JP7118569B2 - 車両用燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載される車両用燃料タンクに関する。

車両用燃料タンクの具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の車両用燃料タンクは、ブロー成形による樹脂製のタンク本体部を備えている。このタンク本体部は、互いに対向する上壁部および下壁部の外周縁部が接合され、かつその内側領域どうしは、上下に離間して対向しており、それらの相互間には、燃料収容用の空間部が形成されている。このような構成によれば、車両用燃料タンクの構成をシンプルなものとし、全体の軽量化、および製造コストの低減化を図ることが可能である。

前記したような車両用燃料タンクをいわゆる密閉仕様で用いる場合、車両用燃料タンクは、その温度変化（これに伴う内圧変化も含む）に起因し、膨張・収縮の変形を生じ易い。車両用燃料タンクは、排気管の近傍に配置される場合があるが、このような場合において、車両がたとえば登坂走行し、排気管が高温になると、車両用燃料タンクの温度もそれに伴って大きく上昇する。このような場合には、タンク本体部の内圧がかなり高くなるため、タンク本体部の変形量（熱膨張量）は、とくに大きくなる虞がある。タンク本体部の各部に大きな応力が発生することを防止し、車両用燃料タンクの耐衝撃性などの強度を高める観点からすると、前記したようなタンク本体部の変形は適切に抑制することが望まれる。

一方、従来においては、たとえば特許文献２に記載されているように、車両用燃料タンクにスタンドオフ部を設定する手段がある。前記スタンドオフ部は、タンク本体部の上壁部および下壁部の少なくとも一方から他方に向けて突出する突出部を含み、かつこの突出部の先端部が他方に接合した構造をもつ。このようなスタンドオフ部を設ければ、タンク本体部の機械的強度が高められるため、温度変化に伴うタンク本体部の変形をある程度は抑制することが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、解決すべき課題がある。

すなわち、スタンドオフ部は、タンク本体部の内部に設けられるため、このスタンドオフ部を設けると、タンク容量（燃料収容可能量）が減少する。これに対し、従来のスタンドオフ部は、タンク本体部の温度変化に起因する変形を効果的に抑制し得るように考慮されていないのが実情である。したがって、従来において、温度変化に起因するタンク本体部の変形を適切に抑制するには、スタンドオフ部をかなり大きなサイズに形成する必要がある。ところが、これではタンク容量が大幅に減少する不具合を招く。

特開２０１５－９８８４０号公報 特開２００５－３３５４３６号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、スタンドオフ部のサイズを小さくしながらも、タンク本体部の温度変化に起因する変形を効果的に抑制することが可能な車両用燃料タンクを提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両用燃料タンクは、互いに対向して繋がった第１および第２の壁部を有し、かつこれら第１および第２の壁部の相互間に燃料収容用の空間部を形成しているとともに、前記第１の壁部には、燃料ポンプ取付け用の開口部が設けられているタンク本体部と、前記第１および第２の壁部の少なくとも一方から他方に向けて部分的に突出し、かつ先端部が前記他方に接合する突出部を含む一対のスタンドオフ部と、を備えている、車両用燃料タンクであって、前記タンク本体部が温度上昇に起因して膨張する際の膨張中心は、前記第１および第２の壁部の対向方向視において、前記燃料ポンプ取付け用の開口部の中心と略一致しており、前記一対のスタンドオフ部の前記突出部は、前記第１および第２の壁部の対向方向視において、前記燃料ポンプ取付け用の開口部を挟んで互いに離間した対称配置にあり、かつ前記膨張中心を略中心とする円弧状に形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、後述する本発明の実施形態の説明からよく理解されるように、タンク本体部が温度上昇に起因して膨張する際には、第１および第２の壁部には、所定の膨張中心を中心として第１および第２の壁部の各部を拡大させようとする力（膨張中心を中心とする放射方向の力、およびこれとは交差する周方向の力など）が発生する。また、第１および第２の壁部をこれらの対向方向において離間させようとする力も発生する。これに対し、スタンドオフ部の突出部は、第１および第２の壁部の対向方向視において、前記膨張中心を略中心とする円弧状であるため、前記した力に対する抵抗力を効果的に発揮することとなる。その結果、スタンドオフ部の突出部をさほど大きなサイズに形成しなくても、タンク本体部の熱膨張、ひいてはタンク本体部の温度変化に起因する膨張・収縮の変形を適切に抑制することが可能となる。スタンドオフ部をさほど大きなサイズに形成する必要がないため、スタンドオフ部の存在に起因してタンク容量が大きく減少する不具合も適切に解消される。また、車両用燃料タンクの重量の増大や、高コスト化も抑制することができる。
さらに、スタンドオフ部の突出部が前記したような円弧状であると、車両走行時にタンク本体部内の燃料が大きく揺れ動くことを抑制する効果も優れたものとすることが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両用燃料タンクの一例を示す概略斜視図である。 （ａ）は、図１の概略平面図であり、（ｂ）は、図１の概略底面図である。 図２（ａ）のIII－III断面図である。 図２（ａ）のIV－IV断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示す車両用燃料タンクＡは、自動車などの車両に搭載され、かつガソリンや軽油などの燃料を収容するのに用いられる。この車両用燃料タンクＡの近傍には、エンジンの排気管９が配される場合がある。
この車両用燃料タンクＡは、後述する上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂなどに対応する筒状の樹脂パリソンを原材料とするブロー成形を経て製造されたものであり、樹脂製のタンク本体部１、およびこのタンク本体部１に一体的に繋がった一対のスタンドオフ部３を備えている。

タンク本体部１は、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂを備えた中空状である。上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂは、本発明でいう「第１および第２の壁部」の具体例に相当する。
図３および図４によく表れているように、上壁部１０Ａは、下向き開口の碗状であり、下壁部１０Ｂは、上向き開口の碗状である。これら上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂは、上下高さ方向において対向し、かつこれらの外周部１１は、互いに繋がった平面視ループ状である。上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂのうち、外周部１１よりも内側の領域は、上下高さ方向に間隔を隔てて対向しており、それらの相互間領域は、燃料収容用の空間部２となっている。
図面においては、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂの各所が滑らかな面の壁部として示されているが、これとは異なり、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂの略全域あるいは一部を、凹凸面状の壁部として形成し、強度向上を図ってもよい。凹凸面状の壁部の一例としては、たとえば特許文献１に記載されているように、比較的小さいサイズの角錐状の壁部が複数繋がった形態の壁部が挙げられる。

タンク本体部１には、燃料注入口１２、燃料ポンプ取付け用の開口部１３、および複数の取付け片部１４が設けられている。開口部１３は、上壁部１０Ａの略中央部に位置しており、その周辺部は、上壁部１０Ａの他の部分と比較して平面状に近い略平面状領域１５とされている。各取付け片部１４は、車両用燃料タンクＡを車両の所定箇所に取付けるための部位であり、外周部１１からタンク本体部１の外方に突出しており、ボルトなどの締結部材が挿通される孔部１４ａを備えている。

各スタンドオフ部３は、上壁部１０Ａに設けられた下向きの突出部３０Ａ（上側）と、下壁部１０Ｂに設けられた上向きの突出部３０Ｂ（下側）とを含み、かつこれらの先端部どうしが、たとえば熱溶着の接合部３１を介して互いに接合された部分である。上側の突出部３０Ａは、内部が上部開口の空洞状であり、上壁部１０Ａと一体的に繋がっている。下側の突出部３０Ｂは、内部が下部開口の空洞状であり、下壁部１０Ｂと一体的に繋がっている。

一対のスタンドオフ部３は、図１および図２に示すように、開口部１３を挟んで左右対称の配置に設けられている。各スタンドオフ部３の突出部３０Ａ，３０Ｂは、次に述べるような平面視円弧状（底面視円弧状）に形成されている。なお、本実施形態における平面視および底面視は、本発明でいう「第１および第２の壁部の対向方向視」の具体例に相当する。

図２（ａ）に示す車両用燃料タンクＡの平面視において、本実施形態のタンク本体部１は、温度上昇（内圧の上昇も含む）に起因して膨張する際の膨張中心Ｏが、開口部１３の中心と略一致した構成である。これに対し、各スタンドオフ部３の上側の突出部３０Ａは、タンク本体部１の平面視において、前記した膨張中心Ｏを略中心とする適当な曲率半径Ｒａの円弧状とされている。また、図２（ｂ）に示す車両用燃料タンクＡの底面視において、下側の突出部３０Ｂは、前記した膨張中心Ｏを略中心とする適当な曲率半径Ｒｂの円弧状とされている。曲率半径Ｒａ，Ｒｂは、略同一である。

次に、前記した車両用燃料タンクＡの作用について説明する。

タンク本体部１は、温度変化（およびこれに伴う内圧の変化）に起因し、膨張・収縮する。とくに、図１に示すように、車両用燃料タンクＡの近傍に排気管９などの熱源が配置されている場合においては、この熱源から熱を受けることにより、タンク本体部１の内圧はかなり高圧となって、タンク本体部１が大きく膨張（熱膨張）する虞がある。これに対し、本実施形態においては、タンク本体部１に設けられた一対のスタンドオフ部３の剛性
は高く、これらのスタンドオフ部３によってタンク本体部１の全体の強度が高められているため、まずこのことにより、前記した熱膨張を抑制する効果が得られる。加えて、本実施形態によれば、次のような効果がさらに得られる。

すなわち、タンク本体部１が熱膨張する場合、上壁部１０Ａは、膨張中心Ｏを中心として上側に膨らみ、上側に凸の球面板状に近付こうとする変形を生じる。下壁部１０Ｂは、膨張中心Ｏを中心として下側に膨らみ、下側に凸の球面板状に近付こうとする変形を生じる。このため、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂには、図２に示すように、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂの各部には、膨張中心Ｏを中心とする放射状に伸張させる力Ｆ１、およびこれとは交差する周方向に伸張させる力Ｆ２が生じる。
これに対し、各スタンドオフ部３の突出部３０Ａ，３０Ｂは、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂと比較して剛性が高く、既述したように、平面視（底面視も含む）において、膨張中心Ｏを略中心とする円弧状であって、前記した力Ｆ１，Ｆ２の向きに対応した形状である。このため、力Ｆ１，Ｆ２のそれぞれに対応する抵抗力（反力）が的確に発揮されることとなり、力Ｆ１，Ｆ２に起因する上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂの変形は効果的に抑制される。また、突出部３０Ａ，３０Ｂは、上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂを上下に離間させる力Ｆ３（図３を参照）に対する抵抗力も的確に発揮することとなる。

このようなことから、本実施形態によれば、車両用燃料タンクＡの温度が上昇し、その内圧がかなり高くなった場合であっても、タンク本体部１が大きく熱膨張しないようにすることができる。一方、各スタンドオフ部３については、さほど大きなサイズに形成する必要はない。スタンドオフ部３のサイズを大きくすると、車両用燃料タンクＡのタンク容量が小さくなるが、本実施形態によれば、そのような不具合はない。また、スタンドオフ部３の大型化を抑制すれば、車両用燃料タンクＡの軽量化、および製造コストの低減化を図る上でも有利となる。

図５は、本発明の他の実施形態を示している。
同図に示す実施形態におけるスタンドオフ部３Ａは、タンク本体部１の上壁部１０Ａに下向きの突出部３０Ａを形成し、かつこの突出部３０Ａの先端部を、下壁部１０Ｂに接合部３１ａを介して接合させている。下壁部１０Ｂに、上向きの突出部は設けられていない。このような構成であっても、突出部３０Ａが平面視（または底面視）における所定の円弧状であれば、本発明が意図する作用を得ることが可能である。
本実施形態から理解されるように、スタンドオフ部を構成する突出部は、必ずしも上壁部および下壁部（第１および第２の壁部）の双方に設けられていなくてもよく、いずれか一方のみに設けられた構成とすることもできる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両用燃料タンクの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、スタンドオフ部３が左右一対で設けられているが、それ以上の数で設けられた構成とされていてもよい。また、本発明においては、スタンドオフ部を構成する突出部が、平面視において、膨張中心を略中心とする円弧状に形成されるが、その幅や円弧長さなどの具体的なサイズも限定されない。

上述の実施形態におけるタンク本体部１の上壁部１０Ａおよび下壁部１０Ｂは、本発明でいうタンク本体部の第１および第２の壁部に相当しているが、本発明はこれに限定され
ない。本発明に係る車両用燃料タンクは、たとえば上下高さ方向に起立した姿勢に設定することも可能である。この場合、タンク本体部の第１および第２の壁部は、たとえば車両前後方向あるいは車幅方向において互いに対向することとなり、本発明でいう「第１および第２の壁部の対向方向」は、上下高さ方向ではなく、たとえば車両前後方向あるいは車幅方向が該当する。タンク本体部を斜めに傾けた姿勢で車両に搭載することも可能であり、車両用燃料タンクの具体的な取付け方なども限定されない。

タンク本体部の具体的な形状、サイズ、材質、製造方法なども限定されない。タンク本体部の第１および第２の壁部は、単一部材で形成され、かつ一体に繋がった構成に代えて、互いに別体の部材が接合された（繋げられた）構成とすることも可能である。タンク本体部の製造方法としては、上述の実施形態（筒状の樹脂パリソンを用いたブロー成形法）とは異なり、２つの樹脂パリソンを用いたブロー成形法、インジェクション成形された第１および第２の壁部を接合する手法などを採用することもできる。タンク本体部を樹脂以外のたとえば金属製とすることも可能である。

Ａ 車両用燃料タンク
Ｏ 膨張中心
１ タンク本体部
１０Ａ 上壁部（第１の壁部）
１０Ｂ 下壁部（第２の壁部）
２ 燃料収容用の空間部
３，３Ａ スタンドオフ部
３０Ａ，３０Ｂ 突出部（スタンドオフ部の）

Claims (1)

1. 互いに対向して繋がった第１および第２の壁部を有し、かつこれら第１および第２の壁部の相互間に燃料収容用の空間部を形成しているとともに、前記第１の壁部には、燃料ポンプ取付け用の開口部が設けられているタンク本体部と、
   前記第１および第２の壁部の少なくとも一方から他方に向けて部分的に突出し、かつ先端部が前記他方に接合する突出部を含む一対のスタンドオフ部と、
   を備えている、車両用燃料タンクであって、
   前記タンク本体部が温度上昇に起因して膨張する際の膨張中心は、前記第１および第２の壁部の対向方向視において、前記燃料ポンプ取付け用の開口部の中心と略一致しており、
   前記一対のスタンドオフ部の前記突出部は、前記第１および第２の壁部の対向方向視において、前記燃料ポンプ取付け用の開口部を挟んで互いに離間した対称配置にあり、かつ前記膨張中心を略中心とする円弧状に形成されていることを特徴とする、車両用燃料タンク。

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