JP4798603B2 - 燃料タンクの口金取付方法 - Google Patents

Description

この発明は、加工工数を削減した燃料タンクの口金取付方法に関する。

上下分割されたアッパーパネルとロアパネルを上下に重ね合わせて中空部を形成するとともに、アッパーパネルの上部へ給油用の口金を一体化した燃料タンクは公知である。この口金はアッパーパネルに対して溶接により取付けられていた。
また、２部材の結合方法として、第１の板材の第１フランジと第２の板材の第２フランジを重ね、第２フランジの端部を第１フランジの周囲へ略Ｕ字状に折り曲げてカシメることにより予備曲げするようにしたヘミング結合部を形成するヘミング加工が公知である。

このヘミング加工における予備曲げは、まず第２フランジの端部を直角に屈曲させて曲げ端部を形成し、この曲げ端部をカム等により第１フランジ上へ側面方向から曲げて斜めに倒す第１工程と、さらに第１フランジと略直交方向からパンチを移動させて曲げ端部を第１フランジ上へ重ねる第２工程を必要とする（特許文献１参照）。

さらに、予備曲げ部の結合を強固にしたりシールを確実にするため、曲げ端部の内側へ接着剤を塗布してから曲げ端部を折り曲げるようにすることも公知である（特許文献２参照）。
特開２０００−０５１９５８号公報 特開平０６−３０５３２９号公報

ところで、燃料タンクの口金は液密並びに気密に取付けられる必要があるため、溶接により取付けられていたが、この場合には溶接後に溶接部の表面を塗装しなければならず、それだけ工数が多くなるため、塗装を省略して工数削減することが望まれている。
また、溶接によらずカシメにより結合することも考えられるが、この場合には気密及び液密を達成するため、カシメ部に接着剤を充填する必要があるが、カシメに先立って正確に必要量だけ充填することは困難であり、実際は若干の余剰分が出るように充填するが、この余剰分が予備曲げ時にはみ出すことがある。このはみ出しは製品の外観を損うため、予備曲げ後に拭き取り等により除去しなければならず、やはり多くの手間を要することになり、このようなはみ出しが生じない加工方法の実現も望まれている。
そこで本願発明は、これらの要請の実現を目的とする。

上記課題を解決するため、燃料タンクの口金取付方法に係る請求項１の発明は、上下分割されたアッパーパネルとロアパネルを上下に重ね合わせて中空部を形成するとともに、アッパーパネルの上部へ給油用の口金を一体化した燃料タンクにおける口金取付方法において、
前記アッパーパネルの上部に第１フランジを立設し、この第１フランジの内側へ密に嵌合するように前記口金の上端部に第２フランジを設け、さらにこの第２フランジの先端部を鋭角断面に屈曲させて、屈曲部と、その先端側の曲げ端部と、この曲げ端部に対面する部分であるフランジ基部とを形成するフランジ形成工程と、
前記フランジ基部の前記曲げ端部に対面する表面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
この第２フランジの外側へ前記第１フランジを嵌合し、その先端部を前記フランジ基部表面へ摺接させながら前記屈曲部側へ移動させることにより、前記接着剤を塗り延ばし、その後、第１フランジの先端部を前記屈曲部から離して移動停止させることにより、前記接着剤の余剰分を、前記第１フランジの先端部と前記屈曲部との間へ前記曲げ端部と非接触になるように押し出す口金挿入工程と、
前記曲げ端部を前記第１フランジ上へ折り曲げて密に重ねるとともに、前記屈曲部をアール状にした折り曲げ部とし、前記接着剤の余剰分を、前記第１フランジの先端部と前記折り曲げ部との形成された接着剤溜まり部内へ収容する予備曲げ工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１の前記予備曲げ工程において、先端に傾斜角を設けたパンチを前記第１フランジに対して平行に移動させることにより、前記曲げ端部を１回のパンチで折り曲げ完了させる。

請求項３の発明は上記請求項１の前記予備曲げ工程において前記アッパーパネルと口金がそれぞれカラー鋼板からなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、接着剤塗布工程において、第２フランジの先端側を鋭角に屈曲させて曲げ端部とし、第２フランジにおけるフランジ基部表面の屈曲部から離れた位置に接着剤を塗布する。このとき曲げ端部に対面する屈曲部内側のフランジ基部表面へ接着剤を充填することにより、曲げ端部側へ接着剤を塗布しないようにすることできる。

続いて、口金挿入工程において、第１フランジをフランジ基部表面へ摺接させながら屈曲部側へ移動させると、第１フランジとフランジ基部表面の間へ接着剤を塗り延ばしながら曲げ端部内側へ第１フランジを入れることができる。また、第１フランジの周囲部分先端部を屈曲部から適当に離して移動停止させると、接着剤の余剰分を、第１フランジの周囲部分先端面と屈曲部との間へ曲げ端部と非接触になるように押し出すことができる。しかも、アッパーパネルの第１フランジは口金の第２フランジと摺接するようになっているので、両フランジを合わせるとき、上記塗りのばしを実現できる。

その後、曲げ端部を第１フランジ上へ折り曲げて密に重ねると、余剰分は曲げ端部側へ付着していないため、外部へはみ出すことなく、第１フランジの周囲部分先端面と屈曲部がアール状になった折り曲げ部との形成された接着剤溜まり部内へ収容される。

しかも、接着剤溜まり部の容量を十分に大きくしておくことにより、予備曲げ時における接着剤のはみ出しがなくなり、予備曲げ後の清掃工程が不要になるので、外観を良好にできるとともに、加工工数を削減でき、生産性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、曲げ端部を鋭角に屈曲させるとともに、先端を傾斜させたパンチを第１フランジに向かって垂直に移動させることにより、曲げ端部を１回のパンチで折り曲げ完了させることができ、生産性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、アッパーパネルと口金がそれぞれカラー鋼板からなるので、カシメが終了すると溶接による表面荒れ等が生じないので、カシメ部分をそのまま外観部とすることができ、その後の塗装を省略できるので、燃料タンクの製造における工数を削減でき、量産性を向上させることができる。しかも、接着剤のはみ出しがないから、前記したようにカシメ後の表面清掃等が必要なくなることも協奏して、カシメ後の表面加工を極力省略した生産が可能になる。

以下、車両用燃料タンクの製造に関する実施例を説明する。
図１は本実施例方法により製造される燃料タンク１を一部破断して示す図である。燃料タンク１は金属製であり、金属のアッパーパネル２とロアーパネル３が各周囲に一体形成されたフランジ４でカシメにより一体化されている。アッパーパネル２の上部に部分的に隆起部２ａが設けられ、この内側へ挿入された給油口用の口金５の上端部がヘミング結合部６により結合一体化されている。ヘミング結合もカシメの一種である。

口金５は筒状部材であって、上部側が太径部７をなし、中間部の段部８を介して細径の下側筒部９に連続する。下側筒部９の底部には開口９ａが設けられている。満タン時には開口９ａの近傍に燃料Ｆの液面が接近する。アッパーパネル２、ロアーパネル３及び口金５はいずれもカラー鋼板からなる。

図２はヘミング結合部６の拡大断面図である。ヘミング結合部６は、アッパーパネル２の隆起部２ａに連続する第１フランジ１０と、口金５の第２フランジ１２とで構成される。第２フランジ１２の先端側は、第１フランジ１０の先端部１１を略Ｕ字状断面をなして巻いた曲げ端部１３で挟持したものである。１４は第２フランジ１２の折り曲げ部であり、曲げ端部１３とフランジ基部１５の屈曲部である。フランジ基部１５は、第２フランジ１２の一部で曲げ端部１３と対向する部分である。

第２フランジ１２における曲げ端部１３の内側に接着剤溜まり部１６が設けられている。接着剤溜まり部１６は、曲げ端部１３、折り曲げ部１４及びフランジ基部１５並びに第１フランジ１０の先端部１１との間に形成される空間であり、ここに接着剤１７の余剰分１８が収容されている。

接着剤１７は、塗布時が粘性流体であって、第１フランジ１０と第２フランジ１２のフランジ基部１５との間を強固に接着するとともに、内容物である燃料の漏れをシールするとともに、気化燃料ガスも気密にシールする。接着剤１７は熱硬化性樹脂等公知の種々のものを適宜使用できる。

図３は口金５のヘミング結合部６におけるヘミング加工工程を模式的に示す。
Ａは接着剤塗布工程であり、予めフランジ形成工程にて第１フランジ及び第２フランジを形成するとともに、第２フランジ１２の先端側を折り曲げ部１４の前段階である屈曲部１９から鋭角θに屈曲させて曲げ端部１３を形成し、この内側へ接着剤１７を塗布シリンダー２０から塗布する。接着剤１７はバラツキを考慮して必要量よりも若干多めの基準塗布量となっている。また、接着剤１７は曲げ端部１３の先端を通してフランジ基部１５上へ塗布し、曲げ端部１３側へ塗布しないようにする。
なお、この段階では、フランジ基部１５はまだ曲げられず、太径部７と断面で一直線状になっている。

Ｂは口金挿入工程であり、口金５を上下反転させ、曲げ端部１３の内側となる鋭角の空間内へ、ロアーパネル３の第１フランジ１０が挿入される。このとき第１フランジ１０はまだ曲げられず断面で直線状をなし、その内径は太径部７の外径と略等しい。このため、第１フランジ１０はフランジ基部１５上を摺接しながら屈曲部１９へ向かって移動され、接着剤１７を第１フランジ１０とフランジ基部１５の間に塗り延ばす。やがて、先端部１１が屈曲部１９から所定距離だけ離れた位置で移動停止すると、接着剤１７の余剰分１８が先端部１１から屈曲部１９の間へ押し出される。

Ｃは従来のカシメ方法を採用した場合に想定される一次口金曲げ工程であり、本願発明では不採用の工程である。この従来方法では、Ａ工程において曲げ端部１３は直角に折り曲げられており（仮想線で示す１３Ａ）、Ｂ工程においてカム等の適宜一次曲げ手段２１にて、鋭角θよりも遙かに小さい角度まで折り曲げられる（仮想線で示す１３Ｂ）。本実施例ではこのような一次口金曲げ工程を省略できるので、工数を削減できる。

Ｄは予備曲げ工程であり、隆起部２ａを下型２２で支持し、段部８を別の下型２３で支持するとともに、第２フランジ１２におけるフランジ基部１５の内側を上型２４で抑え、第１フランジ１０と平行に下降する予備曲げパンチ２５により曲げ端部１３を折り曲げる。予備曲げパンチ２５の先端には斜面２６が形成されており、この斜面２６により曲げ端部１３を第１フランジ１０の上へ重なるように次第に折り曲げ、同時に屈曲部１９をアール状の折り曲げ部１４に変化させて予備曲げを完成させる。このとき、余剰分１８は接着剤溜まり部１６内へ収容されて、曲げ端部１３の先端から第１フランジ１０の上へはみ出すことがない。

Ｅはプリヘミング工程である。この工程では、プリヘミング用パンチ２７により予備曲げされた部分を略４５°程度外方へ曲げる。
Ｆはヘミング工程である。プリヘミング工程で斜めに倒された部分を、先端が平坦面をなすヘミング用パンチ２８によりヘミング結合部６を水平に折り曲げて隆起部２ａの表面へ重ねてヘミング加工を完了させる。

以下、予備曲げ工程についてさらに詳細に説明する。図４は予備曲げパンチ２５による１回のパンチで予備曲げを完了できるようにするための傾斜面２６における傾斜角度設定方法を説明する。傾斜面２６の傾斜角度βは、曲げ端部１３の鋭角θの余角αとの関係で表１のように設定される。表１は１回だけのパンチによる予備曲げを可能とするための角度範囲を実験により求めたものであり、α＋β＝Ｃ（一定）なる関係がある。

ここでＣ＝５０°とすることが実験から最も好ましいことが明らかになった。α・βはいずれも予備曲げパンチ２５の移動軸線に対する角度であり、それぞれ１０°以上４０°以下の範囲が好ましい。なお、この実験では、板厚０．７ｍｍの軟鋼板材を用い、予備曲げパンチ２５を５〜１０ｔでパンチすることにより行った。

図５は、接着剤溜まり部１６の形成に関する寸法関係を示す図である。第１及び第２フランジ１０、１２の各板厚をＴ、折り曲げ部１４の半径をＲとすれば、先端部１１と折り曲げ部１４の最も離れた位置との間隔Ｌを、Ｌ＝Ｒ＋γとなるように設定する。γは接着剤の塗布量に応じて決定される正の数値である。

なお、折り曲げ部１４は曲げ端部１３を第１フランジ１０の上へ折り曲げて重ねることにより、Ｒ＝１／２Ｔ程度のアール状に曲がる。したがって、
Ｌ＝１／２Ｔ＋γ
ともなる。

図６は、接着剤溜まり部１６と接着剤塗布量との関係を示す図である。予備曲げ前の段階において、フランジ基部１５の先端における屈曲部１９を点ａ、フランジ基部１５に接する先端部１１の下端をｂ、先端部１１の上端をｃとし、余剰分１８の断面積Ｓ１に等しい面積の仮想円をＧとする。もし、予備曲げ時に曲げ端部１３がアール状に曲がらず、点ａから直線的に倒れれば、三角形ａｂｃの面積Ｓ２が余剰分１８の断面積Ｓ１より大きいとき（Ｓ２＞Ｓ１）、余剰分１８が接着剤溜まり部１６内へ収容されてはみ出しが生じない。

しかし、実際は予備曲げ時に折り曲げ部１４がアール状に曲がるから、
Ｓ１＜２×Ｓ２＋１／２πＲ・Ｒ
＝２ａＴ＋１／８πＴ・Ｔ
＝１／８Ｔ（１６ａ＋πＴ）
なる関係を満たせば、余剰分１８のはみ出しを防ぐに十分な容積の接着剤溜まり部１６を形成できる。

なお、予備曲げに当たって、余剰分１８が曲げ端部１３側へ付着しないようにする必要がある。このためには、曲げ端部１３と平行な仮想円Ｇの接線Ｈを引いたとき、この接線Ｈと曲げ端部１３との間に間隙ｄを形成するようにＬ（図５）並びにθ（α）を設定する。これにより、余剰分１８が付着しない状態で曲げ端部１３に折り曲げることができるため、余剰分１８をはみ出させることなく接着剤溜まり部１６内へ収容できる。

次に、本実施例の作用を説明する。曲げ端部１３を屈曲部１９にて鋭角θに屈曲させて、フランジ基部１５側へ接着剤１７を塗布したので、第１フランジ１０の先端部１１をフランジ基部１５に摺接させながら鋭角部内へ挿入することになり、このとき第１フランジ１０にて接着剤１７を塗り延ばすことができる。しかも、アッパーパネル２の第１フランジ１０は口金５の第２フランジ１２の太径部７及びフランジ基部１５と摺接するようになっているので、両フランジを合わせるとき、上記塗りのばしを実現できる。また、先端部１１を屈曲部１９から所定距離Ｌだけ離すことにより、予備曲げ開始前段階で余剰分１８を曲げ端部１３の内側へ非接触にしておくことができる。

そこで、曲げ端部１３を第１フランジ７の上へ折り曲げると、曲げ端部１３、折り曲げ部１４、フランジ基部１５及び先端部１１の間に十分な容積の接着剤溜まり部１６を形成でき、この中に余剰分１８を全て収容できるため、予備曲げ時における余剰分１８のはみ出しを防止できる。しかも、余剰分１８を予め曲げ端部１３側へ付着させないようにしておくことによっても外部へのはみ出しを防止できる。

このため、予備曲げ時における接着剤の余剰分１８がはみ出さなくなり、予備曲げ後の清掃工程が不要になるので、外観を良好にできるとともに、アッパーパネル２及び口金５がカラー鋼板からなるため、ヘミング結合部６を形成すれば、ヘミング結合部６をそのまま外観部とすることができ、その後の塗装等の表面加工を施す必要がないので、燃料タンク１の製造における加工工数を削減できる。

しかも、アッパーパネル２と口金５がそれぞれカラー鋼板からなるので、ヘミング結合部が終了すると、ヘミング結合部６には溶接時のような表面荒れ等が生じないので、ヘミング結合部６をそのまま外観部とすることができ、その後の塗装を省略できる。したがって、接着剤のはみ出しがなく前記したようにカシメ後の表面清掃等が必要なくなることも協奏して、カシメ後の表面加工を極力省略した生産が可能になる。ので、燃料タンクの製造における工数を削減でき、量産性を向上させることができる。

また、曲げ端部１３を予め鋭角に屈曲させるとともに、先端を傾斜させた予備曲げパンチ２５を第１フランジ１０と平行に移動させることにより、曲げ端部１３を１回のパンチで折り曲げ完了させることができ、図３に示す従来の一次口金曲げ工程Ｃを省略できるので、生産性を向上させることができる。
しかも、鋭角θの余角αと予備曲げパンチ１７の傾斜角βとの関係を、
α＋β＝Ｃ（＝５０°）なる関係にすることで、これらの角度設定が容易になる。

本願発明の対象となる燃料タンクを一部破断して示す図 そのヘミング結合部における断面図 ヘミング加工工程を示す図 予備曲げパンチの傾斜角と曲げ端部の角度関係を示す図 接着剤溜まり部の設定方法を示す図 同上図

符号の説明

２：アッパーパネル（第２の板材）、３：ロアーパネル、５：口金（第１の板材）、６：ヘミング結合部、１０：第１フランジ、１２：：第２フランジ、１３：曲げ端部、１４：折り曲げ部、１５：フランジ基部、１６：接着剤溜まり部、１７：接着剤、１８：余剰部、１９：屈曲部、２５；予備パンチ、２６：傾斜面

Claims (3)

1. 上下分割されたアッパーパネル（２）とロアパネル（３）を上下に重ね合わせて中空部を形成するとともに、アッパーパネル（２）の上部へ給油用の口金（５）を一体化した燃料タンク（１）における口金取付方法において、
   前記アッパーパネル（２）の上部に第１フランジ（１０）を立設し、この第１フランジ（１０）の内側へ密に嵌合するように前記口金（５）の上端部に第２フランジ（１２）を設け、さらにこの第２フランジの先端部を鋭角断面に屈曲させて、屈曲部（１９）と、その先端側の曲げ端部（１３）と、この曲げ端部（１３）に対面する部分であるフランジ基部（１５）とを形成するフランジ形成工程と、
   前記フランジ基部（１５）の前記曲げ端部（１３）に対面する表面に接着剤（１７）を塗布する接着剤塗布工程と、
   この第２フランジ（１２）の外側へ前記第１フランジ（１０）を嵌合し、その先端部（１１）を前記フランジ基部（１５）表面へ摺接させながら前記屈曲部（１９）側へ移動させることにより、前記接着剤を塗り延ばし、その後、第１フランジ（１０）の先端部（１１）を前記屈曲部（１９）から離して移動停止させることにより、前記接着剤（１７）の余剰分（１８）を、前記第１フランジ（１０）の先端部（１１）と前記屈曲部（１９）との間へ前記曲げ端部（１３）と非接触になるように押し出す口金挿入工程と、
   前記曲げ端部（１３）を前記第１フランジ（１０）上へ折り曲げて密に重ねるとともに、前記屈曲部（１９）をアール状にした折り曲げ部（１４）とし、前記接着剤の余剰分（１８）を、前記第１フランジ（１０）の先端部（１１）と前記折り曲げ部（１４）との形成された接着剤溜まり部（１６）内へ収容する予備曲げ工程と、を備えたことを特徴とする燃料タンクの口金取付方法。
2. 前記予備曲げ工程において、先端に傾斜角を設けたパンチ（２５）を前記第１フランジ（１０）に対して平行に移動させることにより、前記曲げ端部（１３）を１回のパンチで折り曲げ完了させることを特徴とする請求項１に記載した燃料タンクの口金取付方法。
3. 前記アッパーパネル（２）と口金（５）がそれぞれカラー鋼板からなることを特徴とする請求項１に記載した燃料タンクの口金取付方法。

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