JPS5918562B2 - Ｕボルト式締付具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １５本発明は、人れ子式の管継手等の締付固定に使用さ
れるＵボルト式締付具に関するものである。

この装置は、内燃機関により駆動される自動車の排気装
置にしばしぱ使用される。先行技術によるこの様な締付
具のほとんどは、２０その先端部がねじを切られた一対
の平行な脚部を一体につないでいる半円形の湾曲部を有
するＵボルトと、前記ボルトの脚部を摺動可能に収容す
る一対の管状部が、その中央のウェブによりつながれて
一体となつた薄鋼板製のくら部（サドル部）２５との組
合せから成つている。

脚部の先端部にはナットがはめ込まれ、くら部の管状部
に対して締め付けられ、Ｕボルトの湾曲部とくら部のカ
ーブした縁部との間に挿入された排気管継手等の入れ子
式の管継手部を締め付ける。３０近年になつて、大気汚
染防止による自動車等の排出ガス規制によつて、排気装
置の気密性やその機械的固定性に対する要求が強まりつ
つあり、更に強じんで有効な締付具の開発が望まれてい
る。

現在、多くの自動車の排気装置に幅広く使われ３５てい
るＵボルト式締付具は、特許第９７９０７３号に記載さ
れているものであり、それと同様な効果を有するやや耐
久性の少ない締付具は１９７７年５月１２日出願のヘツ
ケソーンの米国出願第７９６２１７号に示されている。
上記の締付具の径は、一般に１．５インチないし６．０
インチである。最近、自動車業界において、排気ガス再
循環装置や排気ガス再燃焼装置に使われる非常に小さな
ステンレス鋼管の気密連結について開発が望まれている
。ヘツケソーンの特許第９７９０７３号に開示されたＵ
ボルト式締付具は、締め付けられる管よりその径が大き
いことが必要である。

この締付具を十分締め付けて気密性を保つために管にく
い込ませると、管はその丸みを失ない、いくらかゆがみ
を生ずる。管継手部の径が普通の１．５インチないし６
．０インチの範囲内であれば、このゆがみはほとんど問
題はないが、管継手部の径が、例えば７／８インチの様
な非常に細いものでは、こうしたゆがみは管内ガスの流
れやその漏れの点で、悪い影響を生じさせる。ヘツケソ
ーンの米国特許第４．１４７．３８４号及び本発明のＵ
ボルト締付具においては、管継手部に締め付けられたと
き、締付具の内径は管継手部の外周管の外径より小さい
。

そして、管継手部の全周にわたり均一のくい込みができ
るため、締付部における管のゆがみがなく、気密性と固
定性を確保することができる。更に、締付具のくら部は
米国特許出願第７９６．２１７号に記載されたものと同
様に、ウエブのひねりを防止し、くら部に強度と安定性
を与えるために、うまく補強されている。本発明の締付
具の改良点は、その製造工程において、従来より経済的
であり、無理なナツトの締付により、管に過度のくい込
みを生じさせない工夫がなされていることにある。

更に米国特許第４．１４７．３８４号の締付具と同じく
ら部に組合せられる本発明の新しいＵボルト部は、高炭
素の鋼でできている。本発明の目的は、人れ子式の管継
手を気密に固定連結するＵボルト式締付具を提供するこ
とであり、その特徴は締付具を管継手部に締め付けた最
終状態において、締付具の内径が、管継手部の外管の外
径より小さいことを特徴とする。

更に他の目的は、管継手の全周にわたつて均一なくい込
みを生じさせ、管継手を気密に締め付け固定させるＵボ
ルト式締付具を提供することにある。

更に本発明の目的は、比較的肉厚の管の入れ子式連結部
を均一に締め付けるＵボルト式締付具を提供することに
あり、該締付具は、必要ならば、従来の手工具で取り付
けることができる。

更に、本発明の目的は、薄鋼板と鋼線材から大量かつ経
済的に製造できるＵボルト式締付具を提供することであ
り、該締付具は使用上扱いやすくかつ安全であり、その
用途は自動車の排気ガス再循環装置の管及び排気ガス再
燃焼装置の空気噴射管を締付固定するために使われるも
のである。

更に、本発明の目的は圧印加工（ＣＯｉｎｉｎｇＯｐｅ
ｒａｔｉＯｎ）が必要なく、かつ、締付時に管壁を変形
させるテーパ部を有するＵボルト部を提供することにあ
る。次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

本発明のＵボルト式締付具は、４つの構成部品からなる
。

即ち、新規な形状のＵボルト１０と、くら部１１と、切
れ目のない座金を有する２個の止めナツト１２からなる
。止めナツトは、Ｕボルト１０の湾曲部１６から互いに
平行に伸びた脚部１４，１５の先端部にねじ込まれる。
くら部１１は両脚部に挿入されて、Ｕボルトの湾曲部と
止めナツトの間で、両脚部１４，１５に沿つて摺動可能
である。

くら部が止めナツト１２の締付力によつて脚部１４，１
５に沿つてＵボルトの湾曲部の方へ動くと、第１図と第
１０図で図示される内管２０と外管２１により構成され
る入れ子式管継手部は、くら部とＵボルトの湾曲部によ
つて締め付けられる。Ｕボルト１０の湾曲部は特別に設
計されており、第１図から第７図で、見れば明らかな様
に、米国特許第４．１４７３８４号のものとは異なる。

本発明の締付具のＵボルトは、管継手部の半径と、同じ
か、又はそれよりやや小さい半径を有する湾曲部が得ら
れる様に圧延成形される。ここで重要なことは、その湾
曲部のうち特にその内周面は、完全な円周部を形成し、
平滑でなければならない。更に、湾曲部２２の両端部と
、脚部１４，１５の下端部の間には、少し外側に広がつ
たテーパ部２３，２４があり、そのテーパ角度は極めて
微少なものであり、締付具の大きさによつて計算されな
ければならない。本発明の締付具の実施例においては、
その最終締付時における締付具の内径は１９ｗｒ！ｎで
あり、この場合、約２１ｒｍの径の継手部なら、締付前
の状態で自由に動くであろう。

本発明の締付具のＵボルトは、Ｃ−１０３９鋼材あるい
は他の高張力鋼でできており、本実施例では、両脚部の
中心間距離は２７．１珊であり、湾曲部２２の半径＆±
９．５種である。また鋼材の径は５．２５ｒｍである。
第３図において、テーパ部２３，２４はＸで示される部
分であり、締付具のくい込み部分（Ｃａｎｌ一Ｓｅｃｔ
ｉＯｎ）を形成し、その長さは６．３５ｍである。本発
明における新規なＵボルトは、使われる鋼線材の強度を
弱める圧印加工を要しないので、低炭素の成形しやすい
鋼材に限定されないことが、大きな特徴の１つである。
本実施例に使用されたくら部１１は、厚み１５ゲージの
９５０Ｘ鋼からなる。

長方形の薄鋼板を素材として製造される。くら部は、こ
の２枚の鋼板３５，３６を３７の部分でプロジエクシヨ
ン溶接して一体状とする。あるいは別の方法として、ヘ
ツケソーンの特許第９７９０７３号に記載されている様
に、１枚の鋼板を折りたたんで重ね合わせ、一体状とす
ることも可能である。くら部１１は３９で示される半円
よりやや大きく中央を切り取つた部分を有するウエプ３
８と、その両側端にＵボルトの脚部を挿入するための互
いに平行な管状ハウジング４０，４１と、そこから両側
外方へ伸びたフランジ部４２と、くら部を構成する鋼板
３５，３６に、垂直に、ウエブの上端縁から、互いに反
対方向へ伸びた補強フランジ４４からなる。

この補強フランジはくら部を押下げて、管継手部を締め
付ける止めナツトの高トルクの締付力によつてウエプが
ゆがんだり、曲つたりしない様に補強する動きをする。
しかしながらこのフランジは本発明の締付具に必須なも
のということはなく、本実施例において示されているに
すぎない。第５図で最も良くわかる様に、半円状の切り
取り部分３９には、その両端部に、鉛直方向に対し約１
５３の角度で外側にテーパした切りかき部分４５が形成
されているが、実際の角度はそれ程微小ではなく、かな
り広い範囲の角度が考えられる。

更に、テーパは直線状だけでなく湾曲状であつても良％
−）これは管継手をはめ込むのに必要な余裕と、締付前
において管継手部に対してうまくすべり込んで均一な密
着性を得る働きをする。第２図において各鋼板３５，３
６からなるウエプの半円状の切り取り部分の両端部には
テーパ状の開口部（ＳｌＯｔ）４６があり、前記のテー
パ角度１５切りかき部分に隣接している。この開口部に
はＵボルトのテーパ部２３，２４が挿入され、止めナツ
トにより締め付けられるにつれて、該テーパ部２３，２
４が開口部４６にくい込む。ちなみにこの開口部は第７
図においても図示されている。ウエブの半円状切り取り
部３９の内周端面は、くら部が管継手部を固定する際、
するどいくい込みを生じさせるために４７（第１０図）
で示す様にテーパ状あるいは先尖状になつている。この
くい込みによつて生じた管継手部の溝は、第１０図にお
いてＢで示され、前記のテーパ部２３，２４及びこの先
尖部４７によつて溝は管継手部の全周にわたつて均一に
形成される。この溝は米国特許第４．１４７．３８４号
のものよりいくらか均一であり、それより溝は深くはな
いが、気密性は同等であるか、それよりも優れている。
第４図から第６図にかけて、この締付具が、入れ子式の
管継手に挿入されて締め付けられて、完全に固定される
までの状態を示している。

第４図においては、止めナツト１２が両脚部１４，１５
の先端部にねじ込まれ、くら部が止めナツトの座金まで
押し上げられた状態が示されている。この状態において
、挿入された管継手部は、締付具の最も幅の広い部分で
自由に動くことができる。止めナツト１２にトルクがか
けられると、Ｕボルトのテーパ部２３，２４が、くら部
の開口部４６の中へはいり込み、管は第５図で示される
様に卵形に変形される。この状態はいわゆる閉じ込めら
れた状態として知られている。テーパ部２３，２４は、
締め付けられるにつれて徐々に管にくい込む。更に止め
ナツト１２にトルクをかけると、第６図で示される様に
、最終的？完全に締め付けられて、固定された状態とな
り、管は前記の卵形から円形にもどり第１０図及び第６
図６点線で示される溝Ｂが形成される。締付具によつて
形成されたこの溝Ｂは完全に均一であり、管の長手方向
に対しても、又円周方向に対する動きに対しても締付具
と管継手を確実に固定し、気密性を完全にする。溶接部
でも、漏れは通常１５ｐｓｉで０．５ｆｔ３／Ｈｒであ
る。溝Ｂの深さは、管の内径により適当に調整でき、あ
る部分における過度の締付も避けることができる。この
様に本発明の締付具は、それ自身より径の大きな管継手
にも適し、かなり高いトルクにも耐えることができるも
のであるので、自動車産業における新しい排気ガス再循
環装置に対する要求を十分満たすものである。

更に、この新しい締付具の構造は、従来技術の多くの問
題を解決し、米国特許第４．１４７．３８４号の締付具
より価格的にも安く製造することができ、従来のものよ
り材料も少なくて済むという様に、多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、点線で示された排気管継手に本発明のＵボル
ト締付具が締め付けられて固定された状態の斜視図、第
２図はＵボルト締付具をその構成部品に分解した斜視図
、第３図はＵボルト部の平面図、第４図は締付具に管を
挿入した状態を示す正面図、第５図は締付具の止めナツ
トをややねじ込んで管を閉じ込めた状態を示す正面図、
第６図は締付具の最終締付状態を示す正面図、第７図は
第４図の管をとり除いた状態における７ー７線断面図、
第８図は第４図の管をとり除いた状態における８−８線
横断面図、第９図は第４図の管をとり除いた状態におけ
る９−９線横断面図、第１０図は管継手に、締付具が締
め付け、固定された状態における縦断面図を示す。 １０・・・Ｕボルト部、１２・・・止めナツト、１４，
１５・・・脚部、１６・・・湾曲部、２０，２１・・・
管、２２・・・湾曲部内周面、２３，２４・・・テーパ
状くい込み部、３５，３６・・・薄鋼板、３７・・・溶
接部、３８・・・ウエブ、３９・・弧状切り取り部、４
０，４１・・・管状ハウジング、４５・・・テーパ状削
取部、４６・・・テーパ状開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入れ子式の金属管継手を互いに気密に締め付け、固
   定するＵボルト式締付具であつて、該締付具はＵボルト
   部と、該Ｕボルトの脚部を収容する平行な管状ハウジン
   グを有するくら部からなり、該くら部は２枚のほぼ同じ
   薄鋼板を互いに重ね合わせ溶接されたウェブを形成し、
   前記両管状ハウジング間に半円形に近い弧状の切り取り
   部を有し、該切り取り部の両端部は外側へややテーパ状
   に削り取られて、前記薄鋼板がテーパ状に開いた開口部
   を有し、前記切り取り部の内周端面は比較的鋭いエッヂ
   であり、前記Ｕボルト部は、前記くら部の弧状切り取り
   部と同じ半径の弧状湾曲部と、該湾曲部の両端からやや
   外側へ開いて少し伸びたくい込み部分と、該くい込み部
   分から平行に伸びた両脚部を有し、該脚部には止めナッ
   トがねじ込まれる様になつており、前記締付具が管に完
   全に締め付けられて固定されたとき、締付具の内径より
   大きい外径をもつ入れ子式管継手は、前記くら部の切り
   取り部の端部のテーパ状開口部にはまり込み、前記くら
   部の切り取り部の鋭い内周面と、前記Ｕボルトの湾曲部
   の内周面が共に管継手に作用し、管壁に均一な、全周に
   わたるくい込み溝を形成させることを特徴とするＵボル
   ト式締付具。 ２ 締付具のＵボルト部が高張力鋼線材から製造される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の締付具。 ３ 締付具のＵボルト部の弧状湾曲部の半径が、締め付
   けられた管の半径より小さいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の締付具。