JP6593213B2

JP6593213B2 - セジメンタの取付構造

Info

Publication number: JP6593213B2
Application number: JP2016023068A
Authority: JP
Inventors: 貴之鶴田; 康司鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: JP2017140912A

Description

本発明は、セジメンタの取付構造に関する。

特許文献１には、エンジンルームにセジメンタを設けた車両が開示されている。セジメンタは、燃料タンクとエンジンとを接続する燃料供給通路上に配設され、燃料に混入している水分を分離して内部に貯留する。セジメンタは、エンジンルームを構成する一部材であるサスペンションタワーに取り付けられている。セジメンタの取付構造は、サスペンションタワーの側壁に固定された支持部材を有している。支持部材にセジメンタを格納することにより、セジメンタがサスペンションタワーに取り付けられている。特許文献１に記載のセジメンタの取付構造では、サスペンションタワーの車幅方向内側の側面のうち車両後側にセジメンタを取り付けている。これにより、エンジンルームにおいて、エンジンの斜め後方にセジメンタが配設されている。

特開２０１０‐１１５９９５号公報

車両が斜め前方から衝突したときには、エンジンルームに配設されたエンジンが斜め後方に移動する。そのため、特許文献１に記載のセジメンタの取付構造のように、エンジンの斜め後方にセジメンタを配設した場合であっても、車両衝突時にエンジンとセジメンタとが干渉する可能性はある。そのため、上記特許文献１に記載のセジメンタの取付構造は、車両衝突時におけるセジメンタの保護の観点から必ずしも最適な構成とは言い切れず、未だ改善の余地がある。

上記課題を解決するためのセジメンタの取付構造は、車両のエンジンルームを構成する一部材であるサスペンションタワーに支持部材を介してセジメンタを取り付けるセジメンタの取付構造であって、前記支持部材は、前記セジメンタを格納し、該セジメンタの側面を全周に亘って囲む周壁を有し、前記サスペンションタワーにおける車幅方向内側の側壁、及び前記支持部材の周壁のうち、一方には係止片が設けられ、他方には該係止片が係止される係止部が設けられており、前記係止片と前記係止部とを係止するとともに互いに一点でボルト締結することによって前記支持部材と前記サスペンションタワーとが連結されており、前記支持部材の強度が前記サスペンションタワーの強度よりも高く、前記係止部の強度が前記係止片の強度よりも高い。

エンジンルームに収容されているエンジンは、車両の衝突により、セジメンタが取り付けられているサスペンションタワー側に移動することがある。この場合にエンジンがセジメンタを格納している支持部材に干渉すると、該支持部材がサスペンションタワーに押しつけられる。上記構成では、支持部材の強度がサスペンションタワーの強度よりも高いため、サスペンションタワーがより積極的に変形して車両の衝突による衝撃を受け止める。そのため、支持部材はその形状が保持されやすく、セジメンタの変形が抑えられる。また、エンジンは、車両の衝突により、セジメンタが取り付けられていないサスペンションタワー側に移動することもある。この場合には、エンジンと支持部材とは干渉しないものの、エンジンルーム内に収容されている他の部材が支持部材に干渉することもある。上記構成では、支持部材とサスペンションタワーとを係止している係止部及び係止片において係止部の強度が高い。そのため、車両の衝突によって他の部材が支持部材に干渉したときに、その荷重によって係止片が変形し、係止部と係止片との係合が解除される。その結果、支持部材はボルトを回動中心としてサスペンションタワーに対して相対回動可能になり、他部材との干渉時には押しつぶされないように回動する。したがって、上記構成によれば、車両衝突時におけるセジメンタの保護機能を向上させることができる。

車両前部の構成を模式的に示す平面図。セジメンタの側面図。サスペンションタワーに取り付けられるセジメンタの取付構造を示す分解斜視図。（ａ）は支持部材の正面図、（ｂ）は支持部材の右側面図。（ａ）は取付板が連結された支持部材の正面図、（ｂ）は取付板が連結された支持部材の右側面図。車両が右前方から衝突したときのエンジンルーム内の様子を示す車両前部の平面図。車両が左前方から衝突したときのエンジンルーム内の様子を示す車両前部の平面図。車両が左前方から衝突したときの支持部材の動きを示す模式図。セジメンタの取付構造の他の例を示す斜視図。

セジメンタの取付構造の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。各図では、車両前側を「Ｆｒ」、車両後側を「Ｒｒ」、車両前方に向かって車幅方向における右手側を「ＲＨ」、車両前方に向かって車幅方向における左手側を「ＬＨ」、車両上側を「Ｕｐｒ」としてそれぞれ矢印の向きで示している。

図１に示すように、車両の前部には、エンジン１００を収容しているエンジンルーム１０が設けられている。車両は、エンジンルーム１０を構成する部材として、車両前端部に設けられたバンパーフレーム１１を有している。バンパーフレーム１１は車幅方向に延びている。バンパーフレーム１１には、車幅方向に離間して配設された一対のフロントサイドメンバ１２が連結されている。フロントサイドメンバ１２は、車両前後方向に延びており、その後端部にダッシュパネル１３が連結されている。ダッシュパネル１３は、車幅方向に延びている。ダッシュパネル１３によってエンジンルーム１０と車室１１０とが区画されている。

車両は、エンジンルーム１０を構成する一部材であるサスペンションタワー１４も有している。サスペンションタワー１４は、互いに車幅方向に離間した状態で対になって配設されており、エンジン１００の左手側斜め後方に位置する左サスペンションタワー１４Ａと、エンジン１００の右手側斜め後方に位置する右サスペンションタワー１４Ｂとからなる。各サスペンションタワー１４Ａ，１４Ｂは、板状の鋼材（例えば、ＳＰＣ２７０材など）によって構成されている。各サスペンションタワー１４Ａ，１４Ｂは、その後端部がダッシュパネル１３に連結されており、その車幅方向外側の端部が車両を構成する車体フレームに連結されている。各サスペンションタワー１４Ａ，１４Ｂは、開口１５Ａが形成された上壁１５と、上壁１５に連結されて車両前側に位置する前壁１７と、上壁１５に連結されて車幅方向内側に位置する横壁１８とを有する。前壁１７及び横壁１８の下端には、フランジ１９が設けられている。フランジ１９は、フロントサイドメンバ１２に連結されている。各サスペンションタワー１４Ａ，１４Ｂによって車両のサスペンションが保持されている。エンジンルーム１０には、左サスペンションタワー１４Ａよりも車両前側に、ブレーキ装置のアクチュエータ１２０などが配設されている。ダッシュパネル１３の上端部には、各サスペンションタワー１４Ａ，１４Ｂの後端部を上方から覆うように車幅方向に延びているカウルグリル２０が連結されている。

エンジン１００には、燃料供給通路１３０の一端が連結されている。燃料供給通路１３０の他端は燃料タンクに連結されている。燃料供給通路１３０上には燃料ポンプが配設されている。燃料ポンプの駆動により、燃料タンク内の燃料が燃料供給通路１３０に吸い上げられてエンジン１００に供給される。燃料供給通路１３０上には、セジメンタ５０も配設されている。図２に示すように、セジメンタ５０は、分離部５１と、該分離部５１の上端に設けられているポンプ部５２とを有する。分離部５１は、中空の円柱状に形成されており、内部に撥水性のフィルターを収容している。図２に実線の矢印で示すように、燃料供給通路１３０を流れる燃料は、一旦セジメンタ５０の分離部５１に供給され、分離部５１内のフィルターを通過した後、再度燃料供給通路１３０に戻される。燃料に混入している水分は、フィルターを通過できないため、分離部５１において燃料から分離され、貯留される。分離部５１の下端には、ドレンプラグ５３が設けられている。ドレンプラグ５３を取り外すことにより、図２に一点鎖線の矢印で示すように、分離部５１に貯留されている水が外部に排出される。ポンプ部５２は、分離部５１に対して押し下げ可能である。ポンプ部５２が押し下げ操作されると、燃料タンクから燃料供給通路１３０に燃料が吸い上げられる。燃料供給通路１３０にエアが混入して、燃料ポンプによって燃料タンクから燃料を吸い上げることができないときには、ポンプ部５２を操作し、燃料ポンプまで燃料を吸い上げる。これにより、エンジン１００の始動性が高められる。セジメンタ５０は、図１に示すように、左サスペンションタワー１４Ａに取り付けられている。

図３に示すように、セジメンタ５０は、筒状の支持部材６０に格納され、該支持部材６０を介して左サスペンションタワー１４Ａに取り付けられる。支持部材６０は、板状の背壁６１と、該背壁６１に連結された断面Ｕ字状の湾曲壁６２とからなり、断面が略Ｄ字状である。背壁６１は、湾曲壁６２よりも上方に延びるように形成されており、その上端面が両端部側ほど下方に位置するように円弧状になっている。支持部材６０は、その下端部における内径がセジメンタ５０の分離部５１の外径よりも小さく、その上端部における内径が分離部５１の外径よりも大きい。支持部材６０は、背壁６１及び湾曲壁６２によって、セジメンタ５０の側面を全周に亘って囲む周壁を構成している。支持部材６０は、サスペンションタワー１４を構成している鋼材よりも強度の高い鋼材（例えば、ＳＰＣ４４０材など）によって構成されている。そのため、支持部材６０の強度は、サスペンションタワー１４の強度よりも高い。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持部材６０の背壁６１には、幅方向の両端部に係止部４０が設けられている。係止部４０は、背壁６１を切り欠くことによって形成されている。図４（ａ）に示すように、切り欠きは、幅方向（図４（ａ）の左右方向）の内側が上方に延びており、正面視においてＬ字状をなしている。このＬ字状の切り欠きは、所定の奥行き長さを有している。切り欠きの内側部分は、その奥側が、背壁６１の手前側部分を残すように、幅方向外側に延びている。そのため、図４（ｂ）に示すように、切り欠きは、側面視において、背壁６１の奥側（図４（ｂ）の右側）の部分が上方に延びているＬ字状をなしている。この切り欠きにより、支持部材６０には、背壁６１と一体物として係止部４０が設けられている。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、背壁６１には、湾曲壁６２よりも上方に延びている領域に、貫通孔６１Ａが設けられている。

図３に示すように、左サスペンションタワー１４Ａの横壁１８のうち車両前側に、車幅方向内側に向かって突出した略円柱状の第１突出台２１及び第２突出台２２が形成されている。第１突出台２１は、端面が略楕円形状であり、その端面に円柱状の突出ピン２３が２つ並んで設けられている。第２突出台２２は、第１突出台２１の下方に位置し、その端面が略円形状である。第２突出台２２の端面には、円柱状の突出ピン２４が１つ設けられている。各突出ピン２３，２４の外周面には、雄ねじが形成されている。

左サスペンションタワー１４Ａは、横壁１８に取り付けられる板状の取付板３０を有している。取付板３０は、長方形板状の基板部３０Ａを有している。基板部３０Ａには、上記各突出ピン２３，２４に対応した位置に挿通孔３００Ａが形成されている。基板部３０Ａに設けられた挿通孔３００Ａにそれぞれ対応する突出ピン２３，２４が挿通され、該突出ピン２３，２４にナット７０が組付けられることにより取付板３０が横壁１８の車両前側に固定される。左サスペンションタワー１４Ａでは、横壁１８及び取付板３０によって、車幅方向内側の側壁を構成している。基板部３０Ａの上端には、屈曲板部３０Ｂが連結されている。屈曲板部３０Ｂは、基板部３０Ａの上端から車幅方向内側に延びており、その先端部が上方に屈曲している。屈曲板部３０Ｂには、上方に屈曲している部分に支持孔３００Ｂが形成されている。

取付板３０には、一対の係止片４１が設けられている。係止片４１は、基板部３０Ａの車両前後方向における両端部に設けられている。各係止片４１は、基板部３０Ａから車幅方向内側に延びており、その先端部が互いに離間するように車両前後方向に折れ曲がって延びている。このように、係止片４１は、サスペンションタワー１４Ａの車幅方向内側の側壁に設けられている。なお、係止片４１は取付板３０と一体物として構成されており、サスペンションタワー１４を構成する鋼材と同じ鋼材からなる。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、取付板３０に設けられている係止片４１は、支持部材６０の切り欠きを通じて係止部４０に組付けられる。すなわち、背壁６１の手前側から奥側に向かって切り欠きの中に係止片４１を挿通し、支持部材６０を係止片４１に対して下方にスライドさせることにより、係止部４０に係止片４１を係止させる。図５（ｂ）に示すように、係止片４１が係止部４０に係止されている状態において、取付板３０の屈曲板部３０Ｂは支持部材６０の背壁６１に当接している。この状態において、支持部材６０の貫通孔６１Ａ及び取付板３０の支持孔３００Ｂにボルト８０が挿通され、該ボルト８０にナット８１が組付けられることにより、支持部材６０と取付板３０とが相対回動可能にボルト締結されている。このように、上述したセジメンタ５０の取付構造では、左サスペンションタワー１４Ａの車幅方向内側の側壁を構成する取付板３０に係止片４１が設けられ、支持部材６０の周壁を構成する背壁６１に係止部４０が設けられている。取付板３０は、横壁１８の車両前側に固定されている。そして、係止片４１と係止部４０とを係止するとともに取付板３０と支持部材６０とを互いに一点でボルト締結することにより、左サスペンションタワー１４Ａに支持部材６０を連結している。支持部材６０は、左サスペンションタワー１４Ａの車幅方向内側の側壁において、車両前側に配設されている。なお、上述したように、支持部材６０を構成している鋼材の強度は、取付板３０を構成している鋼材、すなわちサスペンションタワー１４を構成している鋼材の強度よりも高い。そのため、支持部材６０と一体物として設けられている係止部４０の強度は、取付板３０と一体物として設けられている係止片４１の強度よりも高い。

本実施形態の作用効果について、図６〜図８を参照して説明する。
（１）図６に示すように、車両が右斜め前方から障害物２００に衝突したときには、障害物２００がエンジン１００の右前部に干渉する。これにより、エンジン１００は、初期位置（図６の二点鎖線）から左斜め後方に移動して左サスペンションタワー１４Ａに近づく。エンジン１００が支持部材６０に干渉すると、図６に矢印で示すように、支持部材６０及び該支持部材６０に格納されているセジメンタ５０が左サスペンションタワー１４Ａ側に押される。これにより、支持部材６０が左サスペンションタワー１４Ａに押しつけられる。本実施形態では、支持部材６０の強度が左サスペンションタワー１４Ａの強度よりも高い。そのため、支持部材６０が左サスペンションタワー１４Ａに押しつけられると、左サスペンションタワー１４Ａ、特に取付板３０や横壁１８などが積極的に変形して、車両の衝突による衝撃を受け止める。そのため、支持部材６０はその形状が保持されやすく、支持部材６０に格納されているセジメンタ５０の変形が抑えられる。

また、図７に示すように、車両が左斜め前方から障害物２００に衝突したときには、障害物２００がエンジン１００の左前部に干渉する。これにより、エンジン１００は、初期位置（図７の二点鎖線）から右斜め後方に移動して右サスペンションタワー１４Ｂに近づく。この場合には、エンジン１００は支持部材６０に干渉しない。エンジンルームには、左サスペンションタワー１４Ａの前方にブレーキ装置のアクチュエータ１２０などエンジン１００とは別の他の部材が配設されている。こうした他の部材は、車両衝突時に障害物２００によって後方に押されて支持部材６０に干渉することがある。例えば、アクチュエータ１２０が支持部材６０に干渉すると、図７に矢印で示すように、支持部材６０を車両後方に押す荷重が作用する。本実施形態では、支持部材６０と取付板３０とを一点でボルト締結するとともに、支持部材６０に設けられている係止部４０と取付板３０に設けられている係止片４１とを係止することにより、支持部材６０を左サスペンションタワー１４Ａに連結している。係止部４０の強度は、係止片４１の強度よりも高いため、支持部材６０に対して車両後方に衝突による荷重が作用したときには、その荷重によって係止片４１が変形し、係止部４０と係止片４１との係合が解除される。この状態では、支持部材６０は、ボルト８０のみによって取付板３０に支持された状態になる。そのため、支持部材６０は、ボルト８０を回動中心として取付板３０に対して相対回動可能な状態になる。図８に示すように、アクチュエータ１２０などが干渉したときには、支持部材６０は押しつぶされないように車両後方に回動するため、支持部材６０の変形が抑えられる。したがって、本実施形態のセジメンタ５０の取付構造によれば、車両衝突時におけるセジメンタ５０の保護機能を向上させることができる。

（２）支持部材６０は、左サスペンションタワー１４Ａの車幅方向内側の側壁において、車両前側に連結されている。そのため、支持部材６０に格納されているセジメンタ５０は、カウルグリル２０よりも車両前側に配設される。セジメンタ５０には上方から操作可能なポンプ部５２を有しているが、このポンプ部５２がカウルグリル２０によって覆われないため、作業者の操作が容易になる。したがって、ポンプ部５２を有するセジメンタ５０の適切な配置を実現できる。

（３）係止片４１と係止部４０とを係止しつつ支持部材６０と取付板３０とをボルト締結している。これにより、通常運転時には、支持部材６０が複数箇所で支持された状態になり、車両の路面振動などによる支持部材６０の回動が抑えられる。そのため、支持部材６０によるセジメンタ５０の保持性を向上させることができる。

上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・支持部材６０の形状は適宜変更が可能である。例えば、支持部材６０は、上端から下端に亘って内径が略等しい筒状であってもよい。この場合には、その内部に保持板を設けて、セジメンタ５０を内部に格納可能な構成とすることが望ましい。また、支持部材６０を有底箱状に形成してもよい。この場合には、支持部材６０の底部にセジメンタ５０のドレンプラグ５３を操作可能な底孔を形成することが望ましい。要は、支持部材６０の形状は、セジメンタ５０を格納することができ、且つセジメンタ５０の側面を全周に亘って囲む周壁を有するものであればよい。

・左サスペンションタワー１４Ａの横壁１８には、第１突出台２１や第２突出台２２を必ずしも設ける必要はない。すなわち、第１突出台２１や第２突出台２２を介さずに横壁１８に直接突出ピン２３，２４を設けるようにしてもよい。

・上記実施形態では、左サスペンションタワー１４Ａの横壁１８と取付板３０とをボルト締結によって互いに固定する例を示したが、これらの固定方法は上述したものに限られない。例えば、溶接や接着など他の方法を採用してもよい。

・左サスペンションタワー１４Ａは、横壁１８と取付板３０とを別々の部材として備えていたが、これらを一体物として備えるようにしてもよい。
・係止片４１は取付板３０と別部材として構成してもよい。この場合には、係止片４１を、取付板３０を構成する鋼材の強度と同じ強度の鋼材によって構成してもよいし、取付板３０を構成する鋼材の強度とは異なる強度の鋼材によって構成してもよい。要は、係止片４１の強度よりも係止部４０の強度が高くなるようにすればよい。

・左サスペンションタワー１４Ａの横壁１８に取付板３０を介さずに直接支持部材６０を連結するようにしてもよい。この場合には、取付板３０、第１突出台２１、及び第２突出台２２を省略することが可能である。なお、係止片４１は横壁１８に設ければよい。

・係止部４０は、支持部材６０の背壁６１における幅方向の両端部にそれぞれ設けられていたが、一方を省略してもよい。係止部４０を省略した場合には、省略された係止部４０に対応する係止片４１も省略可能である。また、係止部４０は、背壁６１の幅方向の両端部に限られず、幅方向の中央部に設けてもよいし、湾曲壁６２に設けてもよい。

・係止部４０は支持部材６０と別部材として構成してもよい。この場合には、係止部４０を、支持部材６０を構成する鋼材の強度と同じ強度の鋼材によって構成してもよいし、支持部材６０を構成する鋼材の強度とは異なる強度の鋼材によって構成してもよい。要は、係止片４１の強度よりも係止部４０の強度が高くなるようにすればよい。

・係止部４０及び係止片４１の数は適宜変更が可能である。
・係止片を支持部材に設け、該係止片が係止される係止部をサスペンションタワーに設けるようにしてもよい。この場合には、例えば、図９に示す構成を採用することができる。図９に示すように、サスペンションタワー９０の横壁９１には、支持孔９２と該支持孔９２の下方に形成された開口９３が形成されている。該開口９３には、例えば溶接により、埋設壁９４が固定されている。埋設壁９４は、長方形状の開口９５を有し、サスペンションタワー９０を構成する鋼材よりも強度の高い鋼材によって構成されている。支持部材９６は、セジメンタ５０を格納可能な有底箱状に形成されている。支持部材９６は、埋設壁９４よりも強度の高い鋼材によって構成されている。支持部材９６の周壁９７には、貫通孔９８が形成されている。該周壁９７における貫通孔９８の下方には、係止片９９が設けられている。係止片９９は、周壁９７から外方に突出し、先端部が折れ曲がっている。係止片９９は、埋設壁９４を構成する鋼材よりも強度が低く、サスペンションタワー９０を構成する鋼材よりも強度の高い鋼材によって構成されている。すなわち、サスペンションタワー９０、係止片９９、埋設壁９４、及び支持部材９６の順に強度が高くなっている。係止片９９を開口９５に挿通して埋設壁９４に係止し、貫通孔９８及び支持孔９２を通じてボルト締結することにより、サスペンションタワー９０に支持部材９６が連結される。このセジメンタ５０の取付構造では、埋設壁９４が係止片９９が係止される係止部に相当する。したがって、こうした構造によって、支持部材９６の強度がサスペンションタワー９０の強度よりも高く、係止部である埋設壁９４の強度が係止片９９の強度よりも高いセジメンタ５０の取付構造を実現することもできる。なお、上述したセジメンタの取付構造において、係止片９９、サスペンションタワー９０、埋設壁９４（係止部）、及び支持部材９６の順や、係止片９９、埋設壁９４（係止部）、サスペンションタワー９０、及び支持部材９６の順に強度が高くなるように、各部材の構成材料を設定してもよい。要は、支持部材の強度がサスペンションタワーの強度よりも高く、係止部の強度が係止片の強度よりも高くなればよい。

・サスペンションタワー１４，９０の車幅方向内側の側壁において、支持部材６０，９６を車両後側に連結し、セジメンタ５０がカウルグリル２０の下方に位置するようにしてもよい。

・サスペンションタワー１４，９０及び支持部材６０，９６を鋼材によって構成したが、例えば、他の合金や樹脂など、別の素材によって構成してもよい。なお、この場合であっても、支持部材６０，９６の強度がサスペンションタワー１４，９０の強度よりも高く、係止部の強度が係止片の強度よりも高くすればよい。

１０…エンジンルーム、１１…バンパーフレーム、１２…フロントサイドメンバ、１３…ダッシュパネル、１４…サスペンションタワー、１４Ａ…左サスペンションタワー、１４Ｂ…右サスペンションタワー、１５…上壁、１５Ａ…開口、１７…前壁、１８…横壁、１９…フランジ、２０…カウルグリル、２１…第１突出台、２２…第２突出台、２３，２４…突出ピン、３０…取付板、３０Ａ…基板部、３００Ａ…挿通孔、３０Ｂ…屈曲板部、３００Ｂ…支持孔、４０…係止部、４１…係止片、５０…セジメンタ、５１…分離部、５２…ポンプ部、５３…ドレンプラグ、６０…支持部材、６１…背壁、６１Ａ…貫通孔、６２…湾曲壁、７０…ナット、８０…ボルト、８１…ナット、９０…サスペンションタワー、９１…横壁、９２…支持孔、９３…開口、９４…埋設壁、９５…開口、９６…支持部材、９７…周壁、９８…貫通孔、９９…係止片、１００…エンジン、１１０…車室、１２０…アクチュエータ、１３０…燃料供給通路、２００…障害物。

Claims

車両のエンジンルームを構成する一部材であるサスペンションタワーに支持部材を介してセジメンタを取り付けるセジメンタの取付構造であって、
前記支持部材は、前記セジメンタを格納し、該セジメンタの側面を全周に亘って囲む周壁を有し、
前記サスペンションタワーにおける車幅方向内側の側壁、及び前記支持部材の周壁のうち、一方には係止片が設けられ、他方には該係止片が係止される係止部が設けられており、前記係止片と前記係止部とを係止するとともに互いに一点でボルト締結することによって前記支持部材と前記サスペンションタワーとが連結されており、
前記支持部材の強度が前記サスペンションタワーの強度よりも高く、
前記係止部の強度が前記係止片の強度よりも高い
セジメンタの取付構造。