JP2018135013A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前方からの衝突時において燃料タンクの破損を防止することが可能な車体構造を提供する。【解決手段】トランスミッション４と、燃料を貯留する燃料タンク８と、排気浄化用の添加剤を貯留する添加剤タンク１１とを備える車両１の車体構造であって、車両１の前後方向において、トランスミッション４と燃料タンク８との間に添加剤タンク１１を配置した。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の前方からの衝突時に燃料タンクの破損を防止する車体構造に関する。

排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を低減させるための排気浄化装置として、選択還元触媒システムが開発されている。これは、一酸化窒素（ＮＯ）や炭化水素（ＨＣ）等を酸化するための酸化触媒と、酸化触媒の下流側に設けられ尿素水から生成したアンモニアとＮＯｘとの化学反応によりＮＯｘを窒素と水とに分解させるための選択還元触媒と、選択還元触媒に還元剤である尿素水を添加させる尿素水添加手段とを有している。
このような排気浄化装置を備えた車両では、排気浄化装置に用いられる添加剤としての尿素水を貯留する尿素水タンクを備えており、この尿素水タンクを車体下方の車室下部に配設し、なおかつ尿素水タンクを燃料タンクよりも車両後方に配置する技術が知られている（例えば「特許文献１」、「特許文献２」参照）。

特許第４８２６６１２号公報 特許第４９２４３５２号公報

しかしながら上述の構成では、例えば車両の前方からの衝突時に、車体に搭載されたトランスミッション等が衝突の衝撃によって後退し、燃料タンクを破損する虞がある。
本発明は上述の問題点を解決し、車両の前方からの衝突時において燃料タンクの破損を防止することが可能な車体構造の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、トランスミッションと、燃料を貯留する燃料タンクと、排気浄化用の添加剤を貯留する添加剤タンクとを備える車両の車体構造であって、前記車両の前後方向において、前記トランスミッションと前記燃料タンクとの間に前記添加剤タンクが配置されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車体構造において、さらに前記燃料タンクの幅は前記添加剤タンクの幅以下であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の車体構造において、さらに車幅方向に延設される第１クロスメンバと、前記第１クロスメンバより後方で車幅方向に延設される第２クロスメンバとを備え、前記添加剤タンク及び前記燃料タンクは前記第１クロスメンバと前記第２クロスメンバとの間に配置されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車体構造において、さらに前記第１クロスメンバは前記添加剤タンクの下方または下部と対向して配置され、前記第２クロスメンバは前記燃料タンクより上方または上部と対向して配置されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の車体構造において、さらに車両前後方向に延設され前記第１クロスメンバと前記第２クロスメンバとを接続する保持部材を備え、前記添加剤タンク及び前記燃料タンクは前記保持部に固定されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の車体構造において、さらに前記保持部材は前記トランスミッションが車両後方へ変位した際に、前記添加剤タンクを下方へ変位させる落下部材を有することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の車体構造において、さらに前記保持部材は前記第１クロスメンバから車両後方に向かって上方に傾斜して延設される傾斜部と、水平方向に延設されて前記第２クロスメンバに接続する水平部と、前記傾斜部と前記水平部とを接続する屈曲部とを有し、前記屈曲部は前記添加剤タンクの上方に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、車両が前方からの衝突によって外力を受けてトランスミッションが後退した場合であっても、燃料タンクよりも前方に触媒タンクが配設されているため、トランスミッションが触媒タンクに衝突することにより直接燃料タンクに衝突することを防止でき、燃料タンクの破損を防止することができる。

本発明の第１の実施形態を適用可能な車両の概略車体構造を示す図である。 本発明の第１の実施形態に用いられる燃料タンクと尿素水タンクの配置を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態における前方からの衝突時に後退したトランスミッションと燃料タンク及び尿素水タンクとの状態を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に用いられる燃料タンク及び尿素水タンク及びタンク固定バーの配置を説明する概略図である。 図４におけるＡ−Ａ断面図である。 図４におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施形態に用いられる燃料タンク及び尿素水タンク及びタンク固定バーの初期配置を説明する概略図である。 本発明の第２の実施形態に用いられる燃料タンク及び尿素水タンク及びタンク固定バーが前方からの衝突時に変位した状態を説明する概略図である。

図１は、本発明の第１の実施形態を適用可能な車両の概略車体構造を示している。同図において車両１は、車体の主骨格部材として一対のサイドメンバ２，２を有している。各サイドメンバ２の最前部にはエンジン３が配設されており、その後方にはそれぞれ一体的に構成されたトランスミッション４及びトランスファ５が配設されている。
各サイドメンバ２の最後尾にはスペアタイヤ６が配設されており、その前方には各サイドメンバ２間を接続する骨格部材としての第２クロスメンバ７が配設されている。

第２クロスメンバ７よりも車両前方側には、燃料を貯留する燃料タンク８及びメインマフラ９がそれぞれ並列的に配設されており、燃料タンク８とメインマフラ９との間にはトランスファ５に接続されたプロペラシャフト１０が配設されている。燃料タンク８の車両前方側には、選択還元触媒としての尿素水を貯留する添加剤タンクとしての尿素水タンク１１が配設されており、そのさらに車両前方側には各サイドメンバ２間を接続する骨格部材としての第１クロスメンバ１２が配設されている。図１において符号１３は、リヤ車軸を示している。すなわち、尿素水タンク１１と燃料タンク８とは、車両１の前方側からこの順で、かつ第１クロスメンバ１２と第２クロスメンバ７との間に配置されている。

図２に示すように、燃料タンク８は図示しないブラケットを介して固定点１４において第２クロスメンバ７に固定されると共に、図示しないブラケットを介して固定点１５において一方のサイドメンバ２に固定されている。また尿素水タンク１１は、図示しないブラケットを介して固定点１６，１７の２箇所において一方のサイドメンバ２に固定されている。さらに、燃料タンク８の車幅方向の長さである幅Ｗ１は、尿素水タンク１１の車幅方向の長さである幅Ｗ２以下となるように構成されている。

上述の構成より、車両１が前方からの衝突によって外力を受けてトランスミッション４及びこれと一体のトランスファ５が後退した場合であっても、図３に示すように燃料タンク８よりも前方に尿素水タンク１１が配設されているため、トランスミッション４及びトランスファ５が尿素水タンク１１に衝突することにより直接燃料タンク８に衝突することを防止でき、燃料タンク８の破損を防止することができる。なお、図３ではトランスファ５も含めてトランスミッション４と表示している。
また、尿素水タンク１１と燃料タンク８とは共に剛性の高い第１クロスメンバ１２と第２クロスメンバ７との間に配置されているので、トランスミッション４以外の車体の破損による尿素水タンク１１及び燃料タンク８の破損を防止することができる。

また、通常金属製である燃料タンク８よりも尿素水タンク１１を低剛性、例えば樹脂製とすることにより、トランスミッション４の接触により後退した尿素水タンク１１が燃料タンク８に接触した際には尿素水タンク１１が破損するため、トランスミッション４の接触により後退した尿素水タンク１１によって燃料タンク８が破損することを防止することができる。
さらに上述の構成では、燃料タンク８の幅Ｗ１が尿素水タンク１１の幅Ｗ２よりも小さい構成としている。このように燃料タンク８の幅Ｗ１を尿素水タンク１１の幅Ｗ２以下とすることにより、後退するトランスミッション４が直接燃料タンク８に接触することを確実に防止することができ、後退するトランスミッション４の接触により燃料タンク８が破損することを確実に防止することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態は、第１の実施形態と比較すると、燃料タンク８に代えて燃料タンク１８を、尿素水タンク１１に代えて添加剤タンクとしての尿素水タンク１９をそれぞれ用いる点と、保持部材としてのタンク固定バー２０を用いる点において相違しており、他の構成は同一である。

図７に示すように、第１クロスメンバ１２は尿素水タンク１９の車両前方側下方に配置され、第２クロスメンバ７は燃料タンク１８の車両後方側上方に配置されている。すなわち、第１クロスメンバ１２は尿素水タンク１９の下方または下部と対向して配置され、第２クロスメンバ７は燃料タンク１８の上方または上部と対向して配置されている。
タンク固定バー２０は、小径部２０ａと大径部２０ｂとを有しており、大径部２０ｂの一端を第２クロスメンバ７に、小径部２０ａの一端を第１クロスメンバ１２にそれぞれ溶接等の手段によって固定されている。タンク固定バー２０の小径部２０ａと大径部２０ｂとは一体で形成されており、その境界部においてタンク固定バー２０に外力が作用した際に容易に変形可能な脆弱部２０ｃが形成されている。

図５は図４におけるＡ−Ａ断面図を、図６は図４におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示している。尿素水タンク１９は、図５に示すようにその上面の一つの角部が切り欠かれた形状を呈しており、この切り欠かれた空間にタンク固定バー２０の小径部２０ａと大径部２０ｂとが位置するように構成されている。図５において、符号２１は固定点１６を構成する尿素水タンク１９に固定されるブラケットを、符号２２は固定点１６を構成するサイドメンバ２に固定されるブラケットをそれぞれ示している。
また脆弱部２０ｃの近傍には、尿素水タンク１９とタンク固定バー２０とを固定する固定部としての固定点２３が設けられている。固定点２３は、図５に示すように、タンク固定バー２０に固定されるブラケット２４と尿素水タンク１９に固定されるブラケット２５とによって構成されている。

燃料タンク１８は、図６に示すようにその上面の一つの角部が切り欠かれた形状を呈しており、この切り欠かれた空間にタンク固定バー２０の大径部２０ｂが位置するように構成されている。図６において、符号２６は固定点１５を構成する燃料タンク１８に固定されるブラケットを、符号２７は固定点１５を構成するサイドメンバ２に固定されるブラケットをそれぞれ示している。
燃料タンク１８上に配設された大径部２０ｂのほぼ中程には、燃料タンク１８とタンク固定バー２０とを固定する固定点２８が設けられている。固定点２８は、図６に示すように、タンク固定バー２０に固定されるブラケット２９と燃料タンク１８に固定されるブラケット３０とによって構成されている。
また、燃料タンク１８は、その幅が尿素水タンク１９の幅よりも小さくなるように構成されている。

またタンク固定バー２０は、図４及び図７に示すように、第１クロスメンバ１２に固定された小径部２０ａの一端から車両後方側の上方に向けて傾斜して延設された傾斜部２０ｄと、第２クロスメンバ７に固定された大径部２０ｂの一端から車両前方側の水平方向に延設された水平部２０ｅと、傾斜部２０ｄと水平部２０ｅとを接続する屈曲部２０ｆとを有している。屈曲部２０ｆは、図４に示すように尿素水タンク１９の上方に位置している。

上述の構成より、図７に示す状態から車両１が前方からの衝突によって外力を受けて、トランスミッション４及びこれと一体のトランスファ５が後退した場合には、図８に示すように、後退したトランスミッション４の衝突によってタンク固定バー２０が変形する。このとき、タンク固定バー２０は脆弱部２０ｃを含む屈曲部２０ｆにおいて変形し、小径部２０ａの一端が第３クロスメンバ１２から外れて傾斜部２０ｄが下方に向けて曲折する。この曲折時にタンク固定バー２０が尿素水タンク１９を下方へと移動させ、これにより尿素水タンク１９が車両１から落下する。このとき、傾斜部２０ｄが尿素水タンク１９を下方へと変位させる落下部材として機能する。

このように第２の実施形態によれば、前方からの外力作用時においてタンク固定バー２０が尿素水タンク１９を車両１から落下させるので、燃料タンク１８の破損を防止することができると共に尿素水タンク１９の破損も防止することができ、尿素水タンク１９の破損に伴う尿素水の漏洩をも防止することができる。
さらにタンク固定バー２０が脆弱部２０ｃを含む屈曲部２０ｆを有することにより、前方からの衝突時にタンク固定バー２０が容易に変形することができ、尿素水タンク１９の落下を確実に行うことができる。また、第２の実施形態では第１の実施形態に比して燃料タンク１８及び尿素水タンク１９の固定点が増加しているので、燃料タンク１８及び尿素水タンク１９を安定して保持することができる。また、タンク固定バー２０の屈曲部２０ｆが固定点２３の近傍に設けられているので、屈曲部２０ｆの変形時に固定点２３の変形が大きくなることで尿素水タンク１９をさらに容易に落下させることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１・・・車両、４・・・トランスミッション、７・・・第２クロスメンバ、８，１８・・・燃料タンク、１１，１９・・・添加剤タンク（尿素水タンク）、２０・・・保持部材（タンク固定バー）、２０ｄ・・・傾斜部、２０ｅ・・・水平部、２０ｆ・・・屈曲部、Ｗ１・・・燃料タンクの幅、Ｗ２・・・添加剤タンクの幅

Claims (7)

1. トランスミッションと、燃料を貯留する燃料タンクと、排気浄化用の添加剤を貯留する添加剤タンクとを備える車両の車体構造であって、
   前記車両の前後方向において、前記トランスミッションと前記燃料タンクとの間に前記添加剤タンクが配置されることを特徴とする車体構造。
2. 請求項１記載の車体構造において、
   前記燃料タンクの幅は前記添加剤タンクの幅以下であることを特徴とする車体構造。
3. 請求項１または２記載の車体構造において、
   車幅方向に延設される第１クロスメンバと、前記第１クロスメンバより後方で車幅方向に延設される第２クロスメンバとを備え、前記添加剤タンク及び前記燃料タンクは前記第１クロスメンバと前記第２クロスメンバとの間に配置されることを特徴とする車体構造。
4. 請求項３記載の車体構造において、
   前記第１クロスメンバは前記添加剤タンクの下方または下部と対向して配置され、前記第２クロスメンバは前記燃料タンクの上方または上部と対向して配置されることを特徴とする車体構造。
5. 請求項３または４記載の車体構造において、
   車両前後方向に延設され前記第１クロスメンバと前記第２クロスメンバとを接続する保持部材を備え、前記添加剤タンク及び前記燃料タンクは前記保持部に固定されることを特徴とする車体構造。
6. 請求項５記載の車体構造において、
   前記保持部材は前記トランスミッションが車両後方へ変位した際に、前記添加剤タンクを下方へ変位させる落下部材を有することを特徴とする車体構造。
7. 請求項６記載の車体構造において、
   前記保持部材は前記第１クロスメンバから車両後方に向かって上方に傾斜して延設される傾斜部と、水平方向に延設されて前記第２クロスメンバに接続する水平部と、前記傾斜部と前記水平部とを接続する屈曲部とを有し、前記屈曲部は前記添加剤タンクの上方に配置されることを特徴とする車体構造。

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