JP6314469B2 - フィラーパイプと燃料タンクとの結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、フィラーパイプと燃料タンクとの結合構造に関する。

内燃機関を駆動源とする車両には燃料を貯留する燃料タンクが搭載されており、燃料タンクは、車両に設けられた給油口とフィラーパイプを介して接続されている。
特許文献１（図１０）には、フィラーパイプと燃料タンクとの結合構造として、燃料タンクの壁面から燃料タンクの外部に突出する円筒状のインレットロアパイプ（弁取付部）が設けられ、インレットロアパイプの内部に逆止弁を構成する円筒状のハウジングが挿入して取着され、インレットロアパイプから露出するハウジングの部分とフィラーパイプ（接続パイプ）とが取着されたものが提案されている。

特開２００１−１６３０６９公報

しかしながら、上記従来技術では、インレットロアパイプによるハウジングの取付強度とフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造の耐久性を同時に確保するために、インレットロアパイプがハウジングを支持する部分の長さ（面積）を確保する必要がある。そのため、燃料タンクから突出するインレットロアパイプを長くする必要がある。
一方、燃料タンクが、インレットロアパイプが接合されたアッパータンクのフランジと、ロアタンクのフランジとを重ね合わせてシーム溶接することで構成されるものである場合、弁取付部はアッパータンクのフランジ寄りに配置されることが多い。
この場合、燃料タンクから突出するインレットロアパイプを長くした場合、シーム溶接を行なうローラ電極がインレットロアパイプに干渉するおそれがあるため、ローラ電極と干渉しないようにインレットロアパイプをレイアウトする必要があり、燃料タンクの設計の自由度が制約される不利がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を確保しつつ燃料タンクの設計の自由度を確保する上で有利なフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、給油口に接続され燃料配管の上流側に位置するフィラーパイプと、燃料タンクに接続され前記燃料配管の下流側に位置するインレットロアパイプと、前記フィラーパイプと前記インレットロアパイプとを結合する結合部材とを有するフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造であって、前記インレットロアパイプは前記燃料タンクの外部から内部に渡って貫通して設けられ、前記結合部材は円筒状に形成され、下流側の端部は前記インレットロアパイプに挿入されて前記燃料タンク内部に配置され、上流側の端部は前記燃料タンク外部で前記フィラーパイプに接続され、前記インレットロアパイプの前記燃料配管の上流側端部には拡径部が形成され、前記結合部材と前記インレットロアパイプとは、前記拡径部の箇所で結合し、前記拡径部より前記燃料配管の下流側で前記インレットロアパイプの内周面と前記結合部材の外周面との間で挟持されるシール部材が設けられ、前記結合部材の前記シール部材が配置された箇所よりも前記燃料配管の下流側に、前記インレットロアパイプの内周面に係合し前記インレットロアパイプと前記結合部材とを同軸上に合わせる位置合わせ部が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記インレットロアパイプの前記下流側の端部は、前記結合部材の前記下流側の端部より、さらに下流に配置され、前記結合部材の前記下流側端部には前記燃料タンクから前記燃料配管への燃料の流入を規制する弁が設けられることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、インレットロアパイプと結合部材が二重になる部分が燃料タンクの外部から内部に渡って配置されることによって、インレットロアパイプと結合部材の接続部分の強度を向上させることができる。さらに、インレットロアパイプが燃料タンクの外部に突出する部分を短くしても燃料タンクの内部に突出する部分を長くすることでインレットロアパイプの全長を確保することができるので、インレットロアパイプが結合部材を支持する部分の長さ（面積）を確保することができる。
したがって、フィラーパイプと燃料タンクとの結合構造の耐久性を確保しつつ、インレットロアパイプが燃料タンクの外部に突出する部分の突出量を抑制することができ、燃料タンクの設計の自由度を確保する上で有利となる。
また、拡径部が設けられることによってインレットロアパイプの上流側端部の内径が結合部材の外径よりも大きくなるように構成されている。これにより、結合部材はインレットロアパイプの先端に触れることなくインレットロアパイプに挿入することができる。つまり、タンク挿入部をインレットロアパイプの内部に挿入する際、インレットロアパイプと結合部材とで挟持するシール部材がインレットロアパイプの先端のバリやエッジに接触して損傷することを防止する上で有利となり、インレットロアパイプと結合部材との液密性を向上させることができる。
また、位置合わせ部によりタンク挿入部とインレットロアパイプとが同軸上に位置合わせされたのち、シール部材は拡径部に挿入される。そのため、シール部材がインレットロアパイプの先端のバリやエッジに接触して損傷することを防止する上でより有利となる。
請求項２記載の発明によれば、結合部材の先端が燃料タンクの内部寄りに位置することで、弁がインレットロアパイプで囲われているため、燃料タンク内で流動する燃料が直接弁にかかることによる弁の破損を抑制できるため、給油時に燃料を燃料タンク内に円滑に導入する上で有利となる。

実施の形態におけるフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造が適用された給油装置の全体構成を示す図である。 実施の形態におけるフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造の拡大断面図である。 （Ａ）は結合部材の側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は（Ａ）のＣＣ線断面図である。 実施の形態における実施の形態におけるフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造の分解断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両には、燃料タンク１０に燃料Ｆを供給する給油装置２が設けられており、この給油装置２に本発明が適用されている。
給油装置２は、インレットフィラーパイプ１２と、フィラーパイプ１４と、後述する結合部材１６とを含んで構成されている。
インレットフィラーパイプ１２は、その長さ方向の一端が車両の外板の開口部に取り付け部材を介して取着されており、長さ方向の一端がキャップ１３で開閉される給油口１２０２となっている。
フィラーパイプ１４は、燃料Ｆの不透過性に優れた合成樹脂製である。
フィラーパイプ１４は可撓性を有し、フィラーパイプ１４の長さ方向の一端は、インレットフィラーパイプ１２の長さ方向の他端に液密に結合され、長さ方向の他端は、結合部材１６を介して燃料タンク１０に液密に結合されている。
本実施の形態では、インレットフィラーパイプ１２と、フィラーパイプ１４と、結合部材１６と、後述する燃料タンク１０のインレットロアパイプ２０とによって給油口１２０２から燃料タンク１０に燃料を供給する燃料配管が構成されている。
したがって、インレットフィラーパイプ１２は燃料配管の上流側に位置し、インレットロアパイプ２０は燃料配管の下流側に位置することになり、言い換えると、インレットフィラーパイプ１２は燃料配管の上流部を構成し、インレットロアパイプ２０は燃料配管の下流部を構成している。

次に、燃料タンク１０について説明する。
燃料タンク１０は、タンク本体１８と、インレットロアパイプ２０とを備えている。
タンク本体１８は、金属製のロアタンク１８Ａおよび金属製のアッパータンク１８Ｂが溶接されることで構成されている。
ロアタンク１８Ａは、底壁１８０２と、底壁１８０２の周囲から上方に起立する側壁１８０４と、側壁１８０４の上端からその周囲全周にわたって側壁１８０４の外側に突設されるフランジ１８０６とを備えている。
アッパータンク１８Ｂは、底壁１８０２に対向する上壁１８１２と、上壁１８１２の周囲から下方に起立する側壁１８１４と、側壁１８１４の下端からその周囲全周にわたって側壁１８１４の外側に突設されるフランジ１８１６とを備えている。
ロアタンク１８Ａのフランジ１８０６とアッパータンク１８Ｂのフランジ１８１６とが重ね合わされた状態で接合されている。この接合は、上下のローラ電極によって挟圧された状態で通電されることによるシーム溶接でなされている。

図２に示すように、インレットロアパイプ２０は、金属製で円筒状を呈し、アッパータンク１８Ｂの側壁１８１４に設けられた開口部を貫通した状態でアッパータンク１８Ｂの側壁１８１４に接合されている。すなわち、インレットロアパイプ２０は、燃料タンク１０の外部から内部にわたって貫通して設けられている。
インレットロアパイプ２０は、タンク本体１８内に突出する内部突出部２０Ａと、タンク本体１８外に突出する外部突出部２０Ｂとを有している。
インレットロアパイプ２０の内径部は、内部突出部２０Ａの先端から外部突出部２０Ｂにわたり均一内径で形成された小径部２００２と、外部突出部２０Ｂの端部に設けられ小径部２００２よりも内径が大きい拡径部２００４とを有している。言い換えると、拡径部２００４は、インレットロアパイプ２０の燃料配管の上流側端部に形成されている。
小径部２００２と拡径部２００４との間は、拡径部２００４から小径部２００２に至り次第に内径が小さくなる傾斜面２００６で接続されている。傾斜面２００６は、円錐面で形成されていてもよく、曲面で形成されていても良い。
本実施の形態では、インレットロアパイプ２０のアッパータンク１８Ｂの側壁１８１４への接合は、小径部２００２の外周面の箇所と開口部周囲の側壁１８１４の箇所とが溶接されることでなされている。このとき、インレットロアパイプ２０側の溶接される箇所は、小径部２００２の外周面と傾斜部２００６の接続位置であることが好ましい。これにより、フィラーパイプ１４と燃料タンクと１０の結合構造の耐久性を確保しつつ、外部突出部２０Ｂの燃料タンク１０の外方への突出量をさらに抑制することができ、燃料タンク１０の設計の自由度を確保する上で有利となる。また、結合部材１６を燃料タンク１０のさらに内部側まで挿入することができるため、結合部材１６の全長を短くすることができるため、組立てが容易になるとともにコストを低減できる。
図２、図４に示すように、拡径部２００４には、周方向に等間隔をおいて３つの係合孔２０１０が半径方向に貫通形成されている。
なお、燃料タンク１０は、その外表面が塗装されたのち、高温環境下で乾燥される。

次に、結合部材１６について説明する。
図２に示すように、結合部材１６は合成樹脂製であり、フィラーパイプ１４とインレットロアパイプ２０とを結合するものである。
結合部材１６は、円筒状で細長形状を呈しその長手方向に燃料通過用の空間部Ｓが貫通形成され、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、図４に示すように、タンク挿入部２２と、パイプ結合部２４と、シール部材２６と、ストッパ２８と、係合爪３０と、位置合わせ部３２と、逆止弁３４とを含んで構成されている。

タンク挿入部２２は、結合部材１６の長手方向の一方の部分で構成され、インレットロアパイプ２０に液密に挿入される。
本実施の形態では、図２に示すように、タンク挿入部２２は、インレットロアパイプ２０に液密に挿入された結合状態で、その先端が、インレットロアパイプ２０が貫通する燃料タンク１０の壁面の箇所よりも燃料タンク１０の内側に位置するように設けられている。これによりインレットロアパイプ２０がタンク挿入部２２を支持する部分の長さ（面積）を確保しつつ、外部突出部２０Ｂの燃料タンク１０の外方への突出量を抑制するようにしている。
言い換えると、インレットロアパイプ２０の燃料配管の下流側の端部は、結合部材１６の燃料配管の下流側の端部よりさらに下流に配置されている。

パイプ結合部２４は、結合部材１６の長手方向の他方の部分で構成され、フィラーパイプ１４に液密に結合される。
本実施の形態では、図４に示すように、パイプ結合部２４の外周面には、周方向に沿って形成された凸部２４０２と凹部２４０４とが長手方向に複数繰り返して形成され、フィラーパイプ１４の抜け止めが図られている。

シール部材２６は、図４に示すように、タンク挿入部２２に装着され、小径部２００２の内周面に液密に弾接するものであり、本実施の形態では、タンク挿入部２２の外周面に形成された溝部２２０２に装着されたＯリングで構成されている。
すなわち、シール部材２６は、拡径部２００４より燃料配管の下流側でインレットロアパイプ２０の内周面と結合部材１６の外周面との間で挟持されている。

ストッパ２８は、図２、図４に示すように、タンク挿入部２２をインレットロアパイプ２０に挿入した場合に、インレットロアパイプ２０の外部突出部２０Ｂの先部に当接することで結合部材１６の挿入位置を規制するものである。

係合爪３０は、図３（Ｂ）、図４に示すように、タンク挿入部２２とパイプ結合部２４との間で結合部材１６の周方向に等間隔をおいて３つ設けられ、拡径部２００４の各係合孔２０１０に結合することでインレットロアパイプ２０の軸方向における結合部材１６の移動を阻止する係合部を構成している。
すなわち、結合部材１６とインレットロアパイプ２０とは、係合部により拡径部２００４の箇所で結合している。

位置合わせ部３２は、インレットロアパイプ２０とタンク挿入部２２とを同軸上に合わせるものである。
位置合わせ部３２は、複数の爪部３２Ａで構成され、タンク挿入部２２に設けられている。
複数の爪部３２Ａは、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シール部材２６よりもタンク挿入部２２の先端側に、タンク挿入部２２の外周面よりも半径方向外方に突出し、かつ、インレットロアパイプ２０の小径部２００２の内周面によって半径方向内方に弾性変形可能に設けられている。
本実施の形態では、爪部３２Ａの外面は、パイプ結合部２４に向かうにしたがって次第に半径方向外側に傾斜するテーパ面３２０２で形成され、爪部３２Ａがインレットロアパイプ２０の小径部２００２の内周面に円滑に挿入されやすいように図られている。
また、爪部３２Ａは、タンク挿入部２２に接続された基端部を除く箇所が、タンク挿入部２２の半径方向に貫通形成された溝部２２１０で囲まれており、爪部３２Ａが弾性変形しやすいように図られている。
本実施の形態では、爪部３２Ａは、タンク挿入部２２の外周面の周方向に等間隔をおいて３つ設けられている。爪部３２Ａは、２つ、あるいは、４つ以上設けられていてもよい。
そして、タンク挿入部２２の長手方向に沿ったシール部材２６と位置合わせ部３２との距離は、外部突出部２０Ｂの長手方向に沿った拡径部２００４の長さよりも大きな寸法で形成されている。これにより、結合部材１６の燃料タンク１０への挿入時、インレットロアパイプ２０とタンク挿入部２２とを同軸上に位置合わせされたのち、シール部材２６が拡径部２００４に挿入されるように図られている。

逆止弁３４は、燃料Ｆの逆流を防止するものであり、タンク挿入部２２の先端に設けられている。言い換えると、燃料タンク１０から燃料配管への燃料Ｆの流入を規制する弁３４がタンク挿入部２２の先端に設けられている。
本実施の形態では、図３（Ｂ）、図４に示すように、逆止弁３４は、タンク挿入部２２に揺動可能に取着され開口を開閉する弁体３４０２と、弁体３４０２を開口を閉塞する方向に付勢するねじりばね３４０４とを有している。
本実施の形態では、図２に示すように、逆止弁３４は、インレットロアパイプ２０の長手方向において、内部突出部２０Ａの先端と、インレットロアパイプ２０が貫通する燃料タンク１０の壁面の箇所との間に位置している。言い換えると、逆止弁３４は、結合部材１６の燃料配管の下流側端部に設けられている。
したがって、逆止弁３４がインレットロアパイプ２０で囲われているため、燃料タンク１０内で流動する燃料Ｆが直接逆止弁３４にかかることで逆止弁３４が破損し開かない状態となることを抑制できるため、給油時に燃料Ｆを燃料タンク１０内に円滑に導入する上で有利となる。

次に、フィラーパイプ１４とインレットロアパイプ２０とを結合する手順について説明する。
まず、結合部材１６のパイプ結合部２４をフィラーパイプ１４の端部に圧入することで結合部材１６がフィラーパイプ１４と液密に結合される。
次いで、塗装済みの燃料タンク１０を用意し、燃料タンク１０に接合されたインレットロアパイプ２０の内部に結合部材１６のタンク挿入部２２の先端を挿入する。
結合部材１６の挿入により、各爪部３２Ａがインレットロアパイプ２０の小径部２００２の内周面によって押圧され半径方向内方に変位することで、結合部材１６がインレットロアパイプ２０に対して軸合わせされ、すなわち、同一軸上に位置するように位置合わせされる。
さらなる結合部材１６の挿入により、シール部材２６が拡径部２００４を通って小径部２００２に挿入され、シール部材２６が小径部２００２の内周面に液密に弾接する。
さらなる結合部材１６の挿入により、インレットロアパイプ２０の外部突出部２０Ｂの先部にストッパ２８が当接する。そこで、結合部材１６を周方向に回して各係合爪３０を拡径部２００４の各係合孔２０１０に係合させる。
これにより、結合部材１６がインレットロアパイプ２０に液密に結合される。

本実施の形態によれば、インレットロアパイプ２０は、燃料タンク１０内に突出する内部突出部２０Ａと、燃料タンク１０外に突出する外部突出部２０Ｂとを有している。
そのため、インレットロアパイプ２０の外部突出部２０Ｂの長さを短くしても内部突出部２０Ａの長さを長くすることでインレットロアパイプ２０の全長を確保することができる。
これにより、結合部材１６のタンク挿入部２２をインレットロアパイプ２０に液密に結合した場合に、インレットロアパイプ２０がタンク挿入部２２を支持する部分の長さ（面積）を確保することができる。
そのため、インレットロアパイプ２０による結合部材１６の取付強度を確保する上で有利となる。しかも、インレットロアパイプ２０の燃料タンク１０の外方への突出量を抑制できるため、シーム溶接を行なうローラ電極がインレットロアパイプ２０に干渉しにくくなり、ローラ電極と干渉しないようにインレットロアパイプ２０をレイアウトする必要がなくなる。
したがって、フィラーパイプ１４と燃料タンク１０との結合構造の耐久性を確保しつつ、燃料タンク１０の設計の自由度を確保する上で有利となる。

また、本実施の形態では、結合部材１６のタンク挿入部２２がインレットロアパイプ２０に液密に挿入されることで、結合部材１６とインレットロアパイプ２０とのシール性を確保している。
結合部材１６が液密に挿入されるインレットロアパイプ２０の内周面は、外方に露出していないため、インレットロアパイプ２０の内周面は傷が付きにくく、塵埃が付着しないように管理すれば足りる。
一方、インレットロアパイプ２０の外周面に結合部材１６が結合される構造の場合、インレットロアパイプ２０の外周面の傷や燃料タンク１０の塗装の凹凸によって結合部材１６とインレットロアパイプ２０とのシール性が損なわれやすい。
したがって、このような構造の場合は、インレットロアパイプ２０の外周面に傷が付かないように保護キャップを装着しなくてはならず、インレットロアパイプ２０の外周面のうち塗装をしない部分をマスキングするといった手間が掛かり、製造工程が複雑なものとなる。
これに対して、本実施の形態では、このような保護キャップの着脱やマスキング作業に要する手間が掛からず製造工程の簡素化を図る上で有利となる。

また、シール部材２６がインレットロアパイプ２０の拡径部２００４を通過する際、拡径部２００４は小径部２００２よりも大きな直径であることから、シール部材２６と拡径部２００４の縁部との間に空間を確保することができる。そのため、シール部材２６が拡径部２００４の縁部のバリやエッジに接触して損傷することを防止する上で有利となる。シール部材２６の損傷を防止することで、結合部材１６とインレットロアパイプ２０とのシール性を確保する上で有利となる。
また、拡径部２００４は、シール部材２６の損傷を防止できる程度に小径部２００２よりも内径が大きければ足り、拡径部２００４の形状や寸法の精度はそれほど必要ない。そのため、シール部材２６の損傷を防止する拡径部２００４は簡単に加工され、インレットロアパイプ２０の製造工程の簡素化を図る上で有利となる。

また、位置合わせ部３２を設けたので、シール部材２６が拡径部２００４を通過する際、より確実にシール部材２６と拡径部２００４の縁部との間に空間を確保することができる。そのため、シール部材２６が拡径部２００４の縁部のバリやエッジに接触して損傷することを防止する上でより一層有利となり、結合部材１６とインレットロアパイプ２０とのシール性を確保する上でより一層有利となる。

１０ 燃料タンク
１２ インレットフィラーパイプ
１２０２ 給油口
１４ フィラーパイプ
１６ 結合部材
２０ インレットロアパイプ
２０Ａ 内部突出部
２０Ｂ 外部突出部
２００２ 小径部
２００４ 拡径部
２０１０ 係合孔
２２ タンク挿入部
２４ パイプ結合部
２６ シール部材
３０ 係合爪
３２ 位置合わせ部
３４ 逆止弁（弁）

Claims (2)

1. 給油口に接続され燃料配管の上流側に位置するフィラーパイプと、燃料タンクに接続され前記燃料配管の下流側に位置するインレットロアパイプと、前記フィラーパイプと前記インレットロアパイプとを結合する結合部材とを有するフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造であって、
   前記インレットロアパイプは前記燃料タンクの外部から内部に渡って貫通して設けられ、
   前記結合部材は円筒状に形成され、下流側の端部は前記インレットロアパイプに挿入されて前記燃料タンク内部に配置され、上流側の端部は前記燃料タンク外部で前記フィラーパイプに接続され、
   前記インレットロアパイプの前記燃料配管の上流側端部には拡径部が形成され、
   前記結合部材と前記インレットロアパイプとは、前記拡径部の箇所で結合し、
   前記拡径部より前記燃料配管の下流側で前記インレットロアパイプの内周面と前記結合部材の外周面との間で挟持されるシール部材が設けられ、
   前記結合部材の前記シール部材が配置された箇所よりも前記燃料配管の下流側に、前記インレットロアパイプの内周面に係合し前記インレットロアパイプと前記結合部材とを同軸上に合わせる位置合わせ部が設けられている、
   ことを特徴とするフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造。
2. 前記インレットロアパイプの前記下流側の端部は、前記結合部材の前記下流側の端部より、さらに下流に配置され、
   前記結合部材の前記下流側端部には前記燃料タンクから前記燃料配管への燃料の流入を規制する弁が設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載のフィラーパイプと燃料タンクとの結合構造。

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