JP4432194B2 - エンジンの燃料供給装置用パッキン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異材質で複数層に構成されたエンジンの燃料供給装置用パッキンに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境への配慮から、車両の燃料系から漏洩する気化燃料の低減化の要求が高まってきている。車両の燃料系、つまり燃料タンクを含め、この燃料タンク内に溜められた燃料をエンジンへ供給するための装置は多数の部品から構成されており、それら構成部品の接合部にはパッキンを設けて燃料の漏洩を防止するようにしている。このため、燃料系からの気化燃料の漏洩を低減するには、様々な環境下で使用されても優れたガス非透過性を持つパッキンを使用することが効果的である。
【０００３】
従来、車両の燃料系に使用されるパッキンとしては、ＮＢＲ（ブタジエンとアクリロニトリルとの共重合体）やＨ−ＮＢＲ（水素添加のＮＢＲ）などの合成ゴム製のもの、ＦＫＭ（フッ素ゴム）などのフッ素含有エラストマ製のものなどがある。フッ素含有エラストマは合成ゴムに比べてガス非透過性に優れているので、車両の燃料系に使用するパッキンを全てフッ素含有エラストマ製とすることにより、気化燃料の漏洩を相当程度低減できる。
【０００４】
しかしながら、フッ素含有エラストマは高価で、使用する全てのパッキンをフッ素含有エラストマ製とすることは大幅なコストアップをもたらす。しかも、極低温では、合成ゴムは問題ないが、フッ素含有エラストマは硬く脆くなるので、燃料供給装置の構成部品との接触面間における液密性および気密性（液およびガスに対するシール性）が低下する。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、材料コストが低く、また極低温でも液およびガスに対するにシール性を確保し得るエンジンの燃料供給装置用パッキンを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、パッキンが、燃料供給装置の内外方向に、合成ゴムにより構成された層と、フッ素含有エラストマにより構成された層の２層以上の層構造となっていて合成ゴム層とフッ素含有エラストマ層の両方が接合部に接するので、フッ素含有エラストマ層の良好なるガス非透過性によって気化燃料の漏洩を防止できる。また、極低温の環境下で使用されることによって、フッ素含有エラストマ層が脆化して燃料供給装置の構成部品との接触面における液密性および気密性が低下しても、合成ゴム層の脆化温度はより低温であるため、この合成ゴム層によって部品との境界面における液密性および気密性を維持できる。一方、ガス非透過性についても、極低温度では燃料の蒸気圧が下がるため、合成ゴム層にて良好なる性能が得られる。しかも、パッキン全体をフッ素含有エラストマによって構成する場合に比べてフッ素含有エラストマの使用量が少なく、コストの上昇を抑制できる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、燃料供給装置の内方側がフッ素含有エラストマの層で、ガス成分（気化燃料）が蓄積するのを防ぐことができる。このことにより、境界面にガス成分の高濃度部が存在することによる透過の増加および層剥離を防止することができる。
請求項３の発明によれば、燃料供給装置の内方側が合成ゴムの層で、外方側がフッ素含有エラストマの層となっているので、例えば使用燃料がアルコール系燃料の場合、フッ素含有エラストマの層がアルコールに対して若干性能低下を起こすという事情があっても、合成ゴム層がフッ素含有エラストマの層をアルコール系燃料からガードする状態となるので、フッ素含有エラストマの層へのアルコールの影響が弱められ、耐久性を向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例を図１ないし図３に基づいて説明する。なお、この実施例は、ガソリンエンジンを搭載した車両の燃料供給装置のうち、その構成部品である燃料タンクに燃料ポンプを組み付ける場合のパッキンに適用したものである。
図３に示すように、燃料タンク１の上面には円形の開口部２が形成されており、この開口部２に燃料ポンプユニット３が取り付けられている。この燃料ポンプユニット３はケーシング４内にウエスコポンプとこれを駆動するモータ（いずれも図示せず）を設けてなるもので、その吸入側には燃料タンク１内の燃料中に浸漬させるフィルタ５が接続されており、吐出側には燃料供給パイプ６（図示せず）が接続されている。
【０００９】
ここで燃料ポンプユニット３の取り付け構成を図１により説明するに、燃料タンク１は例えば金属製で、その上面の開口部２の周囲部はバーリング加工され、燃料タンク１の上面より一段高い環状の受面部６として形成されている。また、燃料タンク１の上面の受面部６の周りには、複数のねじ穴が形成されたプレート７が溶接によって固定されている。一方、燃料ポンプユニット３において、その上端部分には円盤部８が一体に形成されていると共に、この円盤部８の上端に円形のフランジ９が一体に形成されている。
【００１０】
燃料ポンプユニット３を燃料タンク１の開口部２に取り付けるには、まず、本発明に係る環状のパッキン１０を燃料ポンプユニット３の円盤部８の外周に嵌着し、そして燃料ポンプユニット３を開口部２から燃料タンク１内に挿入し、フランジ９をパッキン１０を介して受面部６上に載せる。
【００１１】
その後、環状の押え部材１１をフランジ９上にあてがい、この押え部材１１に通された締付部材としてのボルト１２をプレート７のねじ穴にねじ込んで締め付ける。すると、押え部材１１がボルト１２の締め付け力によってフランジ９を下方に押圧するため、パッキン１０がフランジ９により受面部６上に押圧される。これにより、パッキン１０が燃料タンク１と燃料ポンプユニット３との接合部である受面部６とフランジ９との間に挟み付けられて両者間を気密且つ液密にシールする。
【００１２】
さて、上記のパッキン１０は、燃料タンク１の内外方向（円盤部８の径方向）に異種材料によって構成された２層構造をなしている。この２層のうち、燃料タンク１内に臨む側である内層１３はＦＫＭなどのフッ素含有エラストマによって構成され、燃料タンク１外に臨む外層１４はＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲなどの合成ゴムによって構成されている。このような２層構造のパッキン１０は、まず、公知の押出成形技術によって図２に示すように２層構造の円筒体１５として形成し、この円筒体１５を図２に破線で示すように所定の厚さに輪切りして得たもので、両層１３，１４は一体化されている。なお、内層１３と外層１４とを射出成形によって個別に形成した後、両者を接着するようにしても良い。
【００１３】
このように本実施例によれば、フッ素含有エラストマからなる内層１３と、合成ゴムからなる外層１４の２層構造としたので、ガス非透過性に優れるフッ素含有エラストマ層（内槽１３）によってパッキン１０全体としてのガス非透過性が高められ、燃料タンク１内の気化燃料が燃料タンク１と燃料ポンプユニット３との接合部から外部に漏洩しないようになされる。なお、パッキン１０のガス非透過性能については、内層１３と外層１４との径方向厚さの比を変えることによって調節することができる。
【００１４】
また、車両が寒冷地で使用されることにより、パッキン１０が極低温に晒されて外層１４を構成するフッ素含有エラストマが脆化し、受面部８およびフランジ９との界面に対するシール性が低下したとしても、内層１３を構成する合成ゴムはほとんど脆化しないので、この外層１４によってシール性が維持され、液体燃料が外部に漏洩しないようになされる。
【００１５】
特に本実施例では、フッ素含有エラストマと合成ゴムのうち、ガス非透過性により優れたフッ素含有エラストマにより燃料タンク１の内方側の内層１３を構成し、合成ゴムにより燃料タンク１の外方側の外層１４を構成したので、ガス非透過性の低減の原因となる内外両層１３，１４の剥離を防止できる。すなわち、フッ素含有エラストマはガス非透過性に優れているが、完全に気化燃料の透過を防止することはできず、燃料タンク１内の気化燃料が極く微量ながら内層１３を透過して行く。
【００１６】
ここで、もしも、内層１３を透過した気化燃料が両層１３，１４の境界部に溜まると仮定すると、内外両層１３，１４の接合部がストレスを受けて剥離し易くなる。両層１３，１４間に部分的な剥離が生ずると、その剥離部分に気化燃料が一層蓄積され易くなり、これにより剥離部分が次第に拡大され、遂には両層１３，１４の境界全体に及ぶようになる。そして、ガスの透過は濃度差が大きい程、その濃度差を生ずる部分の面積が広いほど、盛んになるため、上記のようにして両層１３，１４の剥離が大きくなって行くと、その広い剥離部分に気化燃料が蓄積することとなってより多くの気化燃料が外層１４を透過して外部に放出されてしまう（ガス非透過性の低下）。
【００１７】
これに対し、本実施例では、内層１３がフッ素含有エラストマ層、外層１４がフッ素含有エラストマに比べてガスを透過し易い合成ゴム層で構成されているので、内層１３を透過した気化燃料は、内層１３の透過時よりも容易に外層１４内を透過する。このため、気化燃料が内外両層１３，１４の境界部に蓄積されることがなくなり、気化燃料の蓄積による内外両層１３，１４の剥がれ、および剥れ部分の拡大を防止でき、その結果、大気への気化燃料の漏洩を軽減することができる。
【００１８】
また、パッキン１０の製造コストを左右する材料コストについて述べると、フッ素含有エラストマは合成ゴムに比べて高価である。そして、２層構造のパッキン１０は、同等のガス非透過性を有するパッキンをフッ素含有エラストマのみから構成した場合に比べ、合成ゴム層である外層１４を含めた総厚では厚くなるが、しかし、フッ素含有エラストマ層である内層１３の厚さは薄くなる。このため、高価なフッ素含有エラストマ層の使用量を軽減でき、パッキン１０の製造コストの上昇を抑制することができるものである。
【００１９】
図４は本発明の第２の実施例を示すもので、上記第１の実施例との相違は、受面部６の幅方向中央部を全周にわたって凹状に形成することにより、受面部６の内周側および外周側に環状の凸部６ａ，６ｂを形成し、内側の環状凸部６ａを内層１３に当て、外側の環状凸部６ｂを外層１４に当てたところにある。
【００２０】
受面部６は内外両層１３，１４に接するように従来よりも幅広に形成される。しかしながら、ボルト１２による締め付け力は受面部６が幅広となっても、それに応じて強くされるものではなく、従来と同等である。このため、受面部６の内外両層１３，１４に対する面圧が小さくなり、シール効果に支承を来すことがある。
【００２１】
これに対し、本実施例では、受面部６に径が大小異なる２個の環状凸部６ａ，６ｂを形成し、それら環状凸部６ａ，６ｂをそれぞれ内層１３と外層１４に当てるようにしたので、受面部６の内外両層１３，１４に対する面圧を従来と同等にでき、シール効果の低減化を防止することができる。
【００２２】
図５は本発明の第３の実施例を示すもので、前記第１の実施例と異なるところは、パッキン１６の内層１７を合成ゴムによって構成し、外層１８をフッ素含有エラストマによって構成したところにある。
このように構成したパッキン１６は、使用環境として耐アルコール性、耐オゾン性、耐候性などが要求される場合に好適する。すなわち、合成ゴムは耐アルコール性に優れるが、フッ素含有エラストマはアルコールに対して若干の性能低下を来す。逆に、フッ素含有エラストマは耐オゾン性、耐候性に優れ、合成ゴムは耐オゾン性、耐候性に若干劣る。
【００２３】
このため、燃料としてアルコール入り燃料を使用する燃料タンク１に燃料ポンプユニット２を取り付ける場合、本実施例のパッキン１６によれば、アルコールに対して若干性能低下を起こすフッ素含有エラストマが外層１８となっているので、耐アルコール性に優れる合成ゴム製の内層１７が外層１８を構成するフッ素含有エラストマをアルコールから保護する状態となる。このため、フッ素含有エラストマ製の外層１８のアルコールによるストレスを軽減でき、耐久性を高めることができる。
【００２４】
また、フッ素含有エラストマが外部環境に直接接する外層１９を構成しているので、オゾンが多い海岸地方や高原地方、或いは気温変化が大きい地方で使用する場合、耐オゾン性、耐候性の点で若干劣るＮＢＲからなる内層１８を、耐オゾン性、耐候性に優れるフッ素含有エラストマからなる外層１９によって保護でき、耐久性を高めることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
合成ゴムはＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲに限られず、その他の合成ゴムであっても良い。
フッ素含有エラストマはＦＫＭに限らない。
本発明は燃料ポンプ用のパッキンに限られず、カットバルブ、ＯＲＶＲバルブ、フィーラーネックなどと燃料タンクとの接合部に設けられるパッキン、カットバルブとキャニスタとの接合部、フィーラーネックから燃料噴射装置を経てエンジンに至までの各部品の接合部などのパッキンに広く適用することができる。 パッキンは２層に限らず、３層或いはそれ以上の多層構造としても良く、この場合、合成ゴム、フッ素含有エラストマ以外の材料を使用しても良い。
燃料タンク１は鉄製のものに限らず、プラスチック製、或いはその他の材料によって構成されるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す要部の縦断面図
【図２】押し出し成形により製造したパッキンの斜視図
【図３】燃料タンクの縦断面図
【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第３の実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
図中、１は燃料タンク、３は燃料ポンプユニット、６は受面部、８は円盤部、９はフランジ、１０はパッキン、１１は押え部材、１３は内層、１４は外層、１６はパッキン、１７は内層、１８は外層である。

Claims (3)

1. エンジンの燃料供給装置を構成する部品の接合部に設けられるパッキンにおいて、
   前記燃料供給装置の内外方向に、少なくとも、合成ゴムにより構成された層と、フッ素含有エラストマにより構成された層からなる複数層構造とし、前記合成ゴム層と前記フッ素含有エラストマ層の両方が前記接合部に接することを特徴とするエンジンの燃料供給装置用パッキン。
2. 合成ゴムにより構成された層と、フッ素含有エラストマにより構成された層の２層からなり、
   前記燃料供給装置の内方側が前記フッ素含有エラストマ層で、外方側が前記合成ゴム層であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置用パッキン。
3. 合成ゴムにより構成された層と、フッ素含有エラストマにより構成された層の２層からなり、
   前記燃料供給装置の内方側が前記合成ゴム層で、外方側が前記フッ素含有エラストマ層であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置用パッキン。

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