本発明の実施形態に係るキャニスタの配置構造の変形例を示す図であり、キャニスタの配置状態を示す要部縦断面図である。

図５に示すように、燃料タンクＴＡの後側の傾斜面ＴＡｂは、クリップ６を介在して燃料配管Ｐを設置するための凹部ＴＡｅを形成して、傾斜面ＴＡｂに燃料配管Ｐを配置し、その上にキャニスタ２を配置するようにしても構わない。
この場合、クリップ６は、燃料配管Ｐを保持する側面視してＵ字形状の弾性部材に、その燃料配管Ｐを係止する係止爪６ａを有する樹脂製部材からなり、凹部ＴＡｅ内に固定されている。

このようにすれば、燃料配管Ｐは、凹部ＴＡｅ内のクリップ６に係合させることにより、傾斜面ＴＡｂから窪んだ位置に配置されるので、燃料配管Ｐの上にキャニスタ２を重ねるように設置しても潰れることがないので、効率よく設置することができる。

［その他の変形例］
例えば、キャニスタ固定ブラケット２１，２２は、キャニスタ２を燃料タンクＴの後側に固定するものであればよく、サブフレーム１６にボルト締めして固定するものであっても構わない。

１ 車体
２ キャニスタ
２ａ 前部
２ｂ 後部
２ｃ 前端部
６ クリップ
１１ フロアパネル
１１ａ 逆凹部状空間
１２ サイドフレーム
１３ 第１クロスメンバ
１４ 第２クロスメンバ
１５ 第３クロスメンバ
１６ サブフレーム
１６ａ，１６ｂ クロスメンバ部（クロスメンバ）
１６ｃ，１６ｄ サイドメンバ部（サイドメンバ）
１６ｅ 枠状部
Ａ 車両
Ｂ バッテリユニット
Ｔ，ＴＡ 燃料タンク
Ｔａ 上面
ＴＡｅ 凹部
Ｔｂ，ＴＡｂ 傾斜面
Ｔｄ，ＴＡｄ 隆起部

Claims (3)

1. フロアパネルの下方に配置され、燃料タンク内で蒸発した燃料を吸着するキャニスタの配置構造であって、
   車幅方向に延びる前後のクロスメンバと、
   前記前後のクロスメンバの左右の端部に前後方向に向けて配置された左右一対のサイドメンバと、を略井桁形状に連結してなるサブフレームを有し、
   前記フロアパネルの下方には、当該フロアパネルと、前記燃料タンク及び前記キャニスタの少なくとも一部と間に車幅方向に向けて逆凹部状空間が形成され、
   前記燃料タンクの上面には、車両後方側に向かって傾斜した傾斜面が形成され、
   前記キャニスタは、前部が、前記傾斜面に沿って配置され、後部が、前記前後のクロスメンバ間に収まるように配置されていることを特徴とするキャニスタの配置構造。
2. 前記燃料タンクの上面の前記キャニスタの前端部の直前には、車幅方向に延びる隆起部が形成されている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. 前記燃料タンクの前方には、バッテリユニットが配置されている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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