JP6805804B2 - ブラケット - Google Patents

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本発明は、車両に貯留タンクを取り付けるブラケットに関する。
ディーゼルエンジンの排気浄化技術の一つに、尿素水を用いた尿素SCR(選択触媒還元)システムが知られている。このシステムは、エンジンからの排気中に尿素水を供給して、排気に含まれる窒素酸化物を、尿素水から生成されるアンモニアにより窒素に還元するシステムである。
尿素SCRシステムを備えた車両には、尿素水を貯留する尿素水タンクと、尿素水タンクから排気管に尿素水を送り出す尿素水管とが設けられている。
いわゆるSUVと呼ばれるスポーツ用多目的車両では、坂道への進入角度や脱出角度が大きい方が、悪路を走行するには好ましい。例えば、尿素水タンクを車両の後部に搭載した場合、坂道からの脱出角度を確保するため、尿素水タンクの後部は、車両の後端からできるだけ前方に配置することが望まれる。また、尿素水タンクは、クロスメンバを用いて固定させることが、取付強度が向上する点などから好ましい。
特開2010−58702号公報
しかし、尿素水タンクの後端部を前方に配置させると、尿素水タンクを取り付ける取付部の位置がクロスメンバの位置からずれてしまうことがある。又、車両に応じてそれぞれ尿素水タンクの形状を個別に形成することは、コストの観点から好ましくない。
本発明は、貯留タンクが車両に確実に固定され、かつ坂道からの脱出角度が十分に確保される貯留タンク取付用のブラケットを提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するため、車両のクロスメンバと、液体を貯留する貯留タンクとを接続するブラケットを次のように構成した。ブラケットは、クロスメンバに取り付けられる第1の取付部と、貯留タンクの端部に取り付けられる第2の取付部と、第1の取付部と第2の取付部とを接続する腕部と、を備えている。そして、第1の取付部は、クロスメンバと貯留タンクとの間に配置されている。第2の取付部は、車両の幅方向に第3の取付点と第4の取付点を有し、第3の取付点と第4の取付点との車幅方向内側に、貯留タンクの端部と係合する仮固定部を有する。
本発明にかかるブラケットは、次の効果を有する。貯留タンクを、クロスメンバに確実に、かつ安定して固定できる。貯留タンクを車両の後端から前方に配置でき、車両の坂道からの脱出角度を大きくできる。
本発明にかかる一実施形態のブラケットを備えた車両を示す底面図。 同ブラケットによる尿素水タンクの取付状態を示す斜視図。 同ブラケットを示す側面図。 同ブラケットを示す底面図。 同ブラケットを示す斜視図。 同ブラケットを示す正面図。
本発明にかかる一実施形態のブラケットついて説明する。図1に、車両10のアンダボディ12を下面から示す。車両10は、アンダボディ12と、エンジン14と、エンジン14から延びる排気管16と、燃料を蓄える燃料タンク20と、尿素水を蓄える貯留タンクとしての尿素水タンク22と、尿素水を排気管16に送る尿素水管24と、リヤサスペンションクロスメンバ26とを備えている。
以下、本実施形態について、車両10の進行方向を前方とし、その逆を後方とし、それを基準に左右を定める。又、車両10を水平に置いた状態での重力の方向を下方、その逆を上方として説明する。
エンジン14は、車両10の前部に据え付けられている。エンジン14は、ディーゼルエンジンである。エンジン14に接続されている排気管16は、エンジン14から車両10の後部の排気口30までアンダボディ12の下面に沿って設けられている。
アンダボディ12は、フロントフロア32と、リヤフロア34と、アンダボディ12の左右両側に前後方向に延びるサイドメンバ36と、アンダボディ12のほぼ中央に設けられたフロアトンネル38と、車両10の幅方向に延びるフロントフロアクロスメンバ40と、ミドルクロスメンバ42と、リヤクロスメンバ44と、特許請求の範囲のクロスメンバとしてのリヤフロアクロスメンバ46とを備えている。更に、アンダボディ12には、サイドメンバ36間を接続する、図示しない複数のクロスメンバが設けられている。
フロントフロア32とリヤフロア34とは一体に連結され、その左右にサイドメンバ36が設けられている。フロアトンネル38は、フロントフロア32とリヤフロア34とを上方に凸状に湾曲させ、アンダボディ12の下面に凹みを形成している。フロアトンネル38は、アンダボディ12の前端から後端の直前まで連続して形成されている。
アンダボディ12の中央後部に、燃料タンク20が設けられている。燃料タンク20は、幅方向中央に、フロアトンネル38に連続した凹部39が設けられている。フロアトンネル38と燃料タンク20の凹部39には、排気管16、及び後輪駆動や全輪駆動の場合はプロペラシャフトが通っている。アンダボディ12の左方には、燃料タンク20から延びる燃料パイプ21が二点鎖線で示すように前方のエンジン14に延びている。
アンダボディ12の後部に、リヤサスペンションクロスメンバ26が設けられている。リヤサスペンションクロスメンバ26は、横延在部材としての第1リヤクロスメンバ56と第2リヤクロスメンバ58とを備え、それらを連結させる縦方向の連結部材62で、概ね井形に形成されている。
第1リヤクロスメンバ56は、アンダボディ12に設けられたリヤクロスメンバ44と上下方向にほぼ一致した位置に配置されている。リヤサスペンションクロスメンバ26には、後輪を支持する後輪懸架装置(リヤサスペンション)が組み付けられる。
排気管16は、車両10の縦中央を通るフロアトンネル38に沿って、フロアトンネル38の右方に寄って設けられている。排気管16には、エンジン14側から順に、酸化触媒、尿素SCR(選択触媒還元)触媒66、及び第1消音器68、第2消音器70が設けられている。
酸化触媒は、エンジン14の排気マニフォールドの直後に設けられている。酸化触媒は、排気に含まれる一酸化炭素、炭化水素、一酸化窒素等を酸化させる。尿素SCR触媒66は、アンモニアを用いて窒素酸化物を窒素に還元する。酸化触媒と尿素SCR触媒66との間の排気管16に、尿素水を噴射する噴射器74が設けられている。
第1消音器68は、アンダボディ12の縦中心線Pから、若干右方に寄った位置に取り付けられている。第2消音器70は、車両10の後部の、右端部に近づけて取り付けられている。第1消音器68及び第2消音器70は、排気管16を流れる排気の音量を低減させる。第2消音器70から延びる排気管16の先端に、排気口30が開口されている。
エンジン14から延びる排気管16は、アンダボディ12の下方に取り付けられ、後方に延びている。そして、排気管16は、リヤクロスメンバ44及びリヤサスペンションクロスメンバ26の下方を通り、第2消音器70に接続されている。第2消音器70の左方には、尿素水タンク22が設けられている。
尿素水タンク22は、合成樹脂製で、蓋部と収納部とを液密に一体に接合して形成されている。尿素水タンク22には、取付部として第1取付部80、第2取付部82、第3取付部84、第4取付部86が4か所に設けられている。第1取付部80と第2取付部82は、尿素水タンク22の前方に設けられている。第3取付部84は、尿素水タンク22の後方に設けられている。第4取付部86は、尿素水タンク22の左方に設けられている。第1から第4の各取付部には、ボルトを通すボルト孔が設けられている。
尿素水タンク22の内部には、液量を検出する検出センサが内蔵され、信号線で制御装置に接続されている。又、尿素水タンク22には、尿素水を尿素水タンク22内に注入する注入管88が接続されている。尿素水タンク22は、特許請求の範囲のブラケットとしての第1ブラケット90、第2ブラケット92(図5参照)及び第4取付部86によりアンダボディ12に固定されている。
次に、第1ブラケット90について説明する。第1ブラケット90を図2から図6に示す。図2は、斜め前方から尿素水タンク22とともに第1ブラケット90を示す斜視図である。図3は、側方から第1ブラケット90を示す側面図である。図4は、下面から第1ブラケット90を示す底面図である。図5は、斜め前方から第1ブラケット90を示す斜視図である。図6は、正面から第1ブラケット90を示す正面図である。
第1ブラケット90は、第2の取付部としての取付基板100と、第1の取付部としての第1腕部102と、同じく第1の取付部としての第2腕部104と、仮固定部としてのフック部106と、尿素水管固定部108とを備えている。第1ブラケット90は、例えば金属板をプレス加工して形成されている。
取付基板100は、図6に示すように、ほぼ平板状で、両端には、第1腕部102と第2腕部104が設けられている。取付基板100には、ボルト孔110(図5参照)が2か所設けられている。ボルト孔110は、特許請求の範囲における第2の取付部の取付点であり、第1腕部102と第2腕部104の間に設けられている。又、2か所に設けられているボルト孔110は、それぞれ第2の取付部における第3の取付点及び第4の取付点に相当する。
第1腕部102と第2腕部104は、下端が取付基板100に対してそれぞれほぼ垂直に、かつ互いに平行に設けられている。第1腕部102と第2腕部104の上端は、第1腕部102と第2腕部104の下端から後方斜め上部に位置している。
第1腕部102及び第2腕部104の上端にはそれぞれ、図5、6に示すように、第1取付片120と第2取付片122が設けられている。第1腕部102と第2腕部104のそれぞれの第1取付片120と第2取付片122は、図3に示すようにほぼ直角のL字状を形成している。ここで、第1腕部102の上端に設けられた第1取付片120及び第2取付片122が、特許請求の範囲の第1の取付点に相当し、第2腕部104の上端に設けられた第1取付片120及び第2取付片122が、特許請求の範囲の第2の取付点に相当する。尚、狭い意味では、第1取付片120及び第2取付片122が第1の取付部でもある。
第1取付片120は、リヤフロアクロスメンバ46の下壁128に対応して形成されている。第2取付片122は、リヤフロアクロスメンバ46の前壁130に対応して形成されている。第1取付片120と第2取付片122のそれぞれにボルト孔が設けられている。
リヤフロアクロスメンバ46は、車両10の幅方向に延びている。リヤフロアクロスメンバ46には、第1取付片120及び第2取付片122に形成されたボルト孔に対応したねじ孔が設けられている。
第1腕部102と第2腕部104をリヤフロアクロスメンバ46に取り付けると、取付基板100は、図3及び図4に示すように、リヤフロアクロスメンバ46の直下より前方で、リヤフロアクロスメンバ46とほぼ平行に配置される。又、第1腕部102及び第2腕部104は、車両10の前後方向に対してほぼ平行に配置される。
取付基板100のほぼ中央にフック部106が設けられている。フック部106は、取付基板100から下方に湾曲し、先端縁が後方に向いている。フック部106には、尿素水タンク22の前端縁に設けられた係合部23が掛けられる。
尿素水管固定部108は、取付基板100の前方に設けられている。尿素水管固定部108には、ピン124とピン124に取り付けられる固定部材126が取り付けられている。固定部材126には、尿素水管24を貫通させる取付孔が形成されている。
第2ブラケット92は、側面視でほぼZ字状を有し、一端がリヤフロアクロスメンバ46から後方に延びるリヤセンタメンバ54に固定される。そして、第2ブラケット92の他端は、尿素水タンク22の後部に設けられている、第3取付部84にねじ止めされる。尿素水タンク22の左方に設けられている第4取付部86は、サイドメンバ36に設けられた固定部37(図5参照)に固定される。
次に、尿素水管24について説明する。尿素水管24は、樹脂製の管体で、予め図1に示す形状に成形されている。尿素水管24は、尿素水管24の一端部にコネクタ25(図5参照)を備え、コネクタ25が尿素水タンク22に設けられたコネクタに嵌合される。
尿素水管24は、尿素水タンク22の側壁と保護板76との間を通り、図2に示すように、側壁に沿って上方に延びる。尿素水タンク22の側壁に沿って上方に延びた尿素水管24は、斜め前方に屈曲した後、車両10の右方向に屈曲する。
尿素水管24は、第1ブラケット90の前方に取り付けられた固定部材126に固定され、第1ブラケット90の取付基板100に沿って車両10の幅方向に配索される。幅方向に配索された尿素水管24の前方には、フロアトンネル38が設けられている。フロアトンネル38は、車両10の前部から連続して設けられており、車両10が走行するとフロアトンネル38を流通する走行風が尿素水管24に当たり、尿素水管24が適度に冷却される。
第1ブラケット90の固定部材126から右方に出た尿素水管24は、前方斜め上方に屈曲される。そして、アンダボディ12に取り付けられた固定部材126により、フロアトンネル38の直後方において前方に配索される。
第1ブラケット90から前方に延びる尿素水管24は、排気管16から適度な距離を保って、排気管16とほぼ平行に配索されている。排気管16から尿素水管24が適度な距離にあるとは、仮に排気管16の温度が許容される最高温度に達しても、尿素水管24は排気管16から熱的な損傷を受けることがなく、かつ、排気管16から尿素水管24が輻射熱を適度に受け、寒冷期等における尿素水管24内での尿素水の凍結が防止され、あるいは凍結した尿素水が適度に解凍される状態にあることをいう。
尿素水管24は、アンダボディ12とリヤサスペンションクロスメンバ26との間を前方に延びる。リヤサスペンションクロスメンバ26は、排気管16の上方に設けられている。そして尿素水管24は、図1に示すように、底面視で第1リヤクロスメンバ56の上方に重なる位置で右方に屈曲される。
第1リヤクロスメンバ56の上方で屈曲した尿素水管24は、図1に示すように第1リヤクロスメンバ56に沿って右方に延びる。第1リヤクロスメンバ56とアンダボディ12との間を右方に延びた尿素水管24は、リヤサスペンションクロスメンバ26の右取付部27の近傍で前方に屈曲される。
尿素水管24は、リヤクロスメンバ44の下面に取り付けられている。図1に示すように、尿素水管24は、リヤクロスメンバ44の下面に沿って右方に延びている。尿素水管24の上部にはリヤクロスメンバ44が配置され、尿素水管24の下方には、リヤサスペンションクロスメンバ26の第1リヤクロスメンバ56を挟んで排気管16が配置されている。
リヤサスペンションクロスメンバ26の右取付部27の近傍で屈曲した尿素水管24は、燃料タンク20の右端縁20aに沿って前方に延びる。燃料タンク20の右端縁20aを通った尿素水管24は、排気管16に近い側のサイドメンバ36に取り付けられ、サイドメンバ36に沿って前方に延びる。
サイドメンバ36に沿って前方に延びる尿素水管24は、SCR触媒66の近傍で、左側方に若干位置をずらし、再び前方に延び、噴射器74に至る。噴射器74は、酸化触媒とSCR触媒66の間の排気管16に連結されている。噴射器74は、制御装置からの指示に従い、尿素水を尿素水タンク22から吸引し排気管16内に噴射する。
次に、車両10において第1ブラケット90を用いたことによる作用、効果について説明する。車両10には、図1に示すように前部にエンジン14が設けられ、エンジン14から延びる排気管16がアンダボディ12の下面に取り付けられている。排気管16は、リヤサスペンションクロスメンバ26の下方を通っている。排気管16の左方に尿素水タンク22が設けられている。
尿素水タンク22は、アンダボディ12の後部に、第1ブラケット90と第2ブラケット92と第4取付部86を介して固定されている。図3から図6に示すように、第1ブラケット90は、リヤフロアクロスメンバ46の下壁128と前壁130にボルトで固定されている。尿素水タンク22は、第1ブラケット90により、尿素水タンク22の第1取付部80と第2取付部82が固定される。
第2ブラケット92は、一端をリヤフロアクロスメンバ46から後方に延びるリヤセンタメンバ54に固定し、他端を、ねじ孔93に通したボルトにより第3取付部84に固定する。このように、第2ブラケット92により、尿素水タンク22の第3取付部84が固定される。
尿素水タンク22の第4取付部86をサイドメンバ36の固定部37にねじ止めする。これにより第4取付部86が固定部37に固定される。こうして、尿素水タンク22がアンダボディ12に固定される。
したがって、尿素水タンク22は、車両10の構造部材であるリヤフロアクロスメンバ46に、第1ブラケット90を介して尿素水タンク22の前端がリヤフロアクロスメンバ46より前方に突出した状態で強固に固定される。
第1ブラケット90は、第1腕部102及び第2腕部104が前方斜め下方に延びているので、尿素水タンク22とリヤフロアクロスメンバ46とが車両10の上面視においてオーバーラップさせて固定される。
これにより、尿素水タンク22の前端部が前方に配置されるので、車両10の前後方向において尿素水タンク22の容積を確保することができる。又、尿素水タンク22の重心とリヤフロアクロスメンバ46との距離を近づけることができ、尿素水タンク22をアンダボディ12に安定して固定させることができる。
尿素水タンク22は、尿素水タンク22の前端をリヤフロアクロスメンバ46の直下より前方に突出した状態で固定されるので、ねじ止めが容易に行え、かつ尿素水タンク22の重心がリヤフロアクロスメンバ46に近づくので、リヤフロアクロスメンバ46にかかる荷重を大きくし、他の部材にかかる負荷を低減させることができる。
又、第1腕部102及び第2腕部104が前方斜め下方に延びているので、尿素水タンク22の後部を前方に配置させることができ、これにより、車両10の坂からの脱出角度が大きく設定される。
第1ブラケット90の第1腕部102及び第2腕部104がリヤフロアクロスメンバ46に取り付けられる取付点と、第1ブラケット90のボルト孔110の位置とが、車両10の幅方向においてずらして配置されているため、リヤフロアクロスメンバ46若しくは尿素水タンク22に入力された荷重が、リヤフロアクロスメンバ46と尿素水タンク22のいずれかに直接的に入力されることがなく、衝撃的な荷重の入力を防止できる。
又、第1ブラケット90は、第1腕部102と第2腕部104の間隔が、2つのボルト孔110の間隔より広く設定されている。これにより、第1ブラケット90は、車両10の幅方向の荷重入力に対する第1ブラケット90全体のねじり剛性が向上する。
第1腕部102と第2腕部104には、車両10の前後方向からボルトを通し、取付基板100には、車両10の上下方向からボルトを通すため、それぞれの取付方向が異なり、第1ブラケット90全体のねじり剛性が向上する。又、尿素水タンク22は、車両10の上下方向から取付用ボルトを通すため、取り付ける際の作業性が向上する。
車両10に固定された第1ブラケット90のフック部106に、尿素水タンク22の係合部23が係合できるので、尿素水タンク22を所定の位置に、安定した姿勢で仮固定ができ、ボルトによる本固定の作業が容易に行える。又、フック部106の両側にボルト孔110が設けられているので、第1取付部80と第2取付部82における取付作業性が向上する。
尿素水管24が幅方向に配索されている個所は、第1ブラケット90の直前の位置と、第1リヤクロスメンバ56とアンダボディ12との間に挟まれた個所であるので、路面から巻き上げられる石等が尿素水管24に直接当接することが防止される。尿素水管24は、第1ブラケット90を挟んで尿素水タンク22の前方に配索されるので、仮に、尿素水管24と尿素水タンク22のいずれか一方が荷重を受けて変異した場合に、他方に接触することを防止ぐことができる。
フック部106が、取付基板100のボルト孔110の間に設けられているので、尿素水タンク22の仮止めを安定させることができる。
尿素水管24は、リヤサスペンションクロスメンバ26の第1リヤクロスメンバ56の上方において、底面視で第1リヤクロスメンバ56に重ねられて排気管16の上を左右方向に越える。温度が上昇した排気管16から放射される熱は、第1リヤクロスメンバ56により遮断される。そのため、尿素水管24と排気管16とが交差する個所においても、尿素水管24は、排気管16からの熱の影響を大きく受けない。したがって尿素水管24は、排気管16から放射される熱による劣化や損傷を確実に防止できる。
一方尿素水管24は、排気管16から適度な距離を保って配索されている。そのため、尿素水管24は、排気管16からの輻射熱で適度に加温され、寒冷期においても尿素水管24内で尿素水が凍結することが防止される。
車両10は、噴射器74から排気管16内に噴射される尿素水により、排気に含まれる窒素酸化物がSCR触媒で還元され、排気が浄化される。
尚、本発明は上記実施形態に限るものではなく、適宜変更することができる。例えば、尿素水タンクに代えて、他の液体を貯留する貯留タンクの取り付けに第1ブラケット90を用いてもよい。
本発明は、尿素水タンクを備えた車両に利用できる。
10…車両、12…アンダボディ、14…エンジン、16…排気管、20…燃料タンク、20a…右端縁、21…燃料パイプ、22…尿素水タンク、23…係合部、24…尿素水管、25…コネクタ、26…リヤサスペンションクロスメンバ、27…右取付部、30…排気口、32…フロントフロア、34…リヤフロア、36…サイドメンバ、37…固定部、38…フロアトンネル、39…凹部、40…フロントフロアクロスメンバ、42…ミドルクロスメンバ、44…リヤクロスメンバ、46…リヤフロアクロスメンバ、54…リヤセンタメンバ、56…第1リヤクロスメンバ、58…第2リヤクロスメンバ、62…連結部材、66…SCR触媒、68…第1消音器、70…第2消音器、74…噴射器、76…保護板、80…第1取付部、82…第2取付部、84…第3取付部、86…第4取付部、88…注入管、90…第1ブラケット、92…第2ブラケット、93…ねじ孔、100…取付基板、102…第1腕部、104…第2腕部、106…フック部、108…尿素水管固定部、110…ボルト孔、120…第1取付片、122…第2取付片、124…ピン、126…固定部材、128…下壁、130…前壁。

Claims (6)

  1. 車両の幅方向に延びるクロスメンバと前記クロスメンバの下方に配置されて液体を貯留する貯留タンクとを接続するブラケットで、
    前記ブラケットは、
    前記クロスメンバに取り付けられる第1の取付部と、
    前記貯留タンクの端部に取り付けられる第2の取付部と、
    前記第1の取付部と前記第2の取付部とを接続する腕部と、を備え、
    前記第1の取付部は、前記クロスメンバと前記貯留タンクの間に配置され
    前記第2の取付部は、前記車両の幅方向に第3の取付点と第4の取付点を有し、前記第3の取付点と前記第4の取付点との車幅方向内側に、前記貯留タンクの端部と係合する仮固定部を有す
    ことを特徴とするブラケット。
  2. 前記第1の取付部は、前記車両の幅方向に第1の取付点と第2の取付点とを備え、
    前記第2の取付部の取付点は、前記車両の幅方向で前記第1の取付点と前記第2の取付点との間に配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載のブラケット。
  3. 前記第1の取付部は、前記クロスメンバに前記車両の前後方向から取り付けられ、
    前記第2の取付部は、前記貯留タンクに前記車両の上下方向から取り付けられる
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のブラケット。
  4. 前記第1の取付部は、前記貯留タンクの前記車両の前後方向の前端部に取り付けられるとともに、
    前記貯留タンクの前端部は前記クロスメンバより前方に配置される
    ことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のブラケット。
  5. 前記第の取付部は、前記車両の水平方向に延設される板状部材であり、
    前記板状部材の前記車両の前後方向の前端縁に、前記貯留タンクと接続する液体配管を固定する配管固定部を備える
    ことを特徴とする請求項に記載のブラケット。
  6. 前記液体は、尿素水であり、前記貯留タンクは、前記尿素水を貯留する尿素水タンクである
    ことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のブラケット。
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