JP6681113B2 - 燃料タンクの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体に燃料タンクを取り付ける燃料タンクの取付構造に関する。

自動車の燃料タンクとして、樹脂製のものが利用されている（例、特許文献１）。特許文献１は、樹脂製の燃料タンクを車体に取り付ける構造として、燃料を貯留するタンク本体に一体に成形された複数の支持ブラケットを車体の固定箇所にボルト及びナットで固定する構造を開示する。

上述の樹脂製の燃料タンクは、代表的にはパリソンを用いたブロー成形によって一体成形される。詳しくは、特許文献１に記載されるように、支持ブラケットの外周面を合い面とする分割式の金型を用い、両金型のキャビティにチューブ状のパリソンの主体部分を配置し、両金型間にパリソンの主体部分以外の箇所を二枚重ねの状態で挟む。金型にパリソンを収納した状態で、上記主体部分に圧縮空気を注入して膨張させることでキャビティ内面に上記主体部分を当接させてタンク本体を成形する。両金型に挟まれた二枚重ね箇所によって、支持ブラケットを成形する。

特開２０１１−１９４９１６号公報

車体に取り付けられた樹脂製の燃料タンクに対して、後面衝突時（以下、後突時と呼ぶ）にタンク本体が割れることを防止することが望まれる。

ここで、上述のようにパリソンを用いてブロー成形された樹脂製の燃料タンクでは、この製造方法に起因した凹部がタンク本体に存在する。より具体的には、タンク本体のうち、支持ブラケットの近傍領域は、上述の二枚重ねのパリソンによって成形される。そのため、タンク本体の内周面において、支持ブラケットの近傍領域に凹部が形成される。後突時、車両前方に変位しようとする車体側の取付ブラケット（特許文献１の車体４参照）に伴って、支持ブラケットも車両前方に変位しようとする。特に、車両後方側の支持ブラケットは、タンク本体における車両前方側の領域に比較して車両前方への変位量が大きいため、タンク本体に突入するように変位する。従って、車両後方側の支持ブラケット及びその近傍に、後突に伴う荷重が集中し易い。この荷重の集中によって、上述のタンク本体の凹部を起点として、タンク本体に亀裂が生じたり、最悪の場合、タンク本体が割れたりする恐れがある。

そこで、本発明の目的の一つは、後突時、燃料タンクにおける車体との固定箇所近傍に荷重が集中することを低減できる燃料タンクの取付構造を提供することにある。

本発明の一態様に係る燃料タンクの取付構造は、
樹脂からなる燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造であって、
燃料を貯留するタンク本体と、
前記タンク本体に一体に成形されると共に、貫通孔が設けられた固定片と、
前記貫通孔に挿通されて、前記車体に前記タンク本体を固定する締結部材と、
前記固定片に支持される一端部と、前記タンク本体側に配置される他端側領域とを有する板片部とを備え、
前記板片部の他端側領域は、前記タンク本体の外周面に対向配置される対向面を含む。

上記の燃料タンクの取付構造に備えられる板片部において他端側領域の対向面は、タンク本体の外周面に対向配置されると共に近接配置されるといえる。この板片部の対向面は、後突時、燃料タンクの固定片が車体の車両前方への変位に伴って車両前方に変位し、更に固定片の変位に伴って板片部が車両前方に変位すると、タンク本体の外周面に当接できる。この当接によって、後突に伴う荷重を分散でき、上記荷重が固定片及びその近傍に集中することを低減できる。従って、上記の燃料タンクの取付構造は、燃料タンクがパリソンを用いてブロー成形されたものであって、その内周面における固定片の近傍領域に凹部を有していても、後突時、上記凹部を起点としてタンク本体に亀裂が生じたり、更にはタンク本体が割れたりすることを防止できる。

実施形態１の燃料タンクの取付構造を示す概略断面図である。 実施形態１の燃料タンクの取付構造に備えられる筒金具を示す概略斜視図である。 車体に燃料タンクが取り付けられた状態の一例を示す概略下面図である。

以下、図面を参照して、本発明の燃料タンクの取付構造を具体的に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。

［実施形態１］
図１〜図３を参照して、実施形態１の燃料タンクの取付構造１を説明する。
図３は、実施形態１の燃料タンクの取付構造１によって車体に取り付けられた燃料タンク２を車両下方からみた下面図である。
図１は、図３に示す（Ｉ）−（Ｉ）切断線で切断した部分断面図である。
図３では、紙面の左右方向を車幅方向とし、紙面上側を車両前方（Ｆｒ）、紙面下側を車両後方（Ｒｒ）とする。
図１では、紙面の上下方向を車両上下方向、紙面の左右方向を車両前後方向とし、紙面上側を車両上方（Ｕｐ）、紙面下側を車両下方（Ｌｗｒ）、紙面左側を車両前方（Ｆｒ）、紙面右側を車両後方（Ｒｒ）とする。

（全体構成）
実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、自動車のエンジンに利用される燃料を貯留する燃料タンク２を自動車の所定の位置に取り付けることに利用される。燃料タンク２は樹脂からなり、燃料を貯留するタンク本体２０に固定片２３が一体に成形されている（図３も参照）。固定片２３には貫通孔２ｈが設けられている。

詳細は図示しないが、上記自動車は、サイドシルやサイドメンバ等といった車両前後方向に沿って配置される部材と、クロスメンバ等といった車幅方向に沿って配置される部材とを含む車体フレームを備える。燃料タンク２は、代表的には、図３に示すように、車両前後方向に所定の間隔をあけて配置されるクロスメンバ１１，１２間に配置され、貫通孔２ｈに挿通されるボルト４（締結部材の一例）と、ボルト４に締め付けられるナット５（図１）とによって、固定片２３が各クロスメンバ１１，１２の固定箇所１０（図１）に取り付けられる。固定箇所１０には、車体側の取付ブラケット等が利用される。

実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、タンク本体２０と、固定片２３と、車体にタンク本体２０を固定するボルト４とを備える。更に、実施形態１の燃料タンクの取付構造１は固定片２３に支持される一端部３３１と、タンク本体２０側に配置される他端側領域３３２とを有する板片部３３を備える。板片部３３の他端側領域３３２は、タンク本体２０の外周面２ｆに対向配置される対向面３ｆを含む。板片部３３の対向面３ｆは、通常時、タンク本体２０の外周面２ｆに近接配置され（図１の実線参照）、後突時、固定片２３における車両前方への変位に伴って、外周面２ｆに当接する（図１の二点鎖線参照）。板片部３３は、この当接によって、後突に伴う荷重を分散させ、上記荷重がタンク本体２０における固定片２３及びその近傍に集中することを低減することに寄与する。

本例の燃料タンクの取付構造１は、更に、固定片２３に取り付けられる筒金具３を備え、この筒金具３に一体に板片部３３を備える。詳しくは、筒金具３は、固定片２３を貫通する筒本体３０と、固定片２３における車体とは反対側の面（図１では下面２３ｄ）に配置され、筒本体３０の外周からその径方向外方に延設されるフランジ部３１とを有する。板片部３３は、フランジ部３１の周方向の一部に連結される（図３も参照）。以下、より詳細に説明する。

（燃料タンク）
燃料タンク２は、エンジンに用いられるガソリン等の燃料を貯留する容器であり、ポリエチレン等の樹脂からなる成形体である。燃料タンク２は、上記燃料の貯留空間をなすタンク本体２０と、タンク本体２０から外方に突出し、車体への固定に利用される固定片２３とを備える。タンク本体２０の平面形状は適宜選択できる。図３では、タンク本体２０の平面形状が長方形状であり、車両前後方向及び車幅方向に線対称な場合を例示するが、非対称な形状とすることができる（特許文献１の図３参照）。

〈固定片〉
本例の燃料タンク２は、タンク本体２０における車両前方、及び車両後方のそれぞれに二つずつの固定片２３を備える（合計四つ）。各固定片２３は、タンク本体２０の適宜な箇所（図３では角部近傍を例示）から外方に突出する平板状の舌片であり、上述の樹脂によってタンク本体２０と一体に成形されている。各固定片２３には、筒金具３の筒本体３０が挿通される貫通孔２ｈが設けられている。

各固定片２３の平面形状は適宜選択でき、図３は例示である。また、各固定片２３の大きさ、例えばタンク本体２０からの突出長さ、平面面積等は、燃料タンク２を固定可能な範囲で、筒金具３やボルト４の大きさ、締結作業性等を考慮して適宜調整することが挙げられる。

〈筒金具〉
《概要》
各固定片２３には筒金具３が配置される。筒金具３は、上述のように筒本体３０とフランジ部３１とを有し、筒本体３０及びフランジ部３１に貫通する貫通孔３ｈが設けられている。この筒金具３は、筒本体３０が固定片２３の貫通孔２ｈに挿通されて、貫通孔３ｈの軸方向が固定片２３の厚さ方向に実質的に平行するように固定片２３に配置される。また、貫通孔３ｈの一方の開口部が固定片２３の車体側（上側）に配置され、フランジ部３１が車体側とは反対側（下側）に配置される。筒金具３の構成材料は、タンク本体２０及び固定片２３の構成樹脂よりも強度や耐熱性に優れる金属、例えば鉄や鉄合金等が挙げられる。このような筒金具３の基本的構成は、公知のフランジ付き金具（例、特許文献１の図４参照）を参照できる。

更に、本例の筒金具３は、一端部３３１がフランジ部３１に連結され、他端部が車両下方に向かって延び、この他端側領域３３２がタンク本体２０側に配置される板片部３３を備える（図２も参照）。

《筒本体》
筒本体３０は、上述のように貫通孔３ｈを有すると共に、固定片２３を貫通する箇所である。本例の貫通孔３ｈは、その軸方向に沿って一様な内径を有する円筒孔である。上記内径は、ボルト４の軸部４１の外径に応じて選択することが挙げられる。本例の筒本体３０はその軸方向に一様な外径を有する円筒であり、貫通孔３ｈをなす円筒の内周面に同軸の外周面を有する（図２も参照）。筒本体３０の平面形状（外形）は適宜変更できる。

筒本体３０の外径は固定片２３の貫通孔２ｈの内径に応じて選択することが挙げられる。本例では、筒本体３０の外径は固定片２３の貫通孔２ｈの内径よりも若干大きく、筒本体３０を貫通孔２ｈに圧入することで、筒金具３を固定片２３に固定できる。筒本体３０の長さは固定片２３の厚さに応じて選択することが挙げられる。本例では、筒本体３０の長さを固定片２３の厚さよりも若干長くし、筒本体３０における一方の開口部の近傍領域を固定片２３の車体側の面（上面２３ｕ）から突出させている。こうすることで、ナット５を締め付けた際、筒金具３と車体の固定箇所１０との金属接触とすることができ、強固に固定できる。なお、筒本体３０、後述のフランジ部３１の平面形状が円形以外の場合に外径とは、平面形状の輪郭に外接する円の直径とする。

《フランジ部》
フランジ部３１は、固定片２３の下面２３ｄから突出して配置される部分である。フランジ部３１の一端面（図１では上面）は固定片２３の下面２３ｄに接触し、その反対側の端面（図１では下面）には座金６を介してボルト４の頭部４０が配置される。

本例のフランジ部３１は、筒本体３０の全周に亘ってその径方向外方に延設され、筒本体３０の外径よりも大きな外径を有する円環板であり、円筒状の貫通孔３ｈと同軸に配置される。本例のフランジ部３１の平面形状は、筒本体３０に相似であるが適宜変更できる。例えば多角形状等が挙げられる。

フランジ部３１の外径は、筒本体３０の外径よりも大きく、板片部３３を配置可能な範囲で選択することが挙げられる。フランジ部３１の外径は、図１に例示するように、フランジ部３１における板片部３３の連結箇所を除く箇所の外周面が固定片２３の外周面に至らない程度であることが挙げられる。その他、フランジ部３１の厚さ等は適宜選択できる。

《板片部》
本例では、フランジ部３１の周方向の一部から板片部３３が延設される。本例の板片部３３は、平面形状が長方形である平板であり、その長手方向の一端がフランジ部３１に連結される固定端であり、他端（図１では下端）が自由端である。この板片部３３は、フランジ部３１に一体化されている。フランジ部３１は筒本体３０の圧入によって燃料タンク２の固定片２３に支持されるため、その結果として、板片部３３におけるフランジ部３１との連結箇所をなす一端部３３１は、燃料タンク２の固定片２３に支持される。なお、本例では、板片部３３におけるフランジ部３１との連結長さは、フランジ部３１の周長の５０％程度に相当する。

本例の板片部３３は、図１，図２に示すようにその長手方向の中間部で直角状に折り曲げられている。このような板片部３３を備える筒金具３が燃料タンク２の固定片２３に取り付けられた状態では、図１に示すように、一端部３３１及びその近傍の領域はフランジ部３１に沿って配置され、他端側領域３３２は筒本体３０及びフランジ部３１から離れ、タンク本体２０に近接配置される。より具体的には、板片部３３の表裏面のうち、一端部３３１及びその近傍は、フランジ部３１における車体側の面及びその反対側の面（図１では上下面）に沿って配置され、上述の折り曲げ箇所から他端部に至る領域（他端側領域３３２）は、フランジ部３１の軸に実質的に平行するように配置される。他端側領域３３２の表面（一面）は、タンク本体２０の外周面２ｆに対向配置される対向面３ｆを含む。

板片部３３の平面形状は適宜変更できる。例えば、一端（固定端）から他端（自由端）に向かって幅広である台形状等が挙げられる。又は、板片部３３の一端部３３１及びその近傍の領域が長方形状であり、他端側領域３３２が自由端側に向かって広幅の台形状である形状等が挙げられる。他端側領域３３２が上述の台形状であれば、タンク本体２０の外周面２ｆに対向配置される対向面３ｆの面積を大きく確保し易い。対向面３ｆの面積が大きいことで、後突時等で対向面３ｆがタンク本体２０の外周面２ｆに面接触し易い。更に、タンク本体２０の外周面２ｆが湾曲した形状である場合、他端側領域３３２がタンク本体２０の外周面２ｆに沿って湾曲された形状であることが挙げられる。この場合、板片部３３の対向面３ｆは、後突時等でタンク本体２０の外周面２ｆに面接触し易い。

板片部３３の大きさ（厚さ、幅、長さ、対向面３ｆの長さや面積、一端から折り曲げ箇所までの長さ等）は適宜選択できる。
本例の板片部３３の厚さ及び幅は板片部３３の全体に亘って一様である。
本例の板片部３３の厚さはフランジ部３１の厚さよりも薄いが適宜変更できる。例えば板片部３３の厚さがフランジ部３１の厚さと同等程度であることが挙げられる。板片部３３がある程度薄いことで、軽量で小型な筒金具３とし易い。
本例の板片部３３の幅はフランジ部３１の外径に実質的に等しいが、上記外径よりも小さくしてもよいし大きくしてもよい。上記幅がフランジ部３１の外径に等しいことで、対向面３ｆの面積（幅×長さ）を大きく確保し易い上に、板片部３３を有する筒金具３を固定片２３に取り付け易く、作業性に優れる。
本例の板片部３３の長さは、燃料タンク２が車体に取り付けられた状態において他端（ここでは板片部３３の下端）の位置がボルト４の頭部４０よりも下方に位置する程度に調整されている。このように上記長さがある程度長いことで、対向面３ｆの面積（幅×長さ）を大きく確保し易い。
本例では、一端から折り曲げ箇所までの長さ（ここではフランジ部３１の外周面から折り曲げ箇所までの最小距離）は、通常時、板片部３３の対向面３ｆとタンク本体２０の外周面２ｆとの間に所定の隙間ｇが設けられるように調整している（図１，図３）。

本例の板片部３３は、筒金具３に一体に成形されているため、板片部３３の構成材料は筒金具３の構成材料と同じである。鉄や鉄合金等の金属からなる板片部３３は剛性が高く、後突時の荷重分散効果を得易い。

燃料タンク２の固定片２３を車両前方と車両後方とにそれぞれ備える場合、板片部３３を備える筒金具３は、本例のように車両後方側の固定片２３に配置されると、上述の後突時の荷重分散効果を適切に得られて好ましい（図３参照）。なお、車両後方側の固定片２３に加えて、車両前方側の固定片２３にも板片部３３を備える筒金具３を配置してもよい。

《製造方法》
燃料タンク２のタンク本体２０及び固定片２３の製造には、例えばパリソンを用いたブロー成形等の成形法を利用することが挙げられる（特許文献１参照）。成形後、固定片２３に貫通孔２ｈを設け、燃料タンク２の取付前に貫通孔２ｈに筒金具３を嵌めることが挙げられる。本例では、板片部３３の対向面３ｆがタンク本体２０の外周面２ｆに対向配置されるように筒金具３を貫通孔２ｈに嵌める。

なお、上述の圧入に代えて、貫通孔２ｈの内径を筒本体３０の外径よりも若干大きく設けて、筒本体３０を貫通孔２ｈに挿入することもできる。又は、貫通孔２ｈを雌ねじ孔とし、筒本体３０の外周面に雄ねじを設けて、貫通孔２ｈに筒本体３０をねじ込むことで筒金具３を固定片２３に一体化することが挙げられる。又は、ブロー成形時、局所的に射出成形等を行って、インサート成形によって筒金具３を固定片２３に一体化することが挙げられる。インサート成形する場合には、筒本体３０が例えば多角筒や、外表面に凹凸を有する筒等であると、筒本体３０における固定片２３の構成樹脂との接触面積を増大でき、固定片２３と筒金具３との固定強度に優れる。上述のいずれの場合も、板片部３３の対向面３ｆがタンク本体２０の外周面２ｆに対向配置されるように筒金具３を固定片２３に取り付ける。

〈締結部材〉
本例の締結部材は、ボルト４である。ボルト４の頭部４０は、代表的には座金６を介してフランジ部３１に当接される。ボルト４の軸部４１は、筒金具３の貫通孔３ｈに挿通され、更に車体の固定箇所１０に挿通され（図１）、その先端部にナット５が締め付けられる。この締付によって、固定片２３を介して燃料タンク２は車体に固定され、実施形態１の燃料タンクの取付構造１を構築できる。ボルト４及びナット５は公知のものが利用できる。

（主な作用）
実施形態１の燃料タンクの取付構造１に備えられる板片部３３において、燃料タンク２のタンク本体２０側に配置される他端側領域３３２は、通常時、タンク本体２０の外周面に近接配置される。他端側領域３３２の一面、ここでは対向面３ｆは、図１に実線で示すようにタンク本体２０の外周面２ｆとの間に所定の隙間ｇをあけて対向配置される。後突時、車体の車両前方への変位に伴って燃料タンク２の固定片２３が車両前方に変位すると、固定片２３に支持される板片部３３も固定片２３に伴って車両前方に変位する。その結果、隙間ｇが無くなり、板片部３３の対向面３ｆはタンク本体２０の外周面２ｆに当接する。この当接によって、後突に伴う荷重をタンク本体２０のより広い範囲に分散させて、上記荷重が固定片２３及びその近傍に集中することを低減できる。

（主な効果）
実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、上述のように後突時、燃料タンク２の固定片２３及びその近傍への荷重の集中を低減できる板片部３３を備える。そのため、実施形態１の燃料タンクの取付構造１は、燃料タンク２がパリソンを用いたブロー成形等で製造されて、タンク本体２０の内周面における固定片２３の形成箇所近傍に凹部２ｃを有していても、後突時、凹部２ｃを起点としてタンク本体２０に亀裂が生じたり、更にはタンク本体２０が割れたりすることを防止できる。

本例の燃料タンクの取付構造１は、板片部３３が筒金具３に一体化されているため、板片部３３が別部材である場合に比較して、部品点数の増大を招かず、製造性にも優れる。また、コストも低減できる。

本発明は、上述の実施形態１の構成に限定されず、適宜変更が可能である。
（１）例えば、板片部３３は、フランジ部３１における厚さ方向の上端位置又は中間位置の外周から延設されることが挙げられる。
（２）例えば、板片部３３は、筒金具３に一体化されておらず、筒金具３とは独立した部材であることが挙げられる。
この場合、例えば、板片部の一端部を固定片２３の下面２３ｄとフランジ部３１との間に介在させることで、板片部は固定片２３に支持される。板片部の一端部をＣ字状としたり、一端部に貫通孔を設けたりして、Ｃ字の内部や貫通孔に、筒金具３の筒本体３０を挿通させる構成とすれば、板片部が固定片２３から外れることを防止し易い。筒金具３とは独立した部材であって、板片部３３を備える部材として、例えば座金６が挙げられる。即ち、板片部３３の一端部に座金６を備え、他端側領域に対向面３ｆを有するものが挙げられる。

１ 燃料タンクの取付構造
２ 燃料タンク
２ｈ 貫通孔、２ｆ 外周面、２ｃ 凹部
２０ タンク本体、２３ 固定片、２３ｕ 上面、２３ｄ 下面（車体とは反対側の面）
３ 筒金具
３ｈ 貫通孔、３ｆ 対向面
３０ 筒本体、３１ フランジ部、３３ 板片部
３３１ 一端部、３３２ 他端側領域
４ ボルト（締結部材）、４０ 頭部、４１ 軸部、５ ナット、６ 座金
１０ 固定箇所、１１，１２ クロスメンバ
ｇ 隙間

Claims (1)

1. 樹脂からなる燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造であって、
   燃料を貯留するタンク本体と、
   前記タンク本体に一体に成形されると共に、貫通孔が設けられた固定片と、
   前記貫通孔に挿通されて、前記車体に前記タンク本体を固定する締結部材と、
   前記固定片に支持される一端部と、前記タンク本体側に配置される他端側領域とを有する板片部とを備え、
   前記板片部の前記一端部における前記車体側の面は、前記固定片における前記車体とは反対側の面に対して隙間をあけて配置され、
   前記板片部の前記他端側領域は、前記タンク本体の外周面に対向配置される対向面を含む燃料タンクの取付構造。

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