JP2010214996A

JP2010214996A - Vehicle fuel tank supporting structure

Info

Publication number: JP2010214996A
Application number: JP2009060804A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sasaki; 康行佐々木; Makoto Kadoya; 誠角谷
Original assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: JP5558015B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent or reduce a positional displacement of a shock-absorbing member between a fuel tank and a tank band or between the fuel tank and a vehicle body. SOLUTION: A shock-absorbing member (a shock-absorbing rubber belt 14A, for example) arranged between a tank band 12 for use in fastening a fuel tank 10 on a vehicle body of a vehicle and the fuel tank 10 or between the vehicle body and the fuel tank 10 has a shape to cause itself to be hardly moved in an expanding direction of the fuel tank 10, a sectional shape of saw-teeth shape, for example. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は自動車の燃料タンク支持構造に係り、特に、水素ガスや圧縮天然ガス等の気体燃料を使用する自動車の燃料タンク支持構造に関する。 The present invention relates to a fuel tank support structure for an automobile, and more particularly to a fuel tank support structure for an automobile that uses gaseous fuel such as hydrogen gas or compressed natural gas.

燃料電池や内燃機関のための燃料として水素ガスや圧縮天然ガスを燃料タンクに蓄積して使用する自動車が開発されている。 Automobiles that use hydrogen gas or compressed natural gas in a fuel tank as fuel for fuel cells and internal combustion engines have been developed.

特許文献１に開示された燃料タンク支持フレームは、タンクバンドとバンド支持ブラケットを介して燃料タンクを支持する。この構造では、タンクバンドは燃料タンクに巻き付けられており、燃料タンクを締め付け固定している。そして、燃料タンクとタンクバンドとの間には、緩衝材としてのゴムベルトが介在している（特に段落００１７参照）。 The fuel tank support frame disclosed in Patent Document 1 supports the fuel tank via a tank band and a band support bracket. In this structure, the tank band is wound around the fuel tank, and the fuel tank is fastened and fixed. A rubber belt as a cushioning material is interposed between the fuel tank and the tank band (see particularly paragraph 0017).

特開２０００−２１９０４９号公報JP 2000-219049 A

燃料タンクは温度変化などにより膨張・収縮する。この膨張・収縮により、燃料タンクとタンクバンドとの間の緩衝材が設計位置からずれる場合があった。 The fuel tank expands and contracts due to temperature changes. Due to the expansion / contraction, the cushioning material between the fuel tank and the tank band may deviate from the design position.

本発明は、燃料タンクとタンクバンドとの間、又は燃料タンクと車体との間の緩衝部材の位置ずれを防止又は低減することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent or reduce the displacement of a buffer member between a fuel tank and a tank band or between a fuel tank and a vehicle body.

本発明は、自動車の車体に対して燃料タンクを締め付け固定するための帯状部材と前記燃料タンクとの間、又は前記車体と前記燃料タンクとの間に設けられた緩衝部材を、前記燃料タンクの膨張方向について移動しにくい形状としたことを特徴とする、自動車の燃料タンク支持構造である。 The present invention provides a buffer member provided between a belt-like member for fastening and fixing a fuel tank to a vehicle body of an automobile and the fuel tank or between the vehicle body and the fuel tank. 1. A fuel tank support structure for an automobile, characterized in that the shape is difficult to move in the expansion direction.

緩衝部材は、その形状により燃料タンクの膨張方向には移動しにくいので、膨張時の位置ずれが防止又は低減される。したがって、燃料タンクの膨張収縮により緩衝部材が本来の位置からずれることを防止又は緩和することができる。 Since the buffer member is difficult to move in the direction of expansion of the fuel tank due to its shape, the positional deviation during expansion is prevented or reduced. Therefore, it is possible to prevent or alleviate the buffer member from shifting from its original position due to the expansion and contraction of the fuel tank.

燃料タンクとタンクバンドとの配置関係を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the arrangement | positioning relationship between a fuel tank and a tank band. 燃料タンクとタンクバンドと緩衝用ゴムベルトとの配置関係を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the arrangement | positioning relationship between a fuel tank, a tank band, and a buffer rubber belt. 従来のタンクバンド及び緩衝用ゴムベルトの燃料タンクの膨張による変位を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the displacement by the expansion | swelling of the fuel tank of the conventional tank band and a buffer rubber belt. 従来の緩衝用ゴムベルトが燃料タンクの膨張・収縮により位置ずれを生じるメカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mechanism in which the conventional buffer rubber belt produces position shift by expansion | swelling / contraction of a fuel tank. 実施の形態の燃料タンク支持構造における緩衝用ゴムベルトの断面形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the cross-sectional shape of the rubber belt for buffering in the fuel tank support structure of embodiment. 実施の形態の燃料タンク支持構造における緩衝用ゴムベルトの断面形状の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the cross-sectional shape of the buffer rubber belt in the fuel tank support structure of embodiment.

図１及び図２に示すように、円筒の両端部を半球等の曲面形状とした略円筒形状の燃料タンク１０を例にとる。この例の燃料タンク支持構造では、燃料タンク１０の円筒部分の両端部からそれぞれ少し中央側に寄った位置に、それぞれ帯状部材であるタンクバンド１２が１本ずつ設けられている。各タンクバンド１２は、燃料タンク１０の円筒部分の円周に沿って掛け渡されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a substantially cylindrical fuel tank 10 in which both ends of a cylinder are curved surfaces such as hemispheres is taken as an example. In the fuel tank support structure of this example, one tank band 12, which is a belt-like member, is provided at a position slightly closer to the center side from both ends of the cylindrical portion of the fuel tank 10. Each tank band 12 is stretched along the circumference of the cylindrical portion of the fuel tank 10.

タンクバンド１２と燃料タンク１０との間には、クッションとして機能する緩衝用ゴムベルト１４が介在している。緩衝用ゴムベルト１４は、タンクバンド１２の内側に、タンクバンド１２と同様燃料タンク１０の円周に沿って延びている。なお、タンクバンド１２を燃料タンク１０に締め付けるための構造や、タンクバンド１２を車体に固定するための構造は、特許文献１に示したものなどのような、従来と同様のものでよい。 Between the tank band 12 and the fuel tank 10, a cushioning rubber belt 14 that functions as a cushion is interposed. The cushioning rubber belt 14 extends along the circumference of the fuel tank 10 inside the tank band 12, similar to the tank band 12. The structure for fastening the tank band 12 to the fuel tank 10 and the structure for fixing the tank band 12 to the vehicle body may be the same as the conventional one such as that shown in Patent Document 1.

さて、燃料タンク１０は金属、樹脂、複合材またはその組合せにより作られており、温度変化により膨張したり収縮したりする。例えば、図２に示した燃料タンク１０のうち、図中右側端部の断面の模式図を図３に示す。燃料タンク１０が膨張する場合、当該タンク１０の右側端部の下方部分は、図３の点線矢印ａにより示すように右下方に向けて変位する。その端部に設けられたタンクバンド１２及び緩衝用ゴムベルト１４も、燃料タンク１０のその部分の変位に応じて右下方へと変位する。図では、膨張後の状態を破線で示した。 The fuel tank 10 is made of metal, resin, composite material, or a combination thereof, and expands and contracts due to temperature changes. For example, FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the right end portion of the fuel tank 10 shown in FIG. When the fuel tank 10 expands, the lower portion of the right end of the tank 10 is displaced toward the lower right as indicated by the dotted arrow a in FIG. The tank band 12 and the shock-absorbing rubber belt 14 provided at the end portion are also displaced to the lower right according to the displacement of the portion of the fuel tank 10. In the figure, the state after expansion is indicated by a broken line.

燃料タンク１０の膨張・収縮により緩衝用ゴムベルト１４の位置がずれてしまうことを、図４を参照して説明する。図４は、図３に例示した燃料タンク１０の右側端部の下方部分を拡大して示したものである。 The fact that the position of the cushioning rubber belt 14 is displaced due to the expansion / contraction of the fuel tank 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a lower portion of the right end portion of the fuel tank 10 illustrated in FIG.

図４に例示するように、燃料タンク１０の右側下方部分が矢印Ａに示すように右下方向に向かって膨張すると、緩衝用ゴムベルト１４は、膨張する燃料タンク１０から、一点鎖線矢印Ｂで示すように右下方向へ向かって押す力を受ける。この力は、図中点線で示す下向きの分力Ｃ及び右向きの分力Ｄに分解することができる。分力Ｃは緩衝用ゴムベルト１４を下方向（つまりタンク１０の外側）に押す力となり、分力Ｄは緩衝用ゴムベルト１４を右方向に押す力となる。この分力Ｄにより、緩衝用ゴムベルト１４が、燃料タンク１０の長手方向（すなわち、円筒部分の中心軸の延びる方向）に沿って当該タンク１０の中心から離れる方向、すなわち図４の例では右方向、に付勢される。一方、タンクバンド１２は、車体に対して直接又は間接的に固定されている。したがって、分力Ｄにより緩衝用ゴムベルト１４が燃料タンク１０に倣って右方向に動く一方、タンクバンド１２は移動しない。ゴムベルト１４がタンクバンド１２に対して相対的に右方向に移動することになる。 As illustrated in FIG. 4, when the lower right portion of the fuel tank 10 expands in the lower right direction as indicated by the arrow A, the shock absorbing rubber belt 14 is indicated by a one-dot chain line arrow B from the expanding fuel tank 10. As such, it receives a pushing force toward the lower right. This force can be decomposed into a downward component force C and a right component force D indicated by dotted lines in the figure. The component force C is a force that pushes the shock absorbing rubber belt 14 downward (that is, outside the tank 10), and the component force D is a force that pushes the shock absorbing rubber belt 14 rightward. Due to this component force D, the buffer rubber belt 14 moves away from the center of the tank 10 along the longitudinal direction of the fuel tank 10 (that is, the direction in which the central axis of the cylindrical portion extends), that is, in the right direction in the example of FIG. , To be urged. On the other hand, the tank band 12 is fixed directly or indirectly to the vehicle body. Accordingly, the buffer rubber belt 14 moves rightward along the fuel tank 10 by the component force D, while the tank band 12 does not move. The rubber belt 14 moves in the right direction relative to the tank band 12.

これに対し、燃料タンク１０の収縮時には、燃料タンク１０の表面は図４の矢印Ａとは逆向きに変位する。緩衝用ゴムベルト１４は、膨張時は外側に向かって押す力を受けたが、この収縮時には、燃料タンク１０の表面が引っ張る力はほとんどない（膨張時の押す力よりもはるかに小さい）ので、緩衝用ゴムベルト１４を左方向に引き戻す力は極めて小さい。したがって、収縮時に緩衝用ゴムベルト１４のタンク長手方向についての位置が、膨張前の元の位置に戻ることはない。このような膨張収縮が繰り返されると、緩衝用ゴムベルト１４のタンクバンド１２に対する相対的な位置ずれが累積し、緩衝用ゴムベルト１４が設計上の本来の位置であるタンクバンド１２直下の位置から大きくずれ、適切なクッション機能を果たせなくなることも考えられる。 On the other hand, when the fuel tank 10 is contracted, the surface of the fuel tank 10 is displaced in the direction opposite to the arrow A in FIG. The cushioning rubber belt 14 received a pressing force toward the outside during expansion, but there was almost no pulling force on the surface of the fuel tank 10 during this contraction (much smaller than the pressing force during expansion). The force with which the rubber belt 14 is pulled back to the left is extremely small. Therefore, the position of the buffer rubber belt 14 in the longitudinal direction of the tank does not return to the original position before expansion when contracting. When such expansion and contraction are repeated, the relative displacement of the buffer rubber belt 14 with respect to the tank band 12 accumulates, and the buffer rubber belt 14 deviates greatly from the position immediately below the tank band 12 which is the original design position. It is also conceivable that an appropriate cushion function cannot be performed.

そこで、この実施の形態では、緩衝用ゴムベルト１４の断面形状を工夫することで、そのような位置ずれを起こしにくくする。例えば、緩衝用ゴムベルト１４の断面形状を、タンクバンド１２に対して、燃料タンク１０の膨張方向（すなわち燃料タンク１０の長手方向に沿って当該タンク１０の中央から離れる方向。図４の例では右方向）に向かって動きにくい形状とする。また、更に、緩衝用ゴムベルト１４の断面形状を、タンクバンド１２に対して、燃料タンク１０の収縮方向（膨張方向の逆向き。図４の例では左向き）に動きやすい形状とすれば、更に位置ずれの低減効果が増す。 Therefore, in this embodiment, by devising the cross-sectional shape of the shock-absorbing rubber belt 14, it is difficult to cause such a positional shift. For example, the cross-sectional shape of the shock absorbing rubber belt 14 is changed with respect to the tank band 12 in the direction of expansion of the fuel tank 10 (that is, the direction away from the center of the tank 10 along the longitudinal direction of the fuel tank 10. The shape is difficult to move in the direction). Furthermore, if the cross-sectional shape of the shock-absorbing rubber belt 14 is a shape that can easily move in the contraction direction of the fuel tank 10 (opposite direction of expansion, leftward in the example of FIG. 4) with respect to the tank band 12, the position is further increased. The effect of reducing deviation increases.

例えば、図５に示す例では、緩衝用ゴムベルト１４Ａの下面（すなわちタンクバンド１２との接触面）側の断面形状を、燃料タンク１０の長手方向に沿って非対称な鋸歯形状としている。すなわち、その鋸歯形状における、燃料タンク１０の長手方向に沿ってタンク外側の面１４４はタンクバンド１２の内面に対してほぼ垂直に切り立っているが、タンク中央側の面１４２は、タンク外側の面１４４よりも、緩やかな斜面となっている。なお、図５は、原理を分かりやすくするように強調したものであり、鋸歯形状のピッチはもっと細かいものであってもよい。また、燃料タンク１０とタンクベルト１２とによる押圧力で、緩衝用ゴムベルト１４Ａの実際の鋸歯形状は図示したものよりも幾分つぶれた形状となる。 For example, in the example shown in FIG. 5, the cross-sectional shape on the lower surface (that is, the contact surface with the tank band 12) side of the shock absorbing rubber belt 14 A is an asymmetric sawtooth shape along the longitudinal direction of the fuel tank 10. That is, in the sawtooth shape, the tank outer surface 144 stands substantially perpendicular to the inner surface of the tank band 12 along the longitudinal direction of the fuel tank 10, but the tank central surface 142 is the tank outer surface. The slope is gentler than 144. Note that FIG. 5 is emphasized so that the principle is easy to understand, and the pitch of the sawtooth shape may be finer. In addition, due to the pressing force by the fuel tank 10 and the tank belt 12, the actual sawtooth shape of the shock absorbing rubber belt 14A is somewhat crushed than the illustrated shape.

このような横断面形状を採用すると、緩衝用ゴムベルト１４Ａは、タンクバンド１２に対して燃料タンク１０の膨張方向（図中右側）に移動しようとすると大きな抵抗を受けるのに対し、燃料タンク１０の収縮方向に向かって移動しようとする場合には膨張時よりも小さな抵抗しか受けない。これにより、燃料タンク１０の膨張時には緩衝用ゴムベルト１４Ａのタンクバンド１２に対する位置ずれを低減し、また収縮時には緩衝用ゴムベルト１４Ａが収縮方向に向かって戻りやすくすることができる。したがって、燃料タンク１０の膨張収縮により緩衝用ゴムベルト１４Ａが、あらかじめ定められた設計上の位置からずれることが防止又は緩和される。 When such a cross-sectional shape is adopted, the shock absorbing rubber belt 14A receives a large resistance when it moves in the expansion direction of the fuel tank 10 (right side in the figure) with respect to the tank band 12, whereas When trying to move in the direction of contraction, it receives less resistance than during expansion. Thereby, when the fuel tank 10 is expanded, the displacement of the buffer rubber belt 14A relative to the tank band 12 can be reduced, and when the fuel tank 10 is contracted, the buffer rubber belt 14A can be easily returned in the contraction direction. Therefore, the cushioning rubber belt 14A is prevented or mitigated from being shifted from a predetermined design position due to the expansion and contraction of the fuel tank 10.

図５の例では、緩衝用ゴムベルト１４Ａの下面の鋸歯形状のうちのタンク外側の面１４４がタンクバンド１２の内面に対してほぼ垂直に切り立っていたが、これは一例に過ぎない。鋸歯形状は、タンク外側の面１４４の方が、タンク内側の面１４２よりも、タンクバンド１２の内面に対して大きい角度で切り立っているようなものであればよい。 In the example of FIG. 5, the tank outer surface 144 of the sawtooth shape of the lower surface of the shock absorbing rubber belt 14 A stands substantially perpendicular to the inner surface of the tank band 12, but this is only an example. The sawtooth shape may be such that the tank outer surface 144 stands up at a larger angle with respect to the inner surface of the tank band 12 than the tank inner surface 142.

次に、図６を参照して別の例を説明する。図６の例では、緩衝用ゴムベルト１４Ｂは、燃料タンク１０とタンクバンド１２との間だけでなく、タンクバンド１２のタンク中央側の面１２２を回ってタンクバンド１２の外側面を覆うように延びている。すなわち、この例では緩衝用ゴムベルト１４Ｂは、断面が「コ」の字状となっており、その「コ」の字の中にタンクバンド１２が挟み込まれている。 Next, another example will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 6, the buffer rubber belt 14 B extends not only between the fuel tank 10 and the tank band 12 but also around the surface 122 on the tank center side of the tank band 12 so as to cover the outer surface of the tank band 12. ing. That is, in this example, the cushioning rubber belt 14B has a “U” cross section, and the tank band 12 is sandwiched between the “U” characters.

図６の緩衝用ゴムベルト１４Ｂは、燃料タンク１０が膨張しても、タンクバンド１２のタンク中央側の側面１２２に引っかかっているために、タンク１０の膨張方向（図中右側）にはほとんど移動しない。したがって、燃料タンク１０の膨張収縮により緩衝用ゴムベルト１４Ｂが、あらかじめ定められた設計上の位置からずれることが防止又は緩和される。 Even when the fuel tank 10 is expanded, the shock absorbing rubber belt 14B of FIG. 6 is hardly moved in the expansion direction of the tank 10 (right side in the figure) because it is caught by the side surface 122 of the tank band 12 on the center side of the tank. . Therefore, the cushioning rubber belt 14B is prevented or alleviated from a predetermined design position due to the expansion and contraction of the fuel tank 10.

図６の例では、断面が「コ」の字状でタンクバンド１２の外側の面まで覆う緩衝用ゴムベルト１４Ｂを用いたが、これは一例に過ぎない。緩衝用ゴムベルト１４Ｂは、タンクバンド１２の外側の面まで覆わなくても、タンクバンド１２のタンク中央側の側面１２２に対して引っかかる形状であれば、燃料タンク１０の膨張による外側への移動を低減することができ、位置ずれを防止又は緩和することができる。 In the example of FIG. 6, the shock-absorbing rubber belt 14 B that covers the outer surface of the tank band 12 with a “U” cross section is used, but this is only an example. Even if the cushioning rubber belt 14B does not cover the outer surface of the tank band 12, it can reduce the outward movement due to the expansion of the fuel tank 10 as long as it is hooked against the side surface 122 of the tank band 12 on the center side of the tank. Misalignment can be prevented or mitigated.

なお、以上では、タンクバンド１２と燃料タンク１０との間の緩衝用ゴムベルト１４についての例を説明したが、他にも、例えば燃料タンク１０と車体との間などに、クッションとなる緩衝部材が粘着又ははめ込みなどにより挟み込まれることもある。このような緩衝部材も、燃料タンク１０の膨張収縮により、図４の例のように位置がずれてしまうことがあり、これに対する対策として、緩衝部材の横断面形状を、図５や図６の例のように、燃料タンク１０の膨張方向に向かって動きにくい形状としてもよい。また、更に、燃料タンク１０の収縮方向に動きやすい形状としてもよい。 In the above description, the example of the cushioning rubber belt 14 between the tank band 12 and the fuel tank 10 has been described. However, for example, a cushioning member serving as a cushion is provided between the fuel tank 10 and the vehicle body. It may be pinched by adhesion or fitting. Such a buffer member may also be displaced as shown in the example of FIG. 4 due to the expansion and contraction of the fuel tank 10, and as a countermeasure against this, the cross-sectional shape of the buffer member is changed to that shown in FIGS. It is good also as a shape which is hard to move toward the expansion | swelling direction of the fuel tank 10 like an example. Furthermore, it is good also as a shape which is easy to move to the contraction direction of the fuel tank 10.

また、以上では燃料タンク１０の膨張収縮の場合を説明したが、緩衝用ゴムベルトは振動によっても本来の位置からずれる可能性がある。このような振動による位置ずれに対しても、上述の実施の形態にて説明したような断面形状を持つ緩衝用ゴムベルトは同様の効果を奏する。 Further, the case of expansion and contraction of the fuel tank 10 has been described above. However, the shock absorbing rubber belt may be displaced from its original position even by vibration. The buffer rubber belt having the cross-sectional shape as described in the above-described embodiment also has the same effect with respect to such displacement due to vibration.

１０燃料タンク、１２タンクバンド、１４，１４Ａ，１４Ｂ緩衝用ゴムベルト。 10 Fuel tank, 12 Tank band, 14, 14A, 14B Rubber belt for cushioning.

Claims

自動車の車体に対して燃料タンクを締め付け固定するための帯状部材と前記燃料タンクとの間、又は前記車体と前記燃料タンクとの間に設けられた緩衝部材を、前記燃料タンクの膨張方向について移動しにくい形状としたことを特徴とする、自動車の燃料タンク支持構造。 A buffer member provided between a belt-like member for fastening and fixing the fuel tank to the vehicle body and the fuel tank or between the vehicle body and the fuel tank is moved in the expansion direction of the fuel tank. A fuel tank support structure for automobiles, characterized by a shape that is difficult to perform.