JP2010023881A - 給油口閉鎖装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油口閉鎖装置において、軸受け孔を長孔にすることなく、撓み代のばらつきを吸収しながら、シールパッキンを弁座に対して周方向均一に押し当てる。
【解決手段】給油口開口44からガイド開口211まで挿入された給油ノズル７により、捻りコイルバネ314に押されて上向きに付勢されてガイド開口211を閉じていたフラッパ３を押し開く給油口閉鎖装置において、フラッパ３は、捻りコイルバネ314に押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在な回動プレート31と、ガイド開口211の周縁212に押し当てるシールパッキン325を保持したシールプレート32とから構成され、回動プレート31の上面側にシールプレート32を回動プレート31に対して上下方向に変位自在に連結した給油口閉鎖装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、給油口開口から挿入された給油ノズルを案内するガイド開口を、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在なフラッパにより開閉する給油口閉鎖装置に関する。

給油口に給油口キャップを取り付けて塞ぐ構成は、給油口のシール性を確保しやすい利点があるが、給油口キャップを着脱する手間を要するほか、キャップ取付時の締め込み操作が不適切であると密閉が不十分になる虞や取り外した給油口キャップを紛失させる心配がある。そこで、外部から挿入された給油ノズルに押されて下向きに回動して開き、前記給油ノズルを引き抜くと上向きに回動して閉じるフラッパからなる給油口閉鎖装置が提案されている。給油口閉鎖装置によれば、給油口キャップの締め忘れがなく、実際に給油ノズルが挿入される直前まで給油口が閉じられており、給油ノズルを挿入して引き抜くまでの間、すなわち燃料油を注入する実質的な給油作業の間しか給油口が開放されず、燃料蒸気の放出を抑制できる利点がある。

給油口閉鎖装置は、給油口開口から挿入された給油ノズルを案内するガイド開口を回動するフラッパにより開閉する構成で、フラッパは捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在とし、給油口開口から挿入された給油ノズルに押されて下向きに回動するとガイド開口を開き、前記給油ノズルを引き抜くと捻りコイルバネにより上向きに回動してガイド開口を閉じる。ところが、給油口閉鎖装置は、フラッパやガイド開口の加工精度や、両者の組付精度を設計通りに実現することが難しく、またフラッパに取り付けたシールパッキンの撓み代にばらつきがあるため、必要十分な給油口のシール性を確保することが難しかった。

特許文献１が開示する給油口閉鎖装置は、捻りコイルバネを二重構成とし、各捻りコイルバネのバネ定数を小さくして閉鎖時曲げ応力を許容曲げ応力内に収めながら、フラッパの付勢を必要十分に強くすることにより、フラッパに取り付けたシールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に強く押し付けて、給油口のシール性を確保している。また、特許文献２や特許文献３が開示する給油口閉鎖装置は、フラッパの回動軸の軸受け孔を長孔にして、フラッパがガイド開口に向けて平行移動して押し付けられる構成にすることにより、フラッパに取り付けたシールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に確実に押し付けて、給油口のシール性を確保している。

特開2007-331518号公報 米国特許第5,732,840号明細書 米国特許第6,446,826号明細書

特許文献２や特許文献３が開示する給油口閉鎖装置は、フラッパの回動軸の軸受け孔を長孔にするだけで、フラッパに取り付けたシールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に確実に押し付けて、給油口のシール性を確保する効果の得られる点が優れている。しかし、軸受け孔が長孔であるということは、フラッパが円滑に回動しなくなる虞を招く。例えば、回動軸が一方の軸受け孔の上端縁、他方の軸受け孔の下端縁に位置する傾斜姿勢になり、前記回動軸に従うフラッパの軸受けフランジがノズルガイドの軸受けフランジに対して傾いて、軸受けフランジ相互の摩擦によりフラッパの回動が妨げられる。また、捻りコイルバネは通常回動軸に装着されるため、傾いたフラッパの軸受けフランジが捻りコイルバネの動きを阻害することも考えられる。

特許文献２や特許文献３が開示する給油口閉鎖装置において、軸受け孔を長孔にした理由は、長孔の範囲内でフラッパの姿勢を変化させることにより、撓み代のばらつきを吸収しながら、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に対して周方向均一に押し当てるためである。そして、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に対して周方向均一に押し当てることができれば、フラッパやガイド開口の加工精度や両者の組付精度の低さを吸収することもできる。これは、回動するフラッパによりガイド開口を開閉する給油口閉鎖装置において、給油口のシール性を確保する手段として最も好ましいと考えられる。そこで、軸受け孔を長孔にすることなく、撓み代のばらつきを吸収しながら、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に対して周方向均一に押し当てることのできる給油口閉鎖装置について、検討した。

検討の結果開発したものが、給油口開口からガイド開口まで挿入された給油ノズルにより、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されてガイド開口を閉じていたフラッパを押し開く給油口閉鎖装置において、フラッパは、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在な回動プレートと、ガイド開口の周縁に押し当てるシールパッキンを保持したシールプレートとから構成され、回動プレートの上面側にシールプレートを回動プレートに対して上下方向に変位自在に連結した給油口閉鎖装置である。

本発明の給油口閉鎖装置は、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在な回動プレートと、ガイド開口の周縁に押し当てるシールパッキンを保持したシールプレートとからフラッパを構成し、回動プレートに対するシールプレートの姿勢を変化させることにより、撓み代のばらつきを吸収しながら、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に押し当てる。このとき、本発明の給油口閉鎖装置は、回動プレートの上面側にシールプレートを回動プレートに対して上下方向に変位自在に連結しているため、シールプレートがガイド開口の周縁（弁座）に対して変な方向に傾く虞がなく、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に対して周方向均一に押し当てることができる。ここに言う「周方向均一に押し当てる」とは、押し付け力が必ずしも周方向均一なのではなく、周方向における物理的な接触が均一となり、前記周方向におけるシール性が必要十分に発揮されることを意味する。

シートプレートの変位方向を規制する構成は、次の通りである、すなわち、シールプレートは、回動プレートに設けた連結孔と同じ断面形状の連結突起を下面から突出させ、連結孔に前記連結突起を上方から差し込み、回動プレートの上面にシールプレートの下面を接面させた状態で、連結孔から突出し、回動プレートの下面から離れた位置の連結突起の部分に係合部を設ける。これにより、回動プレートに対して上下方向以外で連結孔と連結突起とが密に係合するため、シールプレートが変な方向に傾く虞がなくなる。連結突起に設ける係合部は、通常シールプレートが樹脂製であるため、例えば連結突起の先端を融解して形成できる。

捻りコイルバネは、ノズルガイドに回動軸を介して軸着した回動プレートに一端を係合させ、上向きに付勢する回動プレートを介して、シールプレートを間接的にガイド開口の周縁（弁座）に押し付けてもよい。しかし、ガイド開口の周縁（弁座）に対してシールパッキンをしっかりと押し付けるには、捻りコイルバネがシールプレートを直接的に付勢する構成が好ましい。すなわち、捻りコイルバネは、回動プレートに設けた貫通孔に差し込まれる押圧突起を下面から突出させ、貫通孔に前記押圧突起を上方から差し込み、貫通孔から突出する押圧突起の部分に付勢された一端を係合させる構成にする。これにより、シールプレートは連結する回動プレートによって回動方向を規制されながら、捻りコイルバネにより直接的に付勢され、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に確実に押し当てることができる。

本発明によって、安定かつ確実に、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に対して周方向均一に押し当てることのできる給油口閉鎖装置を提供できるようになる。これは、給油口閉鎖装置におけるフラッパを回動プレートとシールプレートに分け、シールプレートを回動プレートに対して上下方向にのみ変位自在にしたことによる効果である。また、前記シールプレートの変位方向の規制は、断面形状が同じ回動プレートの連結孔にシールプレートの連結突起を差し込むことによる効果である。そして、回動プレートの貫通孔から突出させたシールプレートの押圧突起に捻りコイルバネの一端を係合させることにより、シールパッキンをガイド開口の周縁（弁座）に確実に押し当てることができる効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。
図１は本発明のフラッパ３の一例を表す斜視図、図２は本例のフラッパ３の分解斜視図、図３は本発明のフラッパ３の別例を表す図１相当斜視図、図４は本例のフラッパ３を用いた給油口閉鎖装置の断面図、図５はフラッパ３がガイド開口211を閉鎖している通常の状態を表す給油口閉鎖装置の部分拡大断面図、図６はシールパッキン325が撓んで隙間Δが発生した状態を表す給油口閉鎖装置の図５相当部分拡大断面図であり、図７はシールプレート32が押し上げられて前記隙間Δが解消された状態を表す給油口閉鎖装置の図５相当部分拡大断面図である。

本発明の給油口閉鎖装置は、ガイド開口211を開閉するフラッパ３に特徴を有する。本例のフラッパ３は、捻りコイルバネ314に押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在な回動プレート31と、ガイド開口211の周縁に押し当てるシールパッキン325を保持したシールプレート32とから構成され、回動プレート31の上面側にシールプレート32を回動プレート31に対して上下方向に変位自在に連結している（後掲図４参照）。大きく回動プレート31とシールプレート32に分けられている以外、フラッパ３の全体構成は、従来公知の同種給油口閉鎖装置と、大きさや回動軸317の位置関係等が異ならない。これは、本発明のフラッパ３を従来公知の同種給油口閉鎖装置にも容易に適用できることを意味する。

本例のフラッパ３は、図１及び図２に見られるように、回動プレート31、シールプレート32及びパッキン押さえプレート33から構成される。回動プレート31は、中央に平面視方形の貫通孔312、前記貫通孔312の前後に平面視円形の連結孔311を１個ずつ設けた前円後方の金属製板からなる。回動プレート31は、両側から後方に向けて左右一対のフラッパ回動アーム318,318を突出させ、各フラッパ回動アーム318に立設した軸着板313にわたって回動軸317を貫通させている。捻りコイルバネ314は前記回動軸317に遊嵌し、固定端316を閉鎖ユニット２（後掲図４参照）の内面に押し当てて位置固定し、付勢端315を回動プレート31の貫通孔312から突出するシールプレート32の押圧突起323を押し上げる。

シールプレート32は、ガイド開口211（後掲図４参照）の周縁（弁座）212に相当する外径のシールパッキン325を載せる平面視円形の樹脂製板からなる。本例のシールプレート32は、下面側の中央から上記貫通孔312の平面視形状に等しい断面方形の押圧突起323を、前記押圧突起323を挟んで上記連結孔311に対応した下面側の位置から上記連結孔311の平面視形状に等しい断面円形の連結突起321をそれぞれ突出し、上面側に組付フランジ326を突出させている。押圧突起323は上記捻りコイルバネ314によるシールプレート32の押し上げに、連結突起321は回動プレート31とシールプレート32との連結に、そして組付フランジ326はパッキン押さえプレート33や摺接板331（図１及び図２）やローラ332（図３）の組付に、それぞれ用いられる。

シールプレート32は、回動プレート31に設けた２個の連結孔311にそれぞれ連結突起321を差し込み、回動プレート31の上面にシールプレート32の下面を接面させた状態で連結孔311から突出させ、回動プレート31の下面から離れた位置の連結突起321の部分に係合部322を設けることにより、回動プレート31の上面側に上下方向へ変位自在に連結する。係合部322は、連結突起321の先端を融解して形成する。ここで、連結突起321は、連結孔311と同じ断面形状（断面円形）であるため、回動プレート31に対する上下方向以外で連結孔311と連結突起321とが密に係合し、変な方向に傾かなくなる。こうして、シールプレート32は、係合部322が回動プレート31の下面に係合する範囲で、回動プレート31に対する上下方向にのみ変位し、シールパッキン325に発生する隙間Δを解消する。

本発明のフラッパ３は、捻りコイルバネ314によりシールプレート32を押し上げながら、連結突起321と連結孔311との係合により、回動プレート31をシールプレート32に追随させる。具体的には、シールプレート32は、下面中央から断面方形の押圧突起323を突出させ、先端に設けた左右方向に延びる係合溝324に、上記捻りコイルバネ314の付勢端315を係合させている。これにより、回動プレート31は、実際にガイド開口211を開閉するシールプレート32を、回動軸317を中心とした円弧軌道に沿って変位させる規制部材としてのみ働くことになる。

シールパッキン325は、外周に断面三角のリブ条を有するゴム製の円環弾性材で、シールプレート32の上面周縁部と、シールプレート32に結合されるパッキン押さえプレート33の下面とに挟まれ、保持される。具体的には、シールプレート32の上面周縁部に形成された同心円である２本の支持条にシールパッキン325が載置され、前記シールパッキン325の内周縁にパッキン押さえプレート33の円筒本体を嵌合させて、パッキン押さえプレート33の半径方向外向きに張り出したフランジの下面でシールパッキン325を押え込む（後掲図５以下参照）。

パッキン押さえプレート33は、シールプレート32の組付フランジ326を組付長孔336から突出させ、組付フランジ326の組付孔327とパッキン押さえプレート33の結合孔334とを連通させて連結ピン333を差し込むことにより、シールプレート32に結合される。本例のパッキン押さえプレート33は、上面中央に断面山形の金属製の摺接板331を有する。摺接板331は、押し開かれたフラッパ３に側面を当接させた給油ノズル（図示略）を引く抜き際、前記給油ノズル（図示略）がフラッパ３に引っかかることを避けるほか、樹脂製であるパッキン押さえプレート33を保護する働きも有する。本例の摺接板331は、組付フランジ326の組付孔とパッキン押さえプレート33の結合孔334とに加えて取付孔335を連通させて連結ピン333を差し込むことにより、前記摺接板331を固定している。

引き抜く給油ノズルがフラッパ３に引っかかることを避けるため、例えば図３に見られるように、摺接板331に加えてローラ332をパッキン押さえプレート33に取り付ける構成も考えられる。別例のローラ332は、組付フランジ326の組付孔とパッキン押さえプレート33の結合孔334とに加えてローラ軸孔（図示略）を連通させて連結ピン333を差し込むことにより、パッキン押さえプレート33に対して軸着している。摺接板331は、例えば組付フランジ326とローラ332との間に延ばした組付片（図示略）に連結ピン333を差し込ませ、位置固定する。摺接板331に追加されるローラ332は、誤ってガイド開口211に指（図示略）を突っ込んだ場合でも、前記指を容易に引き抜けるようにする効果をもたらす。

本発明のフラッパ３を組み付ける給油口閉鎖装置の全体構成について説明する。本例の給油口閉鎖装置は、図４に見られるように、給油口１、閉鎖ユニット2及びカバーユニット４から構成される。閉鎖ユニット２は、カバーユニット４の給油口開口44から挿入された給油ノズル（図示略）により押し下げられ、ガイド開口211を開くフラッパ３が取り付けられる。カバーユニット４は、上向きに回動自在なカバー５を軸着し、給油口開口44を開閉する。カバー５は、カバー本体51の回動軸511を軸着した取付プレート56をカバーユニット４に固着している。

給油口１は、上端開口は広いが、下端開口である接続口11は接続される給油管本体８に合わせて細くなる金属製の筒状部材である。本例の給油口１は、給油管本体８と別体であるが、給油管本体８の端部を拡管して給油口１を構成する場合もある。閉鎖ユニット２は、給油口開口44から差し込まれた給油ノズル（図示略）を案内するノズルガイド21を形成した樹脂ブロックで、ガイド開口211を開閉するフラッパ３を一体に組み付けている。本例の閉鎖ユニット２は、ユニット周面22のリング嵌合溝221にシールリング222を嵌合し、給油口１に嵌入したときのシール性を確保している。

カバー５は、雨水やゴミがガイド開口211に溜まることを防ぐため、ガイド開口211の上段に位置する給油口開口44を開閉する。本例のカバー5は、取付プレート56に支持された回動軸511にカバー本体51を軸着している。カバー本体51は、常に捻りコイルバネ512により開く方向へ付勢されており、カバー本体51に設けられたラッチ531が給油口開口44に係合することで、給油口開口44を閉鎖した状態を維持する。このほか、本例の給油口閉鎖装置は、閉鎖ユニット２とカバーユニット４との間にスペーサ６を介在させている。スペーサ６は、ノズルガイド21の上端開口より一回り小さなノズル掛止開口61を設け、差し込まれた給油ノズルを係合させて保持する働きを有する。

本発明のフラッパ３は、図５に見られるように、捻りコイルバネ314に押し上げられたシールプレート32が、保持するシールパッキン325をガイド開口211周縁（弁座）212に対して周方向均一に押し付けることにより、ガイド開口211を閉鎖する。シールパッキン325はシールプレート32によりガイド開口211周縁（弁座）212に押し付けられ、シールプレート32は直接捻るコイルバネ314の付勢端315に押し上げられるため、特にシールパッキン325が撓んだりしていなければ、仮に回動プレート31が傾いた姿勢にあっても、シールパッキン325は周方向均一にガイド開口211周縁（弁座）212に押し付けられ、確実なシール性が実現される。

ところが、図６に見られるように、シールパッキン325が撓んだりして一部に隙間Δが発生すると、連結突起321の係合部322が回動プレート31の下面に係合する範囲でシールプレート32が押し上げられ、図７に見られるように、シールパッキン325が再び周方向均一にガイド開口211周縁（弁座）212に押し付けられ、確実なシール性が実現される。このとき、本発明のフラッパ３は、シールパッキン325を保持するシールプレート32が、回動プレート31に対して上下方向にのみ変位できるようにしているため、前記隙間Δの発生により、シールプレート32が傾いてかえってシールパッキン325を変形させ、シール性を損なわない。こうして、本発明のフラッパ３は、隙間Δの発生を抑制し、安定かつ確実なシール性を発揮する。

本発明のフラッパの一例を表す斜視図である。 本例のフラッパの分解斜視図である。 本発明のフラッパの別例を表す図１相当斜視図である。 本例のフラッパを用いた給油口閉鎖装置の断面図である。 フラッパがガイド開口を閉鎖している通常の状態を表す給油口閉鎖装置の部分拡大断面図である。 シールパッキンが撓んで隙間Δが発生した状態を表す給油口閉鎖装置の図５相当部分拡大断面図である。 シールプレートが押し上げられて前記隙間Δが解消された状態を表す給油口閉鎖装置の図５相当部分拡大断面図である。

符号の説明

１ 給油口
11 接続口
２ 閉鎖ユニット
21 ノズルガイド
３ フラッパ
31 回動プレート
32 シールプレート
33 パッキン押さえプレート
４ カバーユニット
44 給油口開口
５ カバー
51 カバー本体
56 取付プレート
６ スペーサ
61 ノズル掛止開口
８ 給油管本体
Δ 隙間

Claims (3)

1. 給油口開口からガイド開口まで挿入された給油ノズルにより、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されてガイド開口を閉じていたフラッパを押し開く給油口閉鎖装置において、フラッパは、捻りコイルバネに押されて上向きに付勢されながら下方に向けて回動自在な回動プレートと、ガイド開口の周縁に押し当てるシールパッキンを保持したシールプレートとから構成され、回動プレートの上面側にシールプレートを回動プレートに対して上下方向に変位自在に連結したことを特徴とする給油口閉鎖装置。
2. シールプレートは、回動プレートに設けた連結孔と同じ断面形状の連結突起を下面から突出させ、連結孔に前記連結突起を上方から差し込み、回動プレートの上面にシールプレートの下面を接面させた状態で、連結孔から突出し、回動プレートの下面から離れた位置の連結突起の部分に係合部を設けた請求項１記載の給油口閉鎖装置。
3. 捻りコイルバネは、回動プレートに設けた貫通孔に差し込まれる押圧突起を下面から突出させ、貫通孔に前記押圧突起を上方から差し込み、貫通孔から突出する押圧突起の部分に付勢された一端を係合させた請求項１又は２いずれか記載の給油口閉鎖装置。

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