JP3616686B2 - タンク用キャップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のガソリンタンク、オイルタンク、軽油タンクなどに配置されるタンク用キャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のタンク用キャップとしては、例えば、実開昭５７−４１５２１号公報、実公昭６３−２８１４０号公報、実公昭６３−２８１４１号公報、実公昭６３−３０７０８号公報などに開示される燃料タンク用キャップが知られている。
【０００３】
一般に、自動車のガソリンタンク、オイルタンク、軽油タンクなどに用いられるタンク用キャップは、タンクにキャップ本体を螺着することによって配置されている。
そして、一般に、タンク用キャップは、負圧によるタンクの潰れを防止するために、負圧弁が取り付けられている。
【０００４】
これを図９により説明する。
例えば、燃料タンク用キャップＡでは、樹脂製のハンドル部１と、樹脂製のキャップ本体５、負圧弁機構１３とで構成されている。
ハンドル部１は、キャップ本体５のフランジ部７を覆うスカート部２と、径方向に突出する板状のつまみ３と、つまみ３の反対面側に設け数条のスリット４ａを設けた雄螺子４とを有する。
【０００５】
キャップ本体５は、円筒形状をなす筒状部６と、この筒状部６のハンドル部取付部側に設けたフランジ部７と、筒状部６の外周に形成した雄螺子部８と、筒状部６の内部に筒状部６に対してほぼ垂直に突出するとともに数個の通気口９ａを設けたシール部９と、筒状体６のフランジ部７に対する内周面に形成した雌螺子１０とを有する。
【０００６】
負圧弁機構１３は、キャップ本体５のシール部９のシール面９ｂに負圧スプリング１５により負圧リップ１４ａが当接されるバルブパッキン１４と、バルブパッキン１４と負圧スプリング１５とを保持し、キャップ本体５の係止部１２に装着されるカバー部材１６とで構成されている。
ハンドル部１とキャップ本体５とは、両者に設けた雄螺子４と雌螺子１０を介してラチェット機構を形成するとともに、ハンドル部１のスカート部２とキャップ本体５のフランジ部７との間にトルク規制機構１１が配されている。
【０００７】
このように構成された燃料タンク用キャップＡは、タンク１７のフィラーネック１８に設けた雌螺子部１９にシールリング２０を介して螺着される。
そして、タンク１７内が負圧になると、負圧弁機構１３のバルブパッキン１４が負圧スプリング１５に抗してタンク１７側へ引かれ、負圧リップ１４ａをシール部９のシール面９ｂから離し、通気口９ａを介して侵入する外気を開口１４ｂからタンク１７内に導入する。
【０００８】
ところで、キャップ本体５は、射出成形により成形されている。
その際、シール部９のシール面９ｂは、負圧リップ１４ａとの間で充分なシール性を確保することが要求される。
そこで、従来では、３つのゲートを有する金型によってシール部９を成形していた。
【０００９】
この方式では、図１０に示すように、ゲート２１から金型内に射出された溶融樹脂は、キャップ本体５の筒状部６に向かって流入し、燃料タンク用キャップＡを得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような燃料タンク用キャップＡでは、本発明者の実験によれば、ゲート２１から金型内に射出された溶融樹脂は、図１０に示すように、ウエルドライン２２が形成され、シール面９ｂの粗さが１００μｍ、平面度が２００μｍとなり、シール部９のシール面９ｂの要求精度を確保することが困難であった。
【００１１】
また、ゲート２１を６点にすると、シール面９ｂの粗さが８０μｍ、平面度が１６０μｍとなり、依然としてシール部９のシール面９ｂの要求精度を確保することが困難であった。
そのために、これらにより製造する場合には、後加工が要求される。
そこで、図１１に示すように、シール部９の中心に１つのゲート２３を設け、中心部を後工程で取り除く、フイルムゲート２４とした。
【００１２】
この場合には、図１１の状態でのシール部９のシール面９ｂの粗さが１０μｍ、平面度が４０μｍと、面の粗さ、平面度が優れたシール面９ｂを得ることができる。
ところが、このキャップ本体２６では、通気口（図９の９ａに相当する）を形成するために、成形工程後の脱型時にフィルムゲート２４とシール部９との間に形成された環状凹部２５を切断する必要がある。
【００１３】
この脱型工程において、ゲート２３に形成されたゲートランナーでシール部９で引っ張られ、シール面９ｂの平面度が損なわれることとなる。
そのために、これらにより製造する場合には、後加工が要求される。
また、キャップ本体２６として不要なフィルムゲート２４を成形し、切断するため、製造工程が複雑で割高なコストとなり、シール性が高く、省資源で安価なタンク用キャップを提供することができなかった。
【００１４】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、シール面の粗さ、平滑度およびうねりを軽減させることができるタンク用キャップを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ハンドル部と、このハンドル部を取り付けるとともに筒状部の外周に形成した螺子部を介してタンクに螺着され、かつ溶融樹脂を射出成形して形成される円筒状の樹脂製のキャップ本体と、樹脂製のキャップ本体の軸長方向に垂直にタンク側と反対側に付勢して樹脂製のキャップ本体内に配置されるプレート部材と、プレート部材のタンクと反対側面に一側面が載置される円環状のバルブパッキンと、バルブパッキンの他側面の外周に突出形成され樹脂製のキャップ本体の内周に突出形成される肉厚をほぼ均一とするシール部のシール面に当接する負圧リップ部と、バルブパッキンの他側面の内周に突出形成されるとともに樹脂製のキャップ本体の中心に配置されタンク側に付勢される圧力弁と、バルブパッキンの他側面の外周に突出形成され圧力弁のシール部に当接する加圧リップ部とを有し、シール部は、筒状部に対しほぼ垂直に突出する環状円盤からなり、その内周縁部には、タンク側と反対側に突出する円筒状の底付き突出部が形成され、円筒状の底付き突出部は、シール部の内周縁部から立ち上がる円筒状の立て壁部と、円筒状の立て壁部の天井部を覆う天板部とを有し、天板部は、キャップ本体の成形時に注入される溶融樹脂のゲートのゲート跡を中央部に有するとともに溶融樹脂にて形成される複数の開口を有し、円筒状の立て壁部は、天板部の成形後に流下する溶融樹脂の流れをほぼ垂直にして形成される頂部を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載のタンク用キャップにおいて、開口は、ゲート跡から円筒状の立て壁部に向かって長手方向が位置する長孔であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１記載のタンク用キャップにおいて、開口は、丸孔であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載のタンク用キャップにおいて、開口は、ゲート跡から円筒状の立て壁部に向かって均等に配置されていることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１記載のタンク用キャップにおいて、シール面の粗さは、５０μｍ以下であることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１記載のタンク用キャップにおいて、シール面の平面度は、５０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
（作用）
請求項１ないし請求項６のタンク用キャップでは、タンク内が高圧になると、圧力弁が、タンクと反対側に移動し、圧力弁のシール部とバルブパッキンの加圧リップ部との間に間隙が形成され、タンク内の空気が外部に流出される。
【００２２】
一方、タンク内が負圧になると、プレート部材が、タンク側に移動し、キャップ本体の内周に形成されるシール部とバルブパッキンの負圧リップ部との間に間隙が形成され、外部の空気がタンク内に流入する。そして、シール部のシール面の粗さおよび平面度がともに５０μｍ以下であるから、負圧リップが微小な圧力変化にも追従することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図１は、請求項１、請求項２、請求項４ないし請求項６記載の発明に係るタンク用キャップをガソリンタンク用キャップに適用した一実施形態を示す。なお、本実施の形態ではタンクを省略したが、図９と同様にガソリンタンク用キャップを配置するものとする。
【００２４】
図において、符号３１は円筒状の樹脂製（例えば、ジュラコン樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂など）のハンドル部を示す。
このハンドル部３１は、円筒状の樹脂製（例えば、ジュラコン樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂など）のキャップ本体４１のフランジ部４１ｂを覆うスカート部３２と、径方向に突出する板状のつまみ３３と、つまみ３３の反対面側に設け数条のスリット３５を設けた雄螺子３４とを有する。
【００２５】
樹脂製のキャップ４１は、図２ないし図４に示すように、円筒形状をなす筒状部４１ａと、この筒状部４１ａのハンドル部３１取付部側に設けたフランジ部４１ｂと、筒状部４１ａの外周に形成した雄螺子部４１ｃと、筒状部４１ａの内部に筒状部４１ａに対してほぼ垂直に突出する環状円盤状のシール部４１ｄと、このシール部４１ｄの内周縁部４１ｄａにタンク側と反対側に突出形成された円筒状の底付き突出部４１ｅと、筒状体４１ａのフランジ部４１ｂに対する内周面に形成した雌螺子４１ｊとを有する。
【００２６】
円筒状の底付き突出部４１ｅは、シール部４１ｄの内周縁部４１ｄａから立ち上がる円筒状の立て壁部４１ｆと、円筒状の立て壁部４１ｆの天井部を覆う天板部４１ｇとを有し、天板部４１ｇには、中央部にタンク側にゲート跡４１ｈが形成されるとともにゲート跡４１ｈから円筒状の立て壁部４１ｆに向かって長手方向に位置する長孔４１ｉａからなる８個の開口４１ｉが形成されている。
【００２７】
８個の開口４１ｉは、ゲート跡４１ｈから円筒状の立て壁部４１ｆに向かって均等に配置されている。
円筒状の底付き突出部４１ｅは、シール部４１ｄの内周縁部４１ｄａからほぼ垂直に立ち上がる円筒状の立て壁部４１ｆと、円筒状の立て壁部４１ｆの頂部４１ｆａからほぼ垂直に天井部を覆う天板部４１ｇとを有する。
【００２８】
天板部４１ｇからシール部４１ｄのシール面４１ｄｂまでの肉厚は、ほぼ均一になっている（本実施形態では１．５ｍｍとした）。
シール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さは、５０μｍ以下である。シール部４１ｄのシール面４１ｄｂの平面度は、５０μｍ以下である。
キャップ本体４１のフランジ部４１ｂの内側には、シールリング６０が装着されている。
【００２９】
キャップ本体４１の雌螺子部４１ｊとハンドル部材３１の雄螺子部３４とでラチェット機構が形成されている。
キャップ本体４１のハンドル部材３１と反対側には、カバー部材３９が固定されている。
キャップ本体４１内には、キャップ本体４１の軸長方向に垂直にプレート部材６１が配置されている。
【００３０】
このプレート部材６１は、カバー部材３９に一端を支持されるコイルスプリング６３によりハンドル部材３１側に付勢されている。
プレート部材６１のハンドル部材３１側面には、円環状のバルブパッキン６５の一側面が単に載置されている。
このバルブパッキン６５は、例えば、ＮＢＲ＋ＰＶＣ，フッ素ゴム，モリブデンを塗布し表面処理されたゴム等のゴムにより形成されている。
【００３１】
バルブパッキン６５の他側面の外周側には、負圧リップ部６５ａが突出形成されている。
この負圧リップ部６５ａは、キャップ本体４１の内周に形成される円環状のシール部４１ｄに当接されている。
バルブパッキン６５の他側面の内周側には、加圧リップ部６５ｂが突出形成されている。
【００３２】
この加圧リップ部６５ｂは、キャップ本体４１の中心に配置される圧力弁６７のシール部６７ａに当接されている。
圧力弁６７は、プレート部材６１の中心に形成される貫通穴６１ａに挿入されている。
【００３３】
圧力弁６７のカバー部材３９側には、スプリング受け４９が固定されている。
スプリング受け４９とプレート部材６１との間には、コイルスプリング５１が配置され、圧力弁６７がカバー部材３９側に付勢されている。
この実施形態では、図５に示すように、バルブパッキン６５の中央には貫通穴６５ｃが形成されている。
【００３４】
上述したガソリンタンク用キャップでは、ガソリンタンク内が高圧になると、圧力弁６７が、ハンドル部材３１側に移動し、圧力弁６７のシール部６７ａとバルブパッキン６５の加圧リップ部６５ｂとの間に間隙が形成され、ガソリンタンク内の空気が図の矢符Ｘに示すように外部に流出する。
一方、ガソリンタンク内が負圧になると、プレート部材６１が、カバー部材３９側に移動し、キャップ本体４１の内周に形成されるシール部４１ｄのシール面４１ｄｂとバルブパッキン６５の負圧リップ部６５ａとの間に間隙が形成され、外部の空気が図の矢符Ｙに示すようにガソリンタンク内に流入する。
【００３５】
そして、シール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さおよび平面度がともに５０μｍ以下であるから、負圧リップ６５ａが微小な圧力変化にも追従することができる。
本発明者は、負圧開弁圧仕様を−２５〜−４５ｍｍＨｇ、スプリングセット荷重２２２ｇ±９、バルブパッキン６５のたわみ量＝スプリングセット荷重２２２ｇ時の０．１ｍｍ（１００μｍ）、シール部４１ｄのシール面４１ｄｂの受圧面積４．１５ｃｍ^２、負圧リップ部６５ａのＲは０．３ｍｍとするガソリンタンク用キャップに本実施形態に係るタンク用キャップを適用したところ、ここでは、開弁圧仕様を満足するために、スプリング荷重を小さくするとともに、シールするためのバルブパッキン６５の変位量（たわみ）も０．１ｍｍと少なくなっているので、キャップ本体４１のシール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さおよび平面度の精度が要求されることを確認した。
【００３６】
そこで、種々実験の結果、キャップ本体４１のシール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さおよび平面度は、ともに５０μｍ以下であることが望ましいことが確認できた。
因みに、上記実施形態の構成を採用すると、キャップ本体４１のシール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さが２０μｍおよび平面度が４０μｍとなり、キャップ本体４１のシール部４１ｄのシール面４１ｄｂの粗さおよび平面度が高精度であることが立証された。
【００３７】
この実施形態の場合、図６に示す金型を用いて射出成形した。樹脂としてはジュラコン樹脂を用いた。
溶融樹脂は、ランナ７０を介してゲート７１に来ると、図７に示すように、天板部４１ｇを形成しながら長孔４１ｉａからなる８個の開口４１ｉによって乱流状態とされ、ウエルドを形成しずらい流れとされる。そして、図８に示すように、円筒状の立て壁部４１ｆの頂部４１ｆａでは、ほぼ垂直に流れを強制的に変更され、ここでも乱流状態とされ、ウエルドを形成しずらい流れとされる。次いで、円筒状の立て壁部４１ｆを下降するときには、その全周に亘ってほぼ等速流となり、肉厚がほぼ均一（１．５ｍｍ）のシール部４１ｄのシール面４１ｄｂまでは均一な膜を形成する。シール面４１ｄｂを過ぎると、肉厚が２ｍｍと大きくなるため、流速が低下し、その後に、筒状部４１ａを形成すべく外周に向かって流れている。
【００３８】
ここで、円筒状の底付き突出部４１ｅのサイズは、内径が１９．６ｍｍ、シール面４１ｄｂから天板部４１ｇの内側までの高さが７．５ｍｍ、長孔４１ｉａの総面積０．８９３ｃｍ^２とした。
なお、天板部４１ｇに形成した長孔４１ｉａからなる８個の開口４１ｉは、図２、図４に示すように、ゲート跡４１ｈから円筒状の立て壁部４１ｆに向かって均等に配置されているが、長孔４１ｉａの個数は等間隔であればこれに限らず、６個、１０個などであっても良い。
【００３９】
また、長孔４１ｉａに代えて丸孔としても良い（請求項３）。
また、上記実施形態では、本発明をガソリンタンク用キャップに適用した場合について説明したが、これに限らず、オイルタンク、軽油タンクなどにも適用できることは当然である。
また、円筒状の底付き突出部４１ｅは、天板部４１ｇが円筒状の立て壁部４１ｆに対してほぼ垂直になった場合について説明したが、円筒状の立て壁部４１ｆは末広がりのコーン形状となっていても良い。
【００４０】
また、ゲート跡４１ｈが、円筒状の底付き突出部４１ｅの天板部４１ｇの内側（タンク側）に形成された場合について説明したが、円筒状の底付き突出部４１ｅの天板部４１ｇの外側（反タンク側）に形成しても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１ないし請求項６のタンク用キャップでは、シール部の内周縁部にタンク側と反対側に突出する円筒状の底付き突出部を形成したので、溶融樹脂がゲートから射出されると、円筒状の底付き突出部の天板部からシール面に亘ってウエルドを形成することなく一体的に成形することができる。
【００４２】
そのため、シール部のシール面の粗さおよび平面度を５０μｍ以下に抑えることが可能となり、微弱な負圧に対しても適用可能なキャップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、請求項２、請求項４ないし請求項６記載の発明に係るタンク用キャップをガソリンタンク用キャップに適用した一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のキャップ本体の平面図である。
【図３】図１のキャップ本体の断面図である。
【図４】図１のキャップ本体の底面図である。
【図５】図１のバルブパッキンの断面図である。
【図６】図１のキャップ本体を成形するための金型の断面図である。
【図７】円筒状の底付き突出部天板部の成形工程を示す説明図である。
【図８】円筒状の底付き突出部天板部の成形工程を示す説明図である。
【図９】従来のガソリンタンク用キャップを示す断面図である。
【図１０】従来のガソリンタンク用キャップの成形工程時のウエルド発生状況を示す平面図である。
【図１１】従来のガソリンタンク用キャップの成形工程を示す説明図である。
【符号の説明】
３１ ハンドル部
４１ キャップ本体
４１ａ 筒状部
４１ｃ 螺子部
４１ｄ シール部
４１ｄａ シール部４１ｄの内周縁部
４１ｄｂ シール面
４１ｅ 円筒状の底付き突出部
４１ｆ 円筒状の立て壁部
４１ｆａ 頂部
４１ｇ 天板部
４１ｈ ゲート跡
４１ｉ 開口
４１ｉａ 長孔
６１ プレート部材
６５ バルブパッキン
６５ａ 負圧リップ部
６５ｂ 加圧リップ部
６５ｄ 外側補強部
６５ｅ 内側補強部
６７ 圧力弁
６７ａ シール部

Claims (6)

1. ハンドル部（３１）と、
   このハンドル部（３１）を取り付けるとともに筒状部（４１ａ）の外周に形成した螺子部（４１ｃ）を介してタンクに螺着され、かつ溶融樹脂を射出成形して形成される円筒状の樹脂製のキャップ本体（４１）と、
   樹脂製のキャップ本体（４１）の軸長方向に垂直にタンク側と反対側に付勢して樹脂製のキャップ本体（４１）内に配置されるプレート部材（６１）と、
   プレート部材（６１）のタンクと反対側面に一側面が載置される円環状のバルブパッキン（６５）と、
   バルブパッキン（６５）の他側面の外周に突出形成され樹脂製のキャップ本体（４１）の内周に突出形成される肉厚をほぼ均一とするシール部（４１ｄ）のシール面（４１ｄｂ）に当接する負圧リップ部（６５ａ）と、
   バルブパッキン（６５）の他側面の内周に突出形成されるとともに樹脂製のキャップ本体（４１）の中心に配置されタンク側に付勢される圧力弁（６７）と、
   バルブパッキン（６５）の他側面の外周に突出形成され圧力弁（６７）のシール部（６７ａ）に当接する加圧リップ部（６５ｂ）と
   を有し、
   シール部（４１ｄ）は、筒状部（４１ａ）に対しほぼ垂直に突出する環状円盤からなり、その内周縁部（４１ｄａ）には、タンク側と反対側に突出する円筒状の底付き突出部（４１ｅ）が形成され、
   円筒状の底付き突出部（４１ｅ）は、シール部（４１ｄ）の内周縁部（４１ｄａ）から立ち上がる円筒状の立て壁部（４１ｆ）と、円筒状の立て壁部（４１ｆ）の天井部を覆う天板部（４１ｇ）とを有し、
   天板部（４１ｇ）は、キャップ本体（４１）の成形時に注入される溶融樹脂のゲートのゲート跡（４１ｈ）を中央部に有するとともに溶融樹脂にて形成される複数の開口（４１ｉ）を有し、
   円筒状の立て壁部（４１ｆ）は、天板部（４１ｇ）の成形後に流下する溶融樹脂の流れをほぼ垂直にして形成される頂部（４１ｆａ）を有する
   ことを特徴とするタンク用キャップ。
2. 請求項１記載のタンク用キャップにおいて、
   開口（４１ｉ）は、ゲート跡（４１ｈ）から円筒状の立て壁部（４１ｆ）に向かって長手方向が位置する長孔（４１ｉａ）である
   ことを特徴とするタンク用キャップ。
3. 請求項１記載のタンク用キャップにおいて、
   開口（４１ｉ）は、丸孔である
   ことを特徴とするタンク用キャップ。
4. 請求項１ないし請求項３の何れかに記載のタンク用キャップにおいて、
   開口（４１ｉ）は、ゲート跡（４１ｈ）から円筒状の立て壁部（４１ｆ）に向かって均等に配置されている
   ことを特徴とするタンク用キャップ。
5. 請求項１記載のタンク用キャップにおいて、
   シール面（４１ｄｂ）の粗さは、５０μｍ以下である
   ことを特徴とするタンク用キャップ。
6. 請求項１記載のタンク用キャップにおいて、
   シール面（４１ｄｂ）の平面度は、５０μｍ以下である
   ことを特徴とするタンク用キャップ。

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