JP6287786B2 - 燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクに関する。

ロアタンクの底面に略角柱状のタンクリブを形成すると共に、アッパタンクのうち、タンクリブと対向する位置にタンクリブの全周でオーバーラップするこぼれ防止壁を設け、タンクリブとこぼれ防止壁とでサブタンクが構成された燃料タンクがある（たとえば特許文献１参照）。

さらに、上記特許文献１において、タンクリブの開口端部側に破断開始部を構成すると共に、タンクリブの破断開始部と対向する表面に破断ガイド部を形成した構造が開示されている。そして、ロアタンクにアッパタンク方向の外力が作用すると、タンクリブの開口端部側が破断ガイド部に当接して強制的に開かれ、タンクリブの破断が生じるようになっている。これにより、燃料タンクに過大な外力が作用し燃料タンクが変形した場合にも、タンクリブがアッパタンクとロアタンクの変形に干渉することが防止される。

特開２００４−９０７００号公報

ところで、燃料タンク本体の変形を抑制する部材（抑制部材）を、燃料タンク本体内のサブタンクと結合した構造では、抑制部材に荷重が入力されて抑制部材が変位すると、サブタンクも変位してしまうおそれがある。

本願は、燃料タンク本体内のサブタンクと燃料タンク本体の変形を抑制する抑制部材とを結合した構造において、抑制部材の変位時にサブタンクの変位を抑制することを課題とする。

第一の態様では、燃料を収容する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の内部に備えられ前記燃料を貯留するサブタンクと、前記燃料タンク本体の内部に備えられ前記燃料タンク本体の壁部に接触して前記燃料タンク本体のタンク変形を抑制する抑制部材と、前記サブタンクと前記抑制部材とを結合し、前記サブタンクと前記抑制部材との相対変位を変形により許容する結合部材と、を有する。

この燃料タンクでは、燃料タンク本体の内部に備えられたサブタンクにより燃料を貯留することができる。また、燃料タンク本体のタンク変形時には抑制部材が燃料タンク本体の壁部に接触するので、タンク変形を抑制できる。

サブタンクと抑制部材とは結合部材で結合されているので、結合されていない（別体である）構造と比較して、燃料タンク本体への組み付けが容易である。

結合部材には変形許容部が設けられている。変形許容部は、サブタンクと抑制部材との相対変位を変形（以下「結合部材変形」という）により許容する。

したがって、抑制部材が燃料タンク本体に対し変位した場合でも、サブタンクの燃料タンク本体に対する変位を抑制できる。

第二の態様では、第一の態様において、前記サブタンクと前記抑制部材とが、前記結合部材を介して一体成形されている。

このように、サブタンクと抑制部材とが結合部材を介して一体成形されることで、部品点数の増加を抑制できる。

第三の態様では、第二の態様において、前記サブタンク、前記抑制部材及び前記結合部材が樹脂製である。

サブタンク、抑制部材及び結合部材が樹脂製であるので、たとえば金属製の構成と比較して、サブタンク、抑制部材及び結合部材の軽量化を図ることが可能である。

第四の態様では、第一〜第三のいずれか一つの態様において、前記結合部材が、前記サブタンクとの第一境界部分と前記抑制部材との第二境界部分を結ぶ線分に対し余長となる余長部を有する。

結合部材は、余長部が延びる（余長を解消する）ように変形することで、サブタンクと抑制部材の離間を確実に許容できる。たとえば、抑制部材に、サブタンクから離間する方向の力が作用した場合は、余長部が延びて、抑制部材のサブタンクからの離間が許容される。

第五の態様では、第一〜第四のいずれか一つの態様において、前記結合部材が、垂直方向の断面でＵ字状又は逆Ｕ字状に形成されている部分を含む。

結合部材は、Ｕ字状又は逆Ｕ字状に形成されている部分を含むので、Ｕ字又は逆Ｕ字の両側の板状部分がずれるように変形することで、サブタンクと抑制部材との接近を確実に許容できる。たとえば、抑制部材とサブタンクとの上下方向の相対移動を効果的に吸収できる。

なお、Ｕ字状又は逆Ｕ字状に形成されている部分は、結合部材単独で構成されていてもよいし、結合部材とサブタンクとで形成されていたり、結合部材と抑制部材とで形成されていたりしてもよい。

第六の態様では、第一〜第五のいずれか一つの態様において、前記サブタンクが前記燃料タンク本体の下壁に取り付けられ、前記抑制部材が、前記燃料タンク本体の上壁と前記下壁とに接触して前記タンク変形を抑制する。

サブタンクは、燃料タンク本体の下壁に取り付けられている。すなわち、サブタンクは燃料タンク本体内で下方に位置しているので、たとえば、サブタンクが下壁に取り付けられていない構成と比較して、燃料タンク本体内の燃料のうち、サブタンクに貯留できる燃料量が多い。

燃料タンク本体の上壁と下壁とが接近した場合には、抑制部材が上壁と下壁とに接触することで、上壁と下壁との接近を確実に抑制できる。そして、接触部材が上壁と下壁とに接触して変位した場合でも、サブタンクの燃料タンク本体に対する変位を抑制できる。

本願は上記構成としたので、燃料タンク本体内のサブタンクと燃料タンク本体の変形を抑制する抑制部材とを結合した構造において、抑制部材の変位時にサブタンクの変位を抑制できる。

図１は第一実施形態の燃料タンクをタンク変形していない状態で示す縦断面図である。 図２は第一実施形態の燃料タンクの内部構造をサブタンク及びリインフォースメントの近傍で拡大して示す平面図である。 図３は第一実施形態の燃料タンクの内部に配置されるサブタンク及びリインフォースメントを示す斜視図である。 図４は第一実施形態の燃料タンクの図１におけるＡ部を部分的に拡大して示す断面図である。 図５は第一実施形態の燃料タンクをタンク変形している状態で図２と同様の断面で示す断面図である。 図６は変形例の燃料タンクを図４と同位置で部分的に拡大して示す断面図である。

本発明の第一実施形態の燃料タンク２２について、図面を参照して説明する。

図２に示すように、第一実施形態の燃料タンク２２は、樹脂製の燃料タンク本体２４を有している。燃料タンク本体２４は中空状に形成されており、その内部に燃料を収容可能である。

燃料タンク本体２４は、上壁２４Ｕ及び下壁２４Ｌを有する。上壁２４Ｕ及び下壁２４Ｌは互いに対向している。

燃料タンク本体２４内には、サブタンク２８及びリインフォースメント３０が配置されている。

図２及び図３に詳細に示すように、サブタンク２８は、下壁２８Ｌ、奥壁２８Ｂ及び一対の側壁２８Ｓ、を有している。このサブタンク２８では、図３における手前側の面は開放されているが、この手前側の面の位置には、燃料タンク本体２４の側壁の一つ（図示省略）が位置している。すなわち、サブタンク２８と、燃料タンク本体２４の図示しない側壁とによって、燃料を貯留可能な構造である。なお、燃料を貯留可能であればサブタンクの構造は上記に限定されない。たとえば、４つの側壁によって略四角筒状に形成された構造や、円筒状に形成された構造でもよい。

サブタンク２８内には、燃料ポンプ（図示省略）が配置されている。そして、サブタンク２８内に貯留された燃料を、燃料ポンプの駆動により、燃料タンク２２の外部の装置（エンジン等）に送出できる。特に、サブタンク２８内に燃料を貯留しているので、たとえば車両旋回時等に、燃料タンク本体２４内で燃料が偏在した場合でも、サブタンク２８内に燃料を保持でき、燃料ポンプの駆動時に気体を吸引すること（いわゆる燃料切れ）を抑制できる。

リインフォースメント３０は、燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌ側から上壁２４Ｕ側に向かう筒部３２を有している。筒部３２の下部からは、１つ又は複数（図２に示す例では３つ）対向板３４が横方向に延出されている。対向板３４は、燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌと対向しており、対向板３４と下壁２４Ｌの間に、所定の間隙Ｃ１が生じている。

筒部３２の上端面３２Ｔは、燃料タンク本体２４の上壁２４Ｕと対向しており、上端面３２Ｔと上壁２４Ｕの間に所定の間隙Ｃ２が生じている。

たとえば、燃料タンク本体２４内が外部（大気圧）よりも低圧（負圧）になった場合等に、図５に実線で示すように、燃料タンク本体２４の上壁２４Ｕと下壁２４Ｌとが相対的に接近するように変形することがある。そして、上壁２４Ｕが筒部３２の上端面３２Ｔに接触し、下壁２４Ｌ（突部２４Ｄ）が対向板３４に接触する。これにより、燃料タンク本体２４の変形（タンク変形）が所定の範囲となるよう抑制される。

サブタンク２８及びリインフォースメント３０は樹脂製であり、同じく樹脂製の結合部材３６によって結合されている。すなわち、サブタンク２８、リインフォースメント３０及び結合部材３６は、樹脂により一体成形された一つの部品として扱うことが可能である。

結合部材３６は、図４にも詳細に示すように、筒部３２の下部と、サブタンク２８の下部との間で連続する部材である。本実施形態では、結合部材３６は、垂直方向の断面で見て（横方向から見て）、中間部分が上方に向けて湾曲する逆Ｕ字の部分を含む板状の部材である。

ここで、結合部材３６とサブタンク２８との境界部分を第一境界部分３８Ａとする。また、結合部材３６と筒部３２（リインフォースメント３０）との境界部分を第二境界部分３８Ｂとする。

そして、第一境界部分３８Ａと第二境界部分３８Ｂとを結ぶ線分ＬＳ−１を想定する。結合部材３６は、上記したように、逆Ｕ字状に形成されている部分を含むので、この線分ＬＳ−１に対し、上側に湾曲する上湾曲部４０を有している。より具体的には、上湾曲部４０は、平行な一対の板状部分４０Ｐ、４０Ｑと、板状部分４０Ｐを上部で連結する半円筒部分４０Ｃを有している。

結合部材３６は、このような形状の上湾曲部４０を有することで、第一境界部分３８Ａと第二境界部分３８Ｂとを直線的に繋ぐ形状（線分ＬＳ−１の長さ）よりも長くなっている。すなわち、結合部材３６には、上湾曲部４０によって余長が生じており、上湾曲部４０は余長部の一例である。

さらに、結合部材３６において、サブタンク２８と板状部分４０Ｐの間の部分は下側に湾曲する下湾曲部４１である。この下湾曲部４１も、結合部材に余長を生じさせる余長部の例である。

サブタンク２８とリインフォースメント３０とに互いに離間する方向の力が作用すると、上湾曲部４０及び下湾曲部４１が伸びるよう結合部材３６が変形（結合部材変形）し、サブタンク２８とリインフォースメント３０の離間が許容される。

なお、余長部としては、上記の上湾曲部４０や下湾曲部４１のような湾曲形状に限定されず、たとえば、屈曲していてもよいし、このような湾曲部や屈曲部を複数有する形状でもよい。

上湾曲部４０では、一対の板状部分４０Ｐが平行に対向しており、一対の板状部分４０Ｐの間には、隙間Ｇ１が構成されている。この隙間Ｇ１は、サブタンク２８とリインフォースメント３０とに互いに接近する方向の力が作用すると、隙間Ｇ１が縮まる（一対の板状部分４０Ｐが接近する）ように形成されている。そして、隙間Ｇ１が縮まるように結合部材３６が変形（結合部材変形）することで、サブタンク２８とリインフォースメント３０との接近が許容される。

なお、図４から分かるように、板状部分４０Ｐと、サブタンク２８及びリインフォースメント３０の間にも、隙間Ｇ２、Ｇ３がそれぞれ生じている。

図２及び図３に示すように、サブタンク２８からは、締結座４２が横方向に延出されている。たとえば、この締結座４２により、サブタンク２８は燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌに取り付けられる。

また、リインフォースメント３０からも連結部４８を介して、締結座４４が横方向に延出されている。この締結座４４により、リインフォースメント３０は燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌに取り付けられる。

連結部４８は、図３に示す例では上側に湾曲する逆Ｕ字の板状に形成されている。そして、筒部３２と締結座４４との相対移動が、連結部４８の変形により許容される構造である。また、燃料タンク本体２４を樹脂製とした場合には、サブタンク２８とリインフォースメント３０とが結合部材３６で一体化された部材を金型内に投入して燃料タンク本体２４を成形することがある。燃料タンク本体２４の成形時に、下壁２４Ｌが熱収縮することがあるが、この熱収縮を連結部４８の変形により吸収する。

なお、図３に示すリインフォースメント３０は、筒部３２から一対の抵抗板４６が延出されている。抵抗板４６は、燃料タンク本体２４内の燃料が流動した場合に、燃料が当たって摺動の抵抗となる部材である。ただし、この抵抗板４６がない構造のリインフォースメントであってもよい。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図１に示すように、燃料タンク本体２４が変形していない、あるいは変形量が少ない状態では、燃料タンク本体２４の上壁２４Ｕは、リインフォースメント３０の筒部３２の上端面３２Ｔに接触していない。また、燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌは、リインフォースメント３０の対向板３４に接触していない。

燃料タンク本体２４は、上壁２４Ｕと下壁２４Ｌとが接近するように変形（タンク変形）することがある。このタンク変形の原因は限定されないが、たとえば、燃料タンク本体２４内のタンク内圧の減少や、燃料タンク２２が搭載された車両の振動、燃料タンク本体２４内での燃料揺動等が挙げられる。

そして、図５に実線で示すように、上壁２４Ｕがリインフォースメント３０の筒部３２の上端面３２Ｔに接触し、下壁２４Ｌがリインフォースメント３０の対向板３４に接触することで、燃料タンク本体２４のタンク変形が抑制される。

このとき、リインフォースメント３０には、燃料タンク本体２４の上壁２４Ｕ及び下壁２４Ｌから荷重が作用し、燃料タンク本体２４に対する変位（位置や姿勢の変化）が生じることがある。

本実施形態では、リインフォースメント３０とサブタンク２８とは結合部材３６で結合されているが、結合部材３６には上湾曲部４０が形成され、さらに結合部材３６には隙間Ｇ１が構成されている。リインフォースメント３０に作用した荷重の一部は、結合部材３６の変形により吸収され、サブタンク２８への荷重の伝達が抑制される。これにより、リインフォースメント３０が燃料タンク本体２４に対し変位した場合でも、サブタンク２８の燃料タンク本体２４に対する変位は抑制される。

たとえば、リインフォースメント３０に、サブタンク２８から離間する方向の成分を有する荷重が作用した場合は、上湾曲部４０が伸びるように結合部材３６が変形する。そして、結合部材３６のこのような変形により、リインフォースメント３０はサブタンク２８に対し離間する。

これに対し、リインフォースメント３０に、サブタンク２８に接近する方向の成分を有する荷重が作用した場合は、隙間Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が縮まるように結合部材３６が変形する。そして、結合部材３６のこのような変形により、リインフォースメント３０はサブタンク２８に対し接近する。

サブタンク２８とリインフォースメント３０との相対移動の方向は、上記した離間方向や接近方向に限定されない。たとえば、リインフォースメント３０に上下方向の荷重が作用した場合でも、結合部材３６の変形によりこの荷重を吸収し、サブタンク２８の上下方向の変位を抑制できる。

さらに、図２に矢印Ｆ２で示すように、リインフォースメント３０に対し横ずれ方向（サブタンク２８から見て横にずれる方向）の荷重が作用した場合であってもよい。この場合は、たとえば、結合部材３６が変形することでこの荷重を吸収し、サブタンク２８の変位を抑制できる。

加えて、リインフォースメント３０に回転力（一例として、図３に矢印Ｆ３で示す方向の力）が作用した場合でも、結合部材３６が変形（たとえば捻り変形）することでこの力を吸収し、サブタンク２８の変位を抑制できる。

このように、サブタンク２８の変位が抑制されるので、サブタンク２８の燃料タンク本体２４に対する位置を維持できるので、サブタンク２８は、燃料を貯留する作用を高く維持できる。

結合部材の構造は、上記に限定されず、要するに、サブタンク２８とリインフォースメント３０との相対移動を、変形により許容することで、リインフォースメント３０が燃料タンク本体２４に対し変位してもサブタンク２８の変位を抑制できればよい。たとえば、図６に示す形状の結合部材５６でもよい。この結合部材５６は、垂直方向の断面で見てクランク状に形成されており、略水平な平板部５８を有している。平板部５８は、第一境界部分３８Ａと第二境界部分３８Ｂとを結ぶ線分ＬＳ−１よりも長くなっている。他にも、たとえば略Ｌ字状、略Ｓ字状の結合部材を挙げることができる。

さらに、結合部材の上記した各種形状（逆Ｕ字状、Ｕ字状、クランク状、Ｓ字状）は、結合部材の垂直断面で見て現れる形状だけでなく、たとえば、水平断面で見て現れる形状であってもよい。結合部材３６が垂直断面でＵ字状又は逆Ｕ字状の部分を含む形状とすれば、一対の板状部分（図４に示す板状部分４０Ｐ、４０Ｑ参照）が互いに上下方向にずれるように移動できる。このため、たとえば、水平断面で略Ｌ字状、略Ｓ字状の結合部材等と比較して、サブタンク２８とリインフォースメント３０との上下方向の相対移動を許容しやすく、燃料タンク本体２４への入力による上下振動をより効果的に吸収可能である。特に、逆Ｕ字状に形成した部分は、結合部材３６が上方に向けて湾曲した部分であると言える。したがって、燃料タンク本体２４の下部（底壁２４Ｌの近傍）に結合部材３６が位置していても、底壁２４Ｌの影響を受けずに逆Ｕ字状の部分を結合部材３６に形成できる。

加えて、結合部材の一部に薄肉化された部分を形成し、この薄肉化された部分の変形（伸縮や曲げ）によって、サブタンク２８とリインフォースメント３０との相対移動を許容する構造でもよい。

上記では、サブタンク２８とリインフォースメント３０とが結合部材３６を介して一体成形されている例を挙げたが、これらが一体成形された構造に限定されない。たとえば、サブタンク２８、リインフォースメント３０及び結合部材はそれぞれ別体とされ、サブタンク２８とリインフォースメント３０とが、結合部材３６によって結合された構造でもよい。サブタンク２８とリインフォースメント３０とが結合部材３６を介して一体成形されていると、これら３つの部材を１つの部材として扱うことができる。

上記実施形態では、サブタンク２８、リインフォースメント３０及び結合部材３６が樹脂製であるため、これらを金属製とした場合と比較して、軽量化を図ることができる。

サブタンク２８は、燃料タンク本体２４の下壁２４Ｌに取り付けられており、燃料タンク本体２４内で下方に位置していると言える。したがって、たとえば、サブタンクが下壁２４Ｌに取り付けられていない構造と比較すると、燃料タンク本体２４の燃料のうち、より多くをサブタンク２８に貯留できる。

そして、リインフォースメント３０が変位した場合であっても、上記各実施形態では、サブタンク２８の燃料タンク本体２４に対する変位を確実に抑制できる。

２２ 燃料タンク
２４ 燃料タンク本体
２４Ｕ 上壁
２４Ｌ 下壁
２８ サブタンク
３０ リインフォースメント（抑制部材）
３６ 結合部材
３８Ａ 第一境界部分
３８Ｂ 第二境界部分
４０ 上湾曲部（余長部）
４１ 下湾曲部（余長部）
５６ 結合部材
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 隙間
ＬＳ−１ 線分

Claims (5)

1. 燃料を収容する燃料タンク本体と、
   前記燃料タンク本体の内部で前記燃料タンク本体の下壁に取り付けられ、前記燃料を貯留するサブタンクと、
   前記燃料タンク本体の内部に備えられ前記燃料タンク本体の上壁と前記下壁とに接触して前記燃料タンク本体のタンク変形を抑制する抑制部材と、
   前記サブタンクと前記抑制部材とを結合し、前記サブタンクと前記抑制部材との相対変位を変形により許容する結合部材と、
   を有する燃料タンク。
2. 前記サブタンクと前記抑制部材とが、前記結合部材を介して一体成形されている請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記サブタンク、前記抑制部材及び前記結合部材が樹脂製である請求項２に記載の燃料タンク。
4. 前記結合部材が、前記サブタンクとの第一境界部分と前記抑制部材との第二境界部分を結ぶ線分に対し余長となる余長部を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク。
5. 前記結合部材が、垂直方向の断面でＵ字状又は逆Ｕ字状に形成されている部分を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンク。