JP2004175185A - Bumper joint structure for exhaust pipe - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気管のバンパー接合部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池自動車から排出される排気ガスを車外に導く構造として、車体のサイドシル内およびピラー内を介してサイドルーフレールの車室外側に形成された開口部に至る排気通路を形成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−225853号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、構造が複雑であり製造コストが増大してしまうことから、燃料電池自動車から排出される排気ガスを導く排気管をグロメットを介してバンパーに接合させることにより該バンパーを介して大気に開放させる構造について、本出願人は先の出願を行っている(特願2001−252097)。
【0005】
この先の出願は、構造的には製造コストを低減できる優れたものである。しかしながら、車体精度や関連部品の精度等の影響によって排気管の位置がバンパーへの取付位置に対し一定しないことがあり、排気管のバンパーへの取り付けができないという事態を生じる可能性があった。このような事態の発生を回避するためには、車体精度や関連部品の精度等を向上させる必要があるが、これは新たなコストアップの要因となってしまう。このように先の出願においては更なる改善の余地があった。
【0006】
したがって、本発明は、製造コストを十分に低減することができる排気管のバンパー接合部構造の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、燃料電池自動車から排出される排気ガスを導く排気管(例えば実施の形態における排気管13)をグロメット(例えば実施の形態におけるグロメット40)を介してバンパー(例えば実施の形態におけるリヤバンパー14)に接合させることにより該バンパーを介して大気に開放させる排気管のバンパー接合部構造であって、前記グロメットには、内周面(例えば実施の形態における内周面53)に環状をなして突出し前記排気管を嵌合させるリップ部(例えば実施の形態におけるリップ部55,56)が複数形成されており、これらリップ部と前記バンパーへの取付部(例えば実施の形態における取付部44)との間に蛇腹部(例えば実施の形態における蛇腹部60)が形成されていることを特徴としている。
【0008】
このように、グロメットには、排気管を接合させるリップ部とバンパーへの取付部との間に蛇腹部が形成されているため、この蛇腹部の変形によって容易にリップ部の位置を変更可能となり、排気管の位置がバンパーの取付位置に対し一定していなくても排気管をバンパーに接合させることができる。しかも、グロメットは複数のリップ部で多重に排気管をシールするため、排気管に倒れや経時的な形状変化を生じる等してもシール性を確保することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態における排気管のバンパー接合部構造を図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明における前後左右は車両前進時における前後左右である。
【0010】
本実施形態の排気管のバンパー接合部構造は、燃料電池自動車に適用されるものである。ここで、燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側にアノードとカソードとを備え、アノードに供給される水素ガス(燃料ガス)とカソードに供給される酸素を含む空気(酸化剤ガス)との酸化還元反応にかかる化学エネルギを直接電気エネルギとして抽出するもので、燃料電池自動車はこの燃料電池の発電電力でモータを駆動して走行する。
【0011】
本実施形態における燃料電池自動車には、図1に示すように、フロントシート11の下側に燃料電池(図示略)を収納する燃料電池収納ボックス12が配置されている。そして、この燃料電池収納ボックス12の後部に車体後方に延びるように排気管13の一端側が取り付けられており、この排気管13の他端側はリヤバンパー14に取り付けられている。ここで、燃料電池収納ボックス12内では何らかの原因によって水素ガスが滞留することが考えられるため、このような水素ガスを換気用の空気と一緒に排気ガスとして排気する必要があることから、排気管13はこのような水素ガスを含む排気ガスを車外に導くものである。そして、排気管13とリヤバンパー14との接合部分に本実施形態の排気管のバンパー接合部構造が適用されている。
【0012】
排気管13は、燃料電池収納ボックス12から車体後方に延び、さらに、図2に示すようにリヤバンパー14の手前で後側ほど上側に位置するように湾曲する形状をなす排気管本体16と、この排気管本体16の後端部に連結される排気チャンバー17と、この排気チャンバー17から下方に延出しさらに下側が後方に向くよう屈曲する形状の排気ダクト18とを有しており、この排気ダクト18の後端の開口部20がリヤバンパー14の裏側つまり車体側に対向している。ここで、排気チャンバー17とリヤバンパー14との間には左右方向に延在するバンパービーム22が配置されており、バンパービーム22の前側には前後方向に延在するリヤサイドフレーム23が配置されている。
【0013】
リヤバンパー14には、図2および図3に示すようにバンパー後面25から前方に向けて凹む凹部26が形成されている。この凹部26は、それぞれ前後方向に沿うとともに互いに筒状をなすように連結される複数具体的には四カ所の壁部28〜31と、これら壁部28〜31で囲まれた部分のバンパー後面25に対し反対側を閉塞させる壁部32とで形成されており、この凹部26の開口には左右方向に延在するルーバ33が間隔をあけて上下に複数設けられている。そして、これら壁部28〜32およびルーバ33で囲まれてバンパーチャンバー35が画成されている。
【0014】
凹部26の底を形成する壁部32は、図2に示すように、左右方向かつ上下方向に沿う略平板状をなしており、その中央に取付穴36が前後方向に貫通形成されている。そして、この取付穴36に上記した排気ダクト18の開口部20が対向配置されている。
【0015】
このように互いに対向するリヤバンパー14の取付穴36側と排気ダクト18の開口部20側とがグロメット40で連結されている。このグロメット40は、ゴム等の弾性材料からなるもので、図4および図5に示すように、両端に開口部41,42を有する筒状を全体としてなしている。なお、取付穴36および排気ダクト18の開口部20側は左右方向に長い形状をなしており、これらに合わせてグロメット40も左右方向に長い形状をなしている。
【0016】
グロメット40には、一端開口部41側に取付穴36に接合される取付部44が形成されている。この取付部44は、図4に示すように、壁部32の取付穴36に外周部全周にわたって密着するように嵌合させられる環状の嵌合部45と、この嵌合部45の一側から外周方向に全周にわたり突出して壁部32のバンパーチャンバー35側の面46に全周にわたって密着する環状の係止部47と、嵌合部45の他側から外周方向に全周にわたり突出して壁部32の排気ダクト18側の面48に全周にわたって密着する環状の係止部49とを有している。
【0017】
また、グロメット40には、他端開口部42側に、取付部44に対し反対側ほど外側に位置するように拡大する形状の環状の案内部51が形成されており、この案内部51の先端縁部には環状のビード部52が形成されている。
【0018】
そして、グロメット40の内周面53における案内部51の中間所定位置には、全周にわたり内側に突出する環状のリップ部55が形成されている。このリップ部55は、取付部44に対し反対側に延出する形状をなしており、しかも基端部から中間部まで内側に縮小し中間部から先端部まで外側に拡大するように断面円弧状をなしている。
【0019】
また、グロメット40の内周面53における案内部51の基端側の所定位置にも、全周にわたって内側に突出する環状のリップ部56が形成されている。このリップ部56は、平坦な形状をなしている。以上により、リップ部56はリップ部55よりも内側に形成されている。
【0020】
ここで、これらリップ部55,56の内周縁部の大きさは排気ダクト18の開口部20側の外周部の大きさよりも小さくされており、特にリップ部56の内周縁部はリップ部55の内周縁部よりもさらに小さくされている。
【0021】
そして、図4に示すように、これらリップ部55,56の内側には、排気ダクト18の開口部20側がその外周面58において嵌合させられることになる。このとき、リップ部55はその形状により排気ダクト18側に延出した状態が維持されながら排気ダクト18で拡大させられることになり、その結果、大きな弾性力で全周にわたって排気ダクト18の外周面58に密着する。一方、リップ部56はその形状により、挿入される排気ダクト18で押されて取付部44側に倒れることになり、その結果、倒れた状態での取付部44側ほど大きな倍率で拡大されることになる。よって、リップ部56は特に取付部44側に生じる大きな弾性力で全周にわたって排気ダクト18の外周面58に密着することになる。
【0022】
ここで、リップ部55とリップ部56とが互いに逆向きに延出し断面ハの字状に変形しつつ排気ダクト18に密着するため、排気ダクト18が傾斜しても、図6および図7に示すように、シーソー作用によって密着状態が維持されるようになっている。つまり、図6に示すようにリップ部56が倒れると逆のリップ部55の内周側を引っ張ることになり、その結果、このリップ部55が起き上がる方向に引っ張られて排気ダクト18に密着する。逆に、図7に示すようにリップ部55が倒れると逆のリップ部56の内周側を引っ張ることになり、その結果、このリップ部56が起き上がる方向に引っ張られて排気ダクト18に密着する。
【0023】
また、排気ダクト18が合成樹脂製である場合には、経時的に変形する可能性があるが、このような場合でも二重のリップ部55,56が上記したシーソー作用で密着してシール性を確保することになる。
【0024】
以上により、グロメット40には、その内周面53に、環状をなして突出し排気管13の排気ダクト18を嵌合させる複数具体的には二カ所のリップ部55,56が形成されている。
【0025】
そして、グロメット40には、これらリップ部55,56とリヤバンパー14への取付部44との間に蛇腹部60が形成されている。つまり、蛇腹部60は、図4に示すように、リップ部55,56に近づくにしたがって拡大する拡大部61と、拡大部61のリップ部55,56側からリップ部55,56に近づくにしたがって縮小する縮小部62とが交互に複数組配置されて構成されており、最もリップ部55,56に近い側には縮小部52が、最もリップ部55,56から遠い側には拡大部61が配置されている。
【0026】
組み立て時には、図4に示すように、リヤバンパー14の取付穴36に予めグロメット40の取付部44を取り付けておく。すると、上記したように取付部44がリヤバンパー14の取付穴36に密着状態となる。そして、このグロメット40の拡大形状の案内部51で案内しながら排気管13の排気ダクト18の開口部20側をリップ部55,56の内側に嵌合させる。このとき、排気ダクト18の位置が、リップ部55,56の位置に対し前後左右上下のいずれの方向にずれていても、リップ部55,56とリヤバンパー14への取付部44との間に蛇腹部60が形成されているため、この蛇腹部60が変形することによって容易にリップ部55,56の位置を変更することができる。
【0027】
そして、このようにして蛇腹部60を必要により変形させることで位置を合わせたリップ部55,56に対し、排気ダクト18の開口部20側を嵌合させると、上記したように、リップ部55は排気ダクト18側に延出した状態のまま排気ダクト18の外周面58に密着し、リップ部56は排気ダクト18で押されて取付部44側に倒れて排気ダクト18の外周面58に密着することになる。そして、このように、リヤバンパー14にグロメット40を介して接合されると、排気ダクト18は気密状態でバンパーチャンバー35に連通し、バンパーチャンバー35を介して大気開放されることになる。
【0028】
以上に述べた本実施形態の排気管のバンパー接合部構造によれば、グロメット40には、排気管13の排気ダクト18を接合させるリップ部55,56とリヤバンパー14への取付部44との間に蛇腹部60が形成されているため、この蛇腹部60の変形によって容易にリップ部55,56の位置を変更可能となり、排気ダクト18の位置がリヤバンパー14の取付位置に対し一定していなくても排気ダクト18をリヤバンパー14に接合させることができる。しかも、グロメット40は複数のリップ部55,56で多重に排気ダクト18をシールするため、排気ダクト18に倒れや経時的な形状変化を生じる等してもシール性を確保することができる。したがって、排気ダクト18のリヤバンパー14への取り付けのために車体精度や関連部品の精度等を向上させる必要がなくなることから、製造コストを十分に低減することができる。また、図8に示すように、後方衝突時にリヤバンパー14が排気ダクト18側に変形することがあっても、グロメット40の蛇腹部60が長さを短くするように変形することでこれを吸収し、排気ダクト18の変形等を防止できる。
【0029】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に係る発明によれば、グロメットには、排気管を接合させるリップ部とバンパーへの取付部との間に蛇腹部が形成されているため、この蛇腹部の変形によって容易にリップ部の位置を変更可能となり、排気管の位置がバンパーの取付位置に対し一定していなくても排気管をバンパーに接合させることができる。しかも、グロメットは複数のリップ部で多重に排気管をシールするため、排気管に倒れや経時的な形状変化を生じる等してもシール性を確保することができる。したがって、排気管のバンパーへの取り付けのために車体精度や関連部品の精度等を向上させる必要がなくなることから、製造コストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造が適用される燃料電池自動車を示す側面図である。
【図2】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造を示す側断面図である。
【図3】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造の一部を後方から見た図である。
【図4】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造に用いられるグロメット等を示す側断面図である。
【図5】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造に用いられるグロメットを示す取付部側から見た図である。
【図6】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造に用いられるグロメットにおいて排気ダクトが倒れたときの一状態を示す側断面図である。
【図7】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造に用いられるグロメットにおいて排気ダクトが倒れたときの別の状態を示す側断面図である。
【図8】本発明の一実施形態の排気管のバンパー接合部構造の後方衝突時の状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
13 排気管
14 リヤバンパー(バンパー)
40 グロメット
44 取付部
53 内周面
55,56 リップ部
60 蛇腹部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust pipe bumper joint structure.
[0002]
[Prior art]
As a structure for guiding exhaust gas discharged from a fuel cell vehicle to the outside of the vehicle, there is a structure in which an exhaust passage is formed to reach an opening formed outside a vehicle compartment of a side roof rail through a side sill and a pillar of a vehicle body (for example, And Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-225853
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned prior art, since the structure is complicated and the manufacturing cost is increased, an exhaust pipe for guiding exhaust gas discharged from a fuel cell vehicle is joined to the bumper via a grommet, so that the exhaust pipe is connected through the bumper. The present applicant has filed an earlier application for a structure that is open to the atmosphere (Japanese Patent Application No. 2001-252097).
[0005]
This earlier application is structurally superior and can reduce manufacturing costs. However, the position of the exhaust pipe may not be constant with respect to the mounting position on the bumper due to the influence of the accuracy of the vehicle body, the accuracy of the related parts, and the like, and a situation may occur in which the exhaust pipe cannot be mounted on the bumper. In order to avoid the occurrence of such a situation, it is necessary to improve the accuracy of the vehicle body and the accuracy of the related parts, but this causes a new cost increase. Thus, there is room for further improvement in the earlier application.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a bumper joint structure of an exhaust pipe capable of sufficiently reducing the manufacturing cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a grommet (for example, the
[0008]
As described above, since the bellows portion is formed between the lip portion for joining the exhaust pipe and the mounting portion to the bumper on the grommet, the position of the lip portion can be easily changed by the deformation of the bellows portion. Even if the position of the exhaust pipe is not constant with respect to the mounting position of the bumper, the exhaust pipe can be joined to the bumper. In addition, since the grommet seals the exhaust pipe with multiple lips, the sealing performance can be ensured even if the exhaust pipe falls down or changes its shape over time.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An exhaust pipe bumper joint structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the front, rear, left and right in the following description are front, rear, left and right when the vehicle is moving forward.
[0010]
The bumper joint structure of the exhaust pipe according to the present embodiment is applied to a fuel cell vehicle. Here, the fuel cell includes an anode and a cathode on both sides of the solid polymer electrolyte membrane, and a hydrogen gas (fuel gas) supplied to the anode and an oxygen-containing air (oxidant gas) supplied to the cathode. The chemical energy involved in the oxidation-reduction reaction is directly extracted as electric energy, and a fuel cell vehicle runs by driving a motor with the electric power generated by the fuel cell.
[0011]
In the fuel cell vehicle according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a fuel cell storage box 12 for storing a fuel cell (not shown) is disposed below a
[0012]
The
[0013]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
In this manner, the
[0016]
The
[0017]
In the
[0018]
An
[0019]
An
[0020]
Here, the size of the inner peripheral edge of the
[0021]
Then, as shown in FIG. 4, the
[0022]
Here, since the
[0023]
Further, when the
[0024]
As described above, the
[0025]
The
[0026]
At the time of assembling, as shown in FIG. 4, the mounting
[0027]
Then, when the
[0028]
According to the above-described exhaust pipe bumper joint structure of the present embodiment, the
[0029]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, since the grommet is formed with a bellows portion between the lip portion for joining the exhaust pipe and the mounting portion to the bumper, the bellows portion is formed. , The position of the lip portion can be easily changed, and the exhaust pipe can be joined to the bumper even if the position of the exhaust pipe is not constant with respect to the mounting position of the bumper. Moreover, since the grommet seals the exhaust pipe with multiple lips, the sealing performance can be ensured even if the exhaust pipe falls down or changes its shape over time. Therefore, it is not necessary to improve the accuracy of the vehicle body and the accuracy of the related parts for attaching the exhaust pipe to the bumper, so that the manufacturing cost can be sufficiently reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a fuel cell vehicle to which a bumper joint structure of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a side sectional view showing a structure of a bumper joint of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view of a part of the structure of a bumper joint portion of the exhaust pipe according to the embodiment of the present invention as viewed from the rear.
FIG. 4 is a side sectional view showing a grommet and the like used in a structure of a bumper joint of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view of the grommet used in the bumper joint structure of the exhaust pipe according to the embodiment of the present invention, as viewed from a mounting portion side.
FIG. 6 is a side cross-sectional view showing one state when an exhaust duct falls down in a grommet used for a bumper joint structure of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side cross-sectional view showing another state when the exhaust duct falls down in the grommet used in the bumper joint structure of the exhaust pipe according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a state at the time of a rear collision of the bumper joint structure of the exhaust pipe according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
13
40
Claims (1)
前記グロメットには、内周面に環状をなして突出し前記排気管を嵌合させるリップ部が複数形成されており、これらリップ部と前記バンパーへの取付部との間に蛇腹部が形成されていることを特徴とする排気管のバンパー接合部構造。A bumper joint structure of an exhaust pipe, in which an exhaust pipe that guides exhaust gas discharged from a fuel cell vehicle is opened to the atmosphere through the bumper by joining the exhaust pipe to a bumper through a grommet,
The grommet is formed with a plurality of lip portions projecting in an annular shape on an inner peripheral surface thereof and fitting the exhaust pipe, and a bellows portion is formed between these lip portions and a mounting portion to the bumper. The exhaust pipe has a bumper joint structure.
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