JP7253926B2

JP7253926B2 - 配管支持具及びその製造方法

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Publication number: JP7253926B2
Application number: JP2019001777A
Authority: JP
Inventors: 聡吉岡
Original assignee: Ａｗｊ株式会社
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: JP2020112183A; JP2023014156A

Description

本発明は、各種配管を吊りバンドあるいは立てバンドといった形で支持する際に用いられる配管支持具及びその製造方法に関する。

空気調和設備工事や衛生設備工事においては、用途や目的に応じてさまざまな配管が用いられており、材質で分類すると概ね金属管と樹脂管に大別される。

例えば、給水管には、ポリエチレンや硬質ポリ塩化ビニルで内面を被覆したライニング鋼管や、硬質ポリ塩化ビニル管、ポリエチレン管などの樹脂管が用いられており、給湯管には、ステンレス鋼管や耐熱性硬質ポリ塩化ビニルライニング鋼管が用いられている。

これらの配管は、横走り管であれば、吊りバンドで天井や上階スラブから吊持し、立ち上がり管であれば、立てバンドで壁に固定することで建物内に設置されるが、これら吊りバンドあるいは立てバンドといった配管支持具は、帯状の鋼材を面外方向に環状に湾曲加工することでその内側に配管が挿通できるように構成された配管挿通部と、該配管挿通部の各端部から互いに対向するように放射方向にそれぞれ延設された一対の連結部とで構成してあり、該一対の連結部の間に天井面や上階床スラブ下面に固定された連結具の下端あるいは壁面に固定された連結具の先端を挟み込むとともに、上述した配管を配管挿通部に挿通した上、一対の連結部にボルトを挿通して締め付けることで、該配管を天井や上階床スラブから吊持し、あるいは壁に固定できるようになっている。

特開２０１２－５７７３７号公報

ここで、帯状の鋼材からなる配管挿通部には配管の自重が鉛直荷重として常時作用し、あるいは地震時慣性力が水平荷重として作用する一方、それらの反力が配管の周面に作用するが、配管支持具の製作コストを抑えるためには、鋼材の幅を２５ｍｍ程度に制限せざるを得ない。

そのため、配管挿通部からの反力の作用面が配管の狭い範囲に集中し、その結果、腐食等によって配管の強度が低下している場合には、該配管が破断するおそれがあるという問題を生じていた。

また、配管挿通部が帯状の鋼材を面外に湾曲加工して構成される関係上、該配管挿通部には、いわゆるスプリングバックを防止するための補剛リブが周方向に設けられるが、その凹凸は、外周側では突条として、内周側では溝として顕れるので、荷重作用面がさらに減少し、上述した応力集中がより顕著になるという問題も生じていた。

ちなみに、配管が金属管である場合には、電食を防止すべく、鋼材に電気絶縁材を被覆したものが配管挿通部として用いられているが、従来においては、電気絶縁材の被覆を主としてディッピングによって行っているので、上述した補剛リブにはその凹凸に沿って電気絶縁材が被覆されるにとどまり、内周側には上述した溝が依然として顕れたままとなり、溝による荷重作用面の減少の問題は何ら解決されない。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、配管に作用する荷重の応力集中を緩和することが可能な配管支持具及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る配管支持具は請求項１に記載したように、面外方向にかつ環状に湾曲形成され周方向に沿って補剛リブが設けられた配管挿通部及び該配管挿通部の対向端部から放射方向にそれぞれ延設された互いに対向する一対の連結部からなる金属本体を備え、該一対の連結部を所定の連結具を介して天井面若しくは上階床スラブ下面又は壁面に連結することにより、前記配管挿通部の内側空間に挿通された配管を支持できるようになっている配管支持具において、
前記配管挿通部と前記配管との間で荷重伝達が行われるようにそれらの間に配置されたエラストマーからなる荷重伝達手段を備え、該荷重伝達手段を、その内周側において前記配管の材軸を含む断面で凹凸が顕れないように形成するとともに、前記補剛リブの内周側に顕れる溝が埋められる断面形状とし、前記荷重伝達手段の内周側であって、前記一対の連結部の反対側に位置する部位に前記配管の材軸方向に沿って延びる切り欠きを設けたものである。

また、本発明に係る配管支持具は、前記荷重伝達手段を、該荷重伝達手段に前記配管挿通部が埋設された形となるように荷重伝達部として構成したものである。

また、本発明に係る配管支持具は、前記荷重伝達手段を、前記配管挿通部に着脱自在な荷重伝達部材として構成したものである。

また、本発明に係る配管支持具の製造方法は請求項４に記載したように、請求項２記載の配管支持具を製造する方法であって、前記金属本体のうち、前記配管挿通部を埋設物とした射出成形によって前記荷重伝達部を構成するものである。

本発明に係る配管支持具においては、従来と同様、面外方向にかつ環状に湾曲形成され周方向に沿って補剛リブが設けられた配管挿通部及び該配管挿通部の対向端部から放射方向にそれぞれ延設された互いに対向する一対の連結部からなる金属本体を備えるが、配管挿通部には、該配管挿通部と配管との間で荷重伝達が行われるようにエラストマーからなる荷重伝達手段を配置してあり、該荷重伝達手段は、その内周側において、配管の材軸を含む断面（以下、縦断面）で凹凸が顕れないように、換言すれば縦断面でみたときに平坦になるように形成してあるとともに、補剛リブの内周側に顕れる溝が埋められる断面形状としてある。

このようにすると、荷重伝達手段は、配管挿通部に補剛リブが設けられていても、十分な作用面積をもってその内周側で配管の周面と当接し、該荷重伝達手段からの力、すなわち配管の自重や配管の地震時慣性力に対する反力は、分散した状態で配管に作用することとなり、かくして配管に生じるせん断応力が小さくなり、配管への応力集中、ひいてはそれに起因する破断が未然に防止される。

荷重伝達手段は、配管との間で荷重伝達が行われるように配置されていればよいのであって、少なくとも内周側に配置されていれば足りるが、内周及び外周の両方に配置されている構成が典型例となる。

また、荷重伝達手段は、配管挿通部の全長に沿って配置されておらずとも、離散的にあるいは不連続に配置されていてもかまわないが、以下の構成、すなわち、
(a) 荷重伝達手段を、前記配管挿通部の全長にわたって配置した構成
(b) 荷重伝達手段を、前記配管挿通部のうち、前記一対の連結部の反対側に位置する部位を除く残り全てにわたって配置した構成
が典型例となる。

ここで、荷重伝達手段はエラストマーで構成してあるので、配管が金属管である場合の該配管と金属本体との接触を回避して電食防止を図ることができるが、(a)は、かかる電食防止をより確実に防止可能な構成となり、(b)は、開閉操作の際、曲げが卓越する部位に荷重伝達手段が存在しないため、開閉操作が容易な構成となることはもちろん、荷重伝達手段がそもそも存在しないため、割れの発生についても懸念の必要がない構成となる。

また、金属本体については、配管挿通部の開閉操作を容易にすべく、該金属本体のうち、一対の連結部の反対側となる位置に開口、切り欠き等の断面欠損部を設けるか、又はヒンジ部を設けることが前提となり、(b)の場合には、これら断面欠損部やヒンジ部が設けられた箇所で金属本体が露出することになるが、荷重伝達手段の内周側厚みを適宜設定することにより、断面欠損部やヒンジ部が設けられた箇所での金属本体と配管との接触も確実に回避することが可能である。

荷重伝達手段は、縦断面でその内周側に凹凸が顕れないように形成されていれば足りるものであって、配管の材軸に直交する断面（以下、横断面）については、内周側に凹凸が顕れてもかまわない。

すなわち、金属本体に補剛リブが設けられている従来の配管支持具において、補剛リブの凹凸が内周側では溝として顕れ、その溝の分だけ、配管に当接可能な配管挿通部の領域が狭くなることからわかるように、周方向に沿った溝、つまり縦断面において内周側に顕れる凹部は、周方向に沿っているために長くなりがちであり、荷重作用面の面積減少への影響が大きく、それゆえ、縦断面において内周側に凹凸が顕れる構成は本発明では許容されないが、横断面において内周側に顕れる凹部は、配管材軸方向に沿っているがゆえに長さが短くなるため、荷重作用面の面積減少への影響はわずかであり、本発明ではこれが許容される。

ここで、横断面においても内周側に凹凸が顕れないように形成されている場合には、荷重伝達手段を周方向に沿って展開した状態での輪郭線（周縁）で囲まれた領域の面積が、配管の周面に当接する実際の面積と一致するため、荷重作用面積が最大となり、配管に生じるせん断応力を最小にすることが可能となるが、本発明においては、荷重伝達手段の内周側であって、一対の連結部の反対側に位置する部位に配管の材軸方向に沿って延びる切り欠きを設けてあり、かかる構成によれば、荷重作用面の面積減少への影響をわずかにとどめつつ、かつ断面欠損部やヒンジ部が設けられた箇所での金属本体の露出を回避しつつ、配管挿通部の開閉操作を容易にすることが可能となる。

荷重伝達手段は、既に述べた通り、その内周側を、配管の材軸を含む断面において凹凸が顕れないように形成することで、配管への応力集中、ひいてはそれに起因する破断を未然に防止することができるが、配管の材軸方向に延びるフラップを荷重伝達手段に設けた構成とすれば、配管への応力集中をさらに緩和することが可能となる（参考発明）。

荷重伝達手段は、配管挿通部が埋設された形となるように荷重伝達部として構成するか、配管挿通部に着脱自在な荷重伝達部材として構成するかも適宜選択することが可能であるが、前者の場合であれば、配管挿通部を埋設物としたインサート成形においてエラストマーを射出することにより構成することができる。

本実施形態に係る配管支持具１の図であり、(a)は全体斜視図、(b)は荷重伝達部を省略して該荷重伝達部に埋設されている金属本体のみを示した全体斜視図。同じく本実施形態に係る配管支持具１の図であり、(a)は側面図、(b)はＡ－Ａ線方向から見た正面図、(c)はＢ－Ｂ線に沿う断面図。同じく本実施形態に係る配管支持具１の図であり、(a)はＣ－Ｃ線に沿う断面図、(b)はＤ－Ｄ線に沿う断面図。本実施形態に係る配管支持具１の作用を説明した模式図。配管支持具から配管に作用する荷重伝達状況を示した図であり、(a)及び(b)は、本実施形態に係る配管支持具１の作用を、(c)及び(d)は従来構成に係る配管支持具の作用をそれぞれ示した断面図。変形例に係る配管支持具１ａ，１ｂをそれぞれ示した正面図。変形例に係る配管支持具１ｃを示した全体斜視図。別の変形例に係る配管支持具を示した断面図。別の変形例に係る配管支持具を示した図であり、(a)は正面図、(b)は着脱前の状況を、(c)は着脱後の状況をそれぞれＥ－Ｅ線に沿って示した断面図。別の変形例に係る配管支持具を示した図であり、(a)は正面図、(b)は着脱前の状況を、(c)は着脱後の状況をそれぞれＦ－Ｆ線に沿って示した断面図。

以下、本発明に係る配管支持具の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る配管支持具を示した全体斜視図、図２(a)～(c)はそれぞれ、本実施形態に係る配管支持具の側面図、Ａ－Ａ線矢視図（正面図）及びＢ－Ｂ線断面図、図３(a)、(b)はそれぞれ、本実施形態に係る配管支持具のＣ－Ｃ線断面図及びＤ－Ｄ線断面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る配管支持具１は、いわゆる吊りバンドと称されるものであって、天井又は上階床スラブの下方に横走り管として配置されるべき配管６を吊持するようになっており、金属本体２と該金属本体が埋設された樹脂材料からなる荷重伝達部３とを備える。

金属本体２は、帯板状の鋼材を用いて構成されたものであって、面外方向にかつ環状に湾曲形成された配管挿通部４及び該配管挿通部の対向端部から放射方向にそれぞれ延設された互いに対向する一対の連結部５，５からなり、該一対の連結部を、該連結部に形成されたボルト挿通孔７，７を利用しつつ、吊りボルト等の連結具（図示せず）を介して天井面又は上階床スラブ下面に連結することにより、配管挿通部４の内側空間に挿通された配管６を吊持できるようになっている。

金属本体２の配管挿通部４には、いわゆるスプリングバックを防止するための補剛リブ８が周方向に設けられており、その凹凸は、外周側では突条９として、内周側では溝１０として顕れる。

また、配管挿通部４のうち、一対の連結部５，５の反対側に位置する部位、すなわち最下端近傍位置には、開口からなる断面欠損部１１を設けてあり、図２(b)に示す矢印方向に沿った配管挿通部４の開閉操作を容易に行うことができるようになっている。

荷重伝達部３は図３でよくわかるように、配管挿通部４が埋設される形で、その周囲を取り囲むように設けてあり、配管挿通部４と配管６との間に拡がる範囲（内周側）については、それらの間で荷重伝達が行われるようになっている。なお、荷重伝達部３の外周側には、断面欠損部１１が設けられた位置に相当する部位を除き、補剛リブ８の突条９を覆うべく、周方向に沿った凸部３２を設けてある。

荷重伝達部３は、図１(a)及び図３でよくわかるように、配管６の材軸３１を含む断面、すなわち同図に示す断面（以下、縦断面）において補強リブ８が溝１０として内周側に顕れないように形成してあるとともに、図２(c)に示すように、材軸３１に直交する断面（以下、横断面）においても他の凹凸が内周側に顕れないように、換言すれば、縦断面及び横断面のいずれの方向についても内周側が平坦になるように構成してある。

ここで、荷重伝達部３の内周側を平坦になるように、あるいは上記縦断面及び横断面で凹凸が顕れないように形成するとは、図４に示したように、該荷重伝達部を内周側からみたときの周縁で囲まれた領域、本実施形態では、荷重伝達部３の内周面のうち、配管６の周面に当接する面積Ｓが、周縁で囲まれた短冊状の四角形の面積Ｓ₀と一致するように形成すると定義することが可能であり、両方向で凹凸がなく平坦面であれば、図４(a)に示すように、Ｓ＝Ｓ₀となるが、凹凸があれば、その分、当接面積が減少するため、図４(b)に示すように、Ｓ＜Ｓ₀となる。

なお、荷重伝達部３の内周側を上記縦断面で凹凸が顕れないように形成した結果として、図３(a)に示すように、荷重伝達部３のうち、補強リブ８が設けられた範囲（断面欠損部１１が設けられた部位は除く）においては、補強リブ８の設置部位における内周側厚さｄ₂が、該補強リブの非設置部位における内周側厚さｄ₁よりも大きくなる。

本実施形態に係る配管支持具１は、配管挿通部４を埋設物（インサート）とし、合成樹脂又はエラストマーを射出材料としたインサート成形によって製作することが可能であり、合成樹脂やエラストマーは、配管６を流れる流体の温度や支持荷重等に応じて適宜その材種を選定すればよい。

本実施形態に係る配管支持具１においては、従来と同様、面外方向にかつ環状に湾曲形成された配管挿通部４及び該配管挿通部の対向端部から放射方向にそれぞれ延設された互いに対向する一対の連結部５，５からなる金属本体２を備えるが、配管挿通部４には、該配管挿通部と配管６との間で荷重伝達が行われるように樹脂材料からなる荷重伝達部３を配置してあるとともに、該荷重伝達部の内周側は、上記縦断面及び横断面で凹凸が顕れないように形成してある。

図５(a)及び(b)は、配管挿通部４から荷重伝達部３を介して配管６に作用する反力載荷状況を示したものであって、同図(a)は最下端位置近傍、同図(b)は該最下端位置近傍から上方に若干外れた位置でのものであり、比較のため、ディッピングによってＰＶＣからなる被覆材５１を配管挿通部４に被覆した従来構成を同様の位置で同図(c)及び(d)に示してある。

これらの図でわかるように、従来構成では、補強リブ８が溝１０の形でそのまま配管挿通部４の内周側に顕れるため、該溝の面積分だけ、配管６への荷重作用面積は小さくなるが、本発明に係る配管支持具１においては、溝１０を埋めるように荷重伝達部３が拡がっていて、その内周側が両方向で平坦に形成されているため、配管６への荷重作用面積は大きくなる。

以上説明したように、本実施形態に係る配管支持具１によれば、荷重伝達部３が、配管挿通部４の横断面形状とは無関係に、十分な作用面積をもってその内周側で配管６の周面と当接し、該荷重伝達部からの力、すなわち配管６の自重や配管６の地震時慣性力に対する反力は、分散した状態で配管６に作用する。

そのため、配管６に生じるせん断応力が小さくなり、配管６への応力集中、ひいてはそれに起因する破断が未然に防止される。

なお、荷重伝達部３を電気絶縁材で構成することで、配管６が金属管である場合の該配管と金属本体２との接触を回避して電食防止を図ることができる。

また、本実施形態に係る配管支持具１によれば、荷重伝達部３を、その内周側において上記縦断面及び横断面で凹凸が顕れないように構成したので、荷重伝達部３を周方向に沿って展開した状態での輪郭線（周縁）で囲まれた領域の面積が、配管６の周面に当接する実際の面積と一致する。

したがって、荷重作用面積が最大となり、配管６に生じるせん断応力を最小にすることが可能となる。

本実施形態では、荷重伝達部６を荷重伝達手段としたが、本発明の荷重伝達手段は、配管との間で荷重伝達が行われるように配置されていればよいのであって、少なくとも内周側に配置されていれば足りるものであり、外周側については、配管挿通部４が露出した構成でもかまわない。

また、本実施形態では、荷重伝達部６を配管挿通部４の全長に沿って配置されるものとしたが、これに代えて、配管挿通部４の長さ方向に沿って離散的にあるいは不連続に配置された構成であってもかまわない。

図６(a)は、このような変形例を示したものであって、配管挿通部４のうち、一対の連結部５，５の反対側に位置する部位を除く残り全てにわたって配置されてなる荷重伝達部３ａで荷重伝達手段を構成してある。

かかる構成によれば、同図に示すように配管支持具１ａを開閉する際、曲げが卓越する部位に荷重伝達部３ａが存在しないため、開閉操作が容易な構成となることはもちろん、荷重伝達部３ａがそもそも存在しないため、該荷重伝達部に割れが生じることについても懸念する必要がない。

なお、上記変形例においては、断面欠損部１１近傍が露出する構成となるが、荷重伝達部３ａの内周側厚みを適宜設定することにより、断面欠損部１１が設けられた箇所での金属本体２と配管６との接触を確実に回避することが可能である。

図６(b)は、金属本体２に代えて、最下端近傍にヒンジ部６１が設けられた金属本体２ｂを用いるとともに、該金属本体を構成する配管挿通部４ｂのうち、ヒンジ部６１を除く残り全てにわたって荷重伝達部３ｂを配置して構成してある。

かかる構成においても、配管支持具１ｂの開閉操作が容易になるとともに、開閉の際に曲げが卓越する部位に荷重伝達部３ｂが存在しないため、該荷重伝達部に割れが生じる懸念はないし、ヒンジ部６１近傍が露出するものの、荷重伝達部３ｂの内周側厚みを適宜設定することで、ヒンジ部６１が設けられた箇所での金属本体２ｂと配管６との接触を確実に回避することが可能である。

また、本実施形態では、荷重伝達部３を、その内周側において上記縦断面及び横断面で凹凸が顕れないように構成したが、本発明の荷重伝達手段は、縦断面でその内周側に凹凸が顕れないように形成されていれば足りるものであって、横断面については、内周側に凹凸が顕れてもかまわない。

図７は、変形例に係る配管支持具１ｃを示した全体斜視図であり、一対の連結部５，５の反対側に位置する部位に配管６の材軸方向に沿って延びる切り欠き７１を内周側に設けてなる荷重伝達部３ｃで本発明の荷重伝達手段を構成してある。

かかる構成によれば、断面欠損部１１が設けられた箇所での金属本体２の露出を回避しつつ、配管挿通部４の開閉操作を容易にすることが可能となる。

なお、本変形例では、横断面において内周側に凹凸が切り欠き７１として顕れることになるが、配管材軸方向に沿っているがゆえに長さが短くなるため、荷重作用面の面積減少への影響はわずかである。

また、本実施形態では、補剛リブ８が設けられてなる配管挿通部４で本発明の配管挿通部を構成したが、金属本体のスプリングバックを例えば荷重伝達手段の剛性で防止することができるのであれば、これに代えて、図８(a)のように、補剛リブのないフラットな配管挿通部４ｄで本発明の配管挿通部を構成してもかまわない。

また、本実施形態では特に言及しなかったが、図８(b)に示すように、配管６の材軸方向に延びるフラップ８１が設けられてなる荷重伝達部３ｅで本発明の荷重伝達手段を構成してもよい。

かかる変形例によれば、上述した荷重分散作用が向上し、配管６への応力集中をさらに緩和することが可能となる。

また、本実施形態では、配管挿通部４が埋設された形の荷重伝達部３で本発明の荷重伝達手段を構成したが、これに代えて、図９に示すように、配管挿通部４ｄに着脱自在な荷重伝達部材９１で本発明の荷重伝達手段を構成することが可能であり、かかる構成においては、荷重伝達部材９１の幅方向各縁部に設けられた爪９２，９２を配管挿通部４ｄの幅方向各縁部に係止する形で該荷重伝達部材を配管挿通部４ｄに装着すればよい。

なお、配管挿通部４ｄに代えて、補剛リブ８が設けられてなる配管挿通部４に着脱自在な構成とすることも可能であり、この場合には、荷重伝達が確実に行われるよう、図１０に示すように、配管挿通部４に設けられた補剛リブ８の溝１０に嵌り込む凸部１０２が設けられてなる荷重伝達部材１０１とするのが望ましい。

また、本実施形態では、本発明に係る配管支持具を吊りバンドに適用したものとして説明したが、これに代えて、立てバンドにも適用できることは言うまでもない。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ配管挿通部
２，２ｂ金属本体
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｅ荷重伝達部（荷重伝達手段）
４，４ｄ配管挿通部
５，５一対の連結部
６配管
８補剛リブ
１０溝
１１断面欠損部
３１配管６の材軸
７１切り欠き
９１，１０１荷重伝達部材（荷重伝達手段）

Claims

面外方向にかつ環状に湾曲形成され周方向に沿って補剛リブが設けられた配管挿通部及び該配管挿通部の対向端部から放射方向にそれぞれ延設された互いに対向する一対の連結部からなる金属本体を備え、該一対の連結部を所定の連結具を介して天井面若しくは上階床スラブ下面又は壁面に連結することにより、前記配管挿通部の内側空間に挿通された配管を支持できるようになっている配管支持具において、
前記配管挿通部と前記配管との間で荷重伝達が行われるようにそれらの間に配置されたエラストマーからなる荷重伝達手段を備え、該荷重伝達手段を、その内周側において前記配管の材軸を含む断面で凹凸が顕れないように形成するとともに、前記補剛リブの内周側に顕れる溝が埋められる断面形状とし、前記荷重伝達手段の内周側であって、前記一対の連結部の反対側に位置する部位に前記配管の材軸方向に沿って延びる切り欠きを設けたことを特徴とする配管支持具。
前記荷重伝達手段を、該荷重伝達手段に前記配管挿通部が埋設された形となるように荷重伝達部として構成した請求項１記載の配管支持具。
前記荷重伝達手段を、前記配管挿通部に着脱自在な荷重伝達部材として構成した請求項１記載の配管支持具。
請求項２記載の配管支持具を製造する方法であって、前記金属本体のうち、前記配管挿通部を埋設物とした射出成形によって前記荷重伝達部を構成することを特徴とする配管支持具の製造方法。