JP2010280296A - 燃料タンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク内での圧縮空気の解放による異音の発生を抑制可能な燃料タンク構造を得る。
【解決手段】燃料タンク１４の内部には、天面１４Ｔを局所的に底面１４Ｂに向かって延出させて、燃料移動抑制部材２０としてのバッフル２２及びスタンドオフ２４が形成され、燃料Ｆの流動（移動）を抑制する。燃料移動抑制部材２０同士の間、あるいは、燃料タンク１４の外周面１４Ｓと燃料移動抑制部材２０との間の隙間２６には、リブ２８、３０が形成されており、隙間２６での圧縮気体の移動を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料を収容する燃料タンクを備えた燃料タンク構造に関する。

自動車に搭載される燃料タンク構造では、たとえば特許文献１に記載されているように、タンク内部に向けて中空泡消板を突出させ、燃料の波動を抑制するようにした構造のものが記載されている。

ところで、燃料タンク内で燃料の移動が生じると、燃料タンク内の気体が一時的に燃料内で圧縮されることがある。この圧縮空気が燃料上方の気相部分に解放されることにより、異音が発生することがある。

実公昭５７−３２９０９号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク内での圧縮空気の解放による異音の発生を抑制可能な燃料タンク構造を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンクの内部において燃料タンクの天面から底面に向かって延出されて下端が燃料タンク内の満タン液位よりも下方に位置し、燃料タンク内の燃料流動を抑制する１又は複数の燃料移動抑制部材と、前記燃料移動抑制部材同士の間、又は燃料移動抑制部材と前記燃料タンクの側面との間に構成された隙間において燃料タンクの天面から底面に向かって延出され、下端が前記隙間を構成している燃料移動抑制部材の下端よりも上方に位置し、前記隙間での気体移動を抑制する１又は複数の気体移動抑制部材と、を有する。

この燃料タンク構造では、燃料タンクの天面から底面に向かって燃料移動抑制部材が延出されている。このため、燃料タンク内に収容された燃料の移動は、燃料が燃料移動抑制部材に当たることによって抑制される。特に、燃料移動抑制部材の下端は燃料タンク内の満タン液位よりも下方に位置しているので、燃料移動抑制部材の下端が満タン液位よりも上方に位置している構成と比較して、燃料が燃料移動抑制部材に当たりやすくなり、燃料移動を効果的に抑制できる。

燃料タンクの天面からは、底面に向かって気体移動抑制部材が延出されている。気体移動抑制部材の下端は燃料移動抑制部材よりも上方に位置しているので、燃料タンク内において気体（燃料よりも上方に位置している）の移動を抑制できる。燃料タンク内で燃料の移動に伴って圧縮空気が発生した場合でも、圧縮空気の移動を抑制することで、圧縮空気の気相部分への短時間での解放も抑制できる。特に、気体移動抑制部材は、燃料移動抑制部材同士の間、又は燃料移動抑制部材と燃料タンクの側面との間の隙間に位置しているが、このような隙間では、燃料が流れる部分の実質的な断面積が狭くなっており、隙間を圧縮空気が通り抜けた場合には短時間で解放されやすいが、本発明では、気体移動抑制部材によって、圧縮空気の短時間での解放を抑制できる。そしてこれにより、圧縮空気解放後の燃料液面の乱れも防止できるので、異音（燃料の流動音）の発生を抑制できると共に、異音が発生した場合でも、短時間での減衰、収束を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記気体移動抑制部材が複数設けられると共に、少なくとも一部の気体移動抑制部材において、下端が前記燃料タンク内の満タン液位よりも上方に位置している。

複数の気体移動抑制部材を設けることで、気体の移動を抑制する効果が、１つのみ気体移動抑制部材を設けた構成と比較して高くなる。また、気体移動抑制部材の下端が満タン液位よりも上方に位置しているので、燃料の移動は抑制せず、気体の移動を確実に抑制可能となる。

なお、すべての気体移動抑制部材について、その下端が満タン液位より上方に位置している必要はない。すなわち、下端が満タン液位よりも下方に位置している気体移動抑制部材が存在していても、実際の燃料タンク内の液位（満タン液位よりも低い場合が多い）や、液面の挙動、さらに、気体移動抑制部材の配置位置等によっては、気体の移動を抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記燃料タンクに、車両搭載時の後方側に前記天面の高さを局所的に低くした低天面部が構成され、前記気体移動抑制部材が複数設けられると共に、少なくとも一部の気体移動抑制部材が前記低天面部から延出されている。

複数の気体移動抑制部材を設けることで、気体の移動を抑制する効果が、１つのみ気体移動抑制部材を設けた構成と比較して高くなる。

また、低天面部に圧縮空気が存在していると、低天面部以外の天面（以下「高天面部」という）に圧縮空気が解放されるときに一気に解放されやすくなるが、一部の気体移動抑制部材は低天面部から延出されているので、低天面部からの圧縮空気の解放を効果的に抑制できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料移動抑制部材及び前記気体移動抑制部材が、前記燃料タンクの外殻を構成する壁体を燃料タンク内部に膨出させて構成されている。

すなわち、燃料タンクの外殻を構成する壁体を燃料タンク内部に膨出させて燃料移動抑制部材及び気体移動抑制部材を構成することで、燃料移動抑制部材及び気体移動抑制部材の形成が容易になると共に、部品点数の削減と軽量化を図ることが可能になる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記気体移動抑制部材が、前記燃料タンクの壁体及び前記燃料移動抑制部材の少なくとも１つと連続している。

したがって、気体移動抑制部材が、燃料タンクの壁体及び燃料移動抑制部材の双方から分離している構造と比較して、気体移動抑制部材の側面の一部が省略されることになるので、気体移動抑制部材の成型が容易になる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンク内での圧縮空気の解放による異音の発生を抑制できる。

本発明の一実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを示す平面図である。 本発明の一実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを部分的に拡大して示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、（Ａ）は車両後方側のリブで圧縮空気の移動を抑制している状態、（Ｂ）は車両後方側及び車両前方側の２つのリブで圧縮空気の移動を抑制している状態である。 比較例の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを部分的に拡大して示し、（Ａ）は圧縮空気が発生した状態、（Ｂ）は圧縮空気が燃料の液面上に解放された状態である。

図１には、本発明の一実施形態の燃料タンク構造１２が燃料タンク１４を平面視した状態で示されている。また、図２には、この燃料タンク構造１２が、燃料タンク１４の図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図として示されている。図面において、車両先方側を矢印ＦＲで、車幅方向を矢印Ｗで、上方を矢印ＵＰでそれぞれ示す。

燃料タンク１４は、金属や樹脂等の壁体１６によって、外殻が全体として閉曲面状に形成されており、内部に燃料Ｆを収容可能とされている。特に本実施形態では、車幅方向の中央部分において、底面１４Ｂが上方に湾曲され、さらに車幅方向右側部分の底面１４Ｂが左側部分の底面１４Ｂよりも高い位置に形成されている。加えて、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、車幅方向右側部分の天面１４Ｔは、車両前後方向の略中央から後端に向かうにしたがって下方に向かうように傾斜されており、低天面部１８Ｌが構成されている。なお、以下では、この低天面部１８Ｌ以外の天面１４Ｔを、高天面部１８Ｈという。

天面１４Ｔには図示しない満タン規制バルブが取り付けられており、燃料タンク１４の燃料Ｆの満タン液位ＦＬは、この満タン規制バルブによって決められている。

燃料タンク１４の内部には、天面１４Ｔの部分の壁体１６を局所的に底面１４Ｂに向かって延出させて、１又は複数（本実施形態では３つ）のバッフル２２が形成されている。図２も示すように、バッフル２２の下端２２Ｂは車幅方向に所定の幅を有しており、下端２２Ｂの上下方向の位置は、満タン液位ＦＬよりも低い位置とされている。したがって、バッフル２２の下端は、燃料タンク１４内に満タン状態で燃料Ｆが存在していると液没する。

また、燃料タンク１４の内部には、天面１４Ｔの部分の壁体１６と、底面１４Ｂの部分の壁体１６とを互いに接近方向に延出させて上下方向の中間部分で接合した１又は複数（本実施形態では１つ）スタンドオフ２４が形成されている。スタンドオフ２４は、その形状から分かるように、下端２４Ｂが実質的に燃料タンク１４の底面１４Ｂに達して、満タン液位ＦＬよりも低い位置となっている。なお、バッフル２２とスタンドオフ２４とはいずれも、本発明に係る燃料移動抑制部材２０の例となっている。

したがって、燃料タンク１４内で、燃料Ｆが流動（移動）すると、燃料の一部が燃料移動抑制部材２０（バッフル２２又はスタンドオフ２４）に接触し、この流動が抑制される。特に本実施形態では、図１から分かるように、バッフル２２及びスタンドオフ２４を、車両前後方向の略中央よりも後方よりに設けている。一般に、車両制動時には、燃料タンク１４内で慣性により燃料Ｆが一時的に車両前方側へ移動し、制動終了直後には、この燃料が車両後方側へと移動する。そして以降は、車両前後方向へ燃料Ｆが振動する現象、いわゆる揺り戻しが生じやすくなるが、このような燃料Ｆの流動を、燃料移動抑制部材２０（バッフル２２及びスタンドオフ２４）によって抑制することができる。

図１及び図２から分かるように、燃料移動抑制部材２０同士の間、あるいは、燃料タンク１４の外周面１４Ｓと燃料移動抑制部材２０との間には、燃料移動抑制部材２０が存在していないため隙間２６が構成されていることになる。すなわち、この隙間２６では、燃料タンク１４内の燃料Ｆや気体が流れる部分の実質的な断面積が狭くなった流路が構成されている。そして、燃料タンク１４内において燃料Ｆの流動時に、燃料Ｆが通過しやすくなっており、さらに、燃料Ｆの上方に存在している気体も移動しやすくなるとともに、通過した気体が燃料Ｆの液面上に一気に解放されやすくなっている。

隙間２６の所定位置には、天面１４Ｔ（高天面部１８Ｈ）の壁体１６を局所的に底面１４Ｂに向かって延出させて、１又は複数（本実施形態では５つ）のリブ２８が形成されている。リブ２８は、隙間２６における燃料Ｆの移動方向に対向しているが、図２から分かるように、リブ２８の下端２８Ｂの位置は、満タン液位ＦＬよりも高い位置とされている。したがって、燃料タンク１４内で燃料Ｆが流動しても、燃料Ｆがリブ２８に当たる蓋然性は低いが、隙間２６を気体が移動しようとすると、この気体の移動はリブ２８が抑制する。

さらに、図３（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、燃料タンク１４の内部には、低天面部１８Ｌの壁体１６を局所的に底面１４Ｂに向かって湾曲させて、１又は複数（本実施形態では車両前後方向に並んで２つ）のリブ３０が形成されている。リブ３０は、リブ２８とは異なり、その下端３０Ｂが満タン液位ＦＬよりも下方に位置している。

図１から分かるように、リブ２８、３０は、燃料タンク１４を平面視したとき、燃料タンク１４の外周面１４Ｓ、バッフル２２、及びスタンドオフ２４の少なくとも１つと連続している。リブ２８、３０を外周面１４Ｓ、バッフル２２、及びスタンドオフ２４から完全に分離して配置すると、リブ２８、３０の周囲のすべての面を形成する必要が生じるが、本実施形態のように外周面１４Ｓ、バッフル２２、及びスタンドオフ２４の少なくとも１つと連続した形状のリブ２８、３０では、周囲の面の一部が省略されていることになる。

次に、本実施形態の燃料タンク構造１２の作用を説明する。

燃料タンク構造１２が適用された車両の制動時には、慣性により、燃料タンク１４内の燃料が車両前方側へ移動するが、制動終了直後には、図１に矢印ＦＢ１で示すように、燃料Ｆが車両後方側へ移動しようとする。そしてさらに、燃料Ｆが車両前方側へと移動し、以降は、車両前後方向へ燃料Ｆが振動する現象、いわゆる揺り戻しが生じやすくなるが、本実施形態では、燃料タンク１４の内部に設けた燃料移動抑制部材２０（バッフル２２及びスタンドオフ２４）に燃料が当たるので、燃料Ｆの流動を抑制することができる。燃料タンク１４内で流動した燃料が燃料タンク１４の天面１４Ｔに強く当たることが抑制され、さらに、燃料Ｆの液面の乱れも抑制されるので、これらに起因する異音の発生も抑制される。

燃料移動抑制部材２０同士の間、あるいは、燃料タンク１４の外周面１４Ｓと燃料移動抑制部材２０との間には、隙間２６が構成されているので、燃料タンク１４内において、隙間２６を気体が移動しやすくなっている。特に、本実施形態の燃料タンク構造１２では、上記したように燃料タンク１４の内部における燃料Ｆの流動が抑制されているが、わずかな流動によっても気体が局所的に圧縮された部分、すなわち圧縮空気ＣＡ（図３参照）が発生してしまうことがある。そして、隙間２６では、局所的に気体が流れる断面積が狭くなっているので、隙間２６を通過した圧縮空気ＣＡが、燃料Ｆの液面上に一気に解放され、異音が発生するおそれがある。また、圧縮空気ＣＡの解放により、燃料Ｆの液面の乱れを誘発するおそれもある。

ここで、本実施形態の燃料タンク構造１２では、隙間２６にリブ２８、３０が形成されており、隙間２６における圧縮空気ＣＡの移動が抑制される。そしてこれにより、圧縮空気ＣＡが液面上に一気に解放され難くなるので、異音の発生を抑制できる。また、圧縮空気ＣＡの解放による液面の乱れも抑制されるので、燃料Ｆの流動に伴う異音の発生も抑制できる。異音（流動音）が発生している場合でも、短時間で流動音を減衰、収束を図ることができる。

特に、リブ２８は、その下端２８Ｂが満タン液位ＦＬよりも上方に位置している。リブ２８の下端２８Ｂが液没する蓋然性が低いので、燃料Ｆの移動は抑制せず、気体（圧縮空気）の移動を効果的に抑制できる。

また、リブ３０は、図３にも示すように低天面部１８Ｌに設けられているが、この低天面部１８Ｌの下方では、低天面部１８Ｌと底面１４Ｂとの狭い空間に、揺り戻された燃料が短時間で入り込むため、圧縮空気ＣＡが発生しやすい。ここで、図４に示す比較例のように、リブ３０が形成されていない構造では、圧縮空気ＣＡは、図４（Ａ）に示すように、低天面部１８Ｌに沿うようにして車両前方側へ移動することがあり、その結果、図４（Ｂ）に示すように、短時間で高天面部１８Ｈの下方の液面上に解放されることになる。本実施形態では、図３から分かるように、低天面部１８Ｌにも対応してリブ３０を形成しているので、低天面部１８Ｌの下方で発生した圧縮空気ＣＡの移動を抑制でき、圧縮空気の解放に起因する異音の発生や液面の乱れを効果的に抑制できる。しかも、リブ３０については、その下端３０Ｂが満タン液位ＦＬよりも下方に位置しており、燃料Ｆの内部に巻き込まれた圧縮空気ＣＡの移動を効果的に抑制できる。

特に、本実施形態では、リブ３０を、車両前後方向に並んで複数（２つ）形成している。したがって、図３（Ａ）に示すように、車両後方側で発生した圧縮空気ＣＡの移動を、まず、車両後方側のリブ３０Ｒで抑制できるが、圧縮空気ＣＡがリブ３０Ｒを通過した場合、あるいは、圧縮空気ＣＡの量が多い場合には、図３（Ｂ）に示すように、さらに車両前方側のリブ３０Ｆによって、その移動を抑制できる。

なお、本発明の気体移動抑制部材としては、リブ２８とリブ３０のいずれか一方のみが設けられていても、隙間２６における気体の移動を抑制することができる。

また、上記では、リブ２８を、燃料タンク１４の壁体１６及び燃料移動抑制部材２０の少なくとも１つと連続する形状とすることで、リブ２８の周囲の面の一部を省略した形状としている。もちろん、リブ２８を、燃料タンク１４の外周面１４Ｓ及び燃料移動抑制部材２０から平面視で分離した構造としてもよい。実際には、たとえば金属製の燃料タンク１４の場合には、金属板材に対しプレス加工（絞り加工）等により所望の燃料タンク１４の形状に成型することが多いため、リブ２８を燃料タンク１４の壁体１６や燃料移動抑制部材２０と連続する形状とすることで、加工が容易となる。樹脂製の燃料タンク１４の場合であっても、燃料タンク１４の壁体１６や燃料移動抑制部材２０とリブ２８とが連続していると、リブ２８、３０が壁体１６及び燃料移動抑制部材２０と部分的に重なっていることになり、天面１４Ｔの実質的な延出部分が少なくなるので、成型や加工が容易になる。

また、燃料移動抑制部材２０及びリブ２８は、必ずしも天面１４Ｔの壁体１６を底面１４Ｂに向かって膨出させることで構成されている必要はない。たとえば、燃料タンク１４の壁体１６とは別体の部材を、燃料タンク１４の天面１４Ｔに懸垂状態で取り付けてバッフル２２やリブ２８を構成してもよいが、上記実施形態のように、燃料タンク１４の壁体１６を膨出させると、燃料タンク１４の外殻を成型するときに、同時に燃料移動抑制部材２０及びリブ２８を容易に形成できる。また、燃料移動抑制部材２０及びリブ２８が燃料タンク１４と一体化されるので、部品点数の削減と軽量化を図ることができる。

１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
１４Ｔ 天面
１４Ｂ 底面
１６ 壁体
１８Ｈ 高天面部
１８Ｌ 低天面部
２２ バッフル（燃料移動抑制部材）
２４ スタンドオフ（燃料移動抑制部材）
２６ 隙間
２８ リブ（気体移動抑制部材）
３０ リブ（気体移動抑制部材）
Ｆ 燃料
ＦＬ 満タン液位
ＣＡ 圧縮空気

Claims (5)

1. 燃料を収容する燃料タンクと、
   前記燃料タンクの内部において燃料タンクの天面から底面に向かって延出されて下端が燃料タンク内の満タン液位よりも下方に位置し、燃料タンク内の燃料流動を抑制する１又は複数の燃料移動抑制部材と、
   前記燃料移動抑制部材同士の間、又は燃料移動抑制部材と前記燃料タンクの側面との間に構成された隙間において燃料タンクの天面から底面に向かって延出され、下端が前記隙間を構成している燃料移動抑制部材の下端よりも上方に位置し、前記隙間での気体移動を抑制する１又は複数の気体移動抑制部材と、
   を有する燃料タンク構造。
2. 前記気体移動抑制部材が複数設けられると共に、少なくとも一部の気体移動抑制部材において、下端が前記燃料タンク内の満タン液位よりも上方に位置している請求項１に記載の燃料タンク構造。
3. 前記燃料タンクに、車両搭載時の後方側に前記天面の高さを局所的に低くした低天面部が構成され、
   前記気体移動抑制部材が複数設けられると共に、少なくとも一部の気体移動抑制部材が前記低天面部から延出されている請求項１に記載の燃料タンク構造。
4. 前記燃料移動抑制部材及び前記気体移動抑制部材が、前記燃料タンクの外殻を構成する壁体を燃料タンク内部に膨出させて構成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
5. 前記気体移動抑制部材が、前記燃料タンクの壁体及び前記燃料移動抑制部材の少なくとも１つと連続している請求項４に記載の燃料タンク構造。

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