JP6123667B2 - 樹脂燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、樹脂燃料タンクに関する。

近年、車両に樹脂燃料タンクが使用されている。樹脂燃料タンクは、内部に作用する正圧又は負圧等によりタンク壁が変形する。この変形を抑えるために、燃料タンクの内部に補強部材等を配置してタンク壁の変形を抑制している。

例えば、特許文献１に示すように、燃料タンクの上壁と下壁の間に配設される引張・圧縮支柱を含む補強装置を設けることによってタンク壁の変化を抑制している。

特開２０１２−３４９１４

しかしながら、ポンプモジュールの配設位置の近傍でタンク壁の変形を抑制するために、例えば特許文献１に記載の補強部材をその位置に配設すると、ポンプモジュールと干渉するという不都合があった。したがって、ポンプモジュールの近傍に補強部材を配設できず、当該部分のタンク壁の変形を抑制することができないという不都合があった。

なお、当該部分のタンク壁の厚さを増加させることや、リブを設けてタンク壁の変形を抑制することも考えられるが、タンク重量の増加やタンク容量の減少という不都合がある。

本発明は上記事実を考慮し、ポンプモジュールの近傍でタンク壁の変形を抑制する樹脂燃料タンクを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、燃料が収容される閉空間を構成する底壁を含む壁を有する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の内部から外部へ燃料を導出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するために前記燃料タンク本体内に設置され、前記燃料タンク本体の上方側に開放された凹形状のサブタンクと、前記サブタンクと一体的に形成されると共に前記燃料タンク本体内に設置され、一部が前記底壁に固定された補強部材と、を備え、前記補強部材は、頂壁と、前記頂壁の両端部から下方に延在する一対の縦壁部と、各前記縦壁部の下端から幅方向外側延在し前記底壁に固定される一対のフランジ部とを備えた断面ハット形状であり、前記サブタンクは前記補強部材の前記一対の縦壁間に形成され、前記頂壁に開口している。

この樹脂燃料タンクでは、燃料ポンプの少なくとも吸入側が内部に配設されるサブタンクが補強部材と一体的に形成されているため、燃料ポンプが配設される位置に補強部材を配設しても、補強部材と一体的に形成されているサブタンクの内部に燃料ポンプが収容され、補強部材と燃料ポンプが干渉することはない。したがって、少なくとも補強部材が固定された部分の燃料タンク本体の底壁の変形が抑制される。すなわち、燃料ポンプ配設位置における燃料タンク本体の底壁の変形を補強部材によって抑制することができる。

また、この樹脂燃料タンクでは、断面ハット形状の補強部材の一対の縦壁間にサブタンクが配設され頂壁側に開口しているため、燃料ポンプがサブタンク内部に収容されることによって、平面視において燃料ポンプ配設位置の近傍を補強部材が支持することができる。また、補強部材が配設されることによってデッドスペースとなる一対の縦壁間にサブタンクが配設されているため、スペースの有効利用が図れる。

請求項２に記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記燃料タンク本体は、平面部と、前記平面部から前記閉空間の内方または外方に突出形成され、又は複数の前記平面部がなす角部である高剛性部と、を備え、前記補強部材は、少なくとも２か所の前記高剛性部に支持されると共に、少なくとも１か所で前記平面部に固定されている。

この樹脂燃料タンクでは、燃料タンク本体において平面部から内方または外方に突出形成され、又は複数の平面部がなす角部である平面部よりも剛性の高い高剛性部間に補強部材を支持させているため、燃料タンク本体内での補強部材の変位（姿勢の変化）が抑制される。したがって、補強部材に少なくとも１か所で固定されている燃料タンク本体の平面部の変形も抑制される。

なお、ここで「支持」とは、燃料タンク本体の高剛性部に補強部材を固定又は載置させていることをいう。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記高剛性部は、前記平面部が内方に突出形成されたタンクバンドが配設される凹溝である。

この樹脂燃料タンクでは、タンクバンドによって樹脂燃料タンクが車体に取り付けられた場合、平面部から内方に突出形成された高剛性部である凹溝部分の剛性が一層向上する。この結果、凹溝部分に配設された補強部材の変位が一層抑制され、その補強部材に固定された燃料タンク本体の平面部の変形も一層抑制される。

本発明は上記構成としたので、燃料ポンプの近傍でタンク壁の変形を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る補強部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂燃料タンクを示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂燃料タンクに正圧が作用している状態説明図である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂燃料タンクに負圧が作用している状態説明図である。 本発明の第２実施形態に係る補強部材を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る樹脂燃料タンクを示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る樹脂燃料タンクに正圧が作用している状態説明図である。 本発明の第３実施形態に係る樹脂燃料タンクに負圧が作用している状態説明図である。

［第１実施形態］

本発明の第１実施形態に係る樹脂燃料タンクについて図１〜図４を参照して説明する。以下、各図において矢印ＦＲは車両前方、矢印ＵＰは車両上方、矢印Ｗは車両幅方向を示す。なお、樹脂燃料タンクには様々な部材が配設されているが、本発明の要旨に関係のない部材は図示省略している。

図２に示すように、樹脂燃料タンク１０は、車両幅方向両側の側壁１２、１４と、上壁１６と、底壁１８とを備える燃料タンク本体１９によって形成された閉空間２０に燃料が貯留されるものである。なお、底壁１８には車両幅方向両側の底壁部１８Ａ、１８Ｂと、各底壁部１８Ａ、１８Ｂの車両幅方向内側端部から上方向に延在する縦壁部１８Ｃ、１８Ｄと、縦壁部１８Ｃ、１８Ｄの上端を結ぶ頂壁１８Ｅが形成されている。なお、これらの側壁１２、１４、上壁１６、底壁１８（底壁部１８Ａ、１８Ｂ、縦壁部１８Ｃ、１８Ｄ、頂壁１８Ｅ）は、本発明の平面部に相当する。

この縦壁部１８Ｃ、１８Ｄおよび頂壁１８Ｅからなる凸部によって、閉空間２０は、左右に分かれており、図２上左側の左タンク室２２と右側の右タンク室２４に分かれている。

以下、左タンク室２２と右タンク室２４の構成は略同様なので、左タンク室２２についのみ説明し、右タンク室２４についての説明は省略する。

底壁部１８Ａには、車体に取り付けられるタンクバンド２６配設用の凹溝２８が平面部である底壁部１８Ａから内方へ突出形成されている。この内方に突出形成された部分（後述する凸部５０）が本発明の高剛性部に相当する。

左タンク室２２に配設されている補強部材３０は、図１に示すように、頂壁３２と、頂壁３２の両端部から下方に延在する縦壁部３４、３６と、縦壁部３４、３６の下端から幅方向外側に延在するフランジ部３８、４０とからなる車両前後方向断面がハット形状のものである。

縦壁部３４、３６の間には、頂壁３２に開口部４２Ａが形成された矩形状の凹部であるサブタンク４２が形成されている。後述するように、底壁１８の高剛性部である角部４８と凸部５０に補強部材３０が配置されたときに、底壁１８において高剛性部（角部４８、凸部５０）よりも低い位置である底壁部１８Ａに到達するように、フランジ部３８、４０よりも低い位置まで形成されている（図１、図２参照）

また、頂壁３２には、サブタンク４２の開口部４２Ａよりも車両幅方向内側で上方に突出した凸部４４が形成されている。

さらに、フランジ部３８、４０には、樹脂燃料タンク１０の底壁１８の底壁部１８Ａにカシメ固定するための取付部４６がフランジ部３８、４０から下方に突出形成されている。

このように形成された補強部材３０は、樹脂燃料タンク１０の平面部である底壁部１８Ａと側壁１２のなす角部４８と凹溝２８が形成されたためにタンク内側に突出形成された凸部５０上に載置されると共に、フランジ部３８、４０の取付部４６で底壁部１８Ａとカシメ固定されている。

また、図２に示すように、樹脂燃料タンク１０の上壁１６には、燃料タンク本体１９の内部から外部に燃料を導出する燃料ポンプを含むポンプモジュール５２が取り付けられており、ポンプモジュール５２の下部はサブタンク４２の内部に収容され、下端部がサブタンク４２の底面近傍に位置する。

なお、右タンク室２４に配設される補強部材３０には、サブタンクは設けられていない。

このように構成される樹脂燃料タンク１０の作用について説明する。

先ず、樹脂燃料タンク１０に正圧が作用する場合について説明する。

樹脂燃料タンク１０に正圧が作用した場合、図３に示すように、平面部である上壁１６や底壁１８が膨張変形する。この際、平面部である底壁部１８Ａや上壁１６よりも剛性の高い高剛性部である角部４８と凸部５０は変形が抑制される。特に、タンクバンド２６で燃料タンク本体１９が車両に取り付けられることによって凸部５０の剛性が向上しているため、凸部５０の変形は一層抑制される。したがって、角部４８と凸部５０に両端が支持されている補強部材３０の姿勢の変化（変位）が抑制される。この補強部材３０は取付部４６で樹脂燃料タンク１０の平面部である底壁部１８Ａにカシメ固定されているため、底壁部１８Ａの変形が抑制される。すなわち、底壁部１８Ａが取付部４６で補強部材３０に固定されていない場合には、破線で示すように大きく膨張変形するが、取付部４６で変位が抑制された補強部材３０に固定されているため、実線で示すように底壁部１８Ａの変形が抑制される。

次に、樹脂燃料タンク１０に負圧が作用する場合について説明する。

樹脂燃料タンク１０に負圧が作用した場合、図４に示すように、平面部である上壁１６や底壁１８が内方へ変形する。この際、平面部である底壁部１８Ａや上壁１６よりも剛性の高い高剛性部である角部４８と凸部５０は変形が抑制される。したがって、角部４８と凸部５０に両端が支持されている補強部材３０の姿勢の変化（変位）が抑制される。この補強部材３０は取付部４６で樹脂燃料タンク１０の平面部である底壁部１８Ａにカシメ固定されているため、取付部４６が底壁部１８Ａを支持し、底壁部１８Ａの変形が抑制される。すなわち、底壁部１８Ａが取付部４６で補強部材３０に支持されていない場合には大きく内方へ変形するが、補強部材３０に取付部４６で固定されているため、実線で示すように底壁部１８Ａの変形が抑制される。

また、補強部材３０の頂壁３２に設けた凸部４４が燃料タンク本体１９の内方へ変形してくる上壁１６を支持するため、上壁１６の変形が抑制される。

なお、ポンプモジュール５２は、上壁１６の変形により下方に移動するが、サブタンク４２の底壁がさらに下方にあるためサブタンク４２と干渉することが防止される。

また、図２に示すように、本実施形態では補強部材３０を高剛性部である角部４８と凸部５０で支持したが、縦壁部１８Ｃ、１８Ｄと頂壁１８Ｅのなす角部５４（高剛性部）で一端を支持するように配置しても良い。

このように、本実施形態に係る樹脂燃料タンク１０では、補強部材３０の内部（縦壁部３４、３６の間）にサブタンク４２を設けることによって、ポンプモジュール５２が配設されている位置にも補強部材３０を配置可能としている。これにより、ポンプモジュール５２が配置されている位置の上壁１６や底壁１８（底壁部１８Ａ）等の変形を抑制することが可能となる。

また、補強部材３０の内部にサブタンク４２が設けられたことによって、補強部材３０とサブタンク４２が個別に使用していた左タンク室２２のスペースが共用されることにより、スペースの有効利用が図られる。

さらに、補強部材３０を平面部である上壁１６や底壁部１８Ａよりも剛性の高い高剛性部に載置するしたため、樹脂燃料タンク１０に正圧や負圧が作用したときの補強部材３０の姿勢の変化が抑制され、この補強部材３０の取付部４６に固定された底壁部１８Ａの変形が抑制される。また、補強部材３０の頂壁３２に設けられた凸部４４に上壁１６が支持されることよって変形が抑制される。

なお、本実施形態では、補強部材３０は、高剛性部である角部４８と凸部５０に載置しただけだが、カシメ加工等で固定する構成でも良い。

［第２実施形態］

本発明の第２実施形態に係る樹脂燃料タンクについて図５を参照して説明する。第１実施形態と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

樹脂燃料タンク６０は、補強部材６２に対してサブタンク４２を配置した位置が異なるのみである。したがって、補強部材６２の該当部分のみを説明する。

補強部材６２は、図５に示すように、サブタンク４２を縦壁部３４側に設けたものである。

このように、補強部材６２がサブタンク４２を縦壁部３４側に設けたのは、補強部材６２を高剛性部（例えば、角部４８、凸部５０）に支持させるために燃料タンク本体１９内における設置位置が制約され、ポンプモジュール５２との関係でサブタンク４２を補強部材６２の縦壁部３４、３６間に配設できない場合があるためである。このような場合に、補強部材６２の縦壁部３４側にオフセットした位置にサブタンク４２を設けた樹脂燃料タンク６０によって対応可能とするものである。

なお、補強部材６２におけるサブタンク４２の位置は、補強部材６２と一体成型可能なものであれば本実施形態に限定されず、ポンプモジュール５２と補強部材６２の設置位置関係に対応して様々なバリエーションが可能である。

［第３実施形態］

本発明の第３実施形態に係る樹脂燃料タンクについて図６〜図８を参照して説明する。第１実施形態と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る樹脂燃料タンク７０は、図６に示すように、側壁１２、１４、上壁１６、底壁１８で構成される略矩形体の燃料タンクである。

補強部材７２は、補強部材３０と同様に断面ハット形状のものであり、樹脂燃料タンク７０の形状に応じて長尺となっており、頂壁３２の車両幅方向両端部に凸部４４Ａ、４４Ｂが形成されている。

補強部材７２は、樹脂燃料タンク７０の底壁１８に設けられるタンクバンド２６配設用の凹溝２８が形成された凸部５０Ａ、５０Ｂに車両幅方向両端が支持されて樹脂燃料タンク７０内に配設される。また、フランジ部３８、４０の取付部４６によって凸部５０Ａ、５０Ｂ間で底壁１８にカシメによって固定されている。

このように構成された樹脂燃料タンク７０の作用について説明する。

樹脂燃料タンク７０に正圧が作用した場合には、図７に示すように、上壁１６や底壁１８が膨張変形しても高剛性部である凸部５０Ａ、５０Ｂで支持された補強部材７２の姿勢の変化が抑制される。特に補強部材７２は、タンクバンド２６によって剛性が一層向上した凸部５０Ａ、５０Ｂに支持されているため、姿勢の変化が一層抑制される。したがって、この補強部材７２の取付部４６が固定された底壁１８の膨張変形が抑制される。

樹脂燃料タンク７０に負圧が作用した場合には、図８に示すように、上壁１６や底壁１８が内方へ変形しても高剛性部である凸部５０Ａ、５０Ｂで支持された補強部材７２の姿勢の変化が抑制される。この補強部材７２の取付部４６に支持された底壁１８および凸部４４、４４に支持される上壁１６も内方への変形が抑制される。

このように、樹脂燃料タンク７０も第１実施形態の樹脂燃料タンク１０と同様に、ポンプモジュール５２を配設する位置に補強部材７２を配設することができ、この位置における上壁１６や底壁１８の変形を抑制することができる。

補強部材７２は、第１実施形態の補強部材３０と同様に縦壁部３４、３６の間にサブタンク４２を設けたものだが、第２実施形態の補強部材６２のように縦壁部３４側にサブタンク４２を設けたものでも良い。

なお、一連の実施形態において、高剛性部は、平面部から燃料タンク本体の内方に突出形成されたもの、あるいは平面部のなす角部について説明したが、平面部から燃料タンク本体の外方に突出形成したものでも良い。

また、一連の実施形態では、補強部材３０、６２、７２が高剛性部間で平面部である底壁１８（底壁部１８Ａ、１８Ｂ）に対して固定していたが、これに限定されるものではない。すなわち、高剛性部間の外側で底壁１８を固定しても良い。あるいは、側壁１２、１４に固定しても良い。

さらに、補強部材３０、６２、７２は、底壁１８の高剛性部に載置されていたが、他の壁の高剛性部に固定されているものでも良い。例えば、上壁１６の高剛性部に固定されると共に、上壁１６の平面部に固定されるような構造でも良い。

さらにまた、一連の実施形態では、補強部材３０、６２、７２は２つの高剛性部に支持される構成であったが、３以上の高剛性部に支持される構成でも良い。また、補強部材３０、６２、７２は燃料タンク本体１９の平面部に対して複数ヶ所で固定される構成でも良い。

なお、一連の実施形態では、補強部材３０、６２、７２は高剛性部に支持される構成だったが、平面部に支持される構成でも良い。この場合でも少なくとも一部が壁に固定されることにより、その部分の壁の変形を抑制できる。

さらに、一連の実施形態では、補強部材３０、６２、７２は断面ハット形状のものを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、直方体形状でも良い。

１０、６０、７０ 樹脂燃料タンク
１２、１４ 側壁（壁、平面部）
１６ 上壁（壁、平面部）
１８ 底壁（壁）
１８Ａ、１８Ｂ 底壁部（平面部）
１８Ｃ、１８Ｄ 縦壁部（平面部）
１８Ｅ 頂壁（平面部）
１９ 燃料タンク本体
２６ タンクバンド
２８ 凹溝
３０、６２、７２ 補強部材
３２ 頂壁
３４、３６ 縦壁部
４２ サブタンク
４８、５４ 角部（高剛性部）
５０ 凸部（高剛性部）
５２ ポンプモジュール（燃料ポンプ）

Claims (3)

1. 燃料が収容される閉空間を構成する底壁を含む壁を有する燃料タンク本体と、
   前記燃料タンク本体の内部から外部へ燃料を導出する燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するために前記燃料タンク本体内に設置され、前記燃料タンク本体の上方側に開放された凹形状のサブタンクと、
   前記サブタンクと一体的に形成されると共に前記燃料タンク本体内に設置され、一部が前記底壁に固定された補強部材と、
   を備え、
   前記補強部材は、頂壁と、前記頂壁の両端部から下方に延在する一対の縦壁部と、各前記縦壁部の下端から幅方向外側延在し前記底壁に固定される一対のフランジ部とを備えた断面ハット形状であり、
   前記サブタンクは前記補強部材の前記一対の縦壁間に形成され、前記頂壁に開口している樹脂燃料タンク。
2. 前記燃料タンク本体は、平面部と、前記平面部から前記閉空間の内方または外方に突出形成され、又は複数の前記平面部がなす角部である高剛性部と、を備え、
   前記補強部材は、少なくとも２か所の前記高剛性部に支持されると共に、少なくとも１か所で前記平面部に固定されている請求項１記載の樹脂燃料タンク。
3. 前記高剛性部は、前記平面部が内方に突出形成されたタンクバンドが配設される凹溝である請求項２記載の樹脂燃料タンク。

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