JP4609841B2 - Fuel tank - Google Patents
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Description
本発明は、燃料タンクの燃料貯留容量を増大させ、振動特性の向上を図り、耐用年数を増大する燃料タンクに関するものである。 The present invention relates to a fuel tank that increases a fuel storage capacity of a fuel tank, improves vibration characteristics, and increases a service life.
従来、トラックの燃料タンク01は、図7に示すように、エンドプレート02で筒状部03両端開口を閉塞する。その内部には、燃料の流動安定を図り、かつ、例えば、特開2004−123052号公報(特許文献1)記載の燃料タンクのように、筒状部03の剛性を維持するセパレータ(バッフル)が、スポット溶接等により固着されている。筒状部03の両端開口を閉塞するエンドプレート02は、図8に示すように、平面部02a周縁に設けたフランジ02bを、筒状部03の開口端縁と重ね、そこに、例えば、シーム溶接機の上下変位可能な上電極輪04と、定位置にあり、かつ上電極輪04と同径の下電極輪05とで挟持し、両電極輪04,05間で溶接電流を通電するとともに、ワークを回転送りしていくことにより、シーム溶接を行ない、気水密可能な燃料タンク01が製作される。 Conventionally, as shown in FIG. 7, the
製作された燃料タンク01はサイドフレーム06に取り付けたL型ブラケット07に載置される。この状態の燃料タンク01にベルト08を巻き付けるとき、ベルト08側にも同様にラバー(図示しない)を介して燃料タンク01に巻き付けることにより、燃料タンク01がブラケット06に固定される。このとき、ベルト08を介して締結することによりサイドフレーム06に搭載される。燃料タンク01は、ベルト08により締結剛性が高められた態様でサイドフレーム06に固定され、ばね下振動周波数よりも振動周波数(固有振動数)が高くなるようにしている。これにより、燃料タンク01がばね下から受ける振動によって、セパレータの溶接強度低下による剥離、脱落等による使用耐用年数の低下、騒音の発生を抑制する。
しかしながら、上記従来技術にあっては、エンドプレート02は、単に平坦面を成す平面部、あるいは上記特許文献1のように上下方向に複数本のビードを設けたに過ぎない構成である。このため、エンドプレート02に、主としてタンクの内圧および貯留燃料の移動に起因する負荷が、エンドプレート02の平面部02aへ垂直方向に作用する。その結果、負荷が作用した部分は、面外変形状態の曲げ状態となり、上記負荷に対する剛性が著しく低いものである。また、エンドプレートや筒状部の板厚を大きくすることも考えられるが、溶接コスト、重量の増大化等を招来する問題もある。 However, in the above-described prior art, the
本発明は、このような問題を解決するために工夫されたものであり、燃料タンクの燃料貯留容量を増大させるとともに、振動特性の向上を図れるエンドプレートを備え、さらには、剛性向上を図ったセパレータを設け、相対的に耐久性に優れた燃料タンクを提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve such problems, and includes an end plate that can increase the fuel storage capacity of the fuel tank and improve the vibration characteristics, and further improve the rigidity. An object is to provide a fuel tank that is provided with a separator and is relatively excellent in durability.
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項1記載の発明は、燃料タンクであって、筒状部開口端縁と、エンドプレートの周縁から前記筒状部長手軸線の外方向に折り曲げたフランジとを、シーム溶接機の上下両電極輪の間に挟持してシーム溶接により接合して前記筒状部開口を閉塞するとともに、前記エンドプレートに外側に曲率を有して膨出する膨出部を形成し、前記エンドプレートのフランジ近傍に、前記上電極輪よりも小径に形成した前記下電極輪の転動を許容する凹部を形成して成る燃料タンクにおいて、前記凹部を、前記膨出部と前記フランジとの間に存する前記エンドプレートの残存平面部に形成する一方で、前記筒状部内面に前記筒状 部長手軸線と略平行に折り曲げたフランジを溶着したセパレータを設け、L字状のブラケ ットに載置された前記燃料タンクをベルト部材を介して車体フレームに拘束するときに、 前記ベルト部材直下に前記セパレータが配置可能とされ、かつ、前記セパレータに、前記 ベルト部材からの拘束力の入力部となる前記セパレータの上コーナー部から前記ブラケッ トのコーナー部における前記セパレータの下コーナー部に沿う対角線方向に、前記セパレ ータのフランジに連続する主ビードを骨格として設け、さらに、主ビード両端の各側縁を 円弧状の湾曲面により前記フランジに滑らかに連結させたことを特徴とする。In order to solve the above problems, the following measures are taken in the present invention. That is, the invention according to
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の燃料タンクに係り、前記主ビードが設け られる前記セパレータの平面部を、所定の曲率により湾曲させたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the fuel tank according to the first aspect, wherein a flat portion of the separator provided with the main bead is curved with a predetermined curvature.
請求項1記載の発明によれば、エンドプレートのフランジ近傍に、シーム溶接の下電極輪に干渉しない凹部を形成したので、エンドプレートに、燃料タンク外側へ曲率を有して膨出する膨出部を設けることが可能となり、剛性が高められたエンドプレートを製作できる。これにより、エンドプレートは、それに生じる変形を、面外変形から面内変形の状態に近づけるようにする。すなわち、エンドプレートは膜応力(力の作用点を中心にして外周方向に力が分散される)が作用する状態となり、その膨出部に作用する外力の垂直負荷成分の一部が分力成分となってエンドプレートの面内に沿う方向へ流れるようにする機能を有する。その結果、エンドプレートの剛性が上がり、振動特性を向上することができるようになり、燃料貯留容量の増大化を図りつつ、使用耐用年数を大幅に増大でき、製作コストが安価で、騒音特性に優れた燃料タンクを実現できる効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, since the recess that does not interfere with the lower electrode wheel of the seam weld is formed in the vicinity of the flange of the end plate, the end plate bulges with a curvature toward the outside of the fuel tank. It is possible to provide an end plate, and an end plate with increased rigidity can be manufactured. As a result, the end plate causes the deformation that occurs to approach the state of in-plane deformation from out-of-plane deformation. That is, the end plate is in a state where film stress (force is distributed in the outer circumferential direction around the point of action of the force) acts, and a part of the vertical load component of the external force acting on the bulging part is a component component And has a function of flowing in a direction along the plane of the end plate. As a result, the rigidity of the end plate can be improved, the vibration characteristics can be improved, the fuel storage capacity can be increased, the service life can be greatly increased, the production cost is low, and the noise characteristics are improved. There is an effect that an excellent fuel tank can be realized.
また、請求項1記載の発明によれば、凹部を、膨出部とフランジとの間に存するエンドプレートの残存平面部により形成している。このため、シーム溶接を行うときに、残存平面部に治具が当てられることで、エンドプレートを筒状部へ挿入するときの治具による押さえ基準となり、残存平面部は、シーム溶接を行う際の基準面として機能する。その結果、シーム溶接機によるシーム溶接が容易となり、溶接精度を向上でき、ひいては製作コストの低減を図ることができる。According to the first aspect of the present invention, the concave portion is formed by the remaining flat surface portion of the end plate that exists between the bulging portion and the flange. For this reason, when seam welding is performed, the jig is applied to the remaining flat surface portion, which serves as a pressing reference for the jig when the end plate is inserted into the cylindrical portion. Functions as a reference plane. As a result, seam welding by a seam welder is facilitated, welding accuracy can be improved, and as a result, manufacturing costs can be reduced.
また、請求項1記載の発明によれば、L字状のブラケットに載置された燃料タンク本体のセパレータをベルト部材直下に配置し、ベルト部材の張力の入力部となるセパレータの上コーナー部からブラケットのコーナー部におけるセパレータの下コーナー部に沿う対角線方向におけるセパレータに、骨格となる主ビードを設けているので、セパレータ自体の剛性が格段に高められる。そのため、車体からL字状のブラケットを介して受ける振動入力に対する振動特性が向上できるとともに、セパレータ内を伝わる力の流れに沿った方向(対角線方向)に配置したビードにより、ベルト締め付け(締結)時におけるセパレータそのものの強度を確保できる。また、燃料タンクは、ベルトによる締結剛性も高められ、一次固有値(固有振動数の一番低い値)は大きくなる。このため、剛性向上を図ったエンドプレートとの相乗効果により、振動周波数を車両のばね下振動周波数よりも高めることができ、全体として耐久性に優れた燃料タンクを実現できる効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, the separator of the fuel tank main body placed on the L-shaped bracket is disposed immediately below the belt member, and the separator from the upper corner portion serving as an input portion of the belt member tension is provided. Since the main bead serving as the skeleton is provided in the separator in the diagonal direction along the lower corner portion of the separator at the corner portion of the bracket, the rigidity of the separator itself is significantly increased. Therefore, the vibration characteristics for the vibration input received from the vehicle body via the L-shaped bracket can be improved, and at the time of belt tightening (fastening) by the beads arranged in the direction (diagonal direction) along the flow of force transmitted through the separator. The strength of the separator itself can be secured. In addition, the fastening rigidity of the fuel tank is also increased, and the primary eigenvalue (the lowest value of the natural frequency) is increased. For this reason, the synergistic effect with the end plate with improved rigidity enables the vibration frequency to be higher than the unsprung vibration frequency of the vehicle, and provides an effect of realizing a fuel tank having excellent durability as a whole.
また、請求項1記載の発明によれば、主ビード両端の各側縁を円弧状の湾曲面により前記フランジに滑らかに連結することで、ベルト締め付け時におけるセパレータの主ビードに伝わる力の流れが、フランジを介してブラケットへ円滑に伝達される。これにより、セパレータの強度を高めることができるようになる。
また、請求項2記載の発明によれば、主ビードが設けられる前記セパレータの平面部を、所定の曲率により湾曲させているので、セパレータの剛性低下を効果的に抑制できるようになる。In addition, according to the first aspect of the present invention, the flow of the force transmitted to the main bead of the separator during belt tightening can be achieved by smoothly connecting the side edges of both ends of the main bead to the flange with arcuate curved surfaces. And smoothly transmitted to the bracket via the flange. Thereby, the strength of the separator can be increased.
According to the second aspect of the present invention, since the flat portion of the separator provided with the main bead is curved with a predetermined curvature, it is possible to effectively suppress a decrease in the rigidity of the separator.
以下において、本発明の実施の形態について、図1ないし図5を基に詳述する。 本実施の形態に係る燃料タンク1は、図1に示すように、例えば、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属素材で形成される。燃料タンク1の基本形態は、横断面がほぼ四角形状の筒状部2と、その内部に間隔を存して配置された3個のセパレータ3と、筒状部2両開口端縁を閉塞するエンドプレート4とによって構成され、内部に燃料が貯留可能となる空間が仕切られるように形成される。なお、セパレータ3の数は、3個に限定されるものではないのは勿論である。燃料タンク1のトラックへの搭載は、トラックのサイドフレーム5に取り付けたL型のブラケット6に摩擦接触部材であるラバー7を敷き、そのラバー7の上に燃料タンク1を載せ、ベルト8により締め付けて固定して行われる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
次に、燃料タンク1のエンドプレート4について説明する。すなわち、エンドプレート4は、図2に示すようにプレス加工され、シーム溶接によりシーム溶着して筒状部2開口端縁を閉塞する。エンドプレート4の、わずかに残された平坦な平面部4cは、エンドプレート4の全周に形成される。平面部4cの周縁には、筒状部長手軸線L(図1参照)の外方向に折り曲げたフランジ4aが形成される。また、平面部4cで囲まれたエンドプレート4中央部側にかけての主面部には、燃料タンク1の外側に向かって曲率を有して膨出する膨出部4bが形成される。この膨出部4bの形成により、エンドプレート4の剛性が高められ、エンドプレート4の変形は、面外変形から面内変形の状態に近づけられ、膨出部4bに作用する垂直負荷成分の一部を分力成分としてエンドプレートの面内方向へ流れるようにする機能を有するようになっている。 Next, the
また、エンドプレート4のフランジ4aは、図2によく示されるように、筒状部2の開口端縁と重ね合わせてシーム溶接される。すなわち、筒状部開口端縁側を、シーム溶接機(図示しない)の上電極輪11が、また、フランジ4a側を上電極輪11より小径の下電極輪12がそれぞれ押圧する。上下両電極輪11,12間に、フランジ4aと筒状部開口端縁との重合部が挟持され、ワークを回転送りしながら通電することにより、重合部を接合するシーム溶接がなされる。なお、シーム溶接機の上電極輪11は、シーム溶接機に上下方向に変位可能に軸支され、下電極輪12は定位置で軸支される。 Further, the
さらに、エンドプレート4のフランジ4a近傍には、下電極輪12が膨出部4bに干渉しないで回転自在となるように、凹部Sが形成される。この凹部Sは、具体的にはフランジ4aと、フランジ4aに隣接するわずかばかり残された平面部4cと、平面部4cから出っ張って膨出部4bへ膨出する立ち上がり部4b1とで形成される。こうして、凹部Sは、フランジ4aに沿ってエンドプレート4の全周に形成され、下電極輪12が膨出部4bに干渉することなく、転動していく。 Further, a recess S is formed in the vicinity of the
次に、セパレータ3を、図3〜図5に基づいて説明する。すなわち、セパレータ3は、上記エンドプレート4を筒状部2にシーム溶接する前の工程において筒状部2内に溶着されるものである。図3に示されるように、筒状部2内部に収納されるようにほぼ四角形状の外周を有し、燃料の流動安定のための透孔3aが上下左右に4カ所設けられ、かつ、全周にはフランジ3bが形成される。また、ベルト部材8の張力の入力部となるセパレータ3の上コーナー部3cから対角方向に対向する位置に存する下コーナー部3dは、半径R1の曲面が形成される。上コーナー部3cと下コーナー部3dを結ぶセパレータ3の対角線方向に、セパレータ3の骨格となる主ビード3eが設けられる。主ビード3e両端の両側縁は、所定の半径を有する円弧状の湾曲面3fによりフランジ3bに滑らかに連結される。また、下コーナー部3dは、ブラケット6の半径R2を有するコーナー部6aに対峙して着座するようになっている。 Next, the
ここで、ブラケット6のコーナー部6aにおける曲率R2と、セパレータ3の下コーナー部3dの曲率R1と、タンク筒部の板厚t1と、ラバー7の厚みt2との関係は、下記の数式1を満足する寸法に設定されるものである。 Here, the relationship between the curvature R2 of the
数式1
R1+t1+t2≦R2
R1 + t1 + t2 ≦ R2
このように、図5に示されるように、燃料タンク1におけるセパレータ3の下コーナー部3dと、ラバー7と、ブラケット6のコーナー部6aとの相互間における取付は、上記数式を満足するような寸法設定により互いに隙間の無い状態で取り付けられることとなる。このため、燃料タンク1がベルト部材8により巻き付けられるときに、ベルト部材8による締め付け力が確実になる。その結果、燃料タンク1のブラケット6に対する圧着力が高められ、燃料タンク1と、ラバー7と、ブラケット6とが一体化された状態で結合され、ベルト部材8からセパレータ3の主ビード3eに伝わるベルト締め付け力に起因する応力を効果的に分散することが可能となり、燃料タンク1の損傷を良好に回避することができるようになる。Thus, as shown in FIG. 5, the mounting between the
一方、セパレータ3の、上記主ビード3eに交差するもう一方の対角線に沿って、主ビード3eとセパレータ3のフランジ3bに不連続となる状態で2個の副ビード3g、3hが設けられる。主ビード3eと副ビード3g、3hの凹みは、フランジ3bと主ビード3eとを滑らかに結合させて、セパレータの剛性をあげるため、共にフランジ3bの折り曲げられる方向にプレス加工により形成される。このとき、図3のように、副ビード3hと外側の下コーナー部3iとの間の距離は、或る距離G(図3参照)だけ離すことで、セパレータ3の変形に対する柔軟性が増大して好都合となるものである。 On the other hand, two sub-beads 3g and 3h are provided along the other diagonal line of the
なお、セパレータ3の種類としては、筒状部2へセパレータ3が収容し易くなる作業性、およびスポット溶接のスポットガンが筒状部2内に入り易くなる等を考慮して二種類のセパレータ3が製作される。すなわち、図1に示すように、手前側(下側)から一枚目および二枚目のセパレータ3と、奥から一枚目(上から一枚目)のセパレータ3とは、少なくともフランジ3bの向きが相違するように、異なる金型でプレス加工される。 Note that there are two types of
燃料タンク本体の製作について説明する。まず、上記セパレータ3を、筒状部2に収容して取り付ける場合、図1の手前側から一枚目及び二枚目のセパレータ3は、同じ方向に向けた状態で下端開口部から収容する。フランジ3bは、筒状部2内周面に、×印で示したように、スポット溶接等の溶接手段により順次溶着して固定される。三枚目(上から一枚目)のセパレータ3は、上端開口部から収容して同様にフランジをスポット溶着により固定される。次工程において、エンドプレート4が筒状部2にシーム溶接される。 The production of the fuel tank body will be described. First, when the
すなわち、エンドプレート4は、図2に示すように、フランジ4aを筒状部開口端縁に重ね合わせる。この重合部をシーム溶接機の上電極輪11と下電極輪12とで挟み、溶接電流を通電しながら筒状部2とエンドプレート4とのワークを回転送りし、シーム溶接を行う。このとき、エンドプレート4のフランジ4a近傍に凹部Sが形成されているので、下電極輪12は膨出部4bの立ち上がり部4b1に干渉されることはなく、燃料タンクが製作される。 That is, as shown in FIG. 2, the
上記のように、製作された燃料タンク1は、図1、図4に示すように、トラックのサイドフレーム5の外側面に取り付けたL型のブラケット6に搭載される。すなわち、ブラケット6のほぼ全長に亘ってラバー7が途切れることなく敷設され、その上に燃料タンク1が載せられる。このとき、真ん中を除いた両側のセパレータ3がブラケット6(二カ所)の真上に配置される。ベルト8の両端をブラケット6に結合することにより、燃料タンク1は上記数式1の関係を満足する態様で、かつ、各セパレータ3がベルト8直下に配置された態様でブラケット6に締結される。 As described above, the manufactured
以上より、本実施の形態によれば、エンドプレート4にシーム溶接機の下電極輪12に干渉しない凹部Sを確保しつつ、外側に膨出する膨出部4bを形成することが可能となった。このため、燃料の貯留容量を増大させる一方で、剛性の高いエンドプレートを得ることができる。その結果、振動特性が向上し、溶接接合部の振動入力による破損等の発生を抑制し、ひいては燃料タンクの使用耐用年数を大きくでき、さらに、製作コストを安価にでき、騒音対策上も有利となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to form the bulging
また、セパレータ3に主ビード3bを設けたので、セパレータ3の剛性が高くなって振動特性が向上する。また、ベルト直下に、剛性を高くしたセパレータ3を配置したため、所要なベルト張力を得ることができる。また、ベルト締め付け時におけるセパレータ3内の力の流れを考慮した主ビード3bを配置しているため、ベルト締め付け時におけるセパレータそのものの強度を確保できる。Moreover, since the
また、ブラケット6のコーナー部6aにおいては、上記数式1を満足する寸法関係、すなわち、燃料タンクとブラケットとの間に隙間を生じることなくラバー7を介在して完全密着する状態で、燃料タンク1をブラケット6に締結できるため、ベルト締結力による面圧が大きくなり、燃料タンク1はラバー7を介してブラケット6に圧着する。その結果、ベルトによる燃料タンクの締結剛性が全体として高まり、ばね下の固有振動数よりも大きな固有振動数で燃料タンクを搭載できるようになる。Further, in the
なお、図3のように、副ビード3hと外側の下コーナー部3iとの間の距離は、半径R1と略同じ寸法Gだけ離されているので、応力集中が抑制され、セパレータ3は変形に対する柔軟性を増すので好都合となる。As shown in FIG. 3, since the distance between the
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, the present invention is not limited to this embodiment. It is included in the scope of the invention.
すなわち、図6に示すように、主ビード30eに加えて、セパレータのもう一方の対角線に沿って、主ビード30eに交差する別の骨格となる主ビード30jを設けてもよい。もっともこの場合に、セパレータ30の平面部を、所定の曲率を有するように湾曲面300を形成して剛性低下を防止するようにしてもよい。
係るセパレータを用いても、上記実施の形態の場合と略同様の効果を発揮する。That is, as shown in FIG. 6, in addition to the
Even if such a separator is used, substantially the same effect as in the case of the above embodiment is exhibited.
1 燃料タンク(燃料タンク本体)
2 筒状部
3 セパレータ
3a 透孔
3b フランジ
3c 上コーナー部
3d 下コーナー部
3e 主ビード
3e1 主ビード
3f 湾曲面
3g、3h 副ビード
4 エンドプレート
4a フランジ
4b 膨出部
4b1 立ち上がり部
4c 平面部
5 サイドフレーム
6 ブラケット
6a コーナー部
7 ラバー(摩擦接触部材)
8 ベルト(ベルト部材))
11 上電極輪
12 下電極輪
30 セパレータ
30b フランジ
30c 上コーナー部
30d 下コーナー部
30e 主ビード
30f 湾曲面
30j 主ビード
300 湾曲面
G 距離
L 筒状部の長手軸線
S 凹部
1 Fuel tank (fuel tank body)
2
8 belt (belt member))
11
G Distance L Longitudinal axis of cylindrical part S Concave part
Claims (2)
前記凹部を、前記膨出部と前記フランジとの間に存する前記エンドプレートの残存平面部に形成する一方で、
前記筒状部内面に前記筒状部長手軸線と略平行に折り曲げたフランジを溶着したセパレー タを設け、L字状のブラケットに載置された前記燃料タンクをベルト部材を介して車体フ レームに拘束するときに、前記ベルト部材直下に前記セパレータが配置可能とされ、かつ 、前記セパレータに、前記ベルト部材からの拘束力の入力部となる前記セパレータの上コ ーナー部から前記ブラケットのコーナー部における前記セパレータの下コーナー部に沿う 対角線方向に、前記セパレータのフランジに連続する主ビードを骨格として設け、
さらに、主ビード両端の各側縁を円弧状の湾曲面により前記フランジに滑らかに連結させ た、
ことを特徴とする燃料タンク。A cylindrical part opening edge and a flange bent outward from the peripheral edge of the end plate from the peripheral axis of the cylindrical part are sandwiched between both upper and lower electrode wheels of a seam welding machine and joined by seam welding. The lower end formed by closing the opening of the cylindrical portion and forming a bulging portion that bulges outward on the end plate and having a smaller diameter than the upper electrode wheel in the vicinity of the flange of the end plate. In a fuel tank formed with a recess that allows rolling of the electrode wheel ,
Said recess, while forming the remaining planar portion of the end plate which lies between the flange and the bulge portion,
The separators were welded flanges bent substantially parallel to the cylindrical director hand axis in the tubular inner surface is provided, the fuel tank mounted on the L-shaped bracket to the vehicle body frame via a belt member when constraining, in said separator belt member immediately below are possible arrangement, and, in the separator, the corner portion of the bracket from the upper U Na portion of said separator comprising an input portion of the restraining force from the belt member In the diagonal direction along the lower corner of the separator, a main bead continuous to the flange of the separator is provided as a skeleton,
Furthermore, each side edge of both ends of the main bead was smoothly connected to the flange by an arcuate curved surface ,
A fuel tank characterized by that.
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