JP6311521B2 - キャップ - Google Patents

Description

本発明は、管状部材に被せられるキャップに関する。

特許文献１には、プラグに被せる防塵キャップに関する技術が開示されている（特許文献１を参照）。

特許文献２には、油圧配管内への塵埃等の侵入を防ぐ防塵キャップとしての役割も果たす圧抜き装置に関する技術が開示されている（特許文献２を参照）。

ここで、車両に設けられる排気系、冷却系、燃料系などの各種パイプの水没検査時（リークテスト時）には、水入り防止ためにパイプの端部にキャップを被せている（キャップにパイプの端部を挿入している）。そして、輸送時のパイプの端部を保護するために、水没検査（リークテスト）が終了しても、キャップを取り外すことなく、そのまま被せておく場合がある。

しかし、輸送時において、例えば、赤道を越える際に高温になり、パイプの内部圧力が上昇すると、上昇した内部圧力によってキャップが押し出され外れる虞がある。このようなキャップの外れを防止するためには、内部圧力が上昇してもキャップが外れないように、抜け荷重を大きくする必要がある（キャップをきつくする必要がある）。しかし、抜け荷重を大きくすると（キャップをきつくすると）、パイプにキャップを被せる際（挿入時）の挿入荷重とパイプからキャップを外す際（抜去時）の抜去荷重が大きくなり、作業効率が低下する虞がある。

特開２０１１−０８１９１号公報 特開２００７―３０３５５１号公報

本発明は、上記事実を考慮し、キャップの抜け荷重を抑制しつつ、管状部材の内部圧力の上昇によるキャップの外れを防止することが課題である。

請求項１のキャップは、管状部材の開口部側の端部に被せられるキャップ本体と、前記キャップ本体の奥側に形成され、前記管状部材の開口部の外周部に内壁が密着しシールするシール部と、前記キャップ本体における前記シール部のキャップ開口側に形成され、前記開口部の外周部よりも内壁が拡径されると共に前記奥側と反対側の端部が前記キャップ開口とされた拡径部と、前記キャップ本体の内壁における前記シール部と前記拡径部とに跨って形成された凹部と、を備えている。

請求項１に記載のキャップでは、キャップ本体が管状部材の開口部側の端部に被せられると、キャップ本体の奥側に形成されたシール部の内壁が、管状部材の開口部の外周部に密着してシールする。

このように、キャップのキャップ本体が管状部材の端部に被せられた状態で、管状部材の内部圧力が上昇すると、上昇した内部圧力によってキャップが押し出される。しかし、管状部材の開口部の外周部にキャップの凹部がかかるまで押し出されると、キャップ本体の内壁と管状部材の外周部との間に隙間が生じ、この隙間から内部圧力が抜ける。これにより、パイプの内部圧力が低下しキャップの押し出しが停止する。よって、上昇した内部圧力によるキャップの押し出しに抵抗するために、キャップの抜け荷重を大きくする必要がない。

したがって、キャップの抜け荷重を抑制しつつ、管状部材の内部圧力の上昇によるキャップの外れが防止される。

請求項２のキャップは、請求項１に記載の構成において、前記凹部は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。

請求項２に記載のキャップでは、凹部が周方向に間隔をあけて複数形成されているので、凹部が一つの場合と比較し、管状部材の内部圧力が短時間で効果的に抜けて低下する。

請求項３のキャップは、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記キャップ本体に径方向外側に向けて凸状にされたリブを形成することで、前記凹部が形成されている。

請求項３に記載のキャップでは、キャップ本体に径方向外側に向けて凸状にされたリブを形成することで、キャップ本体の形状剛性が向上する。よって、リブを形成することで、管状部材の内部圧力の上昇によるキャップの外れ防止と形状剛性の向上との二つの効果が得られる。

請求項４のキャップは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記拡径部の前記シール部側の端部には、内壁が前記シール部に向かうに従って径方向内側に傾斜する傾斜部が形成され、前記凹部は、前記シール部と前記傾斜部とに跨って形成されている。

請求項４に記載のキャップでは、拡径部のシール部側の端部にはシール部に向かうに従って径方向内側に傾斜されている傾斜部が形成されている。よって、拡径部とシール部との境界部に段差が無いので、管状部材の端部がキャップ本体に容易に挿入される。

請求項１に記載の発明によれば、キャップの抜け荷重を抑制しつつ、管状部材の内部圧力の上昇によるキャップの外れを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、管状部材の内部圧力が短時間で効果的に抜けて低下する。

請求項３に記載の発明によれば、キャップ本体の形状剛性が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、管状部材の端部をキャップ本体に容易に挿入することができる。

本発明の一実施形態に係る保護キャップを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る保護キャップを示す（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線（軸方向と直交する方向）に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る保護キャップとパイプとを示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る保護キャップにパイプが挿入された状態を示す軸方向に沿った断面図である。 （Ａ）は図４の拡大断面図であり、（Ｂ）パイプのスプールが凹部にかかるまで保護キャップが押し出された状態の拡大断面図である。

＜実施形態＞
図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態に係る保護キャップについて説明する。

（キャップ構造）
図４に示すように、保護キャップ１０は、車両に設けられる排気系、冷却系、燃料系などの各種のパイプ１００の開口部１０４側の端部１０２（図３も参照）に被せて使用される。本実施形態では、保護キャップ１０は樹脂製であり、パイプ１００は金属製である。なお、図４では、保護キャップ１０のみ断面で図示している。

図３及び図４に示すように、管状部材の一例としてのパイプ１００には、拡径されたスプール１１０、１２０が形成されている。一方のスプール１１０は開口部１０４の外周部に形成され、他方のスプール１２０はスプール１１０に対して軸方向に間隔をあけて形成されている。

パイプ１００は、車両に取り付けられた状態では、図示していない排気系、冷却系、燃料系などのゴムホースに挿入され接続されている。そして、パイプ１００の開口部１０４の外周部を構成するスプール１１０は、パイプ１００がゴムホースから抜け出ることを防止する抜け止め用としての機能を果たす。一方、スプール１２０は、ゴムホースの開口端面に当ることで、ゴムホースがパイプ１００に挿入される挿入量を規定する機能を果たす。そして、保護キャップ１０は、前述したように、ゴムホースが接続されていない状態のパイプ１００の端部１０２に被せられる。

図１、図２（Ａ）、図３、及び図４に示すように、保護キャップ１０は、キャップ本体３０と取手部２０とを有している。キャップ本体３０は、筒状の周壁部４０と該周壁部４０の一端部を閉塞する底部３２とで構成されている。なお、キャップ本体３０内における底部３２側を「奥側」とし、反対の底部３２で閉塞されてない他端部の開口されている側を「キャップ開口３４側」とする。

取手部２０は、キャップ本体３０の底部３２の中心部から突出する軸部２２と、軸部２２の端部に形成された円板部２４と、で構成されている。

キャップ本体３０の周壁部４０は、シール部４２と拡径部４６とで構成されている。また、拡径部４６におけるシール部４２側の端部には、傾斜部４４が形成されている。

図４及び図５に示すように、シール部４２は、周壁部４０の奥側（底部３２側）の端部に形成されている。周壁部４０の内壁４０Ａにおけるシール部４２に対応する部位のシール部内壁４２Ａの内径は、パイプ１００のスプール１１０の外径よりも小さい。つまり、シール部内壁４２Ａとパイプ１００のスプール１１０とは干渉設計となっている。

なお、図４及び図５では、便宜上、スプール１１０は、シール部内壁４２Ａと重なって図示されているが、後述するように、実際は、スプール１１０によってシール部内壁４２Ａが押圧変形している。

図１、図２（Ａ）、図３、及び図４に示すように、拡径部４６は、周壁部４０におけるシール部４２のキャップ開口３４側に形成されている。図４及び図５（Ａ）に示すように、周壁部４０の内壁４０Ａにおける拡径部４６に対応する部位の拡径部内壁４６Ａの内径は、パイプ１００のスプール１１０の外径よりも僅かに大きくなるように設定されている。

図１、図２（Ａ）、図３、及び図４に示すように、拡径部４６のシール部４２側の端部には、傾斜部４４が形成されている。図４及び図５に示すように、周壁部４０の内壁４０Ａにおける傾斜部４４に対応する部位の傾斜部内壁４４Ａは、シール部４２に向かうに従って径方向内側に傾斜している。言い換えると、傾斜部内壁４４Ａは、奥側（底部３２側）に向かうに従って縮径されている。

図１、図２（Ａ）、図３、及び図４に示すように、保護キャップ１０のキャップ本体３０の周壁部４０には、径方向外側に向けて凸状とされたリブ５０が形成されている。リブ５０は、周壁部４０におけるシール部４２と傾斜部４４とに跨って形成されている。また、図２（Ｂ）に示すように、リブ５０（凹部５２）は、周方向に間隔をあけて複数、本実施形態では三つ形成されている。なお、リブ５０（凹部５２）は、周方向に等間隔、本実施形態では１２０°間隔で形成されている。

そして、図２（Ｂ）、図４、及び図５（Ａ）に示すように、周壁部４０にリブ５０が形成されることで、内壁４０Ａに凹部５２が形成されている。より詳しくは、周壁部４０の内壁４０Ａにおけるシール部内壁４２Ａと傾斜部内壁４４Ａとに跨って、凹部５２が形成されている。

なお、図１、図２（Ａ）、図３に示すように、本実施形態では、保護キャップ１０の軸方向と直交する方向に見た場合、リブ５０（凹部５２）は、シール部４２と傾斜部４４との境界を境に、奥側は半円形状とされ、キャップ開口３４側は先細形状となっている。また、リブ５０（凹部５２）は、傾斜部４４のキャップ開口３４側の端部まで形成されている（図４及び図５も参照）。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図４及び図５（Ａ）に示すように、パイプ１００の水没検査（リークテスト）を行う際に、パイプ１００に水が入らないように、保護キャップ１０にパイプ１００の端部１０２を挿入し、パイプ１００の端部１０２に保護キャップ１０を被せる。保護キャップ１０のキャップ本体３０の奥側に形成されたシール部４２は、パイプ１００の端部１０２が挿入されると、スプール１１０によってシール部内壁４２Ａが押圧変形して密着し、開口部１０４がシールされる。よって、パイプ１００の水没検査（リークテスト）時のパイプ１００への水入りが防止される。

水没検査後（リークテスト後）、輸送時におけるパイプ１００の端部１０２の保護のために、保護キャップ１０を取り外すことなく、そのまま被せておく。そして、輸送後に保護キャップ１０を引き抜いて取り外す。

なお、パイプ１００の端部１０２に保護キャップ１０を被せる際（挿入時）や保護キャップ１０を外す際（抜去時）には、取手部２０を持って作業を行う。

また、保護キャップ１０の周壁部４０の内壁４０Ａにおける傾斜部４４に対応する傾斜部内壁４４Ａは、シール部４２に向かうに従って径方向内側に傾斜している。よって、シール部４２と拡径部４６と境界部には段差が無いので、パイプ１００のスプール１１０が保護キャップ１０のシール部４２にスムーズに挿入される。

輸送時において、例えば、赤道を越える際などに高温になり、パイプ１００の内部圧力が上昇すると、上昇した内部圧力によって保護キャップ１０が押し出される。図５（Ｂ）に示すように、パイプ１００のスプール１１０に保護キャップ１０の凹部５２（リブ５０）がかかるまで押し出されると、内壁４０Ａとスプール１１０との間に隙間Ｓが生じ、この隙間Ｓからパイプ１００の内部圧力が抜ける。

そして、隙間Ｓからパイプ１００の内部圧力が抜け内部圧力が低下することで、保護キャップ１０の押し出しが停止する。なお、本実施形態では、凹部５２が周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では三つ、図２（Ｂ）を参照）形成されているので、凹部５２が一つの場合と比較し、内部圧力が短時間で効果的に抜けて低下する。

なお、凹部５２（リブ５０）以外の部位では、シール部内壁４２Ａとスプール１１０とは干渉設計となっており、シール部内壁４２Ａが押圧変形してスプール１１０に密着しているので、保護キャップ１０は外れない。

ここで、仮に凹部５２（リブ５０）が形成されていない場合は、パイプ１００のスプール１１０に保護キャップ１０の拡径部４６にかかるまで押し出されないと、内部圧力が抜けない。そして、パイプ１００のスプール１１０と保護キャップ１０の拡径部４６とは干渉設計となっていないので、パイプ１００のスプール１１０に保護キャップ１０の拡径部４６にかかるまで押し出されると保護キャップ１０が抜けて外れる。

よって、仮に凹部５２（リブ５０）が形成されていない場合は、パイプ１００の内部圧力によって、保護キャップ１０が押し出されて外れないように、保護キャップ１０のシール部内壁４２Ａとパイプ１００のスプール１１０との干渉を強くして、保護キャップ１０の抜け荷重を大きくし、内部圧力に抵抗する必要がある（保護キャップ１０をきつくする必要がある）。

しかし、保護キャップ１０の抜け荷重を大きくすると（保護キャップ１０をきつくすると）、パイプ１００の端部１０２に保護キャップ１０を被せる際（挿入時）の挿入荷重と保護キャップ１０を外す際（抜去時）の抜去荷重とが大きくなり、作業効率が低下する虞がある。

これに対して、本実施形態では、前述したように、パイプ１００の内部圧力の上昇によって保護キャップ１０が押し出されても、パイプ１００のスプール１１０に保護キャップ１０の凹部５２（リブ５０）がかかると、隙間Ｓから内部圧力が抜けて低下し、保護キャップ１０の押し出しが停止する。

よって、水没検査（リークテスト）でのシール性の確保や輸送時の振動等による外れ防止のために必要な抜け荷重が確保されていればよく、凹部５２が形成されていない場合と比較し、保護キャップ１０の抜け荷重を小さくできる。したがって、パイプ１００の端部１０２に保護キャップ１０を被せる際（挿入時）の挿入荷重と保護キャップ１０を外す際（抜去時）の抜去荷重とを、凹部５２が形成されていない場合と比較し、小さくできるので、作業効率が向上する。

このように、凹部５２を形成することで、保護キャップ１０の抜け荷重を抑制しつつ、パイプ１００の内部圧力の上昇による保護キャップ１０の外れを防止することができる。

また、リブ５０（凹部５２）が形成されることで、保護キャップ１０のキャップ本体３０の形状剛性が向上する。更に、本実施形態のように複数（本実施形態では三つ）のリブ５０を周方向に等間隔で設けることで、効果的に形状剛性が向上する。よって、キャップ本体３０の肉厚を薄くすることができる。

また、保護キャップ１０のキャップ本体３０の形状剛性が向上することで、シール部４２の真円度が向上し、挿入荷重及び抜去荷重のばらつきが低減する。そして、挿入荷重及び抜去荷重のばらつきが低減することによっても、キャップ本体３０の肉厚を薄くすることができる。

更に、前述したように、凹部５２を形成することで保護キャップ１０の抜け荷重が小さくなることでも、挿入荷重及び抜去荷重が小さくなるので、この観点からも保護キャップ１０のキャップ本体３０の肉厚を薄くすることができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、キャップ本体３０の周壁部４０に径方向外側に向けて凸状とされたリブ５０を形成することで、周壁部４０の内壁４０Ａに凹部５２を形成したが、これに限定されない。例えば、周壁部４０の肉厚を部分的に薄くして、凹部５２を形成してもよい。

また、上記実施形態では、保護キャップ１０の凹部５２は周方向に間隔をあけて複数形成されていが、これに限定されない。凹部５２は少なくとも一つ形成されていればよい。

また、上記実施形態では、保護キャップ１０の拡径部４６の端部には、シール部４２に向かうに従って径方向内側に傾斜する傾斜部４４が形成されていたが、これに限定されない。傾斜部がなくシール部と拡径部との境界部に段差がある構成の保護キャップであってもよい。

また、パイプの端部に継手が取り付けられている場合は、この継手に保護キャップを被せる構成であってもよい。この場合、継手のフランジなどの張出部がパイプの開口部の外周部として、保護キャップのシール部に干渉して密着してシールする構造とすればよい。

また、例えば、上記実施形態では、車両に設けられる排気系、冷却系、燃料系などの各種のパイプ（管状部材）に被せられるキャップに本発明を適用したが、これに限定されない。車両以外の装置や機器に設けられるパイプ（管状部材）に被せられるキャップにも本発明を適用することができる。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 保護キャップ（キャップ）
３０ キャップ本体
３４ キャップ開口
４０Ａ 内壁
４２ シール部
４２Ａ シール部内壁
４４ 傾斜部
４４Ａ 傾斜部内壁
４６ 拡径部
４６Ａ 拡径部内壁
５０ リブ
５２ 凹部
１００ パイプ（管状部材）
１０２ 端部
１０４ 開口部
１１０ スプール（開口部の外周部）

Claims (4)

1. 管状部材の開口部側の端部に被せられるキャップ本体と、
   前記キャップ本体の奥側に形成され、前記管状部材の開口部の外周部に内壁が密着しシールするシール部と、
   前記キャップ本体における前記シール部のキャップ開口側に形成され、前記開口部の外周部よりも内壁が拡径されると共に前記奥側と反対側の端部が前記キャップ開口とされた拡径部と、
   前記キャップ本体の内壁における前記シール部と前記拡径部とに跨って形成された凹部と、
   を備えるキャップ。
2. 前記凹部は、周方向に間隔をあけて複数形成されている、
   請求項１に記載のキャップ。
3. 前記キャップ本体に、径方向外側に向けて凸状にされたリブを形成することで、前記凹部が形成されている、
   請求項１又は請求項２に記載のキャップ。
4. 前記拡径部の前記シール部側の端部には、内壁が前記シール部に向かうに従って径方向内側に傾斜する傾斜部が形成され、
   前記凹部は、前記シール部と前記傾斜部とに跨って形成されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のキャップ。

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