JP6830230B2

JP6830230B2 - 管継手のクランプ装置

Info

Publication number: JP6830230B2
Application number: JP2016107942A
Authority: JP
Inventors: 智典黒川; 糸井　誠; 誠糸井
Original assignee: Rex Industries Co Ltd
Current assignee: Rex Industries Co Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: JP2017214959A

Description

本発明は、管継手のクランプ装置に関する。特に、樹脂管を分岐するために樹脂管に樹脂製のサドル継手をエレクトロフュージョン法（電気融着、エレクトロフュージョン、ＥＦ）等により融着する際に、サドル継手を樹脂管に所定の締付力で押し付け、保持するクランプ装置に関する。このような継手は、ＥＦ継手と呼ばれている。本発明が適用されるＥＦ継手としては、サドル継手に限らず、サービスチー（サービスチーズ）、バイパスサドル、リペアサドルなどと称される継手に幅広く適用することができる。なお、本発明は、ポリエチレン（ＰＥ）の樹脂管と樹脂製の継手に特段限定されるものではなく、その他の樹脂管や金属管などの管と管継手のクランプにも広く適用することができる。

図１にみられるように、樹脂管３３に分岐用の樹脂管（図示せず）を接続する場合には、一般にサドル継手３１と呼ばれる鞍状の樹脂製継手が用いられる。サドル継手３１には、内部に電熱線が組み込まれている半円管状の鞍部３１ａ、この両側に設けられた定着用のフランジ３１ｄ、分岐用挿し口又は受け口３１ｂ、通電ケーブルが差し込まれるソケット端子３１ｃが設けられている。

先ず一方の樹脂管３３の外周にサドル継手３１を固着し、このサドル継手３１に他方の樹脂管を接続する。ＥＦ継手と呼ばれるサドル継手は、外層とスティフナでできており、電熱線を組み込んだ内層のポリエチレンと完全に一体化している。この場合、管とサドル継手との接合は共に樹脂製であるので、エレクトロフュージョン法により溶融圧着が行われる。

このエレクトロフュージョン法により分岐管を接続するためのサドル継手を樹脂管に接合する場合は、予め、電熱線を埋設したサドル継手３１を押圧手段により樹脂管３３に押圧しておき、その状態でサドル継手３１の電熱線にソケット端子３１ｃを介して通電することにより、樹脂管３３との接合面を融かし、接合相手の樹脂管３３に融着するものである。その後、サドル継手３１の分岐用挿し口又は受け口３１ｂから、孔あけ工具を通して樹脂管３に孔を開け分岐路を完成するのである。

このようなエレクトロフュージョン法により管継手３１を樹脂管３３に融着する場合には、管継手を樹脂管に押圧保持する手段が必要であり、そのための保持装置が種々考案されている。

樹脂管とサドル継手を押さえて保持する方法として、従来技術の図１１にみられるようなねじによる方法が知られている。これは、図１の樹脂管３３とサドル継手３１のフランジ３１ｄを、本体１に枢着（枢着軸２５）されたアーム３の押え板１３により、本体１にねじ５１で止めるという方法である。係止部１２には、図１のサドル継手３１のフランジ３１ｄを係止し、他方のフランジ３１ｄを押え板１３が抑えて、ねじ５１で締め付けて樹脂管とサドル継手を保持する。

図１１のねじ式の問題点は、クランプの押え板１３と本体１をねじで止めるのに、ねじを回し過ぎてサドル継手３１などを変形させてしまうことがある。また、サドル継手３１の押え板１３が掛る箇所は、押え板１３で押さえられるとその力が反発し、アーム３と押え板１３を外側へ動かそうとする。そのため、サドル継手３１において、押え板１３がサドル継手３１を押さえている箇所から押え板１３がずれていき保持が不十分になるという問題がある。アーム３もクランプを繰り返し使用していく中で外側に変形してしまい使用上差し障りが生じる。

カム式のクランプも特許文献１などに開示されている。このようなカム式のクランプの作動原理を、分かり易く示すために、図１２の従来技術のカム式クランプの一例により説明する。この従来技術も偏心したカム９’によりサドル継手を保持するものである。本体１、係止部１２、アーム３は図１１の基本構造と同じであり、アーム３には回転軸７が設けられ、回転軸７に周りに回転する偏心カム９’を、レバー２３で回転させる。レバー２３の回転により、偏心カム９’が、図１２に示すように押さえ板１３を、ばね５ａに抗しガイド棒５に沿って下降押圧させて、樹脂管とサドル継手を保持する。しかしながら、カム式にも次のような問題点が発生する。

偏心カムの形状上、回転時の偏心カム９’と押え板１３の間に生じる摩擦によって、偏心カム９’と押え板１３同士が擦れ、部品が摩耗する。このため、偏心カム９’と押え板１３には摩擦を低減させるためにコーティングしているが、押さえる力が大きいこともあり、偏心カム９’と押え板１３同士が擦れ部品が摩耗し、レバー２３の動きがより重くなる。また、部品の摩耗が発生すると、クランプ装置にも緩みが生じてきて、クランプ性能自体にも問題が出てきてしまう。

特開２０００−０９７３８６号公報

本発明は、上記問題に鑑み、部品が摩耗せずクランプの緩みが発生しないので部品の交換の必要性が少ない管継手のクランプ装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、管（３３）を分岐するための管継手（３１）を前記管（３３）にクランプするためのクランプ装置であって、前記管（３３）の周囲の一部を取り囲む本体（１）と、前記本体の一端部に設けられ前記管継手（３１）のフランジ（３１ｄ）の一端を係止する係止部（１２）と、前記本体（１）の他端部に枢着軸（２５）により枢着されたアーム（３）と、を具備するクランプ装置において、前記アーム（３）は、前記アーム（３）に設けられた回転軸（７）に固定された偏心軸（１１）と、該偏心軸（１１）周りに回転するローラ（９）と、前記枢着軸（２５）と平行移動して前記アーム（３）に摺動可能に設けられた押え板（１３）と、を有し、前記回転軸（７）を回転させることによって、前記ローラ（９）が前記押え板（１３）を介して前記管継手（３１）のフランジの他端（３１ｄ）を押圧して、前記管継手（３１）を、前記本体内に載置された前記管（３３）に密着保持できるようにしたクランプ装置である。

これにより、ローラと押え板の間に摩擦が起きず、部品が摩耗しない。部品が摩耗しないから、コーティングの必要性がほとんどない。さらに、クランプの緩みが起きず、緩みによる部品の交換も必要がなくなる。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

樹脂管と樹脂製のサドル継手を説明する斜視図である。本発明の第１実施形態の斜視図である。本発明の第１実施形態の平面図である。本発明の第１実施形態のアンクランプ時の図３のＡ−Ａ線に関する断面図である。図４のＢ−Ｂ線に関する断面図である。本発明の第１実施形態のクランプ時の図３のＡ−Ａ線に関する断面図である。本発明の第２実施形態の平面図である。本発明の第２実施形態のアンクランプ時の断面図である。本発明の第３実施形態のアンクランプ時の断面図である。本発明の第３実施形態の斜視図である。ねじ式の従来技術の断面図である。偏心カム式の従来技術の部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態の斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態の平面図である。図４は、本発明の第１実施形態のアンクランプ時の図３のＡ−Ａ線に関する断面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線に関する断面図である。図６は、本発明の第１実施形態のクランプ時の図３のＡ−Ａ線に関する断面図である。

図２〜６を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。図６は、本発明の第１実施形態のクランプ時の断面図であり、想像線で記載された樹脂製の管継手３１は、本体１内に載置された樹脂管３３に密着保持されている。

第１実施形態では、樹脂管３３にサドル継手を管継手として説明するが、サドル継手に限らず、サービスチー（サービスチーズ）、バイパスサドル、リペアサドルなどと称される継手に幅広く適用することができる。なお、本発明は、ポリエチレン（ＰＥ）の樹脂管と樹脂製の継手に特段限定されるものではなく、その他の樹脂管や金属管などの管と管継手のクランプにも広く適用することができる。なお、リペアサドルをクランプする場合も分岐するための管継手として本発明の第１実施形態に含まれるものである。

樹脂管３３の軸方向に対する垂直面でみて、本体１は、樹脂管３３の円周方向の周囲の一部を取り囲むように形成されている。図６に示すように、本体１は、樹脂管３３の下半分を包囲するように凹部が形成されている。図４、６の左側の本体１の端部には、コの字形の係止部１２が固着されており、図６に示すように、管継手３１の定着用のフランジ３１ｄの一端を係止する。本体１の他端部には、枢着軸２５によりアーム３が枢着されている。

アーム３には、回転軸７が無給油ブッシュ１９を介して、回転自在に設置されている。回転軸７には偏心軸１１が貫通して、ボルト２１で偏心軸１１が回転軸７に固定されている。偏心軸１１は回転軸７に一体的に固定されていても良い。偏心軸１１にはローラ９が無給油ブッシュ１７を介して回転自在に取り付けられている。ローラ９はアーム３に摺動可能に設けられた押え板１３を押圧する。押え板１３は、アーム３に設けられた２本のガイド棒５をガイドにして、ばね５ａの付勢力に抗して摺動する。

アーム３の上方先端部は、図４の断面図に示すように、回転軸７の軸方向の２箇所３ａ、３ｂで二股状に分岐している。軸方向の２箇所３ａ、３ｂ間の間隙には、図２、３にみられるように、回転軸７に設けられたレバー２３が所定角度範囲で回動する。図３は、図４に示すアンクランプ時のレバー２３の位置を示す。図のストッパ３ｃにレバー２３が回転して停止されると、図６の位置に回転軸７が約１８０度程度回転して、偏心軸１１が下死点をごくわずか通り過ぎた状態（約０．２〜０．５ｍｍ程度オーバー）で停止するようになされている。下死点を通り過ぎることが重要である。なぜならば、樹脂管３３にサドル継手３１を密着保持すると反力がかなりあって、下死点前であると押え板１３が引き戻されてしまうからである。

レバー２３の作動範囲は、アーム３の２箇所３ａ、３ｂ間の間隙に設置されたアンクランプ時の停止用のストッパと、クランプ時の停止用のストッパ３ｃによって規制されるが、この作動範囲は、偏心軸１１の偏心量にもよるが概ね１８０度程度の作動範囲とするのが好ましい。回転軸７を回転させることによって、偏心軸１１が上方から下方に回転して、ローラ９が押え板１３を介して管継手３１のフランジの他端３１ｄを押圧する。ローラ９は偏心軸１１周りに回転自在であるので、回転軸７が回転して、偏心軸１１が回転軸７の中心軸まわりに回転してもローラ９は押え板１３を擦ることがない。

図３、５に示すように、本体１は２枚の半円形の板から構成されている。図３に示すように、２枚の本体１の一端側は、係止部１２で間隔を保って固定され、２枚の本体１の他端側は、図５に示すように、枢着軸２５が間隔を保ってボルトで固定されている。枢着軸２５には、アーム３が回動自在に枢着されている（図６参照）。図６は、樹脂管３３と管継手３１のクランプが完了した状態の断面図である。ローラ９が押え板１３を介して管継手３１のフランジの他端３１ｄを押圧するとき、押え板１３の管継手３１寄りの下面端部が、管継手３１の鞍部３１ａとフランジの他端部３１ｄとの境界部を押圧するように構成されている。図４において、押え板１３の管継手３１寄りの下面端部から右手方向に向かうにつれ、押え板１３の厚さが薄くなるように傾斜させると、境界部に押え板の押圧力をより集中させることができる。

クランプの押え板１３が管継手３１を押さえる時、アーム３が外側へずれていくという問題は、クランプの押え板１３の合力が、本体１においてアーム３の枢着軸の外側に力がかかるようになっているためである。この問題を解決するためには、押え板１３の管継手３１寄りの下面の押圧力の合力の方向が、枢着軸の中心よりも樹脂管の中心側に位置するようにすることが好ましい。このため、図６において、垂直方向の中心線Ｌ１と平行で、枢着軸の中心を通る垂直線Ｌ２よりもδだけ内側（Ｌ１側）に、押え板１３の管継手３１寄りの下面端部が位置するようにすると良い（線Ｌ３参照）。この場合押え板１３の下面を傾斜させるとより効果的である。

本実施形態によって、管継手３１を、本体内に載置された樹脂管３３に密着保持する作業手順は以下のとおりである。まず、本体１の凹部に樹脂管３１を載置する。図４の状態で、係止部１２に管継手３１の一端の定置用のフランジ３１ｄを係止させておいて、アーム３を揺動させながら、押え板１３を、他端の定置用のフランジ３１ｄに配置する。その後、図３のレバー２３を図３上の上方位置に回転させると、図６に示すように、回転軸７が１８０度回転する。この時、偏心軸１１が下死点に至るので、ローラ９が押さえ板１３を押圧して管継手３１が樹脂管３３に密着保持されるようになる。その後、ソケット端子３１ｃに電源の出力端子を差し込み、通電を開始して両者を融着させる。融着終了後は放置冷却して冷却終了後にクランプ装置を取り外す。

本実施形態によれば、ローラ９は、クランプする際に回転するので、ローラ９と押え板１３の間に摩擦が起きず、部品が摩耗しない。部品が摩耗しないから、コーティングの必要性がほとんどない。さらに、クランプの緩みが起きず、緩みによる部品の交換も必要がなくなる。よりローラを回転させやすいように、偏心軸１１には、無給ブッシュとしての軸受けが設けられているので、管継手３１と樹脂管３３をクランプで押さえるレバー２３の操作性も向上する。また、回転軸７がアーム３の２箇所３ａ、３ｂで支持されており、両持ち支持となるので、アーム３を軽量化させてもレバー２３の回転による力をより安定して支持することができる。さらに、レバー２３を、アーム３の２箇所３ａ、３ｂ間の間隙に設けたので、レバー２３の回転をこの間隙部がガイドして操作性を向上させることができる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態の平面図である。図８は、本発明の第２実施形態のアンクランプ時の断面図である。

第２実施形態は、図８に示すように、回転軸７に設けられたレバー２３が、アーム３を挟んでローラ９と反対側において、所定角度範囲で回動するようにした実施形態である。それ以外の構成、作用効果は、第１実施形態と同じである。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態のアンクランプ時の断面図である。図１０は、本発明の第３実施形態の斜視図である

第３実施形態は、図９に示すように、回転軸７と偏心軸１１を一体化させた実施形態である。本実施形態では、回転軸７に設けられたレバー２３も一体化させているが、これに限定されるものではない。このように一体化構造にすると部品点数を削減することができる。レバー２３の取付け位置は、図１０では、アーム３とローラ９の間に、回転軸７、偏心軸１１、及び、レバー２３を一体化して取り付けている。レバー２３は、アーム３に対してローラ９の反対側に別体にして偏心軸１１に取り付けても良い。それ以外の構成、作用効果は、第１実施形態と同じである。本実施形態として、図４に示す第１実施形態において、偏心軸１１と回転軸７とが一体的に形成されたものをも含むものである。

１本体
３アーム
７回転軸
９ローラ
１１偏心軸
１２係止部
１３押え板
２３レバー
２５枢着軸
３１管継手、サドル継手
３１ａ鞍部
３１ｃフランジ
３３管、樹脂管

Claims

管（３３）を分岐するための管継手（３１）を前記管（３３）にクランプするためのクランプ装置であって、
前記管（３３）の周囲の一部を取り囲む本体（１）と、前記本体の一端部に設けられ前記管継手（３１）のフランジ（３１ｄ）の一端を係止する係止部（１２）と、前記本体（１）の他端部に枢着軸（２５）により枢着されたアーム（３）と、を具備するクランプ装置において、
前記アーム（３）は、前記アーム（３）に設けられた回転軸（７）に固定された偏心軸（１１）と、該偏心軸（１１）周りに回転するローラ（９）と、前記枢着軸（２５）と平行移動して前記アーム（３）に摺動可能に設けられた押え板（１３）と、を有し、
前記回転軸（７）を回転させることによって、前記ローラ（９）が前記押え板（１３）を介して前記管継手（３１）のフランジの他端（３１ｄ）を押圧して、前記管継手（３１）を、前記本体内に載置された前記管（３３）に密着保持できるようにしたクランプ装置。
前記回転軸（７）は、軸方向の２箇所（３ａ、３ｂ）で前記アーム（３）に回転支持されており、軸方向の２箇所（３ａ、３ｂ）間の間隙には、前記回転軸（７）に設けられたレバー（２３）が所定角度範囲で回動するようにした請求項１に記載のクランプ装置。
前記回転軸（７）に設けられたレバー（２３）は、前記アーム（３）を挟んで前記ローラ（９）と反対側において、所定角度範囲で回動するようにした請求項１に記載のクランプ装置。
前記ローラ（９）が前記押え板（１３）を介して前記管継手（３１）のフランジの他端（３１ｄ）を押圧するとき、前記押え板（１３）の前記管継手（３１）寄りの下面端部が、前記管継手（３１）の鞍部（３１ａ）と前記フランジの他端部（３１ｄ）との境界部を押圧するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランプ装置。