JP4066769B2 - フィラーネック - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィラーネック、より詳しくは給油ガンが挿入される給油口を上流端に持ち、下流端が燃料タンクに連通するフィラーネックに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特許文献1には、Oリングをネック本体外周面とリテーナ内周面との間に配置したフィラーネックが紹介されている。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。図に示すように、フィラーネック100は、樹脂製のネック本体101と金属製のリテーナ103とOリング104とを備えている。
【0003】
ネック本体101の上流端には、給油口105が開設されている。給油口105は、給油キャップ106により閉じられている。ネック本体101は、フィラーパイプ(図略)と一体に形成されている。フィラーパイプは、燃料タンクに連通している。ネック本体101の外周面には、フランジ部102と係止凹部107とリング溝111とが形成されている。フランジ部102は、インレットボックスの底壁112に固定されている。
【0004】
リテーナ103は、給油口105で折り返された二重円筒状を呈している。すなわち、リテーナ103は、外周側円筒部109と内周側円筒部110とを備えている。外周側円筒部109には、係止爪108が折り曲げ形成されている。係止爪108は、前記係止凹部107に挿入され係止している。この係止により、リテーナ103は、ネック本体101に固定されている。
【0005】
Oリング104は、リング溝111溝底面と外周側円筒部109内周面との間に配置されている。そして、Oリング104は、これら両面に弾接している。Oリング104の締め代により、ネック本体101とリテーナ103との間のシール性が確保されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−087079号公報(第3頁−4頁、第2図、第3図)
【特許文献2】
特開平9−76773号公報(第3頁−4頁、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図7に記載のフィラーネック100によると、低温時においてシール性が確保できないおそれがあった。すなわち、ネック本体101を形成する樹脂の線膨張係数は、リテーナ103を形成する金属の線膨張係数よりも大きい。このため、低温時においては、リテーナ103の熱収縮量よりも、ネック本体101の熱収縮量の方が大きい。この熱収縮量の格差に起因して、外周側円筒部109内周面とネック本体101外周面との隙間は大きくなる。したがって、Oリング104のリング溝111溝底面および外周側円筒部109内周面に対する弾接力は小さくなる。つまり、Oリング104の締め代が小さくなる。このため、燃料がネック本体101とリテーナ103との隙間を介して、大気中にリークしてしまうおそれがある。このように、図7に記載のフィラーネック100によると、低温時におけるシール性が確保できないおそれがあった。
【0008】
本発明のフィラーネックは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、低温時においてもネック本体とリテーナとの間のシール性を確保できるフィラーネックを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)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る大径部と、下流端が燃料タンクに連通する小径部とからなり、車両側部材に固定されるフランジ部が前記大径部の外周面に形成された樹脂製のネック本体と、該ネック本体に係止される係止部を持ち、該給油キャップが止着される金属製のリテーナと、該ネック本体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、を備えてなるフィラーネックであって、前記係止部は、前記ネック本体の前記小径部に形成された被係止部に係止されており、前記シール部材は、前記ネック本体の前記大径部の内周面と前記リテーナ外周面との間の隙間に配置され、前記大径部内周面および前記リテーナ外周面に弾接するOリングであり、前記ネック本体の前記大径部の内周面と前記リテーナ外周面との間の隙間であって前記シール部材の上流側にはOリング押さえ部材が配置され、前記係止部および前記シール部材は、前記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。
【0010】
つまり、本発明のフィラーネックは、樹脂製のネック本体と金属製のリテーナとシール部材とを備えるものである。シール部材は、ネック本体内周面とリテーナ外周面との間に配置されている。すなわち、これらの部材は、フィラーネック外周側から縮径方向に、ネック本体→シール部材→リテーナの順に配置されている。
【0011】
低温時においては、これらの部材は、それぞれ熱収縮する。ここで、各部材の熱収縮量は、各部材の持つ線膨張係数に比例する。そして、ネック本体を形成する樹脂の線膨張係数は、リテーナを形成する金属の線膨張係数よりも大きい。したがって、ネック本体は、リテーナよりも、大きく熱収縮することになる。このため、ネック本体内周面とリテーナ外周面との隙間は、低温時においては小さくなる。
【0012】
ところで、この隙間には、シール部材が配置されている。したがって、隙間が小さくなると、ネック本体内周面とリテーナ外周面とにより、シール部材がさらに圧縮されることになる。このため、シール部材の締め代が大きくなる。
【0013】
このように、本発明のフィラーネックは、シール部材の外周側にネック本体を、内周側にリテーナを、それぞれ配置することにより、従来から問題となっていた樹脂と金属との線膨張係数の違いを、言わば逆手に取ったものである。本発明のフィラーネックによると、低温になるにしたがってシール部材の締め代が大きくなる。このため、低温時においてもネック本体とリテーナとの間のシール性を充分に確保することができる。
【0014】
前記係止部および前記シール部材は、前記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構成とする。
【0015】
フィラーネックは、フランジ部を介して、車両側部材(例えば、前出の図7に示すインレットボックスの底壁112)に固定されている。したがって、フランジ部よりも上流側の部分は、車両外部に突出している。一方、フランジ部よりも下流側の部分は、車両内部に配置されている。また、フィラーネックの下流側には、フィラーパイプや燃料タンクなどの部材が、一体にまたは別体に連結されている。
【0016】
ここで、何らかの不具合により、燃料タンクが車両内部において揺動すると、フィラーネックには、車両内部から引っ張り荷重が加わることになる。しかしながら、フィラーネックは、フランジ部により、車両側部材に固定されている。したがって、フィラーネックは、フランジ部により、ちょうど宙吊りにされたような状態になる。
【0017】
引っ張り荷重がある荷重値を超えると、ネック本体は、フランジ部よりも上流側の部分を車両外部に残したまま、フランジ部よりも下流側の部分だけ、車両内部に没入してしまう場合がある。すなわち、ネック本体が破断してしまう場合がある。
【0018】
この場合、フランジ部よりも上流側にシール部材が配置されていると、破断したネック本体上流側部分とともに、シール部材も車両外部に取り残されてしまう。したがって、破断後において、ネック本体とリテーナとの間のシール性を確保するのが困難になる。
【0019】
また、フランジ部よりも上流側に係止部が配置されていると、破断したネック本体上流側部分とともに、リテーナも車両外部に取り残されてしまう。したがって、やはり破断後において、ネック本体とリテーナとの間のシール性を確保するのが困難になる。
【0020】
これに対し、本構成は、フランジ部よりも燃料タンクに近接して、言い換えるとフランジ部よりも下流側に、シール部材および係止部が配置されている。したがって、ネック本体が破断しフランジ部よりも上流側部分が車両外部に取り残された場合であっても、シール部材および係止部は、他の部分とともに車両内部に没入することができる。このため、没入後においても、ネック本体とリテーナとの間のシール性を確保することができる。
【0021】
なお、前出の図7に示すフィラーネック100も、フランジ部102よりも上流側に、シール部材(Oリング104)および係止部(係止爪108)を備えている。フィラーネック100には、没入後におけるシール性を確保するため、フランジ部102に脆弱部113が配置されている。引っ張り荷重が加わり所定の荷重値を超えると、脆弱部113は速やかに破断する。したがって、脆弱部113よりも内周側の部分は、破断することなく一緒に車両内部に没入することができる。このようにして、フィラーネック100は、フランジ部102よりも上流側にシール部材104および係止部108が配置されているにもかかわらず、没入後におけるシール性を確保している。
【0022】
しかしながら、このフィラーネック100によると、フランジ部102に脆弱部113を形成する必要がある。脆弱部113は、所定の荷重値を超える引っ張り荷重が加わる場合、確実かつ速やかに破断する必要がある。このため、脆弱部113の形状や肉厚などの作り込みは非常に困難である。また、フランジ部102をインレットボックスの底壁112に組み付ける際も、脆弱部113を破断させないように、細心の注意を払う必要がある。
【0023】
これに対し、本構成は、作り込みおよび組み付けが面倒な脆弱部113を、敢えて配置する必要がない。したがって、本構成によると、フィラーネックの構造を単純化できる。また、組み付けが容易になる。
【0024】
前記シール部材は、前記ネック本体内周面および前記リテーナ外周面に弾接するOリングである構成とする。
【0025】
前述したように、ネック本体を形成する樹脂の線膨張係数は、リテーナを形成する金属の線膨張係数よりも大きい。このため、高温時においては、外周側のネック本体の熱膨張量の方が、内周側のリテーナの熱膨張量よりも大きい。したがって、ネック本体内周面とリテーナ外周面との隙間は大きくなる。また、ネック本体は燃料により膨張するものの、リテーナは燃料によりほとんど膨張しない。このため、燃料膨張によっても、同様に、ネック本体内周面とリテーナ外周面との隙間は大きくなる。
【0026】
しかしながら、Oリングは予め締め代を持ってネック本体内周面とリテーナ外周面との間に配置されている。また、Oリングの熱あるいは燃料による膨張量は、ネック本体の膨張量よりも大きい。したがって、高温時においても、ネック本体とリテーナとの間のシール性が低下することはない。このように、本構成によると、低温時のみならず高温時においても、ネック本体内周面とリテーナ外周面との間のシール性を確保することができる。
【0027】
(2)好ましくは、前記ネック本体は、内周面に係止凹部を備え、前記係止部は、該係止凹部に挿入され係止される係止爪である構成とする方がよい。本構成によると、係止爪を係止凹部に挿入するだけで、ネック本体にリテーナを組み付けることができる。また、組み付け時のネック本体とリテーナとの位置合わせも、係止凹部と係止爪の位置を対応させるだけで行うことができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィラーネックの実施の形態について説明する。
【0032】
(1)第一実施形態
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。図に示すように、フィラーネック1は、主にネック本体2とリテーナ3とOリング4とを備えている。
【0033】
ネック本体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、ネック本体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。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つまりネック本体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(図略)と接続されている。そして、フィラーパイプは、燃料タンク5と接続されている。
【0034】
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からネック本体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、ネック本体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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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、ネック本体2を射出成形により作製する。次いで、予め作製したリテーナ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からネック本体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。
【0038】
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2に、Oリング付近の拡大断面図を示す。ネック本体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、低温時におけるネック本体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。
【0039】
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3に、Oリング付近の拡大断面図を示す。上述したように、ネック本体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、高温時におけるネック本体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。
【0040】
しかしながら、Oリング4の熱膨張量△L5は、ネック本体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。
【0041】
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4に、Oリング付近の拡大断面図を示す。ネック本体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。
【0042】
しかしながら、Oリング4の燃料膨張量△L6は、ネック本体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。
【0043】
次に、本実施形態のフィラーネックのネック本体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。
【0044】
引っ張り荷重がある荷重値を超えると、ネック本体2は、フランジ部210よりも上流側の部分を車両外部に残したまま、フランジ部310よりも下流側の部分だけ、車両内部に没入してしまう場合がある。すなわち、ネック本体2が破断してしまう場合がある。
【0045】
この点、本実施形態のフィラーネック1においては、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。したがって、ネック本体2が破断しフランジ部210よりも上流側部分が車両外部に取り残されても、Oリング4および係止爪30は、他の部分とともに車両内部に没入する。
【0046】
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2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、ネック本体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。
【0047】
また、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、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、ネック本体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。
【0048】
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、ネック本体2が破断した場合であっても、ネック本体2とリテーナ3との間のシール性が確保されている。
【0049】
また、本実施形態のフィラーネック1によると、前出の図7に示す脆弱部113を配置しなくても、車両内部没入後のシール性を確保することができる。すなわち、作り込みおよび組み付けが面倒な脆弱部113を、敢えて配置する必要がない。したがって、本実施形態のフィラーネック1の構造は、比較的単純である。また、本実施形態のフィラーネック1は、組み付けが容易である。
【0050】
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、ネック本体2にリテーナ3を組み付けることができる。また、組み付け時のネック本体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。
【0051】
また、本実施形態のフィラーネック1によると、ネック本体2が射出成形により作製されている。このため、比較的簡単に、ネック本体2の内周側に、Oリング4を配置するための隙間31や、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ネック本体2の内周面の平滑度を、向上させることができる。
【0052】
(2)第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、Oリングが二つ配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図5に、本実施形態のフィラーネックの軸方向断面図を示す。なお、図1と対応する部位については同じ符号で示す。
【0053】
図に示すように、Oリング4の上流側には、樹脂製の仕切りリング41を介して、もう一つのOリング4aが配置されている。Oリング4aも、Oリング4同様にNBR製である。本実施形態のフィラーネック1によると、低温時、高温時、ネック本体2破断時におけるネック本体2とリテーナ3との間のシール性が、さらに向上する。
【0054】
(3)参考例
本参考例と第一実施形態との相違点は、OリングおよびOリング押さえ部材が配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図6に、本参考例のフィラーネックの軸方向断面図を示す。なお、図1と対応する部位については同じ符号で示す。
【0055】
図に示すように、ネック本体2内周面とリテーナ3外周面との間には、隙間が区画されていない。ネック本体2内周面とリテーナ3外周面との間には、円筒状の圧接部7が形成されている。すなわち、圧接部7は、ネック本体2内周面とリテーナ3外周面とが圧接することにより形成されている。
【0056】
圧接部7の作り方について説明する。ネック本体2内周径は、リテーナ3外周径よりも若干小さく設定されている。ネック本体2内周側にリテーナ3を挿入する際は、まずネック本体2を加熱して熱膨張させる。そして、ネック本体2内周径を拡径させる。ネック本体2内周径がリテーナ3外周径以上になったら、リテーナ3をネック本体2内周側に挿入する。それから、この状態で、両部材を冷却する。このようにして、圧接部7は作製される。また、同時に、本例のフィラーネック1が組み付けられる。
【0057】
本例のフィラーネック1によると、圧接部7によりネック本体2とリテーナ3との間のシール性が確保されている。このため、OリングやOリング押さえ部材が不要である。したがって、部品点数が少なくて済む。また、圧接部7の作製と同時に、フィラーネック1を組み付けることができる。したがって、組み付け工数が少なくて済む。
【0058】
(4)その他
以上、本発明のフィラーネックの実施の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。
【0059】
例えば、上記においては、フィラーネック1をフィラーパイプと別体に配置した。しかしながら、フィラーネック1はフィラーパイプと一体であってもよい。
【0060】
また、上記においては、シール部材(Oリング4、4a)、圧接部7を、係止部(係止爪30)よりも上流側に配置した。しかしながら、この配置は逆であってもよい。
【0061】
また、上記においては、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をネック本体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、ネック本体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をネック本体2に固定してもよい。また、ネック本体2の作製方法は、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ネック本体2を作製してもよい。
【0062】
また、ネック本体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。
【0063】
また、Oリング4、4a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、4aを作製してもよい。
【0064】
また、第一実施形態おいては、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からネック本体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。
【0065】
しかしながら、まずOリング4を給油口20からネック本体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からネック本体2の内周側に挿入し、最後にリテーナ3を給油口20からネック本体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。
【0066】
【発明の効果】
本発明によると、低温時においてもネック本体とリテーナとの間のシール性を確保できるフィラーネックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態のフィラーネックの軸方向断面図である。
【図2】第一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。
【図3】第一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。
【図4】第一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。
【図5】第二実施形態のフィラーネックの軸方向断面図である。
【図6】参考例のフィラーネックの軸方向断面図である。
【図7】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:ネック本体、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、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、4a: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、7:圧接部。
Claims (2)
- 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る大径部と、下流端が燃料タンクに連通する小径部とからなり、車両側部材に固定されるフランジ部が前記大径部の外周面に形成された樹脂製のネック本体と、
該ネック本体に係止される係止部を持ち、該給油キャップが止着される金属製のリテーナと、
該ネック本体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、
を備えてなるフィラーネックであって、
前記係止部は、前記ネック本体の前記小径部に形成された被係止部に係止されており、
前記シール部材は、前記ネック本体の前記大径部の内周面と前記リテーナ外周面との間の隙間に配置され、前記大径部内周面および前記リテーナ外周面に弾接するOリングであり、
前記ネック本体の前記大径部の内周面と前記リテーナ外周面との間の隙間であって前記シール部材の上流側にはOリング押さえ部材が配置され、
前記係止部および前記シール部材は、前記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フィラーネック。 - 前記ネック本体は、内周面に係止凹部を備え、前記係止部は、該係止凹部に挿入され係止される係止爪である請求項1に記載のフィラーネック。
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