(57)【要約】【課題】補強装置と燃料タンクとの固定部に比較的大きな負荷を加わることなく燃料タンクの変形を抑制することができる燃料タンクを得ることを目的とする。【解決手段】燃料を収容する燃料タンク本体１２と、燃料タンク本体１２内において対向する上部内壁１６と下部内壁１４との間に設けられ、上部内壁１６に近接する長辺２８から下部内壁１４に近接する長辺２８まで連通した連通孔３８が設けられた補強部材２２と、補強部材２２の連通孔３８に挿通され、燃料タンク本体１２の上部内壁１６と下部内壁１４とに上部固定部３０及び下部固定部３２を介してそれぞれ取り付けられると共に可撓性を有する連結部材２４と、を含んで構成された補強装置２６と、を備えた燃料タンク１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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内において対向する一方の内壁と他方の内壁との間に設けられ、前記一方の内壁に近接する端部から前記他方の内壁に近接する端部まで連通した空間が設けられた補強部材と、前記補強部材の前記空間内に挿通され、前記燃料タンク本体の前記一方の内壁と前記他方の内壁とに固定部を介してそれぞれ取り付けられると共に可撓性を有する連結部材と、を含んで構成された補強装置と、
を備えた燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される燃料タンクでは、たとえば特許文献１に記載されているように、燃料タンク内部の上部と下部との間に補強装置を設け、燃料タンクの膨張や収縮を抑制する構造がある。具体的には、燃料タンク内部の上部と下部との間に支柱を設け、この支柱の一方の先端を燃料タンクの上部の内壁に固定すると共に、支柱の他方の先端を燃料タンクの下部の内壁に固定することで、両方の壁を連結しかつ保持して変形を抑制する。これにより、燃料タンクの膨張や収縮を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された構成によると、燃料タンクの内壁に固定される支柱は、燃料タンクの変形を抑制するために強固な構成とされている。このため、燃料タンクが膨張や収縮により変形する場合、支柱は変形に対し追従しにくいため、支柱と内壁とを固定する固定部には比較的大きな負荷が加わる可能性があり、この点において改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記問題を考慮し、補強装置と燃料タンクとの固定部に比較的大きな負荷を加えることなく燃料タンクの変形を抑制することができる燃料タンクを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る燃料タンクは、燃料を収容する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体内において対向する一方の内壁と他方の内壁との間に設けられ、前記一方の内壁に近接する端部から前記他方の内壁に近接する端部まで連通した空間が設けられた補強部材と、前記補強部材の前記空間内に挿通され、前記燃料タンク本体の前記一方の内壁と前記他方の内壁とに固定部を介してそれぞれ取り付けられると共に可撓性を有する連結部材と、を含んで構成された補強装置と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の本発明によれば、燃料タンク内で発生する負圧に起因して燃料タンクが変形（以下、負圧変形と称する）する場合は、燃料タンクの対向する一方の内壁と他方の内壁とが近づく方向に変形する。この際に、一方の内壁と他方の内壁とに取り付けられた可撓性を有する連結部材は撓むと共に、それぞれの内壁は補強部材と当接する。すなわち、連結部材は撓んで変形に追従することから、連結部材とそれぞれの内壁との固定部に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。また、燃料タンクの内壁に加わる負圧変形荷重を補強部材が受けることで、燃料タンクの変形を抑制することができる。
【０００８】
また、燃料タンク内で発生する正圧に起因して燃料タンクが変形（以下、正圧変形と称する）する場合は、燃料タンクの一方の内壁と他方の内壁とが離れる方向に変形する。この際に、それぞれの内壁は補強部材から離れると共に、一方の内壁と他方の内壁とに取り付けられる連結部材にテンションが加わる。同時に、可撓性を有する連結部材は変形に追従することから、前述の負圧変形の場合と同様、連結部材とそれぞれの内壁との固定部に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。また、燃料タンクの内壁に加わる正圧変形荷重を連結部材が受けることで、燃料タンクの変形を抑制することができる。
【０００９】
さらに、燃料タンク自体が熱収縮及び燃料膨潤（ガソリン膨潤）により変形する場合は、燃料タンクのそれぞれの内壁は壁面に沿って収縮変形及び膨張変形する。この際に、一方の内壁と他方の内壁とに固定される連結部材は可撓性を有していることから、連結部材は内壁の収縮変形及び膨張変形に追従しながら変形荷重を受けることができる。したがって、この場合においても連結部材とそれぞれの内壁との固定部に比較的大きな負荷が加わるのを抑制すると共に、燃料タンクの変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の本発明に係る燃料タンクは、補強装置と燃料タンクとの固定部に比較的大きな負荷を加えることなく燃料タンクの変形を抑制することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）は第１実施例に係る燃料タンクの補強装置を示す平面図であり、（Ｂ）は第１実施例に係る燃料タンクを示す拡大断面図である。
【図２】（Ａ）は第１実施例に係る燃料タンクの上部固定部又は下部固定部を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対する変形例を示す拡大断面図である。
【図３】第１実施例に係る燃料タンクの負圧変形時の状態を示す拡大断面図である。
【図４】第１実施例に係る燃料タンクの正圧変形時の状態を示す拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は第１実施例に係る燃料タンクが熱収縮した際の上部固定部又は下部固定部を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し燃料タンクが燃料膨潤した際の上部固定部又は下部固定部を示す拡大断面図である。
【図６】（Ａ）は第２実施例に係る燃料タンクの補強装置を示す平面図であり、（Ｂ）は第２実施例に係る燃料タンクを示す拡大断面図である。
【図７】（Ａ）は第３実施例に係る燃料タンクを示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し燃料タンクの正圧変形時の状態を示す拡大断面図である。
【図８】（Ａ）は対比例に係る燃料タンクが負圧変形時の状態を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し正圧変形時の状態を示す拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）に対し熱収縮及び燃料膨潤した際の状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、図１〜５を用いて、本発明に係る燃料タンクについて説明する。
【００１３】
図１（Ｂ）に示されるように、燃料タンク１０は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク本体１２を有している。燃料タンク本体１２は、本実施形態では樹脂製とされている。燃料タンク本体１２は、全体として、内部に燃料を収容可能な形状（たとえば図示の例では略直方体の箱状）に形成されている。特に本実施形態では、燃料タンク本体１２は、内壁としての下部内壁１４と上部内壁１６、及び前部内壁１８と後部内壁２０を有する長方形状である。下部内壁１４及び上部内壁１６は対向した位置にあり、同様に対向している前部内壁１８及び後部内壁２０に比べて長く設定されている。
【００１４】
燃料タンク本体１２内には、補強部材２２及び連結部材２４により構成された補強装置２６が設けられている（図１（Ａ）参照）。補強部材２２は、略長方形状の板状に形成されると共に下部内壁１４と上部内壁１６との間に設けられている。具体的には、端部としての一方の長辺２８が下部内壁１４に近接するように設けられ、また、端部としての他方の長辺２９が上部内壁１６に近接するように設けられている。さらに、長辺２８、２９には、後述する上部固定部３０及び下部固定部３２に対してクリアランスを確保するための逃げ部３４が設けられていると共に、補強部材２２の板厚方向に沿って補強部材２２の表面から延出するフランジ３６が設けられている。
【００１５】
補強部材２２の板厚方向内部には、一方の長辺２８の逃げ部３４から他方の長辺２９の逃げ部３４へと連通された空間としての連通孔３８が設けられている。この連通孔３８は複数設けられており、それぞれの連通孔３８は、補強部材２２の平面視でトラス状に配置されている。
【００１６】
連結部材２４は、ワイヤー状（ひも状）に形成されていると共に、可撓性を有する炭素繊維で構成されている。この連結部材２４は、補強部材２２の連通孔３８に挿通されると共に、一方の連結材端部４０が上部固定部３０を介して上部内壁１６に取り付けられ、かつ、他方の連結材端部４０が下部固定部３２を介して下部内壁１４に取り付けられている。なお、本実施形態では、連結部材２４は炭素繊維で構成されているが、これに限らず、可撓性と引張強度を有している材質であれば有機物質、無機物質、金属等で構成されていてもよい。
【００１７】
図２（Ａ）に示されるように、上部固定部３０は、略矩形状に形成されたアンカー４２が上部内壁１６に溶着等により固定されている。アンカー４２には、略中央部に係止孔４４が設けられており、連結部材２４の連結材端部４０は係止孔４４内へ挿通されてアンカー４２に係止される。また、下部固定部３２も上部固定部３０と同様の構成とされている。
【００１８】
補強部材２２の逃げ部３４における連結部材２４には、円盤状に形成されたリングプレート４６がかしめて取り付けられている。リングプレート４６は、補強部材２２の外側かつ補強部材２２のフランジ３６と接する位置で連結部材２４に取り付けられている。また、リングプレート４６の外形は補強部材２２の連通孔３８の径よりも大きいサイズとされている。したがって、補強部材２２は、連結部材２４に沿った移動が抑制されるため、補強部材２２は連結部材２４に対し一定の位置に保持される。
【００１９】
（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００２０】
ここで、図８に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００２１】
図８（Ａ）に示されるように、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４との間には、支柱１００が２個設けられており、支柱１００の一方の支柱端部１０２は固定部１０４を介して上部内壁１６に固定され、他方の支柱端部１０２は固定部１０６を介して下部内壁１４に固定されている。この支柱１００の一方の支柱端部１０２と燃料タンク１０の上部内壁１６とは、燃料タンク１０の変形を抑制するために固定部１０４で溶着等により強固に固定されている。同様に、支柱１００の他方の支柱端部１０２と下部内壁１４とは、固定部１０６で強固に固定されている。また、支柱１００同士は、長方形状の板材で構成された補強部材１０８により結合されている。
【００２２】
図８（Ａ）に示されるように、燃料タンク１０内に負圧が発生することで燃料タンク１０が負圧変形する場合は、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４とが近づく方向に変形する（図中鎖線形状参照）。このとき、上部内壁１６及び下部内壁１４の略中央部の変位量が最も大きくなるように変形して上部内壁１６及び下部内壁１４が補強部材１０８と当接するが、支柱１００は変形に対し追従しにくく、さらに支柱１００同士は補強部材１０８により結合されておりかつ支柱１００は固定部１０４、１０６で溶着等により固定されていることから、固定部１０４、１０６には比較的大きな負荷が加わる可能性がある。
【００２３】
また、図８（Ｂ）に示されるように、燃料タンク１０内に正圧が発生することで燃料タンク１０が正圧変形する場合は、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４とが離れる方向に変形する（図中鎖線形状参照）。この際に、上部内壁１６及び下部内壁１４の略中央部の変位量が最も大きくなるように変形するが、前述の負圧変形時と同様に、支柱１００は変形に対し追従しにくく、さらに支柱１００同士は補強部材１０８により結合されておりかつ支柱１００は固定部１０４、１０６で溶着等により固定されていることから、固定部１０４、１０６には比較的大きな負荷が加わる可能性がある。
【００２４】
さらに、図８（Ｃ）に示されるように、燃料タンク１０が熱収縮及び燃料膨潤により変形する場合は、燃料タンク１０の上部内壁１６及び下部内壁１４は各壁面に沿って収縮変形及び膨張変形する。この場合は、支柱１００も上部内壁１６及び下部内壁１４の壁面に沿って移動するが、支柱１００同士は補強部材１０８により結合されておりかつ支柱１００は固定部１０４、１０６で溶着等により固定されていることから、固定部１０４、１０６には比較的大きな負荷が加わる可能性がある。
【００２５】
これに対し、本実施形態では、図３に示されるように、燃料タンク１０が負圧変形する場合は、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４とが近づく方向に変形する。この際に、上部内壁１６と下部内壁１４とに取り付けられた可撓性を有する連結部材２４は撓むと共に、上部内壁１６及び下部内壁１４は補強部材２２と当接する。すなわち、連結部材２４は撓んで変形に追従することから、上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。また、燃料タンク１０の上部内壁１６及び下部内壁１４に加わる負圧変形荷重を補強部材２２が受けることで、燃料タンク１０の変形を抑制することができる。
【００２６】
また、図４に示されるように、燃料タンク１０が正圧変形する場合は、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４とが離れる方向に変形する。この際に、上部内壁１６及び下部内壁１４は補強部材２２から離れると共に、上部内壁１６と下部内壁１４とに取り付けられる可撓性を有する連結部材２４にテンションが加わる。同時に、可撓性を有する連結部材２４は変形に追従することから、前述の負圧変形の場合と同様、上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。また、燃料タンク１０の上部内壁１６及び下部内壁１４に加わる正圧変形荷重を連結部材２４が受けることで、燃料タンク１０の変形を抑制することができる。
【００２７】
さらに、図５（Ａ）に示されるように、燃料タンク１０自体が熱収縮により変形する場合では、燃料タンク１０の上部内壁１６及び下部内壁１４は、各壁面に沿って上部内壁１６及び下部内壁１４の中央側へ収縮変形する。また、図５（Ｂ）に示されるように、燃料タンク１０自体が燃料膨潤により変形する場合では、燃料タンク１０の上部内壁１６及び下部内壁１４は、各壁面に沿って上部内壁１６及び下部内壁１４の外周側へ膨張変形する。この際に、上部内壁１６と下部内壁１４とに固定される連結部材２４は可撓性を有していることから、連結部材２４は上部内壁１６と下部内壁１４の収縮変形及び膨張変形に追従しながら変形荷重を受けることができる。したがって、この場合においても上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制すると共に、燃料タンク１０の変形を抑制することができる。これらのことから、上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷を加えることなく燃料タンク１０の変形を抑制することができる
【００２８】
（第２実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る燃料タンクについて説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、この第２実施形態に係る燃料タンクは、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、補強装置４７の連結部材４８が上部内壁１６及び下部内壁１４に対し略垂直に取付けられている点に特徴がある。
【００３０】
補強部材５０の板厚方向内部に複数設けられている連通孔５２は、補強部材５０の平面視で長辺２８、２９に対し略垂直方向に設けられると共に、それぞれの連通孔５２は所定の間隔で配置されている。
【００３１】
連結部材４８は、ワイヤー状（ひも状）に形成されていると共に、可撓性を有する炭素繊維で構成されている。この連結部材４８は、補強部材５０の連通孔５２に挿通されると共に、一方の連結材端部５４が上部固定部３０を介して上部内壁１６に取り付けられ、かつ、他方の連結材端部５４が下部固定部３２を介して下部内壁１４に取り付けられている。したがって、連結部材４８は上部内壁１６及び下部内壁１４に対し略垂直方向に沿って取付けられていると共に、上部固定部３０と下部固定部３２とは対向する位置に設けられている。
【００３２】
（第２実施形態の作用・効果）
次に、第２実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００３３】
本実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に、上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。すなわち、燃料タンク１０が負圧変形する場合は、補強部材５０が変形荷重を受けることで燃料タンク１０の変形を抑制する共に、連結部材４８は撓むことから上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。また、燃料タンク１０が正圧変形する場合は、連結部材４８が変形に追従しながら変形荷重を受けることで、燃料タンク１０の変形を抑制する共に上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。さらに、燃料タンク１０が熱収縮及び燃料膨潤により変形する場合は、連結部材４８は可撓性を有していることから、連結部材４８が燃料タンク１０の収縮変形及び膨張変形に追従しながら変形荷重を受けることで、燃料タンク１０の変形を抑制すると共に上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷が加わるのを抑制することができる。これらのことから、上部固定部３０及び下部固定部３２に比較的大きな負荷を加えることなく燃料タンク１０の変形を抑制することができる
【００３４】
（第３実施形態）
次に、図７を用いて、本発明の第３実施形態に係る燃料タンクについて説明する。なお、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図７（Ａ）に示されるように、この第３実施形態に係る燃料タンクは、基本的な構成は第２実施形態と同様とされ、連結部材５６に屈曲部５８が設けられている点に特徴がある。
【００３６】
すなわち、補強部材５０の板厚方向内部に複数設けられている連通孔５２は、補強部材５０の平面視で長辺２８、２９に対し略垂直方向に設けられると共に、それぞれの連通孔５２は所定の間隔で配置されている。
【００３７】
連結部材５６は、ワイヤー状（ひも状）に形成されている。この連結部材５６は、補強部材５０の連通孔５２に挿通されると共に、一方の連結材端部６４が上部固定部３０を介して上部内壁１６に取り付けられ、かつ、他方の連結材端部６４が下部固定部３２を介して下部内壁１４に取り付けられている。したがって、連結部材５６は上部内壁１６及び下部内壁１４に対し略垂直方向に沿って取付けられていると共に、上部固定部３０と下部固定部３２とは対向する位置に設けられている。
【００３８】
連結部材５６の連結材端部６４近傍は、それぞれ略直線状に形成されている。これに対し、略中央部には、連結材端部６４近傍に対し曲げられた屈曲部５８が形成されている。具体的には、屈曲部５８は連通孔５２内で補強部材５０の長辺２８、２９の方向に沿って凸となるように曲げられて形成されている。
【００３９】
（第３実施形態の作用・効果）
次に、第３実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００４０】
本実施形態では、燃料タンク１０が通常状態の場合は、図７（Ａ）に示されるように、連結部材５６の略中央部に屈曲部５８が形成されているが、図７（Ｂ）に示されるように、燃料タンク１０が正圧変形する場合は、上部内壁１６と下部内壁１４とに固定されている連結部材５６にテンションが加わる。そして、連結部材５６の屈曲部５８にテンションが加わると屈曲部５８は引き伸ばされるため、連結部材５６の長手方向の長さが伸長される。このため、燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４とは、連結部材５６の長手方向の長さが伸長された分変位する。その後、伸長したことで略直線状になった連結部材５６が変形荷重を受けることによって、上部内壁１６及び下部内壁１４のそれ以上の変位が抑制される。つまり、燃料タンク１０の内部容量を拡大するように可変させることができる。これにより、燃料タンク１０内に発生する正圧を緩和させることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態では、連結部材５６に屈曲部５８が形成されている構成とされているが、これに限らず、連結部材５６に弛みを持たせた構成としてもよい。
【００４２】
また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、何れも、図２（Ａ）に示されるように上部固定部３０及び下部固定部３２は略矩形状に形成されたアンカー４２が上部内壁１６及び下部内壁１４に溶着等により固定されている構成とされているが、これに限らず、図２（Ｂ）に示されるように、アンカー６０を上部内壁１６及び下部内壁１４から燃料タンク１０内部へ突出した突出部６２を介して嵌合させる構成としてもよい。
【００４３】
さらに、上記の第１実施形態から第３実施形態は、何れも、本発明に係る補強装置２６が燃料タンク１０の上部内壁１６と下部内壁１４との間に設けられた構成とされているが、これに限らず、燃料タンク１０の前部内壁１８と後部内壁２０との間に設けられた構成としてもよい。
【００４４】
さらにまた、連結部材２４、４８、５６が挿通される連通孔３８、５２は、補強部材２２、５０の板厚方向内部に設けられた構成とされているが、これに限らず、補強部材２２、５０に溝を形成して溝内に連結部材２４、４８、５６を配設し、溝の開口側に連結部材離脱防止用蓋材を設けた構成としてもよい。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１０   燃料タンク
１２   燃料タンク本体
１４   下部内壁（内壁）
１６   上部内壁（内壁）
２２   補強部材
２４   連結部材
２６   補強装置
２８   長辺（端部）
２９   長辺（端部）
３０   上部固定部（固定部）
３２   下部固定部（固定部）
３８   連通孔（空間）
４８   連結部材
５０   補強部材
５２   連通孔（空間）
５６   連結部材
【図５】
2015128962.tif 000003
【図８】
2015128962.tif 000004
【図１】
2015128962.tif 000005
【図２】
2015128962.tif 000006
【図３】
2015128962.tif 000007
【図４】
2015128962.tif 000008
【図６】
2015128962.tif 000009
【図７】
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