JPH10102765A - 鋼管用クランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】滑り強度及び破壊強度を向上させることができ
る鋼管用クランプを提供する。 【解決手段】この鋼管用クランプは、クランプされる鋼
管の外周に対応した円弧凹部２ａを側壁に有するクラン
プ本体１と、クランプ本体１に回動可能に枢支されるク
ランプ蓋４と、クランプ本体１とクランプ蓋４の自由端
を締付ける締付ボルト６及びナット８とを備える。クラ
ンプ本体１の円弧凹部２ａの内側に曲面把持部材１２が
配設され、曲面把持部材１２には、クランプされる鋼管
の外周曲面に対応した把持曲面部１２ａが形成されると
共に、把持曲面部１２ａ上に山状に膨出した山状凸部が
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築現場の足場仮
設等に使用され、足場等の鋼管を緊締する鋼管用クラン
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の鋼管用クランプは、基本的に
は、クランプ本体と、クランプ本体に回動可能に枢支さ
れるクランプ蓋と、そのクランプ本体とクランプ蓋の自
由端を締付ける締付ボルト・ナットから構成され、２本
の鋼管を直交状態で緊結する直交クランプ、回動可能に
緊結する自在クランプ、或は鋼管を鉄骨に対し緊結する
鉄骨クランプなど、各種のクランプに使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】また、この種の鋼管用
クランプは、その使用される分野上、所定の安全性能を
満たす必要があり、そのために必要・充分な強度が要求
される。このために、通常、実際の使用時に近い状態
で、緊締した鋼管に引っ張り荷重を加えて、変位量試
験、強度試験等を行っている。

【０００４】例えば、図１４に示すように、第一クラン
プ４１と第二クランプ４２のクランプ本体４１ａ，４２
ａの底部を相互に直交方向に連結した構造の直交クラン
プの場合、第一クランプ４１で保持する鋼管Ａをその軸
と直角方向に、第二クランプ４２で保持する鋼管Ｂをそ
の軸と平行に、両鋼管Ａ、Ｂ間に所定の引っ張り荷重Ｔ
を加えて、滑り強度試験及び破壊強度試験を行う。そし
て、この引っ張り荷重Ｔを印加した際の、鋼管ＡＢ間の
変位量が所定の変位量以下であり、またクランプの何れ
の箇所においても破壊が生じていない程度の強度が要求
される。

【０００５】ところで、従来のこの種の鋼管用クランプ
のクランプ本体は、図１４に示す従来の直交クランプも
同様であるが、一般に、鋼板をプレスにより絞り加工し
て形成され、両側に折り曲げたフランジ部に円弧を形成
し、そのフランジ部で鋼管を保持するように製作され
る。

【０００６】図１４の直交クランプの場合、引っ張り荷
重Ｔが印加された際、鋼管Ｂには、鋼管Ａの軸心Ｏを通
る荷重Ｔによる曲げモーメントＭが作用し、このＭは、
Ｍ＝ＬＴ、（Ｌは鋼管Ａから鋼管Ｂの距離）となる。

【０００７】このため、曲げモーメントＭは、鋼管Ｂを
緊締している第二クランプ４２にも作用し、特に、第二
クランプ４２のクランプ本体４２ａには、この曲げモー
メントＭにより鋼管Ｂを保持するフランジ部４２ｂに、
図１５に示すような捻り力Ｆが作用する。この捻り力Ｆ
が増大すると、クランプ本体４２ａのフランジ部４２ｂ
の変形を引き起し、フランジ部４２ｂの変形は、鋼管Ｂ
の緊締を剥す作用となり、クランプの滑り強度（変位量
強度）を低下させる問題があった。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、滑り強度及び破壊強度を向上させることができる鋼
管用クランプを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鋼管用クランプは、クランプされる鋼管の
外周に対応した円弧凹部を側壁に有するクランプ本体
と、クランプ本体に回動可能に枢支されるクランプ蓋
と、クランプ本体とクランプ蓋の自由端を締付ける締付
ボルト・ナットとを備えた鋼管用クランプにおいて、ク
ランプ本体の円弧凹部の内側に曲面把持部材が配設さ
れ、曲面把持部材には、クランプされる鋼管の外周曲面
に対応した把持曲面部が形成されると共に、把持曲面部
上に山状に膨出した山状凸部が形成されて構成される。

【００１０】

【作用・効果】このような構成の鋼管用クランプでは、
クランプする鋼管をクランプ本体の円弧凹部内に入れ、
クランプ蓋を閉じ、締付ボルトをクランプ蓋の自由端に
かけ、ボルト上のナットを締付けて、鋼管を緊締する。

【００１１】このような締付け状態において、鋼管は主
にクランプ蓋と曲面把持部材間で挟持するようにクラン
プされる。この曲面把持部材にはクランプされる鋼管の
外周曲面に対応した把持曲面部が形成されると共に、把
持曲面部上に山状に膨出した山状凸部が形成されるた
め、鋼管の外周部は、曲面把持部材の把持曲面部で包囲
するように広い面積部分で面圧力を受けると共に、山状
凸部が弾性変形した際の弾性力を受けてクランプされ
る。

【００１２】このように、適正な締付け力で緊締された
鋼管は、曲面把持部材の弾性変形による弾性力で強力に
保持されると共に、クランプ本体側壁の円弧凹部でも支
持され、把持曲面部と円弧凹部の両方で支持されるた
め、従来に比べ高い滑り強度をもってクランプすること
ができる。また、クランプ本体の側壁の円弧凹部の内側
に曲面把持部材が配設されるため、従来のように、円弧
凹部が捻り力を受けて変形することがなく、クランプ本
体の円弧凹部の変形による滑り強度の低下を防止するこ
とができる。また、何らかの理由でクランプ本体が変形
した場合でも、別個の曲面把持部材がクランプできるた
め、クランプ本体変形時のクランプ力を充分に確保する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明を適用した直交クランプの正
面図を、図２はその右側面図を、図３はその断面図を示
している。この直交クランプは、基本的には、上部と下
部に第一クランプ本体部２と第二クランプ本体部３を一
体に形成したクランプ本体１と、第一クランク本体部２
及び第二クランプ本体部３に回動可能に取付けられたク
ランプ蓋４、５と、第一クランク本体部２及び第二クラ
ンプ本体部３の自由端と各クランプ蓋４、５の自由端を
締結する締付ボルト６、７及びナット８、９とから構成
される。

【００１５】クランプ本体１は、図６に示すように、鋼
板をプレスにより曲げ加工して内部空間を有する略箱形
形状に形成され、第一クランプ本体部２には、クランプ
される鋼管の外周に対応した円弧凹部２ａが側壁に形成
され、一方の端部にピン１０（図５）が嵌挿される軸支
部（軸孔）２ｂが形成され、他方の端部にピン１１（図
５）が嵌挿される軸支部（軸孔）２ｃが形成される。

【００１６】さらに、第一クランプ本体部２の円弧凹部
２ａの内側空間内には、曲面把持部材１２が嵌入される
（図６）。曲面把持部材１２は図６の如く、クランプさ
れる鋼管の外周曲面に対応した把持曲面部１２ａを有
し、上部にピン１０を嵌挿するための軸支部（軸孔）１
２ｂと下部にピン１１を嵌挿するための軸支部（軸孔）
１２ｃを設けて構成される。また、把持曲面部１２ａ
は、クランプされる鋼管の外周曲面に対応した形状を有
すると共に、図７に示す如く、クランプする鋼管側に山
状に膨出した山状凸部１２ｄを有している。この山状凸
部１２ｄは、その山の稜線が略中央を円周方向に連続し
て延びるように形成される。

【００１７】この曲面把持部材１２は、第一クランプ本
体部２内に嵌入され、ピン１０を軸支部２ｂ、軸支部１
２ｂ、及びクランプ蓋４の軸支部４ｂに挿通することに
より、定位置に固定され、クランプ蓋４は回動可能に軸
支される。また、曲面把持部材１２の軸支部１２ｃの内
側に、締付ボルト６の元部に形成した軸支部（軸孔）が
配置され、その軸支部と共に、曲面把持部材１２の軸支
部１２ｃ、及び第一クランプ本体部２側の軸支部２ｃ
に、ピン１１が嵌入され、曲面把持部材１２が第一クラ
ンプ本体部２内に保持されると共に、締付ボルト６が回
動可能に枢支される。

【００１８】クランプ蓋４は、クランプされる鋼管の外
周曲面に対応した曲面を持って形成され、その先端に
は、締付ボルト６の上部を挿入凹溝を有しナット８を係
止するための係止部４ａが形成され、その末端には軸支
部４ｂが形成され、上記のように、ピン１０により第一
クランプ本体部２上に軸支される。

【００１９】一方、クランプ本体１の下部には、上記第
一クランプ本体部２と同様な形状の第二クランプ本体部
３が、第一クランプ本体部２と直交状態で形成される。
この第二クランプ本体部３には、上記と同様に、クラン
プされる鋼管の外周曲面に対応した円弧凹部３ａが側壁
に形成され、その円弧凹部３ａの一方の端部にピン２０
が嵌挿される軸支部（軸孔）３ｂが形成され、他方の端
部にピン２１が嵌挿される軸支部（軸孔）３ｃが形成さ
れる。

【００２０】また、上記と同様に、第二クランプ本体部
３の円弧凹部３ａの内側空間内には、曲面把持部材２２
が嵌入される。曲面把持部材２２は、クランプされる鋼
管の外周曲面に対応した把持曲面部２２ａを有し、上部
にピン２０を嵌挿するための軸支部（軸孔）２２ｂと下
部にピン２１を嵌挿するための軸支部（軸孔）２２ｃを
設けて構成される。また、把持曲面部２２ａは、クラン
プされる鋼管の外周曲面に対応した形状を有すると共
に、クランプする鋼管側に山状に膨出した山状凸部を有
している。

【００２１】この曲面把持部材２２は、第二クランプ本
体部３内に嵌入され、ピン２０を軸支部３ｂ、軸支部２
２ｂ、及びクランプ蓋５の軸支部５ｂに挿通することに
より、定位置に固定され、クランプ蓋５は回動可能に軸
支される。また、曲面把持部材２２の軸支部２２ｃの内
側に、締付ボルト７の元部に形成した軸支部（軸孔）が
配置され、その軸支部と共に、曲面把持部材２２の軸支
部２２ｃ、及び第二クランプ本体部３側の軸支部３ｃ
に、ピン２１が嵌入され、曲面把持部材２２が第二クラ
ンプ本体部３内に保持されると共に、締付ボルト７が回
動可能に枢支される。

【００２２】クランプ蓋５は、クランプされる鋼管の外
周曲面に対応した曲面を持つように形成され、その先端
には、締付ボルト７の上部を挿入凹溝を有しナット９を
係止するための係止部５ａが形成され、その末端には軸
支部５ｂが形成され、上記のように、ピン２０により第
二クランプ本体部３上に軸支される。

【００２３】このような構成の直交クランプは、足場仮
設現場等において鋼管の緊締に使用され、図８に示すよ
うに、その第一クランプ本体部２に所定外径の鋼管Ａが
クランプされ、その第二クランプ本体部３に所定外径の
鋼管Ｂが直交状態でクランプされる。

【００２４】第一クランプ本体部２内に挿入された鋼管
Ａは、クランプ蓋４の自由端の係止部４ａに締付ボルト
の先端とナット８を係止させ、ナット８を締付けて緊締
される。このとき、適正な締付けトルク（例えば３５０
ｋｇ・ｃｍ）で第一クランプ本体部とクランプ蓋４を締
付けた場合、図８に示すように、曲面把持部材１２の山
状に膨出していた把持曲面部１２ａは、単純な円筒曲面
状に弾性変形すると共に、その位置は第一クランプ本体
部２の円弧凹部２ａと略同じレベルとなる。

【００２５】同様に、第二クランプ本体部３内に挿入さ
れた鋼管Ｂは、クランプ蓋５の自由端の係止部５ａに締
付ボルトの先端とナット９を係止させ、ナット９を締付
けて緊締される。このとき、適正な締付け力で第二クラ
ンプ本体部とクランプ蓋５を締付けた場合、曲面把持部
材２２の山状に膨出していた把持曲面部２２ａが単純な
円筒曲面状に弾性変形すると共に、その位置は第二クラ
ンプ本体部３の円弧凹部３ａと略同じレベルとなる。

【００２６】したがって、適正な締付け力で緊締された
鋼管Ａ、Ｂは、曲面把持部材１２、２２の弾性変形によ
る弾性力で強力に保持されると共に、第一、第二クラン
プ本体部側壁の円弧凹部２ａ、３ａでも支持され、把持
曲面部１２ａ，２２ａと円弧凹部２ａ，３ａの両方で支
持されることになる。このため、クランプされる２本の
鋼管Ａ、Ｂに、図１４のような直交方向の引っ張り荷重
がかかり、曲げモーメントが一方の鋼管つまり第一クラ
ンプ本体部２或は第二クランプ本体部３にかかった場合
でも、その曲げモーメントは曲面把持部材１２、２２で
主に保持されると共に、円弧凹部２ａ，３ａにおいても
保持されるため、従来のように、円弧凹部２ａ，３ａを
形成するクランプ本体のフランジ部が変形することは防
止される。

【００２７】よって、図１４のような滑り強度試験を行
った場合、引っ張り荷重Ｔを鋼管Ａ、Ｂにかけたときの
変位量は従来の直交クランプに比べ、大きく減少する。
また、クランプ本体１が、第一クランプ本体部２と第二
クランプ本体部３とを一体に形成しているため、２個の
クランプをその底部でリベット止めした従来の直交クラ
ンプに比べ、リベット止め箇所等への応力集中がなく、
破壊強度を向上させることができる。

【００２８】図９〜図１１は、曲面把持部材の他の実施
例を示している。この例の曲面把持部材３２は、上記と
同様に、クランプされる鋼管の外周曲面に対応した把持
曲面部３２ａを有し、上部にピンを嵌挿するための軸支
部（軸孔）３２ｂと下部にピンを嵌挿するための軸支部
（軸孔）３２ｃを設けて構成され、把持曲面部３２ａ
は、クランプされる鋼管の外周曲面に対応した形状を有
すると共に、クランプする鋼管側に山状に膨出した山状
凸部３２ｄを有している。

【００２９】この山状凸部３２ｄは、その下部（軸支部
３２ｃ側）において、１本の山の稜線が中央を円周方向
に沿って延びると共に、中間部から２本の稜線に分れて
その上部（軸支部３２ｂ側）に達するように、つまり山
の稜線が略Ｙ字状となるように形成される。

【００３０】このような山状凸部３２ｄの把持曲面部３
２ａを持つ曲面把持部材３２は、上記と同様に、第一ク
ランプ本体部２、第二クランプ本体部３の円弧凹部２
ａ、３ａの内側空間内に、各々配設されるが、鋼管のク
ランプ時には、上記実施例の把持曲面部１２ａ，２２ａ
を持つ曲面把持部材１２、２２に比べ、より高い滑り強
度を生じさせることができる。

【００３１】即ち、図１２は、図１４の如く２本の鋼管
Ａ，Ｂをクランプした状態で、引っ張り荷重Ｔをかけて
引張り強度試験を行なった際に、曲面把持部材３２上に
かかる降伏応力の分布状態を、有限要素法により解析し
た結果を示している。

【００３２】同図によれば、曲面把持部材３２の上面略
全体にわたって高応力点が存在し、特に、上部のａとｂ
の部分及び下部のｃの部分において、つまり山状凸部３
２ｄの位置において高い降伏応力が生じていることがわ
かる。クランプ時の滑り強度は、鋼管と曲面把持部材３
２の摩擦力に相当し、摩擦力はその摩擦係数と面圧力の
積であり、曲面把持部材３２の変形は、その内部発生応
力により生じ、鋼などの弾性体では降伏応力を最大値に
持つ。このため、変形を引き起す面圧力も降伏応力で比
較することができ、高い降伏応力が曲面把持部材３２上
に発生していることを考慮すると、そこに大きな滑り強
度が生じることがわかる。

【００３３】図１３は、さらに他の実施例の直交クラン
プを示している。同図の直交クランプのクランプ本体２
５は、上記実施例と同様に一体形成されるが、その形状
は上記実施例とは相違して平坦な側壁を有して形成され
る。つまり、このクランプ本体２５は単純な四角形断面
の筒状に形成され、その上部に円弧凹部を有する第一ク
ランプ本体部２６を設け、その下部に円弧凹部を有する
第二クランプ本体部２７を設けて形成される。第一、第
二クランプ本体部２６、２７内には上記と同様な曲面把
持部材２８、２９が配設され、また、クランプ蓋、締付
ボルト・ナットは、上記実施例と同様に第一、第二クラ
ンプ本体部２６、２７の軸支部に軸支される。

【００３４】このような平坦な側壁を持ち一体形成され
るクランプ本体２５は、上記実施例と同様、別個の本体
をリベット等で結合したものに比べ、その破壊強度が向
上し、さらに、プレスによる曲げ加工が上記実施例のも
のより簡単にでき、容易に製造できる。また、曲面把持
部材２８、２９の形状も簡単化され、容易に製造するこ
とができる。

【００３５】なお、上記実施例では、直交クランプを例
にとって説明したが、本発明のクランプ本体内に曲面把
持部材を配設する構造は、鋼管用クランプ全般について
適用可能であり、例えば、自在クランプ、鉄骨クランプ
等にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した直交クランプの正面図であ
る。

【図２】同直交クランプの右側面図である。

【図３】図１の III− III断面図である。

【図４】同直交クランプの平面図である。

【図５】同直交クランプの斜視図である。

【図６】クランプ本体と曲面把持部材の分解斜視図であ
る。

【図７】図６の VII− VII断面図である。

【図８】使用状態を示す直交クランプの断面図である。

【図９】他の実施例の曲面把持部材の斜視図である。

【図１０】図９のX −X 断面図である。

【図１１】図９の Xl −Xl断面図である。

【図１２】有限要素法による解析結果を示す説明図であ
る。

【図１３】他の実施例の直交クランプの断面図である。

【図１４】従来の直交クランプの引張り強度試験時の正
面図である。

【図１５】従来のクランプ本体にかかる曲げ応力の説明
図である。

【符号の説明】

１−クランプ本体 ２−第一クランプ本体部 ３−第二クランプ本体部 ２ａ，３ａ−円弧凹部 ４−クランプ蓋 ６−締付ボルト ８−ナット １２−曲面把持部材 １２ａ−把持曲面部 １２ｄ−山状凸部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプされる鋼管の外周に対応した円
   弧凹部を側壁に有するクランプ本体と、該クランプ本体
   に回動可能に枢支されるクランプ蓋と、該クランプ本体
   と該クランプ蓋の自由端を締付ける締付ボルト・ナット
   とを備えた鋼管用クランプにおいて、 前記クランプ本体の円弧凹部の内側に曲面把持部材が配
   設され、該曲面把持部材には、クランプされる鋼管の外
   周曲面に対応した把持曲面部が形成されると共に、該把
   持曲面部上に山状に膨出した山状凸部が形成されている
   ことを特徴とする鋼管用クランプ。
2. 【請求項２】 前記曲面把持部材の両側に軸支部が設け
   られ、該軸支部が前記クランプ本体の軸支部及び前記締
   付ボルトの軸支部と共通の軸により軸支される請求項１
   記載の鋼管用クランプ。
3. 【請求項３】 前記把持曲面部上の山状に膨出した山状
   凸部は、１本の山の稜線が円周方向に沿って延びると共
   に、中間部から２本の稜線に分れて配置されるように形
   成されている請求項１記載の鋼管用クランプ。
4. 【請求項４】 クランプされる鋼管の外周に対応した円
   弧凹部を側壁に有する第一クランプ本体部と第二クラン
   プ本体部が相互に直交方向に設けられたクランプ本体
   と、該各第一クランプ本体部と第二クランプ本体部に回
   動可能に枢支されるクランプ蓋と、該第一クランプ本体
   部並びに第二クランプ本体部と該クランプ蓋の自由端を
   締付ける締付ボルト・ナットと、を備えた直交クランプ
   において、 前記クランプ本体の第一クランプ本体部と
   第二クランプ本体部の円弧凹部の内側に曲面把持部材が
   配設され、該曲面把持部材には、クランプされる鋼管の
   外周曲面に対応した把持曲面部が形成されると共に、該
   把持曲面部上に山状に膨出した山状凸部が形成されてい
   ることを特徴とする直交クランプ。
5. 【請求項５】 前記クランプ本体は第一クランプ本体部
   と第二クランプ本体部を一体に形成して構成される請求
   項４記載の直交クランプ。
6. 【請求項６】 前記把持曲面部上の山状に膨出した山状
   凸部は、１本の山の稜線が円周方向に沿って延びると共
   に、中間部から２本の稜線に分れて配置されるように形
   成されている請求項４記載の直交クランプ。