JP2008019915A - クランプ部材及び管継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】締付けが容易にできるクランプ部材を提供する。
【解決手段】管外周の円周方向に沿って配置されるバンド部２と、そのバンド部２の長手方向両端部に設けられた一対の連結部３，４と、を備え、上記一対の連結部３，４同士が連結することで上記バンド部２と共に環を形成する。一対の連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂは、他方の連結部側に向けて押し込むことで当該他方の連結部側に座屈変形可能となっていると共に、当該座屈変形で、上記一対の連結部３，４の取付け部３ａ、４ａ間の間隔が狭くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排気管の接続などの継手部に使用されるクランプ部材及びそのクランプ部材を使用した管継手構造に関する。

二本の排気管を接続する継手構造としては、例えば特許文献１などに記載のものがある。その構造について説明すると、一方の排気管の端部の径が、他方の排気管の端部の径よりも大きく構成されていて、一方の排気管の端部に対し他方の排気管の端部を差し込んだ状態で、その接続部を外周側からクランプ部材で締め付けることで連結する。
上記クランプ部材は、排気管の外周に沿って円周方向に延びるバンド部と、そのバンド部の両端部に設けられた一対の連結部と、から構成されている。上記一対の連結部には締結用のボルト挿通孔が開口しており、その一対のボルト挿通孔を貫通させたボルトにナットを螺合させてボルトを回して締め付けることで、バンド部の径を小さくして排気管の接続部外周を締め付ける。
実公平６−３６２７３号公報

上述のように、従来のクランプ部材では、ボルトを回すことで排気管の接続部を締め付ける必要がある。このとき、実際の組立工程では、二本の排気管が抜けないように支持しながらボルトを締め付ける必要があるため、組み付けにくい。このため、組付けに手間も工数も掛かるという課題がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、締付けが容易にできるクランプ部材を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、二つの管を接続するためのクランプ部材であって、管外周の円周方向に沿って配置されて管を締め付けるバンド部と、そのバンド部の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の連結部と、を備え、上記一対の連結部同士を連結することで上記バンド部と共に環を形成し、
上記一対の連結部の少なくとも一方は、他方の連結部側に向けて押し込むことで当該他方の連結部側に座屈変形可能となっていると共に、当該座屈変形で、上記一対の連結部におけるバンド部側の間隔が狭くなることを特徴とするものである。

本発明によれば、一対の連結部の少なくとも一方を押し込んで座屈変形させるだけで、バンド部の径が小さくなって管接続部の締付けが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るクランプ部材を示す斜視図であり、図２は座屈変形させた状態を示す図である。
（構成）
まず本実施形態のクランプ部材１の構成について説明する。クランプ部材１は、図１及び図２に示すように、管（不図示）の外周に配置されるバンド部２と、そのバンド部２の両端部に一体的に連結する一対の連結部３，４と、から構成される。

上記一対の連結部３，４は、バンド部２の延び方向に沿って延びる板状の金属板から構成され、その一対の連結部３，４は互いに対向配置されている。上記金属板は例えば鋼板から構成されるなどして、座屈変形時に所定の剛性を有するように構成されている。
上記各連結部３，４は、バンド部２の端部に一体に接続される取付け部３ａ、４ａと、その取付け部３ａ、４ａに一体に連続する座屈変形部３ｂ、４ｂとから構成され、その二つの座屈変形部３ｂ、４ｂにおける延在方向の遠位端部同士が溶接などによって接続されている。符号２０がその接続位置である。

ここで、一対の連結部３，４のうち、一方の連結部を第１連結部３、他方の連結部を第２連結部４と便宜上、呼ぶことにする。
第１連結部３の座屈変形部３ｂの板幅は、第２連結部４の座屈変形部４ｂの板幅よりも狭く、また、第２連結部４の座屈変形部４ｂにおける、第１連結部３の座屈変形部３ｂと対向する部分にスリット状の開口５が設けられている。そのスリット状の開口５の大きさは、第１連結部３の座屈変形部３ｂを差し込み可能なだけの大きさとなっている。

上記一対の連結部３，４はそれぞれ、図１に示すように、もう一方の連結部から離れる方向に凸となるように円弧状に撓んだ状態に曲げ加工が施されている。このため、各連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂを、もう一方の連結部側に押し込むことで、図２のように、当該もう一方の連結部側に向けて凸の状態に座屈変形するようになっている。この座屈変形した際に、両方の連結部３，４の座屈変形部３ｂ、３ｂ同士は当接することなく、第１連結部３の座屈変形部３ｂが第２連結部４の座屈変形部４ｂに形成したスリット状の開口５内に差し込まれる。

なお、第１連結部３の座屈変形部３ｂと第２連結部４の座屈変形部４ｂを互いに板幅方向にずらして対向させないようにすることで、座屈変形した際に、両方の連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂ同士が当接しないようにしても良い。
また、座屈変形部３ｂ、４ｂよりもバンド部２側に位置する上記取付け部３ａ、４ａには、掛止部が形成されている。

その掛止部の構成について説明する。
第２連結部４の取付け部４ａの中央が、コ字状に切り抜かれて、片持ち梁状の突起部６が形成されている。その突起部６は、延在方向途中位置が第１連結部３側が山折りとなるように折り曲げられると共に、その山折り部が第１連結部３側に突出するように、つまり第２連結部４の取付け部３ａの面外方向に突出するように、突起部６の付け根部が曲げられている。また、突起部６の先端部６ａは、曲げられることで丸められている。丸めるように切削を行っても良い。

なお、本実施形態では、図３に示すように、突起部６の先端部６ａは、突起部６以外の取付け部３ａの面とほぼ同じ位置となるように設定されている。もちろん突起部６の先端部６ａが若干第１連結部３側に位置させてもよい。
また、第１連結部３側の掛止部は、上記突起部６と対向する第１連結部３の取付け部３ａに形成された開口部７から構成されている。この開口部７の板幅方向の幅は、上記突起部６と等しいか若干広めに設定されている。また、開口部７における第１連結部３の延び方向の幅は、板厚方向から見て、上記突起部６よりも小さく設定されている。

これによって、一対の連結部３，４を図２のように座屈変形させて、両連結部３，４の互いの取付け部３ａ，４ａを接近させた際に、第２連結部４の突起部６を第１連結部３の開口部７に押し込むと、上記突起部６は、開口部７を通過する際に、山折り部の折れ角が小さくなる方向に変形して開口部７を通過し、開口部７を通過すると、突起部６のバネによって山折り部の折れ角が元に戻ることで、図４のように、突起部６の先端部６ａが第１連結部３の面に当接して、両取付け部３ａ、４ａが離れる方向に移動することを規制するように掛止する。この掛止したときのクランプ部材１の状態を図５に示す。図６は、そのときの一対の連結部３，４の状態を模式的に線図で示したものである。
ここで、上記構成の連結部３，４は、板状部材をプレス加工と曲げ加工のみで簡易に製造できる。
また、連結部３，４とバンド部２とは、同じ板材からプレス加工で構成させても良いし、バンド部２を別に製造して、別途連結部とバンド部２とを接続させて構成されても良い。

（作用効果）
上記クランプ部材１では、図１の状態から、両方の連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂを、互いに接近する方向に押し込むと両方の座屈変形部３ｂ、４ｂが座屈変形して図２のように一対の連結部３，４における取付け部３ａ、４ａ同士が接近してバンド部２の径が小さくなる。すなわち、両方の連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂを、互いに接近する方向に押し込むだけで、バンド部２によって管の接続部を締め付けることが可能となる。この結果、ボルト締結で締め付けるよりも、簡易且つ短時間で組付け作業を行うことが可能となる。

また、座屈変形させてバンド部２で締め付けた後に、掛止部である、突起部６を開口部７に差し込んで掛止させることで、より締付けが強化すると共に、座屈変形による締め付け力が経時的に劣化した場合においても、掛止部によってバンド部２の径が広がることが防止されて、管継手部への締付け力が確保される。
また、突起部６の先端部６ａは、所定の荷重によって第１連結部３の取付け部３ａの面に当接した状態となっているが、管から伝達される振動等によって、突起部６の先端部６ａが上記取付け部３ａの面に沿って変位して擦れることがある。この変位によるステックフリップ発生による異音を防止するために、本実施形態では、突起部６の先端部６ａを上述のように丸めて、異音発生を防止している。

また、バンド部２の両端部が開き方向に対する反力によって、上記突起部６の先端部６ａは、第１連結部３の取付け部３ａの面に沿ってバンド部２側に滑るように変位することで、掛止する力が弱くなる。
これを考慮して、図７に示すように、第１連結部３の取付け部３ａにおける上記先端部６ａが当接する初期位置よりも若干バンド部２側の部分を面外方向に膨出するように曲げた膨出部８を形成しておくと良い。この膨出部８は、拘束部を構成する。このように膨出部８を構成しておくと、突起部６の先端部６ａがバンド部２側に変位しようとしても当該膨出部８に当接することで、それ以上の変位が拘束される結果、バンド部２の開きに対する反力を大きくすることが出来て、より確実にクランプ部材１を締め付ける力を大きくすることが出来る。

ここで、図７では、突起部６の先端部６ａが当接する面側に膨出させて拘束部を構成しているが、逆の面側に膨出させても良い。逆の面側に膨出させた場合には、突起部６の先端部６ａ側の面に凹部が形成されて、その凹部に突起部６の先端部６ａが入り込むことで変位が規制される。または、図８のように、開口部７よりもバンド部２側に第２の開口９を形成して、その端部に開口部７の先端部６ａを差し込むことで当該先端部６ａの変位を拘束しても良い。

また、上記突起部６のバネ力を強くするために、図９及び図１０に示すように、突起部６の先端部６ａに沿って延びるビード１０を形成しても良い。そのビード１０の大きさ、長さ、数などを変えること異で、バネ力を調整することが出来る。
同様に、各座屈変形部３ｂ、４ｂにも延在方向に沿って延びるビードを設けて座屈変形部３ｂ、４ｂの剛性を調整しても良い。

また、上記実施形態では、一対の連結部３，４が、バンド部２の延在方向に沿って延びているが、これに限定されない。例えばバンド部２の延在方向と交差する方向、例えば直交する方向に延びていても良い。
また、上記実施形態では、一対の連結部３，４の両方に座屈変形部３ｂ、４ｂを設けているが、一方の連結部だけに座屈変形部を設け、他方の連結部には座屈変形部を設けないようにしても良い。この場合、例えば他方の連結部の剛性を高くしておく。
また、上記実施形態では、突起部６の先端部６ａがバンド部側に向くようにコ字状に切り欠いているが、先端部６ａはバンド部側を向いていなくても良い。例えば、バンド部とは反対側を向いていても良いし、直交する方向でも良い。

（使用例）
次に、上記クランプ部材１を使用した管の接続例として、排気管同士の継手構造を例に説明する。
図１１（ａ）に示すように、第１の排気管１１（図１１中左側）の端部の径が、第２の排気管１２（図１１中右側）の端部の径よりも大きく設定されていて、当該第１の排気管１１の端部に対し、第２の排気管１２の端部を差し込んで接続される。
本実施形態では、図１１及び図１２に示すように、第１の排気管１１の先端部６ａ全周は外径方向に丸められて円周方向に沿って延びる環状の第１凸部１３が形成されている。

また、第２の排気管１２は、端面から、第１の排気管１１内に差し込まれる寸法だけ離れた位置が外径方向に膨出されて環状の第２凸部１４が形成されている。
また、クランプ部材１におけるバンド部２の形状は、図１及び図２に示すように、幅方向中央部が外径側に山形に張り出した形状となっていて、後述のように、上記二つの凸部１３，１４を覆い可能な形状となっている。

そして、第２の排気管１２の端部を第１の排気管１１内に差し込む前に、第２の排気管１２の端部外周に対して環状のシールリング１５（シール部材）を取付け、該シールリング１５を第２凸部１４に当接させておく。また、どちらか一方の排気管に上記クランプ部材１を通しておく。
続いて、第２の排気管１２の端部を第１の排気管１１内に差し込んで、第１凸部１３を、シールリング１５を介して第２凸部１４に当接させる。

次に、クランプ部材１のバンド部２を、図１２のように、接続部外周に配置させた状態で、図１から図２となるように、二つの連結部３，４の座屈変形部３ｂ、４ｂを押し込んで座屈変形させることで、図１１（ｃ）のように、バンド部２で管継手部を締め付ける。
次に、突起部６を開口部７内に押し込んで掛止させて、締め付けを更に安定化する。
上記構成では、二つの凸部１３，１４及びシールリング１５で気密性が確保される。
このとき、図１２のようにバンド部２の幅方向の断面を外径方向に凸の山形形状とし、その山形部の二つの斜面がそれぞれ各凸部１３，１４に当接するようにしておくと、バンド部２が締め付ける際に二つの凸部１３，１４が接近する方向の力が当該凸部１３，１４に作用することで、より機密性が確保される。

本発明に基づく実施形態に係るクランプ部材を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るクランプ部材を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る掛止部を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る掛止部を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るクランプ部材を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る締め付けたときの連結部の配置を示す模式図である。 本発明に基づく実施形態に係る拘束部を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る拘束部を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る掛止部を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る掛止部を示す図である。 管の接続を示す図である。 管継手の構造を説明するための図である。

符号の説明

１ クランプ部材
２ バンド部
３ 第１連結部
３ａ 取付け部
３ｂ 座屈変形部
４ 第２連結部
４ａ 取付け部
４ｂ 座屈変形部
６ 突起部
６ａ 先端部
７ 開口部７
８ 膨出部
９ 第２の開口部
１１ 第１の排気管
１２ 第２の排気管
１３ 第１凸部
１４ 第２凸部
１５ シールリング（シール部材）

Claims (11)

1. 二つの管を接続するためのクランプ部材であって、管外周の円周方向に沿って配置されて管を締め付けるバンド部と、そのバンド部の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の連結部と、を備え、上記一対の連結部同士を連結することで上記バンド部と共に環を形成し、
   上記一対の連結部の少なくとも一方は、他方の連結部側に向けて押し込むことで当該他方の連結部側に座屈変形可能となっていると共に、当該座屈変形で、上記一対の連結部におけるバンド部側の間隔が狭くなることを特徴とするクランプ部材。
2. 上記一対の連結部は、対向配置されて、それぞれバンド部との接続部から離れる方向に延びる金属板から構成される共に、その延在方向の遠位側端部同士が連結され、
   上記一対の連結部の少なくとも一方は、無負荷状態で、遠位端部よりもバンド側部分の少なくとも一部が他方の連結部から離れる方向に向けて凸状に撓んだ形状となっていることを特徴とする請求項１に記載したクランプ部材。
3. 上記一対の連結部は、一方の連結部における上記撓んだ形状の部分の板幅が、他方の連結部の対向する部分の板幅よりも狭く、その他方の連結部における上記対向する部分には、一方の連結部における上記撓んだ形状の部分と対向する部分を差し込み可能な穴が開口しっていることを特徴とする請求項２に記載したクランプ部材。
4. 上記連結部が座屈変形した状態で、上記一対の連結部同士を掛止させる掛止部を当該連結部に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したクランプ部材。
5. 一対の連結部は板部材から構成され、その一方の連結部におけるバンド部側の一部分を片持ち梁状に形成し、その片持ち梁状の部分を、他方の連結部に向けて突出するように面外方向に折り曲げてなる突出部を設けると共に、他方の連結部に上記突出部が差し込まれる開口部を形成し、当該開口部に上記突出部を差し込み当該突出部の先端部を他方の連結部に掛止させることで、上記掛止部を構成したことを特徴とする請求項４に記載したクランプ部材。
6. 上記突出部の先端部を丸めたことを特徴とする請求項５に記載したクランプ部材。
7. 掛止された状態において、上記突出部の先端部の変位を拘束する拘束部を、他方の連結部に設けたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載したクランプ部材。
8. 上記拘束部は、上記開口部近傍の上記他方の連結部の部分を面外方向に変形させて構成させたことを特徴とする請求項７に記載したクランプ部材。
9. 上記拘束部は、上記突出部の先端部を差し込み可能な第２の開口部を上記他方の連結部に設けたことを特徴とする請求項７に記載したクランプ部材。
10. 一方の管の端部に、他方の管の端部を差し込み、その２つの管の接続部を外周からクランプ部材で締め付ける管継手構造において、
    上記二つの管の端部に対し、外径方向に突出し円周方向に延在する環状の凸部をそれぞれ設け、管同士を接続した状態では二つの環状の凸部が管の軸方向で対向配置されると共に、その二つの環状の凸部の間にシール部材を配置し、
    上記クランプ部材は、上記請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載したクランプ部材であって、そのバンド部は、上記二つの凸部及びシール部材を覆い可能な断面形状となっていることを特徴とする管継手構造。
11. 上記バンド部の幅方向に沿った断面は、外径側に凸の山形状になっていることを特徴とする請求項１０に記載した管継手構造。

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