JP2012067779A - 燃料パイプの継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単、低コスト、軽量であるとともに、経年変化に対する耐用が高く、交換や調整も容易な燃料パイプの継手構造を提供する。
【解決手段】金属製燃料パイプ１の一端４に樹脂製燃料パイプ１０を接続するためのコネクタを樹脂製から金属製にする。金属製コネクタ２０は、樹脂製燃料パイプに外側から係合する樹脂パイプ側係合部２２と、金属製燃料パイプ側に形成され、一端４から所定の軸方向長さＬ１離れた位置に径方向外側へ突出して形成された環状係合突部２に外側から着脱可能に係合する金属パイプ側係合部２１とを有し、金属製コネクタを樹脂製燃料パイプに装着した状態で金属製コネクタの金属パイプ側係合部を金属製燃料パイプの環状係合突部に係合させて金属製燃料パイプの一端に樹脂製燃料パイプを接続する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料パイプの継手構造に関する。

近年、樹脂製の車両用燃料タンクが多く使用されている。しかし、燃料タンクを樹脂製とすることができたとしても、燃料供給系の部品全てが樹脂化されているわけではないため、そのような樹脂以外の金属系素材の部品との接続部が必要となる。例えば、燃料タンクの内外を挿通させる部分のパイプを樹脂製としても、燃料ガンが挿入される部分から燃料タンクへと燃料を供給するフィラーパイプには一般的に金属製パイプが用いられるために金属製燃料パイプと樹脂製燃料パイプとの接続部が必要となる。

このような金属製燃料パイプと樹脂製燃料パイプとの接続部は、樹脂製のコネクタによって接続されるのが一般的である（特許文献１，２参照）。接続部は長期間の使用に耐えうる構造にするとともに、接続部からの燃料の透過を防止する必要がある。特許文献１，２には、燃料の透過を防止するシール機能を有するとともに強固な係合構造を実現させる樹脂製のコネクタが開示されている。

特許第４０８５３６２号公報 特開２００４−４４７９０号公報

しかしながら、前記したコネクタは、シール機能を有する強固な係合構造を実現させるために、構造が複雑となってコスト増や重量増を招来する。また、シール機能と係合構造を一体化してコンパクト化した複雑な構造は、劣化したコネクタの部品の交換や、シール部寸法の調整等を困難にしていた。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、構造が簡単、低コスト、軽量であるとともに、交換や調整も容易な燃料パイプの継手構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１の燃料パイプ（１）の一端（４）に樹脂製の第２の燃料パイプ（１０）を接続するための燃料パイプの継手構造であって、前記第１の燃料パイプ（１）には、前記一端（４）から所定寸法離れた位置に径方向外側へ突出する環状係合突部（２）が形成され、前記第２の燃料パイプ（１０）には、前記第１の燃料パイプ（１）側の一端（１４）において前記第１の燃料パイプ（１）の外径（Ｄ）以上の内径を有する大径部（１２）と、前記第１の燃料パイプ（１）の外径（Ｄ）よりも小さな内径を有する小径部（１１）と、当該大径部（１２）と当該小径部（１１）とを連結する連結部（１３）とが形成され、前記第１の燃料パイプ（１）と前記第２の燃料パイプ（１０）とは、前記第１の燃料パイプ（１）の一端（４）が前記第２の燃料パイプ（１０）の大径部（１２）に挿入された状態で、前記第２の燃料パイプ（１０）の大径部（１２）の外周に配置されたコネクタ（２０）によって接続されるものであり、前記第１の燃料パイプ（１）の一端（４）と前記第２の燃料パイプ（１０）の前記連結部（１３）との間には、環状のシール部材（３０）が介装され、前記コネクタ（２０）は、前記第１の燃料パイプ（１）側に形成され、前記環状係合突部（２）に外側から着脱可能に係合する第１の係合部（２１）と、前記第２の燃料パイプ（１０）側に形成され、前記連結部（１３）に外側から係合する第２の係合部（２２）とを有し、前記第１の係合部（２１）が前記環状係合突部（２）に係合し且つ前記第２の係合部（２２）が前記連結部（１３）に係合したときに、前記第１の燃料パイプ（１）の一端（４）を前記シール部材（３０）を介して前記第２の燃料パイプ（１０）の連結部（１３）に圧接させる構成とした。

この構成によれば、簡易な構成のコネクタにすることで、一部材で構成することが可能となるため、生産工数、部品点数を削減して生産性の向上に貢献する。また、コネクタを第２の燃料パイプに装着した状態でコネクタの第１の係合部を第１の燃料パイプの環状係合突部に係合させて第１の燃料パイプの一端に第２の燃料パイプを接続する構成とすることで、接続作業を容易とするとともに、シール機能の確認、係合の確認が容易となり、部品の交換も容易となる。さらに、コネクタは第２の燃料パイプの連結部と第１の燃料パイプの環状係合突部との外側から係合させることで、係合箇所を周方向および軸方向の両方から規制することができるため、強固な係合、圧接によって高いシール機能を実現することができる。

本発明の一側面によれば、前記第１の燃料パイプおよび前記コネクタは金属を素材とするように構成することができる。

この構成によれば、第１の燃料パイプを金属製にすることで、その一端から環状係合突部までの寸法誤差を小さくするとともに、当該一端の変形を防止することができ、シール機能を確実なものにすることができる。また、コネクタを樹脂製から金属製にすることで、低コスト、軽量、かつ経年変化に対する耐用が高いものとすることができる。

本発明の一側面によれば、前記第２の係合部（２２）は、前記第２の燃料パイプ（１０）の小径部（１１）の外径以上かつ前記第２の燃料パイプの大径部の外径よりも小さな内径を有する環状構造体（２３）であり、前記第１の係合部（２１）は、前記環状構造体（２３）側から前記環状係合突部（２）へ向けて突出することによって先端側が径方向に撓み得るようにされた撓み部（２４）と、該撓み部（２４）の先端側から径方向内側へ突出して前記環状係合突部（２）に係合する爪部（２５）とにより構成される複数のスナップフィットであるように構成することができる。

この構成によれば、第２の係合部を環状構造体とすることにより、第２の係合部が第２の燃料パイプから脱落することを防止できる。また、第１の係合部を複数のスナップフィットとしたことにより、コネクタの環状係合突部への係合が容易となるとともに、コネクタの環状係合突部からの係合解除もスナップフィットを径方向外側へ撓ませるだけで容易に行うことができる。

本発明の一側面によれば、前記第１の燃料パイプ（１）の前記一端（４）には、その全周にわたって径方向外側へ突出する略半円形断面のビード（３）が形成され、前記第２の燃料パイプの前記連結部（１３）は、所定長さ（Ｌ３）にわたってその内径が除々に変化するものとし、前記シール部材（３０）が、前記連結部（１３）の内面から前記大径部（１２）の内面にかけて設けられるように構成することができる。

この構成によれば、ビードによって第１の燃料パイプの一端の強度が高められるだけでなく、シール部材は例えばテーパ状の連結部の内面から大径部の内面にかけて、すなわち第１の燃料パイプの端面から外周面にかけて介在することとなるため、第１の燃料パイプと第２の燃料パイプとの継手部のシール機能を一層高めることができる。

本発明によれば、構造が簡単、低コスト、軽量であるとともに、経年変化に対する耐用が高く、交換や調整も容易な燃料パイプの継手構造を提供することができる。

本発明の一実施形態の全体構造を示す部分断面図である。 図１の矢視ＩＩから見た金属製コネクタの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる燃料パイプの継手構造について図面を参照して説明する。継手構造１００は、金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０とをシール機能を担保しつつ係合する構造である。金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０との間にはシール部材３０が介されており、金属製コネクタ２０が金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０との係合を外側から規制している。

継手構造１００の雄側となる金属製燃料パイプ１には、樹脂製燃料パイプ１０側の一端４から所定の軸方向長さＬ１離れた位置に径方向外側へ突出する環状係合突部２が形成され、一端４にはその全周にわたって径方向外側へ突出する略半円形断面のビード３が形成されている。金属製燃料パイプ１は、例えば軟鋼製のパイプからなり、環状係合突部２は塑性加工によって形成することができる。

ビード３の外側には、ビード３を覆う形状に成形されたにシール部材３０が配設されている。シール部材３０は、例えばフッ素ゴム（ＦＫＭ）、フロロシリコンゴム（ＦＶＭＱ）やこれらの材料を２色成形したゴム等を適用することができる。

継手構造１００の雌側となる樹脂製燃料パイプ１０には、金属製燃料パイプ１側の一端１４において金属製燃料パイプ１の外径Ｄ以上の内径を有する大径部１２と、金属製燃料パイプ１の外径Ｄよりも小さな内径を有する小径部１１と、当該大径部１２と当該小径部１１とを連結する連結部１３とが形成されている。

連結部１３は所定長さＬ３にわたってその内径が除々に変化する略テーパ状とされている。シール部材３０はこのように連結部１３の内面から前記大径部１２の内面にかけて金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０との間に介在して、両者間の確実なシールを実現している。

樹脂製燃料パイプ１０の材料には、例えばポリアミド（ＰＡ）単層構造、ポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）多層構造、芳香族ＰＡ多層構造などを適用することができる。

金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０とは、金属製燃料パイプ１の一端４が樹脂製燃料パイプ１０の大径部１２に挿入された状態で係合され、樹脂製燃料パイプ１０の大径部１２の外周に配置された金属製コネクタ２０によってこの係合が規制される。

金属製コネクタ２０は、樹脂製燃料パイプ１０側に形成され、連結部１３に外側から係合する樹脂パイプ側係合部２２と、金属製燃料パイプ１側に形成され、環状係合突部２に外側から着脱可能に係合する金属パイプ側係合部２１とを有している。

ここで、樹脂パイプ側係合部２２と金属パイプ側係合部２１との間の軸方向長さＬ２は、所定の軸方向長さＬ１に応じ、金属製燃料パイプ１の一端４がシール部材３０を介して樹脂製燃料パイプ１０の連結部１３に圧接される寸法に設定されている。

樹脂パイプ側係合部２２は、樹脂製燃料パイプ１０の小径部１１の外径以上かつ樹脂製燃料パイプ１０の大径部１２の外径よりも小さな内径を有する環状構造体２３とされている。環状構造体２３は、連結部１３を外方から覆うように、所定長さＬ３にわたってその内径が除々に変化する略テーパ状とすることができる。

図２も併せて参照すると、金属パイプ側係合部２１は、環状構造体２３側から環状係合突部２へ向けて突出することによって先端側が径方向に撓み得るようにされた撓み部２４と、該撓み部２４の先端側から径方向内側へ突出して環状係合突部２に係合する爪部２５とにより構成される複数のスナップフィット２８とすることができる。このスナップフィット２８は、前記したように、パーツ（金属製コネクタ２０）についたフック（爪部２５）を撓み部２４の弾性を利用して受け側のパーツ（環状係合突部２）に引っ掛けて機械的に保持するフック式を適用することができるが、この方式に限定はされない。

スナップフィット２８は金属パイプ側係合部２１の周上に複数形成されており、スナップフィット２８，２８間には環状係合突部２を収容する筒を形成する突片２６が形成されている。本実施形態では、スナップフィット２８は金属パイプ側係合部２１の周上９０°の等間隔で４つのスナップフィット２８を備える構成としているが、この構成には限定されない。

金属製コネクタ２０の材料には、例えば薄板状のステンレス鋼板などを適用することができる。ステンレス鋼板は、強度が高く、加工しやすく、コストも低い材料である。経年による強度劣化等まで考慮すれば、樹脂や他の金属材料と比べて、信頼性が高く、総合的に好適な材料である。なお、鋼板の板厚は、設計的な強度要求や材料入手性によって適宜設定されるものであり、限定されない。鋼板は、例えば、薄板の状態で、パンチングやボーリング、バーリング加工によってスリット部分やスナップフィット部分を形成し、その後鋼板は曲げプレスが施工されて、最終形状にすることができる。このように金属製コネクタ２０は一部材で構成することができる。

ここで、再度図１の全体構成を参照して、本実施形態の手順、作用等について説明する。

樹脂製燃料パイプ１０は金属製コネクタ２０に予め挿通されており、環状構造体２３と連結部１３の外面とが当接することで、金属製コネクタ２０は樹脂製燃料パイプ１０から脱落しないようにされている。連結部１３の内面には予めシール部材３０を配設することができ、例えば樹脂製燃料パイプ１０の一端１４側の内面に突起等を形成して（図示せず）、この突起等を越えてシール部材３０を配設することで、シール部材３０の脱落を防止するようにしても良い。

金属製コネクタ２０は一端１４の反対側（図の左方向）に移動させておき、金属製燃料パイプ１を樹脂製燃料パイプ１０側へ押し込むように移動させ、シール部材３０を介して樹脂製燃料パイプ１０の連結部１３と金属製燃料パイプ１の一端４に設けられたビード３とが係合する。

ビード３は略半円形断面に形成されており、シール部材３０の内面はこのビード３を覆うように当接し、シール部材３０の外面は略テーパ状の連結部１３の内面と当接されていることから、シール部材３０は係合部の周方向および軸方向の両方のシール機能を実現する。また、係合の状態が目視確認できるため、リーク等が生ずればすぐに検出することができる。さらに、シール部材３０に傷、損傷、燃料や燃料ガスとの接触もしくは経年変化による劣化が検出されたときには、容易にシール部材３０の交換をすることができる。

金属製燃料パイプ１がシール部材３０を介して樹脂製燃料パイプ１０と係合した後、金属製コネクタ２０が一端１４側（図の右方向）に移動される。このときスナップフィット２８の撓み部２４は材料の弾性範囲内で拡径するように外方へ付勢しておき、爪部２５が環状係合突部２を越えるまで金属製コネクタ２０を移動させる。

爪部２５が環状係合突部２を越えたとき、撓み部２４の外方への付勢力を解放することで、爪部２５の樹脂製燃料パイプ１０側が環状係合突部２と係合する。このとき環状構造体２３は連結部１３と略テーパ面同士で当接している。樹脂パイプ側係合部２２と金属パイプ側係合部２１との間の軸方向長さＬ２は、所定の軸方向長さＬ１に応じ、金属製燃料パイプ１の一端４をシール部材３０を介して樹脂製燃料パイプ１０の連結部１３に圧接させ得る寸法に適宜設定されていることから、適正なシール部材３０のつぶし代を実現できる。

このように本実施形態は、金属製燃料パイプ１と樹脂製燃料パイプ１０とを外方から装着することで周方向の係合を確実にするとともに、樹脂パイプ側係合部２２と、金属パイプ側係合部２１とを備えることで係合を強固にするべく軸方向への付勢力を付加する構成としている。そして、係る構成によって、強固かつ確実な係合とリーク防止機能を両立させている。また、本実施形態のコネクタは金属製であるため、繰り返し使用や経年変化による部品の劣化が判断しやすく、外側に装着されるため交換も容易となる。

以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、図面に記載したものに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。

１ 金属製燃料パイプ（第１の燃料パイプ）
２ 環状係合突部
３ ビード
４ 一端（金属製燃料パイプ１の一端）
１０ 樹脂製燃料パイプ（第２の燃料パイプ）
１１ 小径部
１２ 大径部
１３ 連結部
１４ 一端（樹脂製燃料パイプ１０の一端）
２０ 金属製コネクタ
２１ 金属パイプ側係合部（第１の係合部）
２２ 樹脂パイプ側係合部（第２の係合部）
２３ 環状構造体
２４ 撓み部
２５ 爪部
２８ スナップフィット
３０ シール部材
１００ 継手構造

Claims (4)

1. 第１の燃料パイプの一端に樹脂製の第２の燃料パイプを接続するための燃料パイプの継手構造であって、
   前記第１の燃料パイプには、前記一端から所定寸法離れた位置に径方向外側へ突出する環状係合突部が形成され、
   前記第２の燃料パイプには、前記第１の燃料パイプ側の一端において前記第１の燃料パイプの外径以上の内径を有する大径部と、前記第１の燃料パイプの外径よりも小さな内径を有する小径部と、当該大径部と当該小径部とを連結する連結部とが形成され、
   前記第１の燃料パイプと前記第２の燃料パイプとは、前記第１の燃料パイプの一端が前記第２の燃料パイプの大径部に挿入された状態で、前記第２の燃料パイプの大径部の外周に配置されたコネクタによって接続されるものであり、
   前記第１の燃料パイプの一端と前記第２の燃料パイプの前記連結部）との間には、環状のシール部材が介装され、
   前記コネクタは、前記第１の燃料パイプ側に形成され、前記環状係合突部）に外側から着脱可能に係合する第１の係合部と、前記第２の燃料パイプ側に形成され、前記連結部に外側から係合する第２の係合部とを有し、前記第１の係合部）が前記環状係合突部に係合し且つ前記第２の係合部が前記連結部に係合したときに、前記第１の燃料パイプの一端を前記シール部材を介して前記第２の燃料パイプの連結部に圧接させることを特徴とする燃料パイプの継手構造。
2. 前記第１の燃料パイプおよび前記コネクタは金属を素材とすることを特徴とする、請求項１に記載の燃料パイプの継手構造。
3. 前記第２の係合部は、前記第２の燃料パイプの小径部の外径以上かつ前記第２の燃料パイプの大径部の外径よりも小さな内径を有する環状構造体であり、
   前記第１の係合部は、前記環状構造体側から前記環状係合突部へ向けて突出することによって先端側が径方向に撓み得るようにされた撓み部と、該撓み部の先端側から径方向内側へ突出して前記環状係合突部に係合する爪部とにより構成される複数のスナップフィットであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の燃料パイプの継手構造。
4. 前記第１の燃料パイプの前記一端には、その全周にわたって径方向外側へ突出する略半円形断面のビードが形成され、
   前記第２の燃料パイプの前記連結部は、所定長さにわたってその内径が除々に変化するものとし、
   前記シール部材が、前記連結部の内面から前記大径部の内面にかけて設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃料パイプの継手構造。

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