专利名称：胶合油箱及其制造方法
技术领域：
本发明属于机动车燃料储存装置及其制造方法，特别是一种胶合油箱及其制造方法。
背景技术：
在机车制造产业中，用于成形机车油箱的手法几乎局限于焊接技术。于ADAMS等人所著的‘STRUCTURAL ADHESIVE JOINTS IN ENGINEERING’一书的第119～135页及台湾专利公告第332161号、名称为‘焊缝包覆方法及装置’中，均已教示利用氩焊，即业界所熟知的TIG焊、火炬硬焊及缝焊手段成形机车油箱的方法。
此外，台湾专利公告第310290号、名称为‘以镀铝钢板制造燃料筒的方法以及以雷射焊接镀铝钢板的方法和雷射焊接物’则另揭露采用雷射焊接方法制作镀铝钢板机车油箱的方法。
如图1、图2所示，油箱1为利用氩焊制造完成，油箱1具有上箱体11、下箱体12及连接管13。
上、下箱体11、12的外周缘111、121彼此对接焊固，并共同界定出供油液储置的空间14。
上箱体11具有内环缘112及由内环缘112所界定出连通空间14的入油口113。连接管13可将油液自外界导入空间14中。
当工作人员欲组接连接管13与内环缘112时，仅能自两者结合处外侧进行焊接，而无法针对连接管13与内环缘112接触的贴合面处加以焊固，对于结合处的结构强度形成莫大的威胁，一但遭遇强大外力或受到撞击，相当容易地自焊接处直接断裂，进而造成油液漏失的困扰。
上述制造机车油箱的氩焊、火焰硬焊方式亦对人体及工作环境造成威胁。以氩焊为例，氩焊作业中会产生对眼睛、皮肤刺激性伤害的电弧光，而火焰硬焊所使用的焊药亦会伤害人体呼吸道，若操作不当，更有引发火灾的隐忧。
另论及雷射焊接方式虽然精密性高，总体生产量相较于前述焊接方法更高，惟雷射焊接设备投资成本昂贵，维修成本相对偏高，除非应用于利润高且产量较大的商业产品，否则少见投资应用雷射焊接设备进行生产。况且焊接方法用于焊接同性质材料的效果虽然理想，却也面临异材焊接效果不佳的问题，需依赖特殊设计、表面加工处理或其他制程配套加工，因此异材焊接的困难度甚高，油箱焊接品质也未臻理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产单纯化、减少作业伤害、品质稳定、成本低的胶合油箱及其制造方法。
本发明胶合油箱包括上箱体单元及与上箱体单元相向的下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及供油泵设置的油泵固定座；下箱体单元具有与上箱体对接并共同界定出连通进油口储油空间的下箱体；上箱体包括呈阶梯状且界定出连通储油空间的安装口的安装面；油泵固定座与上箱体安装面相互合固定；制造方法包括备料步骤选取材料成形出上、下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及油泵设置的油泵固定座；上箱体包括呈阶梯状的安装面；涂布步骤于上箱体安装面与油泵固定座之间涂布胶合剂，同时对接上、下箱体单元组成油箱半成品；固化步骤将油箱半成品送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合。
其中
胶合剂为结构用胶合剂。
由于本发明胶合油箱包括上箱体单元及与上箱体单元相向的下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及供油泵设置的油泵固定座；下箱体单元具有与上箱体对接并共同界定出连通进油口储油空间的下箱体；上箱体包括呈阶梯状且界定出连通储油空间的安装口的安装面；油泵固定座与上箱体安装面相互合固定；制造方法包括成形出具有上箱体及油泵设置的油泵固定座的上箱体及成形出箱体单元的备料步骤、于上箱体安装面与油泵固定座之间涂布胶合剂的涂布步骤及将油箱半成品送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合的固化步骤。本发明以胶合设计取代氩焊、火焰硬焊等接合手段，大幅降低因氩焊产生的电弧光，或者是火焰硬焊焊药对工作人员眼睛、皮肤、呼吸道造成伤害，并且能够避免操作不当所造成的火灾，因而可提高作业安全性；又本发明采用胶合手段可有效地将油箱的制造方法加以单纯化，甚至可以自动化一贯作业，加快制程产量，并间接地降低对于人工作业的依赖性；就制程成本而论，本发明应用胶合技术取代雷射焊接制程，减少对焊接设备的投资成本，并能降低维修成本等支出；本发明以胶合技术替代习用焊接手段，无须考虑异种材料因性质差别造成焊接效果不尽理想的问题，充分解决习知氩焊、火焰硬焊、雷射焊接均面临异材焊接困难度偏高的问题，更不必事先对上、下箱体进行特殊加工、表面处理或者采取配套制程，因而本发明较习知焊接技术更具备有难以匹敌的优势。不仅生产单纯化、减少作业伤害，而且品质稳定、成本低，从而达到本发明的目的。
图1、为习知的利用氩焊方式制成的油箱结构示意立体图。
图2、为习知的油箱连接管与上箱体结合处结构示意剖视图。
图3、为本发明胶合油箱制造方法流程图。
图4、为本发明胶合油箱分解结构示意立体图。
图5、为本发明胶合油箱的连接管与上箱单元结合处结构示意剖视图。
图6、为本发明胶合油箱的油泵固定座与上箱单元结合处结构示意剖视图。
图7、为本发明胶合油箱的连接管与上箱单元结合处结构示意剖视图(连接管插置于外凸缘内)。
图8、为本发明胶合油箱的连接管与上箱单元结合处结构示意剖视图(外凸缘与上箱体交接处套设有环状补强片)。
图9、为本发明胶合油箱的连接管与上箱单元结合处结构示意剖视图(外凸缘与上箱体交接处套设有L型截面的补强片)。
图10、为本发明胶合油箱的连接管与上箱单元结合处结构示意剖视图(外凸缘与上箱体交接处套设有具有固定部的补强片)。
具体实施例方式
如图3所示，本发明胶合油箱的制造方法包括如下步骤备料步骤21如图4所示，于备料步骤21中选取材料，如SPCEN钢板成形出上、下箱体单元31、32及连接管33。
上箱体单元31具有上箱体311、形成于上箱体311的进油口312、自上箱体311环绕进油口312周缘往外突伸的外凸缘313及中空环状油泵固定座314。
如图4、图6所示，上箱体311包括呈阶梯状的安装面315及形成外周的直立部310、平面部310′。
阶梯状的安装面315界定出往外呈现渐宽形态的安装口317。
直立部310与平面部310′是彼此相连且不相平行，其中直立部310呈直立状；平面部310′呈水平状。
外凸缘313的外周面与上箱体31间结合处呈弧状。
下箱体单元32具有下箱体321。下箱体321具有接合面322及承接面322′。接合面322、承接面322′位于下箱体321的顶端且分别对应于上箱体311的直立部310、平面部310′。
连接管33形成径向突伸的环圈331。
涂布步骤22如图4、图5、图6所示，分别于上、下箱体311、321的直立部310、平面部310′、接合面322、承接面322′涂布胶合剂，使上、下箱体311、321可彼此对接并界定出连通进油口312、安装口317供油液储置的的储油空间34。于连接管33的内周面332及外凸缘313的外周面318涂覆胶合剂，使连接管33以内周面332与外凸缘313的外周面318相胶合，并使连接管33的环圈331邻近于外凸缘313。
此外，油泵固定座314与安装面315之间亦涂布胶合剂。胶合剂为结构性胶合剂。
当上、下箱体311、321彼此对接，且其他元件亦完成涂布作业，便形成油箱半成品3。
胶合步骤22中，可视产品需求，单独进行上、下箱体311、321的胶合固定，或单独进行连接管33与上箱体311的外凸缘313间胶合固定，亦或者是单独进行油泵固定座314与上箱体311的安装面315间胶合固定。
固化步骤23当上、下箱体311、321彼此对接，且其他元件亦完成涂布作业，便形成油箱半成品3。
油箱半成品3被送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合。固化加热固化胶合进行时间长短视油箱选用材料及胶合剂种类不同而有所弹性调整。当完成固化后即可得到本发明的胶合油箱。
并于固化步骤23结束后更可以进行静电涂装、烤漆步骤。
本发明胶合油箱3包括上箱体单元31、下箱体单元32及连接管33。
上箱体单元31具有上箱体311、形成于上箱体311的进油口312、自上箱体311环绕进油口312周缘往外突伸的外凸缘313及中空环状油泵固定座314。
如图4、图6所示，上箱体311包括呈阶梯状的安装面315及形成外周的直立部310、平面部310′。
阶梯状的安装面315界定出往外呈现渐宽形态的安装口317。
直立部310与平面部310′是彼此相连且不相平行，其中直立部310呈直立状；平面部310′呈水平状。
外凸缘313的外周面与上箱体311间结合处呈弧状。
下箱体单元32具有下箱体321。下箱体321具有接合面322及承接面322′。接合面322、承接面322′位于下箱体321的顶端且分别对应于上箱体311的直立部310、平面部310′。
下箱体321顶端的接合面322及承接面322′与上箱体直立部310及平面部310′以胶合剂胶合固定。
连接管33形成径向突伸的环圈331。
结合时，如图4、图5、图6所示，分别于上、下箱体311、321的直立部310、平面部310′、接合面322、承接面322′涂布胶合剂，使上、下箱体311、321可彼此对接并界定出连通进油口312、安装口317供油液储置的的储油空间34。于连接管33的内周面332及外凸缘313的外周面318涂覆胶合剂，使连接管33以内周面332与外凸缘313的外周面318相胶合，并使连接管33的环圈331邻近于该外凸缘313。并于油泵固定座314与安装面315之间亦涂布胶合剂。胶合剂为结构性胶合剂。
当上、下箱体311、321彼此对接，且其他元件亦完成涂布作业，便形成油箱半成品3。
然后，将油箱半成品3送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合。固化加热固化胶合进行时间长短视油箱选用材料及胶合剂种类不同而有所弹性调整。当完成固化后即可得到本发明的胶合油箱。并于固化步骤23结束后更可以进行静电涂装、烤漆步骤。
本发明胶合油箱胶合时可视产品需求，单独进行上、下箱体311、321的胶合固定，或单独进行连接管33与上箱体311的外凸缘313间胶合固定，亦或者是单独进行油泵固定座314与上箱体311的安装面315间胶合固定。
使用时，可将油泵(图中未绘出)安装接设于本发明胶合油箱上箱单元31上箱体311的油泵固定座314上，以将油液自油箱的储油空间34中输出供作燃烧。
如附件一所示，本发明首先就多个胶合钢板进行抗剪测试，所有胶合钢板的抗剪强度均达400kg/cm2以上，而胶合钢板III、IV的断裂处更发生钢板上而非胶合处，即可证明本发明的胶合技术可行性。
如附件二、附件三、附件四、附件五所示，本发明的胶合油箱于储油空间34中盛满自来水进行实品冲击试验，测定油泵固定座314及连接管33胶合构造的耐冲击能量，以不漏水为通过标准。
附件二、附件三所显示为胶合油箱经冲击试验后，油泵固定座314未产生漏水现象而通过试验的结果，以时速53.4km/h为例，油泵固定座314的耐冲击能量达681.2J。
而另如附件四、附件五所示为胶合油箱经冲击试验后，连接管33未形成漏水而顺利通过测试，以时速28.5km/h为例，连接管33的耐冲击能量为194.6J，与焊接手段比较后可知，本发明胶合油箱的耐冲击性仍可维持在理想状态内，而不致于令油泵固定座314或连接管33自胶合处发生断裂。同时，胶合油箱亦通过-40℃～70℃的热循环试验及其后的冲击试验。
由前述测试结果可知，不论是安装面315与油泵固定座314间，或者是连接管33与外凸缘313间的胶合黏着点，在不同的实体测试条件下均能符合耐冲击的不漏水标准，且与习知焊接技术比较，因现有油箱1的上箱体11形成内环缘112，仅能自外侧接合处进行焊固作业，无法确切地将进行接合的连接管13与内环缘112完全固着定位。
反观本发明利用上箱体311形成外凸缘313的外周面318紧密地贴覆胶合于连接管33的内周面332，连接管33的环圈331又与外凸缘313顶部相抵掣，显见本发明胶合油箱及其制造方法确实能够提供品质稳定、结构强度亦符合理想的油箱产品。
本发明以胶合设计取代氩焊、火焰硬焊等接合手段，大幅降低因氩焊产生的电弧光，或者是火焰硬焊焊药对工作人员眼睛、皮肤、呼吸道造成伤害，并且能够避免操作不当所造成的火灾，因而可提高作业安全性；又本发明采用胶合手段可有效地将油箱的制造方法加以单纯化，甚至可以自动化一贯作业，加快制程产量，并间接地降低对于人工作业的依赖性。
再就制程成本而论，有别于雷射焊接的设备投资成本偏高，又维修成本所费不赀，虽然产品精密性及良率较为理想，但除大型企业外，一般中小企业均难以负担此庞大开销。
发明应用胶合技术取代雷射焊接制程，减少对焊接设备的投资成本，并能降低维修成本等支出。
另一方面，本发明以胶合技术替代习用焊接手段，无须考虑异种材料因性质差别造成焊接效果不尽理想的问题，充分解决习知氩焊、火焰硬焊、雷射焊接均面临异材焊接困难度偏高的问题，更不必事先对上、下箱体311、321进行特殊加工、表面处理或者采取配套制程，因而本发明较习知焊接技术更具备有难以匹敌的优势。
如图7所示，本发明胶合油箱的连接管33为以外周面333与上箱体单元31外凸缘313的内周面319相互胶合。连接管33亦可为以内周面与上箱体单元31外凸缘313外周面相互胶合。
如图8所示，本发明胶合油箱上箱体单元31还包含环状中空补强片35。于涂布步骤22中，连接管33与外凸缘313涂布胶合剂并相套接，补强片35套设于外凸缘313及上箱体311的交接处间，并与上箱体311相胶合。
如图9所示，补强片35a呈非直角弯折的L型。
如图10所示，补强片35b包括环绕外凸缘313的主体部351及自主体部351外周缘紧贴于上箱体311延伸的固定部352。固定部352与上箱体311间亦使用结构性胶合剂加以固着。
如图8、图9、图10所示，本发明胶合油箱更可透过补强片35(35a、35b)强化连接管33、外凸缘313接合处的结构强度，与胶合剂搭配形成双重固着效果，确保接合处不易产生断裂、渗漏的情形。
归纳上述，本发明胶合油箱及其制造方法采用胶合技术取代焊接技术，除降低制程复杂度、因焊接作业所造成的生产安全隐患外，同时本发明能广泛地应用于异种材质的接合，更具备足以耐受冲撞的结构强度，确实能达到本发明目的。
权利要求
1.一种胶合油箱，它包括上箱体单元及与上箱体单元相向的下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及供油泵设置的油泵固定座；下箱体单元具有与上箱体对接并共同界定出连通进油口储油空间的下箱体；其特征在于所述的上箱体包括呈阶梯状且界定出连通储油空间的安装口的安装面；油泵固定座与上箱体安装面相互合固定。
2.一种胶合油箱的制造方法，其特征在于它包括备料步骤选取材料成形出上、下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及油泵设置的油泵固定座；上箱体包括呈阶梯状的安装面；涂布步骤于上箱体安装面与油泵固定座之间涂布胶合剂，同时对接上、下箱体单元组成油箱半成品；固化步骤将油箱半成品送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合。
3.根据权利要求2所述的胶合油箱的制造方法，其特征在于所述的胶合剂为结构用胶合剂。
全文摘要
一种胶合油箱及其制造方法。为提供一种生产单纯化、减少作业伤害、品质稳定、成本低的机动车燃料储存装置及其制造方法，提出本发明，胶合油箱包括上箱体单元及与上箱体单元相向的下箱体单元；上箱体单元具有上箱体及供油泵设置的油泵固定座；下箱体单元具有与上箱体对接并共同界定出连通进油口储油空间的下箱体；上箱体包括呈阶梯状且界定出连通储油空间的安装口的安装面；油泵固定座与上箱体安装面相互合固定；制造方法包括成形出具有上箱体及油泵设置的油泵固定座的上箱体及成形出箱体单元的备料步骤、于上箱体安装面与油泵固定座之间涂布胶合剂的涂布步骤及将油箱半成品送入加热炉中，并以150～190℃的加热温度进行加热固化胶合的固化步骤。
文档编号F02M37/00GK1971024SQ20061013937
公开日2007年5月30日 申请日期2004年4月12日 优先权日2004年4月12日
发明者姜志华, 薛英斌, 王俊杰, 廖英彦 申请人:财团法人金属工业研究发展中心, 光阳工业股份有限公司