JP2012530013A - 硬質プラスチックの燃料タンクを補強するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)現在のポリマータンクを、圧力を保持することができる鋼製の同等物と交換すること。
(2)例えば、(「キスポイント(kiss point)」とも呼ばれる)タックオフ(tack−off)を提供し、そこでタンクの成形時に、頂部と底部に窪みを設けて頂部と底部との間に機械的連結を作り出すことによって、タンク形状を最適にすること。
(3)(一般には、金属製の)ストラップを補強材として使用すること。
(4)付加的な剛性を作り出す構造リブをタンク表面内に成形し又はタンク表面内に機械的に係止すること。
(5)蒸気の発生及び関連した圧力を制御するため、鋼製タンクの内部にプラスチックの内袋を使用すること。
(1)金属製のタンクは、材料の密度の性質により、ポリマータンクと比べて著しく重い。鋼の密度は、HDPEの密度の約8倍超であるが、従来のタンク壁の厚さは、鋼製の同等物の3〜4倍にすぎない。鍛造打型(stamping dies)のコストが高いため、小容積の鋼製タンクを作るのにも、コストが法外に高い。代案は、同様に従来の車両の容積を鋼で作ることであり、その結果、一体化した平均燃費が低下する可能性があり、小容積のプラグインハイブリッドによって得られる利益が相殺される。
(2)形状の最適化は、車両製造者によって必要とされる性質を維持しつつ、せいぜい付加的な耐圧力を加えることができるにすぎない。例えば、タックオフは、その固有の形状のため、タンクにおいて多量の利用可能な容積を使用する。タックオフは、タンクの耐衝撃性も減少させる。そして、タックオフ自体は大抵、所要の耐圧力を提供しない。
(3)ストラップ補強材を得ることができるが、車両のアンダーボディの形状が複雑であり、アンダーボディと地面との隙間が製造者によって厳格に定められているので、ストラップ補強材を使いこなすのが困難である。さらに、ストラップが加えられるので、ストラップの付加的な重量がポリマータンクによる重量の節減を打ち消し始める。さらに、ストラップが一般にタンク表面に貼り合わせられないので、ストラップは、顕著な構造上の利点を提示しない。
(4)タンク表面に成形され又は機械的に係止される解決策は一般に、タンクの冷却前に挿入され、その結果、成形時にタンクシェルに応力が発生し、タンクシェルの性能に害を及ぼす。
(5)従来のプラスチックタンクと可撓性の内袋(bladder)との一体化に関する工業化が試みられてきた。しかしながら、内袋をタンク内に固定し密閉するという課題のため、このような技術は断念された。
− 少なくとも1つの変位の大きな部分と少なくとも2つの変位の小さな部分をタンク壁上に特定する工程と、
− 構造部材が、変位の大きな部分の少なくとも1つのポイントにおいてタンク壁との少なくとも1つの接触ポイントと、少なくとも2つの変位の小さな部分の各々におけるタンク壁上での少なくとも1つの固着ポイントとを有するように、閉鎖容積の外側のこれらの少なくとも3つの部分を硬質構造部材と機械的に連結する工程とを備え、これらの接触ポイントと固着ポイントが整列しないが平面を画成する、上述の方法に関する。
(1)解決策は、鋼の使用とは異なり、既存のタンクへの「付加」である。
(2)この解決策は、車両取付ポイントに取り付ける付加的なストラップの使用とは異なり、タンクの変位の荷重を別個に支持する。
(3)システムは、衝撃を受けやすい大きな領域の剛性を作り出しがちであるタックオフの使用とは異なり、衝突状態において最適な結果を提供するように設計されることができる。このシステムは、タンク内の圧力を保持するように最適化されることができ、且つ溶接パッドを適当な寸法にしさえすれば衝突時に分離するように最適化されることができる。
(4)解決策は、タンクの冷却の際にタンクシェルの収縮を受けやすくはない。
(5)この解決策は、吹き込み成形シェルにおいて任意のインサートを必要とせず、異なる車両の反復適用(即ち、ガソリン、ハイブリッド、プラグインハイブリッド等)に対して1つのタンクシェルの設計を可能にする。
(6)この解決策は、比較的低コストで軽量の材料で製造されることができる。
(7)タンクへの固着は、周知の工業化されたプロセスで行うことができる。
(1)プラグインハイブリッドの用途に対して、鋼製のタンクと比較して重量の利点を維持しつつ、プラスチックの燃料システムを使用する能力。
(2)意図した車両の種類に基づき、タンクに構造体を付加し又はタンクから構造体を除去する能力。
(3)アンダーボディの構造的一体性に依拠しない支持システム。
(1)重量の節減
(2)燃費の改善
(3)部品コストの削減
(4)工具コストの削減
(5)耐蝕性
(6)車両組み立てライン(プラットフォーム)への容易な組み込み
− 固着ストラップをタンクの底部壁上に置く工程と、
− 移動しない部分をもつ組立体を得るため固着ストラップを拘束する(適所に維持し固定する)ように、構造部材を上述のような多数のポイントでタンクの前記底部壁に固定する工程と、
− 固着ストラップ、そして結局は他の補助的な機械的結合手段(リベット、ねじ)によって、組立体を車両のアンダーボディに取り付ける工程と、を備える、(好ましくはハイブリッド)車両に燃料タンクを組み付けるための方法に関する。
2 ストラップ
3 構造部材
4 脚部
5〜7 横断面
8 補強バー
9 構造部材
11 半部シェル
12 固着部
13 C形フレーム
14 リンク部材
15 固着部品
16 ガラス又は炭素繊維
17 クリップ
Claims (13)
- 内部閉鎖容積を画定する壁を備えた硬質プラスチックの燃料タンクを補強するための方法であって、
構造部材が、前記燃料タンクが燃料で満たされているときに引き起こされる変位が小さい前記壁の2つの異なる部分に位置する少なくとも2つのポイントにおいて、前記閉鎖容積の外側で前記タンクの前記壁に固定されており、前記構造が、前記変位が大きい前記壁の部分において前記タンク壁に対して少なくとも1つの接触ポイントを有する方法。 - 少なくとも1つの変位の大きな部分と少なくとも2つの変位の小さな部分とを前記タンク壁上に特定する工程と、
前記構造部材が、変位の大きな部分の少なくとも1つのポイントにおける前記タンク壁に対する少なくとも1つの接触ポイントと、少なくとも2つの変位の小さな部分の各々における前記タンク壁上での少なくとも1つの固着ポイントとを有し、これらの接触ポイントと固着ポイントが整列しないが平面を画定するように、前記閉鎖容積の外側のこれらの少なくとも3つの部分を前記硬質構造部材と機械的に連結する工程と、
を備える請求項1に記載の方法。 - 前記構造部材が、プレートとして、又はフレームを形成するバー、ビーム等の組立体として形作られている請求項1又は2に記載の方法。
- 前記タンク壁が、上部分及び下部分を備え、前記タンク及び前記構造が、前記固着ポイント及び前記接触ポイントのところで互いに溶接されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記構造部材が、前記燃料タンクの前記プラスチックよりも硬質の材料で作られており、前記タンク壁に溶接可能なプラスチックによって前記部材の前記溶接領域(固着ポイント)をオーバーモールド成形することを備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 5つの溶接ポイントがそれぞれ前記下部又は前記上部タンク壁の実質的に中間及び四隅部に置かれている請求項5に記載の方法。
- 前記タンクがピンチを備え、前記構造部材が、前記ピンチ上でクリップ止めされたSMC製の半部シェルである請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- クリップが、固定された箇所で(前記クリップを溶接するのに使用される溶接設備に対して)間隔を隔てて前記ピンチ上に溶接され、前記半部シェルがこれらのクリップ上でクリップ止めされる請求項7に記載の方法。
- 前記接触ポイントが、前記タンク上及び前記構造部材上に配置されたリブとして形作られており、前記リブが、合致する形状及び寸法を有する請求項7又は8に記載の方法。
- 前記タンクが、少なくとも1つのキスポイントを備え、前記キスポイントの両側に配置された2つの平らな部材(プレート)が、前記キスポイントを通るロッド(バー)を使用して互いに連結されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記構造部材が、少なくとも2つずつ互いに連結され、前記タンクのピンチ及び少なくとも1つの固着リブに固定された「C」形状を有するフレームを備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ハイブリッド車両において請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法によって得られるタンクの使用。
- 固着ストラップを前記タンクの前記底壁上に置く工程と、
請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法を使用して、前記固着ストラップを拘束し、移動する部分をもたない組立体を得るように、構造部材を前記タンクの前記底壁に固定する工程と、
前記固着ストラップによって前記組立体を車両のアンダーボディに取り付ける工程と、
を備える、車両に燃料タンクを組み付けるための方法。
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