JP2012082931A - 管継手 - Google Patents

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Abstract

【課題】パイプ部の剛性が十分に得られ、しかもリブが冷却固化する際の収縮による変形を極力少なくし、チューブの圧入作業を容易に行えるようにした管継手を提供する。
【解決手段】この管継手10は、下面が開口し、上部が閉塞された内部空間R1を有する本体20と、本体20の下面開口周縁に形成されたフランジ部30と、本体20の内部空間R1に連通するように該本体20に連結されて、フランジ部30とほぼ平行に伸びるパイプ部40とを有し、これらが合成樹脂で一体成形されており、前記フランジ部30が樹脂燃料タンクの外面の開口部周縁に溶着され、前記パイプ部40の外周に接続チューブが圧入されるように構成され、前記フランジ部30と前記パイプ部40との間は連結リブ50により連結されており、この連結リブ50は、前記パイプ部40への連結部51が、前記フランジ部30への連結部53よりも厚く形成されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、樹脂燃料タンクに取付けられる各種バルブやその他の部材に、チューブを接続したり、或いは、燃料タンクに配設されるチューブどうしを接続したりするために用いられる管継手に関する。
例えば、自動車の樹脂燃料タンクには、液体燃料の外部漏出を防止するカットバルブ、タンク内の圧力を調整するチェックバルブ、給油量を制限するための満タン規制バルブ等の各種バルブや、フューエルポンプ等の部材、更には給油口に接続された給油チューブなどが配設されている。これらは、キャニスタ等に連通するチューブや、他のバルブどうしを連結するチューブ、その他のチューブを接続するための樹脂製の管継手を有している。
このような管継手としては、上部が閉塞した筒状の本体と、該本体の下面開口周縁に形成されたフランジ部と、前記本体からフランジ部とほぼ平行に伸びるパイプ部とを備えるものが知られている。そして、前記フランジ部が樹脂燃料タンクの開口部の表側周縁に溶着され、前記パイプ部にチューブが圧入されて、各種バルブやフューエルポンプ等に所定のチューブが接続されるようになっている。
しかし、上記管継手では、細長筒状のパイプ部の剛性が比較的低いため、パイプ部外周に沿ってチューブを圧入するときに、パイプ部が撓んで変形し、パイプ部に対してチューブを真っ直ぐに圧入しにくくなり、チューブがパイプ部に対して曲がって装着されたり、チューブがパイプ部の基部までぴったりと挿入できないことがあった。このようにチューブがパイプ部に対して不完全に挿入された状態では、シール性が低下したり、抜け外れたりする虞れがあった。
一方、下記特許文献1には、上述した管継手と同様の構造のバルブ(燃料蒸気制御弁)が記載されている。このバルブは、フロートが内蔵されたハウジングの上部に、フランジを有するキャップが取付けられ、このキャップに出口流体ポート(パイプ部)が設けられている。該ポート(パイプ部)は、フランジと平行に半径方向に伸びており、その下面が、リブを介して、フランジに連結されている。
特開2001−105904号公報
上記特許文献1においては、出口流体ポート(パイプ部)がリブを介してフランジに連結されているので、パイプの剛性が高くなり、チューブ圧入時に変形しにくいと考えられるが、その一方で次のような問題があることがわかった。
すなわち、ポート及びフランジを有するキャップを樹脂によって射出成形する際、上記リブが冷却固化する際の収縮力、いわゆるヒケによって、パイプがフランジ側に引っ張られて変形してしまうという問題である。
この問題を解決するために、リブを薄くすることが考えられるが、その場合には、必要とされる剛性が得られなくなってしまうという問題があった。
したがって、本発明の目的は、パイプ部の剛性が十分に得られ、しかもリブが冷却固化する際の収縮による変形を極力少なくし、チューブの圧入作業を容易に行えるようにした管継手を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、下面が開口し、上部が閉塞された内部空間を有する本体と、該本体の前記下面開口周縁に形成されたフランジ部と、前記本体の内部空間に連通するように該本体に連結されて前記フランジ部とほぼ平行に伸びるパイプ部とを有し、前記フランジ部が樹脂燃料タンクの外面の開口部周縁に溶着され、前記パイプ部外周に接続チューブが圧入されるように構成された、合成樹脂で一体成形された管継手において、
前記フランジ部と前記パイプ部との間は連結リブにより連結されており、この連結リブは、前記パイプ部への連結部が、前記フランジ部への連結部よりも厚く形成されていることを特徴とする。
本発明の管継手においては、前記パイプ部には、パイプ部軸心を中心として前記連結リブに対して対称位置に、補強リブが設けられていることが好ましい。
本発明の管継手においては、前記連結リブのフランジ部への連結部は、パイプ部への連結部よりも、パイプ部の軸方向に短くされ、前記フランジ部の溶着面の直上部には到達しない長さで形成されていることが好ましい。
本発明の管継手においては、前記連結リブは、前記パイプ部からほぼ一定の厚さで形成された、前記パイプ部への連結部と、このパイプ部への連結部に連結されて、該パイプ部への連結部よりも薄くかつほぼ一定の厚さで形成された、フランジ部への連結部とで構成されていることが好ましい。
本発明によれば、フランジ部とパイプ部との間が連結リブにより連結されており、しかも連結リブのパイプへの連結部がフランジ部への連結部よりも厚いので、パイプ部が効果的に補強され、パイプの剛性を高めることができ、パイプ部外周にチューブを圧入する際に、パイプ部が変形しにくくなり、パイプ部の所定位置までチューブを確実に圧入することができる。
そして、連結リブの厚さを均一に形成するのではなく、パイプ部への連結部を厚く、フランジ部への連結部を薄く形成したことにより、パイプ部の剛性を高めることができると共に、連結リブ全体としての樹脂量を極力少なくし、リブの最小厚さを薄くして(パイプ部の変形は連結リブの最小厚さによる影響が大きいと考えられる)、冷却固化する際の収縮量を極力少なくすることができ、変形の極めて少ないパイプ部を得ることができる。
また、フランジ部を樹脂燃料タンクの開口部周縁に溶着するときに、フランジ部の溶着面が加熱されるようになっている。この加熱によりフランジ部が軟らかくなり、連結リブの収縮方向への残留応力により、フランジ部をパイプ部側に変形させる力が働くが、本発明では、連結リブのフランジ部への連結部がパイプ部への連結部よりも薄く形成されているので、その部分での変形が生じにくくなり、フランジ部をタンクの開口部周縁にしっかりと溶着させることができる。
本発明に係る管継手の一実施形態を示しており、同管継手をフロート弁装置に適用した場合の分解斜視図である。 同管継手の斜視図である。 (a)は同管継手の側面図、(b)は(a)のA−A矢示線における断面図である。 同管継手を用いて、フロート弁装置を樹脂燃料タンクに取付けた状態の断面図である。 本発明に係る管継手の比較例1を示しており、(a)はその側面図、(b)は(a)のB−B矢示線における断面図である。 本発明に係る管継手の比較例2を示しており、(a)はその側面図、(b)は(a)のC−C矢示線における断面図である。 本発明に係る管継手の比較例3を示しており、(a)はその側面図、(b)は(a)のD−D矢示線における断面図である。
以下、図1〜4を参照して、本発明の管継手の一実施形態について説明する。この実施形態における管継手10は、フロート弁装置1に適用されたものである。
図1〜4に示すように、この管継手10は、下面が開口すると共に上部が閉塞され内部空間R1(図4参照)を有する本体20と、この本体20の下面開口周縁に形成されたフランジ部30と、前記本体20の内部空間R1に連通するように、本体20に連結されて前記フランジ部30とほぼ平行に伸びるパイプ部40とを有しており、この実施例では、これらが樹脂燃料タンク3に溶着可能な合成樹脂により一体成形されている。
図2及び図4に示すように、本体20は、下面が開口した円筒状の周壁21と、同周壁21の上部を閉塞する上壁22とを備えており、これらの壁部内側に内部空間R1が形成されている。前記周壁21には、その下方外周から環状に拡径すると共に、その外周縁部から下方に向けて筒状に延出した拡径壁部21aが設けられている。なお、図4に示すように、周壁21の下端部は、更に下方に突出して筒状のリブをなし、拡径壁部21aの内周との間に、環状の凹部66が形成されている。
フランジ部30は、上記本体20の拡径壁部21aの先端周縁から、環状に広がって形成されており、その外周縁部から下方に向かって環状の突部32が所定高さで形成されている。図4に示すように、この突部32の下端の溶着面32aが、樹脂燃料タンク3の開口部5の表側周縁に溶着される部分となる。
パイプ部40は細長い円筒状をなし、基端部が前記本体20の周壁21に連結されていると共に、フランジ部30に対して平行に伸び、その先端部がフランジ部30の外周縁から所定長さ突出しており、内腔が前記本体20の内部空間R1に連通している。このパイプ部40の外周にチューブ7が圧入されるようになっている(図3参照)。このパイプ部40の先端部から所定範囲には、環状に突出した複数のリブからなるニップル部41が設けられている。パイプ部40の最も基端部側に設けられたニップル部41よりも、パイプ部40の基端部側には、環状のストッパ部43が設けられており、チューブ7がそれ以上圧入されないようになっている。
図2及び図3に示すように、前記フランジ部30と前記パイプ部40との間は、パイプ部40の軸線に沿ってその下面に設けられた連結リブ50により連結されている。この連結リブ50は、前記パイプ部40側への連結部51(以下、「パイプ連結部51」)が、前記フランジ部30側への連結部53(以下、「フランジ連結部53」)よりも厚く形成されている。
図3(b)に示すように、この実施形態における連結リブ50は、パイプ部40の軸心Sを通り、前記フランジ部30に対して直交する面に沿って形成されている。そして、前記パイプ連結部51は、パイプ部40からほぼ一定の厚さT1で且つ所定高さH1で形成され、このパイプ連結部51に前記フランジ連結部53が連結されており、同フランジ連結部53は、前記パイプ連結部51よりも薄く、ほぼ一定の厚さT2で且つ所定高さH2で形成されている。また、図3(b)に示すように、フランジ連結部53の両側面の、パイプ連結部51との境界部分、及び、フランジ部30との境界部分には、円弧状の隅肉部53aがそれぞれ形成されている。
図3(a)及び図4に示すように、前記パイプ連結部51は、前記本体20の拡径壁部21aの外周面から前記ストッパ部43に至る長さで、パイプ部40の軸方向に伸びている。一方、フランジ連結部53は、前記本体20の拡径壁部21aの外周面からパイプ連結部51よりも短い長さで伸びており、その先端部が前記フランジ部30の溶着面32aの直上部には到達しない長さとされている。なお、フランジ連結部53の先端部は、円弧状に凹んだ形状となっている(図3(a)参照)。
上記のように、この実施形態における連結リブ50は、ほぼ一定厚のパイプ連結部51とフランジ連結部53とが上下に段状に連設した形状となっているが、パイプ部40への連結部を最も幅広とし、その両側面をフランジ部30側に向けて次第に幅狭にして、フランジ部30への連結部を最も幅狭に形成してもよく、特に限定されるものではない。
なお、フランジ連結部53の最小厚さT2を1としたとき、パイプ連結部51の最大厚さT1は、2〜5が好ましく、2.5〜3.5がより好ましい。パイプ部40の変形は、連結リブ50の最小厚さT2の影響が大きいと考えられ、フランジ連結部53の最小厚さT2を1としたとき、パイプ連結部51の最大厚さT1を上記の範囲とすることにより、パイプ部40を補強しつつ、成形時の変形をより効果的に軽減することができる。
図2及び図3(b)に示すように、パイプ部40には、パイプ部40の軸心Sを中心として、前記連結リブ50に対して対称となる位置に、突条の補強リブ55が設けられている。この実施形態の補強リブ55は、前記本体20の周壁21の上端と、前記ストッパ部43との間を連結するように伸びている。図3(b)に示すように、この補強リブ55は、ほぼ一定の厚さT3で且つ所定高さH3で形成されている。
次に上記構造の管継手10を適用したフロート弁装置1について説明する。図1,4に示すように、このフロート弁装置1は、下方が開口し内部空間R2を有するハウジング60と、このハウジング60の内部空間R2に昇降可能に配置されるフロート弁70と、前記ハウジング60の下方開口に装着されるキャップ80とを備えており、前記管継手10はハウジング60の上方に装着されるようになっている。
ハウジング60は、下方が開口した円筒状の周壁61と、その上方を閉塞する上壁62と、この上壁62の上面中央部から上方に向けて膨出した膨出部63とを有している。この膨出部63の上面中央には連通口63aが形成され、その下面周縁が弁座63bをなしている。上壁62の上面であって、膨出部63の外周には、筒状壁65が突設している。また、前記上壁62の外周は環状に広がっており、この部分に複数の挿通孔62a(図1参照)が形成されている。前記周壁61の上方外周には、前記挿通孔62aに整合する複数の係合爪61aが形成されており、同周壁61の下方外周には同じく複数の係合爪61bが形成されている。
また、前記フロート弁70は円柱状をなしており、その上端中央から弁頭71が突設されている。更に、キャップ80は有底円筒状をなしており、その周壁82には複数の係合孔82aが形成されている。
そして、上記ハウジング60の内部空間R2にフロート弁70を収容し、その下方の凹部73に付勢バネ75の上端を挿入した後、ハウジング60の下方外周にキャップ80の周壁82を被せて、複数の係合孔82aに前記係合爪61bをそれぞれ係合させることで、ハウジング60の下方にキャップ80が装着され、ハウジング60の内部空間R2にフロート弁70が上下昇降可能に収容される。フロート弁70は、燃料の液位が低く燃料に浸漬した部分が少ない状態では自重により下降して、連通口63aを開いた状態とし、燃料の液位が高くなって燃料に浸漬した部分が多くなると、付勢バネ75のバネ力とフロート弁70に生じる浮力により、フロート弁70を上昇させて、弁頭71が弁座63bに当接して連通口63aを閉じるようになっている。
一方、管継手10は、本体20の周壁21の下端リブと拡径壁部21a内周との間に形成された凹部66(図4参照)に環状のシールリング67を装着して、ハウジング60の筒状壁65を凹部66に挿入しつつ、フランジ部30から延出した複数の係合片34(図3参照)を、ハウジング60の挿通孔62a(図1参照)を通して、複数の係合爪61aに係合させることにより、ハウジング60の上方に装着される。この状態で、管継手10の内部空間R1とハウジング60の内部空間R2とが、連通口63aを通して互いに連通するようになっている。また、本体20の周壁21の下端リブ外周と、ハウジング60の筒状壁65の内周との間に、シールリング67が弾性的に介装され、管継手10の内部空間R1が気密的にシールされている。
次に、本発明の管継手10、及び、それを用いたフロート弁装置1の作用効果について説明する。
まず、図4に示すように、樹脂燃料タンク3の開口部5からハウジング60を挿入し、樹脂燃料タンク3の内部にハウジング60を配置すると共に、管継手10のフランジ部30を開口部5の表側周縁に当接させて、熱板溶着等の溶着手段によって、同フランジ部30の突部32を開口部5の表側周縁に溶着することにより、フロート弁装置1を樹脂燃料タンク3に取付けることができる。
このとき、フランジ部30の溶着面32aが加熱され、この加熱によりフランジ部30が軟らかくなることから、連結リブ50が冷却固化されて収縮する際に、連結リブ50に残る収縮方向への残留応力により、フランジ部30をパイプ部40側に変形させる力が働くようになっている。これに対し本発明の管継手10では、連結リブ50のフランジ連結部53がパイプ連結部51よりも薄く形成されているため、その部分での変形が生じにくくなるので、フランジ部30を樹脂燃料タンク3の開口部5の表側周縁にしっかりと溶着させることができる。
そして、管継手10のパイプ部40の外周に、タンク外に配置されたキャニスタ等に連通するチューブ7の先端を被せて、ニップル部41の環状リブを乗り越えさせつつ、チューブ7を押し込んでいき、その先端部がストッパ部43に当接するまで圧入していく。
このとき、フランジ部30とパイプ部40との間が連結リブ50により連結されており、しかも連結リブ50のパイプ連結部51がフランジ連結部53よりも厚いため、パイプ部40が効果的に補強され、パイプ部40の剛性を高めることができるので、パイプ部40の外周にチューブ7を圧入する際に、パイプ部40が変形しにくくなり、ストッパ部43に当接するまでチューブ7を確実に圧入することができる。
ところで、管継手10は合成樹脂により一体成形されるので、溶融樹脂が冷却固化するときに収縮し、特に連結リブ50が、図3(a)の矢印Gで示す方向に収縮し、その結果、剛性の低いパイプ部40がフランジ部30側に引っ張られて変形する場合がある。これに対して、この管継手10では、連結リブ50について、その厚さを均一に形成するのではなく、パイプ連結部51側を厚くフランジ連結部53側を薄く形成したことにより(図3(b)参照)、上述したようにパイプ部40の剛性を高めたうえ、連結リブ50全体としての樹脂量を極力少なくできるので、連結リブ50が冷却固化する際の収縮量を極力少なくすることが可能となり、変形の極めて少ないパイプ部40を得ることができる。その結果、樹脂成形後におけるパイプ部40のフランジ部30側への倒れ込み変形を効果的に抑制することができ、チューブ7をパイプ部40のストッパ部43に突き当たるまで確実に圧入することができる。
また、この実施形態では、パイプ部40に補強リブ55を設けたことにより、パイプ部40の剛性をより向上させることができ、パイプ部40へのチューブ圧入時に、パイプ部40がより変形しにくくなる。また、この補強リブ55は、前記連結リブ50に対して対称位置に設けられているので、樹脂成形時における溶融樹脂の凝固収縮がバランスよく均等になされて、パイプ部40が形成されることとなり、樹脂成形後のパイプ部40の変形をより効果的に抑制することができる。
更に、この実施形態では、連結リブ50のフランジ連結部53は、パイプ連結部51よりもパイプ部40の軸方向に短く、フランジ部30の溶着面32aの直上部には到達しない長さで形成されている。すなわち、フランジ部30の溶着面32aの直上部に連結リブ50が存在しないことにより、熱板溶着等によって、フランジ部30を樹脂燃料タンク3の開口部5の表側周縁に溶着するときに、連結リブ50の収縮方向への残留応力を小さくして、フランジ部30のパイプ部40側への変形をより効果的に抑制することができ、フランジ部30を開口部5の表側周縁によりしっかりと溶着させることができる。
また、この実施形態では、連結リブ50は、ほぼ一定厚のパイプ連結部51と、これに連結した上記パイプ連結部51よりも薄く、ほぼ一定厚のフランジ連結部53とからなるので、薄いフランジ連結部53により樹脂成形時に生じるヒケが軽減され、パイプ部40の変形が防止されると共に、厚いパイプ連結部51により、パイプ部40の剛性を向上させることができる。
上記のように、樹脂燃料タンク3の開口部5に管継手10を介して取付けられたフロート弁装置1は、フロート弁70が燃料Fに浸漬されていない状態で、フロート弁70が自重で付勢バネ75を圧縮して下降して連通口63aが開き、フロート弁70に燃料Fが浸漬すると、付勢バネ75のバネ力とフロート弁70に生じる浮力で、フロート弁70が上昇して、弁頭71が弁座63bに当接して連通口63aを閉じるように動作し、これにより燃料Fのタンク外への漏出を防止したり、給油中の燃料Fの満タン規制を図ったりすることが可能となっている。
パイプ部の先端部に所定荷重を加えたときの、ひずみ量を測定した。
(実施例)
図1〜4に示す形状の管継手10を製造した。図3(a),(b)に示すように、一定厚のパイプ連結部51(厚さT1=3mm,高さH1=1.5mm)、及び、一定厚のフランジ連結部53(厚さT2=1mm,高さH2=2.5mm)からなる連結リブ50と、一定厚の補強リブ55(厚さT3=3mm,高さH3=1.5mm)とを有している。
(比較例1)
図5(a),(b)に示す形状の管継手10aを製造した。実施例に対して、連結リブ50及び補強リブ55が設けられていない形状となっている。それ以外は、実施例と同一の形状となっている。
(比較例2)
図6(a),(b)に示す形状の管継手10bを製造した。一定厚の連結リブ50b(厚さT=1.5mm,高さH=4mm)を有している。連結リブ50bは、本体20の拡径壁部21aの外周面からストッパ部43に至る長さで形成されている。それ以外は、実施例と同一の形状となっている。
(比較例3)
図7(a),(b)に示す形状の管継手10cを製造した。一定厚の連結リブ50c(厚さT=1mm,高さH=4mm)と、一定厚の補強リブ55(厚さT3=3mm,高さH3=1.5mm)とを有している。連結リブ50cは、本体20の拡径壁部21aの外周面からストッパ部43に至る長さで形成されている。それ以外は、実施例と同一の形状となっている。
上記実施例及び比較例1〜3の各寸法を、下記表1にまとめて示す。
(試験方法)
上記実施例及び比較例1〜3の管継手を固定して、各パイプ部の先端部から5mmの位置で、下方から上向きに150Nの大きさの荷重(荷重1)を付与し、初期位置からのパイプ部のひずみ値を測定した。同様に、各パイプ部の先端部から5mmの位置で、上方から下向きに150Nの大きさの荷重(荷重2)を付与し、初期位置からのパイプ部のひずみ値を測定した。また、樹脂成形後のパイプ部のヒケを目視により確認した。その結果を下記の表2に示す。なお、表2において、○印は、ヒケが目立たず視認しにくいことを意味しており、×印はヒケがはっきりと視認できたことを意味する。
上記表2に示すように、実施例の管継手10は、比較例1,3よりも、ひずみ値が小さいことを確認できると共に、比較例2よりもヒケが目立たないことを確認できた。
3 樹脂燃料タンク
5 開口部
7 チューブ
10 管継手
20 本体
30 フランジ部
32a 溶着面
40 パイプ部
50 連結リブ
51 パイプ連結部
53 フランジ連結部
55 補強リブ
R1 内部空間

Claims (4)

  1. 下面が開口し、上部が閉塞された内部空間を有する本体と、該本体の前記下面開口周縁に形成されたフランジ部と、前記本体の内部空間に連通するように該本体に連結されて前記フランジ部とほぼ平行に伸びるパイプ部とを有し、前記フランジ部が樹脂燃料タンクの外面の開口部周縁に溶着され、前記パイプ部外周に接続チューブが圧入されるように構成された、合成樹脂で一体成形された管継手において、
    前記フランジ部と前記パイプ部との間は連結リブにより連結されており、この連結リブは、前記パイプ部への連結部が、前記フランジ部への連結部よりも厚く形成されていることを特徴とする管継手。
  2. 前記パイプ部には、パイプ部軸心を中心として前記連結リブに対して対称位置に、補強リブが設けられている請求項1記載の管継手。
  3. 前記連結リブのフランジ部への連結部は、パイプ部への連結部よりも、パイプ部の軸方向に短くされ、前記フランジ部の溶着面の直上部には到達しない長さで形成されている請求項1又は2記載の管継手。
  4. 前記連結リブは、前記パイプ部からほぼ一定の厚さで形成された、前記パイプ部への連結部と、このパイプ部への連結部に連結されて、該パイプ部への連結部よりも薄くかつほぼ一定の厚さで形成された、フランジ部への連結部とで構成されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の管継手。
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