説明

車両における還元剤タンク配設構造

【課題】この発明は、車両に対して付加的に設けられる還元剤タンクを効果的に配設することができる車両における還元剤タンク配設構造を提供することを目的とする。
【解決手段】フロアパネル2と、該フロアパネル2aの下方に着脱自在に取付けたスペアタイヤ5との間に尿素タンク1を配設した。これにより、車両Vに対して付加的に設けられる尿素タンク1を、本来デッドスペースとなるはずのスペアタイヤ5とフロアパネル2aとの間のスペースを利用して効果的に配設することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、車両における排気ガスの浄化のために車載される還元剤タンクの配設構造に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)や窒素酸化物(NOx)については、酸性雨や光化学スモッグ等の環境汚染の問題から、その排出を規制する動きが高まっている。
【0003】
そこで、内燃機関の排気系に尿素水溶液等の還元剤を噴射供給し、排気ガスに含まれる粒子状物質や窒素酸化物を還元浄化することが行われている。
【0004】
下記特許文献1では、還元剤を貯蔵した還元剤収容部(タンク)を車両に配設する構造について開示しており、この特許文献1では、還元剤収容部は燃料収容部(タンク)と一体化されている。
【特許文献1】特表2000−512245号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、実際の車両では、レイアウトの制限等により、還元剤タンクのような付加的な部材を新たに設けることは容易ではなかった。
【0006】
この発明は、車両に対して付加的に設けられる還元剤タンクを効果的に配設することができる還元剤タンク配設構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の車両における還元剤タンク配設構造は、車両における排気ガス浄化のために車載される還元剤タンクの配設構造であって、車体フロアと、該車体フロアの下方に着脱自在に取付けたスペアタイヤとの間に上記還元剤タンクを配設したものである。
【0008】
この構成によれば、車両に対して付加的に設けられる還元剤タンクを、スペアタイヤの取付け位置周辺のデッドスペースを利用して効果的に配設することができる。
【0009】
この発明の一実施態様においては、車幅方向両側部にて車両前後方向に延びるリヤサイドフレーム間に、上記車体フロアとの間に間隔を有するようにしてスペアタイヤ取付け用のフレーム部材を架設するとともに、上記フレーム部材と上記車体フロアとの間に上記還元剤タンクを配設したものである。
【0010】
この構成によれば、スペアタイヤ取付け用のフレーム部材を利用して還元剤タンクの配設スペースを形成できる。
【0011】
この発明の一実施態様においては、上記フレーム部材が、上向きに開放されたコ字状とされているものである。
【0012】
この構成によれば、スペアタイヤ及び還元剤タンクの支持強度を確保することができる。
【0013】
この発明の一実施態様においては、上記還元剤タンク下面部に、上記スペアタイヤを収容する収容凹部を形成したものである。
【0014】
この構成によれば、スペアタイヤと還元剤タンクとを上下方向にラップさせて配設することができ、上下方向において配設スペースのコンパクト化を図ることができる。
また、上記収容凹部内にスペアタイヤを収容することで、取付け位置にあるスペアタイヤの支持状態を安定化させることもできる。
【0015】
この発明の一実施態様においては、上記収容凹部が、上下方向に延びる縦壁部を有し、該縦壁部と、上記収容凹部に収容されたスペアタイヤとの間に弾性シール部材を備えたものである。
【0016】
この構成によれば、スペアタイヤの上端と収容凹部の上端面との間、及び収容凹部の縦壁部とスペアタイヤの外周面との間の双方で埃等の侵入を二重に阻止することができる。
また、スペアタイヤが収容凹部に収容されている時には、弾性シール部材の弾性によってスペアタイヤのがたつきを抑制することもできる。
【0017】
この発明の一実施態様においては、上記スペアタイヤを、ホイールの凹部が上向きに開放された状態で車体フロアの下方に支持するように構成するとともに、上記還元剤タンクに、上記ホイールの凹部に対応する凸部を備えたものである。
【0018】
この構成によれば、スペアタイヤのホイールの凹部を利用して還元剤タンクの容量を確保することができる。
【0019】
この発明の一実施態様においては、上記スペアタイヤを吊り下げ状態で支持する支持手段を備えるとともに、上記還元剤タンク中央部に、上記支持手段を収容する貫通孔を設定したものである。
【0020】
この構成によれば、還元剤タンクを車体フロアとスペアタイヤとの間に配設しているにも関わらす、スペアタイヤの取付け作業及び取外し作業を支障なく行える。
【0021】
この発明の一実施態様においては、上記支持手段が、車両外部からの操作に伴い発生した駆動力によって、上記スペアタイヤを、上記車体フロア下方の取付け位置と、さらにその下方の取外し位置との間で昇降自在とするものであり、上記駆動力が上記支持手段に伝達される際、その駆動力伝達経路と干渉することを回避するための逃げ部を上記還元剤タンクに設定したものである。
【0022】
この構成によれば、還元剤タンクを車体フロアとスペアタイヤとの間に配設しているにも関わらず、車両外部から支持手段の操作を行うことが可能になり、その操作性を維持することができる。
【発明の効果】
【0023】
この発明によれば、車両に対して付加的に設けられる還元剤タンクを、スペアタイヤの取付け位置周辺のデッドスペースを利用して効果的に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
(第1実施形態)
まず、図1〜図3に示す第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る尿素タンク1の配設構造を示す斜視図であり、図2は、尿素タンク1が配設された位置で車両Vを車幅方向に切断した時の断面図、図3は、車幅方向中央部で車両Vを切断した時の断面図である。
【0025】
図1〜図3に示す車両Vは、所謂ピックアップトラックであり、本実施形態では、還元剤としての尿素水溶液Xを貯蔵した金属製の尿素タンク1が、車両後部に備えられた荷台2(図2、図3参照)の下方に配設されている。
【0026】
尿素は、加水分解して容易にアンモニアを発生する物質であり、尿素水溶液Xは、従来より排気ガスに含まれる粒子状物質や窒素酸化物を還元浄化する還元剤として用いられている。
【0027】
車両Vにおいても、尿素水溶液Xは、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出された排気ガス中に噴射供給されるべく尿素タンク1に貯蔵され、排気ガス中の窒素酸化物と触媒中で還元反応することで、窒素酸化物が無害成分に浄化処理される。
【0028】
ところで、車両Vの後部には、図1、図2に示すように、一対のリヤサイドフレーム(リヤフレーム)3、3が車幅方向両側部にて車両前後方向に延びており、尿素タンク1は、この一対のリヤサイドフレーム3、3の間にて長手方向が車幅方向を向くように配置されている。
【0029】
また、リヤサイドフレーム3、3の間には、図2、図3に示すように、フロアパネル2aとの間に間隔を有するようにしてフレーム部材4が架設されており、尿素タンク1は、このフレーム部材4と、荷台2のフロアパネル2aとの間に上下方向で挟まれるようにして配設されている。
【0030】
フレーム部材4は、上向きに開放されたコ字状とされ、その下面部には、スペアタイヤ5を吊り下げ状態で支持するためのスペアタイヤ支持装置6が取付けられている。このスペアタイヤ支持装置6により、スペアタイヤ5は、そのタイヤ本体5a上端がフレーム部材4の下面部に圧接された状態で、フロアパネル2a下方の所定の取付け位置にて着脱自在に取付けられている。
【0031】
このような構成により、フレーム部材4を、スペアタイヤ5取付け用のフレーム部材として機能させつつも、尿素タンク1の配設スペースを形成する部材としても利用することができる。
【0032】
ところで、このフレーム部材4の他、リヤサイドフレーム3、3の間には、車幅方向両端部がリヤサイドフレーム3、3に接合されたクロスメンバ7が配設されている。クロスメンバ7は、図3に示すような閉断面7aを有しており、これにより車体に所要の強度や剛性を付与するようになっている。
【0033】
従来より、スペアタイヤ支持装置は、クロスメンバに直接的に取付けられるのが一般的であり、それ故に、取付け位置にあるスペアタイヤとフロアパネルとの間には、クロスメンバの閉断面の高さ分だけ隙間が生じていた。即ち、スペアタイヤ取付け位置周辺には、上記隙間によってデッドスペースが存在していた。
【0034】
そこで、本実施形態では、クロスメンバ7に代えて、スペアタイヤ支持装置6を設けたフレーム部材4とフロアパネル2aとの間に尿素タンク1を配設する構造とした。この場合、本来デッドスペースとなるはずのスペアタイヤ5とフロアパネル2aとの間のスペースを利用して、車両Vに対して付加的に設けられる尿素タンク1を効果的に配設することができる。
【0035】
また、フレーム部材4が、上向きに開放されたコ字状とされているため、スペアタイヤ5及び尿素タンク1の支持強度を確保することができる。
【0036】
また、本実施形態では、尿素タンク1が金属製とされているため、フレーム部材4を含め、クロスメンバ7と同様、車体に所要の強度や剛性を付与することができる。
【0037】
(第2実施形態)
次に、図4、図5に示す第2実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係る尿素タンク10の配設構造を示す分解斜視図であり、図5は、組付け状態における図4のA−A線矢視断面図である。なお、第1実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0038】
第1実施形態では、クロスメンバ7の閉断面7aにより形成された隙間をデッドスペースとして捉え、そこに尿素タンク1を配設することとしたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、スペアタイヤ5のホイール5bの中心部に形成された凹部5cの空間をデッドスペースと捉え、そこに尿素タンク10を配設するようにしてもよい。
【0039】
本実施形態では、クロスメンバ7(図5参照)の下面部に樹脂製の尿素タンク10を配設する構成となっており、この尿素タンク10の下面部にはスペアタイヤ5の形状に対応する環状の凹溝10aが形成されている。この凹溝10aは、上下方向に延びる縦壁部10a1を有しており、その深さは、ホイール5bの凹部5cの深さと略等しくなるように設定されている。
【0040】
また、尿素タンク10の中央部には、上下方向に貫通する貫通孔10bが設定されるとともに、上面部には、この貫通孔10bに連続して中央部から外側へ水平に延びる第2凹溝10cが設定されている。
【0041】
また、尿素タンク10の下方には、その下面部の形状に対応するように凹溝11aが成形されたインシュレータ11が取付けられている。
【0042】
インシュレータ11において、その凹溝11aの外周側の縦壁部11a1には、環状の弾性体により構成されるシーリング12が取付けられ、中央部には、尿素タンク10の貫通孔10bに対応して貫通孔11bが設定されている。
【0043】
尿素水溶液Xは、マイナス12℃程度で凍結し、45℃程度で揮発し始める特性を持つ。このため、本実施形態では、インシュレータ11で尿素タンク10の下面部を覆うことにより、尿素タンク10内に貯蔵されている尿素水溶液Xの液温を最適値(約0℃〜45℃程度)に保持し、尿素水溶液Xの凍結、揮発を防止するようにしている。
【0044】
ところで、図4、図5に示す部材16は、スペアタイヤ支持装置であり、本実施形態では、従来と同様、図5に示すように、クロスメンバ7に直接的に取付けられている。
【0045】
スペアタイヤ支持装置16は、クロスメンバ7に回転自在に支持されたドラム軸16aと、ドラム軸16aに固定された巻上げドラム16bと、巻上げドラム16bの胴部に一端が固定され、且つ他端にフック16cが固定されたチェーン16dとを有している。
【0046】
このスペアタイヤ支持装置16において、ドラム軸16aの軸端には係合部16eが形成されており、図5中二点鎖線で示すハンドル部材(工具)Yと係合可能とされている。
【0047】
ここで、フック16cを、スペアタイヤ5におけるホイール5bの中心部の開口部5d周縁に繋止させた状態で、係合部16eにハンドル部材Yの先端を係合させ、車両Vの外部からハンドル部材Yを回転操作すると、これに伴って発生する駆動力がスペアタイヤ支持装置16側に伝達され、ドラム軸16aとともに巻上げドラム16bを正逆両方向に回転操作することができるようになっている。この時、チェーン16dの巻上げ長さは変化するようになっており、これによって、スペアタイヤ5は、スペアタイヤ支持装置16によって、実線で示す取付け位置と、二点鎖線で示す取外し位置との間で昇降自在とされている。
【0048】
上述した尿素タンク10の貫通孔10bは、巻上げドラム16b等を収容するための貫通孔となっており、第2凹溝10cは、ドラム軸16aを挿通するための通路となっている。
【0049】
特に、ドラム軸16aは、ハンドル部材Yの操作に伴って発生する駆動力をスペアタイヤ支持装置16に伝達するための駆動力伝達経路を構成しており、第2凹溝10cは、この駆動力伝達経路(ドラム軸16a)との干渉を回避するための逃げ部として機能している。
【0050】
なお、インシュレータ11の貫通孔11bは、スペアタイヤ支持装置16のチェーン16dを挿通させるための貫通孔として機能している。
【0051】
ところで、スペアタイヤ5は、埃等が溜まるのを防ぐために、その凹部5cを下向きにしてフロアパネル2aの下方に支持されるのが一般的であるが、本実施形態では、スペアタイヤ5が上述した凹溝10a(11a)内に収容され、凹部5cが図示のように上向きに開放された状態で支持されている。
【0052】
この場合、スペアタイヤ5は、そのタイヤ本体5a上端がインシュレータ11の凹溝11aの上面部に圧接された状態で取付けられており、埃等の凹部5cへの侵入が確実に阻止されている。このため、本実施形態のように凹部5cが上向きに開放された状態でスペアタイヤ5を支持しても問題が生じることがない。
【0053】
このように、尿素タンク10の下面部の凹溝10a内にスペアタイヤ5を収容可能とした場合、スペアタイヤ5と尿素タンク10とを上下方向にラップさせて配設することができる。従って、上下方向において配設スペースのコンパクト化を図ることができる。
【0054】
さらに、この場合、凹溝10a(11a)によって取付け位置にあるスペアタイヤ5の支持状態を安定化させることができる。
【0055】
特に、本実施形態のように、スペアタイヤ5と尿素タンク10とを上下方向にラップさせて配設する構成は、水平方向において広いスペースを確保できない場合有効となる。
【0056】
また、スペアタイヤ5を、ホイール5bの凹部5cが上向きに開放された状態でフロアパネル2a下方に支持されるように構成することで、図5示すように、ホイール5bの凹部5cに対応して尿素タンク10、インシュレータ11の中央部に凸部10d、11cを備えることが可能になっている。この場合、凸部10dを備えた分、尿素タンク10の容量を確保することができ、スペアタイヤ5の取付け位置周辺の、凹部5cにより形成されたデッドスペースを利用して尿素タンク10を効果的に配設することができる。
【0057】
また、本実施形態では、スペアタイヤ5が凹溝10a(11a)に収容されている時には、シーリング12が、図5に示すようにスペアタイヤ5のタイヤ本体5a外周面と凹溝10a(11a)の縦壁部10a1(11a1)との間に位置するようになっている。
【0058】
このため、スペアタイヤ5の上端と凹溝10a(11a)の上端面との間、及び凹溝10a(11a)の縦壁部10a1(11a1)とタイヤ本体5a外周面との間の双方で埃等の侵入を二重に阻止することができる。
【0059】
さらに、シーリング12が弾性体とされているため、その弾性によって車幅方向の振動を吸収することができ、スペアタイヤ5のがたつきを抑制することもできる。
【0060】
また、上述したように、尿素タンク10に貫通孔10b、第2凹溝10cが設定され、インシュレータ11に貫通孔11bが設定されていることにより、尿素タンク10をフロアパネル2aとスペアタイヤ5との間に配設しているにも関わらず、ハンドル部材Yを用いたスペアタイヤ5の取付け作業及び取外し作業を支障なく行える。
【0061】
特に、第2凹溝10cが設定されていることで、車両Vの外部からハンドル部材Yを用いて操作を行うことが可能になっており、これによってスペアタイヤ支持装置16の操作性を維持することができる。
【0062】
なお、本実施形態では、スペアタイヤ支持装置16のドラム軸16aの軸端側が、尿素タンク10の第2凹溝10cに沿って尿素タンク10の外側まで延びる構成となっているが、例えば、ドラム軸16aの長さを短く設定して、その軸端が尿素タンク10の中央部に収容されるように構成してもよい。
【0063】
この場合、尿素タンク10の中央部に入り込んだドラム軸16aの軸端にアクセスすべく、図示のものより長尺なハンドル部材が用いられる。従って、ここでは、この長尺のハンドル部材が駆動力伝達経路を構成することになる。第2凹溝10cは、この長尺のハンドル部材を挿通させるための通路として機能し、この場合もやはり駆動力伝達経路(ハンドル部材)との干渉を回避するための逃げ部として機能することになる。
【0064】
(第3実施形態)
第2実施形態では、尿素タンク10、インシュレータ11にそれぞれ凹溝10a、11aを設定することとしたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、図6に示す尿素タンク20、インシュレータ21のように、凹溝を設定することなく、それぞれの中央部に凸部20d、21cのみを備えるようにしてもよい。
【0065】
尿素水溶液Xは、燃料に比べて消費速度が遅く、その補給を行う頻度も少ない(2年に1回程度)のが実情である。従って、本実施形態のように、外周の収容部位が削減された尿素タンク20を用いたとしても支障がない場合もある。
【0066】
本実施形態では、凹部5cを尿素タンク20、インシュレータ21の各凸部20d、21cに嵌め込むようにしてスペアタイヤ5を取付けることで、上下方向において配設スペースのコンパクト化を図りつつ、上記デッドスペースを利用した尿素タンク20の効果的な配設も可能になっている。
【0067】
さらに、この場合、尿素タンク20、インシュレータ21には凹溝が形成されていないため、図中二点鎖線で示すような、スペアタイヤ5より大きなサイズのタイヤ50も取付けることができる。このため、パンク等の発生によりスペアタイヤ5と交換させられたタイヤ等を一時的に取付けることが可能になる。
【0068】
ところで、本実施形態においても、図示のように尿素タンク20には貫通孔20b、凹溝20cが設定され、インシュレータ21には貫通孔21bが設定されている。これは、第2実施形態と同様、ハンドル部材Yを用いたスペアタイヤ5の取付け作業及び取外し作業が支障なく行えるようにするためであり、且つ、スペアタイヤ支持装置16の操作性を維持するためでもある。
【0069】
なお、本実施形態において、第2実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付しており、ここではその詳しい説明を省略する。
【0070】
(その他の実施形態)
第2、第3実施形態では、クロスメンバ7の下面部に尿素タンク10、20を配設する構成としたが、このクロスメンバ7に代えて、第1実施形態の尿素タンク1に相当する第2の尿素タンクを配設するようにしてもよい。
【0071】
この場合、クロスメンバ7が有する閉断面により形成されるデッドスペースも尿素タンクの配設スペースとして利用することができるため、その分、尿素タンク10、20に相当する尿素タンクの容積を削減することが可能になり、上下方向において配設スペースのさらなるコンパクト化を図ることができる。
【0072】
なお、上記還元剤は、尿素のみならず、炭化水素、シアヌール酸、アンモニア、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム等のうちいずれの物質であってもよく、複数組み合わせてもよい。
【0073】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の還元剤タンクは、尿素タンク1、10、20に対応し、
以下同様に、
車体フロアは、フロアパネル2aに対応し、
収容凹部は、凹溝10aに対応し、
支持部材は、スペアタイヤ支持装置6、16に対応し、
逃げ部は、第2凹溝10c、凹溝20cに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1】本発明の第1実施形態に係る尿素タンクの配設構造を示す斜視図。
【図2】尿素タンクが配設された位置で車両を車幅方向に切断した時の断面図。
【図3】車幅方向中央部で車両を切断した時の断面図。
【図4】本発明の第2実施形態に係る尿素タンクの配設構造を示す分解斜視図。
【図5】組付け状態における図4のA−A線矢視断面図。
【図6】本発明の第3実施形態に係る尿素タンクの配設構造を示す断面図。
【符号の説明】
【0075】
1、10、20…尿素タンク
2a…フロアパネル
3…リヤサイドフレーム
4…フレーム部材
5…スペアタイヤ
5b…ホイール
5c…凹部
6、16…スペアタイヤ支持装置
10a…凹溝
10b、20b…貫通孔
10c…第2凹溝
10d、20d…凸部
12…シーリング
20c…凹溝
X…尿素水溶液

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両における排気ガス浄化のために車載される還元剤タンクの配設構造であって、
車体フロアと、該車体フロアの下方に着脱自在に取付けたスペアタイヤとの間に上記還元剤タンクを配設した
車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項2】
車幅方向両側部にて車両前後方向に延びるリヤサイドフレーム間に、上記車体フロアとの間に間隔を有するようにしてスペアタイヤ取付け用のフレーム部材を架設するとともに、
上記フレーム部材と上記車体フロアとの間に上記還元剤タンクを配設した
請求項1記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項3】
上記フレーム部材は、上向きに開放されたコ字状とされている
請求項2記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項4】
上記還元剤タンク下面部に、上記スペアタイヤを収容する収容凹部を形成した
請求項1記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項5】
上記収容凹部は、上下方向に延びる縦壁部を有し、
該縦壁部と、上記収容凹部に収容されたスペアタイヤとの間に弾性シール部材を備えた
請求項4記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項6】
上記スペアタイヤを、ホイールの凹部が上向きに開放された状態で車体フロアの下方に支持するように構成するとともに、
上記還元剤タンクに、上記ホイールの凹部に対応する凸部を備えた
請求項1記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項7】
上記スペアタイヤを吊り下げ状態で支持する支持手段を備えるとともに、
上記還元剤タンク中央部に、上記支持手段を収容する貫通孔を設定した
請求項4〜6のいずれか一項に記載の車両における還元剤タンク配設構造。
【請求項8】
上記支持手段は、車両外部からの操作に伴い発生した駆動力によって、上記スペアタイヤを、上記車体フロア下方の取付け位置と、さらにその下方の取外し位置との間で昇降自在とするものであり、
上記駆動力が上記支持手段に伝達される際、その駆動力伝達経路と干渉することを回避するための逃げ部を上記還元剤タンクに設定した
請求項7記載の車両における還元剤タンク配設構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−265689(P2008−265689A)
【公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−115071(P2007−115071)
【出願日】平成19年4月25日(2007.4.25)
【出願人】(000003137)マツダ株式会社 (6,115)
【Fターム(参考)】