JP2004225669A - 燃料タンクの封止構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料タンクの開口に封止する作業が簡単で、部品点数も少なく、シール性に優れた燃料タンクの封止構造を提供する。
【解決手段】燃料タンクの封止構造は、タンク本体12とともにブロー成形により一体に形成された取付部16と、取付部16に装着される封止部材20とを備えている。取付部16は、円筒形状の取付本体16aと、取付本体16aに設けられたシール面16cと、第1係合部18とを備えている。封止部材20は、シール面16cと支持筒体23との間にシール部材30を介在させるとともに、第2係合部25を第1係合部18に係合させることでタンク開口12aを封止する。
【選択図】 図1
【解決手段】燃料タンクの封止構造は、タンク本体12とともにブロー成形により一体に形成された取付部16と、取付部16に装着される封止部材20とを備えている。取付部16は、円筒形状の取付本体16aと、取付本体16aに設けられたシール面16cと、第1係合部18とを備えている。封止部材20は、シール面16cと支持筒体23との間にシール部材30を介在させるとともに、第2係合部25を第1係合部18に係合させることでタンク開口12aを封止する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクのタンク開口を閉じる燃料タンクの封止構造に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
従来、この種の燃料タンクの封止構造として、燃料タンクにタンク開口を設け、このタンク開口に配管ポートやバルブ類を取付けて外部と接続するとともにタンク開口をシールする構成が知られている。
【0003】
例えば、樹脂製の燃料タンクに熱溶着可能である樹脂材料で封止部材を形成し、これを燃料タンクに熱溶着により接合する技術である(特許文献1)。また、タンク開口の周辺に雄ネジを設け、この雄ネジに螺合するナット部材を用いて封止部材を取り付ける技術である(特許文献2)。
【0004】
特許文献1の技術では、封止部材を燃料タンクに溶着可能な樹脂材料で形成しなければならず、材料選択の自由度が少ないだけでなく、溶着工程を必要とするために低コスト化の妨げとなっている。また、特許文献2の技術では、ネジ止めのために雄ネジやナット部材を用いているので、部品点数が多くなるという問題があり、やはり低コスト化の妨げとなっている。
【0005】
また、図13は別の従来の技術にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。燃料タンク100のタンク上壁102には、タンク開口104を取り囲むように、該タンク上壁102と別体の円筒部材106を熱溶着し、さらに封止部材110を、円筒部材106との間でシール部材112を介在させた状態にて、円筒部材106にスナップ締結する構成も知られている(特許文献3)。しかし、円筒部材106の樹脂材料もタンク上壁102に溶着可能な材料に限定されるだけでなく、この円筒部材106をタンク上壁102に溶着する作業も面倒であるという問題があった。
【特許文献1】
特開2002−293144号公報
【特許文献2】
特開2002−114046号公報
【特許文献3】
特開2001−113590号公報
【0006】
本発明は、上記従来の技術の課題を解決するものであり、燃料タンクのタンク開口に装着する作業が簡単で、材料選択の自由度が大きく、部品点数も少なく、シール性にも優れた燃料タンクの封止構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
ブロー成形により形成されかつタンク開口を有するタンク本体と、上記タンク本体とともにブロー成形により一体に形成されかつ上記タンク開口を取り囲むように形成された取付部と、上記取付部に装着されかつ上記タンク開口を閉じる封止部材と、上記タンク開口と上記封止部材との間をシールするシール部材とを備えた燃料タンクの封止構造であって、
上記取付部は、上記タンク本体の壁面に対して直角方向に突設されたほぼ円筒形状の取付本体と、該取付本体の円筒壁に設けられかつ上記タンク開口を取り囲むように配置されたシール面と、上記封止部材を取り付けるための第1係合部とを備え、
上記封止部材は、上記タンク開口をほぼ覆う上壁と、該上壁の下面から突設され上記シール面と所定間隙を隔てて形成された円筒形状の支持筒体と、上記第1係合部に弾性変形することにより係合して該封止部材を上記取付部に取り付ける第2係合部とを備え、
上記封止部材は、上記シール面と上記支持筒体との間にシール部材を介在させるとともに、上記第2係合部を上記第1係合部に係合させることで上記タンク開口を封止するように構成したことを特徴とする。
【0008】
本発明の燃料タンクの取付構造によれば、取付部は、タンク本体とともにブロー成形により同時に成形することができるので、部品点数が低減でき、また、従来の技術で説明したように封止部材や取付部を溶着したりする工程が不要であり、コストダウンを実現できる。
【0009】
また、封止部材は、燃料タンクと別部材であるから、燃料タンクと異なった性質を有する樹脂材料、例えば、耐燃料透過性に優れた樹脂材料を適用するなどの手段をとることができ、材料の選択自由度が高い。
【0010】
さらに、封止部材は、その第2係合部を弾性変形させて燃料タンクの第1係合部に係合させれば、燃料タンクにワンタッチで取り付けることができ、取付作業が簡単である。
【0011】
また、シール面は、円筒壁面に設けられているから、軸方向または周方向に捻れて形成されても、波を打つような歪みが少ない。よって、シール面は、ブロー成形によっても高い面精度を得ることができる。
【0012】
本発明の好適な態様として、上記タンク本体は、タンク内層と、タンク外層と、タンク内層とタンク外層との間に介在しタンク内層およびタンク外層より耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層とを備え、該バリア層は、上記取付部内にてシール面に沿って形成される構成をとることができる。この構成により、取付部のほぼ全体にわたってバリア層が配置されるので、燃料蒸気の透過を防止することができる。この場合において、タンク開口に露出しているバリア層の端部を、シール部材よりタンク本体側まで延設することにより、取付部およびタンク開口の周辺が、バリア層およびシール部材でシールされるので、一層、耐燃料透過性を向上させることができる。
【0013】
さらに、上記取付部の好適な態様として、上記取付本体の外周部に、上記シール面の変形を防ぐための補強部材を備える構成をとることができる。この構成により、シール面がシール部材から大きな力を受けても、補強部材がシール面を歪ませるのを防止し、シール性を高める。この補強部材は、取付本体の外周部にインサート成形することにより、取付部との一体性を高めてもよい。
【0014】
また、補強部材の一端部は、第2係合部に係合する第1係合部を備えることができる。この場合において、補強部材を取付部の樹脂材料より機械的強度の高い材料、例えば、金属材料や硬質樹脂により形成することにより、第2係合部を堅固に係合させることができる。
【0015】
さらに、上記第1係合部と上記第2係合部の好適な態様として、その係合箇所をタンク本体の外部から隠す離脱規制部材を備える構成をとることができる。この離脱規制部材により、使用者に不用意に外されるのを防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施例について説明する。
A.第1実施例
(1) 燃料タンクの封止構造の概略構成
図1は本発明の第1実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。本実施例は、自動車の燃料タンク10を外部に接続するための配管ポートを有する封止部材20に適用した例である。封止部材20は、燃料タンク10の取付部16に着脱可能に装着されることにより、タンク開口をシールするように構成されている。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【0017】
(2)−1 燃料タンク10の構成
図2は燃料タンク10に封止部材20を取り付ける前の状態を示す断面図である。図2において、燃料タンク10は、ポリエチレン(PE)を含む複合樹脂材料からブロー成形法により3層に形成されている。すなわち、燃料タンク10は、タンク内層13aと、タンク外層13bと、タンク内層13aとタンク外層13bとの間に介在しているバリア層13cとを積層することにより形成されている。タンク内層13aとタンク外層13bは、高密度ポリエチレンから形成され、主として燃料タンクの機械的強度を確保する構造材としての機能を有している。一方、バリア層13cは、耐燃料透過性に優れたエチレンビニルアルコール(EVOH)またはポリアミド(PA)から形成され、燃料蒸気の透過を防止する遮蔽材としての機能を有している。
【0018】
燃料タンク10のタンク上壁14には、封止部材20を取り付けるための取付部16が設けられている。取付部16は、タンク上壁14から***した取付本体16aを備えている。取付本体16aの上部には、フランジ16bが形成されている。フランジ16bの下端は、封止部材20を取り付けるための第1係合部18となっている。取付本体16aは、ほぼ円筒形状であり、その内周部に円筒面で形成されたシール面16cを備えている。また、取付部16の下部には、タンク本体12をカッタなどで円形状に切断することにより形成されたタンク開口12aが設けられている。シール面16cで形成される円筒面の直径をD1、タンク開口12aの直径をD2とすると、D1>D2に形成されている。つまり、タンク開口12aは、シール面16cの下部から環状に張り出した張り出し部を形成し、その周縁の上面は、シール部材30を止めるためのストッパ面12bとなっている。
【0019】
(2)−2 燃料タンク10の製造工程
燃料タンク10は、ブロー成形法により製造される。図3はブロー成形法を説明する説明図である。ブロー成型方法は、成形装置50を用いて行われる。成形装置50は、キャビティを形成する成形型51,52を有している。成形型51には、タンク本体12(図1参照)の外壁に倣った成形面53,54がそれぞれ形成されている。一方の成形面53には、取付部16(図1参照)を形成するための環状凹所55および円形突部56が形成されている。いま、成形型51,52の間のキャビティに、パリソンPSを設置する。パリソンPSは、図1に示すタンク内層13a、タンク外層13bおよびバリア層13cとなる樹脂層を3層重ねたものを用いる。そして、型締めした後に、パリソンPS内に圧搾ガスを吹き込むと、パリソンPSは、成形面53,54に倣ってタンク本体12を形成する。このとき、図4に示すようにパリソンPSの一部は、環状凹所55および円形突部56に倣うことにより取付部16を形成するとともに、バリア層13cは、取付部16の形状に沿って曲げられる。続いて、図5に示すように、取付部16の底部をカッタCTにより切断することによりタンク開口12aを形成する。このとき、タンク開口12aは、シール面16cの直径D1より小さい直径D2に設定することにより、タンク開口12aの周縁上面にストッパ面12bを形成する。これによりタンク本体12が製造される。
【0020】
(3)−1 封止部材20の構成
図2に戻り、封止部材20は、燃料タンク10のタンク開口12aを塞ぐとともに、ホースHに接続するための継手であり、封止本体21と、封止本体21の上部に突設された接続管24とを備えている。封止本体21は、円板状の上壁22と、上壁22の下面から突設された支持筒体23とを備えている。上壁22の外周部には、フランジ22aが形成されている。フランジ22aの下端部には、複数個(3〜4個)の第2係合部25が周方向に等間隔に形成されている。第2係合部25は、アーム25aと、アーム25aの先端に形成された爪25bとを有し、この爪25bが取付部16の第1係合部18に係合することにより、封止部材20を取付部16に装着する。
【0021】
上記支持筒体23は、上壁22の下面から円筒状に突設されており、その外周部にシール部材30,30がスペーサ32,32に支持されて装着されている。シール部材30,30は、シール性能に対応して、異なった材料を用いることができ、例えば、一方にトリフロロプロピル・メチル・シロキサン縮合物(FVMQ)、他方にフッ素ゴム(FKM)を用いることができる。
【0022】
上記接続管24は、接続通路24aを有するL字形の管体であり、接続端24bにホースHが接続される。上記接続通路24aは、封止本体21の中央から接続端24bに至るまで配置されており、燃料タンク10内とホースHとを接続する。
【0023】
(3)−2 封止部材20の装着作業
封止部材20を燃料タンク10の取付部16に装着するには、以下の作業により行われる。まず、封止部材20の支持筒体23の外周にシール部材30、スペーサ32を順次挿入し、支持筒体23の下端からタンク開口12aに向けて挿入する。そして、第2係合部25の爪25bがフランジ16bの外周に当たると半径方向外方へ拡開し、さらに挿入することにより第1係合部18に係合する。これにより、封止部材20が取付部16に取り付けられる。
【0024】
この状態にて、封止部材20の支持筒体23の外周に装着されたシール部材30,30は、シール面16cに押しつけられて、その間隙をシールすることにより、燃料タンク10内を外部に対して遮断する。
【0025】
(4) 燃料タンクの封止構造の作用・効果
上記燃料タンクの封止構造によれば、上述した作用・効果のほかに、以下の作用・効果を奏する。
【0026】
(4)−1 取付部16は、タンク本体12とともにブロー成形により同時に成形することができるので、部品点数を減らすことができ、また、従来の技術で説明したように封止部材や取付部を溶着したりする工程が不要であり、コストダウンを実現できる。
【0027】
(4)−2 封止部材20は、燃料タンク10と別部材であるから、燃料タンク10と異なった性質を有する樹脂材料、例えば、耐燃料透過性に優れた樹脂材料を適用するなどの手段をとることができ、材料の選択自由度が高い。
【0028】
(4)−3 封止部材20は、その第2係合部25を弾性変形させて燃料タンク10の第1係合部18に係合させれば、燃料タンク10にワンタッチで取り付けることができ、取付作業が簡単である。
【0029】
(4)−4 シール面16cは、取付部16に高い面精度でブロー成形することができるので、シール性に優れている。すなわち、図6に示すように、ブロー成形において、パリソンPSを成形面53に倣わせると、パリソンPSは、成形面53に向けて延び、冷却時に延びた方向と反対方向に収縮する。このとき、取付部16の上面Usは、方向d1の方向に収縮し、その収縮に影響するパリソンの範囲は、L1であるのに対して、シール面16cは、方向d2の方向に収縮し、その収縮に影響するパリソンの範囲は、L2である。よって、上面Usにシール面を形成した場合には、樹脂収縮の影響により高いシール性を得ることができないが、ブロー成形の際の収縮に影響する範囲が少ないシール面16cでシールすることにより、高い面精度を得ることができる。
また、シール面16cは、円筒内面に設けられているから、軸方向または周方向に捻れて形成されても、波を打つような歪みが少ない。よって、シール面16cは、ブロー成形によっても高い面精度を得ることができる。
【0030】
(4)−5 バリア層13cは、取付部16内にて該取付部16の***した形状に倣いかつシール面16cに沿って配置され、しかもタンク開口12aに露出している部分12dがシール部材30より燃料タンク10内側に配置されているので、タンク開口12aの周囲にバリア層13cでカバーされない部分がなく、耐燃料透過性に優れている。
【0031】
B.第2実施例
図7は本発明の第2実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。図7において、支持筒体23Bの下端には、周方向に等間隔で3〜4箇所の第2係合部25Bが形成されている。また、タンク開口12aの張り出し部の下面は、リング状平面の第1係合部18Bとなっている。つまり、上記張り出し部は、上面でシール部材30を支持するストッパ面12bを形成するとともに、その下面で封止部材20Bの第2係合部25Bを係合するための第1係合部18Bを形成している。この構成によれば、第2係合部25Bがシール部材30より下方に位置し、外部から外すことができないので、使用者に不用意に外されることもない。
【0032】
C.第3実施例
図8は本発明の第3実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。取付部16Cの外周部には、環状の補強部材36が外装されている。補強部材36は、金属または硬質の樹脂[例えば、ポリアセタール(POM)]から形成されている。補強部材36は、シール部材30から大きな力が加わってもシール面16cを歪ませるのを防止し、シール性を高める。
【0033】
なお、図9に示すように、補強部材36Dは、取付部16Dの外周部にインサート成形により一体化することにより、取付部16Dとの接合力を高めてもよい。また、図10に示すように補強部材36Eに第1係合部18Eを設け、封止部材20Eの第2係合部25Eを係合するように構成してもよく、さらに、図11に示すように補強部材36Fとフランジ22Faとの隙間に第1係合部18Fを設け、封止部材20Fの第2係合部25Fを係合するように構成してもよい。
【0034】
D.第4実施例
図12は本発明の第4実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。図12において、封止部材20Gの第2係合部25Gの外周部に、離脱規制部材38が装着されている。この離脱規制部材38は、第2係合部25Gと第1係合部18Gとの係合箇所を外部から隠している。この離脱規制部材38により、外部からの衝撃に対し、第2係合部25Gを保護するとともに、その係合が外れることを防止でき、さらに使用者に不用意に外されるのを防止することができる。
【0035】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0036】
(1) 上記実施例では、シール部材として、Oリングを用いたが、これに限らず、シール面16cと支持筒体23との間をシールする構成であれば、特に限定されず、例えば、円筒状のゴムパッキンを用いてもよい。
【0037】
(2) 上記実施例では、燃料タンクを外部に接続する配管ポートに適用した例を説明したが、これに限らず、燃料タンクの燃料液位に応じて接続通路を開閉する燃料遮断弁や、燃料を供給するためのインレットパイプへの継手などにも適用できる。
【0038】
(3) 上記実施例では、シール面は取付本体の円筒の内壁に設けたが、これに限らず、円筒外壁としてもよい。この構成では、外壁のシール面にシール部材を外装し、これを封止部材で押圧することにより実現できる。この場合において、封止部材をタンク本体より燃料膨潤性の小さい樹脂材料で形成すれば、取付部が燃料により膨潤して拡径するにつれて、封止部材との間でシール部材を押圧する力が大きくなるので、シール性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図2】燃料タンクに封止部材を取り付ける前の状態を示す断面図である。
【図3】ブロー成形工程を説明する説明図である。
【図4】図3に続くブロー成形工程を説明する説明図である。
【図5】燃料タンクの製造工程を説明する説明図である。
【図6】ブロー成形工程によるシール面への作用を説明する説明図である。
【図7】本発明の第2実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図8】本発明の第3実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図9】第3実施例の変形例にかかる断面図である。
【図10】第3実施例の他の変形例を示す断面図である。
【図11】第3実施例の別の変形例を示す断面図である。
【図12】第4実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図13】従来の技術にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【符号の説明】
10...燃料タンク
12...タンク本体
12a...タンク開口
12b...ストッパ面
12d...部分
13a...タンク内層
13b...タンク外層
13c...バリア層
14...タンク上壁
16...取付部
16C...取付部
16D...取付部
16a...取付本体
16b...フランジ
16c...シール面
18...第1係合部
18B...第1係合部
18E...第1係合部
18F...第1係合部
18G...第1係合部
20...封止部材
20E...封止部材
20F...封止部材
20G...封止部材
21...封止本体
22...上壁
22a...フランジ
22Fa...フランジ
23...支持筒体
23B...支持筒体
24...接続管
24a...接続通路
24b...接続端
25...第2係合部
25B...第2係合部
25E...第2係合部
25F...第2係合部
25G...第2係合部
25a...アーム
25b...爪
30...シール部材
32...スペーサ
36...補強部材
36D...補強部材
36E...補強部材
36F...補強部材
38...離脱規制部材
50...成形装置
51,52...成形型
53,54...成形面
55...環状凹所
56...円形突部
CT...カッタ
H...ホース
PS...パリソン
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクのタンク開口を閉じる燃料タンクの封止構造に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
従来、この種の燃料タンクの封止構造として、燃料タンクにタンク開口を設け、このタンク開口に配管ポートやバルブ類を取付けて外部と接続するとともにタンク開口をシールする構成が知られている。
【0003】
例えば、樹脂製の燃料タンクに熱溶着可能である樹脂材料で封止部材を形成し、これを燃料タンクに熱溶着により接合する技術である(特許文献1)。また、タンク開口の周辺に雄ネジを設け、この雄ネジに螺合するナット部材を用いて封止部材を取り付ける技術である(特許文献2)。
【0004】
特許文献1の技術では、封止部材を燃料タンクに溶着可能な樹脂材料で形成しなければならず、材料選択の自由度が少ないだけでなく、溶着工程を必要とするために低コスト化の妨げとなっている。また、特許文献2の技術では、ネジ止めのために雄ネジやナット部材を用いているので、部品点数が多くなるという問題があり、やはり低コスト化の妨げとなっている。
【0005】
また、図13は別の従来の技術にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。燃料タンク100のタンク上壁102には、タンク開口104を取り囲むように、該タンク上壁102と別体の円筒部材106を熱溶着し、さらに封止部材110を、円筒部材106との間でシール部材112を介在させた状態にて、円筒部材106にスナップ締結する構成も知られている(特許文献3)。しかし、円筒部材106の樹脂材料もタンク上壁102に溶着可能な材料に限定されるだけでなく、この円筒部材106をタンク上壁102に溶着する作業も面倒であるという問題があった。
【特許文献1】
特開2002−293144号公報
【特許文献2】
特開2002−114046号公報
【特許文献3】
特開2001−113590号公報
【0006】
本発明は、上記従来の技術の課題を解決するものであり、燃料タンクのタンク開口に装着する作業が簡単で、材料選択の自由度が大きく、部品点数も少なく、シール性にも優れた燃料タンクの封止構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
ブロー成形により形成されかつタンク開口を有するタンク本体と、上記タンク本体とともにブロー成形により一体に形成されかつ上記タンク開口を取り囲むように形成された取付部と、上記取付部に装着されかつ上記タンク開口を閉じる封止部材と、上記タンク開口と上記封止部材との間をシールするシール部材とを備えた燃料タンクの封止構造であって、
上記取付部は、上記タンク本体の壁面に対して直角方向に突設されたほぼ円筒形状の取付本体と、該取付本体の円筒壁に設けられかつ上記タンク開口を取り囲むように配置されたシール面と、上記封止部材を取り付けるための第1係合部とを備え、
上記封止部材は、上記タンク開口をほぼ覆う上壁と、該上壁の下面から突設され上記シール面と所定間隙を隔てて形成された円筒形状の支持筒体と、上記第1係合部に弾性変形することにより係合して該封止部材を上記取付部に取り付ける第2係合部とを備え、
上記封止部材は、上記シール面と上記支持筒体との間にシール部材を介在させるとともに、上記第2係合部を上記第1係合部に係合させることで上記タンク開口を封止するように構成したことを特徴とする。
【0008】
本発明の燃料タンクの取付構造によれば、取付部は、タンク本体とともにブロー成形により同時に成形することができるので、部品点数が低減でき、また、従来の技術で説明したように封止部材や取付部を溶着したりする工程が不要であり、コストダウンを実現できる。
【0009】
また、封止部材は、燃料タンクと別部材であるから、燃料タンクと異なった性質を有する樹脂材料、例えば、耐燃料透過性に優れた樹脂材料を適用するなどの手段をとることができ、材料の選択自由度が高い。
【0010】
さらに、封止部材は、その第2係合部を弾性変形させて燃料タンクの第1係合部に係合させれば、燃料タンクにワンタッチで取り付けることができ、取付作業が簡単である。
【0011】
また、シール面は、円筒壁面に設けられているから、軸方向または周方向に捻れて形成されても、波を打つような歪みが少ない。よって、シール面は、ブロー成形によっても高い面精度を得ることができる。
【0012】
本発明の好適な態様として、上記タンク本体は、タンク内層と、タンク外層と、タンク内層とタンク外層との間に介在しタンク内層およびタンク外層より耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層とを備え、該バリア層は、上記取付部内にてシール面に沿って形成される構成をとることができる。この構成により、取付部のほぼ全体にわたってバリア層が配置されるので、燃料蒸気の透過を防止することができる。この場合において、タンク開口に露出しているバリア層の端部を、シール部材よりタンク本体側まで延設することにより、取付部およびタンク開口の周辺が、バリア層およびシール部材でシールされるので、一層、耐燃料透過性を向上させることができる。
【0013】
さらに、上記取付部の好適な態様として、上記取付本体の外周部に、上記シール面の変形を防ぐための補強部材を備える構成をとることができる。この構成により、シール面がシール部材から大きな力を受けても、補強部材がシール面を歪ませるのを防止し、シール性を高める。この補強部材は、取付本体の外周部にインサート成形することにより、取付部との一体性を高めてもよい。
【0014】
また、補強部材の一端部は、第2係合部に係合する第1係合部を備えることができる。この場合において、補強部材を取付部の樹脂材料より機械的強度の高い材料、例えば、金属材料や硬質樹脂により形成することにより、第2係合部を堅固に係合させることができる。
【0015】
さらに、上記第1係合部と上記第2係合部の好適な態様として、その係合箇所をタンク本体の外部から隠す離脱規制部材を備える構成をとることができる。この離脱規制部材により、使用者に不用意に外されるのを防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施例について説明する。
A.第1実施例
(1) 燃料タンクの封止構造の概略構成
図1は本発明の第1実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。本実施例は、自動車の燃料タンク10を外部に接続するための配管ポートを有する封止部材20に適用した例である。封止部材20は、燃料タンク10の取付部16に着脱可能に装着されることにより、タンク開口をシールするように構成されている。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【0017】
(2)−1 燃料タンク10の構成
図2は燃料タンク10に封止部材20を取り付ける前の状態を示す断面図である。図2において、燃料タンク10は、ポリエチレン(PE)を含む複合樹脂材料からブロー成形法により3層に形成されている。すなわち、燃料タンク10は、タンク内層13aと、タンク外層13bと、タンク内層13aとタンク外層13bとの間に介在しているバリア層13cとを積層することにより形成されている。タンク内層13aとタンク外層13bは、高密度ポリエチレンから形成され、主として燃料タンクの機械的強度を確保する構造材としての機能を有している。一方、バリア層13cは、耐燃料透過性に優れたエチレンビニルアルコール(EVOH)またはポリアミド(PA)から形成され、燃料蒸気の透過を防止する遮蔽材としての機能を有している。
【0018】
燃料タンク10のタンク上壁14には、封止部材20を取り付けるための取付部16が設けられている。取付部16は、タンク上壁14から***した取付本体16aを備えている。取付本体16aの上部には、フランジ16bが形成されている。フランジ16bの下端は、封止部材20を取り付けるための第1係合部18となっている。取付本体16aは、ほぼ円筒形状であり、その内周部に円筒面で形成されたシール面16cを備えている。また、取付部16の下部には、タンク本体12をカッタなどで円形状に切断することにより形成されたタンク開口12aが設けられている。シール面16cで形成される円筒面の直径をD1、タンク開口12aの直径をD2とすると、D1>D2に形成されている。つまり、タンク開口12aは、シール面16cの下部から環状に張り出した張り出し部を形成し、その周縁の上面は、シール部材30を止めるためのストッパ面12bとなっている。
【0019】
(2)−2 燃料タンク10の製造工程
燃料タンク10は、ブロー成形法により製造される。図3はブロー成形法を説明する説明図である。ブロー成型方法は、成形装置50を用いて行われる。成形装置50は、キャビティを形成する成形型51,52を有している。成形型51には、タンク本体12(図1参照)の外壁に倣った成形面53,54がそれぞれ形成されている。一方の成形面53には、取付部16(図1参照)を形成するための環状凹所55および円形突部56が形成されている。いま、成形型51,52の間のキャビティに、パリソンPSを設置する。パリソンPSは、図1に示すタンク内層13a、タンク外層13bおよびバリア層13cとなる樹脂層を3層重ねたものを用いる。そして、型締めした後に、パリソンPS内に圧搾ガスを吹き込むと、パリソンPSは、成形面53,54に倣ってタンク本体12を形成する。このとき、図4に示すようにパリソンPSの一部は、環状凹所55および円形突部56に倣うことにより取付部16を形成するとともに、バリア層13cは、取付部16の形状に沿って曲げられる。続いて、図5に示すように、取付部16の底部をカッタCTにより切断することによりタンク開口12aを形成する。このとき、タンク開口12aは、シール面16cの直径D1より小さい直径D2に設定することにより、タンク開口12aの周縁上面にストッパ面12bを形成する。これによりタンク本体12が製造される。
【0020】
(3)−1 封止部材20の構成
図2に戻り、封止部材20は、燃料タンク10のタンク開口12aを塞ぐとともに、ホースHに接続するための継手であり、封止本体21と、封止本体21の上部に突設された接続管24とを備えている。封止本体21は、円板状の上壁22と、上壁22の下面から突設された支持筒体23とを備えている。上壁22の外周部には、フランジ22aが形成されている。フランジ22aの下端部には、複数個(3〜4個)の第2係合部25が周方向に等間隔に形成されている。第2係合部25は、アーム25aと、アーム25aの先端に形成された爪25bとを有し、この爪25bが取付部16の第1係合部18に係合することにより、封止部材20を取付部16に装着する。
【0021】
上記支持筒体23は、上壁22の下面から円筒状に突設されており、その外周部にシール部材30,30がスペーサ32,32に支持されて装着されている。シール部材30,30は、シール性能に対応して、異なった材料を用いることができ、例えば、一方にトリフロロプロピル・メチル・シロキサン縮合物(FVMQ)、他方にフッ素ゴム(FKM)を用いることができる。
【0022】
上記接続管24は、接続通路24aを有するL字形の管体であり、接続端24bにホースHが接続される。上記接続通路24aは、封止本体21の中央から接続端24bに至るまで配置されており、燃料タンク10内とホースHとを接続する。
【0023】
(3)−2 封止部材20の装着作業
封止部材20を燃料タンク10の取付部16に装着するには、以下の作業により行われる。まず、封止部材20の支持筒体23の外周にシール部材30、スペーサ32を順次挿入し、支持筒体23の下端からタンク開口12aに向けて挿入する。そして、第2係合部25の爪25bがフランジ16bの外周に当たると半径方向外方へ拡開し、さらに挿入することにより第1係合部18に係合する。これにより、封止部材20が取付部16に取り付けられる。
【0024】
この状態にて、封止部材20の支持筒体23の外周に装着されたシール部材30,30は、シール面16cに押しつけられて、その間隙をシールすることにより、燃料タンク10内を外部に対して遮断する。
【0025】
(4) 燃料タンクの封止構造の作用・効果
上記燃料タンクの封止構造によれば、上述した作用・効果のほかに、以下の作用・効果を奏する。
【0026】
(4)−1 取付部16は、タンク本体12とともにブロー成形により同時に成形することができるので、部品点数を減らすことができ、また、従来の技術で説明したように封止部材や取付部を溶着したりする工程が不要であり、コストダウンを実現できる。
【0027】
(4)−2 封止部材20は、燃料タンク10と別部材であるから、燃料タンク10と異なった性質を有する樹脂材料、例えば、耐燃料透過性に優れた樹脂材料を適用するなどの手段をとることができ、材料の選択自由度が高い。
【0028】
(4)−3 封止部材20は、その第2係合部25を弾性変形させて燃料タンク10の第1係合部18に係合させれば、燃料タンク10にワンタッチで取り付けることができ、取付作業が簡単である。
【0029】
(4)−4 シール面16cは、取付部16に高い面精度でブロー成形することができるので、シール性に優れている。すなわち、図6に示すように、ブロー成形において、パリソンPSを成形面53に倣わせると、パリソンPSは、成形面53に向けて延び、冷却時に延びた方向と反対方向に収縮する。このとき、取付部16の上面Usは、方向d1の方向に収縮し、その収縮に影響するパリソンの範囲は、L1であるのに対して、シール面16cは、方向d2の方向に収縮し、その収縮に影響するパリソンの範囲は、L2である。よって、上面Usにシール面を形成した場合には、樹脂収縮の影響により高いシール性を得ることができないが、ブロー成形の際の収縮に影響する範囲が少ないシール面16cでシールすることにより、高い面精度を得ることができる。
また、シール面16cは、円筒内面に設けられているから、軸方向または周方向に捻れて形成されても、波を打つような歪みが少ない。よって、シール面16cは、ブロー成形によっても高い面精度を得ることができる。
【0030】
(4)−5 バリア層13cは、取付部16内にて該取付部16の***した形状に倣いかつシール面16cに沿って配置され、しかもタンク開口12aに露出している部分12dがシール部材30より燃料タンク10内側に配置されているので、タンク開口12aの周囲にバリア層13cでカバーされない部分がなく、耐燃料透過性に優れている。
【0031】
B.第2実施例
図7は本発明の第2実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。図7において、支持筒体23Bの下端には、周方向に等間隔で3〜4箇所の第2係合部25Bが形成されている。また、タンク開口12aの張り出し部の下面は、リング状平面の第1係合部18Bとなっている。つまり、上記張り出し部は、上面でシール部材30を支持するストッパ面12bを形成するとともに、その下面で封止部材20Bの第2係合部25Bを係合するための第1係合部18Bを形成している。この構成によれば、第2係合部25Bがシール部材30より下方に位置し、外部から外すことができないので、使用者に不用意に外されることもない。
【0032】
C.第3実施例
図8は本発明の第3実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。取付部16Cの外周部には、環状の補強部材36が外装されている。補強部材36は、金属または硬質の樹脂[例えば、ポリアセタール(POM)]から形成されている。補強部材36は、シール部材30から大きな力が加わってもシール面16cを歪ませるのを防止し、シール性を高める。
【0033】
なお、図9に示すように、補強部材36Dは、取付部16Dの外周部にインサート成形により一体化することにより、取付部16Dとの接合力を高めてもよい。また、図10に示すように補強部材36Eに第1係合部18Eを設け、封止部材20Eの第2係合部25Eを係合するように構成してもよく、さらに、図11に示すように補強部材36Fとフランジ22Faとの隙間に第1係合部18Fを設け、封止部材20Fの第2係合部25Fを係合するように構成してもよい。
【0034】
D.第4実施例
図12は本発明の第4実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。図12において、封止部材20Gの第2係合部25Gの外周部に、離脱規制部材38が装着されている。この離脱規制部材38は、第2係合部25Gと第1係合部18Gとの係合箇所を外部から隠している。この離脱規制部材38により、外部からの衝撃に対し、第2係合部25Gを保護するとともに、その係合が外れることを防止でき、さらに使用者に不用意に外されるのを防止することができる。
【0035】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0036】
(1) 上記実施例では、シール部材として、Oリングを用いたが、これに限らず、シール面16cと支持筒体23との間をシールする構成であれば、特に限定されず、例えば、円筒状のゴムパッキンを用いてもよい。
【0037】
(2) 上記実施例では、燃料タンクを外部に接続する配管ポートに適用した例を説明したが、これに限らず、燃料タンクの燃料液位に応じて接続通路を開閉する燃料遮断弁や、燃料を供給するためのインレットパイプへの継手などにも適用できる。
【0038】
(3) 上記実施例では、シール面は取付本体の円筒の内壁に設けたが、これに限らず、円筒外壁としてもよい。この構成では、外壁のシール面にシール部材を外装し、これを封止部材で押圧することにより実現できる。この場合において、封止部材をタンク本体より燃料膨潤性の小さい樹脂材料で形成すれば、取付部が燃料により膨潤して拡径するにつれて、封止部材との間でシール部材を押圧する力が大きくなるので、シール性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図2】燃料タンクに封止部材を取り付ける前の状態を示す断面図である。
【図3】ブロー成形工程を説明する説明図である。
【図4】図3に続くブロー成形工程を説明する説明図である。
【図5】燃料タンクの製造工程を説明する説明図である。
【図6】ブロー成形工程によるシール面への作用を説明する説明図である。
【図7】本発明の第2実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図8】本発明の第3実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図9】第3実施例の変形例にかかる断面図である。
【図10】第3実施例の他の変形例を示す断面図である。
【図11】第3実施例の別の変形例を示す断面図である。
【図12】第4実施例にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【図13】従来の技術にかかる燃料タンクの封止構造を示す断面図である。
【符号の説明】
10...燃料タンク
12...タンク本体
12a...タンク開口
12b...ストッパ面
12d...部分
13a...タンク内層
13b...タンク外層
13c...バリア層
14...タンク上壁
16...取付部
16C...取付部
16D...取付部
16a...取付本体
16b...フランジ
16c...シール面
18...第1係合部
18B...第1係合部
18E...第1係合部
18F...第1係合部
18G...第1係合部
20...封止部材
20E...封止部材
20F...封止部材
20G...封止部材
21...封止本体
22...上壁
22a...フランジ
22Fa...フランジ
23...支持筒体
23B...支持筒体
24...接続管
24a...接続通路
24b...接続端
25...第2係合部
25B...第2係合部
25E...第2係合部
25F...第2係合部
25G...第2係合部
25a...アーム
25b...爪
30...シール部材
32...スペーサ
36...補強部材
36D...補強部材
36E...補強部材
36F...補強部材
38...離脱規制部材
50...成形装置
51,52...成形型
53,54...成形面
55...環状凹所
56...円形突部
CT...カッタ
H...ホース
PS...パリソン
Claims (4)
- ブロー成形により形成されかつタンク開口(12a)を有するタンク本体(12)と、上記タンク本体(12)とともにブロー成形により一体に形成されかつ上記タンク開口(12a)を取り囲むように形成された取付部(16)と、上記取付部(16)に装着されかつ上記タンク開口(12a)を閉じる封止部材(20)と、上記タンク開口(12a)と上記封止部材(20)との間をシールするシール部材(30)と、を備えた燃料タンクの封止構造であって、
上記取付部(16)は、上記タンク本体(12)の壁面に対して直角方向に突設されたほぼ円筒形状の取付本体(16a)と、該取付本体(16a)の円筒壁に設けられかつ上記タンク開口(12a)を取り囲むように配置されたシール面(16c)と、上記封止部材(20)を取り付けるための第1係合部(18)とを備え、
上記封止部材(20)は、上記タンク開口(12a)をほぼ覆う上壁(22)と、該上壁(22)の下面から突設され上記シール面(16c)と所定間隙を隔てて形成された円筒形状の支持筒体(23)と、上記第1係合部(18)に弾性変形することにより係合して該封止部材(20)を上記取付部(16)に取り付ける第2係合部(25)とを備え、
上記封止部材(20)は、上記シール面(16c)と上記支持筒体(23)との間に上記シール部材(30)を介在させるとともに、上記第2係合部(25)を上記第1係合部(18)に係合させることで上記タンク開口(12a)を封止するように構成したことを特徴とする燃料タンクの封止構造。 - 請求項1の燃料タンクの封止構造において、
上記タンク本体(12)は、タンク内層(13a)と、タンク外層(13b)と、タンク内層(13a)とタンク外層(13b)との間に介在しタンク内層(13a)およびタンク外層(13b)より耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層(13c)とを備え、該バリア層(13c)は、上記取付部(16)内にてシール面(16c)に沿って形成されている燃料タンクの封止構造。 - 請求項1または請求項2の燃料タンクの封止構造において、上記取付部(16)は、上記取付本体(16a)の外周部に、上記シール面(16c)の変形を防ぐための補強部材(36)を備えた燃料タンクの封止構造。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかの燃料タンクの封止構造において、
上記第1係合部(18)と上記第2係合部(25)との係合箇所をタンク本体(12)の外部から隠す離脱規制部材(38)を備えた燃料タンクの封止構造。
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