(57)【要約】【課題】本発明は、給油時における円滑な燃料の流れを実現するとともに配策性に優れた燃料パイプ３０を提供する。【解決手段】燃料パイプ３０は、フィラーネック２０と燃料タンクＦＴとを接続し、ストレート形状の第１接続部３１と、第１蛇腹部３２と、第２蛇腹部３３とを備えている。第２蛇腹部３３は、ほぼ一定のピッチで、同一形状の山部と谷部とを交互に配置した凹凸形状である。第１蛇腹部３２は、山部と谷部とを交互に配置した凹凸形状であり、第１蛇腹部３２の外面の谷部の深さが第２蛇腹部３３と第１接続部３１側から第２蛇腹部３３側へ向かうにつれて、第２蛇腹部３３とほぼ同一のピッチで第２蛇腹部３３の谷部の深さに近づくように段階的に大きくなっており、第１蛇腹部３２の内面が谷部にほぼ一定の肉厚で沿うような曲面で形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入口（２１ａ）を有するフィラーネック（２０）と燃料タンク（ＦＴ）とを接続する樹脂製の燃料パイプにおいて、
上記燃料パイプ（３０）は、上記フィラーネック（２０）の管接続部（２２）に圧入されるストレート形状の第１接続部（３１）と、上記第１接続部（３１）の一端に接続された第１蛇腹部（３２）と、第１蛇腹部（３２）に接続され上記燃料タンク（ＦＴ）との間に配置された第２蛇腹部（３３）とを備え、
上記第２蛇腹部（３３）は、同一形状の山部と谷部とを交互に配置した凹凸形状であり、
上記第１蛇腹部（３２）は、山部と谷部とを交互に配置した周方向で断面が同一の凹凸形状であり、該第１蛇腹部（３２）の外面の谷部の深さが上記第１接続部（３１）側から第２蛇腹部（３３）側へ向かうにつれて、上記第２蛇腹部（３３）の谷部の深さに近づくように段階的に大きくなっており、第１蛇腹部（３２）の谷部の内径が上記第１接続部（３１）から第１蛇腹部（３２）に向かうにつれて上記第２蛇腹部（３３）の谷部の内径に近づくように段階的に小さくなっていること、
を特徴とする樹脂製の燃料パイプ。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂製の燃料パイプにおいて、
上記第１蛇腹部（３２）の山部と谷部の数は、２〜３個である樹脂製の燃料パイプ。
【請求項３】
請求項２に記載の樹脂製の燃料パイプにおいて、
上記第２蛇腹部（３３）は、山部の肉厚が谷部の肉厚よりも大きく形成されている樹脂製の燃料パイプ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の樹脂製の燃料パイプを上記フィラーネック（２０）の管接続部（２２）に圧入一体化した燃料注入管であって、上記第１蛇腹部（３２）および上記第２蛇腹部（３３）が熱曲げ成形して屈曲部とされている燃料注入管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクに燃料を導くための樹脂製の燃料パイプおよび燃料注入管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の燃料タンクに燃料を導くための燃料パイプとして、フィラーネックの端部に接続され、軽量化に優れた樹脂製のパイプが知られている。この種の樹脂製の燃料パイプには、配策を容易にするために、蛇腹形状を設けている。しかし、蛇腹形状は、燃料注入時に流動抵抗を増すために、円滑な給油の妨げになることがある。
【０００３】
こうした課題を解決するための技術として、フィラーネックの端部に、蛇腹部を有する燃料パイプを接続するとともに、燃料パイプの蛇腹部の内側に整流板を配置して、フィラーネックから流出した燃料を整流板に当てることで、燃料の流れを円滑にする構成が知られている（特許文献１）。しかし、蛇腹部の内側に配置した整流板は、部品点数を増加させるだけでなく、蛇腹部の本来の作用である曲げの自由度を低下し、配策性を低下させるという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の技術の課題を踏まえ、給油時における円滑な燃料の流れを実現するとともに配策性に優れた樹脂製の燃料パイプおよび燃料注入管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
適用例１は、注入口を有するフィラーネックと燃料タンクとを接続する樹脂製の燃料パイプにおいて、
上記燃料パイプは、上記フィラーネックの管接続部に圧入されるストレート形状の第１接続部と、上記第１接続部の一端に接続された第１蛇腹部と、第１蛇腹部に接続され上記燃料タンクとの間に配置された第２蛇腹部とを備え、
上記第２蛇腹部は、同一形状の山部と谷部とを交互に配置した凹凸形状であり、
上記第１蛇腹部は、山部と谷部とを交互に配置した周方向で断面が同一の凹凸形状であり、該第１蛇腹部の外面の谷部の深さが上記第１接続部側から第２蛇腹部側へ向かうにつれて、上記第２蛇腹部の谷部の深さに近づくように段階的に大きくなっており、第１蛇腹部の谷部の内径が上記第１接続部から第１蛇腹部に向かうにつれて上記第２蛇腹部の谷部の内径に近づくように段階的に小さくなっていること、を特徴とする。
【０００８】
適用例１にかかる第１蛇腹部は、第１接続部から第２蛇腹部に移行する形状として、該第１蛇腹部の外面の谷部の深さが第２蛇腹部の深さに段階的に近づくように大きくなるとともに、第１蛇腹部の谷部の内径が上記第１接続部から第１蛇腹部に向かうにつれて上記第２蛇腹部の谷部の内径に近づくように段階的に小さくなっている曲面としている。よって、第１接続部から流出した燃料は、緩やかな曲面に沿って流れ、つまり、流れの妨げとなる切り立った壁がなく、乱流にならないから、給油時における流路抵抗が小さくなり、円滑な給油を行なうことができる。また、第１接続部の出口付近の乱流によって、給油ガンの周囲が燃料で満たされることがなく、給油ガンのオートストップ機能に誤作動を生じさせることもない。
【０００９】
また、第１蛇腹部の外面は、第２蛇腹部の蛇腹形状より厚肉でありかつ曲げ剛性の大きい凹凸形状であるから、燃料パイプに加わった曲げ応力が第２蛇腹部の端部だけに加わることなく、第１蛇腹部でも受けて緩やかに曲げられ、第１蛇腹部および第２蛇腹部で座屈することがない。
【００１０】
さらに、第１蛇腹部は、第１接続部および第２蛇腹部の間に、汎用の射出成形により一体形成できるので、従来の技術で説明したような別部材としての整流板を設ける必要がなく、製造も容易である。
【００１１】
また、第１蛇腹部は、その全周にわたって断面形状が同じであるから、直線状の燃料パイプを曲げ成形する際に、周方向の位置が任意でよく、曲げ作業が容易である。
【００１２】
［適用例２］
適用例２の第１蛇腹部は、山部と谷部の数を２〜３個とした構成である。第１蛇腹部の数は、隣接する山部のピッチやパイプの外径によっても依存するが、２〜３個であることが好ましい。これは、多すぎると、ストレート形状に近く、曲げにくくなり、また、少ないと、上述した燃料の流れを円滑にする作用が得られないからである。
【００１３】
［適用例３］
適用例３の第２蛇腹部は、山部の肉厚が谷部の肉厚よりも大きく形成されている構成である。この構成の山部は、谷部よりも曲げ強度の大きいリブとして作用し、第１蛇腹部に対して急激な曲げ強度の減少が少なく、この間で折曲するのを回避できる。
【００１４】
［適用例４］
適用例４は、樹脂製の燃料パイプを上記フィラーネックの管接続部に圧入一体化した燃料注入管であって、上記第１蛇腹部および上記第２蛇腹部が熱曲げ成形して屈曲部とされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（１）  燃料供給機構１０の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる蛇腹部を有するフィラーパイプにより燃料タンクに接続する燃料供給機構１０を示す概略構成図である。燃料供給機構１０は、自動車の燃料タンクＦＴへの燃料供給に使用されるものであり、フィラーネック２０と、フィラーネック２０に接続される樹脂製の燃料パイプ３０と、燃料パイプ３０を燃料タンクＦＴに接続するタンク接続部材４０と、タンク接続部材４０に設けられ燃料および燃料蒸気が逆流して外部へ放出されるのを防止する逆止弁４２と、燃料キャップＦＣと、給油時に燃料タンクＦＴ内を外部へ通気するためのブリーザパイプ（図示省略）とを備えている。なお、フィラーネック２０と燃料パイプ３０とにより燃料注入管を構成している。この構成により、給油時に燃料キャップＦＣをフィラーネック２０から外して、給油ガンによりフィラーネック２０に燃料を注入すると、燃料は、フィラーネック２０、燃料パイプ３０で構成される燃料供給通路１０Ｐを通じて、燃料タンクＦＴに供給される。以下、各部の構成について説明する。
【００１６】
（２）  各部の構成
（２）−１  フィラーネック２０
図２は図１のフィラーネック２０および燃料パイプ３０の一部を拡大した断面図である。フィラーネック２０は、注入口２１ａと流出口２１ｂとを接続し、燃料供給通路１０Ｐの一部である注入通路２０Ｐを構成するネック本体２１を備えている。ネック本体２１の下端には、流出口２１ｂを有し燃料パイプ３０を接続するための管接続部２２が形成されている。また、ネック本体２１の内側には、燃料キャップＦＣを開閉自在に取り付ける取付金具２４が取り付けられている。
【００１７】
（２）−２  燃料パイプ３０
燃料パイプ３０は、耐燃料透過性に優れたバリア層を有する複数の層から形成されており、フィラーネック２０の管接続部２２からタンク接続部材４０までの燃料通路を接続するためのものであり、フィラーネック２０から燃料タンクＦＴまでの曲がった経路への配策を容易にするために、ストレート部や蛇腹部などの形状の異なったパイプである。図３は燃料パイプ３０を曲げる前の状態を示す断面図である。燃料パイプ３０は、フィラーネック２０側からタンク接続部材４０へ順に、第１接続部３１、第１蛇腹部３２、第２蛇腹部３３、直管部３４、第３蛇腹部３５、第２接続部３６を備えている。
【００１８】
図４は第１接続部３１、第１蛇腹部３２および第２蛇腹部３３の端部を示す半断面図であり、図５は図４の寸法形状を説明する説明図である。第１接続部３１は、フィラーネック２０の管接続部２２に圧入されることで管接続部２２に接続される部位であり、断面が円形のストレート部である。第１接続部３１の寸法は、外径Ｄ１が４１．５ｍｍ、内径Ｄ２が３５．５ｍｍ、長さＬ１が２５ｍｍである。
【００１９】
第１蛇腹部３２は、第１接続部３１と第２蛇腹部３３とを接続する複数の山部と谷部とからなる凹凸形状であり、後述するようにフィラーネック２０から流出する燃料の乱れを抑制するとともに、第２蛇腹部３３の滑らかな曲げを確保しつつ第１接続部３１と第２蛇腹部３３との間の折曲を防止する部位である。すなわち、第１蛇腹部３２は、２個の遷移部３２ａ，３２ｂからなり、それらの凹凸形状が異なっている。遷移部３２ａ，３２ｂの間のピッチＰ１は、７．３ｍｍで同じであるが、外面の谷部が断面半径の一部および断面半円であり、その深さｄｐ１，ｄｐ２がそれぞれ１．０ｍｍ、２．０ｍｍであり、半径ｒ１，ｒ２が６．５ｍｍ、３ｍｍである。また、第１蛇腹部３２の内周部は、遷移部３２ａ，３２ｂの外形に所定の肉厚が２ｍｍで沿い、その間がなまされた曲面になっている。したがって、第１蛇腹部３２の形状は、遷移部３２ａが第１接続部３１側のストレート形状に近く、遷移部３２ａが第２蛇腹部３３の形状に近くなっている。
【００２０】
第２蛇腹部３３は、第１蛇腹部３２の一端に接続され、同じ形状の山部および谷部が連続して形成されており、軸方向に対して直角方向へ大きな曲げ特性を有している。第２蛇腹部３３は、ピッチＰ１が７．３ｍｍであり、その外面の形状において、深さｄｐ３が６ｍｍ、谷部の底の半径ｒ３が２ｍｍでほぼ半円であり、山部の頂部の幅ｗ１が１．９ｍｍである。第２蛇腹部３３の内面は、谷部の半円と同心円上で半径ｒ４が５ｍｍ、つまり肉厚ｔの２ｍｍを加えた寸法であり、隣接する凹所の内面の接合部で滑らかに形成されている。
ここで、第１蛇腹部３２および第２蛇腹部３３の深さｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３は、本実施例にて、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍであるが、その比率は、外径やピッチによりも異なるが、ｄｐ１：ｄｐ２が１：１．５〜３、ｄｐ２：ｄｐ３が１：１．５〜３であることが好ましい。また、第１蛇腹部３２の谷部の内径をｄｈ１、ｄｈ２とし、第２蛇腹部３３の谷部の内径をｄｈ３とすると、ｄｈ１＞ｄｈ２＞ｄｈ３である。
【００２１】
図６は第３蛇腹部３５の一部を示す断面図である。第３蛇腹部３５は、タンク接続部材４０の付近の大きな曲げ経路に対応できる形状であり、その肉厚が山部および谷部でほぼ等しい。ここで、第３蛇腹部３５のピッチＰ２が６ｍｍであり、谷部の深さｄｐ４が６．２５ｍｍであり、底部の半径ｒ５は０．５ｍｍであり、その肉厚は、０．８〜１．５ｍｍである。このように蛇腹の形状が、山部および谷部の凹凸が大きいと、大きな曲げに対応することができる一方で、流路抵抗が増す。しかし、第３蛇腹部３５内における流速は、ほぼ一定になっており、蛇腹の形状が流速に影響し難いから、第１蛇腹部３２や第２蛇腹部３３のような特別な形状とする必要がない。
【００２２】
図７は燃料パイプ３０の端部を示す断面図である。燃料パイプ３０は、耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層をサンドイッチにした５層から形成されている。すなわち、燃料パイプ３０は、内層３０ａと、接着層３０ｂと、バリア層３０ｃと、接着層３０ｄと、外層３０ｅとを備え、これらを形成する樹脂材料を同時に押し出すとともにパイプ形状に賦形する、後述するコルゲート成形方法により製造される。ここで、内層３０ａは、燃料に対する耐性を主目的として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している。バリア層３０ｃは、耐燃料透過性を主目的としてエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を選択している。外層３０ｅは、機械的強度を主目的として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している。また接着層３０ｂ，３０ｄは、バリア層３０ｃと内層３０ａまたは外層３０ｅの両方に接着することを主目的として、極性官能基としてマレイン酸変性した変性ポリエチレン（ｍ−ＰＥ）を選択している。変性ポリエチレンは、同系のポリエチレンであるから外層３０ｅおよび内層３０ａのＨＤＰＥに溶着するとともに、ＥＶＯＨと化学接着により接合することから、これらの層間を接着する作用がある。
【００２３】
（３）  給油時における燃料供給機構１０の作用・効果
図１および図２において、上記実施例にかかる燃料供給機構１０によれば、燃料をフィラーネック２０の注入口２１ａに供給すると、燃料は、フィラーネック２０から燃料パイプ３０に流入し、燃料パイプ３０の燃料通路を流れ、タンク接続部材４０から逆止弁４２を経て、燃料タンクＦＴに流入する。
【００２４】
（４）  燃料供給機構１０の製造工程
次に、燃料パイプ３０の製造工程について説明する。図８は燃料パイプ３０を製造するためのパイプ製造装置５０を説明する概略構成図である。パイプ製造装置５０は、ストレート部や蛇腹部とで異なる断面形状にて、連続的に燃料パイプ３０を形成することができるものであり、いわゆるコルゲート機構を用いている。パイプ製造装置５０は、押出管体３０Ｐを押し出す管体押出ユニット６０と、管体押出ユニット６０から押し出された押出管体３０Ｐの外周部を賦形する成形用金型ユニット７０と、成形用金型ユニット７０をループ状に搬送する搬送装置８０と、により構成されている。
管体押出ユニット６０は、燃料パイプ３０を５層の樹脂材料を同心状に押し出すための押出装置を備え、押出装置はスクリュ、シリンダおよびダイなどから構成されている。成形用金型ユニット７０は、燃料パイプ３０の各部に倣った成形面、つまりストレート部、蛇腹部の形状に倣った成形面をそれぞれ有する複数の金型７１（７１Ａ〜７１Ｄ・・・）を備え、これらが押出管体３０Ｐが搬送される搬送経路ＦＬを通るようにそれぞれ配置されている。金型７１は、搬送される押出管体３０Ｐの中心軸に沿って分割された割型で構成されており、それらの割型がそれぞれループ状であり、型締めされるように配置されている。金型７１の成形面には、図示しない吸引ポンプに接続される吸引通路が開口している。
【００２５】
パイプ製造装置５０により燃料パイプ３０を製造するには、まず、管体押出ユニット６０により押出管体３０Ｐを押し出した後に、成形用金型ユニット７０の金型７１をループ状に搬送することにより行なう。このとき、金型７１は、押出管体３０Ｐ内にブローされるとともに、金型７１の成形面が吸引ポンプにより吸引されることにより、図３に示す燃料パイプ３０の蛇腹などの凹凸形状が賦形される。こうした連続工程を繰り返し、賦形された押出管体３０Ｐを所定の位置で切断する。その後、蛇腹部を賦形した押出管体を樹脂の軟化点（８０〜９０℃）に予熱して、曲げ加工を施すことにより、第１蛇腹部３２と第２蛇腹部３３とを屈曲部とした燃料パイプ３０が得られる。
【００２６】
（５）  実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
（５）−１  図４および図５に示すように、第１接続部３１から第２蛇腹部３３に移行する形状として、第１蛇腹部３２の外面の谷部の深さが第２蛇腹部３３の深さに段階的に近づくように大きくなるとともに、その内面が谷部にほぼ一定の肉厚で沿うような曲面としている。よって、図９に示すように、給油ガンＦＧから燃料が給油されると、第１接続部３１を経て、第１蛇腹部３２に達し、さらに第２蛇腹部３３に沿って流れる。このとき、第１蛇腹部３２の内面は、緩やかな曲面であり、つまり、流れの妨げとなる切り立った壁がなく、燃料を乱流にしないから、給油時における流路抵抗が小さくなり、円滑な給油を行なうことができる。また、第１接続部３１の出口付近の乱流によって、給油ガンの周囲が燃料で満たされることがなく、給油ガンのオートストップ機能に誤作動を生じさせることもない。
【００２７】
（５）−２  第１蛇腹部３２の外面は、第２蛇腹部３３の蛇腹形状より厚肉でありかつ曲げ剛性の大きい凹凸形状であるから、燃料パイプ３０に加わった曲げ応力が第２蛇腹部３３の端部だけに加わることなく、第１蛇腹部３２でも受けて緩やかに曲げられ、第１蛇腹部３２および第２蛇腹部３３で座屈することがない。
【００２８】
（５）−３  第１蛇腹部３２は、第１接続部３１および第２蛇腹部３３の間に、図８に示す方法により一体形成できるので、従来の技術で説明したような別部材としての整流板を設ける必要がなく、製造も容易である。
【００２９】
（５）−４  第１蛇腹部３２は、その全周の断面で同じ形状であるから、押出直後の直線状の燃料パイプ３０を曲げ成形する際に、周方向の位置が任意でよく、曲げ作業が容易である。
【００３０】
（５）−５  第２蛇腹部３３は、山部の肉厚が谷部の肉厚よりも大きく形成されているので、山部は、谷部よりも曲げ強度の大きいリブとして作用し、第１蛇腹部に対して急激な曲げ強度の減少が少なく、この間で折曲するのを回避できる。
【００３１】
（５）−６  第１蛇腹部３２と第２蛇腹部３３とが同一ピッチとすることで、金型も同一ピッチにでき、生産性に優れている。
【００３２】
（６）  他の実施例
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、第１蛇腹部３２のピッチＰ１は、一定としたが、これに限らず、その流路特性や曲げ特性を損なわない限り、徐々に変更してもよい。また、第１蛇腹部３２の山部と谷部の個数は、上記実施例では２個の場合について説明したが、燃料パイプ３０の形状や曲げ経路に応じて、３個以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例にかかる蛇腹部を有するフィラーパイプを用いて燃料タンクに接続する燃料供給機構を示す概略構成図である。
【図２】図１のフィラーネックおよび燃料パイプの一部を拡大した断面図である。
【図３】燃料パイプを曲げる前の状態を示す断面図である。
【図４】第１接続部、第１蛇腹部および第２蛇腹部の端部を示す断面図である。
【図５】第１接続部、第１蛇腹部および第２蛇腹部の端部を説明する説明図である。
【図６】第３蛇腹部の一部を示す断面図である。
【図７】燃料パイプの積層構造を説明する説明図である。
【図８】燃料パイプを製造するためのパイプ製造装置を説明する概略構成図である。
【図９】燃料パイプの作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…燃料供給機構
１０Ｐ…燃料供給通路
２０…フィラーネック
２０Ｐ…注入通路
２１…ネック本体
２１ａ…注入口
２１ｂ…流出口
２２…管接続部
２４…取付金具
３０…燃料パイプ
３０Ｐ…押出管体
３０ａ…内層
３０ｂ，３０ｄ…接着層
３０ｃ…バリア層
３０ｅ…外層
３１…第１接続部
３２…第１蛇腹部
３２ａ，３２ｂ…遷移部
３３…第２蛇腹部
３４…直管部
３５…第３蛇腹部
３６…第２接続部
４０…タンク接続部材
４２…逆止弁
５０…パイプ製造装置
６０…管体押出ユニット
７０…成形用金型ユニット
７１…金型
８０…搬送装置
ＦＣ…燃料キャップ
ＦＧ…給油ガン
ＦＬ…搬送経路
ＦＴ…燃料タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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