JP2006206042A - 吐出側連結管 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆流阻止フラップの円滑な開放動作と確実な密封を可能とする自動車給油管用吐出側連結管を提供する。
【解決手段】 自動車の給油管のための吐出側連結管を提案している。この吐出側連結管は閉位置にばね押し保持される逆流阻止フラップ（４）を有し、逆流阻止フラップは揺動可能に連結管の吐出口（３）に当接され、逆流阻止フラップが全周密封リップ（１９）を備えたシールエレメント（１７）を介して連結管の吐出口を密封している。本発明の吐出側連結管では、密封リップ（１９）が吐出口の開口よりも径方向外方に配置され、密封リップ（１９）が全周で逆流阻止フラップ（４）の密封面（２０）に当接している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の給油管のための吐出側連結管に関し、特に閉位置にばね押し保持される逆流阻止フラップを有し、この逆流阻止フラップが揺動可能に連結管の吐出口に当接され、該逆流阻止フラップが全周密封リップを備えたシールエレメントを介して連結管の吐出口を密封する形式の吐出側連結管に関するものである。

特許文献１により公知の燃料タンクでは、給油管のタンク内部空間内に突出するタンク側端部に閉鎖フラップが揺動可能に配置されており、この閉鎖フラップは給油管の貫流横断面を遮断する閉位置とこれを開放する開位置との間を移動可能である。ばねによって閉方向に付勢された閉鎖フラップは、給油管からタンクへ流入する燃料流によって開位置に揺動可能である。閉鎖フラップは自動車への給油中にいわゆる「吐き戻し（Spit-Back）」現象を回避するのに役立つ。この現象が引き起こされるのは、給油過程の最終段階で給油時排気弁の動作に起因してタンク内圧が突然上昇することによる。本来、給油時排気弁の動作によるタンク内圧の上昇は、それによる給油管内の圧力上昇によって給油ガンが自動的に遮断動作を行うのに利用されるが、給油過程の最終段階におけるタンク内空間の圧力変動は、燃料が給油管内を急激に逆流して給油口から跳ね出るような突然のものであることがある。このような「吐き戻し」現象は特にディーゼル燃料の給油時に現れるが、それはディーゼル燃料が発泡傾向を有するからである。
独国特許出願公開第１９９３９９０８号明細書

特許文献１に述べられている閉鎖フラップ、即ち逆流阻止フラップは、そこに述べられているように、タンクがら外側へ向かって延在する給油管部分が事故で切断された場合に燃料タンクから燃料が流出するのを防止する機能を持つとされている。即ち、一方では例えばタンク内部から生じる燃料柱に対する密封を達成しなければならず、他方では逆流阻止フラップは給油時に流入する燃料流の圧力によって容易に開放可能でなければならないのである。

特許文献１では、閉鎖フラップを密封するためにエラストマー材料からなるシールリングが提案されており、このシールリングは給油管の正面でほぼ線状の密封エッジを有する密封面と協動する。線状密封エッジとシールエレメントとのこの協動により、密封を達成するのに比較的高い閉鎖力が必要になる。先に述べたように僅かな閉鎖力で確実な密封が達成されるのが望ましいが、特許文献１による構造配置では、密封に必要となるシールエレメントと密封エッジとの間の接面圧力が比較的高いので、逆流阻止フラップを閉位置に保持するばねを相応に強力なものとしない限り密封が不可能である。しかしながら、強力なばねを使用すると給油時に流入する燃料流の力による逆流阻止フラップの円滑な開放動作が損なわれる結果となる。

特許文献２は、請求項１の前文部分の特徴を有する吐出側連結管に関するものである。この刊行物では逆流阻止フラップの密封の問題が既に言及されている。特許文献２は連結管末端に配置されるシールリングから出発しており、このシールリングは連結管の正面に被さる径方向内向きの密封リップを有する。燃料の存在時に密封リップの内縁が周方向で波打ち、それゆえに一部で逆流阻止フラップから持ち上がり、密封リップが逆流阻止フラップに完全には密封当接しない事情が不利であると述べられている。このため、特許文献２では、密封リップの自由内縁に軸線方向で逆流阻止フラップに対面して延在するシール腹部を設けることが提案され、このシール腹部に逆流阻止フラップが当接するようにしている。
独国実用新案登録第２０００１３３４号明細書

実務問題として、連結管のこのような造形も最適ではないことが明らかになった。例えばアルコール成分の多い燃料の存在時におけるシールの波打ちには部分的な対処がなされるにすぎない。逆流阻止フラップもしくは弁フラップの閉鎖圧力は、給油燃料の体積流量が比較的少ない場合でもフラップの容易な開口が保証されているように小さく設定されていなければならない。それにもかかわらず、燃料の種類と燃料中でのシールの滞留時間とに応じてシールは波打つことがあり、密封面への線状当接がもはや保証されなくなる事態が発生する。

更に、逆流阻止フラップ上に生じる液柱の圧力は、軸線方向についても径方向についても、径方向に作用する液圧がシールを持ち上げ得ることを排除できなくしている。少なくとも径方向の液圧はばねによって発生される逆流阻止フラップの閉鎖力に対抗して働き、この理由からも、密封面に対するシールエレメントの線状の密封当接を長期間にわたって保証することはできない。

従って本発明の課題は、冒頭に指摘した形式の自動車給油管用吐出側連結管を密封機構に関して改良することである。

この課題を解決するために、本発明による自動車給油管用吐出側連結管は、閉位置にばね押し保持される逆流阻止フラップを有し、この逆流阻止フラップが揺動可能に連結管の吐出口に当接され、該逆流阻止フラップが全周密封リップを備えたシールエレメントを介して連結管の吐出口を密封しているものにおいて、密封リップが吐出口の開口よりも径方向外方に配置され、該密封リップが全周で逆流阻止フラップの密封面に当接していることを特徴とするものである。

本発明に係るシール構造により、タンク内の圧力上昇よるものにしろ、それにより発生する燃料柱によるものにしろ、逆流阻止フラップにタンク側からの系内圧力が作用するとフラップの密封作用が強められる結果となる。

これをより確実に達成するには、特に密封リップが逆流阻止フラップに向かってチューリップ状又は円錐状に拡径していることが好ましい。これにより径方向でシールに作用する圧力によってシールが持ち上げられることが確実に排除される。逆流阻止フラップの閉方向に作用する圧力によって密封作用が強まり、密封リップの外縁は圧力作用範囲全体にわたって密封リップと協動する逆流阻止フラップの密封面に押し付けられる。更に本発明に係る密封リップの構成は、燃料抜き取りチューブを自動車の給油管に挿入する際に密封リップが機械的に破損されるのを確実に防止できる利点も有する。

本発明に係る吐出側連結管の好ましい実施形態によれば、シールエレメントが支持環部及び該支持環部から延在する全周密封リップを有し、支持環部が連結管の吐出口を緊締している。

本発明に係る吐出側連結管の別の好ましい実施形態によれば、連結管の吐出口が逆流阻止フラップのためのストッパを形成し、逆流阻止フラップがストッパに当接して吐出口を閉じている状態では密封リップの変形受容部として径方向外方に開口した隙間が外周部に残存している。これにより密封リップの疲労又は機械的損傷が効果的に防止される。

本発明に係る吐出側連結管の更に別の好ましい実施形態によれば、逆流阻止フラップが浮動支承されており、閉鎖時に逆流阻止フラップが円錐状に拡径した全周密封リップにそれ自体で径方向に適応変位して完全な密封状態が確実に得られるようになっている。

この場合、逆流阻止フラップはヒンジによって支承され、該ヒンジの軸が長穴内に可動的に支承されていることが望ましい。

シールに対する逆流阻止フラップの極力均一な押付けを保証するには、逆流阻止フラップが二脚ばねによって閉位置に保持されていることが好ましい。

本発明に係る吐出側連結管の更に別の好ましい実施形態によれば、シールエレメントは保持リングによって連結管の周面に固定されている。この場合、逆流阻止フラップが揺動可能に保持リングで支承されていることが望ましい。

本発明に係る吐出側連結管の更に別の好ましい実施形態によれば、保持リングと連結管との間にシールエレメントを受容して固定するための環状溝が形成されている。

この場合、シールエレメントの主に支持環部はバルジ状に肉厚に構成され、環状溝内で保持リングと連結管との間に密封部を形成する。

また連結管の吐出口は、逆流阻止フラップのためのストッパを形成するために、注入されるべき燃料の流れ方向に関して、シールエレメントを受容するための環状溝から突き出されているとよい。

本発明に係る吐出側連結管の特に好ましい実施形態成では、吐出側連結管の吐出口が、逆流阻止フラップ側とは反対側の連結管部分に対して偏心配置されている。これにより、吐出側連結管を給油燃料流の最大許容体積流量に適合する或る最小内径に設計することができ、同時に給油管側を含む連結管全体の外径を或る最大値以内に納めることができる。従って、逆流阻止フラップとその支承懸架部及び保持リングを連結管の最大投影外径の内側に配置することが可能である。

連結管主要部に対して逆流阻止フラップを偏心配置すると、内部に流れる給油燃料の流れが逆流阻止フラップを開く方向に導かれることもあって、給油時に現れる圧力損失が少なくなる利点もある。支承懸架部を含めて逆流阻止フラップの径方向外方の最大寸法は連結管主要部の外径よりも大きくはなく、組み立て、即ち係る吐出側連結管を燃料タンク側の対応する組み込み開口円内へ挿入する作業が容易である。

逆流阻止フラップの組立前及び組立時にばね及びヒンジを保護するために、逆流阻止フラップを閉位置で保持するばねを収容するためのばねハウジングを保持リングに設けておくと有利である。

本発明の好適な実施形態を図面と共に説明すれば以下の通りである。

図４に示す連結管１は、自動車用給油管の吐出側末端の延長上に連なっており、更にその吐出口側が燃料タンクの円形組込穴に挿入されて結合される。給油管及び燃料タンクは簡略化のために図示されていない。

例えば図１から判るように、連結管１は吐出口遷移領域２を備えており、吐出口遷移領域の貫流横断面は先端へ向かって先細状に縮径している。連結管１の開口端部である吐出口３は逆流阻止フラップ４で閉鎖されている。逆流阻止フラップ４は個別部材として構成されている保持リング５に揺動可能に支承されている。保持リング５自体は連結管１の吐出口遷移領域２の先端部に係止されている。このため、連結管１は全周鍔部６を備えており（図３〜図６参照）、この鍔部が保持リング５の内周係止溝７と係合している。

符号８で示すばねハウジングが保持リング５に一体成形されている。保持リング５は射出成形品として構成されている。図２から明らかなように、ばねハウジング８の両側壁にはそれぞれの内外両側面に対称的に突き出るように軸９ａ、９ｂが射出成形されており、これらの軸は一方でヒンジ軸９ａとして、他方で１つの二脚ばね１０のための保持軸９ｂとして利用されている。二脚ばね１０は、その両脚端の巻込みばね部１１が各内側面の保持軸９ｂに装着され、これら各巻込みばね部の端部に延在する各延長脚端部１２でハウジング８の内壁面に支えられている。二脚ばね１０の両脚端部を連結している略Ｕ字状のアーム部１３は自身のばね力で逆流阻止フラップ４の外面に押しつけられており、フラップ外面に突設された保持カム１４によって位置ずれしないよう装着されている。更に、二脚ばね１０の両巻込みばね部１１は、フラップ４の外面に設けられた別の突起１５によって閉脚方向の変位を規制されており、これによって二脚ばね１０の開脚状態が維持され、従って両巻込みばね部１１が保持軸９ｂから抜け出してしまうことのないように構成されている。

逆流阻止フラップ４にはハウジング８の両側壁を外側から或る間隙をあけて挟む一対のヒンジ１６が設けられており、各ヒンジ１６は長穴として構成された一対のボス穴２４を有し、この各ボス穴によって各ヒンジ軸９ａが枢動可能に且つ長穴長手方向へ遊動可能に支承されている。従って逆流阻止フラップ４は、二脚ばね１０のばね力の作用のもとに前記間隙の寸法範囲内でヒンジ軸の軸心方向へ遊動可能であると共に前記長穴のボス穴２４の長手寸法範囲内で長穴長手方向へも遊動可能であり、これを換言すれば、逆流阻止フラップ４は、連結管１の密封リップ１９に対して吐出口３の開口面と平行な直交に方向に浮動的に当接することになる。

逆流阻止フラップ４と連結管１の吐出口３との間にはシールエレメント１７が配置されている。シールエレメント１７は、バルジ状に肉厚な１つの支持環部１８と、これに一体成形された密封リップ１９とからなる。密封リップ１９は吐出口３の開口面に対して径方向外方に向かってテーパー状に拡がっている。すなわち、密封リップは逆流阻止フラップ４に向かって円錐状又はチューリップ状に拡径しており、逆流阻止フラップ４に作用する圧力が密封リップ１９の密封作用を強化するようになっている。密封リップ１９は逆流阻止フラップを閉じるとその内側の平らな周囲密封面２０に当接する。

上述のように、支持環部１８はバルジ状の肉厚環状部２１を備えており、この肉厚環状部も径方向外方に向いており、保持リング５と連結管１との間でその吐出口３近傍領域に形成される環状溝２２内に収容固定されている。保持リング５の断面形状は環状溝２２が逆流阻止フラップ４側で狭くなるように選ばれており、シールエレメント１７の支持環部１８が環状溝２２から抜け出すことはない。支持環部１８は連結管１の吐出口３を緊締しており、また支持環部１８の肉厚環状部２１は保持リング５と連結管１との間の隙間を例えば給油時の燃料流入に備えて密封している。

逆流阻止フラップ４はヒンジ１６内で直交二方向に浮動支承されているので、開位置から閉位置へ閉じる逆流阻止フラップ４は、チューリップ状に拡径された密封弁座内で自身の適正な着座状態を得るように自己適応動作を行うことができる。

密封リップ１９の機械的な過負荷を防止するため、保持リング５は連結管１の吐出口３に対して後退位置に配置されており、吐出口３自身の内周壁が逆流阻止フラップ４のためのストッパを形成するようになっている。逆流阻止フラップ４がこのストッパに当接している状態では、密封リップ１９の変形受容部として径方向外方に開口した隙間２３が保持リング５とフラップ４との間の外周部に残存するように各部の寸法が選ばれている。シールエレメント１７は、例えばフッ素化エラストマー製とすることができる。

図３ｂ中に矢印で示すようにタンク内部から逆流阻止フラップ４の外面に圧力が作用すると、逆流阻止フラップ４はその密封面２０でシールエレメント１７に押付けられ、シールエレメント１７がその変形により隙間２３内に部分的に受容される。その際に逆流阻止フラップ４が吐出側連結管１の吐出口３の内周壁に当接してストッパ機能を受け、このとき同時にシールエレメント１７の変形領域全周にわたる密封リップ１９が逆流阻止フラップ４の密封面２０に密に当接することになる。

図１に示すように、吐出口遷移領域２の軸心は、逆流阻止フラップ４側とは反対側の連結管主要部に対して偏心配置され、従って連結管１の吐出口３は連結管主要部、従って給油燃料流の流れに関してその上流側に続く図示しない給油管の横断面に対して偏心配置されており、これにより、図２に示すように保持リング５とばねハウジング８及びヒンジ１６を有する逆流阻止フラップ４は、その径方向最大張り出し寸法が連結管１の直径以上で且つ連結管主要部もしくは給油管の外径内に収まるようにしてある。これにより、プラスチック製燃料タンクに対する給油管及びそれに連なる本発明に係る連結管の組立はタンクに設けられた円形の組込穴に挿入するという単純な操作で簡略化されることになる。

また、吐出口遷移領域２の上述のような幾何学形状は給油燃料流の流入に基づく逆流阻止フラップ４の自動的な開口操作を促進する。即ち、給油燃料流はヒンジ１６とは反対側の領域における吐出口遷移領域２内では何らの突起もないので乱されておらず、従って何ら制動を受けていない燃料噴流の力の全てを逆流阻止フラップ４の開口操作に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る自動車給油管用吐出側連結管の側面図である。 図１に示した吐出側連結管を矢印ＩＩ方向に見た矢視図である。 逆流阻止フラップが閉じている状態における図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線矢視断面図である。 逆流阻止フラップが連結管の吐出口に押付けられている状態における図３ａに対応する断面図である。 同じく逆流阻止フラップの部分開口時における断面図である。 同じく逆流阻止フラップの完全開口時における断面図である。 本発明に係る吐出側連結管の各部品を分解状態で示す断面図である。

符号の説明

１：吐出側連結管
２：吐出口遷移領域
３：吐出口
４：逆流阻止フラップ
５：保持リング
６：全周鍔部
７：内周係止溝
８：ばねハウジング
９ａ：ヒンジ軸
９ｂ：保持軸
１０：二脚ばね
１１：巻込みばね部
１２：延長脚端部
１３：アーム部
１４：保持カム
１５：突起
１６：ヒンジ
１７：シールエレメント
１８：支持環部
１９：密封リップ
２０：密封面
２１：肉厚環状部
２２：環状溝
２３：隙間
２４：ボス穴

Claims (13)

1. 自動車の給油管のための吐出側連結管であって、閉位置にばね押し保持される逆流阻止フラップ（４）を有し、この逆流阻止フラップが揺動可能に連結管の吐出口（３）に当接され、該逆流阻止フラップが全周密封リップ（１９）を備えたシールエレメント（１７）を介して連結管の吐出口を密封しているものにおいて、密封リップ（１９）が吐出口の開口よりも径方向外方に配置され、該密封リップ（１９）が全周で逆流阻止フラップ（４）の密封面（２０）に当接していることを特徴とする吐出側連結管。
2. シールエレメント（１７）が支持環部（１８）及び該支持環部から延在する全周密封リップ（１９）を有し、支持環部（１８）が連結管の吐出口（３）を緊締していることを特徴とする請求項１に記載の吐出側連結管。
3. 密封リップ（１９）が逆流阻止フラップ（４）に向かってチューリップ状又は円錐状に拡径していることを特徴とする請求項１又は２に記載の吐出側連結管。
4. 連結管の吐出口（３）が逆流阻止フラップ（４）のためのストッパを形成し、逆流阻止フラップ（４）がストッパに当接して吐出口を閉じている状態では密封リップ（１９）の変形受容部として径方向外方に開口した隙間（２３）が外周部に残存していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
5. 逆流阻止フラップ（４）が浮動支承されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
6. 逆流阻止フラップ（４）がヒンジ（１６）によって支承され、該ヒンジの軸（９ａ）が長穴内に可動的に支承されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
7. 逆流阻止フラップ（４）が二脚ばね（１０）によって閉位置に保持されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
8. シールエレメント（１７）が保持リング（５）によって連結管の周面に固定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
9. 逆流阻止フラップ（４）が揺動可能に保持リング（５）で支承されていることを特徴とする請求項８に記載の吐出側連結管。
10. 保持リング（５）と連結管との間にシールエレメント（１７）を受容して固定するための環状溝（２２）が形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の吐出側連結管。
11. 連結管の吐出口（３）が、注入されるべき燃料の流れ方向に関して、シールエレメント（１７）を受容するための環状溝（２２）から突き出されていることを特徴とする請求項１０に記載の吐出側連結管。
12. 吐出側連結管（１）の吐出口（３）が、逆流阻止フラップ（４）側とは反対側の連結管主要部に対して偏心配置されていることを特徴とする求項１〜１１のいずれか１項に記載の吐出側連結管。
13. 保持リング（５）が、逆流阻止フラップ（４）を閉位置で保持するばねを収容するためのばねハウジング（８）を備えていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の吐出側連結管。

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