JP6344219B2

JP6344219B2 - 車両構造

Info

Publication number: JP6344219B2
Application number: JP2014244443A
Authority: JP
Inventors: 千明片岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: JP2016107683A

Description

本発明は、車両構造に関する。

バッテリが、燃料タンクと車幅方向に並列で一体となるように固定された、車両のバッテリ搭載構造がある（たとえば特許文献１参照）。

特開２０１２−１４８７４９号公報

燃料タンクとバッテリとを車両幅方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置した車両構造では、燃料タンク内の燃料量に応じて燃料タンク全体での重量が変化するため、燃料タンクとバッテリとを合わせた重心位置が変化する。

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク内の燃料が少ない状態で少なくとも減速時に燃料タンクとバッテリとを合わせた重心位置を、燃料タンク内の燃料が多い状態での重心位置に近づけることを課題とする。

第一の態様では、車両幅方向の一方側に重心が位置し内部に燃料を収容する燃料タンクと、前記車両幅方向の他方側に重心が位置するバッテリと、前記燃料タンク内に配置されて前記燃料タンクに固定され車両上面視で前記他方側の後方から前記一方側の前方へ傾斜している傾斜板を含み、車両減速時に前記燃料を前記燃料タンク内で前記一方側に偏在させる偏在部材と、を有する。

この車両構造では、車両減速時には、燃料タンク内の燃料が、一方側、すなわちバッテリから離れる側に偏在する。このように燃料が偏在した状態では、燃料が偏在していない状態と比較して、燃料タンクとバッテリとを合わせた重心位置は、バッテリからより離れた位置にある。これにより、燃料タンクとバッテリとを合わせた重心位置がバッテリ側に偏ることを抑制し、燃料タンク内の燃料が多い状態での重心位置に近づけることができる。

前記偏在部材は、車両上面視で前記他方側の後方から前記一方側の前方へ傾斜している傾斜板を含む。

車両減速時に燃料タンク内の燃料が前方側へ移動すると、傾斜板に案内されて燃料は一方側、すなわちバッテリから離れる方向に移動する。車両減速時に燃料に作用する慣性を利用して、効果的に燃料を一方側に偏在させることができる。燃料タンクに傾斜板を設ける簡単な構造で、偏在部材を構成できる。

前記傾斜板は、前記燃料タンク内に配置される。

傾斜板が燃料タンク内に配置されるので、燃料タンクの本体形状に与える影響が小さい。

前記傾斜板は、前記燃料タンクに固定される。

このように、傾斜板は燃料タンクに固定して取付できる。

第二の態様では、第一の態様において、前記傾斜板が複数であり、複数の前記傾斜板を連結する連結板を有する。

複数の傾斜板により、燃料タンク内の燃料を燃料タンクの一方側から他方側へ偏在させることができる。

複数の傾斜板は、連結板により連結される。

すなわち、複数の傾斜板が連結板により連結されて一体化される

このように、複数の傾斜板を一体化することで、部品点数の増加が抑制される。

本発明は上記構成としたので、燃料タンク内の燃料が少ない状態で少なくとも減速時に燃料タンクとバッテリとを合わせた重心位置を、燃料タンク内の燃料が多い状態での重心位置に近づけることができる。

図１は第一実施形態の車両構造が適用された車両を示す平面図である。図２は第一実施形態の車両構造の燃料タンクを示す斜視図である。図３は第一実施形態の車両構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は背面図である。図４は第一実施形態の車両構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は背面図である。図５は第一実施形態の車両において燃料タンク内の燃料量と合成重心の重心位置との関係を示すグラフである。図６は第一参考例の車両構造を示す平面図である。図７は第一参考例の車両構造を示す平面図である。図８は第二参考例の車両構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は背面図である。

本発明の第一実施形態の車両構造について、図面を参照して説明する。

図１に示す自動車２２は、第一実施形態の車両構造が適用された車両の一例である。この自動車２２は、燃料タンク２４及びバッテリ２６を有している。そして、自動車２２は、燃料タンク２４内の燃料が供給されるエンジン（図示省略）と、バッテリ２６から電力が供給されるモータ（図示省略）とを有している。自動車２２は、エンジンの駆動力とモータ（図示省略）の駆動力と、を適宜切り替えて使用する自動車（ハイブリッド車）である。

以下、図面において、車両幅方向右方を矢印ＲＨで、上方を矢印ＵＰで、前方を矢印ＦＲで示す。また、車両幅方向の中心を中心線ＣＬで示す。

図３（Ａ）に示すように、自動車２２は車両幅方向で左右一対のサイドメンバ２８を有している。サイドメンバ２８のそれぞれは、車両前後方向に延在されている。そして、サイドメンバ２８の間に、前側クロスメンバ３０及び後側クロスメンバ３２が架け渡されている。

燃料タンク２４及びバッテリ２６は、自動車２２の車両上面視で、一対のサイドメンバ２８と前側クロスメンバ３０と後側クロスメンバ３２との間に配置されている。燃料タンク２４及びバッテリ２６は、それぞれ取付部材（図示省略）によって自動車２２の車体に取り付けられている。そして、車両幅方向の一方側（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では左側）に燃料タンク２４が、他方側（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では右側）にバッテリ２６が位置している。

第一実施形態では、燃料タンク２４は、略直方体形状である。すなわち、燃料タンク２４は、車両上面視では、図３（Ａ）に示すように、前壁３４Ｆ、後壁３４Ｂ、左側壁３４Ｌ及び右側壁３４Ｒを有する長方形状である。また、車両後方側から見ると、図３（Ｂ）に示すように、上壁３４Ｕ、下壁３４Ｓ、左側壁３４Ｌ及び右側壁３４Ｒを有する長方形状である。前壁３４Ｆ、後壁３４Ｂ、左側壁３４Ｌ及び右側壁３４Ｒは、下壁３４から車両上方向に延びている。

燃料タンク２４内には、１枚又は複数枚（図２及び図３（Ａ）に示す例では４枚）の傾斜板３６が配置されている。以下において、傾斜板３６を区別するときは、車両幅方向左側から順に、傾斜板３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄとする。

傾斜板３６は、車両上面視で、車両後方側から車両前方側へ向かうにしたがって車両幅方向左側に傾斜する壁状（板状）の部材である。第一実施形態では、それぞれの傾斜板３６が傾斜壁３８である。傾斜壁３８は、車両上面視で、他方側の後方から一方側の前方へ傾斜していると言える。

複数の傾斜板３６は、車両幅方向には所定の間隔をあけて配置されている。そして、車両幅方向で中央に位置する２つの傾斜板３６Ｂ、３６Ｃは、前壁３４Ｆから後壁３４Ｂに達する長さを有している。これに対し車両幅方向で左側に位置する傾斜板３６Ａは左側壁３４Ｌから後壁３４Ｂに達する長さ、右側に位置する傾斜板３６Ｄは前壁３４Ｆから右側壁３４Ｒに達する長さである。

図２に示す例では、傾斜板３６Ａ、３６Ｂは、一枚の板材を所定箇所で折り曲げて形成されており、下壁３４Ｓ側の連結板４０で連結されている。同様に傾斜板３６Ｃ、３６Ｄも一枚の板材を所定箇所で折り曲げて形成されており、下壁３４Ｓ側の連結板４０で連結されている。このように、複数枚の傾斜板３６を連結板等の連結部材で連結して一体化することで、部品点数の増加が抑制されている。ただし、図２示す構造はあくまで一例であり、たとえば、複数枚の連結板がそれぞれ独立していてもよい。

傾斜板３６の所定位置には、取付座４２が設けられている。取付座４２により、傾斜板３６を燃料タンク２４の下壁３４Ｓに取り付けることができる。

次に、第一実施形態の作用を説明する。

図３（Ｂ）には、燃料タンク２４内に多くの燃料が存在している状態が、実線の液面ＦＬ−１で示されている。この状態で、燃料タンク２４とバッテリ２６とを合わせた重心（以下「合成重心」という）ＧＡ−１が中心線ＣＬに近い位置になるように、燃料タンク２４の重心（以下「タンク重心」という）ＧＴ−１と、バッテリ２６の重心（以下「バッテリ重心」という）ＧＢ−１が設定されている。

図３（Ｂ）に二点鎖線で示す液面ＦＬ−２のように、燃料タンク２４内の燃料が少ない状態では、燃料タンク２４が軽くなるのに対し、バッテリ２６の重量は変化しない。したがって、この状態での合成重心ＧＡ−２の位置は、バッテリ２６側に変位する。

そして、このように、バッテリ２６側に合成重心ＧＡ−２が変位した状態では、たとえば自動車２２の減速時に、図１に矢印Ｍで示すように、上下方向を中心とした横方向の回転（ヨーイング）のモーメントが発生するおそれがある。

しかし、本実施形態では、燃料タンク２４内に傾斜壁３８（傾斜板３６）が設けられている。そして、自動車２２の減速時に慣性で車両前方側へ移動した燃料は、図４（Ａ）に矢印Ｆ１で示すように、傾斜壁３８によって車両幅方向左側へも移動する。これにより、車両減速時時には、タンク重心ＧＴ−３が車両幅方向左側に移動する。そして、車両減速時時の合成重心ＧＡ−３も、非制動時と比較して、中心線ＣＬに近い位置に移動する。

このように、第一実施形態では、燃料タンク２４内の燃料が少ない状態で、車両減速時に、合成重心ＧＡ−３の位置を中心線ＣＬに近い位置、すなわち、燃料タンク２４の燃料の量が多い状態での合成重心ＧＡ−１の位置に近づけることができる。これにより、燃料タンク２４内の燃料が少ない状態での自動車２２の減速時の挙動を安定させることができる。

図５には、第一実施形態及び比較例の場合において、自動車の減速時における合成重心の位置のズレが、燃料タンク内の燃料量との関係で示されている。ここで、比較例の自動車とは、第一実施形態の傾斜板３６を有していない燃料タンクを備えた自動車である。図５において、実線が第一実施形態、一点鎖線が比較例の場合である。合成重心の位置のズレとは、本来的な合成重心ＧＡ−１（図３（Ａ）参照）からのズレを示す。

図５のグラフから、第一実施形態では、合成重心の位置のズレが比較例よりも小さいことが分かる。特に、第一実施形態では、燃料タンク内の燃料量が少ないほど、合成重心のズレを少なくする効果が高いことが分かる。

しかも、第一実施形態では、燃料タンク２４内に傾斜板３６を配置しており、傾斜板３６は燃料タンク２４とは別体である。したがって、燃料タンク２４の形状に影響を及ぼさない。

次に、第一参考例について説明する。第一参考例において、第一実施形態と同一の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。第一参考例では、自動車の全体的構成も第一実施形態と略同様であるので、図示を省略する。

第一参考例では、燃料タンク５４内に、第一実施形態の傾斜板３６（図２及び図３（Ａ）参照）は設けられていない。

第一参考例では、第一実施形態の傾斜板３６に代えて、図６及び図７に示すように、燃料タンク５４の周壁の形状を変えることで、傾斜壁が構成されている。

すなわち、第一参考例の燃料タンク５４は、車両上面視で、前壁３４Ｆの中間部分から、右側壁３４Ｒの中間部分まで連続する傾斜壁５６を有する構造である。換言すれば、右側壁３４Ｒの一部を、車両上面視で他方側の後方から一方側の前方へ傾斜させた形状である。したがって、燃料タンク５４は車両上面視で、五角形である。

このような構成である第一参考例の燃料タンク５４においても、図６に示すように、燃料タンク５４内に多くの燃料が存在している状態では、合成重心ＧＡ−１は中心線ＣＬに近い位置にある。

燃料タンク５４内の燃料が少なくなると、燃料タンク５４は軽くなる。このため、自動車２２（図１参照）が減速していないときは、合成重心ＧＡ−２の位置は、バッテリ２６側に移動する。

ここで、自動車２２の減速時には、燃料タンク５４内で慣性により前方側へ移動した燃料は、傾斜壁５６によって車両幅方向左側へも移動する。図７に示すように、タンク重心ＧＴ−３が車両幅方向左側に移動し、合成重心ＧＡ−３も、非減速時と比較して、中心線ＣＬに近い位置に移動する。燃料タンク２４内の燃料が少ない状態で、車両の減速時に、合成重心ＧＡ−３の位置を中心線ＣＬに近い位置にすることができる。これにより、燃料タンク２４内の燃料が少ない状態での自動車２２の減速時の挙動を安定させることができる。

次に、第二参考例について説明する。第二参考例において、第一実施形態や第一参考例と同一の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。第二参考例では、自動車の全体的構成も第一実施形態と略同様であるので、図示を省略する。

第二参考例では、燃料タンク６４の形状を第一参考例と異なる形状とすることで、傾斜壁が構成されている。

具体的には、第二参考例の燃料タンク６４では、図８（Ｂ）に示すように、車両後方側から見て、下壁３４Ｓの車両幅方向中間部分から、右側壁３４Ｒの上下方向中間部分まで連続する形状の傾斜壁６６を有する構造である。したがって、燃料タンク６４は、車両後方側から見て、五角形である。

このような構成である第二参考例の燃料タンク６４においても、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、燃料タンク６４内に多くの燃料が存在している状態では、合成重心ＧＡ−１は中心線ＣＬに近い位置にある。

燃料タンク６４内の燃料が少なくなると、燃料タンク５４は軽くなる。第二参考例では、傾斜壁６６が燃料タンク６４の底部に構成されているので、燃料は全体として、燃料タンク６４内に多く存在している状態と比較すると、左側壁３４Ｌ側に偏在していることになる。すなわち、タンク重心ＧＴ−３が、車両幅方向左側に移動する。これにより、燃料タンク６４内の燃料が少ない状態での合成重心ＧＡ−３の位置を、中心線ＣＬに近い位置にすることができる。これにより、燃料タンク２４内の燃料が少ない状態での自動車２２の減速時の挙動を安定させることができる。

第二参考例では、傾斜壁６６を燃料タンク６４の底部に設けることで、燃料に作用する重力により、燃料が少ない状態でのタンク重心を左側壁３４Ｌ側に移動させている。すなわち、自動車２２の減速時でなくても、燃料タンク６４内の燃料が少ない状態での合成重心ＧＡ−３を中心線ＣＬに近づけることができる。

第一参考例及び第二参考例では、燃料タンク５４、６４自体に傾斜壁３８を構成している。燃料タンク５４、６４内にあらたな部材を設ける必要がないので、部品点数の増加や重量増を招かない。また、あらたな部材を燃料タンクに取り付ける作業も不要である。

上記では、「偏在部材」の例として、傾斜壁３８、５６、６４を有する構造を挙げたが、偏在部材は、傾斜壁３８、５６、６４を有する構造に限定されない。たとえば、燃料タンク内にポンプを設け、燃料タンク内の燃料が少ない状態では、他方側（右側壁３４Ｒ側）から一方側（左側壁３４Ｌ側）へ積極的に燃料を送る構造でもよい。この構造では、一方側に送られた燃料が直ちに他方側へ戻らない（流れない）ように、燃料タンク内に移動防止壁を設けてもよい。

２２自動車
２４燃料タンク
２６バッテリ
３４Ｌ左側壁（一方側の側壁の例）
３４Ｒ右側壁（他方側の側壁の例）
３４Ｆ前壁
３４Ｂ後壁
３４Ｌ下壁
３６傾斜板
３８傾斜壁
５４燃料タンク
５６傾斜壁
６４燃料タンク
６６傾斜壁

Claims

車両幅方向の一方側に重心が位置し内部に燃料を収容する燃料タンクと、
前記車両幅方向の他方側に重心が位置するバッテリと、
前記燃料タンク内に配置されて前記燃料タンクに固定され車両上面視で前記他方側の後方から前記一方側の前方へ傾斜している傾斜板を含み、車両減速時に前記燃料を前記燃料タンク内で前記一方側に偏在させる偏在部材と、
を有する車両構造。
前記傾斜板が複数であり、
複数の前記傾斜板を連結する連結板を有する請求項１に記載の車両構造。