JP6512702B2 - ネジ式クランプ - Google Patents

Description

本発明は、こじ力を増大させたネジ式クランプに関する。

上方に吊穴を有すると共に下方にはワークが挿入される下向きの開口を挟んで一対の対向する脚部を有するクランプ本体と、クランプ本体の一方の脚部に回転自在且つ傾動自在に装着される受け金と、クランプ本体の他方の脚部に進退自在に装着される締付ボルトとを有するネジ式クランプは公知であり、その一例が図６に示されている。クランプ本体１０の一方の脚部１１には先端に係合歯（符号なし）を有する受け金１２が回転自在且つ傾動自在に設けられると共に、他方の脚部１３には締付ボルト１４が進退自在に設けられている。

受け金１２は脚部１１内に配置されるベアリング１６に全方向回転自在に支持されると共に、脚部１１の開口端との間に装着されるコイルスプリング１７のバネ力に抗して軸方向奥方に後退移動可能である。

脚部１３にはプレッシャナット１８が装着されている。プレッシャナット１８は脚部１３に対して相対回転不能であり、且つ、プレッシャナット１８の外周に配置されるコイルスプリング１９のバネ力に抗して軸方向奥方に後退移動可能である。コイルスプリング１９はコイルスプリング１７より大きなバネ力を有する。プレッシャナット１８の内面には雌ネジ（符号なし）が切られており、この雌ネジに締付ボルト１４が螺合して軸方向移動可能とされている。締付ボルト１４の先端には、先端係合歯を有するパッド２０が着脱可能・交換可能に取り付けられている。

以上の構成において、下向きの開口２２に挿入したワーク（平鋼板）１を受け金１２と締付ボルト１４の間に挟んだ状態でハンドル１５の操作により締付ボルト１４を回転させて受け金１２方向に移動させることにより、ワーク１を圧接挟持した状態とし、この状態からハンドル１５の操作によりさらに締付ボルト１４を締め付けていくと、まず受け金１２がコイルスプリング１７のバネ力に抗して脚部１１の内部に埋没する方向に後退移動し、かくして受け金１２を最奥位置まで移動させた後にさらにハンドル１５の操作により締付ボルト１４を締め付けていくと、プレッシャナット１８がコイルスプリング１９のバネ力に抗して脚部１３の内部に埋没する方向に後退移動する。

このようにして初期締付力をワーク１に与えた状態で、吊穴２１に金具やカップリングなどを介してチェーンスリングなどの吊材を連結してクレーン（いずれも図示せず）で吊り上げると、ワーク１の自重が吊り荷重Ｗとして働いて落下しようとするが、これに追従して受け金１２が回転および傾動（傾き角度θ）し、図６に示すように、受け金１２の先端上方に位置する係合歯がワーク１の側面２に喰い込んでクランプ力Ｆを与え、ワーク１の落下を防止する。このときのクランプ力Ｆは、Ｆ＝Ｄ／ｄ×Ｗ×μ（μ：初期締付力を与える受け金１２先端とワーク側面２との間の摩擦係数）で計算され、一般に吊り荷重Ｗの２〜３倍になるので、多くの場合はこれで十分に吊り上げ・運搬作業の安全性を確保することができる。

特開平１０−０３７９１９号公報

ところが、ハンドル１５の操作による締付が不十分なために初期締付時の摩擦係数μが小さくなっていたり、初期締付力は十分であっても吊り上げ・運搬中にワーク１が他材と接触して振動が発生したり、ワーク１に交番荷重が作用したような場合には、初期締付力が緩み、クランプ力Ｆが低下して、ワーク１が落下する事故が起こっていた。

発明者らは、この原因究明と防止策について鋭意研究と実験を重ねた結果、受け金１２と締付ボルト１４との間でワーク１を保持するクランプ力Ｆとは別に、ワーク１と吊穴２１との垂直方向位置関係によるこじ力が重要であり、吊穴２１と開口２２とが一般に同一中心線Ｃ上に配置されている従来のネジ式クランプでは、このこじ力が効果的に発揮されないことが大きな原因となっていることを見出した。

ここで、こじ力とはてこの原理によるものであり、図７を参照して説明すれば、金具やカップリングなどを介してチェーンスリングなどの吊材が連結される吊穴２１の内周上端位置が力点Ｐｆとなり、締付ボルト１４（パッド２０）の先端係合歯がワーク側面３に当接する位置が支点Ｐｓとなり、吊り荷重Ｗを受けて傾いた状態の受け金１２の先端係合歯がワーク側面２に当接する位置が作用点Ｐａとなる。そして、吊穴中心線Ｃとワーク重心との垂線間距離をＬとし、ワーク側面３に接する締付ボルト１４（パッド２０）の先端係合歯の接触面積半径をｒとすると、こじ力Ｐは、Ｐ＝Ｌ／ｒ×Ｗ×μ（Ｗ：吊り荷重、μ：摩擦係数）で計算される。したがって、同じネジ式クランプでは、こじ力Ｐは吊中心／重心間距離Ｌ１に比例することになる。

図７には、このネジ式クランプで板厚が比較的小さいワーク１を吊り上げた状態が示されており、ワーク１の重心と吊穴中心線Ｃとの間にある程度の距離Ｌ＝Ｌ１が空いているが、既述したように、従来のネジ式クランプでは吊穴２１と開口２２とが一般に同一中心線Ｃ上に配置されているので、距離Ｌ１は比較的小さく、したがって得られるこじ力Ｐも比較的小さい。しかも、図示例よりワーク１の厚さが大きくなると、この距離Ｌ１は徐々に小さくなるのでこじ力Ｐもさらに低下し、ワーク重心が吊中心Ｃに一致すると、Ｌ１＝０になるので、得られるこじ力ＰもＰ＝０となる。このことが、クランプ力Ｆが低下したときに、ワーク１を保持するに十分なこじ力Ｐを与えることができず、落下事故を招く原因になっているものと推測される。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、従来のネジ式クランプよりこじ力を増大させることができる新規のネジ式クランプ構造を提供し、クランプ力が低下した場合であってもワークの落下事故を未然に防止することである。

この課題を達成するため、請求項１に係る本発明は、上方に単一の吊穴を有すると共に下方にはワークが挿入される下向きの開口を挟んで一対の対向する脚部を有するクランプ本体と、クランプ本体の一方の脚部に回転自在且つ傾動自在に装着される受け金と、クランプ本体の他方の脚部に進退自在に装着される締付ボルトとを有し、開口に挿入したワークを受け金と締付ボルトとの間に挟んだ状態で吊穴にチェーンスリングなどの吊材を係止してクレーンなどで吊り上げるネジ式クランプにおいて、前記単一の吊穴は開口中心より前記他方の脚部側に偏倚した位置に中心線を有し、該ネジ式クランプが許容する範囲内のいかなる厚さのワークを吊り上げる場合であっても、該ワークの重心が吊穴の中心線より前記一方の脚部側に位置するように構成されてな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、ネジ式クランプが許容する範囲内のいかなる厚さのワークを吊り上げる場合であっても、該ワークの重心が吊穴の中心線より前記一方の脚部側に位置して、ワーク重心と吊穴中心線との間に常に一定以上の距離が確保され、該距離に応じたこじ力でワークを保持することができる。したがって、何らかの原因でクランプ力が働かなくなったような事態でも、こじ力でワークを保持して、ワークの落下を防止し、吊り上げ・運搬作業の安全性を確保することができる。

（削除）

本発明の一実施形態によるネジ式クランプで板厚が比較的小さいワークを吊り上げた状態を示す正面図であり、併せてこの場合に働くこじ力を説明している。 このネジ式クランプの側面図である。 このネジ式クランプで規定最大厚のワークを吊り上げた状態を示す正面図であり、併せてこの場合に働くこじ力を説明している。 参考例として２つの吊穴を有するネジ式クランプの一方の吊穴を用いてワークを吊り上げた状態を示す正面図であり、併せてこの場合に働くこじ力を説明している。 このクランプの他方の吊穴を用いて規定最大厚のワークを吊り上げた状態を示す正面図であり、併せてこの場合に働くこじ力を説明している。 従来技術によるネジ式クランプでワークを吊り上げた状態（クランプ力が働く状態）を示す正面図であり、併せてこの場合に働くクランプ力を説明している。 同従来技術によるネジ式クランプで板厚が比較的小さいワークを吊り上げた状態を示す正面図であり、併せてこの場合に働くこじ力を説明している。

以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。

図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるネジ式クランプについて説明する。このネジ式クランプは、図６を参照して説明した従来技術のネジ式クランプと同様に、上方に吊穴２１を有すると共に下方にはワーク１が挿入される下向きの開口２２を挟んで一対の対向する脚部１１，１３を有するクランプ本体１０と、クランプ本体１０の一方の脚部１１に回転自在且つ傾動自在に装着される受け金１２と、クランプ本体１０の他方の脚部１３に進退自在に装着される締付ボルト１４とを有して構成され、開口２２に挿入したワーク１を受け金１２と締付ボルト１４（より詳しくはその先端に取り付けたパッド２０。以下も同じ。）との間に挟んだ状態で吊穴２１にチェーンスリングなどの吊材を係止してクレーンなど（いずれも図示せず）で吊り上げるものである。このときの作用も従来技術に関連して既述した通りであり、Ｆ＝Ｄ／ｄ×Ｗ×μの計算式で算出されるクランプ力Ｆでワーク１を保持する。

このネジ式クランプが従来技術のネジ式クランプと異なる点は、従来技術のネジ式クランプでは吊穴２１と開口２２の中心線が一致していたのに対し、このネジ式クランプでは、図１に明らかなように、吊穴２１が、開口中心より脚部１３側に偏倚した位置に中心を有するように形成されている点にある。この結果として、このネジ式クランプが許容する範囲内のいかなる厚さのワーク１を吊り上げる場合であっても、ワーク１の重心（ワーク１が平鋼板である場合はその厚さ中心）が吊穴中心線Ｃより脚部１１側ないし受け金１２側に位置し、ワーク重心と吊穴中心線Ｃとの間に距離Ｌ２の隙間が形成される。

図１には、従来技術として示した図６および図７のネジ式クランプで吊り上げているワーク１と同一厚のワーク１を吊り上げた状態が示されており、このときの吊中心／重心間距離Ｌ２は、吊穴中心が開口中心と一致する従来技術のネジ式クランプで同一厚のワーク１を吊り上げたときの吊中心／重心間距離Ｌ１（図７）と比べると、吊中心が開口中心からクランプ本体１０の脚部１３側に偏倚した偏倚量だけ大きくなっている（Ｌ２＞Ｌ１）。したがって、Ｐ＝Ｌ／ｒ×Ｗ×μの計算式によって算出されるこじ力Ｐも、従来技術の場合に得られるこじ力ＰのＬ２／Ｌ１倍となる。

図３には、このネジ式クランプが許容する最大厚のワーク１を吊り上げた状態が示されており、この場合も、ワーク１の重心は吊穴中心線Ｃの脚部１１側に位置していて、一定寸法以上の吊中心／重心間距離Ｌ２が確保され、これに応じたこじ力Ｐが得られる。すなわち、この実施例のように、吊穴２１の中心線Ｃが、クランプ本体１０の脚部１３が開口２２に臨む内側面に近接または略一致するような位置（あるいは該内側面を超えた位置）に吊穴２１を偏倚させて形成すれば、このネジ式クランプが許容する範囲内のいかなる厚さのワーク１を吊り上げようとする場合であっても、図３の場合のＬ２を最小値とする一定寸法以上の吊中心／重心間距離Ｌ２が確保され、該距離に応じたこじ力Ｐでワークを保持することができる。したがって、何らかの原因でクランプ力Ｆが働かなくなったような事態でも、こじ力Ｐでワーク１を保持して、ワーク１の落下を防止し、吊り上げ・運搬作業の安全性を確保することができる。

参考例によるネジ式クランプは、開口中心より脚部１３側に偏倚した位置に中心を有する吊穴２１と共に、開口中心より脚部１１側に偏倚した位置に中心を有する吊穴２３を備えた２穴タイプのネジ式クランプとされている点で、実施例１のネジ式クランプと相違している。ワーク１の吊り上げに際しては、２つの吊穴２１，２３のうちのいずれか一方に、金具やカップリングを介してチェーンスリングなどの吊材を連結して使用するが、ワーク１の厚さに応じて、吊中心／重心間距離Ｌ２を大きく取れる方の吊穴を使用して吊り上げることができる利点がある。

図４には、この２穴タイプのネジ式クランプで板厚が比較的小さいワーク１を吊り上げた状態が示されており、この場合は、実施例１のネジ式クランプにおける吊穴２１と同様に開口中心より脚部１３側に偏倚した中心線Ｃ１上に中心が位置する吊穴２１を用いてワーク１を吊り上げることが好ましい。こうすることにより、吊中心／重心間距離Ｌ２を大きく取ることができるので、こじ力Ｐも大きくなる。

図５には、この２穴タイプのネジ式クランプが許容する最大厚のワーク１を吊り上げた状態が示されており、この場合は、脚部１１側に偏倚した中心線Ｃ２上に中心が位置するもう一つの吊穴２３を用いてワーク１を吊り上げることが好ましい。こうすることにより、吊中心／重心間距離Ｌ２を大きく取ることができるので、こじ力Ｐも大きくなる。

ワーク１を受け金１２と締付ボルト１４との間に挟んで吊り上げる場合、受け金１２は回転可能且つ傾動可能であるが軸方向には移動しないので、ワーク１の側面２は受け金１２の先端位置が基準となって大きく動かないが、ワーク１の側面３にはワーク１の厚さに応じて締付ボルト１４が軸方向に移動して当接することになるので、側面３の位置は吊り上げるワーク１の厚さに応じて大きく異なる。したがって、多くの場合は、ワーク側面２から大きく偏倚した中心線Ｃ１上に中心を有する吊穴２１を用いて吊り上げを行うことで十分な吊中心／重心間距離Ｌ２が確保され、大きなこじ力Ｐを発生させることができるが、吊り上げるワーク１の厚さが最大近くになると、図５に示すように、もう一つの吊穴２３を用いて吊り上げを行う方が吊中心／重心間距離Ｌ２が大きくなり、こじ力Ｐを大きくすることができる。すなわち、図４および図５に示すような２穴タイプのネジ式クランプとすれば、ワークの厚さに応じて、より大きな吊中心／重心間距離Ｌ２が得られるようにいずれかの吊穴を選択して用いることにより、最大のこじ力Ｐを発揮させることができる利点がある。

以上に本発明の実施形態について詳細に記述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定される発明の範囲内において種々多様な変形態様を取り得る。

１ ワーク（平鋼板）
２，３ ワーク側面
１０ ネジ式クランプ
１１ 脚部（一方の脚部）
１２ 受け金
１３ 脚部（他方の脚部）
１４ 締付ボルト
１５ ハンドル
１６ ベアリング
１７ スプリング
１８ プレッシャーナット
１９ スプリング
２０ パッド
２１ 吊穴
２２ 開口
２３ 吊穴（第二の吊穴）
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 吊穴の中心線（吊中心）
Ｆ クランプ力
Ｐ こじ力

Claims (1)

1. 上方に単一の吊穴を有すると共に下方にはワークが挿入される下向きの開口を挟んで一対の対向する脚部を有するクランプ本体と、クランプ本体の一方の脚部に回転自在且つ傾動自在に装着される受け金と、クランプ本体の他方の脚部に進退自在に装着される締付ボルトとを有し、開口に挿入したワークを受け金と締付ボルトとの間に挟んだ状態で吊穴にチェーンスリングなどの吊材を係止してクレーンなどで吊り上げるネジ式クランプにおいて、前記単一の吊穴は開口中心より前記他方の脚部側に偏倚した位置に中心線を有し、該ネジ式クランプが許容する範囲内のいかなる厚さのワークを吊り上げる場合であっても、該ワークの重心が吊穴の中心線より前記一方の脚部側に位置するように構成されてなることを特徴とするネジ式クランプ。