JP2008232407A - 固定用リング部材 - Google Patents

Abstract

【課題】組付工数を低減する。
【解決手段】円弧形状の基部１と揺動部２とをヒンジ部12で連結し、揺動部２を揺動させて揺動端部を基部１と係合させることで、リング溝の内径と同等又はその内径より大きな外径をもつ無端のリングを構成する。
揺動部２を外側へ揺動させて揺動端部を基部１に係合させるだけで、円筒部材を相手部材に固定することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車の車体に形成された給油口用開口に筒状のシールカップを固定する場合などに用いられる固定用リング部材に関する。

従来のインレットフィラーパイプの取付構造として、例えば図６に示す構造が知られている。この構造では、ホイールハウスアウタ 100に設けられた内貫通孔 101の周囲に、インレットフィラーパイプ 102の先端部の外周面から突出するフランジ 103が固着され、インレットフィラーパイプ 102の先端が内貫通孔 101から外側に突出している。したがってサイドメンバアウタ 104の凹部 105の底部に形成された外貫通孔 106から、インレットフィラーパイプ 102の燃料キャップ 107を着脱することができ、インレットフィラーパイプ 102への給油が可能となる。凹部 105の表面開口には、開閉可能なリッド 108が設けられている。

ところで、サイドメンバアウタ 104とホイールハウスアウタ 100とは所定間隔を隔てて形成され、その間に形成される空間 109は電気系統が配設されたりする空間として用いられている。しかしこの空間 109は、下部と上部で閉じられているために、給油時などに外貫通孔 106から侵入した水分が溜まり、錆などを発生させる恐れがある。そこで従来は、筒状のカップ部材 110を用い、その両端をサイドメンバアウタ 104の外貫通孔 106の周縁部とホイールハウスアウタ 100の内貫通孔 101の周縁部にそれぞれ溶接し、それによって上記空間 109を隔離している。

ところがサイドメンバアウタ 104とホイールハウスアウタ 100の間の間隙寸法は、精度が高いものではなくバラツキが大きい。そのためカップ部材 110を溶接する際には、寸法のバラツキを吸収しながら溶接する必要があり、工数が大きいという問題があった。また、溶接する場合には、サイドメンバアウタ 104の凹部 105側から行われるが、凹部 105の表面開口の大きさが小さいと、カップ部材 110のホイールハウスアウタ 100への溶接作業が困難となるため、凹部 105の表面開口をある程度大きくする必要がある。しかしこの場合は、リッド 108の大きさが大きくなって、車両の外観意匠性が損なわれることもあり、設計の自由度が低い。

そこで特開2001−163069号公報、特開2005−199769号公報には、カップ部材としてゴムなどから形成したシールカップを用い、その両端をサイドメンバアウタの外貫通孔の周縁部とホイールハウスアウタの内貫通孔の周縁部にそれぞれ係合保持した構造が記載されている。このようにすれば、シールカップが変形することによって間隙寸法のバラツキを容易に吸収することができ、溶接も不要となるので工数を大幅に低減することができる。

このシールカップ４は、図７に示すように、ゴムあるいは熱可塑性エラストマから略筒状に形成され、一端部の外周表面には第１リング溝40が形成されている。第１リング溝40の外側端部には厚肉部41が無端のリング状に形成されている。厚肉部41には、外周側へ膨出した後反転して内周側へ延出する変位部42が形成され、変位部42の先端には変位部42より厚肉の受圧部43が形成されている。変位部42及び受圧部45は、無端のリング状に形成されている。受圧部45の内径は、当接するインレットフィラーパイプ 102の外径より小さく設定されている。また厚肉部41の外周部には、ホイールハウスアウタ 100側へ向かって突出するリング状の下リップ部44が形成されている。そして厚肉部41の内周には、無端の内周下側リング溝45が形成されている。

また他端部の外周表面には第２リング溝46が形成され、第２リング溝46の外側にはサイドメンバアウタ 104へ向かって突出するリング状の上リップ部47が形成されている。そしてリップ部47の外側は断面略コ字状に形成され、内周表面に無端の内周上側リング溝48が形成されている。

このシールカップ４は、第１リング溝40がホイールハウスアウタ 100の内貫通孔 101の周縁部と係合し、第２リング溝46がサイドメンバアウタ 104の外貫通孔 106の周縁部と係合する。そして金属製の下側Ｃリング 200を縮径させた状態で他端部である上側開口から挿入し、内周下側リング溝45に係合させて縮径を解除する。すると下側Ｃリング 200は自身の弾性で拡径し、内周下側リング溝45を径方向外方へ押圧して拡径させる。これにより下リップ部44がホイールハウスアウタ 100と弾接し、シールカップ４とホイールハウスアウタ 100との間でシール性が確保される。

次いで金属製の上側Ｃリング 300を同様にして内周上側リング溝48に係合させる。すると上リップ部47がサイドメンバアウタ 104と弾接し、シールカップ４とサイドメンバアウタ 104との間のシール性が確保される。こうしてシールカップ４が給油口に固定される。

そして下側開口からインレットフィラーパイプ 102が挿入されると、先ず受圧部43がインレットフィラーパイプ 102の外周表面に当接し、挿入の進行に伴って変位部42が弾性変形して受圧部43が拡径される。すると厚肉部41にはモーメントが作用し、下リップ部44はホイールハウスアウタ 100の表面にさらに押圧される。これにより、シールカップ４とホイールハウスアウタ 100との間が確実にシールされる。
特開2001−163069号 特開2005−199769号

上記した下側Ｃリング 200と上側Ｃリング 300は、固定用のリング部材である。これらのリング部材を各リング溝に組付ける際には、Ｃ字状の隙間を狭めるようにリング部材を縮径させながら挿入する必要がある。また内周下側リング溝45は奥方にあることから、下側Ｃリング 200の組付けは狭い作業空間の中で行われるため困難な作業となり、作業者の負担が大きくなって工数が多大となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、固定用リング部材を改良することで組付工数を低減することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の固定用リング部材の特徴は、軟質の円筒部材の内周表面に形成されたリング溝に係合して相手部材に円筒部材を固定する樹脂製のリング部材であって、
第１端部と第２端部をもつ円弧形状の基部と、第３端部と第４端部をもつ円弧形状の揺動部と、
基部に対して揺動部が揺動可能に第１端部と第３端部とを連結するヒンジ部と、
少なくとも第２端部に形成され第４端部と係合するとともに、第４端部が係合した状態で第４端部の内周方向への揺動を規制する係合部と、を備え、
係合部で第４端部が第２端部と係合したときに基部と揺動部とはリング溝の内径と同等又はその内径より大きな外径をもつ無端のリングを構成することにある。

本発明のリング部材によれば、揺動部を基部から外れた内側へ揺動させた状態でリング溝に係合させ、揺動部を外側へ揺動させて係合部で係合させることで、円筒部材を相手部材に固定することができる。したがって狭い作業空間であっても容易に組付けが可能となり、工数を大幅に低減することができる。また係合部で基部と揺動部が係合し、第４端部の内周方向への揺動が規制されているので、リング部材がリング溝から脱離するのを確実に防止することができる。

さらに組付状態でＣ字形状ではなく無端のリング状であるので、リング溝を全周で均一に拡径することができる。したがってシールカップなどの円筒部材の局部的なへたりなどが防止され、長寿命とすることができる。

本発明のリング部材は、樹脂から成形によって製造される。樹脂種は特に制限されず、ＰＰ、ＰＥ、ＰＡなどの熱可塑性樹脂が好ましいが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂も用いることが可能である。またガラス繊維など補強用の充填材を含むこともできる。

本発明のリング部材は、基本的に基部と揺動部とからなる。基部はリングの主要部を占め、揺動部が残部を構成する。基部と揺動部とで構成されるリング形状は、楕円形状、長円形状であってもよいが、真円形状であることが望ましい。また基部又は揺動部の断面形状は、円形、多角形など、特に制限されない。

基部と揺動部との構成比率は、揺動部が基部より小さければよいが、揺動部は基部と揺動部とからなるリング部材全体の１／３〜１／10程度とするのが好ましい。揺動部が全体の１／３より大きくなるとヒンジ部の剛性を高くする必要があり、揺動部が１／10より小さくなると組付け工数が高くなってしまう。

円弧状の基部の両端部は、それぞれ第１端部及び第２端部という。また円弧状の揺動部の両端部は、それぞれ第３端部及び第４端部という。第１端部と第３端部とが対向し、第２端部と第４端部とが対向するように基部と揺動部が配置されることで、基部と揺動部とが滑らかに連続した無端のリング形状が形成される。

第１端部と第３端部とを連結するヒンジ部が形成され、ヒンジ部によって揺動部が基部に対して揺動可能に連結されている。このヒンジ部は、揺動部をピンなどで揺動自在に基部と結合することで構成することもできるが、薄肉部などとして基部及び揺動部と一体に樹脂から形成することが望ましい。このようにすることで、部品点数及び組付工数を低減することができる。

揺動部の揺動方向は、基部の円弧形状で規定される円を含む平面内とすることが望ましく、その円の内周側で揺動することが望ましい。このようにすれば、先ず揺動部を内周方向に揺動させた状態で基部をリング溝に係合させ、その後揺動部を外周側へ移動させるだけで組付けることができ、狭い作業空間内であっても容易に組付けることができる。

基部の円弧形状で規定される円を含む平面内で、その円の外周側で揺動部が揺動するように構成することも可能であるが、円の内周側で揺動する場合に比べて組付け作業性が低下する。また基部の円弧形状で規定される円を含む平面から外れるように揺動した場合も、円の内周側で揺動する場合に比べて組付け作業性が低下し、組付け信頼性も低下する。

少なくとも第２端部には、第４端部と係合するとともに、第４端部が係合した状態で第４端部の内周方向への揺動を規制する係合部が形成されている。この係合部による第２端部と第４端部との係合は、係合させやすく外れにくい構造とすることが望ましい。

基部と揺動部とで形成される無端のリング部材の外径は、円筒部材のリング溝の内径と同等であってもよいし、リング溝の内径より大きくてもよい。リング部材の外径をリング溝の内径より大きくした場合には、組付け時に円筒部材はリング溝の部位で拡径されることになる。

円弧状の基部とその延長線で形成されるリング形状は、基部と揺動部とで形成される無端のリング部材の形状と同一であってもよいし、基部と揺動部とで形成される無端のリング部材よりも縮径又は拡径された形状とすることもできる。

例えば基部とその延長線で形成されるリング形状を、基部と揺動部とで形成される無端のリング部材の形状より拡径された形状とした場合は、基部を縮径させながらリング溝に組付け、その後に揺動部を係合させる。また基部とその延長線で形成されるリング形状を、基部と揺動部とで形成される無端のリング部材の形状より縮径された形状とした場合は、係合部で揺動部が係合した後のリング形状は組付け前のリング溝の形状より拡径された形状となる。後者の場合は、作業者は基部を縮径させる労力が不要となり、揺動部を外周方向へ揺動させて係合部で係合させるだけでよいので、リング溝への組付けが容易となる。

また実施例にも示すように、揺動部を揺動させる際に、揺動部を押圧する力で基部を一旦拡径させ、その後に弾性反力で基部が縮径して元の形状の戻るように構成することも好ましい。このようにすることで、揺動時の荷重は一旦上昇した後に急激に低下するので、作業者は組付けが完了したことを容易に知覚することができる。したがって組付けの信頼性が向上する。

第１端部と第３端部の端面には、係合部で第４端部が第２端部と係合したときに互いに係合して揺動部の揺動を規制する凹凸部をもつことが望ましい。これにより組付け後に第３端部が第１端部に対して移動するのを規制することができ、リング溝からの脱離をさらに防止することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
図１及び図２に、本実施例のリング部材を示す。このリング部材は、全体として真円のリング形状に形成され、真円の約６／７を構成する円弧状の基部１と、真円の約１／７を構成する円弧状の揺動部２とから構成されている。基部１は、両端にそれぞれ第１端部10と第２端部11とを有している。また揺動部２は、両端にそれぞれ第３端部20と第４端部21とを有している。

第１端部10と第３端部20とは、薄肉のヒンジ部12を介して互いに連結されている、また第２端部11と第４端部21とは分離されている。したがって揺動部２は、ヒンジ部12を中心にして基部１の円弧形状で規定される円を含む平面内を揺動可能となっている。またヒンジ部12は、内周側に突出形成され、揺動部２は基部１の円弧形状で規定される円の内周側で揺動する。そして第１端部10と第３端部20とが対向して当接した状態で、揺動部２のそれ以上の揺動が規制される。

図３に拡大して示すように、第２端部11の端面には、内周側で周方向に突出する凸部13と、凸部13の外周側に形成された凹部14とが形成されている。また第４端部21の端面には外周側で周方向に突出する凸部22と、凸部22の内周側に形成された凹部23とが形成されている。凸部13が凹部23と係合し、凸部22が凹部14と係合することで、基部１と揺動部２とは面一で無端のリングを形成する。この凹凸係合の部位が、本発明にいう係合部を構成している。

この係合部では、凸部13及び凸部22の先端面と、凹部14及び凹部23の先端面は、それぞれヒンジ部12を中心とする円弧に沿う曲面を構成している。

このリング部材は、基部１、揺動部２、ヒンジ部12、凸部13、凹部14、凸部22、凹部23がポリプロピレン（ＰＰ）から射出成形によって一体成形されている。成形直後の形状は、図２に示すように揺動部２が内周側に位置した形状であり、基部１は揺動部２と共に形成される真円形状の円弧を構成している。

このリング部材は、径のみが異なる二種形成され、それぞれ図７に示し背景技術で説明したシールカップ４の内周下側リング溝45と内周上側リング溝48に係合される。

シールカップ４は、予めホイールハウスアウタ 100とサイドメンバアウタ 104とに組み付けられている。その状態を図４に示す。内周下側リング溝45と内周上側リング溝48の組付け方法は同一であるので、奥方に位置する内周下側リング溝45にリング部材を組付ける場合を説明する。先ず図２に示すように揺動部２が内周側に位置した状態で、リング部材を内周上側リング溝48側の開口からシールカップ４内に挿入する。

リング部材の基部１及び揺動部２は、図１に示すように無端のリング形状となった時に、その外径が内周下側リング溝45の内径より僅かに大きい形状とされている。しかし図２に示す状態では、基部１は弾性変形によって縮径可能である。したがって、基部１を縮径させることで、基部１を内周下側リング溝45内に容易に配置することができる。

その状態では、揺動部２は内周下側リング溝45から内周側へ突出している。そこで作業者は、揺動部２をヒンジ部12を中心として外周方向へ揺動するように押圧する。すると先ず凸部22が凸部13に当接する。すると押圧の力によって基部１が拡径変形し、凸部22の先端面と凸部13の先端面とが摺接しながら、凸部22が凸部13を乗り越える。すると基部１は弾性反力によって元の形状に縮径し、凸部22が凹部14と係合し、凸部13が凹部23と係合する。

このとき第１端部10と第３端部20とは互いに対向して当接し、基部１と揺動部２とは面一となり真円で無端のリング形状となって、内周下側リング溝45を僅かに拡径した状態で固定する。そして拡径の力によって下リップ部44はホイールハウスアウタ 100の表面に押圧され、シール性が発現される。また凸部22が凹部14と係合しているので、揺動部２の内周方向への揺動が規制され、リング部材が内周下側リング溝45から脱落するのが確実に防止されている。したがってこの係合構造は、係合させやすく外れにくい構造となっている。

すなわち本実施例のリング部材によれば、揺動部２を外周方向に揺動するように押圧するだけで組付けることができるので、奥方に存在する内周下側リング溝45にも容易に組付けることができる。また作業者は、荷重が急激に低下することで凸部22が凸部13を乗り越えたことを知覚できるので、係合部で係合して確実に無端のリングとなったことを検出することができ、信頼性が高い。

（実施例２）
本実施例のリング部材は、第１端部10と第３端部20の端面形状が異なること以外は実施例１と同様である。図５に示すように、基部１の第１端部10の端面には凹部15が形成され、揺動部２の第３端部20の端面には凹部15に対応する凸部24が形成されている。

本実施例のリング部材では、リング溝に組付けられて無端のリングとなったときに、凸部24が凹部15に係合する。したがって第３端部20が第１端部10に対して相対移動するのが確実に防止されているので、リング部材がリング溝から脱落するのをさらに防止することができる。

本発明のリング部材は、実施例で述べたシールカップの固定用に用いられるばかりでなく、ゴムあるいは軟質樹脂から形成された円筒部材を内周側から支持する構造体であれば、その用途を問わず用いることができる。

本発明の一実施例に係るリング部材を組付け状態で示す平面図である。 本発明の一実施例に係るリング部材を組付け前の状態で示す平面図である。 本発明の一実施例に係るリング部材の要部拡大斜視図である。 本発明の一実施例に係るリング部材を組付けたシールカップを車体への組付け状態で示す断面図である。 本発明の第２の実施例に係るリング部材の要部拡大斜視図である。 従来のインレットフィラーパイプの取付構造を示す断面図である。 従来のシールカップとＣリングの断面図である。

符号の説明

１：基部 ２：揺動部 10：第１端部
11：第２端部 12：ヒンジ部 20：第３端部
21：第４端部 ４：シールカップ（円筒部材）

Claims (3)

1. 軟質の円筒部材の内周表面に形成されたリング溝に係合して相手部材に該円筒部材を固定する樹脂製のリング部材であって、
   第１端部と第２端部をもつ円弧形状の基部と、第３端部と第４端部をもつ円弧形状の揺動部と、
   該基部に対して該揺動部が揺動可能に該第１端部と該第３端部とを連結するヒンジ部と、
   少なくとも該第２端部に形成され該第４端部と係合するとともに、該第４端部が係合した状態で該第４端部の内周方向への揺動を規制する係合部と、を備え、
   該係合部で該第４端部が該第２端部と係合したときに該基部と該揺動部とは該リング溝の内径と同等又は該内径より大きな外径をもつ無端のリングを構成することを特徴とする固定用リング部材。
2. 前記揺動部は前記基部の円弧形状で規定される円を含む平面内を揺動する請求項１に記載の固定用リング部材。
3. 前記第１端部と前記第３端部の端面には、前記係合部で前記第４端部が前記第２端部と係合したときに互いに係合して前記揺動部の揺動を規制する凹凸部をもつ請求項１に記載の固定用リング部材。

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