(57)【要約】【課題】タンク側開口部に対するキャップ側係合部の締め係止力を増大しても、ワンタッチ操作で、着脱操作力を従来よりも大幅に弱くできるようにする。【解決手段】本体２が、操作部４、シール材１１、係合部５１とを備え、タンク側開口部９４に挿入され操作部４を介し所定角回転されると、シール材１１を開口部縁９４ａに圧接し、係合部５１を前記開口部内の係止部９６に増し締めにより係止して、タンク開口部９４に装着されるキャップ装置１において、本体２は、シール材１１を装着している軸部２５に組み付けられて係合部５１を形成している可動体５と、軸部２５及び可動体５の間に設けられて、操作部４の操作により軸部２５を可動体５に対し上下動可能にするカム機構３とを有し、係合部５１がカム機構３を介して、可動体５に対する軸部２５の上下動を伴って係止部９６に係脱される。【選択図】　　　　図１
2004035016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体が、上側の操作部と、該操作部より下側のシール材と、該シール材より下側の係合部とを備え、タンク側開口部に挿入され前記操作部を介し所定角回転されると、前記シール材を前記開口部縁に圧接し、前記係合部を前記開口部内の係止部に増し締めにより係止して、タンク側開口部に装着されるキャップ装置において、
前記本体は、前記シール材を装着している軸部と、前記軸部に組み付けられて前記係合部を形成している可動体と、前記軸部及び可動体の間に設けられて、前記操作部の操作により前記軸部を前記可動体に対し上下動可能にするカム機構とを有し、
前記係合部が、前記カム機構を介して、前記可動体に対する前記軸部の上下動を伴って前記係止部に係脱されることを特徴とする燃料タンク用キャップ装置。
【請求項２】
前記カム機構は、前記軸部及び前記可動体に一方をそれぞれ形成して互いに嵌合しているカム溝部及びカム突部と、前記軸部と可動体との間に配置されて前記可動体を下方向へ付勢している付勢部材とからなる請求項１に記載の燃料タンク用キャップ装置。
【請求項３】
本体が、上側の操作部と、該操作部より下側のシール材と、該シール材より下側の係合部とを備え、タンク側開口部に挿入され前記操作部を介し所定角回転されると、前記シール材を前記開口部縁に圧接し、前記係合部を前記開口部内の係止部に増し締めにより係止して、タンク側開口部に装着されるキャップ装置において、
前記操作部は、前記本体の上フランジ部に回転可能に組み付けられたカバーと、前記本体の上フランジ部及び前記カバーの間に設けられて前記カバーを前記本体に選択的に連結可能にする連結機構とを有し、
前記カバーが、前記連結機構を介して、開方向の回転トルクに対し、該カバーの下方向への押圧の有無により、前記本体に対して空転する非連結態様と、前記本体と連動して回転する連結態様とに切り換えられることを特徴とする燃料タンク用キャップ装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記カバー側に設けられた歯部と、前記上フランジ部側に設けられてその一部に設けられた凸部を前記歯部の対応部と係脱する係合片と、前記歯部を前記上フランジ部側から離間する方向へ付勢しているばね部材とからなる請求項３に記載の燃料タンク用キャップ装置。
【請求項５】
前記係合片は、前記上フランジ部に取り付けられた連結板に設けられて前記凸部と前記歯部との係合を、前記非連結態様及び前記カバーに加わる閉方向の所定値以上の回転トルクによって解除すると共に、前記非連結態様時の係合解除と前記閉方向時の係合解除とを当該係合片の異方向への揺動変位により行う請求項４に記載の燃料タンク用キャップ装置。
【請求項６】
請求項１において、上記操作部が請求項３から５の何れかに記載のもので構成されている燃料タンク用キャップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両に装備される各種燃料タンクに用いられ、タンク側開口部を開閉する燃料タンク用キャップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来のキャップ装置例（特開２００１−３４８０５０）を示している。このキャップ装置８０は、本体８１が同（ａ）のごとく軸部８２の上フランジ８３に回転可能に組み付けられるカバー８４と、上フランジ８３とカバー８４との間に介在されたトルク機構８５とを備えている。このうち、本体８１は、軸部８２の上側に装着したシール材８６と、軸部８２の下側に設けられた係合部である突起８７とを有し、同（ｂ）のごとくタンク９０の開口部９１に対し挿入切欠９２に沿わせて挿入され、該挿入状態から閉方向へ所定角回転（９０度）されることにより、シール材８４が開口部９１の縁９１ａに縮形しつつ圧接され、突起８７が開口部内の係止部（段差状になった下面）９３に係止される（キャップ装着状態）。また、突起８７は、係止部９３に対する当接面を傾斜角の大きな第１傾斜面８７ａ及びそれより緩い傾斜角の第２傾斜面８７ｂで形成され、前記所定角回転時（閉方向）の回転トルクが初期段階とそれ以後とで可変される。これに対し、トルク機構８５は、カバー８４側に設けられた不図示の係合部と、トルクプレート８８と、スプリング８９とを有している。符号Ｖはタンク内圧調整用の弁機構である。
【０００３】
前記装置構造において、第１の特徴は、前記所定角回転する過程において、回転トルクが初期段階でシール材８６の圧縮に伴って生じる大きな負荷を受けるため鋭角な第１傾斜面８７ａにより過大にならないようにし、最終段階で鈍角な第２傾斜面８５ｂによりシール性を確実にした点にある。第２の特徴は、カバー８４が閉方向へ所定以上のトルクを受けたときに本体に対し空転するラチット構造に代え、トルク機構８５によって、前記カバー８４が所定以上の回転トルクを受けたときに節度感を与えてキャップ装着状態を確認可能にしたり、カバー８４がスプリング８９の付勢力蓄積及び解放作動により本体８１に対し初期位置に戻されるようにした点にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両に装備される燃料タンク用としては、特に、キャップ装置８０が頻繁に開閉操作されるため着脱性に優れていること、シール材８６が摩耗劣化を起こさず寿命を長く維持できること、キャップ装置８０が追突事故等において、不用意な外力を受けたとき、閉方向の外力に起因した破損要因以外に、開方向の外力に起因したオイル漏れ要因を確実に解消できることが重要となる。上記したキャップ装置８０では、スクリュー方式に比べ摩耗劣化が生じにくく、着脱性も優れている。しかし、開閉操作は、操作対象者が自己給油方式の普及により女性や老人なども含まれるため、係止力を維持してより弱い力で操作可能なことが好ましく、又、前記した不用意な開方向の外力を受けたときの信頼性などの点で未だ満足できない。
【０００５】
本発明は上記したような課題を解消するものである。第１の目的は、特にタンク側開口部の係止部に対するキャップ側係合部の締め係止力を増大しても、ワンタッチ操作で、着脱操作力を従来よりも大幅に弱くできるようにする。第２の目的は、不用意に加わる外力により、係合部がタンク側開口部の係止部に対し係止解除したりオイル漏れの不安定要因をなくして信頼性を向上することにある。他の目的は以下に説明する内容の中で順次明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を以下のような創意工夫により達成したものである。（請求項１の構成）請求項１の燃料タンク用キャップ装置１は、図１〜図１３の例で特定すると、本体２が、上側の操作部４と、該操作部４より下側のシール材１１と、該シール材１１より下側の係合部５１とを備え、タンク側開口部９４に挿入され前記操作部４を介し所定角回転されると、前記シール材１１を前記開口部縁９４ａに圧接し、前記係合部５１を前記開口部内の係止部９６に増し締めにより係止して、タンク側開口部９４に装着されるキャップ装置１において、前記本体２は、前記シール材１１を装着している軸部２５と、前記軸部２５に組み付けられて前記係合部５１を形成している可動体５と、前記軸部２５及び可動体５の間に設けられて、前記操作部４の操作により前記軸部２５を前記可動体５に対し上下動可能にするカム機構３とを有し、前記係合部５１が、前記カム機構３を介して、前記可動体５に対する前記軸部２５の上下動を伴って前記係止部９６に係脱されることを特徴としている。
【０００７】
（要部作動等）以上の発明は、本体２とタンク側開口部９４との係脱構造の点から特定したものである。この構造では、本体軸部２５が、カム機構３を介し相対的に上下動される可動体５を有していることにより、例えば、タンク側開口部９４に対し挿入切欠９５に沿わせて挿入され、操作部４を介し該挿入状態から閉方向へ所定角回転されると、係合部５１が係止部９６の入口側に係止した初期係止状態となる。続いて、本体軸部２５が操作部４を介し回転されると、可動体５に対し下移動しながら増し締めした最終係止状態となる。この最終係止状態に達する過程において、従来構造では最大の回転トルクを必要とするが、本発明では係合部５１より回転中心に近い位置に設けたカム機構３によりその大きくなる負荷を軽減してスムースな回転操作を可能にして、着脱操作性を向上できる。
また、請求項２では、前記カム機構３が前記軸部２５及び前記可動体５に一方をそれぞれ形成されて互いに嵌合しているカム溝部２９及びカム突部５３と、前記軸部２５と可動体５との間に配置されて前記可動体５を下方向へ付勢している付勢部材１２とから構成されることにより、部材数を最小に抑えて本発明を実施容易にする。
【０００８】
（請求項３の構成）請求項３の燃料タンク用キャップ装置１は、図１〜図１３の例で特定すると、本体２が、上側の操作部４と、該操作部４より下側のシール材１１と、該シール材１１より下側の係合部５１とを備え、タンク側開口部９４に挿入され前記操作部４を介し所定角回転されると、前記シール材１１を前記開口部縁９４ａに圧接し、前記係合部５１を前記開口部内の係止部９６に増し締めにより係止して、タンク側開口部９４に装着されるキャップ装置１において、前記操作部４は、前記本体２の上フランジ部２０に回転可能に組み付けられたカバー４と、前記本体２の上フランジ部２０及び前記カバー４の間に設けられて前記カバー４を前記本体２に選択的に連結可能にする連結機構６とを有し、前記カバー４が、前記連結機構６を介して、開方向の回転トルクに対し、該カバーの下方向への押圧の有無により、前記本体２に対して空転する非連結態様と、前記本体２と連動して回転する連結態様とに切り換えられることを特徴としている。
【０００９】
（要部作動等）以上の発明は、本体２とカバー４との間に設けられる連結機構６の点から特定したものである。この構造では、キャップ装着状態において、カバー４が本体２に対し連結機構６を介し非連結態様にされ、本体２に対し空転するため、例えば、追突事故等に受ける開方向の大きな外力でカバー４が不用意に回転して係止解除したりオイル漏れを起こすなどの不安定要因を簡易に一掃できる。
また、請求項４では、前記連結機構６が、前記カバー４側に設けられた歯部（例えば、略外ギア状の歯部）４８と、前記上フランジ部２０側に設けられてその一部に設けられた凸部６９を前記歯部４８の対応部と係脱する係合片６５と、前記歯部４８を前記上フランジ部２０側から離間する方向へ付勢しているばね部材１３とから構成される。この構成は、部材数を最小に抑えて本発明を実施可能にする。これは、形態例以外に、歯部４８をカバー４の内側に形成したり、係合片６５を上フランジ部２０側に形成したり、ばね部材１３をカバー４又は上フランジ部２に起立した弾性片で形成することも、成形型の精度充足により可能となるからである。
また、請求項５では、前記係合片６５が、前記上フランジ部２０に取り付けられた連結板６０に設けられて前記凸部６９と前記歯部４８との係合を、前記非連結態様及び前記カバー４に加わる閉方向の所定値以上の回転トルクによって解除すると共に、前記非連結態様時の係合解除と前記閉方向時の係合解除とを前記係合片６５の異方向への揺動変位により行う。この構成は、例えば、カバー４が不用意な閉方向の回転トルクで回転して破損する虞を解消したり、連結機構６が本体２とカバー４との間の隙間をさほど必要とせず（全体を大型にすることなく）実施できるようにする。
これに対し、請求項６では、以上の各発明を同時に採用した態様であり、上記したカム機構３及び連結機構６の作動及び利点を同時に具備できる。
【００１０】
以上の各発明において、係止部９６は、通常、タンク側開口部９４の内側に形成され、例えば、係合部５１を挿入する縦溝状の挿入切欠９５に対し横溝状となっており、係合部５１が前記横溝状の段差面（挿入切欠９５の縦溝から略水平に延びる態様、挿入切欠９５から離れるに従って次第に上から下に向かって傾斜している態様等）に沿って移動しながら増し締めされて所定強度に係止（ロック）可能にする箇所である。係合部５１と係止部９６とは、形態例とは逆に係合部を溝状にし、係止部９６を突起状に形成することも可能である。「増し締めにより係止」は、例えば、弾性爪が係止部に弾性的に係止される、いわゆるパッチン係合又は係止と区別する意味で使用している。要は、初期係止状態から更に係止力を増大する方向へ回転されて最終係止状態となる態様である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な形態を図面を用いて説明する。図１〜図１３は本発明の第１形態を示し、図１４〜図１９は本発明の第２形態を示している。第１形態において、図１（ａ）はキャップ装置の正面図、同（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同（ｃ）は下面図である。図２（ａ）はキャップ装置の縦断面図、同（ｂ）はタンク側開口部に増す締めして係止した状態を示す縦断面図である。図３及び図４は構成部材を示す概略分解図である。図５（ａ）は回転板の下面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図６（ａ）は連結板の上面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図７〜図１０は連結機構の作動を示し、各図（ａ）は各部材をハッチングして示す模式図、各図（ｂ）は回転板と連結板との関係を示す模式図である。図１１〜図１３はカム機構の作動を示し、各図（ａ）は装置単独又は装置とタンク側開口との関係を示す模式図、各図（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って断面した模式図である。これに対し、第２形態において、図１４は図１に対応し、（ａ）はキャップ装置の正面図、同（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、同（ｃ）は下面図である。図１５は図２に対応し、（ａ）はキャップ装置の縦断面図、同（ｂ）はタンク側開口部に増す締めして係止した直前の状態を示す縦断面図である。図１６は図３、図４に対応した主な構成部材の概略分解図である。図１７はカム機構の作動を示す模式図、図１８はラチット機構の構成及び作動を示す模式図である。以下の説明では、第１形態及び第２形態の共通事項を概説した後、第１形態の構造及び作動、第２形態の変更点及び作動の順に述べる。なお、図面上は重複説明を極力省くため、同じか類似する部材及び部位に同じ符号を付している。
【００１２】
（概説）各形態のキャップ装置１（以下、装置１と略称）は、自動車等に装備される燃料タンクに用いられて、給油等の際にタンク側開口部９４に着脱される。基本構造は、装置本体２が上フランジ部２０及び該フランジ部２０から下設された軸部２５を有し、上フランジ部２０に操作用カバー４が組み付けられ、軸部２５の上周囲にシール材１１が装着される。そして、この装置１では、軸部２５側がタンク側開口部９４に挿入されてカバー４を介し所定角回転（回転角ｔは１８０度以下であり、第１形態では図１３のごとくｔが４５度、第２形態では図１７のごとくｔが６０度に設定されている）されることにより、シール材１１が開口部縁９４ａに圧接し、かつ軸部２５側の係合部である突起５１が開口部９４内の係止部９６に増し締めにより係止されてキャップ装着状態となる。この点は、従来の所定角だけ回転して着脱される（いわゆるバョネット）方式と同じ。工夫点は、本体２が突起５１を形成しかつカム機構３を介し相対的に上下動される可動体５を有し、突起５１がカム機構３を介し軸部２５に対する可動体５の上下動を伴ってタンク側係止部９６に係脱される係脱構造と、カバー４が上フランジ部２０との間に設けられた第１形態の連結機構６、又は、第２形態のラチット機構７を介し作動されるカバー回転構造とにある。従って、以下の説明ではこれら従来と異なる工夫点を主に詳述する。
【００１３】
ここで、カム機構３は、カム溝部２９及びカム突部５３と、付勢部材であるコイルばね１２とからなる。連結機構６は、カバー４側のギア板４５と、上フランジ部２０側の連結板６０と、コイル形のばね部材１３とからなる。ラチット機構７は、カバー４側の爪板７２と、上フランジ部２０側のラチット歯７０とからなる。これら構成部材は、材質的に制約されないが、形態例では、本体２、カバー４、可動体５、ギア板４５、連結板６０、爪板７２が樹脂製であり、コイルばね１２及びばね部材１３が金属製であり、シール材１１が合成又は天然ゴム製である。タンク側開口部９４は金属製であるが、開口部９４を樹脂製又は金属と樹脂の二重構造とされることもある。また、この装置１には従来と同様に本体２内に弁機構Ｖが装着されている。弁機構Ｖは、燃料タンクの内圧が設計値より変動したときに該内圧を一定範囲に維持できるようにする。なお、第１形態では、図面が煩雑となるため弁機構Ｖを省略したが、実際には第２形態と同様に弁機構Ｖが付設される。これに対し、タンク側開口部９４は、外部から給油する給油口を想定している。この形態では、図４と図１６のごとく開口部９４の縁９４ａがテーパー面等として形成され、シール材１１がその縁９４ａに圧接される。開口部９４の内面には、縦溝状の挿入切欠９５及び該挿入切欠９５の一部に通じた横溝状の係止部９６と、複数の座リブ９７が設けられている。挿入切欠９５は突起５１をスームスに下移動可能である。係止部９６は段差面つまり上端面が係止面となっている。座リブ９７は、図１２のごとく本体２（装置１）を開口部９４に挿入したときに可動体４の下端と当たって本体２を受け止める。
【００１４】
（第１形態）この形態では、上記したカム機構３及び連結機構６を必須としている。カム機構３は、本体２の軸部２５と可動体４との間に設けられて互いに嵌合しているカム溝部２９及びカム突部５３と、可動体４を下方向へ付勢するばね部材１３とで構成され、キャップ着脱時、カバー４の操作により軸部２５を可動体４に対し上下動可能にする。連結機構６は、本体２の上フランジ部２０とカバー４との間に設けられたギア板４５及び連結板６０で構成され、キャップ着脱時やキャップ装着状態において、カバー４が連結機構６を介し開方向の回転トルクに対し該カバー４の下方向への押圧の有無により、本体２に対して空転する非連結態様と、本体２と連動して回転する連結態様とに切り換えられる。カム機構３及び連結機構６は、独立した作動を行うため、例えば、カム機構３や連結機構６を個別的に従来キャップ装置に採用することも可能である。この形態では、カム機構３と連結機構６を同時に採用することで、装置１をタンク側開口部９４から外す操作においてより良好な操作を実現可能にしている。
【００１５】
（本体軸部と可動体）図２、図４、図１１を主に参照し説明する。可動体５は円筒状をなし、外周５０に突起５１を形成し、内周５２にカム突部５３を形成している。突起５１は、外周５０の下周囲にあって等分する３箇所に設けられている。内周５２は、上内周５２ａが下内周５２ｂより少し径大に形成されている。下内周５２ｂには、ばね用の係止溝５４が上内周５２ａとの間の端面から下向きに設けられ、又、上記したカム突部５３が下内周にあって略１８０度変位した箇所に対に設けられている。各カム突部５３は同形であり、上下に長い矩形状となっている。
【００１６】
本体２は、概略筒形をなし、上端側に鍔状の上フランジ部２０を形成し、又、上フランジ部２０から下側を軸部２５として形成している。軸部２５は、上から下に沿ってシール材用の最大径の周回溝２６と、可動体用の最小径の摺動筒部２８とを形成している。周回溝２６は、上フランジ部２０の下基部側に位置し、シール材１１が所定の張力で装着される。シール材１１は、肉厚寸法が大きく、縦断面Ｃ形のものを使用しているが、Ｏ形やＷ形のものでもよい。周回溝２６と摺動筒部２８の間は段差筒部２７となっている。該筒部２７には、ばね用の係止溝２７ａが摺動筒部２８側に設けられている。摺動筒部２８には、上記したカム溝部２９が下側の外周面に対に設けられている。各カム溝部２９は、略１８０度変位した箇所に設けられ同形となっている。溝形状は、図４の左側から右側に向かって、導入溝２９ａ、待機溝２９ｂ、摺動溝２９ｃの順で概略構成され、又、これら各溝の上下寸法は突起５１よりも若干大きくなっている。導入溝２９ａは摺動筒部２８の下端に通じ、ここからカム突部５３を挿入して待機溝２９ｂへ導く。導入溝２９ａと待機溝２９ｂとの間には抜け止め用縦リブ２９ｄが設けられている。該縦リブ２９ｄは、カム突部５３が待機溝２９ｂから再び導入溝２９ａへ移動しないよう規制する。摺動溝２９ｃは、待機溝２９ｂよりも一段高くなっている。この段差寸法は、可動体５が軸部２５に対し相対的に上下動される距離であり、好ましくは約２〜４ｍｍの範囲で適宜設定される。
【００１７】
以上の本体軸部２には、可動体５がコイルばね１２と共に組み付けられる。組立要領は、例えば、コイルばね１２が下端１２ａを係止溝５４に係止した状態で可動体５の筒内に入れられる。その後、軸部２がコイルばね１２の内径に挿入されながら可動体５の筒内に差し込まれる。その際には、コイルばね１２の上端１２ｂが係止溝２７ａに係止され、又、カム突部５３が導入溝２９ａから縦リブ２９ｄを強制的に通過して待機溝２９ｂに嵌合される。これにより、可動体５は、軸部２に対し、カム突部５３とカム溝部２９との嵌合と、コイルばね１２とからなるカム機構３のカム作動を伴って相対的に上下動可能に組み立てられる。
【００１８】
（カム機構の作動）以上のカム機構３は、本体２が突起５１とタンク側係止部９６との係脱によりタンク側開口部９４に着脱される過程で作動する。ここでは、その係脱時におけるカム作動を図１１〜図１３により詳述し、カバー４との関係については連結機構６の作動の中で明らかにする。
【００１９】
図１１は、本体２（装置１）をタンク側開口部９４から外した状態を示している。本体２は、可動体５が本体軸部２５に対しコイルばね１２の付勢力により最大まで下移動された状態となっている。細部は、カム突部５３がカム溝部２９の待機溝２９ｂに位置している。この状態では、例えば、本体２が下方向へ押圧されるとコイルばね１２を圧縮しながら少し下移動される。この距離は、カム突部５３が待機溝２９ｂから摺動溝２９ｃに移行する段差相当量である。図１２は、本体２をタンク側開口部９４に挿入した状態を示している。即ち、本体２は、突起５１が開口内の挿入切欠９５に合わせた状態から開口部９４に挿入されると、座リブ９７に受け止められるまで下移動される。座リブ９７に受け止められると、可動体５は本体軸部２５に対しコイルばね１２の付勢に抗し自重により若干上移動される。この上移動により、カム突部５３は、待機溝２９ｂの上側に移行されて本体２がキャップ閉方向（以下、閉方向と略称）に回転されると、該回転に連動して待機溝２９ｂから摺動溝２９ｃ側へ摺動可能となる。従って、本体２を座リブ９７へ挿入する途中で可動体５は回転することがないので、キャップの締め付けが不完全になってしまうことを防止できる。また、各突起５１は、対応する係止部９６の横溝状の入口に対向配置され、本体２が閉方向へ若干回転されると該係止部９６の入口に入って係止される初期係止状態となる。
【００２０】
図１３は、本体２が前記した初期係止状態から最終係止状態にされた後のキャップ装着状態を示している。初期係止状態は、突起５１が本体５の閉方向への回転初期により係止部９６の入口に入って係止（係合）された態様であり、本体５が抜け止めされているが、シール材１１が縁９４ａにさほど圧縮されない状態で接している。なお、この種の密封構造では、シール材１１が縁９４ａに対し所定圧縮度まで変形されて圧接されないと（図１２の突起５１とシール材１１の下端面との間の距離をＬ１とし、図１３の突起５１とシール材１１の下端面との間の距離をＬ２とする。密封性を確保するには（Ｌ１−Ｌ２）の距離を２ｍｍ以上にしなければならい）、開口部９４に対する設計上のシール性が満足されない。このため、装着操作では、初期係止状態から最終係止状態に達する迄、本体２の回転トルクが最大となる。本発明のカム機構３は、その最大となる回転トルクを従来よりも大幅に軽減可能にしたものである。即ち、この構造では、本体２が後述する操作部４を介し回転されると、可動体５（この可動体５は既に係止部９６の一部と係合している）に対し回転しつつ、又、コイルばね１２を圧縮しつつ下移動される。この下移動は、カム機構３を介し行われ、可動体５側のカム突部５３が摺動溝２９ｃの待機溝２９ｂ側から最終溝端に移行する動きにより達成される。換言すると、カム機構３は、本体２が図１３の最終係止状態に移行されるとき、可動体５及びカム突部５３とカム溝部２９とのカム作動を介在させて下移動されるようにして、前記（Ｌ１−Ｌ２）の距離を大きくしても従来より弱い力でスムースに操作できるようにする。これは、本体２（装置１）を逆転して装置１を外す操作でも同様であり、本体２が図１３の状態からカバー４を介し開方向へ押圧されながら回転されると、図１２の状態までスムースに戻り、開口部９４から引き抜かれると図１１の状態となる。これにより、この装置１では開口部９４に対する着脱操作性が良好となり、力が弱い人でも開閉又は着脱しやすいものとなる。
【００２１】
（上フランジ部とカバー）図３、図５〜図７を主に参照し説明する。上フランジ部２０は、本体２の上端側に位置し、中心側に設けられて軸部２５側の内径に通じた凹状部２１を有している。凹状部２１の上側は鍔状に広く形成されている。この箇所には、上面外周に一段高くなった取付リブ２２と、取付リブ２２と同じく一段高くなって凹状部２１の上縁に沿って延び、かつ一端側を凹状部２１の内周下向きに延びている対の規制リブ２３と、取付リブ２２と規制リブ２３との間の部分に位置して４箇所に点在している貫通孔２４などが設けられている。
【００２２】
カバー４は略キャップ状をなし、筒部４０の上端壁に設けられた膨出部４１を有し、該膨出部４１を指で摘んで操作される。内側のうち、中央部つまり膨出部４１に対応した部分には、図２のごとく筒部４３が中間部に設けられ、その両側が凹部４４として形成されている。そして、筒部４０の上面は、筒部４３及び凹部４４を挟んで２分され、該各上内面には不図示の円弧状の係止リブ（図１８の符号４０ａと同様なリブ）が対に下設されている。筒部４０の内周には、同心円上から中心方向に向かって複数の掛けリブ４６が設けられている。
【００２３】
上フランジ部２０及びカバー４の間には、連結機構６を構成する連結板６０及びギア板４５が配設される。連結板６０は、図６のごとく両端を上に起立した状態に設けられて前記凹状部２１内に入れられる下片部６１と、下片部６１の両端と接続した状態に設けられたリング状の外周部６２と、外周部６２を上下貫通して比較的大きな隙間を形成している開口６３と、外周部６２に一部を接続した状態で開口６３に延びている係合片６５などを有している。下片部６１には筒状の接続部６４が中央に突設されている。該接続部６４の上面には小凸部６４ａが設けられている。外周部６２は、上フランジ部２０の取付リブ２２と規制リブ２３との間の隙間に収まる板幅からなり、又、上面同心円上にあって等分する箇所に設けられた４個の連結爪６２ａを有している。この連結爪６２ａは、図６（ｂ）のごとくキャップ開方向（以下、開方向と略称）の端面（凹部４９に入ったとき当たる面）が傾斜面で、閉方向の端面（凹部４９に入ったとき当たる面）が垂直面となっている。開口６３及び係合片６５は、下片部６１の両側に位置するよう対に設けられている。各係合片６５は、基部６６を外周部６２の対応部に接続して対応開口６３に延びた片持ち状となっており、基部６６と先端６８との間に円弧状の揺動片部６７を形成している。揺動片部６７は、基部６６側の太くなった部分と同様に太くなった先端６８との間に接続され、又、中間内端面に凸部６９を中心に向けて突設している。そして、以上の連結板６０は、上フランジ部２０に対し、下片部６１が凹状部２１に入れられ、外周部６２が取付リブ２２と規制リブ２３との間の隙間に嵌合された状態で組み込まれる。この組立状態では、係合片６５が径方向への変位については、基部６６（の外周面）及び先端６８が規制リブ２３の対応部に接近されているため揺動しにくくなるが、揺動片部６７は開口６３内に位置しているため揺動しやすくなる。下方向への変位は係合片６５が比較的長くかつ片持ちであるため揺動しやすい。
【００２４】
ギア板４５は、図５のごとくカバー４の筒部４０内に配置される円盤状となっていて、上面に突設された筒部４６と、前記したカバー４０の係止リブと係合する２個のスリット４７と、下面に突設された歯部４８と、下面の外周側に設けられた多数の凹部４９などを有している。筒部４６はギア板４５の下面に開口している。筒上端の内面には、前記の小凸部６４ａと対向される小凸部４６ａが設けられている。スリット４７は前記のカバー４側の係止リブと対応している。歯部４８は略外ギア状をなし、両係合片６５の間に配置されたとき、凸部６９が各歯と噛み合う。歯部４８の歯は、キャップ閉方向の端面（凸部６９に当たる面）が谷に向かって緩い傾斜面４８ａであり、開方向の端面（凸部６９に当たる面）が下側が略傾斜面４８ｂで上側が略垂直面４８ｃとなっている。各凹部４９は、上記した連結爪６２を余裕を持って受け入れる窪みであり、同心円上にあって等間隔に設けられている。
【００２５】
以上の各部材は次のような要領で組み立てられる。まず、上フランジ部２０には、連結板６０が凹状部２１及び規制リブ２３を利用して取り付けられる。カバー４には、ギア板４５が筒部４６を筒部４３に嵌合した状態で前記係止リブとスリット４７との係合を介し取り付けられる。その後、カバー４は、上フランジ部２０に対し、筒部４６の小凸部４６ａと接続部６４の小凸部６４ａとの間にばね部材１３を配置し、上フランジ部側取付リブ２２をカバー側掛けリブ４６に押し込んで係止することにより取り付けられる。ばね部材１３は、カバー４と上フランジ部２０とが離れる方向へ付勢している。このため、通常は、図７のごとくギア板４５もばね部材１３の付勢力により連結板６０より少し離れており、歯部４８の略下半分だけが係合片６５の凸部６９と接触可能となっている。
【００２６】
（連結機構の作動）以上の連結機構６において、カバー４（ギア板４５）が閉方向に回転されるときには、所定の締め付け力が生じるまで（前記した突起５１が係止部９６に対し最終係止状態となるまで）は歯部４８の歯（傾斜面４８ａ）が凸部５９と係合して本体２を同期して回転するが、所定の締め付け力（前記最終係止状態にするとき）以上となると、図７のごとく傾斜面４８ａから受ける応力により揺動片部６７が径方向へ揺動し、該揺動変位を伴って凸部６９が各歯の傾斜面４８ａを順に乗り越える。このため、カバー４（ギア板４５）は本体２に対し空転される。これは、図８のごとくカバー４（ギア板４５）が押圧されて閉方向に回転されたときも同様となる。なお、図８の態様では、凹部４９の対応端面が連結爪６２の傾斜面と当たるため係止されず、凹部４９が連結爪６２を順に乗り越えて前記空転を許容する。これにより、この連結機構６では、カバー４の締め過ぎに起因する破損の虞を構成簡易に解消できる。
【００２７】
また、カバー４（ギア板４５）が開方向に単に回転されるときには、図９のごとく歯部４８の歯（下側の傾斜面４８ｂ）が凸部５９の対応面を下向きに押し、係合片６５が該下向きの応力により基端６６を支点として下側へ揺動変位する。カバー４は、該揺動変位を伴って本体２に対し空転される。これにより、この連結機構６では、カバー４が開方向の過大な外力を受けたとしても、不用意に回転されず、突起５１が係止部９６から係止解除する虞を解消できる。これに対し、装置１をタンク側開口部９４から外す場合には、図１０のごとくカバー４（ギア板４５）を下向きに押圧して開方向に回転操作する。すると、カバー４は、歯部４８の歯（上側の垂直面４８ｃ）が凸部５９の対応面と面当接して凸部５９の逃げを阻止し本体２側との連結態様を維持して、本体２を連動して回転できるようになる。なお、この連結機構６では、歯部４８の歯（上側の垂直面４８ｃ）と凸部５９との係合に加え、図１０（ｂ）のごとく凹部４９の対応端面が上記した連結爪６２の垂直面と当たって該連結爪６２に係止され、該係止力によって前記連結状態を補強できるようにしている。これにより、装置１は、カバー４の押圧及び回転操作により、上記した突起５１がカム機構３の作動を介しタンク側係止部９６から係止解除されて、開口部９４から引き抜かれることになる。
【００２８】
（第２形態）この形態は、上記第１形態に対し、カム機構３の方は突起５１の数等を変更し、又、上記の連結機構６に代えてラチット機構７を採用した例である。このうち、カム機構３は、タンク側係止部９６が２箇所の場合を想定し、それに対応して可動体５の突起５１を３個から２個に変更しているが、作動的には上記と実質的に同じ。この点は、上記した図１１〜図１３に示した作動を更に模式化して図１７に示している。図１７（ａ）は図１２に対応している。図１７（ｂ）は本体２（装置１）が（ａ）の状態から略３０度回転された状態を示している。図１７（ｃ）は（ｂ）の状態から更に３０度回転した最終係止状態を示しており、図１３に対応している。これらの作動説明は、上記形態のカム機構の記載がほぼ当てはまるので省略する。これに対し、ラチット機構７は次のような構成となっている。
【００２９】
（上フランジ部とカバー）図１６、図１８、図１９を主に参照し説明する。上フランジ部２０は、本体２の上端側に位置し、中心側に設けられて軸部２５側の内径に通じた凹状部２１を有している。凹状部２１の上側は鍔状に広く形成されている。この箇所には、上面外周に一段高くなった取付リブ２２と、取付リブ２２の内側にあって同心円上に配置されている多数の起立歯７０が連続して設けられている。この起立歯７０は、全て同形であり、図１８から推察されるごとくキャップ閉方向の端面（爪７３ａに当たる面）が傾斜面７０ａであり、開方向の端面（爪７３ａに当たる面）が略垂直面７０ｂとなっている。
【００３０】
カバー４は、筒部４０の上端壁に設けられた膨出部４１を有し、該膨出部４１を指で摘んで操作される。筒部４０内は、膨出部４１の対応する凹部４４を挟んで２分され、該各上内面には円弧状の係止リブ４０ａが対に下設されている。筒部４０の内周には、同心円上から中心方向に向かって複数の掛けリブ４６が設けられている。そして、カバー４には爪板７２が取り付けられる。該爪板７２は、カバー４の筒部４０内に配置される円盤状となっていて、前記起立歯７０に対応して設けられた弾性爪７３と、前記係止リブ４０ａと係合する２個のスリット７４などを有している。弾性爪７３は、同心円上に複数設けられている。各弾性爪７３は、コ形スリット７５を介し区画された弾性片であり、揺動端である先端側に爪７３ａを下へ突設している。以上の組立では、まず、爪板７２がカバー４に対し係止リブ４０ａとスリット７４との係合を介し取り付けられる。その後、カバー４は、上フランジ部２０に対し、取付リブ２２をカバー側掛けリブ４６に押し込んで係止することにより取り付けられる。組立状態では、弾性爪７３の爪７３ａが上フランジ部２０の起立歯７０同士の間に嵌合している。
【００３１】
（ラチット機構の作動）以上のラチット機構７において、カバー４が閉方向に回転されるときには、所定の締め付け力が生じるまで（前記した突起５１が係止部９６に対し最終係止状態となるまで）は弾性爪７３の爪７３ａが対応する起立歯７０（の傾斜面）と係合して本体２を同期して回転するが、所定の締め付け力（前記最終係止状態にするとき）以上となると、第１形態と同様に対応する起立歯７０の傾斜面から受ける応力により弾性爪７３が上方向へ揺動し、該揺動変位を伴って爪７３ａが起立歯７０の傾斜面を順に乗り越える。このため、カバー４は本体２に対し空転される。これに対し、装置１を開口部９４から外す場合はカバー４を開方向に回転操作する。すると、カバー４は、弾性爪７３の爪７３ａが対応する起立歯７０（の垂直面）と係合して本体２側との連結態様を維持し本体２を連動して開方向へ回転する。このような、ラチット機構７の作動は、従来から知られているが、この構成では部材が少なく、閉方向への操作時にクリック感も得られるなどの利点がある。また、この例は、上記したカム機構３と連結機構６との組み合わせは不可欠ではなく、カム機構３とラチット機構７との組み合わせでも何ら差し支えないことを明らかにしている。
【００３２】
なお、本発明は上記した各形態に何ら限定されることなく、例えば、本体２やカバー４並びに可動体５などの形状、突起５１と係止部９６との形状等についてはこれをベースにして種々変更可能なものである。また、用途的には車両に装備される燃料タンク以外であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、請求項１では、カム機構を介し相対的に上下動される可動体を有していることにより、タンク側開口部の係止部に対するキャップ側係合部の締め係止力を増大しても、従来より弱い力で着脱操作可能にし、使い勝手を向上できる。請求項３では、キャップ装着状態において、カバーが本体に対し連結機構を介して空転可能なため、カバーが不用意に受ける過大な外力により、係合部がタンク側開口部の係止部に対し係止解除したりオイル漏れを起こす虞をなくして安全性及び信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１形態に係るキャップ装置を示す構成図である。
【図２】図１のキャップ装置の縦断面図である。
【図３】図１の構成部材同士の関係を示す概略図である。
【図４】図１の構成部材同士とタンク側との関係を示す概略図である。
【図５】図３の回転板の細部を示す図である。
【図６】図３の連結板の細部を示す図である。
【図７】上記装置の連結機構を説明する作動図である。
【図８】図７と同じく連結機構を説明する作動図である。
【図９】図７と同じく連結機構を説明する作動図である。
【図１０】図７と同じく連結機構を説明する作動図である。
【図１１】上記装置のカム機構を説明する作動図である。
【図１２】上記装置のカム機構を説明する作動図である。
【図１３】上記装置のカム機構を説明する作動図である。
【図１４】第２形態に係るキャップ装置を示す構成図である。
【図１５】図１４のキャップ装置の縦断面図である。
【図１６】図１４の構成部材同士とタンク側との関係を示す概略図である。
【図１７】図１４のカム機構を説明する作動図である。
【図１８】図１４のラッチ機構の構成を示す構成図である。
【図１９】図１４のラッチ機構を説明する作動図である。
【図２０】キャップ装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…キャップ装置
２…本体（２０は上フランジ部、２５は軸部）
３…カム機構
４…カバー（操作部）
５…可動体（５１は係合部である突起、５３はカム突部）
６…連結機構
７…ラチット機構（７２は爪板、７３は弾性爪）
１１…シール材
１２…コイルばね（付勢部材）
１３…ばね部材
２９…カム溝部（２９ａは導入溝、２９ｂは待機溝、２９ｃは摺動溝）
４５…ギア板（４８は歯部）
６０…連結板（６５は係合片、６９は凸部）
９４…タンク側開口部（９４ａは縁）
９６…係止部（９５は挿入切欠）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004035016.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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