JP2013071640A

JP2013071640A - 燃料タンク構造

Info

Publication number: JP2013071640A
Application number: JP2011212820A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sawamoto; 広幸沢本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-04-22

Abstract

【課題】液体燃料が揺動したときに発生する騒音や衝撃を抑制できるようにする。
【解決手段】液体燃料２０が貯留されるタンク本体１４と、タンク本体１４内へ車体前後方向と交差する方向に突出するように、タンク本体１４の車幅方向端部から連続的に形成されたバッフル１６、１８と、を有する燃料タンク構造１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク構造に関する。

燃料タンク内に配置されたバッフルプレートにより、液体燃料が揺動したときに発生する騒音や衝撃を抑制するようにした車両用燃料タンク構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２６５３８３号公報

しかしながら、バッフルプレートが設けられていない燃料タンクの左右両端部では、液体燃料がバッフルプレートと干渉することなく揺動するため、騒音や衝撃が発生するおそれがある。このように、燃料タンク構造において、液体燃料が揺動したときに発生する騒音や衝撃の抑制には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、液体燃料が揺動したときに発生する騒音や衝撃を抑制できる燃料タンク構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の燃料タンク構造は、液体燃料が貯留されるタンク本体と、前記タンク本体内へ車体前後方向と交差する方向に突出するように、該タンク本体の車幅方向端部から連続的に形成されたバッフルと、を有することを特徴としている。

本発明によれば、液体燃料が揺動したときに発生する騒音や衝撃を抑制することができる。

本実施形態に係る燃料タンクの斜視図である。本実施形態に係る燃料タンクの平面図である。燃料タンクの図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。燃料タンクの図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である本実施形態に係る燃料タンク内の液体燃料の揺動状態を示すベクトル図である。第１比較例に係る燃料タンク内の液体燃料の揺動状態を示すベクトル図である。第２比較例に係る燃料タンクの図３に相当する断面図である。本実施形態に係る燃料タンクと第１比較例及び第２比較例の燃料タンクにおける液体燃料の挙動を力積で示すグラフである。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図において記す矢印ＦＲは燃料タンク及び燃料タンクが設けられる車両（図示省略）の前方向であり、矢印ＵＰは燃料タンク及び車両の上方向、矢印ＬＥは燃料タンク及び車両の左方向、矢印ＲＩは燃料タンク及び車両の右方向を示す。

図１〜図４で示すように、燃料タンク１２は、燃料タンク構造１０を構成する中空のタンク本体１４を有している。このタンク本体１４内に、液体燃料（ガソリンや軽油等）２０が、図３、図４において仮想線で示す公称容量満タンとなる液位Ｆまで貯留可能になっている。

また、このタンク本体１４には、燃料タンク構造１０を構成するバッフル１６、１８が左右両側壁２６、２８側（車幅方向両端部側）にそれぞれ一体に形成されている。各バッフル１６、１８は、車体前後方向と交差（直交）する方向に延在するように、タンク本体１４の上壁２２を下方向（下壁２４）へ向かって凹ませることで形成されており、タンク本体１４内へ突出されるようになっている。

詳細には、各バッフル１６、１８は、タンク本体１４の左右両側壁２６、２８を含んで、タンク本体１４の上壁２２（外壁）から連続的にタンク本体１４の内方側へ凹ませることによって形成されており、一方のバッフル１６は、右側壁２６を更に左方向（左側壁２８）へ向かって凹ませることで形成されている。つまり、このバッフル１６が形成されている右側壁２６には、平面視で左側壁２８に向かって細溝状に切り欠かれるような切欠部３０が形成される構成になっている（図２参照）。

また、図３、図４で示すように、他方のバッフル１８は、一方のバッフル１６よりも浅く（突出高さが低く）形成されており、下壁２４内面との間に（上下方向に）液体燃料２０が通れる（貯留できる）間隙Ｓ１が形成されるようになっている。そして、この他方のバッフル１８は、一方のバッフル１６よりも左右方向（車幅方向）の長さが長く形成されている。

したがって、バッフル１６の左端部１６Ａとバッフル１８の右端部１８Ａとの間の左右方向（車幅方向）における間隔、即ち液体燃料２０が通る（貯留される）流通路３２の左右方向（車幅方向）における大きさが、タンク本体１４の車幅方向における長さ（バッフル１６、１８が形成されている左右両側壁２６、２８間の長さ）の約１／３程度となるように、狭くなっている。

これにより、タンク本体１４内に貯留された液体燃料２０が、各バッフル１６、１８で仕切られたタンク本体１４内の前部１４Ａ側と後部１４Ｂ側とにほぼ分かれて貯留される構成である（図３、図４参照）。

そして、各バッフル１６、１８により、後述するように、車両運動に起因する液体燃料２０の一部の揺動方向が、それとは交差（直交）する方向に変更される構成であり、その揺動が原因で発生する騒音（流動音）や衝撃を抑制できる構成である。

以上のような構成の燃料タンク構造１０において、次にその作用について説明する。なお、説明の便宜上、本実施形態に係る燃料タンク１２内と、後述する第１比較例における燃料タンク５２内及び第２比較例における燃料タンク６２内には、それぞれ液体燃料２０が、例えば公称容量の半分程度貯留されているものとする。

まず、第１比較例における燃料タンク５２について説明する。図６で示す第１比較例における燃料タンク５２のタンク本体５４には、バッフルが一切形成されておらず、この点だけが、本実施形態に係る燃料タンク１２と異なっている。

第１比較例における燃料タンク５２が搭載された車両が制動されると、その慣性力により、タンク本体５４内に貯留された液体燃料２０は、タンク本体５４内の前部５４Ａ側へ一旦移動する。

次いで、その車両が停止すると、タンク本体５４内の前部５４Ａ側へ移動した液体燃料２０は、図６（Ａ）で示すように、タンク本体５４内の後部５４Ｂ側へ移動し、図６（Ｂ）で示すように、その後壁５６内面に衝突して揺り返され、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）で示すように、タンク本体５４内の前部５４Ａ側へ波状に移動する。したがって、その前部５４Ａ側へ（揺り返されて）波状に移動した液体燃料２０が、タンク本体５４の前壁５８内面に衝突することにより、騒音（流動音）や衝撃が発生する。

これに対し、上記構成とされた本実施形態に係る燃料タンク１２によれば、揺り返されることで波状に移動した液体燃料２０がタンク本体１４の前壁３８内面に衝突することによって発生する騒音（流動音）や衝撃を抑制することができる。以下、説明する。

本実施形態に係る燃料タンク１２が搭載された車両が制動されると、その慣性力により、タンク本体１４内に貯留された液体燃料２０は、タンク本体１４内の前部１４Ａ側へ一旦移動する。

次いで、その車両が停止すると、図５（Ａ）で示すように、タンク本体１４内の前部１４Ａ側で、かつ中央部分に貯留されている液体燃料２０Ａは、バッフル１６の左端部１６Ａとバッフル１８の右端部１８Ａとの間、即ち流通路３２を通って、タンク本体１４内の後部１４Ｂ側へ移動する。

一方、タンク本体１４内の前部１４Ａ側で、かつ右側壁２６側に貯留されている液体燃料２０Ｂは、バッフル１６に衝突して車幅方向内側（左側壁２８）へ向かって移動する。そして、タンク本体１４内の前部１４Ａ側で、かつ左側壁２８側に貯留されている液体燃料２０Ｃは、一部が間隙Ｓ１を通ってタンク本体１４内の後部１４Ｂ側へ移動し、残りがバッフル１８に衝突して車幅方向内側（右側壁２６）へ向かって移動する。

つまり、これにより、車両の運動（制動から停止に至る動き）に起因する液体燃料２０の一部（液体燃料２０Ｂ、２０Ｃであり、当然ながら液体燃料２０Ａよりも少ない量）の揺動方向が車体前後方向から、それとは交差（直交）する車幅方向へ変更される。

その後、図５（Ｂ）で示すように、バッフル１６に衝突して、車幅方向内側（左側壁２８）へ向かった液体燃料２０Ｂと、バッフル１８に衝突して、車幅方向内側（右側壁２６）へ向かった液体燃料２０Ｃとが合流し、タンク本体１４内の前部１４Ａ側へ波状に移動する。

そして、図５（Ｃ）で示すように、タンク本体１４内の後部１４Ｂ側へ移動し、その後壁３６内面に衝突して揺り返された液体燃料２０Ａが、そのタンク本体１４内の前部１４Ａ側へ移動した液体燃料２０Ｂ、２０Ｃと時間差を持って、流通路３２及び間隙Ｓ１を通って、タンク本体１４内の前部１４Ａ側へ波状に移動する。

すると、図５（Ｄ）で示すように、タンク本体１４内の前部１４Ａ側へ移動し、前壁３８内面に衝突して揺り返された液体燃料２０Ｂ、２０Ｃが、その液体燃料２０Ｂ、２０Ｃと時間差を持ってタンク本体１４内の前部１４Ａ側へ波状に移動して来た液体燃料２０Ａと、図示の仮想線Ｋの位置で衝突する。これにより、液体燃料２０Ａの流動（波動）が、液体燃料２０Ｂ、２０Ｃの流動（波動）によって、ある程度打ち消される。

したがって、車両の運動（制動から停止に至る動き）に起因する、タンク本体１４内に貯留された液体燃料２０の車体前後方向への揺動（流動）成分を、上記した時間差を持たずに車体前後方向へ揺動（流動）する第１比較例における燃料タンク５２の場合に比べて、低減させることができる。

つまり、本実施形態に係る燃料タンク１２の場合、タンク本体１４内における液体燃料２０の流動を上記のように制御できるので、図８で示すように、タンク本体１４内における液体燃料２０の車体前方側へ向かう力積の最大値を、第１比較例における燃料タンク５２の場合よりも低減させることができる。

よって、タンク本体１４の前部１４Ａ側へ揺り返されて波状に移動する液体燃料２０が、その前壁３８内面に衝突することによって発生する騒音（流動音）や衝撃を、第１比較例における燃料タンク５２の場合よりも抑制（低減）することができる。

ここで更に、第２比較例における燃料タンク６２について説明する。図７で示すように、この燃料タンク６２のタンク本体６４における左側壁７８には、本実施形態に係るバッフル１８と同様に、タンク本体６４の上壁７２を凹ませることによってバッフル６８が形成されている。しかし、この燃料タンク６２のタンク本体６４における右側壁７６には、本実施形態に係るバッフル１６とは形状の異なるバッフル６６が形成されている。

すなわち、このバッフル６６は、タンク本体６４の上壁７２だけを凹ませることで形成されており、右側壁７６を凹ませて形成されていない。したがって、タンク本体６４の右側壁７６には、本実施形態における切欠部３０は形成されていない。つまり、このバッフル６６は、バッフル６８と同様に下壁７４内面との間に（上下方向に）液体燃料２０が通れる（貯留できる）間隙Ｓ２が形成されるようになっている。

第２比較例における燃料タンク６２が搭載された車両が制動されると、その慣性力により、タンク本体６４内に貯留された液体燃料２０は、タンク本体６４内の前部側へ一旦移動する。

次いで、その車両が停止すると、タンク本体６４内の前部側で、かつ中央部分に貯留されている液体燃料２０Ａ（図５参照）は、バッフル６６の左端部６６Ａとバッフル６８の右端部６８Ａとの間、即ち流通路８２を通って、タンク本体６４内の後部側へ移動する。

一方、タンク本体６４内の前部側で、かつ右側壁７６側に貯留されている液体燃料２０Ｂ（図５参照）は、一部が間隙Ｓ２を通ってタンク本体６４内の後部側へ移動し、残りがバッフル６６に衝突して車幅方向内側（左側壁７８）へ向かって移動する。

そして、タンク本体６４内の前部側で、かつ左側壁７８側に貯留されている液体燃料２０Ｃ（図５参照）は、一部が間隙Ｓ１を通ってタンク本体６４の後部側へ移動し、残りがバッフル６８に衝突して車幅方向内側（右側壁７６）へ向かって移動する。

その後、バッフル６６に衝突して、車幅方向内側（左側壁７８）へ向かった液体燃料２０Ｂと、バッフル６８に衝突して、車幅方向内側（右側壁７６）へ向かった液体燃料２０Ｃとが合流し、タンク本体６４内の前部側へ波状に移動する。

そして、タンク本体６４内の後部側へ移動し、その後壁内面に衝突して揺り返された液体燃料２０Ａが、そのタンク本体６４内の前部側へ移動した液体燃料２０Ｂ、２０Ｃと時間差を持って、流通路８２及び間隙Ｓ１、Ｓ２を通って、タンク本体６４内の前部側へ波状に移動する。

ここで、この第２比較例における燃料タンク６２では、バッフル６６の下方にも間隙Ｓ２が形成されていることから、本実施形態に係る燃料タンク１２の場合に比べて、各バッフル６６、６８に衝突して車幅方向内側へ流動した液体燃料２０Ｂ、２０Ｃの量が、後壁内面に衝突して揺り返された液体燃料２０Ａの量よりも少ない。

そのため、タンク本体６４内の前部側へ移動し、前壁内面に衝突して揺り返された液体燃料２０Ｂ、２０Ｃが、その液体燃料２０Ｂ、２０Ｃと時間差を持ってタンク本体６４内の前部側へ波状に移動して来た液体燃料２０Ａと衝突しても、液体燃料２０Ａの流動（波動）を、液体燃料２０Ｂ、２０Ｃの流動（波動）で打ち消し難い。

したがって、タンク本体６４内の前部側へ揺り返されて波状に移動した液体燃料２０Ａが、タンク本体６４の前壁内面に衝突することにより、第１比較例における燃料タンク５２の場合よりも小さいながら、騒音（流動音）や衝撃が発生する。

つまり、この第２比較例における燃料タンク６２の場合は、図８で示すように、液体燃料２０の車体前方側へ向かう力積の最大値を、第１比較例における燃料タンク５２の場合よりも低減させることができるが、本実施形態に係る燃料タンク１２の場合よりも低減させることができない。

換言すれば、本実施形態に係る燃料タンク１２の方が、タンク本体１４内における液体燃料２０の車体前方側へ向かう力積の最大値を、第１比較例における燃料タンク５２の場合はもちろん、第２比較例における燃料タンク６２の場合よりも低減させることができる。

このように、本実施形態に係る燃料タンク１２によれば、車両の運動（制動から停止に至る動き）に起因する、タンク本体１４内に貯留された液体燃料２０の車体前後方向への揺動（流動）成分を、第２比較例における燃料タンク６２の場合と比べても、低減させることができる。

よって、タンク本体１４の前部１４Ａ側へ揺り返されて波状に移動する液体燃料２０が、その前壁３８内面に衝突することによって発生する騒音（流動音）や衝撃を、第２比較例における燃料タンク６２の場合よりも抑制（低減）することができる。

また、本実施形態に係る燃料タンク１２の場合は、タンク本体１４の上壁２２（左右両側壁２６、２８を含む）を凹ませることで、各バッフル１６、１８を形成している。したがって、液体燃料２０における車体前後方向への揺動（流動）を、それとは交差（直交）する車幅方向へ効率よく変換することができ、車体前後方向への揺動成分を効率よく低減させることができる。

更に、本実施形態に係るバッフル１８のように、タンク本体１４の上壁２２（左側壁２８を含む）を凹ませることによって形成される構成であると、図４で示すように、例えば液位Ｆまで貯留された液体燃料２０内に挿入されるバッフル１８の体積を極力小さくすることができる。したがって、バッフル１８が形成される燃料タンク１２であっても、その公称容量が減少するのを極力防止することができる（公称容量の減少幅を小さくすることができる）。

以上、本実施形態に係る燃料タンク構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る燃料タンク構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、各バッフル１６、１８の突出（延在）方向は、車体前後方向と交差する方向であればよく、図示の直交方向（車幅方向）に限定されるものではない。また、タンク本体１４の外形状も、搭載される車両の設置スペースの形状に沿っていればよく、図示の外形状に限定されるものではない。

１０燃料タンク構造
１２燃料タンク
１４タンク本体
１６バッフル
１８バッフル
２０液体燃料

Claims

液体燃料が貯留されるタンク本体と、
前記タンク本体内へ車体前後方向と交差する方向に突出するように、該タンク本体の車幅方向端部から連続的に形成されたバッフルと、
を有することを特徴とする燃料タンク構造。