JP4314690B2 - 燃料タンクの給油装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料注入管の燃料通路を通じて、タンク本体へ給油するための燃料タンクの給油装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の燃料タンクの給油装置では、燃料注入管を通じて燃料を供給する際に、燃料キャップを開閉する。燃料キャップは、燃料タンク内の燃料蒸気が大気に放出されるのを防止するために、燃料注入管の開口部(フィラーネック)に対してガスケットを押圧している。すなわち、燃料キャップは、筒状のケーシング本体の外周にガスケットを装着している。このガスケットは、燃料キャップがフィラーネックの注入口に螺着されるときに、フィラーネックに対して捻り力を受けながら密着してシール力を得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料キャップは、フィラーネックに装着する際に回転操作を行なって注入口を閉じているので、ガスケットがフィラーネックとの摩擦力に伴う捻れ力を受ける。このような捻れ力は、ガスケットの全体にわたって均一とすることが難しく、シール性を高める場合の支障になっていることが、本願発明者により見いだされた。
【0004】
また、給油ガンを注入口に挿入するときに、給油ガンが、ガスケットによりシールするシート面に衝突してシート面に傷を生じると、シール性が低下するという問題もあった。
【0005】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、燃料キャップの開閉時の操作性に優れるとともに、燃料タンクの外気に対するシール性を高めた燃料タンクの給油装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、
燃料注入管の燃料通路を通じて、燃料を貯留するタンク本体へ給油するための燃料タンクの給油装置において、
上記燃料注入管に着脱可能に装着されるケーシング本体と、
上記ケーシング本体に設けられ、上記燃料通路を開閉可能に操作するための操作部と、
上記ケーシング本体と上記燃料注入管の内壁面との間に介在するシール手段と、
上記シール手段を押圧して拡径するように押圧するシール押圧部材と、上記操作部の回転操作により生じる上記ケーシング本体の回転方向への力を、上記シール押圧部材を軸方向へ移動して上記シール手段を押圧する力に変換するカム手段と、
を備え、
上記カム手段は、
上記ケーシング本体に形成された上カムと、
上記シール押圧部材の上部に形成され上記上カムに押されて下方へ移動する下カムと、
上記燃料注入管に設けられ、上記上カムおよび上記下カムをガイドするガイド溝を有するガイド部材と、
を備え、
上記上カムおよび上記下カムは、上記ガイド溝にガイドされることにより、上記上カムが上記下カムを上記シール押圧部材とともに押し下げて上記シール手段が上記ケーシング本体と上記燃料注入管の内壁面との間をシールするように構成するとともに、上記ガイド溝に係合することで上記ケーシング本体を上記燃料注入管に対して抜止めするように構成されていること、
を特徴とする。
【0007】
本発明にかかる燃料タンクの給油装置では、操作部によりケーシング本体を開く操作をして、ケーシング本体を燃料注入管から外すことにより、燃料が燃料注入管の燃料通路を通じてタンク本体へ送られる。一方、ケーシング本体を燃料注入管に装着して、操作部を閉じる方向へ操作すると、拡径手段は、シール部材を押圧して拡径させる。シール部材の拡径により、ケーシング本体と燃料注入管との間をシールする。したがって、シール手段は、押圧される力によりケーシング本体と燃料注入管との間をシールするので、従来の技術で説明したような、捻られる力を受けず、均一なシール力を得ることができる。
【0008】
本発明の好適な態様として、拡径手段は、操作部を閉じる方向へ回転操作したときに、シール押圧部がシール部材を押圧する力に変換するカム手段の構成をとることができる。
【0009】
ここで、シール部材は、拡径手段によりシール力を高めることができる方向にシールする構成であればよく、ケーシング本体に装着するほか、燃料注入管に装着してもよい。
【0010】
また、本発明の好適な態様として、シール部材が着座するシート面を燃料通路内における注入口から見えない位置に配置することにより、燃料通路内に給油ガンを挿入したときに、給油ガンがシート面に当たらない。よって、シート面に形成される傷により生じるシール性の低下がない。
【0011】
また、本発明では、燃料注入管の内側にシート面を配置し、そのシート面をシール部材でシールする構成をとっているので、従来の技術で説明した燃料注入管の注入口の付近でシールするよりも、シール部材を小さくすることができるとともに、小さい力で優れたシール性を得ることができる。
【0012】
さらに、拡径手段は、ケーシング本体の回転力を、シール部材がシート面に対して押圧してシール力を高める方向への力に変換する構成をとることにより、シール部材は、シート面に押圧するように圧縮されて高いシール力を得ることができる。したがって、従来の技術で説明したように、摩擦力、捻られる力を受けず、シール部材の材質、表面処理(状態)、形状の自由度が大きく、シール性の高い設計が可能である。
【0013】
【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。
【0014】
図1は本発明の一実施の形態にかかる燃料キャップ10を備えた給油機構を示す断面図、図2は燃料キャップ10を分解して示す断面図である。図1および図2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インレットパイプIPのフィラーネック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に収納された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とフィラーネックFNとの間にわたって設けた拡径手段としてのカム手段80と、ケーシング本体20の下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シール手段100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62と、弁保持部材62を介して弁体61に付勢するコイルスプリング63とを備えている。一方、負圧弁70は、弁体71と、弁体71を付勢するコイルスプリング72とを備えている。上記カム手段80は、ケーシング本体20の回転力を軸方向の力に変換することでシール手段100を圧縮して該シール手段100を拡径することにより、シール手段100の側部とシート面IPaとの間をシールするように構成されている。
【0015】
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がコイルスプリング63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。
【0016】
以下、燃料タンクの給油機構の詳細な構成を説明する。図2において、ケーシング本体20は、フィラーネックFNに着脱自在に装着されるものであり、2重壁になった円筒状の側壁21と、この側壁21の上部に一体的に形成されたフランジ22と、下開口23aに装着された下蓋体25とを備えており、ポリアセタールなどの樹脂材料により射出成形により形成されている。また、フランジ22は、後述するように蓋体40に装着するための上部係合部22aを備えている。
【0017】
下蓋体25は、ケーシング本体20の下開口23aの周縁部に固着されており、弁室23の上方へ向けて突設されたシール側壁部25bと、シール側壁部25bの下部に形成された下壁25cと、下壁25cから外周方向へ延設されかつシール手段100を保持するシール保持部25dとを備えている。上記シール側壁部25bの上部には、正圧弁60の弁体61が着離する環状シート部25eが形成されている。
【0018】
蓋体40は、ケーシング本体20に装着されるとともに、上板41と、側板42を備え、上板41と側板42とにより囲まれたカップ状に構成されている。側板42の内側には、ケーシング本体20のフランジ22の上部係合部22aに係合して、ケーシング本体20に取り付けるための係合段部42aが形成されている。この構成により、蓋体40は、係合段部42aおよびフランジ22の上部係合部22aを介してケーシング本体20の上部に装着されている。また、上板41の上部には、燃料キャップ10を開閉操作するための操作部43が設けられている。
【0019】
図3はケーシング本体20の下部のカム手段80の周辺を拡大して示す断面図である。カム手段80は、ケーシング本体20の下部とインレットパイプIPとの間に設けられている。図4はカム手段80を分解して示す斜視図である。図3および図4において、上記カム手段80は、シール作用を果たさせるためにシール手段100を押圧する手段であり、ケーシング本体20の側下部に形成された上カム81と、上カム81に押されて下方へ移動する下カム82を有するシール押圧部材83と、上カム81および下カム82をガイドするガイド溝86を有するガイド部材85とを備えている。上カム81および下カム82は、ケーシング本体20の周方向に所定角度(143゜)で2カ所、ガイド溝86に挿入されるようにそれぞれ設けられている。すなわち、上カム81は、外周方向へ台形に突設され、一方、下カム82は、上カム81と点対称の台形に突設されている。上カム81の下面には、係合突起81aが形成され、一方、下カム82の上面には、上記係合突起81aに係合する係合凹所82aが形成されている。
【0020】
また、ガイド部材85は、インレットパイプIPの内壁に装着されており、2カ所の上カム81および下カム82に対応するように、同じ形状の2つのガイド溝86を有している。図5はガイド溝86を説明する説明図であり、図5(A)〜図5(D)に示すように、ガイド溝86は、燃料キャップ10の開閉動作にしたがって上カム81および下カム82を移動させる一連の動作をする。なお、図5では2つ設けられたガイド溝86のうち1つを示している。ガイド溝86は垂直方向の導入溝86aと、導入溝86aに対して所定角度傾斜した主ガイド溝86bと、主ガイド溝86bの端部に形成されかつ先端に進むにしたがって狭くなるガイド端溝86cと、主ガイド溝86bとガイド端溝86c間でありかつ下方に向かって形成されたカム待避溝86dとを備えている。カム待避溝86dの側壁から上方でかつ上記ガイド端溝86cの開口端には、カム規制壁86eが形成されている。該カム規制壁86eは、下カム82が当たりかつ、上カム81によって下方へ押圧されたときに、下カム82がガイド端溝86cへ移動するのを規制して、カム待避溝86dへガイドするように形成されている。なお、図5のカム手段80の動作については、燃料キャップ10の開閉動作とともに後述する。
【0021】
図3および図4に戻り、シール手段100は、シール押圧部材83によって押圧されることによりシール作用を果たす部材であり、断面6角形でありかつ環状のスプリング収納室101aを有するシールゴム体101と、シールゴム体101の内周側に形成されかつ互いに合わされた突出端部101cと、スプリング収納室101aに収納された復帰用スプリング103とを備え、突出端部101cの間に形成された開口101bから、復帰用スプリング103を収納するように構成されている。
【0022】
復帰用スプリング103は、環状の上リング103aおよび下リング103bと、上リング103aと下リング103bとを所定間隙隔てるとともに上リング103aと下リング103bとを連結する連結スプリング材103cと、を備え、上リング103aと下リング103bとの間に圧縮力を加えられたときに、連結スプリング材103cで付勢力を生じるように構成されている。
【0023】
このシール手段100の構成において、シール手段100の上面がシール押圧部材83により押圧されると、復帰用スプリング103のスプリング力に抗してシールゴム体101が圧縮されて拡径して、シールゴム体101の側面がシート面IPaに当たってシール作用を果たす。そして、シール手段100の上面からシール押圧部材83による押圧する力を解除すると、復帰用スプリング103によりシールゴム体101は、元の形状に復帰する。
【0024】
シール手段100を製造するには、まず、射出成形法により、断面末広がりの樋形状のシールゴム体101を形成する。次に、シールゴム体101の両側の突出端部101cを互いに合わせて断面6角形に癖付けし、さらに突出端部101cの間を広げて、開口101bから連結スプリング材103cをスプリング収納室101a内に収納する。これにより、シール手段100が作製される。
【0025】
次に、燃料キャップ10の開閉動作およびこれに伴うシール手段100のシール作用について図5、図6ないし図8にしたがって説明する。図6において、手で蓋体40の操作部43をもって、ケーシング本体20をフィラーネックFNの注入口FNbから挿入すると、図5(A)に示すように、上カム81および下カム82がガイド部材85の導入溝86aの下端まで挿入される。そして、蓋体40を回転すると、ケーシング本体20もインレットパイプIPに対して回転する。
【0026】
ケーシング本体20の回転につれて、図5(B)および図7に示すように、上カム81、下カム82が主ガイド溝86bに沿ってガイドされることにより、ケーシング本体20もやや下方へ移動する。このとき、シール手段100もケーシング本体20と一体に回転する。そして、ケーシング本体20が所定角度回転したときに、図5(C)に示すように、下カム82は、カム規制壁86eに当たって移動が規制される。この状態にて、さらにケーシング本体20を回転すると、図5(D)および図8に示すように、上カム81はガイド端溝86c側へ突入するとともに、下カム82を下方へ押してカム待避溝86dへ移動させる。下カム82の下方への移動により、シール押圧部材83の下端でシール手段100を押圧する。
【0027】
これにより、該シール手段100は、復帰用スプリング103の弾性力に抗して押しつぶされて拡径して、インレットパイプIPのシート面IPaに密着してシールする。このとき、上カム81および下カム82は、インレットパイプIPに固定されたガイド部材85の主ガイド溝86bに係合していることになるから、燃料キャップ10は、インレットパイプIPから抜止される。
【0028】
一方、燃料キャップ10を開ける場合には、蓋体40を反時計方向へ回転すると、ケーシング本体20が一体に回転し、これに伴って上カム81も図5(D)から図5(C)の位置まで移動する。上カム81が図5(C)の位置まで戻ると、下カム82がシール手段100の復元力によりカム待避溝86dから出る。さらにケーシング本体20の回転により、上カム81の係合突起81aが下カム82の係合凹所82aに係合して上カム81と下カム82とが一体になって、主ガイド溝86b内を移動して導入溝86aに戻り、蓋体40およびケーシング本体20をインレットパイプIPから抜くことができる位置になる(図5(B))。この位置にて、蓋体40を軸方向へ引き上げることにより蓋体40およびケーシング本体20がインレットパイプIPから外され、注入口FNbが開かれる。そして、注入口FNbに、給油ガンFGを挿入すると、給油ガンFGからの燃料は、燃料通路Paを通じて燃料タンクへ供給可能となる。
【0029】
上記燃料キャップ10を備えた給油機構によれば、以下の作用効果が得られる。
【0030】
(1) 給油する際に、燃料キャップ10を回動することにより注入口FNbを閉じれば、ケーシング本体20の回転力が、カム手段80を介して、シール手段100をシート面IPaに対して強く押圧する方向への力に変換されて、シール手段100がシート面IPaとの間をシールするので、燃料タンク内と外部との間に高いシール性を得ることができる。しかも、シール手段100は、カム手段80により上下方向への均一の圧縮力だけを受け、従来のようにねじれる力を受けないので、均一なシール力を得ることができる。
【0031】
(2) 燃料キャップ10を閉じる際に、シール手段100は、シール押圧部材83により押圧されて、拡径することによりシート面IPaに押圧されてシールし、つまり、圧縮力を受けるだけで、大きな捻れ力を受けず、耐久性に優れている。
【0032】
(3) シート面IPaは、インレットパイプIPの奥に配置されているので、給油ガンFGの先端が当たって傷が生じにくく、高いシール性を維持することができる。
【0033】
(4) シート面IPaは、インレットパイプIPの奥でしかも垂直面に形成されているので、給油時の燃料により洗われて、燃料がタール状になって溜まることによるシール性の低下がない。
【0034】
(5) 燃料キャップ10の開閉時に、シール手段100から大きな滑り抵抗力を受けず、押圧する力だけであるので、燃料キャップ10を操作するときに必要な回転トルクが小さくなり、操作性に優れている。
【0035】
図9は他の実施の形態にかかるカム手段80Bの周辺を示す断面図である。この実施の形態は、シール手段120に特徴を有している。図9において、シール手段120は、断面V字形のシールゴム体121を備え、このシールゴム体121の押圧溝121aにシール押圧部材83Bの先端を突入させた状態に配置されている。また、押圧溝121aの表面には、滑材が塗布されて、シール押圧部材83Bの移動を円滑にし、また、その底面には、スプリング作用のある復帰用突起121bが突設されている。この構成により、ケーシング本体20の下方への移動により、シール押圧部材83Bが下方へ移動してシールゴム体121が圧縮されて拡径する。そして、シールゴム体121の側面がシート面IPaに対して押圧してシールする。このとき、復帰用突起121bがシール押圧部材83Bの下端で押しつぶされる。このシール手段120では、シールゴム体121の断面V字状の復元力および潰された復帰用突起121bが元の形状に復帰する力により、圧縮力が解除されたときに元の形状に復帰するから、ばねを必要とせず、構成が簡単になる。
【0036】
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。
【0037】
(1) シール手段を元の形状に復帰させる復帰手段として、図3の復帰用スプリング103や、図9のゴム自身の弾性力を利用しているが、この他に元の位置に形状に戻る手段であれば特に限定されず、たとえば、シールゴム内を気密にした空気圧を利用したり、シールゴム体101内に環状のゴム体を収納し、このゴム体の復元力を利用したりしてもよい。
【0038】
(2) シール手段は、ケーシング本体に装着するほか、インレットパイプの内壁面に装着するなど、その位置、形状は種々の形状を採ることができる。
【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を備えた給油機構を示す断面図である。
【図2】燃料キャップ10を分解して示す断面図である。
【図3】ケーシング本体20の下部のカム手段80の周辺を拡大して示す断面図である。
【図4】カム手段80を分解して説明する説明図である。
【図5】ガイド溝86を説明する説明図である。
【図6】燃料キャップ10で注入口FNbを閉じる動作を説明する説明図である。
【図7】図6に続く動作を説明する説明図である。
【図8】図7に続く動作を説明する説明図である。
【図9】他の実施の形態にかかるシール手段120の周辺を示す断面図である。
【符号の説明】
10…燃料キャップ
12…シールゴム体
20…ケーシング本体
21…側壁
22…フランジ
22a…上部係合部
23…弁室
23a…下開口
25…下蓋体
25b…シール側壁部
25c…下壁
25d…シール保持部
25e…環状シート部
40…蓋体
41…上板
42…側板
42a…係合段部
43…操作部
50…内蓋
60…正圧弁
61…弁体
62…弁保持部材
63…コイルスプリング
70…負圧弁
71…弁体
72…コイルスプリング
80…カム手段
80B…カム手段
81…上カム
82…下カム
83…シール押圧部材
83B…シール押圧部材
85…ガイド部材
86…ガイド溝
86a…導入溝
86b…主ガイド溝
86c…ガイド端溝
86d…カム待避溝
86e…カム規制壁
100…シール手段
101…シールゴム体
101a…スプリング収納室
101b…開口
101c…突出端部
103…復帰用スプリング
103a…上リング
103b…下リング
103c…連結スプリング材
120…シール手段
121…シールゴム体
121a…押圧溝
IP…インレットパイプ
IPa…シート面
Pa…燃料通路
FN…フィラーネック
FNb…注入口
FG…給油ガン

Claims (2)

  1. 燃料注入管の燃料通路(Pa)を通じて、燃料を貯留するタンク本体へ給油するための燃料タンクの給油装置において、
    上記燃料注入管に着脱可能に装着されるケーシング本体(20)と、
    上記ケーシング本体(20)に設けられ、上記燃料通路(Pa)を開閉可能に操作するための操作部(43)と、
    上記ケーシング本体(20)上記燃料注入管の内壁面との間に介在するシール手段(100)と、
    上記シール手段(100)を押圧して拡径するように押圧するシール押圧部材(83)と、上記操作部(43)の回転操作により生じる上記ケーシング本体(20)の回転方向への力を、上記シール押圧部材(83)を軸方向へ移動して上記シール手段(100)を押圧する力に変換するカム手段(80)と、
    を備え、
    上記カム手段(80)は、
    上記ケーシング本体(20)に形成された上カム(81)と、
    上記シール押圧部材(83b)の上部に形成され上記上カム(81)に押されて下方へ移動する下カム(82)と、
    上記燃料注入管に設けられ、上記上カム(81)および上記下カム(82)をガイドするガイド溝(86)を有するガイド部材(85)と、
    を備え、
    上記上カム(81)および上記下カム(82)は、上記ガイド溝(86)にガイドされることにより、上記上カム(81)が上記下カム(82)を上記シール押圧部材(83)とともに押し下げて上記シール手段(100)が上記ケーシング本体(20)と上記燃料注入管の内壁面との間をシールするように構成するとともに、上記ガイド溝(86)に係合することで上記ケーシング本体(20)を上記燃料注入管に対して抜止めするように構成されていること、
    を特徴とする燃料タンクの給油装置。
  2. 請求項1の燃料タンクの給油装置において、
    上記ガイド溝(86)は、垂直方向の導入溝(86a)と、該導入溝(86a)に対して所定角度傾斜した主ガイド溝(86b)と、該主ガイド溝(86b)の端部に形成されかつ先端に進むにしたがって狭くなるガイド端溝(86c)と、該主ガイド溝(86b)と上記ガイド端溝(86c)との間でありかつ下方に向かって形成されたカム待避溝(86d)と、該カム待避溝(86d)の側壁から上方でかつ上記ガイド端溝(86c)の開口端に形成されたカム規制壁(86e)と、
    を備え、
    上記カム規制壁(86e)は、上記下カム(82)が当たりかつ上記上カム(81)によって下方へ押圧されたときに、上記下カム(82)が上記ガイド端溝(86c)へ移動するのを規制して上記カム待避溝(86d)へガイドするように形成されている燃料タンクの給油装置。
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