JP2006168502A - 燃料タンクのフィラーネック構造および燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性に優れた、燃料タンクのフィラーネック構造を提供する。
【解決手段】 燃料タンク１３の内部と連通する第１開口部１５が一端側に形成されるとともに、第１開口部１５と連通する第２開口部１６が第１開口部１５に対して所定角度α₁をなして他端側に形成された第１部材１１と、第１部材１１の第２開口部１６の内径ｄ₂より僅かに小さい外径ｄ₃を有し、第２開口部１６に挿入されて第１部材１１に固着される第２部材１２とを備えて構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料タンクのフィラーネック構造および燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法に関するものである。

従来より、車両に搭載された燃料タンクには給油口が設けられ、この給油口に給油ノズルを挿入することで給油が行なわれるようになっているが、トラックなど、燃料タンクを車両の外周近傍に搭載するような車両においては、燃料タンクに直接フィラーネックを取り付け、このフィラーネックに対して給油ノズルを挿入して給油を行なうようになっている。

また、このフィラーネックの開口部にはキャップが着脱可能に取り付けられるようになっており、燃料タンク内の燃料が外部へ流出しないようにしたり、燃料タンク内へ異物が混入しないようにしたりすることができるようになっている。なお、一般的なフィラーネックに関する技術としては、以下の特許文献１の技術が挙げられる。
そして、この特許文献１にも示されるように、燃料タンクの容積を最大限に活用するためには、フィラーネックを燃料タンクの上部に固着することが好ましい。

しかしながら、特許文献１に開示されるような一般的なフィラーネックを有する燃料タンクを車両の荷台やサブフレームといった架装物の下に配設せざるを得ない場合、フィラーネックに装着されたキャップに対する着脱操作性が悪化したり、フィラーネックの開口部に対して給油ノズルを挿入しにくくなったりしてしまうという課題がある。
他方、車両設計の観点からは、キャップの操作のために必要なスペースが確保できる位置や、フィラーネックの開口部に対して給油ノズルを挿入するためのスペースが確保できる位置に燃料タンクを取り付けねばならないこととなるため、車両の設計レイアウトの自由度が低減されてしまう。

また、給油ノズルを挿入する給油口であるフィラーネックの開口部を任意の位置に配設すべく、フィラーネックの全長を長くしたり、フィラーネックの軸線角度を任意の方向へ曲げたりする手法が考えられるが、燃料タンクの容量をできるかぎり大きくするという観点からはフィラーネックはできるだけ短いほうが好ましく、特に、トラックのような燃料タンクを車両の外周近傍に設ける車両においては、フィラーネックの全長を短くせざるを得ない。
実開平５−８９０５８号公報

しかしながら、フィラーネックの全長をできる限り短くしながら、その軸線角度を曲げることにはさまざまな技術的な困難性を伴う。
つまり、フィラーネックが十分に長い場合には、パイプベンドと呼ばれる工法により、任意の方向へ曲げることが可能であるが、パイプベンド工法で短いフィラーネックを曲げることは事実上不可能である。これは主に、フィラーネックの材料となるパイプ材が短い場合には、加工機械がこの短いパイプ材を確実に保持することができないことに起因するものである。

また、長いパイプ材をパイプベンド工法で曲げておき、その後、短く切断してフィラーネックとする手法も考えられるものの、切断した部分は最終的な製品とはならない、いわゆる無駄な部分であり、コストや環境保護の観点から好ましい手法とはいえない。
他方、いくつかのパイプ材を、それぞれ任意の角度で突合せ溶接により接続することでフィラーネックを製造する手法も考えられるものの、パイプ材同士を突き合わせて溶接する（いわゆる、突合せ溶接と呼ばれる溶接）はその作業には高い技術が必要であり、また、機械化するにしてもコストや手間もかかるため、量産性に優れている手法とはいえない。

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、生産性に優れた、燃料タンクのフィラーネック構造を提供することを第１の目的とする。
また、生産性に優れた、燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の燃料タンクのフィラーネック構造（請求項１）は、車両に搭載される燃料タンクのフィラーネック構造であって、該燃料タンクの内部と連通する第１開口部が一端側に形成されるとともに、該第１開口部と連通する第２開口部が該第１開口部に対して所定角度をなして他端側に形成された第１部材と、該第１部材の該第２開口部の内径より僅かに小さい外径を有し、該第２開口部に挿入されて該第１部材に固着される第２部材とを備えて構成されていることを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の燃料タンクのフィラーネック構造は、請求項１記載の内容において、該第１部材は、板金を絞り加工により略円筒形状に絞る第１の絞り加工工程と、該第１の絞り加工工程後、該略円筒形状となった板金である円筒部の先端側を膨出させて膨出部を形成する第２の絞り加工工程と、該第２の絞り加工工程後、該膨出部を整形することにより、該円筒部の後端側に対して該所定角度で傾斜した傾斜部を形成する整形加工工程と、該整形加工工程後、該傾斜部の先端側に穴あけ加工を施して該第２開口部を形成する穴あけ加工工程とによって形成されることを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明の燃料タンクのフィラーネック構造は、請求項１または２記載の内容において、該第２部材は、蓋部材が着脱可能に取り付けられる口金部をそなえるとともに、外径が変化しないストレート形状の円筒として形成されていることを特徴としている。
また、本発明の燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法（請求項４）は、燃料タンクの内部と連通する第１開口部が一端側に形成されるとともに、該第１開口部と連通する第２開口部が該第１開口部に対して所定角度をなして他端側に形成された第１部材と、該第１部材の該第２開口部の内径より僅かに小さい外径を有し、該第２開口部に挿入されて該第１部材に固着される第２部材とを備えて構成される、燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法であって、板金を絞り加工により略円筒形状に絞る第１の絞り加工工程と、該第１の絞り加工工程後、該略円筒形状となった板金の先端側を膨出させて膨出部を形成する第２の絞り加工工程と、該第２の絞り加工工程後、該膨出部を整形することにより、該円筒部に対して該所定角度で傾斜した傾斜部を形成する整形加工工程と、該整形加工工程後、該傾斜部の先端側に穴あけ加工を施して該第２開口部を形成する穴あけ加工工程とによって該第１部材を形成することを特徴としている。

本発明の燃料タンクのフィラーネック構造によれば、第１部材と第２部材との固着作業を容易化することができ、生産性の向上に寄与することができるとともに、第１部材の第１開口部と第２開口部とのなす角度に沿って第２部材を配設することで、給油作業性を向上させることができる。また、車両に対する燃料タンクの搭載位置の自由度を高めることもできる。また、フィラーネックの全長を短くすることができるので、車両の限られたスペースを有効に利用することができ、特に、車両の外周近傍におけるスペースに燃料タンクを搭載する場合においては、フィラーネックが車両外周から突出するような事態を避けることができるという利点もある。

また、製造過程で第１部材にひび割れが生じることを防ぐことができ、更なる生産性の向上に寄与することができる。（請求項２）
また、第２部材に蓋部材が装着された際に燃料タンクの気密性を高めることができる。（請求項３）
また、本発明の燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法によれば、第１部材と第２部材とから構成されて、燃料タンクへの給油作業性を向上させることができるとともに、車両に対する燃料タンクの搭載位置を自由に設定することもできるフィラーネック構造を、効率よく生産することができる。（請求項４）

以下、図面により、本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造について説明すると、図１はその構成を示す模式的な斜視図、図２はその構成を示す模式的な正面図、図３はその構成を示す模式的な側面図で部分的にその断面を示す図、図４は燃料タンクとフィラーネックと蓋部材とを示す模式的な斜視図、図５〜図８は第１部材の製造過程を示す模式図、図９および図１０は第２部材の製造過程を示す模式図、図１１は給油中の燃料タンクを示す模式的な断面図、図１２は給油中の燃料タンク内における空気の流れを示す模式的な断面図である。

図１〜図３に示すように、フィラーネック１０は、太管部材（第１部材）１１と細管部材（第２部材）１２とから構成されている。
このうち、太管部材１１は、図４に示すように、燃料タンク１３の上部に形成されたタンク穴部１４に挿入されて溶接により燃料タンク１３に固定される管状の部材であって、その一端側には第１開口部１５が形成されるとともに、その他端側には第２開口部１６が形成され、さらに、第１開口部１５と第２開口部１６とは所定角度α₁をなすように形成されている。

このうち、第１開口部１５はタンク穴部１４を通じて燃料タンク１３の内部および第２開口部１６と連通しており、その断面は円形となるように形成されている。また、第２開口部１６は詳しくは後述する細管部材１２が挿入される開口であって、その内周縁にはフランジ１６ａが形成されている。
換言すれば、この太管部材１１は、軸線Ｃ₁を中心とし第１開口部１５を下端開口とした略円筒状の部分である基台部１１ａと、軸線Ｃ₂を中心とし第２開口部１６を上端開口とした管状の部分である曲げ部１１ｂとが一体に形成されることで構成されている。なお、基台部１１ａの軸線Ｃ₁と曲げ部１１ｂの軸線Ｃ２とのなす角度は、第１開口部１５と第２開口部とのなす角度と等しくα₁であり、さらに、細管部材１２は角度α₁で第２開口部１６に挿入されて太管部材１１に対して固着できるようになっている。

さらに、太管部材１１の側面には通気穴２５が穿設されている。これは、図１２に示すように、細管部材１２の第４開口部２０（後述する）に給油ノズル１０１が挿入され、この給油ノズル１０１から燃料が燃料タンク１３内へ供給される際に、燃料タンク１３内に存在していた空気が滞りなく燃料タンク１３の外へ排出されるのを促進するために穿設されたものである。

なお、この太管部材１１は板金に対して絞り加工を施すとともに金型プレス加工を施して成型されるが、この製造過程（製造方法）については後述する。
また、細管部材１２は、その一端側に太管部材１１の第２開口部１６に挿入される第３開口部１８が形成されるとともに、その他端側に第３開口部１８と連通し給油時には給油ノズル１０１（図１１参照）が挿入される第４開口部（給油口）２０が形成された管状の部材である。また、この第４開口部２０には、図２に示すように、切欠部２２と係合部２３と当接部２４とが形成された口金部２１が備えられており、図４に示すように、キャップ（蓋部材）１９が着脱可能に取り付けられるようになっている。

この口金部２１のうち、切欠部２２，２２はキャップ１９の爪部（図示略）が挿入されるものであり、また、係合部２３，２３は、キャップ１９が回転する際にキャップ１９の爪部と係合されるものである。また、当接部２４，２４は、係合部２３，２３と係合されたキャップ１９の爪部が突当てられるもので、キャップ１９の回転を規制することができるようになっている。

なお、この細管部材１２も板金に対して絞り加工を施すことによって成型されるが、この製造方法については後述する。
そして、細管部材１２は、太管部材１１の第２開口部１６の内径ｄ₂より僅かに小さい外径ｄ₃となるように形成され、太管部材１１の第２開口部１６に挿入できるようになっている。これにより、細管部材１２が太管部材１１の第２開口部１６に挿入された後に、細管部材１２の外周と第２開口部１６の縁部とが溶着金属（いわゆる、ロウ材）によって固着されるようになっている。なお、このロウ材による固着（いわゆるロウ付け）に代えて溶接により太管部材１１と細管部材１２とを固着するようにしてもよい。なお、この細管部材１２の外径ｄ₃はその全長において等しくなるように（いわゆる、ストレート形状となるように）に形成されている。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造は上述のように構成されており、以下のように製造される。
まず、太管部材１１の製造方法について説明すると、最初に、板金Ｐ₁に対して第１の絞り加工を施すことによって、図５に示すような第１絞り形状を形成する（第１の絞り加工工程）。この工程における太管部材１１は、略円筒形状の円筒部５２と、この凸部５２の下方開口５３の外周縁に形成されたつば部５４とから形成される。なお、下方開口５３は、完成した太管部材１１の第１開口部１５となる部分であり、また、つば部５４は加工機械が加工中の太管部材１１を保持するための抑え面である。

第１の絞り工程後、第１絞り形状である太管部材１１に対して、さらなる絞り加工（第２の絞り加工）を施すことによって、図６に示すような第２絞り形状とする。ここでは、図５に示した円筒部５２の先端が外方へ円弧状に膨出するようにプレスされることで膨出部５２ａが形成される。なお、円筒部５２の膨出部５２ａ以外の部分（即ち、後端側の円筒部）を符号５２ｂで示すが、この後端側の円筒部５２ｂは、図１等に示す完成した太管部材１１の基台部１１ａに相当する。

第２の絞り工程後、図６に示す第２絞り形状となった太管部材１１に対して、仕上げ用の金型（図示略）を用いたプレス加工が施され（整形加工工程）、膨出部５２ａが、図７で示すように、円筒部の後端側５３ｂに対して所定角度α₁で傾斜した第１面５５ａを先端側に備えるとともに、この第１面５５ａと後端側の円筒部５２ｂとの間に形成された第２面５５ｂを備えた傾斜部５５が形成される。なお、この傾斜部５５は、図１等に示す完成した太管部材１１の曲げ部１１ｂに相当する部分である。

その後、図７中矢印Ａで示すように、つば部５４が切除されるとともに、当該切除面を整える後処理（フランジアップ処理）が施される。
そして、穴あけ加工工程において、整形加工工程により形成された傾斜部５５の先端側、即ち、第１面５５ａに対して、図８に示すように、穴あけ加工を施すとともに、バーリング処理を施すことによってフランジ５８を開口周縁に備える第２開口部１６が形成される。さらに、第１面５５ａの傾斜下方側における後端側の円筒部５２ｂに通気穴２５が穿設されて、太管部材１１が完成する。

次に、第２部材１２の製造方法について説明すると、図９に示すように、板金Ｐ₂に対して絞り加工を施すことによって、水平断面が円形で且つ垂直断面が凸型の凸部６１として成型される。また、凸部６１の上端面６４はその中心側が若干窪むように形成されている。なお、この凸部６１は下方開口６２の外周縁につば部６３を有しているが、このつば部６３は図示しない加工機械によって保持されるための抑え面である。また、ここでの絞り加工は太管部材１１の製造工程における整形加工も兼ねているが、これは、細管部材１２の凸部６１の高さｈ₂が、図５に示す太管部材１１の凸部５２の高さｈ₁に比べて低く、太管部材１１のように第１および第２の絞り加工工程を経ることなく加工できることに起因する。

その後、図９中矢印Ｂで示すように、つば部６３が切除されるとともに、凸部６１における当該切除面を整える後処理（フランジアップ処理）が施される。
その後、図９で示す細管部材１２の上端面６４に対して穴あけ加工およびバーリング処理が施され、図１０に示すように、フランジ６６（口金部２１に相当）を備える第４開口部２０が形成され、細管部材１２が完成する。

そして、図３に示すように、太管部材１１の第２開口部１６に対して細管部材１２が挿入された後に、これらの太管部材１１と細管部材１２とが全周に亘ってロウ材によりロウ付けされて互いに固着され、フィラーネック１０が完成する。
このように、本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造によれば、太管部材１１と細管部材１２との固着作業を容易化することができ、生産性の向上に寄与することができるとともに、太管部材１１の第１開口部１５と第２開口部１６とのなす角度α₁で太管部材１１に対して細管部材１２を配設することができるので、燃料タンク１３への給油作業性を向上させることができる。また、車両に対する燃料タンク１３の搭載位置の自由度を向上させることもできる。

つまり、図１１に示すように、このフィラーネック１０を備えた燃料タンク１３を荷台などの架装物１０２の下方に近接するように車載した場合であっても、給油ノズル１０１を容易にフィラーネック１０へ差し込むことができ、給油性能を高めることができる。
また、フィラーネック１０の全長を短くすることができるので、特に、車両の外周近傍におけるスペースに燃料タンク１３を配設する車両（例えばトラックなど）においては、フィラーネック１０が車両外周（図１１中、二点鎖線Ｌ₁参照）から突出するような事態を避けることができるという利点もある。

また、第１および第２の絞り加工と整形加工とを経て太管部材１１を製造することにより、製造過程における太管部材１１にひび割れが生じることを防ぐことができ、更なる生産性の向上に寄与することができる。
また、太管部材１１には、フィラーネック１０が燃料タンク１３と固定される際に燃料タンク１３の下方側に位置するように通気穴２５が穿設されているので、図１２に示すように、給油中、燃料タンク１３の空気を通気穴２５および給油口２０を通じて速やかに燃料タンク１３の外部へ排出することができる。

また、細管部材１２には口金部２１が備えられるとともに、細管部材１２の外径はストレート形状となるように形成されているので、燃料タンク１３の気密性を高めるとともに、キャップ１９の着脱製を向上させることができる。
なお、キャップ１９の外周端の形状は、細管部材１２の端部（即ち、給油口２０の端部）を覆うように形成することで燃料タンク１３の気密性を高めることができるようになっているが、仮に細管部材１２を排して太管部材１１に対して直接キャップ１９′を着脱するように構成した場合には、キャップ１９′の外周端が外方へ拡がるような形状とする必要がある（図１２中、一点鎖線１９′参照）。しかしながら、この場合、キャップ１９′の外周端が太管部材１１の端部を十分に覆うことができず、気密性の低下を招くおそれがある（図１２中、矢印Ｃ参照）。他方、太管部材１１に、細管部材１２のようなストレート形状の部分を一体に形成することも考えられるが、その場合には、絞り加工や整形加工によって太管部材１１を成型することはできなくなる。つまり、プレス成型によって太管部材１１に細管部材１２のようなストレート形状の部分を一体形成しようとすると、金型をプレス加工後の太管部材１１から抜き取ることができないのである。

これに対して、本発明においては、太管部材１１および細管部材１２をそれぞれ別個にプレス成型により製造することで生産効率を大幅に向上させながら細管部材１２の外径をストレート形状に形成することで、燃料タンク１３の気密性を高めるとともに、キャップ１９の着脱製を向上させることができるのである。
また、本発明の燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法によれば、第１および第２の絞り加工と整形加工とにより、太管部材１１を製造する際にひび割れが生じることを防ぐことができ、また、太管部材１１に穿設された第２開口部１６に細管部材１２を挿入した上で、細管部材１２と太管部材１１とを固着するようになっているので、突合せ溶接に比べ、作業性を大幅に向上することができ、また、同時に、精度を高めることができるので、フィラーネック１０を効率よく生産することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造の全体構成を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造の全体構成を示す模式的な正面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクのフィラーネック構造の全体構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクとフィラーネックと蓋部材とを示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る第１部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第１部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第１部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第１部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第２部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る第２部材の製造過程を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る給油中の燃料タンクを示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る給油中の燃料タンク内における空気の流れを示す模式的な断面図である。

符号の説明

１０ フィラーネック
１１ 第１部材
１２ 第２部材
１３ 燃料タンク
１５ 第１開口部
１６ 第２開口部
１９ キャップ（蓋部材）
２１ 口金部
α₁ 所定角度

Claims (4)

1. 車両に搭載される燃料タンクのフィラーネック構造であって、
   該燃料タンクの内部と連通する第１開口部が一端側に形成されるとともに、該第１開口部と連通する第２開口部が該第１開口部に対して所定角度をなして他端側に形成された第１部材と、
   該第１部材の該第２開口部の内径より僅かに小さい外径を有し、該第２開口部に挿入されて該第１部材に固着される第２部材とを備えて構成されている
   ことを特徴とする、燃料タンクのフィラーネック構造。
2. 該第１部材は、
   板金を絞り加工により略円筒形状に絞る第１の絞り加工工程と、
   該第１の絞り加工工程後、該略円筒形状となった板金である円筒部の先端側を膨出させて膨出部を形成する第２の絞り加工工程と、
   該第２の絞り加工工程後、該膨出部を整形することにより、該円筒部の後端側に対して該所定角度で傾斜した傾斜部を形成する整形加工工程と、
   該整形加工工程後、該傾斜部の先端側に穴あけ加工を施して該第２開口部を形成する穴あけ加工工程とによって形成される
   ことを特徴とする、請求項１記載の燃料タンクのフィラーネック構造。
3. 該第２部材は、蓋部材が着脱可能に取り付けられる口金部をそなえるとともに、外径が変化しないストレート形状の円筒として形成されている
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の燃料タンクのフィラーネック構造。
4. 燃料タンクの内部と連通する第１開口部が一端側に形成されるとともに、該第１開口部と連通する第２開口部が該第１開口部に対して所定角度をなして他端側に形成された第１部材と、
   該第１部材の該第２開口部の内径より僅かに小さい外径を有し、該第２開口部に挿入されて該第１部材に固着される第２部材とを備えて構成される、燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法であって、
   板金を絞り加工により略円筒形状に絞る第１の絞り加工工程と、
   該第１の絞り加工工程後、該略円筒形状となった板金の先端側を膨出させて膨出部を形成する第２の絞り加工工程と、
   該第２の絞り加工工程後、該膨出部を整形することにより、該円筒部に対して該所定角度で傾斜した傾斜部を形成する整形加工工程と、
   該整形加工工程後、該傾斜部の先端側に穴あけ加工を施して該第２開口部を形成する穴あけ加工工程とによって該第１部材を形成する
   ことを特徴とする、燃料タンクのフィラーネック構造の製造方法。
   
   
   

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