JP2006182351A - キャップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャップ装置は、弾性変形するクラッチアーム５２を用いた閉じトルク伝達機構を備え、クラッチアーム５２の耐久性を向上させること。
【解決手段】 閉じトルク伝達機構は、クラッチ部材５０と、閉じトルク部材６０とを備えている。クラッチアーム５２はクラッチ係合突部６２に係合して閉じ方向の回転トルクを伝達する。クラッチアーム５２は、周方向に６０゜の等間隔で配置されている。クラッチ係合突部６２は３０゜の間隔で連続して形成され１２０゜の間隔で３箇所配置されている。係合端５２ｂはクラッチ係合突部６２により押されることでクラッチ係合突部６２を乗り越える。複数のクラッチアーム５２およびクラッチ係合突部６２は、所定角度（３０゜）の回転により、クラッチアーム５２がクラッチ係合突部６２を乗り越えるものと、乗り越えないものとが繰り返されるように配置されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ハンドル機構に加わる回転トルクを閉止体に伝達するトルク伝達機構を備えたキャップ装置に関する。

従来、この種のキャップ装置として、例えば、特許文献１の技術が知られている。すなわち、キャップ装置は、タンク開口を閉じる閉止体と、閉止体の上部に回転可能に支持されたハンドル機構と、閉じトルク伝達機構と、開きトルク伝達機構とを備えている。閉じトルク伝達機構は、ハンドル機構の閉じ方向への回転に連動するハンドル側係合部と、閉止体に連動する閉止体側係合部とを有し、ハンドル側係合部と閉止体側係合部との係合を通じて閉止体に閉じ方向の回転トルクを伝達する。また、開きトルク伝達機構は、キー操作により連動するトルクピンを備え、該トルクピンが閉止体側の本体側係合部に係合することで開き方向への回転トルクを閉止体に伝達する。開きトルク伝達機構では、キーを操作しないと、ハンドル機構が空回りしてキャップ装置をタンク開口から外せないように構成されている。また、閉じトルク伝達機構には、ワンウエイクラッチ機構が設けられている。ワンウエイクラッチ機構は、弾性変形可能なアームと、アームに係合する係合突起とを備え、ハンドル機構が閉じ方向に回転したときにアームと係合突起との係合により回転トルクを伝達し、ハンドル機構が開き方向に回転したときにアームを係合突起から反力を受けて弾性変形させて回転トルクを伝達しないように構成されている。
こうしたアームは、係合突起からの反力で弾性変形し、特に根元の付近で大きな繰り返し応力を受ける。アームがこうした繰り返し応力を受けると、アームの根元付近で、ヘタリ易く、耐久性の低下の要因になっていた。また、アームが係合突起を弾性的に押圧して位置決めする力を大きくしてガタツキをなくそうとすると、アームが大きく弾性変形するために、アームの耐久性が低下する要因となる。

米国特許第４２８０３４７号

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、アームを弾性変形することにより回転トルクを伝達するトルク伝達機構を備え、アームの耐久性に優れ、しかもガタツキを低減したキャップ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
タンク開口をシールした状態で閉じる閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に配置されたハンドル機構と、
上記ハンドル機構と上記閉止体との間に介在し、上記ハンドル機構に加わる回転トルクを上記閉止体に伝達するトルク伝達機構を備えたキャップ装置において、
上記トルク伝達機構は、
円周上に複数形成された係合部を有する係合機構と、
片持ち梁から形成されたアーム本体と、該アーム本体に突設された被係合部とを有する複数のアームを円周上に配置した被係合機構とを備え、
上記係合機構と上記被係合機構とが相対的に第１方向へ回転したときに上記係合部と上記被係合部との係合により回転トルクを伝達し、上記係合機構と上記被係合機構とが第１方向と反対方向である第２方向へ回転して上記被係合部が上記係合部を乗り越えるときに、上記回転トルクを伝達しない一方向クラッチであり、
上記係合機構および被係合機構が静止している状態にて、上記被係合部のいずれかが上記第２方向に対して上記係合部に当接した位置決め状態となるように配置され、
上記アームは、上記被係合部が上記係合部に当接した位置決め状態から、上記係合部とアームとが相対的に上記第２方向へ所定角度回転したときに上記アーム本体が弾性変形することで上記被係合部が上記係合部を乗り越えるように構成し、
複数の上記アームおよび上記係合部は、上記所定角度の回転により、上記被係合部が、上記係合部を乗り越えるものと、乗り越えないものとが繰り返されるように配置されていること、を特徴とする。

本発明にかかるキャップ装置では、ハンドル機構の回転操作により、トルク伝達機構を介して閉止体に回転トルクを伝達して閉止体を開閉する。トルク伝達機構は、係合機構と、被係合機構とを備え、係合機構と被係合機構とが相対的に所定角度回転したときに、係合機構の円周上に複数形成された係合部が被係合機構のアームの被係合部と係合し、またはアーム本体の弾性変形により乗り越える。アームは、複数形成されており、アームの被係合部が係合部を乗り越えるものと、乗り越えないものとがあり、それらが繰り返されるように配置されている。よって、係合機構と被係合機構とが回転する際に、アームが弾性変形する回数が減るから、耐久性に優れている。しかも、係合機構および被係合機構が静止している状態にて、被係合部のいずれかが第２方向に対して係合部に当接した位置決め状態となるように配置されているので、ハンドル機構とトルク機構のガタツキが生じない。

本発明の好適な態様として、被係合機構は、複数のアームを上記所定角度毎に配置し、上記係合機構は、上記係合部が上記所定角度で連続して配置された係合領域と、該係合領域の間でありかつ上記係合領域と同じ角度で上記係合部が配置されていない非係合領域とを備え、上記係合領域と非係合領域とを円周上に順次、配置している構成をとることができる。

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。

（１） 燃料キャップ１０の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる燃料キャップを備えたキャップ装置を一部破断して示す側面図、図２は燃料キャップの分解斜視図である。図１および図２において、燃料キャップ１０は、図示しない燃料タンクに燃料を補給するための注入口ＦＮａ（タンク開口）を有するフィラーネックＦＮに装着されており、ポリアセタール等の合成樹脂材料から形成されたケーシング本体２０（閉止体）と、ケーシング本体２０の上部に装着されハンドル機構を構成する蓋体３０および内蓋体４０と、クラッチ部材５０と、閉じトルク部材６０と、開きトルク伝達部材７０と、キーシリンダ９０と、ケーシング本体２０の上部外周に装着されてケーシング本体２０とフィラーネックＦＮとの間をシールするガスケットＧＳとを備えている。燃料キャップ１０において、クラッチ部材５０、閉じトルク部材６０などにより閉じトルク伝達機構が構成され、開きトルク伝達部材７０、キーシリンダ９０などにより開きトルク伝達機構が構成されている。

上記燃料キャップ１０の構成において、燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを閉じるには、ハンドル機構を持ってケーシング本体２０から注入口ＦＮａに装着して閉じ方向へ所定以上の回転トルクを加えることで閉じトルク伝達機構の作動により行ない、一方、燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを開くには、キーシリンダ９０へキーを挿入して回転操作し、ハンドル機構を開き方向へ回転トルクを加えることにより開きトルク伝達機構の作動により行なう。

（２） 各部品の構成
次に、本実施の形態にかかる燃料キャップ１０の各部の構成について詳細に説明する。
（２）−１ ケーシング本体２０
ケーシング本体２０の上部のフランジ２１の下面には、ガスケットＧＳが外装されている。ガスケットＧＳは、フランジ２１のシール保持部２３とフィラーネックＦＮの注入口ＦＮａとの間に介在しており、燃料キャップ１０を注入口ＦＮａに締め込むと、フィラーネックＦＮのシール面に対して押しつけられてシール作用を果たす。フランジ２１の外周部には、外環体２２が配置されている。外環体２２は、蓋体３０および内蓋体４０を構成するハンドル機構を回転自在に支持している。

ケーシング本体２０の外周下部には、雄ネジ２０ａが形成されている。一方、フィラーネックＦＮの内周部には、雌ネジＦＮｂが形成されている。燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮの注入口ＦＮａに挿入した状態にて、燃料キャップ１０を２〜３回回転すれば、雄ネジ２０ａが雌ネジＦＮｂに係合することにより、燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される。

（２）−２ ハンドル機構
図３はハンドル機構を一部破断して示す側面図である。ハンドル機構を構成する蓋体３０は、上壁３１と、上壁３１の外周部に形成された側壁３２とを備え、カップ形状に一体成形されている。蓋体３０の上部には、使用者により開閉操作される操作ハンドル３３が形成されている。一方、内蓋体４０は、蓋体３０の下面に一体化されている。内蓋体４０は、上壁４１と、上壁４１の外周部から下方に突設された側壁４２と、上壁４１の中心部に下方に円筒状に突設された支持筒体４３とを備えている。側壁４２の外周部には係合突部４２ａが突設され、蓋体３０の側壁３２の下部内側に形成された支持突部３２ａに係合することにより、内蓋体４０が蓋体３０に一体化されている。また、側壁４２の内周部には、係合突起４２ｂが突設されており、ケーシング本体２０の外環体２２に係合することにより、内蓋体４０がケーシング本体２０に回転可能に組み付けられている。
蓋体３０および内蓋体４０の中央部には、キーシリンダ９０を収納する収納孔３１ａおよび収納孔４１ａが形成されている。また、支持筒体４３の側部には、キーシリンダ９０のキープレートを出没可能にするキー穴４３ａが貫通形成されている。さらに、支持筒体４３には、収納室４４が形成されている。収納室４４は、開きトルク伝達部材７０（図１参照）をスライド可能に収納するものであり、その形状などについては開きトルク伝達部材７０の構成とともに後述する。

（２）−３ 閉じトルク伝達機構
図１に示す閉じトルク伝達機構は、燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを閉じる動作の際に、操作ハンドル３３に加わる回転トルクをケーシング本体２０に伝達し、所定以上の回転トルクとなったときに節度感を与えて、燃料キャップ１０が所定の回転トルクでフィラーネックＦＮに装着したことを確認できる機構である。図４は閉じトルク伝達機構の各構成要素を分解して示す斜視図であり、閉じトルク伝達機構は、クラッチ部材５０と、閉じトルク部材６０と、ケーシング本体２０の内周上部に形成された第２係合部２５とを主要な構成としている。

クラッチ部材５０は、内蓋体４０からの閉じ方向だけの回転トルクを閉じトルク部材６０に伝達するワンウエイクラッチ機能を有する。クラッチ部材５０は、射出成形により一体成形された板材であり、円板形状のクラッチ本体５１を備えている。クラッチ本体５１の外周部には、係合穴５１ａが３つ形成されている。係合穴５１ａは内蓋体４０の下面の係合突部４１ｂに係合することにより、クラッチ部材５０は回転方向に対して内蓋体４０に一体化している。また、クラッチ部材５０には、クラッチアーム５２が閉じトルク部材６０の外周を囲むように６本、６０゜で周方向に等間隔でかつ周方向に傾斜して形成されている。各クラッチアーム５２は、片持ち梁のアーム本体５２ａを備え、その先端に係合端５２ｂが形成されている。

閉じトルク部材６０は、クラッチ部材５０からの閉じ方向の回転トルクを所定の値を越えない範囲でケーシング本体２０に伝達する機能を有する。閉じトルク部材６０は、クラッチ部材５０のクラッチアーム５２で囲まれたスペース５３に突入した状態で配置されており、貫通穴６１ａを有するトルク部材本体６１と、トルク部材本体６１の外周上部に突設されたクラッチ係合突部６２（係合機構を構成する係合部）と、トルク部材本体６１の外周部から突設された３つの弾性トルク片６３（被係合機構を構成する被係合部）とを備えている。
トルク部材本体６１の貫通穴６１ａには、内蓋体４０の支持筒体４３が貫通し、支持筒体４３により閉じトルク部材６０が回転可能に支持されている。
クラッチ係合突部６２は、所定角度（３０゜）で連続して配置された係合領域Ｒａと、係合領域Ｒａの間でありかつ上記係合領域Ｒａと同じ角度でクラッチ係合突部６２が配置されていない非係合領域Ｒｂとを備え、係合領域Ｒａと非係合領域Ｒｂとを円周上に順次、配置している。クラッチ係合突部６２は、連続した２つの断面三角形の突起であり、これを１２０゜の間隔で３箇所設けられている。各クラッチ係合突部６２には、クラッチアーム５２の係合端５２ｂに係合する係合面６２ａおよびクラッチアーム５２を径方向に撓ませて滑らせる傾斜面６２ｂが形成されている。
すなわち、クラッチ部材５０が閉じ方向に回転すると、クラッチアーム５２の係合端５２ｂが係合面６２ａに係合して、閉じ方向の回転トルクをクラッチ部材５０から閉じトルク部材６０に伝達する。このとき、６つのクラッチ部材５０のうち１２０゜の間隔で配置された３つだけがクラッチ係合突部６２に係合して回転トルクを伝達する。
一方、クラッチ部材５０が開き方向に回転すると、クラッチアーム５２の３つが径方向の外方に撓みつつ、クラッチ係合突部６２の乗り越える。他の３つのクラッチアーム５２は、トルク部材本体６１の外周面に沿って移動するだけで、弾性変形をしない。

弾性トルク片６３は、トルク部材本体６１の外周部の下部であってクラッチ係合突部６２の下方に３箇所突設されており、片持ち梁から形成されたアーム本体６４と、アーム本体６４の半径方向外方に向けて突設された第１係合部６５とを備えている。第１係合部６５は、半径方向に対して傾斜した係合面６５ａを備えており、ケーシング本体２０の内周側上部に突設された第２係合部２５に係合するように形成されている。

図５は閉じトルク伝達機構を上方から説明する図であり、図５（Ａ）がクラッチ部材５０と閉じトルク部材６０との係合関係を、図５（Ｂ）が閉じトルク部材６０とケーシング本体２０の第２係合部２５との関係をそれぞれ示す。第２係合部２５は、ケーシング本体２０の全内周にわたって３０゜の間隔で１２個形成されており、係合突部２５ａと、係合凹所２５ｂと、係合突部２５ａと係合凹所２５ｂとの間に形成された緩斜面２５ｃとにより形成されている。第２係合部２５は、閉じトルク部材６０の時計方向の回転で弾性トルク片６３の第１係合部６５を押圧して弾性トルク片６３を撓ませるように形成されており、係合突部２５ａが弾性トルク片６３の弾性変形を最大とし、係合凹所２５ｂは、弾性トルク片６３の弾性変形を最小（０）とし、緩斜面２５ｃは、弾性トルク片６３の弾性変形を徐々に小さくするように形成されている。

次に、閉じトルク伝達機構の動作について説明する。図１において、燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを閉めるには、ケーシング本体２０の雄ネジ２０ａをフィラーネックＦＮの雌ネジＦＮｂに位置合わせして、操作ハンドル３３の閉じ方向の回転により、蓋体３０および内蓋体４０が一体に回転する。図６および図７は図５に続く閉じトルク伝達機構の動作を説明する説明図である。

図５に示すように、ハンドル機構の閉じ方向（実線の矢印で示す）の回転により、内蓋体４０の係合突部４１ｂとクラッチ部材５０の係合穴５１ａとの係合を介してクラッチ部材５０が一体に回転する。クラッチ部材５０のクラッチアーム５２の係合端５２ｂは、閉じトルク部材６０のクラッチ係合突部６２の係合面６２ａに係合するから、クラッチ部材５０の回転に伴って閉じトルク部材６０が時計方向に回転する。閉じトルク部材６０の回転に伴って、図５（Ｂ）に示す閉じトルク部材６０の第１係合部６５がケーシング本体２０の第２係合部２５の係合突部２５ａを押す。これにより、蓋体３０、内蓋体４０、クラッチ部材５０、閉じトルク部材６０およびケーシング本体２０が一体に回転し、注入口ＦＮａを閉じる方向へ進み、雄ネジ２０ａが雌ネジＦＮｂに係合する力が増大する。そして、雄ネジ２０ａと雌ネジＦＮｂとの係合する力によって生じる反力が所定回転トルク以上になると、図６（Ｂ）に示すように、第１係合部６５が第２係合部２５の係合突部２５ａを乗り越える。すなわち、第１係合部６５が第２係合部２５の係合突部２５ａからの反力で半径方向に押圧されて弾性トルク片６３はスペースの幅を狭めるように弾性変形して、そして、第１係合部６５が第２係合部２５の係合突部２５ａを乗り越え、さらに第１係合部６５が緩斜面２５ｃに倣い、図７（Ｂ）に示すように係合凹所２５ｂまで移動する。これにより、閉じトルク部材６０および内蓋体４０などは、ケーシング本体２０に対して相対的に３０゜だけ回転し、使用者は節度感を確認することができる。この状態にて、燃料キャップは、注入口に所定の締付トルクで閉じられている状態になる。
弾性トルク片６３の第１係合部６５は、係合突部２５ａを乗り越えた後に、緩斜面２５ｃに倣ってから係合凹所２５ｂに移動するから、弾性力により急激に元の状態に戻って第２係合部２５の周辺部分に衝突して大きな音が生じることがなく、使用者に違和感を生じさせない。

一方、図７の状態から、図８（Ａ）に示すように、ハンドル機構が開き方向（矢印で示す）、つまり反時計方向に回転した場合には、クラッチアーム５２のうち３つのクラッチアーム５２（１）がクラッチ係合突部６２の傾斜面６２ｂを倣って径方向に押圧されることで撓んでクラッチ係合突部６２を乗り越え、図８（Ｂ）の状態にて位置決めされる。このとき、他のクラッチアーム５２（２）は、トルク部材本体６１の外周面に倣って移動するだけで弾性変形しない。つまり、クラッチアーム５２は、クラッチ部材５０の６０゜の回転でクラッチ係合突部６２により押圧されて２回弾性変形しつつ乗り越えた後、トルク部材本体６１の外周面に沿って移動し、これを交互に繰り返すことになる。このとき、ハンドル機構は、クラッチアーム５２がクラッチ係合突部６２に対して、３０゜毎の回転角度で位置決めされる。
このように、クラッチ部材５０が開き方向に回転するときに、クラッチアーム５２が弾性変形するものと、弾性変形しないものとを間欠的に繰り返すことになり、弾性変形する回数が１／２に減し、クラッチアーム５２の根元付近に加わる繰り返し応力が緩和されるから、耐久性に優れている。
また、図７（Ａ）および図８（Ｂ）のいずれの状態においても、クラッチアーム５２の半数がクラッチ係合突部６２の傾斜面６２ｂに当接して位置決めされているので、ハンドル機構とトルク機構のガタツキが生じない。

（２）−４ 開きトルク伝達機構
図９は開きトルク伝達機構の各構成要素を分解して示す斜視図である。開きトルク伝達機構は、キーシリンダ９０と、内蓋体４０の収納室４４に収納された開きトルク伝達部材７０と、ケーシング本体２０に形成された第３係合部２６とを主要な構成としている。
キーシリンダ９０は、キーの操作により燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮから外すことを可能とする機構であり、キー機構を有するシリンダ本体９０ａを備えている。このシリンダ本体９０ａの上部にはキーを挿入するためのキー穴９０ｂが形成され、その下部にはキーピン９０ｃがシリンダ本体９０ａの軸心から偏心した位置に突設されている。キーピン９０ｃは、キーの操作により反時計方向へ回動すると、同方向に回動する。

開きトルク伝達部材７０は、内蓋体４０の収納室４４内にスライド可能に支持されている。開きトルク伝達部材７０は、伝達部材本体７１を備え、この伝達部材本体７１に凹所および突部として、ガイド部７１ａ、第４係合部７２、キーガイド凹所７３、係合アーム７４が形成されている。
ガイド部７１ａは、伝達部材本体７１の側部に形成され、収納室４４のガイド突部４４ａにならって水平方向にガイドする部位である。
第４係合部７２は、伝達部材本体７１の前部に形成された断面三角形の突部であり、ケーシング本体２０の第３係合部２６に押圧および係合するように形成されている。
キーガイド凹所７３は、伝達部材本体７１の上部に凹設されており、キーシリンダ９０のキーピン９０ｃが突入して、湾曲面のキーガイド壁７３ａを押圧するように形成されている。
係合アーム７４は、伝達部材本体７１の下側部に形成されており、伝達部材本体７１の側壁の下部に突設された片持ち梁であるアーム本体７４ａと、アーム本体７４ａの先端に突設された係合突部７４ｂとを備えている。

ケーシング本体２０の内周部に形成された第３係合部２６は、閉じ操作の際に第４係合部７２を押圧して開きトルク伝達部材７０を元の位置に戻すための傾斜面２６ａと、開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２に係合する垂直面２６ｂとが形成されている。

図１０は開きトルク伝達部材７０を説明する説明図である。図１０（Ａ）は開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２のある箇所の水平断面図、図１０（Ｂ）は開きトルク伝達部材７０の係合アーム７４のある箇所の水平断面図である。図１０の実線が開きトルク伝達部材７０の待機位置を示し、図１０の２点鎖線が係合位置を示す。開きトルク伝達部材７０の待機位置は、係合アーム７４の係合突部７４ｂが係合部４４ｂに係合して、第４係合部７２が収納室４４に収まっている第１の係合状態であり、係合位置は、係合アーム７４の係合突部７４ｂが係合部４４ｂから係脱して第４係合部７２が収納室４４から突出している第２の係合状態である。ここで、係合突部７４ｂが第２の係合状態にあるとき、キーを抜いても第４係合部７２が収納室４４から突出状態を保持できる。
図１０の実線で示す開きトルク伝達部材７０の待機位置にて、キーシリンダ９０のキーピン９０ｃが回転してキーガイド壁７３ａを押すと、係合アーム７４の係合突部７４ｂが係合部４４ｂから外れるとともに、ガイド部７１ａがガイド突部４４ａにガイドされて、２点鎖線で示す第４係合部７２が収納室４４から突出し、開きトルク伝達部材７０が係合位置に切り替わる。
一方、図１０の２点鎖線で示す開きトルク伝達部材７０の係合位置にて、内蓋体４０と一体で支持筒体４３が時計方向に回転すると、第４係合部７２の傾斜面７２ａは第３係合部２６の傾斜面２６ａから押圧されかつ滑るように退く。そして、係合アーム７４の係合突部７４ｂが係合部４４ｂに係合するとともに、係合壁４４ｃで止められ、開きトルク伝達部材７０が待機位置に移行する。

次に、開きトルク伝達機構の動作について説明する。図１１ないし図１３は開きトルク伝達機構の一連の動作を説明する説明図である。図１１は燃料キャップが注入口を閉じているときの開きトルク伝達機構の状態を示す。この状態では、開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２が第３係合部２６に係合していないから、ハンドル機構は、開き方向への回転が自由な状態になっており、燃料キャップを外すことができない。

キーをキーシリンダ９０に挿入して反時計方向に４５゜回転し、その後、４５゜時計方向に戻してからキーシリンダ９０から抜く。キーの操作により、図１２に示すように、キーシリンダ９０の下部のキーピン９０ｃが反時計方向に回動して、開きトルク伝達部材７０のキーガイド壁７３ａを押す。開きトルク伝達部材７０は、図１２（Ｂ）に示す係合アーム７４の係合突部７４ｂが支持筒体４３の係合部４４ｂから係脱することによりスライドし、さらに係合アーム７４の弾性力により、図１３に示すように第４係合部７２が収納室４４の開口から突出してケーシング本体２０の第３係合部２６と係合可能な位置になる。この係合位置にて、ハンドル機構の開き方向の回転トルクは、ハンドル機構から開きトルク伝達部材７０に伝達され、さらに開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２とケーシング本体２０の第３係合部２６の垂直面２６ｂとの係合を介してケーシング本体２０に伝達される。これにより、ハンドル機構、開きトルク伝達部材７０、ケーシング本体２０は、一体になって開き方向に回転して、燃料キャップは、フィラーネックから外れる。なお、係合突部７４ｂが第２の係合状態になると、キーを抜いても第４係合部７２が収納室４４から突出している状態を維持する。

次に、閉じトルク伝達機構に連動した開きトルク伝達機構の開きトルク伝達部材７０が係合位置から待機位置に戻る復帰動作について説明する。復帰動作は、燃料キャップで注入口を閉じる動作時に行なわれる。図１４ないし図１６は閉じトルク伝達機構に連動した開きトルク伝達機構の復帰動作を説明する説明図である。ここで、（Ａ）が閉じトルク部材６０とケーシング本体２０との位置関係を、（Ｂ）が開きトルク伝達部材７０とケーシング本体２０との位置関係を、（Ｃ）が開きトルク伝達部材７０の係合アーム７４の状態をそれぞれ示す。

ハンドル機構の閉じ方向の回転により、図５ないし図７に説明したように、閉じトルク部材６０が閉じ方向へ回転すると、閉じトルク部材６０の第１係合部６５の係合面６５ａがケーシング本体２０の第２係合部２５の係合突部２５ａを押す。これにより、ハンドル機構、クラッチ部材５０、閉じトルク部材６０およびケーシング本体２０が一体に回転して、注入口を閉じる方向へ進み、フィラーネックに対する拘束力が増大する。そして、係合する力によって生じる反力が所定回転トルク以上になると、図１４、図１５、図１６に示す過程を経て、第１係合部６５の係合面６５ａが第２係合部２５の係合突部２５ａからの反力で半径方向に押圧されて弾性トルク片６３はスペースの幅を狭めるように弾性変形して、第１係合部６５が第２係合部２５を乗り越える。このとき、ハンドル機構および閉じトルク部材６０は、ケーシング本体２０に対して相対的に３０゜だけ回転する。この状態にて、燃料キャップは、注入口に所定の締付トルクで閉じられている状態になる。

閉じトルク部材６０が第２係合部２５を乗り越えることにより、ハンドル機構がケーシング本体２０に対して３０゜だけ回転すると、開きトルク伝達部材７０も回転するが、図１４（Ｂ）から図１５（Ｂ）に示すように第４係合部７２の傾斜面７２ａは、ケーシング本体２０の第３係合部２６の傾斜面２６ａに押されかつ滑ることで退く。そして、開きトルク伝達部材７０の係合アーム７４が弾性変形した後、その先端の係合突部７４ｂが係合部４４ｂに係合し、開きトルク伝達部材７０は、収納室４４内の後退位置に保持される（図１６（Ｂ）（Ｃ）の状態）。この状態では、開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２は、ケーシング本体２０の第３係合部２６と非係合の待機状態になるから、ハンドル機構に加わる開き方向の回転トルクを伝達しない。つまり、キー操作を行わないと、燃料キャップを注入口から外せない状態になる。

図１０および図１６に示すように、開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２は、ケーシング本体２０の第３係合部２６との位置関係において、第４係合部７２が第３係合部２６の間に突入することが容易な位置関係になっている。すなわち、閉じトルク部材６０の第１係合部６５が係合凹所２５ｂで位置決めされる位置は、第４係合部７２が第３係合部２６の間に突入することが容易な位置関係である。よって、開きトルク伝達部材７０の第４係合部７２が第３係合部２６に直に当たる位置関係になることがなく、開きトルク伝達部材７０の進出動作に支障がない。
また、図１６に示すように弾性トルク片６３の第１係合部６５が第２係合部２５の係合凹所２５ｂ内で回動する遊び角θは、第４係合部７２が第３係合部２６に当たることなく、その間に挿入可能な小さい角度に設定されているから、開きトルク伝達部材７０が上記待機位置から上記係合位置に確実に移行することができる。
なお、キーを操作しないでハンドル機構を開き方向に空転させた場合には、図７（Ａ）で説明したように、クラッチ部材５０のクラッチアーム５２は、傾斜面６２ｂを倣って押圧されることでクラッチ係合突部６２を３０゜毎に位置決めされた状態で乗り越えるとともに、図１６（Ｂ）に示すようにハンドル機構と一体に回転する開きトルク伝達部材７０も３０゜毎に回転する。よって、第４係合部７２は、第３係合部２６の間にセットされ、第３係合部２６に当たる位置にならないから、キー操作をスムーズにでき、開き動作を確実に行なうことができる。

次に、給油時に燃料キャップ１０を保持するキャップ保持機構について説明する。図１７は給油時における自動車の後部を示す斜視図である。図１７において、車体パネル１００の後部には、給油機構の給油用の凹部１１１が形成され、凹部１１１の開口を給油蓋１１２で覆っている。給油蓋１１２は、ヒンジ１１３（図１８）を介して開閉可能に取り付けられている。また、上記凹部１１１の底壁１１１ａには、燃料タンク（図示省略）に接続されるフィラーパイプＦＰの注入口ＦＮａが配置されている。注入口ＦＮａは、燃料キャップ１０で開閉可能に封止される。

図１８および図１９は給油機構の付近を拡大した斜視図であり、図１８が燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを閉めている状態を示し、図１９は燃料キャップ１０を外して給油している状態を示す。図１８において、給油蓋１１２の裏面には、補強パネル１１４がスポット溶接により固定されている。補強パネル１１４の上部には、給油時に燃料キャップ１０を保持するための保持部材１１５が固定されている。保持部材１１５は、補強パネル１１４にスポット溶接された基部１１５ａと、基部１１５ａから斜め上方に向けて突設された掛かり部１１５ｂとを備えている。
燃料キャップ１０の蓋体３０の操作ハンドル３３の上面には、支持凹所３４，３４が形成されている。支持凹所３４，３４は、保持部材１１５の掛かり部１１５ｂが突入するように形成されている。また、蓋体３０の外周部には、給油蓋１１２に連結したテザー１２０が装着されている。テザー１２０は、給油時に燃料キャップ１０の紛失や脱落を防止するためのものであり、回転リング１２１と、回転リング１２１の一端に連結された連結部材１２２とを備え、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂など）から射出成形により一体成形されている。回転リング１２１は、蓋体３０の側壁３２に全周にわたって形成された環状溝（図示省略）に回転可能に支持されている。連結部材１２２は、その一部に折曲を容易にするための折曲部１２２ａを備え、その端部である支持端１２２ｂで給油蓋１１２の補強パネル１１４に形成された固定端１１４ａに固定されている。

図２０は給油蓋１１２に燃料キャップ１０を保持して給油をしている状態を説明する説明図である。給油の際に給油蓋１１２を開き、キーＫＹをキーシリンダ９０に挿入して操作することで燃料キャップ１０を外すとともに上方に向け、支持凹所３４に保持部材１１５の掛かり部１１５ｂを挿入する。支持凹所３４は、保持部材１１５の掛かり部１１５ｂに係合されることで、操作ハンドル３３から手を離しても燃料キャップ１０を上向きにした状態で保持される。この状態では、燃料キャップ１０の下方であって、注入口ＦＮａへ給油ガンＦＧを挿入するスペースが確保される。このスペースを通じて給油ガンＦＧを注入口ＦＮａに向けて挿入し（位置Ｐｓ１）、給油ガンＦＧが位置Ｐｓ２にてフィラーパイプＦＰで支持される。この状態にて給油を行なうことができる。

燃料キャップ１０を給油蓋１１２に支持する構成は、補強パネル１１４の一部から突出した保持部材１１５を設けるとともに、燃料キャップ１０の蓋体３０に、支持凹所３４を形成するだけでよいから、部品点数を増加することなく、簡単な構成である。
また、キャップ保持機構の配置によると、注入口ＦＮａの手前の給油ガンＦＧを挿入するスペース５３を無理なく確保することができるので、給油蓋１１２や注入口ＦＮａの周辺の小型化を図ることも簡単である。
さらに、燃料キャップ１０は、給油蓋１１２の上部に一時的に保持する箇所があるので、給油の際に紛失することもなく、しかも、給油を終えて給油蓋１１２を閉める際に、燃料キャップ１０に気が付くから、燃料キャップ１０で注入口ＦＮａを閉め忘れることもない。

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。
例えば、上記実施例では、自動車の燃料タンクの注入口を開閉する燃料キャップについて説明したが、これに限らず、ラジエータタンクのキャップ装置などにも好適に適用することができる。

本発明の一実施例にかかる燃料キャップを備えたキャップ装置を一部破断して示す側面図である。 燃料キャップの分解斜視図である。 ハンドル機構を一部破断して示す側面図である。 閉じトルク伝達機構の各構成要素を分解して示す斜視図である。 閉じトルク伝達機構の動作を説明する説明図である。 図５に続く動作を説明する説明図である。 図６に続く動作を説明する説明図である。 閉じトルク伝達機構の動作を説明する説明図である。 開きトルク伝達機構の各構成要素を分解して示す斜視図である。 開きトルク伝達機構を説明する説明図である。 開きトルク伝達機構の動作を説明する説明図である。 図１１に続く動作を説明する説明図である。 図１２に続く動作を説明する説明図である。 閉じトルク伝達機構に連動した開きトルク伝達機構の復帰動作を説明する説明図である。 図１４に続く動作を説明する説明図である。 閉じトルク伝達機構に連動した開きトルク伝達機構の復帰動作を説明する説明図である。 自動車の給油時における自動車の後部を示す斜視図である。 給油機構の付近を拡大した斜視図である。 給油している状態を説明する説明図である。 給油している状態を説明する説明図である。

符号の説明

１０...燃料キャップ
２０...ケーシング本体
２０ａ...雄ネジ
２１...フランジ
２２...外環体
２３...シール保持部
２５...第２係合部
２５ａ...係合突部
２５ｂ...係合凹所
２５ｃ...緩斜面
２６...第３係合部
２６ａ...傾斜面
２６ｂ...垂直面
３０...蓋体
３１...上壁
３１ａ...収納孔
３２...側壁
３２ａ...支持突部
３３...操作ハンドル
３４...支持凹所
４０...内蓋体
４１...上壁
４１ａ...収納孔
４１ｂ...係合突部
４２...側壁
４２ａ...係合突部
４２ｂ...係合突起
４３...支持筒体
４３ａ...キー穴
４４...収納室
４４ａ...ガイド突部
４４ｂ...係合部
４４ｃ...係合壁
５０...クラッチ部材
５１...クラッチ本体
５１ａ...係合穴
５２...クラッチアーム
５２ａ...アーム本体
５２ｂ...係合端
５３...スペース
６０...閉じトルク部材
６１...トルク部材本体
６１ａ...貫通穴
６２...クラッチ係合突部
６２ａ...係合面
６２ｂ...傾斜面
６３...弾性トルク片
６４...アーム本体
６５...第１係合部
６５ａ...係合面
７０...トルク伝達部材
７１...伝達部材本体
７１ａ...ガイド部
７２...第４係合部
７２ａ...傾斜面
７３...キーガイド凹所
７３ａ...キーガイド壁
７４...係合アーム
７４ａ...アーム本体
７４ｂ...係合突部
９０...キーシリンダ
９０ａ...シリンダ本体
９０ｂ...キー穴
９０ｃ...キーピン
１００...車体パネル
１１１...凹部
１１１ａ...底壁
１１２...給油蓋
１１３...ヒンジ
１１４...補強パネル
１１４ａ...固定端
１１５...保持部材
１１５ａ...基部
１１５ｂ...掛かり部
１２０...テザー
１２１...回転リング
１２２...連結部材
１２２ａ...折曲部
１２２ｂ...支持端
ＦＧ...給油ガン
ＦＮ...フィラーネック
ＦＰ...フィラーパイプ
ＧＳ...ガスケット
ＫＹ...キー
Ｒａ...係合領域
Ｒｂ...非係合領域
ＦＮａ...注入口
ＦＮｂ...雌ネジ

Claims (2)

1. タンク開口をシールした状態で閉じる閉止体と、
   上記閉止体の上部に回転可能に配置されたハンドル機構と、
   上記ハンドル機構と上記閉止体との間に介在し、上記ハンドル機構に加わる回転トルクを上記閉止体に伝達するトルク伝達機構を備えたキャップ装置において、
   上記トルク伝達機構は、
   円周上に複数形成された係合部を有する係合機構と、
   片持ち梁から形成されたアーム本体と、該アーム本体に突設された被係合部とを有する複数のアームを円周上に配置した被係合機構とを備え、
   上記係合機構と上記被係合機構とが相対的に第１方向へ回転したときに上記係合部と上記被係合部との係合により回転トルクを伝達し、上記係合機構と上記被係合機構とが第１方向と反対方向である第２方向へ回転して上記被係合部が上記係合部を乗り越えるときに、上記回転トルクを伝達しない一方向クラッチであり、
   上記係合機構および被係合機構が静止している状態にて、上記被係合部のいずれかが上記第２方向に対して上記係合部に当接した位置決め状態となるように配置され、
   上記アームは、上記被係合部が上記係合部に当接した位置決め状態から、上記係合部とアームとが相対的に上記第２方向へ所定角度回転したときに上記アーム本体が弾性変形することで上記被係合部が上記係合部を乗り越えるように構成し、
   複数の上記アームおよび上記係合部は、上記所定角度の回転により、上記被係合部が、上記係合部を乗り越えるものと、乗り越えないものとが繰り返されるように配置されていること、
   を特徴とするキャップ装置。
2. 請求項１に記載のキャップ装置において、
   上記被係合機構は、上記複数のアームを上記所定角度の倍数で配置し、
   上記係合機構は、上記係合部が上記所定角度で連続して配置された係合領域と、該係合領域の間でありかつ上記係合領域と同じ角度で上記係合部が配置されていない非係合領域とを備え、上記係合領域と非係合領域とを円周上に順次、配置しているキャップ装置。
   

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