JPH0412291Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、配管の支持部等に用いられるパイプ
クランプに関する。

〔従来の技術〕

例えば各種化学プラントや原子力プラントなど
においては、その敷地や建屋内に多数の重要な管
類が配設されており、これら管類をいかに支持す
るかが重要な課題となる。

従来より配管の支持部に使用されている一般的
なパイプクランプは、金属あるいは合成樹脂から
なる２分割形の一対の分割片間に管を挟み、これ
ら分割片相互をボルトとナツトによつて締付ける
構造が多用されている。しかしこの構造では、プ
ラントの稼働によつて管を生じる高周波振動など
が直接パイプクランプを介して支持構造物に伝播
する。このため、使用箇所によつては支持構造物
が疲労破壊する原因となる。

そこで本考案者らは、ステンレス鋼線を絡み合
わせたワイヤメツシユばねをパイプクランプに組
合わせることにより、管の振動を減衰ないし絶縁
させるものを考えた。第５図はその一例を示して
いる。

同図に示された先行技術において、クランプ本
体１は上下一対の分割片１ａ，１ｂからなり、こ
れら分割片１ａ，１ｂの相互対向面には管Ａを挿
通させるための各々半円状の凹部２ａ，２ｂが形
成されている。そしてこれら凹部２ａ，２ｂの内
面側にリング状のワイヤメツシユばね４が支持さ
れている。

上記分割片１ａ，１ｂはボルトとナツトによつ
て互いに締付けられ、これにより、ワイヤメツシ
ユばね４を介して管Ａが支持される。ワイヤメツ
シユばね４はステンレス鋼線を例えばメリヤス状
に編み、巻いて圧縮成形したものであり、ステン
レス鋼線の弾性変形と摩擦によつて振動に対する
減衰効果が得られる。第６図はワイヤメツシユば
ね４の変位−荷重特性を示している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ワイヤメツシユばねは比較的撓みやすい。この
ため上記先行技術において、ワイヤメツシユばね
４のみによつて管Ａの制振に必要な剛性を得るに
は、クランプ本体１の締め込み量（ワイヤメツシ
ユばね４の圧縮量）を大きくすることによつて、
ワイヤメツシュばね４と管Ａとの間に大きな初期
荷重を与える必要がある（第７図参照）。

しかしこのように大きな初期荷重を与えると、
面圧が強過ぎることにより、管Ａの熱膨張などに
起因する管軸方向に変位も拘束してしまう。従つ
て熱膨張のある配管系では固定端としてしか使え
ない。しかもメツシユばね４の圧面が大きくなり
過ぎるため、振動減衰効果が半減する。そうかと
いつて初期荷重を小さくすると、管Ａの拘束点に
おける支持剛性がメツシユばね４の剛性に依存す
るため配管系の剛性維持に問題を生じる。

また、メツシユばね４に比較的大きな初期荷重
を与えた場合、加振力が小さいうちは管Ａは拘束
するが、加振力が大きくなるとメツシユばね４は
ばね支持として機能するようになる。このため配
管解析上、振動の固有値が変動する非線形要素と
なり、解析を困難なものにしていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、複数の分割片を互いに突合わせて構
成されかつこれら分割片相互の対向面に管を挿通
させるための凹部を有したクランプ本体と、この
クランプ本体の内部に収容されていて外周部が上
記クランプ本体に支持されるとともに内周部が管
に接するリング状のワイヤメツシユばねと、を具
備したパイプクランプに適用される。

本考案において上記クランプ本体には、管の円
周方向に沿いかつ管の外面近傍位置まで突出する
内向きのフランジ壁を形成するとともに、このフ
ランジ壁と上記ワイヤメツシユばねとの間には、
ワイヤメツシユばねが管の軸方向に変位すること
を許容する空間部が形成される。

〔作用〕

上記構成のパイプクランプのワイヤメツシユば
ねは、クランプ本体と管の外面との間に装着され
る。そして、管に生じる微振動はワイヤメツシユ
ばねの振動減衰作用により絶縁ないし減衰させら
れる。また、比較的大きな振幅の振動に対して
は、クランプ本体のフランジ壁によつて管Ａを支
えることにより、制振効果が得られる。

また、熱膨張等に起因する管軸方向の変位に対
しては、管の移動に伴なうワイヤメツシユばねの
管軸方向の変位が上記空間部によつて許容される
ため、管軸方向の拘束力を低減させることができ
る。

〔実施例〕

第１図および第２図に示されたパイプクランプ
において、ブロツク状をなすクランプ本体１１
は、上下一対の分割片１２，１３を互いに突合わ
せることにより構成される。この分割片１２，１
３は、金属または合成樹脂よりなり、互いの対向
面に管Ａを挿通させるための断面半円状の凹部１
５，１６が形成されている。

上記分割片１２，１３は、２組以上のボルト１
８とナツト１９によつて、互いに突合わせた状態
で連結される。

そしてクランプ本体１１の両端部に、各々内面
側に突出する内向きのフランジ壁２１，２２が形
成されている。このフランジ壁２１，２２は、管
Ａの円周方向に沿い、かつ管Ａの外周面近傍位置
まで突出している。すなわち各フランジ壁２１，
２２の先端面２１ａ，２２ａは管Ａを囲む円形を
なし、管Ａとの間の距離d₁（第２図参照）が数mm
程度（例えば約２mm）となるように、管Ａの外径
との関係でフランジ壁２１，２２の寸法が設定さ
れている。

クランプ本体１１の内部にはリング状のワイヤ
メツシユばね２５が設けられている。ワイヤメツ
シユばね２５は、例えば線径が0.1ないし数mmの
ステンレス鋼線をメリヤス状に編んでワイヤメツ
シユをつくり、これを波付け加工したのち巻いて
金型に装填し、所定の形状・密度となるように圧
縮成形したもので、ステンレス鋼線が複雑に絡み
合つている。

ワイヤメツシユばね２５の外周部は、クランプ
本体１１の内面に形成されている一対の環状の凸
部２７，２８の間に挟まれることによつて、ワイ
ヤメツシユばね２５の軸方向の動き止めがなされ
ている。凸部２７，２８の先端から管Ａまでのク
リアランスd₂は、フランジ壁２１，２２のクリア
ランスd₁に比べて充分大きい。

ワイヤメツシユばね２５の内周部は、実質的に
初期荷重がゼロかまたは僅かな初期荷重を与えた
状態で管Ａに外接させられる。ワイヤメツシユば
ね２５の面圧は、一例として15Kg程度が適当であ
る。

そして２つのフランジ壁２１，２２とワイヤメ
ツシユばね２５との間に、それぞれ空間部３０，
３１が設けられている。各空間部３０，３１は、
管Ａの円周方向に環状に形成されており、ワイヤ
メツシユばね２５が管Ａの軸方向に撓む（変位）
することを許容するに足る広さの空間である。

上記構成のパイプクランプは、ボルト１８とナ
ツト１９を用いてクランプ本体１１を互いに締付
けることにより、ワイヤメツシユばね２５を介し
て管Ａがクランプ本体１１に支持される。クラン
プ本体１１は、図示しない建屋などの支持構造物
に固定される。

プラントの運転により管Ａがその径方向に振動
を生じた場合、振幅がd₁（例えば２mm）以下程度
の微小振幅、特に高周波振幅に対しては、ワイヤ
メツシユばね２５を構成しているステンレス鋼線
の弾性変形と摩擦により振動が減衰ないし遮断さ
れる。従つて支持構造物側に管Ａの振動が伝播す
ることが抑制され、支持構造物の疲労破壊や騒音
の発生を防止する上で有効である。本実施例のパ
イプクランプは、ワイヤメツシユばね２５に大き
な初期荷重を与える必要がないので、振動減衰効
果が大きい。

また管Ａの径方向の振幅がd₁を超えるような大
きな振動変位の場合には、フランジ壁２１，２２
が管Ａを支えることにより、管Ａが制振される。
すなわち、クランプ本体１１とワイヤメツシユば
ね２５の組合わせによる剛性は、第３図に示され
るようにd₁を超える付近からクランプ本体１１の
剛性が発揮されることになり、それ以上の振動変
位が抑制される。また、パイプクランプ全体とし
ての等価ばね定数も大きなものとなる。また配管
解析上、固有値を変動させる非線形要素が減少
し、微小振動における解析が可能となる。

一方、熱膨張等に起因する管軸方向の変位に対
しては、ワイヤメツシユばね２５を支えている凸
部２７，２８のクリアランスd₂が充分大きいこと
と、その両側に空間部３０，３１が確保されてい
ることにより、第４図に示されるように、ワイヤ
メツシユばね２５が管軸方向に撓むことができ
る。従つて、管Ａの軸方向変位に対する拘束力を
小さくすることができる。すなわち配管系のフレ
キシビリテイが増加する。

また本実施例の場合、クランプ本体１１の両端
部にそれぞれフランジ壁２１，２２が設けられて
おり、管Ａとの間には数mm程度の隙間d₁のみが存
在するから、フランジ壁２１，２２はワイヤメツ
シユばね２５を覆うカバーとしての機能も発揮す
る。

〔考案の効果〕

本考案によれば、微小振動を効果的に絶縁ない
し減衰させることができるとともに、クランプ本
体によつて振幅の大きな振動変位を制振すること
ができる。そして熱膨張等に起因する管の軸方向
の変位を許容できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すパイプクラン
プの正面図、第２図は第１図中の−線に沿う
断面図、第３図は第１図に示されたパイプクラン
プの変位−荷重特性を示す図、第４図は第２図の
パイプクランプにおいて管が軸方向に変位した状
態を示す断面図、第５図は従来のパイプクランプ
を示す断面図、第６図はワイヤメツシユばねの変
位−荷重特性を示す図、第７図はワイヤメツシユ
ばねに初期荷重を与えた場合の変位−荷重特性を
示す図である。 １１……クランプ本体、１２，１３……分割
片、１５，１６……凹部、２１，２２……フラン
ジ壁、２５……ワイヤメツシユばね、３０，３１
……空間部、Ａ……管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の分割片を互いに突合わせて構成されかつ
   これら分割片相互の対向面に管を挿通させるため
   の凹部を有したクランプ本体と、このクランプ本
   体の内部に収容されていて外周部が上記クランプ
   本体に支持されるとともに内周部が管に接するリ
   ング状のワイヤメツシユばねと、を具備したパイ
   プクランプにおいて、 上記クランプ本体には、管の円周方向に沿いか
   つ管の外面近傍位置まで突出する内向きのフラン
   ジ壁を形成するとともに、このフランジ壁と上記
   ワイヤメツシユばねとの間には、ワイヤメツシユ
   ばねが管の軸方向に変位することを許容する空間
   部を設けたことを特徴とするパイプクランプ。