JP7698451B2 - クランプ構造及びクランプ - Google Patents

Description

本発明は、クランプ構造に関する。

管と管とを接合する際、電気融着継手が好適に用いられる。電気融着継手による管の融着作業時に、管と電気融着継手とがずれることを防ぐために、クランプによって管を仮保持することがある。
例えば、二つの部材からなるクランプ部にタッピングねじを螺入することによって締付け、管を固定する構造が開示されている（特許文献１）。
また、電気融着継手に管が挿入された状態で取付部を電気融着継手に取り付け、取付部と連結された締付帯部によって管を締め付けることで保持するクランプが開示されている（特許文献２）。

特開２０１４－３１８４０号公報 特開２０１９－２１１０６３号公報

上述のタッピングねじによる固定方法については、ねじを適切な量だけ締め込む必要があることから施工に時間がかかる。あるいは、電動ドライバーを使用するとねじを早く締めることができるが、締めすぎると破損させてしまう問題がある。
また、締付帯部によって管を締め付ける際は、工具によって係合部を嵌め込む必要がある。このとき、工具によって大きな力を係合部にかける必要がある。また、工具によって締め付ける操作部が管の周方向において一か所しかなく、施工現場のスペースによっては工具を操作部に掛けることが難しく、施工が難しくなるという課題があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、少ない作業時間で、部品を破損することなく、限られた作業スペースでも容易に管を固定できるクランプ構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るクランプ構造は、電気融着継手と、前記電気融着継手に挿入された管を保持するクランプと、を備えるクランプ構造であって、前記管に接して管を保持する保持部と、前記保持部に設けられ、前記保持部を前記電気融着継手に取り付ける取付部と、前記保持部に係合する締付具と、を備え、前記保持部に前記締付具を締め込むことで前記保持部を縮径させて前記保持部によって前記管を保持する。

この発明によれば、保持部に締付具を締め込むことで保持部を縮径させて保持部によって管を保持する。これにより、別途ボルト等の締結部材を用いずに管を保持することができる。よって、作業時間を少なくすることができる。また、ボルトを用いないことで、ボルトによって部品を破損することを防ぐことができる。また、締付具を締め込む作業は管の周方向のいずれの向きからも行うことができる。よって、限られた作業スペースでも容易に管を固定することができる。更に、保持部に形成されたねじ部に締付具を締め込むことから、クランプと別部材のボルトを締め込む場合と比較して、ねじ部の径を大きくすることができる。よって、比較的少ない力でより大きな締付力を得ることができる。よって、より容易かつ確実に保持部によって管を固定することができる。

また、前記保持部の軸方向に設けられた切欠き部を、前記保持部の周方向に少なくとも１箇所備えてもよい。

この発明によれば、保持部の軸方向に設けられた切欠きを、保持部の周方向に少なくとも１箇所備える。これにより、より締付具を締め込んだ時の保持部の変形代を大きくすることができる。よって、より容易かつ確実に保持部によって管を保持することができる。

また、前記保持部の外周面または内周面には雄ねじ部が形成され、前記締付具を前記雄ねじ部に締め込むことで前記管を保持してもよい。

この発明によれば、保持部の外周面または内周面には雄ねじ部が形成され、締付具を雄ねじ部に締め込むことで管を保持する。これにより、いずれの方向からであっても保持部を締め込むことができる。つまり、周方向の一か所に設けられた係合部を工具で締め込む場合と比較して、周囲の作業スペースによって工具を係合部に掛けることができないといった問題が生じることを防ぐことができる。

また、前記雄ねじ部が多条ねじであってもよい。

この発明によれば、ねじ部が多条ねじである。よって、より少ない回転数で締付具を保持部に締め込むことができる。

また、前記保持部と前記締付具とは、バヨネット構造により締め込まれてもよい。

この発明によれば、保持部と前記締付具とは、バヨネット構造により締め込まれる。よって、締付具の締め込みに要する回転量を１回転以下にすることができる。

また、前記保持部が、継手連結部によって前記電気融着継手に連結されていてもよい。

この発明によれば、保持部が、継手連結部によって電気融着継手に連結されている。つまり、電気融着継手と保持部とが、継手連結部によって一体に成形されている。よって、別体のクランプを電気融着継手に取り付ける必要がなくなることから、より作業時間を短縮することができる。

本発明によれば、少ない作業時間で、部品を破損することなく、限られた作業スペースでも容易に管を固定できるクランプ構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係るクランプの電気融着継手への取付け例である。 図１に示す電気融着継手の斜視図である。 本発明の実施形態に係るクランプの第１例である。 図３に示すクランプの雄ねじ部が多条となった場合を示す変形例である。 本発明の実施形態に係るクランプにおいて、保持部の軸方向に設けられた切欠きが間隔をあけて複数備えられた変形例である。 図５に示すクランプの切欠きにおいて、その内の一つが保持部を開口した状態を示す変形例である。 本発明に係る、軸方向の両端に保持部が一体に成形された電気融着継手を示す斜視図である。 図７に示す電気融着継手の側面図である。 図７に示す電気融着継手における保持部の拡大図である。 保持部に締付具ねじ込むことによって管を固定する模式図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るクランプ構造を説明する。
図１に示すように、円筒状の電気融着継手Ｆに挿入された管Ｐを、本実施形態に係るクランプ１００によって保持する。電気融着継手Ｆは内周面側に電熱線を有する。また、管Ｐは樹脂製のものが好適に用いられる。以下において、クランプ構造とは、クランプ１００、又は特にクランプ１００の保持部１１（後述する）と、電気融着継手Ｆと、を備えた構造をいうものとする。
図１に示す状態において、端子Ｔより通電することで電熱線に電流を負荷する。これにより電熱線の温度が上昇することで、電気融着継手Ｆの内周面と、電気融着継手Ｆに挿入された管Ｐの外周面が溶融する。これにより、電気融着継手Ｆと管Ｐとが融着する。
以下において、各構成部品の方向を示すとき、図２に示す電気融着継手Ｆ及び管Ｐを基準として、軸方向、径方向、周方向と称することがある。

本実施形態に係るクランプ１００は、上述の融着工程において電気融着継手Ｆと管Ｐとの位置がずれることを防ぐために仮保持するために用いられる。

クランプ１００は、図２に示す電気融着継手Ｆによって管Ｐを接続する時、電気融着継手Ｆの軸方向における端部に取り付けて使用する。クランプ１００は、本体１０と、締付具２０と、を備える。
本体１０は、電気融着継手Ｆに挿入された管Ｐに直接把持する部位である。図３に示すように、本体１０は、保持部１１と、取付部１２と、根元部１３と、連結部１４と、を備える。

保持部１１は、管Ｐに接して管Ｐを保持する部位である。これにより、電気融着継手Ｆによって融着工程中の管Ｐがずれることを防ぐ。保持部１１は、電気融着継手Ｆに挿入された管Ｐの周囲に位置するように、中心軸が電気融着継手Ｆの軸方向と平行になる円筒状の部材である。
保持部１１における前記筒状の一方の端部には連結部１４が設けられ、根元部１３と連結する。保持部１１は、前記円筒状の外周面に雄ねじ部１１ｂを備える。また、保持部１１は、前記円筒状の内周面に突起部１１ｐを備える。

雄ねじ部１１ｂは、締付具２０と係合するために形成されている。雄ねじ部１１ｂの呼び径及びピッチは、管Ｐの外径に合わせて決定される保持部１１の径を考慮の上、締付具２０の雌ねじ部２０ｎ（後述する）に対応するように設けられる。なお、雄ねじ部１１ｂの外径は、連結部１４（後述する）の外径を超えないように設けられることが好ましい。

雄ねじ部１１ｂの端部が保持部１１の軸方向の端部まで設けられていると、締付具２０が傾いた状態で嵌合し、雄ねじ部１１ｂに対応しない雌ねじ部２０ｎが嵌合してしまう恐れがある（傾いた状態で嵌合した結果、例えば、１条目の雄ねじ部１１ｂと、２条目の雌ねじ部２０ｎが嵌合してしまう）。
そこで、連結部１４と反対の側における雄ねじ部１１ｂの端部は、保持部１１の軸方向の端部まで至らないように設けられることが好ましく、保持部１１の軸方向の端部から２～５ｍｍ程度の筒状部分を有することが好ましい。この筒状部分は、締付具２０が傾いた状態で雄ねじ部１１ｂと係合しようとした際、締付具２０の内面に当接し、締付具２０が傾いたまま雄ねじ部１１ｂと嵌合するのを防止する効果がある。

雄ねじ部１１ｂの径は、保持部１１の円筒状の一方の端から他方の端にかけて縮径する、いわゆるテーパ状であることが好ましい。これにより、保持部１１に締付具２０を締め込むことで保持部１１が縮径して突起部１１ｐが管Ｐに接することで、管Ｐを把持できるようにする（詳細は後述する）。
雄ねじ部１１ｂは、一般的な一条ねじが好適に用いられるが、図４に示すような多条ねじであってもよい。

突起部１１ｐは、保持部１１の内周面において保持部１１の円筒状に沿うように環状に設けられた突起である。つまり、保持部１１が管Ｐに接近したとき、突起部１１ｐのみが管Ｐに接する。これにより、保持部１１の全体が管Ｐに接する場合と比較して、管Ｐに対する接触面積を小さくすることができる。よって、保持部１１の締付による接触圧力を向上し、管Ｐの保持力を向上する役割を有する。

上述のように、保持部１１による管Ｐの保持は、保持部１１が変形して突起部１１ｐが管Ｐに接することで生じる、管Ｐと突起部１１ｐの接触圧力によってされる。具体的には、保持部１１に備えられたテーパ状の雄ねじ部に締付具２０が締め込まれることで、保持部１１の周方向における長さ（円筒状の円周の長さ）が収縮する。言い換えれば、保持部１１が径方向に縮径する。

このことで、突起部１１ｐが管Ｐに向けて接近し、最終的に接する。つまり、保持部１１には変形代を有する。変形代は、例えば、本体１０を形成する材質の性質を利用したものが好ましい。このため、本体１０には、管Ｐ及び電気融着継手Ｆと同様の樹脂が用いられることが好ましい。

また、以下のような形状として、保持部１１をより変形しやすくすることで、保持部１１による管Ｐの保持力を向上してもよい。すなわち、例えば、図５に示すように、保持部１１の円筒状において切欠き部１１ｃを設けてもよい。切欠き部１１ｃは、保持部１１の円筒状の軸方向を長手方向として設けられ、保持部１１の円筒状を内径側から外径側にかけて軸方向の一部を切欠いた形状である。あるいは、図６に示すように、保持部１１の円筒状において開口部１１ｓを有してもよい。開口部１１ｓは、保持部１１の円筒状の軸方向を長手方向として設けられ、保持部１１の円筒状を内径側から外径側にかけて軸方向の全てを切欠いた形状である。

切欠き部１１ｃは、保持部１１の周方向において少なくとも１箇所、あるいは間隔をあけて複数設けられる。また、開口部１１ｓは、保持部１１の周方向における任意の部位に１箇所設けられる。また、切欠き部１１ｃを保持部１１の１箇所に有し、その他の部位に開口部１１ｓが１箇所あるいは複数設けられていてもよい。

本体１０に開口部１１ｓを備える場合は、電気融着継手Ｆと管Ｐとが融着した後であっても、締付具２０を取り外した後に開口部１１ｓから保持部１１を変形させることで管Ｐから本体１０を取り外すことができる。このため、融着後に本体１０を電気融着継手Ｆから取り外す必要がある場合は開口部１１ｓを備える本体１０が好適に用いられる。本体１０を電気融着継手Ｆから取り外す必要がない場合は、切欠き部１１ｃのみを有する、あるいは切欠き部１１ｃと開口部１１ｓのいずれも有さない本体１０を用いてもよい。この場合は、本体１０が電気融着継手Ｆから取り外せないことをもって作業完了の確認をしてもよい。

取付部１２は、クランプ１００を電気融着継手Ｆの端子Ｔに取り付けるために用いられる。取付部１２には、端子Ｔの直径に合わせた穴１２ｈが形成され、これを端子Ｔに掛けることで取り付ける。取付部１２は、根元部１３に一体に成型されている。
根元部１３は、本体１０における保持部１１と取付部１２とを連結する部位である。根元部１３は平面状の部材であり、軸方向に直交する面に平行に設けられている。保持部１１の円筒状の中心軸を基準としたとき、根元部１３は、径方向における外側の端部に取付部１２が連結される。また径方向の内側の端部に保持部１１が連結される、保持部１１と根元部１３との連結は、間に設けられた連結部１４によってなされる。

連結部１４は、根元部１３と保持部１１とを連結する。連結部１４は、保持部１１の円筒状の軸方向の端部の一部分が、軸方向と平行に突出することで形成される。
なお、上述の各部材によって構成される本体１０は、例えば、射出成型等によって一体に成形されることが好ましい。

上記のクランプ構造は、電気融着継手Ｆと保持部１１とが別体であることを前提としているが、これに限らない。例えば、保持部１１が、電気融着継手Ｆの端部に連結されていてもよい。すなわち、図７及び図８に示すように、連結保持部１１ａが、電気融着継手Ｆの端部に設けられた継手連結部１４ａによって連結された形状としてもよい。
連結保持部１１ａは、図９に示すように、円筒状の一部の形状を備える連結保持部１１ａが、間隔をあけて複数設けられていてもよい。この場合は、連結保持部同士の間隔が、切欠き部１１ｃあるいは開口部１１ｓの役割を果たす。
あるいは、円筒状の一部に切欠き部１１ｃ又は開口部１１ｓを備えた一つの連結保持部１１ａが、電気融着継手Ｆの端部に連結保持部１１ａによって連結されていてもよい。

締付具２０は、本体部の保持部１１に係合することで、保持部１１を縮径させ、保持部１１によって管Ｐを把持させる役割を有する。締付具２０は、保持部１１の有する雄ねじ部１１ｂに対応した雌ねじ部２０ｎを備える、いわゆるナットの役割を有する。雌ねじ部２０ｎは、上述の雄ねじ部１１ｂに対応したテーパ状となっていることが好ましい。

図１に示すように、締付具２０の外周面は円筒状である。これにより、締付具２０を保持部１１にねじ込む際は手によって締付具２０を回転させることで行う。あるいは、締付具２０をスパナ等の工具によってねじ込めるように、締付具２０の外周面が六角柱状であってもよい。

また、本体１０と締付具２０のそれぞれに雄ねじ部１１ｂと雌ねじ部２０ｎが設けられているものとして説明したが、本体１０に対して締付具２０を締め込むようにして係合する構造であれば、ねじ構造でなくてもよい。例えば、ねじ構造でなくバヨネット構造としてもよい。

上述の構成からなるクランプ１００による電気融着継手Ｆに挿入された管Ｐの把持は、下記のように行う。すなわち、まず、予め電気融着継手Ｆに挿入する管Ｐに本体１０及び締付具２０を挿入しておく。その状態で、管Ｐを電気融着継手Ｆに挿入する。その後、本体部の取付部１２を電気融着継手Ｆの端子Ｔに掛ける。
連結保持部１１ａを有する電気融着継手Ｆを用いる場合は、締付具２０のみを管Ｐに挿入してから、管Ｐを電気融着継手Ｆに挿入する。

すると、図１０に示すように、クランプ１００の本体１０が電気融着継手Ｆに取り付けられ、更に本体１０及び電気融着継手Ｆに管Ｐが挿入された状態となる。次に、締付具２０を本体１０に締め込む。ここで、上述のように雄ねじ部１１ｂ及び雌ねじ部２０ｎはテーパ状となっていることから、雄ねじ部１１ｂと雌ねじ部２０ｎとが係合すると、雄ねじ部１１ｂを備える保持部１１が縮径する。よって、保持部１１の内周面が管Ｐに接近し、最終的に保持部１１の突起部１１ｐと管Ｐとが接する。そこから更に締付具２０を締め込むことで、突起部１１ｐと管Ｐとが強く接触、あるいは管Ｐの表面に突起部１１ｐが食い込むことで、管Ｐを保持する。

以上説明したように、本実施形態に係るクランプ構造によれば、保持部１１に締付具２０を締め込むことで保持部１１を縮径させて保持部１１によって管Ｐを保持する。これにより、別途ボルト等の締結部材を用いずに管Ｐを保持することができる。よって、作業時間を少なくすることができる。また、ボルトを用いないことで、ボルトによって部品を破損することを防ぐことができる。また、締付具２０を締め込む作業は管Ｐの周方向のいずれの向きからも行うことができる。よって、限られた作業スペースでも容易に管Ｐを固定することができる。更に、保持部１１に形成されたねじ部に締付具２０を締め込むことから、クランプ１００と別部材のボルトを締め込む場合と比較して、ねじ部の径を大きくすることができる。よって、比較的少ない力でより大きな締付力を得ることができる。よって、より容易かつ確実に保持部１１によって管Ｐを固定することができる。

また、保持部１１の軸方向に設けられた切欠きを、保持部１１の周方向に少なくとも１箇所備える。これにより、より締付具２０を締め込んだ時の保持部１１の変形代を大きくすることができる。よって、より容易かつ確実に保持部１１によって管Ｐを保持することができる。

また、保持部１１の外周面または内周面には雄ねじ部１１ｂが形成され、締付具２０を雄ねじ部１１ｂに締め込むことで管Ｐを保持する。これにより、いずれの方向からであっても保持部１１を締め込むことができる。つまり、周方向の一か所に設けられた係合部を工具で締め込む場合と比較して、周囲の作業スペースによって工具を係合部に掛けることができないといった問題が生じることを防ぐことができる。

また、ねじ部が多条ねじである。よって、より少ない回転数で締付具２０を保持部１１に締め込むことができる。

また、保持部１１と前記締付具２０とは、バヨネット構造により締め込まれる。よって、締付具２０の締め込みに要する回転量を１回転以下にすることができる。

また、保持部１１（連結保持部１１ａ）が、継手連結部１４ａによって電気融着継手Ｆに連結されている。つまり、電気融着継手Ｆと連結保持部１１ａとが、継手連結部１４ａによって一体に成形されている。よって、別体のクランプ１００を電気融着継手Ｆに取り付ける必要がなくなることから、より作業時間を短縮することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、保持部１１の内周面において、突起部１１ｐは複数設けられていてもよいし、あるいは設けられていなくてもよい。若しくは、保持部１１は、内周面において間隔をあけて複数設けられていてもよい。

また、本実施形態において、本体１０の雄ねじ部１１ｂ及び締付具２０の雌ねじ部２０ｎがテーパ状である旨説明したが、これに限らない。例えば、雄ねじ部１１ｂと雌ねじ部２０ｎのいずれかがテーパ状でなくてもよい。あるいは、切欠き部１１ｃあるいは開口部１１ｓによって保持部１１の変形代が確保できれば、雄ねじ部１１ｂと雌ねじ部２０ｎの両方がテーパ状でなくてもよい。
また、クランプ１００を出荷する際は、本体１０と締付具２０とを保持部１１が縮径しない程度に係合させた状態として、一体で出荷してもよい。
また、保持部１１の外周面に雄ねじ部１１ｂが備えられているとして説明したが、これに限らない。例えば、締付具２０が、断面Ｕ字状の形状が環状に形成され、前記断面Ｕ字状における前記環状の内径側の内側面に雄ねじを備える構成であれば、保持部１１の内周面に雌ねじが形成されていてもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１０ 本体
１１ 保持部
１１ａ 連結保持部
１１ｂ 雄ねじ部
１１ｃ 切欠き部
１２ 取付部
１４ 連結部
１４ａ 継手連結部
２０ 締付具
２０ｎ 雌ねじ部
１００ クランプ
Ｆ 電気融着継手
Ｐ 管

Claims (7)

1. 端子を備える電気融着継手と、
   前記電気融着継手に挿入された管を保持するクランプと、
   前記管に接して前記管を保持し、前記電気融着継手とは別体とされている保持部と、
   前記保持部に設けられ、前記保持部を前記電気融着継手が備える前記端子に取り付けられる穴が形成された取付部と、
   前記保持部に係合する締付具と、
   を備え、
   前記保持部は、前記保持部の内周面において周方向に突起部が形成され、
   前記保持部に前記締付具を締め込むことで前記保持部を縮径させて前記保持部によって前記管を保持する、
   クランプ構造。
2. 前記保持部の軸方向に設けられた切欠き部を、前記保持部の周方向に少なくとも１箇所備える、
   請求項１に記載のクランプ構造。
3. 前記突起部の前記保持部の軸方向における位置は、前記切欠き部が設けられた位置と重なっている、
   請求項２に記載のクランプ構造。
4. 前記締付具の外周面が六角柱状である、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクランプ構造。
5. 前記保持部が、継手連結部によって前記電気融着継手に連結されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のクランプ構造。
6. 端子を備える電気融着継手と、前記電気融着継手に挿入された管を保持するクランプと、
   を備えるクランプ構造に用いられるクランプであって、
   前記クランプ構造は、
   前記管に接して前記管を保持する保持部と、
   前記保持部に設けられ、前記保持部を前記電気融着継手に取り付ける取付部と、
   前記保持部に係合する締付具と、
   を備え、
   前記保持部は、前記保持部の内周面において周方向に突起部が形成され、
   前記保持部に前記締付具を締め込むことで前記保持部を縮径させて前記保持部によって
   前記管を保持し、
   前記保持部は、前記電気融着継手とは別体とされ、
   前記取付部は、前記端子に取り付けられる穴が形成され、
   前記取付部と前記保持部とが連結部によって連結されている、
   クランプ。
7. 前記保持部は、前記保持部の軸方向にわたって切欠かれた開口部が形成されている、
   請求項６に記載のクランプ。

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