JPS6245406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関を動力とする自動車やト
ラツクの排気系等に使用されるＵボルトクランプ
に関する。この種のクランプは建設業界において
オーバーヘツドパイプの吊り具として、あるいは
管状のタワーやアンテナの取り付け具としても使
用できる。

この種のクランプに直接関連のある公知技術の
大部分がＵボルトを有する組立体である。すなわ
ち、このＵボルトは、半円形の中央部と、この中
央部に一体的に形成した一対の平行な足とから成
り、その足の自由端に螺子を刻んだものである。
この足には帯鋼から形成したサドル部材が、スラ
イド可能に同軸配置される。ここで、サドル部材
はＵボルトの足を通すための管状のボルトハウジ
ングを有するが、このボルトハウジングはその間
に一体的に形成されたウエブによつて連結され
る。このサドル部材は円弧状のワーク係合端部を
有し、その半径はＵボルトの中央部の半径と同じ
である。Ｕボルトの足の螺子を刻んだ自由端には
ナツトが螺合される。このナツトをボルトハウジ
ングの端部に対して締め付けると、サドル部材に
対しＵボルトの中央部は引き寄せられ、Ｕボルト
の中央部とサドル部材の円弧状の端部との間に配
設したパイプの嵌合部を締着することができる。
必要に応じて、ナツトとボルトハウジングの端部
の間にワツシヤーを設けてもよい。また、サドル
部材の上面とナツト面の間にハンガーホーンを設
けてもよい。このハンガーホーンとしては、ジヨ
ン・イー・ヘツケソーン（同一出願人）による係
属中の出願（1980年９月17日に出願された米国特
許出願第188262号）中に開示されているものがあ
る。このようにした場合、Ｕボルトクランプはハ
ンガーホーンを介して車体に支持されることにな
る。

この種のＵボルトクランプの代表的な先行技術
には次のようなものがある。すなわち、リツカー
の米国特許第2719345号、オスボーン等の米国特
許第3137053号、ヘツケソーンの米国特許第
3955250号、ダウニングの米国特許第3729782号お
よびヘツケソーンの米国特許第4265005号であ
る。さらに最近のＵボルトクランプの特許として
はアイズマンの第4056869号およびワグナーの第
4183122号がある。先行技術においては、サドル
部材は比較的薄い鋼板でつくつた長方形のブラン
クから形成したものが多い。このブランクは切
断、打ち抜きあるいは圧延等によつて中心部にウ
エブを形成する。このウエブはＵボルトの足にス
ライド可能に配設される１対のボルトハウジング
を連結するものである。これらの特許の中には、
アイズマンやワグナーの特許のように、ウエブを
一枚の板材から形成し、何回も折り曲げて、その
曲げ部分を厚くしたものもある。一方、ヘツケソ
ーンの第3955250号やリツカーの第2719345号のよ
うに、一対のほぼ等しい板材を平行に対向させて
接合することによつてウエブを形成したものもあ
る。さらに、ダウニングの特許では、一枚あるい
は数枚のブランク材を折り曲げて、横方向に離間
した面を有するウエブを形成したものもある。

最近の使用、特に自動車業界において使用する
場合、パイプと接するサドル部材の端部に十分な
把持力を加えて、パイプの嵌合部を締め付けて、
半円形のビードをこの嵌合部に形成する必要があ
る。このビードによつて、パイプが軸方向に離れ
ることはない。加えた把持力は、組立時に固定ナ
ツトをＵボルトの足に設けた螺子付自由端に螺合
させる場合に、最終的にナツトに加えられるトル
クの関数となる。また、サドル部材は縦方向に補
強する必要がある。というのは、実験をした結
果、リツカーの特許におけるクランプでは、その
サドル部材のウエブが縦方向になんら補強されて
いないため、加えたトルクが20ft／1bs（13.3
ｍ／Kg）に達すると、サドル部材が横方向にねじ
れたり反転したりすることが確認されたためであ
る。もちろん、ダウニング等のクランプのよう
に、縦方向に補強したサドル部材では30ft／1bs
（20.0ｍ／Kg）程度の高いトルクにおいてもねじ
れや反転を生じることはない。近年、ヘツケソー
ンの特許第3955250号および第4265005号のように
より剛性の高いクランプも開発されている。

最高の傾向としては、高いトルクに耐えられ、
しかも軽量で製造コストが安いクランプの設計に
重点が置かれている。つまり、一台の車には４個
以上のクランプを使用することが多いので、わず
かでもコストが安くて軽量にすることが、車の経
済性に影響するからである。

この発明は、１枚の鋼板ブランクを順送りダイ
工程にかけて、溶接工程を経ずに形成した新規な
Ｕボルトクランプに関する。成形したサドル部材
は管状の補強部材を有する。この補強部材は、一
方のボルトハウジングから他方のボルトハウジン
グにかけて、サドル部材のウエブの上部にそつて
設けてある。この管状補強部材の好ましい断面形
状は三角形である。サドル部材の上面は、全面に
わたつて平坦であり、従来のハンガーホーンに取
り付け可能である。サドル部材の平坦な上面は広
くしてあるため、ハンガーホーンをサドル部材に
対してしつかりと着座させることができる。ま
た、ウエブの高さ3/8inch（0.95cm）程度まで低
くすることができるので、このＵボルトクランプ
は現行の車に対する用途に合せて低くすることが
できる。この発明のＵボルトクランプを使えば、
装着したパイプの嵌合部の全周にわたつてほぼ均
一にクランプを締着でき、しかも、このクランプ
は強度が高く剛性も高い。

この発明の目的は、新規な補強部材すなわち管
状の補強部材を有するパイプ結合用のクランプを
提供することである。

この発明の別の目的は、Ｕボルトクランプ用の
サドル部材に新規なウエブ、すなわち一枚の鋼板
を溶接工程のない順送りダイ工程にかけて補強部
材と一体成形したウエブを有するＵボルトクラン
プを提供することである。

この発明の別の目的は、従来のハンガーホーン
に適用でき、しかも、一方のボルトハウジングか
ら他方のボルトハウジングにかけて、ウエブの上
部にそつて設けられ、三角形の断面形状を有する
管状補強部材を具備するＵボルトクランプを提供
することである。さらにこの発明の別の目的は、
パイプのほぼ全周にわたつて円弧状のビードを形
成することによつて、耐漏性の係合をさせること
が可能なＵボルトクランプを提供することであ
る。

この発明の別の目的は、鋼板およびロツドスト
ツクを用いて低コストで量産することができ、し
かも簡便かつ安全に使用できるＵボルトクランプ
を提供することである。

この発明のさらに別の目的および利点は、次に
述べる図面に従つた詳細な説明によつて明らかに
なるであろう。

次にこの発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。ここに開示する組立体はわずか４つの部品か
ら成り、Ｕボルトクランプ１０を構成するもので
ある。このＵボルトクランプ１０を構成する部品
は、標準的なＵボルト１１と、新規なサドル部材
１２と、一体的にワツシヤー１４を設けた２個の
固定ナツト１３とから成る。このナツト１３はＵ
ボルト１１の螺子を刻んだ自由端１５に螺合され
る。それぞれの自由端１５はＵボルト１１の湾曲
部１６からほぼ平行に延出している。

第１図ないし第３図に示すように、サドル部材
１２はＵボルトの足、すなわちナツト１３と湾曲
部１６の間に、軸方向にスライド可能に設置され
る。使用に際して、パイプ１７，１８の嵌合部、
例えば自動車のマフラーの出口等が、Ｕボルトの
サドル部材１２と湾曲部１６の間に嵌入して締着
される。この場合、ナツト１３をＵボルト１１の
自由端１５に締め付けることによつて、サドル部
材１２をＵボルト１１の湾曲部１６側に移動させ
て締着が行なわれる。嵌入したパイプ１７，１８
の周囲にＵボルト１１を均一なビードとなるよう
に締着させるためには、Ｕボルトの湾曲部１６を
ほぼ完全な円弧状にする必要がある。同様に、サ
ドル部材１２の円弧状の端部は、Ｕボルト１１の
湾曲部１６の円弧形状に合せる必要がある。

この発明のＵボルトクランプ１０は、ハンガー
として使用して排気系の一部とすることもでき
る。この場合、ハンガーホーン２０のフランジ１
９に形成した孔にＵボルト１１の自由端１５を通
して使用する。ここで、ハンガーホーン２０は従
来型のもので、車体の下部に衝撃を与えぬように
取り付けられる。このハンガーホーン２０はこの
発明の一部ではないが、これは第１図に示してあ
る。この発明のＵボルトクランプ１０はこのハン
ガーホーン２０に取り付けずに使用することも可
能で、第２図にその使用例を示す。

この発明のＵボルトクランプ１０のサドル部材
１２は各種の材質で形成することが可能である
が、低炭素の高張力鋼が望ましい。また、この発
明の出願人によれば、サドル部材１２を形成する
場合、順送りダイ技術を使用することには多くの
利点があり、その結果、公差の小さいサドル部材
１２が得られると共に製造コストも安いとのこと
である。

次に第５図ないし第１７図を参照すると、サド
ル部材１２の板貫および成形は、順送りダイ技術
を使用すれば８工程で行なうことができるが、こ
の発明においては正確な工程数は重要なことでは
ない。サドル部材１２形成用の帯鋼は、連結した
状態で長方形の部材に切断され、次いで各長方形
の部材は、数段階のダイ工程に含まれる板貫およ
び成形工程で処理される。第５図に示すように、
第１の工程は第１の成形工程である。ここで、ボ
ルトハウジングＨの内側と中心の補強リブとが同
時に形成される。ブランクはＢで示し、補強リブ
は２１で示してある。この工程によつて長方形の
凸部２２，２３が形成されると共に、側方にフラ
ンジ２４，２５がさらに形成される。第６図を参
照すると、凸部２２，２３から延出させた側壁は
補強リブ２１およびフランジ２４，２５に対して
急勾配をなす。

サドル部材１２の形成における次の工程は、第
８図に示すように、第１の成形工程後にノツチを
形成する工程である。このノツチ２６はフランジ
２４，２５から補強リブ２１側に延出させて設け
る。ここで重要なことは、Ｔ字形のクロス部の端
部を円弧状にしたことであり、これによつて後述
するようなナツトの台座面が形成される。

次いで、第９図に示すように、ブランクＢの両
側に円弧状の打抜き端部２７，２８を形成して、
パイプ１７，１８の嵌合部に装着した場合に、こ
の嵌合部と適合できるようにする。円弧状の打抜
き端部２７，２８は、凸部２２，２３に形成され
た急勾配の側壁から、ボルトハウジングＨを形成
するためのフランジ２４，２５にかけて形成され
る。

打抜き端部２７，２８には、第１０図において
破線２９で示したように、その片側を先細に形成
する。これによつて、この端部は面取りしたテー
パー状の細い部分となり、パイプに対してくい込
み易くなる。これは第３図にわかり易く示してあ
る。ブランクＢを折り曲げた場合、このテーパー
状の端部は比較的鋭いくい込み部となり、このく
い込み部がＵボルト１１の内側の円弧状の部分と
協同してパイプの周囲で必要なビードを形成す
る。

第１１図および第１２図にわかり易く示してあ
るように、次の工程はフランジ２４，２５の外側
端部を加工する工程であり、この工程によつてボ
ルトハウジングＨ形成用のハーフボツクスが形成
される。この工程で上方に曲げた端部３０，３
１，３２および３３が形成される。

次の工程を第１３図に示してあるが、これはブ
ランクＢを90゜曲げた場合の図である。この工程
では、ブランクＢは三角形の補強リブ２１の端部
にそつて上方、すなわち第１１図の線１２−１２
について左方へ90゜曲げられる。次いで、第１４
図に示すように、さらに90゜曲げられる。これに
よつて、ブランクＢは180゜曲げられることにな
り、半分になつた部分が相互に対向して接触し、
サドル部材１２の基本形状が形成される。この場
合、第４図に示すように、上方に曲げた端部３
０，３１は相互に接触し、また端部３２，３３も
同様に接触する。サドル部材１２の中央のウエブ
Ｗも相互に対向して接触し、第３図に示すように
テーパー部２９で接合する。この状態において、
補強リブ２１はナツト台座面３５，３６から外側
にわずかに延出した縦方向の端部を形成する。実
際、補強リブ２１はこの時点では第１５図に示す
ようにわずかに曲つた断面形状を有するので、た
たき直しをする必要がある。このたたき直しは、
全縁補助具に閉じ込めておいて、カム操作式のパ
ンチを使用して補強リブ２１に打ちつけて行な
う。このたたき直しによつて、補強リブ２１は第
１７図に示すような最終的形状となる。すなわ
ち、補強リブ２１の面は平らなナツト台座面３
５，３６と同一の平面となり、その断面形状は三
角形となる。

ダイ工程に含まれる他の工程としては、必要な
活字あるいは部品番号の刻印があり、最後に帯鋼
の端縁はわずかに面取りされる。

この補強リブ２１は、好ましい実施例において
は三角形になつているが、これによつてこの発明
のＵボルトクランプ１０を使用する際十分に補強
できる。

管状の補強リブ２１はひとつのボルト穴すなわ
ちハウジング４０と他のハウジング４１を連結し
ていることは言うまでもない。管状の補強リブ２
１の断面はこの実施例においては三角形である
が、その形状を円、半円あるいは正方形等にして
もこの発明の範囲に含まれる。

このＵボルトクランプ１０の操作方法は当業者
であれば容易に理解できよう。すなわち、サドル
部材１２のウエブＷの底部の円弧状の端部とＵボ
ルト１１の湾曲部１６の間に、２本の金属パイプ
１７，１８の嵌合部を配設し、このＵボルト１１
の自由端１５にサドル部材１２を取り付けてか
ら、固定ナツト１３を回してＵボルト１１をサド
ル部材１２の軸方向に進めて、Ｕボルトクランプ
１０を締め付けることによつて、嵌合部が押し付
けられ、嵌合部の周囲に円形のビードが形成さ
れ、これによつて、パイプの嵌合部が全周にわた
つて液密性にシールされるのである。また、当然
のことながら、嵌合部の厚さが厚くなれば、固定
ナツト１３により大きなトルクを加えなければ、
嵌合部に十分な耐漏性を与えることはできない。

この発明のＵボルトクランプ１０は、第１図に
示したハンガーホーン２０と共に使用すれば一層
効果的である。この発明におけるサドル部材１２
は、ハンガーホーン２０に着座させるために広く
かつ平坦にしてあると共に、ウエブの高さを3/8
インチ（0.95cm）まで低くすることができるた
め、低いクランプが必要な場合にも適用できる。

この発明のサドル部材１２は、非常に大きなト
ルクにも耐え、容易に歪むことはなく、さらに高
度の気密性を与えるため漏れを生じることがな
い。

三角形の補強リブ２１の上面に力を加えると、
その三角形の側面にそつて内側に作用するベクト
ルを生じ、ウエブが一層強く締められる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパイプの嵌合部に装着した場合の、こ
の発明のＵボルトクランプの側面図、第２図はパ
イプの嵌合部に装着して、Ｕボルトの一方の自由
端に固定ナツトを螺合した場合の、この発明のＵ
ボルトクランプの正面図、第３図はパイプを装着
しない場合の、第２図の線３−３についての縦断
面図、第４図はサドル部材の平面図、第５図以下
はダイ工程を示す図であり、第５図はボルトハウ
ジングおよび補強リブの内面となるブランクであ
つて、第１の加工工程後のブランクを示す図、第
６図は第５図の線６−６についての断面図、第７
図は第５図の線７−７についての断面図、第８図
はノツチを形成した第５図のブランクを示す図、
第９図は円弧状の打抜き端部を形成した後のブラ
ンクを示す図、第１０図は打抜き端部を加工し
て、ある程度テーパー状にして端縁を薄くした後
のブランクを示す図、第１１図は第１０図のブラ
ンクの外側端部を内側へ折り曲げ加工した場合の
図、第１２図は第１１図の線１２−１２について
の断面図、第１３図はブランクの中心線について
90゜曲げた後のブランクを示す図、第１４図は第
１３図のブランクをさらに90゜曲げて、曲げ工程
を終了した後のブランクを示す図、第１５図は第
１４図の線１５−１５についての拡大断面図、第
１６図は第１４図の右側端部をたたき直して平ら
にし、ナツト台座面と同一平面に形成した図、す
なわちサドル部材の最終製品を示す正面図、第１
７図は第１６図の線１７−１７についての拡大断
面図である。 １０……Ｕボルトクランプ、１１……Ｕボル
ト、１２……サドル部材、１３……固定ナツト、
１５……自由端（ねじ部）、１６……湾曲部、１
７，１８……パイプ、２１……補強リブ、２７，
２８……端部（円弧状内端縁）、３５，３６……
ナツト台座面、Ｂ……ブランク、Ｈ，４０，４１
……ボルトハウジング、Ｗ……ウエブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半円弧状の湾曲部とその湾曲部の両端より互
   いに平行して延びた１対の足とを有するＵボルト
   と、Ｕボルトの１対の足に摺動可能に装着される
   サドル部材と、Ｕボルトの足のねじ部に螺合され
   るナツトとから成るＵボルトクランプであつて、
   サドル部材は１枚の鋼板を反転状に折り曲げて互
   いに重ねられた中央のウエブとウエブの両端に沿
   つて一体に設けられてＵボルトの足を通す１対の
   平行に離間されたボルトハウジングとから成り、
   Ｕボルトの半円弧状湾曲部に対向するウエブの内
   端縁はＵボルトの湾曲部の内径と同じ半径の円弧
   状に形成され、かつ鋼板が折り曲げられているウ
   エブの外端縁は一方のボルトハウジングから他方
   のボルトハウジングにかけて一体成形されてウエ
   ブの上面となる一直線の管状の補強リブに形成さ
   れていることを特徴とするＵボルトクランプ。 ２ 前記補強リブの断面形状が三角形であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＵボル
   トクランプ。 ３ 前記ボルトハウジングの一端面はナツトの台
   座面をなしかつ前記補強リブがその外端面をこの
   一端面と同一平面に位置させ、サドル部材の上面
   が全体にわたつて平面となることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のＵボルトク
   ランプ。 ４ 前記補強リブの幅が前記ボルトハウジングの
   幅より狭いことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載のＵボルトクランプ。 ５ 前記ウエブの円弧状内端縁が面取りされてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   Ｕボルトクランプ。