JP4982379B2 - 改良された締結具を備えたパイプクランプ - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、バンドクランプ、パイプカプラなどのパイプクランプに関する。
バンドクランプは、パイプ、ホース、および自動車排気システムの排気管など他の管状部材をともに連結するために一般的に使用される。かかる連結部は、典型的に、抜き差し自在のオーバーラップ継手、または、2つの管状部材のエンドツーエンドの突合せ継手で構成される。効果的にするために、管状部材間の連結は、漏れを防止するために適切な液密シールを与えなければならない。連結はまた、高い機械的強度も有し、簡単に分解できなければならない。
変換される。つぎに、予測不可能な締付け荷重によって、多様な締結強度の結果となる。
本発明の一態様によると、ナットをより一貫して停止できるナットおよびボルトの締結具を好ましくは使用して、自動車の排気管または他の管状部材を連結するためのバンドクランプが提供される。バンドクランプは、周囲に延びる本体部分と、本体部分の対向端部にある半径方向に延びる対向するフランジとを含むバンドを備える。フランジにはそれぞれ、本体部分が管状部材のまわりに少なくとも部分的に嵌合されることができ、ついで、ボルトを使用して締め付けられることができるように、締結具のボルトを受けるための開口部がある。
本体部分の対向端部に位置する1対の半径方向に延びる対向するフランジを有する、周囲に延びる本体部分を含むバンドを設けるステップと、
対向するフランジの開口部を通してボルトを挿入するステップであって、ボルトは第1の端部に頭部と、頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含み、軸部は、頭部から第2の端部に向かって延びる首部と、第2の端部から第1の端部に向かって延びるねじ本体部と、首部と本体部の間のテーパの付いた中間部とを含む、ボルトを挿入するステップと、
ナットをボルトのねじ本体部に組立てるステップであって、ナットは肩部を有する、ナットを組立てるステップと、
ナットに加えられるトルクを監視するステップと、
ナットの肩部をボルトの軸部のテーパの付いた中間部と係合するために監視されたトルクが増大するまで、ナットをボルトに締め付けるステップと、
を備える。
次に図面を参照して、本発明をバンドクランプの2つの例示的実施形態において示す。
このバンドクランプは、管の端部をともに結合して車両の排気システムの管継手を形成するために特に適合される。排気システムの応用分野において、好ましくは、バンドクランプはスチールで作製される。図示される実施形態において、本発明は、Casselらの米国特許第4,629,226号に示される方法で、締付け機構の単一のボルトを備えるバンドクランプで実施される。本発明はまた、Casselの米国特許第4,813,270号、またはAmedureらの米国特許第6,758,501号において開示されるような、2つのボルトを有する締付け機構によって実施されることも可能である。説明が進むにつれて、本発明は多くの異なる応用分野において有用であり、多くの他の実施形態において実施されてもよいことが理解されるであろう。たとえば、本発明は、抜き差し自在に重なる状態でパイプを連結することが可能なバンドクランプに対してだけでなく、エンドツーエンドの構成で嵌合されるパイプに典型的に適用されるパイプカプラに対しても使用されることができる。本願明細書において使用されているように、「バンドクランプ」という用語は、パイプカプラおよびバンドクランプの両方を指すのに使用される。さらに、「軸方向に」、「角度のある」、および「半径方向に」、という用語は、一般に、示されたパイプカプラの円形の形状に対する方向を指すので、軸方向は、経度またはこの円形の形状の軸に沿って延び、半径方向は、この軸から離れて半径方向に延び、「角度のある」は、バンドクランプの周縁部まわりの点での位置を指す。
表面を有する。反作用部材42は、1対の背中合わせに対向する凹面44および46を備えている。締付け機構18は、ボルト48と、ナット52と、フランジ26の外に配置されるスペーサバー54および座金55とを含む。バー54は、反作用部材42の凹状表面44に向かい合う凸面を有する。ボルト48は、凸面を備えるバーの形の頭部56を有し、頭部56はフランジ28の外側に反作用部材42の凹状表面46に向かい合って配置される。ボルト48は、開口部またはボルト孔72、74を通って、フランジ26および28、反作用部材42、ならびに座金55およびスペーサバー54内に延びる。
互いからのこの間隔は、パイプ14の所望の直径、反作用部材42の高さ、および反作用部材42を通るボルト孔75の位置によって決定される。なお、溝形のセクタ24がより広く開いているので一方または両方のフランジ26および28が反作用部材42の外側に位置してもよい以外は、バンド16は図2に示すのと概して同じ構成に予備成形される。ナット52をボルト48に回転するか締め付けることによって、バンド16はパイプ12、14のまわりで締結され、ここでは、フランジ26はボルト48の上の反作用部材42に向かって、実質的にボルト48に干渉せずに引っ張られる。次に説明する固有のボルトの設計を使用して、ボルト48によるフランジ26の実質的な干渉は避けられる。
2がそこに形成されるスロット付き首部80と、スロット付き首部80と比較して直径が減少しているねじ本体部84と、首部80と本体部84の間に設けられるテーパの付いた中間部86とを含む。ボルト48上のナット停止の一貫性を改良するために、従来の軸部設計は、従来のバンドクランプのボルトに関連した典型的な丸い横断面形状から改変されている。
評価されることができることを発見した。ナットがボルトに締め付けられるにつれて、バンドの対向するフランジがともに固く締められ、それによって、バンドに歪みが加わる。バンド上のこの歪みによって、バンドクランプの所望の締付け荷重が生じる。したがって、締付け荷重は、ナットの軸方向の停止の量に相関し得る。
Claims (20)
- 円周状に延びる本体部分を含み、前記本体部分の対向端部から半径方向に延びる1対の対向するフランジを有するバンドであって、前記フランジは、該フランジを貫通する開口部をそれぞれ有する、バンドと、
前記バンドが締め付けられることのできるように前記バンドの前記対向するフランジをともに引っ張るための締結具であって、前記締結具は、前記対向するフランジの前記開口部を通って延び、かつ、第1の端部に頭部と、前記頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含むボルトを含み、前記軸部は、前記バンドを締め付ける間に前記ボルトの前記第2の端部に最も近い前記フランジの前記開口部の内面と係合する、逃げのついたセグメント部分によって少なくとも部分的に画定される、部分的に円筒状の横断面を有する部分を少なくとも含む、締結具と、
を備える、バンドクランプ。 - 円周状に延びる本体部分を含み、前記本体部分の対向端部から半径方向に延びる1対の対向するフランジを有するバンドであって、前記フランジは、該フランジを貫通する開口部をそれぞれ有する、バンドと、
前記バンドが締め付けられることのできるように前記バンドの前記対向するフランジをともに引っ張るための締結具であって、
前記締結具は、
前記対向するフランジの前記開口部を通って延び、かつ、第1の端部に頭部と、前記頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含むボルトであって、
前記軸部は、
前記頭部から前記第2の端部に向かって延びる首部と、
前記第2の端部から前記第1の端部に向かって延びるねじ本体部と、
前記首部と前記本体部の間のテーパの付いた中間部と、
を含む、ボルトと、
前記ボルトの前記ねじ本体部にねじ付けられるナットであって、前記ナットは、前記ナットが前記ボルト上に締め付けられ、それによって前記ナットを前記ボルトにさらにねじ付けるのに必要とされるトルクが急増するときに、前記テーパの付いた中間部と係合する肩部を有する、ナットと、
を含む、締結具と、
を備える、バンドクランプ。 - 管状部材の周囲に少なくとも部分的に嵌合するように、前記管状部材の周囲に延びる本体部分を含むバンドであって、前記バンドは前記本体部分の対向端部から半径方向に延びる1対の対向するフランジをさらに含み、前記フランジは、該フランジを貫通する開口部をそれぞれ有する、バンドと
前記バンドが前記管状部材のまわりに締め付けられることのできるように前記バンドの前記対向するフランジをともに引っ張るための締結具であって、前記締結具は、前記対向するフランジの前記開口部を通って延び、かつ、第1の端部に頭部と、前記頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含むボルトを含み、前記軸部は、前記頭部から前記第2の端部に向かって延びる首部と、前記第2の端部から前記第1の端部に向かって延びるねじ本体部と、前記首部と前記本体部との間に位置するテーパの付いた中間部とを含み、前記首部の一部分が前記本体部と共通の表面を有するように前記軸部の周囲に部分的にのみ延びる、締結具と、
を備える、管状部材を連結するためのバンドクランプ。 - 前記首部が、前記共通の表面を少なくとも部分的に画定する逃げのついたセグメント部分を含む、請求項3に記載のバンドクランプ。
- 前記首部が、前記逃げのついたセグメント部分に卵形状の横断面を有する、請求項4に記載のバンドクランプ。
- 前記開口部が前記フランジを通って延びる半径方向内側の接面によって少なくとも部分的に画定され、さらに、前記逃げのついたセグメント部分が、前記対向するフランジの前記半径方向内側の接面のうちの少なくとも1つと協働して滑動するように適合される、請求項4に記載のバンドクランプ。
- 前記締結具が前記ボルトにねじ付けられるナットをさらに含み、かつ、前記ナットが前記ボルト上へ締め付けられるにつれて、前記対向するフランジの前記半径方向内側の接面のうちの少なくとも1つが前記逃げのついたセグメント部分の上で滑動し、それによって、前記少なくとも1つの半径方向内側の接面の前記ボルトとのあらゆる実質的な干渉を減少させる、請求項6に記載のバンドクランプ。
- 前記締結具が前記ボルトにねじ付けられるナットを含み、前記ナットは前記テーパの付いた中間部を係合する肩部を有する、請求項3に記載のバンドクランプ。
- 前記ナットが前記ボルト上へ締め付けられるにつれて、前記ナットの前記肩部が前記ボルトの前記軸部の前記テーパの付いた中間部を係合し、前記ボルト上へ前記ナットをさらにねじ付けるのに必要なトルクが急増する、請求項8に記載のバンドクランプ。
- 前記テーパの付いた中間部が、前記軸部を中心としてそれぞれ約180度延びる2つの途切れ途切れのテーパ部を含み、それによって前記ボルトが、前記軸部を中心として他方からそれぞれ180度で配置される2つの共通の表面を含む、請求項3に記載のバンドクランプ。
- 少なくとも前記フランジのうちの第1のフランジが半径方向に湾曲する凹面を有し、前記ボルトの前記頭部が一方向に湾曲した凸面を有し、かつ、前記凸面が、前記第1のフラ
ンジの前記凹面と所定の相対的な回転向きで嵌合し、かつ、前記ボルトが前記所定の相対的な回転向きで前記第1のフランジに取り付けられるときに、前記2つの共通の表面が互いから半径方向に間隔を置いて配置され、前記2つの途切れ途切れのテーパの付いた部分が互いから軸方向に間隔を置いて配置されるように、前記2つの共通の表面が前記凸面に対して前記軸部で配向される、請求項10に記載のバンドクランプ。 - 前記ボルトの前記頭部の前記凸面と前記第1のフランジの前記凹面が、前記所定の相対的な回転向きか、前記ボルトが前記軸部の軸を中心として180度に回転される第2の相対的な回転向きのどちらかで互いに嵌合する、請求項11に記載のバンドクランプ。
- 前記ねじ本体部が円形の横断面を有し、前記首部が、前記ねじ本体部の直径長さと等しい谷の径と、前記谷の径よりも大きい外径とを含む卵形状の横断面を有する、請求項3に記載のバンドクランプ。
- 前記首部の前記谷の径が前記バンドの半径に沿って延びるように、前記ボルトの前記頭部が前記フランジと嵌合する、請求項13に記載のバンドクランプ。
- 管状部材の周囲に少なくとも部分的に嵌合するように、前記管状部材の周囲に延びる本体部分を含むバンドであって、
前記バンドは、前記本体部分の対向端部から半径方向に延びる1対の対向するフランジをさらに含み、前記フランジは、前記本体部分から前記一体的な延長部がそれ自体に戻って折畳まれ内層および外層を形成する前記フランジの外側の自由端まで半径方向外側に延びる、前記バンドの一体的な延長部によってそれぞれ形成されているバンドであって、
前記内層および外層はともに、心合せされた開口部と、他方のフランジに対向する凸状の内表面および凹状外表面を各フランジに与える半径方向の湾曲した輪郭とを有し、
前記一体的な延長部は前記フランジに隣接して前記本体部分に固着されている、バンドと、
反作用部材と、スペーサバーと、前記バンドが前記管状部材のまわりに締め付けられることのできるように前記バンドの前記対向するフランジをともに引っ張るための締結具とを含む締付け機構であって、
前記反作用部材は、前記フランジの凸状の内表面と嵌合する1対の背中合わせに対向する凹面によって互いから分離される内端部および外端部を有し、
前記スペーサバーは、前記フランジのうちの第1のフランジの前記凹面と嵌合する凸面を有し、前記反作用部材および前記スペーサバーはそれぞれ、前記フランジの前記開口部に心合せされた開口部を有し、
前記締結具は、前記ボルトが前記開口部を通って延び、第1の端部に頭部と、前記頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含む、ナットおよびボルトを備え、前記頭部は、前記フランジのうちの第2のフランジの前記凹面と嵌合する凸面を有するバーを備え、前記軸部は前記頭部から前記第2の端部に向かって延びる首部と、前記第1の端部に向かって前記第2の端部から延びるねじ本体部と、前記首部と前記ねじ本体部の間に位置し、前記首部の一部分が前記ねじ本体部と共通の表面を有するように前記軸部のまわりに部分的にのみ延びる、テーパの付いた中間部とを含み、前記ねじ本体部は円形の横断面を有し、かつ前記首部は、前記ねじ本体部の直径長さと等しい谷の径と、前記谷の径よりも大きい外径とを含む卵形状の横断面を有する、締付け機構と、
を備え、
前記フランジの前記開口部は、前記フランジを通って延びる半径方向内側の接面によって少なくとも部分的に画定され、前記締結具を締め付ける間に、前記第1のフランジの前記半径方向内側の接面が前記ねじ本体部を係合することができ、また、さらに係合する間に前記テーパの付いた中間部を締め付けずに前記共通表面に沿って前記ねじ本体部から前記首部まで滑動できるようにした、管状部材を連結するためのバンドクランプ。 - バンドクランプを管状部材のまわりに締結する方法であって、前記方法は、
前記管状部材の周囲に延びる本体部分を含むバンドであって、前記本体部分の対向端部に位置する1対の半径方向に延びる対向するフランジを有する、前記バンドを設けるステップと、
各前記フランジに設けられた開口部を通して前記対向するフランジにボルトを挿入するステップであって、前記ボルトは第1の端部に頭部と、前記頭部から延び第2の端部で終端する軸部とを含み、前記軸部は、前記頭部から第2の端部に向かって延びる首部と、前記第2の端部から前記第1の端部に向かって延びるねじ本体部と、前記首部と前記本体部の間にあるテーパの付いた中間部とを含む、ボルトを挿入するステップと、
前記ボルトの前記ねじ本体部にナットを組立てるステップであって、前記ナットは肩部を有する、ナットを組立てるステップと、
前記ナットに加えられるトルクを監視するステップと、
前記ナットの肩部を前記ボルトの前記軸部の前記テーパの付いた中間部と係合するために前記監視されたトルクが増大するまで、前記ナットを前記ボルトに締め付けるステップと、
を備える、バンドクランプを管状部材のまわりに締結する方法。 - 逃げのついたセグメント部分によって画定される部分的に円筒状の横断面を有する少なくとも一部分を備える前記ボルトの前記首部を設けるステップであって、前記ナットが前記ボルト上へ締め付けられるにつれて、前記逃げのついたセグメント部分は、前記対向するフランジのうちの少なくとも1つと協働して滑動するように適合される、ステップをさらに備える、請求項16に記載の方法。
- 前記軸部が、前記頭部から前記第2の端部に向かって延びる首部と、前記第2の端部から前記第1の端部に向かって延びるねじ本体部と、前記首部と前記本体部の間に位置するテーパの付いた中間部とを含み、前記首部は前記部分的に円筒状の横断面を有し、前記首部の前記逃げのついたセグメント部分が前記本体と共通の表面を有するように、前記テーパの付いた中間部は前記軸部のまわりに部分的にのみ延びる、請求項1に記載のバンドクランプ。
- 前記部分的に円筒状の横断面が、2つの対向する逃げのついたセグメント部分によって少なくとも部分的に画定される、請求項1に記載のバンドクランプ。
- 前記首部が卵形の横断面を有する、請求項2に記載のバンドクランプ。
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