JP2005297797A

JP2005297797A - 自動車用フューエルフィラパイプ

Info

Publication number: JP2005297797A
Application number: JP2004117741A
Authority: JP
Inventors: Jun Okada; 純岡田; Kenji Kamiya; 建治神谷; Takahiro Koyama; 高弘小山; Masato Sasaki; 正人佐々木
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd; Horie Metal Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd; Horie Metal Co Ltd
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20050224135A1; US7021343B2

Abstract

【課題】アルミニウム製クラッドチューブを用いることにより軽量化を図ると共に防錆性能に優れた自動車用フューエルフィラパイプを提供すること。
【解決手段】車両に搭載される燃料タンク及びキャニスタと、車体に設けられる燃料給油口との間に介装される自動車用フューエルフィラパイプであって、フューエルフィラパイプｆを構成するフィラパイプ本体部１と、フィラパイプ本体部１の拡径部分２に一端部５ａを連通状に設けた循環チューブ５及び大気開放用チューブ６とを、アルミニウム合金の芯材１ａと当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮１ｂの二層構造からなるアルミニウム製クラッドチューブにより設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミニウム製クラッドチューブを用いた自動車用フューエルフィラパイプに関するものである。

従来、自動車用フューエルフィラパイプは、金属製と合成樹脂製のものが使用されており、金属製フューエルフィラパイプについては、ステンレス製、アルミニウム製及び鉄製のものが使用されている。ステンレス製フューエルフィラパイプは幅広く使用されており、塗装等の防錆処理を施したものや、防錆処理を施さないものがある。また、アルミニウム製フューエルフィラパイプについては、自動車部品の軽量化に寄与することから一部の市販車種に採用されているが、単一構造（無垢）のアルミニウム材料を用いて防錆処理を施していないものである。

合成樹脂製フューエルフィラパイプについては、軽量化を図るのに好都合であることから種々の提案がなされている。例えば、特開平８−９１０６３号公報の「フューエルフィラパイプ」には、高密度ポリエチレンを主材としてブロー成形法により成形されたパイプ本体の外側面に、ガソリン等の燃料の透過を抑制するためのメッキ層を設けることにより、ガス透過防止機能を高める技術が開示されている。

金属製フューエルフィラパイプは、合成樹脂製のものに比べてガスバリヤ性に優れているが、重量が重くなり、また錆も発生し易い。そこで、軽量化や防錆性能に優れたフィラパイプの出現が要望されていた。
特開平８−９１０６３号公報特公平６−２０８２４号公報実公平３−３０１７８号公報

本発明の目的は、アルミニウム製クラッドチューブを用いることにより軽量化を図ると共に防錆性能に優れた自動車用フューエルフィラパイプを提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、車両に搭載される燃料タンク及びキャニスタと、車体に設けられる燃料給油口との間に介装される自動車用フューエルフィラパイプであって、前記フューエルフィラパイプを構成するフィラパイプ本体部と、フィラパイプ本体部の上端部に一端部を連通状に設けられた循環チューブ及び大気開放用チューブとが、アルミニウム合金の芯材と当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるアルミニウム製クラッドチューブにより夫々設けられていることを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、車両に搭載される燃料タンクと、車体に設けられる燃料給油口との間に介装される自動車用フューエルフィラパイプであって、前記フューエルフィラパイプを構成するフィラパイプ本体部と、少なくともフィラパイプ本体部の上端部に一端部を連通状に設けられたブリーザチューブとが、アルミニウム合金の芯材と当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるアルミニウム製クラッドチューブにより夫々設けられていることを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の自動車用フューエルフィラパイプにおいて、前記アルミニウム製クラッドチューブの芯材の化学成分が、Ｍｎ：０.６％〜１.５％（質量％、以下同じ）、Ｃｕ：０.０５％〜０.５％、Ｓｉ：０.６％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｆｅ：０.７％以下を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなり、前記外皮の成分が、Ｚｎ：０.６％〜１.５％、Ｓｉ＋Ｆｅ≦０.７％を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなり、さらに外皮のクラッド率が５〜１５％であることを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項４に記載した発明は、請求項１から３の何れかに記載の自動車用フューエルフィラパイプにおいて、前記フィラパイプ本体部に固定される取付片がアルミニウム材料により設けられていることを特徴とするものである。

（請求項１及び請求項２の発明）
この自動車用フューエルフィラパイプは、アルミニウム製クラッドチューブを採用することにより、従来の鉄製又はステンレス製のフューエルフィラパイプに比べて軽量化を図ることができると共に特にステンレス製のフューエルフィラパイプよりも低コストにて製造可能である。加えて、クラッドチューブの外皮のクラッド層によって芯材の孔食の発生が抑制されるために優れた防錆性能を有する。

（請求項３の発明）
この自動車用フューエルフィラパイプは、クラッド率（「クラッドチューブの全体厚さに対する外皮のクラッド層の厚さの割合」をいう）を５〜１５％とすることにより、顕著な防錆性能を有する。

（請求項４の発明）
この自動車用フューエルフィラパイプは、車体に固定するための取付片をアルミニウム材料としているので、フィラパイプ本体部と取付片との電食を防止することができる。

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１から図５は第１実施形態例、図６及び図７は第２実施形態例にかかり、図１は自動車用フューエルフィラパイプの側面図、図２は同、平面図、図３は図１のＡ−Ａ線図、図４は図２のＢ−Ｂ線図、図５はフィラパイプ本体部の一部を模式的に示す断面図、図６は自動車用フューエルフィラパイプの側面図、図７は同、平面図である。

（第１実施形態例）
本発明の第１実施形態例の自動車用フューエルフィラパイプ（以下、「フィラパイプ」という）ｆは、車両に搭載される燃料タンクと車体に設けられる燃料給油口との間に介装されるものである。

図１に示すように、フィラパイプｆのフィラパイプ本体部１は、燃料給油口側の上端部の拡径部分２を除いてほぼ一様な大きさの円筒形状に形成されている。その拡径部分２の内方には、図示しないキャップを着脱可能とするリテーナ７が取り付けられている。そのリテーナ７と拡径部分２の外周囲には、合成樹脂製筒型カバー８が緊密に取り付けられている。このフィラパイプ本体部１は、図５に示すアルミニウム合金の芯材１ａと当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮（クラッド層）１ｂの二層構造からなる耐食性に優れたクラッドチューブを用いて所定形状に加工されている。

因みに、この実施形態例のフィラパイプ本体部１に用いるアルミニウム製クラッドチューブは、以下に示す化学成分からなるものであり、外径３５〜２５.４ｍｍ、全体の厚さ１〜１.２ｍｍ、外皮１ｂの厚さ約１００μｍとしたものである。

アルミニウム製クラッドチューブの芯材１ａの化学成分については、Ｍｎ：０.６％〜１.５％（質量％、以下同じ）、Ｃｕ：０.０５％〜０.５％、Ｓｉ：０.６％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｆｅ：０.７％以下を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなり、前記外皮１ｂの成分については、Ｚｎ：０.６％〜１.５％、Ｓｉ＋Ｆｅ≦０.７％を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるものである。

また、外皮１ｂのクラッド率については、５〜１５％の範囲の数値であることが好ましく、より好ましくは６〜１２％である。このクラッド率については、５％未満では耐食性が不十分であり、１５％を超えると製造が困難となる。

上記アルミニウム製クラッドチューブの化学成分を限定した理由について説明する。
（イ）芯材の化学成分
Ｍｎは、芯材の強度の向上と耐食性を高めるものである。Ｍｎの含有量は、０.６％〜１.５％（質量％、以下同じ）であり、０.６％未満では強度が不足し、１.５％を超えると加工性が低下する。なお、より好ましくは、１.０％〜１.２％である。

Ｃｕは、芯材の強度の向上と耐食性を高める。Ｃｕの含有量は、０.０５％〜０.５％であり、０.０５％未満では強度が不足し、０.５％を超えると加工性が低下する。なお、より好ましくは、０.０５％〜０.２％である。

Ｓｉは、アルミニウム合金に不純物として含まれるものである。Ｓｉの含有量は、０.６％以下（０％を含まず、以下同じ）であり、０.６％を超えると加工性が低下する。なお、より好ましくは、０.２％以下である。

Ｆｅは、アルミニウム合金に不純物として含まれるものであり、耐食性を低下させるため、含有量は０.７％以下とするのが好ましい。なお、より好ましくは、０.２％〜０.６％である。

（ロ）外皮の化学成分
Ｚｎは、芯材に対する犠牲陽極効果を発揮し芯材の孔食の発生を防止する。Ｚｎの含有量は、０.６％〜１.５％であり、０.６％未満では芯材との間の電位差不足により耐食性が低下し、１.５％を超えると外皮の自己腐食速度が増大し耐食性が低下する。なお、より好ましくは、０.８％〜１.２％である。

Ｓｉ、Ｆｅは、アルミニウム合金に不純物として含まれるものであるが、何れも耐食性を低下させるので、それらを合計して０.７％以下であることが好ましい。なお、より好ましくは、０.２％〜０.５％である。

５は前記フィラパイプ本体部１の拡径部分２に一端部５ａを連通状に接続し、他端部５ｂをフィラパイプ本体部１の出口３の近くまで延びるように設けられた循環チューブである。この循環チューブ５は、フィラパイプ本体部１と同様に、アルミニウム合金の芯材とアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるクラッドチューブを用いて所定形状に加工されている。この実施形態例の循環チューブ５に用いたアルミニウム製クラッドチューブは、外径１４〜６.３５ｍｍ、全体の厚さを０.８〜１.２ｍｍ、外皮の厚さを約１００μｍとしたものである。

６は上記カバー８の側部に一体に形成された気化ガス開放口８ａに一端部６ａを挿入し、公知のキャニスター側に接続される他端部６ｂをフィラパイプ本体部１のほぼ中間位置まで延びるように設けられた大気開放用チューブである。この大気開放用チューブ６は、フィラパイプ本体部１と同様に、アルミニウム合金の芯材とアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるクラッドチューブを用いて所定形状に加工されている。この実施形態例の大気開放用チューブ６に用いたアルミニウム製クラッドチューブは、外径１２〜２０ｍｍ、全体の厚さを０.８〜１.２ｍｍ、外皮の厚さを約１００μｍとしたものである。

上記ブリーザチューブ５及び大気開放用チューブ６については、フィラパイプｆを車体に取り付けるためのアルミニウム製取付片１１とアルミニウム製保持片１６とにより、フィラパイプ本体部１に対して固定されている。

その取付片１１は、図３に示すように、取付穴１３が形成された本体部１２と押さえ片１４とにより、フィラパイプ本体部１と循環チューブ５及び大気開放用チューブ６を挟持して固定するように設けられている。１８はフィラパイプ本体部１の出口３の近くに固定されたアルミニウム製取付片である。この取付片１８は、図４に示すように、取付穴２０が形成された本体部１９と押さえ片２１とによりフィラパイプ本体部１を挟持して固定されている。

以上により、第１実施形態例のフィラパイプｆが構成される。

（第２実施形態例）
本発明の第２実施形態例のフィラパイプｆ′は、フィラパイプ本体部３１とブリーザチューブ３５とから構成されており、第１実施形態例のフィラパイプｆと比べると、大気開放用チューブをフィラパイプ本体部３１に一体状に設けていない点が相違する。
因みに、このタイプのフィラパイプｆ′を使用する燃料供給システムでは、大気開放用チューブを燃料タンクとキャニスタとの間に配設する構成とされている。

図６に示すように、フィラパイプｆ′のフィラパイプ本体部３１は、燃料給油口側の上端部の拡径部分３２を除いてほぼ一様な大きさの円筒形状に形成されている。その拡径部分３２の内方には、図示しないキャップを着脱可能とするリテーナ３７が取り付けられている。そのリテーナ３７と拡径部分３２の外周囲には、合成樹脂製筒型カバー３８が緊密に取り付けられている。このフィラパイプ本体部３１は、前記第１実施形態例のフィラパイプ本体部１と同一素材の耐食性に優れたアルミニウム製クラッドチューブを用いて所定形状に加工されている。

３５は前記フィラパイプ本体部３１の拡径部分３２に一端部３５ａを連通状に接続し、他端部３５ｂをフィラパイプ本体部３１の出口３３の近くまで延びるように設けられたブリーザチューブである。このブリーザチューブ３５は、前記第１実施形態例の循環チューブ５と同一素材のアルミニウム製クラッドチューブを用いて所定形状に加工されている。

上記ブリーザチューブ３５については、フィラパイプｆ′を車体に取り付けるためのアルミニウム製取付片４１によりフィラパイプ本体部３１に対して固定されている。その取付片４１は、取付穴４３が形成された本体部４２と押さえ片４４とにより、フィラパイプ本体部３１とブリーザチューブ３５を挟持して固定するように設けられている。

以上により、第２実施形態例のフィラパイプｆ′が構成される。

本発明の自動車用フューエルフィラパイプに用いるアルミニウム製クラッドチューブの実施例を比較例と対比して説明する。

（実施例）
表１に示す芯材用合金の周囲に表２に示す外皮用合金を配した二層構造のビレットを用いて常法の製造方法により、表３に示すクラッドチューブ（外径：２５ｍｍ、全体の厚さ１ｍｍ）を得た。

上記クラッドチューブを用いて上記フィラパイプｆのフィラパイプ本体部の形状に加工された試験片（表３、記号１〜１４）を作製し、それらの試験片について、腐食試験（耐食性）と加工性の実験を行った。
（１）腐食試験
上記試験片について、ＪＡＳＯＭ６１０-９２（自動車部品外観腐食試験方法）に基づきサイクル試験（１８０サイクル）を実施し、貫通腐食の有無を調べた。

（２）加工性
上記試験片について、拡径加工による割れの有無を調べた。

実験の結果、表３に示すように、記号１〜１４の試験片は、貫通腐食がなく耐食性に優れ、拡径加工による割れが発生しなく加工性が良好であった。

（比較例）
表１の記号Ａ及び表４に示す芯材用合金のビレットと、表２の記号ａ及び表５に示す外皮用合金のビレットとを用いて上記実施例と同様の製造方法により、表６に示すクラッドチューブ（外径：２５ｍｍ、全体の厚さ１ｍｍ）を得た。そして、そのクラッドチューブを用いて上記実施例と同様の試験片（表６、記号１５〜２３）を作製し、それらの試験片について、実施例と同様に、腐食試験と加工性の実験を行った。

実験の結果、表６に示すように、記号１５〜２３の試験片は、何れも耐食性及び加工性の両方を満足するものがなく、自動車用フューエルフィラパイプに用いるアルミニウム製クラッドチューブとして適応しないものであることが確認された。

以上に述べた通り、この自動車用フューエルフィラパイプは、アルミニウム製クラッドチューブを採用することにより、従来の鉄製又はステンレス製のフューエルフィラパイプに比べて約５０パーセントの軽量化を図ることができると共にステンレス製のものよりも製造コストを削減することができる。加えて、クラッドチューブのクラッド層によって優れた防錆性能を得られる利点がある。

第１実施形態例の自動車用フューエルフィラパイプの側面図同、平面図図１のＡ−Ａ線図図２のＢ−Ｂ線図フィラパイプ本体部の一部を模式的に示す断面図第２実施形態例の自動車用フューエルフィラパイプの側面図同、平面図

符号の説明

ｆ・・・自動車用フューエルフィラパイプ
１・・・フィラパイプ本体部
１ａ・・・芯材
１ｂ・・・外皮（クラッド層）
５・・・循環チューブ
６・・・大気開放用チューブ
１１，１８・・・取付片
ｆ′・・・自動車用フューエルフィラパイプ
３１・・・フィラパイプ本体部
３５・・・ブリーザチューブ
４１・・・取付片

Claims

車両に搭載される燃料タンク及びキャニスタと、車体に設けられる燃料給油口との間に介装される自動車用フューエルフィラパイプであって、
前記フューエルフィラパイプを構成するフィラパイプ本体部と、フィラパイプ本体部の上端部に一端部を連通状に設けられた循環チューブ及び大気開放用チューブとが、アルミニウム合金の芯材と当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるアルミニウム製クラッドチューブにより夫々設けられていることを特徴とする自動車用フューエルフィラパイプ。
車両に搭載される燃料タンクと、車体に設けられる燃料給油口との間に介装される自動車用フューエルフィラパイプであって、
前記フューエルフィラパイプを構成するフィラパイプ本体部と、少なくともフィラパイプ本体部の上端部に一端部を連通状に設けられたブリーザチューブとが、アルミニウム合金の芯材と当該芯材に対して犠牲陽極作用を有するアルミニウム合金の外皮の二層構造からなるアルミニウム製クラッドチューブにより夫々設けられていることを特徴とする自動車用フューエルフィラパイプ。
前記アルミニウム製クラッドチューブの芯材の化学成分が、Ｍｎ：０.６％〜１.５％（質量％、以下同じ）、Ｃｕ：０.０５％〜０.５％、Ｓｉ：０.６％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｆｅ：０.７％以下を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなり、前記外皮の成分が、Ｚｎ：０.６％〜１.５％、Ｓｉ＋Ｆｅ≦０.７％を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなり、さらに外皮のクラッド率が５〜１５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用フューエルフィラパイプ。
前記フィラパイプ本体部に固定される取付片がアルミニウム材料により設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の自動車用フューエルフィラパイプ。