JPH10216849A - 金属製鏡板の製造方法及びこれを用いた燃料タンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】深絞り加工により鏡板に発生する圧縮残留応力
を低減できる。また溶接後の燃料タンクの歪みを低減で
きる。 【解決手段】金属板から所定の形状の平板素材２１を打
抜く。角形凹部２３ａを有するダイス２３のこの角形凹
部の口元コーナ部に案内突起２３ｂが形成され、このダ
イスの上面に角形凹部を覆うように平板素材を載せる。
上記角形凹部に遊挿可能な角柱状に形成されたポンチ２
４に案内突起に対向する角柱コーナ部に沿って逃げ溝２
４ａが形成され、このポンチを角形凹部に押込んで平板
素材を深絞り加工することにより角形箱状の鏡板１４を
成形する。上記平板素材の深絞り加工時に平板素材の四
隅の材料余り部２１ｂが案内突起により案内され、折畳
まれながら逃げ溝内に進入して余肉部１４ｃを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板から鏡板を
製造する方法と、この鏡板を用いて燃料タンクを製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラック等の車両に搭載される直
方体状の燃料タンクとして、角筒状に形成された鋼板製
のタンク本体の端部に鋼板製の鏡板を突合せ、この状態
で上記突合せ部を溶接することにより製造された燃料タ
ンクが知られている。この燃料タンクの鏡板は比較的深
い角形箱状に形成されるため、深絞り加工により成形さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、燃費の向上等を
目的とする車両の軽量化を図るため、燃料タンクをアル
ミニウム板又はアルミニウム合金板により製造する方法
が試みられている。しかし、鋼板の伸び率は約３０％で
あるのに対し、アルミニウム板等の伸び率は約２０％と
小さいため、アルミニウム板等から深絞り加工により角
形箱状の鏡板を成形すると、平板素材の打抜き寸法を十
分に調整しても、平板素材の四隅の材料余り部により圧
縮残留応力が鏡板の側壁コーナ部の周縁に発生し、次工
程の溶接時の熱により変形する恐れがあった。この結
果、燃料タンクの精度が低下し、燃料タンクの品質確保
が難しい問題点があった。本発明の目的は、深絞り加工
により鏡板に発生する圧縮残留応力を低減できる、金属
製鏡板の製造方法を提供することにある。本発明の別の
目的は、溶接後の燃料タンクの歪みを低減できる、金属
製鏡板を用いた燃料タンクの製造方法を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、金属板から所定の形状の平板素材２
１を打抜く工程と、角形凹部２３ａを有しかつ角形凹部
２３ａの口元コーナ部に案内突起２３ｂが形成されたダ
イス２３の上面に角形凹部２３ａを覆うように平板素材
２１を載せる工程と、角形凹部２３ａに遊挿可能な角柱
状に形成されかつ案内突起２３ｂに対向する角柱コーナ
部に沿って逃げ溝２４ａが形成されたポンチ２４を角形
凹部２３ａに押込んで平板素材２１を深絞り加工するこ
とにより角形箱状の鏡板１４を成形する工程とを含む金
属製鏡板の製造方法である。その特徴ある構成は、平板
素材２１の深絞り加工時に平板素材２１の四隅の材料余
り部２１ｂが案内突起２３ｂにより案内され、折畳まれ
ながら逃げ溝２４ａ内に進入して余肉部１４ｃを形成す
ることを特徴とする。この請求項１に係る金属製鏡板の
製造方法では、打抜かれた平板素材２１を深絞り加工す
ると、平板素材２１の四隅の材料余り部２１ｂが鏡板１
４の内側に逃げて余肉部１４ｃとなるので、鏡板１４に
発生する圧縮残留応力を低減できる。

【０００５】請求項２に係る発明は、図５〜図８に示す
ように、角筒状に形成された金属製のタンク本体１３の
端部に金属製のバッフルプレート１６をその一部が突出
するように挿入する工程と、請求項１記載の鏡板１４を
バッフルプレート１６の突出部に嵌入して鏡板１４をタ
ンク本体１３の端部に突合せる工程と、タンク本体１３
と鏡板１４との突合せ部をバッフルプレート１６ととも
に溶接する工程と、タンク本体１３に溶接された鏡板１
４の側壁コーナ部１４ｄの折畳まれた余肉部１４ｃを互
いに溶接する工程とを含む金属製鏡板を用いた燃料タン
クの製造方法である。この請求項２に係る金属製鏡板を
用いた燃料タンクの製造方法では、タンク本体１３と鏡
板１４との突合せ部をバッフルプレート１６ともに溶接
するときに、この溶接長さが長く比較的長い溶接時間を
必要とするため、鏡板１４に熱伸びが生じるけれども、
この熱伸びが鏡板１４の側壁コーナ部１４ｄの余肉部１
４ｃにて吸収される。

【０００６】請求項３に係る発明は、図５〜図８に示す
ように、請求項１記載の鏡板１４に金属製のバッフルプ
レート１６をその一部が突出するように挿入する工程
と、角筒状に形成された金属製のタンク本体１３の端部
にバッフルプレート１６の突出部を挿入して鏡板１４を
タンク本体１３の端部に突合せる工程と、タンク本体１
３と鏡板１４との突合せ部をバッフルプレート１６とと
もに溶接する工程と、タンク本体１３に溶接された鏡板
１４の側壁コーナ部１４ｄの折畳まれた余肉部１４ｃを
互いに溶接する工程とを含む金属製鏡板を用いた燃料タ
ンクの製造方法である。この請求項３に係る金属製鏡板
を用いた燃料タンクの製造方法では、上記請求項２に係
る燃料タンクの製造方法と同様に、溶接による熱伸びが
鏡板１４の側壁コーナ部１４ｄの余肉部１４ｃにて吸収
される。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に
係る発明であって、更に図６及び図７に示すように、タ
ンク本体１３と鏡板１４との突合せ部をバッフルプレー
ト１６とともに溶接するときに、先ず第１辺３１を溶接
し、次いで第１辺３２に対向する第３辺３３を溶接し、
次に第２辺３２又は第４辺３４を溶接し、更に第２辺３
２又は第４辺３４に対向する第４辺３４又は第２辺３２
を溶接することを特徴とする。この請求項４に係る金属
製鏡板を用いた燃料タンクの製造方法では、タンク本体
１３と鏡板１４との突合せ部のうち互いに対向する２つ
の辺３１，３３を溶接した後に、他の互いに対向する２
つの辺３２，３４を溶接することになるので、燃料タン
ク１１の変形を更に低減できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１〜図９に示すように、本
発明の燃料タンク１１は直方体状に形成され、一対の取
付バンド１２，１２によりトラック１０のシャシフレー
ム１０ａに取付けられる。この燃料タンク１１は角筒状
に形成されたタンク本体１３と、タンク本体１３の両端
にそれぞれ突合せて溶着されタンク本体１３の両端を閉
塞する角形箱状の一対の鏡板１４，１４と、タンク本体
１３及び鏡板１４，１４の突合せ部に位置するようにタ
ンク本体１３及び鏡板１４，１４内にそれぞれ挿入され
た一対のバッフルプレート１６，１６とを備える（図４
〜図６及び図９）。タンク本体１３、鏡板１４及びバッ
フルプレート１６はこの実施の形態ではアルミニウム板
又はアルミニウム合金板により形成される。

【０００９】鏡板１４は矩形の底壁１４ａ（図１
（ｃ）、図４〜図６）と、この底壁１４ａの各辺からそ
れぞれ立上がり比較的高さの高い４つの側壁１４ｂ（図
１（ｃ）、図３〜図６及び図８）と、各側壁１４ｂ間の
側壁コーナ部１４ｄから内側に突設された４つの余肉部
１４ｃ（図１（ｃ）、図３、図４及び図６〜図８）とを
有する。底壁１４ａ表面には底壁１４ａを補強するため
の略Ｘ字状の補強凹部１４ｅが形成される（図５）。ま
た各余肉部１４ｃの一端は鏡板１４の開口端から側壁コ
ーナ部１４ｄに沿って所定の距離だけ鏡板１４内に入っ
た箇所に位置し、他端は底壁１４ａ近傍に達する（図１
（ｃ）、図４及び図６）。これらの余肉部は２つに折畳
まれた状態で一端から他端に向うに従って次第に突出長
が短くなるようにそれぞれ突設される（図１（ｃ）、図
３、図４及び図６〜図８）。鏡板１４の開口端から余肉
部１４ｃの一端までの間にはバッフルプレート１６が挿
入可能に構成される（図６）。

【００１０】更にバッフルプレート１６は鏡板１４の底
壁１４ａより僅かに小さい矩形の仕切部１６ａと、この
仕切部１６ａの各辺からそれぞれ立上がり比較的高さの
低い４つのフランジ部１６ｂとを有する（図５〜図７及
び図９）。一対のバッフルプレート１６，１６をタンク
本体１３及び鏡板１４，１４内に挿入することにより、
タンク本体１３及び鏡板１４，１４内が３つの小室１１
ａに区画される（図９）。また仕切部１６ａには鉛直方
向に延びる複数の長孔１６ｃ（図５及び図７）がそれぞ
れ形成され、これらの長孔１６ｃにより上記３つの小室
１１ａが連通される。バッフルプレート１６はトラック
１０の急発進、急制動又は急旋回等による燃料タンク１
１内の燃料の流動を抑制するために設けられる。

【００１１】このように構成された鏡板の製造方法を図
１〜図４に基づいて説明する。先ず所定の厚さのアルミ
ニウム板又はアルミニウム合金板から図示しないプレス
抜き型にて所定の形状の平板素材２１を打抜く（図１
（ａ））。この打抜かれた平板素材２１は長方形の板の
四隅を切り落した形状に形成され、各四隅にはそれぞれ
深さの浅い切欠き部２１ａを有する材料余り部２１ｂが
形成される。これらの切欠き部２１ａは、後述する深絞
り加工後の余肉部１４ｃの一端が鏡板１４の開口端から
側壁コーナ部１４ｄに沿って所定の距離だけ鏡板１４内
に入った箇所に位置させるために形成される（図１
（ｃ）及び図４）。

【００１２】次に上記平板素材２１をダイス２３とポン
チ２４を備えた深絞り型２２により深絞り加工する（図
１（ｂ）、図１（ｃ）、図２及び図３）。ダイス２３は
鏡板１４の底壁１４ａに相応する形状に形成されかつ鏡
板１４の側壁１４ｂの高さより深い角形凹部２３ａを有
する。この角形凹部２３ａの４つの口元コーナ部には案
内突起２３ｂがそれぞれ形成される。またポンチ２４は
上記角形凹部２３ａに平板素材２１のほぼ板厚分だけギ
ャップを設けて遊挿可能な角柱状に形成され、かつ上記
案内突起２３ｂに対向する角柱コーナ部に沿って逃げ溝
２４ｂがそれぞれ形成される。

【００１３】上記平板素材２１を深絞り型２２のダイス
２３の上面に角形凹部２３ａを覆うように載せ（図１
（ｂ））、この状態でポンチ２４を角形凹部２３ａに所
定の圧力で押込むと（図１（ｃ））、平板素材２１は角
形箱状の鏡板１４に成形される（図１（ｃ）及び図
４）。このとき平板素材２１の四隅の材料余り部２１ｂ
が角形凹部２３ａの案内突起２３ｂにより案内され、２
つに折畳まれながらポンチ２４の逃げ溝２４ａ内に進入
して余肉部１４ｃが形成される（図３）。このように材
料余り部２１ｂを余肉部１４ｃとして鏡板１４の内側に
逃したので、鏡板１４に発生する圧縮残留応力を低減で
きる。

【００１４】このように製造された鏡板を用いた燃料タ
ンクの製造方法を図５〜図８に基づいて説明する。予め
タンク本体１３をアルミニウム板又はアルミニウム合金
板等を角筒状に折曲げてシーム溶接することにより、或
は引抜き加工にて形成された角パイプを所定の長さに切
断することにより成形する（図５）。またバッフルプレ
ート１６をアルミニウム板又はアルミニウム合金板を所
定の形状に打抜いた後、通常の絞り型（図示せず）にて
絞り加工することにより成形する。バッフルプレート１
６を通常の絞り型にて絞り加工しても、フランジ部１６
ｂの高さが比較的低いので、バッフルプレート１６に発
生する圧縮残留応力は小さく、溶接により熱が加わって
も殆ど変形しない。

【００１５】先ずタンク本体１３の両端に一対のバッフ
ルプレート１６，１６をそれぞれ挿入する。このときバ
ッフルプレート１６，１６の一部がタンク本体１３の両
端からそれぞれ突出するように挿入し、この状態で溶接
等により一時的に固定する。次いで一対の鏡板１４，１
４を一対のバッフルプレート１６，１６の突出部に嵌入
してタンク本体１３の両端に突合せる（図６）。次に固
定治具２６によりタンク本体１３と鏡板１４とを突合わ
せた状態で固定し、ガスシールドアーク溶接機２７（イ
ナートガスアーク溶接機）にて上記突合せ部をバッフル
プレート１６とともに溶接する。

【００１６】この溶接機２７は図６及び図８に詳しく示
すように、先端が上記突合せ部又は鏡板１４の側壁コー
ナ部１４ｄに対向しローラ（図示せず）により順次送り
出される細径の裸ワイヤ２７ａと、このワイヤ２７ａに
嵌入されワイヤ２７ａに給電するチップ２７ｂと、ワイ
ヤ２７ａ及びチップ２７ｂを覆う大径のノズル２７ｃと
を備える。ノズル２７ｃからはアルゴンガス・ヘリウム
ガス・炭酸ガス等の不活性ガス・中性ガス等が噴射さ
れ、このガスにより裸ワイヤ２７ａのアークと溶接部２
７ｄとが大気から遮断される。この結果、溶接部２７ｄ
に酸化物・窒化物が生成しないので、溶接部２７ｄの材
質は劣化せず、また溶融金属の還元性を高めることがで
きる。またガスシールドアーク溶接機２７のうち、溶接
部２７ｄの材質（アルミニウム又はアルミニウム合金）
とほぼ同種の裸ワイヤ２７ａを用いるミグ溶接機により
溶接することが好ましい。

【００１７】タンク本体１３と鏡板１４との突合せ部を
バッフルプレート１６ともに溶接するとき、この溶接長
さが長く比較的長い溶接時間を必要とするため、鏡板１
４に熱伸びが生じる。しかし、この熱伸びは鏡板１４の
側壁コーナ部１４ｄの余肉部１４ｃにて吸収され、その
後、鏡板１４の側壁コーナ部１４ｄの折畳まれた余肉部
１４ｃをガスシールドアーク溶接機２７にて互いに溶接
する。この結果、燃料タンク１１の歪みを低減できる。
またタンク本体１３と鏡板１４との突合せ部の溶接は図
７に詳しく示すように、−−−の順に行う。即
ち第１辺３１を溶接した後に、第１辺３１に対向する第
３辺３３を溶接し、次に第２辺３２を溶接し、更に第２
辺３２に対向する第４辺３４を溶接する。このような順
序で溶接すると、タンク本体１３と鏡板１４との角形リ
ング状の突合せ部のうち互いに対向する２つの辺３１，
３３を溶接した後に、他の互いに対向する２つの辺３
２，３４を溶接することになるので、燃料タンク１１の
変形を更に低減できる。

【００１８】なお、この実施の形態では、タンク本体の
両端に一対のバッフルプレートをそれぞれ挿入した後
に、一対の鏡板を一対のバッフルプレートの突出部に嵌
入して、一対の鏡板をタンク本体の両端に突合せたが、
一対の鏡板に一対のバッフルプレートを挿入し、タンク
本体の両端に一対のバッフルプレートの突出部を挿入し
て一対の鏡板をタンク本体の端部に突合せてもよい。ま
た、この実施の形態では、タンク本体と鏡板との突合せ
部を溶接するときに、先ず第１辺を溶接した後に、第１
辺に対向する第３辺を溶接し、次に第２辺を溶接し、更
に第２辺に対向する第４辺を溶接したが、先ず第１辺を
溶接した後に、第１辺に対向する第３辺を溶接し、次に
第４辺を溶接し、更に第４辺に対向する第２辺を溶接し
てもよい。更に、この実施の形態では、タンク本体、鏡
板及びバッフルプレートをアルミニウム板又はアルミニ
ウム合金板により形成したが、ステンレス鋼板又はその
他の鋼板等により形成してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、金
属板から所定の形状の平板素材を打抜き、角形凹部の口
元コーナ部に案内突起が形成されたダイスの上面に角形
凹部を覆うように平板素材を載せ、角柱コーナ部に沿っ
て逃げ溝が形成された角柱状のポンチを角形凹部に押込
んで平板素材を深絞り加工することにより角形箱状の鏡
板を成形したので、打抜かれた平板素材を深絞り加工す
るときに、平板素材の四隅の材料余り部がダイスの角形
凹部の案内突起により案内され、折畳まれながらポンチ
の逃げ溝内に進入して余肉部が形成される。この結果、
材料余り部が余肉部として鏡板の内側に逃げることにな
るので、鏡板に発生する圧縮残留応力を低減できる。

【００２０】また金属製のタンク本体の端部に金属製の
バッフルプレートをその一部が突出するように挿入し、
上記鏡板をバッフルプレートの突出部に嵌入して鏡板を
タンク本体の端部に突合せ、タンク本体と鏡板との突合
せ部をバッフルプレートとともに溶接し、更に鏡板の側
壁コーナ部の折畳まれた余肉部を互いに溶接したので、
タンク本体と鏡板との突合せ部をバッフルプレートとも
に溶接するときに、この溶接長さ及び溶接時間が比較的
長く鏡板に熱伸びが生じても、この熱伸びが鏡板の側壁
コーナ部の余肉部にて吸収される。この結果、上記熱伸
びが吸収された後に鏡板の側壁コーナ部の余肉部が溶接
されるので、燃料タンクの歪みを低減できる。

【００２１】また上記鏡板に金属製のバッフルプレート
をその一部が突出するように挿入し、金属製のタンク本
体の端部にバッフルプレートの突出部を挿入して鏡板を
タンク本体の端部に突合せ、タンク本体と鏡板との突合
せ部をバッフルプレートとともに溶接し、更に鏡板の側
壁コーナ部の折畳まれた余肉部を互いに溶接しても、上
記と同様の効果が得られる。更にタンク本体と鏡板との
突合せ部をバッフルプレートとともに溶接するときに、
第１辺、第１辺に対向する第３辺、第２辺又は第４辺、
第２辺又は第４辺に対向する第４辺又は第２辺の順に溶
接すれば、上記突合せ部のうち互いに対向する２つの辺
を溶接した後に、他の互いに対向する２つの辺を溶接す
ることになるので、燃料タンクの変形を更に低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施形態の金属製鏡板の製造方法を示
す工程図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】深絞り加工された鏡板の斜視図。

【図５】その鏡板をタンク本体の端部に突合わせる前の
状態を示す、鏡板、バッフルプレート及びタンク本体の
分解斜視図。

【図６】鏡板をタンク本体にバッフルプレートとともに
溶接している状態を示す図７のＣ−Ｃ線断面図。

【図７】鏡板をタンク本体にバッフルプレートともに溶
接する順序を示す燃料タンクの側面図。

【図８】鏡板の側壁コーナ部の折畳まれた余肉部を互い
に溶接している状態を示す図６のＤ−Ｄ線断面図。

【図９】その燃料タンクを搭載した車両の側面図。

【符号の説明】

１１ 燃料タンク １３ タンク本体 １４ 鏡板 １４ｃ 余肉部 １４ｄ 側壁コーナ部 １６ バッフルプレート ２１ 平板素材 ２１ｂ 材料余り部 ２３ ダイス ２３ａ 角形凹部 ２３ｂ 案内突起 ２４ ポンチ ２４ａ 逃げ溝 ３１ 第１辺 ３２ 第２辺 ３３ 第３辺 ３４ 第４辺

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板から所定の形状の平板素材(21)を
   打抜く工程と、 角形凹部(23a)を有しかつ前記角形凹部(23a)の口元コー
   ナ部に案内突起(23b)が形成されたダイス(23)の上面に
   前記角形凹部(23a)を覆うように前記平板素材(21)を載
   せる工程と、 前記角形凹部(23a)に遊挿可能な角柱状に形成されかつ
   前記案内突起(23b)に対向する角柱コーナ部に沿って逃
   げ溝(24a)が形成されたポンチ(24)を前記角形凹部(23a)
   に押込んで前記平板素材(21)を深絞り加工することによ
   り角形箱状の鏡板(14)を成形する工程とを含む金属製鏡
   板の製造方法であって、 前記平板素材(21)の深絞り加工時に前記平板素材(21)の
   四隅の材料余り部(21b)が前記案内突起(23a)により案内
   され、折畳まれながら前記逃げ溝(24a)内に進入して余
   肉部(14c)を形成することを特徴とする金属製鏡板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 角筒状に形成された金属製のタンク本体
   (13)の端部に金属製のバッフルプレート(16)をその一部
   が突出するように挿入する工程と、 請求項１記載の鏡板(14)を前記バッフルプレート(16)の
   突出部に嵌入して前記鏡板(14)を前記タンク本体(13)の
   端部に突合せる工程と、 前記タンク本体(13)と前記鏡板(14)との突合せ部を前記
   バッフルプレート(16)とともに溶接する工程と、 前記タンク本体(13)に溶接された前記鏡板(14)の側壁コ
   ーナ部(14d)の折畳まれた余肉部(14c)を互いに溶接する
   工程とを含む金属製鏡板を用いた燃料タンクの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の鏡板(14)に金属製のバッ
   フルプレート(16)をその一部が突出するように挿入する
   工程と、 角筒状に形成された金属製のタンク本体(13)の端部に前
   記バッフルプレート(16)の突出部を挿入して前記鏡板(1
   4)を前記タンク本体(13)の端部に突合せる工程と、 前記タンク本体(13)と前記鏡板(14)との突合せ部を前記
   バッフルプレート(16)とともに溶接する工程と、 前記タンク本体(13)に溶接された前記鏡板(14)の側壁コ
   ーナ部(14d)の折畳まれた余肉部(14c)を互いに溶接する
   工程とを含む金属製鏡板を用いた燃料タンクの製造方
   法。
4. 【請求項４】 タンク本体(13)と鏡板(14)との突合せ部
   をバッフルプレート(16)とともに溶接するときに、先ず
   第１辺(31)を溶接し、次いで前記第１辺(31)に対向する
   第３辺(33)を溶接し、次に第２辺(32)又は第４辺(34)を
   溶接し、更に前記第２辺(32)又は前記第４辺(34)に対向
   する第４辺(34)又は第２辺(32)を溶接する請求項２又は
   ３記載の金属製鏡板を用いた燃料タンクの製造方法。