WO2022137628A1

WO2022137628A1 - 索体引留金具

Info

Publication number: WO2022137628A1
Application number: PCT/JP2021/028745
Authority: WO
Inventors: 容輔浦田; 仁平井
Original assignee: 東京製綱株式会社
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2022-06-30
Also published as: CN114981566A; TWI813014B; KR20230125122A; TW202226694A; JPWO2022137628A1

Abstract

くさびを用いた金具（索体引留金具）に関し、従来には無いくさび形状によって、より締結力の高い索体引留金具を提供すること。　索体２が挿通される筒状体部を備える嵌合部材１１と、前記筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、前記筒状体部内で索体２と当接する打ち込み部材１２と、を備え、前記くさび形状部分の傾斜面が、打ち込み部材１２の打ち込み方向に沿った傾斜軸での傾きを有することを特徴とする索体引留金具１。

Description

索体引留金具

　本発明は、ワイヤロープ等の索体を引留めるための索体引留金具に関する。

　ワイヤロープ等の索体を引留めるため金具として、くさびを用いた金具が用いられている。特許文献１では、このようなくさびを用いた金具（くさびクランプ）に関する技術が開示されている。
　特許文献１によって開示されるくさびクランプは、作業性に優れ、且つ、高い定着効率が得られ、非常に優れたものである。

特許第６００９６１１号公報

　特許文献１で開示されるくさびクランプは、特許文献１に記載されているように、索体に張力がかかった際において、索体とくさび部材の間の滑りが抑止され、これらが一体のものとして拘束部材（筒状の部材）の中に入り込んでより高い締結力が得られるように構成されており、優れた締結力を有している。

　本発明は、上記のようなくさびを用いた金具（索体引留金具）に関し、従来には無いくさび形状によって、より締結力の高い索体引留金具を提供することを目的とする。

（構成１）
　索体が挿通される筒状体部を備える嵌合部材と、前記筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、前記筒状体部内で前記索体と当接する打ち込み部材と、を備え、前記くさび形状部分の傾斜面が、前記打ち込み部材の打ち込み方向に沿った傾斜軸での傾きを有することを特徴とする索体引留金具。

（構成２）
　索体が挿通される筒状体部を備える嵌合部材と、前記筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、前記筒状体部内で前記索体と当接する打ち込み部材と、を備え、前記打ち込み部材が打ち込まれる方向を打ち込み方向、前記打ち込み方向と直交する前記打ち込み部材の厚さに沿った方向を厚み方向、前記打ち込み方向及び前記厚み方向に直交する方向を幅方向とした場合に、前記くさび形状部分の傾斜面が、前記打ち込み方向への傾斜成分と、前記幅方向への傾斜成分を有することを特徴とする索体引留金具。

（構成３）
　前記くさび形状部分の傾斜面の、前記打ち込み方向への傾斜角度をθ、前記くさび形状部分の傾斜面の、前記幅方向への傾斜角度をα、前記打ち込み部材を打ち込むための押込力の分割成分角度であって、前記打ち込み方向に対する相対角度をψ、前記傾斜角度θを、前記分割成分角度に沿った方向から見た時の見かけ上の傾斜角度をα_０とした場合に、下記の数１の関係を有することを特徴とする構成２に記載の索体引留金具。

（構成４）
　前記打ち込み部材の、前記索体と当接する箇所において、凹凸部が形成されていることを特徴とする構成１から３の何れかに記載の索体引留金具。

　本発明の索体引留金具によれば、従来には無いくさび形状によって、より締結力の高い索体引留金具を提供することができる。

本発明に係る実施形態の索体引留金具の嵌合部材を示す図実施形態の索体引留金具の打ち込み部材を示す図実施形態の索体引留金具を示す図実施形態の索体引留金具の使用状態を示す図索体引留金具のくさび形状の傾斜面に関する説明図索体引留金具のくさび形状の傾斜面に関する説明図打ち込み部材の別の例を示す図実施例の索体引留金具を示す図引張試験に関する説明図引張試験の様子を示す写真引張試験の様子を示す写真比較例の索体引留金具を示す図

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。

　図１は、本発明に係る実施形態の索体引留金具の嵌合部材を示す図であり、図２は打ち込み部材を示す図である。
　また、図３，４は、本実施形態の索体引留金具を示す図である。
　索体引留金具１は、
　索体が挿通される筒状体部を備える嵌合部材１１と、
　嵌合部材１１の筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、筒状体部内で索体２と当接する打ち込み部材１２と、
　を備えることにより、ワイヤロープ等の索体２の端末を引留めるため等に使用されるものである。より具体的には、打ち込み部材１２のくさび形状部分と、索体２が、嵌合部材１１の筒状体部に挿通され、打ち込み部材１２が打ち込まれることにより、打ち込み部材１２のくさび形状に基づいて発生する圧力によって索体２を拘束するものである。
　なお、以下の説明では、打ち込み部材１２の打ち込み方向（図３の左方向）の前方側（図３の左側）を“先端側”、その反対（図３の右側）を“後端側”という。また、打ち込み方向と直交する打ち込み部材１２の厚さに沿った方向（図３の上下方向）を厚み方向、打ち込み方向及び厚み方向に直交する方向（図３において紙面に直交する方向）を幅方向とする。

　図１は、嵌合部材１１を示す図であり、図１（ａ）は上面図（厚み方向の上からみた図）、図１（ｂ）は側面図（幅方向からみた図）、図１（ｃ）は背面図（後方側から見た図）である。
　本実施形態における嵌合部材１１は、基本態様が円筒状の部材であり、嵌合部材１１の内部には、打ち込み部材１２と索体２を挿通させる貫通穴１１Ｈが形成されている。
　図１（ｃ）に示されるように、貫通穴１１Ｈの内部の厚み方向の下側には、索体２と２面で接する接触面１１３ａ、１１３ｂが形成されており、これによりＶ字溝状に形成されている。当該Ｖ字溝の２面によって索体２を拘束する機能については、特許文献１に記載されているものと同様であり、ここでの詳しい説明を省略する。なお、Ｖ字溝の２面の角度を所定角度とすることにより、索体２との間の滑りが防止される点については、特許文献１に記載の通りであり、そのようにすると非常に好適であるが、本発明の適用においては必須のものではない。
　貫通穴１１Ｈの内部の上面（厚み方向の上側）は、第１の傾斜角度（貫通穴１１Ｈの底面との相対角度）を有する第１の傾斜面１１Ｔ１を有している。また、打ち込み部材１２が挿入される後端側において、第２の傾斜角度（貫通穴１１Ｈの底面との相対角度）を有する第２の傾斜面１１Ｔ２を有する。第２の傾斜面１１Ｔ２は、以下で説明する打ち込み部材１２の挿入時に、打ち込み部材１２の第２の傾斜面１２Ｔ２と係合する面である。また、第１の傾斜面１１Ｔ１は、打ち込み部材１２の嵌合時に、打ち込み部材１２の第１の傾斜面１２Ｔ１と係合する面である。第２の傾斜面１１Ｔ２と第１の傾斜面１１Ｔ１は、それぞれ、以下で説明する打ち込み部材１２の第２の傾斜面１２Ｔ２と第１の傾斜面１２Ｔ１の傾斜に対応する傾斜を有している。

　嵌合部材１１の上面（厚み方向の上側）には、軽量化を目的とした肉盗み１１１が形成されている。肉盗み１１１は、図１から理解されるように、側面視において前方側へ向かって削り取り量が多くなるような形で形成される。
　また、両側面（幅方向の両側）には、打ち込み部材１２を打ち込む際に使用する治具を係合させる係合部１１２が形成されている。当該治具については、本発明と直接の関係を有しないため、ここでの説明を省略する。

　図２は、打ち込み部材１２を示す図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は背面図である。
　打ち込み部材１２は、第１の傾斜面１２Ｔ１によって形成されるくさび形状を有する部材である。また、その先端部側において傾斜角度が第１の傾斜面１２Ｔ１より大きく形成された第２の傾斜面１２Ｔ２を備えている。なお、第１の傾斜面１２Ｔ１や第２の傾斜面１２Ｔ２の傾斜角度とは、打ち込み部材１２の底面に対する第１の傾斜面１２Ｔ１や第２の傾斜面１２Ｔ２の相対角度、即ち、くさび形状の角度である。
　第１の傾斜面１２Ｔ１（及び第２の傾斜面１２Ｔ２）は、打ち込み方向への傾斜成分と、幅方向への傾斜成分を有して形成されている。換言すると、第１の傾斜面１２Ｔ１（及び第２の傾斜面１２Ｔ２）は、幅方向に沿った傾斜軸での傾きに加え、打ち込み方向に沿った傾斜軸での傾きを有している。

　図３は、索体引留金具１の使用状態（打ち込み部材１２を打ち込む前）を示す側面図であり、図４は、索体引留金具１の使用状態（打ち込み部材１２を打ち込んでいる状態）を示す背面図である。
　図３に示されるように、索体２を嵌合部材１１の筒状体部に挿通した上で、打ち込み部材１２が筒状体部に打ち込まれることにより、打ち込み部材１２のくさび形状に基づいて発生する圧力によって索体２が拘束されるものである。
　本実施形態の索体引留金具１では、打ち込み部材１２の先端部側に傾斜角度がより大きい第２の傾斜面１２Ｔ２が形成され、嵌合部材１１にもこれに対応する第２の傾斜面１１Ｔ２が形成されているため、打ち込み部材１２の打ち込み当初の作業性に優れている。

　図５は、打ち込み部材１２のくさび形状の傾斜面に関する説明図である。
　図５の（ａ）は、打ち込み部材１２のくさび形状の上面図、（ｂ）は、当該くさび形状の打ち込み方向への傾斜の傾斜角度を示す図である。図５における各記号の内容は下記の通りである。
　ｌ：くさび形状の打ち込み方向の長さ
　θ：くさび形状の傾斜面の、打ち込み方向への傾斜角度
　α：くさび形状の傾斜面の、幅方向への傾斜角度
　ψ：打ち込み部材１２を打ち込むための押込力の分割成分角度であって、打ち込み方向に対する相対角度、ψ＝４５°で最大の締結力を得る
　α_０：傾斜角度θを、分割成分角度に沿った方向（図５のＡの方向）から見た時の見かけ上の傾斜角度
　θ_０：傾斜角度θを、他方の分割成分角度に沿った方向（図５のＢの方向）から見た時の見かけ上の傾斜角度

　図５に基づいて、αに関する関係式を求めると、以下のようになる。

　即ち、αは、下記の関係式を有する。

　ここで、θ＝３°、ψ＝４５°とすると、α_０＝４．２°となるため、αは６°となる。

　次に、図６に基づいて、くさびを打ち込むための押込み力Ｆがかかった際のくさび（打ち込み部材）に締結力を生じさせる垂直方向の荷重Ｗ（以下「締結力Ｗ」という）について説明する。図６における各記号の内容は下記の通りである。
　Ｆ：くさびを打ち込む押込み力
　θ：くさび形状の傾斜面の、打ち込み方向への傾斜角度
　Ｎ：押込み力Ｆがかかった際のくさび形状の傾斜面に生じる抗力
　Ｐ：抗力Ｎの水平方向成分
　Ｗ：抗力Ｗの垂直方向成分（締結力）

　図６に基づいて、Ｗに関する関係式を求めると、以下のようになる。

　即ち、Ｗは、下記の関係式を有する。

　本実施形態の索体引留金具１によれば、従来には無いくさび形状によって、より高い締結力を得ることができる。
　従来のくさびの傾斜は、打ち込み方向への傾斜成分しか有していない、即ち、幅方向に沿った傾斜軸での傾きしか有していないものであった。
　これに対し、本実施形態の索体引留金具１は、打ち込み方向への傾斜成分に加えて、幅方向への傾斜成分を有して形成されている、即ち、打ち込み方向に沿った傾斜軸での傾きも有しているものである。このような独創的なくさび形状であることにより、くさびを打ち込む際の押込み力に対してより高い締結力を得ることができる。

　図７は、打ち込み部材の別の例を示す図である。図７の打ち込み部材１２´は、索体２と当接する箇所において、凹凸部１２２が形成されている。これにより、打ち込み部材１２´と索体２の間の滑りの発生が抑制されるものである。

　なお、本実施形態では、嵌合部材１１が円筒状のものを例としているが、本発明をこれに限るものではない。例えば四角柱状の形状に、打ち込み部材や索体を挿通させる貫通穴を形成したもの等であってよい。
　また、本実施形態では、嵌合部材が全体的に筒状体として形成されているものを例としているが、本発明をこれに限るものではなく、嵌合部材が筒状体部を有していればよく、嵌合部材が筒状体以外の構成を備えるものであってもよい。同様に、本実施形態では、打ち込み部材が全体的にくさび形状であるものを例としているが、本発明をこれに限るものではなく、打ち込み部材がくさび形状部分を有していればよく、打ち込み部材がくさび形状部分以外の構成を備えるものであってもよい。

　本実施形態では、索体２と２面で接する接触面（Ｖ字溝）が、嵌合部材１１側に形成されるものを例としているが、Ｖ字溝を打ち込み部材の索体２と当接する箇所に形成するようにしてもよい。

（実施例）
　次に、実施例及びこれに関する定着効率を検証する引張試験の結果について説明する。
　図８は、実施例の索体引留金具１を示す図である。実施例の索体引留金具は、上記の実施形態で説明した構成を有する索体引留金具であり、Ｓ４５Ｃ（炭素鋼鋼材）によって、図８に示す寸法（単位はｍｍ）で形成されている。図８（ａ）と図８（ｂ）は、嵌合部材１１を示し、図８（ｃ）～（ｅ）は、打ち込み部材１２を示す。
　実施例の索体引留金具１について、耐荷重が３０４．０ｋＮであるΦ２２の高強度ケーブルレイドロープを用いて、定着効率を検証する引張試験を行った。
　当該引張試験は、図９にその概念図を示したように、ワイヤロープ２の一端側に索体引留金具１を締結させ、他端側は溶融した合金と共に型に鋳込んで端末部３を形成し、両端部に設けられる索体引留金具１と端末部３を係止ダイ４に当接させて引っ張ることで行った。ワイヤロープ２自体は係止ダイ４に遊嵌されており（係止ダイ４に固定されておらず）、索体引留金具１と端末部３のそれぞれの端面が係止ダイ４に当接し、係止ダイ４の間隔を広げることで、索体引留金具１の定着効率を検証するものである。
　図１０と、図１１は、実験の様子を示す写真であり、図１０は引張前、図１１は引張後（破断後）を示す写真である。

　３本のワイヤロープ２（Φ２２の高強度ケーブルレイドロープ）を用意し、上記の引張試験を３回行った結果は以下の通りである。何れにおいても、目標値である規格破断荷重の７５％を十分に上回る結果が得られた。
　１回目：　破断荷重２８４．０ｋＮ、定着効率９３．４％
　２回目：　破断荷重２７５．０ｋＮ、定着効率９０．４％
　３回目：　破断荷重２５５．０ｋＮ、定着効率８３．９％

（比較例）
　図１２は、比較例としての索体引留金具１００を示す図（寸法の単位はｍｍ）である。
　索体引留金具１００は、くさび形状の部材（くさび体１０２Ａ、くさび体１０２Ｂ）と索体が、筒状体の嵌合部材１０１に挿通され、くさびが打ち込まれることによって発生する圧力により索体２を拘束するものである点において、実施例の索体引留金具１と同様である。一方で、くさびの傾斜面は従来通り、打ち込み方向への傾斜成分しか有していないものである。
　索体引留金具１００は、くさび体１０２Ａとくさび体１０２Ｂの２段のくさび体を備えることにより、打ち込みに必要な打撃力を低減しつつ、且つ、金具の大型化を低減するようにしたものである。

　くさびを用いた締結金具は、くさびを打ち込むことによって生じる締め付け力を利用するものである。即ち、くさび形状に基づいて、より厚い部分が打ち込まれて行くことにより、締め付け力を得るものである。例えば、比較的柔軟なロープに対して、高い締め付け力を得るためには、より厚い部分を打ち込む必要がある。この作業性を向上するためには、くさび形状の傾斜角度を大きくすることが考えられる。少ない打ち込み距離に対して、より厚い部分の打ち込みが可能となるものである。しかしながら、この場合、打ち込み距離は短くなるが、打ち込みに必要な打撃力が増大し、却って作業性が低下してしまう場合がある。一方、くさび形状の傾斜角度を小さくした場合、打ち込みに必要な打撃力は小さくて済むが、より厚い部分を打ち込もうとした際に必要な打ち込み距離が長くなってしまう。打ち込み距離が長いということは、くさびの寸法を大きくする必要があるということであり、金具が長大化する。
　これに対し、くさび体１０２Ａとくさび体１０２Ｂの２段のくさび体を備えることにより、打ち込みに必要な打撃力を低減しつつ、且つ、金具の大型化を低減するようにしたものが、索体引留金具１００である。

　比較例の索体引留金具１００について、耐荷重が３０４．０ｋＮであるΦ２２の高強度ケーブルレイドロープを用いて、定着効率を検証する引張試験を行った。
　実施例の索体引留金具１に替えて比較例の索体引留金具１００を用いた以外は、実施例の引張試験と同じ条件である（試験回数は１回のみ）。
　その結果、破断荷重２８０．０ｋＮ、定着効率９２．１％であった。

　比較例の索体引留金具１００は、前述のごとく小型化を図った金具ではあるが、図８と図１２の比較からも明らかなように、実施例の索体引留金具１はさらに小型化がされている。
　実施例の索体引留金具１は、打ち込み方向への傾斜成分に加えて幅方向への傾斜成分を有する独創的なくさび形状であることにより、高い締結力を得ることができ、これにより、より小型の金具でありながら、比較例（より大きな金具）と同等以上の締結力を得られているものである。

　１．．．索体引留金具
　　１１．．．嵌合部材
　　１２．．．打ち込み部材
　　　１２Ｔ１．．．第１の傾斜面
　　　１２Ｔ２．．．第２の傾斜面
　　　１２２．．．凹凸部
　θ．．．くさび形状部分の傾斜面の、打ち込み方向への傾斜角度
　α．．．くさび形状部分の傾斜面の、幅方向への傾斜角度

Claims

　索体が挿通される筒状体部を備える嵌合部材と、
　前記筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、前記筒状体部内で前記索体と当接する打ち込み部材と、
　を備え、
　前記くさび形状部分の傾斜面が、前記打ち込み部材の打ち込み方向に沿った傾斜軸での傾きを有することを特徴とする索体引留金具。
　索体が挿通される筒状体部を備える嵌合部材と、
　前記筒状体部に挿入されるくさび形状部分を有し、前記筒状体部内で前記索体と当接する打ち込み部材と、
　を備え、
　前記打ち込み部材が打ち込まれる方向を打ち込み方向、前記打ち込み方向と直交する前記打ち込み部材の厚さに沿った方向を厚み方向、前記打ち込み方向及び前記厚み方向に直交する方向を幅方向とした場合に、前記くさび形状部分の傾斜面が、前記打ち込み方向への傾斜成分と、前記幅方向への傾斜成分を有することを特徴とする索体引留金具。
　前記くさび形状部分の傾斜面の、前記打ち込み方向への傾斜角度をθ、
　前記くさび形状部分の傾斜面の、前記幅方向への傾斜角度をα、
　前記打ち込み部材を打ち込むための押込力の分割成分角度であって、前記打ち込み方向に対する相対角度をψ、
　前記傾斜角度θを、前記分割成分角度に沿った方向から見た時の見かけ上の傾斜角度をα_０とした場合に、
　下記の数１の関係を有することを特徴とする請求項２に記載の索体引留金具。
　前記打ち込み部材の、前記索体と当接する箇所において、凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の索体引留金具。