説明

車両用燃料タンク

【課題】燃料タンクの底面に燃料ポンプのサポート部材を溶接固定する場合に、その溶接部の応力を低減する車両用燃料タンクを提供することを目的とする。
【解決手段】燃料貯蔵用の内部空間110を形成しているアッパタンクパネル102およびロアタンクパネル104と、ロアタンクパネル104の内面に取り付けられたサポート部材106と、アッパタンクパネル102の外面から内部空間110を通過しサポート部材106を介してロアタンクパネル104の内面に押圧付勢された燃料ポンプ108とを備え、ロアタンクパネル104は、内部空間110の方向に凸となっていて、一部がサポート部材106が取り付けられる取付座面114となっている隆起部112を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料タンクの底面に燃料ポンプのサポート部材を溶接固定した車両用燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【0002】
燃料タンク内には、底面にサポート部材が設置され、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプがこのサポート部材の上に配設されている。そして、上下伸縮可能なスプリング等の付勢手段により、燃料ポンプの底部をサポート部材を介して燃料タンクの底面に常に押し付けている。これにより、燃料タンクの底面が直接燃料ポンプの底部と接触し擦れることを防ぎながら、燃料ポンプが燃料タンクの内圧変動や燃料の自重による変形に追従することを可能とし燃料を確実に吸い出している。
【0003】
この種の燃料タンクに関し、例えば、特許文献1には、燃料ポンプ内に上下伸縮可能なスプリング等の付勢手段を配置し、燃料ポンプの底部を燃料タンクの底壁に配置した補強プレートに押し付けた構成の燃料供給装置が開示されている。このように燃料タンクの底壁とは別に補強プレートを用いたことで、比較的剛性の高い燃料タンクを複雑にプレス加工することなく、燃料ポンプの底部と燃料タンクの底壁との相対位置を規制することができるというものである。
【0004】
また、特許文献2には、補助タンクが取付けられた燃料タンクのロアタンクパネルの底面に、燃料タンクの外側方向に凸となるビード(隆起部)を設けた車両用燃料タンクが開示されている。これにより、ロアタンクパネルの底面に補助タンクを溶接する際にビードの凸部が邪魔にならないというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4144528号公報
【特許文献2】特開2002−321537号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1では、補強プレートと燃料タンクの底壁との接合がスポット溶接である場合には、燃料タンクを、その底面を下にして平面部に置いた時に、接合部が平面部と直接的に接触する。このため、スポット溶接部の塗装はがれが発生するおそれがある。
【0007】
また、特許文献2では、燃料タンクの外側方向に凸となるビードを設けていて、ロアタンクパネルの変形方向と同方向に凸となるビードが設けられているので、ロアタンクパネルの変形方向と逆方向(燃料タンクの内側方向)に凸となるビードを設ける場合と比べて、変形が大きくなる。このため、ビードの付近の溶接部に応力集中が起こりやすく、強度的に課題が残る。
【0008】
本発明は、このような課題に鑑み、燃料タンクの底面に燃料ポンプのサポート部材を溶接固定する場合に、その溶接部の応力を低減するとともに溶接部の防錆機能を維持可能な車両用燃料タンクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用燃料タンクの代表的な構成は、車両用燃料タンクにおいて、開口部を有する容器状のアッパタンクパネルおよびロアタンクパネルであって開口部同士が互いに接合されて燃料貯蔵用の内部空間を形成しているアッパタンクパネルおよびロアタンクパネルと、ロアタンクパネルの内面に取り付けられたサポート部材と、アッパタンクパネルの外面から内部空間を通過しサポート部材を介してロアタンクパネルの内面に押圧付勢された燃料ポンプとを備え、ロアタンクパネルは、内部空間の方向に凸となっていて、少なくとも一部がサポート部材が取り付けられる略平面の取付座面を有する隆起部を有することを特徴とする。
【0010】
本発明では、ロアタンクパネルに形成された隆起部が燃料貯蔵用の内部空間の方向に凸となっているので、ロアタンクパネルの底面の面剛性が向上し、燃料タンクが外側方向に変形するのが抑制される。また、サポート部材の土台となっているロアタンクパネルの底面が変形しにくくなるため、かかる変形によってサポート部材の接合部に発生する応力を低減することが可能となる。さらに、車両に組付ける前の燃料タンク単品の状態において、燃料タンクの底面を下にして平面部に置いた場合にも、接合部が平面部と接することはない。
【0011】
このため、例えば接合部がスポット溶接である場合にも、接合部に塗装剥がれが発生するのが防止される。さらに、隆起部の取付座面がロアタンクパネルの底面よりも車体上方に位置していて、車両前方側から見た場合にこの取付座面が隠れるため、この取付座面に小石等が衝突して塗装が剥離するというチッピング現象が生じにくい。
【0012】
また、隆起部は、取付座面に連続して延びる所定幅のベルト状の領域を含み、取付座面の幅を所定幅よりも大きくするとよい。この構成により、隆起部がサポート部材の取付座面部のみベルト状の隆起部の長手方向と略直角な方向(隆起部の幅方向)に張り出すことによって、この隆起部の長手方向と略直角な方向に側壁面が形成されることで、ロアタンクパネル底面の面剛性が向上する。このため、ロアタンクパネルの底面の燃料タンクの外側方向への変形量をより少なくでき、サポート部材の接合部への応力をより低減することが可能となる。
【0013】
さらに、サポート部材を隆起部の端縁近傍に接合するとよい。この構成により、隆起部の面剛性の最も高い部分に例えばスポット溶接するので、スポット溶接部への応力がより低減される。
【0014】
また、サポート部材を断面矩形波状の板材で形成するとよい。この構成により、ロアタンクパネルの変形によって発生する応力を、サポート部材の断面矩形波状の形状のロアタンクパネルから離間している部分が曲げ弾性により変形することにより、吸収可能である。これによって、サポート部材の接合部への応力が低減される。
【0015】
また、隆起部のベルト状の方向を車両前後方向と略平行にするとよい。この構成により、隆起部の側壁面が車両前後方向を向いているため、この側壁面に小石等が衝突するおそれが少ない。このため、隆起部の側壁面の小石等の衝突により塗装が剥離するというチッピング現象が生じにくい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、燃料タンクの底面に燃料ポンプのサポート部材を溶接固定する場合に、その溶接部の応力を低減するとともに溶接部の防錆機能を維持可能な車両用燃料タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態の車両用燃料タンクおよびこれに組み込まれる燃料ポンプの分解斜視図である。
【図2】図1の車両用燃料タンクの分解斜視図である。
【図3】図1のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図3のIV部拡大図である。
【図5】図4に対応する隆起部の変形状態を示す断面図である。
【図6】図4に対応する比較例1の燃料タンクの断面図である。
【図7】図4に対応する比較例2の燃料タンクの断面図である。
【図8】図4に対応する比較例3の燃料タンクの断面図である。
【図9】図8に対応する隆起部の変形状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【0019】
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0020】
図1は、本実施形態の車両用燃料タンクおよびこれに組み込まれる燃料ポンプの分解斜視図、図2は、図1に示した車両用燃料タンクの分解斜視図、図3は、図1のIII−III線に沿う断面図である。
【0021】
図1および図2において、車両用燃料タンク(以下、「燃料タンク」という)100は、金属製のアッパタンクパネル102およびロアタンクパネル104と、このロアタンクパネル104の内面に取り付けられたサポート部材106と、このサポート部材106を介してロアタンクパネル104の内面に押圧付勢された燃料ポンプ108とを備えている。
【0022】
アッパタンクパネル102は、開口部103を有し、周囲にフランジ部102aを有する容器状をなしている。同様に、ロアタンクパネル104は、開口部105を有し、周囲にフランジ部104aを有する容器状をなしている。このアッパタンクパネル102およびロアタンクパネル104は、開口部103、105同士がフランジ部102a、104aを介してシーム溶接等により接合されて、燃料貯蔵用の内部空間110を形成している(図1、図3参照)。
【0023】
フランジ部102a、104aには、複数のボルト挿通孔116が設けられている。このボルト挿通孔116を用いて、燃料タンク100は不図示のボルトにより車体側に取付けられる。
【0024】
アッパタンクパネル102には、中心よりも外方寄りの位置に貫通孔118が設けられている。この貫通孔118に、アッパタンクパネル102の外面から内部空間110を通過するように燃料ポンプ108が挿入されている。この燃料ポンプ108は、上面をプレート120で覆われて複数のボルト122で固定されている。燃料タンク100の後部には、いずれも図示しないフィラーホースとブリーザホースの取付け部124、126が設けられている。
【0025】
ロアタンクパネル104は、内部空間110の方向に凸となっている隆起部112、113を有している。この隆起部112、113は、例えばプレス加工により形成される、連続して延びる所定幅のベルト状の領域を含んでいる。このベルト状の方向は、車両前後方向と略平行となっている。この隆起部112、113の中途部には、車両幅方向に延びる補助隆起部132、133が形成されている。
【0026】
隆起部112、113や補助隆起部132、133は、主としてロアタンクパネル104の剛性を高くするために設けられている。また、便宜上、隆起部112、113等の上端面を細い斜線で表示している(図2参照)。なお、隆起部112、113等の数は任意に選択することができる。
【0027】
ロアタンクパネル104は、燃料ポンプ108の付勢力により車両下方側(燃料タンク100の外側方向)に変形させられる荷重を燃料ポンプ108の底面108aからサポート部材106を介して受けている。
【0028】
サポート部材106は、隆起部112、113のうちの一方の隆起部112の略平面の所定箇所に取り付けられている。なお、この隆起部112、113は同一構成であるので、以下、隆起部112についてのみ説明する。
【0029】
サポート部材106は、板状の部材(例えば板金部材)からなり、断面矩形波状(断面ハット状)に形成されている。このように、サポート部材106を板状の部材を用いて断面矩形波状に形成した。このため、燃料ポンプ108からロアタンクパネル104の内面(底面104b)に加わる荷重による影響を緩和することができる。すなわち、断面矩形波状のサポート部材106のロアタンクパネル104から車両上方側(燃料タンク100の内側方向)に離間している部分が曲げ弾性により変形することにより、燃料ポンプ108から受ける付勢力によるロアタンクパネル104の変形により発生する応力を吸収することができる。
【0030】
そのため、サポート部材106の接合部A(図4参照)への応力を低減することができる。(サポート部材106の曲げ弾性による変形により、サポート部材106の接合部Aへの応力集中を緩和することができる。)このサポート部材106は、ロアタンクパネル104の底面104bに形成された隆起部112にスポット溶接等により取り付けられる。
【0031】
本実施形態では、このように、ロアタンクパネル104と燃料ポンプ108の底面108aとの間にサポート部材106を介在させて、ロアタンクパネル104と燃料ポンプ108の底面108aとの直接の接触を回避している。そして、車両走行時の振動や燃料ポンプ108自身の作動による振動によって、ロアタンクパネル104が擦れることを防止している。
【0032】
ところで、燃料ポンプ108は上下方向に伸縮自在となっていて、また、燃料ポンプ108には不図示のバネが内蔵されていて、このバネによって、サポート部材106を車両下方側へ押し付ける力が常時作用している。よって、このサポート部材106を介して、ロアタンクパネル104の変形に対して、燃料ポンプ108の底面108aが追随できるようになっている。
【0033】
そのため、ロアタンクパネル104とサポート部材106、さらにロアタンクパネル104とサポート部材106とのスポット溶接部には、車両走行状態および燃料の残量にかかわらず、初期応力が発生している。また、この初期応力以外にも、燃料の気化による燃料タンク100の内圧上昇や燃料の自重による応力が加わることで、ロアタンクパネル104は燃料タンク100の外側方向にさらに変形し、特にスポット溶接部に応力が集中することになる。
【0034】
前述のように、燃料ポンプ108は、アッパタンクパネル102の貫通孔118から内部空間110を通過し、サポート部材106を介してロアタンクパネル104の底面104bにバネの弾性圧で付勢されている。
【0035】
図4は、図3のIV部拡大図である。この図4に示すように、隆起部112は、ロアタンクパネル104の底面104bから隆起部112の中心O−Oに向けて傾斜状に立設された側壁面112aと、この側壁面112aの上端側に形成され、連続して延びる所定幅w(図2参照)のベルト状の領域、およびこれよりも大きい幅Wの取付座面114とを有している。なお、取付座面114は略平面であるが、ベルト状の領域は必ずしも全領域において略平面でなくてもよく、一部に凹部等があってもよい。
【0036】
本実施形態では、例えばスポット溶接により、サポート部材106を、略平面の取付座面114の端縁近傍(隆起部112の端縁近傍)に接合したものである。ただし、スポット溶接以外の固定方法であってもよい。図4において、このときのスポット溶接による接合部(溶接箇所)をAとする。さらに、前述したように、このサポート部材106が取り付けられる取付座面114の幅Wを、ベルト状の領域の所定幅wよりも大きくしている。
【0037】
また、本実施形態では、隆起部112のベルト状の方向を車両前後方向と略平行にしたことで、車両走行時に隆起部112の側壁面112aに小石等が衝突するおそれを緩和することができる。これにより、小石等が塗装面に衝突して、その部分の塗装が剥げるという、いわゆるチッピング現象を抑制することができる。
【0038】
また、図4において、スポット溶接による接合部Aが、ロアタンクパネル104の底面104bよりも車両上方側に位置しているので、この接合部Aに車輪で跳ね上げられた小石が衝突するおそれが少なくなり、チッピング現象を抑制することができる。
【0039】
さらに、本実施形態によれば、燃料タンク100を車体に組み付ける前の単品状態において、ロアタンクパネル104の底面104bを下にして平面台上に置いたときに、接合部Aが平面部と直接的に接触しない。したがって、接合部Aの塗装剥がれを防止することができる。
【0040】
また、本実施形態によれば、取付座面114の幅Wをベルト状の所定幅wよりも大きくしたので、取付座面114がベルト状の領域から車両幅方向に張り出す形となる。これにより、車両幅方向に側壁面112c(隆起部の長手方向と略直角な方向の側壁面)が形成されることで、ロアタンクパネル104の底面104bの面剛性を向上させることができる。このため、取付座面114が燃料タンク100の外側方向(車両下方側)に変形するのを一層少なくすることができる。こうして、接合部Aに発生する応力をより低減することができる。 さらに、本実施形態では、図4において、サポート部材106を隆起部112の端縁112bの近傍に接合した。このように、隆起部112の面剛性の最も高い部分(端縁112b)の近くに接合部Aを設けたので、この接合部Aに加わる応力を低減することができる。
【0041】
なお、接合部A(スポット溶接)の位置は、図2に符号Aで示すように、車両幅方向の側壁面112cと車両前後方向の側壁面112bとが交わるコーナー部の取付座面114(隆起部112)の端縁112bの近傍とすると、接合部Aにかかる応力をより一層低減することができる。
【0042】
図5は、図4に対応する隆起部112の変形状態を示す断面図である。このように、本実施形態では、隆起部112の凸の方向を燃料タンク100の内側方向へ向けたのみでなく、隆起部112の一部をサポート部材106の取付座面114として利用したものである。
【0043】
ここで、例えば、隆起部112の変形が一番大きい中心O−Oを通る部分Bと、スポット溶接の接合部Aとが、変形によりそれぞれB1、A1となった場合、変形前のBとAの高さ方向の差をh0、変形後のB1とA1との高さ方向の差をh1とすると、h1とh0との差であるΔh=h1−h0が大きいほど、スポット溶接の接合部Aにかかる応力が大きくなる。そこで、次に、本実施形態と比較例1〜3を比較しつつ、接合部Aにかかる応力の大きさについて検討する。
【0044】
(比較例1)
図6は、図4に対応する比較例1の燃料タンク100の断面図である。この図6では、ロアタンクパネル104の底面104bと燃料ポンプ108の底面108aとの間に、板金製のサポート部材106を配置している。また、このサポート部材106を、スポット溶接(接合部A)によりロアタンクパネル104の底面104bに固定している。
【0045】
ここで、サポート部材106には、燃料ポンプ108に組み込まれている不図示のバネによって当該サポート部材106を車両下方側に押し付ける力Fが常時作用している。このため、サポート部材106が固定されているロアタンクパネル104は車両下方側(燃料タンク100の外側方向)に撓む(変形する)。そうすると、サポート部材106とロアタンクパネル104とを固定しているスポット溶接部(接合部A)には応力が集中してかかる。この比較例1では、サポート部材106の配設部に隆起部112が設けられていないので、ロアタンクパネル104の面剛性が低くロアタンクパネル104の変形する(撓む)量が多くなり、本実施形態(図5参照)よりも大きな応力が接合部Aに作用することが想定される。
【0046】
また、この比較例1では、ロアタンクパネル104の底面104bにスポット溶接の接合部Aが存在している。このため、例えば、燃料タンク100の運搬、搭載時にロアタンクパネル104の底面104bを下にして、一時的に平面部へ仮置きした場合、接合部Aが平面部と擦れてしまう。
【0047】
(比較例2)
図7は、図4に対応する比較例2の燃料タンクの断面図である。この比較例2では、サポート部材106をスポット溶接により接合部Aでロアタンクパネル104の底面104bに接合するとともに、接合部Aと接合部Aとの間に燃料タンク100の内側方向に凸となる隆起部142を形成している。これにより、ロアタンクパネル104の剛性の向上を図ったものである。
【0048】
しかし、この比較例2では、まず比較例1と同様に、ロアタンクパネル104の底面104bにスポット溶接の接合部Aが存在しているため、例えば、ロアタンクパネル104の底面104bを下にして平面部へ仮置きした場合、接合部Aが平面部と擦れてしまう。すると、燃料タンク100の表面に塗布されている防錆塗料が、その部分だけ剥がれてしまう。
【0049】
さらに、一般的に溶接による接合部Aは塗料の密着性が悪く、溶接部から錆が進行し易いといえる。そこで、その対策として、次の比較例3が考えられる。
【0050】
(比較例3)
図8は、図4に対応する比較例3の燃料タンクの断面図である。この比較例3では、サポート部材106をスポット溶接により接合部Aでロアタンクパネル104に接合するとともに、接合部Aと接合部Aとの間に燃料タンク100の外側方向に凸となる隆起部152を形成している。これにより、ロアタンクパネル104の剛性の向上を図ったものである。
【0051】
しかし、一般的にビード(隆起部)の凸となる方向は、変形方向と逆方向とした方が変形は小さくなるので、隆起部152の凸の方向をロアタンクパネル104の変形方向(燃料タンク100の外側方向)と逆方向の燃料タンク100の内側方向にした方がロアタンクパネル104の変形は小さくなるといえる。このため、比較例3の隆起部152では強度的に不利となる。そこで、続いて接合部Aにかかる応力について考察する。
【0052】
図9は、図8に対応する隆起部152の変形状態を示す断面図である。この図9において、ロアタンクパネル104の変形前の中心O−Oを通る部分Cとスポット溶接の接合部Aとの高さ方向の差をh2とし、部分Cに対応する変形後のC1と接合部A2との高さ方向との差をh3とする。そして、h3とh2の差をΔhとする(Δh=h3−h2)。
【0053】
すると、図9では、隆起部152の凸の方向が変形方向と同方向を向いているので、前述したように、比較例3の変形量(Δh)は、本実施形態の図5の変形量(Δh)よりも大きくなる。すなわち、比較例3では本実施形態よりも接合部Aにかかる応力が増大してしまう。
【0054】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明は、燃料タンクの底面に燃料ポンプのサポート部材を溶接固定した車両用燃料タンクに利用することができる。
【符号の説明】
【0056】
100…車両用燃料タンク、102…アッパタンクパネル、102a…フランジ部、103…開口部、104…ロアタンクパネル、104a…フランジ部、104b…底面、105…開口部、106…サポート部材、108…燃料ポンプ、108a…底面、110…内部空間、112…隆起部、112a…側壁面、112b…端縁、112c…車両幅方向の側壁面、113…隆起部、114…取付座面、116…ボルト挿通孔、118…貫通孔、120…プレート、122…ボルト、132…補助隆起部、133…補助隆起部、142…隆起部、152…隆起部、w…所定幅、W…取付座面の幅

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用燃料タンクにおいて、
開口部を有する容器状のアッパタンクパネルおよびロアタンクパネルであって前記開口部同士が互いに接合されて燃料貯蔵用の内部空間を形成しているアッパタンクパネルおよびロアタンクパネルと、
前記ロアタンクパネルの内面に取り付けられたサポート部材と、
前記アッパタンクパネルの外面から前記内部空間を通過し前記サポート部材を介して前記ロアタンクパネルの内面に押圧付勢された燃料ポンプとを備え、
前記ロアタンクパネルは、
前記内部空間の方向に凸となっていて、少なくとも一部が前記サポート部材が取り付けられる略平面の取付座面を有する隆起部を有することを特徴とする車両用燃料タンク。
【請求項2】
前記隆起部は、前記取付座面に連続して延びる所定幅のベルト状の領域を含み、前記取付座面の幅を前記所定幅よりも大きくしたことを特徴とする請求項1に記載の車両用燃料タンク。
【請求項3】
前記サポート部材を、前記隆起部の端縁近傍に接合したことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用燃料タンク。
【請求項4】
前記サポート部材を断面矩形波状の板材で形成したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用燃料タンク。
【請求項5】
前記隆起部の前記ベルト状の方向を車両前後方向と略平行にしたことを特徴とする請求項2に記載の車両用燃料タンク。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−131368(P2012−131368A)
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−285130(P2010−285130)
【出願日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【出願人】(000002082)スズキ株式会社 (3,196)
【Fターム(参考)】