CN112224014A

CN112224014A - 用于车辆的燃料箱的刚度加强结构

Info

Publication number: CN112224014A
Application number: CN201911136032.3A
Authority: CN
Inventors: 柳富烈; 金明桓
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-01-15
Also published as: KR102654532B1; KR20210008652A; US11235658B2; US20210016655A1

Abstract

一种用于车辆的燃料箱的刚度加强结构，即使在燃料箱中具有诸如正压和负压的压力的变化的情况下也能够维持燃料箱的刚度。特别地，在车辆碰撞事故的情况下，在由塑料材料制成的燃料箱内部的刚度加强柱能够通过允许刚度加强柱具有自反应式冲击分散移动来防止加强柱与燃料箱的上板和下板之间的热熔合部破裂。

Description

用于车辆的燃料箱的刚度加强结构

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的燃料箱的刚度加强结构。

背景技术

本章节中的陈述仅提供关于本公开的背景信息，并且可能不构成现有技术。

通常来说，在汽油车辆的发动机操作的同时，当发动机的负压通过罐作用在燃料箱侧上时，在燃料箱中的蒸发气体被收集在罐中，并且收集在燃料箱中的蒸发气体通过发动机的负压进入到发动机的燃烧室中，从而在其中进行燃烧，使得可以满足对蒸发气体排放的规定。

在另一方面，在混合动力车辆的情况下，当仅操作行走马达时，不能利用由于发动机操作引起的发动机的负压，使得在燃料箱中的蒸发气体无法被适当地收集在罐中。

为了解决这些缺陷，混合动力车辆的燃料箱被制造成使用塑料材料的封闭结构，其中，燃料箱被制造成配备有用于产生正压和负压的电子电磁阀的结构。

然而，当燃料箱的初始压力由于外部空气温度的上升而增加时，也随之产生由塑料材料制成的燃料箱的变形的问题。

因此，期望将以用于防止燃料箱的变形的分离式刚度加强构件安装在由塑料制成的燃料箱中。

图1示出了设置在燃料箱中的传统的刚度加强构件的示例。

如图1所示，加强柱20连接在燃料箱10的上板11与下板12之间。

即，加强柱20的顶表面和底表面通过热熔合方法等分别一体地熔合到燃料箱10的上板11和下板12。

具体地，为了根据安全规定在车辆碰撞的情况下吸收冲击，加强柱20在加强柱20的中间部分处包括凹形的破裂诱发部分22。

因此，当由于车辆碰撞引起的大冲击应用到由塑料材料制成的燃料箱10时，燃料箱10变形以吸收冲击，并且同时，加强柱20的破裂诱发部分22变形或破裂，从而吸收冲击。

然而，我们已经发现当加强柱20的刚度等级大于期望的参考值时，即使当由于车辆碰撞引起的冲击应用于塑料燃料箱10时，破裂诱发部分22也可能不损坏(或变形)。反而，位于燃料箱10的上板11与加强柱20的顶表面之间的熔合部分或者位于燃料箱10的下板12与加强柱20的底表面之间的熔合部分破裂(或撕裂)，从而引起燃料箱内部的燃料泄露的问题。

我们也发现当加强柱20的刚度过弱时，甚至通过作用在燃料箱上的负压也容易损坏破裂诱发部分22，从而引起燃料箱过度变形的问题。

发明内容

本公开提供了一种用于车辆的燃料箱的刚度加强结构，其即使在燃料箱中具有诸如正压和负压的压力的变化的情况下也能够通过将刚度加强柱安装在由塑料材料制成的燃料箱内部来维持燃料箱的刚度，并且在车辆碰撞事故的情况下能够通过允许刚度加强柱具有自反应式冲击分散移动来防止加强柱与燃料箱的上板和下板之间的热熔合部破裂。

在本公开的一个形式中，用于车辆的燃料箱的刚度加强结构可以包括：加强柱，该加强柱包括上端部和下端部；上熔合结构，该上熔合结构包括构造成锁定加强柱的上端部的第一锁定结构，从而使上熔合结构熔合在燃料箱的内部顶表面上；下熔合结构，包括构造成锁定加强柱的下端部的第二锁定结构，从而使下熔合结构熔合在燃料箱的内部底表面上。特别地，加强柱的上端部可移除地插入并锁定到上熔合结构的第一锁定结构，加强柱的下端部可移除地插入并锁定到下熔合结构的第二锁定结构。

第一锁定结构可以一体地设置在上熔合结构的下侧处，从而提供锁定空间，加强柱的上端部可以沿水平方向插入该锁定空间中，并且在第一锁定结构的一侧处可以设置有开口，从而在组装时允许接近加强柱。

第一锁定杆可以一体地设置在第一锁定结构的边缘的一部分处，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

第一锁定杆的一个端部可以一体地设置在第一锁定结构的边缘的预定位置处，并且第一锁定杆的相对端部可以被布置为在第一锁定结构的开口中的自由端。

第二锁定结构可以一体地设置在下熔合结构的上侧处，从而提供锁定空间，加强柱的下端部可以沿水平方向插入该锁定空间中，并且在第二锁定结构的一侧处可以设置有开口，从而在组装时允许接近加强柱。

第二锁定杆可以一体地设置在第二锁定结构的边缘的一部分处，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

第二锁定杆的一个端部可以一体地设置在第二锁定结构的边缘的预定位置处，并且第二锁定杆的相对端部可以被布置为在第二锁定结构的开口中的自由端。

此外，在上熔合结构的顶表面上和在下熔合结构的底表面下，可以一体地设置有多个热熔合突出部。

加强柱可以包括：柱部分，该柱部分具有预定长度；上锁定板，该上锁定板一体地设置在柱部分的上端上并且插入并锁定到设置在第一锁定结构中的锁定空间；以及下锁定板，该下锁定板一体地设置在柱部分的下端上并且插入并锁定到设置在第二锁定结构中的锁定空间。

具体地，上锁定板的直径被设置成小于第一锁定结构的锁定空间的直径，并且下锁定板的直径设置成小于第二锁定结构的锁定空间的直径。

加强柱的柱部分可以形成中空管形状并包括多个叶片，该多个叶片径向地布置在柱部分的外表面部分周围并且一体地设置在柱部分的外表面部分上。

可替代地，加强柱的柱部分可以被制造成在柱部分的内部部分中具有多个网格状单元空间的结构。

通过上述的结构，本公开提供了如下效果：

首先，安装在燃料箱中的刚度加强结构可以防止燃料箱在竖直方向上变形。

其次，即使在诸如车辆碰撞事故的冲击被施加到燃料箱和加强柱，加强柱的上锁定板和下锁定板分别在第一锁定结构和第二锁定结构的锁定空间中移动，从而允许分散并吸收冲击。因此，加强柱的上熔合结构和下熔合结构相对于燃料箱的上板和下板的热熔合状态分别可以被维持成它们原来的样子。

第三，在施加诸如在车辆碰撞事故中的冲击的给定条件下，加强柱的上熔合结构和下熔合结构并不破裂并且分别维持其熔合在燃料箱的上板和下板上的状态。因此，可以轻易地防止由于在传统的燃料箱的熔合部分别中的破裂而产生的泄露。

其他应用领域将会从本文所提供的描述中变得更明显。应当理解的是描述和具体示例仅用于解释的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以更好地理解本公开，现将参考附图通过示例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：

图1是示出了设置在燃料箱中的传统的刚度加强构件的示例的截面图；

图2是示出了本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的分解立体图；

图3A和图3B是主要零件的放大立体图，其示出了组装本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的过程；

图4是示出了本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的组装状态的侧截面图；

图5是示出了用于车辆的燃料箱的刚度加强结构熔合到燃料箱的状态的截面图；

图6A和图6B是分别示出了设置在根据本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的上熔合结构和下熔合结构上的热熔合突出部的示例的立体图；以及

图7A和图7B是分别示出了本公开的一个形式的用于燃料箱的刚度加强结构的刚性柱的截面结构的示例的视图。

本文中所描述的附图仅用于解释的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

下文中的描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或使用。应当理解的是在整个附图中，对应的参考标号标示相同或对应的零件或特征。

在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。

图2是示出了本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的分解立体图，图3A和图3B是主要零件的放大立体图，其示出了组装根据本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的过程，以及图4是示出了根据本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构的组装状态的侧截面图。

如图2到图4所示，根据本公开的一个形式的用于车辆的燃料箱的刚度加强结构100包括：上熔合结构110和下熔合结构120，该上熔合结构和下熔合结构具有相同的形状和对称的安装结构；以及加强柱130，该加强柱连接并组装在上熔合结构110与下熔合结构120之间。

上熔合结构110具有盘状形状，并且被制造成如下结构：其中待热熔合到燃料箱200的内部顶部表面(即，内部顶表面)的多个热熔合突出部111一体地设置在上熔合结构的顶表面上，并且用于锁定加强柱130的上端部的第一锁定结构112一体地设置在上熔合结构的下侧处。

在这种情况下，设置在上熔合结构110的顶表面上的热熔合突出部111可以具有各种形状，诸如圆形形状、直线形状和弧形形状等，如图6A和图6B所示。

具体地，第一锁定机构112一体地设置在上熔合结构110的下侧处，同时设置有具有L形边界表面的锁定空间112-1，加强柱130的上端部沿水平方向插入并耦接到该锁定空间。此外，开口112-2设置在第一锁定结构112的一侧处，从而在组装时允许接近加强柱130的上锁定板132。

此外，第一锁定杆114一体地设置在第一锁定结构112的边缘的一部分处，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

更具体地，第一锁定杆114的一个端部一体地设置在第一锁定结构112的边缘的预定位置处，并且其相对的端部布置为在第一锁定结构112的开口112-2中的自由端。

因此，如图3A所示，在第一锁定杆114向外打开之后，加强柱130的上锁定板132穿过第一锁定结构112的开口112-2插入到锁定空间112-1中。然后，如图3B所示，当第一锁定杆114被释放时，第一锁定杆114通过弹性回复力返回到其初始位置。因此，加强柱130的上锁定板132通过第一锁定杆114进入锁定状态，处于插入到锁定空间112-1中的状态。

同时，下熔合结构120具有与上熔合结构110所具有的形状相同的盘状形状，并且被制造成使得待热熔合到燃料箱200的内部底表面上的多个热熔合突出部121一体地设置在下熔合结构的底表面下，并且用于锁定加强柱130的下端部的第二锁定结构122一体地设置在下熔合结构的上侧处。

在这种情况下，设置在下熔合结构120的底表面下的热熔合突出部121可以具有各种形状，诸如圆形形状、直线形状和弧形形状等，如图6A和图6B所示。

以相同的方式，第二锁定结构122一体地设置在下熔合结构120的顶表面上，同时设置有具有L形边界表面的锁定空间122-1，加强柱130的底端部沿水平方向插入并耦接到该锁定空间。此外，开口122-2设置在第二锁定结构122的一侧处，从而在组装时允许接近加强柱130的下锁定板134。

此外，第二锁定杆124也一体地设置在第二锁定结构122的边缘的一部分处，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

更具体地，第二锁定杆124的一个端部一体地设置在第二锁定结构122的边缘的预定的位置处，并且其相对的端部被布置为在第二锁定结构122的开口122-2中的自由端。

因此，在第二锁定杆124向外打开之后，加强柱130的下锁定板134穿过第二锁定结构122的开口122-2插入到锁定空间122-1中。然后，当第二锁定杆124被释放时，第二锁定杆124通过弹性回复力返回到其初始位置。因此，加强柱130的下锁定板134通过第二锁定杆124进入锁定状态，处于插入到锁定空间122-1中的状态。

加强柱130竖直地布置在燃料箱内部，其中，加强柱的上端部可移除地插入并锁定到上熔合结构110的第一锁定结构112，并且加强柱的下端部可移除地插入并锁定到下熔合结构120的第二锁定结构122。

为此，加强柱130包括柱部分136，该柱部分具有一预定长度，盘状的上锁定板132一体地设置在柱部分136的上端上并且插入并锁定到设置在第一锁定结构112中的锁定空间112-1，并且盘状的下锁定板134一体地设置在柱部分136的下端下并且插入并锁定到设置在第二锁定结构122中的锁定空间122-1。

具体地，加强柱130的上锁定板132的直径被设置成小于第一锁定结构112的锁定空间112-1的直径，并且下锁定板134的直径被设置成小于第二锁定结构122的锁定空间122-1的直径。

由于该原因，在当加强柱130的上锁定板132插入到上熔合结构110的第一锁定结构112中的锁定空间112-1中且加强柱130的下锁定板134插入到下熔合结构120的第二锁定结构122中的锁定空间122-1中时的状态下，如图4所示，上锁定板132和下锁定板134均在上下方向上不具有间隙，但在水平方向上设置有约2mm到5mm的间隙，从而允许移动。

以这种方式，加强柱130的上锁定板132插入上熔合结构110的第一锁定结构112中的锁定空间112-1中，并且加强柱130的下锁定板134插入下熔合结构120的第二锁定结构122中的锁定空间122-1中。随后，设置在上熔合结构110上的热熔合突出部111和设置在下熔合结构下的热熔合突出部121分别热熔合到位于燃料箱200内部的内部顶表面和内部底表面。当热熔合突出部111和112与燃料箱成一体时，本公开的用于燃料箱的加强结构的组装和安装完成，如图5所示。

因此，即使将在竖直方向上的压力被施加到燃料箱200，加强柱130也起到在竖直方向上支撑该压力的作用，使得可以轻易地防止燃料箱竖直地变形。

此外，即使大冲击(诸如碰撞)被传递到燃料箱200，由于加强柱130的上锁定板132被允许在第一锁定结构112的锁定空间112-1中移动和/或加强柱130的下锁定板134被允许在第二锁定结构122的锁定空间122-1中移动，所以可以分散由于冲击所产生的力。因此，上熔合结构110和下熔合结构120变得防止由于碰撞所产生的过度的力通过热熔合突出部111和121的介质传递到在燃料箱200内部的顶部表面(即，内部顶表面)和底表面(即，内部底表面)上热熔合的部分。

换句话说，即使在诸如车辆碰撞事故中的冲击被施加到燃料箱和加强柱，加强柱130也可以分散并吸收该冲击，同时在锁定空间112-1和122-1中移动。因此，位于上熔合结构110和下熔合结构120与燃料箱200之间的热熔合部分可以在不存在可能引起泄露的变形或破裂的情况下被维持。

同时，由于加强柱130的柱部分136是竖直地布置在燃料箱的内部中并且支撑燃料箱的部分，柱部分136可以被制造成能够维持刚度并减小重量的结构。

为此，如图7A和图7B所示，加强柱130的柱部分136可以具有如下结构：该结构具有多个叶片136-2，这些叶片径向地布置到中空管136-1的外表面部分并且与中空管的外表面部分一体地设置。

可替代地，加强柱130的柱部分136可以被制造成在其内部部分中具有多个网格状单元空间136-3的结构。

尽管本公开已经详细地描述了实施例，但应当理解的是本公开的范围不由上文所描述的实施例限制，而且可以在不脱离本公开的范围的情况下修改和改变该实施例。如果在本公开的范围内作出修改和改进，则各种修改和改进的实施例也将会落入本公开的范围内。

Claims

1.一种用于车辆的燃料箱的刚度加强结构，所述刚度加强结构包括：

加强柱，包括上端部和下端部；

上熔合结构，包括构造成锁定所述加强柱的所述上端部的第一锁定结构，所述上熔合结构被构造成熔合在所述燃料箱的内部顶表面上；以及

下熔合结构，包括构造成锁定所述加强柱的所述下端部的第二锁定结构，所述下熔合结构被构造成熔合在所述燃料箱的内部底表面上；

其中，所述加强柱的所述上端部能移除地插入并锁定到所述第一锁定结构，并且所述加强柱的所述下端部能移除地插入并锁定到所述第二锁定结构。

2.根据权利要求1所述的刚度加强结构，其中，所述第一锁定结构一体地设置在所述上熔合结构的下侧处，从而提供锁定空间，所述加强柱的所述上端部沿水平方向插入所述锁定空间中；并且在所述第一锁定结构的一侧处设置有开口，从而在组装时允许接近所述加强柱。

3.根据权利要求2所述的刚度加强结构，其中，在所述第一锁定结构的边缘的一部分处一体地设置有第一锁定杆，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

4.根据权利要求3所述的刚度加强结构，其中，所述第一锁定杆的一个端部一体地设置在所述第一锁定结构的所述边缘的预定位置处，并且所述第一锁定杆的相对端部被布置为在所述第一锁定结构的所述开口中的自由端。

5.根据权利要求1所述的刚度加强结构，其中，所述第二锁定结构一体地设置在所述下熔合结构的上侧处，从而提供锁定空间，所述加强柱的下端部沿水平方向插入所述锁定空间中；并且在所述第二锁定结构的一侧处设置有开口，从而在组装时允许接近所述加强柱。

6.根据权利要求5所述的刚度加强结构，其中，在所述第二锁定结构的边缘的一部分处一体地设置有第二锁定杆，从而在向外打开时施加向初始位置的弹性回复力。

7.根据权利要求6所述的刚度加强结构，其中，所述第二锁定杆的一个端部一体地设置在所述第二锁定结构的所述边缘的预定位置处，并且所述第二锁定杆的相对端部被布置为在所述第二锁定结构的所述开口中的自由端。

8.根据权利要求1所述的刚度加强结构，其中，在所述上熔合结构的顶表面上和在所述下熔合结构的底表面下一体地设置有多个热熔合突出部。

9.根据权利要求1所述的刚度加强结构，其中，所述加强柱包括：

柱部分，具有预定长度；

上锁定板，一体地设置在所述柱部分的上端上并且插入并锁定到设置在所述第一锁定结构中的锁定空间；以及

下锁定板，一体地设置在所述柱部分的下端上并且插入并锁定到设置在所述第二锁定结构中的锁定空间。

10.根据权利要求9所述的刚度加强结构，其中，所述上锁定板的直径被设置成小于所述第一锁定结构的所述锁定空间的直径，并且所述下锁定板的直径被设置成小于所述第二锁定结构的所述锁定空间的直径。

11.根据权利要求9所述的刚度加强结构，其中，所述加强柱的所述柱部分形成中空管形状并且包括多个叶片，所述多个叶片布置在所述柱部分的外表面部分周围并且一体地设置在所述柱部分的所述外表面部分上。

12.根据权利要求9所述的刚度加强结构，其中，所述加强柱的所述柱部分被制造成在所述柱部分的内部部分中具有多个网格状单元空间的结构。