JP4770832B2 - 燃料キャップ - Google Patents
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燃料キャップにおいて、
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タンク開口に形成された上記開口側係合部に係合するケーシング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回転させるための操作機構と、
上記閉止体の上部に配置された本体側係合部と、上記操作機構と上記閉止体との間に介在するトルクプレート本体および該トルクプレート本体に形成された弾性トルク片を有するトルク部材と、を有し、上記操作機構に加わった回転トルクを上記トルク部材を介して上記閉止体に伝達するトルク伝達機構と、
を備え、
上記弾性トルク片は、上記トルクプレート本体との間でスペースを形成したアーチ状の片持ち梁で形成され、上記トルクプレート本体に連結した支持端部である一端部と、該弾性トルク片の自由端である他端部と、上記一端部と上記他端部との間に上記本体側係合部に係合するトルク片側係合部とを有し、上記他端部は、上記トルクプレート本体の外周部に向けて屈曲することで上記スペースを形成しており、
上記トルク伝達機構は、上記トルク片側係合部が上記本体側係合部によって押圧されることで、上記他端部が上記トルクプレート本体に当たった状態にて、上記スペースを狭くするように上記弾性トルク片が弾性変形し、上記回転トルクが所定値を超えたときに上記トルク片側係合部が上記本体側係合部を乗り越え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)を備えたキャップ装置を一部破断して示す図である。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ための注入口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、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、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た蓋体40と、蓋体40の上面に装着された操作ハンドル45と、クラッチ機構60およびトルク伝達機構80(連結機構)と、テザー機構100と、ケーシング本体20の上部外周に装着されてケーシング本体20とフィラーネック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。
図1において、ケーシング本体20は、ほぼ円筒状の外管体21と、外管体21の内側に一体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されることにより弁室24を形成している。
図1に示すように、内蓋30は、その外周部にフランジ32が形成されており、このフランジ32の下端で弁室形成体22の上部に、超音波溶着により接合されている。
蓋体40は、上壁41と、上壁41の外周部に形成された側壁43とを備え、カップ形状に一体成形されている。側壁43の下部内側には、支持突部43aが突設されている。支持突部43aは、側壁43の周方向に沿って等間隔で6カ所突設されている。支持突部43aは、トルク伝達機構80のトルク部材90の外周部に係合することにより、蓋体40がトルク部材90を介してケーシング本体20に回転可能に組み付けられている。なお、蓋体40の組付構造については、後に詳細に説明する。
図5は燃料キャップの上部の部品を分解して示す斜視図である。操作ハンドル45は、コーナーを面取りされた矩形のハンドル本体46を備えている。ハンドル本体46は、その外周中央部を凹ませた操作用凹所46aを有する半円形状に形成されている。上記操作用凹所46aは、操作ハンドル45が倒れた収納姿勢(図1参照)にあるときに操作しやすいように指を入れるための凹所である。
操作ハンドル45は、蓋体40の上壁41に軸支機構50により回動可能に装着されている。軸支機構50は、蓋体40の上壁41から突設された軸支持部51,52と、操作ハンドル45に形成されかつ上記軸支持部51,52に回動自在に軸支される軸被支持部55,56とを備えている。
図6は操作ハンドル45を蓋体40から外した状態を示す正面図である。軸支持部51,52は、操作ハンドル45を回転自在に支持するための部材であり、蓋体40を中心に1対設けられている。軸支持部51は、脚部51aと、この脚部51aの側部から突設された軸部51bとを備え、上記軸部51bを中心に操作ハンドル45を回動可能に支持する。また、軸支持部52は、脚部52aと、この脚部52aの上部に軸部52bを備えている。軸部52bの側部には、軸穴52fが形成されている。
軸被支持部55,56は、操作ハンドル45の下部から中央部にかけて形成されており、蓋体40の軸支持部51,52を介して、操作ハンドル45を支持する作用を備えている。軸被支持部55は、操作ハンドル45の下部および一方の側部が開放された開口部55aと、この開口部55aに軸方向に繋がった断面円形の軸孔55bとを備えている。この開口部55aおよび軸孔55bは、軸支持部51の軸部51bを軸支するように形成されている。
図9は操作ハンドル45を蓋体40に組み付ける作業を説明する説明図である。操作ハンドル45を軸支機構50によって蓋体40に組み付けるには、軸支持部51を軸被支持部55に嵌合した後に、軸支持部52を軸被支持部56の開口部56aに挿入して、ピン56hをピン装着孔56gに挿入し、さらに挿入支持部56iを軸穴52fに嵌合する。これにより、操作ハンドル45が軸支機構50を介して蓋体40に回動自在に組み付けられる。
図10は図7の10−10線に沿った断面図、図11は図10の操作ハンドル45を組み付ける前の状態を示す断面図である。操作ハンドル45は、付勢機構57により、収納姿勢の方向に付勢されている。付勢機構57は、軸支持部52の側部に突設されたカム58と、操作ハンドル45に設けられたカム支持部59とを備えている。図11において、カム58のカム面58aは、軸心O1、半径r1のほぼ半円状の円弧面58bと、軸心O1から偏心した中心O2、半径r2の湾曲凸面58cとにより形成されている。カム支持部59は、カム支持弾性片59aとカム支持突条59bとによりカム面58aを挟持するように二股に形成されている。カム支持弾性片59aは、操作ハンドル45の回動に伴ってカム面58aに倣うときに、弾性的に撓むように片持ち片になっている。カム支持弾性片59aの内側には、円弧面58bに倣った形状のカムガイド面59cが形成されている。一方、カム支持突条59bは、ハンドル本体46と一体に形成されており、カム支持弾性片59aとほぼ平行に配置されている。
図13は燃料キャップ10を分解して示す斜視図、図14はクラッチ機構60の非連結状態を説明する説明図、図15は連結状態を説明する説明図である。クラッチ機構60は、操作ハンドル45に加わる回転トルクを、トルク伝達機構80に伝達または非伝達するための機構であり、クラッチ部材70と、トルク部材90に形成されたクラッチスプリング92およびクラッチアーム93と、操作ハンドル45の両側の下面に形成されたカム面62と、を備えている。
図13において、クラッチ部材70は、射出成形により一体成形されており、クラッチ本体71を備えている。クラッチ本体71は、円板形状の上壁72と、72の外周部から下方に延設された側壁73とを備え、上壁72と側壁73とにより囲まれた内側が収納凹所71a(図14参照)になっている。
トルク部材90の上面には、3つのクラッチスプリング92が周方向に120゜の位置に形成されている。クラッチスプリング92は、クラッチ部材70に対して上下方向のスプリング力を与えるものである。クラッチスプリング92は、トルク部材90の上面と同一面でありかつ周方向に延設されたアーム92aと、アーム92aの先端でトルク部材90の上面より突出した押圧突起92bとを備えている。クラッチスプリング92は、片持ち片であり、トルク部材90の上面の切欠92c内で一端が傾動するように形成されており、これにより、クラッチ部材70に対して上方に付勢するように作用する。
図17は図15の17−17線に沿った付近の断面図、図18は第1クラッチ部63の動作を説明する説明図である。第1クラッチ部63は、操作ハンドル45から加えられる閉じ方向への回転トルクを操作姿勢および収納姿勢のいずれの姿勢であっても伝達状態にする機構である。
図19は第2クラッチ部65を説明する説明図である。第2クラッチ部65は、操作ハンドル45から加わる開き方向への回転トルクを操作姿勢のときだけ伝達する機構である。
図21はトルク部材90を示す斜視図である。トルク部材90は、樹脂から形成された2段の円板に、中央の凸部および係合部を形成したものである。すなわち、トルク部材90は、トルクプレート本体91を備えている。トルクプレート本体91は、上円部91aと、上円部91aの外側下方に配置された外環部91bと、外環部91bを3カ所で接続する連結部91cとを備えている。上円部91aには、上述したクラッチ機構60を構成するクラッチスプリング92が設けられ、さらにその外周側にクラッチアーム93が設けられている。
図22に示すように、トルク部材90の外環部91bの内周側に、プレート装着機構の一部を構成する係合爪97が形成されている。係合爪97は、トルク部材90の中心方向に形成された舌片であり、軸方向に弾性変形可能に形成されている。上記係合爪97の上面には、後述する脆弱部位を構成する脆弱溝97aが形成されている。図23はケーシング本体20の上部の付近を示す断面図である。ケーシング本体20の外管体21の上部外周には、係合凹所21cが形成されている。係合爪97を係合凹所21cに圧入することにより、トルク部材90がケーシング本体20の上部外周で回転可能に装着されている。
図1に示すトルク伝達機構80は、燃料キャップ10で注入口FNbを閉じる動作の際に、操作ハンドル45に所定以上の回転トルクを与え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。
図28(A)に示すように、トルク部材90の上円部91aの外周部であって、連結部91cとの間には、脆弱部98(脆弱部位)の一部を構成する脆弱溝98aが形成されている。脆弱溝98aは、周方向に沿って3カ所に形成されており、これらの脆弱溝98aは、連結部91cの間の切欠きを周方向に接続する円周に沿って設けられている。また、係合爪97の上面にも、円弧状に脆弱溝97aにより脆弱部位が形成されている。連結部91cは、の機械的強度を上円部91aおよび外環部91bより小さくする柱状または脚状に形成しているので、この部位でも脆弱部位として作用する。
図29はテザー機構100の付近を示す断面図、図30はテザー機構100を示す平面図、図31はテザー機構100の斜視図である。テザー機構100は、給油時に燃料キャップ10の紛失や脱落を防止するためのものであり、テザー回転支持体101と、連結部材110と、支持端120とを備えている。図29に示すように、テザー回転支持体101は、トルク部材90の支持壁部99の一端に回転可能に支持されている。すなわち、テザー回転支持体101は、支持壁部99の全周に沿って環状に形成されており、外環壁102と、底壁103と、内環壁104とにより断面コ字形に形成され、その間を環状凹所101aとしている。外環壁102は、内環壁104より高く形成されている。外環壁102の内壁には、係合突起102aが突設されている。図30に示すように、係合突起102aは、周方向に等間隔で6カ所突設されており、図29に示すように、支持壁部99の係合爪99aが環状凹所101aに突入したときに、係合突起102aに係合することにより、テザー回転支持体101がトルク部材90に回転可能に支持される。
燃料キャップ10を組み付けるには、まず、図9に示すように蓋体40に操作ハンドル45を組み付ける。一方、図1に示すように、ケーシング本体20の弁室24に調圧弁35を組み付け、内蓋30のフランジ32を弁室形成体22の上部に超音波溶着する。続いて、図23に示すように、トルク部材90の係合爪97を、ケーシング本体20の係合凹所21cに圧入して、トルク部材90をケーシング本体20に組み付ける。さらに、クラッチ部材70のボタン74を蓋体40の貫通孔41aに位置合わせしてクラッチ部材70を蓋体40に組み付けた後、蓋体40の支持突部43aを係合凹所91dに係合させることにより、蓋体40をトルク部材90に組み付ける。その後、図29に示すように、テザー機構100のテザー回転支持体101を支持壁部99の係合爪99aに圧入することにより、テザー機構100をトルク部材90に組み付ける。これにより燃料キャップ10が完成する。
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開閉動作について説明する。
燃料キャップ10で注入口FNbが開いた状態にて、図14に示すように、操作ハンドル45を指で掴んで引き起こすと、操作ハンドル45は、付勢機構57(図10参照)およびクラッチスプリング92(図20参照)のスプリング力に抗して、図14に示す軸支持部51,52を中心に回動する。操作ハンドル45の回転により、カム面62がクラッチ部材70のボタン74の押圧面74aを押す。クラッチ部材70は、図15に示すように、トルク部材90のクラッチスプリング92の付勢力に抗して下方へ移動する。
図1の状態にて、操作ハンドル45、蓋体40、クラッチ部材70は、開き方向(反時計方向)に対して、トルク部材90およびケーシング本体20に拘束されず、空回り可能な状態になる。したがって、蓋体40や操作ハンドル45が衝突などに伴う開き方向に外力を受けても、空回りし、トルク伝達機構80を通じて回転トルクをケーシング本体20に伝達しないから、シール性を損なうことがない。
一方、燃料キャップ10の開き操作をするには、図15に示すように、操作ハンドル45を指で摘んで引き起こす。これにより、操作ハンドル45の中央下部のカム面62がクラッチ部材70のボタン74の押圧面74aを押し、クラッチ部材70が下方に移動する。この状態にて、操作ハンドル45を反時計方向に回転すると、図20(B)に示すように、第2クラッチ歯体76の係合面76aが第2クラッチ係合部94の係合面94aに当たって、クラッチ部材70の反時計方向の回転に伴ってトルク部材90が同方向に回転する。
図35は操作ハンドル45をクラッチスプリング92により戻す動作を説明する説明図、図36は操作ハンドル45を付勢機構57により戻す動作を説明する説明図である。燃料キャップ10を開閉操作するには、操作ハンドル45を収納姿勢から操作姿勢へ回動させるが、このとき、付勢機構57およびクラッチスプリング92によるスプリング力により、操作ハンドル45を収納姿勢へ復帰させる方向への回転トルクに抗して行なわれる。このような復帰させる方向への回転トルクが常に付勢されるのは、以下の理由による。
(1) 車両の走行時に、操作ハンドル45を倒して蓋体40からの突出高さを小さくすることにより、操作ハンドル45が外力を受け難くしている。
(2) 車両の走行時に、操作ハンドル45のバタツキを抑制し、異音の発生を抑制している。
20...ケーシング本体(閉止体)
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
21c...係合凹所
22...弁室形成体
24...弁室
25...本体側係合部
25a...第1係合面
25b...第2係合面
30...内蓋
32...フランジ
35...調圧弁
40...蓋体
41...上壁
41a...貫通孔
41b...下面
43...側壁
43a...支持突部
45...操作ハンドル
46...ハンドル本体
46a...操作用凹所
50...軸支機構
51...軸支持部
51...軸支持部
51a...脚部
51b...軸部
52...軸支持部
52a...脚部
52b...軸部
52f...軸穴
55...軸被支持部
55a...開口部
55b...軸孔
56...軸被支持部
56a...開口部
56g...ピン装着孔
56h...ピン
56i...挿入支持部
57...付勢機構
58...カム
58a...カム面
58b...円弧面
58c...湾曲凸面
59...カム支持部
59a...カム支持弾性片
59b...カム支持突条
59c...カムガイド面
60...クラッチ機構
61...クラッチ付勢部
62...カム面
63...第1クラッチ部
65...第2クラッチ部
70...クラッチ部材
71...クラッチ本体
71a...収納凹所
72...上壁
72a...環状突起
73...側壁
74...ボタン
74a...押圧面
75...第1クラッチ歯体
75a...係合面
75b...斜面
76...第2クラッチ歯体
76a...係合面
76b...斜面
80...トルク伝達機構
90...トルク部材
91...トルクプレート本体
91a...上円部
91b...外環部
91c...連結部
91d...係合凹所
91e...内環部
92...クラッチスプリング
92a...アーム
92b...押圧突起
92c...切欠
93...クラッチアーム
93a...アーム
93b...係合端
94...第2クラッチ係合部
94a...係合面
94b...斜面
95...弾性トルク片
95a...支持端部
95c...スペース
96...トルク片側係合部
96a...第1係合面
96b...第2係合面
97...係合爪
98...脆弱部
98a...脆弱溝
99...支持壁部
99a...係合爪
100...テザー機構
101...テザー回転支持体
101a...環状凹所
102...外環壁
102a...係合突起
103...底壁
104...内環壁
110...連結部材
110a...第1接続端
110b...第2接続端
112...連結部材本体
114...折曲部
120...支持端
122...係止突部
DP...表示部
FL...給油蓋
FLa...支持部
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
Claims (1)
- 燃料キャップにおいて、
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タンク開口に形成された上記開口側係合部(FNc)に係合するケーシング側係合部(20a)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回転させるための操作機構と、
上記閉止体の上部に配置された本体側係合部(25)と、上記操作機構と上記閉止体との間に介在するトルクプレート本体(91)および該トルクプレート本体(91)に形成された弾性トルク片(95)を有するトルク部材(90)と、を有し、上記操作機構に加わった回転トルクを上記トルク部材(90)を介して上記閉止体に伝達するトルク伝達機構(80)と、
を備え、
上記弾性トルク片(95)は、上記トルクプレート本体(91)との間でスペース(95c)を形成したアーチ状の片持ち梁で形成され、上記トルクプレート本体(91)に連結した支持端部(95a)である一端部と、該弾性トルク片(95)の自由端である他端部と、上記一端部と上記他端部との間に上記本体側係合部(25)に係合するトルク片側係合部(96)とを有し、上記他端部は、上記トルクプレート本体(91)の外周部に向けて屈曲することで上記スペース(95c)を形成しており、
上記トルク伝達機構(80)は、上記トルク片側係合部(96)が上記本体側係合部(25)によって押圧されることで、上記他端部が上記トルクプレート本体(91)に当たった状態にて、上記スペース(95c)を狭くするように上記弾性トルク片(95)が弾性変形し、上記回転トルクが所定値を超えたときに上記トルク片側係合部(96)が上記本体側係合部(25)を乗り越えるように構成したこと、を特徴とする燃料キャップ。
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