JP2005271744A - フィラーネック構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料注入管とリテーナとの間に介在するシール部材を、燃料の劣化から防ぐこと。
【解決手段】フィラーネックは、燃料タンクに連通する燃料注入管と、キャップが止着するリテーナと、燃料注入管とリテーナとの間をシールするシール部材とを備える。燃料注入管及びリテーナのどちらか一方には、シール部材を保持するシール保持部があり、シール保持部には溜まった燃料をタンク内に排出できるように排出溝が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク内部に燃料を供給する際の給油口を構成するフィラーネック構造に関する。

従来、自動車の燃料タンクの燃料注入口構造として、例えば、特許文献１，２の技術が知られている。特許文献１には、Ｏリング１０４を樹脂インレットパイプ１０１と金属リテーナ１０３内周面との間に配置したフィラーネック１００が紹介されている。図７に、同文献記載のフィラーネックの軸方向断面図を示す。図７に示すように、フィラーネック１００は、樹脂インレットパイプ１０１と樹脂シールパイプ１０２と金属リテーナ１０３とＯリング１０４とを備えている。

フィラーネック１００の端面には、給油口が開設されている。給油口は、燃料給油キャップ(図略)により閉じられている。樹脂インレットパイプ１０１は、燃料タンク５に連通している。樹脂インレットパイプ１０１の外周部には、樹脂シールパイプ１０２が形成されている。樹脂シールパイプ１０２は、インレットボックスの底壁１０６に固定されている。金属リテーナ１０３は、樹脂シールパイプ１０２の端面のみに被さる頭部片を形成している。Ｏリング１０４は、樹脂インレットパイプ１０１のシール保持部１０５に配置されていて、Ｏリング１０４は、樹脂インレットパイプ１０１と金属リテーナ１０３の両面に弾接している。Ｏリングの締め代により、樹脂インレットパイプ１０１と金属リテーナ１０３との間のシール性が確保されている。

また、特許文献２(図８)には、燃料注入管１５１の開口部に対し、樹脂製筒体の内側部材のリテーナ１５２を内側に嵌着すると共に、樹脂製筒の外側部材のカバー１５３を外側に嵌着し、各々の開口端部を接合し溶着するフィラーネック１５０が紹介されている。Ｏリング１５４は、リテーナ１５２内周部のシール保持部１５５に配置され、リテーナ１５２と燃料注入管１５１の両面に弾接することで、シール性が確保されている。

しかし、樹脂インレットパイプ１０１(樹脂リテーナ１５２)のシール保持部１０５(１５５)が、タンク側内周部にＯリング１０４(１５４)が配置されていると、金属リテーナ１０３と樹脂インレットパイプ１０１(又は、燃料注入管１５１と樹脂製筒体の内側部材のリテーナ１５２)との隙間から燃料が入り込んで、シール保持部１０５(１５５)の隅に溜まり、時間がたつと溜まった燃料がサワー化する。Ｏリング１０４(１５４)にＮＢＲを用いると、サワー化した燃料がＮＢＲを劣化させシール性が低下する。そこで、対サワー燃料油性の高いフッ素ゴムを用いることも考えられるが、低温時にはフッ素ゴムが硬くなり易くシール性に不利である。またフッ素ゴムを用いるとコストが高くなると言う問題点もある。
実開平３−１７３９８号公報 特開平６−１４４０２６号公報

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、シール保持部に燃料が入っても燃料を排出でき、高いシール性を維持するフィラーネック構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のフィラーネックは、給油キャップにより開閉される給油口が上流端に開設され、下流端が燃料タンクに連通する燃料注入管と、
該給油キャップが止着されるリテーナと、
該燃料注入管内周面と該リテーナとの間のシール性を確保するシール部材とからなるフィラーネックにおいて、
該シール部材を保持するシール保持部を、該燃料注入管と該リテーナのいずれか一方に形成するとともに、
該シール保持部に排出溝を設けたことを特徴とする。

本発明にかかるフィラーネックは、給油時には燃料をタンクに導き、走行時には給油キャップを止着することにより、燃料タンクの燃料が外気に漏れ出るのを防ぐ。燃料注入管とリテーナとのどちらか一方に設けたシール保持部には、排出溝が形成されているので、タンク内から飛沫した燃料が、リテーナと燃料注入管との隙間を通り、シール保持部に溜まっても、排出溝よりタンク内に戻される。この為、燃料がシール保持部に溜まることがなく、燃料がサワー化することがないので、Ｏリング等のシール部材を劣化させることがなく、高いシール性を維持できる。

好ましくは、前記燃料注入管は、車両側部材に固定されるフランジ部が外周面に形成されていて、前記リテーナは、前記燃料注入管内周面に係止される係止部が形成されるとともに、該係止部及び前記シール部材は、該フランジ部よりも燃料タンクに近接して配置されていると良い。車両内部からの引っ張り荷重がかかると、燃料注入管のフランジ部が優先的に破断する。仮に、フランジ根元部に応力が集中して、フランジ根元部から水平に大径部が破損したとしても、シール部材及び係合部はフランジ部よりもタンク側に近接しているので、燃料注入管とリテーナとの間のシール性を確保することができる。

好ましくは、前記フィラーネックにおいて、前記燃料注入管の軸が傾斜している時、前記排出溝の少なくとも一箇所は、最下端部に配置されていると良い。排出溝が最下端に設置されていると、燃料が溜まらず排出されるので、燃料がサワー化することもなく、Ｏリングのシール性を維持できる。また、排出溝は二箇所以上形成されていることが望ましい。二箇所以上形成されていることにより、シール保持部内の圧力が均一化され、シール保持部から燃料を排出しやすくする効果がある。

好ましくは、前記リテーナは、車両側部材に固定されるフランジ部が、外周面に形成されていると良い。車両内部からの引っ張り荷重がかかり、リテーナの外周部に形成されたフランジ部が破損しても、燃料注入管とリテーナとの間のシール性を確保することができる。

以下、本発明のフィラーネックの実施形態について説明する。

まず、本実施形態のフィラーネックの構成について説明する。図１に、本実施形態のフィラーネックの軸方向断面図を示す。図１に示すように、フィラーネック１は、主に燃料注入管２とリテーナ３とＯリング４とを備えている。また、図２に本実施形態の燃料注入管２の斜視図を示す。

燃料注入管２は、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）製であって、段付き円筒状を呈している。すなわち、燃料注入管２は、大径部２１と小径部２２とを備えている。大径部２１は、小径部２２の上流側に配置されている。大径部２１の上流端には、給油口２０が開設されている。また、大径部２１にはＯリングを保持するシール保持部２４が形成されている。シール保持部２４には、シール保持部２４の隅に溜まる燃料をタンク内に戻すように、排出溝２３が等間隔に４箇所形成されている。大径部２１の外周面には、リング状のフランジ部２１０が形成されている。フランジ部２１０には、ボルト孔２１１が穿設されている。このボルト孔２１１を介して、フランジ部２１０つまり燃料注入管２は、車両側部材であるインレットボックスの底壁（図略）に、ボルト止めされている。一方、小径部２２の内周面には、係止凹部２２０が凹設されている。また、小径部２２の下流端は、フィラーパイプ８と接続されている。そして、フィラーパイプ８は、燃料タンク５と接続されている。

リテーナ３は、鋼製であって、底壁に孔のあるカップ状を呈している。リテーナ３は、給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入されている。リテーナ３の側周壁からは、拡径方向に向かって、係止爪３０が折り曲げ形成されている。係止爪３０は、前記係止凹部２２０に挿入され係止している。この係止により、リテーナ３は、燃料注入管２に固定されている。リテーナ３外周面と前記大径部２１内周面との間には、円筒状の隙間３１が区画されている。リテーナ３内周面からは、周方向に三日月状に延在するリテーナ側リブ３２が突設されている。

Ｏリング４は、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）製である。Ｏリング４は、隙間３１の下流端に配置されている。Ｏリング４は、リテーナ３外周面および大径部２１内周面に弾接している。また、隙間３１において、Ｏリング４の上流側には、樹脂製であって円筒状のＯリング押さえ部材４０が配置されている。Ｏリング押さえ部材４０は、Ｏリング４が軸方向に逃げ変形し、締め代が小さくなるのを抑制している。

給油キャップ６は、樹脂製であって短軸円柱状を呈している。給油キャップ６の外周面からは、周方向に三日月状に延在するキャップ側リブ６０が突設されている。給油キャップ６の上流端からは、角柱状のつまみ６１が突設されている。給油キャップ６を、リテーナ３内周側に挿入し、つまみ６１を所定角度捻ると、キャップ側リブ６０が、前記リテーナ側リブ３２に係止される。この係止により、給油キャップ６がリテーナ３に止着されている。止着時における給油キャップ６とリテーナ３との間のシール性は、ゴム製のガスケットリング６２により確保されている。

次に、本実施形態の排出溝の効果について説明する。シール保持部２４には、シール保持部２４の隅に溜まる燃料をタンク内に戻すように、排出溝２３が等間隔に４箇所形成されている。ここで排出溝の数を４箇所とした理由は、排出溝の数をシール保持部２４に多く形成すると、Ｏリング４が排出溝２３に入り込み、Ｏリング４の締め代が小さくなるからである。また、排出溝２３の数が極端に少ないと、圧力差の関係でシール保持部２４に溜まった燃料が、排出できない可能性があるからである。また、シール保持部２４の底面は、燃料注入管２の軸方向に対し垂直平面に形成されていると良い。シール保持部２４が斜面になっていると、Ｏリング４が斜面に入り込み、Ｏリング４の締め代が小さくなるからである。また、燃料注入管２は通常、傾斜して取り付けられているので、排出溝２３の少なくとも一箇所は、最下端部の位置に設置すると良い。このように排出溝が最下端部に設置されていると、燃料が溜まらず確実に排出されるので、燃料がサワー化することもなく、Ｏリングのシール性を維持できる。

次に、本実施形態のフィラーネックの組み付け方法について説明する。まず、燃料注入管２を射出成形により製作する。次いで、予め製作したリテーナ３の外周面にＯリング４とＯリング押さえ部材４０とを環装する。それから、Ｏリング４およびＯリング押さえ部材４０が環装されたリテーナ３を、給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入する。このようにして、本実施形態のフィラーネック１は組み付けられる。

次に、本実施形態のフィラーネックの低温時における動きについて説明する。図３に、Ｏリング付近の拡大断面図を示す。燃料注入管２を形成するＰＯＭの線膨張係数は、リテーナ３を形成する鋼の線膨張係数よりも大きい。このため、低温時における燃料注入管２の熱収縮量△Ｌ１は、同じく低温時におけるリテーナ３の熱収縮量△Ｌ２よりも大きい。この熱収縮量の格差に起因して、隙間３１は縮小される。したがって、Ｏリング４は、さらに圧縮されることになる。このため、Ｏリング４の締め代は大きくなる。

次に、本実施形態のフィラーネックの高温時における動きについて説明する。図４に、Ｏリング付近の拡大断面図を示す。上述したように、燃料注入管２を形成するＰＯＭの線膨張係数は、リテーナ３を形成する鋼の線膨張係数よりも大きい。このため、高温時における燃料注入管２の熱膨張量△Ｌ３は、同じく高温時におけるリテーナ３の熱膨張量△Ｌ４よりも大きい。この熱膨張量の格差に起因して、隙間３１は拡張される。

しかしながら、Ｏリング４の熱膨張量△Ｌ５は、燃料注入管２の熱膨張量△Ｌ３よりも大きい。したがって、Ｏリング４は、さらに圧縮されることになる。このため、Ｏリング４の締め代は大きくなる。

次に、本実施形態のフィラーネックの燃料膨張時における動きについて説明する。図５に、Ｏリング付近の拡大断面図を示す。燃料注入管２は燃料により膨張する。これに対し、リテーナ３は燃料によりほとんど膨張しない。この燃料膨張量の格差に起因して、隙間３１は拡張される。

しかしながら、Ｏリング４の燃料膨張量△Ｌ６は、燃料注入管２の燃料膨張量△Ｌ７よりも大きい。したがって、Ｏリング４は、さらに圧縮されることになる。このため、Ｏリング４の締め代は大きくなる。

次に、本実施形態のフィラーネックの燃料注入管破断時における動きについて説明する。前出の図１において、何らかの不具合により燃料タンク５が車両内部で揺動すると、フィラーネック１には、フィラーパイプを介して、車両内部から引っ張り荷重が加わる。しかしながら、フィラーネック１は、フランジ部２１０により、インレットボックスの底壁にボルト止めされている。したがって、フィラーネック１は、フランジ部２１０により、ちょうど宙吊りにされたような状態になる。

引っ張り荷重がある荷重値を超えると、燃料注入管２はフランジ部２１０から優先的に破断する。仮に、フランジ根元部に応力が集中して、フランジ根元部から水平に大径部２１が破損したとしても、フランジ部２１０よりも燃料タンク５に近接して、Ｏリング４および係止爪３０が配置されているので、燃料注入管２とリテーナ３の間から燃料の流出を防ぐことができる。

次に、本実施形態のフィラーネックの効果について説明する。本実施形態のフィラーネック１によると、前出の図３に示すように、低温時においては、Ｏリング４の締め代が大きくなる。したがって、燃料注入管２とリテーナ３との間のシール性が、低温時においても確保されている。

また、本実施形態のフィラーネック１によると、前出の図４に示すように、高温時においても、Ｏリング４の締め代が大きくなる。したがって、燃料注入管２とリテーナ３との間のシール性が、高温時においても確保されている。

また、本実施形態のフィラーネック１によると、フランジ部２１０よりも燃料タンク５に近接して、Ｏリング４および係止爪３０が配置されている。このため、燃料注入管２が破損した場合であっても、燃料注入管２とリテーナ３との間のシール性が確保されている。

また、本実施形態のフィラーネック１によると、係止爪３０を係止凹部２２０に挿入するだけで、燃料注入管２にリテーナ３を組み付けることができる。また、組み付け時の燃料注入管２とリテーナ３との位置合わせも、係止凹部２２０と係止爪３０の位置を対応させるだけで行うことができる。したがって、組み付けが容易である。

また、本実施形態のフィラーネック１によると、燃料注入管２が射出成形により製作されている。このため、比較的簡単に、燃料注入管２の内周側に、Ｏリング４を配置するための隙間３１やシール保持部２４に溜まった燃料を逃がす排出溝２３、係止爪３０が係止される係止凹部２２０を作り込むことができる。また、シール性の観点から重要な燃料注入管２の内周面の平滑度を、向上させることができる。

以上、本発明のフィラーネックの実施形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、フィラーネック１をフィラーパイプ８と別体に配置した。しかしながら、フィラーネック１はフィラーパイプ８と一体であってもよい。

また、上記実施形態においては、係止爪３０を係止凹部２２０に係止することにより、リテーナ３を燃料注入管２に固定した。しかしながら、例えば、リテーナ３側周壁に係止孔を穿設し、燃料注入管２内周面に係止突起を形成し、係止突起を係止孔に係止することにより、リテーナ３を燃料注入管２に固定してもよい。また、燃料注入管２の製作方法は、射出成形に特に限定されるものではない。例えば、ブロー成形などにより燃料注入管２を製作してもよい。

また、燃料注入管２を形成する樹脂は、ＰＯＭに特に限定されるものではない。例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などであってもよい。すなわち、所定の耐燃料透過性を有する樹脂であればよい。リテーナ３を形成する金属も、鋼に特に限定されるものではない。

また、Ｏリング４の材質は、ＮＢＲに特に限定されるものではない。例えば、ＮＢＲとＰＶＣ（ポリビニルクロライド）とのポリブレンド材などによりＯリング４を製作してもよい。

また、上記実施形態おいては、まずリテーナ３の外周面にＯリング４とＯリング押さえ部材４０とを環装し、次にこのリテーナ３を給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入することによりフィラーネック１を組み付けた。

しかしながら、まずＯリング４を給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入し、次にＯリング押さえ部材４０を給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入し、最後にリテーナ３を給油口２０から燃料注入管２の内周側に挿入することによりフィラーネック１を組み付けてもよい。

その他の実施例として、図６に示すように、フィラーネック７０は樹脂製の燃料注入管７１と樹脂製のリテーナ７２とＯリング４とを備えている。リテーナ７２は、燃料注入管２に圧入することにより固定されている。リテーナ７２は、外周部にフランジ部７５が形成されていて、リテーナ７２が車両側部材であるインレットボックスの底壁(図略)に固定できるように、ボルト孔７６が穿接されている。リテーナ７２には、Ｏリング４を保持するシール保持部７４が配置されていて、シール保持部７４に溜まった燃料を排出できるような排出溝７３が形成されている。この構成によれば、フランジ部７５は燃料注入管７１とは別体に構成されていて、リテーナ７２の外周部に形成されているので、車両内部から引っ張り荷重がかかって、フランジ部７５を破損したとしても、燃料注入管７１とリテーナ７２との間のシール性は維持される。また、燃料注入管７１とリテーナ７２は樹脂で成形されているので、低温時ではともに収縮し、高温時にはともに膨張するのでＯリングのシール性は維持される。

本実施形態のフィラーネックの軸方向断面図である。 本実施形態のフィラーネックの斜視図である。 本実施形態のフィラーネックの低温時におけるＯリング付近の拡大断面図である。 本実施形態のフィラーネックの高温時におけるＯリング付近の拡大断面図である。 本実施形態のフィラーネックの燃料膨張時におけるＯリング付近の拡大断面図である。 その他実施形態のフィラーネックの軸方向断面図である。 従来のフィラーネックの軸方向断面図である。 従来のフィラーネックの軸方向断面図である。

符号の説明

１：フィラーネック、２：燃料注入管、２０：給油口、２１：大径部、２１０：フランジ部、２１１：ボルト孔、２２：小径部、２２０：係止凹部、２３：排出溝、２４：シール保持部、３：リテーナ、３０：係止爪、３１：隙間、３２：リテーナ側リブ、４：Ｏリング、４０：Ｏリング押さえ部材、４１：仕切りリング、５：燃料タンク、６：給油キャップ、６０：キャップ側リブ、６１：つまみ、６２：ガスケットリング、７０：フィラーネック、７１：燃料注入管、７２：リテーナ(樹脂製)、７３：排出溝、７４：シール保持部、７５：フランジ部、７６：ボルト孔、８：フィラーパイプ

Claims (4)

1. 給油キャップにより開閉される給油口が上流端に開設され、下流端が燃料タンクに連通する燃料注入管と、
   該給油キャップが止着されるリテーナと、
   該燃料注入管内周面と該リテーナとの間のシール性を確保するシール部材とからなるフィラーネックにおいて、
   該シール部材を保持するシール保持部を、該燃料注入管と該リテーナのいずれか一方に形成するとともに、
   該シール保持部に排出溝を設けたことを特徴とするフィラーネック。
2. 前記燃料注入管は、車両側部材に固定されるフランジ部が外周面に形成されていて、前記リテーナは、前記燃料注入管内周面に係止される係止部が形成されるとともに、該係止部及び前記シール部材は、該フランジ部よりも燃料タンクに近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィラーネック。
3. 前記フィラーネックにおいて、前記燃料注入管の軸が傾斜している時、前記排出溝の少なくとも一箇所は、最下端部に配置されていることを特徴とする請求項１のフィラーネック。
4. 前記リテーナは、車両側部材に固定されるフランジ部が、外周面に形成されている請求項１のフィラーネック。

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