JP5040619B2 - 燃料タンクへの部材取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクへの部材取付構造に関する。

自動車等の車両に備えられる燃料タンクには、樹脂製のものがある。たとえば特許文献１では、樹脂部材の内層と外層の間にバリア材で形成された中間層を設け、この樹脂部材の開口部の周囲の環状溝に収容したシール部材を蓋体に接触させた状態で、固定部材を装着するようにした構造が記載されている。

しかし、特許文献１に記載の構造では、蓋体と開口部の間の隙間を通って燃料が漏れ出すおそれがあり、燃料の透過をさらに抑制することが望まれる。
特開２００３−２２０８４０号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク本体の開口部とこの開口部に取り付けられる取付部材の間からの燃料透過を抑制できる燃料タンクへの部材取付構造を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、樹脂層と、この樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって樹脂層と重層されたバリアー層と、を備えた燃料タンク構成体で構成された燃料タンク本体と、前記燃料タンク構成体に開口され、バリアー層の端部が開口縁部に露出する開口部と、前記開口部に挿入される挿入部と、この挿入部が開口部に挿入された状態で開口部の周縁の燃料タンク構成体に対向するフランジ部と、を備え、前記燃料タンク本体に取り付けられた取付部材と、前記樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって構成され、前記開口縁部から露出した前記バリアー層と前記フランジ部の双方に接触してシールするガスケットと、前記ガスケットに設けられ、前記燃料タンク本体の前記開口縁部で前記燃料タンク構成体を前記挿入部の挿入方向に挟持する挟持部と、を有することを特徴とする。

本発明では、燃料タンク本体を構成する燃料タンク構成体がバリアー層を備えており、このバリアー層の端部が、燃料タンク本体の開口部の開口縁部に露出している。そして、取付部材の挿入部が開口部に挿入されると、開口縁部から露出したバリアー層と取付部材のフランジ部の双方にガスケットが接触してこれらの間をシールする。ガスケットも燃料透過性の低い材料で構成されているので、開口部と取付部材の間からの燃料透過を抑制することができる。しかも、ガスケットには、燃料タンク本体の開口縁部で燃料タンク構成体を挿入部の挿入方向に挟持する挟持部が設けられているので、ガスケットを燃料タンク本体に対し位置決めでき、ガスケットの脱落や位置ズレを防止できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ガスケットと前記挿入部との間に隙間が生じるように、ガスケットと前記挿入部の大きさが設定されていることを特徴とする。

したがって、ガスケットが膨潤した場合に、膨潤した体積増加分がガスケットと挿入部との間の隙間に入り込む（いわゆる「逃げ」となる）ため、開口部と挿入部との間でガスケットに過大な応力が作用しなくなり、所望のシール性を維持できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ガスケットに、撓み変形により前記フランジ部に接触する撓み部が形成されていることを特徴とする。

撓み部を撓み変形させることで、フランジ部に対する接触性が高くなる。このため、ガスケットのフランジ部に対するシール性がより高くなる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記ガスケットの、前記燃料タンク本体の内側に位置する部分にコーティングされ燃料の透過を抑制する透過抑制層、を有することを特徴とする。

透過抑制層により、燃料の透過をさらに抑制することが可能になる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンク本体の開口部とこの開口部に取り付けられる取付部材の間からの燃料透過を抑制できる。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンクへの部材取付構造（以下単に「部材取付構造」という）１８が適用された燃料タンク１２が示されている。本実施形態に係る燃料タンク１２は、一例として、略直方体状の燃料タンク本体１４が、燃料タンク構成体１６によって構成されたものを挙げている。

燃料タンク構成体１６は、たとえば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の２つの樹脂層２２Ａ、２２Ｃとこれら樹脂層２２Ａ、２２Ｃの間のバリアー層２４Ａとが重層され、図示しない接着層により接着されて構成されている。バリアー層２４Ａは、たとえば、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）等、樹脂層２２Ａ、２２Ｃよりも燃料透過性の低い（燃料が透過しづらい）材料で構成されている。

図２にも詳細に示すように、燃料タンク本体１４の天面１４Ｔには、燃料タンク構成部品３０が挿入される挿入孔３６が形成されており、この挿入孔３６の周囲に、燃料タンク構成体１６が接合される取付部２０が構成されている。取付部２０に燃料タンク構成部品３０を接合することで、本実施形態の部材取付構造１８となる。挿入孔３６は本発明に係る開口部となっている。

挿入孔３６の周囲では、燃料タンク構成体１６が一旦上方へ湾曲され、さらに燃料タンク構成部品３０から離間する方向へと湾曲されており、局所的に括れた首部３８が形成されている。また、この首部３８の上部では、燃料タンク構成部品３０から離間する方向へ延出された燃料タンク構成体１６が、燃料タンク構成部品３０に接近するように内側に折り返されており、環状部４０が形成されている。このように燃料タンク構成体１６を折り返した結果、バリアー層２４Ａにも折返し部２６が構成されており、折返し部２６よりも径方向内側ではバリアー層２４Ａが二重になっている。さらにバリアー層２４Ａは、環状部４０の内縁からは露出しており、バリアー層露出部２８が構成されている。また、環状部４０では燃料タンク構成体１６が厚み方向に圧縮されており、樹脂層２２Ａ、２２Ｃの厚みが局所的に薄くなっている。

これに対し、燃料タンク構成部品３０は、挿入孔３６に挿入される円筒部３２と、この円筒部３２の上端から径方向外側に延出されたフランジ部３４と、を有している。燃料タンク構成部品３０が燃料タンク本体１４に取り付けられた状態では、フランジ部３４が環状部４０の上面４０Ｔ、すなわち挿入孔３６の周縁の燃料タンク構成体１６に対向している。

燃料タンク構成部品３０の円筒部３２の内側は、たとえば、燃料タンク本体１４の内部と外部とで燃料や気体を移動させるための配管や、燃料タンク本体１４内の所定の条件で開閉するバルブ等の取り付けに用いられる。また、少なくともフランジ部３４は、燃料タンク構成体１６の材料（上記したＨＤＰＥ等）と比較して燃料透過性の低い材料、たとえばＰＯＮ、ＰＡ等で構成されている。円筒部３２は、フランジ部３４と同一の材料で一体的に成形されていてもよいし、異なる材料で成形された後に、フランジ部３４と一体化されたものであってもよい。

環状部４０の上面４０Ｔには、挿入孔３６を取り囲む環状の収容溝４２が形成されており、同じく環状のシールリング４４が収容されている。シールリング４４は、燃料タンク構成体１６の材料（上記したＨＤＰＥ等）と比較して燃料透過性の低い材料、たとえばフッ素ゴム（ＦＫＭ系ゴム）等で構成されている。シールリング４４の厚み（高さ）は、収容溝４２から僅かに上方に突出する程度に設定されており、燃料タンク構成部品３０が燃料タンク本体１４に取り付けられた状態では、シールリング４４がフランジ部３４に密着する。すなわち、シールリング４４が円筒部３２を取り囲むようにして環状部４０とフランジ部３４の間をシールすることになる。

環状部４０の内縁部分には、環状部４０を構成している樹脂層２２Ａ、２２Ｃを局所的に薄肉とした環状の薄肉部４６が構成されている。薄肉部４６には、燃料タンク構成体１６の材料（上記したＨＤＰＥ等）と比較して燃料透過性の低い材料、たとえばフッ素ゴム（ＦＫＭ系ゴム）等で環状に形成されたガスケット４８が取り付けられている。

図３にも詳細に示すように、ガスケット４８は断面視にて、径方向外側に開放された略「Ｕ」字状の挟持部４８Ｎと、この挟持部４８Ｎから径方向内側上方へと延出されたリップ部４８Ｌと、を有している。図２から分かるように、挟持部４８Ｎが薄肉部４６を上下から挟持することで、ガスケット４８が環状部４０に対し位置決めされて取り付けられ、燃料タンク本体１４（取付部２０）からのガスケット４８の脱落が防止されている。また、燃料タンク構成部品３０を取り外すときでも、ガスケット４８の不用意な位置ズレが防止されている。なお、この状態で、挟持部４８Ｎは、バリアー層露出部２８に対し全周で接触している。

これに対し、リップ部４８Ｌは、ガスケット４８の取り付け状態で、その先端部分が環状部４０の上面よりも上方に位置している。したがって、燃料タンク構成部品３０が燃料タンク本体１４に取り付けられると、リップ部４８Ｌが全周にわたってフランジ部３４に押され、撓み変形しつつ密着する。すなわち、リップ部４８Ｌが円筒部３２を取り囲むようにしてバリアー層２４Ａとフランジ部３４の間をシールすることになる。特に本実施形態では、リップ部４８Ｌを先端に向かうにしたがって次第に薄肉となるように形成しており、先端部分での撓み変形を容易にしている。

ガスケット４８の挟持部４８Ｎの内径は、燃料タンク構成部品３０の円筒部３２の外形よりも大きく設定されており、挟持部４８Ｎと円筒部３２の間に所定の隙間５０が構成されている。このような隙間５０が構成されていない場合には、円筒部３２を挿入するときに円筒部３２がガスケット４８に接触するが、挿入孔３６と円筒部３２との寸法のバラつきが大きいと、この接触圧も大きくなり、円筒部３２の挿入に大きな摩擦力（挿入の抵抗）が作用する。そして、その反力で、フランジ部３４とシールリング４４やリップ部４８Ｌとの密着性が低下することがある。これに対し、本実施形態では上記の隙間５０を構成したことで、円筒部３２は挿入時にガスケット４８とは非接触となり、挿入の反力が生じない。このため、フランジ部３４とシールリング４４やリップ部４８Ｌに対するシール性を確保しやすくなる。また、燃料タンク構成部品３０を燃料タンク本体１４から取り外す（円筒部３２から抜去する）ときも、円筒部３２とガスケット４８との間に摩擦力が作用せず、抜去の抵抗が作用しない。

図３にも示すように、ガスケット４８の燃料タンク本体１４の内部と対向する部分には、透過抑制コーティング層５２が設けられている。透過抑制コーティング層５２は、ガスケット４８を構成している材料（ＦＫＭ等）よりも、さらに燃料透過性の低い材料により構成されている。このような材料は、燃料に含まれる成分を考慮して決定されるが、たとえば、燃料がガソリンとアルコールの混合燃料である場合には、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ）等を挙げることができる。

燃料タンク本体１４の首部３８の外周には、円筒状の雄側リテーナ５４が装着されており、雄側リテーナ５４の外周には、雄ネジ５４Ｓが形成されている。これに対し、雄側リテーナ５４のさらに外周側からは、円筒状で内周に雌ネジ５６Ｓが形成された雌側リテーナ５６がねじ込まれる。雌側リテーナ５６のねじ込み方向の後端（上端）からは、径方向内側に向かって押圧フランジ片５８が形成されている。雌側リテーナ５６が雄側リテーナ５４にねじ込まれて矢印Ｓ方向に移動すると、押圧フランジ片５８が燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４を押圧し、燃料タンク構成部品３０が抜け止めされた状態で燃料タンク本体１４に取り付けられる。このとき、フランジ部３４がシールリング４４及びガスケット４８のリップ部４８Ｌに密着する。

このような構成とされた本実施形態の部材取付構造１８では、燃料タンク本体１４に燃料タンク構成部品３０が取り付けられた状態で、シールリング４４が燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４に密着している。このため、燃料タンク本体１４の環状部４０とフランジ部３４との間がシールされ、これらの間、換言すれば燃料タンク本体１４の挿入孔３６（開口部）と燃料タンク構成部品３０の間からの燃料の透過が抑制されている。

また、燃料タンク構成部品３０の取り付け状態で、燃料タンク本体１４内から外部への燃料の透過経路を考えると、図２から分かるように、燃料タンク構成体１６の厚み方向での燃料の透過は、燃料タンク構成体がバリアー層２４Ａを有しているので抑制される。同様に、ガスケット４８や燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４も燃料透過性の低い材料で構成されているので、燃料透過が抑制される。また、燃料タンク構成体１６とガスケット４８の境界部分では、ガスケット４８がバリアー層露出部２８に全周で接触しているので、この境界部分からの燃料透過も抑制される。さらに、ガスケット４８とフランジ部３４との境界部分においても、リップ部４８Ｌがフランジ部３４に全周で密着しているので、この境界部分からの燃料透過も抑制される。

特に、リップ部４８Ｌは撓み変形した状態で燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４に密着しているので、フランジ部３４に対する追従性や接触性が高くなり、高いシール性が得られる。また、燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４がリップ部４８Ｌに接触した後は、リップ部４８Ｌが撓み変形することで、挿入の反力が小さくなる。このため、シールリング４４とフランジ部３４との密着性は高く確保でき、シールリング４４によるシール性は維持できる。

このように、本実施形態では、燃料透過性の低い材料で構成されたバリアー層２４Ａ、ガスケット４８及びフランジ部３４が直接的に連なることとなり、燃料透過に対してバリアー性を有する材料が一体化される。このため、燃料タンク本体１４内の蒸発燃料が外部に放出されにくくなり、エミッションを低減できる。

特に、ガスケット４８には、透過抑制コーティング層５２が設けられているため、このような透過抑制コーティング層５２がない構成と比較して、より燃料が透過しづらくなっている。たとえば、本実施形態のように、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ）等を用いて透過抑制コーティング層５２を構成すると、ガソリンとアルコールの双方に対して、耐燃料透過性を高く発揮させることができる。

なお、透過抑制コーティング層５２として適用可能な材料のなかには、ガスケット４８を構成する材料よりも硬度が大きいものもある。しかし、フランジ部３４に密着してシールする部分でリップ部４８Ｌが露出しているため、透過抑制コーティング層５２よりも柔軟性がある。したがって、ガスケット４８（リップ部４８Ｌ）のフランジ部３４に対するシール性を確保した上で、透過抑制コーティング層５２によって耐燃料透過性を向上させることができる。

以上のように本実施形態ではガスケット４８への燃料の透過が抑制されているが、経年により燃料がわずかに付着し膨潤することも想定される。ガスケット４８は膨潤によって、径が大きくなるように変形するため、バリアー層露出部２８との接触性が向上する。また、ガスケット４８は膨潤によって断面積も大きくなるように変形するため、挟持部４８Ｎの薄肉部４６に対する挟持力も強くなる。このように、ガスケット４８は膨潤により、燃料タンク本体１４に対するシール性がさらに向上し、耐燃料透過性も向上する。

また、本実施形態では、ガスケット４８の挟持部４８Ｎと燃料タンク構成部品３０の円筒部３２の間に所定の隙間５０が構成されている。換言すれば、上記したように、ガスケット４８のリップ部４８Ｌと燃料タンク構成部品３０のフランジ部３４とでシール性を確保しているので、ガスケット４８を円筒部３２に密着させて、この部分でシール性を確保する必要がないため、隙間５０を構成することが可能になっている。

そして、ガスケット４８が膨潤して体積が増加した場合に、体積増加分のいわゆる「逃げ」としてこの隙間５０が作用する。このため、ガスケット４８と燃料タンク本体１４との間、及びガスケット４８と燃料タンク構成部品３０との間で過大な応力が作用しなくなり、ガスケット４８は所望のシール性を維持できる。

図４には、本発明の第二実施形態の部材取付構造７２が示されている。第二実施形態において、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第二実施形態では、燃料タンク本体１４に第一実施形態の首部３８や環状部４０が構成されておらず、天面１４Ｔに直接的に挿入孔３６が形成されている。また、第一実施形態の雄側リテーナ５４及び雌側リテーナ５６に代えて、溶着リテーナ７４が用いられている。溶着リテーナ７４は、雌側リテーナ５６と同様の押圧フランジ片５８を有しているが、この押圧フランジ片５８の外周からは、燃料タンク本体１４の天面１４Ｔに向かって環状の溶着片７６が延出されており、溶着片７６の先端（下端）が天面１４Ｔに溶着されることで、シール部７８が構成されている。シール部７８は、第一実施形態におけるシールリング４４とフランジ部３４とのシールに代わる作用を有しているため、第二実施形態では、シールリング４４は設けられていない。

このような構成とされた第二実施形態においても、燃料タンク本体１４に燃料タンク構成部品３０が取り付けられた状態で、燃料透過性の低い材料で構成されたバリアー層２４Ａ、ガスケット４８及びフランジ部３４が直接的に連なることとなり、燃料透過に対してバリアー性を有する材料が一体化される。このため、燃料タンク本体１４内の蒸発燃料が外部に放出されにくくなり、エミッションを低減できる。

本発明の第一実施形態の燃料タンクへの部材取付構造が適用された燃料タンクを示す断面図である。 本発明の第一実施形態の燃料タンクへの部材取付構造を取付部の近傍で拡大して示す断面図である。 本発明の第一実施形態の燃料タンクへの部材取付構造を構成するガスケットを示す断面図である。 本発明の第二実施形態の燃料タンクへの部材取付構造を取付部の近傍で拡大して示す断面図である。

符号の説明

１２ 燃料タンク
１４ 燃料タンク本体
１６ 燃料タンク構成体
１８ 部材取付構造
２０ 取付部
２２Ａ、２２Ｃ 樹脂層
２４Ａ バリアー層
２８ バリアー層露出部
３０ 燃料タンク構成部品（取付部材）
３２ 円筒部（挿入部）
３４ フランジ部
３６ 挿入孔（開口部）
４４ シールリング
４６ 薄肉部
４８ ガスケット
４８Ｌ リップ部（撓み部）
４８Ｎ 挟持部
５０ 隙間
５２ 透過抑制コーティング層
５４ 雄側リテーナ
５６ 雌側リテーナ
５８ 押圧フランジ片
７２ 部材取付構造
７４ 溶着リテーナ
７６ 溶着片
７８ シール部

Claims (4)

1. 樹脂層と、この樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって樹脂層と重層されたバリアー層と、を備えた燃料タンク構成体で構成された燃料タンク本体と、
   前記燃料タンク構成体に開口され、バリアー層の端部が開口縁部に露出する開口部と、
   前記開口部に挿入される挿入部と、この挿入部が開口部に挿入された状態で開口部の周縁の燃料タンク構成体に対向するフランジ部と、を備え、前記燃料タンク本体に取り付けられた取付部材と、
   前記樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって構成され、前記開口縁部から露出した前記バリアー層と前記フランジ部の双方に接触してシールするガスケットと、
   前記ガスケットに設けられ、前記燃料タンク本体の前記開口縁部で前記燃料タンク構成体を前記挿入部の挿入方向に挟持する挟持部と、
   を有することを特徴とする燃料タンクへの部材取付構造。
2. 前記ガスケットと前記挿入部との間に隙間が生じるように、ガスケットと前記挿入部の大きさが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクへの部材取付構造。
3. 前記ガスケットに、撓み変形により前記フランジ部に接触する撓み部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクへの部材取付構造。
4. 前記ガスケットの、前記燃料タンク本体の内側に位置する部分にコーティングされ燃料の透過を防止する透過抑制層、を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンクへの部材取付構造。

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