专利名称：车辆用燃料箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及在车辆中设置的车辆用燃料箱。
背景技术：
在引擎驱动的车辆中，设有容纳汽油等燃料的燃料箱。燃料箱的上箱和下箱通过焊接而接合，在由上箱和下箱形成的封闭空间中容纳燃料。在燃料箱的下箱的内部底面，通常设有辅助箱，即使车辆倾斜也能始终保持规定的液面而防止燃料的上吸故障，能向引擎稳定地供给燃料。辅助箱以外部底面与下箱的内部底面相对的状态通过点焊固定于下箱。
关于车辆用燃料箱，存在如下问题，S卩:由于行驶中的上下振动，燃料的重量作用于燃料箱底面，燃料箱上下运动而振动，将下箱和辅助箱连结的焊接部发生疲劳破坏。因此，在下箱的底面设置补强筋(bead)来进行加强。
例如，在专利文献I中，公开了如下技术，即:为了减轻焊接部的应力集中，在箱底面隔着板状支撑件安装副箱，提高弯曲刚性。此外，在专利文献2中，公开了如下车辆用燃料箱，即:改变将辅助箱和下箱固定的点焊部的位置，在下箱底面将凹补强筋及凸补强筋设置成直线状。并且，在专利文献3中，公开了如下技术，S卩:为了防止辅助箱和箱底面之间的剥离，设置撑条(stay)来进行加强。此外，在专利文献4中，公开了如下车辆用燃料箱，即:在箱主体的底面，设置有在该箱主体的长度方向的中央部和辅助箱的设置部分的两侧部分沿不同方向延伸的补强筋。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10 - 44793号公报
专利文献2:日本特开2002 - 321537号公报
专利文献3:日本特开2002 - 67711号公报
专利文献4:日本特开2000 - 158956号公报发明内容
发明要解决的课题
但是，若如上述专利文献I或3那样设置用来将辅助箱固定于下箱的额外的部件，则车辆整体的重量增加，有悖于车辆轻量化的倾向。此外，还存在因部件的增加而成本增加的问题。另一方面，若如上述专利文献2或4那样在下箱不连续地设置多个补强筋，则已判明在补强筋的不连续点强度降低。此时，即使如专利文献2那样改变了点焊的排列也无法得到足够的刚性，因此无法有效地防止连结辅助箱和下箱的焊接部的疲劳破坏。
因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于，提供一种新型的改良后的燃料箱，提高箱的刚性，能够防止因行驶中的上下振动而导致的连结辅助箱和下箱的焊接部的疲劳破坏。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，根据本发明的某观点，提供一种车辆用燃料箱，其特征在于，由箱主体和辅助箱构成，该箱主体将上箱及下箱相互接合，形成容纳燃料的封闭空间，该辅助箱通过点焊而固定于上述下箱的底面部，在上述辅助箱的宽度方向上隔开距离地、沿上述下箱的长度方向设定有多列的上述点焊，在上述下箱的底面部形成有沿该长度方向连续延伸且位于上述点焊的列间的至少一个补强筋，并且，上述辅助箱的下表面除了上述补强筋以外不具有与上述下箱的底面部不接触的部位。
根据本发明，在下箱的底面部，在辅助箱的第一方向(宽度方向)的长度的大致中心线上，形成至少一个补强筋，该补强筋在与第一方向正交的第二方向(长度方向)上连续延伸，由此，能够提高车辆用燃料箱的二次面板振动模式的固有振动频率。由此，能够提高车辆用燃料箱的刚性，能够防止因行驶中的上下振动而导致的连结辅助箱和下箱的焊接部的疲劳破坏。
补强筋的长度形成为，长度方向上的下箱的底面部的平坦部分长度的80%以上的长度。由此，能够充分保持车辆用燃料箱的刚性。
补强筋可以从下箱的底面部连续地形成到侧壁部。
可以将多个列的点焊配置得相对于在辅助箱的宽度方向的大致中心线上形成的补强筋而对称。
补强筋的宽度可以形成为隔着该补强筋而相邻的点焊的列间隔的50%以上的长度。由此，能够充分保持车辆用燃料箱的刚性。
在在列方向上相邻的点焊间，具有在相对于下箱的底面部的垂直方向上形成的压纹部。由此，能够充分保持车辆用燃料箱的刚性。
可以是，在下箱的底面部在从辅助箱的宽度方向上的端面到下箱的侧壁部之间的平坦部分，沿该长度方向形成其他补强筋。
补强筋可以形成为在宽度方向上蛇行的蛇行补强筋、或使宽度变化的宽度变化补强筋。
可以是，箱主体及辅助箱由表面处理钢板、不锈钢、或铝合金中的至少某一种材料形成，下箱和辅助箱由同一材质形成。
发明效果
根据以上说明的本发明，能够提供一种燃料箱，提高箱的刚性，能够防止因行驶中的上下振动而导致的连结辅助箱和下箱的焊接部的疲劳破坏。
图1是表示本发明的第一实施方式的车辆用燃料箱的外观的立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式的车辆用燃料箱的下箱的内部的立体图。
图3是图2的俯视图。
图4是表示将补强筋的长度Lb设为平坦部长度L时的、二次面板振动模式的说明图。
图5是表示将补强筋的长度Lb设为平坦部长度L时的、二次面板振动模式的说明图。
图6是表示将图3所示的补强筋的长度Lb设为平坦部长度L的48%时的下箱的形状的俯视图。
图7是表示将补强筋的长度Lb设为平坦部长度L的48%时的、二次面板振动模式的说明图。
图8是表示将补强筋的长度Lb设为平坦部长度L的48%时的、二次面板振动模式的说明图。
图9是表示补强筋的补强筋宽度Wb为点焊间距离Ws的66%的长度时的下箱的形状的说明图。
图10是表示补强筋的补强筋宽度Wb为点焊间距离Ws的19%的长度时的下箱的形状的说明图。
图11是表示将副补强筋形成在副补强筋可配置宽度Wa内的辅助箱侧时的下箱的形状的说明图。
图12是表示将副补强筋形成在副补强筋可配置宽度Wa内的下箱的侧面侧时的下箱的形状的说明图。
图13是表示在下箱的底面部形成了不连续的三个补强筋时的下箱的形状的说明图。
图14是表示具有形成了图13的不连续的补强筋的下箱的、燃料箱的二次面板振动模式的说明图。
图15是表示具有形成了图13的不连续的补强筋的下箱的、燃料箱的二次面板振动模式的说明图。
图16是作为相对于本发明的比较例而表示在补强筋的延长周边具有其他补强筋的下箱的内部的立体图。
图17是图2的下箱的俯视图。
图18是表示具有其他补强筋的下箱的二次面板振动模式的说明图。
图19是表示具有其他补强筋的下箱的二次面板振动模式的说明图。
图20是作为相对于本发明的比较例而表示除了补强筋以外具有不与辅助箱的下表面接触的部位的下箱的内部的立体图。
图21是图20的下箱的俯视图。
图22是沿图21的1-1线的剖面图。
图23是表示除了补强筋以外具有不与辅助箱的下表面接触的部位的下箱的二次面板振动模式的说明图。
图24是表示除了补强筋以外具有不与辅助箱的下表面接触的部位的下箱的二次面板振动模式的说明图。
图25是表示本发明的第二实施方式的燃料箱的一结构的俯视图。
图26是表示本发明的第二实施方式的燃料箱的其他结构的俯视图。
图27是表示将形成于下箱的补强筋设为凸形状时的下箱的形状的一例的剖面图。
图28是表示将形成于下箱的补强筋设为凸形状时的下箱的形状的一例的剖面图。
图29是作为本发明的变形例而具有蛇行补强筋的下箱的俯视图。
图30是作为本发明的变形例而具有宽度变化补强筋的下箱的俯视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，在本说明书及附图中，对于具有实质相同的功能结构的构成要素，附加相同符号而省略重复说明。
(第一实施方式)
[I 一 1.燃料箱的外观例]
首先，根据图1 图3，说明本发明的第一实施方式的车辆用燃料箱100的概略结构。另外，图1是表不本实施方式的车辆用燃料箱100的外观的立体图。图2是表不本实施方式的车辆用燃料箱100的下箱120的内部的立体图。图3是图2的俯视图。另外，以下将燃料箱100的长度方向设为车辆的行进方向进行说明。
本实施方式的车辆用燃料箱100如图1所示那样将上箱110和下箱120接合而形成。本实施方式的上箱110及下箱120分别由底面部和侧壁部形成，通过使上箱110及下箱120的开口部分、即在侧壁部的缘端部形成的凸缘相对并相互接合来构成箱主体。由此，能够形成容纳燃料的封闭空间。上箱110及下箱120的底面部和侧壁部的接合部分形成为R形状的弯曲部。
在封闭空间内，如图2所示，在下箱120的底面部124固定有辅助箱130。辅助箱130的固定通过点焊进行。将点焊的部位表示为点焊部150。本实施方式的下箱120和辅助箱130用六个点焊部150a 150f固定。
在下箱120的底面部124，在辅助箱130的宽度方向(x方向)的长度即下箱宽度I的大致中心线上，形成在长度方向(y方向)上无接缝的连续的补强筋142。如图3所示，在本实施方式的下箱120，以使补强筋142的宽度的中心位于下箱宽度I的中心线上的方式形成补强筋142，但也可以不太严格地在下箱宽度I的中心线上形成补强筋142。该情况下，优选将补强筋142形成在下箱宽度I的中心线上。此外，在补强筋142的两侧，与补强筋142大致平行地形成两个侧补强筋144、146。
构成燃料箱100的上箱110、下箱120以及辅助箱130例如由实施了电镀处理、塗装等表面处理的表面处理钢板、不锈钢、铝合金等形成。另外，下箱120和辅助箱130由于通过点焊进行固定，所以由相同材料形成。
这里，本实施方式的车辆用燃料箱100的特征在于，在下箱120的底面部124，在辅助箱130的下箱宽度I的大致中心线上形成沿长度方向连续延伸的补强筋142。如上述那样，以往，为了提高燃料箱100的刚性，在下箱120设置补强筋，但不能有效地防止因行驶中的上下振动而导致的连结辅助箱和下箱的点焊部的疲劳破坏。
本申请的发明者们经过仔细研究，发现在将辅助箱130安装在下箱120的底面部124的燃料箱100中，下箱120的底面部124的二次面板振动模式是将对下箱120和辅助箱130进行固定的点焊部150剥离的主要原因。即，本实施方式的燃料箱100，有效地提高针对下箱120的底面部124的二次面板振动模式的刚性(固有振动频率)是重要的，在下箱120处形成与该模式对应的补强筋是必要的。并且，已判明，通过在辅助箱130的下箱宽度Wl的大致中心线上形成在长度方向上无接缝的连续的补强筋142，能够有效地提高针对下箱120的底面部124的二次面板振动模式的刚性(固有振动频率)。
以下，详细说明本实施方式的形成于燃料箱100的下箱120的补强筋142的形状、和为了进一步提高燃料箱100的刚性而设置的副补强筋144、146的形状。
[1 — 2.补强筋形状]
(A.补强筋长度)
首先，根据图3 图8，说明形成于下箱120的补强筋142的长度方向的长度LB。补强筋142的长度Lb优选设为下箱120的底面部124的没有形成R形状的部分的平坦部分长度L的约80%以上的长度。通过将补强筋142的长度Lb设为这一长度，能够将二次面板振动模式的固有振动频率抑制为最大降低10%，能够充分保持燃料箱100的刚性。由此，能够在燃料箱100的整个供用期间中防止因行驶中的上下振动而导致的将辅助箱130和下箱120连结的点焊部150的疲劳破坏。
相反，可知若二次面板振动模式的固有振动频率降低超过10%，则燃料箱100的刚性不充足，在燃料箱100的供用期间中经常可见点焊部150的疲劳破坏的发生。
通过基于有限要素法的仿真而验证了将补强筋142的Lb长度设为平坦部分长度L的约80%以上的长度的效果。作为仿真条件，将下箱120的大小设为长度600mm、宽度450mm、高度120mm,将辅助箱130的大小设为长度200mm、宽度160mm、高度90mm。此外,假设在下箱120的底面部124如图3所示那样形成补强筋142以及副补强筋144、146，将它们分别设为宽度40mm、深度7mm。下箱120和辅助箱130通过在补强筋142和副补强筋144之间沿长度方向设置的点焊部150a 150c、以及在补强筋142和副补强筋146之间沿长度方向设置的点焊部150d 150f而被固定。
并且，关于补强筋142的长度Lb，使相对于下箱120的平坦部长度L的比率变化，计算出补强筋142的长度Lb变化后的固有振动频率相对于补强筋142的长度Lb是平坦部长度L时的固有振动频率(又称为“第I基准固有振动频率”)的比率。
上述仿真结果示于下述表I以及图4 图8。图4及图5是表示将补强筋142的长度Lb设为平坦部长度L时的二次面板振动模式的说明图。图6是表示将补强筋142的长度Lb设为平坦部长度L的48%时的下箱120的形状的俯视图。图7及图8是表示将补强筋142的长度Lb设为平坦部长度L的48%时的二次面板振动模式的说明图。另外，在图4、5、7、8中，表示出颜色越深的部分是上下方向(z方向)的燃料箱100的振幅越大的部位。
[表 I]
权利要求
1.一种车辆用燃料箱，其特征在于， 由箱主体和辅助箱构成，该箱主体将上箱及下箱相互接合，形成容纳燃料的封闭空间，该辅助箱通过点焊而固定于上述下箱的底面部， 在上述辅助箱的宽度方向上隔开距离地、沿上述下箱的长度方向设定有多列的上述点焊， 在上述下箱的底面部形成有沿该长度方向连续延伸且位于上述点焊的列间的至少一个补强筋，并且， 上述辅助箱的下表面除了上述补强筋以外不具有与上述下箱的底面部不接触的部位。
2.如权利要求1所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述补强筋的长度形成为，长度方向上的上述下箱的底面部的平坦部分长度的80%以上的长度。
3.如权利要求2所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述补强筋从上述下箱的底面部连续地形成到侧壁部。
4.如权利要求1所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述多个列的点焊被配置得相对于在上述辅助箱的宽度方向的大致中心线上形成的上述补强筋对称。
5.如权利要求4所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述补强筋的宽度形成为，隔着该补强筋而相邻的上述点焊的列间隔的50%以上的长度。
6.如权利要求4所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 在列方向上相邻的上述点焊间，具有在相对于上述下箱的底面部的垂直方向上形成的压纹部。
7.如权利要求1所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 在上述下箱的底面部，在从上述辅助箱的宽度方向上的端面到上述下箱的侧壁部之间的平坦部分，沿该长度方向形成有其他补强筋。
8.如权利要求4所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述补强筋形成为在宽度方向上蛇行的蛇行补强筋、或使宽度发生变化的宽度变化补强筋。
9.如权利要求1所述的车辆用燃料箱，其特征在于， 上述箱主体以及上述辅助箱由表面处理钢板、不锈钢、或铝合金中的至少某一种材料形成， 上述下箱和上述辅助箱由同一材质形成。
全文摘要
一种车辆用燃料箱，由箱主体和辅助箱(130)构成，箱主体将上箱及下箱(120)相互接合，形成容纳燃料的封闭空间，辅助箱(130)通过点焊(150)而固定于下箱(120)的底面部；点焊(150)在辅助箱(130)的宽度方向隔开距离，沿下箱(120)的长度方向被设定多个列；形成至少一个补强筋(142)，该补强筋(142)在下箱(120)的底面部沿其长度方向连续延伸，且位于点焊(150)的列间；并且，辅助箱(130)的下表面除了补强筋(142)以外不具有与下箱(120)的底面部不接触的部位。
文档编号B60K15/03GK103153672SQ20118004814
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月4日 优先权日2010年10月5日
发明者吉田裕一, 山本修治, 濑户厚司 申请人:新日铁住金株式会社