(57)【要約】【課題】クイックコネクタを接続する管体装着部５４ａの機械的強度が大きく、かつ耐衝撃性に優れた燃料遮断弁２０を提供する。【解決手段】燃料遮断弁２０は、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｃを覆う蓋本体５３と、燃料タンクＦＴ内と外部管体ＱＣとを接続する管側通路５４ｃを有し外部管体ＱＣをシール部材ＱＣａを介して外装するための管体装着部５４ａとを備え、蓋内層５１（第１の樹脂層）と蓋外層５２（第２の樹脂層）とを積層することにより構成されている。蓋内層５１は、ポリアミド樹脂から形成され、少なくとも管側通路５４ｃの壁面および管体装着部５４ａを構成し、蓋外層５２は、ポリアミド樹脂に反応接着する官能基を有するポリエチレンから形成され、少なくとも蓋溶着端５３ｂを構成するとともに第１の樹脂層の一部に積層されるように構成している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの取付穴を覆うとともに該取付穴の周縁に溶着される蓋溶着端を有する蓋本体と、該蓋本体から突設され燃料タンク内外を接続するための管側通路を有し外部管体が外装される管体装着部と、を備え、第１の樹脂層と第２の樹脂層とを積層することにより形成された管継手において、
上記管体装着部は、上記外部管体を該管体装着部にシール部材を介して外装したときに、該外部管体の開口端に当たるとともに上記シール部材を止めるための係止突部を備え、
上記第１の樹脂層は、ポリアミド樹脂から形成され、少なくとも上記管側通路の壁面および上記管体装着部を構成し、
上記第２の樹脂層は、上記ポリアミド樹脂に反応接着する官能基を有するポリエチレンから形成され、少なくとも上記蓋溶着端を構成するとともに上記第１の樹脂層の一部に積層されるとともに、上記蓋溶着端から上記係止突部まで延設されているように構成したこと、
を特徴とする管継手。
【請求項２】
請求項１の管継手において、
上記管体装着部の根元部における第２の樹脂層の厚さは、上記根元部における第１の樹脂層の厚さより厚く形成されている管継手。
【請求項３】
請求項１に記載の管継手において、
上記ポリエチレンは、その比重が０．９４以下であり、マレイン酸変性の中密度ポリエチレンである管継手。
【請求項４】
燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクの内外を連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンクに形成された取付穴を覆うとともに、該取付穴の周縁に溶着される蓋溶着端を有する蓋本体と、該蓋本体から突設され燃料タンク内外を接続するための管側通路を有し外部管体が外装される管体装着部と、を備え、第１の樹脂層と第２の樹脂層とを積層することにより形成された蓋体と、を備え、
上記管体装着部は、上記外部管体を該管体装着部にシール部材を介して外装したときに、該外部管体の開口端に当たるとともに上記シール部材を止めるための係止突部を備えた燃料遮断弁であって、
上記蓋体に装着され、上記燃料タンク内に連通する弁室を形成するケース本体と、
上記弁室に収納され、上記接続通路を開閉する弁体と、
上記ケース本体の外周に配置されたシール部材と、
上記シール部材を上記ケース本体側に押圧してシールするとともに、上記蓋本体に熱溶着可能である樹脂材料から形成されたシール保持部と、
を備え、
上記第１の樹脂層は、ポリアミド樹脂から形成され、少なくとも上記管側通路の壁面および上記管体装着部を構成し、
上記第２の樹脂層は、上記ポリアミド樹脂に反応接着する官能基を有するポリエチレンから形成され、少なくとも上記蓋溶着端を構成するとともに上記第１の樹脂層の一部に積層されるとともに、上記蓋溶着端から上記係止突部まで延設されているように構成し、上記管体装着部の根元部の厚さが該根元部における第１の樹脂層より厚く形成されていること、を特徴とする燃料遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクの上部に装着され外部管体に接続される管継手および燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
従来、この種の管継手として、特開２００２−２３５６２４号公報（特許文献１）のように燃料遮断弁に用いられた構成が知られている。この管継手は、燃料タンクの取付穴を覆うとともに該取付穴の周縁に溶着される蓋溶着端を有する蓋本体と、該蓋本体から突設され燃料タンク内と外部管体とを接続する管側通路を有する管体装着部（ポート）とを備え、これらを２つの樹脂層を積層することにより構成されている。この構成では、管体装着部がポリエチレンから形成されているので、機械的強度が弱く、Ｏリングなどの圧縮により経年変化してシール性の不良を起こしやすい。
【０００３】
また、他の特開２００２−２９３１４４号公報（特許文献２）が知られている。この管継手を用いた燃料遮断弁は、管体装着部の全体をポリアミドからなるバリア層で覆っているので、耐衝撃性が低く、落下した場合などの大きな衝撃が加わったときなどに管体装着部が損傷しやすいという問題があった。
【特許文献１】
特開２００２−２３５６２４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９３１４４号公報
【０００４】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、管体装着部の機械的強度が大きく、かつ耐衝撃性に優れた管継手および燃料遮断弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクの取付穴を覆うとともに該取付穴の周縁に溶着される蓋溶着端を有する蓋本体と、該蓋本体から突設され燃料タンク内外を接続するための管側通路を有し上記外部管体を外装するための管体装着部と、を備え、第１の樹脂層と第２の樹脂層とを積層することにより形成された管継手において、
上記第１の樹脂層は、ポリアミド樹脂から形成され、少なくとも上記管側通路の壁面および上記管体装着部を構成し、
上記第２の樹脂層は、上記ポリアミド樹脂に反応接着する官能基を有するポリエチレンから形成され、少なくとも上記蓋溶着端を構成するとともに上記第１の樹脂層の一部に積層されるように構成したことを特徴とする。
【０００６】
本発明にかかる管継手では、燃料タンクの取付穴を蓋本体で覆うとともに、取付穴の周縁に蓋溶着端で燃料タンクＦＴに溶着されることにより蓋本体が燃料タンクに装着される。蓋本体には、管体装着部を有する管体部が形成されており、上記管体装着部にシール部材を介して外部管体が外装される。外部管体は、接続通路を介して燃料タンク内と接続される。
【０００７】
管体装着部は、圧縮強度、剪断力、硬さなどの機械的強度の大きいポリアミド樹脂から形成された第１の樹脂層により構成されているから、耐衝撃性や耐久性に優れており、外部管体によって大きな引き抜き荷重を受けても損傷することなく、また経年変化によるシール性の低下を防止することができる。また、蓋本体は、耐衝撃性の大きいポリエチレン樹脂により形成された第２の樹脂層により構成されているから、管継手を誤って落下させた場合における耐衝撃性を向上させることができる。
【０００８】
さらに、上記管体装着部の好適な態様として、上記外部管体が管体装着部に外装されたときに、上記外部管体の開口端に当たるとともに上記シール部材を止めるための係止突部を備え、上記第２の樹脂層は、上記蓋溶着端から上記係止突部まで延設させた構成をとることができる。これにより、管体装着部に外部管体を装着するときに、管体部の根元部に大きな力が加わるが、この部分が第２の樹脂層により覆われているから、耐衝撃性を緩和し、管体装着部の損傷を防止することができる。
【０００９】
上記ポリエチレンの好適な態様として、比重０．９４以下のマレイン酸変性の中密度ポリエチレンを用いることができ、これによって、衝突などの大きな衝撃により、ポリアミドから形成された管体部の第１の樹脂層の部分で破断しても、中密度ポリエチレンからなる第２の樹脂層が伸びるので燃料の流出を防止することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様として、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁に適用することができる。すなわち、管継手を構成する蓋体を用いて、上記燃料タンク内に連通する弁室を形成するケース本体と、上記弁室に収納され、接続通路を開閉する弁体と、上記ケース本体の外周に配置されたシール部材と、上記シール部材をケース本体側に押圧してシールするとともに、上記蓋本体に熱溶着可能である樹脂材料から形成されたシール保持部と、を備える構成をとることができる。
【００１１】
さらに、シール保持部材の好適な態様として、ケース本体の側壁およびケース本体の下開口を覆いかつ一体成形された外ケースを備える構成をとることができる。この構成により、シール保持部が外ケースを兼用するので、部品点数を減らすとともにケース本体の機械的強度を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１３】
（１）−１  燃料遮断弁２０の全体構成
本実施例にかかる管継手は、自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁に好適に適用することができる。図１は本発明の一実施の形態にかかる燃料遮断弁２０を示す断面図である。燃料タンクＦＴは、その表面がポリエチレンを含む複合樹脂材料から形成されており、そのタンク上壁ＦＴａに取付穴ＦＴｃが形成されている。このタンク上壁ＦＴａには、燃料遮断弁２０がその下部を取付穴ＦＴｃに突入した状態にて取り付けられている。燃料遮断弁２０は、給油時に燃料タンクＦＴ内の燃料が所定の液位ＦＬ１まで上昇したときに、外部（キャニスタ）への流出を規制するものである。
【００１４】
燃料遮断弁２０は、いわゆるクイックコネクタを構成する外部管体ＱＣにより燃料タンクＦＴ外へ接続されるものであり、ケース本体３０と、外ケース３５と、フロート４０と、Ｏリング４４（シール部材）と、スプリング４６と、蓋体５０と、逆止弁６０と、を主要な構成として備えている。上記ケース本体３０およびフロート４０は、耐燃料性に優れたポリアセタール（ＰＯＭ）から形成されている。また、外ケース３５は、ポリアミドから形成されている。ここで、ポリアミドとして、ガラス繊維強化ナイロン６（ＰＡ６Ｇ）のほか、ナイロン６６、ナイロン１２などを用いることができる。
【００１５】
（２）  燃料遮断弁２０の各部品の構成
（２）−１  ケース本体３０の構成
図２は燃料遮断弁２０を分解した断面図である。ケース本体３０は、天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方へ円筒状に延設された側壁部３３とを備え、天井壁部３２と側壁部３３とに囲まれたカップ状の弁室３０Ｓを形成し、その下部を下開口３０ａとしている。側壁部３３の上外周には、シール保持凹所３３ａが形成されている。このシール保持凹所３３ａには、Ｏリング４４が支持されている。また、側壁部３３の中央部には、係合穴３３ｂが形成されている。この係合穴３３ｂは、後述するように外ケース３５を取り付けるためのものである。
【００１６】
（２）−２  外ケース３５の構成
上記外ケース３５は、側壁３６と、底壁３７と、側壁３６の上部のシール保持部３８とを一体に形成したカップ形状であり、ケース本体３０の側壁部３３および下開口３０ａを覆っている。側壁３６の内周には、係合爪３６ａが形成されており、この係合爪３６ａがケース本体３０の係合穴３３ｂに係合することで、外ケース３５がケース本体３０に装着される。この外ケース３５の底壁３７には、弁室３０Ｓと燃料タンクＦＴ内とを連通する連通孔３７ｂが形成されている。したがって、連通孔３７ｂを通じて、燃料タンクＦＴ内が弁室３０Ｓに連通している。また、外ケース３５の中央上部には、環状のスプリング支持部３７ｃが形成されている。このスプリング支持部３７ｃの外周部は、フロート４０の内側凹所の下面との間でスプリング４６を支持している。シール保持部３８は、ケース本体３０の上外周に嵌合されるとともに蓋体５０の一端に熱溶着されることでケース本体３０と蓋体５０とを連結する部位であり、ケース本体３０の外側からＯリング４４を押圧する押圧面３８ａと、蓋体５０に熱溶着される溶着端３８ｃとを備えている。
【００１７】
（２）−３  フロート４０の構成
また、上記弁室３０Ｓに収納されるフロート４０は、上壁部４１と、その上壁部４１の外周から下方に形成された筒状の側壁部４２とを備えた容器形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じるための浮力室４０Ｓになっている。
【００１８】
（２）−４  蓋体５０の構成
蓋体５０は、蓋内層５１（第１の樹脂層）と蓋外層５２（第２の樹脂層）との２層で形成されており、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｃを覆う蓋本体５３と、蓋本体５３の側部から突出した管体部５４とを備えている。
【００１９】
蓋本体５３は、該蓋本体５３の外周に形成されたフランジ５３ａと、フランジ５３ａの内周側に配置された蓋支持部５３ｃとを備え、これらを一体に形成している。また、フランジ５３ａの下端部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着される蓋溶着端５３ｂが形成されている。
【００２０】
管体部５４には、クイックコネクタである外部管体ＱＣ（図１参照）を、シール部材ＱＣａでシールするとともにクリップＱＣｂで外装するための管体装着部５４ａを備えている。管体装着部５４ａの根元部には、外部管体ＱＣの端部を係止するための係止突起５４ｂが環状に突設されている。管体部５４内には、管側通路５４ｃが形成されており、この管側通路５４ｃの一端がケース本体３０の接続通路３２ｂに接続され、他端がキャニスタ側に接続される。
【００２１】
これらの蓋本体５３および管体部５４は、蓋内層５１と蓋外層５２からなる２層の樹脂層で反応接着により一体的に構成されている。蓋内層５１は、機械的強度の大きいポリアミドから形成され、蓋外層５２は、耐衝撃性に優れたポリエチレンに溶着する変性ポリエチレンから形成されている。変性ポリエチレンは、マレイン酸などの極性官能基を添加することでポリアミドとの化学接着性を付加した中密度（０．９３５以下）の樹脂材料で、破断伸びが７００％のものである。このような中密度ポリエチレンは、引張り破断伸びに優れているものであり、比重が０．９４以下で、５００％以上の破断伸びを有するものを用いることが好ましい。これらは、２色成形により一体成形することができ、つまり蓋外層５２を形成するために変性ポリエチレンを射出した後に、蓋内層５１を形成するために変性ポリエチレンより射出温度の高いポリアミドを射出することで、その反応熱で蓋内層５１を蓋外層５２に反応接着することができる。
【００２２】
こうした樹脂材料の特性を活かして、蓋内層５１および蓋外層５２は、上記蓋体５０の各部を構成している。すなわち、蓋内層５１は、溶着端５３ｄを有する蓋支持部５３ｃを備えており、ポリアミド（ＰＡ６Ｇ）から形成された外ケース３５の溶着端３８ｃに溶着されている。また、蓋内層５１は、管側通路５４ｃに沿って延設されており、管体装着部５４ａおよび係止突起５４ｂを構成している。管体装着部５４ａは、ポリアミドから形成されることにより機械的強度が高められている。一方、蓋外層５２は、蓋本体５３の部分で蓋内層５１を覆う外皮を構成するとともに、ポリエチレンから形成することにより、蓋内層５１の耐衝撃性を高めている。また、蓋外層５２は、蓋溶着端５３ｂを構成しており、ポリエチレンから形成された燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着可能になっている。
【００２３】
また、管体装着部５４ａの根元部５４ｄにおいて、外層５２ａの肉厚は、内層５１ａの肉厚より厚いことが好ましい。実施例では、外層５２ａの肉厚が根元部で２ｍｍ、係止突起５４ｂ付近で１ｍｍであり、内層５１ａの肉厚が１ｍｍに設定しているが、内層５１ａの肉厚が０．５ｍｍ以上で、外層５２ａと内層５１ａとを合わせた肉厚は、１．５ｍｍ以上とすることが好ましい。これは、内層５１ａの肉厚が０．５ｍｍ未満では樹脂の流動性が悪く、しかも成形時の熱量が小さくなることから外層５２ａとの化学接着性が低下しやすくなり、一方、内層５１ａと外層５２ａとの合計の総肉厚が１．５ｍｍ未満では機械強度や耐衝撃性が低下しやすいからである。
さらに、外層５２ａは、係止突起５４ｂに向けて徐々に縮径することにより外部管体ＱＣを装着したときの応力の集中を緩和している。
【００２４】
（２）−５  逆止弁６０は、ケース本体３０の天井壁部３２に設けられており、ボール６１と、このボール６１に閉弁方向に付勢するスプリング６２とを備えており、フロート４０が接続通路３２ｂを閉じ、タンク内圧が所定値以上になったときに、タンク内圧を逃がすリリース弁として作用する。
【００２５】
（３）  燃料遮断弁２０の組付作業
次に、燃料遮断弁２０を組み付ける作業および燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに装着する作業について説明する。図２において、蓋内層５１と蓋外層５２とを一体に２色形成した蓋体５０、ケース本体３０、外ケース３５などを準備した後、ケース本体３０内に逆止弁６０を組み付けるとともに、Ｏリング４４をケース本体３０のシール保持凹所３３ａに装着する。続いて、ケース本体３０の弁室３０Ｓ内にフロート４０およびスプリング４６を収納し、スプリング４６の下端を外ケース３５のスプリング支持部３７ｃに位置合わせするとともに、外ケース３５の係合爪３６ａを側壁部３３の係合穴３３ｂに係合させて、外ケース３５をケース本体３０に取り付ける。続いて、蓋支持部５３ｃの溶着端５３ｄを熱板（図示省略）により溶融するとともに、外ケース３５の溶着端３８ｃも溶融する。この状態にて、シール保持部３８の溶着端３８ｃを蓋支持部５３ｃの溶着端５３ｄに押しつけると両者がポリアミドから形成されているので溶着する。そして、シール保持部３８が蓋体５０の蓋支持部５３ｃに熱溶着されると、Ｏリング４４が押圧されるとともに、ケース本体３０および外ケース３５が蓋体５０に対して位置決め固定される。これにより、燃料遮断弁２０が組み付けられる。
【００２６】
続いて、図１に示す蓋体５０の蓋溶着端５３ｂを熱板（図示省略）により溶融するとともに、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｃの周囲に沿って熱板（図示省略）により溶融して溶着部ＦＴｄとする。取付穴ＦＴｃに、燃料遮断弁２０を下部から挿入して、蓋溶着端５３ｂを溶着部ＦＴｄに押しつける。これにより、蓋溶着端５３ｂと溶着部ＦＴｄとが同じポリエチレンから形成されているので、冷却固化すると両者が互いに溶着する。このように、蓋体５０がタンク上壁ＦＴａに溶着されると、燃料タンクＦＴ内は、外部に対して高いシール性を確保される。
【００２７】
（３）  燃料遮断弁２０の動作
次に、燃料遮断弁２０の動作について説明する。給油により燃料タンクＦＴ内に燃料が供給されると、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇につれて燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、外部管体ＱＣを通じてキャニスタ側へ逃がされる。そして、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定の液位ＦＬ１に達すると、燃料は、外ケース３５の連通孔３７ｂを通じて弁室３０Ｓに流入する。これにより、フロート４０に浮力が生じて上昇し、弁部４１ａで接続通路３２ｂを閉塞して燃料がキャニスタ側へ流出しない。したがって、燃料タンクＦＴへの給油の際等に、燃料タンクＦＴから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンクＦＴ外へ流出するのを防止することができる。
【００２８】
（４）  燃料遮断弁２０の作用・効果
上記燃料遮断弁２０の構成により、以下の作用、効果を奏する。
【００２９】
（４）−１  図２に示すように、管体装着部５４ａは、機械的強度の大きいポリアミド樹脂から形成された蓋内層５１により構成されているから、耐衝撃性や耐久性にも優れており、外部管体ＱＣによって大きな引き抜き荷重を受けても係止突起５４ｂの部分で損傷することがなく、シール部材ＱＣａ（図１）により大きなシール圧を受けても経年変化によるシール性の低下を防止することができる。
【００３０】
（４）−２  蓋本体５３は、耐衝撃性の大きい中密度ポリエチレン樹脂により形成された蓋外層５２により構成されているから、燃料遮断弁２０の落下時における耐衝撃性を向上させることができる。また、管体装着部５４ａに外部管体ＱＣを装着するときに、管体部５４の根元部に大きな力が加わるが、この部分が蓋外層５２により覆われているから、耐衝撃性を緩和し、管体装着部５４ａの損傷を防止することができる。また、衝突などによりポリアミドから形成された管体装着部５４ａの部分が破損しても、中密度ポリエチレンからなる蓋外層５２が伸びて管体部５４の全体の損傷に至らないので、燃料の流出を防止することができる。
【００３１】
（４）−３  ケース本体３０は、燃料膨潤性の小さい樹脂材料（ポリアセタール）で形成されているので、接続通路３２ｂを開閉するシート面などを高い精度で形成することができる。
【００３２】
（４）−４  ケース本体３０は、外ケース３５により覆われ、堅固に支持されているので、ガタつくこともなく、上記ガタつきに伴う不具合、つまり、燃料遮断弁２０の耐衝撃性に対する機械的強度の低下や、燃料遮断弁２０の開閉液位の変動を生じることがなく、安定した開閉特性を得ることができる。
【００３３】
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る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁を示す断面図である。
【図２】燃料遮断弁を分解した断面図である。
【符号の説明】
２０．．．燃料遮断弁
３０．．．ケース本体
３０Ｓ．．．弁室
３０ａ．．．下開口
３２．．．天井壁部
３２ｂ．．．接続通路
３３．．．側壁部
３３ａ．．．シール保持凹所
３３ｂ．．．係合穴
３５．．．外ケース
３６．．．側壁
３６ａ．．．係合爪
３７．．．底壁
３７ｂ．．．連通孔
３７ｃ．．．スプリング支持部
３８．．．シール保持部
３８ａ．．．押圧面
３８ｃ．．．溶着端
４０．．．フロート
４０Ｓ．．．浮力室
４１．．．上壁部
４１ａ．．．弁部
４２．．．側壁部
４６．．．スプリング
５０．．．蓋体
５１．．．蓋内層
５１ａ．．．内層
５２．．．蓋外層
５２ａ．．．外層
５３．．．蓋本体
５３ａ．．．フランジ
５３ｂ．．．蓋溶着端
５３ｃ．．．蓋支持部
５３ｄ．．．溶着端
５４．．．管体部
５４ａ．．．管体装着部
５４ｂ．．．係止突起
５４ｃ．．．管側通路
５４ｄ．．．根元部
６０．．．逆止弁
６１．．．ボール
６２．．．スプリング
ＦＴ．．．燃料タンク
ＦＴａ．．．タンク上壁
ＦＴｃ．．．取付穴
ＦＴｄ．．．溶着部
ＱＣ．．．外部管体
ＱＣａ．．．シール部材
【図１】
2004293324.tif 000003
【図２】
2004293324.tif 000004