专利名称：汽车用燃料箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车用燃料箱，该汽车用燃料箱是将在金属板的中央形成有凹陷的下板及上板接合起来而形成的。
背景技术：
一般而言，汽车将金属板制或者树脂制的燃料箱搭载在其底部。金属板制的燃料箱是通过使在中央形成有凹陷的下板和中央形成有凹陷的上板重叠、并将其凹陷四周的凸缘进行缝焊而形成的。有时该下板、上板中的一者或者两者需要避免与排气消音管(muffler pipe)等其它零部件干涉。在此种情况下，该板的本应凹陷而形成燃料用空间的部位却没有凹陷，而是形成与凸缘连续的平面部来避开与其它零部件的干涉。该平面部并不与对面板的凸缘焊接在一起，其面向对面板的凹陷而形成燃料用空间的内壁。然而，与通过以凹下的方式进行冲压加工等形成了燃料用空间的部位不同，平面部的刚性较低。由于在对凸缘彼此进行缝焊的时候，是使电流(大电流)流过焊接部位由电阻热进行加热，受该热的影响，刚性低的平面部容易发生变形(塑性变形)。如果因缝焊时的热的影响导致实际的燃料箱的形状偏离所设计的形状，则会在燃料箱上产生预料之外的应力集中。此外，下板的刚性还会影响下板的固有频率。如果不能确保下板的刚性则其固有频率也会变低，存在有燃料箱容易随车辆的振动而弓I起共振之虞。为了改善缝焊的不合格率，专利文献I公开了一种燃料箱，这种燃料箱贴近凸缘重叠部在上板的平面部形成了沿着凸缘重叠部的加强筋(bead)部。专利文献1:日本特开平9-30269号公报然而，专利文献I的技术不过是在凸缘重叠部近处形成加强筋部用来防止冲压成形时在凸缘重叠部附近产生“褶皱”，该加强筋部被加到冲压成形模具的模具面之间来发挥抑制褶皱功能。如果仅仅是如专利文献I所记载的那样，以防止“褶皱”来改善缝焊的不合格率为目的，可以认为该技术也是有效的。虽然刚性也能因加强筋部得到提高，然而仅仅是在凸缘重叠部的近处形成加强筋部，并不能从根本上解决至少是因上述焊接时的热引起的变形、应力集中、共振这样的问题。例如，在专利文献I的技术中，由于是把加强筋部贴近凸缘重叠部的焊接部位形成的，所以在刚性低的焊接部位和刚性高的加强筋部刚性变化过大，存在有导致在刚性低的焊接部位应力过于集中之虞。除此之外，在燃料箱上作用有内压等情况下产生最大的应力集中的位置本来就是凹陷和平面部的接合根部部分。专利文献I把焦点放在了凸缘重叠部附近，完全没有考虑关于能产生该最大的应力集中的接合根部部分。
实用新型内容本实用新型是鉴于上述课题而作出的，其目的是提供能够谋求如下方面的汽车用燃料箱:1)抑制因焊接的时候热引起的变形；2)减少应力集中；3)应对共振。为了解决上述课题，本实用新型的代表性的结构的汽车用燃料箱，包括第I板及第2板，该第I板及第2板是在金属板的中央形成有凹陷的板,且将该第I板及第2板的凹陷重叠形成I个燃料用空间，本实用新型的代表性的结构的汽车用燃料箱的特征在于:第I板的凹陷四周的第I环状区域包括凸缘和平面部，其中，该凸缘与第2板的凹陷四周的第2环状区域重叠并焊接在一起，该平面部面向第2板的凹陷；在平面部形成有I个以上的加强筋，该加强筋具有连接于第I板的凹陷的周壁的两端部，且该加强筋形成在距凸缘的焊接部的规定距离处描绘出的轨迹线上。像专利文献I的技术那样，形成加强筋作为提高刚性的I个手段是有效的。然而，即使形成加强筋，如果不对燃料箱各处的刚性(刚性平衡)和负载平衡、应力集中等进行整体考虑，不去研究、确定以什么样的形状在什么样的区域形成也不会产生什么重要意义。即，重要的不是仅仅设置加强筋，而是将什么样形状的加强筋配置在什么样的区域。这是因为，如果加强筋的形状、形成区域等不同，其燃料箱的特性则完全不同。根据上述结构，由于将加强筋以合适的形状配置在合适的区域，所以能够谋求抑制因焊接时的热引起的变形、减少应力集中及应对共振。优选上述加强筋除其两端部附近之外的部分，设置在距凸缘的焊接部位的距离为从凸缘的焊接部位到第I板的凹陷的距离的1/5 4/5的区域。根据上述结构，能够进一步有效地谋求抑制因焊接时的热引起的变形、减少应力集中及应对共振。这是因为在刚性低的焊接部位和刚性高的加强筋部刚性变化不会过大，能够提闻刚性的缘故。优选第I板是其凹陷的凸面朝向路面的下板，第2板是重叠在下板的上侧的上板。由此，能够使排气消音管从下板的平面部的下方通过。优选上述加强筋具有台阶形状，该台阶形状为，由该加强筋分隔开的平面部中靠近下板的凹陷的一侧的部分比远离凹陷的一侧的部分低的形状。由此，能够防止加强筋里积存燃料。此外，能够使下板的冲压成形性提高。根据本实用新型，能够提供一种汽车用燃料箱，提高该汽车用燃料箱能够谋求:1)抑制因焊接时的热引起的变形；2)减少应力集中；3)应对共振。
图1是搭载本实施方式的汽车用燃料箱的汽车的仰视图。图2是表示图1的汽车用燃料箱的图。图3是图1的A-A剖面图。图4是在图2的(a)的燃料箱上安装了保护器的图。图5是图2 (b)的汽车用燃料箱的右侧前部的放大图。图6是示例图1的汽车用燃料箱因热的影响引起的变形量的图。图7是示例在图1的汽车用燃料箱上负载有内压的时候作用于各处的应力的图。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本实用新型的优选实施方式。该实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等不过是为了容易理解本实用新型而给出的示例，除非特别说明，其不是用来限定本实用新型的。另外，在本说明书及其附图中，关于具有实质上相同的功能、结构的元素，通过标以相同的附图标记来省略重复说明，此外省略与本实用新型没有直接关系的部件的图示。图1是搭载本实施方式的汽车用燃料箱(以下称为“燃料箱102”)的汽车100的仰视图。另外图中，“车辆前侧”用箭头Fwd表示，“车辆右侧”用箭头Rh表示，“车辆上侧”用箭头Up表示。如图1所示，燃料箱102搭载在汽车100的底部。图2是表示燃料箱102的图。图2的(a)是燃料箱102的立体图，图2的(b)是燃料箱102的仰视图。图3是图1的A-A剖面图。图4是在图2的(a)的燃料箱102上安装了保护器132的图。如图2的(a)所示，燃料箱102是通过将在金属板的中央形成有凹陷的第I板及在金属板的中央形成有凹陷的第2板的凹陷重叠形成I个燃料用空间而形成的。在本实施方式中，第I板是下板106，其凹陷104的凸面朝向路面，即朝向下侧。第2板是凹陷108的凸面朝向上侧的上板110，其重叠在下板106的上侧。下板106在其凹陷104的四周具有第I环状区域(以下称为“环状区域112”)，上板Iio在其凹陷108的四周具有第2环状区域(以下称为“环状区域114”)。如图3所示，环状区域112包括平面部116和凸缘118,环状区域114包括凸缘120。如图2的(b)所示，下板106的凸缘118和上板110的凸缘120沿着作为焊接部位的缝焊线LU图中以虚线表示)进行缝焊。如图3所示，平面部116呈大致平面状，其面向上板110的凹陷108 (与之相对)。如图4所示，在平面部116的下侧安装有用于保护平面部116的金属板制的保护器132。通过设置平面部116使排气消音管124能够从下板106下方经过。另外，这里，平面部116设于凹陷104的右侧。下板106及上板110的理想形状是，其贴合面刚性平衡良好，固定部位也均等、且能够获得负荷平衡的形状(好比是对称形状)。然而，如上所述，在布局上，在为了使排气消音管124等经过而不得不设置平面部116的车型中，设计成这样的理想的形状是不可能的。如果为了获得平衡而在上板110上也形成平面部的话，则会导致燃料用空间的容量降低。在下板106及上板110即使不能成为理想的形状的情况下，也必须是能够确保这些各处的刚性，足以承受设想的热和负荷的构造。具体要求为:1)抑制因缝焊时的热引起的变形；2)降低应力集中；3)应对共振。针对于此，在本实施方式中，在面向上板110的凹陷108且刚性较低的平面部116上，形成用于提高刚性的2个加强筋126、加强筋128。另夕卜，加强筋126、加强筋128不限于2个，只要是I个以上即可。不过形成多个加强筋126、加强筋128，能够得到更好的提高刚性的效果。图5是图2的(b)的燃料箱102的右侧前部的放大图。如图5所示，加强筋126、加强筋128的两端部连接于下板106的凹陷104的周壁130。此外，加强筋126、加强筋128形成在距凸缘118的缝焊线LI规定距离处描绘出的轨迹线上。具体而言，优选除其两端部之外，形成在距缝焊线LI固定距离L2 (作为代表对I个进行了标记)处描绘出的轨迹线上，但并不意味着限定于此。在本实施方式中，除其两端部附近之外，加强筋126、加强筋128设置在距凸缘118、凸缘120的缝焊线LI的距离为从凸缘118、凸缘120的缝焊线LI到下板106的凹陷104的距离的1/5 4/5的区域。加强筋126、加强筋128形成为大致字母“C”形状。图6是示例燃料箱102的因热的影响引起的变形量(车辆上下方向的位移量)的图。图6的(a)是示例因热的影响引起的燃料箱102的变形量的图，图6的(b)是示例作为比较例的因热的影响引起的燃料箱202的变形量的图。除了不具备上述2个加强筋126、加强筋128之外，作为比较例的燃料箱202是实质上与燃料箱102相同的燃料箱。在图6的(a)、图6的(b)中，分别示例了燃料箱102、202因沿着缝焊线LI进行了缝焊时的热的影响引起的变形量。即，示例了使缝焊线LI的温度进行了从常温一高温一常温的变化的情况下的变形量。如图6的(b)所示例的那样，由于不具备加强筋126、加强筋128，导致比较例的燃料箱202以平面部116为中心产生了相当大的变形。另一方面，如图6的(a)所示例的那样，由于具备加强筋126、加强筋128，本实施方式的燃料箱102能够大幅度地抑制平面部116的变形。具体而言，相比于比较例的燃料箱202，采用本实施方式的燃料箱102，能够将热变形量改善(降低)64%。
图7是示例在燃料箱102上负载有内压的时候作用在各处的应力的图。图7的(a)是示例在燃料箱102上负载有内压的时候作用在各处的应力的图，图7的(b)是示例在作为比较例的燃料箱202上负载有内压的时候作用在各处的应力的图。在图7的(a)、图7的(b)中分别示例了在燃料箱102、202上负载有6.5kPa内压的时候作用在各处的应力。如图7的(b)所示例的那样，由于不具备加强筋126、加强筋128，导致比较例的燃料箱202在凹陷104和平面部116的接合根部部分、也就是平面部116的两端的区域234、区域236这两处作用有高应力(作用有高应力的地方用交叉影线图示)。另一方面，如图7的(a)所示例的那样，由于具备加强筋126、加强筋128，使平面部116具有刚性，所以本实施方式的燃料箱102能够将应力分散。应力分散的结果是，高应力作用在区域134、区域136、区域138这3处，能够降低最大应力。具体而言，在本实施方式的燃料箱102中最大应力为208MPa，在比较例的燃料箱202中最大应力为236MPa，能够将最大应力相对降低12%。此外，在比较例的燃料箱202的下板206的固有频率为209Hz的情况下，上述具备加强筋126、加强筋128的本实施方式的燃料箱102的下板106的固有频率被改善(增大)为211Hz。具体而言，固有频率的值得到0.95%的改善。这是因为设置加强筋126、加强筋128使得刚性提高的缘故。因此，能够通过加强筋126、加强筋128的设定来调整固有频率，防止共振。由此，能够防止燃料箱102的振动和因振动引起的噪音。在表I中示出本实施方式的燃料箱102和作为比较例的燃料箱202的比较结果。(表I)
I本实施方式 I比较例I本实施方式的改善率
热变形量参照图6的(a)参照图6的(b)热变形量减少64%_
最大应力 208MPa_236MPa_最大应力减少12%_
固有频率|211Hz|209HzI固有频率的值改善0.95%本实施方式的燃料箱102之所以产生上述效果，很大程度上与加强筋126、加强筋128的形状、形成区域有关。例如，如果不是离开缝焊线LI规定距离地形成加强筋126、加强筋128 (如果加强筋126、加强筋128离缝焊线LI的距离太近)，则刚性低的缝焊线LI和刚性高的加强筋126、加强筋128之间的刚性变化过大，会导致刚性低的缝焊线LI上应力过于集中。另外虽然在上述说明中使设置加强筋126、加强筋128的区域在距缝焊线LI的距离为从缝焊线LI到下板106的凹陷104的距离的1/5 4/5的区域，但是这并不意味着如果脱离该区域就不能得到任何效果。该区域是至少经确认了的相比于以往的结构能够得到显著效果的区域。此外，由于加强筋126、加强筋128的两端部连接于下板106的凹陷104的周壁130，所以凹陷104和平面部116的接合根部部分的刚性得以大幅度提高。由于加强筋126、加强筋128形成为大致“C”字形状，其两端部带有角度地连接于周壁130，所以凹陷104和平面部116的接合根部部分的刚性得以进一步提高。再次参照图3。在本实施方式中，加强筋126、加强筋128形成为台阶形状，该台阶形状为，被加强筋126、加强筋128分隔开平面部116中的靠近下板106的凹陷104侧的部分比远离该凹陷104侧的部分低的台阶形状。由此，能够防止加强筋126、加强筋128处积存燃料。此外，比起台阶形状的加强筋126、加强筋128，下板106随着越向内侧去深度逐渐变深，即成为下沉的形状。这是能够有利于冲压成形的形状，也能够有助于提高冲压成形性。此外如图3所示，在本实施方式中，以在排气消音管124的正上方沿排气消音管124的延伸方向Xl (参照图1)延伸的方式形成加强筋126、加强筋128。由此，能够使其对于排气消音管124所发出的热也具有高抗性。虽然在下板106和排气消音管124之间隔有金属板制的保护器132，但是由于会通过保护器132传递排气消音管124的热，因而能够通过把加强筋126、加强筋128设置在排气消音管124的正上方来确保刚性，提高到达塑性变形的屈服点，防止因来自排气消音管124的热的影响引起的变形。以上，参照附图说明了本实用新型的优选实施方式，但是不言而喻，本实用新型并不为相关例子所限定。显然，本领域技术人员能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或者修正例，应当理解为，这些变更例或者修正例当然属于本实用新型的技术范围。例如，虽然在 上述实施方式中说明了在下板106的环状区域112形成平面部116、加强筋126、加强筋128的情况，但是也可以将它们设置在上板110的环状区域114。此外，加强筋126、加强筋128不限于台阶形状，也可以是隆起形状、帽子形状等。工业实用件本实用新型能够应用于将在金属板的中央形成有凹陷的下板及上板接合从而形成的汽车用燃料箱。100…汽车，102，202…燃料箱，104…凹陷，106，206...下板，108…凹陷，110…上板，112，114…环状区域，116…平面部，118、120…凸缘，124…排气消音管，126、128…加强筋，130…周壁，132…保护器。
权利要求1.一种汽车用燃料箱，其包括第I板及第2板，该第I板及第2板是在金属板的中央形成有凹陷的板，并且将该第I板及第2板的凹陷重叠形成I个燃料用空间，其特征在于: 第I板的凹陷四周的第I环状区域包括凸缘和平面部，其中， 所述凸缘与第2板的凹陷四周的第2环状区域重叠并焊接在一起， 所述平面部面向第2板的凹陷； 所述平面部形成有I个以上的加强筋，该加强筋具有连接于第I板的凹陷的周壁的两端部，该加强筋形成在距所述凸缘的焊接部的规定距离处描绘出的轨迹线上。
2.如权利要求1记载的汽车用燃料箱，其特征在于，所述加强筋除其两端部附近之外的部分，设置在距所述凸缘的焊接部位的距离为从所述凸缘的焊接部位到第I板的凹陷的距离的1/5 4/5的区域。
3.如权利要求1或2记载的汽车用燃料箱，其特征在于，第I板为下板，其凹陷的凸面朝向路面，第2板为重叠在该下板的上侧的上板。
4.如权利要求3记载的汽车用燃料箱，其特征在于，所述加强筋具有台阶形状，该台阶形状为，由该加强筋分隔开的所述平面部中的靠近所述下板的凹陷的一侧的部分比远离该凹陷的一侧的部分低的台阶形状。
专利摘要本实用新型提供一种汽车用燃料箱，提供该汽车用燃料箱能够谋求1)抑制因焊接时的热引起的变形；2)减少应力集中；3)应对共振。本实用新型的燃料箱通过把在中央形成了凹陷的第1板(下板)和第2板(上板)重叠后进行缝焊而形成。第1板的凹陷四周的第1环状区域包括凸缘和平面部，凸缘与第2板的凹陷四周的第2环状区域重叠并焊接在一起，平面部面向第2板的凹陷。在平面部形成有1个以上的加强筋，该加强筋具有连接于第1板的凹陷的周壁的两端部，其形成在距凸缘的焊接部的(缝焊线)规定距离处描绘出的轨迹线上。
文档编号B60K15/073GK203020069SQ20122073673
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者胜山阳平 申请人:铃木株式会社