JP6772451B2

JP6772451B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP6772451B2
Application number: JP2015228354A
Authority: JP
Inventors: 大輔板屋
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: EP3173273B1; JP2017094886A; EP3173273A1

Description

本発明は、排気浄化用の添加剤のタンクを搭載し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、例えば車室外の空間である車体下部やボディパネルの内部（例えば、アウタパネルの内側）に設定することが提案されている。このようなレイアウトにより、添加剤の漏洩による車室居住性の低下が防止される（特許文献１〜４参照）。

特許第4826612号公報特許第4924352号公報特許第5194543号公報特開2008-273372号公報

しかしながら、タンクを車体下部に設けることで、路面からのチッピング（飛び石）や路面との接触が生じやすくなり、タンクの保護性が低下しうる。また、ボディパネルの内部にタンクを設けたとしても、ボディパネルの剛性や強度によってはタンクの保護性が低下しうる。一方、タンクの周囲に保護部材を追加することでタンクの保護性を向上させることも可能ではあるものの、保護部材を取り付けた分だけタンクの容積を小さくしなければならず、空間の利用効率が低くなる。また、保護部材の分だけ車体重量や車両コストが増加する。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、省スペース化を図りつつタンクの保護性を向上させることの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）ここで開示する第一の車体構造は、車両のフレームに固定されたスペアタイヤと、前記車両のホイールハウスの後方かつ前記スペアタイヤの下面よりも上方で、前記フレームとアウタパネルとの間に配置され、前記車両の排気浄化用の添加剤が貯留されるタンクと、前記タンクよりも後方かつ下方で車幅方向に延在し、前記フレームに固定されるガードバーと、前記ガードバーの後方で車幅方向に延在するバンパとを備える。前記タンクは、前記バンパの下面よりも上方に配置される。
なお、前記タンクは、前記スペアタイヤの側方に配置されることが好ましい。
（２）ここで開示する第二の車体構造は、車両のフレームに固定されたスペアタイヤと、前記車両のホイールハウスの後方かつ前記スペアタイヤの下面よりも上方で、前記フレームとアウタパネルとの間に配置され、前記車両の排気浄化用の添加剤が貯留されるタンクと、前記ホイールハウスの内面に設けられ、前記タンクの前方に前記タンクが通過しうる開口部を形成するスプラッシュシールドと、前記開口部を開閉自在に閉塞するスカートパネルとを備える。
なお、前記スカートパネルは、前記タンクの取り出し口を開閉するための蓋部材として機能することが好ましい。

（３）前記タンクよりも後方かつ下方で車幅方向に延在し、前記フレームに固定されるガードバーを備えることが好ましい。
前記ガードバーは、前記スペアタイヤの後方に配置されることが好ましい。
（４）前記タンクを前記フレームに支持させるブラケットを備えることが好ましい。前記ブラケットは、前記スペアタイヤの側方に配置されることが好ましい。

（５）前記ガードバーの後方で車幅方向に延在するバンパを備え、前記タンクが前記バンパの下面よりも上方に配置されることが好ましい。
前記バンパの下面は、前記ガードバーよりも上方に配置されることが好ましい。
（６）前記スペアタイヤを挟んで車幅方向における前記タンクとは反対側に配置された排気管を備えることが好ましい。

（７）前記車両の側面のうち前記タンクが配置される一側に設けられ、前記タンクの内部に連通接続される注水口を備えることが好ましい。

タンクをホイールハウスの後方かつスペアタイヤの下面よりも上方に配置することで、省スペース化を図りつつタンクの保護性を高めることができる。

実施形態の車体構造が適用された車両の側面（アウタパネルを取り外した状態の側面）を示す側面図である。車体構造の下面図（図１のＡ矢視図）である。車体構造を説明するための断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。車両のフレームを上方から見下ろした上面図である。タンクの取り外し作業を説明するための図である。

図面を参照して、実施形態としての車体構造について説明する。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。この車両１０は、尿素SCRシステムを搭載したピックアップトラック型のSUV（Sport Utility Vehicle）車両である。車両１０の車体構造には、フレームとボディとを分離させたセパレートフレーム構造が採用されている。フレーム上における車両１０の前方側には、乗員が搭乗する箱状のキャブ（車室）が載置され、その後方側には荷台１１が載置される。

この車両１０は、排気浄化用の添加剤（例えば、尿素水溶液，アンモニア水溶液など）が貯留されるタンク３を標準装備している。尿素SCRシステムとは、エンジンの排ガス中に含まれる窒素酸化物（NOx）を浄化するための排気浄化システムの一種である。本実施形態の尿素SCRシステムでは、排気通路上に介装されたNOx選択還元触媒の上流側で尿素水溶液が噴射され、尿素の加水分解によって生成されるアンモニアを還元剤として、NOxが触媒上で窒素に還元される。なお、この種の尿素SCR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。

車両１０には、フレームとして機能する一対のサイドメンバ１が設けられる。サイドメンバ１は車幅方向（左右方向）に間隔を空けて配置された中空筒状の構造部材であり、車両１０の車長方向（前後方向）に延設される。サイドメンバ１の配設方向はほぼ水平である。車両１０のキャブ（車室）や荷台１１は、制振マウント部材を介してサイドメンバ１の上に搭載される。

図１，図２に示すように、車両１０の荷台１１の下面側には、スペアタイヤ７，ガードバー８，バンパ９が設けられる。スペアタイヤ７は、後輪２１の車軸２２よりも後方に配置されたスペアタイヤブラケット１９に対し、固定具を介して着脱可能となるように固定される。スペアタイヤブラケット１９は、左右のサイドメンバ１の間を掛け渡すように取り付けられた部材である。

スペアタイヤ７の前後方向の位置は、後輪２１の車軸２２及びディファレンシャル装置２３と干渉しない範囲で、できるだけ車両１０の前方側の位置に設定される。また、スペアタイヤ７の左右方向の位置は、排気管２４に対して所定の間隔が確保されるように設定される。図２では、排気管２４が車体中心線Ｃよりも右側に偏って配置され、スペアタイヤ７が車体中心線Ｃよりも左側に寸法Ｗだけ偏って配置された車両１０を例示する。

ガードバー８は、スペアタイヤ７よりも後方において左右方向に向かってほぼ水平に延在する部材であり、左右のサイドメンバ１のそれぞれに対し、ガードバーブラケット１８を介して堅固に固定される。ガードバー８のおもな役割は、他車両や障害物との接触，衝突時における衝撃力を吸収しつつ、車体下部への潜り込みを防止することである。したがって、ガードバー８は車両１０の後端部に近い位置に配置されることが好ましい。図１，図２，図４に示す例では、荷台１１の後端部に取り付けられたバンパ９よりもやや前方にガードバー８が配置されている。ガードバー８の左右両端部のそれぞれは、車両１０の後端部のほぼ全体が保護されるように、一対のサイドメンバ１よりも外側まで伸ばされる。なおガードバー８は、図１に示すように、バンパ９の下面よりもやや下方に配置される。

荷台１１の左右側方には、サイドゲート２０が荷台床面から立設され、荷台１１の後方にはリアゲートが立設される。サイドゲート２０は、図３に示すように、外装材であるアウタパネル４と、荷台１１の内側の壁をなすインナパネル５とを組み合わせて形成される。アウタパネル４とインナパネル５との間にはサイドゲート２０の厚みに相当する隙間が設けられ、図示しない補強材が介装される。また、インナパネル５の下端辺は、荷台床面をなすフロアパネルと接合される。

図３に示すように、サイドゲート２０の内部からその下方にかけての空間内には、添加剤が貯留されるタンク３が配置され、タンクブラケット２を介してサイドメンバ１に固定される。本実施形態のタンク３は、左側の後輪２１におけるホイールハウス６の後方において、サイドメンバ１とアウタパネル４との間に配置される。タンクブラケット２の位置は、スペアタイヤ７の側方に設定される。したがって、タンク３はスペアタイヤ７の側方（図３に示す例では左側方）に配置される。

タンク３の上部の形状は、図３に示すように、アウタパネル４とインナパネル５との隙間形状に対応する先細形状に形成される。また、タンク３の下面の高さは、スペアタイヤ７の下面よりも上方かつバンパ９の下面よりも上方に設定される。車両１０の側面視におけるタンク３の位置は、図１に示すように、ガードバー８よりも前方かつ上方に設定される。これにより、段差や悪路走行時におけるタンク３の下面と路面との接触が防止され、タンク３の保護性が向上する。また、アウタパネル４の下端部はタンク３の下面側を覆って車両１０の内側まで延長される。これにより、タンク３の下面はアウタパネル４によっても被覆されることになり、タンク３の保護性が向上する。

タンク３の前方に位置するホイールハウス６の内面には、スプラッシュシールド１２が取り付けられる。スプラッシュシールド１２は、後輪２１によって跳ね上げられる小石や泥水などからフレームやボディを保護するための保護部材であり、車両１０の側面視で後輪２１の輪郭形状に応じた円弧状に形成される。ただし、図１に示すように、後輪２１の前方から上方にかけての部分をスプラッシュシールド１２で覆い、その後側に開口部１３を形成するとともに、開口部１３をスカートパネル１４で閉塞しておく。

開口部１３は、タンク３の前方に配置され、タンク３が通過しうる大きさに形成される。スカートパネル１４は、開口部１３を開閉自在に閉塞する保護部材であり、スプラッシュシールド１２やアウタパネル４，インナパネル５などに対して締結具を用いて固定される。また、スカートパネル１４の下方には、マッドガード１５が着脱可能に取り付けられる。タンク３の取り付け作業や取り外し作業の際には、図５に示すように、後輪２１，スカートパネル１４，マッドガード１５を取り外すことで、ホイールハウス６の内側からタンク３を出し入れすることが可能となる。

車両１０の側面のうちタンク３が配置される一側（左側面）には、タンク３の内部に連通接続される尿素水注水口１６（注水口）が設けられる。また、尿素水注水口１６とタンク３との間は、注水管１７で接続される。注水管１７は、タンク３の内部に尿素水溶液を補充するための中空ホースである。尿素水注水口１６の位置は、図１に示すように、ホイールハウス６の上方に設定される。これにより、タンク３と尿素水注水口１６との距離が比較的短くなり、注水管１７の管長が短縮される。なお、タンク３と注水管１７との接続箇所は、開口部１３を開放した状態でホイールハウス６の内側から手が届く位置に設定される。

［２．作用，効果］
（１）上記の車体構造では、タンク３がホイールハウス６の後方かつスペアタイヤ７の下面よりも上方で、サイドメンバ１とアウタパネル４との間に配置される。これにより、タンク３の耐チッピング性を高めることができ、路面との接触の可能性も小さくすることができるとともに、空きスペースを有効に活用することができる。特に、タンク３がスペアタイヤ７の下面よりも上方に配置されることから、段差や悪路走行時におけるタンク３の下面と路面との接触を確実に防止することができる。したがって、省スペース化を図りつつタンク３の保護性を高めることができる。

また、タンク３がスペアタイヤ７の左側方に配置されることから、車両１０の側面から外力（側突荷重）が作用したときに、スペアタイヤ７でタンク３を弾性的に支えることができる。なお、スペアタイヤ７の上にタンク３をレイアウトした場合（例えば、特許文献３参照）には、タンク３の高さ方向の寸法を確保しにくくなることから、残量センサで検出されるタンク残量の検出精度が低下し、あるいは検出自体ができなくなる場合がある。これに対し、スペアタイヤ７の側方にタンク３をレイアウトすれば、タンク３の高さ方向の寸法を確保できるため、残量センサで検出されるタンク残量の検出精度を向上させることができる。また、ホイールハウス６の後方の空きスペースにタンク３を配置することで、タンク３がホイールハウス６よりも車体中心線Ｃ側に張り出すことがなくなり、省スペース化を図ることができる。

（２）図１に示すように、上記の車体構造では、タンク３の後方かつ下方にガードバー８が設けられる。これにより、段差や悪路走行時におけるタンク３の下面と路面との接触をより確実に防止することができ、タンク３の保護性を高めることができる。また、ガードバー８がスペアタイヤ７の後方に配置されるため、車両１０の後方から外力（後面衝突荷重や追突荷重など）が作用したとしても、ガードバー８でスペアタイヤ７を保護することができる。

（３）図３に示すように、タンク３はタンクブラケット２を介してサイドメンバ１に支持される。これにより、タンク３をアウタパネル４やインナパネル５に固定した場合と比較して、タンク３の支持状態を堅牢にすることができる。また、タンクブラケット２はスペアタイヤ７の側方に配置されることから、車両１０の側面や後方からの外力の影響を受けにくく、サイドメンバ１から外れにくい構造となる。したがって、タンク３の支持状態をより確実に保持することができ、タンク３の保護性をさらに高めることができる。

（４）図１に示すように、ガードバー８の後方にはバンパ９が設けられ、タンク３がバンパ９の下面よりも上方に配置される。これにより、段差や悪路走行時におけるタンク３の下面と路面との接触をより確実に防止することができ、タンク３の保護性を高めることができる。また、バンパ９の下面がガードバー８よりも上方に配置されるため、ガードバー８が変形するような大きな荷重が車両１０の下方から作用した場合であっても、その荷重はバンパ９の下面で支えられ、タンク３に伝達されることがない。したがって、タンク３の保護性をさらに改善することができる。

（５）図２，図３に示すように、タンク３はスペアタイヤ７を挟んで排気管２４と反対側に配置される。これにより、排気熱からタンク３を保護することができ、熱害の発生を防止することができる。
（６）図１に示すように、車両１０の側面のうちタンク３が配置される一側（左側面）には、尿素水注水口１６が設けられる。これにより、尿素水注水口１６からタンク３までの配管長（注水管１７の長さ）を短縮することができる。

（７）図１，図５に示すように、タンク３の前方に配置されるホイールハウス６の内面には、開口部１３を形成するスプラッシュシールド１２と、開口部１３を開閉自在に閉塞するスカートパネル１４とが設けられる。このような構造を備えたホイールハウス６の後方にタンク３を配置することで、タンク３をホイールハウス６側に取り外すことが可能となり、省スペース化を図りつつタンク３のメンテナンス性を高めることができる。

［３．変形例］
上述の実施形態では、セパレートフレーム構造の車両１０におけるタンク３のレイアウトを説明したが、モノコック車両に上記のタンク３のレイアウトを適用することも可能である。例えば、モノコックボディのフレームに対してスペアタイヤ７やガードバー８を固定してもよい。また、上述の実施形態では、図１に示すように、車両１０の左側にスペアタイヤ７が偏って配置された車両１０を例示したが、スペアタイヤ７の車幅方向の位置は任意に設定可能である。また、タンク３の配置についても同様であり、車両１０の右側面にタンク３を配置してもよい。少なくとも、ホイールハウス６の後方かつスペアタイヤ７の下面よりも上方で、サイドメンバ１とアウタパネル４との間にタンク３を配置することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

上述の実施形態では、図３に示すように、アウタパネル４とインナパネル５との隙間に応じて、タンク３の上部が先細形状に形成されたものを例示したが、タンク３の具体的な形状は任意に設定可能である。例えば、タンク３を開口部１３から出し入れする際の作業性を考慮して、タンク３の上面を平坦に形成してもよいし、その上面が荷台床面よりも下方に位置するように高さ方向のレイアウトを変更してもよい。少なくとも、タンク３の前方におけるホイールハウス６の内面にスプラッシュシールド１２で開口部１３を形成し、これをスカートパネル１４で閉塞する構造とすることで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

なお、上述の実施形態では、一本のガードバー８が設けられた車両１０を例示したが、ガードバー８の本数は任意である。例えば、タンク３のサイズ（前後方向の寸法）に合わせて、複数本のガードバー８を前後方向に並置してもよい。ガードバー８の本数を多くすることで、タンク３の保護性をさらに高めることができる。

１サイドメンバ（フレーム）
２タンクブラケット（ブラケット）
３タンク
４アウタパネル
５インナパネル
６ホイールハウス
７スペアタイヤ
８ガードバー
９バンパ
１０車両
１１荷台
１２スプラッシュシールド
１３開口部
１４スカートパネル
１５マッドガード
１６尿素水注水口（注水口）
１７注水管
１８ガードバーブラケット
１９スペアタイヤブラケット
２０サイドゲート
２１後輪
２２車軸
２３ディファレンシャル装置
２４排気管
Ｃ車体中心線

Claims

車両のフレームに固定されたスペアタイヤと、
前記車両のホイールハウスの後方かつ前記スペアタイヤの下面よりも上方で、前記フレームとアウタパネルとの間に配置され、前記車両の排気浄化用の添加剤が貯留されるタンクと、
前記タンクよりも後方かつ下方で車幅方向に延在し、前記フレームに固定されるガードバーと、
前記ガードバーの後方で車幅方向に延在するバンパと、を備え、
前記タンクが前記バンパの下面よりも上方に配置される
ことを特徴とする、車体構造。
車両のフレームに固定されたスペアタイヤと、
前記車両のホイールハウスの後方かつ前記スペアタイヤの下面よりも上方で、前記フレームとアウタパネルとの間に配置され、前記車両の排気浄化用の添加剤が貯留されるタンクと、
前記ホイールハウスの内面に設けられ、前記タンクの前方に前記タンクが通過しうる開口部を形成するスプラッシュシールドと、
前記開口部を開閉自在に閉塞するスカートパネルと、
を備えたことを特徴とする、車体構造。
前記タンクよりも後方かつ下方で車幅方向に延在し、前記フレームに固定されるガードバーを備える
ことを特徴とする、請求項２記載の車体構造。
前記タンクを前記フレームに支持させるブラケットを備える
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。
前記ガードバーの後方で車幅方向に延在するバンパを備え、
前記タンクが前記バンパの下面よりも上方に配置される
ことを特徴とする、請求項３、または、請求項３に従属する請求項４に記載の車体構造。
前記スペアタイヤを挟んで車幅方向における前記タンクとは反対側に配置された排気管を備える
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。
前記車両の側面のうち前記タンクが配置される一側に設けられ、前記タンクの内部に連通接続される注水口を備える
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車体構造。