JP2006123897A - 一方向バルブアセンブリ及び燃料タンクへの給油管の取付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡略化され、かつ容易に金属製燃料タンクおよびプラスチック製燃料タンクの何れにも装着可能な、一般的な一方向バルブを備える給油管アセンブリを製造する。
【解決手段】燃料給油管アセンブリは、一方向バルブまたはチェックバルブを備えている。この燃料給油管アセンブリは金属製若しくはプラスチック製の燃料タンクの何れに対しても、予め固定可能であり、プラスチックタンク用の取付管に通常のチェックバルブを備えるものである。このチェックバルブは、サイフォンホース６２をバルブシールから遠ざける方向へと偏向させるための、間隔を空けて配置された複数のリブ６１を備えたバルブ部材５０を備えている。また、これらのリブ６１は、間隔を空けて配置されることで、燃料補給の間の燃料の流れを維持し、かつ、バルブ部材５０の開放状態を促進することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の燃料タンク用給油システムに関し、特に、例えば、車両の側方に取り付けられた給油ドアに対し給油管を介して遠隔接続可能な形式の燃料タンクに関するものである。

この種の燃料タンクは、一般的に乗用車および小型トラックに採用されており、この場合には、燃料タンク給油凹部が車体に形成され、かつ、車両の側面構造に溶け込ませて審美性ないしはスタイルを確保する目的で、前記凹部が給油ドアによってカバーされることが望まれる。

車両の燃料タンク給油システムは、給油ノズルが離反した時に燃料蒸気の排出対策を満足させるために、給油管若しくは「ネック」のポジティブシールが必要とされる。この要求を満たすために、一方向バルブが採用され、その構造は一般的に、給油作業中でかつ給油ノズルが挿し込まれない状態において、給油管を塞ぐためのフラッパードアバルブによって構成されている。

また、給油管ノズル受けが、車両製造中に、車両に搭載される燃料タンクに固定された給油管に取り付けられる際に、燃料タンクの外部に突出する燃料管アセンブリに、燃料タンク給油管のチェックバルブが与えられることが知られている。
しかしながら、この構造は、分割された給油管ホースの接続、および、車両側アセンブリラインにおけるチェックバルブの取扱いが必要であり、かつ、組み立てラインに供給すべき部品点数が増加し、組み立て工程の複雑化を招くことになった。

しかも、今日の生産車両には、プラスチック製と金属製との両方の燃料タンクが用いられることから、２つの異なる形式の給油管の取付手段が必要となるといった点が、より一層、上記課題を複雑化させることとなっている。したがって、異なる２つのチェックバルブ構造を必要とすることなく、かつ、燃料タンクが金属製であるかプラスチック製であるかを問わず、燃料タンクに予め固定される、一つの燃料タンク給油管のチェックバルブを用いた方法若しくは手段の提供が望まれていたところである。さらには、整備時ないし燃料タンクの交換時に、燃料の抜取り作業を行うためのサイフォン式の管又はホースを、容易に受け入れることが可能な、燃料タンク給油管のチェックバルブ構造の提供が望まれていたところである。

また、給油管アセンブリに取り付けられた車両用燃料タンク、および、車両に搭載済みの燃料タンクサブアセンブリへの適用が可能な一方向チェックバルブが、以前より望まれていた。

本発明は、上記課題を解決すべく、一方向チェックバルブを備える燃料給油管またはネックアセンブリであって、燃料タンクに予め取り付けられ、かつ、端部にノズル受け容器を備えるように構成された燃料給油管またはネックアセンブリを提供するものである。本発明に係る給油管アセンブリは、チェックバルブとしての一方向バルブを備え、金属製燃料タンクとプラスチック製燃料タンクとの何れにも予め固定され得るものである。本発明に係る一方向チェックバルブを備えた給油管アセンブリは、給油管の端部に設けられたノズル受け容器に受け入れられ、給油ノズルから挿入されたサイフォンホースを容易に受け入れ、サイフォンホースの端部が一方向バルブによって抑え付けられ若しくは引っ掛かることなく、または、一方向バルブの弾性体シールに損傷を与えることなく、燃料タンク内の一方向バルブを、サイフォンホースが通過することを許容するものである。

図１には、本発明の実施の形態に係る、燃料タンクおよび給油管アセンブリが符号１０で示されている。また、上壁面に取付用開口１４が形成された金属製燃料タンク１２の、当該開口に挿入され固定された、一方向バルブを備える給油管アセンブリが、符号１６で示されている。給油管アセンブリ１６には、一方向バルブ１８と、一方向バルブ１８をその一端部に受けとめる金属製の結合管２０とが含まれる。また、結合管２０には環状の湾曲部２２が形成され、当該湾曲部は開口１４に固定され、かつ、例えばタンク１２への溶接等の適切な手段によって金属製燃料タンクに密閉されている。

結合管２０は燃料タンクの外部へと延び、それによって給油ホースを受け止めるようになっている。給油ホースは、符号２４で示すように、好ましくはエラストマー材料で構成され、その下端部が結合管２０の上端部を覆うようにして固定されている。給油ホース２４の上端部にはノズル受け容器２６が内嵌され、ノズル受け容器２６の上端部は開放され燃料補給ノズル（図示省略）が挿入されるように構成されている。

図３には、一方向バルブ１８の断面図を拡大して示している。一方向バルブ１８は、上端部にシールリング溝３０が形成された環状顎部を備える管体２８を含み、また、一方向バルブ１８には、必要に応じて、管体２８の両端部の中間部でかつシールリング溝３０の下方に、環状取付フランジ３２が設けらている。管体２８の内周部には、少なくとも１つ好ましくは周方向に間隔を空けて複数の、半径方向内側へと突出するリブ３４が形成されている。

管体２８の下端部には、突起３６が外側へと突出し、突起３６は、好ましくはリブ３４と整列する位置に設けられている。突起３６の内部にはスロット３８が形成されている。スロット３８は管体の軸方向へと延び、一端部が管体２８の端部を覆うようにして半径方向内側へと延びる捩りばね４０を受止める。捩りばね４０の他端部にはコイル部（ばね４８）が形成されており、このコイル部がスロット３８に受止められている。

管体２８は、好ましくはプラスチック製であり、かつ、帯電された静電気を解放することができるように、導電性材料が混入されていることが望ましい。

フラッパーとして形成された可動式のバルブ部材が符号５０で示されている。そして、バルブ部材５０は、管体２８の端部を覆うようにして配置され、環状の弾性体、好ましくはエラストマーシール５２が周回りに固定され、管体２８の下端部に位置するバルブシール面３３と密着するものである。バルブ部材５０は、その外側面から反対側の面へと延びる一対のアーム５４を備え、各アームには内側へと延びるトラニオン５６が形成されている。バルブ部材５０の取付の際には、各アーム５４を変形させ、トラニオン５６の各々が突起３６のスロット３８に対し反対側から嵌合することで、管体２８の端部に対し、バルブ部材５０を軸着させるヒンジを構成する。必要に応じ、管体２８の解放下端部またはバルブ部材５０の周囲には、周方向に部分的に延びるシールド若しくはシュラウド５８が形成されている。

捩りばねの内側端部４１は、バルブ部材５０の外側面に設けられた突出接触面６０（図６参照）に対し、摺動可能に接触している。

理解されるように、トラニオン５６は、スロット３８内での、軸方向の制限された一定の移動は自由であり、捩りばねの端部４１からの付勢力が、バルブ部材５０の面６０によってバルブ部材５０の中央部に作用し、バルブ部材５０が管体２８に対する着座状態を自己調整することを可能としている。なお、スロット３８は、コイル部４８がスロット内を横切るように一定範囲内の移動を許容する大きさに形成されている。
また、理解されるように、コイル部４８は、捩りばねの端部４１に対し、エラストマーシールがバルブシール面３３へと密着するに十分な力を与えるように機能するものである。一方、コイル部４８は端部４１によって、バルブ部材５０に対し、燃料補給の間、ばねの付勢力に対抗して燃料給油管内の燃料の流れが止められることを防ぎ、バルブ部材５０がバルブシール面３３から離間するような付勢力を付与するものとして構成されている必要がある。

また、図７、図８に示されるように、バルブ部材５０の内側面には、偏向リブ６１が形成され、この偏向リブ６１が、図３に二点鎖線で示されると共に符号６２が付されたサイフォンホース挿入時において、バルブ部材を解放するためのカム動作をもたらすように構成されているものである。サイフォンホース６２の端部はリブ３４に沿ってスライドして偏向リブ６１に当接し、スロット３８とトラニオン５６とにより、図３に二点鎖線で示すようにバルブ部材５０の回転動作が引き起こされる。リブ３４および６１は、サイフォンホースをエラストマーシール５２から離間させ、サイフォンホースの引っ掛かり、または、サイフォンホースの損傷を回避するように機能する。

各リブ６１は、十分な間隔を空けて配置されており、これによって、バルブ部材５０の上面に当接する給油ノズルからの燃料の流れがバルブ部材５０の表面によって跳ね返されることを防ぎ、燃料が各リブ間の隙間を、円滑に流れることが出来るようになっている。すなわち、燃料の流れ方向を確実に整流する機能を有するので、燃料蒸気の発生量を増加させ、タンク内の燃料蒸気圧の上昇を来し、その結果として燃料補給を困難とする要因となる、燃料のしぶきの発生を防ぐことが可能となる。また、各リブが離間配置されることによって、燃料の流れの運動エネルギーを保持し、バルブの開放状態を維持させ、燃料補給を容易にすることが可能となる。本発明の実施の形態では、各リブの間隙を略５ｍｍとすることで、上記の有利な効果が得られることが確認されているが、必要に応じ、この値を変更して用いることが望ましい。

図２には、本発明の実施の形態に係る代替システムを符号１００で示している。かかるシステムは、上壁面を貫通する取付用開口１０４が形成されたプラスチック製燃料タンク１０２に装着されるものであり、給油管アセンブリ１０６が挿入されている。給油管アセンブリ１０６は、一方向ないしチェックバルブアセンブリ１０８を備え、ホース１１０の下端部が、前記バルブアセンブリのタンクから外部へと突出する部分に装着されてなるものである。また、車両構造部に装着される給油ノズル受け容器１１２が、ホース１１０の上端部に取り付けられている。

図５には、この代替システムに係る一方向バルブアセンブリ１０８が拡大されて詳細に示されている。この一方向バルブアセンブリ１０８は、管状構造として示された管体１１４を備え、その上端部には環状顎部１１６が形成され、シールリング１２０を受止めるためのシールリング溝１１８が、両端部の間に形成されている。管体１１４のシール溝１１８と下端部との中間部には、環状フランジ１２２が形成されている。

好ましくは長尺の管状構造を有するマウント部材１２４の一端部が、管体１１４の環状顎部１１６を覆うようにして嵌合するように寸法決定され、構成されている。また、管状のマウント部材１２４は、管体１１４上のシールリング１２０に覆い被さることにより密閉され得る内周面を有している。好ましくは、マウント部材１２４の下端部は、環状フランジ１２２の軸方向の一端面と密着するものである。マウント部材１２４の上端部、すなわち管状フランジ１２２とは反対側の端部には、ホース１１０（図２）と密閉嵌合するための環状顎部１２６が形成されていることが望ましい。

管状のマウント部材１２４の円周方向外側でかつマウント部材１２４の両端部の軸方向中間位置には、半径方向外側に延びるフランジ１２８を備えている。しかしながら、理解されるように、フランジ１２８は、マウント部材１２４の別の位置、例えば、必要に応じ下端部に設けられていても良い。

フランジ１２８は、好ましくはエラストマー材料からなり、かつ、フランジの下側に隣接する位置に環状に配置された、環状シール部材１３０を備えている。また、管状シール部材１３０は保持リング１３２によって保持され、保持リング１３２は、マウント部材１２４に設けられた肩部１２９に対しその内周部を摩擦結合させている。

フランジ１２８および管状シール部材１３０は、重ね合せ部または重ね成形部１３３が設けられている。重ね成形部１３３は、プラスチック製燃料タンク１０２と同様の材料で形成されることによって、給油管アセンブリ１０６が取付用開口１０４を貫通して差込まれた状態で、タンクに対し溶着によって固定されかつ密閉される。

管体１１４は、符号１３４で示される一方向バルブ部材またはフラッパーを備え、フラッパー１３４は、管体１１４に設けられた突起１３８のスロット１３６に軸着されている。フラッパー１３４は、管体１１４の端部に対する密閉性を確保するための環状シール１４０を備えている。バルブ部材１３４の上面にも、間隔を空けて配置された複数のリブ１３５が設けられており、これらのリブ１３５も、図３の例におけるバルブ部材５０のリブ６１と同様の構造、同様の間隔、同様の機能を有している。また、かかる構造に代えて、環状シール１４０が管体１１４の下端部に装着されることとしても良い。理解されるように、フラッパー１３４の動作および構造は、図３に示すバルブ部材５０と同様である。管体１１４も同様に内部にホース偏向リブ１４２を備え、図３に示すリブ３４と同様の機能を奏する。図５に示すチェックバルブアセンブリ１０６は、アダプターチューブ１２４によって図３に示す一方向バルブ１８を受止め、プラスチック製燃料タンクに固定することを可能としたものである。

図４には、本発明の実施の形態に係る、プラスチック製燃料タンク用一方向バルブアセンブリの、更なる代替例を符号１４４で示している。この一方向バルブアセンブリ１４４は、好ましくは一体化されたワンピース構造の管体１４６であって、その上端部には、図２の例で示したホース１１０の下端部を受け止めるための管状鍔部１４８が設けられている。

管体１４６は、半径方向外側へと延びる環状のフランジ１５０を備え、好ましくは、フランジ１５０は管体１４６と一体となっている。好ましくはエラストマー材料で構成されたシールリング１５２がフランジ１５０の下側外周に沿って設けられ、保持リング１５４によってその位置に保持されている。保持リング１５４は、フランジ１５０に設けられた環状肩部１５１に対し摩擦結合している。シールリング１５２およびフランジ１５０には、重ね合せ部１５６が設けられている。重ね合せ部１５６は、例えば図５に示す例と同様に溶着方法やそれと同様な手法によって、燃料タンクに対する装着性を高めるために、好ましくは、プラスチック製燃料タンク１０２と同様の材料で重ね成形されるものである。

管体１４６の下端部には、一方向バルブ１５８が設けられている。また、理解されるように、一方向バルブ１５８は、図３、図５に示すバルブ部材５０、フラッパー１３４と同一である。ホース１１０が管状顎部１４８に装着され、かつ、ホース１１０の内側上端部には、ノズル受け容器１１２が取り付けられる。一方向バルブアセンブリ１４４、ホース１１０およびノズル受け容器１１２のアセンブリは、燃料タンクの取付用開口に挿入され、重ね成形部１５６を燃料タンクに対し溶着することによって固定される。したがって、図４に示す一方向バルブアセンブリ１４４は、図５に示すバルブと同様に固定され、同様の機能を発揮する。

本発明の実施の形態によれば、簡略化され、かつ容易に金属製燃料タンクおよびプラスチック製燃料タンクの何れにも装着可能な、一般的な一方向バルブを備える給油管アセンブリを製造することが可能となる。この一方向バルブは、その内部に、給油管に挿入されたサイフォンホースによって一方向バルブを開放させ、かつ、当該サイフォンホースを燃料タンク内部へと挿入させることが可能となるように、前記サイフォンホースを偏向させるリブを備えている。また、この一方向バルブは、バルブ部材に複数のリブを備え、このリブが、燃料補給の間の、燃料の流れが妨げられることを防ぐように機能し、燃料蒸気の発生、及び燃料補給時の燃料タンク内の燃料蒸気圧の上昇を、可能な限り少なく抑えることが可能となる。

以上のごとく、本発明の一例を実施の形態に基き説明したが、本発明が以上の説明に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲を越えない限りにおいて種々の変更が可能であることは、当業者にも理解されるであろう。

本発明の実施の形態に係る、給油管及びチェックバルブアセンブリが取り付けられた金属製燃料タンクの、取り付け部分を示す断面図である。 プラスチック製燃料タンクに装着された、図１の例の代替例を示す断面図である。 図１に示す実施の形態において採用されているバルブの断面図である。 図２に示す実施の形態において採用されているバルブの断面図である。 図３に示すバルブを図２に用いた例を示す図である。 図３に示すバルブの分解組立図である。 図３に示すバルブの平面図である。 図７に示すバルブの側面図である。

符号の説明

１０：給油管アセンブリ、１２：金属製燃料タンク、１４：取付用開口、１６：給油管アセンブリ、１８：一方向バルブ、２０：結合管、２２：湾曲部、２４：給油ホース、２６：ノズル受け容器、２８：管体、３４：リブ、３６：突起、３８：スロット、４０：捩りばね、５０：バルブ部材、６１：偏向リブ、６２：サイフォンホース、１００：代替システム、１０２：プラスチック製燃料タンク、１０４：取付用開口、１０６：給油管アセンブリ、１０８：チェックバルブアセンブリ、１１０：ホース、１１２：ノズル受け容器、１１４：管体、１２４：マウント部材、１３４：フラッパー、１４４：一方向バルブアセンブリ、１４６：管体

Claims (21)

1. 燃料タンク給油管に連結される一方向バルブアセンブリであって、
   （a）一端部にはバルブ座面が配置され、該一端部とは反対側の端部には給油管へと挿入される外径縮小部を備える管体と、
   （b）前記管体の一端部に設けられた、前記バルブ座面を閉じる位置と前記バルブ座面から離間する位置との間を移動可能、かつ、前記燃料タンク給油管を介した燃料補給の間、燃料の飛散を最少化するように機能する、離間配置された複数のリブを備える可動式のバルブ部材と、
   （c）前記バルブ部材を前記バルブ座面に接触させるように付勢するばねと、
   （d）前記バルブ部材及び前記バルブ座面との間に配置された柔軟性を有する環状シールとを含むことを特徴とする一方向バルブアセンブリ。
2. 前記バルブ部材は、移動制限されるように前記ばねに据え付けられ、前記バルブ座面に対する着座状態を自己調整可能であることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
3. 前記環状シールは、前記バルブ部材と共に移動可能に、前記バルブ部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
4. 前記ばねは、前記管体に形成されたスロットに受止められるコイル部を備える、捩りばねより成ることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
5. 前記スロットは、前記コイル部が当該スロット内を横切るように一定範囲内の移動を許容する大きさに形成されていることを特徴とする請求項４記載の一方向バルブアセンブリ。
6. 前記管体および前記バルブ部材は、プラスチック材料により構成され、前記環状シールはエラストマー材料により構成されていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
7. 前記プラスチック材料には、帯電された静電気を解放することができるように、導電性材料が混入されていることを特徴とする請求項６記載の一方向バルブアセンブリ。
8. 前記バルブ部材は前記管体に対しピボット運動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
9. 前記複数のリブは、略５ｍｍの間隔を開けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
10. 前記ばねは、少なくとも１つのコイル部が形成された捩りばねからなることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
11. 前記管体は、前記バルブ部材を受け止め、バルブ部材の軸方向の移動を許容して、前記管体のバルブ座面に対するバルブ部材の着座を促進するように形成された、スロットを備えることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
12. 前記ばねはその一端部を前記バルブ部材の中央部に接触させていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
13. 前記バルブ部材は、その中央部に対し前記ばねの一端部を当接させるためのＶ字状溝を備えることを特徴とする請求項１２記載の一方向バルブアセンブリ。
14. 前記バルブ部材に一対のアームが延設され、その端部が前記管体にピボット結合されていることを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
15. 前記管体に挿入されたサイフォンホースをガイドするための、前記管体の内側に突出するリブを含むことを特徴とする請求項１記載の一方向バルブアセンブリ。
16. 金属製燃料タンクへと給油管を取付ける方法であって、
    （a）外側表面に環状フランジを備える金属製の管状の給油管を用意し、
    （b）前記給油管の基端部に一方向バルブを挿入し、前記基端部とは反対側の端部に柔軟性を有する管の基端部を挿入し、
    （c）前記柔軟性を有する管の基端部とは反対側の端部にノズル受けを挿入して、給油管サブアセンブリを構成し、
    （d）前記給油管サブアセンブリの一方向バルブを、前記燃料タンクの取付用開口に挿入して、前記給油管の前記環状フランジを前記取付用開口に固定し、前記給油管サブアセンブリをタンクに取付けることを特徴とする方法。
17. 前記環状フランジを固定するステップは、溶接工程を含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 前記環状フランジを備える金属製の給油管を用意するステップは、湾曲部の成形工程を含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
19. プラスチック製燃料タンクへと給油管を取付ける方法であって、
    （a）外側表面に環状フランジを備えるプラスチック製の管状部材を用意し、
    （b）前記管状部材の基端部に一方向バルブを挿入し、
    （c）前記管状部材の基端部とは反対側の端部に、柔軟性を有するホースの一端部を挿入し、該一端部とは反対側の端部にノズル受け容器を挿入して、給油管サブアセンブリを構成し、
    （d）前記給油管サブアセンブリの一方向バルブを、前記燃料タンクの取付用開口に挿入して、前記管状部材の環状フランジを前記取付用開口に固定し、前記給油管サブアセンブリをタンクに取付けることを特徴とする方法。
20. 前記環状フランジを固定するステップは、溶着工程を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
21. 前記環状フランジを備えるプラスチック製の管状部材を用意するステップは、前記環状フランジを一体成形する工程を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
    

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