JP2019172229A - 燃料タンクの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐炎性に優れる燃料タンクの取付構造を提供する。【解決手段】燃料タンクの取付構造１は、樹脂製のタンク本体２０に一体成形される固定片２３と、固定片２３を貫通する筒本体３０と固定片２３の下面２３３に配置されるフランジ部３１とを有する筒金具３と、筒金具３に挿通されて車体にタンク本体２０を固定する締結部材（ボルト４）とを備える。フランジ部３１は、固定片２３の下面２３３に当接される介在筒部３２と、固定片２３の下面２３３に対して所定の隙間ｇをあけて配置される外側フランジ部３３とを有する。外側フランジ部３３は、介在筒部３２の外周よりも外方に突出するほどの大きな外径Ｒ３３を有し、固定片２３における筒金具３の筒本体３０の近傍領域を覆う。このような段差形状のフランジ部３１を備える筒金具３によって、車両下方から炎に曝された場合に燃料タンク２の取付状態が緩むことを防止でき、耐炎性に優れる。【選択図】図１

Description

本発明は、車体に燃料タンクを取り付ける燃料タンクの取付構造に関する。

自動車の燃料タンクとして、樹脂製のものが利用されている（例、特許文献１，２）。特許文献１は、樹脂製の燃料タンクを車体に取り付ける構造として、燃料を貯留するタンク本体に複数の支持ブラケットを一体に成形し、各支持ブラケットと車体の固定箇所とにボルトを挿通し、ナットを締め付ける構造を開示する。各支持ブラケットは、タンク本体から突出する舌片であり、ボルトの挿通孔は、舌片を貫通する金属カラーによって形成されている（特許文献１の図４参照）。金属カラーは、円筒状の筒本体と、筒本体の外周からその径方向外方に延設される円環状のフランジ部とからなる鍔付金具である。フランジ部は、支持ブラケットにおける車体の固定箇所とは反対側の面（車両上下方向の下面）に配置される。

特許文献２は、車両前後方向に離間して配置される二本のクロスメンバ間に、タンク本体を配置すると共に複数のバンドを架け渡し、タンク本体の下面をこれらのバンドによって支持する構造を開示する。

特開２０１１−１９４９１６号公報 特開２０１２−０６６６３３号公報

樹脂製の燃料タンクを車体に取り付けた状態に対して、耐炎性能の向上が望まれる。

樹脂製の燃料タンクを車体に取り付けた状態で、タンク本体の下方が炎に曝された場合、この炎によって加熱されて、上述の支持ブラケットの構成樹脂が軟化したり、溶融したりして、車体に対する燃料タンクの固定状態が緩むことが考えられる。固定状態が緩むと、最悪の場合、燃料タンクが落下し得る。

特許文献２に記載されるようなバンドを用いた場合には、タンク本体を渡る長さを有するバンドを用いる必要が有り、重量の増大を招く。また、長いバンドを所定の箇所に配置するために作業時間が長くなり易く、生産性の低下を招き得る。更に、コストの増大も招き得る。バンドに代えて、例えばタンク本体の下面全体を覆う保護カバー等を設ける場合には、重量の更なる増大、生産性の更なる低下を招き易い。

そこで、本発明の目的の一つは、耐炎性に優れる燃料タンクの取付構造を提供することにある。

本発明の一態様に係る燃料タンクの取付構造は、
樹脂からなる燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造であって、
燃料を貯留するタンク本体に一体に成形される固定片と、
前記固定片を貫通する筒本体と、前記固定片における前記車体とは反対側の面に配置され、前記筒本体の外周からその径方向外方に延設されるフランジ部とを有する筒金具と、
前記筒金具に挿通されて、前記車体に前記タンク本体を固定する締結部材とを備え、
前記フランジ部は、
前記固定片における前記車体とは反対側の面に当接される介在筒部と、
前記固定片における前記車体とは反対側の面に対して、前記筒金具の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、前記介在筒部の外周からその径方向外方に延設される外側フランジ部とを有する段差形状である。

上記の燃料タンクの取付構造では、固定片に設けられる筒金具のフランジ部が介在筒部と外側フランジ部との多段になっており、外側フランジ部が介在筒部の外周よりも突出するほどの大きな外径を有すると共に、固定片に対して隙間をあけて配置される。このような上記の燃料タンクの取付構造は、以下の点から、タンク本体の下方が炎に曝された際、固定片、特に筒金具の筒本体の近傍領域が軟化したり溶融したりすることを低減して、燃料タンクの取付状態が緩むことを防止できる。従って、上記の燃料タンクの取付構造は、耐炎性に優れる。

（１）上記の燃料タンクの取付構造を車両下方からみれば、固定片における筒本体の近傍領域は、外側フランジ部に覆われる点。
外側フランジ部は、一般に樹脂よりも耐炎性に優れる金属からなるため、樹脂からなる固定片、特に上述の筒本体の近傍領域が上記炎に直接曝されることを防止できる。
（２）固定片と外側フランジ部との間に設けられる隙間に応じて、固定片を上記炎から遠ざけられる上に、外側フランジ部の熱を固定片に伝え難くできる点。
（３）固定片における車体とは反対側の面（以下、下面と呼ぶことがある）について、筒金具との接触面積は介在筒部の端面の大きさ程度である。そのため、介在筒部を有しておらず大径のフランジ部が固定片の下面に直接接触する場合に比較して、上記接触面積を小さくでき、フランジ部から固定片への熱伝導による軟化等を低減し易い点。

また、上記の燃料タンクの取付構造は、従来の金属カラーの形状を変更することで構築できるため、上述のバンドや保護カバー等を用いる場合に比較して、重量の増大を非常に小さくできる。更に、上記の燃料タンクの取付構造は、上述の従来の金属カラーを有する場合と実質的に同様な作業によって構築でき、生産性の低下も招き難い。

実施形態１の燃料タンクの取付構造を示す概略断面図である。 実施形態１の燃料タンクの取付構造を示す概略下面図である。 車体に燃料タンクが取り付けられた状態の一例を示す概略下面図である。

以下、図面を参照して、本発明の燃料タンクの取付構造を具体的に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。

［実施形態１］
図１〜図３を参照して、実施形態１の燃料タンクの取付構造１を説明する。
図３は、実施形態１の燃料タンクの取付構造１によって車体に取り付けられた燃料タンク２を車両下方からみた下面図である。
図２は、図３の部分拡大図であり、実施形態１の燃料タンクの取付構造１の近傍を拡大して示す。
図１は、図２に示す（Ｉ）−（Ｉ）切断線で切断した部分断面図である。
図３では、紙面の左右方向を車幅方向とし、紙面上側を車両前方（Ｆｒ）、紙面下側を車両後方（Ｒｒ）とする。
図１では、紙面の上下方向を車両上下方向とし、紙面上側を車両上方（Ｕｐ）、紙面下側を車両下方（Ｌｗｒ）とする。

（全体構成）
実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、自動車のエンジンに利用される燃料を貯留する燃料タンク２を自動車の所定の位置に取り付けることに利用される。燃料タンク２は樹脂からなり、燃料を貯留するタンク本体２０に固定片２３が一体に成形されている（図３）。

詳細は図示しないが、上記自動車は、サイドシルやサイドメンバ等といった車両前後方向に沿って配置される部材と、クロスメンバ等といった車幅方向に沿って配置される部材とを含む車体フレームを備える。燃料タンク２は、代表的には、図３に示すように、車両前後方向に所定の間隔をあけて配置されるクロスメンバ１１，１２間に配置され、ボルト４（締結部材の一例）及びナット５（図１）によって、固定片２３が各クロスメンバ１１，１２の固定箇所１０（図１、車体の一例）に取り付けられて固定される。

図１に示すように固定片２３にはボルト４の挿通孔を形成するフランジ付き金具（筒金具３）が設けられており、実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、固定片２３と、筒金具３と、筒金具３に挿通されて車体にタンク本体２０を固定するボルト４とを備える。筒金具３のフランジ部３１は、固定片２３における車体とは反対側の面、即ち車両上下方向の下面２３３に配置される。実施形態１の燃料タンクの取付構造１では、フランジ部３１が介在筒部３２と外側フランジ部３３とを有する多段の段差形状である。外側フランジ部３３は、固定片２３の下面２２３に対して、筒金具３の軸方向（図１では上下方向）に所定の隙間ｇをあけて配置されると共に、介在筒部３２の外周から径方向外方に延設されて、介在筒部３２よりも外方に突出する。このような特定の段差形状を有するフランジ部３１は、燃料タンク２の下方が炎に曝された際に固定片２３が軟化したり溶融したりすることを防止する。以下、より詳細に説明する。

（燃料タンク）
燃料タンク２は、エンジンに用いられるガソリン等の燃料を貯留する容器であり、ポリエチレン等の樹脂からなる成形体である。燃料タンク２は、上記燃料の貯留空間をなすタンク本体２０と、タンク本体２０から外方に突出し、車体への固定に利用される固定片２３とを備える。タンク本体２０の平面形状は適宜選択できる。図３では、タンク本体２０の平面形状が長方形状であり、車両前後方向及び車幅方向に線対称な場合を例示するが、非対称な形状とすることができる（特許文献１，２参照）。

〈固定片〉
この例の燃料タンク２は、タンク本体２０における車両前方、及び車両後方のそれぞれに二つずつの固定片２３を備える（合計四つ）。各固定片２３は、タンク本体２０の適宜な箇所（図３では角部近傍を例示）から外方に突出する平板状の舌片であり、上述の樹脂によってタンク本体２０と一体に成形されている。各固定片２３の平面形状は適宜選択でき、図２，図３は例示である。

各固定片２３の大きさは、燃料タンク２を固定可能な範囲で適宜選択でき、重量の増大、大型化を招かない範囲で選択することが好ましい。例えば固定片２３の厚さが厚いほど、上述の炎に曝されても軟化し難く、耐炎性に優れる。但し、重量の増大を招き易い。固定片２３におけるタンク本体２０からの突出長さ、平面面積等は、筒金具３やボルト４の大きさ、締結作業性等を考慮して調整することが挙げられる。この例では、各固定片２３に筒金具３の筒本体３０が挿通される貫通孔２ｈが設けられている。

〈筒金具〉
各固定片２３には貫通孔３ｈを有する筒金具３が設けられる。筒金具３は、タンク本体２０及び固定片２３の構成樹脂よりも耐炎性、耐熱性に優れる金属からなる。上記金属として、例えば鉄や鉄合金等が挙げられる。

この例の筒金具３は、筒本体３０が固定片２３の貫通孔２ｈに挿通されて、貫通孔３ｈの一方の開口部が固定片２３の車体側（上側）に配置され、他方の開口部が車体とは反対側（下側）に配置される。また、この筒金具３は、貫通孔３ｈの軸方向が固定片２３の厚さ方向に実質的に平行するように固定片２３に配置される。

この例の貫通孔３ｈは、その軸方向に沿って一様な内径を有する円筒孔である。そのため、この例の筒金具３の内周面は、一様な内径を有する円筒面からなる。上記内径は、ボルト４の軸部４１の外径に応じて選択することが挙げられる。

筒金具３は、固定片２３を貫通する筒本体３０と、筒本体３０の外周からその径方向外方に延設されるフランジ部３１とを有する。フランジ部３１は、固定片２３における車体とは反対側の面（下面２３３）に配置される。かつ、フランジ部３１は、固定片２３の下面２３３に当接される介在筒部３２と、介在筒部３２の外周よりも外方に突出する外側フランジ部３３とを備える。外側フランジ部３３は、固定片２３の下面２３３に接触せず、下面２３３から車体とは反対側に向かって離れて配置される。この外側フランジ部３３と固定片２３の下面２３３との間に所定の隙間ｇが設けられる。この例の外側フランジ部３３は、介在筒部３３における車体とは反対側の外縁から、介在筒部３３の径方向外方に延設される。そのため、隙間ｇは、介在筒部３２の厚さｔに相当する。このような筒金具３は、筒本体３０とフランジ部３１との二段構造であり、更に筒本体３０と介在筒部３２と外側フランジ部３３との三段構造でもある。各段をなす筒本体３０、介在筒部３２、外側フランジ部３３について、各外径Ｒ_３０，Ｒ_３２，Ｒ_３３は車体から離れる側（下側）に向かうにつれて大きい（Ｒ_３０＜Ｒ_３２＜Ｒ_３３）。

《筒本体》
筒本体３０は、上述のように固定片２３を貫通する箇所である。この例の筒本体３０はその軸方向に一様な外径Ｒ_３０を有する円筒であり、貫通孔３ｈをなす円筒の内周面に同軸の外周面を有する。筒本体３０の平面形状（外形）は適宜変更できる。

筒本体３０の外径Ｒ_３０は固定片２３の貫通孔２ｈの内径に応じて選択することが挙げられる。この例の外径Ｒ_３０は、固定片２３の貫通孔２ｈの内径よりも若干大きく、筒本体３０を貫通孔２ｈに圧入することで、筒金具３を固定片２３に固定できる。筒本体３０の長さは固定片２３の厚さに応じて選択することが挙げられる。この例では、筒本体３０の長さを固定片２３の厚さよりも若干長くし、筒本体３０における一方の開口部の近傍領域を固定片２３の車体側の面（上面２３１）から突出させている。こうすることで、ナット５を締め付けた際、筒金具３と車体の固定箇所１０との金属接触とすることができ、強固に固定できる。なお、筒本体３０、後述する介在筒部３２、外側フランジ部３３の平面形状が円形以外の場合に外径Ｒ_３０，Ｒ_３２，Ｒ_３３は、平面形状の輪郭に外接する円の直径とする。

《フランジ部》
フランジ部３１は、固定片２３の下面２３３から突出して配置される部分である。この例のフランジ部３１は、上述のように二段形状であり、車両上下方向の上段が介在筒部３２、下段が外側フランジ部３３である。このフランジ部３１は、その一端面をなす介在筒部３２の上面が固定片２３の下面２３３に接触し、その反対側の端面をなす外側フランジ部３３の下面が固定片２３の下面２３３からフランジ部３１の厚さだけ離れて配置される。

この例の介在筒部３２はその軸方向に一様な外径Ｒ_３２を有する円筒であり、貫通孔３ｈをなす円筒の内周面に同軸の外周面を有する。介在筒部３２の平面形状は適宜変更できる。例えば、後述する耐炎部材７を備える場合に介在筒部３２が環状の溝部や周方向に離間して並ぶ複数の溝部を有し、耐炎部材７が上記溝部に嵌る突部を有すると、耐炎部材７を位置ずれし難くしたり、落下し難くしたりすることができる。耐炎部材７を筒金具３に溶接等する際では安定して溶接作業性を行えて、作業性に優れる。

介在筒部３２の外径Ｒ_３２は、貫通孔３ｈの内径及び筒本体３０の外径Ｒ_３０よりも大きい範囲で適宜選択できる。介在筒部３２の外径Ｒ_３２が大きいほど、介在筒部３２の上面（端面）における固定片２３を覆う面積を大きくでき、固定片２３における筒本体３０の近傍領域が炎に曝されることを低減できる。その結果、燃料タンク２の取付状態が緩むことを防止できる。但し、介在筒部３２の大径化によって、筒金具３の重量の増大、介在筒部３２を介した固定片２３への熱伝導量の増大を招き易い。介在筒部３２の外径Ｒ_３２は、図１に例示するように介在筒部３２の外周面が固定片２３の外縁から突出しない程度とすることが挙げられる。

介在筒部３２の厚さｔが厚いほど、固定片２３が炎に曝されることを効果的に防止できる。この例では、厚さｔが固定片２３の下面２３３から外側フランジ部３３までの距離に相当するため、厚さｔが厚いほど、固定片２３の下面２３３と外側フランジ部３３との間の隙間ｇを大きく確保できる。この点からも固定片２３が炎に曝されることを効果的に防止できる。但し、厚さｔが厚いほど、筒金具３の重量の増大等を招き易い。厚さｔは、例えば筒本体３０の長さの１０％〜５０％程度が挙げられる。

外側フランジ部３３は介在筒部３２の全周に亘ってその径方向外方に延設される。この例の外側フランジ部３３は、その軸方向に一様な外径Ｒ_３３を有する円環板であり、貫通孔３ｈをなす円筒の内周面に同軸の外周面を有する。即ち、外側フランジ部３３の平面形状は、筒本体３０及び介在筒部３２に相似であり、筒金具３の外周面は、一様な外径の円筒面はなく、三つの異なる外径Ｒ_３０，Ｒ_３２，Ｒ_３３を有する三つの円筒面からなる。外側フランジ部３３の平面形状は、適宜変更できる。例えば多角形状等が挙げられる。

外側フランジ部３３の外径Ｒ_３３は、介在筒部３２の外径Ｒ_３２よりも大きい範囲で適宜選択できる。外側フランジ部３３の外径Ｒ_３３が大きいほど、図２に示すように固定片２３及び筒金具３を車両の下方から透視した場合に外側フランジ部３３によって固定片２３を覆う面積を大きくできる。そのため、特に固定片２３における筒本体３０の近傍領域が炎に曝されることを効果的に防止できる。その結果、燃料タンク２の取付状態が緩むことを防止できる。例えば、外側フランジ部３３の外径Ｒ_３３は、外側フランジ部３３の外周面が固定片２３の外周面から突出する程度とすれば、固定片２３が炎に曝されることをより確実に防止し易い。但し、外側フランジ部３３の大径化によって、筒金具３の重量の増大等を招き易い。外側フランジ部３３の外径Ｒ_３３は、図１に例示するように外側フランジ部３３の外周面が固定片２３の外周面に及ぶ程度とすることが挙げられる。

外側フランジ部３３の厚さが厚いほど、固定片２３が炎に曝されることを効果的に防止できるものの、筒金具３の重量の増大等を招き易い。また、外側フランジ部３３の厚さがある程度薄くても、外径Ｒ_３３が大きいことで、固定片２３が炎に曝されることを防止できる。外側フランジ部３３の厚さは、図１に例示するように介在筒部３２の厚さｔよりも薄くてよく、例えば厚さｔの１０％〜５０％程度が挙げられる。

《製造方法》
燃料タンク２のタンク本体２０及び固定片２３の製造には、例えばブロー成形等の成形法を利用することが挙げられる（特許文献１参照）。成形後、固定片２３に貫通孔２ｈを設け、燃料タンク２の取付前に貫通孔２ｈに筒金具３を嵌めることが挙げられる。上述の圧入に代えて、貫通孔２ｈの内径を筒本体３０の外径Ｒ_３０よりも若干大きく設けて、筒本体３０を貫通孔２ｈに挿入することもできる。又は、貫通孔２ｈを雌ねじ孔とし、筒本体３０の外周面に雄ねじを設けて、貫通孔２ｈに筒本体３０をねじ込むことで筒金具３を固定片２３に一体化することが挙げられる。又は、ブロー成形時、局所的に射出成形等を行って、インサート成形によって筒金具３を固定片２３に一体化することが挙げられる。インサート成形する場合には、筒本体３０が例えば多角筒や、外表面に凹凸を有する筒等であると、筒本体３０における固定片２３の構成樹脂との接触面積を増大でき、固定片２３と筒金具３との固定強度に優れる。

〈締結部材〉
この例の締結部材は、ボルト４である。ボルト４の頭部４０は、代表的には座金６を介して外側フランジ部３３に当接される。ボルト４の軸部４１は、筒金具３の貫通孔３ｈに挿通され、更に車体の固定箇所１０に挿通され（図１）、その先端部にナット５が締め付けられる。この締付によって、固定片２３を介して燃料タンク２は車体に固定され、実施形態１の燃料タンクの取付構造１を構築できる。ボルト４及びナット５は公知のものが利用できる。

（主な効果）
実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、燃料タンク２の固定片２３に特定の段差形状のフランジ部３１を有する筒金具３を備えることで、車両下方から炎に曝された場合に燃料タンク２の取付状態が緩むことを防止でき、耐炎性に優れる。外側フランジ部３３が介在筒部３２の外周から突出するほどに大きな外径Ｒ_３３を有して、樹脂製の固定片２３における筒金具３の筒本体３０の近傍領域を筒本体３０の全周に亘って金属製の外側フランジ部３３で覆うことができるからである。また、固定片２３と外側フランジ部３３との間に隙間ｇを設けられて、上記固定片２３を炎から遠ざけられる上に、大径の外側フランジ部３３の熱を固定片２３に伝え難いからである。更に、外側フランジ部３３が大径であるものの、固定片２３の下面２３３におけるフランジ部３１との接触面積は、介在筒部３２の上面（端面）の大きさ程度と小さく、フランジ部３１から固定片２３への熱伝導による軟化等を低減し易いからである。

特に、この例の燃料タンクの取付構造１は、上述の従来の金属カラーを有する場合に対して、金属カラーの形状変更という単純な構成であり、部品点数を増加することなく耐炎性を高められる上に、重量の増大を非常に小さくできる。コストの増大も招き難い。また、上述の従来の金属カラーを有する場合と燃料タンク２の取付作業が実質的に同じであり、生産性の低下も招き難い。

本発明は、上述の実施形態１の構成に限定されず、適宜変更が可能である。
（１）例えば、図１に二点鎖線で仮想的に示すように、固定片２３と外側フランジ部３３との間に配置される耐炎部材７を備えることが挙げられる。
耐炎部材７を備えることで、隙間ｇが空気である場合よりも固定片２３が炎に直接曝されることをより防止し易い。特に、耐炎部材７の外周が外側フランジ部３３の外周よりも外方に突出する大きさを有すると、更には固定片２３の外周面から突出する大きさを有すると、固定片２３が炎に曝されることをより防止し易い。

耐炎部材７の一例として、鉄又は鉄合金等の金属からなる座金が挙げられる。この座金は、筒金具３に溶接等して固定すると筒金具３に強固に固定でき、脱落を防止できる。そのため、図１に例示するように座金の厚さを隙間ｇの大きさよりも薄くすることができる。
耐炎部材７の別例として、ゴム等の弾性材料からなるシート材が挙げられる。このシート材は、例えば、固定片２３の下面２３３と外側フランジ部３３との間に圧入すると位置ずれや脱落等を防止できる。そのため、シート材の厚さは隙間ｇの大きさよりも厚くすることができる。
その他、耐炎部材７は、各種の耐炎性に優れる材料からなるものが適宜利用できる。例えば、ロックウールやガラスウール等のセラミックス繊維からなる板材や、フェルトシート等が挙げられる。又は、外側フランジ部３３の少なくとも車体側の面にロックウールを直接吹き付けることで耐火部材７を形成することが挙げられる。上記吹き付け材の一部を外側フランジ部３３における車体とは反対側の面や座金６等に設けてもよい。

（２）例えば、外側フランジ部３３は、介在筒部３２における軸方向の中間位置の外周から延設されることが挙げられる。
この場合でも、固定片２３の下面２３３と外側フランジ部３３との間に隙間ｇが設けられるため、上述のように固定片２３を炎から遠ざけられる上に、外側フランジ部３３の熱を固定片２３に伝え難い。この隙間ｇに上述の耐炎部材７を設けることもできる。

１ 燃料タンクの取付構造
２ 燃料タンク
２０ タンク本体、２３ 固定片、２３１ 上面、２３３ 下面（車体とは反対側の面）
２ｈ 貫通孔
３ 筒金具
３０ 筒本体、３１ フランジ部、３２ 介在筒部、３３ 外側フランジ部
３ｈ 貫通孔
４ ボルト（締結部材）、４０ 頭部、４１ 軸部、５ ナット、６ 座金
７ 耐炎部材
１０ 固定箇所、１１，１２ クロスメンバ、ｇ 隙間

Claims (1)

1. 樹脂からなる燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造であって、
   燃料を貯留するタンク本体に一体に成形される固定片と、
   前記固定片を貫通する筒本体と、前記固定片における前記車体とは反対側の面に配置され、前記筒本体の外周からその径方向外方に延設されるフランジ部とを有する筒金具と、
   前記筒金具に挿通されて、前記車体に前記タンク本体を固定する締結部材とを備え、
   前記フランジ部は、
   前記固定片における前記車体とは反対側の面に当接される介在筒部と、
   前記固定片における前記車体とは反対側の面に対して、前記筒金具の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、前記介在筒部の外周からその径方向外方に延設される外側フランジ部とを有する段差形状である燃料タンクの取付構造。

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