JP2006035872A - Sealing structure of opening part of fuel tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクの開口部と、これに取り付けられる取付部材との間を密封する密封構造に関する。 The present invention relates to a sealing structure that seals between an opening of a fuel tank and a mounting member attached to the opening.
自動車等に搭載される燃料タンクにおいては、その上部に形成された円筒状の開口部と、これを閉塞するように取り付けられる取付部材との間を、ゴム状弾性材料からなるガスケットでシールしており、その典型的な従来技術としては、例えば下記の特許文献1に記載されたようなものが知られている。
特許文献1に記載されたガスケットは、燃料タンクの開口部を形成している筒状部の先端と、これにナットによって締め付け固定される取付部材との間で圧縮されることで、タンク内の燃料に対するシール機能を果たすものである。 The gasket described in Patent Document 1 is compressed between the tip of a cylindrical portion that forms the opening of the fuel tank and an attachment member that is fastened and fixed to the nut by a nut. It fulfills the function of sealing against fuel.
ここで、近年は、液体である燃料の漏れを遮断する直接的なシール機能に加えて、燃料の揮発により発生した燃料蒸気の透過に対するシール性の向上が求められている。図6は、ガスケットの装着状態を簡略化して示す説明図で、この図6に示されるように、二つの部材101,102間をゴム状弾性材料からなるガスケット103でシールしている場合、部材101,102間のガスケット103の肉厚をt、燃料蒸気の透過距離をL、周方向の断面積(t×周長)をA、ガスケット103を形成しているゴム状弾性材料の固有の気体透過係数をα、シール対象の燃料蒸気の圧力をP1、外部の大気の圧力をP2、時間をTとすると、燃料蒸気の透過量Vは、次の(1)式で表される。
V=α・(P1−P2)・A・T/L・・・(1)
Here, in recent years, in addition to a direct sealing function for blocking the leakage of fuel, which is a liquid, an improvement in sealing performance against permeation of fuel vapor generated by fuel volatilization has been demanded. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a simplified mounting state of the gasket. As shown in FIG. 6, when the gap between the two
V = α · (P 1 −P 2 ) · A · T / L (1)
つまり、上記(1)式から、同一の材質において燃料蒸気の透過量を低減するには、断面積A、言い換えれば肉厚tを小さくし、透過距離Lを長くすることが有効であることがわかる。ところが、圧縮方向の肉厚tを小さくすると、つぶし量も小さくなって液体としての燃料に対する密封性が低下しやすく、しかも過圧縮状態が生じやすく、圧縮永久歪(ヘタリ)による歪率が大きくなって耐久性が低下するという問題がある。したがって、特許文献1に記載されたような従来のガスケットでは、低い気体透過性と耐久性の維持を両立させることは困難であった。 That is, from the above equation (1), it is effective to reduce the cross-sectional area A, in other words, the wall thickness t and increase the permeation distance L, in order to reduce the fuel vapor permeation amount in the same material. Recognize. However, when the thickness t in the compression direction is reduced, the amount of crushing is also reduced, the sealing performance against fuel as a liquid is likely to be reduced, and an overcompressed state is likely to occur, and the distortion rate due to compression set (sag) increases. There is a problem that durability is lowered. Therefore, in the conventional gasket as described in Patent Document 1, it is difficult to achieve both low gas permeability and durability maintenance.
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、燃料タンクの開口部の密封構造において、燃料蒸気がガスケットを透過することによる漏れの低減と、ガスケットの耐久性の維持の両立を図ることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is that in a sealing structure of an opening of a fuel tank, a reduction in leakage due to fuel vapor passing through the gasket, and a gasket The goal is to maintain both durability and durability.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造は、燃料タンクの開口部を包囲する筒状突出部の先端と、前記開口部を閉塞するように配置される取付部材との間に、ゴム状弾性材料からなるガスケットが介在され、このガスケットは、気体透過方向に対して相対的に内側の厚肉部と相対的に外側の薄肉部からなり、前記厚肉部及び薄肉部が、前記筒状突出部及び取付部材に所要のつぶし代をもって密接されるものである。 As a means for effectively solving the technical problem described above, a fuel tank opening sealing structure according to the invention of claim 1 includes a tip of a cylindrical protrusion surrounding the fuel tank opening, and the opening. A gasket made of a rubber-like elastic material is interposed between the mounting member and the mounting member arranged so as to close the portion. The thick-walled portion and the thin-walled portion are brought into close contact with the cylindrical projecting portion and the mounting member with a required crushing margin.
この構成において、ガスケットの厚肉部は相対的に内側にあって、充分なつぶし代を与えることによって液体状の燃料に対する密封性を確保するものであり、相対的に外側にある薄肉部は、燃料蒸気の透過面積を小さくして気体透過量の低減に有効に作用するものである。また、厚肉部と薄肉部が燃料蒸気の透過方向に対して直列に形成されているので、透過距離が長くなり、このことも気体透過量の低減に有効に作用する。 In this configuration, the thick-walled portion of the gasket is relatively on the inside, and a sufficient crushing allowance is provided to ensure sealing against liquid fuel. The relatively thin-walled portion on the outside is The fuel vapor permeation area is reduced to effectively reduce the gas permeation amount. Further, since the thick part and the thin part are formed in series with respect to the fuel vapor permeation direction, the permeation distance becomes long, which also effectively acts on the reduction of the gas permeation amount.
請求項2の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造は、請求項1に記載の構成において、厚肉部又は薄肉部における筒状突出部又は取付部材との密接部に周方向に連続したシール突条が形成され、このシール突条は、装着状態において完全につぶされるものである。このため、シール突条において部分的につぶし率を高めることができる。 A fuel tank opening sealing structure according to a second aspect of the present invention is the configuration according to the first aspect, wherein the fuel tank opening portion is continuous in the circumferential direction with the cylindrical protrusion or the attachment member in the thick or thin portion. A seal protrusion is formed, and this seal protrusion is completely crushed in the mounted state. For this reason, a crushing rate can be partially raised in a seal protrusion.
請求項3の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造は、請求項1に記載の構成において、厚肉部のつぶし代が相対的に大きく、薄肉部のつぶし代が相対的に小さいものである。このため、厚肉部において相対的につぶし代を大きくすることによって、液状の燃料に対する所要の密封性を確保する一方、その外側の薄肉部では、前記厚肉部を透過することにより減圧された燃料蒸気を密封対象とするため、小さいつぶし代でも、液状の燃料の漏れや、透過による燃料蒸気の漏れを充分に低減することができ、しかもつぶし代が小さいので圧縮永久歪も小さくなり、耐久性が維持される。 The fuel tank opening sealing structure according to the invention of claim 3 is the structure of claim 1, wherein the crushing allowance of the thick part is relatively large and the crushing allowance of the thin part is relatively small. is there. For this reason, a relatively large crushing margin is ensured in the thick-walled portion to ensure the required sealing performance against the liquid fuel, while the outer thin-walled portion is decompressed by passing through the thick-walled portion. Because the fuel vapor is sealed, even with a small crushing allowance, it is possible to sufficiently reduce the leakage of liquid fuel and fuel vapor leakage due to permeation, and the crushing allowance is small, so the compression set is also small and durable. Sex is maintained.
請求項1の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造によれば、ガスケットの厚肉部において液体状の燃料を遮断し、相対的に外側にある薄肉部において燃料蒸気の透過面積を小さくすると共に、透過距離を長くすることによって、燃料蒸気の透過による漏洩を低減することができる。 According to the sealing structure of the opening portion of the fuel tank according to the first aspect of the invention, the liquid fuel is shut off at the thick portion of the gasket, and the permeation area of the fuel vapor is reduced at the relatively thin portion at the outer side. At the same time, by increasing the permeation distance, leakage due to permeation of fuel vapor can be reduced.
請求項2の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造によれば、シール突条によってつぶし率の極大部が形成されるので、液状の燃料及び燃料蒸気に対する密封性を向上することができる。 According to the sealing structure of the opening portion of the fuel tank according to the invention of claim 2, since the maximum portion of the crushing rate is formed by the seal protrusion, the sealing performance against liquid fuel and fuel vapor can be improved.
請求項3の発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造によれば、ガスケットの厚肉部において液体状の燃料に対する所要の密封性を確保し、薄肉部のつぶし代を相対的に小さくすることによって、所要の耐久性を確保することができる。 According to the sealing structure of the fuel tank opening according to the invention of claim 3, the required sealing performance against the liquid fuel is secured in the thick part of the gasket, and the crushing margin of the thin part is relatively reduced. Therefore, the required durability can be ensured.
以下、本発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図1は、第一の形態をガスケットの軸心を通る平面で切断して示す部分断面図、図2は、図1におけるガスケットを、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of a fuel tank opening sealing structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a partial sectional view showing the first embodiment cut along a plane passing through the axis of the gasket, and FIG. 2 is a partial sectional view showing the gasket in FIG. 1 cut along a plane passing through the axis. It is.
図1において、参照符号10は自動車に搭載される合成樹脂製の燃料タンクの一部を示しており、この燃料タンク10の上壁部11には、外側(上側)へ突出した筒状突出部12が形成されている。筒状突出部12は、その内周に、燃料タンク10の開口部10aを形成しているものであり、言い換えれば開口部10aを包囲するように形成されており、外周面に雄螺子部12aが形成されている。
In FIG. 1,
筒状突出部12の外側(上側)には、その内周の開口部10aを閉塞するように、取付部材20が配置されている。取付部材20は、例えばフューエルポンプのブラケット等であって、外周鍔部22が筒状突出部12の先端に支持される円盤部21と、その内面(下面)から延びて前記開口部10aへ挿入される円筒部23からなる。
A
燃料タンク10における筒状突出部12の先端(上端)12bと、取付部材20における外周鍔部22との間には、ガスケット30が介在されている。このガスケット30は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、図2に単体で示されるように、相対的に内側(この形態では内周側)の厚肉部31と、相対的に外側(この形態では外周側)の薄肉部32と、前記厚肉部31の内周部に、軸方向へ突出した環状突部33からなる。
A
なお、ガスケット30のゴム状弾性材料としては、圧縮永久歪が小さく、耐油性及び低温性に優れ、しかも気体透過性の小さい、例えばNBR(ニトリルゴム)あるいはFKM(フッ素ゴム)等が好ましく、特に、FKMは圧縮永久歪、気体透過性及び耐油性(耐膨潤性)共、NBRよりも優れている。
The rubber-like elastic material of the
詳しくは、このガスケット30における厚肉部31の軸方向肉厚t1は、充分なつぶし代が与えられる程度の大きさが確保されており、薄肉部32の軸方向肉厚t2は、前記肉厚t1よりも充分に薄くしてある。具体例としては、肉厚t1は3mm程度、肉厚t2は1mm程度である。また、取付部材20との密接面30aは平坦に形成され、燃料タンク10における筒状突出部12の先端12bとの密接面は、厚肉部31と対応する内周側の平面31aと、薄肉部32と対応する外周側の平面32aが、環状段差部30bを介して、所定の軸方向段差Δt(=t1−t2)をもって形成されている。
Specifically, the axial thickness t 1 of the
一方、燃料タンク10の筒状突出部12の先端12bにおけるガスケット30との密接面も、このガスケット30と対応する段差形状となっており、その軸方向段差Stは、ガスケット30における厚肉部31と薄肉部32の軸方向段差Δtよりもやや小さく形成されている。そしてこのように形成することによって、図1に示される装着状態において、取付部材20の外周鍔部22と、筒状突出部12の先端12bとの間で、厚肉部31に、30%程度のつぶし率で軸方向圧縮を与えた時に、薄肉部32が、ほぼ同率もしくはそれ以下のつぶし率で軸方向圧縮を受けるようになっている。
On the other hand, the close contact surface with the
図1において、参照符号40は、取付部材20をガスケット30と共に燃料タンク10の筒状突出部12の先端12bに緊結するための環状の緊結部材である。この緊結部材40は、内周面に燃料タンク10における筒状突出部12の雄螺子部12aと螺合する雌螺子部41aが形成された外筒部41と、その軸方向一端(上端)から内周側へ延在され、取付部材20の外周鍔部22と当接可能な押え鍔部42を有する。また、外筒部41の外周面には、この緊結部材40を手指で緊結又は弛緩方向へ回す時の、すべり止めのための凹凸41bが形成されている。
In FIG. 1,
なお、筒状突出部12の先端12bの外周部に形成された突縁部12cの軸方向高さは、ガスケット30の薄肉部32の軸方向肉厚t2よりも僅かに小さく形成されており、緊結部材40を締め込んだ時に、適切なつぶし代を与えられるように設定されている。言い換えれば、ガスケット30の薄肉部32が、前記筒状突出部12と取付部材20の外周鍔部22との間に、つぶし率が0の状態で密接した時に、前記突縁部12cと前記外周鍔部22との隙間Gが、前記薄肉部32に許容されるつぶし代の最大値に相当するように設定され、ガスケット30に対する過圧縮を防止して適切なつぶし代を与えられるようになっている。また、燃料タンク10における筒状突出部12の製作上、隙間Gの設定が困難な場合でも、緊結部材40による締め付け時のトルクを管理することにより、適切なつぶし代(つぶし率)の管理が可能である。
Incidentally, the axial height of the
以上の構成を備える第一の形態による燃料タンクの開口部の密封構造は、燃料タンク10における筒状突出部12の先端12bに、フューエルポンプ等を取り付ける取付部材20の外周鍔部22を、ガスケット30を介して支持し、その上から、緊結部材40の外筒部41の雌螺子部41aを、前記筒状突出部12の雄螺子部12aにねじ込んで行くことによって、取付部材20の外周鍔部22が、この緊結部材40の押え鍔部42と、筒状突出部12の先端12bに支持されたガスケット30との間で緊結されると共に、これに伴い圧縮されるガスケット30によって、燃料タンク10内の燃料を密封するようになっている。
The fuel tank opening sealing structure according to the first embodiment having the above-described configuration is such that the outer
そして、ガスケット30は、内周側の厚肉部31に、例えば30%程度の充分なつぶし率で軸方向圧縮を与えることによって、燃料タンク10内の液状の燃料及びその揮発によって発生した燃料蒸気に対する密封性が確保されている。一方、その外周側の薄肉部32は、主に、厚肉部31により減圧された燃料を密封対象とするため、小さいつぶし代でも、液状の燃料や、燃料蒸気に対する充分なシール性を発揮することができる。
The
ガスケット30における薄肉部32は、燃料タンク10の筒状突出部12の先端12b及び取付部材20の外周鍔部22との密接面間の肉厚が小さいので、先に説明した(1)式における断面積Aが小さくなり、しかも、厚肉部31と薄肉部32が燃料蒸気の透過方向に対して直列に連続しているので、(1)式における透過距離Lが長くなり、したがって気体透過量Vを有効に低減することができる。また、ガスケット30の材料として、気体透過性の小さいNBRやFKM等のゴム状弾性材料が選定されることによって、(1)式における気体透過係数αが小さくなるので、このことも、気体透過量Vの低減に有効である。
The
なお、図1には、ガスケット30の内周面(厚肉部32及び環状突部33の内周面)が、取付部材20と非接触の状態が示されているが、たとえば取付部材20の円筒部23の外周面に適当な面圧をもって密接する場合は、環状突部33も密封面を形成すると共に、燃料蒸気の透過距離Lも長くなるので、一層優れた密封性を発揮する。
In FIG. 1, the inner peripheral surface of the gasket 30 (the inner peripheral surfaces of the
次に図3は、本発明に係る燃料タンクの開口部の密封構造における第二の形態、図4は第三の形態、図5は第四の形態として、それぞれガスケットを、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。 Next, FIG. 3 is a second embodiment of the fuel tank opening sealing structure according to the present invention, FIG. 4 is a third embodiment, and FIG. 5 is a fourth embodiment. It is a fragmentary sectional view cut and shown by a plane.
まず図3及び図4に示される形態は、取付部材20の外周鍔部22(図1参照)との密接面側にも、厚肉部31の軸方向肉厚t1を増大させる環状段差部30cを形成したものである。このため、図1に示される筒状突出部12と取付部材20との間に装着した状態において、ガスケット30の厚肉部31に大きなつぶし代を与えることができる。
First, in the form shown in FIGS. 3 and 4, the annular step portion that increases the axial thickness t 1 of the
そして、このうち図4に示される第三の形態のガスケット30は、厚肉部31における軸方向両面及び薄肉部32の片面(両面でも良い)に、それぞれ周方向へ連続したシール突条34,35が形成されている。このシール突条34,35は、装着状態において完全につぶされるものであるため、厚肉部31及び薄肉部32は、シール突条34,35において局部的につぶし率が大きくなり、このため密封性を一層高めることができる。
And the
また、図5に示される第四の形態のガスケット30は、内周側の厚肉部31がOリング状、すなわち軸心を通る平面で切断した断面形状(図示の断面形状)が円形をなし、薄肉部32の外周端部に突条部36を形成したものである。この突条部36は、厚肉部31よりも線径(断面積)の小さなOリング状をなし、すなわち図示の断面形状が円形をなすものである。
Further, the
この場合、図中に一点鎖線で示されるように、ガスケット30をその軸方向両側から挟圧する燃料タンク10の筒状突出部12と、取付部材20の外周鍔部22との互いの対向面は、ガスケット30における厚肉部31と対応する部分に、Oリング装着溝のような矩形断面の周溝12d,22aを有する形状とする。そしてこのようにすることによって、厚肉部31に、周溝12d,22a間で30%程度のつぶし率で軸方向圧縮を与えた時に、薄肉部32が、ほぼ同率もしくはそれ以下のつぶし率で軸方向圧縮を受けるようにする。
In this case, as indicated by the alternate long and short dash line in the figure, the opposing surfaces of the cylindrical projecting
なお、ガスケット30の薄肉部32が、燃料タンク10の筒状突出部12と取付部材20の外周鍔部22との間に、つぶし率が0の状態で密接した時に、周溝12dの溝肩12e(又は後述する周溝12fの溝肩12g)と前記外周鍔部22との隙間Gは、前記薄肉部32に許容されるつぶし代の最大値に相当するように設定されている。このため、ガスケット30に対する過圧縮を防止して、適切なつぶし代を与えられるようになっている。
When the thin-
したがって、厚肉部31は、Oリングと同様の優れた密封性を奏するものであり、燃料タンク10内の燃料及びその揮発によって発生した燃料蒸気に対する密封性が確保される。そして、その外周側の薄肉部32は、先に説明した第一の形態等と同様、薄肉の板状に形成され、主に、厚肉部31により減圧された燃料を密封対象とするため、小さいつぶし代でも、液状の燃料や、燃料蒸気に対する充分なシール性を発揮することができ、つぶし代を小さくすることによって、薄肉部32の圧縮永久歪も小さくなり、その耐久性が維持される。
Therefore, the
なお、図5には、薄肉部32の外周の突条部36が、燃料タンク10の筒状突出部12と取付部材20の外周鍔部22に形成された周溝12f,22b内に、非接触で収容されるものとして示されているが、前記周溝12f,22b間に適当なつぶし代で密接されるようにしても良い。
In FIG. 5, the
10 燃料タンク
10a 開口部
11 上壁部
12 筒状突出部
12a 雄螺子部
12b 先端
12c 突縁部
12d,12f,22a,22b 周溝
20 取付部材
21 円盤部
22 外周鍔部
23 円筒部
30 ガスケット
30b,30c 環状段差部
31 厚肉部
32 薄肉部
33 環状突部
34,35 シール突条
36 突条部
40 緊結部材
41 外筒部
41a 雌螺子部
42 押え鍔部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
2. The fuel tank opening sealing structure according to claim 1, wherein a crushing margin of the thick portion (31) is relatively large and a crushing margin of the thin portion (32) is relatively small.
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