JP5516886B2 - 車両搭載タンク - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、液体を貯留するタンクに関し、当該タンク内に設置された機器の保護構造に関する。

車両に搭載され、ガソリン等の液体状の燃料を貯留する燃料タンク内には、燃料タンクの空気抜き通路を開閉するレベリングバルブや、燃料の貯留量を検出するレベリングゲージ等の機器（タンク内機器）が設置されている。これらのタンク内機器の多くは、燃料タンクの上壁に吊り下げられるように支持されている。
ところで、車両の加減速時には、慣性により燃料が燃料タンク内を移動する。特に、急激な加減速が行なわれた場合には、燃料タンク内で流動する燃料がタンク内機器に勢いよく衝突し、タンク内機器を破損させてしまう虞がある。

そこで、タンク内機器の周囲を覆うようにカバーを設け、流動する燃料が直接衝突しないようにする技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００４−６１２３４号

しかしながら、例えば車両衝突時には、急激に燃料タンク内を燃料が移動するので、燃料の衝突によるタンク内機器への衝撃は非常に大きなものとなる。
また、燃料タンクは、燃料吸入管から吸入できずに残留する燃料を極力少なくするために、燃料吸入管の先端を配置する略中央部から周囲に向けて浅くなるように底壁を傾斜させていることが一般的である。

このような構造の燃料タンクでは、底壁が略中央部から前方に向かって上方へ傾斜しているので、車両衝突時に燃料が前方に移動するにしたがって上方に集まることとなる。そして、この上方に集まった燃料が燃料タンクの側壁に衝突して跳ね返り、この跳ね返った燃料が、燃料タンク内のタンク内機器に衝突するので、その衝撃は更に大きなものとなってしまう。

したがって、車両衝突時にタンク内機器を保護するためには、例えば引用文献１のようにタンク内機器の周囲にカバーを設けた場合、このカバーに相応の強度が必要となり、大幅な重量増加を招く虞がある。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両衝突時における車両搭載タンク内の液体の流動によるタンク内機器の破損を、重量増加を抑えつつ防止することが可能な車両搭載タンクを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の車両搭載タンクは、液体を貯留するとともに、壁面から内部に突出するようにタンク内機器を備えた車両搭載タンクであって、タンク内機器の側方を覆う仕切り部材を備え、当該仕切り部材は、板状部材をコの字状に折り曲げて形成され、タンク内機器の車両前方を覆う前壁部と、タンク内機器の車両右方を覆う右壁部と、タンク内機器の車両左方を覆う左壁部とを含んで構成され、前記タンク内機器の車両後方を除き少なくとも車両前方を覆い、車両の前方衝突時において少なくともタンク内機器に対して最も強く液体が押し寄せる方向を遮るように配置されることを特徴とする。

また、請求項２の車両搭載タンクでは、請求項１において、右壁部及び左壁部の少なくとも一方が、車両後方に向かって車両左右方向外方に傾斜して配置されることを特徴とする。
また、請求項３の車両搭載タンクでは、請求項１または２において、タンク内機器の下方かつ車両前方に水平方向に延びるバッフルプレートを更に備えたことを特徴とする。

また、請求項４の車両搭載タンクでは、請求項１から３のいずれか１項において、液体は燃料であり、タンク内機器は、車両搭載タンク内への燃料補充時に内部の空気を抜く空気孔を開放するとともに、車両搭載タンクが所定角以上傾斜したときに空気孔を遮断するレベリングバルブであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、車両の前方衝突時に、車両搭載タンク内の液体が前方に急激に移動し前壁に衝突して跳ね返り、タンク内機器に向かって前方から押し寄せたとしても、仕切り部材によって遮られ、直接タンク内機器に衝突することを防止することができる。よって、前方衝突時における車両搭載タンク内の液体の流動によるタンク内機器の破損を防止することが可能となる。
このように、タンク内機器へ液体が強く押し寄せる方向を覆うように仕切り部材を設けるので、車両の前方衝突時における車両搭載タンク内での液体の流動に対応して必要な箇所にのみ仕切り部材を設けることができ、重量増加を抑えることが可能となる。

また、板状部材をコの字状に折り曲げて形成し、タンク内機器の前方を覆う前壁部と、右方を覆う右壁部と、左方を覆う左壁部とを含んで仕切り部材を構成することで、簡易な構成で、前方だけでなく斜め前方や側方からタンク内機器に向かう液体を遮ることができ、タンク内機器をより確実に保護することができる。
また、請求項２の発明によれば、右壁部及び左壁部の少なくとも一方が、後方に向かって左右方向外方に傾斜して配置されることで、前方から向かってくる液体が左右方向外方に導かれ、仕切り部材への衝突時の液体の衝撃を軽減させることができる。よって、仕切り部材の強度を低下させることができる。

また、請求項３の発明によれば、衝突時に車両搭載タンク内で下方からせり上がってくる液体の流れを阻害させることができる。よって、車両衝突時においてタンク内機器に向かう液体の勢いを低下させることができる。
また、請求項４の発明によれば、車両衝突時に車両搭載タンク内で流動する燃料のレベリングバルブへの衝突を防止することで、レベリングバルブの破損を防止することができる。よって、衝突時におけるレベリングバルブからの燃料漏れを防止することができ、車両衝突時の安全性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両搭載燃料タンクの構造を示す斜視図。 燃料タンクの側面図。 燃料タンクの内部構造を示す上面図。 衝突時における燃料タンク内での燃料の移動状況を示す説明図。 衝突時における燃料タンク内での燃料の移動状況を示す説明図。 衝突時における燃料タンク内での燃料の移動状況を示す説明図。 衝突時における燃料タンク内での燃料の移動状況を示す説明図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料タンク１の構造を示す斜視図。図２は同燃料タンク１の側面図である。図３は、燃料タンク１の内部構造を示す上面図である。
図１、２に示すように、車両に搭載された燃料タンク１（車両搭載タンク）は、アッパータンク２及びロアタンク３を上下に重ねてフランジ４を溶接して構成されている。燃料タンク１は、車両の限られたスペースに配置されているので、その車両のスペースに合わせて形状が決定されている。本実施形態では、燃料タンク１は車両のシート５の下に配置されており、アッパータンク２の前壁部２ａが、前端から後方に向かって上方に傾斜するように形成されている。

一方、ロアタンク３は、前後方向略中央部３ａが最も深く形成されており、この中央部３ａから周囲に向かうにつれて浅くなるように形成されている。なお、本実施形態では、後輪を駆動するために車両の左右方向中央部を前後方向に延びるようにプロペラシャフトが設けられているので、このプロペラシャフトを避けるように、ロアタンク３の底壁３ｂの左右方向中央部が浅く、その左右２箇所で、前後方向中央部３ａが最も深くなった構造となっている。そして、この最も深くなった２箇所の位置で底壁３ｂ近傍にエンジンへ燃料を供給するための燃料吸入管６の先端６ａが夫々配置されており、燃料タンク１内の残留量が極力少なくなるまで燃料を吸入することが可能となっている。

アッパータンク２には、レベリングバルブ１０（タンク内機器）が支持されている。レベリングバルブ１０は、略円柱状の形状であって、その上部がアッパータンク２の上壁２ｂの内壁面に設けられたブラケット１１によって支持され、燃料タンク内を上壁２ｂから下方に突出するように配置されている。レベリングバルブ１０の上部側面には、燃料タンク１の外部と連通するチューブ１２が接続されており、通常は燃料タンク１内とチューブ１２とを連通することで、例えば燃料タンク１内に燃料を補給した際に燃料タンク１内の空気抜きを可能にしている。更に、レベリングバルブ１０は、所定角度以上傾斜したときに燃料タンク１内とチューブ１２との連通を遮断する機能を有している。したがって、例えば車両が横転した場合、燃料タンク１内とチューブ１２との連通を遮断することで、燃料タンク１内から外部に燃料が流出することを防止する。

レベリングバルブ１０は、上面視でアッパータンク２の左右方向略中央部、かつ前後方向の中央から若干前方に配置されている。
図１〜３に示すように、レベリングバルブ１０の前方、及び左右側方には、隙間をおいて、レベリングバルブ１０の側面を覆うようにバルブ保全プレート１３（仕切り部材）が設けられている。バルブ保全プレート１３は、略コの字型に折り曲げた板状部材から構成されており、レベリングバルブ１０の前方を覆う前壁部１３ａと、レベリングバルブ１０の右方を覆う右壁部１３ｂと、レベリングバルブ１０の左方を覆う左壁部１３ｃとにより構成されている。前壁部１３ａ、右壁部１３ｂ及び左壁部１３ｃは、夫々上端がアッパータンク２の上壁２ｂの内壁面に溶接によって固定され、レベリングバルブ１０の側面に沿って下方に延びるように配置されている。また、右壁部１３ｂ及び左壁部１３ｃは、夫々後方に向かって左右に広がるような形状となっている。

燃料タンク１内には、更にバッフルプレート１４が設けられている。バッフルプレート１４は、複数の孔１４ａの開いた板状部材であって、アッパータンク２の内壁面に水平になるように固定されている。バッフルプレート１４は、レベリングバルブ１０の下端近傍から前方にアッパータンク２の前壁部２ａまで延び、左右方向の略中央にレベリングバルブ１０が位置するように配置されている。

図４〜７は、右斜め前方からの衝突時における燃料タンク内での燃料の移動状況を示す説明図であり、車両走行状態である図４から衝突後図５→図６→図７の順番で推移する。図４〜７は、上記燃料タンク１からバルブ保全プレート１３及びバッフルプレート１４を除いた場合における燃料の移動状況を示している。また、図４〜７では、燃料の移動状況をわかりやすくするために、アッパータンク２は図示せず、かつ燃料タンク１内に燃料が比較的少なく貯留されている場合を示している。

図４に示すように、車両走行時（前方への定速走行時）には、燃料タンク１内の燃料の水面は略水平に位置しているが、図５に示すように、衝突後は慣性により前方に燃料が移動する。燃料タンク１の前部では、ロアタンク３の底壁３ｂが前方に向かうにしたがって上方に傾斜しているので、燃料が燃料タンク１内を前方に移動するにしたがって上方へせり上がる。また、アッパータンク２の前壁部２ａも斜めになっているので、図６に示すように、下方からせり上がってきた燃料が後方へ跳ね返り、強い波が発生する。そして、アッパータンク２の前壁部２ａに跳ね返った燃料の波は、図６、７に示すように、レベリングバルブ１０に前方から衝突するので、レベリングバルブ１０やブラケット１１が破損する虞がある。

以上のような衝突後における燃料タンク１内での燃料の移動を鑑み、本実施形態では、レベリングバルブ１０を保護するために、バルブ保全プレート１３及びバッフルプレート１４が設けられている。
まず、燃料タンク１内の前部で下方から上方に移動する際に、バッフルプレート１４によって燃料の流れが阻害され、その流速が低下する。

更に、アッパータンク２の前壁部２ａによって車両後方に跳ね返った燃料は、レベリングバルブ１０に到達する前にバルブ保全プレート１３により遮られる。したがって、車両の前方衝突時において前壁部２ａで跳ね返ってきた燃料が直接レベリングバルブ１０に衝突することが防止され、レベリングバルブ１０やブラケット１１の破損を防止することができる。

また、左右斜め前方や側方からレベリングバルブ１０に向かってくる燃料の波については、バルブ保全プレート１３の右壁部１３ｂ及び左壁部１３ｃによって遮ることができる。
車両走行状態から車両の前方が衝突したときには、車両の速度が急激に変化するので、慣性による燃料の移動エネルギーは非常に大きなものとなる。これに伴い燃料の波が衝突するバルブ保全プレート１３は、強度を高くする必要があり、例えば板厚を比較的厚くしたり、補強材等を多く設けたりする必要がある。しかしながら、本実施形態では、前方衝突時における燃料タンク１内での燃料の流動を鑑みて、レベリングバルブ１０の前方及び左右方向にバルブ保全プレート１３を設け、後方にはバルブ保全プレート１３を設けていない。このようにレベリングバルブ１０の後方にバルブ保全プレート１３を設けないことにより、例え強度が高く必要とされていてもバルブ保全プレート１３全体の重量を抑えることができる。また、レベリングバルブ１０の側方に接続されているチューブ１２の邪魔にならずにバルブ保全プレート１３を設置することができる。

更に、バルブ保全プレート１３の右壁部１３ｂ及び左壁部１３ｃは後方に向かって左右に広がるように設けられているので、前方からの燃料の波の衝撃を左右に受け流すことができ、比較的強度の低いもので対応可能となる。
また、バッフルプレート１４がバルブ保全プレート１３の下端に近接した位置から前方に延びているので、バルブ保全プレート１３に向かって下方からせり上がってくる燃料の流れを阻害し、その流速を抑えることができる。よって、燃料タンク１の前壁部２ａに跳ね返り、バルブ保全プレート１３に衝突する燃料の勢いを低下させることが可能となり、更にレベリングバルブ１０の保護を図ることができるとともに、バルブ保全プレート１３の必要強度を低下させることが可能となる。

なお、燃料タンク１の形状及びレベリングバルブ１０の位置によって、レベリングバルブ１０に対して燃料の波が押し寄せる方向が左右に傾く場合があるので、実験等によりあらかじめ燃料の流動状態を確認して、レベリングバルブ１０へ最も強く押し寄せる方向を覆うように、バルブ保全プレート１の設置位置を決定すればよい。
また、本実施形態では、バルブ保全プレート１等の仕切り部材によりレベリングバルブ１０を保護する対象としているが、本発明はこれに限定するものではなく、レベリングゲージ、バルブ等その他タンク内機器を保護対象としてもよい。

また、本発明は、燃料タンクだけではなく、車両に搭載され液体を貯留するタンクであれば適用可能であり、その内部に設けられたタンク内機器を保護することが可能となる。

１ 燃料タンク
２ アッパータンク
３ ロアタンク
１０ レベリングバルブ
１３ バルブ保全プレート
１３ａ 前壁部
１３ｂ 右壁部
１３ｃ 左壁部
１４ バッフルプレート

Claims (4)

1. 液体を貯留するとともに、壁面から内部に突出するようにタンク内機器を備えた車両搭載タンクであって、
   前記タンク内機器の側方を覆う仕切り部材を備え、
   当該仕切り部材は、板状部材をコの字状に折り曲げて形成され、前記タンク内機器の車両前方を覆う前壁部と、前記タンク内機器の車両右方を覆う右壁部と、前記タンク内機器の車両左方を覆う左壁部とを含んで構成され、前記タンク内機器の車両後方を除き少なくとも車両前方を覆い、車両の前方衝突時において少なくとも前記タンク内機器に対して最も強く前記液体が押し寄せる方向を遮るように配置されることを特徴とする車両搭載タンク。
2. 前記右壁部及び前記左壁部の少なくとも一方が、車両後方に向かって車両左右方向外方に傾斜して配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両搭載タンク。
3. 前記タンク内機器の下方かつ車両前方に水平方向に延びるバッフルプレートを更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両搭載タンク。
4. 前記液体は燃料であり、
   前記タンク内機器は、前記車両搭載タンク内への燃料補充時に内部の空気を抜く空気孔を開放するとともに、前記車両搭載タンクが所定角以上傾斜したときに前記空気孔を遮断するレベリングバルブであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両搭載タンク。

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