JP6398784B2 - 燃料タンクの開閉装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1実施例にかかる燃料タンクの開閉装置10を説明する斜視図である。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開閉装置10が配置されている。燃料タンクの開閉装置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燃料通路に配置した弁を開閉することで、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、燃料タンクの開閉装置の詳細な構成について説明する。
図2は図1の2−2線に沿った断面図、図3は図2の燃料タンクの開閉装置10を分解して示す断面図である。燃料タンクの開閉装置10は、燃料タンク(図示省略)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、シャッタ機構40と、フラップ弁機構50とを備えている。
図3において、タンク開口形成部材11は、燃料通路11Pを構成する部材であり、燃料タンクに接続された管体12と、管体12の上部に装着されたカバー部材20と、カバー部材20内に配置された挿入ガイド部材27と、管体12の上部に装着された弁支持部材30とを備えている。
弁支持部材30は、管体12の上部に装着されており、フラップ弁機構50(図3)を取り付けることで、燃料通路11Pを挿入通路11Pa(図2)と燃料タンク側の通路であるタンク側通路11Pbとに区画する部材である。弁支持部材30は、円筒状の弁支持本体31と、フランジ32と、注入口30aを有する注入口形成部材33とを備え、これらを一体に形成している。
弁支持本体31は、管体12に挿入された円筒形状であり、その内側スペースが燃料通路11Pの一部を構成している。フランジ32は、弁支持本体31の上端に、外方へ張り出し形成されており、管体12のフランジ14に当接している。注入口形成部材33は、軸方向と直角方向の面に対して傾斜して形成されており、注入口30aが形成されている。注入口30aの開口周縁のうち、その下面側、つまり、燃料タンク側の開口周縁部にシート部33aが形成されている。
第1連結部34Fは、管体12の第1パイプ側係合部15と、弁支持部材30の内側連結部35とを備えている。第1パイプ側係合部15は、管体12の一部をその中心側へかつ周方向に沿って凹ませるように形成されており、管体12の管本体13の軸を中心として180゜の位置に所定の幅で2箇所設けられている。内側連結部35は、第1パイプ側係合部15に係合する部材であり、基部35aから片持ちで下方に向けて形成された係合片35bと、係合片35bの下部に形成され径外方に突設された爪35cとを備えている。内側連結部35は、弁支持部材30が管体12に装着されたときに、係合片35bの爪35cが第1パイプ側係合部15に係合することで、管体12から抜止めするように形成されている。内側連結部35が対向する弁支持本体31の部分は、弁支持本体31を下端から上方に向けて切り欠いた開口部31aとなっており、射出成形の際に型割りを容易にしている。
連結機構34を構成する第1パイプ側係合部15およびフランジ14の第2パイプ側係合部16は、プレス成形やスエージング加工などの金属加工方法などにより形成することができる。
図3において、シャッタ機構40は、給油ノズルの挿入に連動して導入開口23aを開閉するための機構であり、カバー部材20に固定されている。シャッタ機構40は、シャッタ部材41と、シャッタ部材41の軸42を支持しカバー部材20に固定された軸受部45と、シャッタ部材41を閉じ方向に付勢するスプリング48とを備えている。このシャッタ機構40の構成により、シャッタ部材41が給油ノズルFNの先端で押されると、スプリング48の付勢力を抗して、軸受部45に支持された軸42を中心に回動することにより、導入開口23aを開き、一方、給油ノズルFNを抜くことにより、スプリング48の付勢力で導入開口23aを閉じる。
図7はフラップ弁機構50を示す断面図である。フラップ弁機構50は、弁支持部材30に設けた注入口30aを開閉する機構であり、注入口30aを開閉する開閉部材51と、開閉部材51と弁支持部材30とに設けられ開閉部材51を回転可能に支持する軸支機構54と、開閉部材51を閉じ方向に付勢するスプリング59と、撓み方向(給油ノズルの挿入方向)へ圧縮されることで注入口30aの開口周縁部のシート部33aと開閉部材51との間をシールするガスケットGSと、調圧弁60とを備えている。
軸部材55は、軸支持部55aと、軸体55bとを一対備えている。一対の軸支持部55aは、弁室形成部材53の端部から平行に突設されており、軸支持部55aの間がスペースになっている。軸体55bは、軸支持部55aから外方へそれぞれ突出している。軸受部56は、軸部材55を回動可能に支持する機構であり、上側軸支持体56aと、下側支軸体56bとを備えている。上側軸支持体56aは、弁支持部材30の注入口形成部材33の開口周縁部の下面から突設され、下方を開放した軸支孔56cを備えている。軸支孔56cは、軸部材55の軸体55bが挿入方向(上下方向)へ移動可能とする長穴に形成され、軸支孔56cで軸部材55の軸体55bを軸支持することにより、開閉部材51を回動可能に支持している。下側支軸体56bは、弁支持部材30の内壁に図示しない係合機構を介して装着されている。下側支軸体56bの上部には、軸受突起57dが形成されている。軸受突起57dは、軸支孔56cに突入することで、軸体55bの下面を支持している。
スプリング59は、弦巻スプリングであり、そのコイル状の一端部が弁支持部材30(図7)の内壁に支持され、他端部が開閉部材51の下部で支持されて、弦巻に巻かれた部分が軸部材55の軸支持部55aの間に配置されており、開閉部材51を閉じる方向に付勢している。図7に示すように、スプリング59の他端部は、弁室形成部材53の中央下面のスプリング支持端53bで支持されている。スプリング支持端53bは、スプリング59の端部を滑り可能で支持しており、これにより、開閉部材51は、軸部材55を軸心として回動したときに、スプリング59によってその動きが規制されないように構成されている。
次に、燃料タンクの開閉装置10への給油ノズルFNによる給油動作について説明する。
(3)−1 開き動作
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開閉装置10が表れる。図12に示すように、給油ノズルFNを導入開口23aに挿入して、給油ノズルFNの先端がシャッタ部材41を押すと、シャッタ部材41は、軸受部45を中心にスプリング48の付勢力に抗して回動して、給油ノズルFNをフラップ弁機構50の開閉部材51に達するまで挿入する。そして、給油ノズルFNの先端が開閉部材51を押すと、図7で説明した状態から、図10の状態へ移行し、つまり、開閉部材51がスプリング59の付勢力に抗して、ガスケットGSがシート部33aからガスケットGSを配置した面と平行な姿勢を維持して第1位置P1から第2位置P2へ移行する。そして、図11に示すように、第2位置にて、給油ノズルFNにより押圧力を受けた開閉部材51は、軸体55bを中心に回転する。これにより、図13に示すように給油ノズルFNがタンク側通路11Pbに挿入される。
燃料タンクの開閉装置10の閉じ動作は、上述した開き動作と逆の動作を行なう。すなわち、給油を終えて、給油ノズルFNを注入口30aから抜くと、図11に示すように、開閉部材51がスプリング59の復元力により、閉じ方向へ回転しつつ軸部材55が軸支孔56c内を上方へ移動する。そして、軸部材55の軸支持部55aの外周部55cが規制部58aの下端に当たると、軸部材55の上方への移動が規制される。この状態にて、スプリング59の復元力により、開閉部材51が回転して、被規制部58bが規制部58aに達すると、外周部55cのほぼ円形状にならって被規制部58bが規制部58aに入り込むように、軸部材55が上方へ移動する。このとき、開閉部材51のフランジ53aがガスケットGSを圧縮する。そして、規制部58aが被規制部58bに完全に入った状態にて、開閉部材51は、注入口30aを閉じる。さらに、図12に示すように、給油ノズルFNが抜かれると、シャッタ機構40のシャッタ部材41が軸受部45のスプリング48の復元力により回動して導入開口23aを閉じる。さらに、給油蓋FL(図1)を閉じる。
上記実施例にかかる燃料タンクの開閉装置10により、以下の作用効果を奏する。
(5)−1 弁室形成部材53
図16は、図7の矢視Aの矢視図および弁室形成部材53におけるスプリング支持端53b近傍の拡大図X1である。図16の矢視Aには、弁室形成部材53のスプリング支持端53b近傍が示されている。図16の矢視Aに示すように、フラップ弁機構50が注入口30aを閉じている状態(以下、単に「閉弁状態」ともいう)において、スプリング支持端53bとスプリング59とが接触している。また、図16の矢視Aには、環状のガスケットGSと、ガスケットGSの中心線Ogsとが示されている。中心線Ogsの直径は、S0である。図16の矢視Aにおける拡大図X1に示すように、スプリング支持端53bは、平面部53b4と、スプリング59と接触する接触突部53b1と、中心突部53b2と、外側突部53b3と、有している。接触突部53b1と中心突部53b2と外側突部53b3とは、平面として形成された平面部53b4を基準として、スプリング59に接触する方向に突出するように形成されている。中心突部53b2は、弁室形成部材53の中心に円柱状に形成されている。外側突部53b3は、スプリング支持端53bにおいて、弁室形成部材53の中心を通ると共に軸部材55の軸体55bの軸中心に沿って両端に突出するように形成されている。外側突部53b3は、スプリング支持端53bの外枠で切り取られた円柱の一部のような形状である。接触突部53b1は、軸体55bの軸中心に沿って平行であると共に、スプリング59の回動中心である軸体55bの軸中心に対して、スプリング支持端53bの中心よりも長さt0離れた位置の中心線OLb1を中心に形成されている。換言すると、接触突部53b1は、開閉部材51における回動軸側の反対である自由端側に近い位置に形成されている。なお、スプリング支持端53bの中心とは、開閉部材51の重心を通る軸方向に沿ってスプリング支持端53bと交わる位置である。第2実施例では、スプリング支持端53bの中心よりも回動軸側に形成されない場合を、自由端側に形成されているという。
図19は、第2実施例におけるフラップ弁機構50の開閉動作を説明する説明図である。図19には、燃料タンクが負圧となった場合に、外気と燃料タンクとの圧力差によって、フラップ弁機構50が開弁して注入口30aが連通した状態(以下、「開弁状態」ともいう)が示されている。第2実施例では、フラップ弁機構50が閉弁状態から開弁状態へと変化するときに、図17および図18に示すように、スプリング59とスプリング支持端53bの接触突部53b1とが接触する。そのため、スプリング59が開閉部材51を付勢する力が同じであっても、図19に示すように、開閉部材51は、軸体55bを中心に回動すると共に燃料タンク側へと平行移動するため、開弁状態における開閉部材51と弁支持部材30とで構成される隙間を大きくできる。これにより、燃料タンクが負圧の場合に、外気から燃料タンクへと流入する空気の量を増やすことができる。なお、第2実施例の燃料タンクの開閉装置10では、回転規制機構58によって第1位置P1および第2位置P2における開閉部材51の位置の変化と、回動による開閉部材51の弁支持部材30に対する向きの変化と、が規制されている。しかし、他の実施例として、回転規制機構58が存在しない他の燃料タンクの開閉装置10であっても、燃料タンクが負圧の場合に、外気から燃料タンクへと流入する空気の量を増やすことができる。他の実施形態として、例えば、単に、開閉部材51が燃料タンクと外気との圧力差およびスプリング59の付勢力のみによって回動するフラップ弁機構50であっても、軸部材55と軸受部45とに隙間が存在すれば、燃料タンクが負圧の場合に、外気から燃料タンクへと流入する空気の量を増やすことができる。
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。
(6)−1 第1規制部35a1および第2規制部35a2
図22は、第3実施例におけるスプリング59の位置を規制する第1規制部35a1および第2規制部35a2の近傍を示す斜視図である。図23は、第3実施例におけるスプリング59の外観図である。第3実施例におけるスプリング59は、離間して形成された2つのコイル部59b,59cを有するダブルトーションスプリングである。図23に示すように、スプリング59は、第1コイル部59bと第2コイル部59cとの間に、開閉装置10として組みつけられたときに開閉部材51を閉弁する方向に付勢する付勢部59dを有している。付勢部59dは、2つのコイル部59b,59cの中心軸OLsの外周方向に延出するように形成されている。スプリング59では、2つのコイル部59b,59cのそれぞれにおいて、付勢部59dに接続されていない両端が、弁支持部材30の基部35aに固定されている。そのため、フラップ弁機構50において、スプリング59は、開閉部材51を閉弁する方向に付勢する。
図26は、開閉部材51の開閉の程度に応じて変化する第3実施例のスプリング59の一部の概略図である。図26(A),(B)には、図24の矢視Fから見た場合のスプリング59のみの矢視図が示されている。図26(A)には、フラップ弁機構50が閉弁状態である場合の第1規制部35a1近傍のコイル部59b,59cの一部が示されている。図26(B)には、フラップ弁機構50が閉弁状態から少し開弁した状態である場合の第1規制部35a1近傍のコイル部59b,59cが示されている。図26(A),(B)に示すように、スプリング59がダブルトーションスプリングであるため、開閉部材51の開閉の程度に応じて、中心軸OLsに沿った第1コイル部59bと第2コイル部59cとの間隙Sspが変化する。図26(A),(B)に示すように、開閉部材51が開弁することによって、コイル部59b,59cの間隙Sspの長さHspが変化している。すなわち、開閉部材51の開弁の程度が増加するほど、中心軸OLsに沿った第1コイル部59bと第2コイル部59cとの間隙Sspは小さくなる。
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。
11…タンク開口形成部材
11P…燃料通路
11Pa…挿入通路
11Pb…タンク側通路
12…管体
12B…管体
13…管本体
14…フランジ
15…第1パイプ側係合部
15B…第1パイプ側係合部
15Ba…切欠き
15Bb…ストッパ
16…第2パイプ側係合部
20…カバー部材
21…側壁部
21b…係合爪
22…カバー上板
23…開口部
23a…導入開口
23b…軸支持部
27…挿入ガイド部材
30…弁支持部材
30B…弁支持部材
30a…注入口
31…弁支持本体
31a…開口部
32…フランジ
33…注入口形成部材
33a…シート部
34S−B…第2連結部
34F−B…第1連結部
34…連結機構
34B…連結機構
34F…第1連結部
34S…第2連結部
35…内側連結部
35B…内側連結部
35a…基部
35b…係合片
35c…爪
35af1…第1の面
35af2…第2の面
35a1…第1規制部
35a2…第2規制部
36…外側連結部
36b…係合片
36c…爪
40…シャッタ機構
41…シャッタ部材
42…軸
45…軸受部
48…スプリング
50…フラップ弁機構
51…開閉部材
51S…弁室
52…押圧部材
52a…上面部
52b…側壁部
53…弁室形成部材
53a…フランジ
53b…スプリング支持端
53b1…接触突部
53b2…中心突部
53b3…外側突部
53b4…平面部
54…軸支機構
55…軸部材
55a…軸支持部
55b…軸体
56…軸受部
56a…上側軸支持体
56b…下側支軸体
56c…軸支孔
57d…軸受突起
58…回転規制機構
58a…規制部
58b…被規制部
59…スプリング
59a…スプリング突部
59b…第1コイル部
59c…第2コイル部
59d…付勢部
60…調圧弁
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
OLs…中心軸
Ssp…間隙
Hsp…間隙の長さ
Claims (4)
- 給油ノズル(FN)から供給される燃料を燃料タンクへと導入させるための燃料通路(11P)を開閉する燃料タンクの開閉装置であって、
前記燃料通路(11P)の断面である注入口(30a)を形成する注入口形成部材(30)と、
前記注入口(30a)を開閉する開閉部材(51)と、
前記開閉部材(51)を閉弁する方向に付勢する付勢部(59d)と、前記付勢部(59d)の両端のそれぞれに接続される2つのコイル部(59b,59c)と、を有し、回動可能に前記注入口形成部材(30)に支持されるダブルトーションスプリング(59)と、を備え、
前記ダブルトーションスプリング(59)は、前記2つのコイル部(59b,59c)によって規定される間隙(Ssp)を有し、
前記注入口形成部材(30)は、前記間隙(Ssp)に配置され、前記ダブルトーションスプリング(59)の変形を規制する規制部(35a1,35a2)を有し、
前記2つのコイル部(59b,59c)は、同じ中心軸(OLs)を中心として形成され、
前記規制部(35a1,35a2)は、前記注入口形成部材(30)における第1の面(35af1)から前記中心軸(OLs)に直交する面に沿って突出するように形成される第1規制部(35a1)と、前記第1の面(35af1)と直交する第2の面(35af2)から突出されるように形成される第2規制部(35a2)と、を有すること
を特徴とする燃料タンクの開閉装置。 - 請求項1に記載の燃料タンクの開閉装置であって、
前記2つのコイル部(59b,59c)は、同じ中心軸(OLs)を中心として形成され、
前記規制部(35a1,35a2)の少なくとも1つは、前記規制部(35a1,35a2)が形成される前記注入口形成部材(30)の面(35af1,35af2)から前記ダブルトーションスプリング(59)が配置される方向に沿って、前記中心軸(OLs)まで突出していることを特徴とする燃料タンクの開閉装置。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料タンクの開閉装置であって、
前記2つのコイル部(59b,59c)は、同じ中心軸(OLs)を中心として形成され、
前記規制部(35a1)は、前記注入口形成部材(30)における第1の面(35af1)から前記中心軸(OLs)に直交する面に沿って突出すると共に、前記第1の面に沿って前記コイル部(59b,59c)の直径(Lsp)よりも長く延出するように形成されていることを特徴とする燃料タンクの開閉装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の燃料タンクの開閉装置であって、
前記2つのコイル部(59b,59c)のそれぞれは、平行な中心軸を中心として形成され、
前記規制部(35a1,35a2)における前記中心軸に沿った厚さ(Lb1)は、前記ダブルトーションスプリング(59)が前記開閉部材(51)を閉弁している場合の前記間隙(Ssp)の前記中心軸に沿った長さ(Hsp)の70パーセント以上95パーセント以下であることを特徴とする燃料タンクの開閉装置。
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