JP2005047497A - 取出し遅延機構を有する迅速装着式キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】 閉鎖部材の開又は閉の際の不具合を防止する。 燃料充填ネックキャップのハンドルが充填ネック閉鎖閉鎖手段に直結していないため、キャップ取りだし方向におけるハンドルの意図されないいかなる運動も、閉鎖手段と充填ネックとの気密が破られる。
【解決手段】 燃料キャップ１０において、充填ネック閉鎖部材と、充填ネック閉鎖部材を駆動するように係合せしめられるハンドルと、ハンドルと充填ネック閉鎖部材とに連結された捩りばねとを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は充填ネックの口を閉鎖するためのキャップ、特に車両用燃料タンクの充填ネックを閉鎖するための燃料キャップに関する。より特別には、本発明は、使用者がキャップを迅速かつ容易に充填ネックに取り付けることができ、キャップと充填ネックとの間の気密連結を確立し得るための取付け機構を備えたキャップに関する。

車両用燃料タンクの充填ネックを閉鎖するための通常の燃料キャップは、典型的には、充填ネックの口を閉鎖するための閉鎖部材、及び充填ネックに閉鎖部材を取り付けるために閉鎖部材を回すためのハンドルを備える。部分回転するカム式のキャップと数回転するねじ式のキャップとがよく知られている充填ネック閉鎖用キャップの形式である。現在、かかるキャップが広範囲の用途に使用されるが、充填ネックへの着脱の簡単な別のキャップを提供することが望ましい。

充填ネックの内部に伸びるシャンク部分を有しかつハリスの特許文献１に開示されたような通常の円周方向で間隔を空けられたカム脚の対が設けられた形式のカム式キャップを提供することが知られている。これらカム脚は、通常は、カム式キャップを受けるような形状にされた充填ネックと組み合うように作動し、充填ネックの開口部を閉鎖する完全閉鎖位置にキャップを保持する。

或いは、通常の多回転式キャップはねじの切られた充填ネック内にねじ込まれる閉鎖部材を備える。例えば、フレンドの特許文献２は、複数回転のねじ式キャップ及び互換可能なねじ式充填ネックを明らかにする。典型的には、多回転のねじ式キャップでは、キャップを充填ネックに連結しキャップと充填ネックとの間の液体及び蒸気に対する密閉を確立するためには、キャップをねじ切りされた充填ネックの中に差し込んだ後で使用者がこれを少なくも２回転半か３回転まわす必要がある。

ガソリンスタンドにおける運転者のセルフサービスベイの使用と運転者自身による燃料タンクへの給油がより多くなっている。ある人々にとっては、通常の充填ネックキャップは給油の際の着脱が困難であることが見いだされた。使用者が多くの努力を払うことなしに充填ネックに容易に着脱でき、更に、使用中は、キャップと充填ネックとの間の一貫して確り密閉された連結を確立するような形状にされたキャップが通常のキャップに対する歓迎された改良である。

通常の充填ネックキャップに伴う一つの問題は、ハンドルが充填ネック閉鎖手段に直結されているため、キャップ取出し方向におけるハンドルの意図されないいかなる運動も閉鎖手段と充填ネックとの間の気密を破るであろうということである。閉鎖手段と充填ネックとの間の気密が破られると、燃料又は燃料蒸気は充填ネックから逃げることができる。自動車事故のような場合には、燃料又は燃料蒸気の解放は危険な状態を発生させる可能性が大きい。

ハンドルと閉鎖手段との間に空転駆動連結を有する充填ネックキャップを提供することが知られている。例えば、ハリスの特許文献３及び特許文献４を参照されたい。これらのキャップは、キャップハンドルを、閉鎖手段に関してキャップ装着方向及びキャップ取出し方向の両方向に回すことができる。ある場合には、使用者は、キャップの装着中並びにキャップ取出し中、キャップが空転駆動連結を与えることにより不便にされることがある。要求されるものは、キャップ装置にハンドルと閉鎖手段との間の直結駆動連結を有するように、及びキャップ取出し中のハンドルと閉鎖手段との間の空転駆動連結を有するように自動設定される迅速装着式キャップである。かかるキャップは装着を容易にし、更に、車両の衝撃中又は車両部品の締付けが緩んだときにキャップハンドルが不注意により回された場合のキャップシールの紛失を防ぐように機能する空転運動特性の組込みを容易にするであろう。
米国特許第４８８７７３３号明細書 米国特許第３８２０６８０号明細書 米国特許第４７６５５０５号明細書 米国出願第０８／１３８３９７号

本発明により、充填ネックと組み合う迅速装着式キャップが提供される。このキャップは、充填ネックと組み合うための閉鎖手段、及び充填ネック内にキャップを装着するように充填ネックに向かうキャップ装着方向、又は充填ネックからキャップを外すように充填ネックから離れるキャップ取出し方向のいずれかで、閉鎖手段を充填ネックに関して回転させるためのハンドル手段を備える。

この迅速装着式キャップは、まずキャップ取出し中における空転駆動連結を提供し、更にキャップ装着中は常に直結駆動連結を提供するための制御手段も備える。空転駆動連結は、ハンドル手段のその回転軸まわりのキャップ取出し方向の充填ネックに関する初期回転中に、ハンドル手段と閉鎖手段との間に一時的に確立される。直結駆動連結は、キャップ装着方向におけるハンドル手段の回転軸まわりの回転中、閉鎖手段と閉鎖手段との間に常に確立される。

好ましい実施例においては、迅速装着式キャップは燃料キャップであり、充填ネックは車両の燃料タンクに連結される。制御手段は、キャップの内部に取り付けられかつ閉鎖手段及びハンドル手段に組み合わせられた捩りコイルばねを備える。また、制御手段は、ハンドル手段に組み合わせられた駆動ラグ、及び閉鎖手段に組み合わせられた被動ラグも備える。捩りコイルばねは、ハンドル手段の下側に設けられた頂部ばね取付け部分と組み合わせられた頂部フィンガー、閉鎖手段の上側に設けられた底部ばね取付け部分と組み合わせられた底部フィンガー、及び上下のフィンガーを互いに連結しているコイル状部分を備える。捩りコイルばねは中心軸線を有し、この中心軸線がハンドル手段の回転軸線と平行に整列されかつハンドル手段と下側の閉鎖手段との間にあるように方向を決められることが好ましい。この制御手段の特徴及び／又は捩りコイルばねの特徴は、ねじ式キャップ又はカム式キャップ或いはその他の適切な閉鎖機構に適用し得ることが理解されるであろう。

キャップの装着中、使用者は、常にハンドル手段をその回転中心軸線まわりに回転させることにより、閉鎖手段を充填ネック内でキャップ装着方向又はキャップ前進方向に直接まわす。このキャップは、これを密閉された充填ネック閉鎖位置に固定するためには、充填ネックに差し込んで時計方向に１２分の１回転（３０°）まわすことだけしか必要でないため、迅速装着式（ｑｕｉｃｋ−ｏｎ）キャップと呼ばれる。

迅速装着式キャップは充填ネックから外されるごとに、充填ネックにおける迅速装着式キャップの装着に便利なようにハンドル手段と閉鎖手段との間の直接駆動連結を確立するように、それ自体で直ちにかつ自動的にリセットする。このリセット機能は閉鎖手段をハンドル手段に関して回転させる捩りコイルばねの自動作用により行われる。

充填ネックからキャップが外され、同時に使用者がハンドル手段を保持してキャップをつかんでいる間に、キャップ内の捩りコイルばねは、ハンドル手段の駆動ラグが閉鎖手段の被動ラグと組み合うまで、閉鎖手段を回転軸線まわりにハンドル手段に関して回転させるように作用する。このラグとラグとの組合いが、キャップ装着中に使用するハンドル手段と閉鎖手段との間の直接駆動連結を確立する。換言すれば、各キャップ装着前及び装着中、直接駆動連結が自動的に確立されるように駆動ラグを被動ラグに押し付けるばね力を加える。かかる直接駆動の使用者に対する便益の一つは、キャップ装着中の使用者によるキャップ前進方向のキャップハンドルの回転が充填ネック内でキャップ閉鎖手段を回転させ、従って使用者はハンドル手段と閉鎖手段との間にいかなる「空転」もなしに充填ネックに迅速装着式キャップを確実かつ迅速に取り付け得ることである。

捩りコイルばねは、キャップ取出しの初期段階中、ハンドル手段と閉鎖手段との間の空転駆動連結の確立を中断させることなくキャップ装着の前及び装着中の直接駆動連結を提供する。シール用リングが閉鎖手段に取り付けられ、そして、閉鎖手段がその締め付けられた充填ネック閉鎖位置に回されるとこのリングは閉鎖手段と充填ネックとの間に捕捉される。ハンドル手段が使用者により最初にキャップ取出し方向に回されたとき、ハンドル手段は、閉鎖手段との直接駆動連結の確立より前に閉鎖手段に関して予定の「空転」角度、例えば６０°だけ回転でき、閉鎖手段と充填ネックとの間の気密を破ることを遅らせる。直接駆動連結が確立されると、ハンドル手段の更なる時計方向回転が、閉鎖手段を充填ネック内でその密閉された充填ネック閉鎖位置から密閉されない位置に回転させる。この「空転」特性は、キャップが事故の衝撃中に気密を破るに十分な量だけ緩むであろうような可能性を無くすことにより、迅速装着式キャップの耐衝撃性能の向上を助け有利である。

キャップ取出しの際は、使用者は、捩りコイルばねによる強制力に対抗してハンドル手段を充填ネックに関して反時計方向にまわし始める。使用者がばね負荷の加えられたハンドル手段をその回転軸線まわりに回転させても、閉鎖手段は、これとハンドル手段との間の空転駆動連結のため、その密閉された充填ネック閉鎖位置に固定されたままに留まる。ハンドル手段がキャップ取出し方向に予定の空転角度、例えば６０°まわされると、ハンドル手段の下側の駆動ラグが動かされて閉鎖手段の上側の被動ラグと組み合う。このときから直接駆動連結が確立され、閉鎖手段と充填ネックとの間の気密が破られるまで、キャップ取出し方向のハンドル手段の継続した回転が閉鎖手段を充填ネックに関してキャップ取出し方向に回転させ、そして最終的にキャップが充填ネックから外される。車両への給油ができるようにキャップを外せるように閉鎖手段を充填ネックから外すためには、ハンドル手段を更に１２分の１回転、例えば３０°まわすことだけしか必要でない。

捩りコイルばねは、充填ネックにおけるキャップの装着中に空転駆動連結がないように、かつ空転駆動連結が使用者に分からないように、キャップを充填ネックから取り出した後で閉鎖手段をハンドル手段に関して自動的に回転させるように機能することが有利である。そこで、キャップ取出しの初期段階にハンドル手段と閉鎖手段との間に常に確立される空転駆動連結を無能化することなく、キャップ装着中にハンドル手段と閉鎖手段との間の直接駆動連結が自動的に確立される。

本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、現時点で考えられる本発明の最良の実行方法を例示している好ましい実施例についての以下の詳細な説明を参照したとき、本技術の専門家に明らかとなるであろう。

本発明による迅速装着式キャップは、充填ネックの開口部内にキャップの閉鎖体を差し込み、時計方向のキャップ前進方向にキャップのハンドルカバーを３０°まわすことにより充填ネックに装着できる。キャップを外すには、取り付けられ密閉された閉鎖体に関してハンドルカバーを反時計方向に６０°の第１の空転段階の角度だけまわし、次いでハンドルカバーと閉鎖体とを一体として一緒に閉鎖体に関して同様に反時計方向のキャップ取出し方向に３０°の第２の直接駆動段階の角度をまわす。キャップは、充填ネックから外されると、以下説明される方法で自動的にそれ自体でリセットされ、キャップ装着の際のハンドルカバーと閉鎖体との間の直接駆動連結が確立される。

閉鎖体は、キャップが充填ネックから外された後で自動的にカバーハンドルに関して回転され、空転駆動連結を無くし、充填ネックへのキャップの装着中に使用者に分からないことが有利である。更に、この直接駆動連結はキャップ装着の前と装着中とに存在し、キャップ取出しの初期段階中にハンドルカバーと閉鎖体との間に確立される空転駆動連結を妨げることはない。

本発明による迅速装着式キャップ１０は、使用者が充填ネック内にキャップ１０を差し込もうとしているときに見えるであろう状態で図１に示される。キャップ１０は、ハンドルカバー１２、半径方向外向きに突き出して軸方向に伸びかつ円周方向に間隔を空けられた３個のリブ１６を有するスリーブ１４、及び半径方向外向きに突き出して軸方向に伸びかつ円周方向で間隔を空けられた３個の保持用ラグ２０を有するコア１８を備える。スリーブ１４とコア１８とは、共同作用してハンドルカバー１２の下方に閉鎖体を定める。

まず、図１に示されるように、リブ１６は、保持用ラグ２０と軸方向で整列され、使用者は、図２に図式的に示された充填ネック２２内にキャップ１０を差し込むことができる。充填ネック２２は、キャップ１０の充填ネック２２内への挿入中、３組の整列されたリブ１６と保持用ラグ２０との組を受け入れるために、円周方向で間隔を空けられ軸方向に伸びている３個のスロット（図２には図示せず。例えば、図１０を参照のこと）を備えるように形成される。

充填ネック内へのキャップ１０の挿入中、３組の整列されたリブ１６と保持用ラグ２０との対を受け入れるために充填ネック内で軸方向に伸びているスロットが、充填ネック内の開口から軸方向で内向きに配置された充填ネックの把持部分を構成することが認められるであろう。充填ネック内のこの把持部分は、適宜の数の半径方向内向きに伸びている当たり部分又はフランジの形式を取ることができる。このリブ１６は、充填ネック内におけるスリーブの回転を防止するように充填ネックの当たり部分又はフランジと組み合う手段を構成する。同様に、コア１８上の間隔を空けられた保持用ラグ２０は、充填ネックからのキャップの軸方向の外向き運動を防ぐように充填ネックの当たり部分又はフランジと組み合う手段を構成する。かかる組合い手段、即ち保持用ラグ２０に相当する手段は、充填ネックにおけるかかる当たり部分又はフランジと共同作用する種々の形式を取ることができる。

従って、本質的には、本発明の迅速装着式キャップ１０は、充填ネック２２におけるスリーブ１４の軸方向の挿入と軸方向の運動とは許すが、充填ネック２２内のスリーブ１４の回転は許さないようにスリーブ１４を充填ネック２２に組み合わせる手段、並びにコア１８がスリーブ１４に関してキャップ前進方向にまわされたときに、キャップ１０が充填ネック２２からの外向きに運動することを防ぐためにコア１８と充填ネック２２とを組み合わせる手段を備える。

図２及び４に図式的に示されるように、スリーブ１４は円筒体２４を有し、この円筒体は外側端部２８において半径方向外向きに伸びている環状の上部フランジ２６と、内側端部３２において半径方向内向きに伸びている環状の底部フランジ３０とを備える。環状の上部フランジ２６により環状のシール用リング３４が支持され、このフランジは、図４に示されたように充填ネック２２の外側の縁において環状リム３６に押し付けられ、充填ネック２２におけるキャップ１０の挿入中の両者間の燃料蒸気の密閉を達成する。スリーブ１４の環状底部フランジ２０には少なくも１個のカム従動子３８が付属し、コア１８の一部分と組み合う。

図２及び４に図式的に示されるように、コア１８は連結用手段（以下詳細に説明される）によりハンドルカバー１２と組み合わせられ、従ってコア１８は、充填ネックキャップ１０の装着及び取出しの際、軸線４２まわりのハンドルカバー１２の手動回転に応答してその軸線４２まわりで回転するであろう。ハンドルカバー１２とスリーブ１４との間の直接駆動連結は、キャップ装着中、常に確立されることが明らかになるであろう。スリーブ１４の内側端部３２の各カム従動子３８がコア１８に形成された下側のカム４６に弾性的に押し付けられるように、スリーブ１４とコア１８とを反対方向に押すためにキャップ１０の内側に圧縮ばね４４が設けられる。

図２及び４に図式的に示されるように、コア１８は弁ハウジング３１０を備え、このハウジングは、逃がし弁組立体３１２、弁ハウジング３１０の頂部の底部ばね取付け部分３１４、及び弁ハウジング３１０の頂部のまわりの上板３１６を備える。円筒状の被動ラグ３１８が上板３１６に付属し、かつこれは、ハンドルカバー１２の下側に付属したＣ字形の駆動ラグ３２０と組み合うように配置される。ハンドルカバー１２の下側には上部ばね取付け部分３２２も付属し、そしてキャップ１０の内側に捩りコイルばね３２４が置かれ、このばねがハンドルカバー１２の上部ばね取付け部分３２２とコア１８の底部ばね取付け部分３２４とを互いに連結する。

Ｃ字形の駆動ラグ３２０は、第１のアーム３２６、第２のアーム３２８、及び第１のアーム３２６と第２のアーム３２８とを互いに連結している細長い環状体３３０を備える。第１のアーム３２６は装着駆動手段を提供し、この手段は、例えば図１−４、１５、及び１６に示されたように充填ネック２２内でコア１８を時計方向の装着方向に回転させるためのハンドルカバー１２の回転軸線４２まわりのキャップ前進方向の回転中に相手の円筒状被動ラグ３１８と組み合う。第２のアーム３２８は取出し駆動手段を提供し、この手段は、例えば図７、８、１８、及び１９に示されたように充填ネック２２内でコア１８を反時計方向のキャップ取出し方向に回転させるためのハンドルカバー１２の回転軸線４２まわりの回転中に、予定の点において同じ円筒状被動ラグ３１８と組み合う。

Ｃ字形の駆動ラグ３２０の第１のアーム３２６と第２のアーム３２８との間の間隔が、キャップ取出しの第２段階中に直接駆動連結が確立される以前のキャップ取出しの第１段階中に作られる「空転」の大きさを制御することが説明の進行とともに明らかになるであろう。加えて、捩りコイルばね３２４は、各キャップ装着の作動前及び作動中に、ハンドルカバー１２とコア１８との間の直接駆動の関係が確立されるようにキャップ１０をリセットするために、キャップ１０が充填ネック１２から外されるたびに、コア１８をハンドルカバー１２に関して回転させるように機能する。

使用時には、図１に示されたキャップ１０を取り、スリーブ１４の上部フランジ２６上に支持された環状のシール用リング３４を充填ネック２２の環状リム３６に向かい合うように位置決めするように、このキャップを図２に図式的に示されるように充填ネック２２内に軸方向に差し込み、次いでハンドルカバー１２を時計方向又はキャップ装着方向４８でに直接駆動角度３３１を通り軸線４２まわりに１２分の１回転（３０°）回転させることにより、キャップ１０と充填ネック２２との間の燃料蒸気の密閉を確立するように迅速装着式キャップ１０が充填ネック２０上に容易に装着される。ハンドルカバー１２のかかる回転は、コア１８をスリーブ１４に関して回転させ、保持用ラグ２０を動かして、充填ネック２２に形成された内側フランジ５０と組み合うようにさせる。スリーブ１４のリブ１６は、充填ネック２２の別の内部フランジと組み合い（図８参照）回り止めリブとして作用し、ハンドルカバー１２及びコア１８の充填ネック２２に関する回転中、スリーブ１４の充填ネック２２に関する回転を阻止する。

同時に、コア１８の軸線４２まわりの回転が、カム４６をばね負荷式のカム従動子３８に関して回転させ、ばね４４は「解放」されてスリーブ１４を図２に示された位置から図４に示された位置に軸方向内向きの方向５２で更に動かす。スリーブ１４のこの内向き運動により、スリーブ１４上の環状の上部フランジ２６を充填ネック２２の環状リム３６に向かって内向き方向５２で動かし、環状のシール用リング３４をキャップ１０と充填ネック２２との間できつく圧縮して燃料蒸気の密閉を確立する。事実上、スリーブ１４とコア１８とが共同作用して充填ネック２２をつかみ、従ってシール用リング３４は、スリーブに関するコア１８のキャップ装着方向の動きに応じてスリーブ１４と充填ネック２２との間で圧縮される。充填ネックへのキャップ１０の取付けの手段及び方法の詳細な説明については、ここに参考文献として組み込まれたグリフィン及びハリスの１９９２年９月２１日付け、米国特許出願第０７／９４８０９６号「Quick-on Fuel Cap（迅速装着式燃料キャップ）」が参照される。

給油の際には、キャップ１０は、ハンドルカバー１２を第１の「空転」段階を通し、続いて第２の「空転」段階を通って回転軸線４２まわりに回転させることにより、容易に充填ネック２２から外すことができる。この２段階の操作は図３、５、７、及び１６−１８に示される。

まず、キャップ１０を、図３に示された位置から図５に示された位置に反時計方向又はキャップ取出し方向に空転角度３３２を通り６分の１回転（６０°）まわす。この段階は、Ｃ字形の駆動ラグ３２０がその相手方の不動の円筒状の被動ラグ３１８に関して動くため、使用者が、充填ネック２２内でコア１８をまわすことなしにハンドルカバー１２を６０°の角度を通してまわし得るため、空転段階と呼ばれることが理解されるであろう。実質的には、固定の円筒状被動ラグ３１８はこの第１段階の開始時に駆動ラグ３２０の第１のアーム３２６と組み合い、ハンドルカバー１２のキャップ取出し方向５４の空転回転中は細長い環状体３３０と組み合い、更にこの第１段階の終わり（これは第２段階の始まりである）に被動ラグ３２０の第２のアーム３２８と組み合う。

第２に、キャップ１０を、図５に示された位置から図７に示された位置にキャップ取出し方向に直接駆動角度３３３を通り１２分の１回転（３０°）まわす。この段階は、３０°の角度を通るハンドルカバー１２の回転に応じてコア１８が充填ネック２２内で回転軸線４２まわりに回転するため、直接駆動段階と呼ばれることが理解されるであろう。さて、保持用ラグ２０は、図８に図式的に示されるように、充填ネック２２に形成された内部フランジ５０と組み合っているそのキャップ留置用位置から外される。

このとき、キャップ１０は、これを充填ネック２２の開口から容易に取り出せる位置にある。キャップ１０が取り出されると、巻かれた捩りコイルばね３２４がほぐされ、コア１８をハンドルカバー１２に関して回転させる。この急反転作用がキャップ１０を図７に示された形状から図１に示された形状にリセットする。実質的には、コア１８は回転軸線４２まわりに回転し、従って円筒状の被動ラグ３１８は、図１に示されるようにＣ字形の駆動ラグ３２０の第１のアーム３２６と組み合い、キャップ装着中に作用する直接駆動連結を確立する。

図１、３、５、及び７の迅速装着式キャップ１０の分解斜視図がキャップ１０の種々の構成要素の好ましい実施例を示す図９に与えられる。ハンドルカバー１２は、円形の頂部壁５６、環状の周囲側壁５８、半径方向内向きに突き出ている複数のラグ６０、及び中空の握りハンドル６２を備え、この握りハンドルは、円形の頂部壁５６の直径を横切って伸び内向きに開口している溝６４を持つ。ハンドルカバー１２は、ハンドルカバー１２とコア１８との結合によりスリーブ１４内でコア１８を回転させるために、以下説明される方法で使用される。

スリーブ１４は、軸方向に伸びている円筒体２４が、ばね４４を有する組立体を内部に受け入れるための円筒状の内部室６８を定めている環状の内側壁６６を備えるように、図９に示されたように形成されることが好ましい。円筒体２４は環状の外側壁７０も備え、この外側壁７０の周囲には互いに間隔を空けて置かれるように３個のまわり止めリブ１６が形成される。図１１に最もよく示されるように、円筒体２４は、前述のスリーブ１４の底部フランジ３０と頂部フランジ２６との間で、環状の内側壁６６に沿って置かれ半径方向内向きに突き出ている中央の環状フランジ７２を有するように形成される。同様に図１１に示されるように、スリーブ１４の内側端部３２は環状の中央フランジ７２から下方に伸びる。スリーブ１４の３個のカム従動子３８が内側端部３２の環状の底部の縁７４に付属し、かつこれらはコア１８に形成された３個の円筒状カム４６と組み合うように軸方向内側方向に伸びるように配置される。図９及び１１に示されるように、スリーブ１４の底部には同心のコア受入れ用開口７６が形成される。

コア１８は、好ましくは、図９に示されるように軸方向に伸びている細くされた筒状体７８を備えて形成され、この筒状体は、スリーブ１４の内側端部３２内に形成されたコア受入れ用開口７６に適合するような寸法にされ、スリーブ１４に形成された円筒状の内側室６８内に伸びる。コア１８は、環状のウェブ８２により筒状体７８の下方端部に付属するリング８０も備える。３個の保持用ラグ２０がリング８０の外壁８４に付属し、外壁８４の周囲に間隔を空けられた関係にあるように配置される。各保持用ラグ２０は、充填ネック２２内におけるコア１８の回転を限定するために充填ネック２２の内側フランジと組み合う停止面８６、及び充填ネック２２からのコア１８の抜け出しを阻止するために充填ネック２２の別の内側フランジと組み合う係留面８８を備える。

環状ウェブ８２に３個の円筒状カム４６が形成され、これらは図９、１３、及び１４に最もよく示されるようにスリーブに付属した３個の下向きに伸びているカム従動子３８と組み合うように上向きに与えられる。各円筒状カム４６の平面展開図が図１３及び１４に示される。カム角度は、コア１８にキャップ装着方向の回転を助けるように選定される。各カム４６は、図２に図式的に示され、より詳細に図１１に示されるようなキャップ１０の「緩められた状態」に相当する図１３に示された軸方向で高い位置にばね負荷式カム従動子３８を支持するために上方プラットフォーム９０を備える。

各カム４６は、図４に図式的に示され、より詳細に図１２に示されたようなキャップ１０の「締められた状態」に相当する軸方向で低い位置にばね負荷式のカム従動子３８を支持するために下方プラットフォーム９２を備える。

下方に傾斜している円筒状又は螺旋状の傾斜路９４が各カム４６の上下のプラットフォーム９０、９２に接続し、充填ネック２２内における非回転スリーブ１４に関するコア１８の回転に応じて、ばね負荷式カム従動子３８を上下のプラットフォーム９０、９２間で案内する。また、半径方向に伸びている回り止め９６が各上方プラットフォーム９０と傾斜路９４との間に設けられ、充填ネック２２内でコア１８を捩り又は回転させるに十分なトルクを使用者が加えるまで、ばね負荷式カム従動子３８が上方プラットフォーム９０から離れて傾斜路９４上に動くことを阻止する。事実上、回り止め９６は、迅速装着式キャップ１０が充填ネックに装着されないときのスリーブ１４に関するコア１８の回転を防止し有利である。

いま説明されたカム４６とカム従動子３８との配置は、キャップ装着方向のコアの回転運動に応答してばね手段４４を解放し、かつ反対方向のコアの回転運動に応答してばね手段に負荷を加える手段を構成する。コア１８上のカム４６とスリーブ１４上の従動子３８とは、このようにし共同作用してスリーブ上の環状シール用リング３４が充填ネック２２のシール部分又は座１８６（図１０及び１１参照）と密閉組合いをしたり組合いを解いたりする運動を制御する。

図９及び１１に最もよく示されるように、第２のシール用リング１１０、掻きカラー１１２、及びばね４４が共同作用して、コア１８がスリーブ１４に関して軸方向及び回転方向の運動中であっても、定位置に留まってスリーブ１４とコア１８との間の燃料蒸気の密閉を確立するための組立体を提供する。掻きカラー１１２は筒状体７８の周囲に適合しかつスリーブ１４の内側壁６６と筒状体７８の外側壁との間に置かれる。掻きカラー１１２は弾性体の第２のシール用リング１１０を、ばね４４により与えられる荷重の下でシール１４の環状の下方フランジ３０に押し付けるためのリム１１４を備える。この荷重は、例えば、図１１及び１２に示されるように、シール用リム１１０を半径方向内向きに筒状体７８に押し付け、かつ半径方向外向きにスリーブ１４の内側端部３２の内側壁に押し付ける。

図９に示されるように、上方コア３３４は、ハンドルカバー１２とスリーブ１４との間に適合しかつコア１８の上方端部３３６に連結する形状にされる。上方コア３３４は、間隔を空けられた円筒状被動ラグ３１８を支持する上板３１６を備える。例えば、図９及び１１に示されるように、上板３１６の中央に形成された開口内に取り付けられた丸いプラグ３３７に下方ばね取付け部分３１４が形成される。上方コア３４４は好ましくはワンピースとしてプラスチック材料から成型され、図１１に最もよく示されるようにコア１８の下方ばね取付け部分３１４及び上方端部３３６を収容しているプラク３３７を受け入れる中央通路３４０を有する幾分か円筒状の筒状部材３３８を有するように形成される。

圧力逃がし弁組立体３４２及び真空逃がし弁組立体３４４が筒状体の内部領域に取り付けられ、充填ネック２２からの燃料蒸気の流出及び充填ネック２２内への大気の流入を制御する。圧力逃がし弁組立体３５２は、圧力逃がしばね３４６、環状の弁板３４８、及び圧力逃がし弁３５０を備える。真空逃がし弁組立体３４４は、３個の案内脚３５４のある真空逃がし弁３５２と真空逃がしばね３５６とを備える。圧力逃がし弁組立体３４２は、図１１に示されるように、下方ばね取付け部分３１４を有する丸いプラグ３３７の下方の位置においてコア１８の内側に取り付けられる。真空逃がし弁組立体３４４は、図１１に示されるようにコア１８に付属した受け具３６０に形成された内部領域３５８に取り付けられる。この圧力−真空弁組立体の構造、機能、及び作動の詳細説明については、ここに参考文献として取り入れられた米国出願第０８／２３９０４１号としてのグリフィンの１９９４年５月日付け、米国特許出願「燃料タンク充填ネックキャップ用の弁組立体」を参照されたい。

充填ネック２２は、図１０に更に詳細に示される。図示の充填ネック２２は、板金の注入管１６０と成型プラスチックのインサート１６２とを備える。インサート１６２は、注入管１６０のねじ付きの外側端部１６６とねじで組み合う雄ねじ１６４を持つ。インサート１６２には、充填ネック内に燃料を圧送するために使用される形式の無鉛燃料分配用ノズル（図示せず）を受け入れるような大きさの開口１７０を備えるように区画壁１６８が形成される。インサート１６２は環状の外側リップ１７２も備え、注入管１６０の末端部１７４は環状の外側リップ１７２を有しかつ図１０に示されたように注入管１６０内の定位置にインサート１６２を保持するように図１０に示されるように変形される。固定具１８０を使って充填ネック２２を容易に車両に取り付け得るように外側取付け用フランジ１７６が充填ネック１６０に付属する。

図１０に示されるように、充填ネックインサート１６２の内部は、コア１８に付属する３個の保持用ラグ２０を受け入れかつ案内するスロットを定める内部フランジを有するように形成される。充填ネックインサート１６２の環状リム３６により形成された環状のシール用リング受けの座により定められるキャップ受け用の開口１８４内に迅速装着式キャップ１０が押し込まれたとき、３個の保持用ラグ２０の各を受け入れるように軸方向に伸びるスロット１８２が設けられる。キャップ１０が充填ネック２２内に挿入されたとき、３個の保持用ラグ２０は、軸方向に伸びている３個のスロット１８２を通過し、円周方向に伸びているスロット１８８内に動かされ、待機位置に保持される。しかし、スリーブ１４の３個の回り止めリブ１６が軸方向に伸びている３個のスロット１８２内に保持されて、これらスロットを定めている内側フランジ１８７と組み合い、コア１８のスリーブ１４と充填ネック２２とに関する回転を妨害することなく充填ネック２２内のスリーブ１４の回転を阻止する。

キャップ１０が充填ネック２２内に差し込まれ、そしてシール用リング３４が緩んだ状態で充填ネック２２の環状リム３６上にあるときは、キャップ１０はその緩んだ状態にあってかつ締められる準備状態にある。使用者は、ハンドルカバー１２を単にその長手方向軸線まわりにわずか（例えば３０°、１２分の１回転）まわすことだけが要求される。ハンドルカバー１２の回転は、上方コア３３４とコア１８とを充填ネック２２と非回転スリーブ１４とに関して回転させ、コア１８に付属の３個の保持用ラグ２０は、充填ネック２２に形成されかつ円周方向に伸びている３個のスロット１８８内に回転する。スロット１８８内に動かされると、各保持用ラグ２０の軸方向外向きの留置面８８が、充填ネック２２の内側フランジ５０と組み合うように位置決めされ、これにより充填ネック２２からのキャップ１０の外れを阻止する。

コア１８がその長手方向軸線まわりに回転すると、コア１８の３個の円筒状カム４６が回され、ばね４４はスリーブ１４とコア１８とを反対方向に強制するように緩むことができ、このため３個のカム従動子３８とスリーブ１４とは軸方向内向きに動く。実際上、ばね４４は（外蓋１１８、筒状部材７８、リング８０、及び保持用ラグ２０を経て）、図１２に示されるように充填ネック２２の内側フランジ５０を押してスリーブ１４を軸方向内向き方向に動かす。スリーブ１４に付属しかつ３個の軸方向スロット１８２内にある３個のまわり止めリブ１６は、これらが内側フランジ１８７と組み合って充填ネック２２内のスリーブ１４の回転を阻止す場合でも前記軸方向に伸びているスロット１８２内を軸方向に自由に動けることが理解されるであろう。従って、コア１８上の３個のカム４６は、掻きカラー１１２を経てスリーブ１４に常に軸方向内向きに力を加えているばね４４が、スリーブ１４を更に充填ネック２２内に軸方向内向き方向に動かすことを許すように作動する。これにより、スリーブ１４の環状の上方フランジ２６に支持される環状の主シール用リング３４が上方フランジ２６と環状リム３６の環状の座１８６との間で圧縮され、環状の主シール用リング３４を引きずることなくこれらの間の密な燃料蒸気の密閉を達成する。

シール用リング３４は軸方向に動かされ、スリーブ１４の環状の上方フランジ２６により充填ネックインサート１６２の環状の座１８６と接触する。これにより、シール用リング３４は、Ｏリングが充填ネックと摩擦組合するように回されるときに通常発生する引きずりなしに動かされ、環状の座１８６を徐々に押す。その結果、キャップ１０と充填ネック２２との間に燃料蒸気のより良い密閉を提供するより柔軟な材料を使ってシール３４を形成することができる。柔軟なシール用リング３４は、充填ネックが不規則な寸法にされても、或いは充填ネックに給油中に燃料分配用ノズルとの衝突による傷、又はその他の外部的、内部的な破損、若しくは暇疵があっても、充填ネックに対するしっかりした燃料蒸気の気密を確立できて有利である。

勿論、ばね４４も、スリーブ１４とコア１８との間の燃料蒸気の密閉を確立するために、掻きカラー１１２と第２のシール用リング１１０に負荷を加える。キャップ１０が充填ネック２２に取り付けられている間の充填ネック２２から大気中への燃料蒸気の漏れ及び周囲空気の充填ネック内への進入は、コア１８の筒状部材７８の内部に取り付けられた圧力−真空−解放組立体１４２により管理される。

キャップ装着中の直接駆動の特徴、キャップ取出し中の２段階空転と直接駆動の特徴を示すキャップ１０の好ましい実施例の操作手順及びキャップ１０を充填ネック２２から引き出した後のキャップ１０の自動リセットの特徴が、図１５−１９に示される。これら図面に示されるように、好ましい実施例のキャップ１０は、間隔を空けて向かい合っている２個のＣ字形の駆動ラグ３２０を有し、各駆動ラグ３２０はその中に１個の円筒状の被動ラグ３１８を受け入れ、更に捩りコイルばね３２４が２個の向かい合いの被動ラグ３２０の中間にあるように取り付けられる。

充填ネック２２への装着前に見られるキャップ１０を図１５に示す。この図面では、捩りコイルばね３２４は、円筒状被動ラグ３１８を強制してＣ字形駆動ラグ３２０の第１のアーム３２６に組み合わせて、ハンドルカバー１２とコア１８との間の直接駆動連結を確立させる。キャップ１０を充填ネック２２に留置するために、ハンドルカバーのにぎりハンドル６２が直接駆動角度３３１で示されるように、時計方向、キャップ装着方向に３０°回される。この回転により、駆動ラグ３２０は、被動ラグ３１８を、図１５に示される緩み位置から図１６に示される密閉された充填ネック閉鎖位置に（角度３６２で表されるように）３０°回転させる。

充填ネック２２からキャップ１０を外すには、ハンドルカバー１２の２段階の回転が必要である。第１に、ハンドルカバー１２を、第１の空転段階角度３３２で表されるように反時計方向、キャップ取出し方向に６０°回転させる。この「空転」回転が、駆動ラグ３２０を図１６に示された初期位置（ここでは、被動ラグ３１８が第１のアーム３２６と組み合う）から図１７に示された直接駆動位置（ここでは、被動ラグ３１８が第２のアーム３２８と組み合う）まで「固定の」被動ラク３１８に関して６０°回転させる。このとき、駆動ラグ３２０の第２のアーム３２８と被動ラグ３１８との間に確立された直接駆動連結のため、ハンドルカバー１２の更なる反時計方向のいかなる回転もコア１８を回転させるであろう。

キャップ取出しの第２段階中に、ハンドルカバー１２は、直接駆動角度３３３で示されたように反時計方向、キャップ取出し方向５４に３０°回される。この回転により、駆動ラグ３２０は被動ラグ３１８を、図１７に示された密閉された充填ネック閉鎖位置から図１８に示された緩み位置に（角度３６４で示されたように）３０°回転させる。

このとき、使用者は、充填ネック２２からキャップ１０を引くことにより充填ネック２２からキャップを外すであろう。キャップ１０が充填ネック２２から離れるとすぐに、捩りコイルばね３２４が作用してキャップ１０を自動的にリセットし、キャップを充填ネック２２に再び装着するときの直接駆動連結を確立するに要する状態に強制する。ハンドルカバー１２は、キャップ１０が充填ネック２２から外れている間は、使用者により保持されるため、ハンドルカバー１２を回転しないように固定する。そこで、コア１８はハンドルカバー１２に関して自由に回転できる。

キャップ１０が充填ネック２２２から外されると、巻かれた捩りコイルばね３２４が解放されてコア１８をハンドルカバー１２に関して回転させ、円筒状の被動ラグ３１８を、図１８に示された「外された直後の位置」から図１９に示す「装着準備」位置に（角度３６８で表されるように）角度６０°を通り破線３６６に沿って動かす。

図１９を参照すれば、キャップ前進方向のハンドルカバー１２の回転中に作動する直接駆動連結を確立するように被動ラグ３１８は駆動ラグ３２０の第１のアーム３２６と組み合っており、キャップ１０を充填ネック２２に再装着するための準備状態にあることが理解されるであろう。キャップ１０を充填ネック２２内に再び留置するために、ハンドルカバー１２を直接駆動角度３７０で表されるように時計方向、キャップ前進方向で３０°回転させることができる。

本発明はある種の好ましい実施例を参照して詳細に説明されたが、以下の請求項に記述され定義された本発明の範囲及び精神内の変化及び変更が存在する。

本発による迅速装着式キャップの斜視図であり、充填ネックに装着されるより前のキャップの状態を示し、更に、ハンドルとカバーの下の閉鎖体に付属する円筒状の被動ラグであって、ハンドルカバーと充填ネック閉鎖手段との間に直接駆動連結を確立するためにハンドルカバーに付属したＣ字形の駆動ラグの一方の端部と組み合うように配置された前記円筒状の被動ラグが見えるように閉鎖体を覆っているハンドルカバーを部分的に切り取って示している。 充填ネックに差し込まれた直後のまだ密閉されない緩んだ位置における図１のキャップの図式的な図面であり、ハンドルカバーに組み合わせられた上部フィンガー、閉鎖体に組み合わせられた底部フィンガー、及び上下のフィンガーを相互連結するコイル状部分を有する捩りコイルばねを示している。 充填ネック内に閉鎖体を固定しかつ閉鎖体と充填ネックとの間にシール用リングを捕捉するために、ハンドルカバーが直接駆動連結を使って充填ネックに関してキャップ前進方向に１２分の１回転（３０°）回された後で、かつ閉鎖体の基部の垂直の保持用ラグが充填ネックの内部フランジと組み合うように回転された後で、キャップ装着中の充填ネックにおいて見られるであろう図１のキャップの斜視図である。 充填ネック内の定位置にある図３のキャップの図式的な図面であり、閉鎖体と充填ネックとの間の燃料油及び燃料蒸気の密閉を確立するために閉鎖体上に支持されたシール用リングの圧縮を示している。 ハンドルカバーが空転駆動連結を使って閉鎖体と充填ネックとに関してキャップ取出し方向に６分の１回転（６０°）回された後に、キャップ取出しの初期段階中の充填ネックにおいて見られるであろう図１のキャップの斜視図である。この空転駆動連結は、下にある閉鎖体に付属した被動ラグを動かすことなく、かつ閉鎖手段と充填ネックとの間に確立された液体燃料及び燃料蒸気の密閉を破ることなく、ハンドルカバーの下側に付属のＣ字形駆動ラグを、６０°の空転角度にわたり回転させる。 ハンドルカバーの閉鎖体に関するキャップ取出し方向の６０°の空転運動に続き閉鎖体と充填ネックとの間で圧縮状態にあるシール用リングを示している。 ハンドルカバーが、作動状態にある直接駆動連結を使って図５に示された位置を通過してキャップ取出し方向に別に３０°回された後であり、かつ閉鎖体と充填ネックとの組合いを外すように、閉鎖体底部の垂直の保持用ラグが充填ネックの内側フランジとの組合いから外れるように回された後の、キャップ取出しの第２段階中の充填ネックにおいて見られるであろう図１のキャップの斜視図である。 ハンドル体の充填ネックに関するキャップ取出し方向の合計９０°の回転に続く、閉鎖体と充填ネックとの間で非圧縮状態にあるシール用リングを示している図７のキャップの図式的な図面である。 図１の迅速装着式キャップの好ましい実施例の分解図であり、２個の対向しているＣ字形の駆動ラグを有するハンドルカバー、捩りコイルばね、間隔を空けられた２個の円筒状の被動ラグを有する閉鎖体の上部、圧力逃がし及び真空逃がし弁の種々の構成要素、下方に伸びている３個のカム従動子を有する閉鎖部材の中央部分、及び弁組立体を収容しかつカム従動子と充填ネックに設けられた内側取付け用フランジとの両者を組み合わせている閉鎖部材の下方部分を示している。 種々の内部取付け用フランジの設けられた充填ネック内に差し込まれたときの図９の迅速装着式キャップの斜視図である。 キャップが図１０の充填ネック内に差し込まれた後の、しかしハンドルカバーと閉鎖体とが使用者により充填ネックに関して回されるより前の図１０の迅速装着式キャップを通る断面図である。 図１１と同様な図面であり、閉鎖体を充填ネックの内側フランジに固定しかつ閉鎖体の上方部分の頂部フランジと充填ネックの口の環状リムとの間でシール用リングを圧縮するように、ハンドルカバーが時計方向のキャップ前進方向で１２分の１回転（３０°）回された後の迅速装着式キャップを示している。 閉鎖体の中央部分の下方に伸びているカム従動子の一つが、図２に示された状態で閉鎖体の下方部分に設けられたカムの一つの頂部部分上にあるときの平面展開図を示す。 図１３と同様な図面であり、ハンドルカムと閉鎖体との充填ネックに関する時計方向のキャップ前進方向の回転中の図４に示された位置の方に向かってカム作動されたときのばね負荷式カム従動子を示している。 図２及び１０に示された位置におけるキャップを示している図１１の線１５−１５に沿って得られた断面図である。 ハンドルカバーと閉鎖体とが図４及び１１に示された充填ネック閉鎖位置の方に充填ネックに関して時計方向のキャップ前進方向に１２分の１回転（３０°）回転された後のキャップ装着中の図１５と同様な図面である。 ハンドルカバーと閉鎖体とが充填ネックと充填ネックに密閉された閉鎖体に関して６０°の空転角度で回転された後のキャップ取出しの第１の「空転」段階中の図１５及び図１６と同様な図面である。 ハンドルカバーと閉鎖体とが充填ネックに関して３０°直結駆動角度で回転された後のキャップ取出しの第２の「直接駆動」段階中の図１５及び図１６と同様な図面である。 キャップが充填ネックから外された後で、かつハンドルカバーと閉鎖体との間の直接駆動連結が自動的に再確立されていっでもキャップを充填ネックに再装着できるようにように、捩りコイルばねが瞬間的に伸びて閉鎖体を６０°の「撥ね戻り」角度でその原位置に回転させた後の図１５−１７と同様な図面である。

符号の説明

１０ キャップ
１２ ハンドルカバー
１４ スリーブ
１６ リブ
１８ コア
２０ 保持用ラグ
２２ 充填ネック
２４ 円筒体
２６ 上部フランジ
２８ 外側端部
３０ 底部フランジ
３２ 内側端部

Claims (5)

1. タンクの充填ネックに使用される燃料キャップにおいて、
   充填ネック閉鎖部材と、充填ネック閉鎖部材を駆動するように係合せしめられるハンドルと、ハンドルと充填ネック閉鎖部材とに連結された捩りばねとを具備することを特徴とする燃料キャップ。
2. タンクの充填ネックに使用される燃料キャップにおいて、
   軸線を有する充填ネック閉鎖部材と、軸線の回りの回転を制限する充填ネック閉鎖部材に連結されたハンドルと、軸線の回りにおいてハンドルを強制するように形成された捩りばねとを具備することを特徴とする燃料キャップ。
3. タンクの充填ネックに使用される燃料キャップにおいて、
   充填ネック閉鎖部材と、相対的に回転するように、軸線の回りに充填ネック閉鎖部材を駆動するように係合せしめられるハンドルと、充填ネック閉鎖部材が充填ネックから外されて、ハンドルが回転軸線の回りの、充填ネック閉鎖部材に対する所定位置に自動的に載置される毎に、回転軸線の回りにおいてハンドルに対して充填ネック閉鎖部材を回すための手段とを具備することを特徴とする燃料キャップ。
4. タンクの充填ネックに使用される燃料キャップにおいて、
   充填ネックに挿入され、その軸線の回りに回転する閉鎖部材と、閉鎖部材を挿入及び除去するように形成されたハンドルと、閉鎖部材とハンドルとの間の駆動連結を提供するように形成された空転機構と、閉鎖部材に対してハンドルを軸線の回りに一方向に回転させるように形成されたばねとを具備することを特徴とする燃料キャップ。
5. 充填ネック閉鎖部材を駆動するように係合せしめられるハンドルと、ハンドルと充填ネック閉鎖部材に連結された空転機構とを具備する充填ネック閉鎖部材を有する燃料キャップにおいて、
   ハンドルと充填ネック閉鎖部材に連結され、充填ネック閉鎖部材を回転軸線の回りにおいて、ハンドルに対する所定位置に弾性的に強制するように形成された捩りばねを具備することを特徴とする燃料キャップ。