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一种以少的部件个数、简单的结构实现发出卡嗒声的扭矩机构的盖装置。燃料盖(10)包括盖本体(20)、具有操作部(42)的盖体(40)和扭矩机构(80)。扭矩机构(80)具有扭矩传递部(82)和卡嗒声发生部(84)。当向关闭方向旋转操作部(42)时，旋转扭矩从构成扭矩机构(80)的扭矩传递肋(44)传递到挠曲弹簧(93)。挠曲弹簧(93)，伴随盖体(40)朝向关闭方向的旋转而弹性地变形并传递规定的旋转扭矩，同时蓄积弹簧力。当弹簧力蓄积到规定值之上时，由卡嗒声发生部(84)产生卡嗒声。当操作者将手从操作部(42)离开时，蓄积的挠曲弹簧(93)的弹簧力使卡嗒声发生部(84)返回初期位置。

1.  一种盖装置，其在封闭箱开口的同时与设置在该箱开口的周边部的开口侧结合部结合，其特征在于：
所述盖装置具有：
闭合体，其封闭所述箱开口，并具有通过旋转规定角度而结合到所述开口侧结合部的盖侧结合部；
操作机构，其可转动地装在所述闭合体的上侧，用于朝所述箱开口的关闭方向或打开方向打开关闭所述闭合体；
扭矩机构(80)，其设置在所述操作机构和所述闭合体之间，将朝向所述关闭方向或打开方向的旋转扭矩传递给所述闭合体；
所述扭矩机构(80)具有：
卡嗒声发生部，其具有第一碰击结合部和与该第一碰击结合部结合的第二碰击结合部，当所述操作机构向关闭方向的操作而使所述操作机构和所述闭合体相对旋转规定的角度时，所述第一碰击结合部和所述第二碰击结合部从结合状态脱离结合，从初期位置移动到结合脱离位置，由此产生卡嗒声；
扭矩传递部，其具有第一扭矩结合部和与所述第一扭矩结合部结合的第二扭矩结合部，并通过所述第一扭矩结合部和所述第二扭矩结合部的结合，将施加在所述操作机构上的、朝向关闭方向的旋转扭矩传递给所述闭合体，
所述第一扭矩结合部或所述第二扭矩结合部的至少一个为挠曲弹簧，而且该挠曲弹簧，伴随所述操作机构朝关闭方向的旋转而弹性地挠曲，并将所述规定的旋转扭矩传递给所述闭合体，同时蓄积弹簧力，当施加到所述操作机构上的、朝向关闭方向的旋转扭矩被去掉时，由该蓄积的弹簧力使所述卡嗒声发生部从所述结合脱离位置向所述初期位置复位。

2.  根据权利要求1所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩机构(80)，具有可转动地设置在所述操作机构和所述闭合体之间的扭矩板(90)；
所述第一扭矩结合部为形成在所述操作机构上的扭矩传递肋(44)，所述第二扭矩结合部为挠曲弹簧(93)，所述挠曲弹簧(93)，从所述扭矩板(90)可弹性变形地突出设置并结合到所述扭矩传递肋(44)上，同时随着弹性变形的增大，弹簧力也增大；
所述挠曲弹簧(93)，在所述操作机构旋转时，通过由所述扭矩传递肋(44)的结合而挠曲，传递所述旋转扭矩。

3.  根据权利要求2所述的盖装置，其特征在于：
所述操作机构具有覆盖所述闭合体上部的盖体(40)，及操作部(42)；所述操作部(42)，以形成凹部(42b)的方式从该盖体(40)的上表面突出设置，并在其下壁(42a)上设置所述扭矩传递肋(44)
所述挠曲弹簧(93)从该扭矩板(90)大致沿垂直方向竖直设置，其前端结合到所述扭矩传递肋(44)。

4.  根据权利要求1所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩机构(80)具有可转动地支承在所述操作机构和所述闭合体之间的扭矩板(90)；
所述第一碰击结合部为在所述扭矩板(90)上具有由悬臂梁形成的碰击用结合突部(94c)的碰击用臂(94)，所述第二碰击结合部为形成在所述闭合体上的碰击用结合部(45)。

5.  根据权利要求1所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩机构具有阻止所述闭合体旋转的止动机构，以便在所述闭合体封闭所述箱开口时，不会超过极限扭矩。

6.  根据权利要求5所述的盖装置，其特征在于：
所述止动机构突出地设置在所述闭合体上，并具有以通过结合到所述开口侧结合部而防止该闭合体旋转的方式突出设置的止动件(21d)。

7.  根据权利要求5或6所述的盖装置，其特征在于：
所述挠曲弹簧，在所述止动机构阻止所述闭合体的旋转之后，随着施加到所述操作机构上的旋转扭矩的增大，弹簧常数也变大。

8.  根据权利要求7所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩传递部具有限制所述挠曲弹簧的局部动作的限制部件，该限制部件，通过限制挠曲弹簧的动作而阶段地变化所述弹簧常数。

9.  根据权利要求8所述的盖装置，其特征在于：
所述限制部件为形成在推压所述挠曲弹簧(93B)的部位处的第一阶梯部(44Ba)和在自该第一阶梯部(44Ba)起、所述操作机构的旋转角度大的位置推压所述挠曲弹簧(93B)的第二阶梯部(44Bb)。

10.  根据权利要求8所述的盖装置，其特征在于：
所述挠曲弹簧为涡卷状，并通过来自所述操作机构的旋转扭矩引起的直径增大或直径减小作用产生弹簧力。

11.  根据权利要求2所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩板(90)，被固定在所述闭合体上，并可旋转地装在所述操作机构上。

12.  根据权利要求4所述的盖装置，其特征在于：
所述扭矩板(90)，被固定在所述闭合体上，并可旋转地装在所述操作机构上。

盖装置
技术领域
本发明涉及一种具有用于以规定的旋转扭矩关闭燃料箱开口的扭矩机构的盖装置。
背景技术
以前，在这种盖装置中，作为机动车用燃料箱的燃料盖，例如被披露在专利文献1中。燃料盖具有以密封状态封闭燃料箱开口的闭合体、设有旋转操作用操作部的盖体、和扭矩机构。扭矩机构具有位于盖体与闭合体之间的盘簧和卡嗒声发生机构，其中，所述卡嗒声发生机构，当盖体和闭合体相对旋转规定的角度时，通过结合脱开分别设置在盖体和闭合体之间的结合部而发出卡嗒声。
在用燃料盖封闭注入口期间，当用手握住操作部并朝关闭方向作用时，盖体和闭合体之间的盘簧被压缩，同时旋转扭矩从盖体传递到闭合体，使闭合体向关闭方向旋转。而且，当在操作部上产生由闭合体接受的规定值以上的旋转扭矩时，卡嗒声发生机构的结合部结合脱开，从而发出卡嗒声。根据这种卡嗒声，使用者能确认闭合体被以规定的密封压力之上的压力锁紧。
专利文献1：美国专利第6076695号公报
对于这种燃料盖，有减少部件个数、使结构更为简单的要求。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种以较少的部件个数和简单的结构实现发出卡嗒声的扭矩机构的盖装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种在封闭箱开口的同时与设置在该箱开口的周边部的开口侧结合部结合的盖装置，其特征在于所述盖装置具有：
闭合体，其封闭上述箱开口，并具有通过旋转规定角度而结合到上述开口侧结合部的盖侧结合部；
操作机构，其可转动地安装在上述闭合体的上部，用于朝上述箱开口的关闭方向或打开方向打开关闭上述闭合体；
扭矩机构，其设置在上述操作机构和上述闭合体之间，将朝向上述关闭方向或打开方向的旋转扭矩传递给上述闭合体，
上述扭矩机构具有：
卡嗒声发生部，其具有第一碰击结合部和与该第一碰击结合部结合的第二碰击结合部，当上述操作机构向关闭方向的操作使上述操作机构和上述闭合体相对旋转规定的角度时，上述第一碰击结合部和上述第二碰击结合部从结合状态脱开结合，从初期位置移动到结合脱离位置，由此产生卡嗒声；
扭矩传递部，其具有第一扭矩结合部和与上述第一扭矩结合部结合的第二扭矩结合部，并通过上述第一扭矩结合部和上述第二扭矩结合部的结合将施加在上述操作机构上的、朝向关闭方向的旋转扭矩传递给上述闭合体，
上述第一扭矩结合部或上述第二扭矩结合部的至少一个为挠曲弹簧，而且该挠曲弹簧如此构造，即伴随上述操作机构朝关闭方向的旋转而弹性地挠曲，并将上述规定的旋转扭矩传递给上述闭合体，同时蓄积弹簧力，当施加到上述操作机构上的朝向关闭方向的旋转扭矩被去掉时，该蓄积的弹簧力使上述卡嗒声发生部从上述结合脱离位置向上述初期位置复位。
根据本发明的盖装置，当将闭合体安装在箱开口上，并朝关闭方向旋转操作操作机构时，闭合体的盖侧结合部与箱开口的开口侧结合部结合，所述盖装置通过扭矩机构使闭合体转动。这时，旋转扭矩被从构成扭矩机构的第一扭矩结合部向第二扭矩结合部传递。上述第一扭矩结合部或第二扭矩结合部的至少一个为挠曲弹簧，而且该挠曲弹簧伴随上述操作机构朝关闭方向的旋转而弹性地挠曲并传递上述规定的旋转扭矩，同时蓄积弹簧力。当弹簧力蓄积到规定值以上，而且操作机构和闭合体相对旋转规定的角度时，卡嗒声发生部发出卡嗒声。这样，使用者能确认已经以规定值以上的旋转扭矩紧固了闭合体。而且，当操作者使手从操作机构离开时，蓄积的挠曲弹簧的弹簧力使卡嗒声发生部返回初期位置。在这种状态下，燃料盖封闭箱开口。
因此，由于第一扭矩结合部或第二扭矩结合部的至少一个构造为挠曲弹簧，所以不使用如现有技术所述那样的盘簧，从而能减少部件个数并简单地构造。
这里，作为扭矩机构的适当形式，有可转动地设置在操作机构和闭合体之间的扭矩板，另外，作为扭矩传递部，有形成在操作机构上的扭矩传递肋和挠曲弹簧，所述弹簧从上述扭矩板可弹性变形地突出设置并结合到上述扭矩传递肋上，同时随着弹性变形的增加，弹簧力也增大。上述挠曲弹簧能以下述方式构成，即在上述操作机构旋转时，通过由上述扭矩传递肋结合而挠曲，传递上述旋转扭矩。
而且，挠曲弹簧能从该扭矩板沿大致垂直的方向竖直设置。另外，对于上述操作机构，当其由盖体和具有从盖体上部突出设置的凹部的操作部构成时，通过使挠曲弹簧突出到所述凹部中，能使挠曲弹簧在垂直方向上形成得长，从而能增大弹性变形量。
上述扭矩机构具有可转动地支承在上述操作机构和上述闭合体之间的扭矩板，上述第一碰击结合部为在上述扭矩板上具有由悬臂形成的碰击用结合突部的碰击用臂，上述第二碰击结合部为形成在上述闭合体上的碰击用结合部。
上述扭矩机构能如此构造，即具有阻止上述闭合体旋转的止动机构，以便施加地旋转扭矩不会超过上述闭合体封闭上述箱开口时的极限扭矩。通过止动机构能防止闭合体的紧固过度。止动机构突出地设置在上述闭合体上，可以由通过结合到上述开口侧结合部而防止该闭合体旋转的突部形成。
而且，作为本发明的适当形式，上述挠曲弹簧能如此形成，即在上述止动机构阻止上述闭合体的旋转之后，随着施加到上述操作机构上的旋转扭矩的增大，弹簧常数也变大。根据这种形式，在止动机构阻止闭合体的旋转之后，当旋转操作所述操作机构时，旋转扭矩阶梯地上升，不会急剧地增大，所以使用者不会误认盖的关闭动作结束，而是继续旋转操作，从而能确实得到卡嗒声。
作为改变上述挠曲弹簧的弹簧常数的适当手段，有限制挠曲弹簧的局部动作的限制部件，该限制部件能如此构成，即通过限制挠曲弹簧的动作而阶段地变化上述弹簧常数。而且，限制部件能由形成在推压上述挠曲弹簧的部位处的第一阶梯部和在自该第一阶梯部起、上述操作机构的旋转角度大的位置推压上述挠曲弹簧的第二阶梯部构成。
而且，上述挠曲弹簧能形成为和扭矩板一体的涡卷状，并能如此构造，即通过来自上述操作机构的旋转扭矩引起的直径增大或直径减小作用产生弹簧力。
附图说明
图1为表示根据本发明一实施例的燃料盖的半剖视图。
图2为说明将燃料盖螺纹连接到加油管口而封闭注入口的状态的说明图。
图3为说明将燃料盖装在加油管口之前的状态的立体图。
图4为放大表示装在燃料盖的密封保持部上的衬垫附近的剖视图。
图5(A)、图5(B)、图5(C)为说明关闭燃料盖时、衬垫的被压缩过程的说明图。
图6为表示衬垫的挠曲量和反力之间关系的曲线图。
图7为表示衬垫的挠曲量和密封面压力之间关系的曲线图。
图8为表示沿盖体和盖本体的上部设置的扭矩机构的分解立体图。
图9为从上方表示扭矩机构的说明图。
图10(A)、图10(B)为说明扭矩传递部的第一传递机构的动作的说明图。
图11(A)、图11(B)为说明卡嗒声发生部的动作的说明图。
图12为表示图8的主要部分的立体图。
图13为表示燃料盖的侧部的剖视图。
图14为说明扭矩板的周边部的说明图。
图15为说明第一弹簧片和第二弹簧片的作用的说明图。
图16为说明扭矩机构的动作的说明图。
图17为说明接续图的动作的说明图。
图18为说明接续图的动作的说明图。
图19为说明接续图的动作的说明图。
图20(A)、图20(B)、图20(C)为说明根据第二实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。
图21为说明操作部的旋转角度和旋转扭矩之间关系的说明图。
图22为说明根据第三实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。
图23(A)、图23(B)、图23(C)为说明第三实施例的动作的说明图。
图24为说明根据第四实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。
图25(A)、图25(B)、图25(C)为说明第四实施例的动作的说明图。
图26为说明根据第五实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。
图27(A)、图27(B)、图27(C)、图27(D)为说明第五实施例的动作的说明图。
具体实施方式
为了使以上说明的本发明的结构和作用更清楚，下面对本发明的优选实施例进行说明。
(1)燃料盖10的大概结构
图1为表示根据本发明第一实施例的燃料盖10(盖装置)的半剖视图。在图1中，燃料盖10被装在具有给燃料箱(未示出)补充燃料的注入口FNb(燃料箱开口)的加油管口FN上，并包括由聚缩醛等合成树脂材料形成的盖本体20(闭合体)、装在该盖本体20的上部并具有由尼龙等合成树脂材料形成的操作部的盖体40、封闭盖本体20的上部开口并形成阀室25的内盖30、收容在阀室25中的调压阀50、扭矩机构80、和装在盖本体20的上部外周并密封其和加油管口FN之间的空间环形衬垫GS。
(2)燃料盖10各部分的结构
下面，详细说明根据本实施例的燃料盖10的各部分的结构。
(2)-1盖本体20等的结构
上述盖本体20，具有大致圆筒状的外管体20a和设置在外管体20a下部内侧的阀室形成体20b，所述外管体20a，具有与管状加油管口FN(开口形成部件)的内壁的阴螺纹部FNc配合的阳螺纹部21。阀室形成体20b收容用作调压阀50的正压阀和负压阀。上述内盖30，通过压入阀室形成体20b的上部而覆盖阀室25。
在盖本体20上部的凸缘部22的下面，外装有衬垫GS。衬垫GS位于凸缘部22的密封保持部24和加油管口FN的密封面FNf之间，而且当将燃料盖10紧固到注入口FNb上时，所述衬垫通过对密封保持部24加压而起到密封作用。
图2为说明将燃料盖10螺纹连接到加油管口FN而封闭注入口FNb的状态的说明图，图3为说明将燃料盖10被装在加油管口FN之前的状态的立体图。在图2和图3中，沿加油管口FN的内周壁和外管体20a的外周部形成螺纹连接机构。螺纹连接机构为用于将燃料盖10螺纹连接到加油管口FN的机构，包括形成在加油管口FN的内壁上的阴螺纹部FNc和形成在外管体20a的外周下部的阳螺纹部21。阴螺纹部FNc为从形成在注入口FNb侧的始端部FNc1向里侧(燃料箱侧)螺旋状地形成的凸条。阳螺纹部21具有呈螺纹状突起的螺纹牙21a和其螺纹牙21a的螺纹槽21b。螺纹牙21a的下端部为与阴螺纹部FNc的始端部FNc1首先结合的始端部21c(图2)。另外，以横切螺纹槽21b的方式竖立设置止动件21d。止动件21d形成在距阳螺纹部21的始端部21c约200°的位置，当燃料盖10被固定到注入口FNb上时，所述止动件抵靠阴螺纹部FNc的始端部FNc1，起到限制燃料盖10朝关闭方向旋转的作用。这里，阴螺纹部FNc的螺纹节距，以每旋转1圈螺旋前进6.35mm而形成。
在上述结构中，当从把燃料盖10从装在注入口FNb上的状态向关闭方向旋转时，阳螺纹部21顺着阴螺纹部FNc螺旋拧入，当衬垫GS被沿轴向压缩到规定的位移以上时，止动件21d碰到阴螺纹部FNc的始端部FNc1而限制转动。在这种状态下，燃料盖10被装在加油管口FN上。
(2)-2衬垫GS和密封保持部24
(2)-2-1衬垫GS的结构
图4为放大表示装在燃料盖的密封保持部24上的衬垫GS附近的剖视图。衬垫GS由含氟橡胶形成，断面大致呈C字形，并具有以缩短挠曲方向长度的方式被压缩的衬垫本体GSa。衬垫本体Gsa，被形成为围绕切口GSb的断面为C字形的形状，所述切口在外周侧开口并且断面大致呈U字形。即，衬垫本体Gsa，具有压在加油管口FN的密封面FNf上的第一唇部GSc，第二唇部GSd及连接第一唇部GSc和第二唇部GSd的连接部GSe，并由第一唇部GSc、第二唇部GSd及连接部GSe构成截面为C字形的形状。
当通过由密封面FNf加压而压缩衬垫GS时，上述第一唇部GSc以该第一唇部GSc的前端接触第一密封壁面24a的方式形成得比上述第二唇部GSd长(参照图5(C))。另外，在位于衬垫本体GSa的内周部且位于第二唇部GSd与连接部GSe之间、突出地形成止转部GSf。
(2)-2-2密封保持部24的结构
上述密封保持部24为支承衬垫GS外周面的环形凹部，其具有支承第二唇部GSd的第一密封壁面24a、起止动部用作的止动台阶部24b、第二密封壁面24c和密封下表面24d。上述止动台阶部24b在由密封面FNf挤压第一唇部GSc时，通过使衬垫GS的止转部GSf定位而发挥止转的作用。
另外，第二密封壁面24c被形成为与衬垫GS的连接部GSe之间具有间隙Gp，当第一唇部GSc受到来自密封面FNf的压力时，衬垫GS弹性变形，使间隙Gp变小。
另外，上述第二密封壁面24c具有收容从连接部GSe的外周部突出设置的浇口端GSh的环形密封凹部24e。浇口端GSh为注射成形衬垫GS时形成的浇口残痕。密封凹部24e具有消除该浇口端GSh接触第二密封壁面24c时密封面压力沿圆周方向不均匀的部位的作用。
(2)-2-3由衬垫GS产生的密封作用
图5为说明关闭燃料盖10时、衬垫GS被压缩过程的说明图。在燃料盖10的紧固初期，衬垫GS的第一唇部GSc接触密封面FNf(图5(A))，当进一步紧固时，切口GSb的开口变窄而且唇部GSc被向挠曲方向压缩(图5(B))。这时，衬垫GS由于止转部GSf定位在止动台阶部24b而被防止转动，所以随着第一唇部GSc的受压，连接部GSe也以其相对第二密封壁面24c的间隙Gp变窄的方式变形。而且，当第一唇部GSc的前端位于第二唇部GSd的侧方并接触第一密封壁面24a时，衬垫GS的压缩结束(图5(C))，燃料盖10封闭注入口FNb。
图6为表示衬垫GS的挠曲量和反力之间关系的曲线图，实线表示实施例，虚线表示现有技术的C字形衬垫。这里，挠曲量指衬垫沿挠曲方向被压缩而缩短的长度(压缩量)。而且，虽然挠曲量和燃料盖的旋转角度的关系还会因衬垫的硬度和形状等参数而产生误差，但是如果由燃料盖的360°旋转产生6.35mm的挠曲量，那么当把燃料盖10的紧固角度设定为198°时，会产生3.5mm的挠曲量，另外，当燃料盖从关闭状态往回转90°时，产生1.9mm的挠曲量。
在紧固燃料盖时，由于衬垫的挠曲，其反力增加。对于这样的燃料盖的关闭动作，当反力超过150N时，操作性变差，所以反力为150N以下、特别是130N以下是优选的，但是在现有技术衬垫的150N的反力范围内，不能确保1.5mm左右的挠曲量，而且对于因反力急剧增大而操作性变差的情况，本实施例能确保全封闭状态下4.5mm以上的挠曲量且没有反力的急剧增大，所以操作性好。
图7为表示衬垫的挠曲量和密封面压力之间关系的曲线图，实线表示实施例的衬垫，虚线表示现有技术的C字形衬垫。这里，所谓密封面压力是指衬垫相对密封面FNf产生的压力。当紧固燃料盖10时，随着衬垫GS的挠曲量的增大，密封面压力也增加。
这样，在确保通过衬垫GS的挠曲量而得到的规定值以上的密封面压力的同时，为了不使过度的应力施加在衬垫GS上，由图2的止动件21d中止紧固时的紧固量优选为2mm以上，最好为3～5mm。
(2)-2-4衬垫GS的效果
(2)-2-4-1
对于衬垫GS，由于在通过止动件21d定位在止动台阶部24b而被防止转动的同时，设有间隙Gp，所以随着第一唇部GSc被密封面FNf挤压，连接部GSe也容易以第二密封壁面24c和连接部GSe之间的间隙Gp变窄的方式变形，从而能通过小的紧固力得到大的密封面压力，而且得到好的操作性能。
(2)-2-4-2
对于第一唇部GSc，为了在被密封面FNf挤压而使衬垫GS被压缩时、该第一唇部GSc的前端接触第一密封壁面24a，而使该第一唇部GSc形成得比上述第二唇部GSd长，所以不会妨碍第一唇部接触第二唇部GSd并变形，另外，能以低的载荷得到高的变位位移。
(2)-2-4-3
作为燃料盖10，在被用在仅转动规定角度如180°左右而打开关闭注入口FNb的快速旋转结构中的情况下，为了防止在盖体40受到外力时衬垫GS的密封面压力减少，在盖体40上设有在规定角度范围内空转的所谓空转机构。但是，如果使用上述衬垫GS，则盖体40受到外力向关闭方向转动90°左右，即使挠曲量减小到1.6mm左右，也能维持高的密封性，所以即使不设置所谓的复杂结构的空转结构，也能确保规定值以上的密封面压力。
(2)-2-4-4
通过使用盖本体20旋转180°而向轴向移动3mm以上节距的大螺纹，能以小的旋转角度进行打开关闭操作，所以操作性好。
(2)-2-4-5
对于衬垫GS，优选的是，挠曲量为4mm时上述反力为100N以下，而且上述密封面压力为0.5Mpa。这时，优选的是，在使闭合体从紧固开始位置旋转80～90°时，朝向轴向的移动量为1.4～1.6mm。当采用这种结构时，即使通过外力使闭合体从紧固状态向打开方向回转90°，也能维持衬垫所产生的高密封性。
(2)-3盖体40的结构
在图1中，盖体40为构成操作机构的部件，其通过扭矩机构80可转动且可拆卸地装在凸缘部22上。盖体40具有上壁41、突出地设置在上壁41上表面的操作部42和形成在上壁41外周部的侧壁43，并且使用导电性树脂通过注射一体成形。另外，在侧壁43的内侧，沿周向等间隔地突出设置四个结合突部43a。结合突部43a为将盖体40经扭矩机构80装配到盖本体20上的突起。盖体40的安装结构将在后面描述。
(2)-4扭矩机构80的结构
(2)-4-1扭矩机构80的大概结构
图8为表示沿盖体40和盖本体20的上部设置的扭矩机构80的分解立体图，图9为从上方表示扭矩机构80的说明图。扭矩机构80具有图9所示的扭矩传递部82和卡嗒声发生部84，并且为这样一种机构，即，在进行由图3所示的燃料盖10封闭注入口FNb的动作时，当由扭矩传递部82传递的旋转扭矩超过规定的旋转扭矩时，由卡嗒声发生部84发出卡嗒声，从而能确认已经以规定的旋转扭矩将燃料盖10安装在加油管口FN上。
在图8中，扭矩机构80具有可转动地设置在盖体40和盖本体20之间的扭矩板90。扭矩板90具有由树脂形成的圆盘状的扭矩本体91，扭矩本体91具有圆盘状的臂支承部91a、围绕臂支承部91a的圆环状的外环部91b及连接臂支承部91a和外环部91b的连接部91c。在扭矩本体91上形成有引导槽、扭矩臂、挠曲弹簧及弹簧片等。由这些元件构成扭矩传递部82和卡嗒声发生部84。
(2)-4-2扭矩传递部82
扭矩传递部82具有从盖体40向扭矩板90传递旋转扭矩的2个第一传递机构、和从扭矩板90向盖本体20传递旋转扭矩的第二传递机构。
第一传递机构具有形成在盖体40上的扭矩传递肋44、和从上述扭矩板90可弹性变形地突出设置的挠曲弹簧93。扭矩传递肋44为在操作部42的下壁42a沿半径方向延伸的肋，并突出设置在从盖体40中心轴隔开规定距离的两位置处。挠曲弹簧93沿垂直方向柱状地一体突出设置在扭矩本体91上，突出到操作部42的凹部42b内，其前端为与扭矩传递肋44结合的结合端93a。
图10为说明扭矩传递部82的第一传递机构的动作的说明图。如图10(A)所示，通过操作部42向关闭方向的操作，扭矩传递肋44与挠曲弹簧93的结合端93a结合，如图10(B)所示，在扭矩被传递给扭矩板90的同时，随着挠曲弹簧93倾倒、弹性变形变大，蓄积朝向打开方向的弹簧力。关于所述弹簧力的作用将在后面描述。
如图8和图9所示，第一传递机构还包括突出地设置在盖体40的上壁41下表面的引导突部46、和形成在扭矩板90上的肋用引导部95。引导突部46为主要用于传递朝向打开方向的旋转扭矩的圆柱状突部。肋用引导部95为形成在扭矩板90上的圆弧状切口，其两端成为推压端95a和推压端95b，而且使引导突部46进入并可移动地支承该引导突部46。
为了从扭矩板90向盖本体20传递旋转扭矩，第二传递机构具有形成在扭矩板90下表面的引导突起92和形成在盖本体20上部的本体侧结合部23。本体侧结合部23为设置在凸缘部22的内周部的结构，具有推压突部23a和与之隔开规定间隔的推压突部23b，在它们之间形成引导段23c。引导突起92插入引导段23c中，并在扭矩板90向关闭方向转动时接触推压突部23a，另一方面，当扭矩板90向打开方向转动时，所述引导突起92接触推压突部23b，由此将旋转扭矩从扭矩板90传递给盖本体20。
(2)-4-3卡嗒声发生部84
卡嗒声发生部84具有突出地设置在盖体40的上壁41的下壁上的碰击用结合部45、和形成在扭矩板90上的碰击用臂94。碰击用结合部45具有形成在外周侧的推压面45a和形成在圆周上的下表面上的倾斜面45b。碰击用臂94具有从臂支承部91a突出地设置的臂本体94a、和从臂本体94a的自由端向上方突出设置的碰击用结合突部94c。碰击用臂94被形成为以支承根部94b为支点的悬臂梁，碰击用结合突部94c相对扭矩本体91隔开规定的间隔。在碰击用结合突部94c的一端形成沿内周侧由推压面45a推压的垂直壁94c1，并且形成在圆周上由倾斜面45b推压的倾斜面94c2。
图11为说明卡嗒声发生部84的动作的说明图。如图11(A)所示，当盖体40向关闭方向旋转时，由碰击用结合部45的推压面45a挤压碰击用结合突部94c的垂直壁94c1，碰击用臂94以支承根部94b为支点向外周方向挠曲，越过碰击用结合部45。这时，推压面45a越过垂直壁94c1，碰击用结合突部94c与臂支承部91a的外周撞击而发出卡嗒声。另一方面，如图11(B)所示，当盖体40向打开方向旋转时，碰击用结合部45的倾斜面45b向下挤压碰击用臂94的倾斜面94c2，使碰击用臂94以支承根部94b为支点向下压。碰击用臂94的刚性使碰击用臂94向下侧的挠曲比向外侧的挠曲小，而且，碰击用结合部45和碰击用结合突部94c以倾斜面平滑地滑动，所以与向关闭方向的旋转时相比，卡嗒声小。
(2)-4-4扭矩板90及盖体40的安装结构等
下面，说明盖本体20和扭矩板90的安装结构(板安装机构)、扭矩板90和盖体40的安装结构(把手安装机构)。图12为表示图8的主要部分的立体图。图13为表示燃料盖10的侧部的剖视图。在扭矩板90的外环部91b的内周侧形成有板结合部98的结合爪98a。结合爪98a位于通过切口98b从上方能看到的位置，为从外环部91b的内壁向中心轴方向突出设置的舌片，并且可沿轴向弹性变形地形成。另一方面，在盖本体20的凸缘部22的上部外周上，形成有圆弧状的结合突部22b。通过将结合爪98a压入结合突部22b，扭矩板90被可转动地安装在盖本体20的上部外周。
另外，在外环部91b的外周部形成安装部99。安装部99具有形成结合爪99a的结合凹部99b。通过使盖体40的侧壁43的内壁的结合突部43a结合到结合凹部99b，扭矩板90可旋转(约20°)地支承盖体40。上述结合突部43a结合在安装部99的结合凹部99b上的部位，其配置在比板结合部98的结合爪98a与凸缘部22的结合突部22b结合的部位靠上方的位置。
为了将扭矩板90和盖体40装配在燃料盖10上，将扭矩板90的板结合部98的结合爪98a压入盖本体20的结合突部22b，从而将扭矩板90装配在盖本体20上，另外，通过使盖体40的结合突部43a与扭矩板90的结合爪99a结合，可以将盖体40装配在扭矩板90上。
(2)-4-5扭矩板90的支承结构
图14为说明扭矩板90的周边部的说明图。如图10和14所示，在扭矩板90上形成用于将该扭矩板90支承在盖体40的上壁41的下表面和盖本体20的上部之间的第一弹簧片96和第二弹簧片97。即，在扭矩板90的中央上表面，四个第一弹簧片96形成在沿周向间隔90°的位置处。第一弹簧片96为对于盖体40的上壁41的下表面施加上下方向弹力的部件。图15所示的第一弹簧片96具有臂96a和推压突起96b，臂96a由与扭矩板90的上表面处于同一面并沿周向延伸的悬臂梁形成，推压突起96b在臂96a的前端处从扭矩板90的上表面突出。第二弹簧片97为稍向下方倾斜的悬臂梁，并具有臂本体97a和在臂本体97a的前端对凸缘部22的上表面22a加压的推压突起97b，并在扭矩板90上表面的切口97c内一端可倾斜。对于第二弹簧片97，由于其推压突起97b推压倾斜的上表面22a而定位在上下方向和半径方向两方向上。
(3)燃料盖10的打开关闭动作
下面，说明进行由燃料盖10打开关闭加油管口FN的注入口FNb的操作时的扭矩机构80的动作。另外，由于扭矩机构80的扭矩传递肋44、引导突部46、挠曲弹簧93等以盖体40的旋转轴为中心设置两个，所以主要说明图示的一侧。
(3)-1燃料盖10的关闭动作
如图3所示，当注入口FNb处于打开状态时，用手抓住盖体40的操作部42，将盖本体20沿轴向插入注入口FNb中。这时，阳螺纹部21的始端部21c与阴螺纹FNc的始端部FNc1配合。而且，当在操作部42上施加顺时针方向的旋转力而进行关闭操作时，扭矩机构80进行从图16的状态经图17、图18至图19所示的一系列动作。
即，如图16所示，通过扭矩传递肋44与挠曲弹簧93的结合端93a结合、挠曲弹簧93的倾倒以及碰击用结合部45与碰击用臂94的碰击用结合突部94c的结合，施加在操作部42上的顺时针方向的旋转力被传递给扭矩板90上，使扭矩板90向相同的方向旋转。伴随所述扭矩板90的转动，引导突起92压本体侧结合部23的推压突部23a。这样，盖体40、扭矩板90、盖本体20一体地转动，使注入口FNb朝关闭方向前进。这时，如图10所示，随着扭矩传递肋44使挠曲弹簧93倾倒的角度加大，从操作部42传递到盖本体20上的旋转扭矩也增大。
而且，当由该结合力产生的反力超过规定的旋转扭矩时，如图17所示，碰击用结合部45越过碰击用臂94，成为图18所示的结合脱离状态。这时，由于碰击用结合部45越过碰击用结合突部94c、碰击用结合突部94c撞击臂支承部91a的外周而发出卡嗒声，所以使用者能确认节动感。与此同时，引导突部46被引导到肋用引导部95内，并移动到接触推压端95a的状态。在这种状态下，即使使用者进一步朝关闭方向转动操作部42，由于止动件21d抵靠加油管口FN的始端部FNc1，盖本体20也不会被过度紧固。
当操作者的手指从操作部42离开时，如图19所示，挠曲弹簧93通过扭矩传递肋44施加使盖体40沿逆时针方向旋转的力。而且，通过盖体40向逆时针方向转动，如图11所示，碰击用结合部45的倾斜面45b向下压碰击用臂94并顺着碰击用结合突部94c越过。而且，当引导突部46使肋用引导部95移动而接触到推压端95b时，盖体40的旋转停止。在这种状态下，燃料盖10封闭注入口FNb。
(3)-2燃料盖10的打开动作
为了打开燃料盖10，用手指抓住盖体40的操作部42并施加使其从图19的状态向逆时针方向旋转的力。这样，盖体40的引导突部46推压扭矩板90的肋用引导部95的推压端95b，使扭矩板90转动。由于扭矩板90的转动，引导突起92推压本体侧结合部23的推压突部23b。这样，施加在盖体40上的旋转力通过引导突部46、扭矩板90、本体侧结合部23的推压突部23b传递到盖本体20，盖体40、扭矩板90、盖本体20一体地向逆时针方向转动。而且，当盖本体20与盖体40一体地转动约180°时(图16的状态)，阳螺纹部21从加油管口FN的阴螺纹FNc的始端部FNc1脱离，盖本体20从相对加油管口FN的约束力下解放出来。而且，能将燃料盖10从加油管口FN拔出，打开注入口FNb。
(4)通过上述实施例的结构，达到了除上述效果之外的如下效果。
(4)-1在关闭燃料盖10的操作过程中，在盖体40的碰击用结合部45越过碰击用结合突部94c时确认节动感，明确燃料盖10被以规定的扭矩紧固，所以不管衬垫GS等的弹性，都能以规定的扭矩紧固燃料盖。
(4)-2由于构成扭矩传递部82的挠曲弹簧93和扭矩板90一体地形成，所以没有使用如现有技术所述那样的盘簧，从而能减少部件个数并简单地构造。
(4)-3由于挠曲弹簧93从该扭矩板90大致沿垂直方向竖直地设置，并突出到操作部42的凹部42b中，所以能使挠曲弹簧93沿垂直方向形成得长，从而能增大弹性变形量。
通过阳螺纹部21和阴螺纹部FNc的结合，以约180°这样的小旋转角度就可以操作燃料盖10，不需要若干次的转动操作，使装入操作容易。
(4)-4由于扭矩板90由第一和第二弹簧片96、97以在盖体40和盖本体20之间不产生晃动的状态定位在正常的位置，所以能抑制产品间的误差，得到稳定的卡嗒声特性·扭矩特性。
图20为说明根据第二实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。作为使扭矩传递部产生的旋转扭矩以多阶段变动的机构，第二实施例的特征在于扭矩传递肋44B的形状。如图20(A)所示，在操作部42B的下壁42Ba上，突出地设置扭矩传递肋44B。扭矩传递肋44B与挠曲弹簧93B接触的部位，是沿上下方向成阶梯状，即，具有第一阶梯部44Ba和第二阶梯部44Bb。第一阶梯部44Ba和第二阶梯部44Bb构成限制挠曲弹簧93B动作的限制部件，其推压部位以从第一阶梯部44Ba向第二阶梯部44Bb转移的方式形成。
在第二实施例的结构中，当使操作部42B向关闭方向旋转时，如图20(B)所示，扭矩传递肋44B的第一阶梯部44Ba接触挠曲弹簧93B的前端，使挠曲弹簧93B倾倒。而且，随着挠曲弹簧93B的倾角变大，从操作部42B传递到盖本体上的旋转扭矩也增大。当进一步转动操作部42B时，如图20(C)所示，扭矩传递肋44B的第二阶梯部44Bb接触挠曲弹簧93B的中间部位，使挠曲弹簧93B倾倒。
图21为说明操作部42B的旋转角度和旋转扭矩之间关系的说明图。图21的横轴表示操作操作部42B的旋转角度，纵轴表示旋转扭矩。实线表示第二实施例(图20)，双点划线表示第一实施例(参照图10)。这里，旋转角度RAa为止动件21d(参照图3)接触加油管口的始端部FNc1的旋转角度，当旋转角度超过旋转角度RAa时，成为图20(B)所示的状态，当超过旋转角度RAb时，成为图20(C)所示的状态。从图21可以看出，对于旋转角度从0到旋转角度RAa的范围，由于衬垫压缩量的增加，旋转扭矩与旋转角度成正比地增加。而且，对于第二实施例(实线)，当旋转角度超过旋转角度RAa时，挠曲弹簧93B由第一阶梯部44Ba推压，当进一步超过旋转角度RAb时，挠曲弹簧93B由第二阶梯部44Bb推压。即，旋转扭矩在以旋转角度RAa和旋转角度RAb为界限阶段地上升。与此相对，对于第一实施例(双点划线)，当旋转角度超过旋转角度RAa时，旋转扭矩急剧增大。
这里，如果考虑挠曲弹簧93B的弹簧常数，则图20(B)所示的第一阶梯部44Ba使挠曲弹簧93B挠曲时的弹簧常数Ka由全长La确定，另一方面，图20(C)所示的第二阶梯部44Bb使挠曲弹簧93B挠曲时的弹簧常数Kb由长度Lb确定，所述长度Lb为挠曲弹簧93B从其根部到第二阶梯部44Bb所接触部位的长度，Kb＞Ka。
因此，在第二实施例中，当旋转角度超过旋转角度RAa时，旋转角度阶段地上升，没有急剧地增加，所以使用者在转过旋转角度RAa的时刻，不会误认为燃料盖的关闭动作结束，而是在超过旋转角度RAa时，继续操作，从而能可靠地得到卡嗒声。
图22为说明根据第三实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。作为使扭矩传递部的旋转扭矩以多阶段变动的机构，第三实施例的特征在于挠曲弹簧93C的结构。如图22所示，在扭矩板90C的内周部形成挠曲弹簧93C。各挠曲弹簧93C具有由悬臂梁形成的臂93Ca和从臂93Ca的自由端向垂直方向突出设置的推压杆93Cb。而且，在盖体40的下表面，在该盖体40C的中心处形成圆筒状的支承部47C，在其两侧形成扭矩传递肋44C、44C。如图23(A)的从上方观察挠曲弹簧93C等的视图所示，支承部47C以插入臂93Ca、93Ca之间的方式突出设置到下方。扭矩传递肋44C以分别推压推压杆93Cb的上端的方式形成。
在第三实施例的结构中，当对操作部42C向关闭方向旋转操作时，如图23(B)所示，扭矩传递肋44C沿旋转方向推压挠曲弹簧93C的推压杆93Cb的上端。这样，挠曲弹簧93C的臂93Ca向轴心方向倾斜，并接触支承部47C。另外，当操作部旋转时，如图23(C)所示，支承部47C接触臂93Ca、93Ca的中部，使臂93Ca、93Ca折弯。这时，对于挠曲弹簧93C的弹簧常数，在臂93Ca由支承部47弯曲之前，其全长由倾斜悬臂梁的弯曲刚度确定，弯曲后则由使臂93Ca弯曲的刚度确定且其值变大。这样，挠曲弹簧93C能得到和图21所说明的相同的特性。
图24为说明根据第四实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。作为使扭矩传递部的旋转扭矩以多阶段变动的机构，第四实施例的特征在于将挠曲弹簧93D形成为涡卷状。在扭矩板的内周部形成挠曲弹簧93D。该挠曲弹簧93D为涡卷状，在弹簧根部93Da的附近，有两处沿相反旋向折回，即，在第一折回部93Db和第二折回部93Dc处折回。另外，在盖体40D的下表面的中心部，形成扭矩传递肋44D。如图25(A)的从上方观察的图所示，扭矩传递肋44D通过推压挠曲弹簧93D的终端93De而使挠曲弹簧93D缩小直径。
在上述第四实施例的结构中，当对操作部42D向关闭方向旋转操作时，如图25(B)所示，扭矩传递肋44D推压挠曲弹簧93D的终端93De，使挠曲弹簧93D以缩小直径的方式弹性变形。这时的挠曲弹簧93D的弹簧常数由涡卷形状的全长确定。而且，如图25(C)所示，当第一折回部93Db接触弹簧根部93Da时，从弹簧根部93Da至第一折回部93Db的运动被限制，所以挠曲弹簧93D的弹簧常数由从终端93De至第一折回部93Db的长度确定，其值变大。因此，挠曲弹簧93D能得到如图21那样的弹簧特性。
图26为说明根据第五实施例的扭矩传递部的主要部分的说明图。作为使扭矩传递部的旋转扭矩以多阶段变动的机构，第五实施例的特征在于将挠曲弹簧93E形成为涡卷状并将弹簧常数设为三阶段。在扭矩板90E的内周部形成挠曲弹簧93E。所述挠曲弹簧93E为涡卷状，在距根部约180°和360°的位置，形成第一弯曲部93Ea和第二弯曲部93Eb。另外，在盖体40E的下表面突出地设置扭矩传递肋44E，该扭矩传递肋44E连接到挠曲弹簧93E的终端93Ee。而且，在与第一和第二弯曲部93Ea、93Eb相对向的位置，突出地设置一体形成在盖本体上部的限制突起25Ea、25Eb。
在上述第五实施例的结构中，如图27(A)所示，当对操作部42E向关闭方向旋转操作时，扭矩传递肋44E扭动挠曲弹簧93E的终端93Ee，使挠曲弹簧93E以缩小直径的方式弹性变形。这时的挠曲弹簧93E的弹簧常数由涡卷形状的全长确定。而且，如图27(B)所示，当第一弯曲部93Ea接触限制突起25Ea时，从根部至第一弯曲部93Ea的运动被限制，所以挠曲弹簧93E的弹簧常数由从终端93Ee至第一弯曲部93Ea的长度确定，其值变大。而且，如图27(C)所示，当第二弯曲部93Eb接触限制突起25Eb时，从根部至第二弯曲部93Eb的运动被限制，所以挠曲弹簧93E以图27(D)所示的方式弹性变形，挠曲弹簧93E的弹簧常数由从终端93Ee至第二弯曲部93Eb的长度确定，其值进一步变大。因此，挠曲弹簧93E能得到弹簧常数以三个阶段变化的结构。
本发明不限于上述实施例，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种变形，例如可以进行下述变形。
(5)-1在上述实施例中，虽然说明了适合机动车的燃料箱使用的燃料盖的结构，但是不限于此，也可以用于其它盖、如散热器箱盖。
(5)-2上述实施例虽然以挠曲弹簧93从扭矩板90突出设置的结构说明，但是不限于此，也可以从盖体40的下表面突出设置。在这种情况下，盖体最好由能产生大弹簧力的聚缩醛形成。
(5)-3卡嗒声发生部84虽然形成在两处，但是不限于此，只要是能适于实现卡嗒声产生的结构，也可以形成在一处或三处以上。
(5)-4上述实施例尽管燃料盖为通过其旋转操作在衬垫上施加扭转力的结构，但是只要是在挠曲方向(旋转轴的方向)上施加力，也可以以沿上下方向的操作力关闭的结构。
(5)-5衬垫的橡胶材料不限于上述含氟橡胶，可以使用其它材料如NBR·PVC等弹性材料等各种材料。