JP7743375B2 - 伸縮連結部材 - Google Patents

Description

本明細書に開示の技術は伸縮連結部材に関する。詳しくは、燃料タンクの上面開口部を閉鎖する蓋部材と、燃料タンクの底部に配置される燃料タンク内部材と、を備える燃料供給装置において、蓋部材と燃料タンク内部材とを上下方向に移動可能に連結する伸縮連結部材に関する。

従来、例えば特許文献１に記載された燃料供給装置がある。この燃料供給装置の伸縮連結部材は、燃料タンクの上面開口部を閉鎖する蓋部材に垂下状に設けられたアッパ支柱と、燃料タンクの底部に配置される燃料タンク内部材に垂立状に設けられたロア支柱と、を備える。アッパ支柱とロア支柱とは相互に摺動可能に嵌合されている。

特開２０２０－６３６７３号公報

アッパ支柱とロア支柱とが同一樹脂材料により形成されている場合、両支柱の融点が同じであるため、両支柱間にスティックスリップによる鳴き音と呼ばれる異音が発生しやすい。また、異音の発生を抑制するために、アッパ支柱とロア支柱との間に摺動性を向上する金属材料により形成された金属部材を介装することも考えられるが、部品点数及び重量の増加を招くという問題がある。

特許文献１のものでは、アッパ支柱とロア支柱とを融点が異なる樹脂材料により形成することで、金属部材を用いることなく、異音の発生を抑制するものである。しかし、異なる樹脂材料を用いると、コスト面で不利であるため、アッパ支柱とロア支柱とを同一樹脂材料により形成することが望まれる。

本明細書が開示する技術の課題は、アッパ支柱とロア支柱とを同一樹脂材料により形成しつつスティックスリップによる異音の発生を抑制することにある。

本明細書が開示する技術は次の手段をとる。

第１の手段は、燃料タンクの上面開口部を閉鎖する蓋部材と、前記燃料タンクの底部に配置される燃料タンク内部材と、を備える燃料供給装置において、前記蓋部材と前記燃料タンク内部材とを上下方向に移動可能に連結する伸縮連結部材であって、前記蓋部材に垂下状に設けられたアッパ支柱と、前記燃料タンク内部材に垂立状に設けられたロア支柱と、を備えており、前記アッパ支柱と前記ロア支柱とは相互に摺動可能に嵌合されており、前記アッパ支柱と前記ロア支柱とは同一樹脂材料により形成されており、前記アッパ支柱と前記ロア支柱とのうちいずれか一方の支柱には、他方の支柱の表面粗さよりも大きい表面粗さの粗面が設けられている、伸縮連結部材である。

第１の手段によれば、アッパ支柱とロア支柱とが同一樹脂材料により形成されている。また、アッパ支柱とロア支柱とのうちいずれか一方の支柱には、他方の支柱の表面粗さよりも大きい表面粗さの粗面が設けられている。これにより、アッパ支柱とロア支柱との間の接触面積を低減し、両支柱間の摺動性を向上することができる。よって、アッパ支柱とロア支柱とを同一樹脂材料により形成しつつスティックスリップによる異音の発生を抑制することができる。

第２の手段は、第１の手段の伸縮連結部材であって、前記粗面は、微細な凹凸を有する梨地面である、伸縮連結部材である。

第２の手段によれば、粗面である微細な凹凸を有する梨地面により、アッパ支柱とロア支柱との間の摺動性を向上することができる。

第３の手段は、第１又は２の手段の伸縮連結部材であって、前記アッパ支柱及び前記ロア支柱は、四側面を有する四角形筒状に形成されており、前記粗面は、前記一方の支柱の四側面における少なくとも互いに平行な一対の両側面に配置されている、伸縮連結部材である。

第３の手段によれば、一方の支柱の四側面における少なくとも互いに平行な一対の両側面に粗面を配置する。例えば、一方の支柱の互いに平行な一対の両側面と、残りの一対の両側面と、において、他方の支柱と摺動接触しやすい側に位置する一対の両側面に粗面を配置することにより、両支柱間の摺動性を向上することができる。

本明細書に開示によると、アッパ支柱とロア支柱とを同一樹脂材料により形成しつつスティックスリップによる異音の発生を抑制することができる。

一実施形態にかかる燃料供給装置を示す背面図である。 図１のII－II線矢視断面図である。 蓋部材とポンプユニットとを分解して示す斜視図である。 伸縮連結部材を一部破断して示す斜視図である。 伸縮連結部材を示す平断面図である。 図５のVI－VI線矢視断面図である。

以下、本明細書に開示の技術を実施するための一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、伸縮連結部材を備える燃料供給装置を例示する。

図１は燃料供給装置を示す背面図、図２は図１のII－II線矢視断面図、図３は蓋部材とポンプユニットとを分解して示す斜視図である。燃料供給装置に係る方位を各図に矢印で示すとおりに定める。上下方向は、内燃機関であるエンジンを搭載する自動車等の車両の燃料タンクに設置された状態での重力方向いわゆる天地方向に対応する。また、燃料供給装置の前後左右方向は特定するものではない。図１に示すように、燃料供給装置２０は、燃料タンク１０内の液体燃料をエンジンに送給するものである。

（燃料タンク１０）
燃料タンク１０は、上壁部１１及び底壁部１２を有する中空容器状に形成されている。燃料タンク１０は、樹脂製であり、タンク内圧の変化によって変形、主に上下方向に膨張及び収縮する。上壁部１１には、円形孔状の上面開口部１３が形成されている。燃料タンク１０内には、例えば液体燃料としてのガソリンが貯留されている。

（燃料供給装置２０の概要）
燃料供給装置２０の基本的構造は、周知のもの（例えば特許文献１参照）と同様であるからその概要を述べるにとどめる。燃料供給装置２０は、燃料タンク１０の上面開口部１３を閉鎖する蓋部材２２と、燃料タンク１０の底部に配置されるポンプユニット２４と、を備えている（図３参照）。

（蓋部材２２）
蓋部材２２は、円形板状の蓋板部２６を主体として形成されている。図２に示すように、蓋板部２６の下面には、短円筒状の嵌合筒部２７が同心状に形成されている。蓋板部２６の外周部は、嵌合筒部２７よりも径方向外方へフランジ状に張り出している。

図３に示すように、蓋板部２６には、燃料タンク１０内外の燃料配管の接続に用いられる燃料吐出ポート３０、及び、燃料タンク１０内外の電気配線の接続に用いられる電気コネクタ部３２が設けられている。

蓋板部２６の後部の下面にはスタンドオフ部３４が形成されている。スタンドオフ部３４は、アッパ支柱３５と左右の両湾曲壁部３６とを有する。アッパ支柱３５は、蓋板部２６から下方へ垂下状に延びている。両湾曲壁部３６は、アッパ支柱３５の後側部から左右両側方へ向けて突出されている。両湾曲壁部３６は、後面視（図１参照）において、嵌合筒部２７からアッパ支柱３５の下端に向かって収束する略三角形状に形成されている。蓋部材２２は、例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）により形成された樹脂製である。

（ポンプユニット２４）
図３に示すように、ポンプユニット２４は、その主体であるポンプユニット本体３８と、ポンプユニット本体３８を蓋部材２２に連結するための連結部材５２と、を備えている。ポンプユニット本体３８は、略円筒形状のサブタンク４６内に、燃料フィルタ５０（図２参照）、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を内蔵している。サブタンク４６の上端部には燃料吐出口４６ａが設けられている。ポンプユニット２４は本明細書でいう「燃料タンク内部材」に相当する。

図１に示すように、サブタンク４６の燃料吐出口４６ａと蓋部材２２の燃料吐出ポート３０とは、配管部材６２を介して接続されている。また、燃料ポンプと蓋部材２２の電気コネクタ部３２とは、電気配線を介して電気的に接続されている。

図３に示すように、サブタンク４６の後側部には支柱取付部５９が設けられている。支柱取付部５９には、連結部材５２が垂立状に取り付けられている。連結部材５２は、サブタンク４６の支柱取付部５９に取り付けられる台座部８３と、台座部８３上に柱状に形成されたロア支柱８７と、を有する。連結部材５２は、蓋部材２２と同一樹脂材料（ポリアセタール樹脂）により形成された樹脂製である。

図２に示すように、ロア支柱８７は、蓋部材２２のアッパ支柱３５内に軸方向すなわち上下方向に摺動可能にかつ懸吊可能に連結されている。アッパ支柱３５とロア支柱８７とにより形成される内部空間にはコイルスプリング８５が配置されている。コイルスプリング８５は、蓋部材２２とポンプユニット２４とを相反方向すなわち離間方向へ付勢する。アッパ支柱３５とロア支柱８７とを備える伸縮連結部材５３については後で説明する。

（燃料供給装置２０の設置）
燃料供給装置２０は、燃料タンク１０への設置に際し、伸長状態すなわち蓋部材２２に対してポンプユニット２４が懸吊された状態とされる。この状態で、ポンプユニット２４が燃料タンク１０の上面開口部１３から挿入され、燃料タンク１０の底壁部１２上に載置される。続いて、蓋部材２２がコイルスプリング８５の付勢力に抗して押し下げられ、嵌合筒部２７が上面開口部１３に嵌合される。この状態で、蓋部材２２が燃料タンク１０の上壁部１１に固定されることにより、燃料供給装置２０の設置が完了する（図１及び図２参照）。

燃料供給装置２０の設置状態において、蓋部材２２の燃料吐出ポート３０には、エンジンにつながる燃料供給配管が接続される。また、電気コネクタ部３２には、電源、ＥＣＵ等につながる外部コネクタが接続される。

（燃料供給装置２０の作動）
外部からの駆動電力によりポンプユニット２４が有する燃料ポンプが駆動される。すると、燃料タンク１０内の燃料及び／又はサブタンク４６内の燃料が燃料フィルタ５０を介して吸入されて加圧された後、配管部材６２を経て蓋部材２２の燃料吐出ポート３０からエンジンへ供給される。

また、燃料タンク１０は、気温の変化や燃料量の変化等による内圧の変化によって変形すなわち膨張及び収縮する。これにより、燃料タンク１０の上壁部１１と底壁部１２との間の間隔が変化（増減）する。これにともない、蓋部材２２とポンプユニット２４とが相対的に上下方向に移動することにより、燃料タンク１０の高さ方向の変化に追従する。また、燃料タンク１０が過剰に収縮しようとするときは、蓋部材２２のスタンドオフ部３４と連結部材５２の台座部８３とが当接することで突っ張り棒として作用する。

（伸縮連結部材５３）
蓋部材２２とポンプユニット２４とを上下方向に移動可能に連結する伸縮連結部材５３を説明する。図４は伸縮連結部材を一部破断して示す斜視図、図５は同じく平断面図、図６は図５のVI－VI線矢視断面図である。図４に示すように、伸縮連結部材５３は、蓋部材２２に垂下状に設けられたアッパ支柱３５と、ポンプユニット２４に垂立状に設けられたロア支柱８７とを備える。アッパ支柱３５は、蓋部材２２に一体成形されているため、ポリアセタール樹脂により形成されている。ロア支柱８７は、連結部材５２に一体成形されているため、連結部材５２と同一樹脂材料により形成されている。連結部材５２は蓋部材２２と同一樹脂材料により形成されているため、ロア支柱８７はアッパ支柱３５と同一樹脂材料（ポリアセタール樹脂）により形成されている。

アッパ支柱３５は、丸味を帯びた略四角形筒状に形成されている。図５に示すように、アッパ支柱３５の内周面には、四角形筒状をなす前後左右の四側面すなわち前側面３５ａ、後側面３５ｂ、左側面３５ｃ及び右側面３５ｄが形成されている。アッパ支柱３５の内周面には、各側面３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの短手方向の中央部及び各入隅部に位置する計８個の凹部３５ｅが形成されている。

凹部３５ｅは、アッパ支柱３５の軸方向（図５において紙面表裏方向）に直線状に延在している。これにより、各側面３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、相互に平行する２本ずつの帯状面に分断されている。四側面３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、アッパ支柱３５の左右方向に直交する平面を中心として左右対称状に形成されている。

図４に示すように、アッパ支柱３５の後側面には、軸方向（上下方向）に延在する長孔状の係合孔１１２が形成が形成されている。係合孔１１２は、後側面３５ｂの短手方向の中央部に配置されている。係合孔１１２の下端部には、前後方向へ弾性変形可能な弾性係合片１１４が形成されている（図２参照）。

ロア支柱８７は、略四角形筒状に形成されている。図５に示すように、ロア支柱８７の外周面には、四角形筒状をなす前後左右の四側面すなわち前側面８７ａ、後側面８７ｂ、左側面８７ｃ及び右側面８７ａが形成されている。

図４に示すように、ロア支柱８７の後側面８７ｂの上端部には、後方へ突出する係合突起１２０が形成されている。図２に示すように、アッパ支柱３５内にその下方からロア支柱８７が挿入された際、係合突起１２０が弾性係合片１１４の弾性変形（撓み変形）を利用して弾性係合片１１４を乗り越える。これにより、係合突起１２０が係合孔１１２に上下方向に移動可能に係合される。この状態で、アッパ支柱３５に対してロア支柱８７が懸吊されたときには、弾性係合片１１４に係合突起１２０が当接することにより、ロア支柱８７が抜け止めされる。アッパ支柱３５の各側面３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとロア支柱８７の各側面８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄとは、互いに摺動接触可能に僅かな隙間を隔てて面している（図５参照）。

（実施形態の特徴的構成）
アッパ支柱３５の四側面３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄは平滑面に形成されている。四側面３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄすなわち平滑面（四側面と同一符号を付す）３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄは、当該側面に対して全面的に形成されている。平滑面３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄは、蓋部材２２の樹脂成形と同時に形成されている。

ロア支柱８７の四側面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄは、微細な凹凸を有する梨地面（以下、単に「梨地面」という）に形成されている。四側面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄすなわち梨地面（四側面と同一符号を付す）８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄは、当該側面に対して全面的に形成されている。梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄは、連結部材５２の樹脂成形と同時に形成されている。梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄは、アッパ支柱３５の平滑面３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄの表面粗さよりも大きい表面粗さを有する。梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄは本明細書でいう「粗面」に相当する。ロア支柱８７は本明細書でいう「一方の支柱」に相当する。アッパ支柱３５は本明細書でいう「他方の支柱」に相当する。

ロア支柱８７の樹脂成形に際し、固定型と可動型とスライド型とを備える成形型を用いる場合、固定型と可動型とによる梨地面（例えば、梨地面８７ａ，８７ｂ）をスライド型による梨地面（例えば、梨地面８７ｃ，８７ｄ）の表面粗さに比べて大きい表面粗さににするとよい。

（実施形態の特徴的構成による利点）
本実施形態によれば、アッパ支柱３５とロア支柱８７とが同一樹脂材料により形成されている。両支柱３５，８７の融点が同じであるため、両支柱３５，８７間にスティックスリップによる鳴き音と呼ばれる異音が発生しやすい。その異音の発生を抑制するために、ロア支柱８７には、アッパ支柱３５の平滑面３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄの表面粗さよりも大きい表面粗さの粗面である梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄが設けられている。これにより、アッパ支柱３５とロア支柱８７との間の接触面積を低減し、両支柱３５，８７間の摺動性を向上することができる。よって、アッパ支柱３５とロア支柱８７とを同一樹脂材料により形成しつつスティックスリップによる異音の発生を抑制することができる。

また、一般的に、融点の低い樹脂材料（例えば、ポリアセタール樹脂）は、融点の高い樹脂材料（例えば、ポリアミド樹脂）と比べて安価である。このため、アッパ支柱３５を含む蓋部材２２、及び、ロア支柱８７を含む連結部材５２、をポリアセタール樹脂により形成したことにより、いずれか一方の部材（例えば、連結部材５２）を高価なポリアミド樹脂により形成する場合と比べて、コストを低減することができる。

また、アッパ支柱３５とロア支柱８７との間に発生する異音の発生を金属部材を用いることなく抑制することができるため、部品点数及び重量の増加を抑制することができる。

また、粗面である梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄにより、アッパ支柱３５とロア支柱８７との間の摺動性を向上することができる。

また、梨地面８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄを連結部材５２の樹脂成形時に同時成形することにより、コストを低減することができる。

また、例えば、ロア支柱８７の互いに平行な一対の両側面（例えば、前側面８７ａと後側面８７ｂ）と、残りの一対の両側面（例えば、左側面８７ｃと右側面８７ｄ）と、において、アッパ支柱３５との摺動接触の程度に差がある場合がある。このような場合、アッパ支柱３５と摺動接触しやすい側に位置する一対の両側面（例えば、前側面８７ａと後側面８７ｂ）に粗面（梨地面）を配置することにより、両支柱３５，８７間の摺動性を向上することができる。なお、残りの一対の両側面（例えば、左側面８７ｃと右側面８７ｄ）は、例えば梨地面よりも表面粗さの小さい面（例えば平滑面）とする。

［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、本明細書に開示の技術は、車両の燃料供給装置２０に限らず、車両以外の燃料供給装置に適用してもよい。また、両湾曲壁部３６を有するアッパ支柱３５とロア支柱８７とを上下逆配置としてもよい。また、両湾曲壁部３６は省略してもよい。この場合、ロア支柱８７内にアッパ支柱３５を挿入してもよい。また、ロア支柱８７は、サブタンク４６に一体形成してもよい。また、アッパ支柱３５の凹部３５ｅは、増減あるいは省略してもよい。

また、アッパ支柱３５に、ロア支柱８７の表面粗さよりも大きい表面粗さの粗面を設けてもよい。また、粗面は、樹脂成形に限らず、表面処理により形成してもよい、また、粗面は、梨地面以外の微細な凹凸により形成してもよい、また、微細な凹凸は、不規則に配置してもよいし、規則的に配置してもよい。

また、アッパ支柱３５及びロア支柱８７は、四角形以外の多側面を有する多角形筒状に形成してもよい。この場合、粗面は、一方の支柱の少なくとも一側面の少なくとも一部に形成してもよい。

また、アッパ支柱３５及びロア支柱８７は、円筒状の周面を有する円筒状に形成してもよい。この場合、粗面は、一方の支柱の周面の少なくとも一部に形成してもよい。

１０ 燃料タンク
１３ 上面開口部
２０ 燃料供給装置
２２ 蓋部材
２４ ポンプユニット（タンク内部材）
３５ アッパ支柱（他方の支柱）
３５ａ，３５ｂ、３５ｃ，３５ｄ 平滑面（四側面）
５３ 伸縮連結部材
８７ ロア支柱（一方の支柱）
８７ａ，８７ｂ、８７ｃ，８７ｄ 梨地面（粗面、四側面）

Claims (3)

1. 燃料タンクの上面開口部を閉鎖する蓋部材と、前記燃料タンクの底部に配置される燃料タンク内部材と、を備える燃料供給装置において、前記蓋部材と前記燃料タンク内部材とを上下方向に移動可能に連結する伸縮連結部材であって、
   前記蓋部材に垂下状に設けられたアッパ支柱と、
   前記燃料タンク内部材に垂立状に設けられたロア支柱と、
   を備えており、
   前記アッパ支柱と前記ロア支柱とは相互に摺動可能に嵌合されており、
   前記アッパ支柱と前記ロア支柱とは同一樹脂材料により形成されており、
   互いに摺動接触する前記アッパ支柱と前記ロア支柱とのうちいずれか一方の支柱の摺動接触面には、他方の支柱の摺動接触面の表面粗さよりも大きい表面粗さの粗面が設けられている、伸縮連結部材。
2. 請求項１に記載の伸縮連結部材であって、
   前記粗面は、微細な凹凸を有する梨地面である、伸縮連結部材。
3. 請求項１又は２に記載の伸縮連結部材であって、
   前記アッパ支柱及び前記ロア支柱は、四側面を有する四角形筒状に形成されており、
   前記粗面は、前記一方の支柱の四側面における少なくとも互いに平行な一対の両側面に配置されている、伸縮連結部材。