JP2019084907A - 燃料タンクの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクをクロスメンバに取り付ける取付構造において、簡単な構成で、車両側突時にクロスメンバから燃料タンクの取付部に伝達される荷重を小さくする。【解決手段】各々車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ２０に掛け渡されるクロスメンバ３０に取り付けられる燃料タンク１の取付構造である。燃料タンク１は、クロスメンバ３０の車両前後方向後側に配置されていて、当該燃料タンク１に設けられた一対の第１取付部７，８を介してクロスメンバ３０に取り付けられている。クロスメンバ３０には、車両前後方向前側に配置されるバッテリ１０が、一対の第２取付部１１，１２を介して取り付けられている。一対の第１取付部７，８は、一対の第２取付部１１，１２よりも車幅方向内側に位置している。【選択図】図３

Description

本発明は、車幅方向に延びるクロスメンバに取り付けられる燃料タンクの取付構造に関するものである。

上下に分割された上側および下側部材から成り、これら上側および下側部材の周縁部のそれぞれに全周に亘って形成されたフランジ部同士を接合することで形成された燃料タンクを、車両に設置する場合には、当該フランジ部を加工することで一体形成された取付部や、当該フランジ部に設けられた別体の取付部を介して、燃料タンクを車体部材に取り付けることが多い。

例えば特許文献１には、平面視で外側に延びるフランジ部と、このフランジ部をさらに外側に拡張した第１〜第３取付部とを備える燃料タンクを、第１取付部をクロスメンバに固定し、第２取付部をブリッジ部材に固定するとともに、第３取付部をサイドメンバに固定することで、車体に搭載するようにした車体後部構造が開示されている。

特開２０１３−７５５５４号公報

ところで、上記特許文献１のもののように、フランジ部に設けられた取付部を介して燃料タンクをクロスメンバに取り付ける構造には一長一短がある。具体的には、クロスメンバに取り付ける構造を採用することで、車両衝突時に移動した燃料タンクとクロスメンバとの干渉を抑えられる反面、車両側突時にクロスメンバに入力した相対的に大きな荷重が燃料タンクの取付部に伝達されると、当該取付部が破損して、接合されたフランジ部が口開きすることで燃料漏れにつながるという問題がある。このような問題は、フランジ部に設けられた取付部に限らず、燃料タンク自体に、一体構造または別体構造にて設けられる取付部一般について当て嵌まる。

かかる問題を解決するために、クロスメンバの耐力を大きくしたり、想定される衝突方向において被衝突部から取付部を出来るだけ遠ざけたりすることが考えられるが、前者ではクロスメンバの成形性が悪くなるおそれがあり、また、後者では燃料タンクのレイアウトバランスが悪くなるおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料タンクをクロスメンバに取り付ける取付構造において、簡単な構成で、車両側突時にクロスメンバから燃料タンクの取付部に伝達される荷重を小さくする技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料タンクの取付構造では、燃料タンクよりも強固な構造を有するバッテリの取付部を、クロスメンバにおける、燃料タンクの取付部よりも被衝突部に近い位置に配置するようにしている。

具体的には、本発明は、各々車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバに掛け渡される、車幅方向に延びるクロスメンバに取り付けられる燃料タンクの取付構造を対象としている。

そして、この取付構造は、上記燃料タンクは、上記クロスメンバの車両前後方向一方側に配置され、当該燃料タンクに設けられた複数の第１取付部を介して当該クロスメンバに取り付けられており、上記クロスメンバには、当該クロスメンバの車両前後方向他方側に配置されるバッテリが、複数の第２取付部を介して取り付けられており、上記複数の第１取付部のうち車幅方向両外側の第１取付部の少なくとも一方は、上記複数の第２取付部の少なくとも１つよりも車幅方向内側に位置していることを特徴とするものである。

例えば、（１）車両中心線よりも車幅方向一方側に燃料タンクが配置される場合には、（１−１）車幅方向一方側からの車両側突時に、サイドメンバに入力された荷重は、クロスメンバに伝達されるとともに、サイドメンバが燃料タンク等に当接することで燃料タンク等にも分散されることから、車幅方向両外側の第１取付部のうち車幅方向一方側の第１取付部には、相対的に大きな荷重が伝達され難い。

これに対し、（１）車両中心線よりも車幅方向一方側に燃料タンクが配置される場合における（１−２）車幅方向他方側からの車両側突時に、サイドメンバに入力された荷重は、その大部分がクロスメンバに伝達されるため、車幅方向両外側の第１取付部のうち車幅方向他方側の第１取付部には、相対的に大きな荷重が伝達され易くなる。

この点、本発明では、車幅方向両外側の第１取付部の少なくとも一方は、複数の第２取付部の少なくとも１つよりも車幅方向内側に位置していることから、（１−２）車幅方向他方側からの車両側突時に、クロスメンバに入力した荷重は、車幅方向他方側の第１取付部よりも車幅方向外側（車幅方向他方側のサイドメンバに近い側）に位置する第２取付部を介して、一般的に燃料タンクよりも強固に構成されるバッテリに伝達され易くなる。これにより、燃料タンクの第１取付部に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。

また、（２）車両中心線付近に燃料タンクが配置される場合には、車幅方向両外側の第１取付部を、例えば車幅方向両外側の第２取付部よりも車幅方向内側に位置させれば、車幅方向一方側からの車両側突時または他方側からの車両側突時のいずれにおいても、クロスメンバに入力した荷重は、第２取付部を介してバッテリに伝達され易くなるので、燃料タンクの第１取付部に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。

このように、本発明によれば、クロスメンバにおける、燃料タンクの第１取付部とバッテリの第２取付部との並び順を工夫するという簡単な構成で、クロスメンバに入力した荷重を積極的にバッテリに受け持たせることにより、燃料タンクの第１取付部に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。

以上説明したように、本発明に係る燃料タンクの取付構造によれば、簡単な構成で、車両側突時にクロスメンバから燃料タンクの取付部に伝達される荷重を小さくすることができる。

本発明の実施形態１に係る燃料タンクの取付構造を模式的に示す平面図である。 燃料タンクの取付構造を模式的に示す側面図である。 燃料タンクの取付構造における荷重伝達経路を模式的に説明する図である。 本発明の実施形態２に係る燃料タンクの取付構造を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態３に係る燃料タンクの取付構造を模式的に示す平面図である。 従来の燃料タンクの取付構造における荷重伝達経路を模式的に説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、各図中の矢印Ｕｐは上方を、矢印Ｆｒは車両前後方向前側を、矢印Ｒｈは車幅方向右側をそれぞれ示している。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る燃料タンク１の取付構造を模式的に示す平面図であり、図２は、燃料タンク１の取付構造を模式的に示す側面図である。この燃料タンク１の取付構造は、電気自動車（ＥＶ車両）や、エンジンと共に電動モータ等により駆動力を発生させるハイブリッド車両（ＨＶ車両）等といった、一般的に強固な材質・構造を有するバッテリ１０を搭載した車両に適用されるものであり、側方から障害物５０等が衝突する車両側突時に、燃料タンク１の第１取付部７，８に伝達される荷重を小さくするよう構成されたものである。

燃料タンク１は、図２に示すように、合成樹脂製または鉄製の、上下に２分割された上側部材２と下側部材３とから成り、上側部材２は上側に凸の矩形箱状に形成されている一方、下側部材３は下側に凸の矩形箱状に形成されている。上側部材２の下端の周縁部には、その全周に亘って外側に延びるフランジ部２ａが形成されている一方、下側部材３の上端の周縁部には、その全周に亘って外側に延びるフランジ部３ａが形成されている。燃料タンク１は、これらフランジ部２ａとフランジ部３ａとを重ねあわせて接合することで形成されている。なお、以下では、これらフランジ部２ａとフランジ部３ａとを重ねあわせて接合した部位を、フランジ部１ａとも称する。

この燃料タンク１は、図１に示すように、車両中心線ＣＬ付近に、その長手方向が車幅方向と略一致するような姿勢で、車両に搭載されている。より詳しくは、燃料タンク１は、各々車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ２０に掛け渡される、車幅方向に延び且つ矩形状の閉断面を有するクロスメンバ３０の車両前後方向後側（車両前後方向一方側）に配置されている。このように配置される燃料タンク１の車両前後方向後側には、フロアパネル４０から上方に突設される支持部材４１が設けられている。

燃料タンク１のフランジ部１ａには、当該フランジ部１ａの一部を車両前後方向前側に延ばすように加工することで、当該フランジ部１ａと一体に形成された一対の第１取付部（複数の第１取付部）７，８が設けられている。また、燃料タンク１の上側部材２には、その外周に上側タンクバンド４が掛け渡されている一方、燃料タンク１の下側部材３には、その外周に下側タンクバンド５が掛け渡されている。

燃料タンク１の後部は、上側タンクバンド４の後端部と、フランジ部１ａと、下側タンクバンド５の後端部とを、ボルト６により支持部材４１の上端に共締め締結することで、支持部材４１に取り付けられている。一方、燃料タンク１の前部は、上側タンクバンド４の前端部と、各第１取付部７，８と、下側タンクバンド５の後端部とを、ボルト６によりクロスメンバ３０の上面に共締め締結することにより、これら一対の第１取付部７，８を介してクロスメンバ３０に取り付けられている。

このように、本実施形態の燃料タンク１の取付構造では、第１取付部７，８を介して燃料タンク１をクロスメンバ３０に取り付けることで、車両衝突時に燃料タンク１が移動した場合でも、移動した燃料タンク１とクロスメンバ３０とが干渉するのを抑えられるようになっている。

また、本実施形態の燃料タンク１の取付構造では、図１および図２に示すように、燃料タンク１の他に、バッテリ１０もクロスメンバ３０に取り付けられている。このバッテリ１０のバッテリケース１０ａは、アルミダイキャスト製、鋼板製または高剛性の合成樹脂製であり、これにより、バッテリ１０は、燃料タンク１に比して、強固な構造を有している。

バッテリ１０は、図１に示すように、車両中心線ＣＬ付近に、その長手方向が車両前後方向と略一致するような姿勢で、車両に搭載されている。より詳しくは、バッテリ１０は、クロスメンバ３０の車両前後方向前側（車両前後方向他方側）でフロアパネル４０上に載置されていて、固定部材（図示せず）によってフロアパネル４０等に固定されている。また、バッテリケース１０ａには、当該バッテリケース１０ａと一体に形成された、車両前後方向後側に延びる一対の第２取付部（複数の第２取付部）１１，１２が設けられている。バッテリ１０は、一対の第２取付部１１，１２をボルト１３によりクロスメンバ３０の上面に締結することにより、これら一対の第２取付部１１，１２を介してクロスメンバ３０に取り付けられている。なお、一対の第２取付部１１，１２は、これら第２取付部１１，１２をクロスメンバ３０に締結するボルト１３が、図１に示すように、燃料タンク１の第１取付部７，８をクロスメンバ３０に締結するボルト６と一直線上に並ぶような態様で、クロスメンバ３０に取り付けられている。

ここで、本発明を理解し易くするために、従来の燃料タンク１０１の取付構造について説明する。図６は、従来の燃料タンク１０１の取付構造における荷重伝達経路を模式的に説明する図である。図６に示すように、従来の燃料タンク１０１の取付構造でも、本実施形態と同様に、燃料タンク１０１を、フランジ部１０１ａに設けられた一対の取付部１０７，１０８を介して、左右一対のサイドメンバ１２０に掛け渡されるクロスメンバ１３０に取り付けていたが、本実施形態とは異なり、バッテリ１１０はクロスメンバ１３０に取り付けられていなかった。このような燃料タンク１０１の取付構造は、図６の白抜き矢印で示すように、例えば車幅方向左側（以下、単に「左側」ともいう。）から障害物１５０が衝突した場合、サイドメンバ１２０に入力された荷重の大部分が、図６の黒塗り矢印で示すようにクロスメンバ１３０に伝達され、左側の取付部１０８に相対的に大きな荷重が伝達され易くなる構造となっていた。このように、車両側突時にクロスメンバ１３０に入力した相対的に大きな荷重が燃料タンク１０１の取付部１０８に伝達されると、取付部１０８が破損して、接合されたフランジ部１０１ａが口開きしたりすることで燃料漏れにつながる場合がある。なお、かかる破損や口開きは、車幅方向右側（以下、単に「右側」ともいう。）から障害物１５０が衝突した場合の右側の取付部１０７にも同様に生じ得るものである。

このような問題を解決するために、クロスメンバ３０の耐力を大きくしたり、想定される衝突方向において被衝突部から第１取付部７，８を出来るだけ遠ざけたりすることが考えられるが、前者ではクロスメンバ３０の成形性が悪くなるおそれがあり、また、後者では燃料タンク１のレイアウトバランスが悪くなるおそれがある。

そこで、本実施形態の燃料タンク１の取付構造では、一対の第１取付部７，８が、一対の第２取付部１１，１２よりも車幅方向内側に位置するように、換言すると、一対の第１取付部７，８を一対の第２取付部１１，１２で車幅方向に挟むように、これら第１取付部７，８および第２取付部１１，１２をクロスメンバ３０の上面に締結するようにしている。つまり、本実施形態は、本発明で言うところの「複数の第１取付部７，８のうち車幅方向両外側の第１取付部７，８の両方が、複数の第２取付部１１，１２よりも車幅方向内側に位置している」態様に相当している。

図３は、燃料タンク１の取付構造における荷重伝達経路を模式的に説明する図である。一対の第１取付部７，８を、一対の第２取付部１１，１２よりも車幅方向内側に位置させれば、図３の白抜き矢印で示すような左側からの車両側突時おいて、クロスメンバ３０に入力した荷重は、左側の第２取付部１２を介して相対的に強固なバッテリ１０に伝達され易くなるので、燃料タンク１の左側の第１取付部８に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。これと全く同様に、右側からの車両側突時おいて、クロスメンバ３０に入力した荷重は、右側の第２取付部１１を介してバッテリ１０に伝達され易くなるので、燃料タンク１の右側の第１取付部７に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。

このように、本発明によれば、クロスメンバ３０における、燃料タンク１の第１取付部７，８とバッテリ１０の第２取付部１１，１２との並び順を工夫するという簡単な構成で、クロスメンバ３０に入力した荷重を積極的にバッテリ１０に受け持たせることにより、燃料タンク１の第１取付部７，８に伝達される荷重を相対的に小さくすることができる。これにより、第１取付部７，８が破損して、接合されたフランジ部１ａが口開きすることで燃料漏れにつながるのを抑えることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、燃料タンク１およびバッテリ１０の配置位置、並びに、クロスメンバ３０における第１取付部７，８と第２取付部１１，１２との並び順が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

図４は、本実施形態に係る燃料タンク１の取付構造を模式的に示す平面図である。図４に示すように、燃料タンク１は、車両中心線ＣＬよりも右側に配置されている一方、バッテリ１０は、車両中心線ＣＬよりも左側に配置されている。

また、第１取付部７，８および第２取付部１１，１２は、右側から、右側の第１取付部７→右側の第２取付部１１→左側の第１取付部８→左側の第２取付部１２の順に並んでいる。つまり、本実施形態は、本発明で言うところの「複数の第１取付部７，８のうち車幅方向両外側の第１取付部７，８の少なくとも一方（第１取付部８）が、複数の第２取付部１１，１２の少なくとも１つ（第２取付部１２）よりも車幅方向内側に位置している」態様に相当している。

この場合には、右側からの車両側突時に、右側のサイドメンバ２０に入力された荷重は、クロスメンバ３０に伝達されるとともに、サイドメンバ２０が燃料タンク１等に当接することで燃料タンク１等にも分散されることから、右側の第１取付部７には、相対的に大きな荷重が伝達され難い構成となっている。

一方、左側からの車両側突時に、左側のサイドメンバ２０に入力された荷重は、その大部分がクロスメンバ３０に伝達されるため、左側の第１取付部８には、相対的に大きな荷重が伝達され易くなる。もっとも、本実施形態では、かかる左側の第１取付部８は、左側の第２取付部１２よりも車幅方向内側に位置していることから、左側からの車両側突時に、クロスメンバ３０に入力した荷重は、第２取付部１２を介して、燃料タンク１よりも強固に構成されるバッテリ１０に伝達され易くなる。したがって、燃料タンク１の左側の第１取付部８に伝達される荷重を相対的に小さくすることができ、これにより、左側の第１取付部８が破損して、接合されたフランジ部１ａが口開きすることで燃料漏れにつながるのを抑えることができる。

（実施形態３）
本実施形態は、燃料タンク１およびバッテリ１０の配置位置、並びに、クロスメンバ３０における第１取付部７，８と第２取付部１１，１２との並び順が、上記実施形態１および２と異なるものである。以下、実施形態１および２と異なる点を中心に説明する。

図５は、本実施形態に係る燃料タンク１の取付構造を模式的に示す平面図である。図５に示すように、燃料タンク１は、車両中心線ＣＬよりも左側に配置されている一方、バッテリ１０は、車両中心線ＣＬよりも右側に配置されている。

また、第１取付部７，８および第２取付部１１，１２は、左側から、左側の第１取付部８→左側の第２取付部１２→右側の第１取付部７→右側の第２取付部１１の順に並んでいる。つまり、本実施形態は、本発明で言うところの「複数の第１取付部７，８のうち車幅方向両外側の第１取付部７，８の少なくとも一方（第１取付部７）が、複数の第２取付部１１，１２の少なくとも１つ（第２取付部１１）よりも車幅方向内側に位置している」態様に相当している。

このような構成を採用した本実施形態では、上記実施形態２と全く同様にして、右側からの車両側突時に、右側の第１取付部７に伝達される荷重を相対的に小さくすることができ、これにより、右側の第１取付部７が破損して、接合されたフランジ部１ａが口開きすることで燃料漏れにつながるのを抑えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記各実施形態では、第１取付部７，８をフランジ部１ａと一体に形成したが、これに限らず、別体の第１取付部をフランジ部１ａに取り付けるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、第２取付部１１，１２をバッテリケース１０ａと一体に形成したが、これに限らず、別体の第２取付部をバッテリケース１０ａに取り付けるようにしてもよい。

さらに、上記各実施形態では、燃料タンク１を上側タンクバンド４および下側タンクバンド５で支持するようにしたが、これら上側タンクバンド４および下側タンクバンド５は必須ではなく、例えば、第１取付部７，８以外の第３取付部（図示せず）をフランジ部１ａに設け、かかる第３取付部を車体部材に締結することで、第１取付部７，８および第３取付部による締結だけで燃料タンク１を支持するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、燃料タンク１およびバッテリ１０に、第１取付部７，８および第２取付部１１，１２を２つずつ設けたが、第１取付部７，８および第２取付部１１，１２をそれぞれ３つ以上設けてもよい。この場合には、例えば、第１取付部７，８の車幅方向外側に２つ以上の第２取付部１１，１２が位置するように、第１取付部７，８および第２取付部１１，１２の位置を設定してもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、簡単な構成で、車両側突時にクロスメンバから燃料タンクの取付部に伝達される荷重を小さくすることができるので、燃料タンクをクロスメンバに取り付ける取付構造に適用して極めて有益である。

１ 燃料タンク
７，８ 第１取付部
１０ バッテリ
１１，１２ 第２取付部
２０ サイドメンバ
３０ クロスメンバ

Claims (1)

1. 各々車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバに掛け渡される、車幅方向に延びるクロスメンバに取り付けられる燃料タンクの取付構造であって、
   上記燃料タンクは、上記クロスメンバの車両前後方向一方側に配置され、当該燃料タンクに設けられた複数の第１取付部を介して当該クロスメンバに取り付けられており、
   上記クロスメンバには、当該クロスメンバの車両前後方向他方側に配置されるバッテリが、複数の第２取付部を介して取り付けられており、
   上記複数の第１取付部のうち車幅方向両外側の第１取付部の少なくとも一方は、上記複数の第２取付部の少なくとも１つよりも車幅方向内側に位置していることを特徴とする燃料タンクの取付構造。

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