JP5017968B2

JP5017968B2 - 燃料タンクの締結構造

Info

Publication number: JP5017968B2
Application number: JP2006233998A
Authority: JP
Inventors: 秀一麻生
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP2008056027A

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる燃料タンクに被締結物を締結するための燃料タンクの締結構造に関する。

自動車等の車両に備えられる燃料タンクでは、燃料タンク本体に雄ネジを形成し、この雄ネジにナットをねじ込むことで、他部材を締結する構造のものがある。たとえば特許文献には、燃料タンクの筒状部の先端にシール部材を装着し、被取付部品の蓋板でシール部材を挟み込んだ状態で、ソケット部材を筒状部の雄ネジに螺合し、さらにソケット部材の雌ネジにロック部材を螺合する構造が示されている。

しかし、特許文献１の構造では、雄ネジが形成された２つの部材でシール部材や蓋板を挟み込むため、これら部材の回転角のバラつき等で締め代が安定せず、燃料が透過しやすくなることがある。
特開２００４−１１４０４６号公報

本発明は上記事実を考慮し、被締結物を締結する部位での耐燃料透過性を向上させることが可能な燃料タンクを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、燃料タンク本体から上側に向かって形成され外周に雄ネジが形成された円筒部と、内周に雌ねじが形成され前記円筒部にねじ込まれることで被締結物に接触し、被締結物を円筒部に接触させることで円筒部との間で被締結物を締結する締結部材と、前記締結部材の上端の内側及び下端の外側にそれぞれ設けられて前記燃料タンク本体と前記締結部材との間及び前記被締結物と前記締結部材との間に配置され、締結部材のねじ込みによって締結部材と前記円筒部との間に前記被締結物を締結した状態で燃料タンク本体及び被締結物にそれぞれ圧着されるシール部材と、を有することを特徴とする。

円筒部の雄ネジに締結部材の雌ネジをねじ込んでいくことで、締結部材が被締結物に接触する。そして、被締結物を円筒部に接触させることで、円筒部と締結部材との間に被締結物を締結できる。ここで、締結部材の上端の内側及び下端の外側にそれぞれシール部材が設けられている。シール部材は、燃料タンク本体と締結部材との間及び被締結物と締結部材との間に配置される。そして、締結部材のねじ込みによって、シール部材がそれぞれ、燃料タンク本体及び被締結物に圧着される。すなわち、シール部材によって、燃料タンクと締結部材の間、及び被締結物と締結部材の間がシールされて、燃料の透過が抑制される。締結部材をねじ込むだけでシール部材を燃料タンク本体及び被締結物に圧着させることができ、２つの部材で挟み込む必要がないため、締め代が安定する。このため、２つの部材でシール部材や被締結物を挟み込んだ構成と比較して、被締結物が締結された部位での耐燃料透過性が向上する。特に、締結部材が被締結物に接触し、さらに被締結物が円筒部に接触した状態を実現しており、シール部材を締結部材と燃料タンク本体の間で挟み込まないため、締結部材のねじ込み量が一定となる（締め代が安定する）。そして、このように締め代が安定した状態で、シール部材が燃料タンク本体及び被締結物に圧着される。このため、シール部材の圧着状態が安定し、耐燃料透過性が向上する。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記締結部材に、前記シール部材を保持する保持部、が形成されていることを特徴とする。

保持部によってシール部材を保持することで、シール部材の位置ズレや離脱を防止でき、シール部材の燃料タンク本体又は被締結物への圧着状態をより確実に維持可能となる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記シール部材が、前記保持部に保持される被保持部と、前記被保持部から連続し、撓み変形して燃料タンク本体又は被締結物に圧着される圧着片と、を有することを特徴とする。

シール部材の被保持部を締結部材の保持部に保持させることで、シール部材の位置ズレや離脱を防止できるようになる。

また、圧着片を撓み変形させて燃料タンク本体又は被締結物に圧着させることで、シール部材による体燃料透過性が向上する。

本発明は上記構成としたので、被締結物を締結する部位での耐燃料透過性を向上させることが可能となる。

図１には、本発明の第一実施形態の燃料タンクの締結構造（以下、単に「締結構造」という）１４が適用された燃料タンク１２が部分的に示されている。また、図２には、燃料タンク本体１６と、被締結物４２、及びナット部材３６（いずれも詳細は後述する）が分解した状態で示されている。本実施形態の燃料タンク１２は、一例として、自動車に搭載されて、エンジンに供給する燃料を収容するものである。

図１に示すように、燃料タンク本体１６（全体像は図示省略）は、たとえば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の２つの樹脂層２２Ａ、２２Ｃと、これら樹脂層２２Ａ、２２Ｃの間において樹脂層２２Ａ、２２Ｃよりも高い耐燃料透過性を有する材料（たとえばＥＶＯＨ）製のバリアー層２４Ａとが重層され、図示しない接着層により接着された燃料タンク構成体１８によって略直方体状に形成されている

燃料タンク本体１６の上面１６Ｔには、開口部２６が形成されている。開口部２６の周囲からは、燃料タンク構成体１８を上方に延出して、円筒部２８が形成されている。この円筒部２８の上端近傍は、内径が上方に向かって漸減するように縮径されており、縮径部分の外側に収容凹部３０が形成されている。収容凹部３０には、リング状のガスケット３２が収容されている。また、円筒部２８の外周には、雄ネジ３４が形成されている。

円筒部２８の外側には、ナット部材３６が配置されている。ナット部材３６は、樹脂（燃料タンク構成体１８の樹脂層２２Ａ、２２Ｃと同一の材料でもよいが、異なる材料、たとえばＰＯＭ等でもよい）によって略円筒状に形成されている。ナット部材３６の内周には雌ネジ３８が形成されており、円筒部２８の雄ネジ３４にねじ込むことができるようになっている。

ナット部材３６の上端には、径方向内側に向かって延出されたフランジ状の接触片４０が形成されている。図１から分かるように、ナット部材３６を円筒部２８にねじ込んでいくことで、接触片４０と円筒部２８の上端との間で、被締結物４２を挟持して締結することができる。特に本実施形態に係る被締結物４２は、円筒部２８内に収容される本体部４２Ａと、この本体部４２Ａの上端から径方向外側に張り出したフランジ部４２Ｂとを有する構成とされており、フランジ部４２Ｂが接触片４０と円筒部２８の上端との間に挟持される。また、この状態で、接触片４０が被締結物４２の上端に接触して、ナット部材３６の円筒部２８に対するねじ込み量が一定量に制限される。このようにして、ナット部材３６が最も下方までねじ込まれた状態で、ナット部材３６の下端と燃料タンク本体１６の上面１６Ｔとの間に所定の間隙Ｄ１が構成される。

ナット部材３６には、その上端から外周にかけて連続する複数のリブ４４が形成されている。複数のリブ４４は、ナット部材３６の周方向に一定の間隔（角度）をあけて配置されており、上方から見ると放射状となっている。これらのリブ４４は、工具等を使用してナット部材３６を把持し回転させるときの引っ掛かり部分（滑り止め部分）として作用する。また、リブ４４は、ナット部材３６の剛性を高める作用（特に、ねじ込み時の不用意な変形防止作用）を有している。

ナット部材３６の上端近傍（接触片４０）の内側には、シール部材４６が取り付けられている。また、ナット部材３６の下端近傍の外側にも、シール部材４８が取り付けられている。

シール部材４６、４８はいずれも弾性を有する材料（たとえばＮＢＲやＦＫＭ等）によってリング状に形成されており、ナット部材３６に保持される被保持部５０と、この被保持部５０から連続して斜め下方に延出されたリップ部５２と、を有している。

被保持部５０は、断面視にて略ブロック状に形成されており、高さ方向の中間部分には、ナット部材３６と対向する側に凹部５４が形成されている。一方、ナット部材３６にも、凹部５４のそれぞれに対応して、凹部５４内に収容される凸部５６が形成されている。そして、凸部５６を凹部５４に収容するようにしてシール部材４６、４８がナット部材３６にはめ込まれている。

リップ部５２は、ナット部材３６が円筒部２８に対し最も下方までねじ込まれた状態で、それぞれ、被締結物４２又は燃料タンク本体１６の上面１６Ｔに接触し、弾性的に撓みつつ圧着されるように、その形状が決められている。

ナット部材３６の上端近傍のシール部材４６は、その上端位置が、ナット部材３６の上端におけるリブ４４の上端よりも低くなるように高さが決められている。同様に、ナット部材３６の下端近傍のシール部材４８も、その外端位置が、ナット部材３６の外周におけるリブ４４の外端よりも内側に位置するように、外径寸法が決められている。

次に、本実施形態の締結構造１４の作用を説明する。

本実施形態では、円筒部２８にナット部材３６をねじ込んでいない状態で、円筒部２８の内側に被締結物４２を配置する。そして、図１に示すように、円筒部２８にナット部材３６をねじ込むことで、接触片４０と円筒部２８の上端との間に、被締結物４２が挟持されて締結される。この状態で、接触片４０が被締結物４２の上端に接触するので、ナット部材３６の円筒部２８に対するねじ込み量は一定量に制限される。

ナット部材３６のねじ込みは、たとえば、リブ４４に工具を掛けて回転させることにより行うことができる。このとき、シール部材４６の上端位置は、リブ４４の上端よりも低くなっている。また、シール部材４８の外端位置も、リブ４４の外端よりも内側に位置している。このため、工具を使用するときにシール部材４６、４８が邪魔にならず、ねじ込みの作業に余分なスペースを必要としない。

シール部材４６を最も下方までねじ込んだ状態で、シール部材４６のリップ部５２は、被締結物４２の上面に接触し、弾性的に撓みつつ圧着されている。また、シール部材４８のリップ部５２は、燃料タンク本体１６の上面１６Ｔに接触し、弾性的に撓みつつ圧着されている。これにより、燃料タンク本体１６内の燃料の大気への放出が抑制されている。たとえば、燃料タンク本体１６内の燃料が円筒部２８の上端と被締結物４２の間、さらにはガスケット３２と被締結物４２の間を通過した後、ナット部材３６の内側（ナット部材３６と円筒部２８の間）を通過しても、この燃料の大気への放出は、シール部材４６、４８がそれぞれ被締結物４２あるいは燃料タンク本体１６の上面１６Ｔとの間でシールすることで防止される。このため、耐燃料透過性が向上する。

特に、本実施形態では、ナット部材３６を円筒部２８にねじ込んでいくだけで、シール部材４６、４８をそれぞれ被締結物４２又は燃料タンク１２の上面に圧着させることでき、従来のように、２つの部材でシール部材４６を挟み込む必要がないため、締め代が安定する。このため、被締結物４２を締結した部位の近傍における耐燃料透過性が、従来と比較してより向上している。

しかも、本実施形態では、シール部材４６について、ナット部材３６の凸部５６と被締結物４２との間でリップ部５２を挟み込んでおり、ナット部材３６のねじ込みによってリップ部５２を効果的に撓ませてシール性を発揮させている。ナット部材３６のねじ込みによるリップ部５２の押し付け力が被締結物４２に直接的に作用するので、安定して被締結物を締結して固定できると共に、シール性を維持できる。

また、シール部材４８についても、ナット部材３６の下端側の凸部５６と燃料タンク本体１６の上面１６Ｔとの間でリップ部５２を挟み込んでおり、ナット部材３６のねじ込みによってリップ部５２を効果的に撓ませてシール性を発揮させている。特に、リップ部５２の撓みにより、ナット部材３６の高さ方向での寸法のバラつき（間隙Ｄ１の高さの変化）を吸収できる。すなわち、ナット部材３６による締結状態で下端側の凸部５６と燃料タンク本体１６の上面１６Ｔとの距離にバラつきがあっても、これに影響されることなく、高いシール性を確保できる。

なお、上記第一実施形態では、円筒部２８の外周に直接的に雄ネジ３４を形成した構造のものを例に挙げたが、雄ネジは、以下の各実施形態に示すように、雄ネジを形成した別部材を円筒部２８の外側に装着する構造でもよい。なお、以下の各実施形態において、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図３に示す第二実施形態の締結構造６４では、円筒部２８の外側に、Ｃリング状の雄ネジ部材６６を装着している。雄ネジ部材６６は、上方から見ると「Ｃ」字状となるように、リングの一部をきり書いた形状とされており、切り欠き部分を弾性的に拡げて、円筒部２８に装着することができる。雄ネジ部材６６の外周には、雄ネジ３４が形成されている。

また、雄ネジ部材６６の内周には、径方向内側に向かって突出する複数の凸部６８が形成され、円筒部２８の外周には、この凸部６８が嵌合される複数の凹部７０が形成されている。凹部７０に凸部６８が嵌合することで、雄ネジ部材６６の軸方向（矢印Ｊ１方向）への抜けが防止されている。さらに凸部６８及び凹部７０は、円筒部２８の周方向には不連続となるように複数形成されており、雄ネジ部材６６が円筒部２８に対して周方向に不用意に空回りしないようにしている。

図４に示す第三実施形態の締結構造８４では、円筒部２８の外側に環状の雄ネジ部材８６を装着している。雄ネジ部材８６は、たとえば円筒部２８を形成する際に、成形用の金型内にあらかじめ配置しておくことで、いわゆるインサート成形により装着される。雄ネジ部材８６の外周には、雄ネジ３４が形成されている。

また、第三実施形態においても、雄ネジ部材８６の内周に、径方向内側に向かって突出し、周方向には不連続とされた凸部８８が形成されている。円筒部２８の外周には、凸部８８が嵌合される凹部９０が形成されており、雄ネジ部材８６の軸方向への抜けと周方向への空回りが防止されている。

以上の説明から分かるように、円筒部２８の外側に、雄ネジを設ける構成は特に限定されない。

なお、第二実施形態及び第三実施形態の双方で、円筒部２８の上端においてガスケット３２よりも径方向外側の位置にも樹脂層２２Ａが存在するようにしている。これにより、円筒部２８の上端と被締結物４２との隙間での燃料透過をより効果的に抑制することも可能になっている。

本発明の第一実施形態の燃料タンクの締結構造が適用された燃料タンクを部分的に示す断面図である。本発明の第一実施形態の燃料タンクの締結構造を構成する燃料タンク本体、被締結物及びナット部材を分解して示す断面図である。本発明の第二実施形態の燃料タンクの締結構造が適用された燃料タンクを部分的に示す断面図である。本発明の第三実施形態の燃料タンクの締結構造が適用された燃料タンクを部分的に示す断面図である。

符号の説明

１２燃料タンク
１４締結構造
１６燃料タンク本体
１６Ｔ上面
１８燃料タンク構成体
２２Ａ、２２Ｃ樹脂層
２４Ａバリアー層
２６開口部
２８円筒部
３０収容凹部
３２ガスケット
３４雄ネジ
３６ナット部材（締結部材）
３８雌ネジ
４０接触片
４２被締結物
４４リブ
４６シール部材
４８シール部材
５０被保持部
５２リップ部（圧着片）
５４凹部
５６凸部（保持部）
６４締結構造
６６雄ネジ部材
６８凸部
７０凹部
８４締結構造
８６雄ネジ部材
８８凸部
９０凹部

Claims

燃料タンク本体から上側に向かって形成され外周に雄ネジが形成された円筒部と、
内周に雌ねじが形成され前記円筒部にねじ込まれることで被締結物に接触し、被締結物を円筒部に接触させることで円筒部との間で被締結物を締結する締結部材と、
前記締結部材の上端の内側及び下端の外側にそれぞれ設けられて前記燃料タンク本体と前記締結部材との間及び前記被締結物と前記締結部材との間に配置され、締結部材のねじ込みによって締結部材と前記円筒部との間に前記被締結物を締結した状態で燃料タンク本体及び被締結物にそれぞれ圧着されるシール部材と、
を有することを特徴とする燃料タンクの締結構造。
前記締結部材に、前記シール部材を保持する保持部、が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクの締結構造。
前記シール部材が、
前記保持部に保持される被保持部と、
前記被保持部から連続し、撓み変形して燃料タンク本体又は被締結物に圧着される圧着片と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクの締結構造。