JP2021006459A - 燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】車両が急激に加減速した場合に生じる液体燃料の搖動に起因する、燃料タンク内の機器の変形破損を防止する。【解決手段】燃料タンク１の内部には、燃料タンク本体への衝撃からの保護を要するレベリングバルブ１０と、車両の走行時に生じる液体燃料の搖動を防止するバッフルプレート２０とが配置されている。バッフルプレート２０におけるレベリングバルブ１０に対向する位置には、バッフルプレート２０においてレベリングバルブ１０と対向しない領域よりも剛性が低い低剛性領域２１が設けられている。低剛性領域２１には、所定の方向に延伸した第１切れ目２１ｂ及び第２切れ目２１ｃが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される燃料タンクに関する。

車両に搭載される燃料タンクにおいては、タンク内に貯留された液体燃料が搖動し易い状態になっている。そのため、車両の通常走行時とは異なる状態（衝突の衝撃が車両に加わる場合など）で車両が急激に加減速した場合、液体燃料が慣性によってタンク内を激しく搖動し、タンク内に配置されたレベリングバルブ等の機器に勢いよく衝突して当該機器を破損させてしまう可能性があった。そこで、この問題点を解消すべく、特許文献１では、タンク内に配置されたレベリングバルブの側面を覆う、バルブ保全プレートを備えた車両搭載タンクが開示されている。

特開２０１２−６６６６０号公報（２０１２年４月５日公開）

ここで、特許文献１に開示されたバルブ保全プレートは、車両前方衝突時においてレベリングバルブに対して最も強く液体燃料が押し寄せる方向である、当該レベリングバルブの車両前方を遮るように配置されている。一方、車両が急激に加減速した場合に生じる液体燃料の鉛直方向の搖動に対しては、レベリングバルブと液体燃料の液面との間を遮るように配置されたバッフルプレート（波消し板とも言う）が、レベリングバルブを保護する役割を果たしている。

しかしながら、液体燃料の鉛直方向の搖動が激しい場合、液体燃料がバッフルプレートに勢いよく衝突して当該バッフルプレートが大きく変形してしまう。そして、この変形に起因してバッフルプレートがレベリングバルブと衝突し、当該レベリングバルブが変形・破損する可能性があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が急激に加減速した場合に生じる液体燃料の搖動に起因する、燃料タンク内の機器の変形・破損を防止することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る燃料タンクは、車両に搭載される、液体燃料を貯留するための燃料タンクであって、上記燃料タンクの内部には、燃料タンク本体への衝撃からの保護を要する保護対象機器と、上記車両の走行時に生じる上記液体燃料の搖動を防止するバッフルプレートと、が配置されており、上記バッフルプレートにおいて上記保護対象機器と対向する領域は、上記バッフルプレートにおいて上記保護対象機器と対向しない領域よりも剛性が低い低剛性領域として形成され、該低剛性領域には、所定の方向に延伸した切れ目が形成されている。

上記構成によれば、バッフルプレートにおいて保護対象機器と対向する領域が低剛性領域として形成されている。したがって、液体燃料の搖動に起因してバッフルプレートが変形し、当該バッフルプレートの低剛性領域が保護対象機器と衝突しても、低剛性領域が容易に変形することで保護対象機器に加わる衝撃を吸収することができる。それゆえ、液体燃料の搖動に起因する保護対象機器の変形・破損を効果的に防止することができる。

また、上記構成によれば、バッフルプレートにおける切れ目の周辺領域は、低剛性領域におけるその他の領域よりもさらに剛性が低くなる。

したがって、低剛性領域が保護対象機器と衝突しても当該低剛性領域、特に切れ目の周辺領域が容易に変形することで、保護対象機器に加わる衝撃をより効果的に吸収することができる。それゆえ、液体燃料の搖動に起因する保護対象機器の変形・破損をより効果的に防止することができる。

また、本発明の一態様に係る燃料タンクにおいて、上記切れ目は、第１方向に延伸した第１切れ目と、上記第１方向と異なる第２方向に延伸した第２切れ目と、を含んでおり、上記第１切れ目と上記第２切れ目とが交差している。

上記構成によれば、バッフルプレートにおける、第１切れ目と第２切れ目とが交差する箇所の周辺領域は、低剛性領域におけるその他の領域よりもさらに剛性が低くなる。また、上記交差する箇所の周辺領域は、切れ目が１つしか形成されていない場合における当該切れ目の周辺領域よりも剛性が低くなる。

したがって、低剛性領域が保護対象機器と衝突しても、特に上記交差する箇所の周辺領域が容易に変形することで、保護対象機器に加わる衝撃をより効果的に吸収することができる。それゆえ、液体燃料の搖動に起因する保護対象機器の変形破損をより効果的に防止することができる。

また、本発明の一態様に係る燃料タンクにおいて、上記バッフルプレートは、上記燃料タンクが上記車両に搭載された状態において、水平になるように配置されている。上記構成によれば、燃料タンクが車両に搭載された状態において、保護対象機器と液体燃料の液面との間にバッフルプレートが配置されることとなる。

したがって、液体燃料の垂直方向の搖動に起因してバッフルプレートが鉛直上側に変位し、当該バッフルプレートの低剛性領域が保護対象機器と衝突しても、低剛性領域が容易に変形することで保護対象機器に加わる衝撃を吸収することができる。それゆえ、液体燃料の搖動、特に鉛直方向の搖動に起因する保護対象機器の変形・破損を効果的に防止することができる。

本発明の一態様によれば、バッフルプレートに低剛性領域を形成することにより、車両が急激に加減速した場合に生じる液体燃料の搖動に起因する、保護対象機器の変形・破損を効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るバッフルプレートの概略構成を示す平面図である。 （ａ）は、上記燃料タンクの内部構造の概略を示す図である。（ｂ）は、上記バッフルプレートが変形した状態を示す図である。 （ａ）は、上記燃料タンクに従来のバッフルプレートが設けられた場合における、当該燃料タンクの内部構造の概略を示す図である。（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す従来のバッフルプレートが変形した状態を示す図である。

＜燃料タンクの概要＞
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る燃料タンク１の概要について説明する。図１は、燃料タンク１の概略構成を示す図である。なお、図１は、車両に搭載された状態の燃料タンク１を示している。また、以下では説明の便宜上、鉛直上側を上方、鉛直下側を下方とする。

燃料タンク１は、液体燃料を貯留するための箱型の車両用機器であり、図１に示すように、アッパータンク１ａ、ロアタンク１ｂ、レベリングバルブ１０（保護対象機器）およびバッフルプレート２０を備えている。

アッパータンク１ａは開口部が形成された箱型の金属製部材であり、開口部の外縁にはフランジが設けられている。また、ロアタンク１ｂも開口部が形成された箱型の金属製部材であり、開口部の外縁にはフランジが設けられている。アッパータンク１ａの開口部の形状・大きさはロアタンク１ｂの開口部の形状・大きさに対応しており、アッパータンク１ａの開口部をロアタンク１ｂの開口部に重ねてアッパータンク１ａのフランジとロアタンク１ｂのフランジとをシーム溶接することで、燃料タンク１の本体（燃料タンク本体）が形成されている。

燃料タンク１が車両に搭載された状態においては、アッパータンク１ａが上側に、ロアタンク１ｂが下側になるようにそれぞれ配置され、アッパータンク１ａの底壁が燃料タンク１の上壁となり、ロアタンク１ｂの底壁が燃料タンク１の底壁となる。また、燃料タンク１の長手方向の側壁が車幅方向に配置され、短手方向の側壁が車両の前後方向に配置されることとなる。

燃料タンク１の内部１ｃには、レベリングバルブ１０およびバッフルプレート２０が配置されている。レベリングバルブ１０は、燃料タンク１を構成する略円柱状の機器であって、その側面を燃料タンク１の上壁の内壁面に設けられたブラケット１１（図３、図４参照）に固定することにより、燃料タンク１の内部１ｃにおいて上壁から吊り下げられるように配置される。

レベリングバルブ１０の側面には燃料タンク１の外部と連通するチューブ１２が接続されている。通常は燃料タンク１の内部１ｃとチューブ１２とを連通させることで、燃料タンク１に液体燃料を補給した際の、燃料タンク１の内部１ｃの空気抜きを可能にしている。また、その他の保護対象機器として、フロートバルブ（不図示）が、レベリングバルブ１０と同様な形態で装着される場合もある。フロートバルブは、燃料タンク１の内部１ｃの圧力が上昇した際に、空気を燃料タンク１の内部１ｃから燃料タンク１の外部に装着されたキャニスター（不図示）へ放出し、内圧上昇を抑制する機器である。

バッフルプレート２０は、車両の走行時に生じる液体燃料の搖動を防止するために設けられる、複数の孔２３が形成された金属製の板状部材である。また、バッフルプレート２０の短手方向（図２におけるＸ方向）の両端部のそれぞれには、固定部２２が形成されている。これら２つの固定部２２を燃料タンク１の上壁の内壁面に固定することにより、バッフルプレート２０は、燃料タンク１の内部１ｃにおいて上壁から吊り下げられるように、水平に配置される（図３参照）。

すなわち、燃料タンク１の内部１ｃにおいては、レベリングバルブ１０が燃料タンク１の上壁とバッフルプレート２０とで挟み込まれ、レベリングバルブ１０とバッフルプレート２０とが対向している。

＜バッフルプレートの構造＞
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態に係るバッフルプレート２０の構造について説明する。図２は、バッフルプレート２０の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、バッフルプレート２０には、平面視で当該バッフルプレート２０の形状と略同一の、長方形状の低剛性領域２１が形成されている。

低剛性領域２１は、バッフルプレート２０における低剛性領域２１以外の領域（バッフルプレートにおいて保護対象機器と対向しない領域）よりも剛性が低い領域である。低剛性領域２１には、第１切れ目２１ｂ（切れ目）、第２切れ目２１ｃ（切れ目）、６つの第３切れ目２１ｄ、２つの第４切れ目２１ｅが形成されており、これらの切れ目によって４つの変形許容部２１ａが形成されている。

４つの変形許容部２１ａは平面視で略長方形状、具体的には、２つのヒンジを備えた開閉可能な扉のような形状の部位であり、すべて同一の形状・大きさとなっている。４つの変形許容部２１ａは、低剛性領域２１内において格子状に配置されている。

また、変形許容部２１ａは、変形許容部２１ａの長手方向の側面がバッフルプレート２０の長手方向の側面と平行になり、変形許容部２１ａの短手方向の側面がバッフルプレート２０の短手方向の側面と平行になるように配置されている。さらに、４つの変形許容部２１ａのそれぞれにおける、第１切れ目２１ｂと第２切れ目２１ｃとの直交箇所（詳細は後述）付近の部位が、レベリングバルブ１０と対向している。

車両の急激な加減速によって液体燃料が激しく搖動し、１つ以上の変形許容部２１ａがレベリングバルブ１０と衝突しても、当該変形許容部２１ａにおけるレベリングバルブ１０と衝突した部位（上記直交箇所付近の部位）が容易に変形することでレベリングバルブ１０に加わる衝撃が吸収される。また、上記１つ以上の変形許容部２１ａにおけるヒンジに相当する部位が容易に屈曲または湾曲し、変形許容部２１ａの一部または全部がバッフルプレート２０の水平面から下方に突出することによっても、レベリングバルブ１０に加わる衝撃が吸収される。

第１・第２切れ目２１ｂ・２１ｃはともに、平面視で細長い長方形状に形成されている。第１切れ目２１ｂはＸ方向（低剛性領域２１の長手方向：第１方向）に延伸しており、第２切れ目２１ｃはＹ方向（低剛性領域２１の短手方向：第１方向と異なる第２方向）に延伸している。また、第１切れ目２１ｂと第２切れ目２１ｃとは直交（交差）し、これら２つの切れ目の交点の位置が、平面視でレベリングバルブ１０の中心軸（不図示）の位置と一致するように、第１切れ目２１ｂおよび第２切れ目２１ｃが形成されている。

６つの第３切れ目２１ｄは、第１・第２切れ目２１ｂ・２１ｃと同様に平面視で細長い長方形状に形成されている。６つの第３切れ目２１ｄのうち、３つの第３切れ目２１ｄは、低剛性領域２１の長手方向の一端に、Ｘ方向に連なるように延伸している。また、残り３つの第３切れ目２１ｄは、低剛性領域２１の長手方向の他端に、Ｘ方向に連なるように延伸している。さらに、低剛性領域２１の長手方向の端に形成された３つの第３切れ目２１ｄのうち、平面視で中央に形成されている第３切れ目２１ｄは、第２切れ目２１ｃと直交している。

２つの第４切れ目２１ｅは、平面視で凹形状に形成されている。第４切れ目２１ｅのうちＹ方向に延伸している切れ目部分は、低剛性領域２１の短手方向の端に形成され、第１切れ目２１ｂと直交している。また、第４切れ目２１ｅのうちＸ方向に延伸している２つの切れ目部分は、低剛性領域２１の長手方向の両端に形成されている。

このように第１〜第４切れ目２１ｂ・２１ｃ・２１ｄ・２１ｅが形成されることにより、上述の変形許容部２１ａが４つ形成されることとなる。また、バッフルプレート２０における、第３切れ目２１ｄ近傍の領域および第４切れ目２１ｅ近傍の領域（変形許容部２１ａを除く）も、低剛性領域２１以外の領域と比べて剛性が低くなっている。したがって、レベリングバルブ１０と変形許容部２１ａとの衝突時にこれらの領域が容易に変形することによっても、レベリングバルブ１０に加わる衝撃が吸収される。

なお、低剛性領域２１の形状・大きさは本実施形態の場合に限定されず、レベリングバルブ１０の形状・大きさ・配置に応じて任意に設計変更してよい。また、第１〜第４切れ目２１ｂ・２１ｃ・２１ｄ・２１ｅの形状・大きさ、変形許容部２１ａの形状・大きさ、および第３切れ目２１ｄ・変形許容部２１ａの個数についても、レベリングバルブ１０の形状に応じて任意に設計変更してよい。

具体的には、本実施形態のように第１切れ目２１ｂと第２切れ目２１ｃとが直交している必要は必ずしもなく、第１切れ目２１ｂと第２切れ目２１ｃとが交差していればよい。また、本実施形態のように第１切れ目２１ｂがＸ方向に延伸し、第２切れ目２１ｃがＹ方向に延伸している必要は必ずしもなく、第１切れ目２１ｂと第２切れ目２１ｃとが交差するように、第１切れ目２１ｂおよび第２切れ目２１ｃのそれぞれが所定の方向に延伸していればよい。

さらに、バッフルプレート２０の低剛性領域２１には、第１〜第４切れ目２１ｂ・２１ｃ・２１ｄ・２１ｅが形成されていなくてもよい。具体的には、第１・第２切れ目２１ｂ・２１ｃのみが形成されていてもよいし、第１切れ目２１ｂまたは第２切れ目２１ｃのいずれか一方のみが形成されていてもよい。さらには、バッフルプレート２０の低剛性領域２１に対応する部分をくり抜いて、プラスチック等の樹脂で形成されたフィルムを当該部分に取付けてもよい（不図示）。この場合、フィルムの部分が新たな低剛性領域２１となる。換言すれば、バッフルプレート２０におけるレベリングバルブ１０と対向する領域が、レベリングバルブ１０と対向しない領域よりも剛性が低くなっていればよい。

＜従来のバッフルプレートとの対比＞
次に、図３および図４を参照して、燃料タンク１の内部１ｃにバッフルプレート２０が配置されている場合、および従来のバッフルプレート１００が配置されている場合のそれぞれにおける、レベリングバルブ１０の変形・破損の有無・程度について説明する。

図３の（ａ）は、燃料タンク１の内部構造の概略を示す図である。図３の（ｂ）は、バッフルプレート２０が変形した状態を示す図である。また、図４の（ａ）は、燃料タンク１に従来のバッフルプレート１００（以下、「バッフルプレート１００」と略記する）が設けられた場合における、燃料タンク１の内部構造の概略を示す図である。図４の（ｂ）および（ｃ）は、バッフルプレート１００が変形した状態を示す図である。

バッフルプレート１００は金属製であり、第１〜第４切れ目２１ｂ・２１ｃ・２１ｄ・２１ｅが形成されていない、すなわち低剛性領域２１が形成されていない点（不図示）以外、バッフルプレート２０と略同一の形状・大きさとなっている。また、燃料タンク１の内部１ｃにおけるバッフルプレート１００の配置位置は、バッフルプレート２０の配置位置と略同一である。

車両の急激な加減速によって液体燃料が激しく搖動した場合、液体燃料の衝突によってバッフルプレート１００の各箇所に力が加わる（図４の（ｂ）および（ｃ）に示す矢印参照）。そして、バッフルプレート１００は、図４の（ａ）に示す正常な状態から図４の（ｂ）または（ｃ）のように大きく変形し、バッフルプレート１００のレベリングバルブ１０と対向する領域がレベリングバルブ１０と衝突することとなる。

この時、バッフルプレート１００の剛性はすべての領域に亘って略同一であることから、レベリングバルブ１０と対向する領域は、レベリングバルブ１０と衝突してもあまり変形しない。したがって、レベリングバルブ１０は、図４の（ｂ）および（ｃ）に示すように変形・破損する。

一方、車両の急激な加減速によって同じように液体燃料が激しく搖動した場合、バッフルプレート２０は、図３の（ａ）に示す正常な状態から図３の（ｂ）のように大きく変形する。しかしながら、レベリングバルブ１０は、低剛性領域２１に形成された変形許容部２１ａと衝突することから、変形許容部２１ａの方が図３の（ｂ）に示すようにバッフルプレート２０の本体から下方に突出する変形を起こす。この変形によってレベリングバルブ１０に加わる衝撃が低減されることから、レベリングバルブ１０の変形・破損は略生じない。

以上のことからも、低剛性領域２１が形成されたバッフルプレート２０を燃料タンク１の内部１ｃに配置することによって、液体燃料の搖動に起因するレベリングバルブ１０の変形・破損を防止できることがわかる。

＜変形例＞
なお、バッフルプレート２０の低剛性領域２１はレベリングバルブ１０と対向している必要は必ずしもなく、燃料ポンプ（不図示）またはレベリングゲージ（不図示）と対向してもよい。換言すれば、低剛性領域２１が形成されたバッフルプレート２０を燃料タンク１の内部１ｃに配置することによって、燃料タンク１の本体への衝撃からの保護を要するいずれかの機器（保護対象機器）の変形・破損が防止されればよい。

また、バッフルプレート２０は、燃料タンク１が車両に搭載された状態において、燃料タンク１の内部１ｃで水平になるように配置されていなくてもよい。バッフルプレート２０は、燃料タンク１が車両に搭載された状態において、燃料タンク１の内部１ｃで垂直になるように配置されていてもよい（不図示）。換言すれば、バッフルプレート２０は、低剛性領域２１がレベリングバルブ１０と対向するように配置されていれば、どのような配置であってもよい。

＜付記事項＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 燃料タンク
１ｃ 内部
１０ レベリングバルブ（保護対象機器）
２０ バッフルプレート
２１ 低剛性領域
２１ｂ 第１切れ目（切れ目）
２１ｃ 第２切れ目（切れ目）

Claims (3)

1. 車両に搭載される、液体燃料を貯留するための燃料タンクであって、
   上記燃料タンクの内部には、上記燃料タンク本体への衝撃からの保護を要する保護対象機器と、上記車両の走行時に生じる上記液体燃料の搖動を防止するバッフルプレートと、が配置されており、
   上記バッフルプレートにおいて上記保護対象機器と対向する領域は、上記バッフルプレートにおいて上記保護対象機器と対向しない領域よりも剛性が低い低剛性領域として形成され、
   該低剛性領域には、所定の方向に延伸した切れ目が形成されていることを特徴とする燃料タンク。
2. 上記切れ目は、第１方向に延伸した第１切れ目と、上記第１方向と異なる第２方向に延伸した第２切れ目と、を含んでおり、
   上記第１切れ目と上記第２切れ目とが交差していることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
3. 上記バッフルプレートは、上記燃料タンクが上記車両に搭載された状態において、水平になるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク。

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