KR20180082320A - 차량용 연료 탱크 - Google Patents

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신스케 아마노
유키 나가세
도시아키 아사하라
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

차량용 연료 탱크(10)는, 제 1 벽부(14)와, 상기 제 1 벽부(14)와 대향하는 제 2 벽부(18)를 구비하는 연료 탱크 본체(12)와; 상기 연료 탱크 본체(12) 내에 배치되고, 또한 상기 제 1 벽부(14)로부터, 상기 제 2 벽부(18)로 연장되는 지주 부재(20)를 구비한다. 상기 제 1 벽부(14)는, 상기 연료 탱크 본체(12)의 내측부로 돌출되는 제 1 돌출부(32)를 가진다. 상기 지주 부재(20)의 길이 방향에 있어서의 제 1 단부는, 상기 제 1 돌출부(32)에 용접된다. 상기 지주 부재(20)의 제 2 단부는, 상기 제 2 벽부(18)에 용착된다. 상기 지주 부재(20)는, 상기 길이 방향에 있어서의 중앙보다 상기 제 1 돌출부(32)에 가까운 위치에 제 1 변형 기점부(36)를 가진다.

Description

차량용 연료 탱크{VEHICLE FUEL TANK}
본 발명은, 차량용 연료 탱크에 관한 것이다.
미국 특허 제6338420에는, 차량용 연료 탱크가 개시되어 있다. 이 차량용 연료 탱크는, 수지에 의해 구성되어 있으며, 차량용 연료 탱크의 내부에는, 차량 상하 방향에 대향하는 한 쌍의 벽부에 길이 방향의 양 단부가 각각 접합된 지주 부재가 설치되어 있다. 이 지주 부재의 길이 방향 양 단부에는, 각각 변형 흡수부가 형성되어 있으며, 이 변형 흡수부가 차량 상하 방향(지주 부재의 축방향)의 변형을 흡수한다. 이에 따라, 차량용 연료 탱크 내의 연료로부터 발생하는 증발 연료가 온도에 의해 팽창됨으로써 차량용 연료 탱크의 벽부가 차량 상하 방향으로 변형될 때에, 지주 부재와 벽부의 결합부에 가해지는 부하를 저감하면서 차량용 연료 탱크의 변형을 억제하고 있다.
미국 특허 제6338420에 개시된 차량용 연료 탱크에서는, 변형을 흡수하는 돌출부는, 차량 상하 방향의 변형을 흡수하는 구성으로 되어 있기 때문에, 차량용 연료 탱크의 변형 시에 수평 방향을 따른 응력이 발생한 경우에는, 돌출부에서 이 응력을 흡수할 수 없어 차량용 연료 탱크의 벽부와 지주 부재의 결합부에 응력이 집중될 가능성이 있다. 따라서, 상기 선행 기술은 이 점에서 개량의 여지가 있다.
본 발명은 벽부와 지주 부재의 결합부에 대한 응력의 집중을 억제하면서 변형을 억제할 수 있는 차량용 연료 탱크를 제공한다.
본 발명의 일 양태와 관련된 차량용 연료 탱크는, 제 1 벽부와, 상기 제 1 벽부와 대향하는 제 2 벽부를 구비하는 연료 탱크 본체와; 상기 연료 탱크 본체 내에 배치되고, 또한 상기 제 1 벽부로부터, 상기 제 2 벽부로 연장되는 지주 부재를 구비한다. 상기 제 1 벽부는 상기 연료 탱크 본체의 내측부로 돌출되는 제 1 돌출부를 가진다. 상기 지주 부재의 길이 방향에 있어서의 제 1 단부는, 상기 제 1 돌출부에 용접되고, 상기 지주 부재의 제 2 단부는, 상기 제 2 벽부에 용착되며, 상기 지주 부재는, 상기 길이 방향에 있어서의 중앙보다 상기 제 1 돌출부에 가까운 위치에 제 1 변형 기점부를 가진다.
상기 양태에 의하면, 연료 탱크 본체에 있어서의 대향하는 적어도 1세트의 벽부에는, 연료 탱크 본체의 내부측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부가 각각 형성되어 있다. 또한, 연료 탱크 본체 내에는, 일방의 벽부로부터 타방의 벽부로 연장 설치됨과 함께, 길이 방향의 단부가 한 쌍의 돌출부에 각각 용착된 지주 부재가 설치되어 있다. 따라서, 지주 부재에 의해 대향하는 벽부끼리를 연결함으로써, 연료 탱크 본체 내의 증발 연료가 온도에 의해 팽창될 때에 연료 탱크 본체의 벽부가 크게 변형되는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 지주 부재에는, 길이 방향 중앙보다 한 쌍의 돌출부에 가까운 측에 변형 기점부가 각각 설치되어 있다. 즉, 지주 부재에 있어서의 한 쌍의 돌출부의 근방에 변형 기점부가 설치되어 있는 점에서, 연료 탱크의 벽부가 변형하려고 할 때에 응력을 지주 부재와 벽부에 있어서의 돌출부의 결합부보다 변형 기점부로 집중시킬 수 있다. 따라서, 변형 기점부에 의해 응력을 흡수함으로써, 지주 부재와 돌출부의 결합부 나아가서는 연료 탱크의 벽부에 응력이 집중되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 상기 양태는, 벽부와 지주 부재의 결합부에 대한 응력의 집중을 억제하면서 변형을 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 제 2 벽부는 제 2 돌출부를 구비해도 되고, 상기 지주 부재의 길이 방향에 있어서의 제 2 단부는, 상기 제 2 돌출부에 용착되어도 되며, 상기 지주 부재는, 상기 지주 부재의 상기 길이 방향에 있어서의 중앙보다 상기 제 2 돌출부에 가까운 위치에 제 2 변형 기점부를 가져도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 제 1 돌출부, 상기 제 2 돌출부 및 상기 지주 부재의 세트는, 상기 연료 탱크 본체 내에 복수 세트 배치되어 있어도 된다.
상기의 구성에 의하면, 한 쌍의 돌출부 및 지주 부재는, 이들을 1세트로 하여 연료 탱크 내에 복수 세트 배치되어 있기 때문에, 지주 부재와 돌출부의 결합부에 응력이 집중되는 것을 억제하면서 연료 탱크 내의 증발 연료의 팽창에 의한 연료 탱크 전체의 변형량을 작게 할 수 있다.
따라서, 상기의 구성에 의하면, 탱크의 외형을 안정시킬 수 있다고 하는 우수한 효과를 가진다.
상기 양태에 있어서, 상기 지주 부재는, 대략 원통 형상을 가짐과 함께, 상기 제 1 변형 기점부로부터 상기 제 1 단부를 향함에 따라 직경이 커지는 확경부를 가지고 있어도 된다. 상기 제 1 돌출부는, 상기 지주 부재의 축방향에 대략 평행하게 돌출되는 측벽부와, 상기 측벽부의 선단부에 설치되어 상기 제 1 단부가 용착된 저벽부(底壁部)를 가져도 된다. 상기 축방향에 대한 상기 확경부의 벽부의 경사 각도는, 상기 측벽부와 상기 저벽부의 사이의 각도보다 작아도 된다.
상기의 구성에 의하면, 지주 부재는, 대략 원통 형상으로 형성되어 있음과 함께, 변형 기점부로부터 길이 방향의 단부를 향함에 따라 직경이 커지도록 구성된 확경부를 가지고 있는 점에서, 연료 탱크의 변형 시에, 다양한 방향을 따른 응력이 작용하는 경우에도 지주 부재의 변형 기점부에 응력을 집중시킬 수 있다. 또한, 확경부가 설치됨으로써, 보다 확실하게 변형 기점부에 응력을 집중시킬 수 있다.
한편, 돌출부는, 지주 부재의 축방향(이하, 간단히 「축방향」이라고 칭함)을 따라 대략 돌출된 측벽부와, 측벽부의 선단부에 설치되고 또한 지주 부재의 길이 방향의 단부가 용착된 저벽부를 가지고 있다. 그리고, 축방향에 대한 확경부의 벽부의 경사 각도는, 돌출부의 측벽부와 저벽부의 사이의 각도보다 작게 설정되어 있기 때문에, 지주 부재보다 돌출부의 휨 강성이 높아진다. 즉, 돌출부보다 지주 부재의 확경부의 단부인 변형 기점부에 응력이 집중되기 쉬워진다. 따라서, 연료 탱크의 변형 시에, 연료 탱크의 벽부에 형성된 돌출부가 아닌 지주 부재의 변형 기점부에 응력을 보다 집중시킬 수 있다.
따라서, 상기의 구성에 의하면, 벽부와 지주 부재의 결합부에 대한 응력의 집중을 보다 억제하면서 변형을 억제할 수 있다.
여기서, 「지주 부재의 축방향에 대한 확경부의 벽부의 경사 각도」란, 축방향을 따른 가상선과 확경부의 벽부로 이루어지는 각도 중, 축방향 외방측의 각도를 말한다. 또한 「돌출부의 측벽부와 저벽부의 사이의 각도」란, 측벽부와 저벽부로 이루어지는 각도 중, 연료 탱크 외부측의 각도를 말한다.
상기 양태에 있어서, 상기 축방향에 대한 상기 확경부의 벽부의 경사 각도는, 30° 이상 80° 이하여도 되고, 상기 측벽부와 상기 저벽부의 사이의 각도는, 90° 이상 135° 이하여도 된다.
상기의 구성에 의하면, 축방향에 대한 확경부의 벽부의 경사 각도는, 30°부터 80°의 범위로 설정되어 있음과 함께, 돌출부의 측벽부와 저벽부의 사이의 각도는, 90°에서 135°의 범위로 설정되어 있다. 즉, 축방향에 대한 확경부의 벽부의 경사 각도는, 돌출부의 측벽부와 저벽부의 사이의 각도보다 작게 설정되어 있기 때문에, 연료 탱크의 변형 시에, 연료 탱크의 벽부에 형성된 돌출부가 아닌 지주 부재에 있어서의 확경부의 근방의 변형 기점부에 응력을 보다 집중시킬 수 있다.
따라서, 상기의 구성에 의하면, 보다 구체적으로 벽부와 지주 부재의 결합부에 대한 응력의 집중을 억제하면서 변형을 억제할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 연료 탱크는, 상기 연료 탱크 본체 내에 설치되어, 상기 지주 부재와 동일한 직경을 구비하는 추가의 지주 부재를 구비해도 된다. 상기 연료 탱크 본체는, 상기 지주 부재의 축방향과 대략 평행하게 연장 설치된 제 3 벽부를 구비해도 된다. 상기 추가의 지주 부재의 축방향은 상기 지주 부재의 축방향과 대략 동일해도 되고, 상기 추가의 지주 부재는, 상기 지주 부재보다 상기 제 3 벽부로부터 떨어진 위치에 배치되어도 되며, 상기 추가의 지주 부재의 상기 축방향에 대한, 상기 추가의 지주 부재의 확경부의 벽부의 각도가, 상기 지주 부재의 상기 확경부의 벽부의 상기 지주 부재의 축방향에 대한 각도보다 작아도 된다.
상기의 구성에 의하면, 연료 탱크 내에 복수 설치된 동일 직경의 지주 부재 중, 연료 탱크에 있어서의 축방향과 대략 평행하게 연장 설치된 벽부로부터 떨어진 위치(이하, 「탱크 중앙부」라고 칭함)에 배치된 지주 부재는, 축방향에 대한 확경부의 벽부의 각도가 다른 지주 부재의 축방향에 대한 확경부의 벽부의 각도보다 작게 설정되어 있다. 즉, 탱크 중앙부에 배치된 지주 부재의 돌출부에 용착되는 길이 방향의 단부는, 다른 지주 부재의 길이 방향의 단부보다 직경이 작아진다. 이에 맞춰 탱크의 돌출부도 작게 할 수 있는 점에서, 탱크 중앙부에 배치하는 지주 부재의 배치의 자유도가 향상된다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1의 (a)는 제 1 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크를 차량 상방측에서 본 상태를 나타내는 평면도이다.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 IB-IB선을 따라 절단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크의 주요부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 Z부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4의 (a)는 도 1의 (a)에 있어서의 IVA-IVA선을 따라 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 대하여 차량용 연료 탱크 내부의 증발 연료가 팽창된 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5의 (a)는 제 1 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크의 벽부의 변형 범위를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5의 (b)는 대비예와 관련된 차량용 연료 탱크의 벽부의 변형 범위를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6의 (a)는 제 1 실시 형태의 변형예와 관련된 차량용 연료 탱크를 나타내는 차량 상하 방향을 따라 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 대하여 차량용 연료 탱크 내부의 증발 연료가 팽창된 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7의 (a)는 도 6의 (a)에 있어서의 탱크 중앙부 이외에 배치된 지주 부재를 나타내는 차량 정면도이다.
도 7의 (b)는 도 6의 (a)에 있어서의 탱크 중앙부에 배치된 지주 부재를 나타내는 차량 정면도이다.
도 8은 제 2 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크의 지주 부재의 주요부를 차량 상하 방향을 따라 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는 제 3 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크의 지주 부재의 주요부를 차량 상하 방향을 따라 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 10은 제 4 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크의 지주 부재의 주요부를 차량 상하 방향을 따라 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
(제 1 실시 형태)
이하, 도 1의 (a)~도 5의 (b)를 이용하여, 본 발명과 관련된 차량용 연료 탱크(이하, 「연료 탱크」라고 칭함)(10)의 제 1 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이들 도면에 있어서 나타나는 화살표 FR은 차량 전후 방향 전측, 화살표 OUT은 차량 폭방향 외측, 화살표 UP은 차량 상하 방향 상측을 각각 나타낸다.
도 1의 (a), 도 1의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 연료 탱크(10)는, 복수의 벽부에 의해 대략 상자형 형상으로 형성된 연료 탱크 본체(12)를 가지고 있다. 구체적으로는, 연료 탱크 본체(12)는, 차량 폭방향으로 연장되는 벽부로서의 저벽(14)과, 저벽(14)의 외연으로부터 차량 상방측으로 연장되는 벽부로서의 측벽(16)과, 측벽(16)의 차량 상단부에 설치되는 벽부로서의 상벽(18)을 가지고 있다.
연료 탱크 본체(12)의 내부에는, 지주 부재(20)가 설치되어 있다. 이 지주 부재(20)는, 차량 전방측에 좌우 한 쌍으로 배치된 제 1 지주 부재(22)와, 차량 후방측에 좌우 한 쌍으로 배치된 제 2 지주 부재(24)를 가지고 있다. 이 제 1 지주 부재(22)와, 제 2 지주 부재(24)는, 기본적으로는 동일한 구조로 되어 있으며, 연료 탱크 본체(12)의 내부의 차량 상하 방향의 치수에 맞춰 차량 상하 방향의 길이가 상이하도록 구성되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 제 1 지주 부재(22)의 구조에 대해 주로 설명하는 것으로 한다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 지주 부재(22)는, 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18)으로부터 이것과 대향하는 저벽(14)에 걸쳐 연장 설치되어 있다. 즉, 차량 상하 방향으로 연장 설치되어 있다. 또한, 제 1 지주 부재(22)는, 대략 원통 형상으로 형성되어 있으며, 지주 중간부(26)와, 확경부(28)와, 플랜지부(30)를 가지고 있다. 지주 중간부(26)는, 차량 상하 방향을 축방향으로 하는 원통 형상으로 형성되어 있다.
확경부(28)는, 지주 중간부(26)의 축방향의 양 단부로부터 축방향 외방측(후술하는 돌출부(32)측)을 향함에 따라 직경이 커지도록 확경부(28)의 벽부로서의 경사 벽부(34)로 구성되어 있다. 이 경사 벽부(34) 나아가서는 확경부(28)와 지주 중간부(26)의 경계부, 바꿔 말하면 지주 중간부(26)의 축방향의 양 단부를, 변형 기점부(36)라고 칭한다.
플랜지부(30)는, 확경부(28)의 축방향의 단부로부터 대략 수평 방향을 따라 직경 방향 외측으로 연장 설치되어 있으며(도 3도 참조), 플랜지부(30)의 축방향 외방측의 외측면(38)은, 후술하는 돌출부(32)에 용착되어 있다.
연료 탱크 본체(12)의 대향하는 1세트의 벽부인 상벽(18) 및 저벽(14)에는, 연료 탱크 본체(12)의 내부측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부(32)가 설치되어 있다. 이 돌출부(32)는, 대략 축방향을 따라 연료 탱크(10)의 내부측으로 돌출된 측벽부(40)와, 측벽부(40)에 있어서의 연료 탱크 본체(12)의 내부측의 단부에 설치되고 또한 수평 방향으로 연장 설치된 저벽부(42)로 바닥이 있는 원통 형상으로 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 서술한 바와 같이, 저벽부(42)의 축방향 내방측의 내측면(44)에는, 제 1 지주 부재(22)의 플랜지부(30)가 용착되어 있다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 확경부(28)에 있어서의 경사 벽부(34)의 축방향에 대한 경사 각도(θA)는, 돌출부(32)에 있어서의 측벽부(40)와 저벽부(42)의 사이의 각도(θB)보다 작게 설정되어 있다. 이 경사 각도(θA)는, 30° 이상 80° 이하의 범위 내로 설정되어 있음과 함께, 각도(θB)는, 90° 이상 135° 이하로 설정되어 있다. 이상의 구성에 의해, 제 1 지주 부재(22) 나아가서는 지주 부재(20)에 있어서의 변형 기점부(36)는, 지주 부재의 길이 방향(축방향) 중앙보다 한 쌍의 돌출부(32)측에 각각 설치되어 있다. 또한, 이 변형 기점부(36)는, 미리 설정된 설정값 이상의 응력이 가해지면, 파단하는 구성으로 되어 있다.
(제 1 실시 형태의 작용·효과)
이어서, 본 실시 형태의 작용 및 효과를 설명한다.
본 실시 형태에서는, 도 2 및 도 4의 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 연료 탱크 본체(12)에 있어서의 대향하는 상벽(18) 및 저벽(14)에는, 연료 탱크 본체(12)의 내부측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부(32)가 각각 형성되어 있다. 또한, 연료 탱크 본체(12) 내에는, 상벽(18)으로부터 저벽(14)으로 연장 설치됨과 함께, 길이 방향의 양 단부의 플랜지부(30)가 돌출부(32)에 각각 용착된 지주 부재(20)가 설치되어 있다. 따라서, 지주 부재(20)에 의해 대향하는 상벽(18) 및 저벽(14)끼리를 연결함으로써, 도 4의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 연료 탱크 본체(12) 내의 증발 연료가 온도에 의해 팽창될 때에 연료 탱크 본체(12)의 벽부가 크게 변형되는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 지주 부재(20)에는, 길이 방향 중앙보다 한 쌍의 돌출부(32)측에 변형 기점부(36)가 각각 설치되어 있다. 즉, 지주 부재(20)에 있어서의 한 쌍의 돌출부(32)의 근방에 변형 기점부(36)가 설치되어 있는 점에서, 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)이 변형되려고 할 때에 응력을 지주 부재(20)와 벽부에 있어서의 돌출부(32)의 결합부보다 변형 기점부(36)로 집중시킬 수 있다. 따라서, 변형 기점부(36)로부터 변형되는 것에 의해 응력을 흡수함으로써, 지주 부재(20)와 돌출부(32)의 결합부 나아가서는 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)에 응력이 집중하여 연료 탱크 본체(12)측에 균열 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 돌출부(32)와 지주 부재(20)의 결합부에 대한 응력의 집중을 억제하면서 변형을 억제할 수 있다.
또한, 연료 탱크 본체(12) 내에는, 한 쌍의 돌출부(32) 및 지주 부재(20)를 1세트로 하여 복수 세트 배치되어 있기 때문에, 지주 부재(20)와 돌출부(32)의 결합부에 응력이 집중하는 것을 억제하면서 연료 탱크 본체(12) 내의 증발 연료의 팽창에 의한 연료 탱크 본체(12) 전체의 변형량을 작게 할 수 있다. 이에 따라, 연료 탱크 본체(12)의 외형을 안정시킬 수 있다.
또한, 지주 부재(20)는, 대략 원통 형상으로 형성되어 있으며, 변형 기점부(36)로부터 플랜지부(30)를 향함에 따라 직경이 커지도록 기울어진 경사 벽부(34)로 구성된 확경부(28)를 가지고 있는 점에서, 연료 탱크 본체(12)의 변형 시에, 다양한 방향을 따른 응력이 작용하는 경우에도 지주 부재(20)의 변형 기점부(36)에 응력을 집중시킬 수 있다. 게다가 또한, 경사 벽부(34)로 구성된 확경부(28)가 설치됨으로써, 보다 확실하게 변형 기점부(36)에 응력을 집중시킬 수 있다.
한편, 돌출부(32)는, 대략 축방향을 따라 돌출된 측벽부(40)와, 측벽부(40)의 선단부에 설치되고 또한 지주 부재(20)의 플랜지부(30)가 용착된 저벽부(42)를 가지고 있다. 그리고, 축방향에 대한 경사 벽부(34)의 경사 각도(θA)는, 30°에서 80°의 범위로 설정되어 있음과 함께, 돌출부(32)의 측벽부(40)와 저벽부(42)의 사이의 각도(θB)는, 90°에서 135°의 범위로 설정되어 있다(도 3 참조). 즉, 축방향에 대한 경사 벽부(34)의 경사 각도(θA)는, 돌출부(32)의 측벽부(40)와 저벽부(42)의 사이의 각도(θB)보다 작게 설정되어 있다. 따라서, 돌출부(32)의 휨 강성은, 경사 벽부(34)로 구성된 확경부(28)보다 높아진다. 이 때문에, 돌출부(32) 자체가 변형되기 어려워지기 때문에, 연료 탱크 본체(12)의 변형 시에 돌출부(32)의 저벽부(42)가 평면 상태 그대로 기우는 점에서, 저벽부(42)에 용착된 지주 부재(20)에 있어서의 확경부(28)의 근방의 변형 기점부(36)에 응력을 보다 집중시킬 수 있다. 이에 따라, 돌출부(32)와 지주 부재(20)의 결합부에 대한 응력의 집중을 보다 구체적으로 억제하면서 변형을 억제할 수 있다.
또한, 도 5의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 일례로서 돌출부(32)의 측벽부(40)와 저벽부(42)의 사이의 각도(θB)가 135° 이상으로 설정되어 있는 경우, 돌출부(32)의 휨강성은 저하되는 점에서, 측벽부(40)도 포함하여 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)이 변형되기 쉬워진다(도면 중 2점 쇄선 참조). 이에 대하여, 도 5의 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 돌출부(32)의 측벽부(40)와 저벽부(42)의 사이의 각도(θB)가 90°에서 135°의 범위로 설정됨으로써, 돌출부(32)의 휨 강성이 향상되는 점에서, 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)은 돌출부(32) 이외의 범위에서 변형이 가능해진다(도면 중 2점 쇄선 참조). 즉, 본 실시 형태에서는, 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)에 있어서의 변형 범위가 좁아지는 점에서, 변형량을 억제할 수 있다.
(제 1 실시 형태의 변형예)
본 실시 형태에서는, 지주 부재(20)는, 차량 전방측에 좌우 한 쌍으로 배치된 제 1 지주 부재(22)와, 차량 후방측에 좌우 한 쌍으로 배치된 제 2 지주 부재(24)를 가지고 있는 구성으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 도 6의 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 좌우 한 쌍의 제 1 지주 부재(22)끼리의 사이 및 좌우 한 쌍의 제 2 지주 부재(24)끼리의 사이(연료 탱크 본체(12)의 탱크 중앙부)에 제 1 지주 부재(22) 또는 제 2 지주 부재(24)와 동일한 직경(D)으로 된 제 3 지주 부재(46)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 제 3 지주 부재(46)는, 도 7의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 축방향에 대한 경사 벽부(34)의 경사 각도(θC)가, 제 1 지주 부재(22), 제 2 지주 부재(24)(도 7의 (a) 참조)에 있어서의 축방향에 대한 경사 각도(θA)보다 작게 설정되어 있다. 즉, 탱크 중앙부에 배치된 제 3 지주 부재(46)에 있어서의 돌출부(32)에 용착되는 플랜지부(48)의 직경(DB)은, 제 1 지주 부재(22), 제 2 지주 부재(24)의 플랜지부(30)의 직경(DA)보다 작아진다. 이에 맞춰, 연료 탱크 본체(12)의 돌출부(32)도 작게 할 수 있는 점에서(도 6의 (a) 참조), 탱크 중앙부에 배치하는 제 3 지주 부재(46)의 배치의 자유도가 향상된다. 이에 따라, 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제 3 지주 부재(46)는, 제 1 지주 부재(22) 및 제 2 지주 부재(24)보다 변형 기점부(36)가 축방향 내방측에 설치되어 있지만, 도 6의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 연료 탱크 본체(12)에 있어서의 상벽(18) 및 저벽(14)의 탱크 중앙부는, 축방향으로 대략 평행하게 연장 설치된 측벽(16)으로부터 떨어져 있기 때문에, 연료 탱크 본체(12) 내의 증발 연료가 팽창하면, 상벽(18) 및 저벽(14)의 탱크 중앙부는, 각각 대략 면직(面直) 방향으로 변형된다. 즉, 탱크 중앙부에 배치된 제 3 지주 부재(46)에는, 축방향을 따른 응력이 입력되기 때문에, 제 3 지주 부재(46) 전체가 인장 변형된다. 따라서, 제 3 지주 부재(46)에서는, 제 1 지주 부재(22) 및 제 2 지주 부재(24)와 비교해 변형 기점부(36)가 돌출부(32)로부터 조금 떨어진 위치에 배치되어 있어도, 응력이 변형 기점부(36)에 집중되기 때문에, 제 3 지주 부재(46)와 돌출부의 결합부 나아가서는 연료 탱크 본체(12)의 상벽(18) 및 저벽(14)에 응력이 집중되는 것을 억제할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
이어서, 도 8을 이용하여, 본 발명의 제 2실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(50)에 대해 설명한다. 또한, 상기 서술한 제 1 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는, 동일 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 8에 나타나 있는 바와 같이, 이 제 2 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(50)는, 기본적인 구성은 제 1 실시 형태와 동일하게 되고, 지주 부재(52)에 형성된 변형 기점부(54)가, 컷아웃(56)에 의해 구성되어 있는 점에 특징이 있다.
즉, 지주 부재(52)는, 차량 상하 방향을 축방향으로 하는 원통 형상으로 형성되어 있으며, 축방향의 양 단부에는, 돌출부(32)(도 2 참조)와 용착되고 또한 지주 부재(52)의 판 두께와 대략 동등한 판 두께가 된 플랜지부(58)가 각각 형성되어 있다.
플랜지부(58)은, 지주 부재(52)의 축방향의 단부로부터 대략 수평 방향을 따라 직경 방향 외측으로 연장 설치되어 있으며, 플랜지부(58)의 축방향 외방측의 외측면(60)은, 돌출부(32)에 용착되어 있다.
지주 부재(52)에 있어서의 차량 상하 방향 단부에 설치된 한 쌍의 플랜지부(58)의 근방에는, 각각 변형 기점부(54)가 설치되어 있다. 이 변형 기점부(54)는, 지주 부재(52)의 직경 방향 내측을 향해 오목 형상이 된 컷아웃(56)으로 구성되어 있다. 이 컷아웃(56)은, 지주 부재(52)의 둘레 방향을 따라 형성되어 있다.
(제 2 실시 형태의 작용·효과)
이어서, 본 실시 형태의 작용 및 효과를 설명한다.
상기 구성에 의해서도, 지주 부재(52)에 형성된 변형 기점부(54)는, 컷아웃(56)에 의해 구성되어 있는 점 이외는 제 1 실시 형태의 차량용 연료 탱크(10)와 동일하게 구성되어 있으므로, 제 1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 변형 기점부(54)는, 컷아웃(56)에 의해 구성되어 있기 때문에, 변형 기점부(54)의 위치를 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 컷아웃(56)의 깊이를 조정함으로써, 변형의 용이성을 조정하는 것이 가능해진다.
(제 3 실시 형태)
이어서, 도 9를 이용하여, 본 발명의 제 3 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(51)에 대해 설명한다. 또한, 상기 서술한 제 1, 2 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는, 동일 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 9에 나타나 있는 바와 같이, 이 제 3 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(51)는, 기본적인 구성은 제 2 실시 형태와 동일하게 되고, 지주 부재(52)에 형성된 변형 기점부(64)가, 관통 구멍(66)에 의해 구성되어 있는 점에 특징이 있다.
즉, 지주 부재(52)의 플랜지부(58)의 근방에는, 각각 변형 기점부(64)가 설치되어 있다. 이 변형 기점부(64)는, 지주 부재(52)의 직경 방향에서 볼 때 둥근 구멍 형상으로 관통된 관통 구멍(66)으로 구성되어 있다. 이 관통 구멍(66)은, 지주 부재(52)의 직경 방향에 간격을 두고 복수 설치되어 있다.
(제 3 실시 형태의 작용·효과)
이어서, 본 실시 형태의 작용 및 효과를 설명한다.
상기 구성에 의해서도, 지주 부재(52)에 형성된 변형 기점부(64)가, 관통 구멍(66)에 의해 구성되어 있는 점 이외는 제 2 실시 형태의 차량용 연료 탱크(50)와 동일하게 구성되어 있으므로, 제 2 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(66)은, 지주 부재(52)의 직경 방향에서 볼 때 둥근 구멍 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 직경 방향에서 볼 때 긴 구멍 형상 등 그 밖의 형상으로 형성되어 있어도 된다.
(제 4 실시 형태)
이어서, 도 10을 이용하여, 본 발명의 제 4 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(53)에 대해 설명한다. 또한, 상기 서술한 제 1, 2 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는, 동일 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 10에 나타나 있는 바와 같이, 이 제 4 실시 형태와 관련된 차량용 연료 탱크(53)는, 기본적인 구성은 제 2 실시 형태와 동일하게 되고, 지주 부재(68)에 설치된 변형 기점부(70)가 지주 부재(68)와 지주 부재(68)에 설치된 플랜지부(72)의 경계부에 설정되어 있는 점에 특징이 있다.
즉, 지주 부재(68)는, 차량 상하 방향을 축방향으로 하는 원통 형상으로 형성되어 있으며, 축방의 양 단부에는, 돌출부(32)와 용착되는 플랜지부(72)가 각각 형성되어 있다. 이 지주 부재(68)의 판 두께보다 플랜지부(72)의 판 두께는 두껍게 설정되어 있으며, 지주 부재(68)의 판 두께와 지주 부재(68)에 설치된 플랜지부(72)의 판 두께에 차이가 부여되어 있다.
지주 부재(68)에 설치된 변형 기점부(70)는, 지주 부재(68)와 플랜지부(72)의 경계부에 설정되어 있다. 즉, 지주 부재(68)는, 판 두께의 점진적 변화부로 되어 있다.
(제 4 실시 형태의 작용·효과)
이어서, 본 실시 형태의 작용 및 효과를 설명한다.
상기 구성에 의해서도, 변형 기점부(70)가 지주 부재(68)와 지주 부재(68)에 설치된 플랜지부(72)의 경계부에 설정되어 있는 점 이외는 제 2 실시 형태의 차량용 연료 탱크(50)와 동일하게 구성되어 있으므로, 제 2 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 상기 서술한 실시 형태에서는, 지주 부재(20, 52, 68)는 원통 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 각통(角筒) 형상이나 그 밖의 형상으로 형성 되어 있어도 된다.
또한, 변형 기점부(36, 54, 64, 70)는, 미리 설정된 설정값 이상의 응력이 가해지면, 파단되는 구성으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 파단되지 않고 신전(伸展)되는 구조로 해도 된다.
또한, 연료 탱크(10, 50, 51, 53)의 상벽(18)으로부터 저벽(14)에 걸쳐 지주 부재(20, 52, 68)가 설치된 구성으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 연료 탱크(10)의 일방의 측벽(16)으로부터 이것과 대향하는 타방의 측벽(16)에 걸쳐 지주 부재(20, 52, 68)를 설치한 구성으로 해도 되고, 상벽(18)으로부터 저벽(14)에 걸쳐서 지주 부재(20, 52, 68)를 설치함과 함께, 일방의 측벽(16)으로부터 이것과 대향하는 타방의 측벽(16)에 걸쳐 지주 부재(20, 52, 68)를 각각 설치한 구성으로 해도 된다.
게다가 또한, 연료 탱크(10, 50, 51, 53)는, 대략 상자형 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 저벽(14)의 차량 폭방향 대략 중앙이 차량 상방측으로 볼록 형상으로 형성된 안장형(鞍型) 형상으로 형성(이른바 안장형 탱크)되어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 연료 탱크 본체(12)는, 상벽(18) 및 저벽(14)이 각각 돌출부(32)를 구비하고, 지주 부재(20)는 상기 지주 부재(20)의 길이 방향의 양측에 변형 기점부(36)를 구비하는 구성이었다. 그러나, 예를 들면 상벽(18)에만 돌출부(32)가 설치되고, 지주 부재(20)는, 상벽(18)측에만 변형 기점부(36)를 구비하는 구성이어도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기에 한정되는 것은 아니고, 그 주지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 상기 이외에도 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능한 것은 물론이다.

Claims (6)

  1. 차량용 연료 탱크(10)에 있어서,
    제 1 벽부(14)와, 상기 제 1 벽부(14)와 대향하는 제 2 벽부(18)를 구비하는 연료 탱크 본체(12) - 상기 제 1 벽부(14)는, 상기 연료 탱크 본체(12)의 내측부로 돌출되는 제 1 돌출부(32)를 가짐 - 와,
    상기 연료 탱크 본체(12) 내에 배치되고, 또한 상기 제 1 벽부(14)로부터, 상기 제 2 벽부(18)로 연장되는 지주 부재(20) - 상기 지주 부재(20)의 길이 방향에 있어서의 제 1 단부는, 상기 제 1 돌출부(32)에 용접되고, 상기 지주 부재(20)의 제 2 단부는, 상기 제 2 벽부(18)에 용착되며, 상기 지주 부재(20)는, 상기 길이 방향에 있어서의 중앙보다 상기 제 1 돌출부(32)에 가까운 위치에 제 1 변형 기점부(36)를 가짐 - 를 구비하는 차량용 연료 탱크(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 벽부(18)는 제 2 돌출부를 구비하고,
    상기 지주 부재(20)의 길이 방향에 있어서의 제 2 단부는, 상기 제 2 돌출부에 용착되며,
    상기 지주 부재(20)는, 상기 지주 부재(20)의 상기 길이 방향에 있어서의 중앙보다 상기 제 2 돌출부에 가까운 위치에 제 2 변형 기점부(36)를 가지는 차량용 연료 탱크(10).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 돌출부(32), 상기 제 2 돌출부 및 상기 지주 부재(20)의 세트는, 상기 연료 탱크 본체(12) 내에 복수 세트 배치되어 있는 차량용 연료 탱크(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지주 부재(20)는, 대략 원통 형상을 가짐과 함께, 상기 제 1 변형 기점부(36)로부터 상기 제 1 단부를 향함에 따라 직경이 커지는 확경부(28)를 가지고 있으며, 상기 제 1 돌출부(32)는, 상기 지주 부재(20)의 축방향에 대략 평행하게 돌출되는 측벽부(40)와, 상기 측벽부(40)의 선단부에 설치되어 상기 제 1 단부가 용착된 저벽부(42)를 가지고 있고, 상기 축방향에 대한 상기 확경부(28)의 벽부의 경사 각도는, 상기 측벽부(40)와 상기 저벽부(42)의 사이의 각도보다 작은 차량용 연료 탱크(10).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 축방향에 대한 상기 확경부(28)의 벽부의 경사 각도는, 30° 이상 80° 이하이며, 상기 측벽부(40)와 상기 저벽부(42)의 사이의 각도는, 90° 이상 135° 이하인 차량용 연료 탱크(10).
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    차량용 연료 탱크는,
    상기 연료 탱크 본체(12) 내에 설치되어, 상기 지주 부재(20)와 동일한 직경을 구비하는 추가의 지주 부재를 더 구비하고,
    상기 연료 탱크 본체(12)는, 상기 지주 부재(20)의 축방향과 대략 평행하게 연장 설치된 제 3 벽부를 구비하며,
    상기 추가의 지주 부재의 축방향은 상기 지주 부재(20)의 축방향과 대략 동일하고,
    상기 추가의 지주 부재는, 상기 지주 부재(20)보다 상기 제 3 벽부로부터 떨어진 위치에 배치되며,
    상기 추가의 지주 부재의 상기 축방향에 대한, 상기 추가의 지주 부재의 확경부의 벽부의 각도가, 상기 지주 부재(20)의 상기 확경부의 벽부의 상기 지주 부재(20)의 축방향에 대한 각도보다 작은 차량용 연료 탱크(10).
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