JPWO2005100842A1

JPWO2005100842A1 - 接続用クランプ装置

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Publication number: JPWO2005100842A1
Application number: JP2006512216A
Authority: JP
Inventors: 則雄伊藤; 三樹夫丹羽
Original assignee: 株式会社高木製作所
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2024-04-12
Also published as: DE602004021436D1; WO2005100842A1; EP1736699B1; EP1736699A4; EP1736699A1; US7594304B2; US20070283538A1; JP4738328B2

Abstract

接続用クランプ装置（１）のハウジング（４）は、ストラップバンド（３）のスリット歯部（６）に噛み合うウォーム螺子（５）を回転可能に収容し、ウォーム螺子（５）の回転操作によりストラップバンド（３）を縮径変位させて接続部に巻締める。ストラップバンド（３）のスリット歯部（６）が位置する部分を幅方向に沿って凹凸状に起伏形成し、スリット歯部（６）に対するウォーム螺子（５）の接触面積を増加させ、ストラップバンド（３）に高い締付力が必要とされる場合に対処することができる。

Description

本発明は、ストラップバンドに形成した噛合部にウォーム螺子を噛み合わせ、ストラップバンドを縮径変位させて接続部に巻締める接続用クランプ装置に関する。

この種の接続用クランプ装置には、例えば実公平６−２３８２２号公報（第１文献と称する）、特開昭６１−２４４９０６号公報（第２文献と称する）および特公平７−２６７１１号公報（第３文献と称する）に記載されたものがある。第１文献では、ホースへの傷付き防止を図るため、ウォームスクリュが噛合する傾斜溝の形成部分を径方向に盛上げてホース取付面から離間させている。これにより、バンドとホースとの接触部分での最大面圧を抑えて、バンドがウォームスクリュにより傾斜溝の形成部分でホースに食い込まないようにしている。
第２文献では、ギア溝を外側バンドに打抜きにより形成した場合、溝幅が広くなると、巻締め時にバンドが切れ易くなることを考慮している。すなわち、打抜きに代わって、鍛造加工の一種である圧引加工や押出し加工などのハーフカット加工によりギア溝を打込み形成している。これにより、ウォームギアがギア溝に噛合する部分の断面積を大きくし、バンドが大きな締付力を受けても容易には切れないようにしている。
第３文献では、各種のばね部材を用いて、ストラップに付勢力を加えるバイアス装置として蓄圧構造が設けられている。この構造では、ストラップの締付後に低下する締付力をばね部材により補って、その低下を最小限に止めている。
しかしながら、第１文献のように、傾斜溝の形成部分を径方向に盛上げて変形させると、バンドの周方向の曲げ剛性が増加するため、締付時にバンドに大きな巻締力を加える必要があり、傾斜溝に対するウォームスクリュの摺動圧が大きくなってウォームスクリュや傾斜溝に破損が生じて締付不能となる虞がある。また、第１文献の図面の態様からハウジングは、下端片部を折曲げることによりバンドに固定されていると思われる。このため、締付時にハウジングは、ウォームスクリュを介してバンドの反力を受け、下端片部が径方向に延びるように変形する虞がある。この場合、傾斜溝に対するウォームスクリュの噛み合い代が小さくなり、両者間の摺動圧が上昇して上記と同様な事態が生じる可能性がある。
第２文献の場合、ギア溝に対するウォームギアの噛み合い代は、ウォームギアの山径部・谷径部と鍛造加工された直線状の突起部との係合部である。ギア溝は貫通孔でない分だけ曲げ剛性が増加するが、バンドからウォームギアの受ける反力も同様に増加する。このため、バンドに大きな巻締力を加えた場合、第１文献と同様に、バンドからの大きな反力により、噛合い溝に対するウォームギアの摺動圧が大きくなってギア溝が剪断により破損したり、ウォームギアの山径部が凝着により損耗したりして噛み合い不能に陥る虞がある。
また、第３文献のバイアス装置は、部品点数が多く構造も複雑でコストの上昇が避けられないが、ゴムホースの圧縮分だけバンドの締付力を補う上で有効である。ちなみに、ゴムホースなどの圧縮率は、略２０−３０％となっており、ゴムホースなどに対するストラップの締付力は略１０−３０ｋｇ／ｃｍ^２である。第３文献の歯は、同文献の図２および図１０に記載された態様から圧印による打出し加工で形成されると思われる。このため、歯に対するボルトの噛み合い代は、第２文献と同様となりボルトの摺動圧が大きくなって歯やボルトに破損が生じる虞がある。ハウジングは、一部を切欠く形状から判断すれば、ストラップの内側でかしめ加工するものと思われる。このため、大きな締付力を必要とする場合、ストラップからの大きな反力により、ハウジングが大きな変形力を受けてボルトが径方向に逃げてしまい、歯から外れて締付け不能になる虞がある。このため、いずれの文献に記載されたものも、とりわけバンドに大きな締付力が求められる場合に対応しきれない不都合がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はウォーム螺子と噛合部との接触面積ないしは摺動面積が大きくなり、両者の単位面積当たりの摺動圧が減少してウォーム螺子と噛合部との良好な噛み合い状態を長期にわたって維持でき、接続部に大きな締付力が必要な場合に好適となる接続用クランプ装置を提供することにある。

（１）ウォーム螺子の回転操作により噛合部を介してストラップバンドを縮径変位させる接続用クランプ装置において、ストラップバンドの噛合部が位置する部分を幅方向に沿って凹凸状に起伏形成している。
噛合部を凹凸状に起伏形成させることにより、噛合部に対するウォーム螺子の接触面積ないしは摺動面積が増加する。これと同時に、噛合部では、ウォーム螺子から摺動圧を受ける方向の曲げ剛性が高くなって強度的に向上する。すなわち、曲げ剛性の高い噛合部とウォーム螺子とが大きな摺動面積を介して噛み合う。このため、噛合部に対するウォーム螺子の摺動圧が局部的に集中することなく広く分散されるようになり、単位面積当たりの摺動圧が減少する。この結果、ウォーム螺子を噛合部に強い摺動圧で噛み合わせても、ウォーム螺子や噛合部がへたることなく噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が長期にわたって維持される。
噛合部の曲げ剛性の向上および噛合部とウォーム螺子との大きな接触面積を確保できることから、噛合部がウォーム螺子からの大きな摺動圧に耐えられるようになり、とりわけ、接続部に大きな締付力を必要とする場合に好適となる。しかも、噛合部を凹凸状に起伏形成させるといった簡単な構造で済みコスト的にも有利である。
（２）ストラップバンドは弾性体により形成され、ストラップバンドの噛合部を除く部分に複数の切起片を周方向に間欠形成して接続部に弾接させる。この場合、切起片の先端部をストラップバンドの巻締め方向とは反対向きに指向させて先端部が接続部に食い込まないようにしている。
接続部にゴムホースなどが設けられている場合、ゴムホースなどは弾性余効を有する粘弾性のため、ストラップバンドを接続部に巻締めた後、時間の経過に伴って接続部が締付力による圧縮で弾性回復力を弱め、接続部に対するストラップバンドの締付力が減少することがある。この場合、複数の切起片が接続部に弾接しているので、接続部の圧縮分だけ切起片が弾接力により接続部を押圧し、ストラップバンドの減少した締付力を補うことができる。とりわけ、接続部に対して大きな締付力を必要し、接続部に対する圧縮率が高くなって締付力が実質的に減少する場合、切起片の弾接力によりストラップバンドの締付力を補い得て有利である。
（３）ウォーム螺子は転造により設けられ、ハウジングには、噛合部を囲む囲繞片が鍛造加工により厚みが小さくなるように設けられている。
ウォーム螺子は転造製で曲げ剛性が高く、ハウジングの囲繞片は、鍛造によるしごきを受けて板厚差を有し、曲げ剛性が高くなっている。このため、ハウジングがウォーム螺子から大きな反力を受けても、ハウジングは元の形状のままでウォーム螺子が噛合部から外れる方向の変形が極小となる。この点からも、噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合いを維持することに寄与する。
（４）ハウジングは、平坦に形成した上面部に補強用の凸条部を設けている。このため、ハウジングの曲げ剛性が高くなり、事項（３）と同様な効果が得られる。
（５）噛合部は細長なスリット歯部であるため、打抜きと曲げの組合せなど既存の加工法でコスト的に有利に製作することができる。
（６）ウォーム螺子は、ねじ山のピッチ曲面が回転双曲面として鼓状に形成されて噛合部に対する噛合い数を増加させている。このため、噛合部に対するウォーム螺子の摺動圧が大幅に分散されて単位面積当たりの摺動圧が減少する。これにより、ウォーム螺子を噛合部に強い摺動圧で噛み合わせても、噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が維持され、とりわけ接続部に大きな締付力を必要とする場合に好適である。

図１は、接続用クランプ装置の斜視図である（実施例１）。
図２は、ハウジングの拡大横断面図である。
図３の（イ）はウォーム螺子の側面図、（ロ）はハウジングの拡大縦断面図である。
図４は、一端部が異形のストラップバンドを収容したハウジングの拡大横断面図である。
図５の（イ）は、クランプ締め量（ｍｍ）と締付トルクＴ（Ｎｍ）との関係を示す特性図、（ロ）はクランプ締め量（ｍｍ）と面圧Ｐ（ＭＰａ）との関係を示す特性図である。
図６は、従来の接続用クランプ装置の拡大横断面図である。
図７の（イ）はハウジングの拡大横断面図（実施例２）、（ロ）はハウジングの斜視図である（実施例３）、（ハ）はハウジングの斜視図である（実施例４）。
図８の（イ）はハウジングの斜視図（実施例５）、（ロ）はハウジングの斜視図である（実施例６）、（ハ）はハウジングの斜視図である（実施例７）、（ニ）はハウジングの斜視図である（実施例８）。
図９は、接続用クランプ装置の横断面図である（実施例９）。
図１０の（イ）ないし（リ）は各種の切起片を示す概略図である。
図１１は、接続用クランプ装置の斜視図である（実施例１０）。
図１２は、ハウジングの拡大縦断面図である。

図１ないし図５は本発明の実施例１を示す。実施例１の接続用クランプ装置１では、図１に示すように、縮径変位により接続部２を巻締めるストラップバンド３およびハウジング４をそれぞれ別体に設けている。ストラップバンド３は、例えばＳＵＳ３０４系のステンレス鋼板といった弾性体により所定の幅寸法を有する有端円環状に形成されている。ハウジング４は例えばプレス加工により、図２に示すように筒状に形成され、下面部に囲繞片として延出させた連結片部４ａ、４ｂを突き合わせている。ハウジング４の内部には、ストラップバンド３の周方向に沿って転造製のウォーム螺子５を回転可能に収容している。ストラップバンド３の一端部３Ａは、ハウジング４の連結片部４ａ、４ｂで囲まれ、連結片部４ａ、４ｂ同士は、これらの突合せ部４ＡでＴＩＧ溶接などにより連結固定されている。また、連結片部４ａ、４ｂとストラップバンド３の一端部３Ａとは、スポット溶接あるいはプロジェクション溶接などにより連結固定されている。ストラップバンド３の他端部３Ｂは、一端部３Ａ上に重なるようにしてハウジング４内に収容されている。ストラップバンド３の円弧状部３ａには、所定のピッチで周方向に等間隔に形成された複数のスリット歯部６を噛合部として設けている。スリット歯部６が存する円弧状部３ａは、図２に示すように幅方向（短手方向）に沿って凹凸状に起伏するように曲成されている。この状態で、ハウジング４内のウォーム螺子５は、所定のリードでねじ山４ｓを形成しており、そのねじ山をスリット歯部６に噛み合わせている（図３の（イ）、（ロ）参照）。この時、ストラップバンド３の一端部３Ａは、径方向に膨出する膨出部３Ｃを形成し、連結片部４ａ、４ｂの突合せ部４Ａを収容し、突合せ部４Ａがストラップバンド３の内周面部と略面一となるように設定している（図３の（ロ）参照）。
なお、ストラップバンド３の一端部３Ａは、図４に示すように幅方向に波状あるいは弧状に起伏する異形に曲成し、その一端部３Ａにスリット歯部６を支えさせてもよい。この場合、接続部２に大きな締付力を付与すべく、ウォーム螺子５を大きな力で回転操作しても、スリット歯部６が一端部３Ａに支えられているため、ウォーム螺子５がスリット歯部６から外れず、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の強固な噛合状態を保つことができる。
上記構成で、図１に矢印Ａで示すようにウォーム螺子５を回転操作すると、ウォーム螺子５のねじ山４ｓが円弧状部３ａのスリット歯部６の周縁部に摺動する。このため、図１に矢印Ｂで示すようにウォーム螺子５がスリット歯部６を介して円弧状部３ａを引張り、ストラップバンド３が縮径変位を受けて所定の締付力で接続部２に巻締まる。
この場合、スリット歯部６が存する円弧状部３ａを凹凸状に起伏変形させたので、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の接触面積が増加する。これと同時に、円弧状部３ａでは、凹凸状に起伏させた分だけ断面積が増加し、ウォーム螺子５から摺動圧を受ける方向の曲げ剛性が高くなる。すなわち、曲げ剛性が高くなったスリット歯部６にウォーム螺子５が大きな摺動面積で噛み合う。このため、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の摺動圧が局部的に集中することなく分散されるようになり、単位面積当たりの摺動圧が減少する。この結果、ウォーム螺子５をスリット歯部６に強い摺動圧で噛み合わせても、ウォーム螺子５やスリット歯部６がへたることなく、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の良好な噛み合い状態が長期にわたって維持される。
スリット歯部６の曲げ剛性の向上およびスリット歯部６とウォーム螺子５との大きな接触面積を確保できることから、スリット歯部６がウォーム螺子５からの大きな摺動圧に耐えられるようになり接続部２に大きな締付力を必要とする場合に好適である。
接続部２に大きな締付力を必要とする場合としては、ターボチャージャーやスーパーチャージャーを備えたエンジンで、空気充填率を向上させるため圧搾空気を冷却するインタークーラーと吸気管とを接続する例が挙げられる。ターボチャージャーは、コンプレッサタービンにより圧搾空気を吸気管およびインタークーラを介してエンジンの吸気ポートに圧送する。これにより、吸気管とインタークーラーとの接続部分に大きな圧搾空気圧が加わるので、圧搾空気圧に応じた大きな締付力を接続部分に加える必要があるからである。
図５の（イ）は、ウォーム螺子５のクランプ締め量Ｄ（ｍｍ）と接続部２に対する締付トルクＴ（Ｎｍ）との関係を示したグラフである。本発明のウォーム螺子５では、同図のグラフに黒三角の記号で示すように、黒ダイヤの記号で示す従来品のグラフと比べて、クランプ締め量Ｄに対する締付トルクＴの勾配（ΔＴ／ΔＤ）が大きい。このため、比較的少ないクランプ締め量Ｄにより、接続部２に対して十分な締付トルクＴを迅速に得ることができる。
また、図５の（ロ）は、ウォーム螺子５のクランプ締め量Ｄ（ｍｍ）と接続部２に対する面圧Ｐ（ＭＰａ）との関係を示したグラフである。本発明のウォーム螺子５では、同図のグラフに黒三角の記号で示すように、黒ダイヤの記号で示す従来品のグラフと比べて、クランプ締め量Ｄに対する面圧Ｐの勾配（ΔＰ／ΔＤ）が大きい。このため、比較的少ないクランプ締め量Ｄにより、接続部２に対して十分な面圧Ｐを迅速に得ることができる。接続部２に対して十分な締付トルクＴおよび十分な面圧Ｐを迅速に得ることができるので、締付け作業が素早く済み作業能率が向上する。なお、図５の（イ）、（ロ）は、ウォーム螺子５とスリット歯部６との間に潤滑を施した例で示している。
また、図６に示すように従来では、ストラップバンド３の一端部３Ａに、ウォーム螺子５のねじ山４ｓを受ける受け穴部３Ｈを設ける必要があり、受け穴部３Ｈに相当する部分の強度が低下する虞がある。これに対して、上記構成ではスリット歯部６の円弧状部３ａを凹凸状に起伏変形させたことに伴い、ストラップバンド３の一端部３Ａに受け穴部３Ｈを形成する必要がなく、ストラップバンド３の強度を損なうことがない。

図７の（イ）は本発明の実施例２を示す。実施例２では、ハウジング４の連結片部４ａ、４ｂを鍛造加工により、しごいて薄肉に形成している。これにより、連結片部４ａ、４ｂに必要な曲げや捩り剛性などの強度を確保しながらも、連結片部４ａ、４ｂの厚みを小さく設定している。連結片部４ａ、４ｂの厚みをｂとし、ハウジング４の側壁部の厚みをａとすると、両者の間にｂ＜ａとなる大小関係が得られる。この場合、連結片部４ａ、４ｂの必要な強度を確保しながらも、薄肉化により、材料費を節約してコストの低減化に寄与することができる。
また、連結片部４ａ、４ｂの薄肉化に伴い、接続部２に対する連結片部４ａ、４ｂに厚み方向の進出量を抑制する。このため、連結片部４ａ、４ｂを収容する膨出部３Ｃの膨出量が小さくても、連結片部４ａ、４ｂをストラップバンド３の内周面部と段差を生じることなく略面一にさせることができる。この結果、連結片部４ａ、４ｂの曲げや捩り剛性を損なうことなく、接続部２に対して略均等な面圧分布を保つことができる。

図７の（ロ）は本発明の実施例３を示す。実施例３では、ハウジング４の上面部に補強用の凸条部７をリブとして設けている。この場合、ハウジング４を薄肉化して材料費を節約し、コスト的に有利にしながらも、補強用の凸条部７により、ハウジング４に必要な曲げや捩り剛性を確保することができる。

図７の（ハ）は本発明の実施例４を示す。実施例４では、実施例３と同様な効果を得るため、ハウジング４の上面中央部に幅広な帯状の凸条部７Ａを補強リブとして設けている。

図８の（イ）は本発明の実施例５を示す。実施例５では、全体の曲げや捩り剛性を損なうことなくハウジング４の左右両側に凹部７Ｂを設けている。

図８の（ロ）は本発明の実施例６を示す。実施例６では、実施例５と同様な効果を得るため、ハウジング４の中央部に幅広な凹部７Ｃを設けている。

図８の（ハ）は本発明の実施例７を示す。実施例７では、ハウジング４の左右両側に三角板状の凸部７Ｄを補強リブとして設けている。

図８の（ニ）は本発明の実施例８を示す。実施例８では、ハウジング４を左右両側が円弧状に窪む屋根部を有するように形成されている。屋根部の両側中央部に幅広に設けた傾斜面部７Ｅを補強リブとしている。

図９および図１０は本発明の実施例９を示す。実施例９では、ストラップバンド３の円弧状部３ａを除く部分に複数の切起片８を周方向に間欠形成して接続部２の外表面に弾接させている。この場合、切起片８の先端部８ａは、ストラップバンド３の巻締め方向Ｃと反対向きに指向し、巻締め時に先端部８ａが接続部２に食い込まないようにし、接続部２への傷付けを防いでいる。
ところで、接続部２にゴムホースなどが設けられている場合、ストラップバンド３の締付力によりゴムホースなどが圧縮されて収縮変形する。例えば４０ｋｇ／ｃｍ^２の締付力でストラップバンド３をゴムホースなどに巻締めると、ゴムホースなどの圧縮率は３０％程度となる。ゴムホースなどは弾性余効を有する粘弾性のため、締付力による収縮で弾性回復力を弱め、ストラップバンド３の巻締め後、締付力は１−２分で３０ｋｇ／ｃｍ^２程度に減少する。この場合、複数の切起片８が接続部２の外表面に弾接するので、接続部２の圧縮分だけ切起片８が弾接力により接続部２を押圧し、ストラップバンド３の減少した締付力を補うことができる。とりわけ、インタークーラと吸気管とを接続する際のように、接続部２に対して大きな締付力を必要し、接続部２に対する圧縮率が高くなって締付力が実質的に減少する場合、切起片８の弾接力によりストラップバンド３の締付力を補い得て有利である。
切起片８の代表例としては、図１０に示す各種の形状を挙げることができる。図１０の（イ）では、ストラップバンド３に円弧状の切込み形成し、舌片状の切起片８を設けている。図１０の（ロ）では、（イ）の切起片８をストラップバンド３の長手方向に対して所定の角度だけ傾斜させるように形成している。図１０の（ハ）では、ふた山形の切込み形成してリップ状の切起片８を設けている。図１０の（ニ）では、同図の（ハ）の切起片８をストラップバンド３の長手方向に対して所定の角度で傾斜させるように形成している。図１０の（ホ）では、円弧状の切込みを短い間隔で周方向に形成し、互いに一部が重り合う切起片８を設けている。図１０の（ヘ）では、左右の切込みにより押出して断面略半円弧状の切起片８を設けている。図１０の（ト）では、左右四筋に形成したＳ字状の切込みにより、左右辺部を押出して周方向にうねる切起片８を設けている。図１０の（チ）では、直線状の切込みを傾斜状態に形成し、押出しにより矩形状の切起片８を設けている。図１０の（リ）では、左右一対の円弧状の切込みを形成して左右二列の切起片８を三日月状に設けている。これらの切起片８は例示として挙げたものであり、使用状況や接続対象によって自由な形状に設定することができる。

図１１および図１２は本発明の実施例１０を示す。実施例１０では、図１１に示すように、スリット歯部６の位置する円弧状部３ａの形状に対応すべく、ねじのピッチ曲面を回転双曲面として鼓状に形成したウォーム螺子９を設けている。このため、図１２に示すように、ウォーム螺子９のねじ山９ｓのピッチ曲面が円弧状部３ａの形状に沿うようになり、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の噛み合い数が増加する。
これにより、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の摺動圧が大幅に分散されて単位面積当たりの摺動圧が減少する。したがって、ウォーム螺子９をスリット歯部６に強い摺動圧で噛み合わせても、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の良好な噛み合い状態を維持することができる。とりわけ、接続部２の径寸法が比較的小さく、ストラップバンド３が径小で済む場合、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の噛み合い数が極めて多くなり、上記の効果が高くなる利点が得られる。
［変形例］
なお、ストラップバンド３はＳＵＳ３０４系のステンレス鋼板に限らず、強化合成樹脂をはじめ銅板や合金板を用いてもよい。ストラップバンド３に形成した切起片８に代わって、ストラップバンド３に別体の舌片部を溶接などで取付けてもよい。スリット歯部６を有する円弧状部３ａの凹凸状の起伏は、波状や曲面状に限らず、断面略Ｍ字状やＷ字状といったように鋭角状であってもよく、要はスリット歯部６に対するウォーム螺子５、９の摺動面積や噛合面積を増加させる形状であればよい。
また、潤滑性を高めるため、ウォーム螺子５、９とスリット歯部６との間には各種の潤滑剤（テフロン、ＭｏＳ_２、油剤など）を用いたり、両者のうち少なくとも一方に表面硬化処理（錫鍍金、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、ＴＤ（塩浴など）、イオン窒化、ＴｉＣ、ＴｉＣＮなど）を施してもよい。

ウォーム螺子の回転操作によりスリット歯部を介してストラップバンドを縮径変位させる接続用クランプ装置において、ストラップバンドのスリット歯部が存する円弧状部を幅方向に沿って凹凸状に起伏形成し、スリット歯部に対するウォーム螺子の接触面積を増加させている。円弧状部を凹凸状に起伏変形させることにより、スリット歯部の剛性が高くなり、剛性が高くなったスリット歯部にウォーム螺子が大きな摺動面積で噛み合う。このため、ウォーム螺子をスリット歯部に強い摺動圧で噛み合わせても、スリット歯部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が維持される。この結果、ターボチャージャーやスーパーチャージャーを備えたエンジンで、空気充填率を向上させるため圧搾空気を冷却するインタークーラーと吸気管とを接続する場合のように、とりわけ接続部に大きな締付力を必要とする場合に好適し、機械製造業全体に適用することができる。

この種の接続用クランプ装置には、例えば実公平６−２３８２２号公報（特許文献１と称する）、特開昭６１−２４４９０６号公報（特許文献２と称する）および特公平７−２６７１１号公報（特許文献３と称する）に記載されたものがある。特許文献１では、ホースへの傷付き防止を図るため、ウォームスクリュが噛合する傾斜溝の形成部分を径方向に盛上げてホース取付面から離間させている。これにより、バンドとホースとの接触部分での最大面圧を抑えて、バンドがウォームスクリュにより傾斜溝の形成部分でホースに食い込まないようにしている。

特許文献２では、ギア溝を外側バンドに打抜きにより形成した場合、溝幅が広くなると、巻締め時にバンドが切れ易くなることを考慮している。すなわち、打抜きに代わって、鍛造加工の一種である圧引加工や押出し加工などのハーフカット加工によりギア溝を打込み形成している。これにより、ウォームギアがギア溝に噛合する部分の断面積を大きくし、バンドが大きな締付力を受けても容易には切れないようにしている。

特許文献３では、各種のばね部材を用いて、ストラップに付勢力を加えるバイアス装置として蓄圧構造が設けられている。この構造では、ストラップの締付後に低下する締付力をばね部材により補って、その低下を最小限に止めている。
実公平６−２３８２２号公報特開昭６１−２４４９０６号公報特公平７−２６７１１号公報

しかしながら、特許文献１のように、傾斜溝の形成部分を径方向に盛上げて変形させると、バンドの周方向の曲げ剛性が増加するため、締付時にバンドに大きな巻締力を加える必要があり、傾斜溝に対するウォームスクリュの摺動圧が大きくなってウォームスクリュや傾斜溝に破損が生じて締付不能となる虞がある。また、特許文献１の図面の態様からハウジングは、下端片部を折曲げることによりバンドに固定されていると思われる。

このため、締付時にハウジングは、ウォームスクリュを介してバンドの反力を受け、下端片部が径方向に延びるように変形する虞がある。この場合、傾斜溝に対するウォームスクリュの噛み合い代が小さくなり、両者間の摺動圧が上昇して上記と同様な事態が生じる可能性がある。

特許文献２の場合、ギア溝に対するウォームギアの噛み合い代は、ウォームギアの山径部・谷径部と鍛造加工された直線状の突起部との係合部である。ギア溝は貫通孔でない分だけ曲げ剛性が増加するが、バンドからウォームギアの受ける反力も同様に増加する。

このため、バンドに大きな巻締力を加えた場合、特許文献１と同様に、バンドからの大きな反力により、噛合い溝に対するウォームギアの摺動圧が大きくなってギア溝が剪断により破損したり、ウォームギアの山径部が凝着により損耗したりして噛み合い不能に陥る虞がある。

また、特許文献３のバイアス装置は、部品点数が多く構造も複雑でコストの上昇が避けられないが、ゴムホースの圧縮分だけバンドの締付力を補う上で有効である。ちなみに、ゴムホースなどの圧縮率は、略２０−３０％となっており、ゴムホースなどに対するストラップの締付力は略１０−３０ｋｇ／ｃｍ²である。

特許文献３の歯は、同文献の図２および図１０に記載された態様から圧印による打出し加工で形成されると思われる。このため、歯に対するボルトの噛み合い代は、特許文献２と同様となりボルトの摺動圧が大きくなって歯やボルトに破損が生じる虞がある。ハウジングは、一部を切欠く形状から判断すれば、ストラップの内側でかしめ加工するものと思われる。

このため、大きな締付力を必要とする場合、ストラップからの大きな反力により、ハウジングが大きな変形力を受けてボルトが径方向に逃げてしまい、歯から外れて締付け不能になる虞がある。よって、いずれの文献に記載されたものも、とりわけバンドに大きな締付力が求められる場合に対応しきれない不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的はウォーム螺子と噛合部との接触面積ないしは摺動面積が大きくなり、両者の単位面積当たりの摺動圧が減少してウォーム螺子と噛合部との良好な噛み合い状態を長期にわたって維持でき、接続部に大きな締付力が必要な場合に好適となる接続用クランプ装置を提供することにある。

（１）請求項１では、ウォーム螺子の回転操作により噛合部を介してストラップバンドを縮径変位させる接続用クランプ装置において、ストラップバンドの噛合部が位置する部分を幅方向に沿って凹凸状に起伏形成している。
噛合部を凹凸状に起伏形成させることにより、噛合部に対するウォーム螺子の接触面積ないしは摺動面積が増加する。これと同時に、噛合部では、ウォーム螺子から摺動圧を受ける方向の曲げ剛性が高くなって強度的に向上する。すなわち、曲げ剛性の高い噛合部とウォーム螺子とが大きな摺動面積を介して噛み合う。

このため、噛合部に対するウォーム螺子の摺動圧が局部的に集中することなく広く分散されるようになり、単位面積当たりの摺動圧が減少する。この結果、ウォーム螺子を噛合部に強い摺動圧で噛み合わせても、ウォーム螺子や噛合部がへたることなく噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が長期にわたって維持される。

噛合部の曲げ剛性の向上および噛合部とウォーム螺子との大きな接触面積を確保できることから、噛合部がウォーム螺子からの大きな摺動圧に耐えられるようになり、とりわけ、接続部に大きな締付力を必要とする場合に好適となる。しかも、噛合部を凹凸状に起伏形成させるといった簡単な構造で済みコスト的にも有利である。

また、ハウジングは、下辺の連結片部同士が連結固定された略三角形状の屋根部からなり、屋根部の左右両側の平坦な傾斜面部に沿って形成した凸条部を補強リブとして設けている。このため、必要な剛性を損なうことなくハウジングの薄肉化が可能となり、材料費の低減化に寄与することができる。

（２）請求項２では、ストラップバンドは弾性体により形成され、ストラップバンドの噛合部を除く部分に複数の切起片を周方向に間欠形成して接続部に弾接させる。この場合、切起片の先端部をストラップバンドの巻締め方向とは反対向きに指向させて先端部が接続部に食い込まないようにしている。

接続部にゴムホースなどが設けられている場合、ゴムホースなどは弾性余効を有する粘弾性のため、ストラップバンドを接続部に巻締めた後、時間の経過に伴って接続部が締付力による圧縮で弾性回復力を弱め、接続部に対するストラップバンドの締付力が減少することがある。この場合、複数の切起片が接続部に弾接しているので、接続部の圧縮分だけ切起片が弾接力により接続部を押圧し、ストラップバンドの減少した締付力を補うことができる。とりわけ、接続部に対して大きな締付力を必要し、接続部に対する圧縮率が高くなって締付力が実質的に減少する場合、切起片の弾接力によりストラップバンドの締付力を補い得て有利である。

（３）請求項３では、ウォーム螺子は転造により設けられ、ハウジングには、噛合部を囲む囲繞片が鍛造加工により厚みが小さくなるように設けられている。
ウォーム螺子は転造製で曲げ剛性が高く、ハウジングの囲繞片は、鍛造によるしごきを受けて板厚差を有し、曲げ剛性が高くなっている。このため、ハウジングがウォーム螺子から大きな反力を受けても、ハウジングは元の形状のままでウォーム螺子が噛合部から外れる方向の変形が極小となる。この点からも、噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合いを維持することに寄与する。

（４）請求項４では、ハウジングは、凸条部に代わって、左右両側が円弧状に窪む部分を有する屋根部から形成されていて、屋根部の両側中央部に幅広に形成した平坦な傾斜面部を補強リブとしている。このため、ハウジングに対する曲げ剛性が高くなり、上記事項（１）の末尾に記したように、ハウジングの薄肉化が可能となり、材料費の低減化に寄与することができる。

（５）請求項５では、噛合部は細長なスリット歯部であるため、打抜きと曲げの組合せなど既存の加工法でコスト的に有利に製作することができる。

（６）請求項６では、ウォーム螺子は、ねじ山のピッチ曲面が回転双曲面として鼓状に形成されて噛合部に対する噛合い数を増加させている。このため、噛合部に対するウォーム螺子の摺動圧が大幅に分散されて単位面積当たりの摺動圧が減少する。
これにより、ウォーム螺子を噛合部に強い摺動圧で噛み合わせても、噛合部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が維持され、とりわけ接続部に大きな締付力を必要とする場合に好適である。

本発明では、スリット歯部の剛性が高くなり、剛性が高くなったスリット歯部にウォーム螺子が大きな摺動面積で噛み合う。このため、ウォーム螺子をスリット歯部に強い摺動圧で噛み合わせても、スリット歯部に対するウォーム螺子の良好な噛み合い状態が維持される。

図１ないし図５は本発明の実施例１を示す。実施例１の接続用クランプ装置１では、図１に示すように、縮径変位により接続部２を巻締めるストラップバンド３およびハウジング４をそれぞれ別体に設けている。ストラップバンド３は、例えばＳＵＳ３０４系のステンレス鋼板といった弾性体により所定の幅寸法を有する有端円環状に形成されている。

ハウジング４は例えばプレス加工により、図２に示すように筒状に形成され、下面部に囲繞片として延出させた連結片部４ａ、４ｂを突き合わせている。ハウジング４の内部には、ストラップバンド３の周方向に沿って転造製のウォーム螺子５を回転可能に収容している。ストラップバンド３の一端部３Ａは、ハウジング４の連結片部４ａ、４ｂで囲まれ、連結片部４ａ、４ｂ同士は、これらの突合せ部４ＡでＴＩＧ溶接などにより連結固定されている。

また、連結片部４ａ、４ｂとストラップバンド３の一端部３Ａとは、スポット溶接あるいはプロジェクション溶接などにより連結固定されている。ストラップバンド３の他端部３Ｂは、一端部３Ａ上に重なるようにしてハウジング４内に収容されている。ストラップバンド３の円弧状部３ａには、所定のピッチで周方向に等間隔に形成された複数のスリット歯部６を噛合部として設けている。スリット歯部６が存する円弧状部３ａは、図２に示すように幅方向（短手方向）に沿って凹凸状に起伏するように曲成されている。

この状態で、ハウジング４内のウォーム螺子５は、所定のリードでねじ山４ｓを形成しており、そのねじ山をスリット歯部６に噛み合わせている（図３の（イ）、（ロ）参照）。この時、ストラップバンド３の一端部３Ａは、径方向に膨出する膨出部３Ｃを形成し、連結片部４ａ、４ｂの突合せ部４Ａを収容し、突合せ部４Ａがストラップバンド３の内周面部と略面一となるように設定している（図３の（ロ）参照）。

なお、ストラップバンド３の一端部３Ａは、図４に示すように幅方向に波状あるいは弧状に起伏する異形に曲成し、その一端部３Ａにスリット歯部６を支えさせてもよい。この場合、接続部２に大きな締付力を付与すべく、ウォーム螺子５を大きな力で回転操作しても、スリット歯部６が一端部３Ａに支えられているため、ウォーム螺子５がスリット歯部６から外れず、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の強固な噛合状態を保つことができる。

上記構成で、図１に矢印Ａで示すようにウォーム螺子５を回転操作すると、ウォーム螺子５のねじ山４ｓが円弧状部３ａのスリット歯部６の周縁部に摺動する。このため、図１に矢印Ｂで示すようにウォーム螺子５がスリット歯部６を介して円弧状部３ａを引張り、ストラップバンド３が縮径変位を受けて所定の締付力で接続部２に巻締まる。

この場合、スリット歯部６が存する円弧状部３ａを凹凸状に起伏変形させたので、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の接触面積が増加する。これと同時に、円弧状部３ａでは、凹凸状に起伏させた分だけ断面積が増加し、ウォーム螺子５から摺動圧を受ける方向の曲げ剛性が高くなる。

すなわち、曲げ剛性が高くなったスリット歯部６にウォーム螺子５が大きな摺動面積で噛み合う。このため、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の摺動圧が局部的に集中することなく分散されるようになり、単位面積当たりの摺動圧が減少する。この結果、ウォーム螺子５をスリット歯部６に強い摺動圧で噛み合わせても、ウォーム螺子５やスリット歯部６がへたることなく、スリット歯部６に対するウォーム螺子５の良好な噛み合い状態が長期にわたって維持される。

スリット歯部６の曲げ剛性の向上およびスリット歯部６とウォーム螺子５との大きな接触面積を確保できることから、スリット歯部６がウォーム螺子５からの大きな摺動圧に耐えられるようになり接続部２に大きな締付力を必要とする場合に好適である。

接続部２に大きな締付力を必要とする場合としては、ターボチャージャーやスーパーチャージャーを備えたエンジンで、空気充填率を向上させるため圧搾空気を冷却するインタークーラーと吸気管とを接続する例が挙げられる。ターボチャージャーは、コンプレッサタービンにより圧搾空気を吸気管およびインタークーラを介してエンジンの吸気ポートに圧送する。これにより、吸気管とインタークーラーとの接続部分に大きな圧搾空気圧が加わるので、圧搾空気圧に応じた大きな締付力を接続部分に加える必要があるからである。

図５の（イ）は、ウォーム螺子５のクランプ締め量Ｄ（ｍｍ）と接続部２に対する締付トルクＴ（Ｎｍ）との関係を示したグラフである。本発明のウォーム螺子５では、同図のグラフに黒三角の記号で示すように、黒ダイヤの記号で示す従来品のグラフと比べて、クランプ締め量Ｄに対する締付トルクＴの勾配（ΔＴ／ΔＤ）が大きい。このため、比較的少ないクランプ締め量Ｄにより、接続部２に対して十分な締付トルクＴを迅速に得ることができる。

また、図５の（ロ）は、ウォーム螺子５のクランプ締め量Ｄ（ｍｍ）と接続部２に対する面圧Ｐ（ＭＰａ）との関係を示したグラフである。本発明のウォーム螺子５では、同図のグラフに黒三角の記号で示すように、黒ダイヤの記号で示す従来品のグラフと比べて、クランプ締め量Ｄに対する面圧Ｐの勾配（ΔＰ／ΔＤ）が大きい。

このため、比較的少ないクランプ締め量Ｄにより、接続部２に対して十分な面圧Ｐを迅速に得ることができる。接続部２に対して十分な締付トルクＴおよび十分な面圧Ｐを迅速に得ることができるので、締付け作業が素早く済み作業能率が向上する。なお、図５の（イ）、（ロ）は、ウォーム螺子５とスリット歯部６との間に潤滑を施した例で示している。

また、図６に示すように従来では、ストラップバンド３の一端部３Ａに、ウォーム螺子５のねじ山４ｓを受ける受け穴部３Ｈを設ける必要があり、受け穴部３Ｈに相当する部分の強度が低下する虞がある。これに対して、上記構成ではスリット歯部６の円弧状部３ａを凹凸状に起伏変形させたことに伴い、ストラップバンド３の一端部３Ａに受け穴部３Ｈを形成する必要がなく、ストラップバンド３の強度を損なうことがない。

図７の（イ）は本発明の実施例２を示す。実施例２では、ハウジング４の連結片部４ａ、４ｂを鍛造加工により、しごいて薄肉に形成している。これにより、連結片部４ａ、４ｂに必要な曲げや捩り剛性などの強度を確保しながらも、連結片部４ａ、４ｂの厚みを小さく設定している。連結片部４ａ、４ｂの厚みをｂとし、ハウジング４の側壁部の厚みをａとすると、両者の間にｂ＜ａとなる大小関係が得られる。この場合、連結片部４ａ、４ｂの必要な強度を確保しながらも、薄肉化により、材料費を節約してコストの低減化に寄与することができる。

また、連結片部４ａ、４ｂの薄肉化に伴い、接続部２に対する連結片部４ａ、４ｂに厚み方向の進出量を抑制する。このため、連結片部４ａ、４ｂを収容する膨出部３Ｃの膨出量が小さくても、連結片部４ａ、４ｂをストラップバンド３の内周面部と段差を生じることなく略面一にさせることができる。この結果、連結片部４ａ、４ｂの曲げや捩り剛性を損なうことなく、接続部２に対して略均等な面圧分布を保つことができる。

図９および図１０は本発明の実施例９を示す。実施例９では、ストラップバンド３の円弧状部３ａを除く部分に複数の切起片８を周方向に間欠形成して接続部２の外表面に弾接させている。この場合、切起片８の先端部８ａは、ストラップバンド３の巻締め方向Ｃと反対向きに指向し、巻締め時に先端部８ａが接続部２に食い込まないようにし、接続部２への傷付けを防いでいる。

ところで、接続部２にゴムホースなどが設けられている場合、ストラップバンド３の締付力によりゴムホースなどが圧縮されて収縮変形する。例えば４０ｋｇ／ｃｍ²の締付力でストラップバンド３をゴムホースなどに巻締めると、ゴムホースなどの圧縮率は３０％程度となる。ゴムホースなどは弾性余効を有する粘弾性のため、締付力による収縮で弾性回復力を弱め、ストラップバンド３の巻締め後、締付力は１−２分で３０ｋｇ／ｃｍ²程度に減少する。

この場合、複数の切起片８が接続部２の外表面に弾接するので、接続部２の圧縮分だけ切起片８が弾接力により接続部２を押圧し、ストラップバンド３の減少した締付力を補うことができる。とりわけ、インタークーラと吸気管とを接続する際のように、接続部２に対して大きな締付力を必要し、接続部２に対する圧縮率が高くなって締付力が実質的に減少する場合、切起片８の弾接力によりストラップバンド３の締付力を補い得て有利である。

切起片８の代表例としては、図１０に示す各種の形状を挙げることができる。図１０の（イ）では、ストラップバンド３に円弧状の切込み形成し、舌片状の切起片８を設けている。図１０の（ロ）では、（イ）の切起片８をストラップバンド３の長手方向に対して所定の角度だけ傾斜させるように形成している。図１０の（ハ）では、ふた山形の切込み形成してリップ状の切起片８を設けている。

図１０の（ニ）では、同図の（ハ）の切起片８をストラップバンド３の長手方向に対して所定の角度で傾斜させるように形成している。図１０の（ホ）では、円弧状の切込みを短い間隔で周方向に形成し、互いに一部が重り合う切起片８を設けている。図１０の（ヘ）では、左右の切込みにより押出して断面略半円弧状の切起片８を設けている。

図１０の（ト）では、左右四筋に形成したＳ字状の切込みにより、左右辺部を押出して周方向にうねる切起片８を設けている。図１０の（チ）では、直線状の切込みを傾斜状態に形成し、押出しにより矩形状の切起片８を設けている。図１０の（リ）では、左右一対の円弧状の切込みを形成して左右二列の切起片８を三日月状に設けている。これらの切起片８は例示として挙げたものであり、使用状況や接続対象によって自由な形状に設定することができる。

図１１および図１２は本発明の実施例１０を示す。実施例１０では、図１１に示すように、スリット歯部６の位置する円弧状部３ａの形状に対応すべく、ねじのピッチ曲面を回転双曲面として鼓状に形成したウォーム螺子９を設けている。このため、図１２に示すように、ウォーム螺子９のねじ山９ｓのピッチ曲面が円弧状部３ａの形状に沿うようになり、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の噛み合い数が増加する。

これにより、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の摺動圧が大幅に分散されて単位面積当たりの摺動圧が減少する。したがって、ウォーム螺子９をスリット歯部６に強い摺動圧で噛み合わせても、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の良好な噛み合い状態を維持することができる。とりわけ、接続部２の径寸法が比較的小さく、ストラップバンド３が径小で済む場合、スリット歯部６に対するウォーム螺子９の噛み合い数が極めて多くなり、上記の効果が高くなる利点が得られる。

（変形例）
なお、ストラップバンド３はＳＵＳ３０４系のステンレス鋼板に限らず、強化合成樹脂をはじめ銅板や合金板を用いてもよい。ストラップバンド３に形成した切起片８に代わって、ストラップバンド３に別体の舌片部を溶接などで取付けてもよい。

スリット歯部６を有する円弧状部３ａの凹凸状の起伏は、波状や曲面状に限らず、断面略Ｍ字状やＷ字状といったように鋭角状であってもよく、要はスリット歯部６に対するウォーム螺子５、９の摺動面積や噛合面積を増加させる形状であればよい。

また、潤滑性を高めるため、ウォーム螺子５、９とスリット歯部６との間には各種の潤滑剤（テフロン（登録商標）、ＭｏＳ₂、油剤など）を用いたり、両者のうち少なくとも一方に表面硬化処理（錫鍍金、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、ＴＤ（塩浴など）、イオン窒化、ＴｉＣ、ＴｉＣＮなど）を施してもよい。

接続用クランプ装置の斜視図である（実施例１）。ハウジングの拡大横断面図である。（イ）はウォーム螺子の側面図、（ロ）はハウジングの拡大縦断面図である。一端部が異形のストラップバンドを収容したハウジングの拡大横断面図である。（イ）はクランプ締め量（ｍｍ）と締付トルクＴ（Ｎｍ）との関係を示す特性図、（ロ）はクランプ締め量（ｍｍ）と面圧Ｐ（ＭＰａ）との関係を示す特性図である。従来の接続用クランプ装置の拡大横断面図である。（イ）はハウジングの拡大横断面図（実施例２）、（ロ）はハウジングの斜視図である（実施例３）、（ハ）はハウジングの斜視図である（実施例４）。（イ）はハウジングの斜視図（実施例５）、（ロ）はハウジングの斜視図である（実施例６）、（ハ）はハウジングの斜視図である（実施例７）、（ニ）はハウジングの斜視図である（実施例８）。接続用クランプ装置の横断面図である（実施例９）。（イ）ないし（リ）は各種の切起片を示す概略図である。接続用クランプ装置の斜視図である（実施例１０）。ハウジングの拡大縦断面図である。

符号の説明

１接続用クランプ装置
２接続部
３ストラップバンド
３Ｃ膨出部
３ａ円弧状部
４ハウジング
４Ａ突合せ部
４ａ、４ｂ連結片部
５、９ウォーム螺子
６スリット歯部（噛合部）
７、７Ａ凸条部（補強リブ）
７Ｂ、７Ｃ凹部
７Ｄ凸部（補強リブ）
７Ｅ傾斜面部（補強リブ）
８切起片

Claims

縮径変位して接続部を巻締めるように設けられる有端環状のストラップバンドと、
このストラップバンドの一端部に周方向に沿って固定され、内部にウォーム螺子を回転可能に収容したハウジングと、
前記ストラップバンドの他端部に設けられ、前記ハウジング内で前記ウォーム螺子に噛み合う複数の噛合部とを備え、
前記ウォーム螺子の回転操作により前記噛合部を介して前記ストラップバンドを縮径変位させる接続用クランプ装置において、
前記ストラップバンドの前記噛合部が位置する部分を幅方向に沿って凹凸状に起伏形成し、前記噛合部に対する前記ウォーム螺子の摺動面積を増加させたことを特徴とする接続用クランプ装置。
前記ストラップバンドは弾性体により形成され、前記ストラップバンドの前記噛合部を除く部分に複数の切起片を周方向に間欠形成し、前記切起片の先端部を前記ストラップバンドの巻締め方向とは反対向きに指向させた状態で、前記接続部に弾接させることを特徴とする請求項１に記載の接続用クランプ装置。
前記ウォーム螺子は転造により設けられ、前記ハウジングには、前記噛合部を囲む囲繞片がしごき加工により厚みが小さくなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の接続用クランプ装置。
前記ハウジングは、平坦に形成した上面部に補強用の凸条部を設けていることを特徴とする請求項１に記載の接続用クランプ装置。
前記噛合部は、細長なスリット歯部であることを特徴とする請求項１に記載の接続用クランプ装置。
前記ウォーム螺子は、ねじ山のピッチ曲面が回転双曲面として鼓状に形成され、前記噛合部に対する噛合い数を増加させていることを特徴とする請求項１に記載の接続用クランプ装置。