JP5040875B2 - 燃料タンクの支持体 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの燃料タンクに使用される燃料タンクの支持体に関する。

従来、自動車に搭載される燃料タンクとして、ブロー成形方法などにより樹脂で成形されているものが知られている。こうした樹脂製の燃料タンクは、外気温の変動にしたがって膨張・収縮をするが、こうした膨張収縮に伴う不具合を解消するために、燃料タンク内に撓み防止装置を収納した構成が知られている（特許文献１）。従来の撓み防止装置は、燃料タンクの上下壁にそれぞれ当接する柱状部材と、柱状部材に装着されかつ該柱状部材を軸方向に付勢するスプリングとを備え、燃料タンクの膨張収縮による動きを柱状部材で受けるとともに、その動きをスプリングにより緩和することで燃料タンクの損傷を防止している。

しかし、従来の撓み防止装置では、柱状部材やスプリングなどの複数の部材を必要とし、構成が複雑になるという問題があった。

特表２００２−５３６５８６号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、耐久性に優れ、かつ簡単な構成の燃料タンクの支持体を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、 燃料タンクに収納され、燃料タンクの内壁であって対向する固定部位にそれぞれ固定されることで燃料タンクの膨張収縮を抑制するための燃料タンクの支持体において、
上記固定部位の一方に固定される支持部材と、該支持部材に接続され上記固定部位の他方に固定されるダンパ部とを備え、
上記ダンパ部は、上記固定部位の他方に固定される第１固定板と、上記支持部材側に接続される第２固定板と、上記第１固定板と上記第２固定板とを連結するとともに菱形に対向配置したく字形の脚部とを備え、
上記脚部は、上記第１および第２固定板から突出した根元部と、屈曲した屈曲部と、上記根元部と上記屈曲部とを連結する連結部とを有し、上記根元部から上記屈曲部への肉厚が徐々に変化するように形成し、さらに上記根元部、上記屈曲部および上記連結部の肉厚をｔ１、ｔ２、ｔ３としたとき、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３に設定したこと、を特徴とする。

外気温の変動にしたがって燃料タンクの外壁と一体の支持体のダンパ部の脚部が屈曲部の角度を変えつつ伸縮することで、ダンパ部は、燃料タンクの膨張収縮による変形量を抑制するように抵抗力を加える。

また、ダンパ部の脚部は、く字形に屈曲形成するとともに、根元部、屈曲部、連結部の順に細くすることで、伸縮方向の力が加わったときに、最大の力が加わる箇所である根元部の最大応力を低減し、つまり、力の大きく加わる箇所において肉厚を厚くすることで、歪みを低減し、繰り返し荷重に対する耐久性を向上させることができる。また、連結部は、その肉厚を他の根元部および屈曲部の厚さｔ１，ｔ２より薄くすることでダンパ部の膨張収縮の性能を低下させることがない。

支持体のダンパ部は、樹脂による一部品で形成されているので、従来の技術で説明したように、柱状部材やスプリングなどの複数の部材で構成するより簡単でよい。

適用例２は、肉厚ｔ１，ｔ２，ｔ３の比率が、１．８≦ｔ１／ｔ３≦２．５であり、１．２≦ｔ２／ｔ３≦１．８である構成である。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。

（１） 燃料タンクおよび支持体の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる燃料タンクの支持体を用いた自動車の燃料タンクＦＴを示す断面図である。燃料タンクＦＴは、ポリエチレンを含む樹脂材料を積層して形成されており、周知の方法、つまり円筒状のパリソンを金型に押し出すことにより製造されている。燃料タンクＦＴ内には、支持体１０が配置されている。支持体１０は、燃料タンクの膨張収縮を抑制したり、燃料の波を低減したりする部材である。

（２） 支持体１０の構成
支持体１０は、ほぼ同じ構成である２本の支持構造１１，１１Ａと、支持構造１１，１１Ａを連結する連結部材１２とで構成されている。図２は支持体１０を示す斜視図である。支持構造１１は、燃料タンクの下壁ＦＴ１（固定部位）に溶着されたダンパ部２０と、ダンパ部２０の上部に形成された支持部材１４と、支持部材１４の上部に形成され燃料タンクＦＴの上壁ＦＴ２（固定部位）と溶着する上溶着部１５とを備えている。

図３はダンパ部２０を示す側面図である。ダンパ部２０は、燃料タンクＦＴの膨張収縮を吸収するための部材であり、燃料タンクＦＴに溶着可能な樹脂材料、例えば、ポリエチレンなどの樹脂により一体形成されており、燃料タンクＦＴの下壁ＦＴ１に溶着される第１固定板２２と、支持部材１４と一体の第２固定板２４と、第１固定板２２と第２固定板２４とを連結する脚部２６，２６と、第２固定板２４から下方に突出した規制部２８とを備えている。第１固定板２２は、その下面が燃料タンクＦＴの下壁ＦＴ１に溶着されるように平板状である。第２固定板２４は支持部材１４の下部と一体に形成され、第１固定板２２と平行に配置されている。
脚部２６，２６は、菱形で収縮可能である、いわゆるパンタグラフの形状であり、第１固定板２２および第２固定板２４から斜めに突出した根元部２６ａと、中央に位置して屈曲した屈曲部２６ｂと、根元部２６ａと屈曲部２６ｂとを連結し徐々に湾曲した連結部２６ｃとを備え、それぞれがく字形に形成されている。

図４はダンパ部２０の寸法形状を説明する説明図である。ここで、ダンパ部２０は、高さＨ１が４０〜７０ｍｍ、幅Ｗ１が８０〜１２０ｍｍとし、根元部２６ａの第２固定板２４から突出した箇所の厚みをｔ１、屈曲部２６ｂの最も厚い箇所の厚みをｔ２、連結部２６ｃの最も薄い箇所の厚みをｔ３とすると、根元部２６ａの厚さｔ１が４〜５ｍｍ、屈曲部２６ｂの厚さｔ２が３〜３．６ｍｍ、連結部２６ｃの厚さｔ３が２〜２．６ｍｍに設定することができる。根元部２６ａ、屈曲部２６ｂおよび連結部２６ｃの厚さの関係は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３であり、その比例関係で、例えば、１．８≦ｔ１／ｔ３≦２．５であり、１．２≦ｔ２／ｔ３＜１．８に設定されている。また、連結部２６ｃの曲率Ｒ１は、３０〜４５ｍｍ、屈曲部２６ｂの曲率Ｒ２は１０〜２０ｍｍに形成され、屈曲部２６ｂの角度θは、３０〜９０゜に設定することができる。
図３に示す規制部２８は、第２固定板２４の中央下部から突設された棒状であり、ダンパ部２０が撓んだときに規制部２８の下端が第１固定板２２に当たって、撓み量を規制するための部材である。

（３） 燃料タンクシステムの製造
支持体１０に支持された燃料タンクユニットを製造するには、汎用のブロー成形により行なうことができる。すなわち、ブロー成形機の押出機から、円筒状のパリソンを型開きしている金型のキャビティに押し出すとともに、パリソン内に支持体１０を挿入し、さらにパリソン内にエアーを吹き込み、金型の成形面に倣わせてタンク外壁となるように賦形する。このとき、タンク外壁は、軟化状態のパリソンと支持体１０の上溶着部１５およびダンパ部２０の第１固定板２２で溶着することで支持体１０と一体化する。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の作用・効果を奏する。
（４）−１ 図１および図３に示すように、外気温の変動にしたがって、燃料タンクＦＴの外壁と一体に支持体１０のダンパ部２０の脚部２６，２６が屈曲部２６ｂの角度を変えつつ伸縮することで、ダンパ部２０は、燃料タンクＦＴの膨張収縮による変形量を抑制するように抵抗力を加える。このとき、変形量が所定以上となったときに、規制部２８が第１固定板２２に当たってダンパ部２０の変形量を規制する。

（４）−２ ダンパ部２０の脚部２６，２６は、く字形に屈曲形成するとともに、根元部２６ａを厚くすることで、根元部２６ａの歪みは低減するが、厚くし過ぎると、屈曲部２６ｂの歪みが大きくなるので、根元部２６ａは、本実施例のような厚みに設定する。これにより、ダンパ部２０に伸縮方向の力が加わったときに、根元部２６ａの歪みを低減し、繰り返し荷重に対する耐久性を向上させることができる。また、連結部２６ｃは、その肉厚ｔ３を他の根元部２６ａおよび屈曲部２６ｂの厚さｔ１，ｔ２より薄くすることでダンパ部２０の膨張収縮の性能を低下させることがない。

このようなダンパ部２０の性能を応力解析により調べた。図５はダンパ部２０の第１固定板２２と第２固定板２４との変位量と脚部２６，２６の根元部２６ａの変位量との関係を示すグラフである。ここで、変位量は、引張り方向を正、圧縮方向を負としている。実線および１点鎖線は実施例１，２にかかるダンパ部２０を示し、破線は比較例を示す。図６の比較例にかかるダンパ部１００は、脚部１０２の肉厚が等しい脚部１０２の構成を用いた。すなわち、図４に示すそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、実施例１がｔ１＝４．４ｍｍ、ｔ２＝３．３ｍｍ、ｔ３＝２．３ｍｍ、ｔ１／ｔ３＝１．９、ｔ２／ｔ３＝１．４であり、実施例２がｔ１＝３．７ｍｍ、ｔ２＝３．５ｍｍ、ｔ３＝２．５ｍｍ、ｔ１／ｔ３＝１．５、ｔ２／ｔ３＝１．４であり、また、比較例がｔ１，ｔ２，ｔ３のいずれも２．５ｍｍで、ｔ１／ｔ３＝１、ｔ２／ｔ３＝１である。この結果、図５に示すように実施例の脚部２６，２６の根元部２６ａの箇所の歪みが低減されることが分かった。

（４）−３ 支持体１０のダンパ部２０は、樹脂による一部品で形成されているので、従来の技術で説明したように、柱状部材やスプリングなどの複数の部材で構成するより簡単でよい。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

本発明の一実施例にかかる燃料タンクの支持体を用いた自動車の燃料タンクを示す断面図である。 支持体を示す斜視図である。 ダンパ部を示す側面図である。 ダンパ部の寸法形状を説明する説明図である。 ダンパ部の第１固定板と第２固定板との変位量と脚部の根元部の変位量との関係を示すグラフである。 比較例にかかるダンパ部を示す側面図である。

符号の説明

１０…支持体
１１，１１Ａ…支持構造
１２…連結部材
１４…支持部材
１５…上溶着部
２０…ダンパ部
２２…第１固定板
２４…第２固定板
２６…脚部
２６ａ…根元部
２６ｂ…屈曲部
２６ｃ…連結部
２８…規制部
ｔ１，ｔ２，ｔ３…肉厚
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴ１…下壁
ＦＴ２…上壁

Claims (2)

1. 燃料タンクに収納され、燃料タンクの内壁であって対向する固定部位にそれぞれ固定されることで燃料タンクの膨張収縮を抑制するための燃料タンクの支持体において、
   上記固定部位の一方に固定される支持部材（１４）と、該支持部材（１４）に接続され上記固定部位の他方に固定されるダンパ部（２０）とを備え、
   上記ダンパ部（２０）は、上記固定部位の他方に固定される第１固定板（２２）と、上記支持部材（１４）側に接続される第２固定板（２４）と、上記第１固定板（２２）と上記第２固定板（２４）とを連結するとともに菱形に対向配置したく字形の脚部（２６，２６）とを備え、
   上記脚部（２６，２６）は、上記第１および第２固定板（２２，２４）から突出した根元部（２６ａ）と、屈曲した屈曲部（２６ｂ）と、上記根元部（２６ａ）と上記屈曲部（２６ｂ）とを連結する連結部（２６ｃ）とを有し、上記根元部（２６ａ）から上記屈曲部（２６ｂ）への肉厚が徐々に変化するように形成し、さらに上記根元部（２６ａ）、上記屈曲部（２６ｂ）および上記連結部（２６ｃ）の肉厚をｔ１、ｔ２、ｔ３としたとき、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３に設定したこと、を特徴とする燃料タンクの支持体。
2. 請求項１に記載の燃料タンクの支持体において、
   上記肉厚ｔ１，ｔ２，ｔ３の比率は、１．８≦ｔ１／ｔ３≦２．５であり、１．２≦ｔ２／ｔ３＜１．８である燃料タンクの支持体。

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