(57)【要約】【課題】低温環境においても燃料から発生する蒸散ガスの透過を防止することができるシール部材を提供する。【解決手段】樹脂製の燃料タンクＴの燃料タンク本体２に設けられた開口部７と、開口部７に被せる蓋体１との間に、開口部７の周縁に沿って環状に介在し、蓋体１が燃料タンク本体２の方向に押圧されて、開口部７を密閉するシール部材１５であって、シール部材１５は、溶液とその蒸散ガスに対する透過防止材１５ｂｂと低温シール材１５ｂａとから構成され、低温シール材１５ｂの少なくとも一部に、透過防止材１５ａが被覆されて環状に形成されている。低温シール材１５ｂは、押圧される方向において寸法が異なる内周部１５ｂａと外周部１５ｂｂとを備え、内周部１５ｂａと外周部１５ｂｂとの間が環状にくびれた括れ部を有している。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器の本体に設けられた開口部と、前記開口部に被せる蓋体との間に、前記開口部の周縁に沿って介在し、前記蓋体が前記燃料タンク本体方向に押圧されて、前記開口部を密閉するシール部材であって、
前記シール部材は、溶液とその蒸散ガスに対する透過防止材と低温シール材とから構成され、前記低温シール材の少なくとも一部に、前記透過防止材が被覆されていることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
前記低温シール材は、内周部と外周部とを備え、前記内周部と前記外周部との間がくびれた括れ部を有し、さらに、前記内周部又は前記外周部の少なくとも一方が前記透過防止材によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
【請求項３】
前記内周部と前記外周部とは、前記押圧する方向の寸法が異なって構成され、前記内周部又は前記外周部のうち、前記押圧する方向の寸法が小さい方が、前記透過防止材によって被覆されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシール部材。
【請求項４】
前記内周部又は前記外周部は、一部又は全部が透過防止材によって被覆されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のシール部材。
【請求項５】
前記透過防止材又は前記低温シール材が、環状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシール部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等に搭載される燃料タンクに、燃料ポンプなどの機構部品を取り付けるために設けられた開口部を密閉するシール部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される燃料タンクは、樹脂製のものが多く用いられるようになってきたが、ガソリン等の燃料から炭化水素を含む蒸散ガスが燃料タンク本体内で発生し、これが大気中に排出されることを防止するための施策がなされている。例えば、燃料タンク本体に設けられた開口部に機構部品を取り付ける箇所のシール性を確保するために、機構部品が取り付けられた蓋体と燃料タンク本体との間にゴム材で形成された環状シールが配設されている。すなわち、蓋体と燃料タンク本体との間に、環状シールを挟み込むことによって、環状シールを構成するゴム材を圧縮させ、このとき発生するゴム材の反力により燃料タンクを密閉することが一般的に行われている。
【０００３】
特に、温度や圧力の変化により発生する燃料タンク内の蒸散ガスは、キャニスタに供給されるが、このキャニスタは、燃料系に配管されており大気に開放されていないため、燃料タンクに内圧制御弁等を設けて圧力調節を行うという処理がとられており、このような部品の取付部から蒸散ガスが大気中に排出されるのを防止する意味からも、燃料配管系に確実なシールを行う必要がある。そのため、シール部材としてのパッキングを構成する基材の材質にフロロシリコンゴムまたはヒドリンゴムを用い、その被覆材の材質にナイロンまたはフッ素樹脂を用いたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５は、燃料蒸散ガスシステムに適用したパッキングを示している。図５（ａ）はパッキングの被覆層の一部を除去した状態を示す斜視図、図５（ｂ）は（ａ）に示したＤ−Ｄ線における断面図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、パッキング３０は、基材３１と、この基材３１を被覆する被覆層３２とから構成されている。燃料蒸散ガスシステムのシールに適用されたパッキング３０には、耐熱性、耐油性、耐屈曲性、及びガス不透過性が要求される。そのため、基材３１には、フロロシリコンゴムを用い、その外周部全体にわたって被覆層３２としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂コーティングを施している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１８２８３７号公報（図１（ａ）（ｂ））
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフッ素系ゴム材から構成されるシール部材は、ガソリンから発生する蒸散ガスに対しての低透過性のゴム材を用いることが知られているが、このフッ素系ゴム材は、低温では弾力性が低下し、低温シール性が悪く、また高価でもある。そのため、低温環境においてもシール部材の弾力性を維持・向上させることが望まれている。
【０００７】
また、このような箇所に用いられるパッキングやＯリングなどのシール部材は、低透過性のゴム材と、低温シール性のゴム材とを備えて構成される必要があり、そのため、パッキングやＯリングをこれらの材料によって二層又は多層構造に形成しなければならず、このような構造においても弾力性をさらに維持・向上させる必要があるという問題があった。
【０００８】
また、デュポン社製の高グレードシール材（ＧＬＴ）などを使用すれば、低温シール性とＨＣ低透過性の両立が可能であるが、非常に高価であり採用は困難である。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、低温環境においても燃料から発生する蒸散ガスの透過を防止することができるシール部材を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器の本体に設けられた開口部と、前記開口部に被せる蓋体との間に、前記開口部の周縁に沿って介在し、前記蓋体が前記燃料タンク本体方向に押圧されて、前記開口部を密閉するシール部材であって、前記シール部材は、溶液とその蒸散ガスに対する透過防止材と低温シール材とから構成され、前記低温シール材の少なくとも一部に、前記透過防止材が被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、シール部材が、溶液とその蒸散ガスに対する透過防止材と低温シール材とから構成され、弾力性の高い低温シール材の少なくとも一部が、蒸散ガスの透過性の低い前記透過防止材によって被覆されているため、低温環境においても炭化水素（ＨＣ）を含んだ蒸散ガスの透過を防止することができる。このように、一般的なシール材を組み合わせることにより低温シール性とＨＣ低透過性とを両立させることができる。なお、ここで言う「炭化水素」は、特許請求の範囲で言う「溶液」に相当する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記低温シール材は、内周部と外周部とを備え、前記内周部と前記外周部との間がくびれた括れ部を有し、さらに、前記内周部又は前記外周部の少なくとも一方が前記透過防止材によって被覆されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、低温シール材が、内周部と外周部とを備え、前記内周部と前記外周部との間がくびれた括れ部を有し、さらに、前記内周部又は前記外周部の少なくとも一方が透過防止材によって被覆されているため、低温シール材が高い弾力性を発生するように構成されている。これにより、前記低温シール材の表面を被覆した前記透過防止材が、蓋体と燃料タンク本体との間において、強力な反力を発生することができ、低温環境においても炭化水素を含んだ蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記内周部と前記外周部とは、前記押圧する方向の寸法が異なって構成され、前記内周部又は前記外周部のうち、前記押圧する方向の寸法が小さい方が、前記透過防止材によって被覆されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、内周部と外周部とが、押圧する方向の寸法が異なって構成され、前記内周部又は前記外周部のうち、前記押圧する方向の寸法が小さい方が、透過防止材によって被覆されているため、低温シール材が高い弾力性を発生するように構成されている。これにより、低温シール材の表面を被覆した透過防止材が、蓋体と燃料タンク本体との間において、強力な反力を発生することができ、低温環境においても炭化水素を含んだ蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記内周部又は前記外周部は、一部又は全部が透過防止材によって被覆されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、内周部又は外周部は、一部が透過防止材によって被覆されているため、透過防止材には、低温シール材から高い弾力性が付与され、低温環境においても炭化水素を含んだ蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記透過防止材と前記低温シール材とが、環状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、透過防止材と低温シール材とが、環状に形成されているため、燃料タンクに設けられた環状の開口部を精度良くシールして、低温環境においても炭化水素を含んだ蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るシール部材について、図面を参照して説明する。
本発明に係るシール部材は、高価な低透過材の使用量を極力減らし、燃料タンク本体からの燃料や燃料の蒸散ガスが接触する箇所にのみ低透過材を配設し、他の箇所には低温において弾力性の高い低温シール材を配設する構造であり、燃料タンク本体の開口部を閉鎖する蓋体に使用される。特に、この燃料タンクのシール部材の最適な材料として、低透過性を有する透過防止材としては、フッ素系ゴムを使用し、低温において弾性力を有する低温シール性のある低温シール材としては、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）／ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、又は水素添加ＮＢＲを使用する。
【００２１】
本実施の形態では、自動車における燃料ポンプ内蔵タイプの燃料タンクをシールするシール部材に適用する。本実施の形態に係るシール部材は、燃料タンク本体と蓋体との間に透過防止材と低温シール材との二層からなる環状シールを配設している。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係るシール部材を適用する燃料タンクの概略を示しており、図１（ａ）は燃料タンクの断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したＡ部の拡大断面図である。図１（ａ）に示すように、燃料タンクＴは、燃料を貯留する樹脂製の燃料タンク本体２と、この燃料タンク本体２に設けられた開口部７とを備え、この開口部７に蓋体１が取り付けられている。また、例えば、この蓋体１は、燃料ポンプモジュールを構成するものであり、この蓋体１には、樹脂製の燃料タンク本体２内に内蔵された燃料ポンプ６から燃料を自動車のエンジン（図略）に供給する燃料供給通路４や、エンジンから余剰燃料が還流する際に用いられる燃料戻し通路５などのポンプ部品が一体に固定されている。また、燃料タンク本体２には、自動車の車体（図略）の外側に開口して燃料が給油される燃料給油口（図略）と接続する接続口３が設けられている。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、シール部材１５は、燃料タンク本体２の開口部７の周縁に沿うように、環状に形成されており、開口部７を形成する周縁の上面７ａに載置される。蓋体１は、この上面７ａに形成されたリブ７ｂに当接すると共に、シール部材１５を押圧しながら、開口部７を被うように載置される。蓋体１の下面には、ガイド１４が開口部７の形状に沿って円周状に形成されており、蓋体１を開口部７に被せるときのガイドとして機能する。蓋体１が開口部７に被せられたあと、蓋体１を覆うようにリテーナ９を被せ、このリテーナ９を、ボルト１１及びナット１３などの締結部品によって支持部８と締結して、蓋体１は燃料タンク本体２に固定され、燃料タンク本体２の開口部７を密閉する。支持部８は、燃料タンク本体２と一体でリング状に形成されており、開口部７の外周の形状に沿って円周状に形成されている。前記ボルト１１は、この支持部８に植設されている。
【００２４】
図２は、本実施の形態のシール部材を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は（ａ）に示したＢ−Ｂ線の断面図である。図２（ｂ）に示すように、シール部材１５は、炭化水素に対する低透過性の樹脂で成形される透過防止材１５ａと、低温においても弾力性に優れる低温シール材１５ｂとから構成されている。ここで、低温とは、シール部材１５が、−６０〜−４０℃付近で用いられる温度である。このシール部材１５において、低温シール材１５ｂの少なくとも一部を、透過防止材１５ａで覆っている。このシール部材１５は、図１（ｂ）に示したように、燃料タンク本体２に設けられた開口部７と、開口部７に被せる蓋体１との間に、開口部７の周縁に沿って環状に介在する環状のシール部材である。図２（ｂ）において、シール部材１５を構成する低温シール材１５ｂは、開口部７（図１）に沿って内周部１５ｂａと外周部１５ｂｂとを備え、大きな断面寸法の内周部１５ｂａと、小さな断面寸法の外周部１５ｂｂとの間でくびれた形状を有し、このくびれた箇所に括れ部１５ｂｃが形成され、低温シール材１５ｂの外周部１５ｂｂの一部が、透過防止材１５ａによって被覆されている。ここで、低温シール材１５ｂとしては、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）又はポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）（炭化水素ガスは透過しやすい。）を用い、透過防止材（以下、低透過材という）１５ａとしては、炭化水素ガスの透過を防止するフッ素系ゴムを使用する。
【００２５】
このため、低温時において、低温シール材１５ｂでシール反力を付与し、低透過材１５ａでＨＣ（炭化水素）の透過を抑制できるため、トータルでシール性の向上が図れ、シール性保証に対し大きく貢献することができる。
【００２６】
また、シール部材１５を低透過性及び低温シール性に優れた高グレードの材料を用いる場合に比べ、低コスト化が実現できる。
【００２７】
次に、以上の構成を備えたシール部材の動作を説明する。図４は、シール部材に作用する押圧力が発生する様子を示すシール部材近傍の断面図である。図４（ａ）は、第１の実施の形態を説明する図であり、図４（ｂ）は、後記する第２の実施の形態を説明する図である。図４（ａ）に示すように、開口部７の周縁の上面７ａに環状に配設されたシール部材１５は、内周部１５ｂａが蓋体１の下面から押圧され、図中で左右方向に膨らんでいる。このため、低温シール材１５ｂは、外周部１５ｂｂの方にも広がりを示し、外周部１５ｂｂの内部では、この内周部１５ｂａからの応力を受けることにより、外表面側に向かう内部応力が発生して、被覆層である透過防止材１５ａを内側から押し広げる。このため、低透過材である透過防止材１５ａが開口部７の上面７ａと蓋体１とを強く押圧して、確実なシール性が得られる。すなわち、低温シール材１５ｂに発生するシール部材１５の内部応力が、低透過材１５ａを介して蓋体１と開口部７の上面７ａに反力を与えることで確実なシール性が得られる。
【００２８】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態を説明する。図３は、本実施の形態のシール部材を示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は（ａ）に示したＣ−Ｃ線の断面図である。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なるところは、シール部材の形状が異なっている点である。尚、本実施の形態において、前記第１の実施の形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、シール部材２５は、炭化水素に対する低透過性の樹脂で成形される透過防止材２５ａと、低温においても弾力性に優れる低温シール材２５ｂとから構成されている。このシール部材２５において、低温シール材２５ｂの少なくとも一部を、透過防止材２５ａで覆っている。このシール部材２５は、燃料タンク本体２に設けられた開口部７と、開口部７に被せる蓋体１との間に、開口部７の周縁に沿って環状に介在する環状のシール部材である。
【００３０】
これにより、低温シール材２５ｂでシール反力を付与し、低透過材２５ａでＨＣ（炭化水素）の透過を抑制できるため、トータルでシール性の向上が図れ、シール性保証に対し大きく貢献することができる。
【００３１】
また、シール部材２５を低透過性及び低温シール性に優れた高グレードの材料を用いる場合に比べ、安価な低温シール材と比較的安価な低透過材とを組み合わせて構成したことにより、低コスト化が実現できる。
【００３２】
次に、以上の構成を備えたシール部材の動作を説明する。図４（ｂ）に示すように、開口部７の周縁の上面７ａに環状に配設されたシール部材２５は、蓋体１の下面から押圧され、図中で左右方向に膨らんでいる。このため、シール部材２５には、蓋体１と燃料タンク本体２との間で押圧力が働いて、低温シール材２５ｂの内部には内部応力が発生している。これにより、被覆層（透過防止材）２５ａが内側から押し広げられ、低透過材である透過防止材２５ａが開口部７の上面７ａと蓋体１に強く押圧して強力なシール性が得られる。すなわち、低温シール材２５ｂに発生するシール部材２５の内部応力が、低透過材２５ａを介して蓋体１と開口部７の上面７ａに反力を与えることで強力なシール性が得られる。このように、当該構造を自動車に適用した場合には、低温環境においても、優れた品質のシール性を得ることができる。
【００３３】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、第１の実施の形態では、透過防止材は、低温シール材の外周部を被覆しているが、内周部を被っても構わない。また、第２の実施の形態では、透過防止材は、低温シール材の内周部を被っているが、外周部を被っても構わない。また、内周部と外周部の両方が透過防止材によって被覆されるようにしても構わない。このように、透過防止材によって、内周部が被覆されている場合、外周部が被覆されている場合、又は内周部も外周部も共に被覆されている場合があっても構わない。また、内周部の一部又は全部が被覆されている場合、外周部の一部又は全部が被覆されている場合があっても構わない。また、本実施の形態では、自動車の燃料タンクに適用して説明したが、これに限定するものではなく、一般的な密閉容器を密閉するシール部材にも適用されることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、シール部材は、炭化水素に対する透過防止材と低温シール材とから構成され、前記低温シール材の少なくとも一部が、前記透過防止材によって被覆されているため、低温環境においても燃料蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、内周部又は外周部の少なくとも一方が透過防止材によって被覆されているため、低温環境においても燃料蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、内周部と外周部とは、押圧する方向の寸法が異なって構成され、押圧する方向の寸法の小さい方が透過防止材によって被覆されており、内周部又は外周部の少なくとも一方が透過防止材によって被覆されているため、低温環境においても燃料蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、内周部又は外周部は、一部が透過防止材によって被覆されているため、透過防止材が蓋体の下面と開口部周縁上面とをシールすることにより、高価な透過防止材を節約しコストを低減することができると共に、低温環境においても燃料蒸散ガスの透過を防止することができる。
【００３８】
請求項５に記載の発明によれば、透過防止材と低温シール材とが、環状に形成されているため、環状の開口を精度良くシールして、低温環境においても燃料蒸散ガスの透過を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシール部材が配設される燃料タンクの概略を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は、（ａ）に示したＡ部の拡大断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るシール部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示したＢ−Ｂ線の断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係るシール部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示したＣ−Ｃ線の断面図である。
【図４】シール部材に作用する押圧力が発生する様子を示すシール部材近傍の断面図であり、（ａ）は、第１の実施の形態を説明する図、（ｂ）は、第２の実施の形態を説明する図である。
【図５】従来のシール部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線の断面図である。
【符号の説明】
１      蓋体
２      燃料タンク本体
３      接続口
４      燃料供給配管
５      燃料戻り配管
６      燃料ポンプ
７      開口部
８      支持部
９      リテーナ
１１      植え込みボルト
１３      ナット
１４      ガイド
１５      シール部材（Ｏリング）
１５ａ    透過防止材（低透過材）
１５ｂ    低温シール材
１５ｂａ  内周側（低温シール材）
１５ｂｂ  外周側（透過防止材）
１５ｂｃ  括れ部
２５ａ    透過防止材（低透過材）
２５ｂ    低温シール材
Ｔ        燃料タンク
【図１】
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【図２】
2005016626.tif 000004
【図３】
2005016626.tif 000005
【図４】
2005016626.tif 000006
【図５】
2005016626.tif 000007