JP6333162B2 - 管状部材の固定構造 - Google Patents

Description

各種プラントや船舶等においては管状部材（例えば、流体輸送管等）を板状の取付部材（例えば、壁面、甲板やこれらに取り付けたブラケット等）に固定しておくことが行われているが、本発明はこのような管状部材の固定構造に関するものである。

この種の管状部材の固定構造にあっては、管状部材にＵ字状の固定杆を外嵌状に係合させると共に、固定杆の両端部を板状の取付部材に取り付けることにより、管状部材を取付部材に固定するが、一般に、特許文献１、２に開示される如く、固定杆として両端部に雄ネジ部を形成したＵボルトが使用されている。

すなわち、特許文献１に開示された固定構造（以下「第１従来構造」という）では、取付部材の表面上に配置した管状部材にＵボルトを外嵌状に係合させると共に、このＵボルトの各雄ネジ部を取付部材に形成したボルト挿通孔に挿通させた上、取付部材の裏面側において各雄ネジ部に固定ナットを螺合、締め付けることによって、管状部材をＵボルトにより取付部材に緊縛固定するようにしている。

また、特許文献２に開示された固定構造（以下「第２従来構造」という）では、取付部材の表面上に配置した管状部材にＵボルトを外嵌状に係合させると共に、このＵボルトの各雄ネジ部に位置決めナットを螺合させた上、各雄ネジ部を取付部材に形成したボルト挿通孔に挿通させ、取付部材の裏面側において各雄ネジ部に固定ナットを螺合、締め付けることによって、管状部材をＵボルトで取付部材に緊縛固定するようにしている。

特開２００４−１９０８１５号公報 特開２００４−２３２６４９号公報

しかし、流体輸送管等の管状部材は流体温度や外気温度の変化等によって軸線方向又は径方向に伸縮変形することがあるが、第１従来構造では、固定ナットの締め付け度が高い場合には、管状部材をＵボルトで強く緊縛することになるため、つまりＵボルトが管状部材に強く接触することになるため、管状部材が伸縮変形した場合、この変形がＵボルトで拘束されることから、管状部材に亀裂や変形を生じたり、取付部材が変形したり大きな歪を生じたりする虞れがあった。逆に、管状部材が伸縮変形できるように固定ナットの締め付け度を低くした場合には、流体流動に伴う振動等により固定ナットが緩み、管状部材の固定を適正に行い得ない虞れがある。

これに対して、第２従来構造では、位置決めナットの螺送位置を調整することによって、固定ナットの締め付け度に拘らず、Ｕボルトによる管状部材の緊縛度を管状部材の伸縮変形を吸収できるように（Ｕボルトとの管状部材との係合部分に管状部材の伸縮変形を吸収しうる隙間が生じるように）設定しておくことができ、上記した問題を生じることなく管状部材を取付部材に確実に固定しておくことができる。

しかし、第２従来構造にあっては、位置決めナットを雄ネジ部に螺合させた状態では位置決めナットが邪魔になってＵボルトを管状部材に係合させることができないことから、Ｕボルトを管状部材に係合させた後において雄ネジ部に位置決めナットを螺合させる必要があり、Ｕボルトによる管状部材の固定作業が面倒である。しかも、管状部材は複数個所をＵボルトで固定されることから、これらの固定箇所すべてにおいて位置決めナットの螺送位置を適切に調整しておく作業は極めて面倒且つ困難である。したがって、作業者が未熟練者である場合には勿論、熟練者である場合にも、固定箇所によってＵボルトによる管状部材の緊縛度が異なることがあり、管状部材の固定を安定した状態で行い得ない虞れがある。

また、第１及び第２従来固定構造の何れにおいても、Ｕボルトの雄ネジ部の長さが取付部材の厚みに比して必要以上に長い場合、雄ネジ部の端部が固定ナットから大きくはみ出すことになり、外観体裁が悪くなる。逆に、雄ネジ部の長さを取付部材の厚みに合わせて当該雄ネジ部の端部が固定ナットから殆どはみ出さない程度とした場合、厚みの異なる複数種の取付部材に管状部材を固定させる必要があるときは、雄ネジ部の長さ（呼び長さ）を取付部材の厚みに応じて異なるものとした複数種のＵボルトが必要となり、管状部材の固定作業が面倒であると共に経済的負担も大きくなる。

本発明は、第１及び第２従来構造における上記した問題をすべて解決し、未熟練者であっても容易に且つ安定した状態で管状部材を取付部材に固定しておくことができる管状部材の固定構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、管状部材に外嵌状に係合させたＵ字状の固定杆の両端部を板状の取付部材に取り付けることにより、管状部材を取付部材に固定するようにした管状部材の固定構造において、上記の目的を達成すべく、特に、取付部材に形成したボルト挿通孔に挿通させたボルトを、その頭部と取付部材との間に第１座金を介装すると共に固定杆の端部と取付部材との間に固定杆の端部が嵌合する凹部をザグリ形成した第２座金を介装した状態で、固定杆の端部に形成したネジ孔に螺合、締め付けることにより、管状部材を取付部材に固定しておくことを提案するものである。

かかる管状部材の固定構造にあって、第２座金は外形を方形とした角座金であることが好ましい。

本発明の管状部材の固定構造にあっては、固定杆の端部と取付部材との間に介装した第２座金によって、ボルトの締め付け度に拘らず、固定杆による管状部材の緊縛度を一定に保持することができるから、管状部材の複数箇所を固定杆により固定する場合にも、管状部材のすべての固定箇所において固定杆による緊縛度を同一にすることができ、管状部材を安定した状態で固定することができる。しかも、第２座金が固定杆の端部に嵌合する凹部をザグリ形成したものであるから、固定杆と第２座金とを固定杆のネジ孔と第２座金のボルト孔とを一致させた状態に容易且つ確実に保持しておくことができ、取付部材のボルト挿通孔及び第２座金のボルト孔から挿通合させたボルトのネジ孔への螺合作業を容易に行うことができる。したがって、固定杆による管状部材の取付部材への固定作業を、作業者が熟練者である場合には勿論、未熟練者である場合にも、容易且つ適正に行うことができる。また、固定杆の両端部をこれに形成したネジ孔にボルトを螺合、締め付けることによって取付部材に固定することから、ボルトのネジ部が露出せず、ボルトの頭部が露出するのみであり、外観体裁が頗る良い。

図１は本発明に係る管状部材の固定構造の一例を示す平面図である。 図２は当該固定構造の一部断面正面図（断面は図１のII−II線に沿う）である。 図３は図２の要部を拡大して示す一部断面正面図である。 図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。 図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図６は当該固定構造の組立工程を示す図３相当の一部断面正面図である。 図７は本発明に係る管状部材の固定構造の変形例を示す図２対応の一部断面正面図である。 図８は図７の要部を拡大して示す一部断面正面図である。 図９は図８のIX−IX線に沿う断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて具体的に説明する。

図１は本発明に係る管状部材の固定構造の一例を示す平面図であり、図２は当該固定構造の一部断面正面図（断面は図１のII−II線に沿う）であり、図３は図２の要部を拡大して示す一部断面正面図であり、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図であり、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図６は当該固定構造の組立工程を示す図３相当の一部断面正面図である。

本発明に係る管状部材の固定構造は、図１及び図２に示す如く、複数の固定杆１を管状部材２に外嵌状に係合させた上、各固定杆１を一対のボルト３，３により板状の取付部材４に取り付けることにより、管状部材２を取付部材４に固定したものである。なお、以下の説明においては、各部材の表面とは図２における上側の面をいい、各部材の裏面とは同図における下側の面をいうものとする。

固定杆１は、図２に示す如く、丸棒をＵ字状に折曲したもので、半円状の湾曲部分１１とその両端から平行に延びる直線部分１２，１２とからなる。なお、固定杆１の構成材（丸棒）としては、一般に、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材が使用される。

固定杆１の両端部（両直線部分１２，１２の端部）には、図２に示す如く、夫々、ボルト３が螺合するネジ孔１３が直線部分１２と同心状に形成されている。固定杆１の内周部には、湾曲部分１１及び直線部分１２，１２（ネジ孔１３が形成されている端部側部分を除く）に沿うＵ字状のベアリング１４が固着されている。ベアリング１４は帯板状のもので、湾曲部分１１及び直線部分１２，１２の内周面に形成した凹溝１ａに嵌合固着されている。固定杆１の湾曲部分１１の内径（この例では、湾曲部分１１に沿うベアリング１４の中央部分の内径）ないし直線部分１２，１２の対向間隔（この例では、直線部分１２，１２に沿うベアリング１４の両端部分の対向間隔）Ｌ（以下「固定杆幅」という）は、図２に示す如く、管状部材２の外径Ｄより若干大きく設定されていて、固定杆１の管状部材２への係合を容易に行いうると共に、固定杆１の内周部（ベアリング１４）が管状部材２の外周面に必要以上に強く接触しない状態（管状部材２の伸縮変形を許容する状態）で固定杆１により管状部材２を取付部材４に固定することができるように工夫されている。なお、ベアリング１４は自己潤滑性を有する低摩擦係数のプラスチック（例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッソ系プラスチックやこれを主成分とする複合プラスチック）等の低摩擦材で構成されている。

管状部材２は金属製の円筒管、楕円筒管、角筒管等であり、この例では、液体、ガス等の輸送する断面円形の流体輸送管である。

取付部材４は、船舶等において管状部材２を固定する取付部材（壁板、甲板、架台板、ブラケット等）であり、その表面（固定杆１により管状部材２を固定する面）には、図１及び図２に示す如く、長手方向中央部の表面に方形状のスライド板４２を固着した方形板状の台座４１が設けられている。取付部材４及び台座４１はＳＳ材、ＳＵＳ材等の金属製のものであり、取付部材４における固定杆１の取付箇所にはボルト３，３を挿通させるためのボルト挿通孔４ａ，４ａが穿設されており、台座４１の両端部にも当該ボルト挿通孔４ａ，４ａに合致するボルト挿通孔４１ａ，４１ａが穿設されている。スライド板４２は、固定杆１により管状部材２を取付部材４に固定した場合において管状部材２に接触するものであり、ベアリング１４と同様に自己潤滑性を有する低摩擦係数のプラスチック（例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッソ系プラスチックやこれを主成分とする複合プラスチック）等の低摩擦材で構成されている。なお、管状部材２に接触するベアリング１４及びスライド板４２は、火災発生を防止する必要がある船舶等の用途においては導電性のプラスチック又は複合プラスチックで構成し、電蝕等を防止するために電気絶縁を必要とする用途においては電気絶縁性のプラスチック又は複合プラスチックで構成しておくことが好ましい。

而して、固定杆１は、図２に示す如く、湾曲部分１１を管状部材２に外嵌状に係合させた上で、各直線部分１２に形成したネジ孔１３に取付部材４及び台座４１のボルト挿通孔４ａ，４１ａに挿通させたボルト３を螺合、締め付けることにより、取付部材４に取り付けられる。ボルト３としては、この例では、先端側部分をネジ部３ａとする半ネジの六角ボルトが使用されている。なお、半ネジボルト３は、取付部材４の厚み、ネジ孔１３の長さ等に応じた寸法（首下長さ、有効ネジ部長さ）のものが使用されることはいうまでもない。

取付部材４とボルト３の頭部３ｂ及び固定杆１の直線部分１２との間には、図２に示す如く、夫々第１座金５ａ，５ｂ及び第２座金６が介装されている。

すなわち、第１座金５ａ，５ｂは取付部材４とボルト３の頭部３ｂとの間に配してボルト３に挿通されており、この例では取付部材４の裏面に接触する円形の平座金５ａとボルト頭部３ｂの表面に接触するバネ座金５ｂとを組み合わせてなる。

また、第２座金６は取付部材４の台座４１と固定杆１の端部つまり直線部分１２の端部との間に配してボルト３に挿通されており、この例では外形を方形（正方形）とする平座金（角座金）である。

第２座金６の表面には、図３〜図５に示す如く、ボルト３が挿通するボルト孔６ｂと同心をなして、直線部分１２の端部が嵌合しうる円柱状の凹部６ａがザグリ形成（ザグリ加工により形成）されている。すなわち、第２座金６は凹部６ａが形成された表面側部分とボルト孔６ｂが形成された裏面側部分とで構成されており、直線部分１２の端部に第２座金６の凹部６ａを嵌合させた状態では直線部分１２に形成されたネジ孔１３と座金６に形成されたボルト孔６ｂとが同一軸線上に位置するように構成されている。

第２座金６の表面側部分の厚みは、固定杆１の直線部分１２の端部をその径方向に移動不能に嵌合できる深さの凹部６ａを形成することができるように設定されており、第２座金６の裏面側部分の厚みは、当該裏面側部分がボルト３を締め付けたときにおいて固定杆１の直線部分１２を受け止めるに十分な強度を有するように設定されている。この例では、第２座金６の外形を、図４に示す如く、第２座金６を円形の平座金６０とした場合における当該平座金６０の外周円が内接する正方形をなすものとしている。なお、第２座金６のボルト孔６ｂの径は直線部分１２の端面径より小さく設定されていることはいうまでもない。

ところで、固定杆１の全長（湾曲部分１１の半径及び直線部分１２の長さの合計寸法）及び第２座金６の厚みは、図２に示す如く、固定杆１により管状部材２を取付部材４に固定した場合において、湾曲部分１１の頂部の内周面から台座４１までの高さ（湾曲部分１１に沿うベアリング１４の頂部の内周面から固定杆１の直線部分１２の端部に嵌合させた第２座金６の他方の面（台座４１に接触する裏面）までの直線部分１２に平行する方向の距離であり、以下「固定杆高さ」という）Ｈが管状部材２の外径Ｄ及びスライド板４２の厚みの合計寸法（以下「管状部材高さ」という）ｈより若干大きく設定されている。すなわち、固定杆高さＨは、固定杆１により管状部材２を取付部材４に固定した場合において、固定杆１の湾曲部分１２つまりベアリング１４及びスライド板４２が管状部材２に必要以上に強く接触することがなく、管状部材２の伸縮変形を許容しうるように設定されている。

以上のように構成された管状部材の固定構造は、図６に示す手順により、図２に示す如く組立てられる。

すなわち、固定杆１を管状部材２に外嵌状に係合させた（図６（Ａ））上、固定杆１の直線部分１２の端部に第２座金６の凹部６ａを嵌合させる（同図（Ｂ））。そして、固定杆１の直線部分１２に第２座金６を嵌合させた状態のまま、固定杆１の湾曲部分１１（これに沿うベアリング１４の湾曲部分）を管状部材２の外周面に接近させつつ第２座金６のボルト孔６ｂが取付部材４及び台座４１のボルト挿通孔４ａ，４１ａに一致するように第２座金６を台座４１に当接させる（図６（Ｃ））。

しかる後、第１座金５ａ，５ｂを挿通させたボルト３を、取付部材４及び台座４１のボルト孔４ａ，４１ａから第２座金６のボルト孔６ｂに挿通させた上、ボルト３のネジ部３ａを固定杆１の直線部分１２のネジ孔１３に螺合させる（図６（Ｄ））。そして、ボルト３を締め付けることにより、図２に示す如く、管状部材２を取付部材４に緊縛固定する。

ところで、第２座金６に凹部６ａが形成されていないときは、固定杆１と第２座金６との相対位置を規制する術がないことから、両者１，６をボルト孔６ｂとネジ孔１３とが一致する状態に保持しておくことが困難であり、更に固定杆１はボルト３により固定する前の段階では一定姿勢に保持しておくことが困難な不安定なものであるから、両者１，６を上記孔６ｂ，１３が一致する状態に保持しつつボルト３をネジ孔１３に螺合させることは極めて困難である。

しかし、第２座金６に凹部６ａを形成しておくと、固定杆１と座金６とをボルト６ｂとネジ孔１３とが一致する状態に連結しておくことが容易であるから、図６（Ｂ）から同図（Ｄ）への移行作業を容易に行うことできる。したがって、作業者が熟練者である場合には勿論、未熟練者である場合にも固定杆１による管状部材２の取付部材４への固定作業を容易且つ効率よく迅速に行うことができる。

また、上記のように組立てられた管状部材の固定構造にあっては、図２に示す如く、固定杆幅Ｌを管状部材２の外径Ｄより若干大きく設定すると共に固定杆高さＨを管状部材高さｈより若干大きく設定していることから、管状部材２に接触するベアリング１４及びスライド板４２が低摩擦材で構成されていることとも相俟って、管状部材２の軸線方向又は径方向への伸縮変形が固定杆１で拘束されることなく許容されることになる。したがって、管状部材２の伸縮変形が固定杆１によって拘束されることによって生じるトラブル（管状部材２に亀裂や変形が生じたり、取付部材４やこれを支持する架台等に歪や変形が生じたりする等）が発生せず、管状部材２を安定して固定させておくことができる。

また、固定杆高さＨは、固定杆１及び第２座金６の形状によって一定であり、第１従来構造における如くボルト３のネジ孔１３への締め付け度によっては変化することがないから、管状部材２の固定杆１による固定箇所が複数ある場合にも、すべての固定箇所において固定杆１による管状部材２の緊縛度が異なることなく、一定とでき、第２従来構造における如く位置決めナットを調整をするといった煩わしく面倒な作業も必要としない。したがって、作業者の熟練度に拘らず、管状部材２の取付部材４への固定を安定且つ適正な状態で行うことができる。

また、第２座金６を、図４に示す如く、円形の平座金６０より受圧面積の大きな角座金としていることから、ボルト３の締め付けによる固定杆１の取付部材４への取付強度が大きくなり、固定杆１による管状部材２の固定を強固且つ確実なものとできる。

また、第１及び第２従来構造における如くボルト３のネジ部３ａが露出せず、ボルト３の頭部３ｂが露出するのみであるから、外観体裁が頗るよい。

さらに、取付部材４の厚みが異なる場合にも、呼び長さの異なるボルト３を使用することにより対応することができ、第２従来構造における如く複数種の固定杆１を用意する必要も取付部材４の厚みが異なる都度固定杆１を交換する必要もない。また、ボルト３及びネジ孔１３の呼び長さを想定される最大厚みの取付部材４に対応するものとしておけば、取付部材４が厚くなった場合にも、固定杆１のみならずボルト３も交換することなく、当該取付部材４に管状部材２を良好に固定することができる。

また、上記した管状部材の固定構造は、図７〜図９に示す如く構成することによって、電蝕等を防止する必要がある用途にも適用できるものに容易に改造することができる。

すなわち、図７〜図９は管状部材２と取付部材４との間を電気的に絶縁した管状部材の固定構造の一例を示すもので、図７は図２対応の一部断面正面図であり、 図８は図７の要部を拡大して示す一部断面正面図であり、図９は図８のIX−IX線に沿う断面図であるが、この固定構造にあっては、ボルト３０として前記ボルト３と同様の半ネジであって、ネジ部３ａが形成されていない胴部３ｃに電気絶縁材３ｄを被覆した絶縁ボルトを使用し、第１座金（平座金）５ａと取付部材４との間及び第２座金６と取付部材４（台座４１）との間に夫々電気絶縁材からなる絶縁板（又は絶縁座金）５ｃ，６ｃを介装し、更に取付部材４と台座４１との間に電気絶縁材からなる絶縁板４３を介装してある。絶縁板５ｃは平座金５ａと、絶縁板６ｃは第２座金６の裏面側部分と、また絶縁板４３は台座４１と、夫々同一形状をなすものである。固定杆高さＨは、図７に示す如く、固定杆１の湾曲部分１１の頂部の内周面から台座４１までの高さであり、この例では、湾曲部分１１に沿うベアリング１４の頂部の内周面から絶縁板６ｃの裏面（台座４１に接触する面）までの直線部分１２に平行する方向の距離であり、前記したと同様に、管状部材高さｈより若干大きく設定されている。

このような管状部材の固定構造にあっては、図１〜図６に示す管状部材の固定構造と同様の作用効果が奏せられると共に、絶縁材３ｄ及び絶縁板５ｃ，６ｃ，４３によって固定杆１及び管状部材２と取付部材４との間が電気的に絶縁され、管状部材２が電蝕する等の問題を確実に防止することができる。このような絶縁構造は、ボルト３０を絶縁ボルトに変更し、絶縁板５ｃ，６ｃ，４３を追加するのみで、図１〜図６に示す固定構造の構成部材をそのまま利用することによって構築することができる。なお、図７〜図９に示す管状部材の固定構造は、上記した点を除いて図１〜図６に示す管状部材の固定構造と同一構造をなすものであるから、これと同一部分については図７〜図９に図１〜図６に示す符号と同一符号を付すことによってその詳細な説明は省略する。

本発明に係る管状部材の固定構造は、図１〜図６及び図７〜図９に示す各実施の形態に限定されるものでなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲で適宜に改良、変更することができる。

例えば、取付部材４は台座４１及びスライド板４２を有しないものであってもよい。また、大きな伸縮変形を生じない管状部材２を固定する場合には、ベアリング１４は必ずしもこれを設けておく必要がない。また、第２座金６は上記したような角座金としておくことが好ましいが、管状部材２の固定条件によっては丸形の平座金としてすることも可能である。また、固定杆１は上記した如く断面形状が円形のものでなく、円形以外の断面形状をなすものであってもよい。この場合、第２座金６の凹部６ａは当該断面形状に応じたものとしておく。また、ボルト３，３０は六角ボルトや半ネジに限定されず、固定構造に応じて任意に変更することができる。

１ 固定杆
１ａ 凹溝
２ 管状部材
３ ボルト
３ａ 頭部
３ｂ ネジ部
３ｃ 胴部
３ｄ 電気絶縁材
４ 取付部材
４ａ ボルト挿通孔
５ａ 平座金（第１座金）
５ｂ バネ座金（第１座金）
６ 第２座金
６ａ 凹部
６ｂ ボルト孔
６ｃ 絶縁板
１１ 湾曲部分
１２ 直線部分
１３ ネジ孔
１４ ベアリング
３０ ボルト
４１ 台座
４１ａ ボルト挿通孔
４２ スライド板
４３ 絶縁板
６０ 円形の平座金
Ｄ 管部材の外径
Ｈ 固定杆高さ
ｈ 管状部材高さ
Ｌ 固定杆幅

Claims (2)

1. 管状部材に外嵌状に係合させたＵ字状の固定杆の両端部を板状の取付部材に取り付けることにより、管状部材を取付部材に固定するようにした管状部材の固定構造において、
   取付部材に形成したボルト挿通孔に挿通させたボルトを、その頭部と取付部材との間に第１座金を介装すると共に固定杆の端部と取付部材との間に固定杆の端部が嵌合する凹部をザグリ形成した第２座金を介装した状態で、固定杆の端部に形成したネジ孔に螺合、締め付けることにより、管状部材を取付部材に固定してあることを特徴とする管状部材の固定構造。
2. 第２座金が外形を方形とする角座金であることを特徴とする、請求項１に記載する管状部材の固定構造。
   

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