JP4306610B2 - 燃料キャップ - Google Patents

Description

本発明は、タンク開口とキャップとの間に介在するガスケットを備えた燃料キャップに関する。

従来、この種のタンク用キャップとして、断面Ｃ字形のガスケットを装着した閉止体を、タンク開口の内壁に設けられたネジに対して、２〜３回転の螺合によりタンク開口を開閉する自動車用の燃料キャップが知られている（特許文献１）。

実開昭５９−８３７６６号公報

しかし、従来のＣ字形のガスケットは、所定以上のシール面圧を得るために、燃料キャップの開閉時に進退する方向、つまり撓み方向に大きな圧縮力を必要とする。このため、燃料キャップの開閉に、大きな回転操作力を必要とし、操作性がよくないという問題があった。

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、小さな操作力で大きな変形量で圧縮することができ、しかも高いシール圧を得ることができるガスケットを用いた燃料キャップを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
開口側係合部を有するタンク開口を開閉しかつシール保持部を有するキャップ本体と、上記シール保持部に保持され上記キャップ本体の締め込み方向に圧縮されることで上記タンク開口のシール面に対してシールするガスケットとを備えた燃料キャップにおいて、
上記ガスケットは、
上記シール面に押圧される第１リップと、第２リップと、上記第１リップと上記第２リップとを連結する連結部とを有し、上記第１リップ、上記第２リップおよび上記連結部とにより断面Ｃ字形に形成されたガスケット本体と、
上記連結部の内周部であり上記ガスケットの高さ方向の中央部位から該ガスケットの軸心に向けて突設された回り止め部と、
を備え、
上記シール保持部は、上記ガスケットを支持する環状凹所であり、
上記第２リップを支持する第１シール壁面と、該第１シール壁面から上記締め込み方向に延設されて第１シール壁面とともに上記環状凹所を形成する第２シール壁面と、上記第２シール壁面に形成され上記キャップ本体の軸方向に向かって形成された平面を有し該平面に上記回り止め部が当たることで上記回り止め部を位置決めするストッパ段部とを備え、上記第２シール壁面は、上記連結部との間にギャップを隔てるとともに、上記第１リップが上記シール面から圧縮力を受けたときに上記連結部が上記ギャップを狭めるように設けられており、
上記回り止め部は、上記第１リップが上記シール面により押されることで上記第２リップが上記第１シール壁面で受ける最大のシール面圧が発生する箇所より上記ストッパ段部に発生するシール面圧が小さくなる箇所に設けられ、上記第１リップが上記シール面と接触する点をＰ１、上記第２リップが上記第２シール壁面と接触して最大面圧を受ける点をＰ２とし、Ｐ１とＰ２とを結ぶ線をＬｎ１とし、さらにＰ１が上記回り止め部と結ぶ線をＬｎ２とすると、Ｌｎ１とＬｎ２とがなす角度αが、３０〜６０゜となるように形成されていること、を特徴とする。

本発明にかかるタンク用キャップの開閉動作において、燃料キャップの締め込み初期において、ガスケットの第１リップがタンク開口のシール面に当たり、さらに締め込むと、撓み方向に圧縮される。このとき、ガスケットは、回り止め部がストッパ段部に位置決めされて回り止めされているから、第１リップが押されるにつれて、その連結部が第２シール壁面に対するギャップを狭めるように変形する。そして、第１リップの先端が、第２リップの先端の側方であって第１シール壁面に当たったときにガスケットの圧縮が完了してキャップ本体がタンク開口を閉じる。

ガスケットは、回り止め部でストッパ段部に位置決めされて回り止めされるとともに、第１リップがシール面により押されるにつれて、連結部が第２シール壁面に対するギャップを狭めるように容易に変形するから、小さな締め込み力によっても大きなシール面圧が得られ、しかも優れた操作性を得ることができる。また、ガスケットにギャップを設けたことで、第２リップがシール保持部に受けるシール面圧が一層大きくなり、高いシール性を得ることができる。

また、第１リップがシール面により押されて、第２リップが第１シール壁面に対して押圧されると、回り止め部は、ガスケットが回転するのを止める。回り止め部は、第１リップがシール面により押されることで第２リップがシール保持部で受ける最大のシール面圧が発生する箇所よりシール面圧が小さくなる箇所に設けられたストッパ段部で止められるので、第１リップがシール面からガスケットに加わる力は、第２リップがシール保持部を押圧する力となり、回り止め部へ加わらず、つまり、シール面圧を受ける箇所が分散しないから、線接触によるシール面圧が高くなり、シール性が向上する。
本発明は、回り止め部は、第１リップと第２リップとを結ぶ線に対するなす角度が３０〜６０゜となるように形成している。ここで、３０゜以上としたのは、回り止め部が第２リップより離れていないと、上述した効果を得ることができないからであり、一方、６０゜を越えない角度としたのは、回り止め部が第１リップを大きく変形させる動作を阻害しないためである。

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。

（１） 燃料キャップ１０の概略構成
図１は本発明の一実施例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キャップ本体２０（閉止体）と、このキャップ本体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、キャップ本体２０の上部開口を閉じて弁室２５を形成する内蓋３０と、弁室２５に収納された調圧弁５０と、トルク機構８０と、キャップ本体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環状のガスケットＧＳとを備えている。

（２） 燃料キャップ１０の各部の構成
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 キャップ本体２０などの構成
上記キャップ本体２０は、パイプ形状のフィラーネックＦＮ（開口形成部材）の内壁の雌ネジ部ＦＮｃに係合される雄ネジ部２１を有するほぼ円筒状の外管体２０ａと、外管体２０ａの下部内側に設けられた弁室形成体２０ｂとを備えている。弁室形成体２０ｂは、調圧弁５０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２０ｂの上部に圧入されることにより弁室２５を覆っている。

キャップ本体２０の上部のフランジ部２２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、フランジ部２２のシール保持部２４とフィラーネックＦＮのシール面ＦＮｆとの間に介在しており、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに締め込むと、シール保持部２４に対して押しつけられてシール作用を果たす。

図２は燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに螺着されて注入口ＦＮｂを閉じている状態を説明する説明図、図３は燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される前の状態を説明する斜視図である。図２および図３において、フィラーネックＦＮの内周壁と外管体２０ａの外周部とにわたって、螺着機構が形成されている。螺着機構は、燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮに螺着するための機構であり、フィラーネックＦＮの内壁に形成された雌ネジ部ＦＮｃと、外管体２０ａの外周下部に形成された雄ネジ部２１とを備えている。雌ネジ部ＦＮｃは、注入口ＦＮｂ側に形成された始端部ＦＮｃ１から奥側（燃料タンク側）に向けて螺旋状に形成された突条である。雄ネジ部２１は、ネジ形状の突起であるネジ山２１ａと、そのネジ山２１ａのネジ溝２１ｂとを備えている。ネジ山２１ａの下端部は、雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に最初に係合する始端部２１ｃになっている（図２）。また、ネジ溝２１ｂを横切るようにストッパ２１ｄが立設されている。ストッパ２１ｄは、雄ネジ部２１の始端部２１ｃから約２００゜の位置に形成されており、燃料キャップ１０が注入口ＦＮｂに締め込まれたときに、雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に当接して、燃料キャップ１０の閉じ方向への回転を規制するように作用する。ここで、雌ネジ部ＦＮｃのネジピッチとして、１回転当たり、６．３５ｍｍ進む１巻きで形成されている。

上記構成において、燃料キャップ１０を注入口ＦＮｂに装着した状態から閉じ方向へ回転すると、雄ネジ部２１が雌ネジ部ＦＮｃに倣ってネジ込まれて、ガスケットＧＳが軸方向に所定変位以上に圧縮されると、ストッパ２１ｄが雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に当たって回転が規制される。この状態にて、燃料キャップ１０がフィラーネックＦＮに装着される。

（２）−２ ガスケットＧＳおよびシール保持部２４
（２）−２−１ ガスケットＧＳの構成
図４は燃料キャップのシール保持部２４に装着されたガスケットＧＳの付近を拡大して示す断面図である。ガスケットＧＳは、フッ素ゴムから形成され、ほぼ断面Ｃ字形であり、撓み方向の長さを短くするように圧縮されるガスケット本体ＧＳａを備えている。ガスケット本体ＧＳａは、外周側に開口されたほぼ断面Ｕ字形のスリットＧＳｂを取り囲むように断面Ｃ字形に形成されており、つまりフィラーネックＦＮのシール面ＦＮｆに押圧される第１リップＧＳｃと、第２リップＧＳｄと、第１リップＧＳｃと第２リップＧＳｄとを連結する連結部ＧＳｅとを有し、第１リップＧＳｃ、第２リップＧＳｄおよび第２リップＧＳｄにより断面Ｃ字形に構成されている。なお、ガスケットのゴム材料は、上述したフッ素ゴムに限定されず、ほかの材料、例えば、ＮＢＲ・ＰＶＣ等のエラストマーなどを各種の材料を用いることができる。

上記第１リップＧＳｃは、シール面ＦＮｆにより押されてガスケットＧＳが圧縮されたときに、該第１リップＧＳｃの先端が第１シール壁面２４ａに当たるように、上記第２リップＧＳｄより長く形成されている。また、ガスケット本体ＧＳａの内周部であり、かつ第２リップＧＳｄと連結部ＧＳｅとの間に回り止め部ＧＳｆが突出形成されている。
図５はガスケットＧＳの平面図、図６はガスケットＧＳを側面の半断面図である。第２リップＧＳｄのスリットＧＳｂの開口部であって、第１リップＧＳｃが密着する部位には、空気通路ＧＳｐが形成されている。空気通路ＧＳｐは、図５に示すように、周方向に４５゜の等間隔で８箇所形成された溝状の切欠きから形成されている。空気通路ＧＳｐは、スリットＧＳｂが押しつぶされるようにガスケットＧＳが圧縮されたときに、スリットＧＳｂ内の空気を逃がすように形成された通路である。
図４において、回り止め部ＧＳｆは、ガスケットＧＳの高さ方向の中央部位から軸心に向けて突設されている。図４（Ｂ）において、第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆと接触する点をＰ１、第２リップＧＳｄがシール保持部２４と接触して最大面圧を受ける点をＰ２とし、Ｐ１とＰ２とを結ぶ線をＬｎ１とし、さらにＰ１が回り止め部ＧＳｆと結ぶ線をＬｎ２とすると、Ｌｎ１とＬｎ２とがなす角度αが、３０〜６０゜となっている。この角度に設定した理由については、燃料キャップ１０の閉じ動作に伴うガスケットＧＳの圧縮動作とともに後述する。

（２）−２−２ シール保持部２４の構成
図４において、上記シール保持部２４は、ガスケットＧＳの外周面を支持する環状凹所であり、第２リップＧＳｄを支持する第１シール壁面２４ａと、ストッパ部として作用するストッパ段部２４ｂと、第２シール壁面２４ｃと、シール下面２４ｄとを備えている。上記ストッパ段部２４ｂは、ガスケットＧＳの回り止め部ＧＳｆを位置決めすることにより第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆにより押圧されたときの回り止めとして作用する。

また、第２シール壁面２４ｃは、ガスケットＧＳの連結部ＧＳｅとの間に上記ギャップＧｐを有するように形成されており、第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆから圧縮力を受けたときにガスケットＧＳが弾性変形してギャップＧｐを狭めるように形成されている。

（２）−２−３ ガスケットＧＳによるシール作用
図７および図８は燃料キャップ１０を閉じるときのガスケットＧＳの圧縮される過程を説明する説明図である。燃料キャップ１０の締め込み初期において、ガスケットＧＳの第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆに当たり（図７（Ａ））、さらに締め込むとスリットＧＳｂの開口を狭めつつ撓み方向に圧縮される（図７（Ｂ））。このとき、ガスケットＧＳは、回り止め部ＧＳｆがストッパ段部２４ｂに位置決めされて回り止めされているから、第１リップＧＳｃが押されるにつれて、連結部ＧＳｅが第２シール壁面２４ｃに対するギャップＧｐを狭めるように変形する。そして、図８（Ａ）に示すように、第１リップＧＳｃの開口端面が第２リップＧＳｄの開口端面に密着する。このとき、スリットＧＳｂにより空隙ＡＧが形成される。そして、さらにガスケットＧＳに圧縮力が加わると、空隙ＡＧ内で圧縮された空気は空気通路ＧＳｐを通じて外部へ排出されつつ、ガスケットＧＳが押しつぶされる。そして、図８（Ｂ）に示すように、空隙ＡＧがほぼなくなるまでガスケットＧＳが押しつぶされるとともに、第１リップＧＳｃの先端が、第２リップＧＳｄの先端の側方であって第１シール壁面２４ａに当たったときにガスケットＧＳの圧縮が完了して、燃料キャップ１０が注入口ＦＮｂを閉じる。そして、ガスケットＧＳは、第１リップＧＳｃが第２リップＧＳｄに当たる面でスリットを空隙とするように変形するが、当たり面の切欠きが空隙を密閉としないで、外部への空気抜きの経路となる。よって、ガスケットＧＳを圧縮する際に、空隙ＡＧを狭めるための圧縮力を低減することができる。
また、キャップ装置の開き動作において、つまり、図８（Ｂ）、図８（Ａ）から図７の状態のように、ガスケットＧＳが密着した状態から戻されるときに、空気通路ＧＳｐが大気を空隙に流入させる働きをするので、スリットＧＳｂで形成される空隙ＡＧが負圧にならず、第１リップＧＳｃが第２リップＧＳｄに固着した状態になることがない。

図９はガスケットＧＳの撓み代と反力との関係を示すグラフであり、実線が実施例のガスケットを、１点鎖線が空気通路ＧＳｐのないガスケットを、破線が従来の技術にかかるＣ字形のガスケットを、それぞれ示す。ここで、撓み代は、ガスケットが撓み方向に圧縮されて縮む長さ（圧縮量）をいう。また、撓み代と燃料キャップの回転角度との関係は、ガスケットの硬さや形状などのパラメータにもよってバラツキを生じるが、燃料キャップの３６０゜の回転により６．３５ｍｍの撓み代が生じるとすると、燃料キャップ１０の締める角度を１９８゜と設定する場合には、３．５ｍｍの撓み代を生じ、また、燃料キャップを閉じた状態から９０゜戻した場合には、１．９ｍｍの撓み代が生じる。

燃料キャップを締め込むと、ガスケットが撓むことにより、その反力が増大する。こうした燃料キャップの閉じ動作において、反力が１５０Ｎを越えると、操作性が低下するので、１５０Ｎ以下に、特に１３０Ｎ以下にすることが好ましいが、従来の技術のガスケットにおける１５０Ｎの反力の範囲では、１．５ｍｍ程度の撓み代しか確保できず、しかも急激に反力が増大するために操作性が劣るのに対して、本実施例は、全閉状態における４．５ｍｍ以上の撓み代を確保できる上に反力の急激な増大もないので、操作性に優れている。

図１０はガスケットの撓み代とシール面圧との関係を示すグラフであり、実線が実施例のガスケットを示し、破線が従来の技術にかかるＣ字形のガスケットを示す。ここで、シール面圧とは、ガスケットがシール面ＦＮｆに対して生じる圧力をいう。燃料キャップ１０を締め込んだときに、ガスケットＧＳの撓み代の増大につれてシール面圧が増大する。
このような、ガスケットＧＳの撓み代で得られる所定以上のシール面圧を確保するとともに、ガスケットＧＳに過度な応力が加わらないように図２のストッパ２１ｄにより締め込みが完了する締め込み量を２ｍｍ以上、好ましくは３〜５ｍｍとすることが好ましい。

（２）−２−４ ガスケットＧＳの効果
（２）−２−４−１ ガスケットＧＳは、回り止め部ＧＳｆでストッパ段部２４ｂに位置決めされて回り止めされるとともに、ギャップＧｐが設けられているから、第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆにより押されるにつれて、連結部ＧＳｅが第２シール壁面２４ｃと連結部ＧＳｅとの間のギャップＧｐを狭めるように容易に変形するから、小さな締め込み力によっても大きなシール面圧が得られ、しかも優れた操作性を得ることができる。また、上記ガスケットＧＳの構成によると、第１リップＧＳｃがシール面ＦＮｆにより押され、第１シール壁面２４ａに対して押圧力が加わると、回り止め部ＧＳｆがガスケットＧＳが回転するのを止める。回り止め部ＧＳｆは、第１リップＧＳｃと第２リップＧＳｄとを結ぶ線に対するなす角度αが３０〜６０゜の位置に形成されているので、シール面ＦＮｆからシール保持部２４を押圧する大きな力は、第２リップＧＳｄに加わり、回り止め部ＧＳｆへ及ぶ力が小さい。よって、シール面圧を受ける箇所は、第２リップＧＳｄに主に加わって分散しないから、線接触によるシール面圧が高くなり、シール性が向上する。

（２）−２−４−２ ガスケットＧＳの第２リップＧＳｄの開口端部には、空気通路ＧＳｐが形成されており、この空気通路ＧＳｐは、スリットＧＳｂを潰しても、密閉となった空隙とせず、外部への空気抜きの経路となるから、ガスケットＧＳを圧縮する際に、空隙ＡＧを狭めるための圧縮力を低減することができる。

（２）−２−４−３ 空気通路ＧＳｐは、ガスケットＧＳの合わせ面に沿って複数箇所（実施例では８カ所）設けられているので、１つの空気通路ＧＳｐがゴミなどで詰まっても、他の空気通路ＧＳｐが空気抜きとしての作用を果たすので、その機能を損なうことがない。

（２）−２−４−４ 第１リップＧＳｃは、シール面ＦＮｆにより押されてガスケットＧＳが圧縮されたときに、該第１リップＧＳｃの先端が第１シール壁面２４ａに当たるように、上記第２リップＧＳｄより長く形成されているから、第１リップが第２リップＧＳｄに当たって変形を妨げることがなく、一層、低い荷重で高変位を得ることができる。

（２）−２−４−５ 燃料キャップ１０として、所定角度、例えば、１８０゜程度回転するだけで注入口ＦＮｂを開閉するクイックターンの構成に用いた場合には、蓋体４０が外力を受けたときに、ガスケットＧＳのシール面圧が減少するのを防止するために、蓋体４０に所定角度範囲内で空転する、いわゆるロストモーション機構を設けている。しかし、上記ガスケットＧＳを用いれば、蓋体４０が外力を受けて９０゜程度、開き方向に回転して、１．６ｍｍ程度に撓み代が小さくなっても高いシール性を維持するから、いわゆる複雑な構成のロストモーション機構を設けなくても、所定以上のシール面圧を確保することができる。

（２）−２−４−６ キャップ本体２０が１８０゜の回転で軸方向へ３ｍｍ以上移動するようなピッチの大きいネジを用いることにより、少ない回転角度で開閉操作ができるから、操作性に優れている。

（２）−２−４−７ ガスケットＧＳは、撓み代が４ｍｍのときの上記反力が１００Ｎ以下であり、上記シール面圧が０．５ＭＰａ以上とすることが好ましい。この場合には、閉止体を締め込み開始位置から８０〜９０゜回転したときに軸方向への移動量が１．４〜１．６ｍｍとすることが好ましい。この構成によると、閉止体が締め込み状態から外力により開き方向に約９０゜戻っても、ガスケットによる高いシール性を維持することができる。

（２）−３ 蓋体４０の構成
図１において、蓋体４０は、操作機構を構成するものであり、トルク機構８０を介してフランジ部２２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４３ａが周方向に沿って等間隔で４カ所突設されている。係合突部４３ａは、蓋体４０を、トルク機構８０を介してキャップ本体２０に組み付けるための突起である。蓋体４０の取付構造について後述する。

（２）−４ トルク機構８０の構成
（２）−４−１ トルク機構８０の概略構成
図１１は蓋体４０とキャップ本体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１２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１２に示すトルク伝達部８２と、クリック音発生部８４とを備え、図３に示す燃料キャップ１０で注入口ＦＮｂを閉じる動作の際に、トルク伝達部８２により伝達される回転トルクが所定の回転トルクを越えたときに、クリック音発生部８４によりクリック音を発して、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に装着されていることを確認できる機構である。

図１１において、トルク機構８０は、蓋体４０とキャップ本体２０との間に回転可能に介在するトルクプレート９０を備えている。トルクプレート９０は、樹脂から形成された円板状のトルク本体９１を備えており、トルク本体９１は、円板形状のアーム支持部９１ａと、アーム支持部９１ａを取り囲む円環形状の外環部９１ｂと、アーム支持部９１ａと外環部９１ｂと接続する連結部９１ｃとを備えている。トルク本体９１には、ガイド溝、トルクアーム、撓みバネおよびスプリング片などが形成されている。これらによりトルク伝達部８２およびクリック音発生部８４が構成されている。

（２）−４−２ トルク伝達部８２
トルク伝達部８２は、蓋体４０からトルクプレート９０へ回転トルクを伝達する２つの第１伝達機構と、トルクプレート９０からキャップ本体２０に回転トルクを伝達する第２伝達機構とを備えている。
第１伝達機構は、蓋体４０に形成されたトルク伝達リブ４４と、上記トルクプレート９０から弾性変形可能に突設された撓みバネ９３とを備えている。トルク伝達リブ４４は、操作部４２の下壁４２ａに、半径方向に伸びるリブであり、蓋体４０の中心軸から所定距離を隔てて、２カ所突設されている。撓みバネ９３は、トルク本体９１上に柱状に垂直方向に一体に突設されており、操作部４２の凹所４２ｂ内に突入して、その先端がトルク伝達リブ４４に係合する係合端９３ａとなっている。

図１３はトルク伝達部８２の第１伝達機構の動作を説明する説明図である。図１３（Ａ）に示すように、操作部４２の閉じ方向への操作により、トルク伝達リブ４４が撓みバネ９３の係合端９３ａに係合し、図１３（Ｂ）に示すように、トルクプレート９０に回転トルクを伝達するとともに、撓みバネ９３を倒して弾性変形が大きくなるにつれて開き方向へのスプリング力を蓄積する。このスプリング力の作用については後述する。

図１１および図１２において、第１伝達機構は、さらに、蓋体４０の上壁４１の下面に突設されたガイド突部４６と、トルクプレート９０に形成されたリブ用ガイド部９５とを備えている。ガイド突部４６は、主として開き方向への回転トルクを伝達するための円柱状の突部である。リブ用ガイド部９５は、トルクプレート９０に形成された円弧状の切欠きであり、その両端側が押圧端９５ａと、押圧端９５ｂになっており、ガイド突部４６を突入させてガイド突部４６を移動可能に支持する。

第２伝達機構は、トルクプレート９０からキャップ本体２０へ回転トルクを伝達するために、トルクプレート９０の下面に形成されたガイド突起９２と、キャップ本体２０の上部に形成された本体側係合部２３とを備えている。本体側係合部２３は、フランジ部２２の内周部に配置された構成であり、押圧突部２３ａと、所定間隙隔てた押圧突部２３ｂとを備え、その間がガイド段２３ｃになっている。ガイド突起９２は、ガイド段２３ｃに挿入されており、トルクプレート９０が閉じ方向に回転したときに押圧突部２３ａに当たり、一方、トルクプレート９０が開き方向に回転したときにガイド突起９２が押圧突部２３ｂに当たることで、トルクプレート９０からキャップ本体２０に回転トルクを伝達する。

（２）−４−３ クリック音発生部８４
クリック音発生部８４は、蓋体４０の上壁４１の下壁に突設された第１係合部４５と、トルクプレート９０に形成されたクリック用アーム９４とを備えている。図１４はクリック音発生部８４を示す斜視図、図１５は図１４の第１係合部４５およびクリック用アーム９４との係合関係を説明する説明図である。第１係合部４５は、上壁４１の下面から突設されかつ面取りされたほぼ三角錐であり、半径方向の平面である第１ガイド面４５ａと、外周側の規制面４５ｂと、内周側に形成された湾曲した第２ガイド面４５ｃとを備えている。クリック用アーム９４は、アーム支持部９１ａから突設されたアーム本体９４ａと、アーム本体９４ａの自由端から上方に突設された第２係合部９４ｃを備えている。クリック用アーム９４は、支持根元９４ｂを支点とした片持ち梁から形成されており、第２係合部がトルク本体９１に対して所定の間隙を隔てている。第２係合部９４ｃは、第１ガイド面４５ａに押圧される垂直壁９４ｃ１と、規制面４５ｂを経て第２ガイド面４５ｃに押圧される傾斜面９４ｃ２と、上端を面取りされたコーナー面９４ｃ３とを備え、これらでほぼ上方に突設された山形状になっている。

図１６はクリック音発生部８４の動作を説明する説明図である。クリック音発生部８４は、蓋体４０の閉じ方向の回転に伴い第１係合部４５を往復動させ、クリック用アーム９４を弾性変形させつつ第２係合部９４ｃで第１係合部４５の外周面を倣わせ、その過程でクリック音を発生させる。
すなわち、蓋体４０が閉じ方向に回転すると、図１６（Ａ）から図１６（Ｂ）に示すように、第１係合部４５の第１ガイド面４５ａが第２係合部９４ｃの垂直壁９４ｃ１を押して、クリック用アーム９４を、支持根元９４ｂを支点として外周方向に撓ませる。そして、第２係合部９４ｃが第１ガイド面４５ａから規制面４５ｂを乗り越えて（図１７（Ａ））、クリック用アーム９４の復帰のスプリング力により、第２係合部９４ｃがアーム支持部９１ａの外周に衝突することでクリック音を生じる。
そして、図１７（Ｂ）に示すように傾斜面９４ｃ２が第２ガイド面４５ｃに当たった後に、撓みバネ９３の復元力による蓋体４０の開き方向の回転に伴って第１係合部４５が移動すると、第２ガイド面４５ｃが傾斜面９４ｃ２を斜め下方へ押して、クリック用アーム９４を支持根元９４ｂを支点にして押し下げる。
そして、クリック用アーム９４の弾性変形量が最大になった後に、第２ガイド面４５ｃの斜面を傾斜面９４ｃ２がかけ上がる。第２ガイド面４５ｃは、三角錐（または円錐面であってもよい。）になっているので、傾斜面９４ｃ２を倣わせ、直ぐにコーナー面９４ｃ３を倣わせる。つまり、クリック用アーム９４は、最初、斜め下方に撓むが、徐々に上昇してその撓みを小さくするように戻す。

さらに図１８および図１９を用いて、クリック音発生部の動作を説明する。図１８および図１９において、図示の左側の図が水平方向から見ている状態を示し、右側の図が上方から見ている状態を示す。図１８（Ａ）から（Ｂ）にかけて、第１ガイド面４５ａが垂直壁９４ｃ１を押して、クリック用アーム９４を外周方向（矢印方向）へ撓ませて、図１８（Ｃ）にて第１係合部４５が第２係合部９４ｃを乗り越え、図１８（Ｄ）にて第２係合部９４ｃがトルク本体９１の側面を叩き、クリック音を発する。そして、図１８（Ｅ）に示すように、クリック用アーム９４の弾性変形が元に戻ると、傾斜面９４ｃ２が第１ガイド面４５ａの第２ガイド面４５ｃに当たる。図１８（Ｅ）となったときに、第２ガイド面４５ｃに傾斜面９４ｃ２が倣う構成になっているので、規制面４５ｂに戻ることがない。さらに、図１９（Ａ）に示すように、第１係合部４５が開き方向に移動すると、第２ガイド面４５ｃが撓みバネ９３の復元力によって傾斜面９４ｃ２を斜め下方へ押して、クリック用アーム９４を支持根元９４ｂを支点にして押し下げる。そして、クリック用アーム９４の弾性変形量が最大になった後に、第２ガイド面４５ｃが傾斜面９４ｃ２をガイドしつつクリック用アーム９４の撓みを徐々に小さくするように戻し（図１９（Ｂ））、さらに図１９（Ｃ）から図１９（Ｄ）に示すように乗り越えて、元の位置に戻る。
したがって、クリック用アーム９４は、弾性変形が急激に戻らず、つまり、図１９（Ｂ）に示すように第２ガイド面４５ｃが傾斜面９４ｃ２を倣わせつつクリック用アーム９４を徐々に戻し、しかも、クリック用アーム９４が戻るときの弾性変形量は、図１９（Ｃ）に示すＬ２であり、図１８（Ｂ）のクリック用アーム９４が乗り越えるときのＬ１と比べて小さいので、第２係合部９４ｃが第１係合部４５を乗り越えたときに大きな音も生じることもなく、使用者に違和感を生じさせない。なお、図１９（Ｄ）に示すように蓋体４０の下面であって、第１係合部４５の周辺部に、クリック用アーム９４の弾性変形が戻るときに第２係合部９４ｃが蓋体４０の下面を叩くのを防止するための凹所４１ａを形成すると、クリック用アーム９４が軸方向に撓んでも、音の発生をより確実に防止することができる。

（２）−４−４ トルクプレート９０および蓋体４０の取付機構など
次に、キャップ本体２０とトルクプレート９０との装着構造（プレート装着機構）、トルクプレート９０と蓋体４０との装着構造（ハンドル装着機構）について説明する。図２０は図１１の要部を示す斜視図、図２１は燃料キャップ１０の側部を示す断面図である。トルクプレート９０の外環部９１ｂの内周側に、プレート係合部９８の係合爪９８ａが形成されている。係合爪９８ａは、切欠９８ｂを通じて上方から見ることができる位置であり、外環部９１ｂの内壁から中心軸方向に向けて突設された舌片であり、軸方向に弾性変形可能に形成されている。一方、キャップ本体２０のフランジ部２２の上部外周には、円弧状の係合突部２２ｂが形成されている。係合爪９８ａを係合突部２２ｂに圧入することによりトルクプレート９０がキャップ本体２０の上部外周で回転可能に装着されている。

また、外環部９１ｂの外周部には、装着部９９が形成されている。装着部９９は、係合爪９９ａを形成する係合凹所９９ｂを備えている。係合凹所９９ｂに蓋体４０の側壁４３の内壁の係合突部４３ａが係合することにより、トルクプレート９０が蓋体４０を回転可能（約２０゜）に支持している。上記係合突部４３ａが装着部９９の係合凹所９９ｂに係合している箇所は、プレート係合部９８の係合爪９８ａがフランジ部２２の係合突部２２ｂに係合している箇所より上方に配置されている。

燃料キャップ１０にトルクプレート９０および蓋体４０を組み付けるには、トルクプレート９０のプレート係合部９８の係合爪９８ａをキャップ本体２０の係合突部２２ｂに圧入して、トルクプレート９０をキャップ本体２０に組み付け、さらに、蓋体４０の係合突部４３ａをトルクプレート９０の係合爪９９ａに係合させることにより、蓋体４０をトルクプレート９０に組み付ける。

（２）−４−５ トルクプレート９０の支持機構
図２２はトルクプレート９０の周辺部を説明する説明図である。図８および図２２に示すように、トルクプレート９０には、該トルクプレート９０を蓋体４０の上壁４１の下面とキャップ本体２０の上部との間で支持するための第１スプリング片９６および第２スプリング片９７が形成されている。すなわち、トルクプレート９０の中央上面には、４つの第１スプリング片９６が周方向に９０゜の位置に形成されている。第１スプリング片９６は、蓋体４０の上壁４１の下面に対して上下方向のスプリング力を与えるものである。図２３に示す第１スプリング片９６は、トルクプレート９０の上面と同一面でありかつ周方向に延設された片持ち梁から形成されたアーム９６ａと、アーム９６ａの先端でトルクプレート９０の上面より突出した押圧突起９６ｂとを備えている。第２スプリング片９７は、やや下方に向けて傾斜した片持ち梁であり、アーム本体９７ａと、アーム本体９７ａの先端でフランジ部２２の上面２２ａに対して押圧する押圧突起９７ｂとを備え、トルクプレート９０の上面の切欠９７ｃ内で一端が傾動する。第２スプリング片９７は、押圧突起９７ｂが傾斜した上面２２ａを押圧するため上下方向および半径方向の両方向に位置決めする。

（３） 燃料キャップ１０の開閉動作
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。なお、トルク機構８０のトルク伝達リブ４４、ガイド突部４６、撓みバネ９３などは、蓋体４０の回転軸を中心に２つ設けられているので、図示の一方の側を中心に説明する。

（３）−１ 燃料キャップ１０の閉じ動作
図３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を手で持って、キャップ本体２０を注入口ＦＮｂに軸方向に挿入する。このとき、雄ネジ部２１の始端部２１ｃを雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１に合わせる。そして、操作部４２に時計方向の回動力を加えて閉じる操作を行なうと、トルク機構８０は、図２４の状態から、図２５、図２６を経て図２７に示すような一連の動作を行なう。

すなわち、図２４に示すように、操作部４２に加えられた時計方向の回動力は、トルク伝達リブ４４が撓みバネ９３の係合端９３ａに係合し、撓みバネ９３を倒すことにより、また、第１係合部４５がクリック用アーム９４の第２係合部に係合することにより、トルクプレート９０に伝えられ、トルクプレート９０を同方向へ回転させる。このトルクプレート９０の回転に伴って、ガイド突起９２が本体側係合部２３の押圧突部２３ａを押す。これにより、蓋体４０、トルクプレート９０、キャップ本体２０が一体に回転して、注入口ＦＮｂを閉じる方向へ進む。このとき、図１３に示すようにトルク伝達リブ４４が撓みバネ９３を倒す角度が大きくなるにつれて、操作部４２からキャップ本体２０に伝達される回転トルクが増大する。

そして、この係合する力によって生じる反力が所定回転トルク以上になると、図２５に示すように、第１係合部４５がクリック用アーム９４を乗り越えて、図２６の係脱状態になる。このとき第１係合部４５が第２係合部９４ｃを乗り越えて第２係合部９４ｃがアーム支持部９１ａの外周に衝突することでクリック音がでるから、使用者は節度感を確認することができる。これと同時に、ガイド突部４６は、リブ用ガイド部９５内をガイドされて、押圧端９５ａに当たる状態まで移動する。この状態にて、使用者がさらに操作部４２を閉じ方向に回転しても、ストッパ２１ｄがフィラーネックＦＮの始端部ＦＮｃ１に当たるから、キャップ本体２０が締められすぎになることがない。

操作者が指を操作部４２から離すと、図２７に示すように、撓みバネ９３がトルク伝達リブ４４を介して蓋体４０を反時計方向に回動する力を加える。そして、蓋体４０が反時計方向に回転することにより、図１７に示すように、第１係合部４５は、クリック用アーム９４を押し下げて第２係合部９４ｃに倣って乗り越える。そして、ガイド突部４６がリブ用ガイド部９５を移動して押圧端９５ｂに当接すると、蓋体４０の回転が止まる。この状態にて、燃料キャップ１０が注入口ＦＮｂを閉じている。

（３）−２ 燃料キャップ１０の開き動作
燃料キャップ１０を開くには、図２７の状態から、蓋体４０の操作部４２を指で摘んで、反時計方向へ回転する力を加える。これにより、蓋体４０のガイド突部４６がトルクプレート９０のリブ用ガイド部９５の押圧端９５ｂを押圧してトルクプレート９０を回転させる。トルクプレート９０の回転によりガイド突起９２が本体側係合部２３の押圧突部２３ｂを押す。これにより、蓋体４０に加わる回転力は、ガイド突部４６、トルクプレート９０、本体側係合部２３の押圧突部２３ｂを介して、キャップ本体２０に伝達され、蓋体４０、トルクプレート９０、キャップ本体２０が一体に反時計方向へ回転する。そして、蓋体４０と一体にキャップ本体２０が約１８０゜回転すると（図２４の状態）、雄ネジ部２１がフィラーネックＦＮの雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１から外れて、キャップ本体２０は、フィラーネックＦＮに対する拘束力から解放される。そして、燃料キャップ１０をフィラーネックＦＮから抜くことができ、注入口ＦＮｂが開かれる。

（４） 上記実施例の構成により、以下の効果を奏する。
（４）−１ 燃料キャップ１０を閉じる操作過程において、蓋体４０の第１係合部４５が第２係合部９４ｃを乗り越えたときに節度感を確認でき、燃料キャップ１０が所定トルクで締め付けられていることが分かるから、ガスケットＧＳなどの弾性にかかわらず、一定トルクで締め付けることができる。

（４）−２ トルク伝達部８２を構成する撓みバネ９３は、トルクプレート９０と一体に形成されているから、従来の技術で説明したようなコイルスプリングを用いることがなく、部品点数を減らして構成を簡単にできる。

（４）−３ 撓みバネ９３は、該トルクプレート９０からほぼ垂直方向に立設され、操作部４２の凹所４２ｂに突入しているので、撓みバネ９３を垂直方向に長く形成することができ、弾性変形量を大きくすることができる。

燃料キャップ１０は、雄ネジ部２１と雌ネジ部ＦＮｃとの係合により、約１８０゜という小さな回転角度で操作すればよく、何回も回転する操作が不要となり、装着作業が容易である。

（４）−４ トルクプレート９０は、第１および第２スプリング片９６，９７により蓋体４０とキャップ本体２０との間にガタツキを生じることがない状態で正規の位置に位置決めされるので、製品間のバラツキを抑えて安定したクリック音特性・トルク特性が得られる。

図２８は燃料キャップ１０の側面図、図２９は燃料キャップ１０の水平方向の断面図である。螺着機構のストッパ２１ｄの反対側であり、つまり、キャップ本体２０の軸心の回転対称となるネジ溝２１ｂ内には、リブで形成された拘束部２１ｅが形成されている。拘束部２１ｅは、ストッパ２１ｄが始端部ＦＮｃ１を乗り上げようとする力に対してキャップ本体２０の傾きを低減するように作用する。すなわち、図２９に示すようにキャップ本体２０がストッパ２１ｄで止められた状態から、図３０に示すように、燃料キャップ１０の閉じ方向へ、さらに回転する力が加わり、ストッパ２１ｄが雌ネジ部ＦＮｃの始端部ＦＮｃ１を乗り上げようとすると、キャップ本体２０の中心軸がストッパ２１ｄとは反対方向に軸ズレをする。しかし、拘束部２１ｅは、雄ネジ部２１と雌ネジ部ＦＮｃとの間隙を狭めるように形成されているので、キャップ本体２０が軸ズレするのを防止する。したがって、ガスケットＧＳが不均一かつ過度に弾性変形することがなく、シール性を低下させない。

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り、例えば次のような変形も可能である。

（５）−１ 上記実施例は、撓みバネ９３は、トルクプレート９０から突設した構成について説明したが、これに限らず、蓋体４０の下面から突設してもよい。この場合には、蓋体は、大きなスプリング力を生じることができるポリアセタールから形成することが好ましい。

（５）−２ クリック音発生部８４は、２箇所形成したが、これに限らず、クリック音の発生を好適に実現できる構成であれば、１箇所または３箇所以上であってもよい。

（５）−３ 燃料キャップは、その回転操作によるガスケットにねじり力を加える構成であるが、撓み方向（回転軸の方向）に力を加えるのであれば、上下方向への操作力で閉じる構成であってもよい。

本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップを示す半断面図である。 燃料キャップがフィラーネックに螺着されて注入口を閉じている状態を説明する説明図である。 燃料キャップがフィラーネックに装着される前の状態を説明する斜視図である。 燃料キャップのシール保持部に装着されたガスケットの付近を拡大して示す断面図である。 ガスケットの平面図である。 ガスケットを半断面で表わす側面図である。 燃料キャップを閉じるときのガスケットの圧縮される過程を説明する説明図である。 図７に続く過程を説明する説明図である。 ガスケットの撓み代と反力との関係を示すグラフである。 ガスケットの撓み代とシール面圧との関係を示すグラフである。 蓋体とキャップ本体の上部とにわたって設けられたトルク機構を示す分解斜視図である。 トルク機構を上方から示す説明図である。 トルク伝達部の第１伝達機構の動作を説明する説明図である。 クリック音発生部の付近を示す斜視図である。 クリック音発生部を説明する説明図である。 クリック音発生部の動作を説明する説明図である。 図１６に続く動作を説明する説明図である。 クリック音発生部の動作を説明する説明図である。 図１８に続く動作を説明する説明図である。 燃料キャップの側部を分解して示す斜視図である。 燃料キャップの一部の断面図である。 トルクプレートの周辺部を説明する説明図である。 第１スプリング片および第２スプリング片の作用を説明する説明図である。 トルク機構の動作を説明する説明図である。 図２４に続く動作を説明する説明図である。 図２５に続く動作を説明する説明図である。 図２６に続く動作を説明する説明図である。 燃料キャップがフィラーネックに螺着されて注入口を閉じている状態を説明する説明図である。 燃料キャップのストッパの付近における水平方向の断面図である。 燃料キャップのストッパおよび拘束部の作用を説明する説明図である。

符号の説明

１０...燃料キャップ
２０...キャップ本体
２０ａ...外管体
２０ｂ...弁室形成体
２１...雄ネジ部
２１ａ...ネジ山
２１ｂ...ネジ溝
２１ｃ...始端部
２１ｄ...ストッパ
２１ｅ...拘束部
２２...フランジ部
２２ａ...上面
２２ｂ...係合突部
２３...本体側係合部
２３ａ...押圧突部
２３ｂ...押圧突部
２３ｃ...ガイド段
２４...シール保持部
２４ａ...第１シール壁面
２４ｂ...ストッパ段部
２４ｃ...第２シール壁面
２４ｄ...シール下面
２５...弁室
３０...内蓋
４０...蓋体
４１...上壁
４１ａ...凹所
４２...操作部
４２ａ...下壁
４２ｂ...凹所
４３...側壁
４３ａ...係合突部
４４...トルク伝達リブ
４５...第１係合部
４５ａ...第１ガイド面
４５ｂ...規制面
４５ｃ...第２ガイド面
４６...ガイド突部
５０...調圧弁
８０...トルク機構
８２...トルク伝達部
８４...クリック音発生部
９０...トルクプレート
９１...トルク本体
９１ａ...アーム支持部
９１ｂ...外環部
９１ｃ...連結部
９２...ガイド突起
９３...撓みバネ
９３ａ...係合端
９４...クリック用アーム
９４ａ...アーム本体
９４ｂ...支持根元
９４ｃ...第２係合部
９４ｃ１...垂直壁
９４ｃ２...傾斜面
９４ｃ３...コーナー面
９５...リブ用ガイド部
９５ａ...押圧端
９５ｂ...押圧端
９６，９７...第１および第２スプリング片
９６ａ...アーム
９６ｂ...押圧突起
９７ａ...アーム本体
９７ｂ...押圧突起
９７ｃ...切欠
９８...プレート係合部
９８ａ...係合爪
９８ｂ...切欠
９９...装着部
９９ａ...係合爪
９９ｂ...係合凹所
ＦＮ...フィラーネック
ＦＮｂ...注入口
ＦＮｃ...雌ネジ部
ＦＮｃ１...始端部
ＦＮｆ...シール面
ＧＳ...ガスケット
ＧＳａ...ガスケット本体
ＧＳｂ...スリット
ＧＳｃ...第１リップ
ＧＳｄ...第２リップ
ＧＳｅ...連結部
ＧＳｆ...回り止め部
ＧＳｐ...空気通路
Ｇｐ...ギャップ
ＡＧ...空隙

Claims (1)

1. 開口側係合部を有するタンク開口を開閉しかつシール保持部（２４）を有するキャップ本体（２０）と、上記シール保持部（２４）に保持され上記キャップ本体（２０）の締め込み方向に圧縮されることで上記タンク開口のシール面（ＦＮｆ）に対してシールするガスケット（ＧＳ）とを備えた燃料キャップにおいて、
   上記ガスケット（ＧＳ）は、
   上記シール面（ＦＮｆ）に押圧される第１リップ（ＧＳｃ）と、第２リップ（ＧＳｄ）と、上記第１リップ（ＧＳｃ）と上記第２リップ（ＧＳｄ）とを連結する連結部（ＧＳｅ）とを有し、上記第１リップ（ＧＳｃ）、上記第２リップ（ＧＳｄ）および上記連結部（ＧＳｅ）とにより断面Ｃ字形に形成されたガスケット本体（ＧＳａ）と、
   上記連結部（ＧＳｅ）の内周部であり上記ガスケット（ＧＳ）の高さ方向の中央部位から該ガスケット（ＧＳ）の軸心に向けて突設された回り止め部（ＧＳｆ）と、
   を備え、
   上記シール保持部（２４）は、上記ガスケット（ＧＳ）を支持する環状凹所であり、
   上記第２リップ（ＧＳｄ）を支持する第１シール壁面（２４ａ）と、該第１シール壁面（２４ａ）から上記締め込み方向に延設されて第１シール壁面（２４ａ）とともに上記環状凹所を形成する第２シール壁面（２４ｃ）と、上記第２シール壁面（２４ｃ）に形成され上記キャップ本体（２０）の軸方向に向かって形成された平面を有し該平面に上記回り止め部（ＧＳｆ）が当たることで上記回り止め部（ＧＳｆ）を位置決めするストッパ段部（２４ｂ）とを備え、上記第２シール壁面（２４ｃ）は、上記連結部（ＧＳｅ）との間にギャップ（Ｇｐ）を隔てるとともに、上記第１リップ（ＧＳｃ）が上記シール面（ＦＮｆ）から圧縮力を受けたときに上記連結部（ＧＳｅ）が上記ギャップ（Ｇｐ）を狭めるように設けられており、
   上記回り止め部（ＧＳｆ）は、上記第１リップ（ＧＳｃ）が上記シール面（ＦＮｆ）により押されることで上記第２リップ（ＧＳｄ）が上記第１シール壁面（２４ａ）で受ける最大のシール面圧が発生する箇所より上記ストッパ段部（２４ｂ）に発生するシール面圧が小さくなる箇所に設けられ、上記第１リップ（ＧＳｃ）が上記シール面（ＦＮｆ）と接触する点をＰ１、上記第２リップ（ＧＳｄ）が上記第２シール壁面（２４ｃ）と接触して最大面圧を受ける点をＰ２とし、Ｐ１とＰ２とを結ぶ線をＬｎ１とし、さらにＰ１が上記回り止め部（ＧＳｆ）と結ぶ線をＬｎ２とすると、Ｌｎ１とＬｎ２とがなす角度αが、３０〜６０゜となる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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