封止キャップ
【課題】円筒形機械部品の開口端部に該開口端部を傷つけることなく装着され、装着後の円筒形機械部品における内圧の上昇にも抜け出すことなく、安定的に装着状態が維持される封止キャップを提供する。
【解決手段】円筒形機械部品２の開口端部２ａに装着されて該機械部品２の内筒部２ｂを閉塞する金属製の封止キャップ６であって、円板状キャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに一体的に連成され、前記円筒形機械部品２の開口端部２ａより該機械部品２の内筒部２ｂに圧入嵌合される円筒部８とよりなり、前記キャップ本体７は、前記機械部品２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいることを特徴とする。
【解決手段】円筒形機械部品２の開口端部２ａに装着されて該機械部品２の内筒部２ｂを閉塞する金属製の封止キャップ６であって、円板状キャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに一体的に連成され、前記円筒形機械部品２の開口端部２ａより該機械部品２の内筒部２ｂに圧入嵌合される円筒部８とよりなり、前記キャップ本体７は、前記機械部品２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップに関し、更に詳しくは、例えば、自動車の従動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置における外輪部材の開口端部に装着される封止キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような自動車の従動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置の一例として、特許文献１に示されるものを挙げることができる。特許文献１に示される転がり軸受装置は、車体に固定される外輪部材と、該外輪部材に複列の転動体を介して回転自在に支持される内輪及びハブ輪と、軸受空間をシールするシールリングとにより構成される。ハブ輪は外輪部材に対して、そのアウター側（車体の外方側）より前記転動体及び内輪を介在させた状態で嵌挿され、ハブ輪のインナー側（車体の内方側）先端部が加締められて前記内輪に一体化される。ハブ輪のアウター側にはフランジ部が形成され、このフランジ部に車輪が固定される。外輪部材は両端部が開口する円筒形状をなし、そのインナー側の開口端部には、前記加締めがなされた後、内筒部を閉塞する為の金属製のカバー部材（封止キャップ）が圧入装着される。このカバー部材の装着により、前記転動体の軌道部分を含む軸受空間への外部からの塵埃等の侵入が阻止され、転動体及び軌道面の塵埃等による傷付き等の防止が図られる。
【０００３】
また、特許文献２には、例えば、車両のトランスミッションにおけるデフサイトギヤの軸孔など、機械部品に設けられた孔部を密封する為に用いられるボアプラグ（キャップ）の装着構造が開示されている。この特許文献２のボアプラグの装着構造においては、シャーレ形状のプラグ本体を構成する外周筒部（円筒状部）に被係止突部を形成し、孔部に形成されたハウジングの内周面に円周方向に延びる係止溝を形成し、前記被係止突部を係止溝に係合させることよって、孔部に対するボアプラグの閉塞装着状態を維持するよう構成されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、スプロケット軸、変速軸等の軸内孔を仕切る為のシール装置が開示されている。この特許文献３のシール装置においては、軸内孔のシール孔部に装着される前記と同様のシャーレ形状の密閉用キャップを備え、シール孔部の挿入口部は径が小とされ、一方、密閉用キャップの挿入方向後部が大径部とされている。キャップをシール孔部に装着させる際、大径部を圧縮して挿入口部を通過させ、挿入口部に隣接して設けられる係合孔部（周溝）に拡径して嵌まり込ませ、スナップ係合によってキャップの抜け止めがなされるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１２５８３号公報
【特許文献２】特開２００８−１９６５５３号公報
【特許文献３】特許第３０３６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に示すような軸受装置においては、ハブ輪及び内輪の回転に伴い軸受空間内の温度が高くなりその内圧が上昇する。特許文献１の場合、カバー部材に回転検出装置を装着する為の孔部が形成されているので、カバー部材にかかる内圧はそれ程大きくなることがない。しかし、このような孔部がないカバー部材によって、外輪部材の端部が完全に閉塞されるよう構成される場合は、内圧がカバー部材を押出すよう作用する。特に、斯かるカバー部材は、軸受空間をシールするシールリングと比べても内圧の作用面積が大きく、内圧が大きく作用し、外輪部材から抜け出すような事態に至ることもある。特許文献１では、樹脂製のシールが、カバー部材の外周縁部と外輪部材の開口端部とに跨るよう密着的に装着されるが、この樹脂製のシールは、前記内圧によるカバー部材の抜け出しを抑止する機能をも備えるものではない。
【０００７】
そこで、特許文献２に開示されるような係止溝と被係止突部とによる係合手段を、カバー部材の外輪部材に対する嵌合部に適用すれば、このような内圧によるカバー部材の抜け出しの防止に有効である。しかし、カバー部材の装着時に、被係止突部が外輪の内周面（内径面）を傷付けることが予想され、そのまま適用することはできない。また、特許文献３に開示されるようなスナップ係合によってキャップの抜け止め手段を、前記カバー部材の外輪部材に対する嵌合部に適用すれば、同様に内圧によるカバー部材の抜け出しの防止に有効である。しかし、この場合も、カバー部材の装着時に、大径部の圧縮変形を伴うから、外輪部材の内周面を傷付けてしまうことになり、同様に好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、円筒形機械部品の開口端部に該開口端部を傷つけることなく装着され、装着後の円筒形機械部品における内圧の上昇にも抜け出すことなく、安定的に装着状態が維持される封止キャップを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の封止キャップは、円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップであって、円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成され、前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合される円筒部とよりなり、前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
本発明の封止キャップにおいて、前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部となるようにしても良い。また、前記円筒部の外周部には、その周方向に沿って、前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体を一体的に設けても良い。そして、前記機械部品を、転がり軸受装置の外輪部材とし、本発明の封止キャップを、この外輪部材の内筒部に圧入装着されて内筒部を閉塞するものとしても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の封止キャップは、円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成された円筒部とよりなり、該円筒部を前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合させることによって、円筒形機械部品の開口端部に装着され、これによって円筒形機械部品の内筒部が閉塞される。そして、前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいるから、装着後、前記機械部品の内筒部の内圧が上昇すると、キャップ本体に作用する内圧が該テーパ形状部の最大径部分を基点として前記円筒部を遠心方向に押し広げるように作用する。従って、この作用に伴う円筒部の拡径力によって円筒部と前記機械部品の内筒部との嵌合力が強化されることになり、当該機械部品の内圧が上昇しても、本封止キャップの抜け出しが効果的に抑止される。しかも、本封止キャップの前記機械部品に対する装着が、円筒部の内筒部に対する圧入嵌合によってなされるから、両者の嵌合面における傷付きの発生も懸念されることがない。
【００１２】
前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部となるようにした場合、前記内圧の上昇に伴う円筒部の拡径力が生起される基点が円筒部の連成基部に一致することなり、円筒部を拡径させる作用が直接的となって前記嵌合力の強化がより効果的に発現される。
【００１３】
また、前記円筒部の外周部に、その周方向に沿って、弾性環状体を一体的に設けた場合、本封止キャップをその円筒部をして円筒形機械部品の内筒部に圧入嵌合させた際、該弾性環状体が前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在されるから、機械部品の内筒部と封止キャップの円筒部との嵌合面が、精度の高い密封状態に維持される。従って、当該機械部品の内筒部と外部とを確実に遮断し、内筒部が外部からの悪影響を受けず、機械部品の所期の機能が長く維持される。
【００１４】
前記機械部品を、転がり軸受装置の外輪部材とした場合、外輪部材で囲まれる軸受空間においては、当該軸受装置の稼動に伴いその内圧が高くなるが、当該外輪部材の開口端部に本発明の封止キャップを装着すれば、この内圧にも充分に耐え、封止キャップが抜け出すような不測の事態に至る懸念がない。しかも、封止キャップをその円筒部をして外輪部材の内筒部（内径部）に圧入嵌合する際に、外輪部材の内径面を傷付ける恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る封止キャップが装着された軸受装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は同封止キャップに白抜矢印に示す圧力が付加された時の該封止キャップの挙動原理を模式的に示す線図であり、（ｂ）（ｃ）は参考例の同様図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同封止キャップの変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同封止キャップの別の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る封止キャップを示す要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は自動車の従動輪を回転自在に支持する軸受装置を示している。図例の軸受装置１は、車体（不図示）に固定される外輪部材（円筒形機械部品）２の内径部に２列の転動体（玉）３…を介して、ハブ輪４１及び内輪部材４２が軸回転可能に支持される。ハブ輪４１にはボルト４１ａによって不図示の従動用車輪（タイヤホイール）が取付けられる。ハブ輪４１と内輪部材４２とにより回転側となる内輪４が構成され、前記外輪部材２とこの内輪４との間に、前記転動体３…がリテーナ３ａで保持された状態で介装されている。ハブ輪４１の軸心方向に沿った外輪部材２及び内輪４の車輪側端部間には、軸シールタイプのシールリング（オイルシール）５が、相互の摺接関係を維持した状態で装着されている。また、外輪部材２の車体側端部には後記する封止キャップ６が嵌着されており、これらによりアンギュラ型の転がり軸受装置１が構成される。外輪部材２及び内輪４の間と、シールリング５及び封止キャップ６とにより区画された空間が、転動体３…の軌道面を含む軸受空間Ｓとされ、シールリング５と、該封止キャップ６とにより、該軸受空間Ｓに充填される潤滑用グリースの漏出や泥水・塵埃等の浸入が防止される。
【００１７】
前記内輪部材４２は、ハブ輪４１に対して車体側より嵌合され、ハブ輪４１の車体側端部４１ｂを拡開して加締めることによって、その抜け止め及び軸受としての予圧の付与がなされている。その為、外輪部材２の車体側端部は開口され、内輪部材４２を嵌合装着した後は、この外輪部材２の開口端部２ａに封止キャップ６が嵌合装着され、外輪部材２と内輪４との転動体３…を介した嵌装部分（軸受空間Ｓ）に塵埃や泥水の浸入を阻止するよう構成される。封止キャップ６は、円板状のキャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに一体的に連成され、外輪部材２の開口端部２ａより該外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合される円筒部８とより構成される。円筒部８は、前記キャップ本体７の周縁部７ａを連成基部とし、外輪部材２に対する圧入方向に向くよう屈曲形成されている。円筒部８の外径は、外輪部材２の内筒部２ｂの内径より、金属同士の圧嵌合が可能な程度に若干大きくされている。従って、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合させた際に、双方の嵌合面に傷付きを生じる懸念がない。
【００１８】
キャップ本体７は、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでおり、図１のキャップ本体７では、このテーパ形状部７ｂの最大径部分が前記周縁部７ａであって、前記円筒部８の連成基部とされている。更に、テーパ形状部７ｂの最小径部分には傾斜角度の大きな第２のテーパ形状部７ｃが、同様に内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するよう形成され、その内方側は平坦な底部７ｄに連なるよう形成されている。このような形状の封止キャップ６は、ステンレスやＳＰＣＣ等の鋼板を板金及び絞り加工することによって得られる。
【００１９】
前記のような軸受装置１は、前述のとおり自動車の従動輪用として用いられる。即ち、外輪部材２が車体に固定され、ハブ輪４１に車輪が取付けられる。そして、自動車の走行に伴い、従動輪が内輪４と共に回転するが、内輪４は転動体３…を介して外輪部材２に回転自在に支持されているので、この回転は円滑になされる。転動体３…と外輪部材２の軌道面及び内輪４の軌道面との間には、軸受空間Ｓに充填されている潤滑剤が滲入して、低摩擦状態で回転がより円滑になされる。然るに、回転の継続と共に各部の摩擦熱が蓄積され、軸受空間Ｓ内の温度が上昇し、潤滑剤の一部の蒸散も加わって、軸受空間Ｓ内の気圧（内圧）が上昇する。この内圧は、前記封止キャップ６を外輪部材２から抜け出させる方向（図１の紙面右方向、反圧入方向）に作用する。特に、封止キャップ６のキャップ本体７は、外輪部材２の構造的特性上面積が大きく、その為、封止キャップ６にかかる内圧がシールリング５にかかる内圧よりはるかに大きくなり、抜け出しの恐れが内在する。しかし、図示のような構造の封止キャップ６を用いることにより、このような抜け出しの懸念を払拭することができる。
【００２０】
図２（ａ）は、前記のように封止キャップ６の構造的特性により、外輪部材２からの抜け出しの懸念が払拭される原理を線図で模式的に示している。図２（ｂ）（ｃ）は、（ａ）の例と比較する為の参考例である。図２（ａ）において、封止キャップ６に対して白抜矢印に示す方向（外輪部材２及び内輪４の回転軸心に沿った方向）の内圧が作用すると、キャップ本体７を矢印ａ方向に変位させようとする力が付加される。この場合、ａ方向の力は、テーパ形状部７ｂに沿って矢印ｂ方向の分力として作用し、円筒部８を連成基部（周縁部７ａ）を介して遠心方向に押出すような力に変換され、これによって、円筒部８の外輪部材２に対する嵌合力が強化される。図例のように、テーパ形状部７ｂの最大径部分が円筒部８の連成基部とされていると、矢印ｂ方向に沿った分力は、円筒部８を遠心方向に押出そうとする力として作用し、嵌合力の強化作用が顕著に発現される。また、図例の場合、第２のテーパ形状部７ｃも備えており、この第２のテーパ形状部７ｃに沿った方向の分力も加わり、円筒部８を遠心方向に押出そうとする力がこれによって助長される。従って、内圧が増大しても、円筒部８の外輪部材２に対する嵌合力が一層強化されるので、封止キャップ６の外輪部材２からの抜け出しの恐れは生じない。
【００２１】
これに対し、参考例（ｂ）（ｃ）に示す封止キャップ６０，６００のように、キャップ本体７０，７００が、白抜矢印に示す方向（同上）に直交する面或いは平行な面のみで構成されている場合、キャップ本体７０，７００に対して矢印ａ方向の力が付加されるのみで、円筒部８０，８００を遠心方向に押出すような力は生起されない。従って、内圧が増大してゆくと、封止キャップ６０，６００を外輪部材２（図１参照）から抜け出させる方向の力（矢印ａ方向の力）が強くなり、この力が、円筒部８０，８００と外輪部材２との嵌合力を上回ると、封止キャップ６０，６００が抜け出してしまうことになる。
【００２２】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、封止キャップ６の種々の変形例を示している。これら４つの例における封止キャップ６も、前記と同様に、キャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに、前記圧入方向に向くよう一体的に連成された円筒部８とよりなる。そして、いずれのキャップ本体７も、最大径部分が前記周縁部７ａであって、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいる。（ａ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって凹む曲面形状の底部７ｅが形成されている。（ｂ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの外方（反圧入方向）に向く凸曲面形状の上げ底形状部７ｆが形成されている。（ｃ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの外方（反圧入方向）に向く台形状の上げ底形状部７ｇが形成されている。（ｄ）の例では、キャップ本体７の全体が外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって凹む曲面形状とされ、その周縁部７ａの内側に沿った近傍部が実質的にテーパ形状部７ｂとされている。
【００２３】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す例の封止キャップ６は、いずれも、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。従って、この装着状態で、前記軸受空間Ｓの内圧が上昇しても、前記と同様にテーパ形状部７ｂの存在により、円筒部８と外輪部材２との嵌合力が強化され、封止キャップ６が外輪部材２から抜け出すような事態に至ることがない。
【００２４】
図４（ａ）（ｂ）は、封止キャップ６の別の変形例を示している。これら２つの例は、円筒部８が、キャップ本体７の周縁部７ａから、反圧入方向（前記とは逆向き）に向くよう連成されている点で前記の例と異なる。これら例のキャップ本体７も、最大径部分が前記周縁部７ａであって、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいる。（ａ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、平坦な底部７ｈが形成されている。また、（ｂ）の例では、図１の例と同様に、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して第２のテーパ形状部７ｃ及び平坦な底部７ｄが形成されている。加えて、（ｂ）に示す例では、円筒部８の反圧入方向（反連成基部）端部に、該円筒部８と共に断面コの字形状をなす環状の包持部８ａが一体に連成されている。この包持部８ａは、当該封止キャップ６を円筒部８をして外輪部材２に圧入嵌合してその開口端部７ａに装着した際、開口端部７ａを包持するよう構成されるものである。これによって、外輪部材２に対する封止キャップ６のより安定した装着状態が得られると共に、軸受空間Ｓ内への汚泥や塵埃等の侵入阻止機能がより向上する。
【００２５】
図４（ａ）（ｂ）に示す例の封止キャップ６も、前記と同様に、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。従って、この装着状態で、前記軸受空間Ｓの内圧が上昇しても、テーパ形状部７ｂの存在により、円筒部８と外輪部材２との嵌合力が強化され、封止キャップ６が外輪部材２から抜け出すような事態に至ることがない点は前記と同様である。
【００２６】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る封止キャップを示す要部の拡大断面図である。これら２つの例は、いずれも図１に示す例の封止キャップ６における円筒部８の外周部に、その周方向に沿って、外輪部材２の内筒部７ｂとの間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体９が一体的に設けられている点で特徴付けられる。図例の弾性環状体９は、いずれもゴムの成型体からなり、封止キャップ６に対して加硫一体に形成されている。（ａ）の例では、弾性環状体９は円筒部８の圧入方向先端側外周部に形成された段部８ｂに固着一体に形成され、（ｂ）の例では、弾性環状体９は円筒部８の連成基部（周縁部７ａ）を含んで円筒部８の外周部に固着一体に形成されている。
【００２７】
図５（ａ）（ｂ）に示す例の封止キャップ６も、前記と同様に、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。この嵌合装着の際、弾性環状体９の圧縮弾性変形を伴い、装着された状態では弾性環状体９の弾性反力が円筒部８と外輪部材２との嵌合面間に作用し、これによって両者の間のシール性が極めて良好に保たれる。この場合も、軸受空間Ｓ内の内圧が上昇することによって、円筒部８に対して遠心方向に押出すような力が作用して嵌合力の強化がなされるが、この力は介在される弾性環状体９にも付与され、これによって一層シール性が増すことになる。弾性環状体９の形状及び形成位置は、図例に限定されず、また、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）や図４（ａ）（ｂ）に示す例にも斯かる弾性環状体９を設けることを除外するものでない。
【００２８】
尚、実施形態では、自動車の従動輪を回転自在に支持する為のアンギュラ型転がり軸受装置１における外輪部材２に本発明の封止キャップ６を装着した例について述べたが、これに限らず、内圧が変動するような他の自動車用軸受装置や産業機械装置における円筒形機械部品の開口端部を閉塞する為の封止キャップにも広く適用することができる。また、封止キャップ６の形状は、例示のものに限定されず、機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含む円板状キャップ本体を備えるものであれば、同様の機能を奏する。
【符号の説明】
【００２９】
２ 外輪部材（機械部品）
２ａ 開口端部
２ｂ 内筒部
３ 転動体
６ 封止キャップ
７ キャップ本体
７ａ 周縁部（連成基部）
７ｂ テーパ形状部
８ 円筒部
９ 弾性環状体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップに関し、更に詳しくは、例えば、自動車の従動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置における外輪部材の開口端部に装着される封止キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような自動車の従動輪を回転自在に支持する転がり軸受装置の一例として、特許文献１に示されるものを挙げることができる。特許文献１に示される転がり軸受装置は、車体に固定される外輪部材と、該外輪部材に複列の転動体を介して回転自在に支持される内輪及びハブ輪と、軸受空間をシールするシールリングとにより構成される。ハブ輪は外輪部材に対して、そのアウター側（車体の外方側）より前記転動体及び内輪を介在させた状態で嵌挿され、ハブ輪のインナー側（車体の内方側）先端部が加締められて前記内輪に一体化される。ハブ輪のアウター側にはフランジ部が形成され、このフランジ部に車輪が固定される。外輪部材は両端部が開口する円筒形状をなし、そのインナー側の開口端部には、前記加締めがなされた後、内筒部を閉塞する為の金属製のカバー部材（封止キャップ）が圧入装着される。このカバー部材の装着により、前記転動体の軌道部分を含む軸受空間への外部からの塵埃等の侵入が阻止され、転動体及び軌道面の塵埃等による傷付き等の防止が図られる。
【０００３】
また、特許文献２には、例えば、車両のトランスミッションにおけるデフサイトギヤの軸孔など、機械部品に設けられた孔部を密封する為に用いられるボアプラグ（キャップ）の装着構造が開示されている。この特許文献２のボアプラグの装着構造においては、シャーレ形状のプラグ本体を構成する外周筒部（円筒状部）に被係止突部を形成し、孔部に形成されたハウジングの内周面に円周方向に延びる係止溝を形成し、前記被係止突部を係止溝に係合させることよって、孔部に対するボアプラグの閉塞装着状態を維持するよう構成されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、スプロケット軸、変速軸等の軸内孔を仕切る為のシール装置が開示されている。この特許文献３のシール装置においては、軸内孔のシール孔部に装着される前記と同様のシャーレ形状の密閉用キャップを備え、シール孔部の挿入口部は径が小とされ、一方、密閉用キャップの挿入方向後部が大径部とされている。キャップをシール孔部に装着させる際、大径部を圧縮して挿入口部を通過させ、挿入口部に隣接して設けられる係合孔部（周溝）に拡径して嵌まり込ませ、スナップ係合によってキャップの抜け止めがなされるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１２５８３号公報
【特許文献２】特開２００８−１９６５５３号公報
【特許文献３】特許第３０３６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に示すような軸受装置においては、ハブ輪及び内輪の回転に伴い軸受空間内の温度が高くなりその内圧が上昇する。特許文献１の場合、カバー部材に回転検出装置を装着する為の孔部が形成されているので、カバー部材にかかる内圧はそれ程大きくなることがない。しかし、このような孔部がないカバー部材によって、外輪部材の端部が完全に閉塞されるよう構成される場合は、内圧がカバー部材を押出すよう作用する。特に、斯かるカバー部材は、軸受空間をシールするシールリングと比べても内圧の作用面積が大きく、内圧が大きく作用し、外輪部材から抜け出すような事態に至ることもある。特許文献１では、樹脂製のシールが、カバー部材の外周縁部と外輪部材の開口端部とに跨るよう密着的に装着されるが、この樹脂製のシールは、前記内圧によるカバー部材の抜け出しを抑止する機能をも備えるものではない。
【０００７】
そこで、特許文献２に開示されるような係止溝と被係止突部とによる係合手段を、カバー部材の外輪部材に対する嵌合部に適用すれば、このような内圧によるカバー部材の抜け出しの防止に有効である。しかし、カバー部材の装着時に、被係止突部が外輪の内周面（内径面）を傷付けることが予想され、そのまま適用することはできない。また、特許文献３に開示されるようなスナップ係合によってキャップの抜け止め手段を、前記カバー部材の外輪部材に対する嵌合部に適用すれば、同様に内圧によるカバー部材の抜け出しの防止に有効である。しかし、この場合も、カバー部材の装着時に、大径部の圧縮変形を伴うから、外輪部材の内周面を傷付けてしまうことになり、同様に好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、円筒形機械部品の開口端部に該開口端部を傷つけることなく装着され、装着後の円筒形機械部品における内圧の上昇にも抜け出すことなく、安定的に装着状態が維持される封止キャップを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の封止キャップは、円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップであって、円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成され、前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合される円筒部とよりなり、前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
本発明の封止キャップにおいて、前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部となるようにしても良い。また、前記円筒部の外周部には、その周方向に沿って、前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体を一体的に設けても良い。そして、前記機械部品を、転がり軸受装置の外輪部材とし、本発明の封止キャップを、この外輪部材の内筒部に圧入装着されて内筒部を閉塞するものとしても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の封止キャップは、円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成された円筒部とよりなり、該円筒部を前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合させることによって、円筒形機械部品の開口端部に装着され、これによって円筒形機械部品の内筒部が閉塞される。そして、前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいるから、装着後、前記機械部品の内筒部の内圧が上昇すると、キャップ本体に作用する内圧が該テーパ形状部の最大径部分を基点として前記円筒部を遠心方向に押し広げるように作用する。従って、この作用に伴う円筒部の拡径力によって円筒部と前記機械部品の内筒部との嵌合力が強化されることになり、当該機械部品の内圧が上昇しても、本封止キャップの抜け出しが効果的に抑止される。しかも、本封止キャップの前記機械部品に対する装着が、円筒部の内筒部に対する圧入嵌合によってなされるから、両者の嵌合面における傷付きの発生も懸念されることがない。
【００１２】
前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部となるようにした場合、前記内圧の上昇に伴う円筒部の拡径力が生起される基点が円筒部の連成基部に一致することなり、円筒部を拡径させる作用が直接的となって前記嵌合力の強化がより効果的に発現される。
【００１３】
また、前記円筒部の外周部に、その周方向に沿って、弾性環状体を一体的に設けた場合、本封止キャップをその円筒部をして円筒形機械部品の内筒部に圧入嵌合させた際、該弾性環状体が前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在されるから、機械部品の内筒部と封止キャップの円筒部との嵌合面が、精度の高い密封状態に維持される。従って、当該機械部品の内筒部と外部とを確実に遮断し、内筒部が外部からの悪影響を受けず、機械部品の所期の機能が長く維持される。
【００１４】
前記機械部品を、転がり軸受装置の外輪部材とした場合、外輪部材で囲まれる軸受空間においては、当該軸受装置の稼動に伴いその内圧が高くなるが、当該外輪部材の開口端部に本発明の封止キャップを装着すれば、この内圧にも充分に耐え、封止キャップが抜け出すような不測の事態に至る懸念がない。しかも、封止キャップをその円筒部をして外輪部材の内筒部（内径部）に圧入嵌合する際に、外輪部材の内径面を傷付ける恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る封止キャップが装着された軸受装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は同封止キャップに白抜矢印に示す圧力が付加された時の該封止キャップの挙動原理を模式的に示す線図であり、（ｂ）（ｃ）は参考例の同様図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同封止キャップの変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同封止キャップの別の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る封止キャップを示す要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は自動車の従動輪を回転自在に支持する軸受装置を示している。図例の軸受装置１は、車体（不図示）に固定される外輪部材（円筒形機械部品）２の内径部に２列の転動体（玉）３…を介して、ハブ輪４１及び内輪部材４２が軸回転可能に支持される。ハブ輪４１にはボルト４１ａによって不図示の従動用車輪（タイヤホイール）が取付けられる。ハブ輪４１と内輪部材４２とにより回転側となる内輪４が構成され、前記外輪部材２とこの内輪４との間に、前記転動体３…がリテーナ３ａで保持された状態で介装されている。ハブ輪４１の軸心方向に沿った外輪部材２及び内輪４の車輪側端部間には、軸シールタイプのシールリング（オイルシール）５が、相互の摺接関係を維持した状態で装着されている。また、外輪部材２の車体側端部には後記する封止キャップ６が嵌着されており、これらによりアンギュラ型の転がり軸受装置１が構成される。外輪部材２及び内輪４の間と、シールリング５及び封止キャップ６とにより区画された空間が、転動体３…の軌道面を含む軸受空間Ｓとされ、シールリング５と、該封止キャップ６とにより、該軸受空間Ｓに充填される潤滑用グリースの漏出や泥水・塵埃等の浸入が防止される。
【００１７】
前記内輪部材４２は、ハブ輪４１に対して車体側より嵌合され、ハブ輪４１の車体側端部４１ｂを拡開して加締めることによって、その抜け止め及び軸受としての予圧の付与がなされている。その為、外輪部材２の車体側端部は開口され、内輪部材４２を嵌合装着した後は、この外輪部材２の開口端部２ａに封止キャップ６が嵌合装着され、外輪部材２と内輪４との転動体３…を介した嵌装部分（軸受空間Ｓ）に塵埃や泥水の浸入を阻止するよう構成される。封止キャップ６は、円板状のキャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに一体的に連成され、外輪部材２の開口端部２ａより該外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合される円筒部８とより構成される。円筒部８は、前記キャップ本体７の周縁部７ａを連成基部とし、外輪部材２に対する圧入方向に向くよう屈曲形成されている。円筒部８の外径は、外輪部材２の内筒部２ｂの内径より、金属同士の圧嵌合が可能な程度に若干大きくされている。従って、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合させた際に、双方の嵌合面に傷付きを生じる懸念がない。
【００１８】
キャップ本体７は、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでおり、図１のキャップ本体７では、このテーパ形状部７ｂの最大径部分が前記周縁部７ａであって、前記円筒部８の連成基部とされている。更に、テーパ形状部７ｂの最小径部分には傾斜角度の大きな第２のテーパ形状部７ｃが、同様に内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するよう形成され、その内方側は平坦な底部７ｄに連なるよう形成されている。このような形状の封止キャップ６は、ステンレスやＳＰＣＣ等の鋼板を板金及び絞り加工することによって得られる。
【００１９】
前記のような軸受装置１は、前述のとおり自動車の従動輪用として用いられる。即ち、外輪部材２が車体に固定され、ハブ輪４１に車輪が取付けられる。そして、自動車の走行に伴い、従動輪が内輪４と共に回転するが、内輪４は転動体３…を介して外輪部材２に回転自在に支持されているので、この回転は円滑になされる。転動体３…と外輪部材２の軌道面及び内輪４の軌道面との間には、軸受空間Ｓに充填されている潤滑剤が滲入して、低摩擦状態で回転がより円滑になされる。然るに、回転の継続と共に各部の摩擦熱が蓄積され、軸受空間Ｓ内の温度が上昇し、潤滑剤の一部の蒸散も加わって、軸受空間Ｓ内の気圧（内圧）が上昇する。この内圧は、前記封止キャップ６を外輪部材２から抜け出させる方向（図１の紙面右方向、反圧入方向）に作用する。特に、封止キャップ６のキャップ本体７は、外輪部材２の構造的特性上面積が大きく、その為、封止キャップ６にかかる内圧がシールリング５にかかる内圧よりはるかに大きくなり、抜け出しの恐れが内在する。しかし、図示のような構造の封止キャップ６を用いることにより、このような抜け出しの懸念を払拭することができる。
【００２０】
図２（ａ）は、前記のように封止キャップ６の構造的特性により、外輪部材２からの抜け出しの懸念が払拭される原理を線図で模式的に示している。図２（ｂ）（ｃ）は、（ａ）の例と比較する為の参考例である。図２（ａ）において、封止キャップ６に対して白抜矢印に示す方向（外輪部材２及び内輪４の回転軸心に沿った方向）の内圧が作用すると、キャップ本体７を矢印ａ方向に変位させようとする力が付加される。この場合、ａ方向の力は、テーパ形状部７ｂに沿って矢印ｂ方向の分力として作用し、円筒部８を連成基部（周縁部７ａ）を介して遠心方向に押出すような力に変換され、これによって、円筒部８の外輪部材２に対する嵌合力が強化される。図例のように、テーパ形状部７ｂの最大径部分が円筒部８の連成基部とされていると、矢印ｂ方向に沿った分力は、円筒部８を遠心方向に押出そうとする力として作用し、嵌合力の強化作用が顕著に発現される。また、図例の場合、第２のテーパ形状部７ｃも備えており、この第２のテーパ形状部７ｃに沿った方向の分力も加わり、円筒部８を遠心方向に押出そうとする力がこれによって助長される。従って、内圧が増大しても、円筒部８の外輪部材２に対する嵌合力が一層強化されるので、封止キャップ６の外輪部材２からの抜け出しの恐れは生じない。
【００２１】
これに対し、参考例（ｂ）（ｃ）に示す封止キャップ６０，６００のように、キャップ本体７０，７００が、白抜矢印に示す方向（同上）に直交する面或いは平行な面のみで構成されている場合、キャップ本体７０，７００に対して矢印ａ方向の力が付加されるのみで、円筒部８０，８００を遠心方向に押出すような力は生起されない。従って、内圧が増大してゆくと、封止キャップ６０，６００を外輪部材２（図１参照）から抜け出させる方向の力（矢印ａ方向の力）が強くなり、この力が、円筒部８０，８００と外輪部材２との嵌合力を上回ると、封止キャップ６０，６００が抜け出してしまうことになる。
【００２２】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、封止キャップ６の種々の変形例を示している。これら４つの例における封止キャップ６も、前記と同様に、キャップ本体７と、該キャップ本体７の周縁部７ａに、前記圧入方向に向くよう一体的に連成された円筒部８とよりなる。そして、いずれのキャップ本体７も、最大径部分が前記周縁部７ａであって、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいる。（ａ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって凹む曲面形状の底部７ｅが形成されている。（ｂ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの外方（反圧入方向）に向く凸曲面形状の上げ底形状部７ｆが形成されている。（ｃ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、外輪部材２の内筒部２ｂの外方（反圧入方向）に向く台形状の上げ底形状部７ｇが形成されている。（ｄ）の例では、キャップ本体７の全体が外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって凹む曲面形状とされ、その周縁部７ａの内側に沿った近傍部が実質的にテーパ形状部７ｂとされている。
【００２３】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す例の封止キャップ６は、いずれも、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。従って、この装着状態で、前記軸受空間Ｓの内圧が上昇しても、前記と同様にテーパ形状部７ｂの存在により、円筒部８と外輪部材２との嵌合力が強化され、封止キャップ６が外輪部材２から抜け出すような事態に至ることがない。
【００２４】
図４（ａ）（ｂ）は、封止キャップ６の別の変形例を示している。これら２つの例は、円筒部８が、キャップ本体７の周縁部７ａから、反圧入方向（前記とは逆向き）に向くよう連成されている点で前記の例と異なる。これら例のキャップ本体７も、最大径部分が前記周縁部７ａであって、外輪部材２の内筒部２ｂの内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部７ｂを含んでいる。（ａ）の例では、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して、更に、平坦な底部７ｈが形成されている。また、（ｂ）の例では、図１の例と同様に、テーパ形状部７ｂの最小径部分に連続して第２のテーパ形状部７ｃ及び平坦な底部７ｄが形成されている。加えて、（ｂ）に示す例では、円筒部８の反圧入方向（反連成基部）端部に、該円筒部８と共に断面コの字形状をなす環状の包持部８ａが一体に連成されている。この包持部８ａは、当該封止キャップ６を円筒部８をして外輪部材２に圧入嵌合してその開口端部７ａに装着した際、開口端部７ａを包持するよう構成されるものである。これによって、外輪部材２に対する封止キャップ６のより安定した装着状態が得られると共に、軸受空間Ｓ内への汚泥や塵埃等の侵入阻止機能がより向上する。
【００２５】
図４（ａ）（ｂ）に示す例の封止キャップ６も、前記と同様に、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。従って、この装着状態で、前記軸受空間Ｓの内圧が上昇しても、テーパ形状部７ｂの存在により、円筒部８と外輪部材２との嵌合力が強化され、封止キャップ６が外輪部材２から抜け出すような事態に至ることがない点は前記と同様である。
【００２６】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る封止キャップを示す要部の拡大断面図である。これら２つの例は、いずれも図１に示す例の封止キャップ６における円筒部８の外周部に、その周方向に沿って、外輪部材２の内筒部７ｂとの間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体９が一体的に設けられている点で特徴付けられる。図例の弾性環状体９は、いずれもゴムの成型体からなり、封止キャップ６に対して加硫一体に形成されている。（ａ）の例では、弾性環状体９は円筒部８の圧入方向先端側外周部に形成された段部８ｂに固着一体に形成され、（ｂ）の例では、弾性環状体９は円筒部８の連成基部（周縁部７ａ）を含んで円筒部８の外周部に固着一体に形成されている。
【００２７】
図５（ａ）（ｂ）に示す例の封止キャップ６も、前記と同様に、図１に示すように内圧のかかる外輪部材２の開口端部２ａに装着される。この装着は、円筒部８を外輪部材２の内筒部２ｂに圧入嵌合することによってなされる。この嵌合装着の際、弾性環状体９の圧縮弾性変形を伴い、装着された状態では弾性環状体９の弾性反力が円筒部８と外輪部材２との嵌合面間に作用し、これによって両者の間のシール性が極めて良好に保たれる。この場合も、軸受空間Ｓ内の内圧が上昇することによって、円筒部８に対して遠心方向に押出すような力が作用して嵌合力の強化がなされるが、この力は介在される弾性環状体９にも付与され、これによって一層シール性が増すことになる。弾性環状体９の形状及び形成位置は、図例に限定されず、また、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）や図４（ａ）（ｂ）に示す例にも斯かる弾性環状体９を設けることを除外するものでない。
【００２８】
尚、実施形態では、自動車の従動輪を回転自在に支持する為のアンギュラ型転がり軸受装置１における外輪部材２に本発明の封止キャップ６を装着した例について述べたが、これに限らず、内圧が変動するような他の自動車用軸受装置や産業機械装置における円筒形機械部品の開口端部を閉塞する為の封止キャップにも広く適用することができる。また、封止キャップ６の形状は、例示のものに限定されず、機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含む円板状キャップ本体を備えるものであれば、同様の機能を奏する。
【符号の説明】
【００２９】
２ 外輪部材（機械部品）
２ａ 開口端部
２ｂ 内筒部
３ 転動体
６ 封止キャップ
７ キャップ本体
７ａ 周縁部（連成基部）
７ｂ テーパ形状部
８ 円筒部
９ 弾性環状体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップであって、
円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成され、前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合される円筒部とよりなり、
前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいることを特徴とする封止キャップ。
【請求項２】
請求項１に記載の封止キャップにおいて、
前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部とされていることを特徴とする封止キャップ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の封止キャップにおいて、
前記円筒部の外周部には、その周方向に沿って、前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体が一体的に設けられていることを特徴とする封止キャップ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の封止キャップにおいて、
前記機械部品が、転がり軸受装置の外輪部材であることを特徴とする封止キャップ。
【請求項１】
円筒形機械部品の開口端部に装着されて該機械部品の内筒部を閉塞する金属製の封止キャップであって、
円板状キャップ本体と、該キャップ本体の周縁部に一体的に連成され、前記円筒形機械部品の開口端部より該機械部品の内筒部に圧入嵌合される円筒部とよりなり、
前記キャップ本体は、前記機械部品の内筒部の内方に向かって漸次縮径するテーパ形状部を含んでいることを特徴とする封止キャップ。
【請求項２】
請求項１に記載の封止キャップにおいて、
前記テーパ形状部の最大径部分が、前記キャップ本体の周縁部であって前記円筒部の連成基部とされていることを特徴とする封止キャップ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の封止キャップにおいて、
前記円筒部の外周部には、その周方向に沿って、前記機械部品の内筒部との間に圧縮状態で介在し得る弾性環状体が一体的に設けられていることを特徴とする封止キャップ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の封止キャップにおいて、
前記機械部品が、転がり軸受装置の外輪部材であることを特徴とする封止キャップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４９５２９（Ｐ２０１１−１４９５２９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８０９（Ｐ２０１０−１２８０９）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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