JP3882196B2 - 取出し遅延機構を有する迅速装着式キャップ - Google Patents
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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米国特許第4887733号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、フレンドの米国特許第3820680号は、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、ハリスの米国特許第4765505号、及びハリスの1993年10月18日付け、米国出願第08/138397号を参照されたい。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。
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。
【図面の簡単な説明】
詳細な説明は、特別に付属図面を参照する。
図1は、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。
図2は、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。
図3は、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。
図4は、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。
図5は、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。
図6は、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。
図7は、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。
図8は、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9は、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。
図10は、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。
図11は、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12は、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。
図13は、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14は、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15は、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。
図16は、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4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。
図17は、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。
図18は、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。
図19は、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つ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。
図面の詳細な説明
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グ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6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、若しくは瑕疵があっても、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」被動ラグ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。
Claims (1)
- 装着駆動手段(326)及び取出し駆動手段(328)を有する駆動ラグ(320)を備えているハンドルカバー(12)と、
該ハンドルカバー(12)の手動回転に応答して軸線(42)の回りで回転するコア(18)であって、半径方向外向きに突き出して軸方向に延びている保持用ラグ(20)と、
該ハンドルカバー(12)の該装着駆動手段(326)及び該取出し駆動手段(328)と組み合う被動ラグ(318)とを有するコア(18)と、
該ハンドルカバー(12)に対して、該軸線(42)の回りで回転可能であり、且つ半径方向外向きに突き出して軸方向に延びているリブ(16)とを有するスリーブ(14)と、
該ハンドルカバー(12)と該コア(18)との間に配置され、該ハンドルカバー(12)の該装着駆動手段(326)が該コア(18)の該被動ラグ(318)に接するように回転力を加えている捩りばね(324)とを具備し、
キャップを充填ネックに装着するために、キャップ(10)を充填ネック(22)内に挿入して、軸方向の整列している該コア(18)の該保持用ラグ(20)及び該スリーブ(14)の該リブ(16)を充填ネック(22)の軸方向に延びているスロット(182)内に挿入し、しかる後、該ハンドルカバー(12)を時計方向に回転させると、該ハンドルカバー(12)の該装着駆動手段(326)が該コア(18)の該被動ラグ(318)に直接駆動力を加えて、該コア(18)の該保持用ラグ(20)を充填ネック(22)の円周方向に延びているスロット(188)内に挿入され、
キャップを充填ネックから外すために、該ハンドルカバー(12)を反時計方向に回転させると、該装着駆動手段(326)が該コア(18)の該被動ラグ(318)に接触する位置から該取出し駆動手段(328)が該コア(18)の該被動ラグ(318)に接触する位置まで移動せしめられ、更に、該ハンドルカバー(12)を反時計方向に回転させると、該ハンドルカバー(12)の該取出し駆動手段(328)が該コア(18)の該被動ラグ(318)に駆動力を加えて、該コア(18)の該保持用ラグ(20)を充填ネック(22)の円周方向に延びているスロット(188)から外し、該コア(18)の該保持用ラグ(20)と該スリーブ(14)の該リブ(16)とを軸方向に整列せしめ、軸方向の整列した該コア(18)の該保持用ラグ(20)と該スリーブ(14)の該リブ(16)を充填ネックの軸方向に延びているスロット(182)から外す
ことを特徴とする口を有する充填ネックに組み合い得るキャップ。
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