JP4547283B2

JP4547283B2 - 入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置

Info

Publication number: JP4547283B2
Application number: JP2005064753A
Authority: JP
Inventors: 健太郎橋上; 清治上野; 初雄津山
Original assignee: イーグルクランプ株式会社
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: JP2006249705A

Description

本発明は、インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造に関し、より詳しくは該入れ子状パイプ接続構造の長さを無段階に調節することができる装置に関する。

インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造は公知であり、各種の用途に採用されている。下記特許文献１では、鉄骨構造の建築現場において仮置きされるＨ形鋼等の梁の転倒防止装置として、インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造を用いている。この入れ子状パイプ接続構造では、インナーパイプおよびアウターパイプにそれぞれ所定の等間隔で３つの貫通孔が形成され、インナーパイプの任意の貫通孔とアウターパイプの任意の貫通孔を整列した状態にしてこれら貫通孔に挿脱可能な固定ピンを挿入することにより、インナーパイプの長さを調節している。
特開２００３−０９０１３１号公報

しかしながら、このような手法ではインナーパイプの任意の貫通孔とアウターパイプの任意の貫通孔との組合せによって数段階の長さ調節が可能になるにすぎず、必要に応じて厳密に微調節することは不可能であった。また、インナーパイプとアウターパイプに多数の貫通孔を形成すれば多段階に調節可能となるが、それでも無段階の調節は不可能であり、且つ、入れ子状パイプ接続構造を構成する両パイプに多数の貫通孔が形成されることによる強度低下も懸念される。

そこで本発明は、インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造において強度低下をもたらすことなく無段階に長さ調節を可能にするための新規な技術を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造において、インナーパイプおよびアウターパイプのいずれか一方にその軸方向に所定長さ延長して形成された一対の対向する長孔と、他方のパイプに形成された一対の対向する貫通孔と、アウターパイプの外側に位置する頭部から一体に延長して頭部側の長孔および貫通孔ならびに頭部とは反対側の長孔および貫通孔を通って該反対側でアウターパイプの外側に突出する先端部でナット止めされるネジ軸を有する締付ボルトと、締付ボルトに対して傾動可能且つ軸方向移動可能であると共に回転不能に外嵌された状態でインナーパイプの内部に配置される締付パッドと、締付ボルトのネジ軸に螺合されると共に締付パッドの底面に接した状態でインナーパイプの内部に配置される移動ナットとを備え、締付ボルトを締付方向に回転させることによってネジ軸に螺合された移動ナットと共に締付パッドをネジ軸に沿って移動させてインナーパイプをアウターパイプに圧接させると共に、インナーパイプがアウターパイプに対して移動しようとするときには締付パッドが傾動してその先端係合歯がインナーパイプ内面に噛み合うことにより該移動を阻止するように作用することを特徴とする入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置である。

（削除）

請求項２に係る本発明は、請求項１記載の入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置において、締付パッドの先端係合歯を備えた面が球面状に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る本発明は、請求項１または２記載の入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置において、締付パッドの底面が球面状に形成されていることを特徴とする。

（削除）

請求項１に係る本発明によれば、締付ボルトを締付方向に回転させることによってネジ軸との螺合を介してナットをネジ軸に沿って移動させ、これにより同方向に移動する締付パッドによりインナーパイプをアウターパイプに圧接させて締付力を与えるので、インナーパイプをアウターパイプから引き抜こうとする荷重やアウターパイプ内に押し込もうとする軸方向の荷重がかかっても、その移動を阻止し、規定の長さを保持することができる。また、締付パッドは締付ボルトに対して傾動可能且つ軸方向移動可能であると共に回転不能に外嵌された状態でインナーパイプの内部に設けられるので、インナーパイプをアウターパイプから引き抜こうとする荷重やアウターパイプ内に押し込もうとする軸方向の荷重がかかったときに締付パッドがネジ軸に対して傾動し、ネジ軸の一方の側ではインナーパイプの内面に対する圧接力が増大するとともに、他方の側ではナットに対する圧接力が増大し、インナーパイプの相対移動を阻止して規定の長さを保持する効果がより強く発揮される。

請求項２に係る本発明によれば、締付パッドの先端係合歯を備えた面が球面状に形成されているので、締付パッドが傾動したときにナットとの接触面積を確保して圧接力を高めることができる。

請求項３に係る本発明によれば、締付パッドの底面が球面状に形成されているので、締付パッドが傾動したときにインナーパイプとの接触面積を確保して圧接力を高めることができる。

（削除）

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照して詳述する。

図１および図２は、本発明による入れ子状パイプ接続構造の無段階長さ調節装置を梁の転倒防止装置１０に適用した実施形態を示す。インナーパイプ１はアウターパイプ２内に摺動自在に嵌合されて伸縮可能な入れ子状パイプ構造１１を構成している。この実施形態においてインナーパイプ１およびアウターパイプ２はいずれも角パイプとして示されているが、摺動自体な嵌合状態を形成できるものであればその形状を問わず、たとえばこれらパイプ１，２をいずれも丸パイプとしてもよい。

インナーパイプ１およびアウターパイプ２のいずれか一方にはその長さ方向に所定長に亘って延長する長孔が対向形成されるとともに、他方のパイプには貫通孔が対向形成されている。この実施形態では、インナーパイプ１に長さ方向に所定長さ（Ｌ２）延長する長孔３が形成されるとともに、アウターパイプ２の先端近くに貫通孔４が形成されている。これら長孔３と貫通孔４は締付ボルト５の軸を挿通可能な幅および径を有している。図１および図２にはインナーパイプ１の長孔３の略中間位置で締付ボルト５によりアウターパイプ２と連結した状態が示されており、このときの入れ子状パイプ接続構造１１の長さＬ１は調節可能な範囲において中間的な長さとなっている。

インナーパイプ１の外方端（図において左端）には連結手段６を介してネジ式クランプ８が回転自在に連結されるとともに、アウターパイプ２の外方端（図において右端）には連結手段７を介してネジ式クランプ９が回転自在に連結されている。ネジ式クランプ８，９は後述のようにこの転倒防止装置１０を用いて倒れ止めしようとするＨ形鋼等の梁をクランプ可能なものであり、その構成自体は公知であるので、詳細な説明を割愛する。

この梁の転倒防止装置は、間隔をおいて立置き状態で仮置きされているＨ形鋼１２のフランジ１２ａ（図７）やウエブ１２ｂ（図８）にクランプ８，９をセットして転倒を防止するために用いられる。この用法については前述の特許文献１に記載されるところと同様であり、また本発明の主題に直接関連しないので、これ以上の詳細な説明を省略する。Ｈ形鋼１２の仮置き間隔に応じて入れ子状パイプ接続構造１１の長さＬ１を調節する必要があり、このための無段階調節装置について図３〜図６を参照して以下に詳述する。

締付ボルト５は、六角レンチなどで回転させることができる頭部５ａと、インナーパイプ１の長孔３とアウターパイプ２の貫通孔４とに遊嵌されるネジ軸５ｂと、ネジ軸５ｂの先端に取り付けられる固定ナット５ｃとからなる。インナーパイプ１の長孔３の開口幅およびアウターパイプ２の貫通孔４の口径はいずれもネジ軸５ｂのネジ山径より大きい。インナーパイプ１の内部には、ネジ軸５ｂと螺合するナット１４と、ナット１４の一方の側においてネジ軸５ｂに相対回動可能且つ若干の揺動ないし傾動を許容するように外嵌される締付パッド１３とが配置される。締付パッド１３の長手軸方向（インナーパイプ移動方向）の長さＬ３はインナーパイプ１の内寸Ｌ５より大きく形成され、且つ、締付パッド１３の幅方向長さＬ４はインナーパイプ内寸Ｌ５より若干小さく形成されている（Ｌ３＞Ｌ５＞Ｌ４）ので、締付パッド１３はインナーパイプ１内においてネジ軸５ｂに沿って軸方向に移動可能であるが、ネジ軸５ｂに対して回転不能に収容されている。締付パッド１３の球面状の先端面（図において上端面）には同心円状に複数の係合歯１３ａが設けられている。

組み付けに際しては、アウターパイプ２の貫通孔４をインナーパイプ１の長孔３の長さ範囲における任意の位置で整列させて、固定ナット５ｃを外した状態で一方の側からネジ軸５ｂを挿入し、インナーパイプ１の内部に挿入した締付パッド１３の軸挿通孔１３ｂに挿通し、且つ、ナット１４に螺通させて、他方の側に突出した軸先端に固定ナット５ｃを取り付けて抜け不能に固定する。このときの状態（開放状態）が図３に示されており、ナット１４はインナーパイプ１の内面に一方の側１ａで接しているが、締付パッド１３の先端係合歯１３ａは他方の側１ｂから離れている。この状態ではインナーパイプ１とアウターパイプ２とを相対的に任意に動かして伸縮させることができ、無段階の長さ調節が可能である。

インナーパイプ１とアウターパイプ２とを任意に位置決めして所要の長さ調節を行った後、この状態から締付ボルト５を締付方向に回転すると、そのネジ軸部５ｂに螺合しているナット１４が徐々にインナーパイプ１の他方の側１ｂに向けて移動し、これに伴って締付パッド１３も同方向に移動して、ついにはその先端係合歯１３ａがインナーパイプ１の内面と噛み合い、インナーパイプ１をアウターパイプ２に押し付けてロックする図４の状態（ロック状態）となる。この状態においてインナーパイプ１がアウターパイプ２に対していずれかの方向（たとえばＸ方向）に移動しようとすると、図５に示すように、インナーパイプ１の内面に対して一方の側１ｂのみで当接している締付パッド１３は、ネジ軸５ｂのネジ山径よりも大きな軸挿通孔１３ｂによって許容される範囲内で、Ｘ方向に傾動する。これにより、ネジ軸５ｂのＸ方向とは反対側において締付パッド１３の先端係合歯１３ａがインナーパイプ１の内面１ｂに対してより強く噛み合い、ネジ軸５ｂのＸ方向側においては締付パッド１３の基底面１３ｃがナット１４に対してより強く圧接することになるので、インナーパイプ１をアウターパイプ２に対して押し付ける力（締付力）が増大してこれらの相対移動を阻止し、入れ子状パイプ接続構造１１として設定された所期の長さＬ１を不動に保持することができる。

この原理をさらに図６を参照して説明すると、インナーパイプ１をアウターパイプ２に対してＸ方向に移動することによってせり上がり寸法σだけ締付パッド１３が傾動したとき、インナーパイプ１のＸ方向移動エネルギーをＷ、締付パッド１３の先端係合歯１３ａがインナーパイプ１の内面１ｂと接触する領域長さ（支点からの長さ）をＬ６、締付パッド１３の有効厚みをＬ７とすると、発生する締付力ｆは、ｆ＝（Ｌ７／Ｌ６）×Ｗで表すことができる。すなわち、インナーパイプ１をＸ方向に移動させようとする荷重Ｗが大きくなればなるほど締付力ｆも大きくなり、インナーパイプ１の移動を阻止することができる。なお、締付パッド１３が傾動したときにナット１４との接触面積を確保するよう、図示のように締付パッド１３の基底面１３ｃは球面状に形成されている。

このようにしてインナーパイプ１をアウターパイプ２に対して移動不能に固定して所定長Ｌ１の入れ子状パイプ接続構造１１を形成した後であっても、その長さを変更したい場合は、締付ボルト５を緩めて図４のロック状態から図３の開放状態とし、この開放状態においてインナーパイプ１をアウターパイプ２内に押し込みまたは引き抜いて任意の所望の長さとした後、再度締付ボルト５を締め付けて図４のロック状態にすればよい。これにより、インナーパイプ１の長孔３とアウターパイプ２の貫通孔４とが整列する範囲内において、入れ子状パイプ接続構造１１の長さＬ１を任意に且つ容易に無段階に調整することができ、しかもその長さにロックして不動に保持することができる。

本発明は上述の実施例１に限定されず、特許請求の範囲によって定義された発明の範囲内において様々な実施形態を取り得る。たとえば、実施例１の締付パッド１３は先端面に複数の係合歯１５ａが同心円状に形成されているが、必ずしも同心円状である必要はなく、平行状や碁盤目状に係合歯が形成されていても良い。

本発明の一実施形態による入れ子状パイプ接続構造の無段階長さ調節装置を適用した梁の転倒防止装置を示す上面図である。この転倒防止装置の無段階長さ調節装置の部分を示す側面図である。この実施形態による無段階長さ調節装置が開放状態にあるときの要部断面図（Ａ）および端面図（Ｂ）である。この実施形態による無段階長さ調節装置がロック状態にあるときの要部断面図（Ａ）および端面図（Ｂ）である。図４のロック状態においてインナーパイプがアウターパイプに対して移動しようとする荷重がかかったときの作用を示す要部断面図である。図５と同様の作用説明図である。この転倒防止装置の用例を示す説明図である。この転倒防止装置の他の用例を示す説明図である。

１インナーパイプ
２アウターパイプ
３長孔
４貫通孔
５締付ピン
５ａ頭部
５ｂネジ軸
５ｃ固定ナット
６，７連結手段
８，９ネジ式クランプ
１０梁の転倒防止装置
１１入れ子状パイプ接続構造
１２Ｈ形鋼
１３締付パッド
１３ａ先端係合歯
１３ｂ軸挿通孔
１３ｃ球面状の基底面
１４ナット（移動ナット）

Claims

インナーパイプがアウターパイプの内側に摺動自在に嵌合されてなる入れ子状パイプ接続構造において、インナーパイプおよびアウターパイプのいずれか一方にその軸方向に所定長さ延長して形成された一対の対向する長孔と、他方のパイプに形成された一対の対向する貫通孔と、アウターパイプの外側に位置する頭部から一体に延長して頭部側の長孔および貫通孔ならびに頭部とは反対側の長孔および貫通孔を通って該反対側でアウターパイプの外側に突出する先端部でナット止めされるネジ軸を有する締付ボルトと、締付ボルトに対して傾動可能且つ軸方向移動可能であると共に回転不能に外嵌された状態でインナーパイプの内部に配置される締付パッドと、締付ボルトのネジ軸に螺合されると共に締付パッドの底面に接した状態でインナーパイプの内部に配置される移動ナットとを備え、締付ボルトを締付方向に回転させることによってネジ軸に螺合された移動ナットと共に締付パッドをネジ軸に沿って移動させてインナーパイプをアウターパイプに圧接させると共に、インナーパイプがアウターパイプに対して移動しようとするときには締付パッドが傾動してその先端係合歯がインナーパイプ内面に噛み合うことにより該移動を阻止するように作用することを特徴とする入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置。
締付パッドの先端係合歯を備えた面が球面状に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置。
締付パッドの底面が球面状に形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の入れ子状パイプ接続構造における無段階長さ調節装置。