(57)【要約】【課題】座板を不要としながら配管の外周面との隙間の公差管理に優れたものとすると共に、座板を不要とすることで座板の溶接及びこの溶接による汚れの除去等の作業工数の削減を図り、ひいては製造コストの低減をも可能とした特殊用途用Ｕボルトを提供する。【解決手段】特殊用途用Ｕボルト１は、内周側縁Ａが半円の円弧状を成す湾曲部３と、この湾曲部の両側から延びる直線状部４とで構成し、直線状部４は、相対的に大きな外径寸法Ｌ３の大径部６と、相対的に小さな外径寸法Ｌ４の小径部７とで形成することで、大径部６と小径部７との境界に段差部位８を円環状に設けて座板等のストッッパ代わりとし、更に小径部７は、大径部６側から当該小径部７の軸方向に沿って、ネジ非成形部９を残したかたちでネジ部１０が施されたものとする。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ロックナット及び取付部材と組み合わせて用いることにより配管を保持するためのものであって、内周側縁が半円の円弧状を成す湾曲部と、この湾曲部の両側から延びる直線状部とを一体成形にて有し、
前記直線状部は、前記湾曲部の端側部位と連続しているもので相対的に大きな外径寸法の大径部と、この大径部の前記湾曲部側とは反対側の端部位と連続しているもので相対的に小さな外径寸法の小径部とで成り、前記大径部と前記小径部との境界には段差部位が環状に形成されていることを特徴とする特殊用途用Ｕボルト。
【請求項２】
前記直線状部の小径部は、少なくとも前記大径部とは反対側において当該小径部の軸方向に沿ってネジ部が施されていることを特徴とする請求項１に記載の特殊用途用Ｕボルト。
【請求項３】
前記段差部位の前記大径部から前記小径部までの前記直線状部の径方向に沿った寸法は、前記取付部材に形成されて前記小径部を挿通可能な通孔の内径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の特殊用途用Ｕボルト。
【請求項４】
前記湾曲部の内周縁で形成された半円状の領域の半径寸法は、前記配管の外径寸法よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の特殊用途用Ｕボルト。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、例えば原子力発電所の炉心部等、原子力発電所・その関連施設、その他の非常に厳格な寸法精度が求められる特殊な環境下での用途に好適なもので、前記施設での配管の保持・固定に専ら使用されるＵ型のボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所やその関連施設は、稼動時に発生する熱を原子炉等の熱発生源から取り出すための液体・その他の流動体を流動させるための配管が付設されている一方で、流動体の温度が例えば６０℃以上と高温であるために、伝播される熱の影響で配管が膨張収縮を繰り返すことから、当該配管の外周面にＵボルトの内側面を完全には当接させて保持せず若干の隙間を設けてこの隙間で配管の膨張収縮による径寸法の増減に対応する構成が採られている（例えば特許文献１の図１を参照。）。そして、例えば配管とＵボルトとの隙間の寸法が設定値よりも小さすぎると、膨張した配管の外側周面とＵボルトの内側面との擦れ合い等が生じて配管が破損し、この配管から高温の流動体が外部に漏洩するという危険な状態になるので、配管とＵボルトとの隙間の寸法については、安全配慮のために非常に厳格な精度が要求されている。
【０００３】
このため、本願の発明者は、配管とＵボルトとの隙間の寸法精度を高めると共に作業員の熟練度に頼らずに配管へのＵボルトの取付けの施工を簡易・迅速に行うことを目的として、例えば特許文献２の図６及び図７並びに特許文献３に示されるＵボルトを開発している。
【０００４】
この特許文献２及び特許文献３に示されるＵボルトの構造及びその製法の一部を概説すると、まず、このＵボルトの完成品は、Ｕ字状乃至はＵ型に湾曲した棒体と、この棒体の長手方向の両端から一定範囲にてネジ溝が切られたネジ部分と、この棒体のネジ部分とネジ部が形成されていない部分との境界に配置された座板とを有して構成されている。そして、この座板は、前記特許文献３の底面図に示されるように、棒体の非ネジ部分とネジ部分との境界分から径方向に沿って延出している環状をなしている一方で、配管側となる棒体の内周側には殆ど延出していない形態となっている。
次に、Ｕボルトに座板及びネジ部分を設ける製法は、前記特許文献２の図１及びこれに対応する発明の詳細な説明の記載に示されるように、直線状のままの棒体の両側端のうち座板を設定する位置までの範囲を棒体の他の部分よりも僅かに小さな径とするように切削加工を行って段部を形成する工程と、この段部を僅かな角度（例えば３°）で傾斜するように削る工程と、段部の小径側に、打ち抜き加工され且つ内径側を切欠した座板の喰付けをよくするテーパーを設ける工程と、このテーパーを介して座板を棒体の段部位置まで圧入する工程と、この棒体に装着された座板よりも先端側の小径部にネジ加工を施す工程と、棒体を所定の機械器具を用いてＵ型に折り曲げ加工する工程とを少なくとも経るものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３２６４９号公報
【特許文献２】特開平７−２７６１４７号公報
【特許文献３】意匠登録第９３４９７３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
もっとも、特許文献２及び特許文献３に示されるＵボルトでは、棒体とは別体の座板を必要とするので、どうしても座板の分、部品点数の増加を招くこととなる。また、棒体の段部まで座板を圧入した後に、棒体と座板とを溶接する場合には、棒体の表面等に溶接による汚れが発生するので、この表面の汚れを除去する必要性が生じている。さらに、Ｕボルトに座板及びネジ部分を設ける製法は、座板の棒体への圧入等を要するので工程が相対的に複雑であり、その作業に熟練を要することも思慮される。
【０００７】
一方で、原子力発電所やその関連施設で使用されるＵボルトは、安全配慮の見地から寸法の精度が優れていればいる程良いものである。
【０００８】
そこで、本考案は、座板を不要としながら配管の外周面との隙間の寸法精度に優れたものとすると共に、座板を不要とすることにより座板の溶接及びこの溶接汚れの除去等の作業工数の削減を図り、ひいては製造コストの低減をも可能とした特殊用途用Ｕボルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この考案に係る特殊用途用Ｕボルトは、ロックナット及び取付部材と組み合わせて用いることにより配管を保持するためのものであって、内周側縁が半円の円弧状を成す湾曲部と、この湾曲部の両側から延びる直線状部とを一体成形にて有し、前記直線状部は、前記湾曲部の端側部位と連続しているもので相対的に大きな外径寸法の大径部と、この大径部の前記湾曲部側とは反対側の端部位と連続しているもので相対的に小さな外径寸法の小径部とで成り、前記大径部と前記小径部との境界には段差部位が環状に形成されていることを特徴としている（請求項１）。そして、前記直線状部の小径部は、少なくとも前記大径部とは反対側において当該小径部の軸方向に沿ってネジ部が施されている（請求項２）。ここで、ネジ部の範囲は、小径部の全範囲であっても大径部側にネジ部を有しない範囲を設けるかたちであっても良い。また、前記段差部位の前記大径部から前記小径部までの前記直線状部の径方向に沿った寸法は、前記取付部材に形成されて前記小径部を挿通可能な通孔の内径寸法よりも大きく設定されている（請求項３）。さらに、前記湾曲部の内周縁で形成された半円状の領域の半径寸法は、前記配管の外径寸法よりも大きくなるように設定されている（請求項４）。ここで、取付部材は、例えば板状の架台若しくはサポート部材と称される部材のみ又はこの架台若しくはサポート部材と称される部材と板状の介在プレートとの組み合わせである。ロックナットは、緩み防止機能付きのもので、例えば雄側ナットと雌側ナット等、２つのナットの組み合わせが挙げられる。
【００１０】
これにより、座板等のストッパを装着しなくても環状に形成された段差部位により、特殊用途用Ｕボルトは、取付部材の通孔の周縁部位と突当させることができる。しかも、段差部位の形成は、ネジ部の施工と同じ一連の工程の中で行うことが可能である。そして、特殊用途用Ｕボルトの段差部位と取付部材の通孔の周縁面とが突当しても特殊用途用Ｕボルトの湾曲部の内周側面と配管の外周面とが当接せず、この湾曲部と配管とのいずれの範囲でも均等な隙間を確保するという所期の目的も達成することができる。
【考案の効果】
【００１１】
以上のように、これらの考案によれば、座板等のストッパを装着しなくても環状に形成された段差部位により、特殊用途用Ｕボルトは、取付部材の通孔の周縁部位と突当させることができるので、座板等のストッパを不要とし、部品点数の削減を図ることができると共に、座板等のストッッパをＵボルトに溶接により固着する必要性もなくなるので、座板等のストッッパの溶接工程及びこの溶接により生じた溶接汚れの除去の工程を無くすことができる。さらに、段差部位の形成は、ネジ部の施工と同じ一連の工程の中で行うことができる。よって、この特殊用途用Ｕボルトの製造コストの大幅な低減を図ることが可能となる。
【００１２】
そして、これらの考案によっても、特殊用途用Ｕボルトの段差部位と取付部材の通孔の周縁面とが突当しても特殊用途用Ｕボルトの湾曲部の内周側面と配管の外周面とが当接せず、この湾曲部と配管とのいずれの範囲でも均等な隙間を確保するという所期の目的も達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この考案に係る特殊用途用Ｕボルトの形態を示す説明図であり、図１（ａ）は同上の特殊用途用Ｕボルトの正面図且つ半断面図、図１（ｂ）は同上の特殊用途用Ｕボルトの側面図、図１（ｃ）は同上の特殊用途用Ｕボルトの底面図である。
【図２】図２は、同上の特殊用途用Ｕボルトの製造工程の一部を示す説明図であり、図２（ａ）は、直線状の棒体を得る工程を示し、図２（ｂ）は棒体の両端に小径部を設けてこの小径部と棒体の未加工の大径部との間に段差部位を形成する工程を示し、図２（ｃ）は、小径部に段部部位から所定の範囲を残してネジ加工を施す工程を示している。
【図３】図３は、小径部から大径部に向かって延びる段差部位の面を曲面にした構成を示す説明図である。
【図４】図４は、完成した特殊用途用Ｕボルトをプレートと架台とに挿通した後、このＵボルトに小径部側から雄側ナットと雌側ナットとを外挿して締結した状態を示す半断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、この考案の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１において、この考案に係る特殊用途用Ｕボルト１の単体での構成が示されている。この特殊用途用Ｕボルト１は、例えば原子力発電所の炉心部等、原子力発電所・その関連施設、その他の非常に厳格な精度が求められる特殊な環境下で、真円の円筒状の配管２の保持・固定等に専ら用いられるものである。
【００１６】
そして、この特殊用途用Ｕボルト１は、図１に示されるように、１の湾曲部３と２の直線状部４とから構成されているもので、全体的な形態が略Ｕ字状をなしており、且つ湾曲部３と双方の直線状部４とは一体になっている。更に、特殊用途用Ｕボルトは、金属製であり、例えば、ステンレス鋼が素材として用いられたものか、一般的な鉄を素材として用いつつその表面を酸化ホワイトメッキで処理したものが用いられている。
【００１７】
湾曲部３は、前記Ｕ字状の形態のうち少なくとも内周側縁Ａが半円の円弧状になるように湾曲した、断面が円形の棒状部分であり、内周側縁Ａの半円の中心点Ｐを基点とした寸法Ｌ１は、配管２の外径寸法に応じて、４５．５ｍｍ、３１．５ｍｍ、２２ｍｍ等、自由に設定することができると共に、例えば内周側縁Ａの寸法Ｌ１が４５．５ｍｍに設定されている場合には公差は０．５ｍｍの増減の範囲、例えば内周側縁Ａの寸法Ｌ１が３１．５ｍｍに設定されている場合には公差は０．５ｍｍの増減の範囲、例えば内周側縁Ａの寸法Ｌ１が２２ｍｍに設定されている場合には公差は０．３ｍｍの増減の範囲に納まるものとなっている。尚、湾曲部３の直径寸法は後述する直線状部の大径部の直径寸法Ｌ３と同じで、例えば１６ｍｍ、１４ｍｍ、１２ｍｍ等に設定されている。
【００１８】
これにより、図１の１点鎖線、図４の実線に示されるように、配管２を湾曲部３の内周側縁Ａでその約半分を囲むことで、内周側縁Ａの中心点Ｐが図４に示されるように配管２中心点と一致するように配置した場合には、配管２の外周面と湾曲部３の内周側縁Ａの全範囲と間に隙間が生じ、しかも、この隙間の寸法Ｌ２はいずれの部位で測っても略同じになっている。
【００１９】
直線状部４は、湾曲部３の端側部位と連続しているもので、断面が円形で且つ直線に延びる棒状部分であり、大径部６と小径部７とで構成されている。大径部６の外径寸法Ｌ３は、例えば１６ｍｍ、１４ｍｍ、１２ｍｍ等に設定されていると共に、湾曲部３の外径寸法が例えば１６ｍｍの場合には同様に１６ｍｍとなっている。小径部７は大径部６よりも外径寸法が小さくなるように設定されており、その外径寸法Ｌ４は、例えば１４ｍｍ、１２ｍｍ、１０ｍｍとなっている。直線状部４の外径寸法は、後述する架台１４及び介在プレート１６の通孔１５、１７の内径寸法よりも大きくなるように設定されている。
【００２０】
そして、大径部６と小径部７との境界には、大径部６と小径部７との外径寸法差に基づき、段差部位８が形成されている。この段差部位８は、円環状の面を有して構成されており、この段差部位８における直線状部４の径方向に沿った寸法Ｌ５は、大径部６の外径寸法Ｌ３から小径部７の外径寸法Ｌ４を引いた値、例えば２ｍｍとなっている。
【００２１】
ここで、段差部位８の面は、直線状部４の径方向に沿って延びる平面状であっても良いが、図２に示されるように、所定の曲率（例えばＲ０．２からＲ０．３）の曲面としても良い。これにより、段差部位８の面が小径部７の側方周面と直交する場合よりも外部からのショックに対抗することができる。
【００２２】
次に、この特殊用途用Ｕボルト１の製造工程の一部について図３を用いて説明する。まず、図３（ａ）に示されるように、所定の長さに切断した円柱状（棒体）の特殊用途用Ｕボルトの素体１２を用意して、図３（ｂ）に示されるように、素体１２の両端から所定範囲までを例えばＮＣ旋盤の精密に加工できる機器等（図示せず。）を利用して切削加工することにより、素体１２に対し直線状部４の小径部７を設けると同時に段差部位８を形成する。次に、図３（ｃ）に示されるように、例えばＮＣ旋盤の精密に加工できる機器等（同上。）を利用して小径部７に対し大径部６側から所定の範囲を残してネジ切りの施工をすることにより、小径部７がネジ非成形部９とネジ部１０とを有するものとする。ネジ非成形部９の範囲Ｌ６は、例えば４ｍｍである。尚、図３（ｂ）の小径部７を設ける製造工程と図３（ｃ）のネジ部１０を形成する製造工程とを同時に行うようにしても良い。最後に、素体１２の小径部７、７間の中心から所定範囲の部位についいて、プレス機械器具を用いて半円状に曲折させることにより、図１（ａ）に示されるように、湾曲部３と直線状部４の大径部６とを形成する。また、小径部７がネジ非成形部９を有するのは小径部７の強度を保持するためであるが、小径部７の全範囲をネジ部１０としても良い。
【００２３】
これにより、湾曲部３の内周側縁Ａの曲率の精度、段差部位８を簡易に且つ小径部７から大径部６までの寸法Ｌ５の精度、並びに直線状部４の端から段差部位８までの寸法の精度が高くなるように、特殊用途用Ｕボルト１を製造することが可能となると共に、溶接工程を用いる必要がないため直線状部４等に対する溶接汚れの除去の工程も不要とすることができる。
【００２４】
更に、図４を用いて、配管２の図示しない構造物への特殊用途用Ｕボルト１並びに下記する架台１４、介在プレート１６、ロックナット１８を利用した保持・固定について説明する。
【００２５】
架台１４は、アングル材とも称されるもので、図示しない構造物の壁面等に固定することで用いられ、例えば断面がＴ字状、Ｈ字状、口字状又はＬ字状の鋼材等が用いられる。介在プレート１６は、ステンレス鋼等の錆に強い素材で形成されているもので、架台１４と特殊用途用Ｕボルト１との間に介在させることによって、架台１４が鉄であることを考慮して、特殊用途用Ｕボルト１がもらいサビによる不具合を受けないようにする役割を果たしている。そして、架台１４の通孔１５と介在プレート１６の通孔１７とは、その内径寸法が、直線状部４の小径部７の外径寸法に対応して、例えば１６ｍｍ、１４ｍｍ、１２ｍｍかそれより若干小さな内径寸法となっていると共に、少なくとも架台１４の通孔１５の内周面には小径部７のネジ部１０と螺合可能なネジ溝が切られている。尚、介在プレート１６の通孔１７の内周面にもネジ溝が切られていても良い。
【００２６】
ロックナット１８は、この実施例では、雄側ナット１８ａと雌側ナット１８ｂとから成る公知のもので、雄側ナット１８ａは、架台１４寄り配置されると共に直線状部４のネジ部１０と螺合可能なネジ溝が通孔の内周面に切られた構成をしており、雌側ナット１８ｂは、雄側ナット１８ａに対し架台１４とは反対側に配置されると共に直線状部４のネジ部１０と螺合可能なネジ溝が通孔の内周面に切られた構成をしている。尚、ロックナット１８は、緩みなく且つ適切なテンションで特殊用途用Ｕボルト１を保持することができれば上記したものに限定されず、図示しないが、架台１４よりも配管２側に位置する上側ナットと、架台１４に対し配管２とは反対側に位置する下側ナットとで架台１４を挟むように配置されるものとしても良い。
【００２７】
次に、配管２を図示しない構造物に保持・固定する手順の一例について説明する。第１に、特殊用途用Ｕボルト１の小径部７を介在プレート１６の通孔１７と架台１４の通孔１５とに挿入し、特殊用途用Ｕボルト１の架台１４に対し介在プレート１６とは反対側から突出したネジ部１０に雄側ナット１８ａと雌側ナット１８ｂとを緩く外挿した状態にする。
この場合、特殊用途用Ｕボルト１の段差部位８の面が介在プレート１６の通孔１７の周縁に突当するので、特殊用途用Ｕボルト１とは別部品から成る座板等がなくても、段差部位８をストッッパとして機能させることができる。
第２に、湾曲部３、直線状部４及び介在プレート１６とで囲まれた枠内に配管２を挿入する。
第３に、湾曲部３の内周側縁Ａと湾曲部３の両端を通過しつつ架台１４の面と平行に延びる軸線Ｘとで形成される半円状の領域を想定すると共に、この半円状の領域の中心点を湾曲部３の中央部位を通るＹ軸と前記Ｘ軸とが交差する点Ｐとした場合に、雄側ナット１８ａ及び雌側ナット１８ｂの締結のための回転量を調整することにより、配管２が前記した枠内において介在プレート１６に接しても、半円状の領域の中心点Ｐに配管２の中心点が位置するようにする。
これにより、配管２は、特殊用途用Ｕボルト１の湾曲部３の内周側縁Ａと完全には当接せず、配管２と特殊用途用Ｕボルト１の湾曲部３との間には、所定の寸法Ｌ２の隙間を均等に且つ所望の寸法に対し公差の範囲内で得るようにしつつ、構造物に保持・固定される。
【符号の説明】
【００２８】
１  特殊用途用Ｕボルト
２  配管
３  湾曲部
４  直線状部
６  大径部
７  小径部
８  段差部位
９  ネジ非成形部
１０  ネジ部
１４  架台（取付部材）
１５  通孔
１６  介在プレート（取付部材）
１７  通孔
１８  ロックナット
１８ａ  雄側ナット
１８ｂ  雌側ナット
Ａ  湾曲部の内周側縁
【図１】
0003162644.tif 000003
【図２】
0003162644.tif 000004
【図３】
0003162644.tif 000005
【図４】
0003162644.tif 000006