(57)【要約】【課題】長手方向に移動して他部材と接触したときのフランジへの発生応力を緩和でき、且つ生産性が高い燃料タンクを得る。【解決手段】燃料タンク１２は、外殻部材１４、１６で構成される。外殻部材１４、１６には、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが設けられ、この溶接用フランジにより、外殻部材は１本の溶接ライン（シームライン）１８にそって溶接されるため生産性が高い。溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの外周面１２Ｓから測った延出角θは９０度とされており、燃料タンク１２の車両前方側への移動時にはタンクストッパー２０と面接触する。このため、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆに作用する応力が緩和される。【選択図】図３
2009051460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ加工で形成され１本の溶接ラインで互いに溶接されて燃料タンクの外観形状をなす２枚の外殻部材と、
前記外殻部材のそれぞれを部分的に面接触させることで前記溶接ラインを構成し、外殻部材どうしを溶接するための溶接用フランジと、
を有し、
前記溶接用フランジが、前記外観形状の長手方向に対し外側に延出されていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
前記溶接用フランジが、前記外観形状の長手方向と平行な外面から測った延出角が略９０度となるように延出されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３】
前記外殻部材に、車体から突出された突出部材を収容する収容凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンク。
【請求項４】
前記収容凹部が、前記車体側部材に対し外観形状の長手方向で前記突出部材と対向するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク。
【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】
自動車等の車両に搭載される燃料タンクとして、特許文献１には、曲げ加工されたアッパーパネル及びロアーパネルを用い、ロアーパネルに形成されたフランジによってロアーパネルをアッパーパネルに溶接することで構成された車両のフューエルタンクが示されている。この構造では、曲げ加工で形成された２枚のパネルでフューエルタンクを構成できるので部品点数が少なくて済み、しかも溶接ライン（シームライン）も１本となるので、生産性が高い。
【０００３】
ところで、特許文献１の構成では、溶接用のフランジがフューエルタンクの長手方向に沿って延出されている。したがって、フューエルタンクが長手方向に移動してフランジの先端が他の部材に接触したときに、フランジの先端が他の部材に垂直に当たるので、フランジに過大な応力が作用する。
【特許文献１】特開昭５９−１１１７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、長手方向に移動して他部材と接触したときのフランジへの発生応力を緩和でき、且つ生産性が高い燃料タンクを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、曲げ加工で形成され１本の溶接ラインで互いに溶接されて燃料タンクの外観形状をなす２枚の外殻部材と、前記外殻部材のそれぞれを部分的に面接触させることで前記溶接ラインを構成し、外殻部材どうしを溶接するための溶接用フランジと、を有し、前記溶接用フランジが、前記外観形状の長手方向に対し外側に延出されていることを特徴とする。
【０００６】
この燃料タンクでは、２枚の外殻部材を、それぞれの溶接用フランジで溶接することで燃料タンクの外観形状が構成される。外殻部材はいずれも曲げ加工で形成されており、互いを溶接するための溶接ラインも１本なので、たとえば、外殻部材に曲げ加工以外の加工（絞り加工など）が必要なものや、溶接ラインが複数必要な構成と比較して、生産性が高い。
【０００７】
また、溶接用フランジは、外観形状の長手方向に対し外側に延出されている。したがって、燃料タンクが車体に対し長手方向に移動し溶接用フランジが他の部材と接触するとき、他の部材に対し斜めに接触するか、もしくは溶接用フランジの側面が面接触する。このため、溶接用のフランジが長手方向に沿って延出された構成と比較して、溶接用フランジに作用する応力が緩和される。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記溶接用フランジが、前記外観形状の長手方向と平行な外面から測った延出角が略９０度となるように延出されていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明において、溶接用フランジの延出角は特に制限されないが、請求項２に記載のように略９０度とすると、溶接用フランジは燃料タンクの外面に対して直角に立ち上がることになるので、燃料タンクが移動したときに他の部材と面接触させることが可能になる。また、外殻部材の一方は、溶接用フランジとなる部分を特に曲げることなく略平面状（延出角が９０度の場合は平面状）となるので、さらに生産性を向上させることも可能となる。
【００１０】
なお、上記において「略９０度」とは、９０度を中心として、実質的に溶接用フランジが筒状部材の外面にから直角に立ち上がっているとみなせる範囲を含み、具体的には、８０度から１００度程度であればよい。このような延出角の範囲であれば、外殻部材の周縁は生産性を向上させることが可能な程度の平面性を有しているとみなせる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記外殻部材に、車体から突出された突出部材を収容する収容凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
したがって、車体の突出部材を収容凹部に収容することで、燃料タンクの容量を大きく確保しつつ、突出部材を回避して燃料タンクを配置することが可能になる。
【００１３】
また、収容凹部を形成した部位では、実質的に外殻部材が燃料タンクの内側に膨出していることになるので、この膨出部分によって内部の燃料の流動に抵抗を作用させ、流動音を抑制可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記収容凹部が、前記車体側部材に対し外観形状の長手方向で前記突出部材と対向するように形成されていることを特徴とする。
【００１５】
したがって、燃料タンクが長手方向に移動したとき、収容凹部を突出部材に接触させることも可能となる。このため、燃料タンクの長手方向への移動を制限するための部材（いわゆるタンクストッパー）を不要にできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記構成としたので、長手方向に移動して他部材と接触したときのフランジへの発生応力を緩和でき、且つ生産性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には、本発明の第一実施形態の燃料タンク１２の概略形状が示されている。この燃料タンク１２は、図示しない車両に搭載されて、この車両で使用される燃料が収容される。以下、図面において、車両前方を矢印ＦＲ、車幅方向を矢印Ｗ、上方を矢印ＵＰでそれぞれ示す。燃料タンク１２は、車両への搭載状態で、その外観形状の長手方向が車両の前後方向と一致している。以下、単に「長手方向」、「幅方向」というときは、燃料タンク１２の長手方向、幅方向を言うものとする。
【００１８】
燃料タンク１２は、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属を素材とする２枚の外殻部材１４、１６を有している。これらの外殻部材１４、１６はいずれも、金属板を曲げ加工することで成形されている。
【００１９】
図２にも示すように、上側の外殻部材１４は、長手方向に沿って見たときに逆Ｕ字状の断面を有する形状とされている。これに対し、下側の外殻部材１６は、幅方向に沿って見たときに扁平なＵ字状の断面を有する形状とされている。そして、外殻部材１４と外殻部材１６とを、これらの周縁部分が線状に接触するように組付けて接合（溶接）することで、閉曲面形状の外観形状を有する燃料タンク１２が構成される。図面では、燃料タンク１２の長手方向に沿った中心線を軸線Ｊ１として示している。したがって、燃料タンク１２の外周面１２Ｓは、軸線Ｊ１と平行になっている。
【００２０】
外殻部材１４の周縁部分には、外殻部材１４を構成する金属板を直角に折り曲げて、溶接用フランジ１４Ｆが形成されている。この溶接用フランジ１４Ｆは、外殻部材１４の外縁部分を全周にわたって取り囲むように形成されている。そして、外殻部材１４、１６の接合状態では、溶接用フランジ１４Ｆが、外殻部材１６の外縁部分近傍に面接触する。このように、溶接用フランジ１４Ｆと面接触する部分が、外殻部材１６の溶接用フランジ１６Ｆを構成している。換言すれば、外殻部材１４、１６は、１本の溶接ライン（シームライン）１８にそって溶接されることで、全体として閉曲面形状を有する燃料タンク１２が構成されていることになる。
【００２１】
図３（Ａ）及び（Ｂ）には、燃料タンク１２の軸方向の端部の近傍が、軸線Ｊ１を通る平面で燃料タンク１２を破断した断面図として示されている。この図３に詳細に示すように、燃料タンク１２の外周面１２Ｓから測った溶接用フランジ１４Ｆの角度を延出角θと定義すると、この延出角θが９０度とされている。
【００２２】
なお、燃料タンク１２には、たとえば燃料を外部に供給するための各種の配管（図示省略）や、燃料を燃料タンク１２内に給油するためのインレットロア等の部品が取り付けられる。さらに、燃料タンク１２内には、燃料の不用意な流動を防止するためのセパレータが設けられることもある。
【００２３】
さらに図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図示しない車体には、燃料タンク１２の長手方向前方側において溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆと対向するように、タンクストッパー２０が配置されている。軸方向に所定値以上の加速度が作用して燃料タンク１２が軸方向に移動すると、タンクストッパー２０に当たってその移動が止められるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態の燃料タンク１２の作用を説明する。
【００２５】
本実施形態の燃料タンク１２では、曲げ加工により成形された２枚の外殻部材１４、１６のみによって燃料タンク１２の外観形状を構成できるので、曲げ加工以外の加工（絞り加工など）が必要な構成や、他の部材が必要な構成と比較して、生産性が向上される。しかも、外殻部材１４、１６は、１本の溶接ライン１８（溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆ）のみによって接合（溶接）できるので、シームラインが複数必要な構成と比較して、より生産性が向上される。
【００２６】
さらに、本実施形態の燃料タンク１２では、外殻部材１４、１６の形状を変更するだけで、燃料タンク１２の全体的形状も容易に変更でき、形状の自由度が向上している。加えて、外殻部材１４、１６に複雑な加工を施す必要もなく、形状の精度としても高いものが要求されないので、材料歩留まりも向上する。特に、外殻部材１４、１６に絞り加工を施したり、外殻部材の一方を他方に圧入したりする必要がないので、外殻部材１４、１６の形状や表面性状を安定的に維持できる。
【００２７】
なお、燃料タンク１２の内部には、たとえばポンプやフィルタ等の各種部材が配設される。図２から分かるように、本実施形態では、外殻部材１４、１６は溶接前には互いに大きく開口しているため、上記の各種部材を接合前の外殻部材１４、１６の所定位置に配置した後に外殻部材１４、１６を接合することで、これら部材を内部に配設する作業を容易に行うことが可能になる。
【００２８】
この燃料タンク１２が搭載された車両に所定値以上の加速度が作用した場合には、燃料タンク１２が車体に対し車両前方側へと移動し、タンクストッパー２０に接触することがある。ここで、本実施形態の燃料タンク１２では、図３に示すように、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの延出角θが９０度とされており、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆは燃料タンク１２の外周面１２Ｓから直角に延出されている。このため、図３（Ｂ）から分かるように、燃料タンク１２の車両前方側への移動時に、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆとタンクストッパー２０とが面接触する（いわゆる「面当たり」をする）。このため、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが燃料タンク１２の外周面１２Ｓに沿って、すなわち燃料タンク１２の長手方向に沿って車両前方側へと延出された構成と比較して、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆに作用する応力が緩和される。
【００２９】
ここで、図４には比較例として、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが長手方向に沿って延出された燃料タンク５２が示されている。比較例の燃料タンク５２が長手方向に移動した場合には、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが長手方向に延出されているため、タンクストッパー２０に当たったときの溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの変形状態（いわゆる「変形モード」）が安定しないことがある。本実施形態では、上記したように、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが面当たりするので、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆに発生する応力を緩和することができる。
【００３０】
また、本実施形態の燃料タンク１２の構造では、図３から分かるように、燃料タンク１２の下面の車両前方側の部分（図３に二点瀬線で囲んだ領域ＦＥ）に、外殻部材１４、１６を溶接する部位が存在していない。この領域ＦＥでは、車両走行中の路面との干渉が想定されるが、領域ＦＥで外殻部材１４、１６等を溶接した構成と比較して、溶接部位が存在していないため強度を維持できる。
【００３１】
加えて、本実施形態の燃料タンク１２では、領域ＦＥでは、外殻部材１６が局所的に湾曲されており、アールが付与されている。したがって、図３に一点鎖線１６Ｃで示すように、この領域ＦＥにアールが付与されていない（あるいは、アールの曲率半径が極めて小さい）構成と比較して、燃料が長手方向の中央部分へと集まりやすくなる。たとえば、燃料が少量になった場合等でも、燃料が燃料タンク１２の長手方向中央に集まるので、燃料を有効に利用でき、燃料切れを抑制可能となる。なお、このように燃料切れを抑制するためには、たとえば、燃料タンク１２の底面を、長手方向の中央が両端と比較して相対的に下方に位置しているように湾曲あるいは屈曲させた構成としてもよい。
【００３２】
図５には、本発明の第二実施形態の燃料タンク３２が示されている。第二実施形態の燃料タンク３２では２枚の外殻部材３４、３６で外観形状が構成されている点は第一実施形態の燃料タンク１２と同様であるが、図６にも詳細に示すように、上側の外殻部材３４が、幅方向に沿ってみたとき扁平な逆Ｕ字状とされ、下側の外殻部材３６が、長手方向に沿ってみたときＵ字状とされている。そして、これら２枚の外殻部材３４、３６にそれぞれ設けられた溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆによって１本の溶接ライン３８が構成されている。
【００３３】
また、第二実施形態では、燃料タンク３２が搭載される車両として、燃料タンク３２の上方に、車幅方向に延在する１又は複数本（本実施形態では２本）のクロスメンバ４０を有するものを前提としている。このため、外殻部材３４には、これらクロスメンバ４０に沿って金属板を湾曲させることで、クロスメンバ４０を収容可能な収容凹部３２Ｂが構成されている。特に、長手方向では、クロスメンバ４０と収容凹部３２Ｂの間に所定の隙間Ｓが構成されているが、燃料タンク３２が車体に対し車両前後方向に移動するとこの隙間が解消されて収容凹部３２Ｂがクロスメンバ４０に接触し、燃料タンク３２の移動が止められる。なお、収容凹部３２Ｂを構成したことで、燃料タンク３２内には、上面に幅方向に延在する突壁３２Ｗが形成されていることになる。
【００３４】
ここで、第二実施形態では、収容凹部３２Ｂにおける溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆの延出方向が、燃料タンク３２の長手方向に対し直角に延出されている。すなわち、収容凹部３２Ｂ（特に溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆ）は、クロスメンバ４０に対し、燃料タンク３２の長手方向で対向している。したがって、燃料タンク３２が車両前後方向に移動したとき、収容凹部３２Ｂ、特に収容凹部３２Ｂにおける溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆがクロスメンバ４０に面接触する。
【００３５】
このような構成とされた第二実施形態の燃料タンク３２においても、第一実施形態の燃料タンク１２と同様に、曲げ加工により成形された２枚の外殻部材３４、３６のみによって燃料タンク１２の外観形状を構成でき、しかも、外殻部材１４、１６は、１本の溶接ライン１８のみによって接合（溶接）できるので、生産性が向上される。さらに、燃料タンク３２においても、外殻部材３４、３６の形状を変更するだけで、燃料タンク１２の全体的形状も容易に変更でき、形状の自由度が向上している。外殻部材３４、３６の材料歩留まりも向上し、外殻部材３４、３６の形状や表面性状を安定的に維持できる。加えて、燃料タンク３２内の各種部材を内部に配設する作業を容易に行うことも可能になる。
【００３６】
また、第二実施形態では、実質的に、クロスメンバ４０を収容凹部３２Ｂに収容しているので、燃料タンク３２の容量を大きく確保しつつ、クロスメンバ４０を回避して燃料タンク３２を車体に配置し搭載できる。
【００３７】
第二実施形態の燃料タンク３２が車体に対し車両前方側へと移動すると、収容凹部３２Ｂがクロスメンバ４０に接触し、燃料タンク３２の移動が止められる。特に、第二実施形態の燃料タンク３２では、収容凹部３２Ｂにおいて溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆが燃料タンク３２の外周面３２Ｓから直角に延出されており、溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆがクロスメンバ４０に面接触する。収容凹部３２Ｂにおいて溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆが燃料タンク３２の長手方向に沿って車両前方側へ延出された構成と比較して、溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆに作用する応力が緩和される。
【００３８】
しかも、第二実施形態の燃料タンク３２では、このようにクロスメンバ４０に燃料タンク３２の一部（収容凹部３２Ｂにおける溶接用フランジ３４Ｆ、３６Ｆ）を接触させて燃料タンク３２の移動を止めるようにしているので、第一実施形態に係るタンクストッパー２０を不要にすることも可能となる。もちろん、第二実施形態においてタンクストッパー２０を併用してもよい。
【００３９】
また、第二実施形態の燃料タンク３２では、図７から分かるように、燃料タンク３２内で燃料が車両前後方向に大きく流動した場合に、流動した燃料の一部が矢印ＬＦで示すように突壁３２Ｗに当たるので、流動に抵抗が生じる。これにより、このような突壁３２Ｗがない燃料タンクと比較して、たとえば、燃料タンク３２の前面３２Ｆに当たる燃料の量が少なくなるので、燃料の流動音を抑制することが可能になる。
【００４０】
なお、上記では、本発明の溶接用フランジとして、延出角θが９０度とされたものを例に挙げているが、延出角θは９０度に限定されない。要するに、延出角θに関し、
０＜θ＜１８０（度）
となるように燃料タンクの外観形状の長手方向に対し、外周面から外側に延出されていれば、燃料タンク１２、３２がタンクストッパー２０あるいはクロスメンバ４０に当たったときに面接触する（０＜θ≦９０（度）の場合）か、もしくは溶接用フランジが外側に押し広げられるように変形する（９０＜θ＜１８０（度）の場合）ので、変形状態（変形モード）は安定することとなる。
【００４１】
もちろん、このような効果を奏するためには、延出角θが少なくとも４５度から１３５度の範囲であることが好ましく、８０度から１００度程度の範囲（略直角）であることがより好ましい。たとえば図８には、本発明の第三実施形態として、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの延出角θが略４５とされた燃料タンク４４が部分的に示されている（なお、この第三実施形態及び後述の第四実施形態において、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの延出角θ以外は、第一実施形態と同一の構成であり、詳細な説明を省略する）。この構成は、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆよりも下側の部分で、燃料タンク４４がタンクストッパー２０に面接触するので、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆに発生する応力を緩和することができる。
【００４２】
また、図９には、本発明の第四実施形態として、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆの延出角θが略１３５とされた燃料タンク４６が示されている。この構成であっても、燃料タンク４６がタンクストッパー２０に当たったときに溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆが外側に押し広げられるように変形するので、変形状態（変形モード）が安定し、溶接用フランジ１４Ｆ、１６Ｆに発生する応力を緩和することができる。
【００４３】
そして、かかる観点からは、延出角θを８０度から１００度程度の範囲とすることがより好ましく、延出角θを９０度とすること（第一実施形態の構成）が最も好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一実施形態の燃料タンクの概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態の燃料タンクの概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態の燃料タンクを軸方向の端部近傍において軸線を通る平面で破断して示す断面図であり、（Ａ）は通常の状態、（Ｂ）は軸方向に移動してタンクストッパーに当たった状態である。
【図４】比較例の燃料タンクを示す断面図である。本発明の第一実施形態の燃料タンクにおいて端板部材の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態の燃料タンクの概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態の燃料タンクの概略構成を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第二実施形態の燃料タンクを軸線を通る平面で破断して示す断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態の燃料タンクを軸方向の端部近傍において軸線を通る平面で破断して示す断面図であり、（Ａ）は通常の状態、（Ｂ）は軸方向に移動してタンクストッパーに当たった状態である。
【図９】本発明の第四実施形態の燃料タンクを軸方向の端部近傍において軸線を通る平面で破断して示す断面図であり、（Ａ）は通常の状態、（Ｂ）は軸方向に移動してタンクストッパーに当たった状態である。
【符号の説明】
【００４５】
１２  燃料タンク
１２Ｓ      外周面
１４  外殻部材
１４Ｆ      溶接用フランジ
１６  外殻部材
１６Ｆ      溶接用フランジ
１８  溶接ライン
２０  タンクストッパー
３２  燃料タンク
３２Ｓ      外周面
３２Ｗ      突壁
３２Ｂ      収容凹部
３４  外殻部材
３４Ｆ      溶接用フランジ
３６  外殻部材
３８  溶接ライン
４０  クロスメンバ（車体側部材）
４４  燃料タンク
４６  燃料タンク
５２  燃料タンク
Ｓ    隙間
θ    延出角
【図１】
2009051460.tif 000003
【図２】
2009051460.tif 000004
【図３】
2009051460.tif 000005
【図４】
2009051460.tif 000006
【図５】
2009051460.tif 000007
【図６】
2009051460.tif 000008
【図７】
2009051460.tif 000009
【図８】
2009051460.tif 000010
【図９】
2009051460.tif 000011