(57)【要約】【課題】ガスや液体等によるシール性の低下を抑制し得るシール構造および該シール構造を備えた燃料タンクを提供する。【解決手段】第一部材１１の第一壁面３２ａから延成された片側側面３５ａを有する凹状溝３５と第二部材１２の座面１４との間で、シール部材４１を結合方向に圧縮し且つ第一壁面３２ａに垂直な方向に圧縮しないように保持したシール構造である。また、このシール構造を備えたバルブ装置１０が取り付けられた燃料タンク１である。このシール構造によれば、シール部材４１の結合方向への圧縮によりシール性を確保すると共に、ガスや液体等による寸法変化を許容してシール性の低下を抑制できる。また、凹状溝３５の片側側面３５ａが第一壁面３２ａから延成されていることから、該凹状溝３５を備えたシール構造を可及的に小さくできる。【選択図】図３
2012237410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた結合方向に沿って結合される第一部材と第二部材との間に、シール部材を介装するシール構造において、
前記第一部材は、
結合方向に沿って形成された第一壁面と、
第二部材に臨むように結合方向に開口する凹状の溝であって、前記第一壁面から結合方向に沿って延長された面が溝の片側側面として構成された凹状溝と
を備え、
前記第二部材は、
第一部材との結合状態で凹状溝に対向する座面と、
結合方向に沿って形成され、第一部材との結合状態で前記第一壁面と隣接して該第一部材の第一壁面に垂直な方向の位置決めをする第二壁面と
を備え、
シール部材は、前記第一部材と第二部材とが結合した状態で前記凹状溝と座面との間に保持されると共に、結合方向に圧縮され且つ該第一壁面に垂直な方向に圧縮されていないことを特徴とするシール構造。
【請求項２】
シール部材は、断面矩形状のガスケットにより構成され、
第一部材の凹状溝と第二部材の座面とに夫々圧縮される両側の面に、結合方向に突出するシールリップを備えていることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のシール構造を備えた燃料タンクであって、
前記燃料タンクは、タンク内部の燃料を出し入れするためのバルブを有すると共に第一部材と第二部材とから構成されたバルブ装置を備え、
前記第一部材は、結合方向に沿った中心軸線を中心とする円周状に凹状溝が形成され且つ該凹状溝の内周側面が延長されることによって第一壁面が形成されてなり、
前記第二部材は、タンク本体に接合されると共にボルトによって前記第一部材と結合され、前記中心軸線を中心とする円周状に第二壁面が形成されてなる、
ものであることを特徴とする燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合する二つの部材間をシール部材によってシールするシール構造および該シール構造を備えた燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）やジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクには、該液化ガス燃料の充填や排出を行うためのバルブ装置が配設されている（例えば、特許文献１）。こうしたバルブ装置は、燃料タンクに接合された固定台とバルブを備えたバルブ本体とがボルトにより結合され、該固定台とバルブ本体との間にシール部材が介装されている。
【０００３】
また、二つの部材間をシールするシール構造としては、樹脂とゴムとにより構成されたシール部材に突起状のシール部やシールリップを形成して密閉性を確保する構造（例えば、特許文献２）、結合方向と垂直な方向にシール部材を圧縮する構造（例えば、特許文献３）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８０９２１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３０２号公報
【特許文献３】特開２００９−３６２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したシール構造を備える燃料タンクは、例えば車両に装着された場合に燃料タンク自体が振動の影響を受ける。ここで、樹脂製のシール部材を使用した場合には、ゴム製のものに比して変形し難いことから、前記振動によってシール部材の保持力が緩み易く、シール性の低下が懸念される。また、ゴム製のシール部材を使用したシール構造を備える燃料タンクに上記したＤＭＥ燃料を貯留する場合には、ＤＭＥ燃料によるシール部材の寸法変化を考慮した構造が求められる。しかし、結合方向と垂直な方向にシール部材を圧縮するシール構造では、ゴム製のシール部材の寸法変化に対応することが難しく、シール性の低下が懸念される。一方、低コストや軽量化のためには、シール構造を可及的に小さくすることが求められている。
【０００６】
本発明は、シール性の低下を抑制すると共に可及的に小さくされたシール構造および該シール構造を備えた燃料タンクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシール構造は、予め定められた結合方向に沿って結合される第一部材と第二部材との間に、シール部材を介装するシール構造において、前記第一部材は、結合方向に沿って形成された第一壁面と、第二部材に臨むように結合方向に開口する凹状の溝であって、前記第一壁面から結合方向に沿って延長された面が溝の片側側面として構成された凹状溝とを備え、前記第二部材は、第一部材との結合状態で凹状溝に対向する座面と、結合方向に沿って形成され、第一部材との結合状態で前記第一壁面と隣接して該第一部材の第一壁面に垂直な方向の位置決めをする第二壁面とを備え、シール部材は、前記第一部材と第二部材とが結合した状態で前記凹状溝と座面との間に保持されると共に、結合方向に圧縮され且つ該第一壁面に垂直な方向に圧縮されていないことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成では、シール部材が結合方向に圧縮されることによりシール性を確保すると共に、該シール部材が第一壁面に垂直な方向に圧縮されずに該垂直な方向に収縮または膨張可能であることから、ガスや液体等に曝されることによって生ずる寸法変化を許容でき、該寸法変化に伴うシール性の低下を抑制できる。このことから、本発明の構成ではガスや液体等によって第一壁面に垂直な方向に収縮または膨張し易いゴム製のシール部材を好適に使用できる。
【０００９】
また、シール部材を配する凹状溝の片側側面が、位置決めするための第一壁面から結合方向に沿って延成されていることから、該凹状溝の片側側面と第一壁面とを前記垂直な方向で異なる位置に設ける構成に比して、該垂直な方向でシール構造に必要な長さ寸法を可及的に短くでき、より小さなシール構造を達成できる。
【００１０】
上述した本発明のシール構造において、シール部材は、断面矩形状のガスケットにより構成され、第一部材の凹状溝と第二部材の座面とに夫々圧縮される両側の面に、結合方向に突出するシールリップを備えている構成が提案される。
【００１１】
かかる構成では、ガスケットがその両側の各シールリップを介して凹状溝と座面とに圧縮されることから、ガスケットと凹状溝および座面との圧着力が高く、ガスや液体等のシール性が向上する。
【００１２】
一方、本発明の燃料タンクは、上述した本発明のシール構造を備えた燃料タンクであって、前記燃料タンクは、タンク内部の燃料を出し入れするためのバルブを有すると共に第一部材と第二部材とから構成されたバルブ装置を備え、前記第一部材は、結合方向に沿った中心軸線を中心とする円周状に凹状溝が形成され且つ該凹状溝の内周側面が延長されることによって第一壁面が形成されてなり、前記第二部材は、タンク本体に接合されると共にボルトによって前記第一部材と結合され、前記中心軸線を中心とする円周状に第二壁面が形成されてなる、ものであることを特徴とする。
【００１３】
かかる構成では、バルブ装置が本発明のシール構造を備えていることから、上述したように結合方向への圧縮によりシール性を確保すると共に、ガスや液体等による寸法変化を許容してシール性の低下を抑制できる。また、上述したように小さなシール構造とできることから、バルブ装置をより小型化できる。
【００１４】
本発明の燃料タンクは、例えば、ゴム製のシール部材を用い且つＤＭＥ燃料を貯留する場合に、ＤＭＥ燃料によるシール部材の膨潤を許容できることから、シール性の低下を抑制することができる。したがって、本発明の燃料タンクは、ＤＭＥ燃料を貯留するためのものとして好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシール構造は、第一部材と第二部材との間に介装されるシール部材を、第一部材の第一壁面から延成された片側側面を有する凹状溝と第二部材の座面との間で、結合方向に圧縮し且つ第一壁面に垂直な方向に圧縮しないように保持したものであるから、結合方向への圧縮によりシール性を確保すると共に、ガスや液体等による寸法変化を許容してシール性の低下を抑制できる。また、凹状溝の片側側面が第一壁面から延成されていることから、該凹状溝を備えたシール構造を可及的に小さくできる。
【００１６】
本発明の燃料タンクは、上述したシール構造を備えた第一部材と第二部材とにより構成されるバルブ装置が取り付けられたものであるから、シール性を確保すると共にシール性の低下を抑制できる。特に、ＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンクに好適に用いられ得る。また、バルブ装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】燃料タンク１の部分断面図である。
【図２】バルブ装置１０の部分断面図である。
【図３】バルブ装置１０を分解した部分断面図である。
【図４】バルブ装置１０のシール構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施例を添付図面を用いて詳述する。
本実施例は、液化ガス燃料により駆動するエンジンを動力としたトラックなどの車両に配設される燃料タンク１である。ここで、液化ガス燃料には例えばＬＰＧ（液化石油ガス）燃料やＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料が用いられる。
【００１９】
燃料タンク１は、図１のように、タンク本体２、バルブ装置１０を備えた構成である。タンク本体２は、円筒状の胴部２ａと該胴部２ａの両端に接合された半球状の鏡部２ｂとから構成され、液化ガス燃料が貯留される。バルブ装置１０は、流路３３の開閉を行うバルブ本体１１と前記鏡部２ｂに取り付けられる固定台１２とから構成され、液化ガス燃料の充填を行うためのものである。また、燃料タンク１は、タンク本体２やバルブ装置１０以外に、エンジンへ燃料を供給するための供給用バルブ装置（図示せず）、燃料タンク１内に貯留された液化ガス燃料の液面高さを表示するための液面計（図示せず）等を備えている。このような燃料タンク１は、例えばトラックの車体側面下部に横置きに配設されるものであり、図示しない固定部材により車両に固定される。
【００２０】
バルブ装置１０の固定台１２は、図２，３のように、中心軸線Ｌを中心とする略円筒状に形成されており、燃料タンク１の鏡部２ｂの中央部に開口形成された取付孔８に嵌入されて、その外周を前記鏡部２ｂに全周溶接によって固定されている。固定台１２の中央には、燃料タンク１の内外を貫通する孔が中心軸線Ｌを中心として形成されており、この孔のタンク外側の部位にはバルブ本体１１と嵌合するための嵌合孔１３が形成されている。また、タンク外側にはバルブ本体１１と結合するための座面１４も形成されている。さらに、固定台１２には、座面１４に開口しバルブ本体１１と締結するための複数のねじ孔１５が形成されている。
【００２１】
バルブ装置１０のバルブ本体１１は、図２，３のように、外部から液化ガス燃料を充填するための充填口２５と、該充填口２５と燃料タンク１の内部とを連通する流路３３と、該流路３３を開閉する開閉弁（図示せず）と、該開閉弁を操作するハンドル２６と、固定台１２に取り付けるための取付部２２とを備える。この取付部２２は、円板状のフランジ部３１と該フランジ部３１の中央から円筒状に突成された円筒部３２とが一体形成され、フランジ部３１と円筒部３２とが中心軸線Ｌを中心とする同心状に形成されている。フランジ部３１には、固定台１２と締結するための複数のボルト挿入孔３４が形成されている。そして、バルブ本体１１は、ボルト４５をボルト挿入孔３４に挿入し固定台１２のねじ孔１５に螺合することによって固定台１２に締結される。
【００２２】
次に、バルブ本体１１と固定台１２とをシールするためのシール構造について説明する。図４のように、フランジ部３１は中心軸線Ｌに垂直な当接面３１ａを備え、該当接面３１ａが、バルブ本体１１と固定台１２とを結合した状態で該固定台１２の座面１４に当接する。また、円筒部３２は、中心軸線Ｌを中心とする円筒状に形成されると共に中心軸線Ｌに沿って外周面３２ａが形成されている。そして、バルブ本体１１と固定台１２とが結合された状態で、円筒部３２が嵌合孔１３に内嵌され、円筒部３２の外周面３２ａと嵌合孔１３の内周面１３ａとによってバルブ本体１１と固定台１２との位置決めを行うことができる。尚、円筒部３２の外周面３２ａと嵌合孔１３の内周面１３ａとは、バルブ本体１１の脱着が可能な程度に夫々の内径寸法と外形寸法とが設定されている。
【００２３】
取付部２２のフランジ部３１と円筒部３２との境界部位には、凹状溝３５が、円筒部３２を囲むように、中心軸線Ｌを中心とする円周上に形成されている。この凹状溝３５は、上記固定台１２を臨むように、中心軸線Ｌに沿って開口する。そして、凹状溝３５は、径方向に沿った溝断面が矩形状に形成されてなり、円筒部３２の外周面３２ａから中心軸線Ｌに沿って延長された面が凹状溝３５の内周側面３５ａとして構成されている。これにより、凹状溝３５の内周側面３５ａと円筒部３２の外周面３２ａとを中心軸線Ｌに垂直な方向で異なる位置に設ける構成に比して、該垂直な方向で必要な長さ寸法を可及的に短くでき、より小さなシール構造にできる。
【００２４】
凹状溝３５には、矩形状の断面を有し円環形に形成されたゴム製のガスケット４１が配置されている。このガスケット４１は、バルブ本体１１と固定台１２との結合状態で、凹状溝３５と座面１４との間に保持される。このガスケット４１には、凹状溝３５の底面側および座面１４側の各面からそれぞれ二つのシールリップ４１ａ，４１ａが同心状に突出して周成されている。そして、ガスケット４１は、その径方向幅が上記した凹状溝３５の溝幅（中心軸線Ｌに垂直な方向の幅）に比して十分に短く、かつシールリップ４１ａを含む板厚方向の長さが凹状溝３５の溝深さ（中心軸線Ｌに沿った深さ）に比して若干長くなるように、その断面形状を設定した。このため、ガスケット４１は、中心軸線Ｌに沿った方向に圧縮され、中心軸線Ｌに垂直な方向に圧縮されず、ガスケット４１と凹状溝３５の内周側面３５ａとの間、およびガスケット４１と凹状溝３５の外周側面３５ｂとの間には空隙が生じるようになっている。このようにガスケット４１の断面形状を設定したのは、中心軸線Ｌに沿った方向の圧縮によりシール性を確保すると共に、液化ガス燃料に曝されることにより生ずるガスケット４１の膨張または収縮を前記空隙によって許容して該膨張または収縮に伴うシール性の低下を抑制するためである。また、シールリップ４１ａを備えたのは、シールする部分の面圧を高めてシール性を向上するためである。尚、実施例では、シール性をより適切に確保するために、凹状溝３５と座面１４とにより囲まれた断面の断面積に対するガスケット４１の断面積の比率である充填率を８０％以上かつ１００％未満となるようにガスケット４１の断面形状を設定した。また、凹状溝３５の底面と座面１４との間の距離に対するガスケット４１の変形量の比率であるつぶし率を２０％以上となるようにガスケット４１の断面形状を設定した。
【００２５】
上述した本実施例の燃料タンク１によれば、中心軸線Ｌに沿って結合されるバルブ本体１１と固定台１２との間にガスケット４１を介装するシール構造において、バルブ本体１１は、中心軸線Ｌに沿って形成された円筒部３２の外周面３２ａと、固定台１２に臨むように中心軸線Ｌ方向に開口する凹状溝３５であって、バルブ本体１１から中心軸線Ｌに沿って延長された面が凹状溝３５の内周側面３５ａとして構成された凹状溝３５とを備え、固定台１２は、バルブ本体１１との結合状態で凹状溝３５に対向する座面１４と、中心軸線Ｌに沿って形成され、バルブ本体１１との結合状態で円筒部３２の外周面３２ａと隣接して外周面３２ａに垂直な方向の位置決めをする嵌合孔１３の内周面１３ａとを備え、ガスケット４１は、バルブ本体１１と固定台１２とが結合した状態で凹状溝３５と座面１４との間に保持されると共に、中心軸線Ｌ方向に圧縮され且つ凹状溝３５の内周側面３５ａに垂直な方向の圧縮されない。これにより、ガスケット４１が結合方向に圧縮されることによりシール性を確保すると共に、ガスケット４１が凹状溝３５の内周側面３５ａに垂直な方向に圧縮されずに該垂直な方向に収縮または膨張可能であることから、液化ガス燃料に曝されることによって生ずる寸法変化を許容でき、該寸法変化に伴うシール性の低下を抑制できる。このことから、本実施例の燃料タンク１では、ＤＭＥ燃料等の液化ガス燃料によって凹状溝３５の内周側面３５ａに垂直な方向に収縮または膨張し易いゴム製のガスケット４１でも好適に使用できる。
【００２６】
また、ガスケット４１を配する凹状溝３５の内周側面３５ａが、位置決めするための円筒部３２の外周面３２ａから中心軸線Ｌに沿って延成されていることから、凹状溝３５の内周側面３５ａと円筒部３２の外周面３２ａとを該外周面３２ａに垂直な方向で異なる位置に設ける構成に比して、該垂直な方向でシール構造に必要な長さ寸法を可及的に短くでき、より小さなシール構造を達成できる。
【００２７】
尚、本実施例の燃料タンク１を、ＤＭＥ燃料を貯留するものとして用いる場合には、ＤＭＥに耐性の高いＨＮＢＲ配合のゴム製のガスケット４１が好適に用いられる。
【００２８】
上述した本実施例にあって、バルブ本体１１により本発明の第一部材が構成されている。そして、円筒部３２の外周面３２ａにより本発明の第一壁面が構成されており、凹状溝３５の内周側面３５ａにより本発明の片側側面が構成されている。また、固定台１２により本発明にかかる第二部材が構成されている。そして、嵌合孔１３の内周面１３ａにより本発明の第二壁面が構成されている。また、ガスケット４１が、本発明のシール部材である。また、バルブ本体１１により本発明のバルブが構成されている。尚、バルブ本体１１と固定台１２とは、円筒部３２が中心軸線Ｌに沿って嵌合孔１３に嵌入されて結合される。すなわち、中心軸線Ｌに沿った方向が結合方向である。また、中心軸線Ｌに垂直な方向が、円筒部３２の外周面３２ａに垂直な方向である。
【００２９】
一方、上述した本実施例では、断面矩形状のガスケット４１を用いた構成であるが、その他に、Ｏリングを用いることも可能である。また、本実施例では、充填用のバルブ装置１０に本発明のシール構造を適用した構成であるが、供給用のバルブ装置や液面計に本発明のシール構造を適用することも可能である。さらに、バルブ装置としては、バルブを手動操作により開閉する機械式のものだけでなく、電磁弁を備えた構成にも本発明のシール構造を適用できる。
【００３０】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施例以外の構成についても本発明の趣旨の範囲内で適宜実施可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  燃料タンク
２  タンク本体
１０  バルブ装置
１１  バルブ本体（第一部材）
１２  固定台（第二部材）
１４  座面
１３ａ  内周面（第二壁面）
３２ａ  外周面（第一壁面）
３５  凹状溝
３５ａ  内周側面（片側側面）
４１  ガスケット（シール部材）
４１ａ  シールリップ
４５  ボルト
Ｌ  中心軸線
【図１】
2012237410.tif 000003
【図２】
2012237410.tif 000004
【図３】
2012237410.tif 000005
【図４】
2012237410.tif 000006