JP2016208661A - くさびクランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】索体(鋼線)2を保持するためのくさびクランプ1であって、くさび部材12と、くさび部材12によって発生する圧力により、くさび部材12及び索体2を拘束する拘束部材11と、を備え、くさび部材12は、索体2と2面で接するように構成され、当該2面の相対角度が42°以下であることにより、くさび部材12と索体2との間に滑りが生じることを抑止する。
【選択図】図1
Description
この際、鋼線の端末を引留める必要があり、そのために端末をアイ加工すること等が行われる。当該アイ加工法の代表的なものにワイヤクリップを用いるものがある。ワイヤクリップはU字ボルトやナット等で構成され、アイ加工のために折り返して束ねた鋼線部分を複数のワイヤクリップで締結するものである。
作業としては比較的単純な作業といえるが、多数のボルトナットを締める必要があり、作業効率はあまりよくない。また、作業者の技量による差が出やすく、均一な施工が難しいという問題がある。さらに、ボルトナットを使用していることから、増し締め等、保守管理においても煩雑な面を有する(緩み止めナットを使用した場合にはコスト高となってしまう)。
鋼線を保持するためのくさびクランプであって、くさび部材と、前記くさび部材によって発生する圧力により、前記くさび部材及び前記鋼線を拘束する拘束部材と、を備え、前記くさび部材は、前記鋼線と2面で接するように構成され、当該2面の相対角度が42°以下であることを特徴とするくさびクランプ。
前記2面の相対角度が36°以下であることを特徴とする構成1に記載のくさびクランプ。
前記拘束部材に前記くさび部材を打ち込む際の基準相対位置を示す表示を有することを特徴とする構成1または構成2に記載のくさびクランプ。
前記拘束部材に前記くさび部材を打ち込んだ状態で、くさび部材の脱落を防止する脱落防止部材を備えることを特徴とする構成1から構成3の何れかに記載のくさびクランプ。
前記脱落防止部材が、前記拘束部材に打ち込まれた前記くさび部材の後端部を係止する係止部材で構成され、前記くさび部材の後端部において、当該後端部よりさらに突出させた打ち込み打撃部が形成されていることを特徴とする構成4に記載のくさびクランプ。
前記拘束部材が、内部に前記鋼線及び前記くさび部材を挿入可能な筒状体によって構成され、当該筒状体の側面であって、前記くさび部材が内部に当接する側に、当該くさび部材を梃子によって摺動可能とさせるための操作用孔が形成されていることを特徴とする構成1から構成5の何れかに記載のくさびクランプ。
構成1から構成6の何れかに記載の鋼線にアイ加工をするためのくさびクランプであって、前記拘束部材が、内部にアイ加工のために折り返して束ねた鋼線部分及び前記くさび部材を挿入可能な筒状体によって構成され、当該筒状体の内面に、前記鋼線と2面で接するように拘束部材側接触面が形成されており、束ねた鋼線の一方は、前記くさび部材に形成された2面と当接し、他方は、前記拘束部材側接触面と当接することを特徴とするくさびクランプ。
前記拘束部材の、前記鋼線のアイ側となる端部開口部において、前記鋼線の横滑りを防止するための切り欠き溝が形成されていることを特徴とする構成7に記載のくさびクランプ。
鋼線を保持するためのくさびクランプであって、前記鋼線と実質的に同じ材料で形成されるくさび部材と、前記鋼線と実質的に同じ材料で形成され、前記くさび部材によって発生する圧力により、前記くさび部材及び前記鋼線を拘束する拘束部材と、を備え、前記くさび部材は、前記鋼線と2面で接するように構成され、当該2面の相対角度αが次式を満たすことを特徴とするくさびクランプ。
図1は、本発明に係る実施形態1のくさびクランプの使用状態を示す図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線における断面図である。
実施形態1のくさびクランプ1は、ワイヤロープ等の鋼線である索体2の端末を引留めるために、索体2の端末部に締結されるものである。即ち、くさびクランプ1が備える係留部117によって、他の構造物等に索体2を係留可能とするものである。
実施形態1のくさびクランプ1は、図1に示されるように、大別して、拘束部材11と、くさび部材12とを備える。くさび部材12が索体2と共に拘束部材11の内部へ打ち込まれることにより発生する圧力により、拘束部材11、くさび部材12及び索体2のそれぞれの相互間において摩擦力が生じ、これによってくさびクランプ1が索体2に締結されるものである。なお、くさびクランプ1における索体2の保持機能、即ち、索体2が滑り抜けてしまうことが抑止される理由については、後に詳説する。
各図に示されるように、本実施形態のくさび部材12は、正面視においてくさび形状を有し、その上面側において、索体2がはまり込むV字溝121を有する。V字溝121は、索体2と、面1211と面1212の2面で接するように構成され、当該2面の相対角度が42°以下に形成される。本実施形態では36°である。
くさび部材12は、図3(c)の正面図において、左側方向へ打ち込まれるものであり、くさび部材を打ち込む際の基準相対位置(拘束部材11との相対位置)を示す表示である管理ライン123を有する。本実施形態のくさび部材12では、管理ライン123においてくさびの後端部(図3(c)の正面図において右側)となり、この後端部よりさらに突出させた打ち込み打撃部122が形成される。
拘束部材11は、くさび部材12及び索体2を拘束するものであり、先細りとなる内部空間にくさび部材と12と索体2が入っていくことにより、それぞれの部材相互に強い摩擦力が生じるものである。
拘束部材11は、索体本体側開口111と索体端部側開口112とを有する基本態様が筒状の部材であり、内部の断面形状が四角形状で、索体端部側開口112から索体本体側開口111へと向けて、先細りとなるように形成される。索体本体側開口111は、索体端部側開口112より肉厚に形成される。
また、上面の索体端部側開口112側となる位置には、係留部117が一体的に形成され、索体端部側開口112側の下側(図5(c)の正面図における下側)において、くさび部材12の後端部を係止する係止ピン(図示せず)を挿通するための係止ピン挿通部113が形成される。係止ピン挿通部113及び係止ピン(係止部材)は、くさび部材12の脱落を防止する脱落防止部材である。
図6(a)は、図1(a)を概略化した説明図であり、図6(b)は同様に図1(b)を概略化して力のつり合いを示した説明図である。
当該Wに基づく力のつり合いを、図6(b)を参照しつつ説明する。
図6(b)に示されるように、索体2とくさび部材12との接点をa点、b点とする。即ち、面1212との接点をa点、面1211との接点をb点とする。また、索体2とくさび部材12を一体物とみなしたものと、拘束部材11との接点をc点、d点とする。即ち、拘束部材11の内面とくさび部材12との接点をc点、拘束部材11の内面と索体2との接点をd点とする。
索体2とくさび部材12との接点であるa点、b点に働く垂直効力をN、摩擦力をRとすると、WとNとRのつり合いは次式となる。
W=2(Nsinθ+Rcosθ)・・・・・式1
ここで、R=μNであるから、
W=2N(sinθ+μcosθ)・・・・・式2
となる。(ただし、μは摩擦係数)
従って、つり合い式は数2となる。
即ち、索体2とくさび部材12との間に滑りは生じず、索体2とくさび部材12を一体物としてみて、これと拘束部材11との間で滑りが生じることとなる。
引張力Fの増大に伴い、索体2の径が細くなると、くさび部材12が拘束部材11に対してより深く入り込むことになるが、この際、索体2とくさび部材12との間(即ち、a点、b点)に滑りは生じず、索体2とくさび部材12は一体的に、拘束部材11に入り込むことになる。
これを式で表わすと、a点、b点に働く摩擦力は2μN、c点、d点の摩擦力は2μWであり、且つ、2μN>2μWであるから、
N>W・・・・・式3
である。
これを数2に代入すると数3となる。
θ<21°・・・・・式4
を得る。このθは、図6(b)にあるように、面1211と面1212の角度の半角にあたるので、面1211と面1212の角度を42°以下とすることで、索体2とくさび部材12との間(即ち、a点、b点)に滑りは生じず、索体2とくさび部材12が一体的に、拘束部材11に入り込むようにすることができる。
加えて、本実施形態のくさびクランプ1では、くさび部材12の逆戻り・脱落防止のために、くさび部材12の後端部を係止する係止ピン(図示せず)と、これを挿通するための係止ピン挿通部113が形成されるため、索体2に張力がかかっていない状態で振動が加わるような場合においても、くさび部材12が逆戻り・脱落するようなことがなく、管理性に優れる。なお、上記説明から理解されるように、本実施形態のくさびクランプ1は、張力がかかっている状態では索体2を強力に保持するため、くさび部材12の逆戻りや脱落が生じることは無い。
また、本実施形態のくさびクランプ1は、くさび部材12の後端部において突出して形成される打ち込み打撃部122を備えるため、ハンマーを使用してくさび部材12を打ち込む際に、誤った打撃よる係止ピン挿通部113の破損等が抑止される。
また、本実施形態のくさびクランプ1では、索体本体側開口111が、索体端部側開口112より肉厚に形成されるため、必要な強度を得つつ、全体としての原材料の使用量の低減が図られ、低コスト及び軽量に形成される点でも優れている。索体本体側開口111の側は、くさび部材12の進入に伴って大きな力がかかるため、これを保持するために所定の肉厚が必要となる、一方、索体端部側開口112の側ではそこまでの強度は必要なく、索体端部側開口112の側を薄く形成することにより、低コスト及び軽量化を図っているものである。
また、本実施形態のくさびクランプ1は、索体2と材質を同一にしているので、接触する両者間において電位差が生じず、電食の発生が抑止される。
図7は、本発明に係る実施形態2のくさびクランプの使用状態を示す正面図である。なお、実施形態1と同様の構成となるものについては、同一の符号を使用し、ここでの説明を省略もしくは簡略化する。
実施形態2のくさびクランプ1´は、ワイヤロープ等の索体2の端末を引留めるために、索体2の端末部をアイ加工するためのものである。
実施形態2のくさびクランプ1は、図7に示されるように、大別して、拘束部材11´と、くさび部材12´とを備える。
拘束部材11´が、内部にアイ加工のために索体2を折り返して束ねた部分(2本分)を挿入できるように構成されている点で実施形態1と相違するが、くさび部材12が索体2と共に拘束部材11の内部へ打ち込まれることにより発生する圧力により、拘束部材11、くさび部材12及び索体2のそれぞれの相互間において摩擦力が生じ、これによってくさびクランプ1が索体2に締結されるという基本原理は実施形態1と同様である。
各図に示されるように、本実施形態のくさび部材12´は、実施形態1のくさび部材12と基本的に同様の構成であるが、操作用孔124が形成されている点で異なる。操作用孔124は、後に説明する拘束部材11´に形成される操作用孔116に対向する位置に形成される。
拘束部材11´は、基本態様が筒状の部材であり、内部の断面形状が基本的に四角形状で、先細りとなるように形成される点、くさび部材12´の後端部を係止する係止ピン(図示せず)を挿通するための係止ピン挿通部113が形成される点で、実施形態1と同様である。
拘束部材11の両端部において開口部を有する点でも実施形態1と同様であるが、本実施形態においては、先細りとなった側が索体のアイ側となって、アイ側端部開口111を構成し、他端が索体本体側開口112を構成する。
また、アイ加工のために索体2を折り返して束ねた部分(2本分)を挿通するために、筒状体である拘束部材11´の内面に、索体2と2面で接するように拘束部材側接触面115が形成され、当該拘束部材側接触面115を形成するための膨出部114を有し、これによって、断面形状が漢字の「凸」の形状をしている点で、実施形態1と異なる。拘束部材側接触面115は面1151と面1152によって構成され、本実施形態では、両者の間の角度は36°である。
また、本実施形態の拘束部材11´では、底面側(くさび部材12´が内部に当接する側)に、くさび部材12´を梃子(しの等の工具)によってこじって移動可能とさせるための操作用孔116が形成されている。本実施形態では、拘束部材11´に打ち込んだくさび部材12´を外すためのものとして操作用孔116(及びくさび部材12´の操作用孔124)を設けているが、逆に、拘束部材11´にくさび部材12´を梃子によってこじって押し込むために設けるものであってもよい。
さらに、本実施形態の拘束部材11´では、アイ側端部開口111において、その下面内部側に、索体2の横滑りを防止するための切り欠き溝117が形成される。
先ず、アイ加工のために索体2を折り返し、これを拘束部材11´に挿入する。この際、折り返した索体の端部側となる方を、図11における下側、即ち、くさび部材12´と接する側に配し、索体本体側を上側、即ち、拘束部材11´の拘束部材側接触面115に接する側に配する。
当該作業において、図11のA−A線断面図から理解されるように、同図の上側の索体2は、拘束部材側接触面115に当接することで安定し、且つ、切り欠き溝117が形成されていることにより、同図の下側の索体2が安定する。
この状態において、くさび部材12´を、そのV字溝121に下側の索体2がはまるようにして打ち込んでいく。管理ライン128まで打ち込む点、及び、打ち込み後に係止ピンを取り付ける点は、実施形態1と同様である。
上記によって打ち込まれたくさび部材12´によって生じる圧力(締付け力)によって、索体2の一方(図11における下側の索体)は、くさび部材12´に形成された2面(V字溝121)に押付つけられ、他方(図11における上側の索体)は、拘束部材11´の拘束部材側接触面115に押し付けられる。
図から理解されるように、下側の索体2とくさび部材12´の間の摩擦力としては実施形態1と同様であり、また、下側の索体2とくさび部材12´の間に滑りが生じず、これらを一体のものとして考えた際に、この一体物と他の部材との接点はc点、d点である。従って、これらの間の力のつり合いとしては実施形態1と同様である。
即ち、下側の索体2とくさび部材12´の間に滑りが生じず、これらが一体のものとして滑る=くさびが更に打ち込まれるという機能については、実施形態1で説明したものと同様であるため、ここでの説明を省略する。
なお、上側の索体2と、拘束部材11´(拘束部材側接触面115)との間に滑りが生じず、上側索体2と下側索体2との間(d点)とc点において先に滑りが発生することについても、実施形態1で説明した、「索体2とくさび部材12との間(図6(b)のa点、b点)に滑りが生じない」として説明したものと同様の原理である。
ここで、実施形態2のくさびクランプ1´について行った引張試験結果を示す。
この試験は、各線径のワイヤについて、一端に本実施形態のくさびクランプ1´によってアイ加工し、他端においてSUSロック加工によってアイを形成したものについて引張試験を行ったものである。試験を行ったワイヤ径と、各破断荷重の規格を表1に示す。
表2に示されるように、くさびクランプ1´の索体本体側開口112付近におけるワイヤの破断よりも、SUSロック加工部部分の破断の方が多く発生しており、少なくともSUSロック加工部と同等以上の性能を有していることがわかる。
効率としても、表2から、本実施形態のくさびクランプ1´は90%以上の効率を有していると言え、通常80%程度であるワイヤグリップの効率よりも非常に優れていることがわかる。
張力Fの増大に伴い索体2の径が細くなる際においても、これに沿う形でくさび部材12が拘束部材11に対してより深く入り込むため、荷重の集中等が抑止され、非常に高い性能を有する点は、上記の試験結果においても表れている。即ち、SUSロック加工と同等以上の結果が得られている点から明らかである。現場において、工場加工であるSUSロック加工と同等以上の加工を可能としている点で、本実施形態のくさびクランプ1´は極めて有用なものである。
加えて、切り欠き溝117が形成されていることにより、施工中に索体2が安定し、施工性が良い。
各変形例は、実施形態1のくさびクランプ1における係留部117の形態を変形する事等により、索体2を、各種の部材に係留できるようにしたものである。
何れの実施形態においても、くさび部材が索体と共に拘束部材の内部へ打ち込まれることにより発生する圧力により、拘束部材、くさび部材及び索体のそれぞれの相互間において摩擦力が生じ、これによってくさびクランプが索体に締結されるという基本概念は実施形態1と同様であるため、これ以降での説明を省略する。
図13は、実施形態3のくさびクランプの使用状態を示す図であり、図13(a)は上面図、図13(b)は正面図である。
本実施形態のくさびクランプ1Aは、アンカーボルト3に対して係留できるように、係留部117Aを備える。係留部117Aは、同図に示されるように、拘束部材11Aの索体端部側開口側において、拘束部材11Aと一体的に形成される。より具体的には、図に示されるように、拘束部材11Aの両側面を延長し、アンカーボルト3を挿通可能な孔が形成されることによって、係留部117Aが形成される。
図14は、実施形態4のくさびクランプの使用状態を示す図であり、図14(a)は上面図、図14(b)は正面図である。
本実施形態のくさびクランプ1Bは、横方向に張られた索体4に対して係留できるように、係留部117Bを備える。係留部117Bは、同図に示されるように、拘束部材11Bの索体端部側開口側において、拘束部材11Bと一体的に形成される。より具体的には、図に示されるように、拘束部材11Bの底面部分を延長し、U字ボルトを締結可能に形成されることによって、係留部117Bが形成される。
図15は、実施形態5のくさびクランプの使用状態を示す図であり、図15(a)は正面図、図15(b)は、図15(a)のA−A線における断面図である。
本実施形態のくさびクランプ1Cは、横方向に張られた索体4に対して、上下方向に索体2を係留できるように、係留部117Cを備える。係留部117Cは、同図に示されるように、拘束部材11Cの索体本体側開口側から切り欠いて形成され、横方向の索体4に引っかけることができるように構成される。
また、くさびクランプ1Cでは、スペーサー14を有する。このスペーサー14は、横方向の索体4を収納する収納部を備え、当該収納部と、係留部117Cとによって、横方向の索体4に締結されるものである。
本実施形態のくさびクランプ1Cでは、くさび部材12Cが索体2と共に拘束部材の内部へ打ち込まれることにより発生する圧力により、拘束部材11C、くさび部材12C、索体2、及びスペーサー14のそれぞれの相互間において摩擦力が生じるものであるが、くさびクランプ1Cが索体2に締結されるという基本概念(基本原理)は実施形態1と同様である。
図16は、実施形態6のくさびクランプの使用状態を示す正面図である。図17(a)は図16のB−B線における断面図、図17(b)は、図16のC−C線における断面図である。
本実施形態のくさびクランプ1Dは、横方向に張られた索体4に対して、上下方向に索体2を係留できるように、係留部117Dを備える。係留部117Dは、図16に示されるように、拘束部材11Dの底面側(図16においては右側面側)から切り欠いて形成され、横方向の索体4に引っかけることができるように構成される。
また、くさびクランプ1Dでは、スペーサー15を有する。
本実施形態のくさびクランプ1Dでは、くさび部材12DのV字溝121が形成される部分がくさび部材12Dの前側(図16においては下側)のみで、くさび部材12Dの後ろ側(図16においては上側)においては、V字溝121が無く、平坦部が形成される。当該平坦部と、索体2の端部と、スペーサー15と、係留部117Dとによって、横方向の索体4に締結されるものである。
本実施形態のくさびクランプ1Dでは、図17(b)に示されるように、拘束部材11D、くさび部材12D、索体2、及びスペーサー15のそれぞれの相互間において摩擦力が生じるものであるが、くさびクランプ1Dが索体2に締結されるという基本概念(基本原理)は実施形態1と同様である。
図18は、実施形態7のくさびクランプの使用状態を示す図であり、図18(a)は上面図、図18(b)は正面図である。
本実施形態のくさびクランプ1Eは、ネジ棒5に対して係留できるように、係留部117Eを備える。係留部117Eは、同図に示されるように、拘束部材11Eの索体端部側開口側において、拘束部材11Eと一体的に形成される。より具体的には、図に示されるように、拘束部材11Eの索体端部側開口側において、上面視コ字状に形成され、ネジ棒5を挿通可能な孔が形成されることによって、係留部117Eが構成される。
なお、このように、上面視コ字状の拘束部材11Eがあることによって、くさび部材12Eの後端側(図18における左側)からハンマーなどで打ち込む事が難しくなるが、実施形態2で説明した操作用孔116(及び操作用孔124)により、梃子7(しの等の棒状の工具)を用いて、くさび部材12Eを押し込むことができる。
11...拘束部材
111...索体本体側開口
112...索体端部側開口
113...係止ピン挿通部
117...係留部
12...くさび部材
121...V字溝
1211、1212...面(鋼線と接する2面)
122...打ち込み打撃部
123...管理ライン(基準相対位置を示す表示)
2...索体(鋼線)
1´...くさびクランプ
11´...拘束部材
114...膨出部
115...拘束部材側接触面
1151、1152...面(鋼線と接する2面)
116...操作用孔
117...切り欠き溝
12´...くさび部材
124...操作用孔
Claims (9)
- 鋼線を保持するためのくさびクランプであって、
くさび部材と、
前記くさび部材によって発生する圧力により、前記くさび部材及び前記鋼線を拘束する拘束部材と、を備え、
前記くさび部材は、前記鋼線と2面で接するように構成され、当該2面の相対角度が42°以下であることを特徴とするくさびクランプ。 - 前記2面の相対角度が36°以下であることを特徴とする請求項1に記載のくさびクランプ。
- 前記拘束部材に前記くさび部材を打ち込む際の基準相対位置を示す表示を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のくさびクランプ。
- 前記拘束部材に前記くさび部材を打ち込んだ状態で、くさび部材の脱落を防止する脱落防止部材を備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のくさびクランプ。
- 前記脱落防止部材が、前記拘束部材に打ち込まれた前記くさび部材の後端部を係止する係止部材で構成され、
前記くさび部材の後端部において、当該後端部よりさらに突出させた打ち込み打撃部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載のくさびクランプ。 - 前記拘束部材が、内部に前記鋼線及び前記くさび部材を挿入可能な筒状体によって構成され、当該筒状体の側面であって、前記くさび部材が内部に当接する側に、当該くさび部材を梃子によって摺動可能とさせるための操作用孔が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載のくさびクランプ。
- 請求項1から請求項6の何れかに記載の鋼線にアイ加工をするためのくさびクランプであって、
前記拘束部材が、内部にアイ加工のために折り返して束ねた鋼線部分及び前記くさび部材を挿入可能な筒状体によって構成され、
当該筒状体の内面に、前記鋼線と2面で接するように拘束部材側接触面が形成されており、
束ねた鋼線の一方は、前記くさび部材に形成された2面と当接し、他方は、前記拘束部材側接触面と当接することを特徴とするくさびクランプ。 - 前記拘束部材の、前記鋼線のアイ側となる端部開口部において、前記鋼線の横滑りを防止するための切り欠き溝が形成されていることを特徴とする請求項7に記載のくさびクランプ。
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