JP5895915B2

JP5895915B2 - 車両床下構造

Info

Publication number: JP5895915B2
Application number: JP2013198692A
Authority: JP
Inventors: 博司知野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: EP3049271B1; EP3049271A1; WO2015045881A1; JP2015063242A

Description

本発明は、車両床下構造に関する。

特許文献１には、エンジンから排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化（中和）する尿素水を貯蔵する尿素タンクを、床面に形成されたタイヤパンのタイヤ下に配置することについて開示されている。

特開２００９−１４３２６２号公報

ところで、特許文献１では、尿素タンクの底部に取り付けられた尿素水取出口が床下へ突き出ているため、路面との干渉などで尿素水取出口に車両下方から荷重が作用する虞がある。この場合、尿素水取出口の車両下方にプロテクタを設けることで尿素水取出口に車両下方から荷重が作用するのを抑制できるが、荷重によってプロテクタが変形した場合には、変形したプロテクタを介して荷重が尿素水取出口に伝達される虞がある。

本発明は上記事実を考慮し、タンクの底部に取り付けられた保護部材を外部荷重から保護することができる車両床下構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る車両床下構造は、液体が貯蔵されるタンクと、前記タンクの底部に取り付けられた保護対象である保護部材と、車体に取り付けられ、少なくとも前記保護部材を車両下方から覆う下部プロテクタと、前記タンクに取り付けられ、車両下方に延び、前記保護部材を取り囲むと共に前記下部プロテクタによって少なくとも一部が車両下方から覆われ、下端部と前記下部プロテクタとの間の隙間が前記保護部材と前記下部プロテクタとの間の隙間よりも狭い外周プロテクタと、を備えている。

請求項１に記載の発明に係る車両床下構造では、下部プロテクタで保護部材を車両下方から覆っていることから、車両下方からの荷重（外部荷重）が下部プロテクタを介して車体へ伝達されるため、保護部材を荷重から保護することができる。また、上記車両床下構造では、外周プロテクタの下端部と下部プロテクタとの間の隙間を保護部材と下部プロテクタとの間の隙間よりも狭くしていることから、車両下方からの荷重によって下部プロテクタが変形した場合、変形した下部プロテクタが保護部材よりも先に外周プロテクタの下端部に当接するため、変形した下部プロテクタを介して荷重が外周プロテクタ及びタンクへ伝達される。したがって、タンクの底部に取り付けられた保護部材を外部荷重（車両下方からの荷重）から保護することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両床下構造は、請求項１に記載の発明に係る車両床下構造において、前記保護部材は、ポンプモジュールであり、前記外周プロテクタは、周方向に一部開口された筒状に形成されている。

請求項２に記載の発明に係る車両床下構造では、外周プロテクタを周方向に一部開口された筒状に形成していることから、外周プロテクタの開口を通してポンプモジュールに配管や配線を容易に接続することができる。

請求項３に記載の発明に係る車両床下構造は、請求項１又は請求項２に記載の発明に係る車両床下構造において、前記外周プロテクタは、樹脂で構成されている。

請求項３に記載の発明に係る車両床下構造では、外周プロテクタを樹脂で構成していることから、コスト及び重量を低減することができる。また、外周プロテクタをタンクに溶着で取り付け可能なため、例えば、ねじで取り付ける構造のものと比べて、取付構造を簡単にすることができる。

請求項４に記載の発明に係る車両床下構造は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明に係る車両床下構造において、前記下部プロテクタは、樹脂で構成されている。

請求項４に記載の発明に係る車両床下構造では、下部プロテクタを樹脂で構成していることから、コスト及び重量を低減することができる。また、荷重による下部プロテクタの変形が弾性限界内の変形であれば、変形後に元に戻る。このため、下部プロテクタと外周プロテクタが当接した状態のまま、車両が走行することで生じる摩耗や異音を防止できる。

請求項５に記載の発明に係る車両床下構造は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明に係る車両床下構造において、前記外周プロテクタは、前記保護部材よりも車両下方に延び、前記下部プロテクタは、前記外周プロテクタの下端部と対向する部分が車両上方に突出している。

請求項５に記載の発明に係る車両床下構造では、外周プロテクタを保護部材よりも車両下方に延ばし、下部プロテクタの外周プロテクタの下端部と対向する部分を車両上方に突出させていることから、例えば、外周プロテクタを保護部材よりも車両下方に延ばさないものや、下部プロテクタの外周プロテクタの下端部と対向する部分を車両上方に突出させないものと比べて、保護部材と下部プロテクタとの間の隙間を外周プロテクタの下端部と下部プロテクタとの間の隙間よりも広くできるため、車両下方からの荷重によって変形した下部プロテクタが保護部材に当接するのを抑制できる。すなわち、タンクの底部に取り付けられた保護部材を外部荷重から効果的に保護することができる。

請求項１に記載の本発明に係る車両床下構造は、タンクの底部に取り付けられた保護部材を外部荷重から保護することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係る車両床下構造は、外周プロテクタの開口を通してポンプモジュールに配管や配線を容易に接続することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る車両床下構造は、コスト及び重量を低減することができ且つ外周プロテクタをタンクに溶着で取り付け可能なため、取付構造を簡単にすることができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係る車両床下構造は、コスト及び重量を低減することができ且つ下部プロテクタと外周プロテクタが当接した状態のまま、車両が走行することで生じる摩耗や異音を防止できる、という優れた効果を有する。

請求項５に記載の本発明に係る車両床下構造は、タンクの底部に取り付けられた保護部材を外部荷重から効果的に保護することができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車両床下構造の車両幅方向に沿った断面図である。図１に示す車両床下構造の２−２線に沿った断面図である。図１に示す車両床下構造の３−３線に沿った断面図である。第２実施形態に係る車両床下構造の車幅方向に沿った断面図である。

以下、図１〜３を用いて、本発明に係る車両床下構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示し、矢印Ｗは車両幅方向を示している。

第１実施形態の車両床下構造１０は、図示しないフロアパネルよりも車両下方側に適用される。図１及び図２に示されるように、車両床下構造１０は、タンク２０と、ポンプモジュール３０と、下部プロテクタ４０と、外周プロテクタ５０とを備えている。なお、タンク２０は本発明のタンクの一例であり、ポンプモジュール３０は本発明の保護部材の一例であり、下部プロテクタ４０は本発明の下部プロテクタの一例であり、外周プロテクタ５０は本発明の外周プロテクタの一例である。

タンク２０は、内部に液体（本実施形態では、液体の一例としての尿素水）を貯蔵可能に構成されている。また、タンク２０は、樹脂で構成され、底部２０Ａに車両下方に突出する円筒状の口部２２が形成されている。この口部２２は、有底円筒状のキャップ２４の内側に捩じ込まれている。キャップ２４は、樹脂で構成され、底部２４Ａに貫通孔２４Ｂが形成されている。この貫通孔２４Ｂを通ってポンプモジュール３０の一部がタンク２０内に挿入されている。また、ポンプモジュール３０の他の部分は、キャップ２４の下側に配置されて外部に露出している。

また、口部２２の端部２２Ａとキャップ２４の底部２４Ａとの間には、端部２２Ａ側から順にＯリング２６とポンプモジュール３０のフランジ部３２とが配置されると共に挟み込まれている。なお、フランジ部３２は、ポンプモジュール３０の側面から張り出した部分である。Ｏリング２６は、口部２２の端部２２Ａとフランジ部３２とに密着してタンク２０の口部２２から尿素水が漏れるのを防止している。

図２に示されるように、タンク２０の側部２０Ｂには、車両前後方向に張り出す張出部２７がそれぞれ形成されている。これらの張出部２７は、図示しないフロアパネルよりも車両下方側に配設されるシャシフレーム１２の車両前後方向に隣接して配置されるクロスメンバ１４にそれぞれブラケット１７を介して取り付けられている。具体的には、張出部２７は、ブラケット１７にボルト２８及びナット２９を用いて取り付けられ、ブラケット１７は、クロスメンバ１４にボルト１８及びナット１９を用いて取り付けられている。なお、本実施形態のシャシフレーム１２は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール１６と、両サイドレール１６の間に配置されると共に車両前後方向に間隔をあけて配置されて両サイドレール１６を連結するクロスメンバ１４とを備えている。
本実施形態では、タンク２０がブラケット１７を介してクロスメンバ１４に取付けられるが、本発明はこの構成に限定されず、タンク２０がブラケット１７を介さずにクロスメンバ１４に直接取り付けられてもよい。また、タンク２０は、サイドレール１６に取り付けられてもよく、サイドレール１６とクロスメンバ１４の両方に取り付けられてもよい。すなわち、タンク２０は、車体を構成する部材、好ましくは車体の骨格を構成する部材であるシャシフレーム１２に取り付けられれば、取付構造については限定されない。なお、モノコック車の場合には、クロスメンバにタンク２０及び下部プロテクタ４０を取り付ければよい。

ポンプモジュール３０は、フランジ部３２が口部２２の端部２２Ａとキャップ２４の底部２４Ａとの間に挟まれることで、口部２２を介してタンク２０の底部２０Ａに取り付けられている。このポンプモジュール３０は、タンク２０内に貯蔵された尿素水を図示しない尿素水噴射装置へ配管３４を通して送り出すように構成されている。なお、エンジンから排出される排気ガス中に尿素水噴射装置から尿素水を噴射することで、窒素酸化物（ＮＯｘ）が低減される。

図１に示されるように、下部プロテクタ４０は、シャシフレーム１２のサイドレール１６にボルト４２及びナット４４を用いて取り付けられている。また、下部プロテクタ４０は、金属材料を板状に形成したもの（所謂、鋼板）であり、サイドレール１６から車両幅方向（本実施形態では、車両幅方向内側）へ延びて少なくともポンプモジュール３０を車両下方から覆っている。具体的には、下部プロテクタ４０は、ポンプモジュール３０及び外周プロテクタ５０を車両下方から覆っている。なお、下部プロテクタ４０は、外周プロテクタ５０の少なくとも一部を車両下方から覆っていればよい。

図１及び図２に示されるように、外周プロテクタ５０は、樹脂（本実施形態では、熱可塑性樹脂の一例である高密度ポリエチレン）で構成され、タンク２０に取り付けられてポンプモジュール３０を取り囲んでいる。具体的には、外周プロテクタ５０は、周方向に一部開口された筒状（言い換えると、軸方向と直交する方向の断面で見て周方向の一部に開口５２を有する筒状）に形成され、タンク２０の底部２０Ａにポンプモジュール３０を取り囲むように取り付けられている。なお、本実施形態では、外周プロテクタ５０は、断面Ｃ字の筒状（図３参照））に形成されている。図２及び図３に示されるように、ポンプモジュール３０には、外周プロテクタ５０の開口５２を通して配管３４及び配線（例えば、ワイヤーハーネス）３６が接続されている。

また、外周プロテクタ５０は、ポンプモジュール３０よりも車両下方に延びている。すなわち、外周プロテクタ５０の下端部５０Ａは、ポンプモジュール３０の下端部３０Ａよりも車両下方に位置している。一方、外周プロテクタ５０の上端部には外側（本実施形態では、半径方向外側）に張り出すフランジ部５０Ｂが形成されている。なお、本実施形態では、フランジ部５０Ｂをタンク２０の底部２０Ａに溶着するため、タンク２０と外周プロテクタ５０の溶着面積が確保されている。また、本実施形態では、外周プロテクタ５０を軸方向に沿った断面（図１及び図２参照）で見て周壁部が軸方向に沿って車両下方に延びている。なお、本発明は上記構成に限定されず、外周プロテクタ５０を軸方向に沿った断面で見て周壁部が軸方向に対して傾斜しながら車両下方に延びていてもよい。例えば、外周プロテクタ５０を軸方向に沿った断面で見て対向する周壁部間の間隔が上端部よりも下端部５０Ａで広くなるように周壁部を軸方向に対して傾斜させてもよく、対向する周壁部間の間隔が上端部よりも下端部５０Ａで狭くなるように、外周プロテクタ５０の周壁部を軸方向に対して傾斜させてもよい。

外周プロテクタ５０は、下部プロテクタ４０によって車両下方から覆われている。そして、外周プロテクタ５０の下端部５０Ａと下部プロテクタ４０との間の隙間Ｃ１がポンプモジュール３０の下端部３０Ａと下部プロテクタ４０との間の隙間Ｃ２よりも狭くなっている。

次に、本実施形態の車両床下構造１０の作用効果について説明する。
車両床下構造１０では、下部プロテクタ４０でポンプモジュール３０を車両下方から覆っていることから、路面との干渉による車両下方からの荷重（外部荷重）が下部プロテクタ４０を介してシャシフレーム１２へ伝達されるため、ポンプモジュール３０を荷重から保護することができる。また、荷重によって下部プロテクタ４０が変形しても、隙間Ｃ１を隙間Ｃ２よりも狭くしていることから、変形した下部プロテクタ４０がポンプモジュール３０よりも先に外周プロテクタ５０の下端部５０Ａに当接する。これにより、変形した下部プロテクタ４０を介して荷重が外周プロテクタ５０、タンク２０及びシャシフレーム１２へ伝達される。したがって、タンク２０の底部２０Ａに取り付けられたポンプモジュール３０を外部荷重から保護することができる。

図３に示すように、外周プロテクタ５０を周方向に一部開口された筒状に形成していることから、外周プロテクタ５０の開口５２を通してポンプモジュール３０に配管３４や配線３６を容易に接続することができる。

また、外周プロテクタ５０を樹脂で構成していることから、コスト及び重量を低減することができる。また、外周プロテクタ５０をタンク２０に溶着で取り付けるため、例えば、ねじで取り付ける構造のものと比べて、取付構造を簡単にできる。

本発明に係る車両床下構造の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成及び作用効果については同一符号を付し、その説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態の車両床下構造６０では、下部プロテクタ６２の外周プロテクタ５０の下端部５０Ａと対向する部分に車両上方に突出する突出部６４を形成している。この突出部６４は、下部プロテクタ６２を車両上方へ押し出して形成された所謂ビードである。また、突出部６４は、下端部５０Ａと対向する部分に連続して形成されている。なお、下部プロテクタ６２は、突出部６４の構成以外は第１実施形態の下部プロテクタ４０と同一の構成である。

次に第２実施形態の車両床下構造６０の作用効果について説明する。
車両床下構造６０では、下部プロテクタ６２の外周プロテクタ５０の下端部５０Ａと対向する部分に突出部６４を形成していることから、車両下方からの荷重によって下部プロテクタ６２が変形した場合、突出部６４が下端部５０Ａに当接する。ここで、車両床下構造６０では、第１実施形態の車両床下構造１０と比べて、隙間Ｃ２を隙間Ｃ１よりも広くできるため、車両下方からの荷重によって変形した下部プロテクタ６２がポンプモジュール３０に当接するのを抑制できる。すなわち、タンク２０の底部２０Ａに取り付けられたポンプモジュール３０を外部荷重（車両下方からの荷重）から効果的に保護することができる。

第２実施形態の車両床下構造６０では、突出部６４を下端部５０Ａと対向する部分に連続して形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、突出部６４を下端部５０Ａと対向する部分に断続的に形成してもよい。

第１実施形態の車両床下構造１０では、下部プロテクタ４０を鋼板としているが、本発明はこの構成に限定されず、下部プロテクタ４０を樹脂（例えば、高密度ポリエチレン）で形成してもよい。このように、下部プロテクタ４０を樹脂で構成することで、コスト及び重量を低減することができる。また、荷重による下部プロテクタ４０の変形が弾性限界内の変形であれば、変形後（一時的な変形後）に元に戻ることができる。このため、下部プロテクタ４０と外周プロテクタ５０が当接した状態のまま、車両が走行することで生じる摩耗や異音を防止できる。さらに、錆の発生も防止することができる。なお、下部プロテクタ４０を樹脂で構成することについては、第２実施形態の車両床下構造６０に適用してもよい。

また、第１実施形態の車両床下構造１０では、断面Ｃ字の筒状の外周プロテクタ５０でポンプモジュール３０を取り囲む構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、一部に開口（配管３４及び配線３６用の開口（丸孔、楕円孔、長孔、多角形孔など））を形成した筒状（円筒状、楕円筒状、多角形筒状など）の外周プロテクタでポンプモジュール３０を取り囲む構成としてもよく、湾曲板状の外周プロテクタを複数配設してポンプモジュール３０を取り囲む構成としてもよい。なお、湾曲板状の外周プロテクタをポンプモジュール３０の周囲に間隔をあけて配設することで、隣接する湾曲板状の外周プロテクタ間の隙間を通してポンプモジュール３０に配管３４及び配線３６を容易に接続することができる。なお、上記一部に開口を形成した筒状の外周プロテクタでポンプモジュール３０を取り囲む構成や複数の湾曲板状の外周プロテクタでポンプモジュール３０を取り囲む構成に関しては、第２実施形態の車両床下構造６０に適用してもよい。

第１実施形態の車両床下構造１０及び第２実施形態の車両床下構造６０では、タンク２０の底部２０Ａに取り付けられたポンプモジュール３０を車両下方の荷重から保護するが、本発明はこの構成に限定されず、タンク２０の底部２０Ａにポンプモジュール３０以外の機器や継手、配管などを取り付けて車両下方からの荷重から保護してもよい。

なお、第１実施形態の車両床下構造１０及び第２実施形態の車両床下構造６０では、タンク２０に尿素水を貯蔵しているが、本発明はこの構成に限定されず、タンク２０には用途に応じて尿素水以外の液体（例えば、ウッシャー液や水）を貯蔵してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０、６０車両床下構造
１２シャシフレーム（車体）
２０タンク
２０Ａ底部
３０ポンプモジュール（保護部材）
４０、６２下部プロテクタ
５０外周プロテクタ
５０Ａ下端部
５２開口
６４突出部
Ｃ１隙間
Ｃ２隙間

Claims

液体が貯蔵されるタンクと、
前記タンクの底部に取り付けられた保護対象である保護部材と、
車体に取り付けられ、少なくとも前記保護部材を車両下方から覆う下部プロテクタと、
前記タンクに取り付けられ、車両下方に延び、前記保護部材を取り囲むと共に前記下部プロテクタによって少なくとも一部が車両下方から覆われ、下端部と前記下部プロテクタとの間の隙間が前記保護部材と前記下部プロテクタとの間の隙間よりも狭い外周プロテクタと、
を備えた車両床下構造。
前記保護部材は、ポンプモジュールであり、
前記外周プロテクタは、周方向に一部開口された筒状に形成されている、請求項１に記載の車両床下構造。
前記外周プロテクタは、樹脂で構成されている、請求項１又は請求項２に記載の車両床下構造。
前記下部プロテクタは、樹脂で構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両床下構造。
前記外周プロテクタは、前記保護部材よりも車両下方に延び、
前記下部プロテクタは、前記外周プロテクタの下端部と対向する部分が車両上方に突出している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両床下構造。