JP4602389B2 - 車両用アンダーカバー - Google Patents

Description

この発明は、車両用アンダーカバー、特に燃料電池車の車両用アンダーカバーに関する。

車両用アンダーカバーは、車両が走行する際に車体の下面を流れる走行風の空気抵抗を低減し、車室内の騒音を抑制するために車体下面に取り付けられる（特許文献１参照）。
特開２００７−１４１９号公報

ところで、燃料電池車は、水素と酸素の反応により電気エネルギーを発生させこれを駆動源とし走行するものであるが、その反応を促進するため多量の酸素を供給する。そのため、反応後の酸素と水分とが含まれる反応済みガスである排ガスは、流速が高く騒音発生の原因となる。したがって、サイレンサーを設けるようにしている。
ところが、このサイレンサーは車室外側に露出するので、環境風や走行中の空気の流れで冷却され、外気温が低ければ凍結してサイレンサー内の排気管が詰まる虞があるため、同様にして車体の下側に配置されるアンダーカバーを有効利用しサイレンサーの冷却を防止する技術が要望されている。

そこで、この発明は、燃料電池車に用いられるサイレンサーの外気温、環境風、走行風による冷却を防止できる車両用アンダーカバーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、燃料電池車のリヤフロアパネル（例えば、実施形態におけるリヤフロアパネル８）の下方に配置された反応済みガス排出用のサイレンサー（例えば、実施形態におけるサイレンサー２４）を下側から覆う車両用アンダーカバー（例えば、実施形態におけるアンダーカバー３６）であって、カバー本体（例えば、実施形態におけるカバー本体４２）に前記サイレンサーの排出管（例えば、実施形態における排気管チューブ２３、短管２７、テールパイプ２８）の端末の開口部（例えば、実施形態における開口部２９）を臨ませる開口（例えば、実施形態における開口５４）を形成し、前記開口の周縁に前記カバー本体の一般面（例えば、実施形態における一般面５５）よりも低い段差部（例えば、実施形態における段差部５６）を形成し、前記サイレンサーは前記リヤフロアパネルに対してフローティング状態で支持され、かつ前記車両用アンダーカバーに対してクリップ（例えば、実施形態におけるクリップ６７）止めされ、前記排出管は短管（例えば、実施形態における短管２７）を介して前記サイレンサーの幅方向に設けたエンドプレート（例えば、実施形態における右エンドプレート２６）に接続され、前記エンドプレートには前記短管の後方でやや低い位置にテールパイプ（例えば、実施形態におけるテールパイプ２８）が接続されていることを特徴とする。
このように構成することで、カバー本体でサイレンサーを覆い、サイレンサーが外気温、環境風、走行風に晒されるのを防止できる。
また、サイレンサーが振動しても開口の周縁に設けた段差部により、サイレンサーの排出管の端末が開口から外部に突出した状態となるため、サイレンサーの排出管の端末と開口との間からカバー本体内に排ガスが逆流し難く、かつ外気がカバー本体内に浸入し難くなる。

請求項２に記載した発明は、前記開口の周縁と前記サイレンサーの排出管（例えば、実施形態におけるテールパイプ２８）の端末との間に両者間の隙間を閉塞するシール材（例えば、実施形態におけるシール材５７）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、サイレンサーが振動しても開口の周縁とサイレンサーの排出管の端末との間に設けたシール材により両者間をシールして両者間の隙間からカバー本体内に排ガスが逆流して蓄積することがなく、かつ外気がカバー本体内に浸入することもない。

請求項３に記載した発明は、前記サイレンサーと前記アンダーカバーとを連結することを特徴とする。
このように構成することで、アンダーカバーの振動を防止することができる。

請求項１に記載した発明によれば、カバー本体でサイレンサーを覆い、サイレンサーが外気、環境風、走行風に晒されるのを防止できるため、外気温が低い場合にサイレンサーが冷却され、サイレンサー内の排気管が凍結するのを防止できる効果がある。
また、サイレンサーが振動しても開口の周縁に設けた段差部により、サイレンサーの排出管の端末が外部に突出した状態となるため、サイレンサーの排出管の端末と開口との間からカバー本体内に排ガスが逆流し難く、かつ外気がカバー本体内に浸入し難くなる。
請求項２に記載した発明によれば、サイレンサーが振動しても開口の周縁とサイレンサーの排出管の端末との間に設けたシール材により両者間をシールして両者間の隙間からカバー本体内に排ガスが逆流して蓄積することがなく、かつ外気がカバー本体内に浸入することもないため、外気によりサイレンサー内の排気管の凍結を防止できる効果がある。
請求項３に記載した発明によれば、アンダーカバーの振動を防止することができるため、音振性能が向上する効果がある。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、図中ＦＲは車体前側を示す。図１〜３に示すように、燃料電池車の車体１の後部には車体前後方向に延びるリヤフレーム２，２が左右に設けられている。リヤフレーム２，２は後端部側が段差部３，３を介して斜めに立ち上がるようにして形成され、左右のリヤフレーム２，２の段差部３，３の間にはミドルクロスメンバ４（図４参照）が設けられ、左右のリヤフレーム２，２の後端はリヤクロスメンバ５によって連結されている。リヤクロスメンバ５から下方に延び車体後壁を構成するリヤパネル６にはリヤバンパフェイス７がこれを覆うように取り付けられている。左右のリヤフレーム２，２にはリヤフロアパネル８が取り付けられている。

リヤフレーム２，２には後端部からやや前側の部分に枠状のサブフレーム１０が下方から取り付けられている。サブフレーム１０は車幅方向に設けた前横フレーム１１と後横フレーム１２と、これら前横フレーム１１と後横フレーム１２の左右の端部を前後で連結する車体前後方向の左縦フレーム１３と右縦フレーム１４とで枠状に構成されている。サブフレーム１０の前部には図示しないバッテリ及び高圧電装機器類が支持され、後部には水素タンク１５が支持されている。
サブフレーム１０には図示しないサスペンションユニットが後輪と共に支持されるため、サブフレーム１０の後横フレーム１２の下面にはサスペンションユニットの取付部１６，１６が、サブフレーム１０の左縦フレーム１３と右縦フレーム１４の下面にはサスペンションユニットの取付部１７，１７が設けられている。

サブフレーム１０の前横フレーム１１とリヤフレーム２，２の段差部３，３の下面に渡る部位には電装部品アンダーカバー１８が複数のボルト１９により固定され、サブフレーム１０の水素タンク１５の下には水素タンクアンダーカバー２１が複数のボルト２２により取り付けられている。
ここで、車体１の右側寄りには車体前側から電装部品アンダーカバー１８の上方に配索され水素タンクアンダーカバー２１の下方を通り、サブフレーム１０の右縦フレーム１４の内側に沿いサブフレーム１０の後横フレーム１２の上を通る、排気管チューブ２３が配索されている。

ここで、燃料電池内で反応に使用された酸素と水素の反応済みガスである排ガスは合流され、その後図示しない希釈ボックスにて希釈された状態で排気管チューブ２３内を流れてくるが、この排ガスの流量が多い場合には、排気音が無視できないものとなってしまう。そのため、これを低減するため排気管チューブ２３の端末には、サイレンサー２４が接続されている。このサイレンサー２４はサブフレーム１０の後横フレーム１２と左右のリヤフレーム２，２とリヤクロスメンバ５との間であって、サブフレーム１０の後横フレーム１２に近接して配置されている。

サイレンサー２４は両端部の楕円形の左エンドプレート２５と右エンドプレート２６とを車幅方向に向けて配置した筒状の部材である。右エンドプレート２６の前寄りには短管２７が車幅方向に沿って固定され、この短管２７に排気管チューブ２３が車体右側から車幅方向中央部に向けて装着固定されている。右エンドプレート２６の後寄りには、短管２７、内部に設けた図示しない膨張室に連通するテールパイプ２８が車幅方向外側に向けて接続され、テールパイプ２８の端末は後方に向かって折れ曲がった後に下方に開口部２９を向けている。

図４は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。前述した左右のリヤフレーム２，２の段差部３，３の間を接続するミドルクロスメンバ４には下縁部３１が設けられ、下縁部３１がサブフレーム１０の後横フレーム１２の後面近傍に延出し、リヤクロスメンバ５の下縁部を構成するリヤパネル６もミドルクロスメンバ４の下縁部３１と同様の位置まで下側に延出し、これら下縁部３１とリヤパネル６の下縁にリヤフロアパネル８が接合されている。このリヤフロアパネル８の下方にサイレンサー２４が配置されている。

ここで、リヤクロスメンバ５にはブラケット３３を介してリヤバンパフェイス７の上縁３４が取り付けられ、リヤバンパフェイス７の下縁部３５はリヤフロアパネル８の底壁位置付近まで延びており、このリヤバンパフェイス７の下縁部３５とサブフレーム１０の後横フレーム１２の下面との間にアンダーカバー３６が取り付けられている。尚、アンダーカバー３６とリヤバンパフェイス７とはクリップ３７により取り付けられる。

図２に示すように、アンダーカバー３６は排気ガス温度が低い（常時６０度程度）関係で、ＰＰ材等の樹脂材料によって形成されている。アンダーカバー３６は前縁部３９がサブフレーム１０の後横フレーム１２に４箇所でボルト３８により取り付けられ、側縁部４０が前後でリヤフレーム２にボルト３８により固定され、後縁部４１がリヤバンパフェイス７を介してリヤパネル６に３箇所でボルト３８により取り付けられている。

図４、図５に示すように、アンダーカバー３６のカバー本体４２は下壁４３がサイレンサー２４の下方部位では平坦部４４となっていてその後、後方の斜め上に向かう傾斜部４５で形成され、側壁４６は後方に行くほどリヤフロアパネル８の底壁４７に近づくようにして高さが小さく形成されている。したがって、サイレンサー２４はこのアンダーカバー３６とリヤフロアパネル８との間の空間部分４８に位置することとなる。

アンダーカバー３６のカバー本体４２の底壁４７外面には前後方向に複数の補強用及び整流用のリブ４９が形成され、底壁４７の前部の車幅方向中央部には牽引用アンカ孔５０が形成されている。カバー本体４２の底壁４７外面の後部両側には雪により閉塞しないように凹部５１，５１が形成され、各凹部５１の底壁に排水孔５２が形成されている。排水孔５２，５２間には通常の排水を行う３つの排水孔５３，５３，５３が形成されている。 そして、カバー本体４２には傾斜部４５にサイレンサー２４のテールパイプ２８の端末を臨ませる開口５４が形成され、この開口５４の周縁には、カバー本体４２の一般面５５よりも低く下がるようにして形成された段差部５６が設けられている。

図２、図６に示すように、サイレンサー２４の右エンドプレート２６の上側には短管２７とテールパイプ２８との間にリヤフロアパネル８にゴムブッシュ６０、カラー６０’をを介してボルト６１、ナット６１’により固定される右支持ブラケット６２が設けられている。サイレンサー２４の左エンドプレート２５にはリヤフロアパネル８に各々ゴムブッシュ６０、カラー６０’を介してボルト６１、ナット６１’により固定される左前支持ブラケット６３と左後支持ブラケット６４が設けられている。
これら右支持ブラケット６２、左前支持ブラケット６３、左後支持ブラケット６４はＬ字状に形成された部材で、リヤフロアパネル８への取付部６５には後側が開口する切欠部６６が形成され（右支持ブラケット６２では図示せず）、ここにボルト６１、カラー６１’ゴムブッシュ６０を挿入してナット６１’で締め付け、サイレンサー２４をフローティングして支持するようになっている。
また、左エンドプレート２５の前側であって下側にはアンダーカバー３６にクリップ６７止めされる左クリップブラケット６８が設けられ、右エンドプレート２６の前側であって下側にはアンダーカバー３６にクリップ６７止めされる右クリップブラケット６９が設けられている。

図７に示すように、サイレンサー２４の右エンドプレート２６に取り付けられたテールパイプ２８は短管２７の後方でやや低い位置に接続されている。具体的には短管２７の底部とテールパイプ２８の底部とを結んだ直線Ｌが水平線Ｈに対して角度θ（所定角度）傾斜して配置されている。
したがって、車体１が前側に角度θを超えて傾斜しない限り、テールパイプ２８の端末の開口部２９は短管２７より下側に位置して排ガス中に水蒸気の状態、あるいは水の状態となっている生成水を排水できる。尚、車体１が後側に傾斜した場合にはテールパイプ２８は短管２７に対してより低い位置になるため排水性に問題はない。

ここで、アンダーカバー３６のカバー本体４２の開口５４の周縁にはサイレンサー２４のテールパイプ２８の外周面に密接するシール材５７が取り付けられている。
このシール材５７はテールパイプ２８の周縁に嵌着するコの字断面形状の装着部５８とテールパイプ２８の外周に密接するリップ部５９とで構成されている。
リップ部５９はテールパイプ２８の端末の開口部２９よりもやや右エンドプレート２６寄りに延びるように形成され、サイレンサー２４、つまりテールパイプ２８が振動しても、リップ部５９がテールパイプ２８の外周から離れないようにたわみ代をもった充分な長さを備えている。
ここで、テールパイプ２８の端末の開口部２９はアンダーカバー３６のカバー本体４２の一般面５５と面一に設定され、シール材５７を装着した状態でシール材５７の装着部５８がアンダーカバー３６のカバー本体４２の一般面５５よりも外側に突出しないようになっている。カバー本体４２とシール材５７とでアンダーカバー３６が構成されている。尚、図示都合上シール材５７は図７にのみ示し、図１〜３では図示を省略する。

上記実施形態によれば、サイレンサー２４がアンダーカバー３６で覆われ、リヤフロアパネル８とアンダーカバー３６とで囲まれた空間部分４８内に収容されるため、サイレンサー２４と外気とが直接接触するのを防止し、外気温、環境風、走行風によるサイレンサー２４の冷却を防止することができる。
よって、サイレンサー２４の内部が冷却されるのを確実に防止して燃料電池車の性質上温度が低い排ガスが外気温、環境風、走行風により直接的に冷却されることがなくなり、内部の排気管が凍結するのを防止できる。
また、サイレンサー２４のテールパイプ２８の端末の開口部２９がアンダーカバー３６の一般面５５と面一に設定され、アンダーカバー３６のカバー本体４２の開口５４が段差部５６を介して一般面５５より低い位置に設定してあるため、カバー本体４２のリブ４９と共にアンダーカバー３６の整流効果を発揮することができる。

アンダーカバー３６のカバー本体４２の開口５４の周縁にはサイレンサー２４のテールパイプ２８の外周面に密接するシール材５７が取り付けられているため、サイレンサー２４に取り付けにばらつきがあっても、あるいは多少振動するサイレンサー２４のテールパイプ２８が揺れを生じていたとしても、シール材５７がアンダーカバー３６のカバー本体４２の開口５４とサイレンサー２４のテールパイプ２８の外周面との間の隙間を閉塞した状態を維持できる。よって、外気の空間部分４８内への浸入を阻止してサイレンサー２４が冷却されるのを確実に防止できると共に、排ガスが空間部分４８内に逆流して蓄積するのを防止できる。

そして、サイレンサー２４はリヤフロアパネル８に対して、右エンドプレート２６に設けた右支持ブラケット６２、左エンドプレート２５に向けた左前支持ブラケット６３、左後支持ブラケット６４により各々ゴムブッシュ６０を介してフローティング状態で確実に支持され、アンダーカバー３６に対しては左クリップブラケット６８と右クリップブラケット６９によりクリップ６７止めされるため、アンダーカバー３６の振動防止を図り音振性能の向上を図ることができる。

また、アンダーカバー３６の下壁４３は前側の平坦部４４が後方では斜め上に向かって傾斜しているため、開口５４からテールパイプ２８の端末の開口部２９が後方から見え、見栄えもよく、アンダーカバー３６の下壁に沿って流れる走行風に吸い出されるようにしてスムーズに排ガスが排出できる。

尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、アンダーカバー３６の開口５４の周縁とサイレンサー２４のテールパイプ２８との間の隙間を閉塞するものであれば、テールパイプ２８の周囲に、アンダーカバー３６の開口５４の周縁に密接するシール材を設けてもよい。また、短管２７の底部とテールパイプ２８の底部とを結んだ直線Ｌが水平線Ｈに対してなす角度θは一例であって、車体が前側へ傾斜した際にテールパイプ２８内の水分の排水性を確保できればよい。
尚、シール材５７を設けない場合であっても、サイレンサー２４が振動したときに、アンダーカバー３６の開口５４の周縁に段差部５６を設けたことにより、サイレンサー２４のテールパイプ２８の端末の開口部２９がアンダーカバー３６の開口５４から外側に突出した状態となるため、テールパイプ２８の端末の開口部２９とアンダーカバー３６の開口５４との間からカバー本体４２内に排ガスが逆流し難く、かつ外気がカバー本体４２内に浸入し難くなる。

この発明の実施形態の左後下から見た要部斜視図である。 この発明の実施形態の下面図である。 この発明の実施形態の右後下から見た要部拡大斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 アンダーカバーのカバー本体の斜視図である。 サイレンサーの取り付け状態を示す斜視図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

２４ サイレンサー
３６ アンダーカバー
４２ カバー本体
２８ テールパイプ（排出管）
２９ 開口部
５４ 開口
５５ 一般面
５６ 段差部
５７ シール材

Claims (3)

1. 燃料電池車のリヤフロアパネルの下方に配置された反応済みガス排出用のサイレンサーを下側から覆う車両用アンダーカバーであって、カバー本体に前記サイレンサーの排出管の端末の開口部を臨ませる開口を形成し、前記開口の周縁に前記カバー本体の一般面よりも低い段差部を形成し、前記サイレンサーは前記リヤフロアパネルに対してフローティング状態で支持され、かつ前記車両用アンダーカバーに対してクリップ止めされ、前記排出管は短管を介して前記サイレンサーの幅方向に設けたエンドプレートに接続され、前記エンドプレートには前記短管の後方でやや低い位置にテールパイプが接続されていることを特徴とする車両用アンダーカバー。
2. 前記開口の周縁と前記サイレンサーの排出管の端末との間に両者間の隙間を閉塞するシール材を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用アンダーカバー。
3. 前記サイレンサーと前記アンダーカバーとを連結することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用アンダーカバー。

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