JP5159323B2 - ガスケットを備えた中心リブを有するパイプクランプ - Google Patents

Description

発明の分野
この発明は概してパイプクランプに関し、より具体的には、入れ子式にまたは端部と端部を接続した構成でパイプまたは他の管状部材同士を接続するために使用されるバンドクランプおよびパイプ連結器の両方に関する。

発明の背景
典型的な乗物の排気システムは、エンジンの排ガスを搬送する管またはパイプのアセンブリを含む。各々の個々のパイプセクションは別のパイプセクションに接続されて、完全な排気システムアセンブリを形成する。このような接続部は通常、入れ子式であるかまたは端部と端部を接続した当接接続である。効果的にするために、これらのパイプ同士の間に形成される接続部は、排ガスの漏れに対する好適な流体密封シールをもたらすべきである。この接続部は程度の高い機械的強度も有するべきであり、起こり得る保守および修理に備えて接続部を分解できなくてはならない。

パイプ連結器はしばしば、パイプセクションが端部と端部を接続した構成で軸方向に接合される排気システムのために使用される。従来のパイプ連結器は、概して円形の形態を有しかつ留め具または他の締め機構を介してともに引寄せられるまたは緩められることができる対向する接続フランジにおいて終端するバンドを含む。反作用部材は、バンドが締められるときにパイプ上の周方向の力を一様に分散させることを助けるためにフランジの間に設けられることができる。パイプ連結器はしばしば、締める間に互いに係合して気密シールを生成する周方向の嵌め合い端部を有する内部の分割されたシーリングスリーブを含むことになる。２００４年７月６日に発行された米国特許第６，７５８，５０１号は、分割されたシーリングスリーブを有するこのようなパイプ連結器の一例である。２００５年４月１２日に発行された米国特許第６，８７７，７８０号に示され、記載されるようにリブ付きパイプ連結器も公知である。これら２つの特許の内容全体は引用によって本明細書に援用される。

発明の概要
この発明に従って、クランプが開いたバンドと締め機構と分割されたシーリングスリーブと内部ガスケットとを含む、２つのパイプまたは他の管状ボディを接続するためのパイプクランプを提供する。バンドは、第１の端部から第２の端部まで周方向に延在し、一対の軸方向の端部を有する。バンドは軸方向の端部の内側に位置する径方向に突出するリブを含み、このリブは第１の端部と第２の端部との間に少なくとも途中まで延在する。締め機構は、バンドに接続されて、第１の端部および第２の端部を互いの方に引寄せてバンドを締め、互いから引離してバンドを緩める。分割されたスリーブは、バンド内に配置され、少なくともリブ内に位置する。ガスケットは、少なくとも部分的にリブ内に位置するようにスリーブ内に径方向に配置される。

パイプクランプは、入れ子式の構成または当接するパイプ端部の構成とともに使用されることができる。好ましくは、パイプ端部は各々、パイプ端部およびクランプが一体に組立てられるときにガスケットの下でかつバンドのリブ内にともに収まる突出する周方向のビードを有する。一実施例では、パイプクランプはバンドのリブを軸方向に中心とする単一のボルト留め具を使用する。別の実施例では、２つのボルトの各々が中心リブの軸方向
の両側に位置する２つのボルトの締め機構を使用する。

この発明の好ましい例示的な実施例について以下で添付の図面に関連して説明し、同様の名称は同様の要素を示す。

好ましい実施例の詳細な説明
図面は、自動車のエンジン排気システムのために使用され得るバンドクランプおよびパイプ連結器の両方を含むこの発明のさまざまな実施例を示す。説明が進むにつれて、この発明は多くの異なる用途および幅広いさまざまな実施例で有用であることが理解されることになる。たとえば、この発明は、入れ子式の態様で接続される重なったパイプの周囲を締め付けるバンドクランプとして使用されることができるだけでなく、端部と端部を接続した態様で接続される隣接するパイプの周囲を留めるパイプ連結器としても使用されることができる。本明細書において使用されるように、「パイプクランプ」という用語はパイプ連結器およびバンドクランプの両方を指すために使用される。さらに、軸方向に、角度をなして、および径方向にという用語は、示されるパイプおよびバンドクランプの円筒形に管状の形状に対する方向を指すため、軸方向はこの管状の形状の軸に沿って延在し、径方向はこの軸から離れて径方向に延在し、角度をなしてはバンドクランプの円周を囲むポイントにおける場所を指す。

図１〜図４を参照して、バンドクランプ１０は、気密境界面が作られるように２つの入れ子式に接続するパイプ端部同士をしっかりと結合するように設計され、概してバンド２０と締め機構２２とスリーブ２４とガスケット２６とを含む。バンド２０は、開ループを成す、シート鋼からなる平坦なバンドであり、各端部に位置する一対の対向するフランジ３２および３４を有するメインボディ部分３０を含む。締め機構２２は、バンドクランプを締める間にフランジ３２、３４をともに引寄せるために使用され、これは一対のパイプ端部の周りのすべてのバンドクランプの構成要素を収縮させる効果がある。バンド２０と同様に、スリーブ２４およびガスケット２６も開ループの形態の平坦なバンド型構成要素であり、これらの構成要素は、ガスケット２６がスリーブ２４内に収まり、スリーブ２４が次にバンド２０内に収まるように大きさを決められる。ここで示される特定の実施例は上述の構成要素を含むが、バンドクランプが使用されている特定の用途のニーズに対応するために他の構成要素をバンドクランプ１０に追加でき、または他の構成要素をバンドクランプ１０から除去できるであろうということを認識すべきである。

バンド２０は、図２および図３に示されるように、パイプＡおよびＢの入れ子式接続部を周方向に取囲むように設計される。ボディ部分３０は、径方向に突出する中心リブ４０と一対の環状の側壁４２、４４と一対の移行セクション４６、４８とを含む。中心リブ４０は環状の側壁４２、４４によっておよびセクション４６、４８によって結び付けられ、この中心リブは軸方向の幅が均一であるボディ部分３０の周囲に周方向に延在する。中心リブ４０の軸方向の幅は実質的には、バンドクランプが使用される特定の用途に応じて、ここで示される実施例よりも大きい可能性もあれば、ここで示される実施例未満である可能性もある。中心リブ４０は、先細りになってボディ部分３０に戻る、各端部における移行セクション４６、４８で周方向に終端する。中心リブは、パイプＡおよびＢの端部近くに位置する一対の周方向のリブまたはビード６０、６２を収容し、それらと協働するように設計される。図２に示されるように、ビード６０および６２は好ましくはパイプＡおよびＢの端部のすぐ内側にそれぞれに位置する。中心リブ４０の幅は、パイプ端部同士を同軸の入れ子式に位置合わせするときに両方のビードが中心リブ内に位置し得るように、とりわけ２つのパイプの端部に対するビード６０、６２の位置決めに従って選択される。これは図３に示され、図３では、緩められたバンドクランプ１０内でパイプ端部が入れ子式接続状態にある。

フランジ３２、３４は、互いから離れるように折り曲げられ、折り返されて、一対の径方向に突出するループ７０、７２を規定するバンド２０の対向する端部の一体型部分であり、各々は内側脚部と外側脚部とを有する。フランジの内側脚部の各々は、締め機構の構成要素の対向する側と係合する対向する起伏のある当接面７４、７６を含む。図１に最もよく見られるように、起伏のある当接面７４、７６は、締め機構２２の相補的に成形された構成要素と係合するように成形され、大きさを決められる。同様に、フランジの外側脚部の各々は、締め機構２２の異なる構成要素と嵌め合うための対向して起伏のある当接面７８、８０を含む。締め機構２２が締められると、外側に偏ったフランジ３２および３４は、後により詳細に説明するように、フランジのさまざまな起伏のある面７４〜８０が締め機構の対応する面と嵌め合うようにともに引寄せられる。

締め機構２２は概して、起伏のある反作用部材９０と半円形の裏当て板９２とナットおよびボルト留め具の組み合わせ９４、９６とを含み、単一のボルトの配置を利用してバンドクランプ１０を留め位置に保つ。反作用部材９０は、概して両凸構成を有し、機構２２が締められるときに当接面７４と７６との間に嵌め合うように設計されるため、アパーチャ１００はアパーチャ９８、１０２および１０４と一列に並ぶ。半円形の裏当て板９２は、その中心軸を貫通する平面によって半分に切断された円筒という一般的な形態を取り、平坦な面１０８と起伏のある当接面１１０とを含む。起伏のある面１１０はフランジ３４の当接面８０と接触し、嵌め合うが、代わりに面１１０がフランジ３２上の面７８と接触し得るようにナットおよびボルトは交換可能である。ボルト９６は好ましくは、フランジ全体にわたって締め荷重を分散させるために軸方向に延在する半円形の頭部１１２と、アパーチャ９８〜１０４を通って延在するシャンク１１４とを有するＴ字形ボルトである。図５〜図９のパイプ連結器の実施例に関連して見られるように、反作用部材９０および／または裏当て板９２には、中心リブ４０を収容するように設計された切込みのついたセクションが設けられることができる。さらに、その切込みのついたセクションの深さは、ボルトが十分に締められるときに反作用部材および／または裏当て板がリブと係合し、径方向に内向きの力を与えてパイプ端部上でスリーブおよびガスケットをロックすることを助けるように中心リブ４０の高さに従って選択され得る。ナット９４は、フランジ３４の軸方向の幅全体にわたって締め力を分散させる裏当て板９２に対して（ワッシャを用いてまたはワッシャなしで）締められる。反作用部材を利用しない機構を含む他の締め機構を使用できることを当業者は理解することになる。

スリーブ２４は好ましくは、中心リブ４０内に嵌りかつガスケット２６を受けるように設計された開ループ型構成要素であり、嵌め合い端部１２０、１２２と先細りになった側壁１２４、１２６とを含む。嵌め合い端部１２０、１２２の周方向の分離部は、一旦バンドクランプ１０がパイプ端部上で十分に締められると嵌め合い端部が互いにほぼ係合するが依然として１〜２０ｍｍなどの小さな距離だけ離されているように選択される。スリーブ２４は、中心リブ４０の形状および大きさを補完する形状および大きさを有し、先細りになった側壁４２、４４の間に維持される。バンドの側壁４２、４４はスリーブの側壁１２４、１２６と一列に並ぶように設計される。幅が中心リブ４０の幅とだいたい同じであるスリーブ２４がここで示されるが、軸方向の幅がバンド２０自体の幅よりも大きいスリーブ２４を提供することが可能である。これによって、スリーブ２４の１つ以上の側が外側に、バンド２０から離れて突出することになる。バンド２０に対するスリーブ２４の幅は、示される幅未満である可能性もある。バンド２０内のスリーブ２４の向きを所望の回転位置で合わせるために、スリーブは戻り止め（図示せず）を含むことができ、この戻り止めはバンドにおける切込みまたは開口（これも図示せず）と整列する。これらの構成要素を位置合わせするための他の公知の配置または新しく開発された配置を使用できる。さらに、上述の米国特許第６，７５８，５０１号に開示されるさねはぎ配置などの他のタイプの嵌め合い端部の構成を使用できる。

ガスケット２６は好ましくは、スリーブ２４内に収まりかつパイプＡおよびＢの間の満足のいくシールが形成されるように締めプロセス中に圧縮される、比較的軟らかい材料から作られた開ループ型構成要素である。ここで示される特定の実施例は、軸方向の幅および厚さが均一であり、スリーブの側壁１２４、１２６の間に受けられるように設計される。ガスケット２６は好ましくは、真っすぐな嵌め合い端部１３４、１３６と、バンドクランプ１０が十分に締められるときに嵌め合い端部１３４、１３６を互いにかろうじて係合させる周方向の分離部とを含む。嵌め合い端部１３４、１３６は、重複部におけるガスケットの厚さを（実質的に）増大させることなく端部のわずかな重なりを可能にするように先細りになっている可能性もある。ガスケットの比較的軟らかい性質のために、十分な量の締め力が嵌め合い端部１３４および１３６にかけられると、間に残されたいずれの間隙もふさぐように嵌め合い端部１３４および１３６はもう一つの嵌め合い端部の方に流動する。もちろん、図５、図７および図９の実施例に示されるガスケットのために使用されるようなさねはぎ配置を含む他の嵌め合い端部の構成を使用できる。ガラス繊維および（埋込まれた鋼を有する黒鉛などの）黒鉛ベースの材料、バーミキュライト、（フレキシタリック（Flexitallic）−www.flexitallic.comから入手可能な）サーミキュライト（Thermiculite）（登録商標）、ステンレス鋼、または表面から径方向に内側に延在するシーリングビードで形成される薄い鋼を使用するなどの他のガスケッティングアプローチを含むさまざまな好適なガスケット材料が当業者に公知であろう。ガスケット２６は、ガスケットの嵌め合い端部１３４、１３６がスリーブの嵌め合い端部１２０、１２２から角度をなしてオフセットされるようにスリーブ２４内で向きを合わせられることができ、これは場合によってはバンドクランプの気密シールを改良する可能性がある。ガスケットは、その固有の弾性に起因するガスケットの外向きの「ばね」力によってスリーブ内に取付けられるか、または接着性の相互接続部、戻り止め相互接続部もしくは他の機械的な相互接続部を介してスリーブにより積極的に接続されることができる。さらに、示されるガスケットは中心リブエリア全体を覆うが、ガスケット２６は軸方向により短い可能性もあれば、リブエリアの外側に軸方向に延在する可能性もあるだろう。

ここで図４に示される断面図を参照して、一旦バンドクランプ１０が締められると、中心リブ４０の側壁４２、４４は中心リブの範囲内にスリーブ２４、ガスケット２６およびビード６０、６２を係留して保持する。これは、リブのない連結器およびクランプと比較して、引離し強度が向上したバンドクランプをもたらす。中心リブ４０およびパイプ端部上のビード６０、６２の高さは特定の用途に所望であるようにまたは特定の用途の必要に応じて選択されることができるが、この高さは好ましくは、所望の量の引離し強度をもたらすのに十分に大きいが、緩められた連結器内にパイプ端部を収めることに困難をもたらすほど大きくはない。利用可能な製造上の公差および設計要件に応じて、パイプ端部が入れ子式接続状態にあるときに中心リブ４０の軸方向の幅はビード６０、６２の分離部よりもわずかに短くされることができ、そのため、締める間に側壁４２、４４がビード６０、６２とそれぞれに係合することによってパイプの端部が強制的に軸方向に圧縮されて接触して、接続部をさらに封止することに役立つ。代替的には、中心リブ内にパイプ端部の軸方向の分離部が存在するように、中心リブ４０の幅は両方のビード６０、６２を収容するのに必要な最小の軸方向の長さよりも大きい可能性がある。ビード６０、６２は、パイプ自体の径方向の膨張によって形成される可能性もあれば、溶接されるかもしくはそうでなければパイプセクションに取付けられる別個の構成要素である可能性もある。

ここで図５〜図１１を参照して、バンド２０２と締め機構２０４と分割されたシーリングスリーブ２０６と内部ガスケット２０８とを含むパイプ連結器２００の形態で第２の実施例が開示される。バンド２０２は、円筒形のボディ部分２１０と、ボディ部分からフランジの径方向に最も外側の部分におけるループまで延在する一対の対向するフランジ２１４、２１６とを含む開いたバンドである。締め機構２０４は、一対の当接するパイプ端部
ＡおよびＢの上で連結器を締める間にフランジ２１４、２１６をともに引寄せるために使用される。分割されたシーリングスリーブ２０６は、バンド２０２内に径方向に位置し、バンドを締める間に互いに係合しかつ互いに対して封止する一対の周方向の嵌め合い端部２２２、２２４を含む。シーリングスリーブ２０６の嵌め合い端部２２２、２２４は、フランジ２１４、２１６の場所から角度をなしてオフセットされ、バンドを締める間に嵌め合い端部がともに引寄せられるときに嵌め合い端部の気密シールをもたらすことに役立つ。

バンド２０２およびシーリングスリーブ２０６は各々、径方向に突出する中心リブ２３０および２３２をそれぞれに含み、径方向に突出する中心リブ２３０および２３２は、径方向に外側にかつ互いの方にいくらか軸方向に延在する一対の先細りになった側壁２３４および２３６によってそれぞれに規定される。中心リブの側壁２３４と２３６との間に延在するのは、軸方向の長さが連結器２００の軸方向の全長の約３分の１である均一な直径のそれぞれの円筒形に管状のセクション２３８および２４０である。これらのリブ２３０、２３２の軸方向の長さは実質的には、連結器が使用される特定の用途に応じて、これよりも実質的に大きい可能性もあれば、これ未満である可能性もある。中心リブは、接合されている２つのパイプＡおよびＢの端部における一対のビード２５０、２５２と協働するように設計される。図６に示されるように、これらのビードは各パイプの端部のすぐ内側に位置する。図７は、同一の構成を逆側から示す。中心リブ２３０、２３２の幅は、パイプ端部同士を軸方向に、端部と端部を接続させて当接するときに両方のビードが中心リブ内に位置し得るように２つのパイプＡおよびＢの端部に対するビード２５０、２５２の位置決めに従って選択される。これは図８に示され、図８では、緩められた連結器内でパイプ端部が当接接触状態にある。

パイプ端部上でのパイプ連結器２００の、ビード２５０、２５２との係合は、バンドクランプ１０に関連して上述したものと同一であり得る。すなわち、一旦連結器２００が締められると、中心リブ２３０、２３２の側壁２３４、２３６は中心リブの範囲内にビード２５０、２５２を係留して保持する。これは、リブのない連結器と比較して、引離し強度が向上した連結器接合部をもたらす。さらに、第１の実施例に関連して上述した中心リブおよびパイプビードについての他の考慮すべき事項はパイプ連結器２００にも当てはまる。

図９は、連結器構成要素の分解図を示す。図５および図９に最もよく見られるように、分割されたシーリングスリーブ２０６の嵌め合い端部２２２、２２４は、スリーブの一方の嵌め合い端部２２２上の固定された幅の（先細りになっていない）中心さね２６０とスリーブの他方の嵌め合い端部２２４における相補的な溝または切込み２６２とを利用するさねはぎシーリング配置を規定する。嵌め合い端部２２２、２２４の周方向の分離部は、一旦連結器がパイプ端部上で十分に締められると嵌め合い端部が互いにほぼ係合するように選択される。スリーブ２０６はバンド２０２と軸方向に同一の広がりを持つが、スリーブの軸方向の長さはバンド自体の軸方向の長さよりも大きい可能性もあれば、バンド自体の軸方向の長さ未満である可能性もあることを理解することになる。たとえば、スリーブは、完全に中心リブ２３０自体の中に位置する可能性があり、図９に示されるガスケット２０８とほぼ同一の形態を有する可能性があるだろう。第１の実施例のスリーブ２４に関連して上述したような他の特徴および代替的な構造をスリーブ２０６のためにも使用できる。

ガスケット２０８は、連結器が十分に締められると２つのパイプ端部の気密シールをもたらすために分割されたシーリングスリーブ２０６の中心リブ２３２内に収まるように設計される。この目的のために、示される実施例のガスケット２０８は、軸方向の幅が中心リブ２３２の軸方向の幅にほぼ等しく、ガスケットがスリーブに挿入されると２つの軸方
向のリップがシーリングスリーブの側壁２３６に接して位置するように、角度がついたリップ２６８を各々の軸方向の端部に含む。スリーブと同様に、ガスケットはさねはぎ構成を有する嵌め合い端部を含み、溝２７２はガスケットの２つの軸方向の端部（リップ）２６８の周方向の延長部によって一方の嵌め合い端部に規定され、さね２７０はガスケットの中心部分の周方向の延長部によって他方の嵌め合い端部に規定される。ガスケットの他の端部の構成を使用できる。たとえば、ガスケットは、上述の米国特許第６，８７７，７８０号の図１２に示されるように、バンドが締められると少なくともわずかに互いに重なる真っすぐな端部を有し得る。

図５〜図９の実施例に示されるガスケット２０８は、ガスケットのさね２７０がスリーブのさね２６０の上に重なるように分割されたシーリングスリーブ２０６と位置合わせされる。しかしながら、ガスケット２０８はその代わりに、第１の実施例に関連して上述したように、ガスケットの嵌め合い端部がシーリングスリーブの嵌め合い端部から角度をなしてオフセットされるようにスリーブ２０６内で向きを合わせられることができる。ガスケット材料自体およびガスケット２０８の他の特徴は、第１の実施例のガスケット２６に関連して上述したものと同一であり得る。

図１０および図１１は、ガスケット２８０がスリーブのリブ２８２の軸方向の幅全体に延在するが軸方向の端部リップを含まない構成を示すパイプ連結器の断面図を示す。さらに、この実施例では、リブ２８２の軸方向の幅はパイプ端部の両方のビードを収容するのに必要な軸方向の幅よりも大きく、この場合には、この構成はパイプ端部の間に５ｍｍの間隙を許容することが注目されることになる。

下記以外は、締め機構２０４は第１の実施例の締め機構２２と同一の基本的な構造であり得る。したがって、締め機構２０４は、反作用部材２８４と半円形の裏当て板２８６とフランジ２１４、２１６および反作用部材２８４におけるアパーチャを貫通する一対のナットおよびボルト留め具２８８とを備える。フランジ自体は、互いから離れるように折り曲げられ、折り返されて、一対の径方向に突出するループを規定するバンド２０２の対向する端部の一体型部分を備える。これは各フランジに内側脚部および外側脚部をもたらし、示されるように、中心リブ２３０は各脚部の（径方向に内側に位置する）下方部分へと続く。フランジ２１４、２１６は、その内側脚部上に対向する当接面を含み、バンドを締める間に、これらの当接面は間に位置する反作用部材２８４の対向する側と係合する。ナットは、フランジの軸方向の幅全体にわたって締め力を分散させる裏当て板２８６に対して（ワッシャを介して）締められる。反作用部材を利用しない機構を含む他の締め機構を使用できることを当業者は理解することになる。

バンド２０２およびシーリングスリーブ２０６のそれぞれの中心リブ２３０、２３２を収容するために、反作用部材２８４および半円形の裏当て板２８６は両方、中央凹部または切込みのついたセクション２９０、２９２を含む。これは図９に示される。これらの切込みによって、これらの構成要素はフランジの高さを増大させる必要がないように中心リブ２３０上に収まることが可能である。これは、縮小した連結器のプロファイル全体を維持することに役立つ。図５に示されるように、ボルトは、フランジ全体にわたって締め荷重を分散させるために中心リブ２３０の方に軸方向に延在する半円形のＴ字形ボルト頭部２９４を有するが、これらの頭部は間に緩衝が存在しないように中心リブまでは至らない。反作用部材２８４の切込みの深さおよび／または裏当て板２８６の切込みの深さは、ボルトが十分に締められるときに反作用部材および／または裏当て板がリブと係合し、径方向に内向きの力を与えてパイプ端部上でスリーブおよびガスケットをロックすることを助けるように中心リブ２３０の高さに従って選択され得る。

第１の実施例の１つのボルトの配置２２と比較したこの２つのボルトの締め機構２０４
の１つの利点は、ボルトが中心リブ２３０、２３２の両側に最大のバンド伸張力をかけるために、ビード自体の上ではなくビードの軸方向に内側の場所においてパイプ端部に対して優れた締付け圧力を与えることである。これは、パイプ端部の優れた気密シールの提供および引離し強度の改善に役立ち得る。

パイプ端部の挿入深さを制御することおよび／または連結器に対するもしくは互いに対する１つまたは両方のパイプの回転の向きを設定することが必要であるかまたは望ましい用途では、連結器２００はパイプ端部上の対応するボタン２９８と係合する切込み２９６を１つまたは両方の軸方向の端部に含み得る。この配置の一例が図７に示され、図７は図５、図６、図８および図９の実施例の特徴もすべて含む代替的な実施例である。ボタンおよび切込みの構造および使途については、２００５年５月１２日に発行され、この仮出願の譲受人に譲渡された米国特許出願公開番号第２００５／００９９００１ Ａ１号にさらに十分に説明する。この米国特許出願公開番号第２００５／００９９００１ Ａ１号は、引用によって全文が本明細書に援用される。ボタンおよび切込みの特徴は、その米国特許出願公開番号第２００５／００９９００１ Ａ１号に示されるラッチとともにまたはそのラッチなしで使用されることができる。代替的にはラッチおよびボタンは、連結器のバンドおよびスリーブにいかなる切込みをつけることもなく、その公開された出願に開示されるように使用され得る。他のこのような配置が当業者に明らかになるであろう。

ここで図１２〜図１５を参照して、パイプ端部の、各々との所望の位置合わせおよび／またはパイプクランプとの所望の位置合わせをもたらすために使用され得るさまざまな入れ子式のパイプ端部の構成が示される。図１２では、パイプ端部Ａは、パイプＡの端面から径方向に延在するビード３０４まで延在する、直径が縮小した雄セクション３０２を含む。雄セクション３０２は、パイプＡの端面から軸方向に延在する切込み３０６を含む。パイプ端部Ｂは、径方向に内側に突出する戻り止め３０８を、戻り止め３０８とパイプＢの端面との間に軸方向に位置する径方向に外側に延在するビード３１０とともに含む。２つのパイプの相対的な角度の向きを固定する切込み３０６および戻り止め３０８は、示されるように、ともに嵌め合うように大きさを決められる。この戻り止めおよび切込みの構成は、図２に示される構成と同一である。パイプ端部Ａはさらに、図７のボタン２９８などの径方向に突出するボタン３１２を含む。このボタン３１２は、２つのパイプ端部の接合部上にパイプクランプを位置決めすることを助けるために、上述のようにパイプクランプ上のラッチまたは切込みとともに使用されることができる。図１３は切込み３０６および戻り止め３０８の係合を端面図から示し、これは戻り止め３０８がある距離だけ雄セクション３０２の内側に突出し得ることを示す。

図１４では、切込みおよび戻り止めの配置は使用されず、ボタン３１２のみが使用され、この構成によって、パイプ端部Ｂの相対的な角度の向きを制限することなくパイプ端部Ａ上でパイプクランプの向きを合わせることが可能である。図１５は、図７に示されるようなパイプクランプのために、または上述の米国特許出願公開番号第２００５／００９９００１ Ａ１号に開示されるようなラッチを使用するパイプクランプとともに利用され得る第２のボタン３１４が使用される構成を示す。パイプ端部に対するボタンの位置決めは、特定の用途に所望であるようにまたは特定の用途の必要に応じて、および１つのボルトのパイプクランプが使用されているかまたは２つのボルトのパイプクランプが使用されているかに応じて変更され得る。この点で、２つの当接するパイプ端部同士を取付けるために２つのボルトのクランプがパイプ連結器として使用され得るが、図１２〜図１５に示される重なった（入れ子式の）タイプの接続部のためにも２つのボルトのクランプが使用され得ることは注目に値する。開示されるガスケットを備えたパイプクランプのうちの１つを用いた入れ子式接続の利点は、自動車の排気用途では、この配置によって黒鉛材料が排ガスに直接に晒されることなく黒鉛ガスケットを使用できることである。

第３の実施例３１８が図１６および図１７に開示され、図１６および図１７は、（１）フランジを規定するバンドの折り重ねられた部分の終端端部が中心リブを収容するために切込みを有すること、（２）分割されたシーリングスリーブがさねはぎ嵌め合い端部を使用しないが、バンド内の所定の位置に保持するために軸方向の端部に上を向いた一対のフランジを有すること、および（３）ガスケットが開ループではなく連続したリング（輪）であること以外は、第１の実施例１０に従って構築され得るバンドクランプを示す。バンドクランプ３１８は、開いたバンド３２０と締め機構３２２と分割されたシーリングスリーブ３２４とガスケット３２６とを含む。第１の実施例におけるように、開いたバンドはメインボディ部分３３０と、一対のそれぞれのループ３３６および３３８に対して径方向に外側に延在するボディ部分３３０の一体型の延長部によって形成される一対のフランジ３３２および３３４とを含み、一対のフランジ３３２および３３４は、折り返されて内側脚部および外側脚部を規定する。外側脚部３４０、３４２は各々、バンド３２０の中心リブ３４８を収容するように大きさを決められる、切込みの形態のそれぞれの終端端部３４４、３４６を有する。バンド３２０および締め機構３２２の残りは、第１の実施例に関連して上述したようなものであり得る。

分割されたシーリングスリーブ３２４は、一対の側壁３５２の間に軸方向に延在する中心リブ３５０を含む開ループであり、一対の側壁３５２は中心リブから径方向に内側に延在してスリーブの短い軸方向のセグメント３５４で終了する。径方向に外側に突出するリム３５６は、この軸方向のセグメント３５４から延在し、スリーブの軸方向の端を規定する。スリーブ３２４の各々の軸方向の端部において、側壁３５２、軸方向のセグメント３５４およびリム３５６はともに、スリーブをバンド３２０内に保持するために使用されるチャネル３５８を規定する。特に、バンド３２０のメインボディ部分３３０は中心リブ３４８の両側に軸方向の延長部３６０を含み、チャネル３５８は、スリーブ３２４がバンド３２０に挿入されるとこの延長部３６０に嵌まる。この嵌合は図１６における３６２に見ることができる。スリーブ３２４の開ループ構成は一対の嵌め合い端部３６４、３６６によって規定され、一対の嵌め合い端部３６４、３６６は、この実施例では軸方向に延在する真っすぐな端部であるが、代わりにさねはぎ接続または他の嵌め合い構造を使用できるであろう。

ここで図１８を参照して、反作用部材４８４および裏当て板４８６が各々単一の切込みではなく一対の切込み４９２を有すること以外は、第２の実施例のバンド２０２と同一のバンド４０２を使用し、第２の実施例の留め機構２０４と同一の留め機構４０４を使用する第４の実施例４００が示される。切込み４９２は反作用部材および裏当て板の上側および下側の両方に設けられるため、少なくとも２つの回転された位置のうちいずれかでこれらの構成要素をバンド４０２の上に組立てることができる。これは、組立て不良の見込みおよび結果として生じるクランプの性能の低下の可能性を最小にすることに役立つ。

パイプ連結器４００は、バンド４０２の中心リブ４３０内に完全に収まる分割されたシーリングスリーブ４０６を含む。スリーブ４０６は、ガスケット４０８が設置されるポケットを形成する２つの側壁４３６を含む。ガスケット４０８は第３の実施例の連続したリングのガスケット３２６と同一である。図１９〜図２１は、第３および第４の実施例において使用されるガスケット３２６、４０８のさらなる詳細を示す。上述のように、ガスケットは、シーリングスリーブの中心リブまたはポケット内に収まる、ガスケット材料からなる連続した（閉じた）リングである。ガスケットは好ましくは、その２つの軸方向の端部における外面上に第１の面取部４７０を含み、２つの軸方向の端部における内面上に第２のより小さな面取部４７２を含む。これは図２１の拡大詳細図に示される。ガスケットは膨張黒鉛から作られることができ、好ましくはその密度は７０〜１３０ｌｂｓ／ｃｆ（ポンド／立方フィート）であり、１３０ｌｂｓ／ｃｆが好ましくは最大限の締付け圧力で所望の最大密度である。より好ましくは、密度は７３〜１１０ｌｂｓ／ｃｆの範囲である
。この密度範囲の限界が高くなればなるほど、より大きな締付け荷重がガスケットを通して伝達されることが可能である。好適なガスケットは、オハイオ州チャールドン（Chardon）のＥＧＣエンタープライズ・インコーポレイテッド（EGC Enterprises, Inc.）（www.egc-ent.com）からまたはイギリスのマージーサイド（Merseyside）のコニストン・プロファイルズ（Coniston Profiles）（www.conistonprofiles.co.uk）から得られることができる。このガスケットは最初の２つの実施例とともに使用されることもできる。

パイプクランプのために使用される特定の寸法は用途に応じて変化することになるが、自動車の排気パイプについての１つの好ましい実施例では、パイプ端部にはパイプの表面から１〜１．５ｍｍ突出するビードが設けられており、これらのビードはＩ／Ｏツーリングにおいて使用されるようなセグメントに分かれた膨張指状突起を使用して形成されることができる。バンドおよびスリーブの中心リブの深さは４ｍｍである可能性があり、ガスケットの厚さは３ｍｍである。

上述の説明はこの発明自体の説明ではなく、この発明の１つ以上の好ましい例示的な実施例の説明であることを理解すべきである。この発明は、本明細書に開示される特定の実施例に限定されるものではなく、むしろ特許請求の範囲によってのみ規定される。さらに、上述の説明に含まれる文言は特定の実施例に関し、用語または句が明確に上で定義される場合以外は、この発明の範囲または特許請求の範囲において使用される用語の定義に対する限定として解釈されるべきではない。開示される実施例に対するさまざまな他の実施例ならびにさまざまな変更および修正が、当業者に明らかになるであろう。すべてのこのような他の実施例、変更および修正は請求項の範囲内に入るように意図される。

この明細書および特許請求の範囲において使用されるように、「たとえば」、「例として」および「など」という用語ならびに「備える」、「有する」、「含む」という動詞およびそれらの他の動詞の形態は、１つ以上の構成要素または他の項目の列挙とともに使用されると、各々が制約のないものとして解釈されるべきであり、列挙は他のさらなる構成要素または項目を排除するように考えられるべきではないことを意味する。他の用語は、異なる解釈を必要とする文脈で使用されない限り最も広い妥当な意味を用いて解釈されるべきである。

この発明の第１の実施例に従って構築されたバンドクランプの分解斜視図である。 パイプ端部の上に組立てるために一対の入れ子式のパイプ端部と位置合わせされた図１のバンドクランプの斜視図である。 パイプ端部の上に緩く組立てられた図１のバンドクランプを示す斜視図である。 図３の組立てられたクランプおよびパイプ端部の軸を通って延在する水平面に沿った断面の拡大部分図である。 この発明の第２の実施例に従って構築されたパイプ連結器の斜視図である。 パイプ端部の上に組立てるために一対の入れ子式のパイプ端部と位置合わせされた図５のパイプ連結器の斜視図である。 図６に示される図の逆方向の斜視図であり、パイプクランプでパイプ端部の相対的な回転の向きを与えるためにパイプ端部上のボタンと整列する切込みを連結器が含む、図５のパイプ連結器の代替的な実施例をさらに示す。 図６と同様であるが、パイプ連結器がパイプ端部の上に緩く組立てられた状態の斜視図である。 連結器の個々の構成要素を示す図５のパイプ連結器の分解斜視図である。 パイプ端部の間に間隙を許容するようにパイプ端部上のパイプ連結器の中心リブおよびビードの相対的な寸法が選択される、パイプ連結器のガスケット、スリーブおよびバンドの代替的な実施例を示す拡大部分断面図である。 パイプ端部の間に間隙を許容するようにパイプ端部上のパイプ連結器の中心リブおよびビードの相対的な寸法が選択される、パイプ連結器のガスケット、スリーブおよびバンドの代替的な実施例を示す拡大部分断面図である。 ボタンとともにパイプ端部の向きをともに角度をなして合わせて、組立て中にパイプ端部に対してパイプクランプの向きを合わせるために戻り止めおよび切込みの配置を使用するパイプ端部の１つの構成を示す側面図である。 隣接するパイプ上の切込みへの、図１２からのパイプ戻り止めの突出を示す一対のパイプ端部の端面図である。 他方のパイプ端部の角度の向きを制限することなくパイプ端部の一方に対してパイプクランプの向きを合わせることができるようにボタンのみを含む、図１２と同様の側面図である。 パイプクランプと嵌め合って、それによってパイプ端部における戻り止めおよび切込みを使用することなく構成要素の相対的な向きを設定する２つのボタンが使用されるさらに別のパイプ端部の構成の側面図である。 この発明の第３の実施例に従って構築されたバンドクランプの斜視図である。 図１６のバンドクランプの分解斜視図である。 この発明の第４の実施例に従って構築されたパイプ連結器の分解斜視図である。 図１６〜図１８の実施例において使用される連続したリングのガスケットの端面図である。 図１９のガスケットの側面図である。 図１９のガスケットの軸方向の端部の詳細の拡大部分図である。

Claims (14)

1. ２つの管状ボディを接続するためのパイプクランプであって、
   第１の端部から第２の端部まで周方向に連続的に延在し、一対の軸方向の端部を有するバンドを備え、前記バンドは、前記軸方向の端部の内側に位置し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に少なくとも途中まで連続的に延在する径方向に突出するリブを含み、前記パイプクランプはさらに、
   前記バンドに接続されて、前記第１および第２の端部を互いの方に引寄せて前記バンドを締めるためおよび互いから引離して前記バンドを緩めるための締め機構と、
   前記バンド内に配置され、少なくとも前記リブ内に位置する分割されたスリーブとを備え、締め付けられたときに前記バンドは前記リブの径方向に内向きの表面と前記スリーブの外側の表面との間の直接の接触を介して前記スリーブを押圧し、前記分割されたスリーブは第１の嵌め合い端部から第２の嵌め合い端部まで周方向に延在し、前記分割されたスリーブは１対の側壁間で軸方向に延在する中心リブを含み、前記側壁の各々は前記中心リブから径方向に内向きに延在し、前記パイプクランプはさらに、
   少なくとも部分的に前記リブ内に位置するように前記スリーブ内に径方向に配置されるガスケットを備える、パイプクランプ。
2. 前記バンドの前記第１および第２の端部は、他方のフランジのアパーチャと位置合わせされる一対のアパーチャを各々が有する径方向に延在するフランジを備え、前記留め機構は単一のナットおよびボルト留め具と裏当て板とを含み、前記ボルトは、ボルトにナットを締めることによって裏当て板を介してフランジがともに引寄せられるように２つのフランジの位置合わせされた一対のアパーチャを通って、裏当て板を通って、対応するナットに延在する、請求項１に記載のパイプクランプ。
3. 前記留め機構はさらに、前記フランジの間に位置する反作用部材を含む、請求項２に記載のパイプクランプ。
4. 前記ボルトは頭部とシャンクとを含み、前記ボルト頭部および前記裏当て板は、前記２つのフランジの各々の全体にわたって前記締め機構からの力を分散させるのに十分な軸方向の距離だけ延在する、請求項２に記載のパイプクランプ。
5. 前記バンドの前記第１および第２の端部は前記バンドの一体型の端部部分から形成された径方向に延在するフランジを備え、前記端部部分の各々は折り返されて前記フランジに内側脚部および外側脚部をもたらす、請求項１に記載のパイプクランプ。
6. 前記スリーブは、前記締め機構が十分に締められるときに第１および第２の嵌め合い端部がほぼ係合するが実質的には互いに触れないように周方向の分離部を有する前記嵌め合い端部を含む、請求項１に記載のパイプクランプ。
7. 前記ガスケットは、前記締め機構が十分に締められるときに第１および第２の嵌め合い端部がかろうじて係合するが実質的には互いに重ならないように周方向の分離部を有する前記嵌め合い端部を含む、請求項６に記載のパイプクランプ。
8. 前記リブ、前記スリーブおよび前記ガスケットの各々の軸方向の幅は、概して同一である、請求項１に記載のパイプクランプ。
9. 前記バンドの前記第１および第２の端部は、他方のフランジのアパーチャと位置合わせされる一対のアパーチャを各々が有する径方向に延在するフランジを備え、前記留め機構は一対のナットおよびボルト留め具と裏当て板とを含み、前記ボルトは各々が、ボルトにナットを締めることによって裏当て板を介してフランジがともに引寄せられるように２つのフランジの位置合わせされた一対のアパーチャを通って、裏当て板を通って、対応するナットに延在し、前記裏当て板は、バンドの突出するリブが少なくとも部分的に前記切込み内に位置する状態で切込みをつけられる、請求項１に記載のパイプクランプ。
10. 前記留め機構はさらに、前記フランジの間に位置する反作用部材を含み、前記反作用部材は、分割されたスリーブが少なくとも部分的に前記反作用部材の切込み内に位置する状態で切込みをつけられる、請求項９に記載のパイプクランプ。
11. 前記バンドの前記第１および第２の端部は前記バンドの一体型の端部部分から形成された径方向に延在するフランジを備え、前記端部部分の各々は折り返されて前記フランジに内側脚部および外側脚部をもたらし、前記バンドの前記突出するリブは各フランジの前記内側脚部および前記外側脚部の少なくとも下方部分に延在する、請求項１に記載のパイプクランプ。
12. 前記ガスケットは黒鉛材料からなる連続したリングを備える、請求項１に記載のパイプクランプ。
13. 前記ガスケットの密度は１１２１〜２０８２ｋｇ／ｍ^３の範囲である、請求項１２に記載のパイプクランプ。
14. 前記一対の側壁の各々は前記分割されたスリーブの軸方向セグメントで終端し、前記軸方向セグメントの各々から径方向の外向きに突出するリムが延在しており、前記側壁の各々、前記軸方向セグメントの各々、および前記リムの各々が全体でチャネルを規定し、このチャネルは前記分割されたスリーブが前記バンド内へ挿入されたときに前記バンドの軸方向の延長部を保持するように用いられることを特徴とする請求項１に記載のパイプクランプ。

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