JP4062208B2 - キャップ装置 - Google Patents
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Description
タンク開口を閉じるとともに、該タンク開口の周辺部に設けた開口側係合部と係合するキャップ装置において、
上記タンク開口を封止するとともに、所定角度回転することにより上記開口側係合部に係合するキャップ側係合部を有する閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に装着され、上記タンク開口を閉じる方向または開く方向へ上記閉止体を開閉させるための操作機構と、
上記操作機構に設けられかつ円周上に複数配置された操作部側係合部と、該操作部側係合部に対向して円周上に配置されかつアーチ形状の片持ち梁から形成され上記操作部側係合部に係合したときに撓む第1トルクアームおよび第2トルクアームを有し、上記操作機構に加わった回転トルクを、上記操作部側係合部と上記第1トルクアームとの係合および上記操作部側係合部と上記第2トルクアームとの係合を介して上記閉止体に伝達するトルク機構と、
を備え、
上記トルク機構は、
上記操作機構を上記閉じ方向に回転したときに上記操作部側係合部と上記第1トルクアームとの係合が上記操作部側係合部と上記第2トルクアームとの係合より大きな閉じ方向への回転トルクを伝達し、その後、所定の回転トルクを越えたときに上記操作部側係合部が上記第1トルクアームから係脱し、
上記操作機構を開き方向に回転したときに上記操作部側係合部と上記第2トルクアームとの係合が上記操作部側係合部と上記第1トルクアームとの係合より大きな開き方向への回転トルクを伝達するように構成したことを特徴とする。
図1は本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ10(キャップ装置)を示す半断面図である。図1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注入口FNb(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、このケーシング本体20の上部に装着されナイロン等の合成樹脂材料から形成される操作部を有する蓋体40と、ケーシング本体20の上部開口を閉じて弁室24を形成する内蓋30と、弁室24に収納された調圧弁35と、トルク機構80と、ケーシング本体20の上部外周に装着されてフィラーネックFNとの間をシールするガスケットGSとを備えている。
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などの構成
上記ケーシング本体20は、フィラーネックFNの内周部に係合されるケーシング側係合部20a(キャップ側係合部)を有するほぼ円筒状の外管体21と、外管体21の内側に設けられた弁室形成体22とを備えている。弁室形成体22は、調圧弁35として作用する正圧弁及び負圧弁を収納している。上記内蓋30は、弁室形成体22の上部に超音波溶着法を用いて溶着することにより弁室24を覆っている。
蓋体40は、フランジ部21bに回転可能かつ着脱自在に装着されている。蓋体40は、上壁41と、上壁41の上面に突設された操作部42と、上壁41の外周部に形成された側壁43とを備え、導電性樹脂を用いて射出により一体成形されている。また、側壁43の内側には、係合突部(図示省略)が周方向に沿って等間隔で8カ所突設されている。係合突部が上記フランジ部21bの外環状部21dに係合することにより、蓋体40がケーシング本体20に組み付けられている。この蓋体40および操作部42が操作機構を構成している。
図3は蓋体40とケーシング本体20の上部とにわたって設けられたトルク機構80を示す分解斜視図、図4はトルク機構80を上方から示す説明図である。トルク機構80は、図2に示す燃料キャップ10で注入口FNbを閉じる動作の際に、蓋体40が所定以上の回転トルクを受け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。
次に、フィラーネックFNの注入口FNbを燃料キャップ10で開閉する操作を行なったときのトルク機構80の動作について説明する。図10から図13が燃料キャップ10を閉じるまでの動作を示し、図13から図15までが燃料キャップ10を開くまでの動作を示す。なお、トルク機構80の第1トルクアーム94,94、第2トルクアーム95,95、本体側リブ21f,21fは、トルクプレート90の回転軸を中心に2つ設けられているので、図示の一方を中心に説明する。
図2に示すように、注入口FNbが開いた状態にて、蓋体40の操作部42を親指と人差し指で挟んで、ケーシング本体20のケーシング側係合部20aをフィラーネックFNのネック側挿入切欠FNdに位置合わせして軸方向へ挿入する。このとき、操作部42をほぼ鉛直方向に向けると、ケーシング側係合部20aとネック側挿入切欠FNdとが挿入可能な位置に配置されて、燃料キャップ10の装着作業が容易な位置関係になっている。このとき、図10に示すように、トルク機構80の位置関係は、スプリング83(図1)の付勢力により、本体側リブ21fが押圧端93aに押圧された状態になっている。
燃料キャップ10を開くには、蓋体40の操作部42を指で摘んで、図13の状態から、反時計方向へ回転する力を加える。これにより、図14に示すように操作部側係合部46の第2係合面46cが第2トルクアーム95の係合端95cを押して、蓋体40に連動してトルクプレート90が回転する。なお、第1トルクアーム94は、操作部側係合部46と係合しないか、係合しても、第2トルクアーム95との係合力よりも小さいから、開き方向への回転トルクへの伝達にほとんど寄与しない。
ここで、変形応力Paを小さくするには、第1トルクアーム94の根元の機械的強度が小さくなる。第1トルクアーム94の根元の機械的強度が小さいと、開き方向へ大きな回転トルクの繰り返し荷重を受けたときに、支持根元94bで損傷しやすい。第1トルクアーム94の数を多くして、1つ当たりで負担する閉じ方向への回転トルクを軽減した場合には、開き方向への回転トルクの設定が難しいだけでなく、第1トルクアーム94の支持根元94bでの損傷を回避できない。
20a...ケーシング側係合部(キャップ側係合部)
20...ケーシング本体(閉止体)
20B...ケーシング本体
20a...ケーシング側係合部
21...外管体
21a...シール保持部
21b...フランジ部
21c...内環状部
21d...外環状部
21e...連結部
21f...本体側リブ
22...弁室形成体
24...弁室
30...内蓋
31...第2スプリング係止端
35...調圧弁
40...蓋体
40B...蓋体
41...上壁
42...操作部
43...側壁
46...操作部側係合部
46B...操作部側係合部
46b...第1係合面
46c...第2係合面
47a...支持穴
47b...支持円弧
80...トルク機構
80B...トルク機構
83...スプリング
90...トルクプレート
91...トルク本体
91a...アーム支持部
92...スプリング収納凸部
92a...第1スプリング係止端
93...リブ用ガイド部
93a...押圧端
93b...押圧端
94...第1トルクアーム
94B...第1トルクアーム
94a...アーム本体
94b...支持根元
94c...トルク片側係合突部
94d...自由端
94Bc...トルク片側係合部
94Bf...脚部
95...第2トルクアーム
95B...第2トルクアーム
95a...アーム本体
95b...支持根元
95c...係合端
FN...フィラーネック
FNb...注入口(タンク開口)
FNc...開口側係合部
FNd...ネック側挿入切欠
GS...ガスケット
Gp...間隙
Claims (4)
- タンク開口を閉じるとともに、該タンク開口の周辺部に設けた開口側係合部と係合するキャップ装置において、
上記タンク開口を封止するとともに、所定角度回転することにより上記開口側係合部に係合するキャップ側係合部を有する閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に装着され、上記タンク開口を閉じる方向または開く方向へ上記閉止体を開閉させるための操作機構と、
上記操作機構に設けられかつ円周上に複数配置された操作部側係合部(46,46B)と、該操作部側係合部(46,46B)に対向して円周上に配置されかつアーチ形状の片持ち梁から形成され上記操作部側係合部(46,46B)に係合したときに撓む第1トルクアーム(94,94B)および第2トルクアーム(95,95B)を有し、上記操作機構に加わった回転トルクを、上記操作部側係合部(46,46B)と上記第1トルクアーム(94,94B)との係合および上記操作部側係合部(46,46B)と上記第2トルクアーム(95,95B)との係合を介して上記閉止体に伝達するトルク機構と、
を備え、
上記トルク機構は、
上記操作機構を上記閉じ方向に回転したときに上記操作部側係合部(46,46B)と上記第1トルクアーム(94,94B)との係合が上記操作部側係合部(46,46B)と上記第2トルクアーム(95,95B)との係合より大きな閉じ方向への回転トルクを伝達し、その後、所定の回転トルクを越えたときに上記操作部側係合部(46,46B)が上記第1トルクアーム(94,94B)から係脱し、
上記操作機構を開き方向に回転したときに上記操作部側係合部(46,46B)と上記第2トルクアーム(95,95B)との係合が上記操作部側係合部(46,46B)と上記第1トルクアーム(94,94B)との係合より大きな開き方向への回転トルクを伝達するように構成したことを特徴とするキャップ装置。 - 請求項1に記載のキャップ装置において、
上記トルク機構(80)は、上記操作機構と上記閉止体との間に回転自在に支持されたトルクプレート(90)を備え、
上記第1トルクアーム(94)および第2トルクアーム(95)は、上記トルクプレート(90)の外周部に周方向に所定距離離れて突設されている、キャップ装置。 - タンク開口を閉じるとともに、該タンク開口の周辺部に設けた開口側係合部と係合するキャップ装置において、
上記タンク開口を封止するとともに、所定角度回転することにより上記開口側係合部に係合するキャップ側係合部を有する閉止体と、
上記閉止体の上部に回転可能に装着され、上記タンク開口を閉じる方向または開く方向へ上記閉止体を開閉させるための操作機構と、
上記操作機構と上記閉止体との間に介在し、円周上に複数配置された第1係合部と、上記第1係合部に係合する第2係合部と、上記第1係合部に係合する第3係合部とを有し、上記操作機構に加わった回転トルクを、上記第1係合部と上記第2係合部との係合および上記第1係合部と上記第3係合部との係合を介して上記閉止体に伝達するトルク機構(80)と、
を備え、
上記トルク機構(80)は、
上記操作機構を上記閉じ方向に回転したときに上記第1係合部と上記第2係合部との係合が上記第1係合部と上記第3係合部との係合より大きな閉じ方向への回転トルクを伝達し、その後、所定の回転トルクを越えたときに上記第1係合部が上記第2係合部から係脱し、上記操作機構を開き方向に回転したときに上記第1係合部と上記第3係合部との係合が上記第1係合部と上記第2係合部との係合より大きな開き方向への回転トルクを伝達するように構成し、
さらに、上記トルク機構(80)は、上記操作機構と上記閉止体との間に回転自在に支持されたトルクプレート(90)を備え、
上記第2係合部は、上記トルクプレート(90)の外周部に突設され、
上記第3係合部は、上記トルクプレート(90)の外周部であって上記第2係合部に対して周方向に所定角度離れた位置に突設され、
上記第2係合部は、アーチ形状の片持ち梁から形成されトルク片側係合突部(94c)を有する第1トルクアーム(94)であり、上記第1係合部から上記トルク片側係合突部(94c)が押圧されたときに、上記第1トルクアーム(94)の支持根元(94b)と自由端(94d)と2点支持で該片持ち梁の長手方向と直角方向に撓むように形成し、
上記第3係合部は、片持ち梁から形成され、先端に係合端(95c)を有する第2トルクアーム(95)であり、上記第1係合部から上記係合端(95c)が押圧されたときに、上記第2トルクアーム(95)の根元の1点支持で傾くように構成した、キャップ装置。 - 請求項3に記載のキャップ装置において、
上記操作機構は、上記閉止体の上部を囲む蓋体(40)と、該蓋体(40)の上部に突設された操作部(42)とを備え、
上記第1係合部は、上記蓋体(40)の外周部でありかつ上記閉止体に対向する面に、円周上に複数配置された操作部側係合部(46)から形成されている、キャップ装置。
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