JP7085263B2

JP7085263B2 - 燃料給油管のシール装置

Info

Publication number: JP7085263B2
Application number: JP2018143247A
Authority: JP
Inventors: 淳一石原
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-06-16
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020019324A

Description

本発明は、燃料給油管のシール装置、特に、車両の燃料タンク内及び燃料給油管内の気化燃料の大気流出を抑制する燃料給油管のシール装置に関する。

車両では、主にガソリンやアルコールなどの揮発性燃料が用いられる。これら揮発性燃料は、大気中は勿論、燃料タンク内でも気化（蒸発）する。こうした気化燃料の大気流出は、かねてより問題視されており、その大気流出抑制のために、例えば下記特許文献１に記載されるシール構造が開発されている。このシール構造では、車両の燃料給油管の途中に、給油ノズルのノズル先端部の外周に密封的に係合するシール部材を配設し、給油中、燃料給油管内及び燃料タンク内で生じた気化燃料が大気に流出しないようにしている。

特開昭６０－１９９７２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されるシール構造は、燃料給油中の気化燃料の大気流出は抑制できるものの、例えば燃料キャップを開けてから給油ノズルを燃料給油管に挿入するまでの間や、給油ノズルを燃料給油管から抜去してから燃料キャップを閉じるまでの間の気化燃料の大気流出は抑制できない。即ち、上記特許文献１に記載されるシール構造では、燃料キャップ開栓時で且つ給油ノズルが挿入されていないときには気化燃料が大気流出してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、給油ノズル挿入時及び燃料キャップ開栓時の双方で気化燃料の大気放散を可及的に抑制可能な燃料給油管のシール装置を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の燃料給油管のシール装置は、
燃料タンク内及び燃料給油管内の気化燃料の大気流出を抑制する燃料給油管のシール装置において、前記燃料給油管内に取付可能で、給油ノズルのノズル先端部が挿通可能な略円形の入口開口部を燃料給油口側に有し、該入口開口部と略同形状の出口開口部が該入口開口部と前記燃料給油管の管軸線方向反対側端部に形成されたケース部材と、前記ケース部材内に配設され、少なくとも前記出口開口部の開口断面を等分する分割片に形成され、前記入口開口部から前記給油ノズルが挿入された状態で前記ノズル先端部の外周に略密接する接触縁又は接触面及び前記出口開口部の開口断面が閉じられた状態で隣接する分割片の接触縁又は接触面が略密接する被接触縁又は被接触面を有する開閉分割体と、前記ケース部材内に設けられ、前記燃料給油管の管軸線と略平行な軸線を有し、前記入口開口部の外周よりも径方向外側領域に等配され、前記開閉分割体の夫々を回転可能に支持する回転軸と、前記開閉分割体の接触縁又は接触面が隣接する前記開閉分割体の被接触縁又は被接触面に当接する方向に各開閉分割体を前記回転軸の軸線周りに付勢する付勢手段と、を備え、前記開閉分割体には、前記出口開口部の開口断面が閉じられた状態で、前記入口開口部の外周に位置する部分が該入口開口部の開口断面中央に位置する部分に対して前記燃料給油口側となるように傾斜すると共に前記回転軸から遠い部分が該回転軸に近い部分に対して前記燃料給油口側となるように傾斜するカム面が前記燃料給油口側に形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、給油ノズルが挿入されていない状態の燃料キャップ開栓時には、付勢手段で付勢された隣接開閉分割体同士の接触縁又は接触面と被接触縁又は被接触面とが互いに略密接してケース部材の出口開口部の開口断面が閉じられ、これにより燃料給油管が閉じられて気化燃料の大気流出が抑制される。一方、給油ノズルが挿入されると、各開閉分割体が回転軸の軸線周りに入口開口部の径方向外側に回転し、その状態で各開閉分割体の接触縁又は接触面が給油ノズルのノズル先端部の外周に略密接し、これにより気化燃料の大気流出が抑制される。この給油ノズルの挿入時、給油ノズルのノズル先端部が各開閉分割体のカム面に当接してカム面が押されると、給油ノズルのノズル先端部は各開閉分割体のカム面上を滑る。

このとき、カム面は、給油ノズルの挿入方向に対して、入口開口部の開口断面中央に位置する部分ほど挿入方向先方となり且つ回転軸に近い部分ほど挿入方向先方となるように傾斜しているので、給油ノズルの挿入に伴って各開閉分割体は径方向外側に開くように回転軸の軸線周りに回転する。これに対し、給油ノズルを燃料給油管から抜去すれば、付勢手段により、各開閉分割体は、互いに隣接する被接触縁又は被接触面に接触縁又は接触面が当接する方向、即ち回転軸の軸線周りに径方向内側に回転し、再びケース部材の出口開口部の開口断面が閉じられる。従って、駆動源を要することなく、給油ノズルの未挿入時には燃料給油管内を閉じ、給油ノズルの挿入に伴って開口することができ、これにより給油ノズル挿入時及び燃料キャップ開栓時の双方で気化燃料の大気流出を可及的に抑制することができる。

請求項２に記載の燃料給油管のシール装置は、請求項１に記載の燃料給油管のシール装置において、前記開閉分割体には、前記接触縁又は接触面が隣接する開閉分割体の被接触縁又は被接触面に当接した状態で前記出口開口部を閉塞する閉塞平面が設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、給油ノズル未挿入時に出口開口部が全ての開閉分割体の閉塞平面で閉塞されるので、給油ノズルの未挿入時に燃料給油管内を確実に閉じることができ、これにより燃料キャップ開栓時の気化燃料の大気流出をより一層抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、駆動源を持たない簡易な構造でありながら、給油ノズル挿入時及び燃料キャップ開栓時の双方で気化燃料の大気放散を可及的に抑制することができ、これにより燃料消費量を可及的に低減することができ、結果として環境負荷や燃料費用を低減することができる。

本発明の燃料給油管のシール装置の一実施の形態を示す斜視図である。図１のシール装置を燃料給油管内に取付けた状態を示す断面図である。図１のシール装置の平面図である。図１のシール装置に用いられる開閉分割体及び回転軸及び付勢手段の斜視図である。図４の開閉分割体及び回転軸の三面図である。図１のシール装置に給油ノズルを挿入した状態の斜視図である。図６のシール装置の平面図である。

以下に、本発明の燃料給油管のシール装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のシール装置の斜視図、図２は、図１のシール装置を燃料給油管Ｐ内に取付けた状態の断面図、図３は、図１のシール装置の平面図である。また、図６は、図１のシール装置に給油ノズルＮを挿入した状態の斜視図、図７は、図６のシール装置の平面図である。

この実施の形態のシール装置は、燃料給油管Ｐ内に取付可能な円柱外観のケース部材１０内に収納されている。このケース部材１０は、例えば図２に示すように、有底円筒形状の本体部１０ａと、その本体部１０ａを覆う円板形状の蓋部１０ｂで構成され、図２で上方、即ち燃料給油口側に配置される蓋部１０ｂには、給油ノズルＮの断面円形のノズル先端部Ｔが挿入可能な円形の入口開口部１２が形成され、本体部１０ａの底部にも、入口開口部１２と同形状の出口開口部１４が形成されている。なお、以下の説明では、燃料給油口は、凡そ給油ノズルＮのノズル先端部Ｔが挿入される入口の開口部のみを意味し、この燃料給油口と図示しない燃料タンクを連結する管部を燃料給油管Ｐと規定する。

この実施の形態のシール装置では、上記本体部１０ａ及び蓋部１０ｂで構成されるケース部材１０内の円柱状の空間に、計６個の開閉分割体２０が収納されるように等分に配設されている。これら開閉分割体２０には、後述するように、夫々、回転軸１６及び付勢手段としてのばね部材１８（図１では回転軸及びばね部材を図示省略、図２ではばね部材を図示省略している）が取付けられており、図１～図３は、ばね部材１８の付勢力で６個の開閉分割体２０が、例えば入口開口部１２の径方向内側に回転して閉じた状態を示している。図３から明らかなように、６個の開閉分割体２０が径方向内側に回転するようにして閉じると、それら全ての開閉分割体２０によって出口開口部１４の開口断面が閉じられた状態となる。即ち、これら開閉分割体２０は、出口開口部１４（この実施の形態の場合は入口開口部１２も同じ）の開口断面を等分に分割する分割片からなる。

図４は、上記開閉分割体２０及び回転軸１６及び付勢手段であるばね部材１８の斜視図であり、図５は、図４の開閉分割体２０及び回転軸１６の三面図である。この実施の形態の開閉分割体２０には、前述のように、回転軸１６とばね部材１８が予め取付けられている。これらは互いに別体であってもよいし、又は何れか２部材だけを予め一体化しておいてもよい。回転軸１６は、軸線を燃料給油管Ｐの管軸線と平行又はほぼ平行として、上記入口開口部１２（出口開口部１４も同じ）の外周よりも少し径方向外側領域で等配状態に、ケース部材１０を燃料給油管Ｐの管軸線方向に貫通するようにして、ケース部材１０、具体的には本体部１０ａの底部及び蓋部１０ｂに回転自在に取付けられる。この回転軸１６は、平面視で２つの円弧と１つの曲線を組合せた凡そ三角形の開閉分割体２０の一つの角隅部に固定されており、従って開閉分割体２０は回転軸１６によって回転自在に支持される。なお、回転軸１６が開閉分割体２０と別体の場合には、回転軸１６をケース部材１０に固定し、回転軸１６に対して開閉分割体２０を回転自在に取付けるようにしてもよい。

この実施の形態のばね部材１８は、図４に示すねじりコイルばねからなり、コイル１８ａの両端をコイル径方向外側に伸長して２つの腕部１８ｂが形成されている。これらの腕部１８ｂを、コイル１８ａを巻き込んだり巻き戻したりする方向に変位させることで、コイル１８ａの軸線周りのねじりモーメントが生じる。このねじりモーメントをばねの自由状態に復元する力が付勢力となる。この実施の形態では、ねじりコイルばねからなるばね部材１８のコイル１８ａを回転軸１６の外周に被嵌し、一方の腕部１８ｂを開閉分割体２０の内部に固定し、他方の腕部１８ｂを、ケース部材１０の図示しない係止部に係止している。

また、各開閉分割体２０には、出口開口部１４側、即ち図４の下面に閉塞平面２２が形成されている。即ち、図１、図３に示すように、６個の開閉分割体２０が径方向内側に回転して閉じると、それら全ての開閉分割体２０の閉塞平面２２によって出口開口部１４が閉塞される。また、各開閉分割体２０の周面、即ち図４の側面は、前述した２つの円弧曲面と１つの円弧でない曲面とで構成される。この２つの円弧曲面は、同じ曲率であり、具体的には給油ノズルＮのノズル先端部Ｔの外周に略密接する円弧からなる。後述する図７から明らかなように、全ての開閉分割体２０が径方向外側に回転して開いた状態で、例えば図５の平面図の右上側面がノズル先端部Ｔの外周に略密接する接触面２４となり、６個の開閉分割体２０でノズル先端部Ｔの外周全周を覆うため、夫々の接触面２４の平面視の円弧長はノズル先端部Ｔの外周の略１／６となる。一方、図３から理解されるように、全ての開閉分割体２０が径方向内側に回転して閉じた状態で、図５の平面図の下側面が、隣接する開閉分割体２０の接触面２４が略密接する被接触面２６となる。なお、これら接触面２４及び被接触面２６は、原理上、夫々、接触縁及び被接触縁であってもよい。即ち、互いが面接触でなく、線接触する形態であってもよい。残りの１つの円弧でない曲面は、上記接触面２４及び被接触面２６を連結し、且つ回転軸１６の軸線周りに各開閉分割体２０が回転する際、隣接する開閉分割体２０の接触面２４や被接触面２６と干渉しない曲線で構成される。

この開閉分割体２０の入口開口部１２側、即ち図４の上面には、各開閉分割体２０を回転軸１６の軸線周りに径方向外側に回転させるためのカム面２８が形成されている。このカム面２８は、給油ノズルＮのノズル先端部Ｔが当たって、このカム面２８上を燃料給油管Ｐの奥方に向けて滑る際に、各開閉分割体２０を回転軸１６の軸線周りに径方向外側に向けて回転させるものである。そのため、このカム面２８は、全ての開閉分割体２０によって出口開口部１４の開口断面が閉じられた状態で、例えば入口開口部１２の外周に位置する部分が入口開口部１２の開口断面中央に位置する部分に対して燃料給油口側となるように傾斜すると共に回転軸１６から遠い部分が回転軸１６に近い部分に対して燃料給油口側となるように傾斜している。なお、この実施の形態では、カム面２８を平坦面としているが、凹面又は凸面状に湾曲した面であってもよい。

この実施の形態のシール装置では、給油ノズルＮが入口開口部１２内に挿入されていないとき、各開閉分割体２０は、付勢手段であるばね部材１８によって、回転軸１６の軸線周りに径方向内側に向けて回転するように付勢されており、これにより各開閉分割体２０の接触面２４が隣接する開閉分割体２０の被接触面２６に略密接して出口開口部１４の開口断面が閉塞され、これにより燃料給油管Ｐ内が閉じられる。従って、燃料キャップ開栓時で且つ給油ノズルＮ未挿入時であっても、燃料タンク内及び燃料給油管Ｐ内の気化燃料が大気流出するのを抑制することができる。

一方、燃料キャップ開栓後に、燃料給油口から燃料給油管Ｐ内に給油ノズルＮが挿入されると、給油ノズルＮのノズル先端部Ｔが各開閉分割体２０のカム面２８に当接する。この状態からノズル先端部Ｔが燃料給油管Ｐの奥方に押し込まれると、それに伴ってノズル先端部Ｔがカム面２８上を滑る。このとき、カム面２８は、給油ノズルＮの挿入方向に対して、入口開口部１２の開口断面中央に位置する部分ほど挿入方向先方となり且つ回転軸１６に近い部分ほど挿入方向先方となるように傾斜しているので、給油ノズルＮの挿入に伴って各開閉分割体２０は径方向外側に開くように回転軸１６の軸線周りに回転する。

その結果、例えば出口開口部１４よりも燃料給油管Ｐの奥方まで給油ノズルＮのノズル先端部Ｔが挿入されると、全ての開閉分割体２０の接触面２４がノズル先端部Ｔの外周全周に略密接するので、このノズル先端部Ｔと全開閉分割体２０とで出口開口部１４が閉塞され、燃料タンク内及び燃料給油管Ｐ内の気化燃料の大気流出が抑制される。これに対し、給油ノズルＮを燃料給油管Ｐ内から抜去すれば、再び、ばね部材１８によって各開閉分割体２０が出口開口部１４の径方向内側に回転して互いに略密接し、燃料給油管Ｐ内が閉塞される。

このように、この実施の形態の燃料給油管のシール装置では、給油ノズルＮが挿入されていない状態の燃料キャップ開栓時には、ばね部材（付勢手段）１８で付勢された隣接開閉分割体２０同士の接触面２４と被接触面２６とが互いに略密接してケース部材１０の出口開口部１４の開口断面が閉じられ、これにより燃料給油管Ｐが閉じられて気化燃料の大気流出が抑制される。一方、給油ノズルＮが挿入されると、各開閉分割体２０が回転軸１６の軸線周りに入口開口部１２の径方向外側に回転し、その状態で各開閉分割体２０の接触面２４が給油ノズルＮのノズル先端部Ｔの外周に略密接し、これにより気化燃料の大気流出が抑制される。

この給油ノズルＮの挿入時、給油ノズルＮのノズル先端部Ｔが各開閉分割体２０のカム面２８に当接してカム面２８が押されると、給油ノズルＮのノズル先端部Ｔは各開閉分割体２０のカム面２８上を滑る。このとき、開閉分割体２０のカム面２８は、給油ノズルＮの挿入方向に対して、入口開口部１２の開口断面中央に位置する部分ほど挿入方向先方となり且つ回転軸１６に近い部分ほど挿入方向先方となるように傾斜しているので、給油ノズルＮの挿入に伴って各開閉分割体２０は径方向外側に開くように回転軸１６の軸線周りに回転する。

これに対し、給油ノズルＮを燃料給油管Ｐから抜去すれば、付勢手段により、各開閉分割体２０は、互いに隣接する被接触面２６に接触面２４が当接する方向、即ち回転軸１６の軸線周りに径方向内側に回転し、再びケース部材１０の出口開口部１４の開口断面が閉じられる。従って、駆動源を要することなく、給油ノズルＮの未挿入時には燃料給油管Ｐ内を閉じ、給油ノズルＮの挿入に伴って開口することができ、これにより給油ノズルＮ挿入時及び燃料キャップ開栓時の双方で気化燃料の大気流出を可及的に抑制することができる。

以上、実施の形態に係る車両用連結部材について説明したが、本件発明は、上記実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、本件発明の要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、出口開口部１４を入口開口部１２と同形状としたが、出口開口部１４の形状は、入口開口部１２とほぼ同じ形状であってもよい。

また、開閉分割体２０の個数、即ち出口開口部１４の分割数は上記に限定されるものではないが、開閉分割体２０の個数が大きくなると構造が極めて煩雑となり、一方で開閉分割体２０の個数が小さくなると、各開閉分割体２０が入口開口部１２（出口開口部１４も同じ）の径方向外側に回転して開いたときの所用面積が大きくなり、実質的に燃料給油管Ｐ内に収納できなくなるおそれがある。

また、開閉分割体２０を入口開口部１２（出口開口部１４も同じ）の径方向内側に回転させる付勢手段はねじりコイルばねに限定されるものではなく、種々のばね部材や弾性部材などが適用可能である。

１０ケース部材
１２入口開口部
１４出口開口部
１６回転軸
１８ばね部材（付勢手段）
２０開閉分割体
２２閉塞平面
２４接触面（接触縁）
２６被接触面（被接触縁）
２８カム面
Ｐ燃料給油管
Ｎ給油ノズル
Ｔノズル先端部

Claims

燃料タンク内及び燃料給油管内の気化燃料の大気流出を抑制する燃料給油管のシール装置において、
前記燃料給油管内に取付可能で、給油ノズルのノズル先端部が挿通可能な略円形の入口開口部を燃料給油口側に有し、該入口開口部と略同形状の出口開口部が該入口開口部と前記燃料給油管の管軸線方向反対側端部に形成されたケース部材と、
前記ケース部材内に配設され、少なくとも前記出口開口部の開口断面を等分する分割片に形成され、前記入口開口部から前記給油ノズルが挿入された状態で前記ノズル先端部の外周に略密接する接触縁又は接触面及び前記出口開口部の開口断面が閉じられた状態で隣接する分割片の接触縁又は接触面が略密接する被接触縁又は被接触面を有する開閉分割体と、
前記ケース部材内に設けられ、前記燃料給油管の管軸線と略平行な軸線を有し、前記入口開口部の外周よりも径方向外側領域に等配され、前記開閉分割体の夫々を回転可能に支持する回転軸と、
前記開閉分割体の接触縁又は接触面が隣接する前記開閉分割体の被接触縁又は被接触面に当接する方向に各開閉分割体を前記回転軸の軸線周りに付勢する付勢手段と、を備え、
前記開閉分割体には、前記出口開口部の開口断面が閉じられた状態で、前記入口開口部の外周に位置する部分が該入口開口部の開口断面中央に位置する部分に対して前記燃料給油口側となるように傾斜すると共に前記回転軸から遠い部分が該回転軸に近い部分に対して前記燃料給油口側となるように傾斜するカム面が前記燃料給油口側に形成されたことを特徴とする燃料給油管のシール装置。
前記開閉分割体には、前記接触縁又は接触面が隣接する開閉分割体の被接触縁又は被接触面に当接した状態で前記出口開口部を閉塞する閉塞平面が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の燃料給油管のシール装置。