JP2004225669A - 燃料タンクの封止構造 - Google Patents

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

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から隆起した取付本体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の隆起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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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