JP2009540230A - クランプカラー - Google Patents

Abstract

帯部（３）と、二つの自由端とを有するベルトであって、各自由端が反り返ってループ部（５）を形成し、各ループ部は外ベルト部（７）とその下の内ベルト部（９）とによって画定されるベルトと、ループ部（５）同士を近づけてベルトを締め付けるのに適した締付け機構と、を有し、ベルトの各端部はカラーの内側に向かって反り返り、上記内ベルト部（９）が上記帯部（３）の下でループ部（５）から延びており、上記外ベルト部（７）が、締付け機構と係合する締付け壁（１７）を有するクランプカラー。
【選択図】図１

Description

本発明はクランプカラーに関する。

このようなカラーは、特に自動車や航空機製造の分野で、例えば排気システムや排気ガス浄化システムなどにおけるパイプ同士の接続に用いられる。
さらに詳細には、本発明のクランプカラーは以下の部材を有する。

帯部と二つの自由端とを有するベルトであって、前記自由端の少なくとも一つはループ部を形成するように反り返っており、このループ部が、外ベルト部とその内側の内ベルト部とによって画定されているベルト。

上記ループ部と協働してベルトを締めつけることに適した締付け機構。

一般的に、ベルトの自由端の両方ともが反ってそれぞれループ部を形成しており、締付け機構は両ループ部を互いに近づけることによってベルトの締めつけを可能にしている。

ＤＥ３９２６６２６Ａ１では、上記のようなクランプカラーを二つ用いてパイプ同士が接合されている。各カラーにおいて、ベルトの両端部がカラーの外方向に向かって反り返ってベルトの帯部の外面に溶接あるいは接着され、ループ部を形成している。さらに、各カラーは締付け機構を有し、この締付け機構が、カラーの二つのループ部にそれぞれ挿入される筒状保持片を有している。このような保持片を「ブロック」または「ガジョン」と称する。

第一ブロックはネジが切られた貫通穴を有し、第二ブロックは平滑な貫通穴を有する。締付け機構はさらに、ネジ付きシャンクとネジ頭とを有するネジを含む。カラーのループ部それぞれは、各ループ部をネジのシャンクが通り抜けられるように、互いに対向した二つの開口を有する。ネジのシャンクは平滑な穴を通り抜けてネジが切られた穴と係合する。ネジが第一ブロックにねじ込まれると、ネジ頭は第二ブロックと当接し、第二ブロックを一方のループ部のベルト内側部分に押しつけつつ、第一ブロックを他方のループ部の内ベルト部に押しつける。こうしてループ部同士が近づくことによって、カラーが締付けられる。

本発明の目的は、上記のようなタイプのクランプカラーであって、ブロックを有さないことにより部品の点数が少なく、組み立てが簡単でおよび／または製造コストが少ない一方、締付け性能については劣らないクランプカラーを提供することである。

発明を解決するための手段

上記目的は、上記のようなタイプのクランプカラーであって、少なくとも、ループ部を形成するベルトの自由端の少なくとも一つがカラーの内側に向かって反り返り、ループ部の内ベルト部が帯部の下でループ部を越えて伸びており、さらに、各ループ部の外ベルト部が締付け機構と係合する締付け壁を有するクランプカラーによって実現される。

本発明によれば、締付け機構が外ベルト部の締付け壁と係合するので各ループ部の中にブロックを設ける必要がない。

さらに、本発明のカラーでは、ＤＥ３９２６６２６Ａ１のカラーと異なり、締付け機構がループ部にかける力はループ部の内側を経由して内ベルト部にかかるのではなく、ループ部の外側を経由して外ベルト部にかかる。このような力のかかり方を考慮して、端部はカラーの内側に向かって反り返っており、これによってベルトの帯部は（ＤＥ３９２６６２６Ａ１のように内ベルト部からではなく）外ベルト部から延びている。

好ましくは、カラーの製造を容易にするために、特に、溶接その他の接着工程を行わないで済むように、内ベルト部が帯部に固定されていない。

このことは、第一にループ部の外ベルト部に締め付け力が働くことと、第二に、締め付ける対象物と、内ベルト部を覆う帯部との間に内ベルト部が挟まれて保持されることとによって、達成される。カラーを締め付ける際、締め付ける対象物と、内ベルト部と、帯部との間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、内ベルト部が動かないようにしてループ部が変形（扁平化）しないようにするのに十分なものである。

しかし、上記摩擦力が不十分な場合は、カラーが締め付けられる際に内ベルト部が帯部に沿って（つまりベルトの円周方向に）移動してしまわないような当接状態を形成しておく。単純な例を挙げると、カラーが締め付けられる際に内ベルト部が当接する肩部を設けることによって、当接状態を形成する。さらに、肩部の高さを内ベルト部の厚さと略同じにしておけば、ベルトが対象物を締め込む際の形状がなめらかに連続したものになる。

当然ながら当接状態の例は他にも考えられる。例えば、帯部の内側面から突出するような突起やリブを設けるか、内ベルト部の一部として突起やリブを設け、このような突起やリブがループ部の中に突き出して外ベルト部の土台部と当接するようにしてもよい。

本発明とその利点は、以下に詳細に記述する本発明のカラーの例によってよりよく理解されるであろう。本明細書が参照するのは下記の図面である。

図面に示されたカラーの各例は、種々の共通した特徴を有している。以下に記述する際に、各例に共通の特徴は図面においても同じ符号で示される。

各クランプカラーは、帯部３と二つの自由端とを有するベルトを有している。各自由端は、ループ部５を形成するように、カラーの内側に向かって反り返っている。これにより、各ループ部５は、帯部３から延びる外ベルト部７と、その下の、帯部３の下へ入りこむ内ベルト部９とによって画定されている。内ベルト部は、帯部３のＰ部分の下で、ループ部５から延びている。このように、帯部のＰ部分では、カラーは帯部二枚分の厚みを有する。

内ベルト部９は、（溶接、接着、リベット止めなどで）帯部３に固定されていない。言い換えると、内ベルト部９は帯部３に接触しているだけであり、ループ部５の弾性のみが内ベルト部９と帯部のＰ部分との分離を防いでいる。

望ましくは、帯部３の内面において、肩部４５が帯部のＰ部分のすぐ上流に設けられている。ちなみに本出願において、「上流」、「下流」は、該当するループ部に対して締付け機構がかける力の方向によって定義づけられる。

カラーの内側から帯部３と並行に下流から上流へと見たとき、肩部４５は上へ昇る段差になっている。これにより、カラーが締められた際には内ベルト部９は肩部４５と当接することになる。さらに、肩部４５の高さは少なくとも内ベルト部９の厚さと略同じであり、これにより内ベルト部が帯部３の内面から突き出てしまうことがなくなる。内ベルト部９が突き出てしまうと、カラーによって締付けられる対象物を傷つける可能性がある。各例では、肩部４５の高さが内ベルト部９の厚さと略同じなので、ベルトが対象物を締め込む際の形状がなめらかに連続したものになっている。

上記肩部は様々な方法で形成されうる。図１ないし図８では、帯部３に金型プレスを行うことで肩部が形成されている。図９では、ループ部５を帯部主要部３ａに固定することによって肩部が形成されている。

ループ部５の土台部１１は、ループ部における帯部３に近い部分である。ループ部５の端部１３は、ループ部において土台部１１と対向する部分（帯部３から遠い部分）である。内ベルト部９は、ループ部５の土台部１１から上流側に伸びている。

カラーが最大に締付けられているとき、ループ部５の端部１３同士の間隔が最小になる。

各カラーは、後で詳しく記述する締付け機構をさらに有している。

外ベルト部７は、ループ部５の外側の輪郭から内側にセットバックした押込部１５を有する。この押込部が、締付け機構を支持する締付け壁１７を画定している。さらに、押込部は、両側からそれぞれ外ベルト部７の二つの縁部１９によって挟まれている。

縁部はそれぞれ略直線状で、外ベルト部の第一ポイント２０と第二ポイント２１とをつないでいる。第一ポイント２０は押込部１５のすぐ上流側にあり、第二ポイント２１は押込部１５のすぐ下流側にある。第一ポイント２０は一般的にはループ部の土台部１１に近いところに位置し、望ましくは土台部１１の上に位置する。縁部１９は物理的にステーとして機能し、押込部１５の上流側の部分と下流側の部分との間に張り渡され、ループ部５の締付け壁１７よりも下流に位置する部分を支持して、締付け時にループ部の前記下流部分が変形するのを防止する。

図示の各例におけるクランプカラーは基本的に断面が円形である。締付け壁１７は望ましくは略半径方向に延び、縁部１９はカラーの半径に対して３０°より大きな角度Ａを有する。角度Ａが大きいほど、ループ部の締付け壁１７よりも下流側の部分が縁部１３によってよりよく保持される。

締付け壁１７は略平面状である。押込部１５は、ゼロ以上の角度で締付け壁１７に対向する、別の略平面壁２３を有していてもよい。これらの壁１７と壁２３とが押込部１５の端壁を形成する。

各例において、壁２３は内ベルト部９によって支持されている。締付け壁１７が略半径方向に延びているので、壁１７と壁２３とが形成する角度は９０°に近くなっている（カラーの半径が長いほど、前記角度は９０°に近づく）。壁２３が内ベルト部９によって支持されているとき、壁２３は、締付け機構によって加えられ、内ベルト部９を越えて伝わる半径方向力を伝えるシューとして機能する。内ベルト部９はこうして前記半径方向力を締付けられる対象物に加える。

本発明のカラーの別の特徴として、各ループ部５は互いに対向した二つの開口２５、２７を有する。第一開口２７は締付け壁１７に設けられている。第二開口２５はループ部５の端部１３に設けられている。さらに、カラー締付け機構（以下で詳述）は、開口２５、２７と係合して各ループ部５を通りぬけるのに適したシャンク２９を有する。

同じカラーを半径の異なる対象物の締付けに用いるためには、締付け機構のシャンク２９が、ループ部５の縁部１３に対して半径方向に移動可能になっている必要がある。このような半径方向の移動を可能にすべく、合計２つの開口２５は半径方向に長い楕円形になっている（図５〜８参照）。必要であれば第一開口２７も楕円形であってよい。

以下で、図示の全てのカラーに用いられる締付け機構について説明する。ただし、この締付け機構にかぎらず、締付け壁１７と係合してループ部５同士を近づけることを可能にするものであれば、どのような機構が用いられてもよい。

これから説明する締付け機構は、ネジが切られたシャンク２９とボルトヘッド３１とを有するボルトと、ナット３３と、例えば筒状のスペーサ３５とを有するナット・ボルト構造を含んでいる。ボルトの直径は、ボルトが開口２７を通過できるような長さに定められている。逆に、ボルトヘッド３１とスペーサ３５との直径は、それらが開口２７を通過できないような長さに定められている。本例ではスペーサ３５はナット３３とベルトとの間に配置されるが、ボルトヘッド３１とベルトとの間に配置されてもよい。さらに、スペーサ３５は、ナット３３あるいはボルトヘッド３１から独立した部材であってもよいし、一体化していてもよく、またナット３３あるいはボルトヘッド３１に固定されていてもよい。

このようにして、ボルトヘッド３１とナット３３とは、ループ部５の締付け壁１７とスペーサ３５を介して係合されている。スペーサ３５は、ナット３３あるいはボルトヘッドが押込部１５に入り込まないように保つことで、工具でナットを回しやすいようにしている。当然ながら、スペーサ３５が設けられていない場合も考えられる。例えば、ナット３３（あるいはボルトヘッド３１）を回すのに十分な程度に押込部１５の幅が広い場合、あるいはナット（またはボルトヘッド）が十分に長く、押込部１５から突き出ている場合、スペーサ３５は設けられていなくてもよい。

さらに、押込部１５の形状と直径は、ボルトヘッド３１あるいはナット３１が回転してしまうのを防止するようなものになっていることが望ましい。これにより、ナット・ボルト構造が締付けられる際に、ボルトヘッドあるいはナットを保持しておく必要がなくなる。

以下に、図１〜７に示されるカラーの各例の特徴を記述する。

図１、２が示すカラーの第一の例では、押込部１５は縁部１９とつながる二つの側壁３７を有する。前記側壁３７は押込部１５の端壁を形成する壁１７、２３の間に位置し、縁部１９は押込部１５の表面においてその両側に存在している。

ここでは、押込部１５は外ベルト部７に対して金型プレスを行うことで形成されている。
図３が示すカラーの第二の例では、押込部１５が外ベルト部７から切り離されており、縁部１９に接していない。本例のカラーでは側壁３７が設けられておらず、その代わりに切り込みが形成されている。これらの切り込みは側面で縁部１９に沿ったもののみであり、これによって押込部１５は壁１７、２３によって形成された端壁を有し、この端壁は外ベルト部７の上流側および下流側の端を介して外ベルト部７の残りの部分と接続している。

ここでは、押込部１５は外ベルト部７に対して金型プレスを行うことで形成されている。

図３のカラーはさらに補強用挿入片４１を含む。挿入片４１はそれぞれループ部５内の空間において締付け壁１７とループ部５の端部１３との間に設けられ、前記空間の内部の形状と適合するようになっている。

上記挿入片４１は、締付け手段が動作する際に、ループ部５の変形（扁平化）を防ぐ。締付け機構は挿入片４１と係合するものではないので、従来技術におけるブロックと同等ではない。

従来技術におけるブロックとは違い、挿入片４１は締付け力を伝達できる程度の強度を（通常は高い硬さを有することによって）有する必要がない。これにより、金属帯部を切断、整形することによって挿入片４１を形成することができる。前記帯部はカラーとして使用される帯部と同一のものであることが望ましく、これによりカラーの製造コストを抑えることができる。

本例では、挿入片４１は、その端壁がループ部５の端部１３に接し、その自由端が締付け壁１７に接するように、くぼんだ形に形成されている。

図４に示すカラーの第三の例は図３に示す例と同一であるが、下記の点においてのみ異なっている。

すなわち、第一に、押込部１５を形成するために、舌状の部分が外ベルト部が切りだされ、該舌状片が押し出されることで締付け壁１７が構成されており、押込部１５は締付け壁１７のみによってなる端壁を有し（つまり、壁２３を有さず）、この締付け壁は外ベルト部７の残りの部分と、その下流側の端においてのみ接続されている。

第二に、図４のカラーは挿入片４１を有さない。

注意すべきは、図４のカラーのベルトにおいて、締付け時に舌状片１７がループ部５のさらに内側へと押し込まれないように、舌状片１７の部分においてベルトの強度が十分でなければならないことである。

図５、６に示すカラーの第四の例では、ループ部５の端部１３におけるベルト部分に、二本の補強用リブ４３が、前記ベルト部分の側端部において円周方向に設けられている。前記リブ４３は、ループ部５の強度を高めることにより、締付け手段が動作する際にループ部５が変形（扁平化）するのを防ぐ。リブ４３はベルトに対して金型プレスを行うことで形成されている。

図５、６のカラーの押込部１５は（図１、２のカラーのように）側壁３７を有し、締付け壁１７と壁２３とがこれらの間の交線を画定している。押込部１５はさらにファセット４９を、交線と側壁３７との接合領域において有する。ファセット４９は、押込部１５がプレス加工で形成される際に形成される。

ファセット４９により、アーム１９の中央部に局在する、矢印Ｂが表すプレス加工時における狭小化を制限することが可能になる。上記交線において押し込まれる部分の量がファセット４９によって小さくなることで、交線と対向する縁部１９の幅の減少の度合いも小さくなる。

最後に、ベルト３の内側面と内ベルト部９の内側面とに、Ｖ型、Ｕ型の断面を有し、その凹面がカラーの中央に向いている、複数の区域４０が設けられている。これにより、例えば円錐台形の端部を有する２本の管の端部同士を接続するのにカラーを用いることが可能になる。

図７に示すカラーの第五の例は図６に示す例と同一であるが、唯一、第五の例ではベルト３の内側面に上記区域が設けられていない点で異なっている。これは、第五の例では、ベルトそのものがＶ型あるいはＵ型の断面を有し、その凹面がカラーの中央に向いているからである。さらに正確にいうと、ベルトにおける、締付けられる対象物と接する部分のみ、上記のような断面を有しており、このようなベルト部分は、肩部４５と内ベルト部９の一部との上流にあり、帯部３の一部である。

図８に示すカラーの第六の例は図４、５の例と同一であるが、唯一、ボルトヘッド３１が挿入されるループ部５の開口２５、２７が、締付け壁１７からループ部５の端部１３に延びる楕円形の単一の開口２６からなる点において相違している。当然ながら、楕円開口２６は、ナット３３を受けるループ部５に形成されてもよいし、両方のループ部５に設けられてもよい。これにより、ボルトのシャンク２９を該当するループ部５からはずしてカラーを開くことが容易になり、締付け対象物上にカラーを設置することが容易になる。
図９に示すカラーの第七の例は図９に示す例と同一であるが、唯一、肩部４５の構成において相違している。

本例では、各ループ部５はベルトの残りの部分から離れて形成され、内ベルト部９から延びる外ベルト部７の先に位置する締結タブ３ｂを有する。よって、締結タブ３ｂは外ベルト部７よりも上流側にある。さらに、締結タブ３ｂは内ベルト部９の一部（Ｐ部分）を覆い、さらにそこから上流側へと伸びている。締結タブ３ｂの内ベルト部９よりも先にある端は、溶接などによって帯部主要部３ａの外面に固定されている。締結された後では、締結タブ３ｂと帯部主要部３ａとがカラーの帯部３を形成する。肩部４５はこのように帯部主要部３ａの端部に形成される。この肩部４５の高さは帯部主要部３ａの厚さに対応する。

好適には、内ベルト部９と帯部３との揃えておく（ａｌｉｇｎ）ためのガイド手段が設けられる。図９の例では、前記ガイド手段は肩部４５に設けられ、帯部主要部３ａの自由端においてノッチ４７を形成する。このノッチ４７と、これと相補的な形状であって内ベルト部９の自由端に設けられた突出部４９とが協働する。締付け時には、突出部４９がノッチ４７内でスライドするので、内ベルト部９が帯部主要部３ａに対して揃ったままガイドされる。別の例として、ノッチが内ベルト部９の自由端に設けられ、突出部が帯部主要部３ａの自由端上に設けられてもよい。

肩部４５が帯部３を変形する（プレス加工する）ことによって形成されている場合、図１〜８の例のように、ノッチ４７も帯部を変形することによって形成され、好適には、肩部４５の形成と同時に形成される。

他に考えられうるガイド手段の形としては、特に、内ベルト部９の側縁部から突出するフックであって、締結タブ３ｂを越えてカーブしたフックが挙げられる。

最後に、図９のカラーの構成は同じループ部５を大量生産することを可能にし、よって、これらを異なるサイズ（直径）の帯部主要部３ａに固定することで、違ったサイズのベルトを得ることができる。

カラーの第一の例を示す。 カラーの第一の例を示す。 カラーの第二の例を示す。 カラーの第三の例を示す。 カラーの第四の例を示す。 カラーの第四の例を示す。 カラーの第五の例を示す。 カラーの第六の例を示す。 カラーの第七の例を示す。

Claims (12)

1. 帯部（３）と、二つの自由端とを有するベルトであって、少なくとも一つの前記自由端が反り返ってループ部（５）を形成し、前記ループ部は外ベルト部（７）とその下の内ベルト部（９）とによって画定されるベルトと、
   ループ部と協働してベルトを締め付けるのに適した締付け機構と、を備えるクランプカラーであって、ループ部を形成する上記少なくとも一つの自由端はカラーの内側に向かって反り返り、上記内ベルト部（９）が上記帯部（３）の下でループ部（５）から延びており、上記外ベルト部（７）が、締付け機構と係合する締付け壁（１７）を有し、これにより、締付け機構がループ部に加える力がループ部の外側を通じて外ベルト部に伝わる、クランプカラー。
2. 上記ベルトの二つの自由端がそれぞれループ部（５）を形成するように反り返り、上記締付け機構がこれらのループ部（５）を互いに近づけることによってベルトを締め付ける、請求項１に記載のクランプカラー。
3. 上記内ベルト部（９）が上記帯部（３）の下で固定されていない、請求項１または２に記載のクランプカラー。
4. カラーが締め付けられる際に、内ベルト部（９）が帯部（３）に沿って移動してしまわないような当接状態を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランプカラー。
5. 上記帯部（３）が、カラーが締め付けられる際に内ベルト部（９）と当接する肩部（４５）を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランプカラー。
6. 上記肩部（４５）の高さが上記内ベルト部（９）の厚さ以上である、請求項５に記載のクランプカラー。
7. 内ベルト部（９）を帯部（３）に揃えておくためのガイド手段（４７、４９）をさらに有する、請求項５または６に記載のクランプカラー。
8. ループ部の外形からセットバックしており、締付け壁（１７）を画定する押込部（１５）を、外ベルト部（７）が有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のクランプカラー。
9. 上記押込部（１５）が両側からそれぞれ外ベルト部（７）の２つの縁部（１９）によって挟まれている、請求項８に記載のクランプカラー。
10. ほぼ円形の形状を有し、締付け壁（１７）が略半径方向に延在している、請求項１〜９のいずれか１項に記載のクランプカラー。
11. 上記ループ部（５）が、締付け壁（１７）に設けられた第一開口（２７）と、第一開口と対向した第二開口（２５）とを有し、締付け機構が、ループ部を通りぬけるように開口（２５、２７）に係合するのに適したシャンク（２９）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のクランプカラー。
12. ボルト部分がループ部（５）を通り抜けられるようになっているシャンク（２９）を有し、ボルトヘッド（３１）またはナット（３３）がスペーサ（３５）を介してまたは直接にループ部の締付け壁（１７）と係合するナット・ボルト構造を、締付け機構が有している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のクランプカラー。

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