(57)【要約】【課題】セパレータを３枚から２枚に削減した構造の燃料タンクユニットにおける、共振のない高固有振動値をもつ、軽量化燃料タンクユニット。【解決手段】燃料タンク２０の横断面形状をほぼ一定の四角形状に形成し、第１、第２両ブラケット３０、３１の水平片部Ｂ１に支持されるドラムプレート２１の底面と、第１、第２両ブラケット３０，３１の垂直片部Ｂ２に支持されるドラムプレート２１の側面との各曲率をパネル曲率０．０６２５以上に、ドラムプレート２１の横断面における断面比を１．０〜１．３、ドラムプレート２１の長手方向の長さに対する第１セパレータ２４と第２セパレータ２５との間隔の割合を中心線等分に３３％〜４８％の範囲に設定すると共に、第１、第２両ベルトにより上記燃料タンクを固縛したときに、第１セパレータと第１ブラケットと第１ベルト、および第２セパレータと第２ブラケットと第２ベルトがそれぞれほぼ同一横断面内に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を存して配置された水平片部と垂直片部とを有するＬ型の第１、第２両ブラケットに、筒状のドラムプレート、該ドラムプレートの開口を閉塞する第１、第２両エンドプレート、および上記ドラムプレート内に収納される第１、第２両セパレータからなる鉄鋼材料製の燃料タンクを載置し、該燃料タンクに金属製の第１、第２両ベルトを巻付けて上記第１、第２両ブラケットに固縛する燃料タンクユニットであって、上記燃料タンクの長手軸方向に直交する横断面形状をほぼ一定の四角形状に形成し、上記第１、第２両ブラケットの水平片部に支持される上記ドラムプレートの底面と、上記第１、第２両ブラケットの垂直片部に支持される上記ドラムプレートの側面との各曲率をパネル曲率０．０６２５以上に、上記ドラムプレートの横断面における断面比を１．０〜１．３、上記ドラムプレートの長手方向の長さに対する上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔の割合を中心線等分に３３％〜４８％の範囲に設定すると共に、上記第１、第２両ベルトにより上記燃料タンクを固縛したときに、上記第１セパレータと第１ブラケットと第１ベルト、および上記第２セパレータと第２ブラケットと第２ベルトがそれぞれほぼ同一横断面内に配置されるように構成したことを特徴とする燃料タンクユニット。
【請求項２】
請求項１記載の燃料タンクユニットにおいて、前記燃料タンクのドラムプレートの長さを１０００ｍｍ、および上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔を中心線等分に３３０ｍｍ〜４８０ｍｍの範囲にそれぞれ設定したことを特徴とする燃料タンクユニット。
【請求項３】
互いに間隔を存して配置された水平片部と垂直片部とを有するＬ型の第１、第２両ブラケットに、筒状のドラムプレート、該ドラムプレートの開口を閉塞する第１、第２両エンドプレート、および上記ドラムプレート内に収納される第１、第２両セパレータからなる鉄鋼材料製の燃料タンクを載置し、該燃料タンクに金属製の第１、第２両ベルトを巻付けて上記第１、第２両ブラケットに固縛する燃料タンクユニットであって、上記燃料タンクの長手軸方向に直交する横断面形状をほぼ一定の四角形状に形成し、上記第１、第２両ブラケットの水平片部に支持される上記ドラムプレートの底面と、上記第１、第２両ブラケットの垂直片部に支持される上記ドラムプレートの側面との各曲率をパネル曲率０．０６２５以上に、上記ドラムプレートの横断面におけるタンクブラケットとの接触断面比を１．０〜１．５、上記ドラムプレートの長手方向の長さに対する上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔の割合を３３％〜４８％の範囲に設定すると共に、上記第１、第２両ベルトにより上記燃料タンクを固縛したときに、上記第１セパレータと第１ブラケットと第１ベルト、および上記第２セパレータと第２ブラケットと第２ベルトがそれぞれほぼ同一横断面内に配置されるように構成したことを特徴とする燃料タンクユニット。
【請求項４】
請求項３記載の燃料タンクユニットにおいて、前記燃料タンクのドラムプレートの長さを１０００ｍｍ、および上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔を中心線等分に３３０ｍｍ〜４８０ｍｍの範囲にそれぞれ設定したことを特徴とする燃料タンクユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトラック、バス等の車両に搭載する燃料タンクユニットに係り、殊に燃料タンク内部に２枚セパレータを有する燃料タンクユニットの振動耐久性を増大させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内部に貯油される燃料油は車両の走行条件に応じて車両に対して上下方向だけでなく、前後にも、左右方向へも複雑な挙動をして燃料タンク内を流動する。従来は長手方向に長い燃料タンク内部に設けるセパレータの個数は３枚とし、耐久性を確保していたが、燃料タンク自体の軽量化を図るために、セパレーターを２枚に減らしても、振動特性に優れ、耐久性に優れた、製作コストの安価な燃料タンクが要求されている。
本発明者は本願出願前に、車両に搭載される燃料タンクユニットの技術として特許文献１に記載の技術を提案した。この技術はほぼ四角形状をなす３枚の板金製のセパレータを燃料タンク内部に所定間隔を存して溶接により取り付けて燃料タンクを形成する。この燃料タンクを、トラックのサイドレール外面（ウェブ面）にボルト締結されたＬ型ブラケットに載せ、前後に配した二本の金属ベルトを燃料タンク外周に取り巻くようにして固縛する。この場合、ベルトが配置される位置には、上記セパレータが存在するようにしている。係る構成により、燃料タンクユニットにおける一次モード固有振動数が車両のばね下振動数よりも高い領域（トラックでは一般的に燃料が１００％搭載の状態で２０Ｈｚ以上）に存在せしめ、かつ、セパレータの燃料タンクに対する溶接結合力を維持するようにしている。
【０００３】
燃料タンクユニットの他の例として、特許文献２に記載の技術が公知である。係る特許文献２のものは、上記のようなＬ型ブラケットの代わりに、燃料タンクの上下高さ分だけの長さを備えたブラケットをサイドレールに取り付け、これに四つの角部に丸みを帯びた横断面長方形状の燃料タンクを金属バンドで固縛した構造である。燃料タンクの底面を走行路面（下方）へ出っ張らさないで固縛することにより、燃料貯油量の増大を図り、どのような燃料タンクにも車両スペースの有効活用を図りながら搭載できるようにしている。
【０００４】
特許文献３には、燃料タンクが車両の前後方向に受ける燃料油の慣性力に対して、いかに燃料タンクが前後方向への位置ズレするのを低減させるかに関する技術が開示されている。    
また、特許文献４は燃料タンクとＬ型のステー（取り付けブラケット）との関連を考慮して、燃料タンクに生じる応力集中を抑制しつつ、燃料タンクの軽量化等を図った技術である。
【特許文献１】特開２００６−６２４９０号公報
【特許文献２】特表２０００−５１５４５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２０３２８１号公報
【特許文献４】特開２００２−１６０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のものは、セパレータの剛性を高めることで、ベルト締結力を確保し、一次固有値を大きくすることで、高固有振動値を維持するように構成された燃料タンクではあるが、燃料タンク自体の軽量化を図る構成を有しない技術である。
【０００６】
また、上記特許文献２のものは、燃料タンク角部の丸みにより金属ベルトの締め付け力を分散させながら固縛するようにした構造であるが、セパレータの設置枚数との関係を考慮し、燃料タンクの固有振動数に着眼した技術ではない。
【０００７】
また、特許文献３に記載の燃料タンクは、単に燃料タンク長手方向に作用する慣性力の影響を考慮したに過ぎない技術であり、燃料タンクに上下方向だけでなく、左右方向（車巾方向）にも挙動する燃料油を考慮して得た燃料タンクではない。
【０００８】
さらに、特許文献４では、燃料タンクと、これを取り付けるステーとの相互関係を考慮してなされた燃料タンクが開示されてはいるが、前後、上下、および左右方向に挙動する燃料油の挙動を考慮した技術開示の示唆が全くない。
【０００９】
本発明者等は燃料タンクの使用材料であるパネル（プレート）の板厚、あるいは材質変更等といった面からのアプローチにより高剛性の燃料タンクを得るのではなく、一次固有振動数が高い固有振動数、すなわち、２０Ｈｚ以上の領域において、燃料タンクと、それを支えるステー、すなわちブラケットとが共振しない領域の有無等を、ＮＡＳＴＲＡＮ（Nasa Structual Analysis;登録商標）固有値解析による解析モデルを用いて解析、すなわち振動特性を分析する手法で開発を行った。
【００１０】
本発明は上記手法により得られた知見に基づいて開発されたもので、セパレータの使用個数を３枚から２枚に削減した構造の燃料タンクを、ブラケットに搭載してベルトで取り巻いて固縛して構成したトータルシステムとしての燃料タンクユニットにより、上記特許文献１記載の３枚構造のセパレータから２枚構造のセパレータに減じても、高固有振動値を有する、燃料タンクの軽量化を図れる燃料タンクユニットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。  
（１）本発明は互いに間隔を存して配置された水平片部と垂直片部とを有するＬ型の第１、第２両ブラケットに、筒状のドラムプレート、該ドラムプレートの開口を閉塞する第１、第２両エンドプレート、および上記ドラムプレート内に収納される第１、第２両セパレータからなる鉄鋼材料製の燃料タンクを載置し、該燃料タンクに金属製の第１、第２両ベルトを巻付けて上記第１、第２両ブラケットに固縛する燃料タンクユニットであって、上記燃料タンクの長手軸方向に直交する横断面形状をほぼ一定の四角形状に形成し、上記第１、第２両ブラケットの水平片部に支持される上記ドラムプレートの底面と、上記第１、第２両ブラケットの垂直片部に支持される上記ドラムプレートの側面との各曲率をパネル曲率０．０６２５以上に、上記ドラムプレートの横断面における断面比を１．０〜１．３、上記ドラムプレートの長手方向の長さに対する上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔の割合を中心線等分に３３％〜４８％の範囲に設定すると共に、上記第１、第２両ベルトにより上記燃料タンクを固縛したときに、上記第１セパレータと第１ブラケットと第１ベルト、および上記第２セパレータと第２ブラケットと第２ベルトがそれぞれほぼ同一横断面内に配置されるように構成したことを特徴とする燃料タンクユニットである。
(２)また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の燃料タンクユニットに係り、前記燃料タンクのドラムプレートの長さを１０００ｍｍ、および上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔を中心線等分に３３０ｍｍ〜４８０ｍｍの範囲にそれぞれ設定したことを特徴とする。
【００１２】
上記（１）および(２)記載の手段によれば、ＣＡＥによる数値解析により、ブラケットの一次振動モード周波数、すなわち、一次固有振動数（固有値）がほぼ２７．０Ｈｚ、ドラムプレート底面のそれがほぼ４３．５Ｈｚ、セパレータのそれが２７．１Ｈｚとなる結果を得た。これらより、ブラケットとセパレータとはほぼ同じ固有値であるのに対して、ブラケットとドラムプレート側である燃料タンクとの固有値が異なるので、２０Ｈｚ以上の領域において或る高固有振動値をもち、したがって、ブラケットと燃料タンクとの共振が無い燃料タンクユニットを得ることができるようになる。また、ブラケットと燃料タンク底面が共振しない高固有振動領域の燃料タンクとすることができ、その結果、耐久性の向上を図った燃料タンクを得ることができる。さらに、第１、第２の２枚のセパレータだけで燃料タンクを構成しているので、その分、燃料タンクの軽量化を図れ、セパレータの燃料タンクに対する溶接点数を大幅に低減できるようになる。
（３）また、請求項３に記載の発明は、互いに間隔を存して配置された水平片部と垂直片部とを有するＬ型の第１、第２両ブラケットに、筒状のドラムプレート、該ドラムプレートの開口を閉塞する第１、第２両エンドプレート、および上記ドラムプレート内に収納される第１、第２両セパレータからなる鉄鋼材料製の燃料タンクを載置し、該燃料タンクに金属製の第１、第２両ベルトを巻付けて上記第１、第２両ブラケットに固縛する燃料タンクユニットであって、上記燃料タンクの長手軸方向に直交する横断面形状をほぼ一定の四角形状に形成し、上記第１、第２両ブラケットの水平片部に支持される上記ドラムプレートの底面と、上記第１、第２両ブラケットの垂直片部に支持される上記ドラムプレートの側面との各曲率をパネル曲率０．０６２５以上に、上記ドラムプレートの横断面におけるタンクブラケットとの接触断面比を１．０〜１．５、上記ドラムプレートの長手方向の長さに対する上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔の割合を中心線等分に３３％〜４８％の範囲に設定すると共に、上記第１、第２両ベルトにより上記燃料タンクを固縛したときに、上記第１セパレータと第１ブラケットと第１ベルト、および上記第２セパレータと第２ブラケットと第２ベルトがそれぞれほぼ同一横断面内に配置されるように構成したことを特徴とする燃料タンクユニットである。
(４) また、請求項４に記載の発明は、請求項３記載の燃料タンクユニットに係り、前記燃料タンクのドラムプレートの長さを１０００ｍｍ、および上記第１セパレータと上記第２セパレータとの間隔を中心線等分に３３０ｍｍ〜４８０ｍｍの範囲にそれぞれ設定したことを特徴とする。
上記（３）および(４)記載の手段によれば、断面比の代わりに接触断面比として１．０〜１．５している。このため、ブラケットの一次振動モード周波数、すなわち、一次固有振動数（固有値）がほぼ２７．０Ｈｚ、ドラムプレート底面のそれがほぼ４３．５Ｈｚ、セパレータのそれが２７．１Ｈｚとなる結果を得た。ブラケットとドラムプレート側である燃料タンクとの固有値が異なるので、２０Ｈｚ以上の領域において或る高固有振動値をもち、その結果、ブラケットと燃料タンクとの共振が無い燃料タンクユニットを得ることができるようになる。また、第１、第２の２枚のセパレータだけで燃料タンクを構成しているので、その分、燃料タンクの軽量化を図れ、セパレータの燃料タンクに対する溶接点数を大幅に低減できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１〜４記載の燃料タンクユニットによれば、２枚セパレータのセパレータ最適配置の場合すなわち、セパレータとエンドプレート間及び、第１セパレータと第２セパレータ間の比率が１：１：１で生じる一次固有振動値よりも高い値を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。この実施形態に係る燃料タンクユニット１０はＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析による燃料タンク２０の解析モデルを用いて振動特性を検討する過程で、その構造が決定されていく。係る手法を用いた理由は、燃料タンク２０は長手方向軸線Ｍに沿う全長をＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析における前提条件としての１０００ｍｍに設定し、剛性が低いドラムプレート２１に曲率を追加し、かつ、第１、第２セパレータ２４，２５の構造、配置を適正化することにより振動特性の向上を図ろうとする意図からである。
解析モデルにおける境界条件としては、固有値の出力は１〜５０Ｈｚ間のすべてのモードで解析を行い、貯油される燃料はＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析における仮想流体法による燃料の定義とし、水相当の物性値で水面位置を燃料タンク２０のサイドパネル上側角部（Ｒ）止まりまで水位があるものとした。
また、この場合における拘束条件としては、第１、第２ブラケット３０，３１がサイドフレーム（図４参照）５０に不図示の取付ボルトを介して取り付けられるときに使用される取付ボルト座面を拘束するようにした。
上記の前提条件および拘束条件に基づきフレーム５０に上下振動を与え、ＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析により、ブラケットの振動モード、ドラムプレート２１の振動モード、セパレータの振動モードについてそれぞれ分析検討を行い燃料タンクユニット１０の解析を行った。
燃料タンクユニット１０は、トラック等の車両、より具体的には車体長手方向に配置されるサイドフレーム５０に、その長手方向軸線Ｍを沿わせるようにして搭載される。燃料タンクユニット１０は燃料タンク２０と、燃料タンク２０の底面部と背面部とに接触して燃料タンク２０をサポートするＬ型のハット型断面を有する第１ブラケット３０および第２ブラケット３１と、第１、第２両ブラケット３０、３１に裁置した燃料タンク２０を固縛する帯状のベルト４０（図４参照）とから成る。
なお、燃料タンク２０を構成する各部材は鉄鋼材料（鋼板）を用いて板金加工されたものが採用される。また、第１、第２両ブラケット３０，３１は、水平片部Ｂ１と垂直片部Ｂ２とを有し、水平片部Ｂ１には燃料タンク２０の上記底面部である下側面が、垂直片部Ｂ２には燃料タンク内方の上記背面部である内側面がそれぞれ当接してサポートされるようになっている。
燃料タンク２０は筒状のドラムプレート２１と、ドラムプレート２１の両端における開口を塞ぐ第１エンドプレート２２および第２エンドプレート２３と、ドラムプレート２１内に収納される第１セパレータ２４および第２セパレータ２５とを具備する。
ドラムプレート２１には長手方向軸線Ｍに沿ってシーム溶接により結合した溶接ライン２６が形成される。これにより、軸線Ｍに直交する方向における横断面形状は四角形状を呈し、かつ、長手方向の寸法、すなわち全長が１０００ｍｍとなる筒状体として燃料タンク２０を形成する。これは勿論、全長寸法は１０００ｍｍ以内の範囲であってもよいことは言うまでもない。
ドラムプレート２１の両端における開口には、第１エンドプレート２２と、第２エンドプレート２３とがシーム溶接により設けられる。これによりドラムプレート２１はその内部が密閉するように閉塞され、内部空間に燃料が貯油できる燃料タンク２０が形成されることとなる。こうして形成されるドラムプレート２０の下側面（底面部）と外側面と上側面は、上記したように若干量だけ外方に向かって湾曲して膨出する曲率Ｒを有する(図１参照)。
ドラムプレート２１の上面から外側面にかけてのコーナー部には、長手方向軸線Ｍにほぼ直交する方向（車巾方向）に一対のビード部で一組をなすビード２１ａ、２１ｂが外方へ突設されている。ビード２１ａ，２１ｂを形成する各一対のビード部の間に、後述する第１、第２セパレータ２４，２５のフランジ２４ｂ、２５ｂが位置するように配置される。これにより、燃料タンクが前後方向、すなわち、長手方向軸線Ｍ方向に位置ズレするのを阻止するようになっている。
次に、ドラムプレート２１における外面形状が本発明者等により、ＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析による解析モデルで検討される。すなわち、ドラムプレート２１の外面形状の最適な曲率は、その曲率が１次固有振動数に与える影響についてＮＡＳＴＲＡＮ固有値解析によるＦＥＭモデル解析に基づく考察により決定される。
ここで、図４において、境界条件としては、燃料タンクが内包する燃料量はタンク底面部に等分布し、燃料タンクの底面部および背面部がブラケット３０，３１に対して接触する面で拘束されるものとする。
その結果、図５に示すように、ドラムプレート（タンクパネル）２１曲率とドラムプレート２１の１次固有振動数との関係を示すグラフを得た。すなわち、タンクパネルの曲率半径が無限大、２８００ｍｍ、２４００ｍｍ、２０００ｍｍ、および１６００ｍｍについての曲率（％）をプロットすると、ｙ＝５１６．９ｘ＋２０．９という１次関数に１次固有振動数が現れる傾向のあることがわかった。そして、燃料タンク２０をトラック等の車両に搭載する場合に、経験的に振動面で有利となる曲率が設定される領域を、曲率半径１６００ｍｍ以下、換言すると、パネル曲率０．０６２５以上の領域（図５におけるポイントＲ＝１６００の右側のゾーン）に設定することが必要十分である。ここに、ドラムプレート２１の外面形状の曲率設定が決定されることとなり、これは本実施形態に係る燃料タンクユニット１０の特徴点の一つである。
一方、図４に示すように、ドラムプレート２１の横断面、すなわち、燃料タンク２０の横断面における水平方向長さＤと上下方向長さＨとの比で定義する断面比について検討を行った。その結果、上記断面比は、１．０〜１．３の範囲に設定することが有利であると判断し、係る断面比の数値範囲が燃料タンクを構成する点において本実施形態に係る燃料タンクユニット１０の特徴の一つである。
【００１５】
セパレータの構成の一例について説明する。第１、第２セパレータ２４，２５は上記特許文献１に記載のセパレータと実質的に同一のものが採用される。すなわち、図３（ａ）、同図（ｂ）に示されるように、セパレータ２４，２５はその主面を凸面部２４ａ，２５ａとして形成され、凸面部の外周にフランジ２４ｂ，２５ｂが屈曲形成される。また、上記凸面部には、互いに対角線方向に伸びるＸ字状の補強ビード２４ｃ、２５ｃが突設され、かつ、燃料の流動を許容する４つの流通穴２４ｄ、２５ｄが穿たれている。第１、第２セパレータ２４，２５はそのフランジ２４ｂ、２５ｂをスポット溶接によりドラムプレート２１に結合される。
【００１６】
燃料タンク２０内の第１、第２セパレータ２４，２５は、第１エンドプレート２２と第１セパレータ２４，第１セパレータ２４と第２セパレータ２５，および第２セパレータ２５と第２エンドプレート２３との長手方向における各間隔がほぼ同一となるように配置したことを特徴とする。したがって、これは本実施形態に係る燃料タンクユニット１０の特徴点の一つである。
なお、本実施形態では、図２に示されるように、第１セパレータ２４と第２セパレータ２５との間隔（ピッチ）Ｐをほぼ３３０ｍｍとした。係る配置がセパレータ２枚を使用した燃料タンクの構造において、振動面から最適であることの理由については後述する。
上記第１、第２両ベルト４０を燃料タンク２０に巻き付けることにより、燃料タンク２０が第１、第２両ブラケット３０，３１に固縛され、燃料タンクユニット１０が構成されることとなる。このとき、第１セパレータ２４と第１ブラケット３０と第１ベルト４０、および、第２セパレータ２５と第２ブラケット３１と第２ベルト４０とはそれぞれほぼ同一横断面内に配置される。これは本実施形態に係る燃料タンクユニット１０の特徴点の一つである。これにより、ベルト４０から作用する締め付け力は、セパレータ２４，２５を介して荷重分散され、燃料タンク２０に対する固縛力を安定的なものとすることが可能となる。
なお、燃料タンクが固縛される際には、燃料タンク２０と第１、第２各ブラケット３０，３１との間にラバー（図４参照）Ｒが敷かれる。具体的に、ＣＡＥ解析した燃料タンクユニット１０を構成する各部材の寸法は次のように設定される。すなわち、ドラムプレート２１、エンドプレート２２，２３の板厚は１．０ｍｍ、セパレータ２４，２５の板厚は０．８ｍｍとする。また、図１(ａ)に示すように、燃料タンク２０の長手方向長さＬを上記したように１０００ｍｍ、上下方向長さＨを２９１ｍｍ、水平方向長さＤを３８８ｍｍ、ドラムプレート２０の下側面、外側面、および上側面の３カ所の曲率Ｒはいずれも１６００．０ｍｍ、４隅の曲率ｒを６５．５ｍｍとする。さらに、図１(ｂ)に示す第１、第２ブラケット３０，３１横断面各部の寸法においては、Ａを７２．０ｍｍ、Ｂを３４．８ｍｍ、Ｃを２６．８ｍｍに設定される。
【００１７】
こうして、本実施形態における燃料タンクユニット１０は、上記のように構成される。ここで、全長Ｌが１０００ｍｍの燃料タンク２０を具備する燃料タンクユニットについて、セパレータの取付ピッチ（間隔）の違いにおける１次固有振動数（固有値）の比較分析をＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による数値解析で行った結果、第１次試験では表１を得た。
【００１８】
【表１】
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表１より、１次固有値をグラフ化した図７に示すように、セパレータ取付ピッチ７７０，６００ｍｍの場合はブラケットとドラムプレートが共振しているが、本実施の形態（取付ピッチ＝３３０ｍｍ）の場合には、図２に示されるように、ブラケットおよびドラムプレートの振動挙動を検証すると、ブラケットの固有値が２７．０Ｈｚ、ドラムプレートのそれが４３．５Ｈｚとで数値がそれぞれ異なる結果となった。このことから、ブラケットとドラムプレートとが共振を起こしていない領域の存在するという知見を得ることができた。
また、タンクユニットとして考えた場合、その一次固有値はセパレータ間隔に依存し、タンク内燃料タンクの上下振動に対して最も有利なセパレータ間隔即ち、エンドプレートとセパレータによって、区切られる燃料油容量が１：１：１となるときが、最も高い一次固有値を生じると考えられるので、セパレータ間隔と一次固有値との関係は曲線Ｙになると予想された。
そこで、第２次試験では、セパレータ間隔６００ｍｍから３３０ｍｍの範囲を補うタンクユニットの固有値解析を行った。ドラムプレートの長手方向の長さ１０００ｍｍを前提条件とし、拘束条件および境界条件、セパレータ２４，２５とドラムプレート２１との固定方法は変更することなく上記実施形態における解析に合わせた。また、ドラムプレートのパネル曲率、断面比、あるいは接触断面比は上記実施形態のものがそのまま適用されることを条件とする。
上記のモデル１〜３について行った固有振動解析による結果、図１１〜図１３の陰影図で示される固有振動モードが得られた。この結果によれば、各燃料タンクの両セパレータ間における上下方向の振動モードに着目すると、モデル１よりはモデル２の振動モードが、モデル２よりはモデル３の振動モードが小さくなっている。また、両セパレータにおける車巾方向の振動モードも、モデル１よりもモデル２の振動モードが、モデル２よりもモデル３の振動モードが小さくなっているのが分かる。すなわち、両セパレータ間のピッチ、換言すると第１ブラケットと第２ブラケットとの取り付け間隔（ピッチ）が４００ｍｍである場合が、５００ｍｍや６００ｍｍの場合よりも最も燃料タンクユニットの剛性が高くなり、有利であることがうかがえる。
これらの解析結果を、縦軸を一次固有振動数（Ｈｚ）、横軸をブラケット間隔（ｍｍ）とし、第１次試験の結果とあわせて、図１４に示すグラフが得られた。なお、該グラフにおけるモデル４はブラケット取付ピッチが７７０ｍｍの場合を、モデル５はブラケット取付ピッチが３３０ｍｍの場合を示すデータである。
このグラフから、ブラケット間隔が４００ｍｍ近傍で固有振動数のピーク値が存在することが判る。これは、セパレータ間隔４００ｍｍ以上では、タンクブラケットとドラムプレートは共振しているので、間隔が狭まるほど、タンク中央部の剛性は上がり、タンクユニットの一次固有振動数は増加するが、４００ｍｍ以下では共振が減少すると解釈している。
この結果、上記の実施形態では振動に対しては、最適ブラケット間隔３３０ｍｍで、最大一次固有振動値を有すると考えられていたが、図１４から考察すると、グラフが固有振動数２７．０Ｈｚと交差する点Ｆ１とするとき、点Ｆ１におけるブラケット間隔は４８０ｍｍとなり、すなわち、３３０ｍｍ〜４８０ｍｍの範囲で、予想した最大一次固有値を超えて存在することが解った。このような結果となった原因は、底面パネル・側面パネル・４隅の曲率・セパレータ・燃料タンクブラケット剛性の全てが関係していると考えられる。
この結果、上記ブラケット間隔を上記数値範囲に設定することで、セパレータがブラケットとベルトが同一断面内に配置されていない３枚セパレータを有する燃料タンクユニット以上の高固有振動値を維持する一方で、燃料タンクユニットの設計自由度が高められ、ひいては燃料タンクの軽量化、および、スポット溶接の削減、製造コストの低減を図る上でより一層効果的となる燃料タンクユニットが得られる。
なお、上記ブラケット取付ピッチ（間隔）の数値範囲３３０ｍｍ〜４８０ｍｍは、燃料タンク２０の長手方向寸法が１０００ｍｍとした場合のものであったが、ドラムプレートの長手方向の長さに対する第１セパレータと第２セパレータとの間隔の割合を３３％〜４８％の範囲に設定することも勿論可能であり、本発明の範囲に含まれる。
なおまた、ブラケット取付ピッチを５００ｍｍに設定した燃料タンクユニットが、実用的な固有振動値を有し、本発明にいうブラケット取付ピッチの数値範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の燃料タンクユニットはトラック、バス等の車両に搭載する燃料タンクユニットに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における燃料タンクユニットに係り、(ａ)は燃料タンクユニットの外観図、(ｂ)はブラケットの断面寸法を示す断面図である。
【図２】同じく、上記燃料タンクがブラケットにサポートされた状態における燃料タンクユニットの固有値解析による解析モデルに係り、燃料タンクの一部を破断して示した外観図である。
【図３】同じく、上記燃料タンク内に収納されるセパレータに係り、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における矢視断面図である。
【図４】同じく、図１のIV-IV線における矢視断面図である。
【図５】同じく、パネル（ドラムプレート）１次固有振動数とタンクパネルとの相関関係を示すグラフである。
【図６】従来の燃料タンクユニットを固有値解析による解析モデルで示した外観図である。
【図７】上記実施形態に係る燃料タンクユニットにおける１次固有振動数とセパレータ取り付けピッチとの関係を示すグラフである。
【図８】ブラケット取り付け間隔を６００ｍｍとした解析モデル１に係り、一部を破断して示した外観図である。
【図９】ブラケット取り付け間隔を５００ｍｍとした解析モデル２に係り、一部を破断して示した外観図である。
【図１０】ブラケット取り付け間隔を４００ｍｍとした解析モデル３に係り、一部を破断して示した外観図である。
【図１１】上記モデル１の固有振動モードを示す外観陰影図である。
【図１２】上記モデル２の固有振動モードを示す外観陰影図である。
【図１３】上記モデル３の固有振動モードを示す外観陰影図である。
【図１４】固有振動数とブラケット取り付け間隔との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０  燃料タンクユニット
２０  燃料タンク
２１  ドラムプレート
２２  第１エンドプレート
２３  第２エンドプレート
２４  第１セパレータ
２４ａ  フランジ
２５  第２セパレータ
２５ａ  フランジ
３０  第１ブラケット
３１  第２ブラケット
４０  ベルト
５０  サイドフレーム
６０  燃料タンク
７０  燃料タンク
８０  燃料タンク
Ｂ１  水平片部
Ｂ２  垂直片部
Ｄ  水平方向長さ
ｄ  水平方向における接触長さ
Ｈ  上下方向長さ
ｈ  上下方向における接触長さ
Ｌ  長手方向長さ  
Ｍ  長手方向軸線
Ｐ  第１セパレータ２４と第２セパレータ２５との間隔（取付ピッチ）
Ｒ  ラバー
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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