JP4076069B2 - ホースクランプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホースクランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から使用されているホースクランプは、図10に示すような展開形状にある帯状の板ばね材100から、全体を図11に示すようなリング状に回曲させて形成したものである。両端にはホースクランプ101全体を拡径するための第1、第2の摘み片102、103が径方向外方へ起立して設けられている。
展開状態のときの一方の端部側には抜き孔104が開口し、この抜き孔104の途中から曲げ起こして第1の摘み片102とされる。また、他方の端部側は幅寸法が変化する徐変部105を形成しており、展開状態から円還状に回曲させたときには徐変部105は抜き孔104を通して円周上で交叉したうえで、第1の摘み片102と対向するように曲げ起こされて第2の摘み片103となっている。
さらに、除変部105と抜き孔104との間の部分には一対の三角窓106が、相互の頂点同士が向き合うようにして開口している。この三角窓106は公知の構造であり、締め付け力を周方向に沿って比較的均一にさせることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ホースクランプ101は予め内径を広げた状態で現場へ搬入した方が、ホース等への差込み作業が容易である。このため、従来では両摘み片102、103を接近させてホースクランプ101全体を拡径状態にした後、両摘み片102、103に図示しないホルダーを係着させて摘み片同士を接近状態に保持し、もってホースクランプ全体を拡径状態に保持する、ということがなされてきた。
【0004】
しかし、従来のホースクランプではこうした拡開状態にセットする場合に、次のような解決すべき点が残されていた。すなわち、図11における底部(a部)で曲げモーメントが発生する。
また、三角窓106の始端及び曲率の変化する部位周辺(b部)、及び抜き孔104の始端周辺(c部)など全体の幅寸法が急激に変化する部位も応力が高くなる。こうした位置では前記底部(a部)より応力が高くなりバランスが悪い。このように、底部(a部)、三角窓106周辺(b部)、及び抜き孔104周辺(c部)では、応力が高まり易くなる箇所であるため、ホースクランプの真円度を考える時には、これらの部位(特に、a部とb部)における応力を均衡させて、各部の歪みの比率を等しくすることが望まれる。
【0005】
尚、歪みとは、一般に、外力を受ける物体の内部には応力の発生と同時に、物体の構成要素間の相対的な変位を生じ、これが全体的には物体の変形として現れるものいう。歪みを定量的に示すには着目した物体部分の変形による寸法変化を元の寸法で割った値を示し、歪み度と呼ぶ。しかし、普通これは端に歪みと称することが多い(以下、明細書中歪みとは、この歪み度のことを示すものとする)。したがって、歪みの次元は無次元である。
【0006】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的とするところは、ホースの緊締状況を向上させることができるホースクランプを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、展開状態にある帯状の板ばね材を円環状に回曲させて形成され、被緊締物を緊締可能な縮径された自然状態とこの被緊締物より大径をなす拡径状態との間を弾性変形可能なクランプ本体部と、このクランプ本体部の長さ方向両端部から径方向外方へ向けて起立された第1、第2の摘み部を備えたホースクランプであって、前記展開状態にあるときの長さ方向の中心軸であるY軸を境とした片側領域は前記第1の摘み部を形成するための第1領域とされ、かつ他の片側領域は前記第2の摘み部を形成するための第2領域とされるとともに、前記第2領域には幅方向に関する中心軸であるX軸に関して対称をなし前記第1領域との境界部周辺から先端に向けてほぼ連続的に開口幅を増す開口部が開設される一方、前記第1領域は前記X軸に関して対称形状をなし前記第2領域との境界部周辺から先端に向けて連続的に幅狭となり、前記クランプ本体部が円環状に回曲されるときには前記開口部の内側を同一周面をなしつつ交叉可能に形成され、かつ前記第1領域の幅寸法の変化率は前記第2領域における幅寸法の変化率とほぼ等しく設定されており、さらに、前記クランプ本体部の中心から前記摘み部先端までの高さHoと前記クランプ本体部の内径Rとの比で定義される摘み位置率T=R/Hoが0.5以上であり、かつ、板ばね材が前記展開状態にあるときに前記Y軸から前記開口部におけるY軸寄りの端縁部までの長さLと、クランプ本体部が前記拡径状態に拡径させた際のホースクランプ本体部の外周の1/4周長Loとの比で定義される抜き位置率S=L/Loが0.5以上の範囲内に設定されているところに特徴を有する。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記抜き位置率Sが、S≧0.5であり、かつ、前記摘み位置率Tが、T≧0.65の範囲内に設定されているところに特徴を有する。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記抜き位置率Sが、S≧0.7であり、かつ、前記摘み位置率Tが、T>0.5の範囲内に設定されているところに特徴を有する。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、前記第1領域は、前記第2領域との境界側に形成され当該第2領域と幅寸法が等しく形成された基部と、この基部との間に段差部を介して接続されるとともに、前記基部より幅狭に形成され、かつ先端側に向けて先細りとなるテーパ部とを備えるとともに、前記段差部は前記基部側から前記テーパ部側へ向けて徐々に幅狭となるように徐変され、かつ前記基部と前記段差部とのなす角が鈍角に形成されているところに特徴を有する。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4に記載のものにおいて、前記第2領域の前記開口部における前記Y軸側の端部には、前記段差部の幅寸法の変化に対応してその開口幅が変化する開口徐変部が設けられているところに特徴を有する。
【0012】
【発明の作用及び効果】
<請求項1の発明>
請求項1の発明によれば、摘み位置率(T=R/Ho)が0.5以上であり、かつ、抜き位置率(S=L/Lo)が0.5以上の範囲に設定されている。これにより、拡径時において、開口部始端付近での歪みと中心軸(Y軸)付近での歪みとの比率を比較的均衡させることができ、両箇所における曲率が均衡する。よって、クランプ本体部の真円度を確保することが出来き、被緊締物(例えば、ホース)を確実に緊締出来る。
【0013】
<請求項2の発明>
請求項2の発明によれば、抜き位置率Sが、S≧0.5であり、かつ、摘み位置率Tが、T≧0.65の範囲内においては、拡径時において、開口部周辺での歪みと中心軸付近での歪みとの比率をより均衡させることができる。
<請求項3の発明>
請求項3の発明によれば、抜き位置率Sが、S≧0.7であり、かつ、摘み位置率Tが、T>0.5の範囲内においては、拡径時において、開口部周辺での歪みと中心軸付近での歪みとの比率をより均衡させることができる。
【0014】
<請求項4の発明>
請求項4の発明によれば、段差部と基部とのなす角が鈍角に形成されており、、基部と段差部とのつなぎ部分がシャープなエッジとなることがない。そのため、ホースクランプを環状に回曲形成する際(加工作業中)に、作業者がつなぎ部分によって傷つけられる虞がない。また、ホースクランプのホースに対する仮付け作業やホースクランプによるホースの締め付け・固定作業においても同様な効果を奏する。
<請求項5の発明>
請求項5の発明によれば、開口部には開口徐変部が設けられており、第1領域の段差部の幅寸法の変化に対応してその開口幅が変化する。すなわち、第1領域の幅寸法と第2領域の幅寸法の変化率が等しくなり、ホースクランプの真円度が維持される。
【0015】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
本発明の第一実施形態を図1ないし図4によって説明する。
図1は本実施形態に係るホースクランプ1の展開図を示すものである。ホースクランプ1は帯状の板ばね材よりなり、長さ方向に関する中心軸(図1中のY軸)を中心としてほぼ円環状に回曲される結果、ホース(図示せず)等を緊締可能なクランプ本体部2が設けられ、更にその両端には後述する第1、第2の摘み部3、4が設けられている(図2参照)。
【0016】
以下の説明の便宜上、図1においてY軸より図示左側を第1領域10とし、図示右側を第2領域20とする。
さて、第1領域10はホースクランプ1が展開状態にあるときの幅方向に関する中心軸(図1中、X軸)に関して対称となるように形成されている。そして、Y軸方向では、Y軸からL寸法(このL寸法については後述するが、Y軸から開口部始端22Aまでの寸法と等しくなっており抜き位置率によって決められる)までの間は外縁間の間隔が同一幅(C寸法)で形成され、その終端には弧状をなす段差部11が形成されている。この段差部11は後述する開口部始端22Aの曲線と等しい円弧状としてある。また、この段差部11には作業者の傷付け防止のため面取りをするのが好ましい。
【0017】
そして、この段差部11から先端にかけては幅寸法が狭くなるテーパ状に形成されたテーパ部12を設けるとともに、Y軸からG寸法(このG寸法は後述する摘み位置率によって決められる)の位置から先端にかけては均一幅の直線部13を設けている。この直線部13は回曲成形時にはテーパ部12とのつなぎ目で、径方向外側に曲げられ第1の摘み部3を形成するようになっている。そのため、この直線部13の幅寸法Aは操作性を考慮して定められる。
【0018】
一方、第2領域20全体の外縁間の間隔は前記第1領域10の幅寸法(C寸法)と同一幅で形成されY軸から先端に至るまで均一の寸法に形成されている。また、第2領域20には、X、Y軸との交点0あたりを頂点とする略三角形状をなす開口部21が設けられている。この開口部21はX軸に関して対称となるように形成され、Y軸からL寸法離間した位置を開口部始端22Aとして先端縁の一部を残す範囲にまで形成されている。
【0019】
そして、この開口部21は具体的には次のような構成となっている。
まず、開口部始端22Aから所定の位置(Y軸からG寸法の位置であって、第1領域におけるY軸から直線部13の始端までと同寸法)にかけては、開口幅が増加するように形成された開口傾斜部22を設けており、これに続き開口傾斜部22の終端から先端にかけては開口幅が等しく形成された直線開口部23を設けている。この直線開口部23は、第1領域10の直線部13と同様に回曲時には、開口傾斜部22とのつなぎ目で径方向外側に曲げられ第2の摘み部4を形成する。
【0020】
そして、クランプ本体部2の成形時において、この直線部13は前記直線開口部23へ挿通され、その時には直線部13の両側に等しい所定の寸法が確保されるように直線開口部23の幅寸法、すなわち、B寸法が設定される。
また、このB寸法が決まることでクランプ本体部2に強度上必要とされる肉幅を加算して第2領域20の外幅(C寸法)が定まるようになっている。
【0021】
そして、第2領域20における任意位置での幅寸法(開口部においては、開口部を挟んだ肉の部分を合算した寸法)は、第1領域10においてY軸から等距離にある位置における幅寸法とほぼ等しくなっている。例えば、図1におけるD位置では、E寸法=F1寸法+F2寸法(F1=F2)となっている。
そして、ホースクランプ1は板ばね材により形成されるため板厚は各部位で均一となっている。そのため、Y軸から等距離にある第1、第2領域10、20では板厚、板幅がほぼ等しくなり、これにて、断面積がほぼ等しくなる。
このため、クランプ本体部2においては、Y軸からの距離の変化に対する断面積の変化率が第1、第2領域10、20で等しくなり、次に説明するホースクランプ1の回曲時においてY軸を挟んだ応力の分布状況が両領域10、20でほぼ対称となる。
【0022】
図2に示すように、板ばね材における第1、第2の領域10、20はY軸を中心としてリング状に回曲される。そして、前記したように、第1領域10における直線部13を第2領域20の直線開口部23を通じてほぼ同一周面上に交叉させる。更に、第1領域の直線部13、第2の領域の直線開口部23を、夫々、所定の位置で径方向外方へ屈曲させ第1、第2摘み部3、4を形成し、これによりホースクランプ1が完成される。かくして、図2に示す自然状態から、両摘み部3、4を相互に接近させれば、ホースクランプ1のクランプ本体部2は拡径状態となる。尚、この拡径状態においては、両摘み部3、4は図示しないホルダーによって保持されている。
【0023】
ところで、クランプ本体部2の真円度を考慮する際には、Y軸周り(H部)及び開口部始端22A周り(I部)の歪みを等しくすることが理想的である事は先の述べた通りである。
そのため、以下、このH部とI部の歪みに着目してシミュレーションを行った。このシミュレーションは、応力に影響を及ぼすと推察される以下の2因子をパラメータとしてコンピュータにより解析を行い、I部の歪みVとH部の歪みWとの比率である歪み比率Uを算出した。
W<Vの時、U=(W/V)*100
W>Vの時、U=(V/W)*100
【0024】
1つ目の因子は次式で与えられる摘み位置率Tである。
T=R/Ho
ここで、R=G/π(拡径時の内径、図4参照)、Ho(摘み高さ、図4参照)である。
【0025】
2つ目の因子は次式で与えられる抜き位置率Sである。
S=L/Lo
ここで、L(Y軸から開口部始端22Aまでの長さ、図3参照)、Lo=G/2(拡径時のクランプ本体部2の1/4周長、図3,4におけるO−J間の長さ)
そして、この摘み位置率Tと抜き位置率Sを、種々、変化させて歪み比率Uのシミュレーションを行い、下記に示す表1の結果が得られた。
【0026】
【表1】
【0027】
表1によれば、摘み位置率Tが、T≧0.5であり、かつ、抜き位置率Sが、S≧0.5である範囲(設定1)では、歪み比率Uはほぼ40%を越えており、図5に示す従来タイプと比較してH部、I部の歪みを均衡させることができる。
【0028】
そして、抜き位置率Sが、S≧0.5であり、かつ、摘み位置率Tが、T≧0.65である範囲(設定2)では、上記設定1に比べて各歪み比率Uの平均値が高くなっており、よりH部とI部の歪みを均衡させることが出来る。
更に、抜き位置率Sが、S≧0.7であり、かつ、摘み位置率Tが、T>0.5である範囲(設定3)においても、歪み比率Uの平均値が高くなっており、上記設定2と同様の効果を得ることが出来る。
【0029】
このように設定2あるいは設定3の範囲に摘み位置率T、抜き位置率Sを設定することが最適となっている。
そして、最適な抜き位置率S、摘み位置率Tが定まると、これによって前述したG寸法、L寸法が定まり、ホースクランプ1の展開形状が決まるようになっている。
【0030】
このようにして、形成されたホースクランプ1は、拡径状態において、歪みが均一化するため、曲率が等しくなりクランプ本体部2における真円度が確保される。尚、以上の説明はクランプ本体部2のうち下半分領域における歪み比率を問題としたが、曲げモーメントの小さい領域である上半分領域では歪みの影響が小さいため、真円を得るのは比較的容易である。かくして、ホースの全周に沿ってほぼ隙間なく密着して緊締する。
【0031】
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を図5ないし図7を参照して説明する。
第1実施形態では、第1領域10はY軸側から順に、第2領域と同幅で形成された部分(以下、基部31とする)と、この基部31より幅狭に形成されるとともに先端に向けて先細りとなるテーパ部12、及び直線部13とから構成され、更に、この基部31とテーパ部12との間には段差部11が形成されていた。
第2実施形態はこの段差部11の形状を第1実施形態とは異なる形状にしたものである。具体的に説明すると、第1実施形態では、段差部11と基部31側とのつなぎ部分がシャープなエッジになっている。すなわち、基部31の先端を通り段差部11のR部分に接する接線と基部31とのなす角α(図6の(A)参照)がほぼ90°になっている。
【0032】
一方、第2実施形態では、段差部35は基部31側からテーパ部12に向かって徐々に幅狭となるように形成されており、段差部35と基部31とのなす角β(図6の(B)参照)が鈍角になっている。すなわち、基部31側とのつなぎ部分のシャープなエッジが削除され、なだらかに形成されている。そのため、ホースクランプ1を加工する際、作業者が段差部35によって傷つけられる虞がない。また、ホースクランプ1のホースに対する仮付け作業やホースクランプ1によるホースの締め付け・固定作業においても同様な効果を奏する。
また、第2領域20の開口部21の始端側には開口徐変部22Bが形成されている(図5参照)。この開口徐変部22Bは、本実施形態で第1実施形態のエッジ部(段差部11)をカットした分だけ第1実施形態の開口部21をカットして形成されている。すなわち、段差部35の幅寸法の変化に対応してその開口幅が変化しており、第1実施形態の場合と同様に第2領域20の幅寸法の変化率が第1領域の幅寸法の変化率と等しくなっている。そのため、クランプ本体部2の真円度が確保される。
【0033】
更に、本実施形態では、直線開口部23の後端の中央部に、Y軸側に向かって突出する当て片37を設けている。この当て片37は図7に示すように、第1の摘み部3側に向けてほぼ90°に屈曲される。そのため、この状態からホースを緊締すべく両摘み部3、4を摘んでホースクランプ1を拡開させると、当て片37は第1の摘み部3の側面に近接してゆき、ホースクランプ1が過度に拡開した時には、第1の摘み部3に当接する。そのため、当て片37によって過度の拡開を規制することが出来る。
その他の構成については、上記第一実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用、及び効果の説明は省略する。
【0034】
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態を図8を参照して説明する。
第1、2実施形態では、テーパ部12の斜面の勾配は一定の構成であったが、第3実施形態では、テーパ部41は傾斜の異なる2つの斜面41A、41Bにより構成され、Y軸側の斜面41Aが急な勾配、先端側の斜面41Bがなだらかな勾配となっている。
このように、Y軸寄りの位置では曲げ加工時に応力が集中し易いため幅を太くし(同図のA寸法)、先端側では幅を細くすることで、クランプ本体部2の真円度を維持しつつホースクランプ1の軽量化を図ることも出来る。
また、このテーパ部41の形状に対応して第2領域20の開口部21の始端の形状も2つの傾斜から形成されており、第1領域10の幅寸法の変化率と第2領域の幅寸法の変化率とが等しくなっている。
その他の構成については、上記第一実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用、及び効果の説明は省略する。
【0035】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0036】
(1)第1実施形態では、第1、第2摘み操作部3、4に拡径時における係止手段を設けず、ホルダー等によって固定する形態としたが、ホルダー等を設けず両摘み操作部3、4に係止手段を設けてもよい。
【0037】
(2)第2実施形態では段差部35を斜面によって構成としたが、図9に示すように段差部45を二段の構成にするものであってもよく、また、段差部35は斜面に限定されるものではない。すなわち、同図に示すように、基部31と段差部45とのつなぎ部分をRによって接続するものであっても、その接線45Aと基部31とのなす角βが鈍角であればよい。
【0038】
(3)第3実施形態ではテーパ部41はY軸側の傾斜を急な勾配とし先端側の傾斜をなだらかな勾配としたが、構成を逆にしてY軸側の傾斜をなだらかな勾配とし先端側の傾斜を急な勾配としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるホースクランプの展開図
【図2】ホースクランプの斜視図
【図3】抜き位置率の説明図
【図4】摘み位置率の説明図
【図5】第2実施形態におけるホースクランプの展開図
【図6】段差部の形状を示す一部拡大展開図
【図7】加工時のホースクランプの正面図
【図8】第3実施形態におけるホースクランプの展開図
【図9】他の実施形態におけるホースクランプの展開図
【図10】従来例におけるのホースクランプ展開図
【図11】ホースクランプの斜視図
【符号の説明】
1…ホースクランプ
2…クランプ本体部
3…第1摘み部
4…第2摘み部
10…第1領域
12…テーパ部
13…直線部
20…第2領域
21…開口部
22…開口傾斜部
22A…開口部始端
23…直線開口部
Claims (5)
- 展開状態にある帯状の板ばね材を円環状に回曲させて形成され、被緊締物を緊締可能な縮径された自然状態とこの被緊締物より大径をなす拡径状態との間を弾性変形可能なクランプ本体部と、このクランプ本体部の長さ方向両端部から径方向外方へ向けて起立された第1、第2の摘み部を備えたホースクランプであって、
前記展開状態にあるときの長さ方向の中心軸であるY軸を境とした片側領域は前記第1の摘み部を形成するための第1領域とされ、かつ他の片側領域は前記第2の摘み部を形成するための第2領域とされるとともに、前記第2領域には幅方向に関する中心軸であるX軸に関して対称をなし前記第1領域との境界部周辺から先端に向けてほぼ連続的に開口幅を増す開口部が開設される一方、
前記第1領域は前記X軸に関して対称形状をなし前記第2領域との境界部周辺から先端に向けて連続的に幅狭となり、前記クランプ本体部が円環状に回曲されるときには前記開口部の内側を同一周面をなしつつ交叉可能に形成され、
かつ前記第1領域の幅寸法の変化率は前記第2領域における幅寸法の変化率とほぼ等しく設定されており、
さらに、前記クランプ本体部の中心から前記摘み部先端までの高さHoと前記クランプ本体部の内径Rとの比で定義される摘み位置率T=R/Hoが0.5以上であり、かつ、
板ばね材が前記展開状態にあるときに前記Y軸から前記開口部におけるY軸寄りの端縁部までの長さLと、クランプ本体部が前記拡径状態に拡径させた際のホースクランプ本体部の外周の1/4周長Loとの比で定義される抜き位置率S=L/Loが0.5以上の範囲内に設定されていることを特徴とするホースクランプ。 - 前記抜き位置率Sが、S≧0.5であり、かつ、前記摘み位置率Tが、T≧0.65の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1記載のホースクランプ。
- 前記抜き位置率Sが、S≧0.7であり、かつ、前記摘み位置率Tが、T>0.5の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1記載のホースクランプ。
- 前記第1領域は、
前記第2領域との境界側に形成され当該第2領域と幅寸法が等しく形成された基部と、
この基部との間に段差部を介して接続されるとともに、前記基部より幅狭に形成され、かつ先端側に向けて先細りとなるテーパ部とを備えるとともに、
前記段差部は前記基部側から前記テーパ部側へ向けて徐々に幅狭となるように徐変され、かつ前記基部と前記段差部とのなす角が鈍角に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のホースクランプ。 - 前記第2領域の前記開口部における前記Y軸側の端部には、前記段差部の幅寸法の変化に対応してその開口幅が変化する開口徐変部が設けられていることを特徴とする請求項4記載のホースクランプ。
Priority Applications (4)
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