JP2024040562A - 閉塞部材 - Google Patents

Abstract

【課題】締め代を確保しつつも挿入性を向上し得る閉塞部材を提供する。【解決手段】弾性材料から形成され、円筒２の軸方向一端側の開口３から該円筒内に挿入され該円筒内を閉塞する閉塞部材１であって、一方端側部位１０の外周に設けられ、前記円筒の内周面４に弾性的に接触する第１環状突部１１を備え、該第１環状突部の一方端側には、当該閉塞部材が前記円筒内に挿入される際に前記第１環状突部を含む部位の縮径を容易化する第１環状凹部１２が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、円筒内に挿入され円筒内を閉塞する閉塞部材に関する。

従来より、円筒の軸方向一端側の開口から円筒内に挿入され円筒内を閉塞する閉塞部材が知られている。
例えば、下記特許文献１及び下記特許文献２には、軸継手としての等速ジョイントによってディファレンシャルに連結される筒状の中空シャフトに挿入されて中空シャフト内部を閉塞する中空シャフト用プラグが開示されている。この中空シャフト用プラグは、プラグ本体外周の前端部分及び後端部分に一体に形成され、中空シャフトの内壁に圧接可能とされた円環状のリップを備えている。

特開平６－２８１０１０号公報 特開２００７－９２８５４号公報

しかしながら、上記特許文献１及び上記特許文献２に記載されたような中空シャフト用プラグにおいては、リップの締め代を大きくすれば、圧入治具や手指等でプラグをシャフト内に押し込む際に、挿入方向末端側のリップを含む部位が中空シャフトの開口周縁部外にはみ出し易くなり、このはみ出した部位が圧入治具や手指等と中空シャフトの開口周縁部との間に噛み込まれ易くなる懸念がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、締め代を確保しつつも挿入性を向上し得る閉塞部材を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る閉塞部材は、弾性材料から形成され、円筒の軸方向一端側の開口から該円筒内に挿入され該円筒内を閉塞する閉塞部材であって、一方端側部位の外周に設けられ、前記円筒の内周面に弾性的に接触する第１環状突部を備え、該第１環状突部の一方端側には、当該閉塞部材が前記円筒内に挿入される際に前記第１環状突部を含む部位の縮径を容易化する第１環状凹部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る閉塞部材は、上述のような構成としたことで、締め代を確保しつつも挿入性を向上させることができる。

（ａ）～（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る閉塞部材の一例を模式的に示し、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）、（ｃ）は、一部破断概略縦断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、同閉塞部材の一部破断概略縦断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、同閉塞部材を円筒内に挿入する際に用いられる治具の一変形例をそれぞれ模式的に示し、図１（ｂ）に対応させた一部破断概略縦断面図である。 同閉塞部材の一変形例を模式的に示す一部破断概略縦断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１～図４は、本実施形態に係る閉塞部材の一例及び変形例を模式的に示す図である。

本実施形態に係る閉塞部材１は、図１（ａ）～（ｃ）に示すように、弾性材料から形成され、円筒２の軸方向一端側の開口３から円筒２内に挿入され円筒２内を閉塞する。
円筒２は、例えば、等速ジョイント等の軸継手によって互いに連結される駆動軸及び従動軸のうちの一方でもよい。この場合、この円筒２の開口３が設けられた軸方向一端部は、グリース等の潤滑剤が封入された軸継手内に配置されてもよい。この場合、閉塞部材１は、円筒２内への潤滑剤の浸入を防止するために円筒２内に挿入されてもよい。
この円筒２には、軸方向に貫通する中空部が設けられている。この円筒２の内径は、軸方向の全体に亘って同一でもよい。図例では、開口３の周縁部にＲ面状の面取部が設けられた例を示している。閉塞部材１によって中空部が閉塞される円筒２としては、その他、種々の円筒２でもよい。

閉塞部材１は、図１（ｃ）に示すように、一方端側部位１０の外周に設けられ、円筒２の内周面４に弾性的に接触する第１環状突部１１を備えている。この第１環状突部１１の一方端側には、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、当該閉塞部材１が円筒２内に挿入される際に第１環状突部１１を含む部位の縮径を容易化する第１環状凹部１２が設けられている。このような構成とすれば、当該閉塞部材１を円筒２内に挿入する際に、第１環状突部１１を含む部位が縮径するが、その縮径分の部位が第１環状凹部１２の領域に変形し易くなる。これにより、第１環状突部１１の締め代を大きくした場合にも、当該閉塞部材１を円筒２内に挿入する際に第１環状突部１１を含む部位が円筒２の開口３の周縁部外にはみ出すことを抑制でき、円滑に挿入することができる。
本実施形態では、第１環状凹部１２は、軸方向外側に向く第１段底面１２ａと径方向外側に向く第１段壁面１２ｂとによって区画された凹段部形状である。このような構成とすれば、第１環状凹部１２が凹段部形状であるので、凹湾曲面形状と比べて、第１環状突部１１を含む部位が縮径し易くなる。これにより、第１環状突部１１の締め代を確保しつつも挿入性をより向上させることができる。

本実施形態では、閉塞部材１は、一方端側とは反対側の他方端側部位１５の外周に設けられ、円筒２の内周面４に弾性的に接触する第２環状突部１６と、第１環状突部１１と第２環状突部１６との間を接続し、第１環状突部１１及び第２環状突部１６よりも小径状に形成された縮径部９と、を備えている。このような構成とすれば、閉塞機能を向上させることができる。また、第１環状突部１１と第２環状突部１６との間は、第１環状突部１１及び第２環状突部１６よりも小径状に形成された縮径部９であるので、両側の環状突部間に更にリップが設けられた構成と比べて、挿入性を向上させることができる。換言すれば、第１環状凹部１２を設けて第１環状突部１１の変形を容易としつつ第１環状突部１１において締め代が確保されているので、第１環状突部１１と第２環状突部１６との間に更にリップを設ける必要がない。

本実施形態では、第２環状突部１６の他方端側には、第２環状突部１６を含む部位の縮径を容易化する第２環状凹部１７が設けられている。このような構成とすれば、一方端側及び他方端側のいずれにも凹部が設けられることになるので、いずれの端部側を挿入方向先端側とした場合にも挿入方向末端側部位における第１環状突部１１または第２環状突部１６を含む部位の開口３の周縁部外へのはみ出しを抑制することができ、当該閉塞部材１を円筒２内に円滑に挿入することができる。
本実施形態では、一方端側部位１０には、一方端面１３において開口し、第１環状凹部１２よりも軸方向に凹んだ第１凹部１４が設けられ、他方端側部位１５には、他方端面１８において開口し、第２環状凹部１７よりも軸方向に凹んだ第２凹部１９が設けられている。このような構成とすれば、第１環状突部１１を含む部位及び第２環状突部１６を含む部位が縮径し易くなる。これにより、第１環状突部１１の締め代及び第２環状突部１６の締め代を確保しつつも挿入性をより向上させることができる。

具体的には、閉塞部材１は、略円柱状に形成され、その軸方向一方側が一方端側部位１０を構成し、軸方向他方側が他方端側部位１５を構成する。この閉塞部材１は、ゴム等の弾性材料から一体的に形成されている。この閉塞部材１に用いられるゴムの材質は特に限定されないが、例えば、ＮＢＲ、Ｈ－ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭ、シリコーンゴム等が挙げられる。
本実施形態では、閉塞部材１は、軸方向中央を境として軸方向両側が同一形状とされている。
縮径部９は、一方端側部位１０と他方端側部位１５との間を接続するように設けられている。この縮径部９は、閉塞部材１の軸方向中央部が最も小径となるように、軸方向両側から軸方向中央部に向かうに従い縮径するように形成されている。図例では、縮径部９の外周面が縦断面（軸心を含む部位を軸心に沿って切断した断面）視において凹湾曲面状に形成された例を示しているが、このような形状に限られない。この縮径部９の径は、円筒２の内径よりも小さく形成されている。つまり、縮径部９は、図１（ｃ）に示すように、閉塞部材１が円筒２内に挿入された状態で、円筒２の内周面４に対して非接触となり、円筒２の内周面４との間に隙間が形成される。

第１環状突部１１は、径方向外側に向けて突出するように、かつ一方端側部位１０の外周部に全周に亘って環状に設けられている。この第１環状突部１１は、最も大径となる頂部から軸方向両側に向かうに従い縮径するように形成されている。図例では、第１環状突部１１の頂部に、径方向外側に向く円柱側面状の部位が設けられた例を示している。また、第１環状突部１１の頂部の一方端側に連なる面が円錐台側面状に形成され、第１環状突部１１の頂部の縮径部９側に連なる面が縦断面視において凹湾曲面状に形成された例を示しているが、このような形状に限られない。
第１環状突部１１の頂部の径は、円筒２の内径よりも大きく形成されている。この第１環状突部１１の頂部の径は、内筒２の閉塞性の観点等から適宜の締め代となるように適宜、設定されてもよい。この第１環状突部１１の第１環状凹部１２側の縁部の径は、円筒２の内径よりも小さく形成されている。

第１環状凹部１２は、軸方向外側及び径方向外側に向けて開口するように、かつ一方端側部位１０の外周部に全周に亘って環状に設けられている。第１環状凹部１２の第１段底面１２ａは、図例では、軸方向に直交する面となるように形成された例を示している。第１環状凹部１２の第１段壁面１２ｂは、一方端側となる軸方向外側に向かうに従い縮径するように形成されている。図例では、第１段壁面１２ｂは、円錐台側面状に形成されている。
この第１段壁面１２ｂの最も大径となる第１環状突部１１側縁部の径は、円筒２の内径よりも小さく形成されている。この第１環状凹部１２の第１環状突部１１からの径方向の段差寸法や、第１環状凹部１２の軸方向の寸法は、閉塞部材１が円筒２内に挿入される際に第１環状突部１１を含む部位が縮径し易くなるように適宜、設定されてもよい。

一方端側部位１０の一方端面１３は、軸方向に直交する面となるように形成されている。
第１凹部１４は、軸方向外側に向けて開口するように、かつ一方端面１３の軸心部に位置するように形成されている。この第１凹部１４は、軸方向外側に向く底面１４ａから軸方向外側に向かうに従い拡径するように形成されている。この第１凹部１４の底面１４ａは、軸方向において第１環状凹部１２の第１段底面１２ａよりも軸方向中央側に位置するように設けられている。図例では、第１凹部１４の底面１４ａは、軸方向において第１環状突部１１の頂部よりも僅かに軸方向中央側に位置するように設けられた例を示している。
この第１凹部１４の軸方向の深さ寸法や径方向の寸法は、閉塞部材１が円筒２内に挿入される際に第１環状突部１１を含む部位が縮径し易くなるように適宜、設定されてもよい。

第２環状突部１６は、径方向外側に向けて突出するように、かつ他方端側部位１５の外周部に全周に亘って環状に設けられている。この第２環状突部１６は、最も大径となる頂部から軸方向両側に向かうに従い縮径するように形成されている。図例では、第２環状突部１６の頂部に、径方向外側に向く円柱側面状の部位が設けられた例を示している。また、第２環状突部１６の頂部の他方端側に連なる面が円錐台側面状に形成され、第２環状突部１６の頂部の縮径部９側に連なる面が縦断面視において凹湾曲面状に形成された例を示しているが、このような形状に限られない。
この第２環状突部１６の頂部の径は、円筒２の内径よりも大きく形成されている。この第２環状突部１６の頂部の径は、第１環状突部１１の頂部の径と同径に形成されている。この第２環状突部１６の第２環状凹部１７側の縁部の径は、円筒２の内径よりも小さく形成されている。この第２環状突部１６の第２環状凹部１７側の縁部の径は、第１環状突部１１の第１環状凹部１２側の縁部の径と同径に形成されている。

第２環状凹部１７は、本実施形態では、軸方向外側に向く第２段底面１７ａと径方向外側に向く第２段壁面１７ｂとによって区画された凹段部形状である。この第２環状凹部１７は、軸方向外側及び径方向外側に向けて開口するように、かつ他方端側部位１５の外周部に全周に亘って環状に設けられている。第２環状凹部１７の第２段底面１７ａは、図例では、軸方向に直交する面となるように形成された例を示している。第２環状凹部１７の第２段壁面１７ｂは、他方端側となる軸方向外側に向かうに従い縮径するように形成されている。図例では、第２段壁面１７ｂは、円錐台側面状に形成されている。
この第２段壁面１７ｂの最も大径となる第２環状突部１６側縁部の径は、円筒２の内径よりも小さく形成されている。この第２段壁面１７ｂの第２環状突部１６側縁部及び軸方向外側縁部の径は、第１段壁面１２ｂの第１環状突部１１側縁部及び軸方向外側縁部の径とそれぞれ同径に形成されている。この第２環状凹部１７の第２環状突部１６からの径方向の段差寸法及び第２環状凹部１７の軸方向の寸法は、第１環状凹部１２の第１環状突部１１からの径方向の段差寸法及び第１環状凹部１２の軸方向の寸法とそれぞれ同寸法に形成されている。

他方端側部位１５の他方端面１８は、軸方向に直交する面となるように形成されている。
第２凹部１９は、軸方向外側に向けて開口するように、かつ他方端面１８の軸心部に位置するように形成されている。この第２凹部１９は、軸方向外側に向く底面１９ａから軸方向外側に向かうに従い拡径するように形成されている。この第２凹部１９の底面１９ａは、軸方向において第２環状凹部１７の第２段底面１７ａよりも軸方向中央側に位置するように設けられている。図例では、第２凹部１９の底面１９ａは、軸方向において第２環状突部１６の頂部よりも僅かに軸方向中央側に位置するように設けられた例を示している。
この第２凹部１９の軸方向の深さ寸法及び径方向の寸法は、第１凹部１４の軸方向の深さ寸法及び径方向の寸法とそれぞれ同寸法に形成されている。

上記構成とされた閉塞部材１を円筒２内に挿入する際には、図１（ｂ）及び図２（ａ）～（ｄ）に示すように、治具５を用いてもよい。この治具５は、円筒２の内径よりも径が小さい円柱状に形成されていてもよい。図例では、この治具５は、閉塞部材１の一方端面１３に突き合わせられる端面の径が一方端面１３の径と略同径に形成されている例を示している。
閉塞部材１を円筒２内に挿入する際には、図１（ｂ）に示すように、閉塞部材１の軸方向一方側（図例では、他方端側部位１５）を挿入方向先側とし、円筒２内に配置する。そして、治具５の端面を閉塞部材１の一方端面に突き合わせ、図２（ａ）に示すように、閉塞部材１を円筒２内に押し込む。この際、挿入方向先側の第２環状突部１６を含む部位が弾性変形を伴って縮径する。

図２（ｂ）～（ｄ）に示すように、閉塞部材１を円筒２内に更に押し込めば、第１環状突部１１を含む部位が弾性変形を伴って縮径する。この際、第１環状凹部１２が設けられているので、この第１環状凹部１２を小さくするように、つまり、第１段底面１２ａが第１段壁面１２ｂに向けて近接するように第１環状突部１１を含む部位が容易に変形する。また、第１凹部１４が設けられているので、第１凹部１４を小さくするように第１環状突部１１を含む部位が容易に変形する。これにより、第１環状突部１１を含む部位が円筒２の開口３外にはみ出し難くなる。
そして、図１（ｃ）に示すように、閉塞部材１が円筒２内に納まり、治具５を脱離させれば、第１環状突部１１及び第２環状突部１６が円筒２の内周面４に弾性的に接触し、円筒２内が閉塞される。
図例では、閉塞部材１の他方端側部位１５を挿入方向先側として円筒２内に挿入した例を示しているが、これとは逆に、一方端側部位１０を挿入方向先側として円筒２内に挿入してもよい。
第１環状凹部１２の第１段底面１２ａは、傾斜面状とされていてもよい。第１環状凹部１２の第１段壁面１２ｂは、円柱側面状に形成されていてもよく、その他の形状でもよい。
第２環状凹部１７の第２段底面１７ａは、傾斜面状とされていてもよい。第２環状凹部１７の第２段壁面１７ｂは、円柱側面状に形成されていてもよく、その他の形状でもよい。

次に、閉塞部材を円筒内に挿入する際に用いられる治具の一変形例及び閉塞部材の一変形例について説明する。
以下の各例では、先に説明した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。以下の閉塞部材の変形例では、先に説明した例と同様に奏する作用効果についても説明を省略または簡略に説明する。

図３（ａ）は、第１変形例に係る治具５Ａを示している。この例の治具５Ａは、閉塞部材１の第１凹部１４に挿入され、その先端面が第１凹部１４の底面１４ａに突き合わせられる。この治具５Ａは、先端面の径が第１凹部１４の底面１４ａの径と略同径に形成され、先端面に向かうに従い径が漸減する円柱状に形成されている。
図３（ｂ）は、第２変形例に係る治具５Ｂを示している。この例の治具５Ｂは、閉塞部材１の第１凹部１４に挿入され、その先端面が第１凹部１４の底面１４ａに突き合わせられる。この治具５Ｂは、その先端部に、第１凹部１４の底側部位の形状に応じた円錐台状部位を備えた円柱状に形成されている。
図３（ｃ）は、第３変形例に係る治具５Ｃを示している。この例の治具５Ｃは、図１（ｂ）に示した治具５と同様の形状とされた大径柱状部５ａと、この大径柱状部５ａよりも小径の円柱状に形成され、第１凹部１４に挿入される小径柱状部５ｂと、を備えている。この治具５Ｃは、大径柱状部５ａの端面が閉塞部材１の一方端面１３に突き合わせられ、小径柱状部５ｂの先端面が第１凹部１４の底面１４ａに突き合わせられる。

図４は、第１変形例に係る閉塞部材１Ａの一例を模式的に示す図である。
本変形例に係る閉塞部材１Ａは、第１環状凹部１２Ａ及び第２環状凹部１７Ａが上記した例とは異なる。
本変形例では、第１環状凹部１２Ａは、第１環状突部１１側の縁部から一方端面１３側の縁部に向けて連なるように形成され縦断面視において凹湾曲面状とされた面によって区画されている。この第１環状凹部１２Ａは、第１環状突部１１側との間に段差を形成するように、かつ第１環状突部１１よりも一方端側を更に縮径するように形成されている。
第２環状凹部１７Ａも同様、第２環状突部１６側の縁部から他方端面１８側の縁部に向けて連なるように形成され縦断面視において凹湾曲面状とされた面によって区画されている。この第２環状凹部１７Ａは、第２環状突部１６側との間に段差を形成するように、かつ第２環状突部１６よりも他方端側を更に縮径するように形成されている。
上記のような構成とした場合にも上記同様、閉塞部材１Ａを円筒２内に挿入する際には、挿入方向末端側となる第１環状突部１１を含む部位（または第２環状突部１６を含む部位）が第１環状凹部１２Ａ（または第２環状凹部１７Ａ）によって容易に変形する。

第１環状突部１１の頂部は、上記した各例の形状に限られず、例えば、縦断面視において突湾曲面状とされていてもよい。
第２環状突部１６の頂部は、上記した各例の形状に限られず、例えば、縦断面視において突湾曲面状とされていてもよい。
上記した各例において、第１凹部１４の底面１４ａは、軸方向において第１環状突部１１の頂部と概ね一致する位置となるように設けられていてもよい。
上記した各例において、第２凹部１９の底面１９ａは、軸方向において第２環状突部１６の頂部と概ね一致する位置となるように設けられていてもよい。

上記した各例では、閉塞部材１，１Ａに第１凹部１４及び第２凹部１９が設けられた例を示しているが、これらのうちの一方または両方が設けられていなくてもよい。
上記した各例では、第２環状突部１６の他方端側に第２環状凹部１７，１７Ａが設けられた例を示しているが、第２環状凹部１７，１７Ａが設けられていなくてもよい。
上記した各例では、他方端側部位１５に第２環状突部１６が設けられた例を示しているが、第２環状突部１６が設けられていなくてもよい。この場合は、第１環状突部１１の他方端側に連なる縮径部９が他方端面１８に至るまで設けられていてもよい。
上記した各例において説明した閉塞部材１，１Ａの各部の構成は、一例に過ぎず、その他、種々の変形が可能である。

１，１Ａ 閉塞部材
９ 縮径部
１０ 一方端側部位
１１ 第１環状突部
１２，１２Ａ 第１環状凹部
１２ａ 第１段底面
１２ｂ 第１段壁面
１３ 一方端面
１４ 第１凹部
１５ 他方端側部位
１６ 第２環状突部
１７，１７Ａ 第２環状凹部
１８ 他方端面
１９ 第２凹部
２ 円筒
３ 開口
４ 内周面

Claims (5)

1. 弾性材料から形成され、円筒の軸方向一端側の開口から該円筒内に挿入され該円筒内を閉塞する閉塞部材であって、
   一方端側部位の外周に設けられ、前記円筒の内周面に弾性的に接触する第１環状突部を備え、該第１環状突部の一方端側には、当該閉塞部材が前記円筒内に挿入される際に前記第１環状突部を含む部位の縮径を容易化する第１環状凹部が設けられていることを特徴とする閉塞部材。
2. 請求項１において、
   前記第１環状凹部は、軸方向外側に向く第１段底面と径方向外側に向く第１段壁面とによって区画された凹段部形状であることを特徴とする閉塞部材。
3. 請求項１または２において、
   一方端側とは反対側の他方端側部位の外周に設けられ、前記円筒の内周面に弾性的に接触する第２環状突部と、前記第１環状突部と前記第２環状突部との間を接続し、前記第１環状突部及び前記第２環状突部よりも小径状に形成された縮径部と、を備えていることを特徴とする閉塞部材。
4. 請求項３において、
   前記第２環状突部の他方端側には、前記第２環状突部を含む部位の縮径を容易化する第２環状凹部が設けられていることを特徴とする閉塞部材。
5. 請求項４において、
   前記一方端側部位には、一方端面において開口し、前記第１環状凹部よりも軸方向に凹んだ第１凹部が設けられ、前記他方端側部位には、他方端面において開口し、前記第２環状凹部よりも軸方向に凹んだ第２凹部が設けられていることを特徴とする閉塞部材。

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