JPH03125007A - パイプ固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパイプの固定具に関するもので、パイプとパイ
プまたは固定部材に対しパイプを容易に、かつ堅固に固
定できるようにしたものである。

従来の技術 一般的に二本の金属パイプを接続固定するためには、第
１０図のように、一方にナツト（ａ）を他方にボルト（
ｂ）を固着する。この方式ではナツトやボルトの外径を
パイプ（Ｃ）の内径よりやや小径にしておき、これらを
それぞれパイプ（Ｃ）内に挿入した後にパイプの外側よ
りポンチングしてこれらを固着している。

しかし、この方法では四方六方より均一にポンチを打た
ないと、パイプ（Ｃ）とボルト（ｂ）、ナツト（ａ）の
間で芯ずれを起こしたり、ポンチングがパイプ材の弾性
により思いのほか利かず、また利いたとしても点による
支えのためガタが発生しやすいという欠点を有している
。

この欠点を改善するために、パイプに嵌入させた嵌合部
材をテーパ一部材によりパイプ内部で拡張させ、パイプ
の内壁全体に亘って支えるものが、例えば実公昭５６−
３０７４６号公報に開示されている（第９図）。

このものにあっては、ネジにより連結軸が進行すると同
時に連結軸の先端のテーパ一部（ｂ）が嵌合部材（Ｃ）
を押し広げ、パイプ（ｄ）内面に嵌合部材（Ｃ）を圧着
させるものである。

この方法は部品点数が少なく、かつ、堅固な結合ができ
るが、結合するパイプの内径が所期のものより大径であ
ったり小径であった場合には確実な結合ができないとい
う大きな欠点を有している。

すなわち、結合しようとするパイプ（ｄ）の内径が所期
のものより小さい時は、テーパ一部（ｂ）が嵌合部材（
ｃ）を押し広ろげ切った時に、ネジの進行はそこで止め
られ、連結軸のフランジ部（ｅ）と嵌合部材のフランジ
（ｆ）の間で隙間が生じることになる。この隙間はパイ
プの曲げに対して応力集中を呼び、強固な連結にはなり
得ないし、また、見た目にも悪い。

逆に、所期のものより大きな内径のパイプを連結しよう
とする場合、ネジの進行が、前記フランジ部（ｅ）とフ
ランジ（ｆ）の隙間がなくなった時点で止められるが、
その時はまだ連結軸（ａ）のテーパ一部（ｂ）が嵌合部
材（ｃ）を完全に押し広げていないので、パイプ（（１
）と嵌合部材（Ｃ）との間に隙間が存在し、この場合も
ガタの発生を招いて、やはり応力集中を誘発する。

同じことが、嵌合部材（ｃ）の内径、外径、連結軸（ａ
）のテーパ一部（ｂ）の径、フランジ部（ｅ）フランジ
（ｆ）の厚みに関しても言え、結局、第９図のような従
来構造では、構成部材のどれ一つの寸法に狂いがあって
も、パイプを確実に結合することはできない。

上記のように、テーパーを利用して内部拡張をはかる部
材によって、パイプを他の部材に連結固定させようとす
るものは他にもあるが、はぼ同様の欠点を有している。

発明が解決しようとする課題 本発明は、パイプの連結固定部にガタが生じることがな
く、またパイプの径に多少のバラツキがある場合にも確
実で堅固な連結ができるパイプ固定具の提供を課題とし
ている。

課題を解決するための手段 嵌合部材を中空体として形成するとともに、該中空体の
内側にネジ山角度が極めて大きな雌ネジを刻設し、また
、前記嵌合部材の長手方向に割溝を設けて断面Ｃ字形と
し、該嵌合部材を内部から放射方向に拡張可能とする。

嵌合部材がパイプ内で回転しないように嵌合部材に回り
止めを設ける。

前記嵌合部材の雌ネジのネジ山角度と同じネジ山角度の
雄ネジを連結軸に刻設する。

作用 パイプに嵌合部材を嵌入し、該パイプを取付ける側に装
着された連結軸にねじ込む。

嵌合部材と連結軸は雌ネジ、雄ネジの関係なので、嵌合
部材は連結軸上をスムーズに進行する。

ここで、嵌合部材の進行がなんらかの力によって阻止さ
れ、しかし、それでもなおかつ嵌合部材が回転されると
、嵌合部材の雌ネジは連結部材の雄ネジの上に乗り上げ
ていく。

嵌合部材は長手方向に割溝を備えたＣ字形断面をしてお
り、また、ネジは全周に亘って刻設されているので、乗
り上げによって嵌合部材は全体が大径化し、すなわち拡
張してパイプ内面に全面圧着する。

そして、嵌合部材の外面とパイプの内面との圧着が限度
に達すると、嵌合部材の回転が停止する。

この状況において本発明の固定具はネジ山角度が極めて
大きい（１２０゜〜１６０°）ので、雌ネジが雄ネジに
乗り上げ易く、また、乗り上げた状態で位置を保つこと
が可能になる。つまり嵌合部材のネジ山は楔の役割を果
してパイプと連結軸の間に割って入り込みパイプと連結
軸および嵌合部材を強固に圧着し、その位置に固定して
いる。

さらに、上記嵌合部材の全てのネジ山が連結軸の全ての
ネジ山へ同時に同じように乗り上げるので、嵌合部材は
全長および全周に亘り均一に拡張され、嵌合部材全体で
パイプ内面に圧着する。これによりパイプの連結固定は
より強固に行なわれる。

以上の如く、嵌合部材が軸方向の進行を止められた状態
で、さらに回転を与えられた場合の作用を述べたが、嵌
合部材の進行を止める手段は次のようにいろいろ考えら
れる。

嵌合部材内面の雌ネジの刻設を任意の場所で止めて、嵌
合部材が連結軸上をそれ以上進行できなくする構成。

連結軸のネジの刻設を任意の場所で止め、さらにその部
分を大径化して嵌合部材の突当たり面を設け、そこで嵌
合部材の進行を止める構成。

連結軸の全周面を全長に亘り雄ネジ化し、連結軸の両端
から別々の嵌合部材をねじ込み、連結軸の中央で突き当
てる構成（実施例として、次に述べている。）。

など、いずれの方法によっても上記と同様の作用を期待
できるものである。

実施例 以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１〜４図は第１の実施例で、本発明によるパイプ固定
具１をパイプ連結具として利用した例である。

パイプ固定具１は嵌合部材２と連結軸３からなる。

嵌合部材２は、連結するパイプ４の内径より若干小さな
外径の中空体であって、合成樹脂、金属等で形成される
。

嵌合部材２は相手パイプ４との突き合せ側にフランジ５
を有し、内面に雌ネジ６が刻設され、また、最深部に連
結軸３の突き当て７が設けられている。前記雌ネジ６の
ネジ山角度は１５０°であって極めて大きなネジ山角度
で刻設されている。

さらに、嵌合部材２には長手方向全長に亘り割溝８が設
けられている（第２図）。この割溝は８は嵌合部材２の
拡張を可能にするとともに、パイプ４に設けられた突条
９と嵌合し、パイプ４内で嵌合部材２が回転するのを防
止する回り止めともなっている。

連結軸３は金属製でその全周面に亘り雄ネジ１０が刻設
され、嵌合部材２の雌ネジ６と一対をなしている。

パイプ４は、例えば軽合金を押出し成形したもので、前
述の如くその内面に長手方向に突条９が設けられている
。

連結固定は次のように行なわれる。

連結しようとするパイプ４の突き合せ側端に嵌合部材２
を、その割溝８にパイプ４の突条９を嵌合させて嵌入し
、嵌合部材２のフランジ５をパイプ４の端面に係合させ
る。

この状態とした後、連結軸３の両端からパイプ４を前記
の嵌合部材２を介して同時にネジ込むと連結軸３の雄ネ
ジ１０と嵌合部材２の雌ネジ６との関係により、また、
ネジ山角度が極めて大きいことにより少ない回転数で嵌
合部材２はパイプ４ともども急速に連結軸３の中央へ進
行する。なお、このとき左右のパイプ４の進行にアンバ
ランスが生じても構わない。なぜならば、先に進んだ方
のパイプ４は、嵌入されている嵌合部材２の突き当て７
が連結軸３の端部に到達して進行が止められ、他方が中
央に進んで来るのを待つ形になるからである。

そして、やがて他方が中央に進んで来ると、左右の嵌合
部材２のフランジ５どうしが突き当たり、パイプ４の進
行は終了となる。この時、二個の嵌合部材２のネジ山高
さの合計寸法（Ｌ）が連結軸３の長さ寸法（Ａ’）より
も若干大きくなるように設定してお（ことが肝要で（第
１図）、逆になるとフランジ５どうしの間で隙間が生じ
ることになり、応力集中部を生じることになる。

さてここで、パイプ４にさらに回転を与えると、連結し
ようとしている双方のパイプ４における両嵌合部材２は
互いに突き当たって進行を阻止されているので、嵌合部
材２のネジ化６は連結軸３のネジ化１０に乗り上げざる
を得な（なり、嵌合部材２の拡張が誘発される。

嵌合部材２の外径が大きくなるこの径拡張の原理を第５
．６図によって詳述する。

嵌合部材２の進行が止められた時の嵌合部材２と連結軸
３の任意の接触点をＰ点とする（第５図参照）。この状
態で嵌合部材２を連結軸３に対して矢印方向に強く回転
させると、嵌合部材２はネジ進行が止められているので
、Ｐ点は軸芯Ｘに垂直な面上を移動しくＰ−＋Ｑ）、連
結軸上のＱ点に達する。そして、連結軸３のＰ点とＱ点
を、その軸芯Ｘからの距離で比較してみると、当然のこ
とながらＱ点の方が長いから、すなわち嵌合部材２は拡
張する。

ただし、Ｐ点およびＱ点における軸芯Ｘからの距離の差
があまりに大きいと、拡張しようとする力よりもさらに
進行しようとする力の方が大きくなると同時に嵌合部材
２がＱ点に止どまらず、Ｐ点方向に戻ろうとする力も大
きくなり、具合が悪くなる。

したがって、軸芯Ｘからの距離がＰ点からＱ点に至るま
で暫増することが望ましい。具体的に言うならば、通常
のネジ山角度６０°よりも極めて大きな角度の１２０゜
〜１６００のネジ山を使用し、暫増傾向を出した方が良
い。

この点から本実施例では前述の通り、ネジ山角度１５０
°を使用している。このように、極めて大きなネジ山角
度を使用することにより、ネジの進行力よりも拡張力の
方が太き（なり、かつ戻り力も小さくできる。

換言すれば、この原理は楔効果とも考えられる。

すなわち、パイプ４の内面と連結軸３が作る隙間に嵌合
部材２という楔を打込むと考えることができ、楔の先端
角度θ（第６図）が大きいと拡張力は弱まり、楔も抜け
やすくなる。

さて、拡張された嵌合部材２はパイプ４の内面に強力に
圧着され、ガタのない強固な連結が完了する訳であるが
、この連結のさらに勝れていることは第１，３図からも
わかるように、嵌合部材２どうしが連結軸３のネジ山１
０によって互いに押し合った状態に保たれている点であ
る。このことは、単にフランジ５どうしが接触している
ものであれば使用中に隙間発生の可能性が残るが、押し
合った状態であるので、その可能性も打ち消しており、
パイプ４の内面への圧着と合せてより強固な連結を達成
している。

本実施例ではパイプ４を連結して水平状態で使用する例
を記載したが、連結したパイプを垂直状態で使用し、か
つ回転力がかかるような場合は、少しの回転の緩みで嵌
合部材２のパイプ内面への圧着力が失われ１、嵌合部材
２がパイプ４から抜ける危険性がある。その場合は、嵌
合部材２とパイプ４の間にあらかじめ抜は止め、例えば
、リベット、ネジ、凹凸嵌合等を設置しておけば、緩み
が発生した途端に抜けるという事態は避けられ、通常の
ネジによる場合とまったく同じに、安全に使用できる。

また、パイプ４と嵌合部材２の回り止めは、回り止めの
機能を有しておれば、本例に制限されるものではな（、
上記の割溝８に換えて凹溝でもよく、さらに、上述の抜
は止めを兼ねて、リベットやネジ、凹凸嵌合を用いても
同等差支えない。

第７図（イ）（ロ）は第２の実施例として、伸縮パイプ
の構成例を示し、大径のパイプ１１に小径のパイプ１２
の一端を嵌入させ、小径パイプ１２の端部と大径パイプ
１１との間に本発明によるパイプ固定具１を介在させて
いる。このパイプ固定具１により、両パイプ１１．１２
の伸縮させた長手方向位置を固定可能としたものである
。

パイプ固定具１における嵌合部材２は長手方向に割溝１
３が形成された筒状で、内面にネジ山角度の極めて大き
な雌ネジ１４を備え、また、連結軸３は雄ネジ１５を備
え、その頭部１６が小径パイプ１２に嵌入されてビス１
７等で固定されている。

大径パイプ１１は第１実施例と同様、内面に突条１８を
有し、嵌合部材２がその割溝３をこの突条１８に嵌合し
て大径パイプ１１の長手方向に摺動自在に装着されてい
る。

伸縮調整は次のように行なわれる。

大径パイプ１１に小径パイプ１２の一端を挿入し、先端
の連結軸３を嵌合部材２に螺合する。

ついで、大径パイプ１１と小径パイプ１２によるパイプ
全体の長さを伸縮して必要とする全体の長さを決めてか
ら、いずれか一方のパイプ、例えば大径パイプ１１を回
らないように支持して他方の小径パイプ１２をねじ込む
ように回転する。

すると、嵌合部材２における雌ネジ１４と連結軸３の雄
ネジ１５との関係および嵌合部材２の割溝１３に大径パ
イプ１１の突条が嵌合して嵌合部材２が回転不能とされ
ている関係から、嵌合部材２は回転することなく連結軸
３に沿って小径パイプ１２側に移動し、やがて小径パイ
プ１２の端面に突き当たって停止する。

この状態からさらに小径パイプ１２を回転すると、前述
の第１実施例の場合と同様にして雌ネジ１４が雄ネジ１
５のネジ山に乗り上げる形となり、嵌合部材２が拡張さ
れる。

この拡張によって嵌合部材２は大径パイプ１１の内面に
圧着され、連結軸３と大径パイプ１１間の隙間に楔を打
ち込んだ形で大径パイプ１１と小径パイプ１２がその位
置に固定される。

なお、図において符号１９はキャップで、大径パイプ１
１の連結側端部に取付けられ、小径パイプ１２との間隙
を遮蔽すると共に、小径パイプ１２の揺れを防止してい
る。小径パイプ１２の揺れはパイプ固定具１を長くする
ことによっても防止できる。

大径パイプ１１と小径パイプ１２は前記のように簡単で
確実に連結固定されるとともに、逆方向に回転すること
で該連結固定を容易に解除できるので、パイプの伸縮操
作が簡単である。

第８図は、第３の実施例として固定軸２０にパイプ４を
固定した構成例であって、パイプ固定具１は固定軸２０
側に固定された連結軸３とパイプ４側に嵌入された嵌合
部材２からなる。

これら部材の構成は前述した第１実施例の場合とほぼ同
じなので、同じ符号を付して構造に関する説明を省略す
る。

連結固定は、概略で次のように行なわれる。

パイプ４の端部に嵌合部材２を、その割溝８を突条９に
嵌合させて嵌入し、ついでその嵌合部材２をパイプ４と
ともに固定軸２０の連結軸３に螺合する。

螺合によって嵌合部材２が固定軸２０側に進行し、やが
て固定軸２０の端面に突き当たって停止する。

この状態から尚もパイプ４を回転させ、ねじ込むと、前
述の場合と同様にして嵌合部材２は拡張され、楔作用を
発揮した嵌合部材２によってパイプ４と連結軸３が固定
される。

また、パイプ４は軸方向でも固定軸２０に向けて付勢さ
れ、固定軸２０の端面に対して圧着される。したがって
、これらの連結部に隙間が生じることがない。

発明の効果 以上の構成、作用により本発明は次の効果を発揮する。

■嵌合部材がパイプ内面に全面圧着し、かつ軸方向にも
圧着するので、連結したパイプの連結固定部が極めて強
固で、また、ガタの発生する余地がない。

■連結軸の径、嵌合部材の厚み、パイプの内径等に寸法
上で多少のバラツキがあってもパイプは確実に、かつ堅
固に固定される。

■部品点数が極めて少なく、費用対効果が大である。

■パイプどうしの連結、パイプの固定、伸縮パイプの固
定など、応用範囲が広い。

■パイプ固定具はパイプ内部に収納されてしまうので、
特にパイプの連結において連結部がすっきりとし、見た
目にきれいである。

■連結軸のネジ山のピッチが大きいので、パイプを連結
する際、パイプを回転させる回数が少なくてすみ、パイ
プをすばやく連結することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断面図、第２，３図は第１図における丸囲み
部分の拡大図、第４図は斜視図、第５図は縦断面図、第
６図は第５図のＰ点位置がＱ点位置に到達した時のＱ点
を含む縦断面図、第７図（イ）は第２の実施例の縦断面
図、第７図（ロ）は斜視図、第８図は第３の実施例の縦
断面図、第９図は従来例の縦断面図、第１０図は従来例
の縦断面図である。 １・・・パイプ固定具、２・・・嵌合部材、３・・・連
結軸、４・・・パイプ、５・・・フランジ、６・・・雌
ネジ、７・・・突き当て、８・・・割溝、９・・・突条
、１０・・・雄ネジ。 第７図 （イ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）パイプ内に嵌入される嵌合部材と雄ネジを刻設し
   た連結軸を備え、嵌合部材は中空に成形するとともに、
   長手方向に割溝を設け、かつ前記中空部に、ネジ山角度
   の極めて大きな雌ネジを刻設し、さらに、パイプ内で回
   転しないようにする回り止めを設けてあり、また、連結
   軸は嵌合部材の雌ネジに螺合するものであることを特徴
   としたパイプ固定具。（２）嵌合部材の回り止めがパイ
   プ内面に設けた突条と嵌合する凹溝もしくは割溝である
   ことを特徴とする請求項１に記載のパイプ固定具。 （３）ネジ山角度が１２０゜〜１６０゜であることを特
   徴とした請求項１または２に記載のパイプ固定具。