JP4078685B2 - 燃料キャップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内を調圧する調圧弁を備えた燃料キャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃料キャップとして、実公平６−８８６０６号公報に記載されたものが知られている。図３１は燃料キャップ３００を示す断面図である。図３１に示すように、燃料キャップ３００は、図示しない燃料タンクの注入口ＦＮに螺着されるプラスチック製のケーシング本体３０２と、ケーシング本体３０２に装着された蓋体３３０と、ケーシング本体３０２の弁室３０４内に収納されかつ燃料タンク内の圧力を調圧する負圧弁３４０とを備えている。負圧弁３４０は、ゴム製の弁体３４２と、この弁体３４２を支持する嵌合孔３４６ａを有する弁保持部材３４６と、弁体３４２に付勢するばね３４８とを備えている。負圧弁３４０では、タンク圧と大気圧との差圧が大きくなり、弁体３４２に加わる差圧が所定以上になると開弁してタンク圧を大気圧に近づける。
【０００３】
また、ケーシング本体３０２には、上述した蓋体３３０が着脱可能かつ回動可能に装着されている。この着脱構成として、ケーシング本体３０２にフランジ部３０８を、該ケーシング本体３０２の半径方向の外方へ周方向へ４カ所形成し、一方、蓋体３３０に内側壁面に係合突部３３４を形成する。そして、蓋体３３０をケーシング本体３０２のフランジ部３０８に圧入し、係合突部３３４を乗り越えさせることにより、蓋体３３０をケーシング本体３０２に取り付けている。
【０００４】
なお、蓋体３３０とケーシング本体３０２との間には、ラッチェット機構３２０が設けられている。このラッチェット機構３２０は、蓋体３３０をケーシング本体３０２に対して一定以上のトルクとなったときに空回りさせて閉めすぎを防止するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記フランジ部３０８は、周方向に分割して４カ所突設されており、フランジ部３０８毎に樹脂成形によるばらつきを生じやすい。このため、製品ごとのラッチェット機構３２０にトルク変動を生じ易い。こうした問題を解決するのに、４カ所のフランジ部３０８を連結して環状に形成する手段が検討されているが、この手段によると蓋体３３０をケーシング本体３０２に圧入する際の力が大きくなり、組付作業が面倒になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、ケーシング本体に蓋体を簡単に取り付けることができる燃料キャップを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
フィラーネックに装着される燃料キャップにおいて、
フィラーネックに軸方向に挿入されるケーシング本体と、
上記ケーシング本体の上部に装着された蓋体と、
該ケーシング本体と蓋体との間に介在し、上記蓋体とケーシング本体とを連結・係合させる取付手段と、
を備え、
上記取付手段は、
上記ケーシング本体の上部にその一端が連結されかつ径方向の外方に複数突出形成された連結部と、
該連結部の他端に一体形成されたほぼ環状の外環状部と、
上記蓋体の側壁から複数突設され、上記外環状部に対して抜止する係合突部と、
を備え、
上記蓋体を外環状部に装着する際に、上記外環状部が係合突部を乗り上げたときに該外環状部を弾性変形させる複数のスリットを上記外環状部に形成し、
上記フィラーネックとの間で放電するための放電用突起を上記複数の係合突部と一体に形成し、
上記放電用突起は、上記蓋体を上記ケーシング本体に装着する際に、上記スリットにガイドされるよう形成されていること、を特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる燃料キャップでは、ケーシング本体に蓋体を取り付けるための取付手段が設けられている。この取付手段は、ケーシング本体上部に径方向の外方に複数突出形成された連結部と、該連結部の他端に一体形成された環状の外環状部と、蓋体側に形成された係合突部とを備えており、外環状部が係合突部に係合されることにより蓋体がケーシング本体に取り付けられる。この取付作業において、蓋体の係合突部は外環状部に当たるが、連結部の部分で弾性変形し、さらに、外環状部のスリットが外環状部をわずかに弾性変形させる。このような外環状部の弾性変形により、外環状部は係合突部を容易に乗り越え、これにより、蓋体がケーシング本体に対して取り付けられる。このように、外環状部が容易に変形してケーシング本体に取り付けられるから、その取付作業が容易である。
【０００９】
なお、スリットは、外環状部を一部破断して外環状部を複数の円弧片から構成してもよいが、外環状部を破断しないように外環状部の一部だけに形成すれば、外環状部の機械的強度を高めて、蓋体の取付強度を増すことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ１０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を有するフィラーネックＦＮに螺着されており、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蓋体４０と、ケーシング本体２０の上部開口を閉じて弁室２３を形成する内蓋５０と、弁室２３に収納され調圧弁としての正圧弁６０及び負圧弁７０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。上記正圧弁６０は、弁体６１と、この弁体６１を支持する弁保持部材６８と、弁保持部材６８を介して弁体６１に付勢するコイルばね６９とを備えている。一方、負圧弁７０は、弁体７１と、コイルばね７８とを備えている。
【００１２】
上記正圧弁６０と負圧弁７０による燃料タンク内の調圧は、以下の動作により行われる。すなわち、燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮに装着した状態にて、タンク圧が大きくなって正圧弁６０の弁体６１に加わる差圧が所定圧を越えると、弁体６１がコイルばね６９の付勢力に抗して上方へ移動して正圧弁６０が開く。一方、タンク圧が低くなって負圧弁７０の弁体７１に加わる差圧が所定圧を越えると、弁体７１が下方へ移動して負圧弁７０が開く。つまり、燃料タンクのタンク圧が大気圧に対して正圧または負圧になり、その値が所定以上となったとき正圧弁６０及び負圧弁７０は、開いて大気圧に対して所定範囲内に調圧する。
【００１３】
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。
【００１４】
図２はケーシング本体２０を示す半断面図、図３はケーシング本体２０の平面図、図４はケーシング本体２０の底面図である。上記ケーシング本体２０は、フィラーネックＦＮの内周部に螺着されるねじ２０ａを有するほぼ円筒状の外管体２１と、外管体２１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、弁室２３を備えており、この弁室２３に図１に示す上記正圧弁６０及び負圧弁７０を収納している。
【００１５】
図５はケーシング本体２０を拡大して示す半断面図であり、内蓋５０を装着する前の状態である。外管体２１と弁室形成体２２は、水平連結部２８及び垂直連結部２９で一体的に連結されている。水平連結部２８は、弁室形成体２２の中程よりやや下方に円盤状に設けられ、燃料タンク側と大気側とを閉じるとともに、外管体２１と弁室形成体２２との間隙を肉抜き部２７としている。また、垂直連結部２９は、外管体２１と弁室形成体２２との間を連結するとともに水平連結部２８とともに肉抜き部２７を形成するために縦方向に配置された垂直壁であり、半径方向に等間隔で４カ所設けられている。
【００１６】
また、弁室形成体２２は、上側壁部２４と、この上側壁部２４より小径の下側壁部２５と、下側壁部２５の下部に形成された底部２６とを備え、これらを一体的に形成することにより弁室２３を形成している。弁室２３は、上部を正圧弁６０を収納している上室２３ａとし、その下部を負圧弁７０を収納している下室２３ｂとしている。弁室形成体２２の上部は、開口部２４ａとなっており、この開口部２４ａは内蓋５０により被せられている。なお、上側壁部２４と下側壁部２５との間には、傾斜面３０ａが形成され、この傾斜面３０ａの一端部にシート部３０が形成されている。シート部３０は、正圧弁６０の弁体６１が着離する部位である。
【００１７】
このようにケーシング本体２０に形成された肉抜き部２７は、ケーシング本体２０自体の肉厚を薄くし、シート部３０の付近の樹脂収縮を小さくするから、シート部３０などの形状に優れた寸法精度を得ることが容易であり、これによりシート部３０に高いシール性を得ることができる。なお、肉抜き部２７により低下したケーシング本体２０の機械的強度は、外管体２１と弁室形成体２２とを連結する垂直連結部２９により補われている。また、肉抜き部２７は、ケーシング本体２０自体を薄くすることから、樹脂が冷却固化するまでの時間を短縮化し、成形サイクルを短時間にすることができる。
【００１８】
上記内蓋５０は、内蓋本体５１の中央部に中央凹所５２を備えており、中央凹所５２の外周部に沿って円筒支持部５３が突設されている。円筒支持部５３は、弁室形成体２２の開口部２４ａに挿入可能な円筒状に形成されている。さらに内蓋本体５１の外周部は、外円板部５４となっており、この外円板部５４の外周部には、周方向に等間隔に４カ所の位置決めリブ５７が形成されている。この位置決めリブ５７は、外管体２１と弁室形成体２２の間の肉抜き部２７に挿入可能に下方に向けて突設されている。また、内蓋５０の内蓋本体５１には、流路孔５８が穿設されており、弁室２３と外部とを連通している。
【００１９】
この内蓋５０で弁室形成体２２の開口部２４ａを閉じるには超音波溶着法を用いて上縁部２４ｂに溶着することにより行なう。図６は内蓋５０を上縁部２４ｂに溶着した状態を示す拡大断面図、図７は内蓋５０を溶着する前の状態を示す図である。
【００２０】
これらの図において、内蓋５０を弁室形成体２２上の上縁部２４ｂ上に載置する。このとき、内蓋５０の位置決めリブ５７を肉抜き部２７内に位置合わせして挿入すると、内蓋５０の円筒支持部５３が上室２３ａ内に挿入される。これにより、弁室形成体２２の内壁面との間で所定間隙Ｓｂを隔てて内蓋５０が弁室形成体２２上に位置決めされる。この状態にて、内蓋５０上に超音波ホーンを当てて超音波振動を与えると、上縁部２４ｂと内蓋５０との当たり面の一部の樹脂が溶けて溶着する。このとき、溶けた一部の樹脂は接合部より流出することがあるが、弁室形成体２２と内蓋５０の円筒支持部５３との間には、狭い間隙Ｓｂが形成されているので、溶けだした樹脂は、この間隙Ｓｂを流れて冷えて固まる。すなわち、弁室形成体２２の内壁面と円筒支持部５３との間隙Ｓｂは、バリトラップとして作用する。したがって、超音波溶着により溶け出た樹脂が弁室２３内に入ることもなく、正圧弁６０や負圧弁７０に入り込んで、シール性に悪影響を及ぼすこともない。
【００２１】
図８はケーシング本体２０を示す斜視図である。図８において、外管体２１の上部の外周には、蓋体４０（図１）を保持するためのフランジ部３３が設けられている。フランジ部３３は、外管体２１の上部に設けられた内環状部３４と、内環状部３４の外側でやや上方に配置された外環状部３５と、内環状部３４と外環状部３５とを周方向で４カ所連結する連結部３６とを備えている。
【００２２】
内環状部３４の上部には、蓋体４０のラチェット凸部４９（図９参照）とともにラッチェット機構３７を構成する弾性爪部３７ａが形成されている。ラッチェット機構３７は、蓋体４０の一方向だけの回動を許可するとともに、その回動が所定以上のトルクとなったときに空回りさせて燃料キャップ１０の閉めすぎを防止するものである。図９はラッチェット機構３７の係合状態を示す図である。上記弾性爪部３７ａは、内環状部３４上の段部３７ｂから弾性片３７ｃが延設され、さらに弾性片３７ｃの先端に爪３７ｄが形成されている。上記弾性片３７ｃは、内環状部３４に対して間隙３７ｅを有して、段部３７ｂで片持ち支持されている。蓋体４０の底壁４１には、ラチェット凸部４９が傾斜して全周にわたって突設されている。ラチェット凸部４９は、爪３７ｄに係合するように底壁４１の中心に円状に配置されている。
【００２３】
こうしたラッチェット機構３７の構成により、ラチェット凸部４９は、爪３７ｄに対して時計方向ｄ１から進むと、爪３７ｄに鈍角で当たり、このときの力が所定以上であると、爪３７ｄを押し下げて爪３７ｄを乗り越える。これにより、蓋体４０がケーシング本体２０に相対的に回動する。一方、ラチェット凸部４９は、爪３７ｄに反時計方向ｄ２から当たると、爪３７ｄに対して鋭角で当たるから、爪３７ｄを乗り越えることができない。このため、蓋体４０はケーシング本体２０と一体になって回動する。
【００２４】
こうしたラッチェット機構３７の動作について、燃料キャップ１０で注入口ＦＮｂを開閉する操作で説明する。いま、蓋体４０を注入口ＦＮｂに位置合わせして蓋体４０に対して時計方向の回動力を加えると、蓋体４０がラッチェット機構３７を介してケーシング本体２０と一体的に回動する。つまり、ラッチェット機構３７の爪３７ｄがラチェット凸部４９に係合して蓋体４０のトルクがケーシング本体２０に伝達され、蓋体４０とケーシング本体２０とが一体的に回動する。これにより燃料キャップ１０は、ねじ２０ａ及び一条ネジ（図示省略）を介して注入口ＦＮｂ内にねじ込まれる。そして、蓋体４０に所定以上のトルクが加わると、つまり燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに螺着される必要以上のトルクを加えた場合に、爪３７ｄがラチェット凸部４９との間で滑ることにより蓋体４０がケーシング本体２０に対して空回する。これにより、燃料キャップ１０の締め過ぎを防止している。一方、燃料キャップ１０を外すには、蓋体４０をもって反時計方向へ回動操作すると、ラッチェット機構３７を介して蓋体４０及びケーシング本体２０が一体となって回動して外される。
【００２５】
また、図８に示すように、フランジ部３３の内周側には、内環状部３４が配置されており、この内環状部３４上にラッチェット機構３７の弾性爪部３７ａが形成されている。つまり、弾性爪部３７ａは、フランジ部３３の内側に配置されているから、樹脂収縮が小さく、高い寸法精度で射出成形することができる。したがって、弾性爪部３７ａは、製品ごとの寸法誤差が少なく、蓋体４０の滑りトルクをほぼ一定にでき、安定したラッチェット機構３７の作用を果たすことができる。
【００２６】
また、図１０に示すように、フランジ部３３の連結部３６は、内環状部３４の外周部から斜め上方に配置され、該連結部３６の間にスペースＳｐを確保している。このスペースＳｐは、フランジ部３３の樹脂量を少なくして軽量化を図るとともに、ラッチェット機構３７の製造を容易にする作用もある。すなわち、スペースＳｐの位置は、弾性爪部３７ａの間隙３７ｅに対応しており、ケーシング本体２０を射出成形する際に、スペースＳｐからスライド型ＳＦ１を挿入することによりラッチェット機構３７の間隙３７ｅを容易に製造することができる。
【００２７】
図１１はフランジ部３３の連結部３６の付近を示す拡大断面図である。図１１に示すように、連結部３６は、水平部３６ｈと、この水平部３６ｈに一体的に形成された垂直部３６ｖとを断面Ｌ字形に形成されている。この連結部３６には、蓋体４０が図示しない自動車の外板の変形などで大きな外力を受けたときに破断することにより蓋体４０がケーシング本体２０と分離する脆弱部位が設けられている。すなわち、図１２に示すように、連結部３６の外側面には、切欠き３６ａ１〜３６ａ４がＶ字溝で形成されている。また、連結部３６の内側面には、切欠き３６ｂ１〜 ３６ｂ３がＶ字形溝で形成されている。図１２に示すように、切欠き３６ａ１と切欠き３６ｂ１とを結ぶ面の角度α１は、６０゜に、切欠き３６ａ２と切欠き３６ｂ２とを結ぶ線の角度α２は４５゜に、切欠き３６ａ３と切欠き３６ｂ３とを結ぶ線の角度α３は、０゜つまり径方向になっている。
【００２８】
これらの切欠きは、連結部３６を破断分離する脆弱部位として作用する。すなわち、切欠き３６ａ１と切欠き３６ｂ１は、蓋体４０に方向ｄ３（軸方向）からの外力を受けたときにそれらが起点となり、それを結ぶ面で破断することで該連結部３６を分離する。同様に、切欠き３６ａ２と切欠き３６ｂ２は、蓋体４０が方向ｄ４から外力を受けたときに起点となってそれらを結ぶ面で破断し、さらに切欠き３６ａ３，３６ａ４と切欠き３６ｂ３は、水平方向ｄ５（径方向）の力を受けたときに破断して連結部３６を分離する。
【００２９】
したがって、フランジ部３３の連結部３６に対して垂直方向ｄ３，ｄ４だけでなく、水平方向ｄ４からの外力が作用しても脆弱部位で容易に破断して、種々の外力の方向に対して連結部３６の破断過重のばらつきを抑えることができる。
【００３０】
図１３及び図１４は図１２の変形例を示す図であり、連結部の形状及び切欠きの位置をそれぞれ異にしている。図１３において、連結部１３６は、水平部１３６ｈと、垂直部１３６ｖとから断面Ｌ字形で一体に形成されている。水平部１３６ｈには第１脆弱部位を構成する切欠き１３６ａ１，１３６ｂ１が形成され、垂直部１３６ｖには第２脆弱部位を構成する切欠き１３６ａ２，１３６ｂ２が形成されており、これらを結ぶ面でそれぞれ破断し、連結部１３６が分離する。
【００３１】
また、図１４において、連結部２３６は、傾斜して構成されており、その連結部２３６に、第１脆弱部位を構成する切欠き２３６ａ１，２３６ｂ１及び第２脆弱部位を構成する切欠き２３６ａ２，２３６ｂ２がそれぞれ形成されている。さらに第１脆弱部位を構成する切欠き２３６ａ３が切欠き２３６ａ１と切欠き２３６ａ２との間に形成されており、上記切欠き２３６ｂ２との間で破断が容易になるように構成されている。このように、連結部２３６は、第１及び第２脆弱部位をそれぞれ形成できる形状及び位置であればよい。
【００３２】
図１５は外管体２１のフランジ部３３の端部を示す拡大断面図である。図１５に示すように、フランジ部３３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、フィラーネックＦＮの注入口ＦＮｂとフランジ部３３との間に介在している。すなわち、フランジ部３３の下外縁部には、シール保持部２１ａが形成されている。このシール保持部２１ａは、ガスケットＧＳの外周面の半径ＲＧより小さい半径ＲＳに形成されている。このようにシール保持部２１ａの半径ＲＳをガスケットＧＳの半径ＲＧより小さくすることにより、シール性について以下の効果を得ることができる。
【００３３】
すなわち、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに締め込むと、ガスケットＧＳは、シール保持部２１ａに対して押しつけられ、２箇所のシール線ＳＬ１，ＳＬ２でシールされる。すなわち、従来より採用されているような、シール保持部２１ａをガスケットＧＳと同じ半径で形成してほぼ全面でシールするような構成と比べて、シール線ＳＬ１，ＳＬ２の１箇所当たりのシール力が大きくなり、燃料タンク内と外気との間で高いシール性を得ることができる。
【００３４】
図１６は蓋体４０を示す半断面図、図１７は蓋体４０の底面図、図１８は蓋体４０の斜視図である。上記蓋体４０は、フランジ部３３に着脱自在に装着されている。蓋体４０は、底壁４１と、底壁４１の外壁部に突設された把持部４２と、底壁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４５が８カ所突設されている。この係合突部４５は、上記フランジ部３３の外環状部３５に係合することにより、蓋体４０をフランジ部３３を介してケーシング本体２０に組み付けるものである。
【００３５】
次にケーシング本体２０に蓋体４０への組付作業について説明する。図１９に示すように、蓋体４０をもち、蓋体４０の開口をケーシング本体２０の外環状部３５に合わせて押し込む。このとき、蓋体４０の係合突部４５は、外環状部３５に当たるが、外環状部３５にはスリット３５ａが形成されており、このスリット３５ａは、外環状部３５が係合突部４５を乗り越えるときに外環状部３５をわずかに弾性変形させる。このような外環状部３５の弾性変形により、外環状部３５は係合突部４５を容易に乗り越え、これにより、蓋体４０がケーシング本体２０に対して取り付けられ。このように、外環状部３５が容易に変形してケーシング本体２０に取り付けられるから、その取付作業が容易である。
【００３６】
また、図１９に示すように、上記係合突部４５の図示上方には、フィラーネックＦＮとの間で静電気を放電させる放電用突起４６が形成されている。放電用突起４６は、以下の作用を備えている。すなわち、乾燥した雰囲気で帯電量の大きい人が手で蓋体４０に触れたときに、蓋体４０の放電用突起４６とフィラーネックＦＮとの間で放電する。これにより、静電気は、フィラーネックＦＮ側へアースされるから、燃料キャップ１０を外すときに静電気による不快感を与えない。しかも、放電用突起４６は係合突部４５と一体に形成されているから、それ自体が細長い形状であっても係合突部４５により補強された機械的強度の大きいものとなり、しかも型取りも容易である。さらに、放電用突起４６は、蓋体４０をケーシング本体２０に装着する際に、以下の機能を果たす。すなわち、放電用突起４６を外環状部３５のスリット３５ａに位置合わせして、蓋体４０を圧入すれば、放電用突起４６がスリット３５ａにガイドされるから、蓋体４０の装着が一層容易になる。
【００３７】
さらに、図１９及び図２０に示すように、蓋体４０の底壁４１には、切削防止用突起４７が形成されている。この切削防止用突起４７は、側壁４３の係合突部４５に対応した位置に形成され、しかも型割れ跡ＰＬａのほぼ中央に位置し、型割れ跡ＰＬａとほぼ同じ高さに形成されている。この切削防止用突起４７は、型割れ跡ＰＬａが蓋体４０の外環状部３５と摺動することにより削れることを防止するものである。すなわち、図２１は蓋体４０の係合突部４５の周辺部を射出成形している状態を示している。係合突部４５は、側壁４３から突出して射出成型時にアンダーカットとなることから、スライド型ＳＦ２を用いている。このスライド型ＳＦ２は、図２１の矢印方向へスライド可能に配置されており、その跡が底壁４１の型割れ跡ＰＬａとなる。この型割れ跡ＰＬａは、蓋体４０がラッチェット機構３７を介してケーシング本体２０に対して回動したときに、外環状部３５と摺動することにより削れて樹脂粉となることを防止する。こうした要因を回避するために、型割れ跡ＰＬａと同じ高さの切削防止用突起４７を形成することにより、外環状部３５が切削防止用突起４７を滑って型割れ跡ＰＬａを削らないようにしているのである。
【００３８】
次に、弁室２３に収納された正圧弁６０及び負圧弁７０について説明する。図２２は正圧弁６０及び負圧弁７０を拡大して示す断面図である。正圧弁６０は、弁室２３の上室２３ａに配置され、負圧弁７０は、下室２３ｂに配置されている。図２３は正圧弁６０を示す拡大断面図である。
【００３９】
正圧弁６０は、開閉するフッ素ゴム等からなる弁体６１と、弁保持部材６８と、コイルばね６９とを備えている。弁体６１は、下面にシート面６２を有する円板状であり、その中心部に弁流路孔６３を有する嵌合部６５が形成されている。嵌合部６５の側部には、側部支持凹所６６が形成されており、弁保持部材６８の嵌合孔６８ａに嵌挿されることにより、弁体６１が弁保持部材６８に取り付けられている。弁保持部材６８の上面には、ばね支持部６８ｂが形成されており、このばね支持部６８ｂはコイルばね６９の一端部を支持し、その他端部を内蓋５０の円筒支持部５３（図２２）で支持することにより内蓋５０との間でコイルばね６９を支持している。
【００４０】
上記構成において、正圧弁６０による燃料タンク内の調圧は、以下の動作により行われる。すなわち、燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮに装着した状態にて、タンク圧が大きくなって所定圧を超えると、コイルばね６９の付勢力に抗して弁体６１及び弁保持部材６８が上昇し、燃料タンク内が弁室２３内を経て外気に連通する。これにより、燃料タンク内の所定圧以下になると、コイルばね６９の付勢力により弁体６１が下げられて閉弁する。このように弁体６１に加わる差圧が所定以下になるように弁体６１が開閉する。
【００４１】
また、弁体６１の裏面６２ａは、弁保持部材６８の下面に支持されており、その外周側に環状に形成された環状凹所６４を備えている。また、弁体６１のシート面６２には、上記環状凹所６４の内周側に環状の環状溝６１ｂが形成されている。
【００４２】
上記環状凹所６４及び環状溝６１ｂの作用・効果について説明する。いま、正圧弁６０の弁体６１が開いている状態から、図２４に示すように、弁体６１がコイルばね６９の付勢力により閉じ方向へ移動すると、弁体６１のシート面６２がシート部３０に当たる。このとき、シート部３０はシート面６２の環状凹所６４がある中央に当たる。この場合において、弁体６１は環状凹所６４の部分で薄肉であるから、シート面６２はシート部７６の脈状に追従する。
【００４３】
また、シート面６２はシート部３０で押されると、弁体６１は環状凹所６４の内周及び外周の両側で弁保持部材６８により支持されつつ、水平姿勢を維持したままでシート部３０に着座する。すなわち、シート面６２は、シート部３０の稜線で線接触となるとともに、傾斜した状態で着座しないから、高いシール性を得ることができる。しかも、シート部３０との接触面積が小さいから、開弁時に急峻に立ち上がる理想的な開弁特性を得ることができる。さらに弁体６１のシート面６２に環状溝６１ｂが形成されており、この環状溝６１ｂは、シート面６２の環状凹所６４の付近における撓みを均等にするから、一層、そのシール特性を向上させることができる。
【００４４】
次に、ケーシング本体２０のシート部３０の形状について説明する。図２５に示すように、シート部３０は、弁体６１のシート面６２に対して鋭角の頂点に設けられている。このように鋭角の頂部にシート部３０が設けられているのは、シール箇所を線接触させてシール性を向上させるためであるが、このシート部３０の傾斜面３０ａの角度θ１が２５゜に設定されていることにより、以下の効果が得られる。
【００４５】
すなわち、シート部３０の半径をｒ１とすると、この半径ｒ１はシール性を考慮して最優先の設計値で定められる。ここで、シート部３０の半径をｒ１に設定して、角度θ１が２５゜の場合と、図２６に示すようにθ２が４５゜の場合とについて比較検討すると、半径ｒ２が樹脂成形の点から小さくできないことから、角度θ１が２５゜の場合が肉厚ＶＴ１、角度θ１が４５゜の場合が肉厚ＶＴ２となり、ＶＴ１＜ＶＴ２となる。このように、シート部３０の角度θ１を小さくすることにより、シート部３０の肉厚ＶＴ１が薄くなり、これに伴う樹脂収縮によるヒケが小さくなる。よって、シート部３０の面精度が高くなり、シール性を向上させることができる。
【００４６】
図２７は図２５のシート部３０の変形例を示す断面図である。図２７において、シート部１３０の両側には、傾斜面１３０ａ及び傾斜面１３０ｂが形成されている。傾斜面１３０ａの角度θ１は２５゜、傾斜面１３０ｂの角度θ３は４５゜、その間の角度が１１０゜である。このようにシート部１３０の両側に傾斜面１３０ａ，１３０ｂを形成することにより、シート部１３０の半径ｒ１及び半径ｒ２を一定値にした場合に、傾斜面１３０ｂが大きいほど肉厚ＶＴ３を薄くすることができ、これによりシート部１３０の面精度を一層向上させることができる。
【００４７】
図２８は負圧弁７０の周辺を示す断面図であり、図２９は負圧弁７０の要部の拡大断面図である。これらの図において、負圧弁７０は、樹脂からなる弁体７１と、弁体７１のばね支持段部７２と底部２６との間に掛け渡されて弁体７１に付勢するコイルばね７８とを備えている。弁体７１の上部には、正圧弁６０の弁体６１に着離するシート部７６が形成されている。
【００４８】
次に負圧弁７０の動作について説明する。いま、燃料タンク内が大気圧に対して負圧になり、弁体７１に加わっている差圧が所定以上になると、図２９に示すように、弁体７１はコイルばね７８の付勢力に抗して下方へ移動し、弁体７１が弁体６１のシート面６２から離れる。このとき、弁体６１は、シート部３０に着座しており、その状態を維持するために、弁体７１と弁体６１との間に通路が形成される。これにより、弁体７１と下側壁部２５との間の通路、底部２６の連通孔２６ａを通じて燃料タンクが大気に連通して燃料タンク内の負圧状態が解消する方向へ向かう。そして、弁体７１に加わっている差圧がコイルばね７８の付勢力を下回ると、弁体７１が閉じる。
【００４９】
また、図２９に示すように、負圧弁７０の弁体７１には、その外周部７４にテーパ部７５が形成されている。このテーパ部７５は弁室形成体２２の下側壁部２５との間隙が下方に進むほど狭くする絞りとなっている。このような絞りにより、図３０に示すような負圧弁７０の流量特性を得ることができる。図３０は実施例にかかる負圧弁７０及び従来の技術に相当する比較例を用いて、その差圧と流量Ｑとの関係を示し、実線が実施例、破線が比較例をそれぞれ示す。
【００５０】
こうした負圧弁７０では、燃料タンクのタンク圧を一定値範囲内に維持するために、流量Ｑが急激に上昇する１点鎖線で示すような特性を有することが好ましい。比較例では、差圧の上昇につれて流量Ｑが緩やかに上昇しているのに対して、本実施例にかかる負圧弁７０では、流量Ｑが急激に上昇しており、上述した理想的な流量特性に近いことが分かる。これは、負圧弁７０のテーパ部７５で形成される絞りにより弁体７１に加わる差圧が大きくなり、開弁力が急激に上昇するからである。
【００５１】
また、図２８において、ケーシング本体２０の底部２６には連通孔２６ａが形成されており、この連通孔２６ａは弁体７１がシールする部分から離れた位置、つまり底部２６の中央に近い位置に形成されている。このような連通孔２６ａの位置により、異物が混入している燃料が連通孔２６ａから下室２３ｂ側へ流出しても、連通孔２６ａから流出した燃料は弁体７１に当たって連通孔２６ａから燃料タンクへ戻る。したがって、燃料に混入している異物は、弁体７１のシールする部分に入ったりすることがなく、弁体７１の開閉動作に支障をもたらすことがなく、シール性を損なうこともない。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ１０を示す半断面図。
【図２】ケーシング本体２０を示す半断面図。
【図３】ケーシング本体２０を示す平面図。
【図４】ケーシング本体２０の底面図。
【図５】ケーシング本体２０及び内蓋５０を示す半断面図。
【図６】ケーシング本体２０の上端部を拡大して示す断面図。
【図７】ケーシング本体２０に内蓋５０を溶着する前の状態を示す断面図。
【図８】ケーシング本体２０を示す斜視図。
【図９】ラッチェット機構３７の動作を説明する説明図。
【図１０】ラッチェット機構３７の弾性爪部３７ａを射出成形する工程を説明する説明図。
【図１１】ケーシング本体２０と内蓋５０との間の連結部３６の周辺を示す断面図。
【図１２】連結部３６の作用を説明する説明図。
【図１３】図１２の変形例を説明する説明図。
【図１４】図１２の変形例を説明する説明図。
【図１５】ガスケットＧＳのシール構造を説明する説明図。
【図１６】蓋体４０を示す半断面図。
【図１７】蓋体４０を示す底面図。
【図１８】蓋体４０を示す斜視図。
【図１９】ケーシング本体２０に蓋体４０を組み付ける作業を説明する説明図。
【図２０】蓋体４０の係合突部４５の周辺を示す断面図。
【図２１】蓋体４０の係合突部４５の周辺部を射出成形する工程を説明する説明図。
【図２２】ケーシング本体２０内の正圧弁６０及び負圧弁７０の周辺を示す断面図。
【図２３】正圧弁６０の周辺を示す断面図。
【図２４】正圧弁６０の環状凹所６４の作用を説明する説明図。
【図２５】ケーシング本体２０のシート部３０の作用を説明する説明図。
【図２６】ケーシング本体２０のシート部３０の作用を比較例とともに説明する説明図。
【図２７】図２５の変形例を示す説明図。
【図２８】負圧弁７０の周辺部を示す断面図。
【図２９】負圧弁７０のテーパ部７５の作用を説明する説明図。
【図３０】負圧弁７０の流量Ｑと圧力Ｐとを関係を説明するグラフ。
【図３１】従来の燃料キャップを示す断面図。
【符号の説明】
１０…燃料キャップ
２０…ケーシング本体
２０ａ…ねじ
２１…外管体
２１ａ…シール保持部
２２…弁室形成体
２３…弁室
２３ａ…上室
２３ｂ…下室
２４…上側壁部
２４ａ…開口部
２４ｂ…上縁部
２５…下側壁部
２６…底部
２６ａ…連通孔
２７…肉抜き部
２８…水平連結部
２９…垂直連結部
３０ａ…傾斜面
３０…シート部
３３…フランジ部
３４…内環状部
３５…外環状部
３５ａ…スリット
３６…連結部
３６ｈ…水平部
３６ｖ…垂直部
３６ａ１〜３６ａ４…切欠き
３６ｂ１〜３６ｂ３…切欠き
３７…ラッチェット機構
３７ａ…弾性爪部
３７ｂ…段部
３７ｃ…弾性片
３７ｄ…爪
３７ｅ…間隙
４０…蓋体
４１…底壁
４２…把持部
４３…側壁
４５…係合突部
４６…放電用突起
４７…切削防止用突起
４９…ラチェット凸部
５０…内蓋
５１…内蓋本体
５２…中央凹所
５３…円筒支持部
５４…外円板部
５７…位置決めリブ
５８…流路孔
６０…正圧弁
６１…弁体
６１ｂ…環状溝
６２…シート面
６２ａ…裏面
６３…弁流路孔
６４…環状凹所
６５…嵌合部
６６…側部支持凹所
６８…弁保持部材
６８ａ…嵌合孔
６８ｂ…ばね支持部
６９…コイルばね
７０…負圧弁
７１…弁体
７２…ばね支持段部
７４…外周部
７５…テーパ部
７６…シート部
７８…コイルばね
１３０…シート部
１３０ａ，１３０ｂ…傾斜面
１３６…連結部
１３６ｈ…水平部
１３６ｖ…垂直部
２３６…連結部
２３６ａ１，２３６ｂ１…切欠き
２３６ａ２，２３６ｂ２…切欠き
ＦＮｂ…注入口
ＦＮ…フィラーネック
ＧＳ…ガスケット
ＰＬａ…型割れ跡
ＳＦ２…スライド型

Claims (2)

1. フィラーネック（ＦＮ）に装着される燃料キャップにおいて、
   フィラーネック（ＦＮ）に軸方向に挿入されるケーシング本体（２０）と、
   上記ケーシング本体（２０）の上部に装着された蓋体（４０）と、
   該ケーシング本体（２０）と蓋体（４０）との間に介在し、上記蓋体（４０）とケーシング本体（２０）とを連結・係合させる取付手段と、
   を備え、
   上記取付手段は、
   上記ケーシング本体（２０）の上部にその一端が連結されかつ径方向の外方に複数突出形成された連結部（３６）と、
   該連結部（３６）の他端に一体形成されたほぼ環状の外環状部（３５）と、
   上記蓋体の側壁（４３）から複数突設され、上記外環状部（３５）に対して抜止する係合突部（４５）と、
   を備え、
   上記蓋体（４０）を外環状部（３５）に装着する際に、上記外環状部（３５）が係合突部（４５）を乗り上げたときに該外環状部（３５）を弾性変形させる複数のスリット（３５ａ）を上記外環状部（３５）に形成し、
   上記フィラーネック（ＦＮ）との間で放電するための放電用突起（４６）を上記複数の係合突部（４５）と一体に形成し、
   上記放電用突起（４６）は、上記蓋体（４０）を上記ケーシング本体（２０）に装着する際に、上記スリット（３５ａ）にガイドされるよう形成されていること、
   を特徴とする燃料キャップ。
2. 燃料キャップにおいて、
   ケーシング本体（２０）と、
   上記ケーシング本体（２０）の上部に装着された蓋体（４０）と、
   該ケーシング本体（２０）と蓋体（４０）との間に介在し、上記蓋体（４０）とケーシング本体（２０）とを連結・係合させる取付手段と、
   を備え、
   上記取付手段は、
   上記ケーシング本体（２０）の上部にその一端が連結されかつ径方向の外方に複数突出形成された連結部（３６）と、
   該連結部（３６）の他端に一体形成されたほぼ環状の外環状部（３５）と、
   上記蓋体（４０）の側壁（４３）から複数突設され、上記外環状部（３５）に対して抜止する係合突部（４５）と、
   を備え、
   上記蓋体（４０）を外環状部（３５）に装着する際に、上記外環状部（３５）が係合突部を乗り上げたときに該外環状部（３５）を弾性変形させるスリット（３５ａ）を備え、
   上記スリット（３５ａ）は、外環状部（３５）のうち連結部（３６）の他端が連結している箇所であり、かつ上記外環状部（３５）の一部に該外環状部（３５）を破断しないように形成されていること、
   を特徴とする燃料キャップ。

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