JP4853206B2 - 燃料タンクの給油装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料通路を通じて、燃料タンクへ給油するための燃料タンクの給油装置に関し、詳しくは燃料通路を開閉する機構に関する。

従来のこの種の技術として、特許文献１に記載されているように、フラップバルブ機構の開閉動作に遅延機構を設けた構成が知られている。すなわち、遅延機構は、開閉部材の力を受けるアームと、アームの回動に連動するラック−ピニオン機構と、ピニオンの動きにより流体抵抗を生じるためのダンピング機構とを備えることで、開閉部材の開閉に連動してダンパ作用を果たしている。このダンパ作用は、給油を終えたときに、給油ノズルを抜き易くし、作業性を向上させている。

しかし、これらの従来の技術によれば、複雑なラック−ピニオン機構、ダンピング機構を用いており、しかも、ラック−ピニオン機構は、開閉部材の軸方向に大きなスペースが必要であった。

米国特許第６，４４３，１９５号

本発明は、上記従来の技術の問題を解決することを踏まえ、簡単な構成でかつ省スペースを実現できるとともに、給油ノズルを抜くときの給油作業性を向上させた燃料タンクの給油装置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、
燃料タンクへ燃料を供給する通路を開閉する燃料タンクの給油装置において、
給油ノズルを挿入するためのタンク開口を経て燃料タンクに接続される燃料通路を有するタンク開口形成部材と、
上記タンク開口形成部材内に配置され、上記タンク開口を開く開き動作および上記タンク開口を閉じる閉じ動作をする開閉部材と、該開閉部材に閉じ方向の力を付勢する付勢機構と、を有する開閉機構と、
上記開閉部材による上記開き動作の速度より上記閉じ動作の速度を遅くするように上記開閉部材に上記閉じ方向の力に対し抵抗力を加える遅延機構と、
を備え、
上記遅延機構は、上記開閉部材に装着されたガイドピンと、上記ガイドピンをループ状に倣わせる一方向のガイド部を有するガイド部材とを備え、
上記ガイド部は、上記開き動作のときに上記ガイドピンが倣う往路と、上記閉じ動作のときに上記ガイドピンが倣う復路とを備え、上記ガイドピンは、上記往路より上記復路を倣うときに上記抵抗力を大きく受けるように構成されていること、を特徴とする。

本発明にかかる燃料タンクの給油装置において、給油ノズルで開閉部材を、付勢機構の閉じ方向の力に抗して押して開くことで給油する。このとき、遅延機構は、上記開閉部材による上記開き動作の速度より上記閉じ動作の速度を遅くするように上記開閉部材に上記閉じ方向の力に対し抵抗力を加える。すなわち、遅延機構は、給油ノズルで開閉部材を押したときに小さな力しか作用せず、開閉部材を開くための力は付勢機構による閉じ方向の力だけであるから、給油ノズルを挿入するための妨げとならない。また、遅延機構は、給油ノズルによって挿入時に大きな力を受けないから、耐久性に優れる。

また、遅延機構は、給油ノズルを抜くときに、開閉部材に抵抗力を加え、開閉部材をゆっくりと閉める。よって、給油ノズルを抜くときに開閉部材によって押し出されるような力を受けることもなく、作業性に優れる。しかも、給油ノズルがゆっくりと抜けるから、給油ノズルから垂れ落ちた燃料が開閉部材を伝って燃料通路に落とすことができ、タンク開口の外側の周辺に溜まらせるような不都合を防止することができる。

さらに、開閉部材で閉じているときに遅延機構は、ガイドピンがガイド部により倣って保持されているから、車両の走行時に振動、揺動、突き上げ、車両の衝突などによっても、開閉部材が容易に開くことがなく、シール性を損なうことがない。

本発明の好適な態様として、上記ガイドピンを上記ガイド部に向けてスプリング力を加えるスプリングを備えている構成をとることができる。この構成により、上記ガイドピンをガイド部に容易に倣わせることができる。

さらに他の好適な態様として、上記ガイド部は、上記開閉部材が回動する回動軸に対して直角方向の平面上に配置された深さを異にした溝であり、上記ガイドピンは、上記ガイド部の溝を倣うように上記回動軸の方向に移動可能であるとともに、上記開閉部材の面上に沿いかつ上記軸方向と直角方向に移動可能に設けられている構成をとることができる。この構成により、遅延機構は、開閉部材の動く範囲内でダンパ作用が働き、省スペースが達成できる。

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） 燃料タンクの給油装置の概略構成
図１は本発明の一実施例に係る自動車の後部を示し、給油蓋を開いた状態を示す斜視図である。自動車の車体の後部には、燃料を給油するための給油蓋ＦＬが開閉可能に支持されている。給油蓋ＦＬは、車体の外板に倣った蓋本体ＦＬａがヒンジＦＬｂを介して車体の外板に開閉可能に支持されている。給油蓋ＦＬを開いたスペースは、給油室ＦＲになっており、この給油室ＦＲ内に、基板ＢＰに支持された燃料タンクの給油装置１０が配置されている。燃料タンクの給油装置１０は、燃料キャップを用いないで、燃料タンクに燃料を供給するための機構であり、給油蓋ＦＬを開いた後に、給油ノズルからの外力で開閉機構を開閉することで、給油ノズルから燃料タンクへ燃料を供給することができる機構である。以下、燃料タンクの給油装置の詳細な構成について説明する。

（２） 各部の構成および動作
図２は給油装置１０の軸方向に沿った断面図である。図２において、燃料タンクの給油装置１０は、燃料タンクに接続される燃料通路１１Ｐを有するタンク開口形成部材１１と、燃料通路１１Ｐを開閉する開閉機構２０と、遅延機構３０とを備えている。

（２）−１ タンク開口形成部材１１
タンク開口形成部材１１は、燃料通路１１Ｐを有する管体であり、燃料タンクに接続される接続管１２と、接続管１２の上端部に接続されるパイプ本体１４と、パイプ本体１４の上部に装着された開口形成部材１６とを備えている。接続管１２は、パイプ本体１４の燃料タンク側を徐々に縮径した縮径部１２ａと、縮径部１２ａに接続された直管部１２ｂとを備え、これらを一体に形成している。

パイプ本体１４は、縮径部１２ａの上部に接続されている。パイプ本体１４の上部は、上壁１４ａが一体に固定されている。上壁１４ａには、燃料通路１１Ｐの一部を構成する注入口１４Ｐ（タンク開口）になっている。開口形成部材１６は、パイプ本体１４の上部に装着され、円筒状の側壁部１６ａと、上壁部１６ｂとを備えており、その下部の係合穴１６ｃにパイプ本体１４の上部に形成された係合爪１４ｂを係合することによりパイプ本体１４に装着されている。開口形成部材１６の上壁部１６ｂは、給油ノズルを注入口１４Ｐに導くための傾斜面１６ｄになっている。

（２）−２ 開閉機構２０
開閉機構２０は、開閉部材２１と、スプリング２２（付勢機構）と、ガスケットＧＳとを備えている。開閉部材２１は、タンク開口形成部材１１に支持軸２１ａで軸支され、注入口１４Ｐを開閉する円板形状の部材である。スプリング２２は、弦巻スプリングであり、開閉部材２１を閉じる方向に付勢している。ガスケットＧＳは、ゴム材料から断面Ｃ字形に形成され、開口形成部材１６の開口周縁部に形成されたシール保持部１４ｃに圧入固定されており、開閉部材２１に押圧されることでシールした状態で注入口１４Ｐを閉じる。

（２）−３ 遅延機構３０
図３は開閉機構２０および遅延機構３０を分解して示す斜視図である。遅延機構３０は、開閉部材２１の閉じ動作の速度を開き動作の速度より遅くする機構であって、開閉部材２１と開口形成部材１６とにわたって配置されている。遅延機構３０は、開閉部材２１に形成された支持部３２と、支持部３２内で水平の２方向（Ｘ，Ｙ方向）でスライド可能に支持されたスライド枠体４０と、ダンパ部材４５と、ガイド部材５０（図３では一方を示す）とを備えている。

支持部３２は、開閉部材２１をくり抜くように形成されており、ほぼ矩形のスライド室３２ａと、スライド室３２ａの中央部の両方であってＹ方向に形成されたガイドスペース３２ｂと、スライド室３２ａの中央部であってＸ方向に形成されたガイド貫通穴３２ｃとを備えている。
スライド枠体４０は、支持部３２内でＹ方向に移動可能に支持されるとともに、ダンパ部材４５をＸ方向に移動可能に支持するものであり、ほぼ矩形の枠本体４１と、枠本体４１の中央部の両方であってＹ方向に突設されたガイド突部４２と、枠本体４１の中央部の両方であってＸ方向に貫通形成された貫通穴４３とを備えている。ガイド突部４２は、支持部３２のガイドスペース３２ｂをスライドするように形成されている。
ダンパ部材４５は、ガイド部材５０との連携によってスプリング力を生じる樹脂により一体成形された樹脂スプリングであり、両側のダンパ支持体４５ａと、ダンパ支持体４５ａの間に形成された蛇腹状のスプリング４５ｂと、ダンパ支持体４５ａからＸ方向に突設されたガイドピン４５ｃとを備えている。ガイドピン４５ｃは、スライド枠体４０の貫通穴４３をスライドするように形成されている。

ガイド部材５０は、開閉機構２０の両側（図３では１つを示す）に同じ形状で対向するように配置されている。図４はガイド部材５０のガイド部５２を説明する説明図、図５はガイド部５２に沿った溝の高低を説明する説明図である。ガイド部材５０には、ガイドピン４５ｃを倣わせる溝からなるガイド部５２がループ状かつ一方向に倣うように形成されている。ガイド部５２は、初期位置５３Ｐ１および給油位置５３Ｐ２を備えており、各々の位置にガイドピン４５ｃが停止する。初期位置５３Ｐ１は、開閉機構２０を閉じているときのガイドピン４５ｃが位置する箇所であり、給油位置５３Ｐ２は給油するときのガイドピン４５ｃが位置する箇所である。初期位置５３Ｐ１と給油位置５３Ｐ２との間は、往路５２ａが形成されている。また、給油位置５３Ｐ２と初期位置５３Ｐ１との間には、第１移行部５２ｂ、復路５２ｃおよび第２移行部５２ｄが形成されている。ガイドピン４５ｃは、開閉部材２１の開閉により、ガイド部５２を倣うように一方向に移動するとともに、初期位置５３Ｐ１、および給油位置５３Ｐ２で停止する。ここで、図５に示すように、往路５２ａは、復路５２ｃより溝の深さが深く形成され、また、第１移行部５２ｂおよび第２移行部５２ｄは、往路５２ａから復路５２ｃへの移行、および復路５２ｃから往路５２ａへの移行をスムーズに行なうように傾斜面になっている。遅延機構３０の構成により、ガイドピン４５ｃがスプリング４５ｂのスプリング力を受けガイド部５２の上を倣うときに、往路５２ａと復路５２ｃで異なった抵抗力が生じる。この作用を一層高めるために、往路５２ａと復路５２ｃの溝面の動摩擦係数を変えてもよい。例えば、溝面の動摩擦係数を往路５２ａより復路５２ｃを小さくしたり、復路５２ｃの溝の途中に抵抗を大きくする部材を設けてもよい。

（３） 燃料タンクの給油装置の開閉動作
（３）−１ 開き動作
給油蓋が閉じた状態では、図２に示すように、開閉機構２０は閉じ位置にあり、また、図５に示すように、遅延機構３０は、ガイドピン４５ｃがガイド部材５０のガイド部５２内において初期位置５３Ｐ１に位置している。図１に示すように、給油蓋ＦＬを開けると、給油室ＦＲ内に配置された燃料タンクの給油装置１０が表れる。そして、図６に示すように給油ノズルＦＮをタンク開口形成部材１１の注入口１４Ｐから挿入すると、給油ノズルＦＮは、スプリング２２の付勢力に抗して開閉部材２１を押す。これにより、開閉部材２１が支持軸２１ａを中心に回動し、注入口１４Ｐを開く。そして、給油ノズルが燃料通路１１Ｐの奥まで挿入される。このような開閉部材２１の回動に連動して、遅延機構３０のガイドピン４５ｃがガイド部５２の往路５２ａを倣う。このとき、図６の７−７線に沿って表わす図７に示すように、往路５２ａの溝は深く、スプリング４５ｂに付勢力をあまり加えないから、開閉部材２１は、ガイド部材５０、スプリング４５ｂの反力を受けず、給油ノズルＦＮによってスプリング２２の力だけで押すことができる。よって、遅延機構３０は、給油ノズルＦＮの開く速度に影響を与えない。そして、図８に示すように、給油ノズルＦＮを奥まで挿入すると、ガイドピン４５ｃが給油位置５３Ｐ２に位置して、これにより給油が可能になる。

（３）−２ 閉じ動作
給油を終えて、図９に示すように、給油ノズルＦＮを注入口１４Ｐから抜くと、開閉部材２１に加わっていた給油ノズルＦＮの力が解除されるから、スプリング２２のスプリング力が開閉部材２１に閉じ方向に加わり、これに連動してガイドピン４５ｃにも加わる。このとき、図９の１０−１０に沿って表わす図１０に示すように、復路５２ｃの溝は、往路５２ａより浅いから、ガイドピン４５ｃは、スプリング４５ｂのスプリング力で復路５２ｃを押して、その反力により摩擦力が増大する。このため、遅延機構３０と一体の開閉部材２１は、閉じ方向にスプリング２２の他に遅延機構３０からの摩擦抵抗力を受け、その閉じ速度が給油ノズルＦＮを抜く速度よりも遅くなって、開閉部材２１は注入口１４Ｐをゆっくりと閉じる。そして、図９のように、ガイドピン４５ｃが復路５２ｃから第２移行部５２ｄを通って初期位置５３Ｐ１に戻ると（図２の状態）、開閉部材２１が注入口１４Ｐを閉じる。

（４） 燃料タンクの給油装置の作用・効果
上記実施例にかかる燃料タンクの給油装置１０により、以下の作用効果を奏する。

（４）−１ 遅延機構３０は、給油ノズルで開閉部材２１を押したときに小さな力しか作用せず、開閉部材２１を開くための力はスプリング２２のスプリング力だけであるから、給油ノズルを挿入するための妨げとならない。また、遅延機構３０は、給油ノズルによって挿入時に大きな力を受けないから、耐久性に優れる。

（４）−２ 遅延機構３０は、給油ノズルを抜くときに、開閉部材２１に抵抗力を加え、開閉部材２１をゆっくりと閉める。よって、給油ノズルを抜くときに開閉部材２１によって押し出されるような力を受けることもなく、作業性に優れる。しかも、給油ノズルがゆっくりと抜けるから、給油ノズルから垂れ落ちた燃料が開閉部材２１を伝って燃料通路１１Ｐに落とすことができ、注入口１４Ｐの外側の周辺に溜まらせるような不都合を防止することができる。

（４）−３ 遅延機構３０は、開閉部材２１の閉じ状態にて、ガイドピン４５ｃがガイド部５２の深い溝に入っているから、車両の走行時に振動、揺動、突き上げ、車両の衝突などによっても、開閉部材２１が容易に開くことがなく、シール性を損なうことがない。

（４）−４ 遅延機構３０のガイドピン４５ｃは、その移動する範囲がガイド部材５０のガイド部５２に制限され、つまり、開閉部材２１の両側のスペースに制限されるから、省スペースを達成することができる。

（４）−５ 遅延機構３０は、開閉部材２１で閉じられる燃料通路１１Ｐ側に配置されているので、外部に対してシール性を確保するためのシール手段も不要であり、構成を簡単にすることができる。

（４）−６ 給油するために、給油ノズルＦＮを挿入すると、開閉機構２０の開閉部材２１が注入口１４Ｐも開くから、燃料キャップをネジ式で外すタイプと比べて、給油時に取り外した燃料キャップの置き場に困ることがなく、操作性に優れている。

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。
例えば、遅延機構３０のスプリング４５ｂは、別体の樹脂スプリングのほかに、コイルスプリングなどの各種の付勢手段を適用することができる。

本発明の一実施例に係る自動車の後部に設けた給油蓋を開いた状態を示す斜視図である。 給油装置の軸方向に沿った断面図である。 開閉機構および遅延機構を分解して示す斜視図である。 ガイド部材のガイド部を説明する説明図である。 ガイド部に沿った溝の高低を説明する説明図である。 給油装置の給油動作を説明する説明図である。 図６の７−７線に沿った方向から見た遅延機構の動作を説明する説明図である。 図６に続く動作を説明する説明図である。 図８に続く動作を説明する説明図である。 図９の１０−１０線に沿った方向から見た遅延機構の動作を説明する説明図である。

符号の説明

１０...給油装置
１１...タンク開口形成部材
１１Ｐ...燃料通路
１２...接続管
１２ａ...縮径部
１２ｂ...直管部
１４...パイプ本体
１４Ｐ...注入口
１４ａ...上壁
１４ｂ...係合爪
１４ｃ...シール保持部
１６...開口形成部材
１６ａ...側壁部
１６ｂ...上壁部
１６ｃ...係合穴
１６ｄ...傾斜面
２０...開閉機構
２１...開閉部材
２１ａ...支持軸
２２...スプリング
３０...遅延機構
３２...支持部
３２ａ...スライド室
３２ｂ...ガイドスペース
３２ｃ...ガイド貫通穴
４０...スライド枠体
４１...枠本体
４２...ガイド突部
４３...貫通穴
４５...ダンパ部材
４５ａ...ダンパ支持体
４５ｂ...スプリング
４５ｃ...ガイドピン
５０...ガイド部材
５２...ガイド部
５２ａ...往路
５２ｂ...第１移行部
５２ｃ...復路
５２ｄ...第２移行部
５３Ｐ１...初期位置
５３Ｐ２...給油位置
ＢＰ...基板
ＦＬ...給油蓋
ＦＬａ...蓋本体
ＦＬｂ...ヒンジ
ＦＮ...給油ノズル
ＦＲ...給油室
ＧＳ...ガスケット

Claims (4)

1. 燃料タンクへ燃料を供給する通路を開閉する燃料タンクの給油装置において、
   給油ノズル（ＦＮ）を挿入するためのタンク開口を経て燃料タンクに接続される燃料通路（１１Ｐ）を有するタンク開口形成部材（１１）と、
   上記タンク開口形成部材（１１）内に配置され、上記タンク開口を開く開き動作および上記タンク開口を閉じる閉じ動作をする開閉部材（２１）と、該開閉部材（２１）に閉じ方向の力を付勢する付勢機構と、を有する開閉機構（２０）と、
   上記開閉部材（２１）による上記開き動作の速度より上記閉じ動作の速度を遅くするように上記開閉部材（２１）に上記閉じ方向の力に対し抵抗力を加える遅延機構（３０）と、
   を備え、
   上記遅延機構（３０）は、上記開閉部材（２１）に装着されたガイドピン（４５ｃ）と、上記ガイドピン（４５ｃ）をループ状に倣わせる一方向のガイド部（５２）を有するガイド部材（５０）とを備え、
   上記ガイド部（５２）は、上記開き動作のときに上記ガイドピン（４５ｃ）が倣う往路（５２ａ）と、上記閉じ動作のときに上記ガイドピン（４５ｃ）が倣う復路（５２ｃ）とを備え、上記ガイドピン（４５ｃ）は、上記往路（５２ａ）より上記復路（５２ｃ）を倣うときに上記抵抗力を大きく受け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に記載の燃料タンクの給油装置において、
   上記遅延機構（３０）は、上記ガイドピン（４５ｃ）を上記ガイド部５２に向けてスプリング力を加えるスプリング（４５ｂ）を備えている燃料タンクの給油装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料タンクの給油装置において、
   上記ガイド部（５２）は、上記開閉部材（２１）が回動する回動軸に対して直角方向の平面上に配置された深さを異にした溝であり、
   上記ガイドピン（４５ｃ）は、上記ガイド部（５２）の溝を倣うように上記回動軸の方向に移動可能であるとともに、上記開閉部材（２１）の面上に沿いかつ上記回動軸の方向と直角方向に移動可能に設けられている燃料タンクの給油装置。
4. 請求項３に記載の燃料タンクの給油装置において、
   上記遅延機構（３０）は、上記開閉部材（２１）の平面上でスライド可能に支持されたスライド枠体（４０）と、該スライド枠体（４０）にスライド可能に支持され上記ガイドピン（４５ｃ）を有するダンパ部材（４５）とを備えている燃料タンクの給油装置。

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