JP2010518331A - 段付きボールジョイントパイプクランプおよびその予め取り付ける構成部品 - Google Patents

Abstract

第１のパイプのボール状端部と第２のパイプのフレア加工された端部との間に形成されたボールジョイントの上に用いられるパイプクランプ。パイプクランプは、バンドと締付け機構とを有する。バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に第１の端部から第２の端部へ延在する。バンドは、バンドの本体に円周方向に第１および第２の端縁間に形成された段を有する。段は、ボール状端部とフレア加工された端部とが互いに重ねられるとそれらの間に生じる、段が付いた継目を収容する。締付け機構は、パイプクランプを締めるためおよび緩めるためにそれぞれ、バンドの第１および第２の端部を互いに向かって引きつけ、互いから引き離す。

Description

この発明は、２つのパイプ端部を相互接続するために用いられるパイプクランプおよびボールジョイントに関する。

発明の背景
パイプクランプは、一般に、さまざまに構成されたパイプ端部を結合するために車両排気システムにおいて用いられる。１つの例は、小さい方のパイプ端部の中心軸が大きい方のパイプ端部のものと一致するよう入れ子式に接続された２つのパイプ端部を結合するパイプカプラである。パイプクランプは、パイプ直径の差を吸収して直径が大きい方のパイプ端部および直径が小さい方のパイプ端部の両方上に強い締付け力を実現するのに役立つ肩部を含み得る。たとえば、Casselに付与された米国特許第４，２６１，６００号および第４，３１２，５２６号を参照。別の例は、ボールフレアジョイントに用いられる種類のパイプクランプであり、ボールフレアジョイントでは、フレア加工された端部およびボール状端部の２つのパイプ端部が嵌合すると、フレア加工された端部はボール状端部に部分的に重なる。この種類のジョイントは、この明細書中においてボールジョイントと呼ばれ、ボールジョイントは、パイプクランプを締める前に、ボール状の端部をフレア加工された端部に対してある程度旋回させることができる。一旦締結されると、ボールジョイントは、たとえパイプ端部のある程度の角度ずれが存在しても、パイプ端部間に液密接続を提供する。この明細書中で用いられる角度ずれとは、２つのパイプ端部の軸方向の中心線に相対的に角度が付いており、したがって一致しないことを意味する。自動車排気システム用途に適した典型的なボールジョイントは、たとえば、パイプ軸の角度ずれを約５度まで吸収するよう設計され得る。

米国特許出願公開第２００５／００２９８１３号Ａ１には、ボールジョイントと、関連付けられた樽型クランプとが開示されている。一方のパイプのボール状挿入端部は、２つの異なった球面領域を含み、第２の領域は、パイプの末端に位置し、他方のパイプの受け入れ端部の壁の厚みを吸収するさらに小さい外側半径を有する。これにより、第１の領域および受け入れ端部それぞれの外側半径Ｒ₁およびＲ₃が、ともに樽型クランプの内面形態に実質的に適合するよう同じであることが可能になる。この構成では、半径が複数あり部分的に球面の形態がパイプ端部に用いられている。

発明の概要
この発明の１つの局面は、第１のパイプのボール状端部と、重なった第２のパイプのフレア加工された端部とを結合するために用いられるボールジョイントパイプクランプに関する。ボールジョイントパイプクランプは、バンドと、締付け機構とを含む。バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に第１の端部から第２の端部へ延在する。バンドは、バンドの本体に形成された段を有し、この段は、重なったボール状端部とフレア加工された端部との間に生じる継目を収容する。締付け機構は、バンドを締めるためおよび緩めるために、第１および第２の端部を、互いに向かって引きつけ、互いから引き離す。

この発明の別の局面は、ボール状端部と、フレア加工された端部と、パイプクランプとを含むボールジョイントに関する。ボール状端部の外面は第１の半径を有する。フレア加
工された端部は、ボール状端部に重なり、内面が第２の半径を有する。パイプクランプは、ボール状端部とフレア状端部との両方に重なるバンドを有する。第１の半径は、第２の半径よりも大きく、外面と内面との間に生じる円周方向のシール接触をもたらし、外面と内面とは、シール接触から離れる方向に互いから分岐している。

この発明の別の局面は、第１のパイプと、第２のパイプと、パイプクランプとを含むボールジョイントアセンブリに関する。第１のパイプは、外面が第１の半径を有するボール状端部を有する。第２のパイプは、ボール状端部に重なるフレア加工された端部を有する。フレア加工された端部は、自由端と、第１の半径よりも小さい第２の半径を有する内面とを有する。パイプクランプは、ボール状端部とフレア加工された端部との両方に重なるバンドを含む。バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に第１の端部から第２の端部へ延在する。バンドは、バンドの本体に円周方向に形成された段を有する。段は、重なったボール状端部とフレア加工された端部との間に生じる円周方向の継目を収容する。バンドは、バンドの第２の端部に隣接した溶接箇所で、フレア加工された端部に取付けられる。パイプクランプは、バンドの第１の端部と第２の端部とを互いに向かって引きつけ、互いから引き離し、それによってバンドを締め、緩める締付け機構を含む。円周方向のシール接触は、ボール状端部の外面の中央部と、フレア加工された端部の内面の自由端との間に生じる。こういった内面と外面とは、互いから分岐し離れて、クランプをフレア加工された端部に溶接するあいだに導入されたかもしれないフレア加工された端部の内面のむらを吸収する。

この発明の好ましい例示的な実施例を、添付の図面に関連して以下に説明する。図中、同様の記号は同様の要素を示す。

第１のパイプと、パイプクランプと、第２のパイプとの分解図である。 第１のパイプおよび第２のパイプと組立てて示した図１のパイプクランプの側面図である。 図２のパイプクランプから取った断面図である。 第１のパイプおよび第２のパイプと組立てて示したパイプクランプの第２の実施例の斜視図である。 第１のパイプおよび第２のパイプと組立てて示したパイプクランプの第３の実施例の斜視図である。 パイプクランプをパイプに予め取付けるために用いられる取付けブラケットの斜視図である。 パイプクランプをパイプに留めるために用いられる取付けクリップの斜視図である。 任意の前の図面のパイプクランプの部分断面図であり、パイプクランプは、溶接箇所により予め取付けられており、パイプ端部は、溶接箇所から軸方向に間隔をあけた場所でシール接触を得るような寸法にされていることを示している。

好ましい実施例の詳細な説明
次に図面を参照して、図１−図８は、第１のパイプ１２と第２のパイプ１４との間に形成されたボールジョイントを固定するために用い得るパイプクランプ１０および予め取付ける構成部品のいくつかの実施例を示す。パイプクランプ１０は、とりわけ、互いに重なったボール状端部１６とフレア加工された端部１８との間に、引離し強度の程度が高い液密密封部を提供する。パイプクランプ１０に形成された段２０は、パイプクランプを、重なった端部によって形成されたボールジョイントの段付き外面に一致させる。構成部品は、おおむね円形の断面を有して説明されるので、この明細書中で用いられる用語、軸方向
、径方向、および円周方向は、軸方向は円形形状の軸に沿って延在し、径方向はこの軸から半径方向に離れて延在し、円周方向は円形形状の円周の周りに延在するよう、この円形形状と相対的に方向を指す。

図１は、自動車排気システムの第１のパイプ１２と第２のパイプ１４とを示す。示されるように、パイプそのものの呼び径は同じであり、ボール状端部１６の外面２２は、フレア加工された端部１８の内面２４に嵌合して、これにより第１のパイプ１２と第２のパイプ１４との間にボールジョイントを形成するよう成形されている。ボール状端部１６およびフレア加工された端部１８は、ある程度相補的な球面外形を有し、嵌合され、パイプクランプ１０が締められると、外面２２と内面２４との間の境界面に少なくとも１つの密封部を形成する（図３）。ボール状端部１６の球面外形の弧長は、フレア加工された端部１８のものよりも長い。必ずしも締められてはいないが嵌合されていると、径方向にずれたボール状端部１６とフレア加工された端部１８とは、円周方向の継目２５を形成する。この状態において、第１のパイプ１２は、第２のパイプ１４に対してボールジョイントの周りを旋回して、角度θを規定することができる（図２）。角度θは、２つのパイプ端部の角度ずれの量を表わし、説明された実施例においては、パイプクランプ１０が締められたときに依然としてボールジョイントに効果的な密封部を可能にしながら、最大約５°に達し得る。別の実施例については、２つのパイプ端部のボールジョイントは、特定の用途に応じて、これより多いまたは少ない最大ずれを吸収するよう設計され得る。

パイプクランプ１０の第１の実施例を図１−図３に示す。概して、パイプクランプ１０は、合わせ端部１６および１８を取囲み、締められて、端部を密封し補強する均一に分散された軸方向および径方向の力をかけ得る。パイプクランプ１０は、図示し説明するものと同様のボールジョイントを密封するよう構築される。そうするために、パイプクランプ１０は、合わせ端部１６および１８の周りを包んでから締付け機構２８によって端部の周りで締められるバンド２６を含む。

バンド２６は、ボールジョイントの周りを包み、締められるとそこにさまざまな力をもたらすような寸法にされている。バンド２６は、金属薄板（たとえば、ステンレス、亜鉛めっき鋼など）から打抜かれまたは切削され、次に既知の金属加工プロセスによって打抜かれまたは絞り加工されてその円形形状を形成し得る。段２０は、バンド２６に、バンドの円形形状を形成するときに同時に形成することができ、段付きバンド２６とその締付け機構２８とを形成するために用いられる適切な材料、工具、および技術は、当業者にとって既知である。一旦形成されると、バンド２６は、丸みのある本体３０を有し、この本体は、軸方向に第１の端縁３２から第２の端縁３４へ延在し、円周方向に第１の端部３６から第２の端部３８へ延在する。

段２０によって、本体３０が円周方向の継目２５に一致することが可能になる。言い換えると、段２０は、パイプクランプ１０が効果的にボールジョイントを密封することができるよう、円周方向の継目２５を収容する。図１に示すように、段２０は、本体３０の円周の周りに連続して形成されており、第１の端縁３２および第２の端縁３４に平行にかつその間に位置する。段２０は、パイプクランプ１０が締められると、十分なバンド材料が段の両側に提供されて、有効な密封部を提供するよう、本体３０の軸方向にほぼ中間に位置決めされている。図３に示すように、段２０は、本体３０の傾斜が付いた部分によって規定され得る。図示しないが、段２０は、より直立した（径方向に延在した）部分によっても規定され得る。いずれの場合も、段２０は、ある半径を有する円周方向に連続した高い側と、高い側よりも半径の値が小さい円周方向に連続した低い側とを規定するよう、本体３０の一方の側をその他方の側に対して高くする。パイプクランプ１０がボールジョイント上に組立てられるとき、フレア加工された端部１８を受け入れる空間４０を高い側が規定するよう、高い側が低い側の上方に上げられる距離は、フレア加工された端部１８の
壁の厚みと同様であり得る。所望される場合、段の量を、フレア加工された端部１８の壁の厚みよりもある程度少なくまたは多くして、クランプを締める間に２つのパイプ端部の各々にかかる相対圧力量を調整することができる。

図１を参照して、第１および第２の端部３６および３８は、締付け機構２８で互いに対向している。第１および第２の端部３６および３８は、各々、本体３０の一体的な延長部を径方向に外側へ折り曲げてからこの延長部自身の上に折り返して金属薄板の二重部分を生成することによって、径方向に延在したフランジとして形成されている。この形成作業は、第１および第２の環４２および４４を、フランジの径方向外側端部に規定するためにも用いられる。各二重部は、締付け機構２８の一部を受け入れるために開口されている（図示せず）。

締付け機構２８は、第１および第２の端部３６および３８を、互いに向かって引きつけ、互いから引き離して、それぞれパイプクランプ１０を締め、緩める。当業者は、示したもの以外の異なる締付け機構をパイプクランプ１０とともに用い得ることを理解するであろう。示すように、締付け機構２８は、バンド２６の第１および第２の端部３６および３８に接続されている。締付け機構２８は、第１の端部３６と第２の端部３８とを隔てる反作用部材４６を含み得、第２の端部３８の反対側に位置決めされたスペーサバー４８を含み得る。反作用部材４６およびスペーサバー４８の両方は、ナット５２とワッシャ５４とで締められるボルト５０を受け入れるよう開口されている。この種類の締付け機構のさらなる構造および動作は、当業者にとって既知であるだろう。

使用時、ボール状端部１６とフレア加工された端部１８とは、フレア加工された端部がボール状端部の上に重なるように嵌合されて、ボールジョイントを形成する。完全に嵌合される前に、ボール状端部１６が、クランプの中に挿入され、フレア加工された端部１８の内面２４に接触し得るよう、パイプクランプ１０は、フレア加工された端部１８の上に嵌めることができる。パイプクランプ１０は、フレア加工された端部の最も端の部分が段２０に達するまで、高いバンド側においてフレア加工された端部１８の上に位置決めされる。このようにして、段２０は、パイプクランプ１０をフレア加工された端部１８の上で位置決めする役目をする。１つの実施例において、バンド２６は、バンドを第２のパイプに予め組付けるために、第２の端縁３４に隣接して位置する溶接箇所５５（図３および図８）でフレア加工された端部１８に溶接され得る。溶接箇所５５は、円周方向の溶接線、バンド２６の周りに円周方向に間隔をおいて配置された１つ以上の溶接点などであり得る。次に、ボール状端部１６は、パイプクランプ１０に挿入され、フレア加工された端部１８に挿入される。第１のパイプ１２は、ボールジョイントの周りを所望の配向まで旋回され得る。クランプが締められていくとき、バンド２６の低い側は、状態によっては、ボール状端部１６の外面２２と実質的に面一に接触することができ、バンド２６の高い側は、フレア加工された端部１８の外面と実質的に面一に接触することができる。軸方向の荷重によって、２つのパイプ端部はともに、外面２２と内面２４との間に少なくとも１つの密封部を形成する。この密封部は、パイプ端部の角度ずれがある場合でも形成される。

ボール状端部１６とフレア加工された端部１８との間に生じる正確な密封部は、とりわけ、ボール状端部、フレア加工された端部、およびバンド２６それぞれの半径に左右される。１つの例において、ボール状端部１６の外面２２の半径は、フレア加工された端部１８の内面２４の半径に等しく、これにより理論上、外面２２が内面２４に面一に接触する場合、面対面シールが生じる。しかし、場合によっては、この状態は望ましくないことがあり、たとえばクランプがフレア加工された端部１８に溶接によって予め取付けられている場合などである。クランプを、フレア加工された端部１８の外面に溶接することによって、内面２４の均整または平滑性が歪むまたは別の方法で影響されることがあり、これによって、面対面シールが支障をうけまたは別の方法で阻害され、よって密封部の品質に悪
影響が及ぶ。この状況を回避する１つの解決方法を図８に示す。図中、ボール状端部１６の外面２２は、中心Ｃ１から測定された第１の半径Ｒ１を有し得、フレア加工された端部１８の内面２４は、中心Ｃ２から測定された別の第２の半径Ｒ２を有し得る。クランプ１０をパイプ１４に予め取付けるために用いられた溶接箇所５５は、クランプの端縁３４にかつフレア加工された端部１８の中央部に位置し、第１の半径Ｒ１は、第２の半径Ｒ２より値ｘだけ大きい。溶接箇所をクランプの軸方向外側端縁３４に隣接した箇所５５に置きながら、フレア加工された端部１８の半径をボール状端部１６のものよりも小さくした結果、得られた構成は、示されるように溶接箇所５５から軸方向に離れているシール接触５７を生じさせる。

シール接触５７−断面図に点として示す−は、フレア加工された端部１８の自由端または末端と、ボール状端部１６の中央部との間に円周方向に形成されたシール線であり得、対向する外面２２と内面２４とは、ボール状端部の自由端に向かう方向にシール接触５７から分岐して、隙間５９を規定する。隙間５９は、外面２２を、内面２４に存在する限りの溶接むらまたは歪みから間隔をあけて離すので、潜在的なシール支障を防止し、接触箇所５７における効果的な密封部を確実なものにする。第１および第２のパイプ１２および１４の直径が約４５．００ｍｍである１つの例において、第１の半径Ｒ１は、約２７．７５ｍｍであり得、第２の半径Ｒ２は、約２７．１５ｍｍであり得、値ｘは約０．６０ｍｍとなる。こういった寸法は、シール接触５７および分岐し対向する面に関して説明された状態をもたらすかもしれない。実施例によっては、２つの半径間の公称差ｘは、小型の半径のパイプ（たとえば４５ｍｍ未満の半径のパイプ）についての約０．４ｍｍから、大型の半径（たとえば９０ｍｍを超えるパイプ）についての１．０ｍｍまでの範囲にあり得る。別の実施例において、２つの半径間の差ｘは、約３８ｍｍから約１３０ｍｍまでの任意の呼びパイプ外径を有するパイプについて、約０．６ｍｍであり得る。こういったパイプ寸法（パイプ直径およびフレア／ボール半径）についての公差は、半径の差ｘは、たった０．１０ｍｍから１．１ｍｍもにまで変化する可能性があり得るよう、たとえば、＋／−０．２５ｍｍであり得る。

図３をよく見るとわかるであろうように、段付き構成をクランプに用いることによって、クランプとボール状端部との間、およびクランプとフレア加工された端部との間の接触した重なり部分の軸方向の量は、パイプ端部間に角度ずれがあるか否かにかかわらず、ジョイントの円周方向の周りのすべての箇所で一定のままになる。すなわち、クランプがフレア加工された端部と位置合わせされているようボールジョイントの上に位置決めされた状態（クランプがフレア加工された端部の軸方向の中心線に垂直な平面に配向されていることを意味する）で、クランプとボール状端部との間の接触係合の軸方向の量は、パイプ端部間に角度ずれがあるか否かにかかわらず、ボール状端部の周りのすべての円周方向の場所で同じである。

図４は、パイプクランプ１１０の第２の実施例を示す。この実施例の要素で、図１−図３の第１の実施例の同様の要素に対応するものは、その実施例で用いた番号に１００加えた番号で識別されている。締付け機構などの第２の実施例におけるいくつかの部品は、第１の実施例において説明されたものと同様であり、よってその説明はここで繰返さない。

ここで、バンド１２６は、バンド１２６の本体１３０に形成された軸方向の複数の補強リブまたはビード１５６を有して、ボールジョイントにかかる軸方向の力を増大させ、また本体１３０を補強する。場合によっては、ビード１５６は、バンド１２６に弾性を与え、これは、バンド１２６は、用いられ緩められた後に、その元来の形状に戻る、またはほぼ戻ることができることを意味する。ビード１５６は、本体そのものが絞り加工された後に、別個の金属絞り加工プロセスによって本体１３０に形成され得る。当業者は、他の金属成形プロセスを用いてビード１５６を形成し得ることを理解するであろう。示されるよ
うに、ビード１５６は、楕円形で、バンド１２６の低い側の円周の周りに均等に間を離して配置されている。ビード１５６は、段が各ビードで途切れているよう、段１２０まで軸方向に延在し得る。この実施例における各ビードの高さは、段１２０の高さに等しい。より多くのまたは少ないビードを設けることができ、その形状は、特定の用途のために適宜さまざまであり得る。

図５は、パイプクランプ２１０の第３の実施例を示す。この実施例の要素で、図１−図３の第１の実施例の同様の要素に対応するものは、その実施例で用いたものに２００加えた番号で識別されている。締付け機構などの第３の実施例におけるいくつかの部品は、第１の実施例で説明されたものと同様であり、よってその説明はここで繰返さない。

ここで、バンド２２６は、バンド２２６の本体２３０に形成された軸方向の複数の補強リブまたはビード２５６を有して、ボールジョイントにかかる軸方向の力を増大させ、また本体２３０を補強する。場合によっては、ビード２５６は、バンド２２６に弾性を与え、これは、バンド２２６は、用いられ緩められた後、その元来の形状に戻る、またはほぼ戻ることができることを意味する。ビード２５６は、本体そのものが絞り加工された後に、別個の金属絞り加工プロセスによって本体２３０に形成され得る。当業者は、他の金属形成プロセスを用いてビード２５６を形成し得ることを理解するであろう。示されるように、ビード２５６は、一つの端部で楕円形で、別の端部で円筒形である。楕円形の端部は、バンド２２６の低い側で段２２０の上まで延在し得、円筒形の端部は、バンド２２６の高い側で段２２０を超えて延在し得る。２つの端部はともに、段２２０を横切って延在する。ビード２５６は、均等に間を離して円周方向にバンド２２６の周りに配置され得る。この実施例における各ビードの高さは、段１２０の高さよりも高い。より多くのまたは少ないビードを設けることができ、その形状は、特定の用途のために適宜さまざまであり得る。

図６は、パイプクランプをパイプ端部のうち１つに予め取付けるために用いられ得る取付けブラケットを示す。この図中の要素で、図１−図３の第１の実施例の同様の要素に対応するものは、その実施例において用いた番号に３００加えた番号で識別されている。締付け機構などのこの図中のいくつかの部品は、第１の実施例において説明されたものと同様であり、よってその説明はここで繰返さない。

ここで、ブラケット３５８は、パイプクランプ３１０とともに用いられ、このパイプクランプは、上述の初めの３つのパイプクランプ実施例のうち任意のものと同じまたは異なり得る。ブラケット３５８は、第２のパイプ３１４のフレア加工された端部３１８上に予め組立てられると、クランプ３１０の位置決めを維持するのに役立つ。これは、クランプとボールジョイントとを組立てる助けになる。ブラケット３５８は、溶接箇所５５に加えて、またはその代わりに用いられ得る。特に、ブラケット３５８は、締付け機構３２８と係合し、クランプ３１０がフレア加工された端部３１８上で捩じれないようまたは別の方法で誤って配向されないようにする。ブラケット３５８は、焼き戻しステンレス鋼などから作られ、部品にある程度の復元力を与え得る。ブラケット３５８は、第２のパイプ３１４に取付けられた基部３６０と、フレア加工された端部３１８の上方にかつフレア加工された端部を越えて延在する突起３６２とを有する。基部３６０は、わずかに弓状であって第２のパイプ３１４の形状に一致する。突起３６２は、基部３６０と一体であり、突起本体の全体にわたって、円筒形であり、この本体は、締付け機構３２８の第１の環３４２または第２の環３４４の中に嵌まる大きさに作られている。突起３６２は、径方向に基部３６０から離れるよう延在し、次に軸方向に曲がる。結合部３６４は、基部３６０と突起３６２とを接続し、パイプクランプ３１０が締められるとき必要かもしれないある程度の径方向および周方向の撓みを突起に提供する。ブラケット３５８は、結合部３６４から始まる突起３６２を形成するよう圧延された金属の単一細片から作られ得る。細片の側端縁は
、後方に圧延され互いに当接して、継ぎ合わされた円筒形状を形成し、この形状は次に、半径を用いて管強度を維持しながらその長さの途中で９０°曲がっている。突起３６２の自由端は、丸みを付けられているまたは円錐形であって、突起を環３４２に挿入するのに役立ち得る。さらに、この自由端は、この自由端が相対的な軸方向の移動によって簡単に外れないよう、突起の頭部を環３４２を通して圧着することを必要とする拡大された頭部として形成され得る。

使用時、ブラケット３５８は、突起３６２がフレア加工された端部の上方にかつフレア加工された端部を越えて位置決めされるよう、フレア加工された端部３１８の近くで第２のパイプ３１４の外面に点溶接され得る。パイプクランプ３１０がフレア加工された端部３１８に予め組付けられるとき、突起３６２は、第１または第２の環３４２、３４４のいずれかを通り抜けて挿入される。これにより、パイプクランプ３１０は、フレア加工された端部３１８上に保たれ、ボールジョイントが形成されパイプクランプ３１０が締められる前に、パイプクランプが誤って配向されることが防止される。

図７は、パイプクランプをパイプ端部のうち一方に予め取付けるためにブラケット３５８とともにまたはブラケットなしに用いられ得る取付けクリップを示す。この図中の要素で、図１−図３の第１の実施例の同様の要素に対応するものは、その実施例で用いた番号に４００加えた番号で識別されている。締付け機構などのこの図中のいくつかの部品は、第１の実施例において説明されたものと同様であり、よってその説明はここでは繰返さない。

ここで、バンド４２６は、軸方向にバンドの第１の端縁４３２を越えてかつ径方向に第１の端縁の下に突出している１対の対向して配置された爪４６６を有するクリップを含む。爪４６６は、第１のパイプ４１２のボール状端部４１６をクランプ４１０内の位置に留めるために、以下に述べるように用いられる。爪４６６は、焼き戻しステンレス鋼などから作られて、ある程度の復元力を部品に与え得る。爪は、第１の端縁４３２の下側に部分的に湾曲して、湾曲した端部４６８を規定し得る。爪の径方向内側を向いた面および自由端は、それらが、ボール状端部とパイプ端部４１２の残りの部分との分岐点の近くでボール状端部４１６の外面と、係合するよう、クランプの径方向に内側へ延在する。クリップの基部４７０は、爪４６６をバンド４２６の低い側に溶接するよう設けられ得る。他の実施例は、このような基部なしに実現化することができ、代わりに、バンドに別個に取付けられた個々の爪として、またはバンド４２６の側端縁４３２からの一体的な延長部分として実現化され得る。

使用時、爪４６６は、ボール状端部４１６と湾曲した端部４６８で係合し、爪４６６がボール状端部４１６の外面上をずり上がることを可能にする。これが起こると、爪４６６は、径方向に屈曲し、よってボール状端部４１６に力を作用させ、それがボール状端部を円周方向に対向するクランプの側面に向かって押し、そこでボール状端部はクランプの内面と係合する。クランプが初めに、溶接またはブラケット３５８の使用などよって、フレア加工された端部４１８に予め取付けられている場合、ボール状端部４１６をクランプ４１０およびフレア加工された端部４１８の両方と係合させるこのスナップフィットは、クランプとパイプ端部とを緩く接続されたままにするので、取付ける人は、クランプの締付けおよび最終位置決めにより自由に取組むことができる。爪４６６は、さらに、パイプクランプ４１０が完全に締められる前に、第１のパイプ４１２がボールジョイントの周りを旋回することを可能にする。

上述の説明は、発明の定義ではなく、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が理解されるべきである。この発明は、この明細書中に開示された特定の実施例に限定されるのではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ規定される。さらに、上
述の説明に含まれた表現は、特定の実施例に関連し、用語または語句が明示的に上で定義された場合を除いて、この発明の範囲の限定または特許請求の範囲において用いられる用語の定義の限定として解釈されるべきでない。当業者には、さまざまな他の実施例および開示された実施例に対するさまざまな変更および変形が明らかとなるだろう。このような他の実施例、変更、および変形のすべては、添付の特許請求の範囲内にあることを意図される。

この明細書および特許請求の範囲で用いられる用語「たとえば」、「例として」、および「など」、ならびに動詞「備える」、「有する」、「含む」およびそれらの他の動詞形態は、１つ以上の構成要素または他の項目の列挙に関連して用いられるときは、各々、非限定のものとして解釈されるべきであり、これはその列挙が他の追加の構成要素または項目を排除するものと考えられるべきでないという意味である。他の用語は、それらが異なる解釈を必要とする文脈で用いられない限り、それらの合理的に最も広い意味を用いて解釈されるべきである。

Claims (18)

1. ボール状端部を有する第１のパイプと、前記ボール状端部に重なるフレア加工された端部を有する第２のパイプとを結合するボールジョイントパイプクランプであって、前記ボールジョイントパイプクランプは、
   軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に第１の端部から第２の端部へ延在するバンドを備え、前記バンドは、円周方向に前記バンドの周りにかつ軸方向に前記第１および第２の端縁間に形成された段を有し、前記段は、重なった前記ボール状端部と前記フレア加工された端部との間に生じる継目を収容し、
   前記第１および第２の端部に接続され、締結具を有し、前記第１および第２の端部を互いに向かって引きつけ、互いから引き離して、それぞれ前記バンドを締め、緩めるための締付け機構をさらに備える、ボールジョイントパイプクランプ。
2. 前記段は、ある半径を有した、前記バンドの中で高い側を形成し、前記高い側の前記半径よりも小さい別の半径を有した、前記バンドの中で低い側を形成する、請求項１に記載のボールジョイントパイプクランプ。
3. 締められると、前記バンドの前記高い側は、前記フレア加工された端部の外面に実質的に面一に接触し、前記バンドの前記低い側は、前記ボール状端部の外面に実質的に面一に接触する、請求項２に記載のボールジョイントパイプクランプ。
4. 前記バンドは、円周方向に間隔をおいて配置された複数の補強ビードを有し、前記複数のビードの各々は、前記バンドの前記低い側に位置する前記ビードの１つの端部から前記段に位置する前記ビードの別の端部へ軸方向に延在する、請求項２に記載のボールジョイントパイプクランプ。
5. 前記バンドは、円周方向に間隔をおいて配置された複数の補強ビードを有し、前記複数のビードの各々は、前記バンドの前記低い側に位置する前記ビードの１つの端部から前記バンドの前記高い側に位置する前記ビードの別の端部へ軸方向に延在し、前記複数のビードは、各々、前記ビードの１つの部分で第１の形状を有し、前記ビードの別の部分で第２の形状を有する、請求項２に記載のボールジョイントパイプクランプ。
6. 前記第１および第２の端部のうち少なくとも１つは、前記締付け機構の径方向に外側に位置する環を含み、前記ボールジョイントパイプクランプは、前記ボールジョイントパイプクランプが前記フレア加工された端部上に予め組立てられるときに前記ボールジョイントパイプクランプの位置を維持するのを助けるために用いられるブラケットをさらに備え、前記ブラケットは、前記第２のパイプに取付けられた基部を有し、前記基部から延在する突起を有し、前記パイプクランプが前記フレア加工された端部の上に緩く組立てられると、前記突起が前記環の中に嵌まるよう寸法および位置決めされている、請求項１に記載のボールジョイントパイプクランプ。
7. 前記ボールジョイントパイプクランプに対して前記ボール状端部の位置を留めるために用いられる少なくとも１対の爪を有するクリップをさらに備え、前記爪の各々は、軸方向に前記第１の端縁を越えてかつ径方向に前記第１の端縁の下に突出しており、前記爪の各々は、前記ボール状端部の外面と係合する径方向内側を向いた面を規定する、請求項１に記載のボールジョイントパイプクランプ。
8. 前記バンドは、前記フレア加工された端部に、前記第２の端縁に隣接して位置する溶接箇所によって予め組付けられている、請求項１に記載のボールジョイントパイプクランプ。
9. 前記バンドは、円周方向に前記バンドの周りにかつ径方向に前記第１および第２の端縁間に形成された単一の段を有する、請求項１に記載のボールジョイントパイプクランプ。
10. ボールジョイントであって、
    第１のパイプのボール状端部を備え、前記ボール状端部の外面は、第１の半径を有し、
    前記ボール状端部に重なっている、第２のパイプのフレア加工された端部をさらに備え、前記フレア加工された端部の内面は、第２の半径を有し、
    前記ボール状端部と前記フレア加工された端部との両方に重なるバンドを含むパイプクランプをさらに備え、
    前記第１の半径は、前記第２の半径より大きく、前記外面と前記内面との間に円周方向のシール接触を生じさせ、前記シール接触は、前記フレア加工された端部の自由端にかつ前記ボール状端部の中央部に位置し、前記外面と前記内面とは、前記ボール状端部の自由端に向かう方向に前記シール接触から分岐している、ボールジョイント。
11. 前記分岐した外面と内面とは、その間に位置する隙間を規定し、前記バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、前記バンドは、前記第２の端縁に隣接する軸方向位置にかつ前記隙間に隣接する径方向位置に位置する溶接箇所によって、前記フレア加工された端部に取付けられている、請求項１０に記載のボールジョイント。
12. 前記ボール状端部と前記フレア加工された端部とは、前記フレア加工された端部の前記自由端に円周方向の継目を生じさせるよう重なり、前記バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に前記バンドの周りにかつ軸方向に前記第１の端縁と前記第２端縁との間に段を形成し、前記段は、前記継目を収容する、請求項１０に記載のボールジョイント。
13. 前記段は、ある半径を有した、前記バンドの中で高い側を形成し、前記高い側の前記半径より小さい別の半径を有した、前記バンドの中で低い側を形成する、請求項１２に記載のボールジョイント。
14. 前記高い側は、前記フレア加工された端部の外面に実質的に面一に接触し、前記低い側は、前記ボール状端部の前記外面に実質的に面一に接触する、請求項１３に記載のボールジョイント。
15. ボールジョイントアセンブリであって、
    外面が第１の半径を有するボール状端部を有する第１のパイプと、
    前記ボール状端部に重なるフレア加工された端部を有する第２のパイプとを備え、前記フレア加工された端部は、自由端と、前記第１の半径より小さい第２の半径を有する内面とを有し、前記重なったフレア加工された端部とボール状端部とは、円周方向の継目を生じさせ、
    パイプクランプをさらに備え、前記パイプクランプは、
    前記ボール状端部と前記フレア加工された端部との両方に重なるバンドを含み、前記バンドは、軸方向に第１の端縁から第２の端縁へ延在し、円周方向に第１の端部から第２の端部へ延在し、前記バンドは、円周方向に前記バンドの周りにかつ径方向に前記第１および第２の端縁間に形成された段を有して前記継目を収容し、前記バンドは、前記第２の端縁に隣接して位置する溶接箇所で前記フレア加工された端部に取付けられており、前記パイプクランプはさらに、
    前記第１および第２の端部に接続され、締結具を有し、前記第１および第２の端部を互いに向かって引きつけ、互いから引き離して、それぞれ前記バンドを締め、緩めるための締付け機構をさらに含み、
    円周方向のシール接触は、前記外面と前記内面との間に生じ、前記フレア加工された端部の前記自由端にかつ前記ボール状端部の中央部に位置し、前記外面と前記内面とは、前記シール接触から分岐している、ボールジョイントアセンブリ。
16. 前記段は、ある半径を有する、前記バンドの中で高い側を形成し、前記高い側の前記半径よりも小さい別の半径を有する、前記バンドの中で低い側を形成する、請求項１５に記載のボールジョイントアセンブリ。
17. 前記高い側は、前記フレア加工された端部の外面に実質的に面一に接触し、前記低い側は、前記ボール状端部の前記外面に実質的に面一に接触する、請求項１６に記載のボールジョイントアセンブリ。
18. 前記バンドは、円周方向に前記バンドの周りにかつ軸方向に前記第１および第２の端縁間に形成された単一の段を有する、請求項１７に記載のボールジョイントアセンブリ。

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