JP6412729B2 - 管材クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、管材クランプ装置に関し、さらに詳しくは、種々口径に対応可能なクランプ部の構成に関する。

ガス管などの管材には、近年、鋳鉄管に代えて耐腐食性の高いポリエチレンなどの樹脂材が用いられている。

ガス管は、一部に分岐部を設けることや、新たな管材を接続する場合がある。
ポリエチレン管などの樹脂管を接続する場合の方法として、エレクトロフュージョンと称される熱融解接合方法が知られている（例えば、特許文献１）。
エレクトロフュージョンを実施する場合には、樹脂管同士の接合位置に抵抗発熱体を内蔵したサドルを装着し、サドル側での抵抗発熱体の発熱を利用して両方の樹脂管の外周面およびサドルの内周面が融解接合されて連結される。

サドルの両側に挿入された樹脂管をそれぞれ固定保持するために両方の樹脂管をクランプする管材クランプ装置を用いることが知られている（例えば、特許文献２，３）。
管材クランプ装置は、サドルを跨いで両側の樹脂管の外周面を掴んで把持する構成が用いられている。

特開平１１−３４４１９１号公報 特開平０６−２６５０８３号公報 特開平０８−１３５８７４号公報

従来の管材クランプ装置では、樹脂管の口径に合わせた内径寸法を有するクランプ、いわゆる、把持用工具を用いることが多い。このため、対象となる樹脂管の口径が多くなると、準備しておく把持用工具の種類も多くなることが原因して作業場所への工具類の運搬や管理に係る労力が多くなる。
そこで、把持用工具の準備数を少なくする方法として、クランプしようとする樹脂管の口径が把持用工具の内径寸法よりも小径である場合でも兼用できるように、口径の寸法差を埋めるスペーサを把持用工具に装填して樹脂管をクランプする方法がある。
しかし、スペーサは、クランプ装置に比べて小さいものであるため、管理の際に紛失しやすい部品である。このため、例えば、作業現場において準備されているはずのスペーサが工具箱に入っていないために作業が中断するなどの問題が起こることがある。

本発明の目的は、スペーサなどの付属品を準備しなくても異なる口径の管材のクランプが行えることにより作業の中断などを防止することを図ることができる管材クランプ装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、端面が接合対象となる管材の外周面を挟持する一対の把持部を備えた一対の把持面部材を備え、前記一対の把持部はそれぞれ、曲率半径が互いに異なり前記外周面に選択的に当接可能な複数の曲面を有し、一対の把持部を開閉することで、管材の口径に応じて複数の曲面のうちの１つを外周面に当接させる開閉操作部材を備え、開閉操作部材は、一対の把持部の一方に進退可能に挿通されているとともに一方の端部が該一対の把持部の他方に当接するロッド部と、ロッド部の他方の端部に該ロッド部に対して回転可能に支持された操作回転部と、操作回転部と一体で回転する駆動側摩擦部材と、駆動側摩擦部材と当接した状態でロッド部と一体で回転する被駆動側摩擦部材と、を有し、駆動側摩擦部材と被駆動側摩擦部材との間の摩擦力の大きさは、操作回転部の一方向への回転によってロッド部が一方の把持部に対して移動し一対の把持部によって外周面が挟持される挟持状態が形成されるまでは駆動側摩擦部材の回転によって被駆動側摩擦部材が回転される大きさであるとともに、挟持状態が形成されてもさらに操作回転部が一方向に回転されると駆動側摩擦部材の回転と被駆動側摩擦部材の回転との間に滑動が生じる大きさである管材クランプ装置にある。

本発明によれば、異なる口径の管材の外周面に選択的に当接して挟持できる複数の曲面を備えているので、異なる口径の管材毎に管材を把持するための工具または紛失しやすい付属品を準備するような手間や管理が必須でなくなる。

本発明を実施するための形態に係る管材クランプ装置の全体構成を示す外観図である。 図１に示した管材クランプ装置の使用形態の一例を示す外観図である。 図１に示した管材クランプ装置に用いられる把持面部材の構成を管材の口径の一つを対象として説明するための図である。 図１に示した管材クランプ装置に用いられる把持面部材の構成を、図３に示した管材の口径と異なる口径を対象として説明するための図である。 図１に示した管材クランプ装置の使用状態を示す外観図である。

以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図１において管材クランプ装置１は、端面が接合対象となるポリエチレン管などの樹脂管が用いられる管材ＰＥ１，ＰＥ２（図３（Ｃ）、図４（Ｃ）、図５参照）同士の外周面を挟持するために、一対の把持面部材２，３および開閉操作部材４を主要部として有している。
一対の把持面部材２，３は、それぞれ管材ＰＥ１，ＰＥ２同士の端面間を跨る位置にそれぞれ配置される。
一対の把持面部材２，３は、管材ＰＥ１およびＰＥ２の周方向で二分されてヒンジ結合部（図１中、符号Ｈで示す）を支点として開閉可能な一対の把持部２Ａ、２Ｂ及び一対の把持部３Ａ、３Ｂを有している。

一対の把持面部材２，３は、図１，図２に示すように、支持ブロック体６に長手方向一端が挿入されているガイドロッド５，５’をそれぞれ有している。
ガイドロッド５，５’は、支持ブロック体６を介して一対の把持面部材２，３を互いに連結するために用いられる。このため、ガイドロッド５，５’は、支持ブロック体６側と反対側が把持部２Ｂ、３Ｂにそれぞれ設けられている。
ガイドロッド５，５’のうちで一方のガイドロッド５は、支持ブロック体６に対して抜き差し可能に設けられ、他方のガイドロッド５’は、支持ブロック体６に固定されている。
一方のガイドロッド５は、支持ブロック体６に形成されている、異なる方向の挿通孔６Ａ、６Ａ’のいずれかに挿入されることにより一方の把持面部材２の支持位置を変更できる。
図１には、管材ＰＥ１，ＰＥ２の長手方向を平行させるように一対の把持面部材２，３のガイドロッド５，５’が直線上に並べられて配置される場合が示されている。図２には、図１の場合と違って管材の長手方向が非平行（直角）となる方向に各把持面部材２，３を配置するように、支持ブロック体６に対する一方のガイドロッド５の挿入支持位置を切り替えた場合が示されている。図２に示す配置を用いる場合には、例えば、図５において符号ＰＥＦで示すような直管状の継ぎ手と違って直角方向に開口を有するエルボ継ぎ手を用いる場合に相当している。

ガイドロッド５，５’のうちで一方のガイドロッド５は、支持ブロック体６に対する挿入長さが変更できる。よって、一対の把持面部材２，３間の対向間隔は、例えば図５に示すように、管材ＰＥ１の端面間に装填されるサドルＰＥＦの長さに応じて変更が可能である。
挿入長さを変更した位置で一方のガイドロッド５を支持ブロック体６に固定できるように、一方のガイドロッド５には、その周面の一部に平坦面５Ａが形成され、支持ブロック体６に挿通される係止ノブ７の先端を平坦面５Ａに突き当てることができるようになっている。この構成により、一方のガイドロッド５が回り止めと同時に支持ブロック体６から突出した位置で固定される。

一対の把持面部材２，３における把持部２Ａと２Ｂ，３Ａと３Ｂは、図１において符号Ｈで示したヒンジ結合部に配置されている弦巻バネ（図示されず）等の弾性体によって常時、互いに離れる向きの習性が付与されている。
把持部２Ａ、２Ｂ，３Ａ、３Ｂの各対向面は、図３（Ｃ），図４（Ｃ），図５において符号ＰＥ１、ＰＥ２のいずれかで示す管材の外周面に当接可能な挟持面２Ａ１，２Ｂ１，３Ａ１，３Ｂ１として用いられる。

図３又は図４に示すように、把持部２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの挟持面２Ａ１，２Ｂ１，３Ａ１，３Ｂ１はそれぞれ、異なる口径の管材ＰＥ１，ＰＥ２の外周面に対応する曲面Ｌ１，Ｌ２を有している。
曲面Ｌ１は、半径Ｒ１で形成された円弧面であり、曲面Ｌ２は、半径Ｒ１と異なる半径Ｒ２で形成された円弧面である。曲面Ｌ１とＬ２とは互いに隣り合うように、挟持面２Ａ１，２Ｂ１，３Ａ１，３Ｂ１のそれぞれの周方向で異なる位置に形成されている。
なお、図３、図４において符号Ｐは、曲率半径が互いに異なる曲面Ｌ１、Ｌ２が隣り合う境界を示している。
図３（Ｃ）、図４（Ｃ）は、口径の異なる管材ＰＥ１，ＰＥ２に対応する曲面Ｌ１，Ｌ２の選択状況を示している。
図３（Ｃ）は、口径２５Ａの管材ＰＥ１を挟持する場合を示している。この場合には、口径２５Ａの管材の外周面を当接させる曲面Ｌ１が用いられる。図４（Ｃ）は、口径３０Ａの管材を対象とした場合を示している。この場合には、口径３０Ａの管材ＰＥ２の外周面を当接させる曲面Ｌ２が用いられる。

周方向で異なる位置にある曲面Ｌ１，Ｌ２は、開閉操作部材４を用いて把持部２Ａ、２Ｂ，３Ａ、３Ｂが開閉されることにより管材ＰＥ１，ＰＥ２の口径に応じて曲面Ｌ１，Ｌ２のうちの一つが選択される。
把持部２Ａ、２Ｂ，３Ａ、３Ｂの開閉角度が変更されると、図３，４において符号Ｓ１，Ｓ２で示すように、曲面Ｌ１，Ｌ２に対する曲率半径を設定する中心位置が変更され、管材ＰＥ１、ＰＥ２の外周面に対する曲面Ｌ１、Ｌ２の当接関係が適切に設定される。
これにより、挟持面２Ａ１、２Ｂ１，３Ａ１、３Ｂ１の周方向で異なる位置において異なる口径の管材ＰＥ１，ＰＥ２が挟持される。

開閉操作部材４は、図３及び図４に示すように、一方の把持部２Ａに進退可能に挿通されたロッド部４Ａを、他方の把持部２Ｂに当接させて一対の把持部２Ａ、２Ｂを開閉させるために用いられる。
一対の把持部２Ａ、２Ｂを開閉させた時には、その開閉量により、上述したように、管材ＰＥ１あるいはＰＥ２の口径に応じた曲面Ｌ１，Ｌ２の一つを管材ＰＥ１あるいはＰＥ２の外周面に当接させることができる。
ロッド部４Ａには、一方の把持部２Ａから他方の把持部２Ｂに向けて突出する量を規定するための締結部４Ａ１が軸方向の一部に形成されている。締結部４Ａ１は、把持部の他方２Ｂに形成されたネジ部に噛み合う位置を調整されると一方の把持部２Ａ側に位置する一方の端部である軸方向一端の、一方の把持部２Ａからの突出位置が規定される。
一方、ロッド部４Ａの他方の端部である軸方向他端部は、操作回転部４Ｂを回転可能に支持している。

操作回転部４Ｂは、ロッド部４Ａに対し独立して回転でき、作業者が回転操作することで他方の把持部２Ｂに対するロッド部４Ａの進退動作を行うために用いられる。
操作回転部４Ｂの回転は、回転操作部材４に内蔵された駆動側摩擦部材４Ｂ１と被駆動側摩擦部材４Ａ２との間に作用する摩擦力によりロッド部材４Ａに伝達される。
図３，図４に示すように、駆動側摩擦部材４Ｂ１は、操作回転部材４Ｂと一体で回転可能に設けられ、被駆動側摩擦部材４Ａ２は、駆動側摩擦部材４Ｂ１と当接した状態でロッド部４Ａと一体で回転可能に設けられている。ロッド部４Ａの被駆動側摩擦部材４Ａ２の背面側にはバネによって構成された弾性体４Ｃが巻き付けられている。弾性体４Ｃは、被駆動側摩擦部材４Ａ２の背面に延長方向一端が当接させられ、延長方向他端がロッド部４Ａに係合されている。

駆動側摩擦部材４Ｂ１と被駆動側摩擦部材４Ａ２との間の摩擦力の大きさは、操作回転部４Ｂを一方向に回転させて一対の把持部２Ａ、２Ｂ同士で管材ＰＥ１あるいはＰＥ２の外周面を挟持する挟持状態が形成されるまでと挟持状態が形成された後とで異なっている。
この場合にいう、挟持状態が形成されるとは、ロッド部４Ａが他方の把持部２Ｂに対して移動し、一対の把持部２Ａ、２Ｂ，３Ａ、３Ｂによって管材ＰＥ１あるいはＰＥ２の外周面が挟持された状態を意味している。
把持部２Ａ，２Ｂ，３Ａ、３Ｂ同士により挟持状態（図３、図４の各（Ｃ）に示す状態）が形成されるまでの摩擦力の大きさは、静摩擦係数によって定まる大きさであり、駆動側摩擦部材４Ｂ１の一方向への回転によって被駆動側摩擦部材４Ａ２が回転される大きさである。
一方、挟持状態が形成されてさらに操作回転部４Ｂが前記一方向に回転されるときの摩擦力の大きさは、動摩擦係数により定まる大きさであり、駆動側摩擦部材４Ｂ１の回転と被駆動側摩擦部材４Ａ２の回転との間に滑動が生じる大きさである。
駆動側摩擦部材４Ｂ１と被駆動側摩擦部材４Ａ２とは弾性体４Ｃを用いた滑動可能な摩擦クラッチとして機能する。

この摩擦クラッチにより挟持状態が形成されると、駆動側摩擦部材４Ｂ１と被駆動側摩擦部材４Ａ１との間に滑動が生じるので、操作回転部４Ｂを回転操作している際の回転負荷が変化するのを作業者が感覚的に認識できる。よって、作業者は、挟持状態が形成された時に、それ以上の回転操作を行わなくてよいことを判断できる。
このように挟持状態が形成されると、それ以上ロッド部４Ａが進出しないので、管材ＰＥ１、ＰＥ２の外周面に作用する挟持圧力が過剰に増加することがない。この結果、過剰な挟持圧力が作用した場合に管材ＰＥ１、ＰＥ２の外周面に変形が生じることや傷の発生が抑止できる。

以上の構成からなる管材クランプ装置１は、一対の管材ＰＥ１、ＰＥ２同士の対向する端部近傍を挟持することにより、図５に示すように、サドルＰＥＦを用いた接合を行うことができる状態を形成する。図５に示す例では、一対の管材として同径の管材ＰＥ１を用いた場合を対象としている。図５（Ａ）は管材ＰＥ１への装着前の状態を、図５（Ｂ）は、管材ＰＥ１同士に装着されて管材ＰＥ１を挟持した状態をそれぞれ示している。
管材クランプ装置１は、一対で用いる管材の口径が複数種類ある場合、例えば、ＪＩＳでの管種１号管に含まれる２５Ａと３０Ａというように隣り合う口径の管材ＰＥ１，ＰＥ２の接合に対応することができる。
口径の類別において隣り合う関係を持つ管材として、上記口径とは別に、同じく管種１号管において隣り合う関係である５０Ａと７５Ａとの口径の組み合せがある。管材クランプ装置１は、この組み合わせに適合した曲面Ｌ１，Ｌ２を有する把持部２Ａ、２Ｂ，３Ａ，３Ｂを備えていてもよい。

以上の構成においては、一対の把持面部材２，３の挟持面２Ａ１、２Ｂ１，３Ａ１、３Ｂ１に備えられた曲率半径の異なる曲面Ｌ１，Ｌ２を選択的に利用して口径の異なる管材ＰＥ１，ＰＥ２を挟持できる。このため、敢えて、口径の異なる管材ＰＥ１，ＰＥ２の寸法差を矯正する部材や構造を用いることなく管材ＰＥ１，ＰＥ２同士の接合作業が可能となる。これにより、異なる口径の管材毎に管材を把持するための工具または紛失しやすい付属品を準備する必要がなくなり、工具の管理労力の増加や付属品の紛失による作業の中断などの弊害を抑止することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、曲面を３つ以上とすることや支持ブロック体のガイドロッド挿通方向を上述した直角に限らず、エルボ継ぎ手の形式に合わせた角度に設定することも可能である。
なお、ガイドロッドを、一対の把持面部材にそれぞれ設けて支持ブロック体に端部を挿入させる構造とすることに限らず、支持ブロック体を省略し、一対の把持面部材同士を連結する構成を用いることも可能である。
また、一方のガイドロッドのみを設けるとともに把持面部材の一つに支持ブロック体を直に取り付け、一方のガイドロッドをその支持ブロック体に対して平行あるいは非平行に取り付ける構成としても良い。さらに、ガイドロッドを設けないで一対の把持面部材同士を直に固定することも可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 管材クランプ装置
２ 第１の把持面部材
２Ａ、２Ｂ 把持部
２Ａ１，２Ｂ１ 挟持面
３ 第２の把持面部材
３Ａ、３Ｂ 把持部
３Ａ１，３Ｂ１ 挟持面
４ 開閉操作部材
４Ａ ロッド部
４Ａ２ 被駆動側摩擦部材
４Ｂ 操作回転部
４Ｂ１ 駆動側摩擦部材
４Ｃ 弾性体
５，５’ ガイドロッド
６ 支持ブロック体
６Ａ、６Ａ’ 挿通孔
Ｈ ヒンジ結合部
Ｌ１，Ｌ２ 複数の曲面
Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径
Ｐ 曲面の境界
ＰＥ１、ＰＥ２ 管材

Claims (2)

1. 端面が接合対象となる管材の外周面を挟持する一対の把持部を備えた一対の把持面部材を備え、
   前記一対の把持部はそれぞれ、曲率半径が互いに異なり前記外周面に選択的に当接可能な複数の曲面を有し、
   前記一対の把持部を開閉することで、前記管材の口径に応じて前記複数の曲面のうちの１つを前記外周面に当接させる開閉操作部材を備え、
   前記開閉操作部材は、
   前記一対の把持部の一方に進退可能に挿通されているとともに一方の端部が該一対の把持部の他方に当接するロッド部と、
   前記ロッド部の他方の端部に該ロッド部に対して回転可能に支持された操作回転部と、
   前記操作回転部と一体で回転する駆動側摩擦部材と、
   前記駆動側摩擦部材と当接した状態で前記ロッド部と一体で回転する被駆動側摩擦部材と、を有し、
   前記駆動側摩擦部材と前記被駆動側摩擦部材との間の摩擦力の大きさは、前記操作回転部の一方向への回転によって前記ロッド部が前記一方の把持部に対して移動し前記一対の把持部によって前記外周面が挟持される挟持状態が形成されるまでは前記駆動側摩擦部材の回転によって前記被駆動側摩擦部材が回転される大きさであるとともに、前記挟持状態が形成されてもさらに前記操作回転部が前記一方向に回転されると前記駆動側摩擦部材の回転と前記被駆動側摩擦部材の回転との間に滑動が生じる大きさである管材クランプ装置。
2. 前記一対の把持面部材を互いに連結する支持ブロック体を備え、
   前記支持ブロック体は、前記一対の把持面部材のそれぞれによって支持される前記管材の長手方向を平行と非平行とに切り替え可能となるように、前記一対の把持面部材の少なくとも一方の支持位置を変更可能である請求項１記載の管材クランプ装置。

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