JP2016074311A

JP2016074311A - 燃料タンク

Info

Publication number: JP2016074311A
Application number: JP2014206275A
Authority: JP
Inventors: 信介天野; Shinsuke Amano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2016-05-12

Abstract

【課題】燃料タンク本体の対向する２面が相対移動した場合の、特定の部位への応力集中を緩和する。
【解決手段】燃料タンク２２は、燃料タンク本体２４の対向面の一方から対向面の他方へ突出し突出端に収容部３６が形成された内蔵部品２６と、対向面の他方から突出し突出端が収容部３６の内面と間隙をあけて収容部３６に収容される凸部４４と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料タンクに関する。

タンクの負圧が印加された場合にタンクの変形を抑制するための干渉部を備え、干渉部を、それぞれタンクの上面及び下面からタンクにおいて内方に突出すると共に干渉部の間に所定の間隔を伴った状態で実質的に対向するように配置した構造がある（たとえば特許文献１参照）。

特開２０１４−０４０２４４号公報

燃料タンク本体の内部及び外部には各種の部品が取り付けられており、対向する２面（たとえば上面と下面）とで部分的に剛性が異なることがある。燃料タンク本体が外部環境の変化で変形した場合に、対向する２面で剛性が異なっていると、燃料タンク本体の対向する２面の相対移動時に、特定の部位に応力が集中することがある。

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク本体の対向する２面が相対移動した場合の、特定の部位への応力集中を緩和することを課題とする。

本発明の第１の態様では、対向する一対の対向面を有し内部に燃料を収容する燃料タンク本体と、前記対向面の一方から前記対向面の他方へ突出し突出端に収容部が形成された突出部と、前記対向面の他方から突出し先端側が前記収容部の内面と間隙をあけて前記収容部に収容されるストッパと、を有する。

この燃料タンクでは、対向面が相対移動し、突出部とストッパとが相対移動すると、ストッパと収容部とが接触し（これらの間隙が解消され）、対向面の相対移動が所定範囲に制限される。対向面の相対移動を所定範囲に制限することで、燃料タンク本体の特定の部位への応力集中を緩和できる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンク本体の対向する２面が相対移動した場合の、特定の部位への応力集中を緩和できる。

図１は第一実施形態の燃料タンクを示す斜視図である。図２は第一実施形態の燃料タンクの内部に備えられる内蔵部品を示す斜視図である。図３は第一実施形態の燃料タンクを変形していない状態で示す図１の３−３線断面図である。図４は第一実施形態の燃料タンクを変形している状態で示す図１の３−３線断面図である。図５は第一比較例の燃料タンクを変形していない状態で示す断面図である。図６は第一比較例の燃料タンクを変形している状態で示す断面図である。図７は第二比較例の燃料タンクを示す断面図である。図８は第二実施形態の燃料タンクを示す斜視図である。図９は第二実施形態の燃料タンクを変形していない状態で示す図８の９−９線断面図である。図１０は第三実施形態の燃料タンクの内部に備えられる内蔵部品を示す斜視図である。図１１は第三実施形態の燃料タンクを変形していない状態で示す断面図である。

本発明の第一実施形態の燃料タンク２２について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、第一実施形態の燃料タンク２２は、樹脂製の燃料タンク本体２４を有する。燃料タンク本体２４は、その内部に燃料を収容可能な中空状に形成されている。

燃料タンク本体２４は、上面２４Ｕ及び下面２４Ｌを有する。上面２４Ｕ及び下面２４Ｌは互いに対向しており、本発明の対向面の一例である。

図２及び図３に示すように、燃料タンク本体２４内では、下面２４Ｌに内蔵部品２６が取り付けられている。内蔵部品２６は、燃料タンク本体２４とは別体の部材である。内蔵部品２６の例としては、燃料タンク本体２４を補強する補強部材や、燃料タンク本体２４からエンジンへ燃料を送るための燃料ポンプモジュールの構成部材等を挙げることができる。

本実施形態では、内蔵部品２６は、略円筒状あるいは略円錐台状に形成された側面２８を有している。側面２８の下部からは周方向に一定間隔をあけて、複数（図示の例では３つ）の取付片３０が形成されている。

取付片３０のそれぞれには取付孔３２が形成されている。燃料タンク本体２４の下面２４Ｌを構成している樹脂が、取付孔３２に部分的に入り込んで加締めされることで、内蔵部品２６が燃料タンク本体２４の下面２４Ｌに取り付けられる。ただし、内蔵部品２６を下面２４Ｌに取り付ける構造はこれに限定されず、たとえば、接着や溶着でもよいし、クリップ等の取付具を用いて取り付ける構造でもよい。

このように内蔵部品２６が燃料タンク本体２４の下面２４Ｌに取り付けられた状態では、内蔵部品２６は燃料タンク本体２４の下面２４Ｌから上面２４Ｕに向かって突出している。

内蔵部品２６の突出端は、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと対向する上端面３４である。燃料タンク本体２４が変形していない状態（図３に示す状態）では、上端面３４と、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕとの間に所定の第一隙間Ｇ１が構成される。換言すれば、この第一隙間Ｇ１が構成されるように、内蔵部品２６の高さが、燃料タンク本体２４の内寸高さとの関係で決められている。

上端面３４の中央には、収容部３６が形成されている。これに対し、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕからは、下面２４Ｌに向かう凸部４４が突出されている。凸部４４の先端側の部分は、内蔵部品２６の収容部３６内に収容されている。

本実施形態では、凸部４４は、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕを下面２４Ｌに向けて局所的に突出するように変形させて形成されている。すなわち、凸部４４は燃料タンク本体２４と一体の部材である。

図３から分かるように、燃料タンク本体２４が変形していない状態では、凸部４４の外周面と、収容部３６の内周面との間に、全周にわたって第二隙間Ｇ２が構成されている。換言すれば、この第二隙間Ｇ２が構成されるように、収容部３６の内径との関係で凸部４４の形状が決められている。

そして、第一実施形態の燃料タンク２２では、内蔵部品２６が本発明の「突出部」、凸部４４が本発明の「ストッパ」、第二隙間Ｇ２が、本発明の「間隙」にそれぞれ対応している。

図２に示すように、内蔵部品２６には、収容部３６から上端面３４を経て側面２８の上部まで連続する複数のスリット４０が形成されている。複数のスリット４０は、内蔵部品２６を上方から（矢印Ａ１方向）に見て、収容部３６から放射状に形成されている。また、複数のスリット４０は、収容部３６の周方向に一定の間隔を開けて形成されている。そして、スリット４０の間の切り残された部分が変形片４２となっている。

このような複数のスリット４０を形成したことで、図４に示すように、上端面３４が上方から押されると、変形片４２が側面２８の内側へ倒れこむように変形する。そして、変形片４２が変形することで、内蔵部品２６の実質的な高さが低くなる。

次に、第一実施形態の作用を説明する。

燃料タンク本体２４は、外力の付加や内部の燃料の流動等により変形することがある。たとえば、上面２４Ｕと下面２４Ｌとに横方向（車両前後方向及び車両幅方向）の力が作用した場合は、第二隙間Ｇ２の範囲内で上面２４Ｕと下面２４Ｌとが横方向にずれることがある。第一実施形態では、凸部４４の外周面と、収容部３６の内周面との間に、全周にわたって第二隙間Ｇ２が構成されているので、上面２４Ｕと下面２４Ｌの横方向への相対移動が許容される。そして、この相対移動は、第二隙間Ｇ２の範囲（凸部４４の外周面と収容部３６の内周面とが接触する範囲）に制限される。

燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとに、相対的に接近する方向の力が作用すると、まず、第一隙間Ｇ１を解消するまでの段階で、上面２４Ｕと下面２４Ｌとが相対的に接近する。

燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと内蔵部品２６の上端面３４とが接触した状態で、さらに上面２４Ｕと下面２４Ｌとに、相対的に接近する方向の力が作用すると、上面２４Ｕが上端面３４を押す。これにより、変形片４２が側面２８の内側へ倒れこむように変形し、さらに上面２４Ｕと下面２４Ｌとが接近する。

すなわち、第一実施形態では、第一隙間Ｇ１を解消することと、変形片４２を変形させること、の２つの作用により、上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対的な接近量（接近できる距離）を十分に確保できる。そして、上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対的な接近量が所定量に達すると、変形片４２が変形しなくなり、上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対的な接近を所定範囲に制限できる。

このように、第一実施形態の燃料タンク２２では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対移動を所定範囲に制限できるので、上面２４Ｕや下面２４Ｌの特定の部位への応力集中を抑制できる。たとえば、樹脂製の燃料タンク本体２４では、上面２４Ｕや下面２４Ｌに各種の部材が取り付けられていることがあり、この部材により局所的な低剛性部分が生じていることがある。しかし、上面２４Ｕや下面２４Ｌに低剛性部分が生じていても、上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対移動時における特定部位への応力集中を抑制できる。

図５及び図６には、第一比較例の燃料タンク１２２が示されている。この燃料タンク１２２では、燃料タンク本体１２４の下面１２４Ｌに取り付けられた内蔵部品１２６の上端面１３４に収容部１３６が形成されている。そして、燃料タンク本体１２４の上面１２４Ｕに形成した凸部１４４の先端部分が、収容部１３６に収容されている。

しかし、第一比較例では、内蔵部品１２６にスリット４０（図２〜図４参照）は形成されていない。すなわち、第一比較例では、変形片４２が形成されていない。したがって、第一比較例では、上端面１３４が上方から押された場合の内蔵部品１２６の高さ変化が少ない（実質的に高さは変化しない）。

このような構造の第一比較例の燃料タンク１２２においても、内蔵部品１２６の上端面１３４と燃料タンク本体１２４の上面１２４Ｕとの第一隙間Ｇ１が構成される。ここで、図５と図６との比較から分かるように、上面１２４Ｕと下面１２４Ｌとの相対的な接近量を第一実施形態の燃料タンク２２と同程度確保するためには、この第一隙間Ｇ１を大きく確保する必要がある。しかし、第一隙間Ｇ１を大きく確保すると、通常状態において凸部１４４の先端を収容部１３６に収容させるために、凸部１４４の高さを高くする必要が生じる。そして、凸部１４４の高さを高くすることで、燃料タンク本体１２４の容量が小さくなる。

また、第一比較例の燃料タンク１２２において、燃料タンク本体１２４の容量を大きく確保すべく、凸部１４４を小型化すると、上面１２４Ｕと下面１２４Ｌが相対接近していない状態で、凸部１４４の先端部分が、収容部１３６に収容されない。したがって、第一比較例の燃料タンク１２２において凸部１４４を小型化した構造では、上面１２４Ｕと下面１２４Ｌが相対接近していない状態では、上面１２４Ｕと下面１２４Ｌの横方向のズレを抑制できない。

なお、燃料タンク本体の上面と下面との相対接近を一定範囲に抑制するためには、たとえば、図７に示す第二比較例の燃料タンク２２２のように、燃料タンク本体２２４の上面２２４Ｕ及び下面２２４Ｌに、燃料タンク本体２４の内側に突出させた突出部２４６（スタンドオフ等）を設ける構造が挙げられる。しかし、突出部２４６は、上面２２４Ｕ及び下面２２４Ｌを燃料タンク本体２２４の内側に膨出させているので、突出部２４６の分だけ、燃料タンク本体２２４の容量が低下する。

これに対し、本実施形態の燃料タンク２２では、内蔵部品２６の上端面３４の近傍の変形によって、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対接近を許容する構造である。このため、第一隙間Ｇ１を狭くしても接近可能な長さを長く確保でき、凸部４４の高さも低くできる。凸部４４の高さを低くすることで、燃料タンク本体２４の容量を、第一比較例の燃料タンク１２２よりも多く確保できる。

なお、第一実施形態の燃料タンク２２において、上面２４Ｕと下面２４Ｌの横方向へのずれを一定範囲に制限する観点からは、第一隙間Ｇ１が構成されない（内蔵部品２６の上端面３４が燃料タンク本体２４の上面２４Ｕに接触している）構造でもよい。

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同一の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第二実施形態の燃料タンク５２では、図９に示すように、内蔵部品５６の上端（突出端）に、収容部材５８が形成されている。収容部材５８は、一定の方向（図８に示す例では燃料タンク本体２４の幅方向、矢印Ｗ方向）を長手方向とする底部５８Ｂと、この底部５８Ｂの周囲から立設される立壁部５８Ｓと、を有している。

なお、図９に示す例では、収容部材５８は内蔵部品５６と一体成形されているが、内蔵部品５６とは別体の収容部材５８を、後工程で内蔵部品５６に取り付けてもよい。

第二実施形態の燃料タンク５２では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕに形成される凸部５４は、収容部材５８の形状に合わせて、燃料タンク本体２４の幅方向に長く形成されている。

凸部５４の先端側の部分と収容部材５８の底部５８Ｂとの間に第一隙間Ｇ１が構成されている。また、凸部５４の側面５４Ｓと収容部材５８の立壁部５８Ｓとの間に第二隙間Ｇ２が構成されている。

そして、第二実施形態の燃料タンク２２では、内蔵部品５６が本発明の「突出部」、凸部５４が本発明の「ストッパ」、第二隙間Ｇ２が、本発明の「間隙」にそれぞれ対応している。

上記構造の第二実施形態では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの、凸部５４の長手方向と直交する方向（図１の例では車両前後方向）への相対移動が、第二隙間Ｇ２の範囲に制限される。

また、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対接近が許容されるが、この相対接近は、第一隙間Ｇ１の範囲に制限される。

このように、第二実施形態の燃料タンク５２においても、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対移動を制限できるので、上面２４Ｕや下面２４Ｌの特定の部位への応力集中を抑制できる。

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態または第二実施形態と同一の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第三実施形態において、燃料タンクの全体的構造は、第一実施形態や第二実施形態と略同一であるので、図示を省略する。

第三実施形態の燃料タンク６２では、略円筒状に形成された内蔵部品６６が燃料タンク本体２４の下面２４Ｌに取り付けられている。内蔵部品６６の上端には、上方から見て放射状の複数の切込６８が形成されている。これらの切込６８により、内蔵部品６６の上端には、径方向外側に拡開された複数の拡開片７０が形成されている。

拡開片７０のそれぞれは、上方から押されると径方向外側へ倒れこむように変形する。拡開片７０の変形により、内蔵部品６６の高さが低くなる。

また、第三実施形態の燃料タンク６２では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕに、内蔵部品６６の周囲を取り囲む環状の凸部７２が形成されている。凸部７２の内側は収容部７４である。収容部７４には、内蔵部品６６の先端側が収容されている。

そして、凸部７２の内周面と内蔵部品６６の上部（拡開片７０）の外周面との間に、第一隙間Ｇ１が構成されている。また、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと、内蔵部品６６の上端面との間に、第二隙間Ｇ２が構成されている。したがって、第三実施形態の燃料タンク６２では、凸部７２が本発明の「突出部」に、内蔵部品６６が本発明の「ストッパ」に対応する。

上記構造の第三実施形態では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの、横方向（車両前後方向及び車両幅方向）への相対移動が許容されるが、この相対移動は第二隙間Ｇ２の範囲に制限される。

また、第三実施形態では、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとに、相対的に接近する方向の力が作用すると、まず、第一隙間Ｇ１を解消するまでの段階で、上面２４Ｕと下面２４Ｌとが相対的に接近する。

燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと内蔵部品６６の上端とが接触した状態で、さらに上面２４Ｕと下面２４Ｌとに、相対的に接近する方向の力が作用すると、上面２４Ｕが上端を押す。そして、拡開片７０が外側へ倒れこむように変形し、さらに上面２４Ｕと下面２４Ｌとが接近する。

すなわち、第三実施形態の燃料タンク６２においても、燃料タンク本体２４の上面２４Ｕと下面２４Ｌとの相対移動を制限できるので、上面２４Ｕや下面２４Ｌの特定の部位への応力集中を抑制できる。

なお、本発明において、突出部及びストッパを設ける面は、燃料タンク本体の対向する２件のうちの、一方の面と他方の面であればよい。たとえば、燃料タンク本体の２つの側面が対向している構造では、一方の側面に突出部を設け、他方の側面にストッパを設けてもよい。

２２燃料タンク
２４燃料タンク本体
２４Ｕ上面（対向面）
２４Ｌ下面（対向面）
２６内蔵部品（突出部）
３４上端面（突出端）
３６収容部
４４凸部（ストッパ）
５２燃料タンク
５４凸部（ストッパ）
５６内蔵部品（突出部）
５８収容部材（収容部）
６２燃料タンク
６６内蔵部品（ストッパ）
７２凸部（突出部）
Ｇ１第一隙間
Ｇ２第二隙間

Claims

対向する一対の対向面を有し内部に燃料を収容する燃料タンク本体と、
前記対向面の一方から前記対向面の他方へ突出し突出端に収容部が形成された突出部と、
前記対向面の他方から突出し先端側が前記収容部の内面と間隙をあけて前記収容部に収容されるストッパと、
を有する燃料タンク。