JP5311203B2 - 燃料タンク支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の燃料タンク支持構造に関する。

一般に、フロントエンジン車の燃料タンクは、走行時における車体の捩れなどの影響を受けないように、フロア下面側に前後方向に張架された左右一対のタンクベルトで取付けられている（特許文献１参照）。また、衝突時の安全性を考慮して、後面衝突の影響を受け難い後部座席下に配置されている。

このような車両に、後方向からの荷重が作用すると、車体の有意な変形を伴わない軽微な荷重であっても、タンクベルトには、燃料タンクの慣性により前記荷重と反対方向の力が作用する。特に、燃料満載時の燃料タンクでは大きな慣性力が作用し、タンクベルトの滑りや延びとそれに伴う燃料タンクの移動量が無視できない大きさとなり、周辺部品との干渉により周辺部品や燃料タンクが損傷する虞がある。さらに、タンクベルトと燃料タンクとが相対的にずれることにより、タンクベルトの車体固定点への力ベクトルが変化し、タンクベルトの前後いずれかの固定点に過大な負荷が発生することも懸念される。

特開２００７−１１８６３５号公報

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構成により、車両後方向から作用する荷重に対する支持安定性を向上できる燃料タンク支持構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、
車両のフロア下面への燃料タンクの支持構造であって、
前記車両が、車体後部の両側に車両前後方向に延在する左右のリアフロアサイドメンバーと、前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第一クロスメンバーと、前記第一クロスメンバーの後方で前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第二クロスメンバーと、前記第二クロスメンバーの後方で前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第三クロスメンバーと、前記第二および第三クロスメンバー間にそれぞれ架設された車両前後方向に延在する左右一対のサブメンバーと、を備え、
前記燃料タンクが、車幅方向に離間した２箇所で車両前後方向に張架された左右一対のタンクベルトで支持され、前記タンクベルトの各前端が前記第一クロスメンバーに固定され、かつ、前記タンクベルトの各後端が前記第二クロスメンバーに固定されており、
前記左右一対のタンクベルトの車両後方側における左右の固定点が、前記第二クロスメンバーの前記各サブメンバーとの接合部近傍に配設され、前記左右一対のタンクベルトの車両前方側における前記第一クロスメンバーに対する左右の固定点が、車両後方側における前記第二クロスメンバーに対する左右の固定点に対して車幅方向側方寄りに配設され、前記各タンクベルトが、平面視において車両前後方向に対して直線状に斜めに張架され、かつ、前記各タンクベルトで支承される前記燃料タンクの下面部に、前記各タンクベルトに係合する左右一対の係合溝が設けられていることを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記第二クロスメンバー、前記第三クロスメンバー、および前記左右一対のサブメンバーで形成された矩形枠部の剛性が、前記第二クロスメンバーと前記第三クロスメンバーの前記矩形枠部以外の周辺部分の剛性よりも高く設定されている。

本発明において、前記燃料タンク下面部の前記係合溝の近傍に、車両前後方向に延在する凹または凸ビードが形成されていることが好適である。

本発明に係る燃料タンク支持構造は、上述の通り、車両前方側における左右の固定点が、車両後方側における左右の固定点に対して車幅方向側方寄りに配設された左右一対のタンクベルト（８，８）が車両前後方向に対して直線状に斜めに張架され、かつ、前記各タンクベルトで支承される前記燃料タンク（７）の下面部に前記各タンクベルトに係合する左右一対の係合溝（７１，７２）が設けられているので、燃料タンク周りの構造要素に有意な変形を伴わない軽微な荷重が車両後方から作用し、燃料タンクの慣性により、タンクベルトに前記荷重と反対方向の力が作用する場合に、左右の係合溝およびタンクベルトの傾斜配向によるクサビ作用によって、各タンクベルトの車幅方向内側の縁部が、左右の係合溝（凹ビード）の内側部に圧接され、これらの間に作用する摩擦力によって、燃料タンクの車両前後方向への移動が抑制され、燃料タンクとタンクベルトとの相対的な位置ずれとそれに伴うタンクベルトの摩耗や、燃料タンクと周辺部品との干渉を防止できる。

また、ベルトの車幅方向内側の縁部が、左右の係合溝（凹ビード）の内側部に圧接される荷重方向は、燃料タンクの下面部材を圧縮変形する方向であり、引張変形する場合に比べて耐久性の向上が期待できる。さらに、燃料タンクのずれが抑制されることで、タンクベルトの車体側固定点への力ベクトルの変動が抑制され、タンクベルト固定点への荷重変化による応力変化や応力集中を低減できる。

さらに、前記左右一対のタンクベルトの車両後方側における左右の固定点（８２，８２）が、前記第二クロスメンバー（４）の前記各サブメンバーとの接合部近傍に配設されているので、左右のタンクベルトの車両後方側における各固定点が、リアフロアの高剛性部分に設定され、タンクベルトの取付け剛性を容易に確保でき、固定点の相対変位による燃料タンクへの応力変化を低減する上で有利である。

本発明において、前記第二クロスメンバー、前記第三クロスメンバー、および前記左右一対のサブメンバーで形成された矩形枠部の剛性が、前記第二クロスメンバーと前記第三クロスメンバーの前記矩形枠部以外の周辺部分の剛性よりも高く設定されている態様では、左右のタンクベルトの車両後方側における各固定点の幅方向外側への局所的な変形を低減すると共に、相対的に低剛性となる周辺部分の変形により荷重の吸収を行う部分を確保できる。

本発明において、前記燃料タンク下面部の前記係合溝の近傍に、車両前後方向に延在する凹または凸ビード（７３，７４，７５）が形成されている態様では、燃料タンク下面部の車両前後方向の剛性や面剛性の向上により、前記クサビ作用が、係合溝とタンクベルトの係合区間全体に亘って均等に得られ、燃料タンクの車両前後方向への移動をより確実に抑制できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る燃料タンク支持構造が実施される車両１をリアドア、クォーターパネル、およびリアフロアパネルを除いた状態で側上方から見た斜視図である。図において、車両１は、後部座席位置から後方のリアフロア１２がフロントフロア１１より高位置に設定され、その両側部に沿ってリアフロアサイドメンバー２，２が配設されている。

リアフロアサイドメンバー２，２は、フロントフロア１１から後方に向けて斜めに立ち上がるとともに、左右の後輪ホイールハウス１４，１４（図５）を避けて車幅方向中央寄りに湾曲しつつキャビン後部でリアフロア１２の高さに達し、車両後端に向けて直線的に延在している。リアフロアサイドメンバー２，２の後端には、それぞれクラッシュボックス２２，２２が延設され、各クラッシュボックス２２，２２の後端には、リアバンパーメンバー２３（リアバンパー）が接合されている。また、リアフロアサイドメンバー２，２の前端部は、フロントフロアサイドメンバー２１，２１（図２）に接続される。

左右のリアフロアサイドメンバー２，２の間には、車両前後方向に離間して３つのリアフロアクロスメンバー３，４，５が架設されており、最も前方に位置したリアフロアフロントクロスメンバー３とその後方に位置したリアフロアセンタークロスメンバー４との間に画成される後部座席下のリアフロア１２下部空間に燃料タンク７が設置されている。燃料タンク７の支持構造については後述する。

リアフロアフロントクロスメンバー３（第一クロスメンバー）は、フロントフロア１１とリアフロア１２との間の段差部に車幅方向に延在しており、フロントフロア１１の後端から傾斜して立ち上がり、上後端部においてリアフロア１２の前端部に接合されている。リアフロアフロントクロスメンバー３の中央下部には、フロアトンネル１０に対応したアーチ形状部３０（図３、図５）が設けられている。

リアフロアセンタークロスメンバー４（第二クロスメンバー）は、リアフロアフロントクロスメンバー３の後方のリアフロア１２の高位面に車幅方向に延在し、左右の端部においてリアフロアサイドメンバー２，２に剛接合され、各接合部に隣接したリアフロアサイドメンバー２，２の下面には、後輪用のサスペンションアームを枢支するサブフレーム９（図２）の取付け座２４，２４（図５）が接合される。サブフレーム９は、図２に示すように、チャンネル材や管材により井桁状に構成され、前記取付け座２４，２４と、リアフロアサイドメンバー２，２の後端寄り下面に設けた取付け座２５，２５との４箇所でラバーブシュ等を介して取付けられる。

リアフロアリアクロスメンバー５（第三クロスメンバー）は、リアフロアセンタークロスメンバー４の後方のリアフロア１２の高位面に車幅方向に延在し、左右の端部においてリアフロアサイドメンバー２，２に剛接合され、各接続部の下面には、サスペンションスプリング（図示せず）の取付け座５４，５４（図５）が配設されている。リアフロアリアクロスメンバー５の車両後方側の縁部は、荷室フロア下にスペアタイヤハウス１３を画成するフロアパネルに接合されている。

リアフロアセンタークロスメンバー４とその後方に位置したリアフロアリアクロスメンバー５とは、左右２箇所に架設された一対のリアフロアクロスメンバーブレース４５，４５（サブメンバー）によって相互に連結され、前後のクロスメンバー４，５と左右のリアフロアクロスメンバーブレース４５，４５とで矩形枠部が形成されている。この矩形枠部の剛性を周辺メンバーの剛性よりも高く設定した場合、タンクベルト８，８の車両後方側における左右の固定点８２，８２間の剛性が確保され、変位量を低減することができる一方、相対的に変形しやすい周辺メンバーの変形により後方からの荷重の吸収を行う部分を確保できる。

次に、燃料タンク７およびその支持構造について、図２〜５を参照しながら説明する。図２は、車両１の後部底面図、図３および図５はその車体構造のみを示す斜視図および底面図であり、各図において、燃料タンク７は、左右のリアフロアサイドメンバー２，２と、それらの間に前後に離間して架設されたリアフロアフロントクロスメンバー３およびリアフロアセンタークロスメンバー４で囲まれた後部座席下のリアフロア１２下部空間に下方から収容され、上部を、数ヶ所の緩衝材（シーラー、図示せず）を介してリアフロア１２の下面に当接した状態で、リアフロアフロントクロスメンバー３とリアフロアセンタークロスメンバー４との間に張架した左右一対のタンクベルト８，８で下方から支持されている。

図５に示すように、リアフロアフロントクロスメンバー３に配設されたタンクベルト８，８の車両前方側における左右の固定点８１，８１は、リアフロアセンタークロスメンバー４に配設された車両後方側における左右の固定点８２，８２に対して車幅方向側方寄りに配設され、前記各タンクベルト８，８は平面視において車両前後方向に対して直線状に斜めに張架されている。なお、タンクベルト８，８の各固定点８１，８１および８２，８２には、それぞれ補強用のブラケット３１，３１および４２，４２が設けられている。

燃料タンク７は、ブロー成形品や、射出成形した上下のタンクシェルを周縁部で接合してなる射出成形品などの樹脂製タンク、または、プレス成形した上下のタンクシェルを周縁部で接合してなる金属製タンクで構成されており、図４に示すように、燃料タンク７の下面側（ロアシェル）７ｂには、車両前後方向に延在する複数条（図示例では５条）の凹ビード７１〜７５が設けられている。

これらのうち、燃料タンク７の左右に配置された一対の凹ビード７１、７２は、先述したタンクベルト８，８に係合する係合溝（支承面）となっており、タンクベルト８，８と同様に車両前後方向に対して直線状に斜めに配向されている。他の３つの凹ビード７３〜７５は、タンクシェルを補強する補強ビードであり、図示例では車両前後方向に平行に配向されているが、斜めに配向されていても良い。なお、燃料タンク７の上面側（７ａ）にも同様の補強ビードが設けられている。補強ビードは凸ビードであっても良い。また、凹ビード７１、７２が、平行な２条の凸ビードで画成されても良い。

燃料タンク７の下面中央部にはその左右両側に対してやや凹陥し、排気管６からの逃げ面７６となっており、該逃げ面７６には、図２に示すように、燃料タンク７の下面を排気管６（サブマフラー６２）の熱から保護する遮熱板６７が配設されている。遮熱板６７は、燃料タンク７の中央前端および後端のフランジ部に設けた固定部７７，７８（図４）にブラケットを介して固定される。排気管６は、フロアトンネル１０内の一次触媒６１から、燃料タンク７の下側を通過して後方に延び、スペアタイヤハウス１３の前縁に沿って左右に分岐してマフラー６３，６３に接続されている。

以上のような燃料タンク７の支持構造を備えた車両１に、後方から軽微な荷重が作用すると、燃料タンク７の慣性により、左右のタンクベルト８，８には、前記荷重と反対方向の慣性力が作用する。すると、左右の凹ビード７１，７２およびタンクベルト８，８の傾斜配向によるクサビ作用で、各タンクベルト８，８の車幅方向内側の縁部が、左右の凹ビード７１，７２の内側壁に圧接され、これらの間に作用する摩擦力によって、燃料タンク７の車両前後方向への移動が抑制される。これにより、燃料タンク７とタンクベルト８，８との相対的な位置ずれ、およびそれに伴うタンクベルト８，８の摩耗や、燃料タンク７と周辺部品との干渉を抑制できる。

また、タンクベルト８，８の車幅方向内側の縁部が、左右の凹ビード７１，７２の内側部に圧接される荷重方向は、燃料タンク７の下面部材を圧縮変形する方向であり、引張変形する場合に比べて耐久性の向上が期待できる。また、燃料タンク７のずれが抑制されることで、タンクベルト８，８の車体側固定点８１，８２への力ベクトルの変動が抑制され、固定点８１，８２への荷重変化による応力変化や応力集中を低減でき、タンクベルト８，８の両端部の疲労による強度低下を抑制できる。

さらに、燃料タンク７の下面部の凹ビード７１，７２の近傍に、車両前後方向に延在する凹ビード７３〜７５が形成され燃料タンク７下面部の車両前後方向の剛性や面剛性が向上されることで、各タンクベルト８，８が、左右の凹ビード７１，７２の内側壁に長手方向全体に亘って均等に圧接され、安定的な係止力が得られ、燃料タンク７の車両前後方向への移動をより確実に抑制できる。

また、車両の旋回時などに燃料タンク７に横方向荷重が作用した場合に、左右の凹ビード７１，７２およびタンクベルト８，８の傾斜配向によって、左右各側で車両前後逆方向に向かう分力を生じ、各タンクベルト８，８の締付け力が増加し、燃料タンク７の横方向への移動が抑制される。

また、左右のタンクベルト８，８の車両後方側における固定点８２，８２が、リアフロアリアクロスメンバー５の各リアフロアクロスメンバーブレース４５，４５（サブメンバー）との接合部近傍の剛性の高い位置に配設されているので、タンクベルト８，８の取付け剛性を容易に確保できる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

本発明に係る燃料タンク支持構造が実施される車両後部をリアドアおよびクォーターパネルを除いた状態で側上方から見た斜視図である。 本発明実施形態に係る燃料タンク支持構造を備えた車両後部を示す底面図である。 本発明に係る燃料タンク支持構造が実施される車体後部を後下方から見た斜視図である。 本発明実施形態に係る燃料タンクを示す底面図である。 本発明実施形態に係る燃料タンク支持構造を備えた車体後部を示す底面図である。

１ 車両
２ リアフロアサイドメンバー
３ リアフロアフロントクロスメンバー（第一クロスメンバー）
４ リアフロアセンタークロスメンバー（第二クロスメンバー）
５ リアフロアリアクロスメンバー（第三クロスメンバー）
６ 排気管
７ 燃料タンク
８ タンクベルト
９ サブフレーム
１０ フロアトンネル
１１ フロントフロア
１２ リアフロア（リアフロアパネル）
１３ スペアタイヤハウス（リアフロアパネル）
４５ リアフロアクロスメンバーブレース（サブメンバー）
７１，７２ 凹ビード（係合溝）
７３，７４，７５ 凹ビード（補強ビード）
８１，８２ 固定点

Claims (3)

1. 車両のフロア下面への燃料タンクの支持構造であって、
   前記車両が、車体後部の両側に車両前後方向に延在する左右のリアフロアサイドメンバーと、前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第一クロスメンバーと、前記第一クロスメンバーの後方で前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第二クロスメンバーと、前記第二クロスメンバーの後方で前記左右のリアフロアサイドメンバー間に架設された第三クロスメンバーと、前記第二および第三クロスメンバー間にそれぞれ架設された車両前後方向に延在する左右一対のサブメンバーと、を備え、
   前記燃料タンクが、車幅方向に離間した２箇所で車両前後方向に張架された左右一対のタンクベルトで支持され、前記タンクベルトの各前端が前記第一クロスメンバーに固定され、かつ、前記タンクベルトの各後端が前記第二クロスメンバーに固定されており、
   前記左右一対のタンクベルトの車両後方側における左右の固定点が、前記第二クロスメンバーの前記各サブメンバーとの接合部近傍に配設され、前記左右一対のタンクベルトの車両前方側における前記第一クロスメンバーに対する左右の固定点が、車両後方側における前記第二クロスメンバーに対する左右の固定点に対して車幅方向側方寄りに配設され、前記各タンクベルトが、平面視において車両前後方向に対して直線状に斜めに張架され、かつ、前記各タンクベルトで支承される前記燃料タンクの下面部に、前記各タンクベルトに係合する左右一対の係合溝が設けられていることを特徴とする燃料タンク支持構造。
2. 前記第二クロスメンバー、前記第三クロスメンバー、および前記左右一対のサブメンバーで形成された矩形枠部の剛性が、前記第二クロスメンバーと前記第三クロスメンバーの前記矩形枠部以外の周辺部分の剛性よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク支持構造。
3. 前記燃料タンク下面部の前記係合溝の近傍に、車両前後方向に延在する凹または凸ビードが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク支持構造。

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