JPH0650447A - タンク内圧調圧機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンク内を調圧する際のシール性を向上させ
る。 【構成】 燃料タンク内圧Ｐが調圧を必要としない所定
の調整負圧Ｐｒ以下の負圧の場合には、スプリング６４
の付勢力によりバルブ６０を押し上げ、シール体５０の
シール面５６にバルブ６０のリップ部６１を当接させて
バルブ６０を閉弁状態とする。そして、燃料タンクを外
気からシールする。この際、ゴム製のシール体５０の平
板部５５を天板部３１下面との間の間隙Ｌが狭くなるよ
うスプリング６４の付勢力により撓ませる。また、バル
ブ摺動孔３５内に位置するバルブ６０のリブ６２によ
り、バルブ６０のシール体５０に対する芯ズレを規制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンクの注入口に装着
されるキャップ本体に設けられ、タンク内圧の調圧を行
なうタンク内圧調圧機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のタンク内圧調圧機構を車両等の
燃料タンクの燃料キャップに設けた技術が、例えば、特
開昭５７−６１８７０号に提案されている。この技術で
は、弁体に設けたゴム製のパッキング材と樹脂製の突起
との当接・離間により、タンク内を外気とシールしたり
このシール状態を解除したりしている。そして、このシ
ール・解除をタンク内圧に応じて行なうよう構成するこ
とにより、燃料タンク内圧を調圧している。

【０００３】ところで、燃料キャップにおける例えば負
圧のタンク内圧調圧機構では、燃料タンク負圧Ｐとタン
ク内圧調圧機構を介して通過する空気の流量Ｑとの間
に、図１に示すような関係があることが調圧作用上望ま
しい。つまり、燃料タンク負圧Ｐが所定の調整負圧Ｐｒ
以下では閉弁してその流量Ｑが０であり、調整負圧Ｐｒ
以上では即座に開弁してその流量Ｑが垂直に立ち上がる
特性を有することである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た公報に提案されたような従来のタンク内圧調圧機構で
は、次のような問題点が指摘されている。上記した調圧
は、キャップ本体に密着したゴム製のパッキング材と樹
脂製の突起との当接・離間によりなされることから、図
１に示すような特性を得るには、パッキング材ばかりか
突起にもその形状や寸法等に高精度が要求される。

【０００５】具体的には説明すると、平板円盤状のゴム
製のパッキング材にあっては、その厚みやシール面（突
起が当接する面）の仕上がり程度が全周に亘って均一で
ある必要がある。また、突起にあっては、突起先端の形
状や離間状態にある際のパッキング材のシール面からの
距離等が均一であることが必要である。

【０００６】ところが、突起は樹脂製であることからそ
の先端形状等を均一にすることは容易であるが、パッキ
ング材については、ゴム製であることからその成形時に
ねじれ，反り等が発生し易く、厚み等を均一にすること
が難しい。このため、パッキング材と突起とが当接して
もその間に僅かな隙間が偏在したり、或いは突起がその
全周に亘って均一な力でシール面に当接しなくなる。従
って、シール不良を起こし、このシール不良に起因して
燃料タンク負圧Ｐと流量Ｑとの既述した理想的な調圧特
性を得ることができず、図１中に点線で示すようにこの
調整負圧Ｐｒ付近において緩やかに流量Ｑが立ち上がっ
たりする調整特性しか発現できないでいた。

【０００７】こうした問題は、燃料タンク負圧Ｐが大き
いときに開弁して調圧する上述の負圧用のタンク内圧調
圧機構に限らず、燃料タンク内の圧力が大気圧より所定
圧以上大きくなった場合に開弁して調圧する正圧用のタ
ンク内圧調圧機構においても同様にあった。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、タンク内を調圧する際のシール性を向上させるこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の採用した手段は、タンク注入口に装着され
るキャップ本体に設けられ、外気とタンク内部とを連通
するようキャップ本体に形成された外気流路を開閉する
ことによりタンク内圧の調圧を行なうタンク内圧調圧機
構であって、前記キャップ本体に設けられ、前記外気流
路途中で該流路の一部となる流路孔の周囲にシール面を
有するシール体と、該シール体のシール面に対して当接
・離間可能に設けられ、該シール面に環状のリップ部を
当接することで前記流路孔を閉じるバルブと、調圧を要
する過剰内圧に到る以前のタンク内圧に勝る付勢力を、
前記バルブに前記シール面に対して当接する方向に常時
付勢する付勢手段と、前記シール体に対する前記バルブ
の芯ズレを規制する規制手段とを備え、前記シール体
は、前記流路孔を取り囲んで前記キャップ本体に固定さ
れる基部と、前記リップ部が当接するシール面を形成す
るとともに、タンク内圧が前記過剰内圧に到る以前には
前記リップ部の当接を介して該シール面に作用する付勢
手段の付勢力によりその付勢方向に撓むように前記基部
に延設された平板部とを備えることをその要旨とする。

【００１０】

【作用】本発明のタンク内圧調圧機構は、タンク内圧が
過剰内圧に到る以前には、当該タンク内圧に勝る付勢力
を付勢手段によりバルブに付勢する。そして、このバル
ブのリップ部をシール面に当接させて、流路孔を閉鎖す
る。この際、バルブのリップ部の当接を介してシール面
に作用する付勢手段の付勢力により、平板部をその付勢
方向に撓ませるとともに、規制手段により、バルブのシ
ール体に対する芯ズレを規制する。

【００１１】よって、シール体の平板部やシール面に、
ねじれ，反り，うねり等による厚みの不均一や面精度不
良といった種々の不良が見られても、平板部を撓ませた
状態でシール面にリップ部を当接させることによりシー
ル面とリップ部とをその全周に亘り均一な力で確実に当
接・密着させ、これら不良に起因する流路孔の閉鎖不
良、即ちシール不良を抑制する。また、バルブのシール
体に対する芯ズレを規制することにより、シール面に対
するリップ部の当接位置を所定範囲内の定位置とし、シ
ール面とリップ部との当接状態を良好に再現する。

【００１２】その一方で、タンク内圧が過剰内圧となれ
ば、この内圧によりバルブのリップ部を付勢手段の付勢
力に抗してシール面から離間させて流路孔を開き、タン
ク内圧を調圧する。この際、リップ部をシール面から離
間させるので、平板部はそれまでリップ部の当接を介し
て受けていた付勢手段の付勢力から解放され、平板部の
撓みも解除される。

【００１３】そして、タンク内の過剰な負圧状態が解消
されて調圧が完了すると、付勢手段の付勢力によりバル
ブをシール体に当接するよう付勢して、バルブのリップ
部をシール面に再現性良く当接させ、流路孔を再び閉鎖
する。

【００１４】

【実施例】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、以下本発明にかかる負圧用のタンク内
圧調圧機構を備えた燃料キャップの実施例について、図
面を用いて説明する。

【００１５】本実施例の燃料キャップ１は、その断面図
である図２に示すように、燃料タンクの燃料補給用の注
入口を有するフィラーネック３に螺着されて用いられ
る。この燃料キャップ１は、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５と、このキャップ
本体５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７とを備えている。

【００１６】キャップ本体５は、フィラーネック３の内
周部に螺着される下部本体１１を備え、この下部本体１
１上部の外周には、蓋体７を保持するためのフランジ部
１３が形成されている。下部本体１１の外周には、フィ
ラーネック３の一条ネジ３ａに螺合するネジ１５が設け
られ、ネジ１５の上端のフランジ部１３の下面には、シ
ールリング１７が外装されている。

【００１７】蓋体７は、フランジ部１３に装着されてお
り、その上部に把持部２１を備え、上部裏面に、フラン
ジ部１３側の弾性爪部（図示省略）と係合可能なラチェ
ット凸部２５が複数形成されている。なお、上記弾性爪
部及びラチェット凸部２５は、蓋体７に閉じ方向へ所定
以上の回転力を加えた場合、つまり燃料キャップ１がフ
ィラーネック３に螺着される必要以上のトルクを加えた
場合に、蓋体７がキャップ本体５に対して空回りするよ
うにして、燃料キャップ１の締め過ぎを防止するように
構成されている。

【００１８】キャップ本体５の下部本体１１の上部中央
には、外気の通路を形成するための天井孔３０が形成さ
れている。そして、この天井孔３０の底である天板部３
１の上面には、キャップ本体５と同様ポリアセタール等
の合成樹脂材料から形成された防塵体４０が超音波溶着
等により溶着されている。この防塵体４０は、天井孔３
０の内周壁と対向する外壁４１と、この外壁４１の内側
の内壁４２とを備え、この内壁４２には横孔４３が穿孔
されている。また、この横孔４３とキャップ本体５の中
央側で対向するよう、天板部３１の上面には、緩衝壁３
２が立設されている。

【００１９】従って、キャップ本体５の上面から天板部
３１の上面中央に亘って、天井孔３０と防塵体４０によ
り外気の通路（図中矢印Ａ）が形成され、次のよう経路
で外気の流入が可能となる。まず、キャップ本体５の上
面の外気は、天井孔３０内壁と外壁４１との間に到り、
外壁４１と内壁４２との間、及び横孔４３を経由し、緩
衝壁３２を乗り越えて天板部３１の上面中央に達する。

【００２０】この際、天井孔３０の最底部３３が防塵体
４０の外壁４１先端より深く形成され、緩衝壁３２が横
孔４３と対向することから、矢印Ａに沿って流入した外
気中のゴミや塵は、この天井孔３０の最底部３３の底部
及び緩衝壁３２の基部に溜まることになる。よって、天
板部３１の上面中央には、除塵後の外気が達することに
なる。

【００２１】また、天板部３１中央には、シール体圧入
孔３４があけられており、ここにシール体５０が圧入・
固定されている。このシール体５０はフッ素ゴム等の弾
性材料から成形されており、その拡大断面図である図３
に示すように、中心に多段の通気孔５１を有する。そし
て、シール体５０は、その中央に厚肉の胴部５２を備
え、その上部には胴部５２から突出した突起５３と、胴
部５２下部には胴部５２から連続した厚肉基部５４と、
これに続く薄肉の平板部５５とを備える。

【００２２】胴部５２は、その径が天板部３１のシール
体圧入孔３４の内径より僅かに大きく、その厚みが天板
部３１の厚みより僅かに小さくなるよう形成されてい
る。このため、シール体５０をシール体圧入孔３４に突
起５３側から圧入すれば、上記寸法の関係からこのシー
ル体５０は芯ズレ及び上下動を起こすこと無くシール体
圧入孔３４に固定されることになる。

【００２３】シール体５０の平板部５５は、その厚みが
厚肉基部５４より約０．５ｍｍだけ薄肉である。従っ
て、上記したようにシール体５０がシール体圧入孔３４
に圧入・固定されれば、天板部３１下面とシール体５０
の平板部５５の裏面との間には、シール体５０の平板部
５５と厚肉基部５４との厚みの差ぶんの間隙Ｌ（約０．
５ｍｍ）が形成されることになる。つまり、シール体５
０は、弾性材料からの成形体であることから、平板部５
５を上記間隙Ｌが狭くなる方向に撓むことができる。そ
して、このシール体５０は、その薄肉である範囲の平板
部下端平面を後述するバルブ６０のシール面５６（弁
座）とし、本実施例における負圧用のタンク内圧調圧機
構を構成する。

【００２４】シール体５０の下方には、シール面５６に
対して当接・離間するバルブ６０が、下部本体１１に天
板部３１の下方にシール体圧入孔３４と同心にあけられ
たバルブ摺動孔３５内に組み付けられている。このバル
ブ６０は、キャップ本体５と同様ポリアセタール等の合
成樹脂材料から射出成形された椀状をしている。そし
て、その拡大平面図である図４及びそのＩ−Ｉ線断面図
である図５に示すように、バルブ６０は、その上面に、
外側に傾斜して突出しその先端頂部をＲ付した環状のリ
ップ部６１を備える。よって、このリップ部６１により
開弁及び閉弁作用をなす。

【００２５】また、その外周には、形状維持のための補
強用のリブ６２を９０度ピッチで備える。この各リブ６
２は、対向するリブ同士の最外辺間の間隔Ｍ（図４参
照）が天板部３１下方のバルブ摺動孔３５の径より約
０．５ｍｍ小さくなるよう形成されている。このため、
バルブ摺動孔３５に対するバルブ６０の芯ズレを、バル
ブ摺動孔３５の径と上記間隔Ｍとの差の１／２の範囲で
規制する。このバルブ摺動孔３５はシール体圧入孔３４
と同心であることから、シール体圧入孔３４に圧入・固
定されているシール体５０に対しても、バルブ６０の芯
ズレが規制されることになる。つまり、このリブ６２が
タンク内圧調圧機構における規制手段を構成する。

【００２６】更に、このバルブ６０は、その内側に組立
用の湾曲片６３を対向して備え、この湾曲片６３の外側
の窪みを、バルブ６０をシール体５０に向けて付勢する
円錐状のスプリング６４の上部スプリング座６５とす
る。そして、バルブ６０及びスプリング６４は、シール
体５０と同様、本実施例における負圧用のタンク内圧調
圧機構を構成する。

【００２７】このバルブ６０は、スプリング６４の付勢
力により常時シール体５０に向けて付勢されている。そ
して、このスプリング６４は、調圧を必要としない範囲
の燃料タンク負圧に勝る付勢力をバルブ６０に常時作用
させる。従って、バルブ６０のリップ部６１は、燃料タ
ンクの内圧が調圧を必要としない範囲の負圧である場合
には、シール体５０のシール面５６に当接し、燃料タン
クは外気とシールされる。この際、シール体５０の平板
部５５は、天板部３１下面との間の間隙Ｌが狭くなるよ
う撓んだ状態にある。なお、この平板部５５の撓み量は
タンク内の圧力により変動する。

【００２８】上記したようにバルブ６０を付勢するスプ
リング６４は、下端部でばね受け部材７３に支持されて
いる。このばね受け部材７３は、上記下部本体１１の下
部内周に放射状に複数（４カ所）突設された補強用リブ
８１の凹部８３に係止されている。このばね受け部材７
３の中央には、通過孔７６があけられている。

【００２９】次に、天板部３１に圧入・固定されたシー
ル体５０やバルブ６０，スプリング６４等から構成され
たタンク内圧調圧機構による燃料タンク内の調圧につい
て説明する。

【００３０】燃料キャップ１がフィラーネック３に装着
させた状態にあるとき、燃料タンク内が負圧であれば、
バルブ６０はその負圧に応じてシール体５０から離間す
る方向の吸引力を受ける。しかし、このバルブ６０は、
スプリング６４によりシール体５０に向けて付勢されて
いる。このため、燃料タンク負圧Ｐが調圧を必要としな
い圧力（所定の調整負圧Ｐｒ以下の負圧）の場合には、
スプリング６４による付勢力と燃料タンク内圧による吸
引力との関係から、シール体５０周辺の要部拡大図であ
る図６に示すように、シール体５０のシール面５６にバ
ルブ６０のリップ部６１が当接してバルブ６０が閉弁状
態にあり、燃料タンクは外気とシールされている。よっ
て、天井孔３０，横孔４３等を図中矢印Ａで示すように
外気がシール体５０まで達しても、この外気が燃料タン
ク内に進入することはない。

【００３１】一方、燃料タンク負圧Ｐが大きくなって所
定の調整負圧Ｐｒを負圧側に超えると（図１参照）、燃
料タンク負圧Ｐによる吸引力がスプリング６４の付勢力
に勝るので、バルブ６０は、スプリング６４の付勢力に
抗して下方に移動する。この際、バルブ６０は、リブ６
２により案内されてバルブ摺動孔３５の内壁に沿って移
動する。よって、シール体５０周辺の要部拡大図である
図７に示すように、シール体５０のシール面５６からバ
ルブ６０のリップ部６１が離れる。

【００３２】この結果、図中矢印Ａで示すようにシール
体５０まで達した外気は、図中矢印Ｂで示すように、シ
ール体５０の通気孔５１，シール面５６とリップ部６１
との間の間隙，ばね受け部材７３の通過孔７６を順次通
過し、フィラーネック３から燃料タンク内に入る。これ
により、燃料タンク内の過剰な負圧状態が解消される。
そして、この燃料タンク内の過剰な負圧状態が解消され
ると、スプリング６４の付勢力によりバルブ６０がシー
ル体５０に向けて押し上げられる。よって、リップ部６
１がシール面５６に当接し、燃料タンクは再び外気とシ
ールされることになる。

【００３３】以上説明したように本実施例の燃料キャッ
プ１におけるタンク内圧調圧機構は、燃料タンクの内圧
が調圧を必要としない範囲の負圧である場合には、ゴム
製のシール体５０の平板部５５を天板部３１下面との間
の間隙Ｌが狭くなるようスプリング６４の付勢力により
撓んだ状態として平板部５５のシール面５６にバルブ６
０のリップ部６１を当接し、燃料タンク内を外気とシー
ルする。しかも、バルブ６０のリブ６２により、バルブ
６０のシール体５０に対する芯ズレを規制する。

【００３４】よって、ゴム製のシール体５０の平板部５
５にゴム製であることに起因してその成形時にねじれ，
反り等が発生し、平板部５５の厚みがある程度不均一で
あったり、シール体５０のシール面５６にうねり等があ
ったりしても、本実施例の燃料キャップ１におけるタン
ク内圧調圧機構によれば、次のような効果を奏すること
ができる。

【００３５】上記寸法不良や形状不良がシール体５０に
生じても、既述したように平板部５５を撓ませてシール
面５６にリップ部６１を当接させている。このため、こ
れら寸法不良や形状不良に拘らずシール面５６とリップ
部６１とを確実に当接・密着させるとともに、リップ部
６１をその全周に亘って均一な力でシール面５６に当接
させることができる。この結果、上記寸法不良等を補っ
て、閉弁時におけるシール性を向上させることができ
る。また、スプリング６４の付勢力がバルブ６０に対し
て偏って作用しても、上記平板部５５の撓みによりこの
アンバランスを吸収し、やはりこのようなアンバランス
を補って、閉弁時におけるシール性を向上させることが
できる。

【００３６】しかも、バルブ６０のシール体５０に対す
る芯ズレを規制しているので、シール面５６に対するリ
ップ部６１の当接位置を厚肉部５４からほぼ一定距離の
定位置とすることができる。このため、シール面５６と
リップ部６１との当接状態及び平板部５５の撓み状態を
良好に再現させる。よって、上記したように向上させた
閉弁時におけるシール性を維持することができ、シール
の信頼性を向上させることができる。

【００３７】以上換言すれば、本実施例の燃料キャップ
１におけるタンク内圧調圧機構によれば、閉弁時のシー
ル性の向上・維持を通してバルブ６０の開閉圧の均一化
を図り、図１に示すような理想的な調圧特性に近似した
調圧特性のタンク内圧調圧機構を提供することができ
る。

【００３８】また、本実施例の燃料キャップ１では、防
塵体４０を設けて燃料タンク内に流入する外気を除塵後
のものとしたので、タンク内の燃料の劣化を防止するこ
とができる。

【００３９】なお、上記実施例では、負圧用の正圧弁に
ついて説明したが、これに限らず正圧用の調圧弁であっ
てもよい。また、燃料キャップに限らず、ラジエータタ
ンクのキャップに用いることもできる。また、上記実施
例では、規制手段を構成するリブ６２をバルブ６０側に
設けたが、このリブ６２に替わる突条をキャップ本体５
側、即ち下部本体１１のバルブ摺動孔３５内周面に設け
てもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のタンク内圧
調圧機構は、過剰内圧に到る以前のタンク内圧に勝る付
勢力をバルブに付勢してリップ部とシール面との当接を
図り流路孔を閉鎖する際に、平板部をその付勢方向に撓
ませるとともに、バルブのシール体に対する芯ズレを規
制する。

【００４１】よって、シール体の平板部やシール面に、
ねじれ，反り，うねり等による厚みの不均一や面精度不
良といった種々の不良が見られても、本発明のタンク内
圧調圧機構によれば、平板部を撓ませた状態でシール面
にリップ部を当接させることによりシール面とリップ部
とをその全周に亘り均一な力で確実に当接・密着させる
ことができる。この結果、本発明のタンク内圧調圧機構
によれば、これら不良に起因する流路孔の閉鎖不良、即
ちシール不良を抑制してその閉弁時におけるシール性を
向上させることができる。

【００４２】また、バルブのシール体に対する芯ズレを
規制することにより、シール面に対するリップ部の当接
位置を基部からほぼ一定距離の定位置とし、調圧完了時
におけるシール面とリップ部との当接状態及び平板部の
撓み状態を良好に再現する。よって、本発明のタンク内
圧調圧機構によれば、閉弁時における平板部の撓みによ
り向上させたシール性を維持することができ、シールの
信頼性を向上させることができる。

【００４３】以上換言すれば、本発明のタンク内圧調圧
機構によれば、閉弁時のシール性の向上・維持を通して
バルブの開閉圧の均一化を図り、図１に示すような理想
的な調圧特性に近似した調圧特性を容易に発現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料タンク負圧Ｐとタンク内圧調圧機構を介し
て通過する空気の流量Ｑとの関係を示すグラフ。

【図２】本発明にかかる負圧用のタンク内圧調圧機構を
備えた実施例の燃料キャップを示す断面図。

【図３】実施例の燃料キャップ１に用いるシール体５０
の拡大断面図。

【図４】実施例の燃料キャップ１に用いるバルブ６０の
拡大平面図。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図。

【図６】シール体５０周辺の要部を示す拡大図断面図。

【図７】シール体５０周辺の要部を示す拡大図断面図。

【符号の説明】 １…燃料キャップ ３…フィラーネック ５…キャップ本体 １１…下部本体 ３０…天井孔 ３１…天板部 ３４…シール体圧入孔 ３５…バルブ摺動孔 ４０…防塵体 ５０…シール体 ５１…通気孔 ５２…胴部 ５３…突起 ５４…厚肉基部 ５５…平板部 ５６…シール面 ６０…バルブ ６１…リップ部 ６２…リブ ６４…スプリング ７３…ばね受け部材 ７６…通過孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 夏司 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 久保田 徳道 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク注入口に装着されるキャップ本体
   に設けられ、外気とタンク内部とを連通するようキャッ
   プ本体に形成された外気流路を開閉することによりタン
   ク内圧の調圧を行なうタンク内圧調圧機構であって、 前記キャップ本体に設けられ、前記外気流路途中で該流
   路の一部となる流路孔の周囲にシール面を有するシール
   体と、 該シール体のシール面に対して当接・離間可能に設けら
   れ、該シール面に環状のリップ部を当接することで前記
   流路孔を閉じるバルブと、 調圧を要する過剰内圧に到る以前のタンク内圧に勝る付
   勢力を、前記バルブに前記シール面に対して当接する方
   向に常時付勢する付勢手段と、 前記シール体に対する前記バルブの芯ズレを規制する規
   制手段とを備え、 前記シール体は、 前記流路孔を取り囲んで前記キャップ本体に固定される
   基部と、 前記リップ部が当接するシール面を形成するとともに、
   タンク内圧が前記過剰内圧に到る以前には前記リップ部
   の当接を介して該シール面に作用する付勢手段の付勢力
   によりその付勢方向に撓むように前記基部に延設された
   平板部とを備えることを特徴とするタンク内圧調圧機
   構。