JPH0132397B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 一方の端部の内側に１本の管を受入れ、他方
の端部の内側にもう１本の管を受入れるようにさ
れたスリーブを備え、前記スリーブが前記管の外
周面に密着して伸びるように、前記スリーブを変
形させる力を付与する手段をさらに備えた管継手
であつて、 前記スリーブは、 前記管の外周面に沿つて延びる丸味を帯びた部
分と、 前記丸味を帯びた部分の長さ方向両端部に連続
し、かつ前記管の外周面から管の径方向に離れる
ように延び、前記管の外周面から離れた位置では
互いに外周方向に所定の間隔を保つことによつて
前記管の外周面を底面とする溝を形成する１対の
側壁とを有し、 前記１対の側壁の各々の径方向外端部が分離す
ることによつて前記管の外側で開いた部分を形成
し、 前記力を付与する手段は、 前記１対の側壁の間に配置され、この両側壁間
を所定の間隔に保つための間隔部材と、 前記間隔部材を間に挾むようにして延びている
前記１対の側壁を外側から挾むように配置される
１対のバーと、 前記１対の側壁と前記間隔部材と前記１対のバ
ーとを通つて延びる少なくとも１本のボルトと、
このボルトに螺合するナツトとを含み、 前記間隔部材は、前記１対の側壁のそれぞれに
対面する１対の表面部を有し、その表面部の少な
くとも一方が凹状に形成されており、 前記１対のバーのうち、前記スリーブの側壁を
介して前記間隔部材の凹状表面部に向き合う少な
くとも一方のバーは、前記凹状表面部に嵌まるよ
うな凸状表面部を有しており、 前記各側壁の径方向外端部は、前記バーと前記
間隔部材との間に挾まれる領域よりも径方向外方
に延びており、 前記各側壁の径方向外端部には、前記バーと前
記間隔部材に対してそれらの外側から当接する保
持部材が設けられており、 前記保持部材は、前記ボルトを締めることによ
つてこの保持部材に対して前記バーと前記間隔部
材との間に引込む力が働いたとき、前記バーと前
記間隔部材とに外側から当接した状態のままで、
前記バーと前記間隔部材との間に引込まれるのを
阻止し得るだけの大きさと強度とを有している、
開いたスリーブの管継手。

２ 前記間隔部材は、１対の凹状表面部を有す
る、請求の範囲第１項に記載の開いたスリーブの
管継手。

３ 前記側壁が丸味を帯びた部分よりも大きな厚
みを有する、請求の範囲第１項に記載の開いたス
リーブの管継手。

４ 前記スリーブが、シート材料から形成され、
前記丸味を帯びた部分はシート材料の単層からな
り、かつ前記側壁の各々はシート材料の二重層か
らなる、請求の範囲第１項に記載の開いたスリー
ブの管継手。

５ 前記スリーブが、単層のシート材料を含み、
各々の前記側壁は折返されてシート材料の二重層
となつている、請求の範囲第１項に記載の開いた
スリーブの管継手。

６ 前記保持部材は、前記側壁が折曲げられたそ
の内側に配置されているロツドを備える、請求の
範囲第１項に記載の開いたスリーブの管継手。

７ 前記ボルトを挿入するのに先立つて、前記側
壁を離隔した関係に保持するために、一方の側壁
中のロツドが他方の側壁中のロツドに接続されて
いる、請求の範囲第６項に記載の開いたスリーブ
の管継手。

８ 各側壁の二重層は、前記側壁と前記丸味を帯
びた部分との接合部に沿つて溶接されている、請
求の範囲第５項に記載の開いたスリーブの管継
手。

９ 前記間隔部材の凹状表面がほぼ円弧状であ
り、かつ前記バーの凸状表面がほぼ円弧状であ
る、請求の範囲第１項に記載の開いたスリーブの
管継手。

技術分野 この発明は、管継手に関し、より特定的にはス
リーブが伸ばされる形式の管継手に関するもので
ある。この発明の管継手は、アメリカ合衆国特許
第3905623号およびアメリカ合衆国特許第4056273
号に開示され、かつ請求されている本願発明者の
管継手を改良したものである。

管継手に関しては、多くの応用がなされている
が、そこでは、実質的に液状気密シールで２本の
管を強固な機械的接続により継ぐことが望まれて
いる。このような継手の重要な用途としては、車
の排気系における２本の管の結合が挙げられる。
このような用途においては、取付と取外しを容易
にすることがコストと同様にもつとも重要であ
る。車の排気系においては、比較的に高温度およ
び高度の機械的負荷が生じるので、継手は、長期
間、役立たせる上で必要な強度を有する必要があ
る。そのために、継手は、たとえば、適当な等級
の鋼のような金属から作られなければならない。
ある用途、ダンプカーの排気系のような用途にお
いては、継手は比較的大きな径の管を接続しなけ
ればならない。ある場合には、管は入れ子関係に
接続され、他の場合には突合わせ継ぎにより接続
される。他方の管が剛性の管の形態をとつている
のに対し、一方の管が柔軟な金属管の形態をして
いることもある。このような継手の他の用途とし
ては、金属またはプラスチツクからなる比較的小
さな水道管と、プラスチツクあるいは粘土材料か
らなる比較的大きな排水管や下水管が挙げられ
る。なお、他の用途としては、足場などに見られ
るよように構造材としての管の接続が挙げられ
る。

背景技術 本願発明者が有するアメリカ合衆国特許第
3905623号においては、管の間での機械的接続に
液状シールを与えるために、広幅のスリーブが隣
接する管の端部を覆うように伸ばされている管継
手が開示されている。この特許では、管継手は、
丸味を帯びた部分と溝を形成する部分とを有する
スリーブを含み、力を付与する手段が溝を形成す
る部分に接続されることによつてスリーブが伸ば
され、管を継ぐようにされている。これに似たも
のとして、特に重ね継ぎのために適用される管継
手は、本願発明者が有するアメリカ合衆国特許第
4056273号に示されている。前述の本願発明者が
有する特許のそれぞれの管継手は、閉じたスリー
ブを利用している。そのため、その閉じたスリー
ブに管の端部の一方を通すことによつてその管継
手を管に取付けなければならない。

ヒームストラ他が有するアメリカ合衆国特許第
3944265号は、その各端部に補強板が設けられて
いるシート状金属バンドを含む管継手を開示して
いる。その管継手によれば、ボルトが補強板を貫
通した状態で補強板が引張られ、かつ管の端部の
外周面上にその金属バンドが伸ばされている。こ
の管継手が取付けられる前には、シート状金属バ
ンドは平坦なストリツプまたはシートの形状をし
ており、かつ管の端部のまわりに巻付けられねば
ならない。この特許の管継手によれば、補強板の
近くにおいて高度の応力集中が生じるため、金属
バンドにおける応力分布が非常に不均一になると
いう欠点がある。

この発明の主たる目的は、既に共に突合わせら
れ、または入れ子状態にされている２つの管に容
易に取付けられる管継手を提供することである。

発明の概要 この発明によれば、一方の端部の内側に１本の
管を受入れ、他方の端部の内側にもう１本の管を
受入れるようにされたスリーブを備え、このスリ
ーブが管の外周面に密着して伸びるように、スリ
ーブを変形させる力を付与する手段をさらに備え
た管継手が提供される。このスリーブは、管の外
周面に沿つて延びる丸味を帯びた部分と、この丸
味を帯びた部分の長さ方向両端部に連続し、かつ
管の外周面から管の径方向に離れるように延び、
管の外周面から離れた位置では互いに外周方向に
所定の間隔を保つことによつて管の外周面を底面
とする溝を形成する１対の側壁とを有する。この
１対の側壁の各々の径方向外端部が分離すること
によつて管の外側で開いた部分を形成している。
力を付与する手段は、１対の側壁の間に配置さ
れ、この両側壁間を所定の間隔に保つための間隔
部材と、この間隔部材を間に挾むようにして延び
ている１対の側壁を外側から挾むように配置され
る１対のバーと、１対の側壁と間隔部材と１対の
バーとを通つて延びる少なくとも１本のボルト
と、このボルトに螺合するナツトとを含む。間隔
部材は、１対の側壁のそれぞれに対面する１対の
表面部を有し、その表面部の少なくとも一方が凹
状に形成されている。１対のバーのうち、スリー
ブの側壁を介して間隔部材の凹状表面部に向き合
う少なくとも一方のバーは、その凹状表面部に嵌
まるような凸状表面部を有している。各側壁の径
方向外端部は、バーと間隔部材との間に挾まれる
領域よりも径方向外方に延びている。各側壁の径
方向外端部には、バーと間隔部材に対してそれら
の外側から当接する保持部材が設けられている。
この保持部材は、ボルトを締めることによつて保
持部材に対してバーと間隔部材との間に引込む力
が働いたとき、バーと間隔部材とに外側から当接
した状態のままで、バーと間隔部材との間に引込
まれるのを阻止し得るだけの大きさと強度とを有
している。

図面を参照して行なう以下の詳細な説明から、
この発明はより一層完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従つた管継手を示す斜視図
である。

第２図は重ね継ぎに用いた場合のこの発明に従
つた管継手の部分切欠正面図である。

第３図はこの発明に従つた管継手の構造の詳細
を示す断面図である。

第４図は突合わせ継ぎに用いた場合のこの発明
に従つた管継手の部分切欠正面図である。

第５図はこの発明に従つた管継手の一部分の変
形例を示す斜視図である。

発明の実施例 図面を参照すると、この発明の例示的な実施例
が示されている。この管継手は開いたスリーブを
備えている。この開いたスリーブは、管継手が取
付けられる際に高度の引張応力を支えるように適
合されている。特に、この発明は、管継手が鋼で
構成される車の排気系に特に適用される実施例を
参照して述べられる。この発明は、広く様々な用
途に有用であることが理解されるであろう。

さて、第１図および第２図を参照すると、管継
手は入れ子関係にある１対の管を受入れるように
されている間隔部材またはスリーブ１０を備え
る。そのため、双方の管の端部の外周面に伸ばさ
れたスリーブによつて重ね継ぎが形成される。第
１の管１２は剛性の導管状になつていて、フレキ
シブルメタル管よりなる第２の管１４と入れ子関
係で継がれている。管１２および１４は円形また
は丸い（たとえば、やや楕円のような）横断面を
有し、かつ、たとえば、冷間圧延材料またはステ
ンレススチール等の適当な材料で構成されてい
る。継手のスリーブ１０は延性材料、好ましくは
選択された等級のシート状鋼から構成される。破
壊せずに比較的高度の伸びに耐える材料を使用す
ることが望ましい。たとえば、アルミニウム鋼
は、スリーブに要求される伸びが比較的小さい用
途では十分満足し得る材料である。他の用途にお
いて、スリーブに大きな伸びが要求される場合に
は、ステンレススチールが使用される。インラン
ドスチール社から入手可能な「アルマーTi」と
して知られている鋼は、アルミニウム鋼とステン
レススチールとの中間の伸び特性を示し、かつ多
くの用途に適する。

スリーブ１０は、ほとんどの部分でその横断面
が環状または丸味を帯びた形を有している。スリ
ーブ１０は丸味を帯びた部分１６と、この丸味を
帯びた部分の長さ方向両端部に連続し、かつ管の
外周面から管の径方向に離れるように延びた１対
の側壁２０，２２とを備える。１対の側壁は、管
の外周面から離れた位置では、互いに外周方向に
所定の間隔を保つことによつて、管の外周面を底
面とする溝を形成する部分１８を有する。側壁２
０は支持または保持部材２４において、その端部
を形成する。側壁２２は支持または保持部材２６
において、その端部を形成する。側壁２０，２２
は、好ましくはスリーブのシート状金属の二重層
として形成される。側壁２０の二重層は、内層２
８と外層３０とから構成される。内層２８はスリ
ーブの丸味を帯びた部分の延長部材からなる。外
層３０はスリーブのシート状金属を輪または湾曲
部３２の周囲に戻し曲げることにより形成され
る。湾曲部３２は、好ましくは横断面において円
形であり、かつ円筒状のロツド３４を受入れる円
筒状の通路を形成する。このように保持部材２４
は湾曲部３２とロツド３４とからなり、かつ、そ
の厚みが側壁２０よりも大きい。側壁２２は側壁
２０と同じ構造をし、かつ、内層３６と外層３８
と湾曲部４０とロツド４２とを備える。側壁２０
と２２との外端部は互いに分離していることがわ
かる。外層３０は、溶接物２９により内層２８に
固着される。たとえば、外層３０は、丸味を帯び
た部分１６と側壁２０との接合部分のラインに沿
つて、側壁の全長にわたる複数のスポツト溶接に
より内層２８に固着される。同様に、外層３８は
丸味を帯びた部分１６と側壁２２との接合部分の
ラインに沿つて、溶接物３７により内層３６に固
着される。

スリーブ１０を管１２と管１４の外周面に密着
して伸ばすために、力を付与する手段が、溝を形
成する部分１８に接続されている。力を付与する
手段は、間隔部材４４を含む。この間隔部材４４
は、溝を形成する部分１８の中に配置され、かつ
管１２と管１４の外周面上に配置されるように適
合されている。間隔部材４４は、管１２と管１４
の外周面に適合する弧状形状の内表面４６を有す
る。継手の液状シールを高めたいならば、間隔部
材の内表面４６がシーリング材でコーテイングさ
れればよい。間隔部材４４には、１対の相対する
凹面４８と５０が設けられる。また、間隔部材に
は湾曲部３２と４０とほぼ同等の半径を有する１
対の相対する凹面５２と５４も設けられる。

力を付与する手段は１対のスペーサまたはバー
５６，５８をも備える。バー５６は、間隔部材４
４の凹面４８に相対している側壁２０の外側に位
置する凸面６０を有する。同様に、バー５８は、
間隔部材４４の凹面５０に相対する側壁２２の外
側に配されている凸面６２を有する。バーの凸面
６０と６２は、好ましくは横断面において凹面４
８と５０の半径よりも、側壁２０と２２の厚みに
ほぼ等しい分だけ小さい半径の円弧状の形状を有
する。力を付与する手段は、バー５６，５８と側
壁２０，２２と間隔部材４４とを貫通する１組の
ボルト６４，６６をも含む。ボルト６４，６６に
はそれぞれナツト６８，７０が設けられる。

第２図に示された管継手にはスリーブが設けら
れている。そのスリーブにおいては、丸味を帯び
ている部分１６がバンドの一方の端部７２と他方
の端部７４とを含んでいる。この一方の端部７２
と他方の端部７４とは、管の外周面上に延びてい
る狭い肩部７６において相互に結合されている。
このスリーブ１０の構造は、スリーブが引き伸ば
されて双方の管の外周面に密着して伸びることに
よつて、重ね継ぎにおいて管１２と管１４の異な
る径に適合するようにされている。スリーブ１０
は、丸味を帯びた部分が、異なる直径の端部バン
ド７２および７４を備えるように、予め成形され
てもよい。

第４図は突合わせ継ぎに用いた場合のこの発明
に従つた管継手を示す。管継手は、接触関係にあ
る１対の管８０と８２とを受入れるスリーブ１
０′を備える。スリーブ１０′は溝を形成する部分
１８と丸味を帯びた部分１６′とを備える。溝を
形成する部分は第１図で示されているのと同じ構
造を有する。スリーブの丸味を帯びた部分１６
は、管８０と８２とに等しい径に調節されている
均一な径の円筒である。

上述のように、重ね継ぎに用いられる第２図の
管継手と突合わせ継ぎに用いられる第４図の管継
手とは共に、第１図に示したように溝を形成する
部分と力を付与する手段とを備える。第１図は管
に取付けられている状態の管継手、すなわち、ボ
ルトが締められ、かつスリーブ１０が管の外周面
に密着して伸ばされている状態を示す。第３図
は、バー５６と５８の間で間隔部材４４に対して
クランプされる前のスリーブ１０の溝を形成する
部分を示す。間隔部材４４が側壁２０と２２の間
に位置しているとき、ボルト６４と６６は、バー
と側壁と間隔部材とを貫通し、それらにナツトが
付与される。これは、ボルトを締めて管の外周面
上にスリーブを伸ばすための管継手の準備状態を
示している。

第５図は保持部材２４と２６を構成するロツド
の変形例を示す。この変形例においては、ロツド
３４′と４２′はＵ字状のクリツプを形成するため
の剛性リンク８６により、共に接続されている。
ロツド３４′と４２′は湾曲部３２と４０とに挿入
される。また、このロツド３４′と４２′は、力を
付与する手段を構成する間隔部材とバーとボルト
とを組立てる間に、側壁２０と２２を離隔した位
置に保持するためにも供される。第５図に示され
ているように、１対の保持クリツプが側壁の各端
部に挿入されるのに用いられてもよい。

管継手が管に取付けられる前には、部品、すな
わち、主にスリーブと力を付与する手段は組立て
られていないか、あるいは緩い状態で組まれてい
る。或る取付においては、管はスリーブ内にその
軸方向に挿入される。他の取付では、ボルトとバ
ーと間隔部材を取外して、スリーブが、接合され
るべき２本の管に被さるように、開いているスリ
ーブに２本の管を通す必要があるだろう。この目
的のために、溝を形成する側壁は管の径に適合す
るように、十分に跳ね開かせられてもよい。スリ
ーブが管に対して位置決めされ、継手が組立てら
れた後、管の外周面上にスリーブを伸ばすために
ボルトが締められる。ボルトが締められるにつれ
て、側壁２０と２２は、間隔部材４４に係合して
いるバー５６と５８が引き寄せられることによつ
て、互いに内側に引張られる。これにより保持部
材２４と２６とがバー５６，５８と間隔部材４４
とに係合するように引張られる。特に、保持部材
２４はバー５６の上面と間隔部材４４上の凹面５
２に位置決めされるか、または固着されている。
保持部材２６はバー５８の上面と間隔部材４４の
凹面５４に位置決めされるか、または固着されて
いる。保持部材２４と２６とがバー５６と５８お
よび間隔部材４４とに対して位置決めされるとと
もに、応力がかからない状態にあるスリーブは管
に適合した大きさを持つようになるので、管と、
間隔部材４４の凹面４８と５０とを密に係合させ
るためにスリーブを引き伸ばさなければならな
い。間隔部材の凹面４８と５０とは、急に変化す
ることなく、管の外周面に連続するような表面形
状を形成することがわかる。したがつて、側壁２
０と２２での引張力は、大きな応力を集中させる
ことなく、スリーブの丸味を帯びた部分１６に伝
達される。上述の位置に固定されている保持部材
２４と２６と共に、バー５６と５８によつて付与
された力は側壁２０と２２における引張応力を増
大させる。また、上述のように、側壁は二重の厚
みからなり、スリーブの一重の厚みの丸味を帯び
た部分よりも引張に強い。丸味を帯びた部分と側
壁との接合点に溶接物２９と３７を配置すること
によつて溶接部にかかる負荷を最小にしている。
ロツド３４と４２を覆う側壁層の折曲げ構造は、
側壁層の密着性を高め、摩擦によつて作り出され
る剪断力を引き起こし、かつ溶接部にかかる荷重
を減少させることができる。さらに、二重層側壁
は２倍の厚みを有する１つの側壁として一体的に
働く。このことは、外力が付与されている領域に
おいてスリーブに増大した強度を与える。したが
つて、非常に大きな張力が側壁にかかり、スリー
ブの丸味を帯びた部分に伝達され、それによつて
管の外周面に密着してスリーブが伸ばされる。す
なわち、側壁２０，２２における大きな張力は過
度に引張応力がかかることなく、かつ側壁が伸び
ることなく、所望の伸びをもたらす引張応力をス
リーブの丸味を帯びた部分１６において生じさせ
るのに十分であろう。このことは、スリーブの丸
味を帯びた部分のすべての部分が管に密着して引
張られるように、スリーブの丸味を帯びた部分に
応力が分布された状態を与えている。

この発明の記述は特別の具体例に関して述べら
れてきたが、限定的な意味と解すべきではない。
この分野の当業者にとつては、多くのバリエーシ
ヨンや変形が考えられる。

発明の効果 以上説明したようにこの発明によれば、径方向
外端部で分離して管の外端で開いた部分を形成す
る１対の側壁を備えているので、取付時に管の径
に合うように１対の側壁を拡げることができる。
そうすることによつて、既に共に突合わせて隣接
している２本の管にスリーブが被さるようにし
て、スリーブを２本の管の外周面に取付けること
ができる。そのため、管継手の取付を容易に行な
うことができる。

また、各側壁の径方向外端部には、バーと間隔
部材に対してそれらの外側から当接する保持部材
が設けられている。保持部材は、ボルトを締める
ことによつて保持部材に対してバーと間隔部材の
間に引込む力が働いたとき、バーと間隔部材とに
外側から当接した状態のままで、バーと間隔部材
との間に引込まれるのを阻止し得るだけの大きさ
と強度を有している。そのため、ボルトを締める
ことによつて管継手を取付固着した状態において
も、１対の側壁は径方向外端部に設けられている
保持部材によつて相互に分離されている。その１
対の側壁の間隔を大きくしたり小さくしたりし
て、それに応じた幅を有する間隔部材をその間に
挾むことによつて溝を形成する部分と丸味を帯び
た部分との接続点の間隔を変えることができる。
そのため、同一スリーブにおいて丸味を帯びた部
分が包囲し得る管の径の大きさを変えることとが
できる。したがつて、この発明の管継手は同一ス
リーブを用い、その周長に応じて異なつた管の径
に対して用いることができる。このように、この
管継手は管のサイズに対して互換性を有する。

さらに、保持部材はバーと間隔部材との間に引
込まれるのを阻止し得るだけの大きさと強度とを
有しているので、その側壁の径方向外端部が引張
られても移動せず、間隔部材とバーとによつて捕
えられ固着されて位置決めされる。その結果、強
固な締付力を実現することができる。

なお、この発明の管継手のスリーブは半径方向
に突出した部分が開放端を形成しているので、そ
の端部の加工が容易であり、製造コストも低い。