JP2012086727A - 燃料タンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクを効果的に断熱でき、コスト且つ重量増を抑制できる燃料タンク構造を得る。
【解決手段】燃料タンク１４の下面１４Ｂから側面１４Ｓの一部には、カバー部材１８が配設されており、燃料タンク１４とカバー部材１８の間には、下方間隙４２及び側方間隙４４により断熱空気層４０が構成される。カバー部材１８の上端部分に取り付けられたシール部材２８により、断熱空気層４０が密閉される。断熱空気層４０により燃料タンク１４を断熱でき、断熱のためのウレタン等の部材が不要となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク構造に関する。

自動車等の車両に備えられる燃料タンク構造では、燃料タンク内の燃料温度の変化を抑制することが望まれる。特許文献１には、燃料タンクの下面側において、合成樹脂製の断熱カバーがバンドによって支持された自動車用燃料タンクにおける断熱カバー構造が記載されている。

しかし、特許文献１の構造では、合成樹脂製の断熱カバーを用いているため、コスト高や重量増を招くおそれがある。

実開平６−４７０２３号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクを効果的に断熱でき、コスト且つ重量増を抑制できる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、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンクの下面との間に下方間隙を構成して該下面を下側から覆う下面カバー部材と、前記下面カバー部材から延出され燃料タンクの側周面との間に側方間隙を構成して該側周面を取り囲む側面カバー部材と、前記燃料タンクと前記側面カバー部材との間の前記側方間隙を密封して該間隙の少なくとも一部を断熱空気層とするシール部材と、を有する。

この燃料タンク構造では、燃料タンクの下面を下面カバー部材が下側から覆うと共に、燃料タンクの側周面（側面の全体）を側面カバー部材が取り囲んでいる。燃料タンクの下面とカバー部材との間には下方間隙が構成され、燃料タンクの側面と側面カバー部材との間には側方間隙が構成されている。そして、燃料タンクの側面と側面カバー部材との間の側方間隙は、シール部材によって密封されており、この間隙の少なくとも一部は断熱空気層とされている。すなわち、燃料タンクの下面及び側面に、密封された空気層としての断熱層が設けられていることになる。断熱のために合成樹脂製の断熱カバー等を用いる必要がないので、低コストで構成できると共に、重量増を抑制できる。

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、前記シール部材の前記燃料タンクへの接触部分が燃料タンクの満タン液位よりも上方とされている。

したがって、燃料タンク内の燃料が満タンである場合でも、燃料が存在している部分の側方全部に確実に側方間隙（断熱空気層）が構成される。また、燃料タンク内では、燃料よりも上方の気体層が断熱層として作用する。すなわち、燃料タンク内の燃料が満タンであっても、燃料の周囲の全面で断熱できる。燃料の上方では燃料タンク内の気体層を用いて断熱しているので、この部分の断熱に合成樹脂製の断熱カバーを用いた構成と比較して、低コストで構成できると共に、重量増を抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記シール部材が、弾性を有する弾性シール部材とされている。

したがって、燃料タンクが、たとえばタンク内圧の変動等により変形した場合でも、弾性シール部材の弾性によりこの変形を吸収して、側方間隙を密封した状態を安定的に維持できるため、断熱性が向上する。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記弾性シール部材が、前記側面カバー部材から内側に向かうにしたがって前記下面カバー部材に漸近するように側面カバー部材から斜めに延出されている。

下面カバー部材、側面カバー部材及び弾性シール部材を一体化した状態で、側面カバー部材の内側に、下面カバー部材に接近する方向で燃料タンクを（上方から）はめ込んで燃料タンクに下面カバー部材、側面カバー部材及び弾性シール部材を装着する場合に、弾性シール部材の先端がこのはめ込み方向に傾斜していることになるので、はめ込み作業が容易になる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記シール部材が前記燃料タンクの側面形状に対応した多角形状に形成されると共に該多角形状の角部の内側にシール部材を局所的に幅狭とするスリットが形成されている。

シール部材は、燃料タンクの側面形状に対応した多角形状に形成されているので、燃料タンクと側面シール部材との側方間隙をより確実に密封できる。シール部材には、多角形状の角部の内側に、このシール部材を局所的に幅狭とするスリットが形成されているので、シール部材が角部で曲がりやすくなる。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記側面カバー部材が前記下面カバー部材と一体成形されている。

したがって、側面カバー部材が下面カバー部材と別体とされている構成と比較して、部品点数が少なくなり、より低コストで構成できると共に、重量増を抑制可能となる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンクを効果的に断熱でき、コスト且つ重量増を抑制できる。

本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を構成するシール部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンク構造をシール部材の近傍で拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を構成するシール部材を角部の近傍で拡大して示す平面図である。 本発明の第２実施形態の燃料タンク構造をシール部材の近傍で拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態の燃料タンク構造をシール部材の近傍で拡大して示す断面図である。 本発明の第４実施形態の燃料タンク構造をシール部材の近傍で拡大して示す断面図である。 本発明の第５実施形態の燃料タンク構造を示す断面図である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。この燃料タンク構造１２は、内部に燃料ＧＳを収容することが可能な燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４の形状は特に限定されないが、本実施形態では、下面１４Ｂ、上面１４Ｔ及び４つの側面１４Ｓにより直方体の略箱状に形成されている。なお、４つの側面１４Ｓの全体で、本発明に係る「側周面」を構成している。

燃料タンク１４には、図示しないインレットパイプが接続されており、このインレットパイプを通じて、給油することができる。また、燃料タンク１４には、燃料をエンジンに送出するための燃料ポンプ及び送出配管が設けられている。燃料タンク１４では、満タン液位ＦＬが設定されている。満タン状態であっても、液面は燃料タンク１４の上面には達しておらず、満タン液位ＦＬと上面１４Ｔとの間に空気層３８が構成されている。

燃料タンク１４の下面１４Ｂには、上方に向かって部分的に凹ませることで、複数本（図１及び図２では２本）のタンクバンド用凹部１６が形成されている。このタンクバンド用凹部１６に、後述するカバー部材１８のタンクバンド用凹部２４がはめ込まれる。

燃料タンク１４の下面１４Ｂから側面１４Ｓの一部には、カバー部材１８が配設されている。カバー部材１８は、燃料タンク１４の下面１４Ｂを覆う１枚の下面カバー部材２０を備えている。下面カバー部材２０には、燃料タンク１４の下面１４Ｂのタンクバンド用凹部１６に対応するタンクバンド用凹部２４が形成されている。タンクバンド用凹部１６に、タンクバンド用凹部１６を下側からはめ込み、さらに、タンクバンド用凹部２４に、タンクバンド２６の中間部分がはめ込まれる。そして、タンクバンド２６の両端部分が車体に固定されることで、燃料タンク１４が車体に取り付けられる。

タンクバンド用凹部１６にタンクバンド用凹部２４が嵌まり込んだ状態では、下面カバー部材２０と燃料タンク１４の下面１４Ｂとの間に所定の下方間隙４２が構成されており、この下方間隙４２が、断熱空気層４０の一部を構成している。本実施形態では、下面カバー部材２０は、燃料タンク１４の下面に合わせて略長方形状に形成されている。

下面カバー部材２０の周囲からは、上方に向けて４枚の側面カバー部材２２が立設されている。４枚の側面カバー部材２２により、側周面（側面１４Ｓの全体）が外側から取り囲まれている。

側面カバー部材２２のそれぞれと燃料タンク１４の側面１４Ｓとの間に、所定の側方間隙４４が構成されている。この側方間隙４４も断熱空気層４０の一部を構成している。本実施形態では、側面カバー部材２２のそれぞれも略長方形状に形成されている。

側面カバー部材２２は、その上端部分が満タン液位ＦＬよりも上方に位置している。そして、側面カバー部材２２の上端部分は、上方に向かうにしたがって外側に広がるように斜め方向に延出されている。この延出部分は、後述するシール部材２８が取り付けられる取付片２２Ｔとなっている。

カバー部材１８は、このように下面カバー部材２０と側面カバー部材２２とが一体成形されており、全体として、上面が開放された箱状に形成されている。本発明の燃料タンク構造１２を構成するには、カバー部材１８に対し、上方から燃料タンク１４を接近させてカバー部材１８内にはめ込む方法を採ることが可能である。

側面カバー部材２２の取付片２２Ｔには、取付部材３０により、弾性を有する材料（たとえばゴム）製のシール部材２８が取り付けられている。シール部材２８は、図２及び図３にも示すように、燃料タンク１４の側面１４Ｓを外側から取り囲むことが可能な形状（本実施形態では四角形の枠状）に形成されている。図４から分かるように、特に本実施形態のシール部材２８は、外周端２８Ｇから内周端２８Ｎまで一定の厚みを有している。

図３に詳細に示すように、シール部材２８の外周端２８Ｇ側の所定位置には、外周側にむかって膨出された取付片２８Ｔが形成されている。取付片２８Ｔには、シール部材２８を厚み方向に貫通する取付孔３２が形成されている。また、取付片２２Ｔにも、シール部材２８に対応した位置に取付孔３４が形成されている。本実施形態では、取付孔３２、３４に取付部材３０（たとえばリベットやクリップ、あるいはボルト及びナットなど）を挿通して、シール部材２８が取付片２２Ｔに取り付けられている。

図４から分かるように、シール部材２８は、取付片２２Ｔに取り付けられた状態で、内周端２８Ｎ側が下がっており、燃料タンク１４に向かうに従って、下面カバー部材２０に接近するように傾斜している。そして、シール部材２８の内周端２８Ｎ側は、カバー部材１８内にはめ込まれた燃料タンク１４の側面１４Ｓに対し、下方に撓んで接触（密着）している（接触する部分と非接触の部分の境界を接触線ＴＬで示す）。この接触位置は、取付孔３２（カバー部材１８の取付片２２Ｔに対する取付位置）よりも下方となっている。

また、シール部材２８の内周端２８Ｎ側は、このように燃料タンク１４の側面１４Ｓへの接触位置が、燃料タンク１４の満タン液位ＦＬよりも上方に位置している。

図５に示すように、シール部材２８の角部２８Ｃには、シール部材２８を厚み方向に貫くと共に内側に向かって開放されたスリット３６が形成されている。このようなスリット３６が形成されていることで、シール部材２８は角部２８Ｃにおいて部分的に幅狭となり、柔軟性が高められている。ただし、スリット３６は接触線ＴＬよりも外周端２８Ｇ側には達しないように設定されており、シール部材２８が燃料タンク１４の側面１４Ｓに接触した状態で、全周にわたって隙間が生じないようになっている。

次に、本実施形態の燃料タンク構造１２を構成する方法、及び燃料タンク構造１２の作用を説明する。

取付部材３０によってシール部材２８が取り付けられたカバー部材１８に対し、その上面側の開放部分から、燃料タンク１４がはめ込まれることで、燃料タンク１４はカバー部材１８内の所定位置に組み付けられる。シール部材２８は、その内周端２８Ｎ側が下がるように傾斜しているので、燃料タンク１４のはめ込みに対しシール部材２８が引っ掛かりにくい。すなわち、はめ込みの荷重が低減されるので、作業性が向上する。特に、シール部材２８の内周端２８Ｎ側が下方に撓むことで、組み付けの作業性がさらに向上する。また、シール部材２８の内周端２８Ｎ側が上方に傾斜している構造では、はめ込み時に取付部材３０に大きな荷重が作用する懸念があるが、本実施形態ではシール部材２８の内周端２８Ｎ側が下がっているので、取付部材３０に作用する荷重も小さくなる。

しかも、本実施形態のシール部材２８には、角部２８Ｃにスリット３６が形成されることで柔軟性が高くなっているので、燃料タンク１４をカバー部材１８の内部にはめ込む際の荷重をさらに低減でき、組み付けの作業性がさらに向上する。

タンクバンド用凹部１６にタンクバンド用凹部２４が嵌まり込んだ位置まで燃料タンク１４がカバー部材１８内にはめ込まれると、燃料タンク１４の下面１４Ｂと下面カバー部材伊との間に下方間隙４２が構成される。また、燃料タンク１４の側面１４Ｓのそれぞれと側面カバー部材２２との間には側方間隙４４が構成される。側方間隙４４の上方は、シール部材２８によって密閉されている。すなわち、燃料タンク１４とカバー部材１８との間に、外部との空気の流れが遮断された断熱空気層４０が構成される。この断熱空気層４０が断熱層として作用するので、燃料タンク１４内の燃料の温度上昇を抑制でき、燃料タンク１４の内圧の上昇も抑制できる。

特に、シール部材２８の燃料タンク１４への接触線ＴＬよりも内側にスリット３６が形成されており、シール部材２８と燃料タンク１４の側面１４Ｓとの間に、スリット３６による隙間が全く生じないようになっている。このため、断熱空気層４０と外部との空気の出入りをより確実に防止し、高い断熱性を得られる

このように、本実施形態では、燃料タンク１４の周囲に断熱層として作用する断熱空気層４０を構成しており、断熱のためのウレタン等の部材が不要となるので、コスト及び重量増を抑制できる。ウレタン等の発泡部材を用いた場合には、発泡のための工程が必要になることもあるが、本実施形態では、そのような工程も不要である。

図１から分かるように、燃料ＧＳの上方では、燃料タンク１４内の空気層３８が断熱層として作用する。すなわち、燃料タンク１４内の燃料ＧＳの下面及び側面は断熱空気層４０で断熱でき、上面は空気層３８で断熱できる。燃料ＧＳの上面においても、ウレタン等の断熱材が不要となるので、コスト及び重量増を抑制できる。

しかも、本実施形態では図４に示すように、燃料タンク１４の側面１４Ｓに対するシール部材２８の接触部分は、燃料タンク１４の満タン液位ＦＬよりも上方にある。したがって、燃料タンク１４内の燃料ＧＳが満タンであっても、燃料タンク１４内の燃料の周囲の全面で、空気層が存在していることになる、効果的に断熱できる。

燃料タンク１４をカバー部材１８内の所定位置に組付けた状態で、燃料タンク１４の内圧が変動すると、図１に二点鎖線で示すように、燃料タンク１４が変形して側面１４Ｓの位置が変化することがある。また、燃料タンク１４の製造時のバラツキ等によっても、燃料タンク１４がわずかに変形していることがある。本実施形態では、シール部材２８が弾性を有しているので、このような燃料タンク１４の変形に対しシール部材が追従する。これにより、断熱空気層４０を密閉した状態を安定的に維持でき、断熱性を維持することができる。

なお、シール部材の形状、特に、シール部材をカバー部材に取り付ける構造は、上記したものに限定されず、以下の各実施形態の構造を例として挙げることができる。なお、以下の第２実施形態〜第４実施形態では、シール部材のカバー部材に対する取付構造が第１実施形態と異なっているが、他の構成は第１実施形態と略同一とされているので、詳細な説明を省略する。

図６には、本発明の第２実施形態の燃料タンク構造５２が部分的に示されている。第２実施形態では、側面カバー部材２２の上端に、外周側に向かって部分的に拡幅された拡幅部５４が形成されている。また、シール部材５８の外周端５８Ｇ側に、下方に向かって開放された係合凹部６０が形成されている。係合凹部６０が、拡幅部５４を抱え込むようにして係合することで、シール部材５８がカバー部材１８に取り付けられる。

そして、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、シール部材５８が取り付けられたカバー部材１８（図１及び図２参照）に対し、上方から燃料タンク１４がはめ込まれると、シール部材５８の内周端５８Ｓ側が燃料タンク１４の側面１４Ｓに密着する。燃料タンク１４とカバー部材１８の間に側方間隙４４（断熱空気層４０）が構成されると共に、この側方間隙４４がシール部材５８で密閉される。

図７には、本発明の第３実施形態の燃料タンク構造７２が部分的に示されている。第３実施形態では、側面カバー部材２２の上端近傍に、側面カバー部材２２を構成する板材を外周側へと部分的に湾曲させることで、内周側に開放された嵌合凹部７４が形成されている。また、シール部材７８の外周端７８Ｇ側には、嵌合凹部７４に嵌合される嵌合凸部８０が形成されている。嵌合凸部８０の上部及び下部には、側面カバー部材２２に接触してシール部材７８を位置決めする接触片８２が形成されている。

特に、第３実施形態の嵌合凸部８０は断面長方形状に形成されており、対角長Ｌ１が、嵌合凹部７４の高さＨ１よりも長くなっている。したがって、矢印Ｒ１方向の力（回転モーメント）がシール部材７８に作用しても、嵌合凹部７４からの嵌合凸部８０からの抜けが防止される。

そして、第３実施形態においても、第１実施形態や第２実施形態と同様に、シール部材７８が取り付けられたカバー部材１８（図１及び図２参照）に対し、上方から燃料タンク１４がはめ込まれると、シール部材７８の内周端７８Ｓ側が燃料タンク１４の側面１４Ｓに密着する。燃料タンク１４とカバー部材１８の間に側方間隙４４（断熱空気層４０）が構成されると共に、この側方間隙４４がシール部材５８で密閉される。

図８には、本発明の第４実施形態の燃料タンク構造９２が部分的に示されている。第４実施形態では、側面カバー部材２２の上端近傍に嵌合凹部９４が形成されているが、この嵌合凹部９４は、内周側及び上方に向かって開放されている。また、第４実施形態のシール部材９８は、断面略台形に形成されている。シール部材９８の断面における幅Ｗ１は、自然状態（弾性変形していない状態）では、嵌合凹部９４から燃料タンク１４の側面１４Ｓまでの長さよりも長くされている。

このような構成とされた第４実施形態では、第１〜第３実施形態と異なり、シール部材９８が取り付けられる前の状態でカバー部材１８の内部に燃料タンク１４をはめ込み、その後、シール部材９８を嵌合凹部９４に上方からはめ込む。シール部材９８の内周端９８Ｎ側が弾性変形し、燃料タンク１４の側面１４Ｓに密着する。そして、第４実施形態においても、燃料タンク１４とカバー部材１８との間に側方間隙４４（断熱空気層４０）が構成されると共に、この空気層がシール部材９８で密閉される。

なお、第４実施形態では、嵌合凹部９４からのシール部材９８の抜けを防止するための部材を設けてもよい。

このように、本発明において、シール部材をカバー部材に取り付ける構造は特に限定されず、上記した以外にも、各種の取付構造を採用することが可能である。

また、上記各実施形態では、カバー部材として、下面カバー部材２０と側面カバー部材２２とが一体成形された構造のものを挙げている。このように一体形成されたカバー部材１８を用いると、別体のものと比較して、部品点数が少なくなるので、より低コストで構成できると共に、重量増を抑制できる。

これに対し、図９には、本発明の第５実施形態の燃料タンク構造１０２が示されている。第５実施形態では、カバー部材１０８が、下面カバー部材２０と、側面カバー部材１２２とを別体として構成されており、下面カバー部材２０の外周部分に側面カバー部材１２２の下端が固着されることで、下面カバー部材２０から、側面カバー部材１２２が延出された形状となっている。特に、側面カバー部材１２２は全体が弾性部材で構成されており、その上部に、第１実施形態のシール部材２８と同様に、一定の厚みを有するシール部材１１０が一体成形されている。シール部材１１０の内周端１１０Ｓ側は、燃料タンク１４の側面１４Ｓに密着している。

このような構造の燃料タンク構造１０２であっても、燃料タンク１４とカバー部材１０８との間に空気層が構成されると共に、この空気層がシール部材１１０で密閉される。また、下面カバー部材２０と側面カバー部材１２２とは別体であるが、側面カバー部材１２２とシール部材１１０とが一体成形されているので、この点において部品点数を少なくできる。

もちろん、本発明としては、下面カバー部材、側面カバー部材及びシール部材のそれぞれが別体とされていてもよい。

また、上記した各種のシール部材は、側方間隙４４の少なくとも一部を密封していれば、密封部分では、断熱空気層４０の空気が外部と出入りすることを抑制できる。また、下方間隙４２や側方間隙４４に、断熱のための部材（ウレタン等）が配置されることを排除するものではなく、たとえば、下方間隙４２や側方間隙４４の一部にウレタンが配置されていても、下方間隙４２や側方間隙４４の他の部分を断熱空気層４０とすることで燃料タンク１４内の燃料ＧＳを断熱していれば、下方間隙４２及び側方間隙４４の全部にウレタンを配置した構成と比較して、コスト及び重量増を抑制する効果がある。

１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
１８ カバー部材
２０ 下面カバー部材
２２ 側面カバー部材
２８ シール部材
２８Ｃ 角部
３０ 取付部材
３６ スリット
３８ 空気層
４０ 断熱空気層
４２ 下方間隙
４４ 側方間隙
５２ 燃料タンク構造
５８ シール部材
７２ 燃料タンク構造
７８ シール部材
９２ 燃料タンク構造
９８ シール部材
１０２ 燃料タンク構造
１０８ カバー部材
１０８ 側面カバー部材
１１０ シール部材
ＧＳ 燃料
ＦＬ 満タン液位
ＴＬ 接触線

Claims (6)

1. 内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
   前記燃料タンクの下面との間に下方間隙を構成して該下面を下側から覆う下面カバー部材と、
   前記下面カバー部材から延出され燃料タンクの側周面との間に側方間隙を構成して該側周面を取り囲む側面カバー部材と、
   前記燃料タンクと前記側面カバー部材との間の前記側方間隙を密封して該間隙の少なくとも一部を断熱空気層とするシール部材と、
   を有する燃料タンク構造。
2. 前記シール部材の前記燃料タンクへの接触部分が燃料タンクの満タン液位よりも上方とされている請求項１に記載の燃料タンク構造。
3. 前記シール部材が、弾性を有する弾性シール部材とされている請求項１又は請求項２に記載の燃料タンク構造。
4. 前記弾性シール部材が、前記側面カバー部材から内側に向かうにしたがって前記下面カバー部材に漸近するように側面カバー部材から斜めに延出されている請求項３に記載の燃料タンク構造。
5. 前記シール部材が前記燃料タンクの側面形状に対応した多角形状に形成されると共に該多角形状の角部の内側にシール部材を局所的に幅狭とするスリットが形成されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
6. 前記側面カバー部材が前記下面カバー部材と一体成形されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。

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