JP3145795U - Ｕボルトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的絶縁性に優れ、安定した使用が可能なＵボルトおよびＵボルトユニットを提供する。
【解決手段】ＵボルトユニットＡは、Ｕボルト１０と、パッド部材２０とを備えている。Ｕボルト１０は、Ｕ字状に湾曲した鉄製の梁部１１と、梁部１１の全周にコーティングされたフッ素樹脂コート部１３とを備えている。パッド部材２０は、支持板２１と、フッ素樹脂板２２とを備えている。パッド部材２０を下方に向けて、Ｕボルト１０をブリッジ状に配置して、被支持部材５０をフッ素樹脂板２２とフッ素樹脂コート部１３との間に挿通させる。樹脂コート部１３が、梁部１１の全周に形成されていることで、フッ素樹脂コート部１３が外れにくくなり、電気的絶縁性が長く維持され、安定して使用することができる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、配管等をサポートするためのＵボルトおよびＵボルトユニットに関する。

従来より、特許文献１に開示されるように、船舶，プラント，パイプライン，各種構造物において、配管をサポートするために、Ｕボルトユニットが用いられている（特許文献１の図３参照）。しかしながら、上記Ｕボルトユニットを使用していると、摩擦により配管等の一部にキズが生じたり、破損することがある。特に、船舶などの揺れの激しい場所においては、このような現象がしばしば生じ、その都度、Ｕボルトユニットおよび配管の補修，交換をする必要があった。

そこで、Ｕボルトユニットと被支持部材との摩擦を低減する工夫が成されている。図４は、非特許文献１に記載されている配管サポート材（Ｕボルトユニット）の構造を示す側面図である。配管サポート材のＵボルト１１０は、湾曲した梁部１１１と、梁部１１１の両端に設けられたネジ部１１２と、梁部１１１の溝に取付けられたフッ素樹脂半円板１１３とを備えている。Ｕボルト１１０の両端のネジ部１１２には、支持板１２１と、フッ素樹脂平板１２２とを有するパッド部材１２０が取り付けられている。フッ素樹脂半円板１１３は、梁部１１１に形成された半円状の溝に強嵌合されている。
特開２００３−２４８０８２号 ニチアス株式会社 カタログＴ４９（平成２００５年３月改訂判）

図４の構造により、配管等の被支持部材と、Ｕボルト１１０やパッド部材１２０との摩擦が小さくなり、配管等を安全にサポートすることができる。また、フッ素樹脂半円板１１３と、フッ素樹脂平板１２２とによって、Ｕボルト１１０や支持板１２１と配管等とが絶縁されているので、配管等に接続される部材と、Ｕボルトユニットにつながる部材との間で生じうる電気腐食を防止することも可能である。

しかしながら、上記Ｕボルトユニットを使用していると、振動や船舶の揺れが激しい環境下において、フッ素樹脂半円板１１３が梁部１１から外れるおそれがあった。その結果Ｕボルト１１０や支持板１２１と配管等とが直接接触して電気的に導通する、また、補修，交換の手間を十分低減することが困難である、という不具合があった。

本考案の目的は、電気的絶縁性に優れ、安定した使用が可能なＵボルトおよびＵボルトユニットを提供することにある。

本考案のＵボルトは、実質的にＵ字状またはコ字状の金属製梁部と、梁部の両端に設けられたネジ部と、梁部のうち少なくとも被支持部材と接触する領域の全周を被覆するフッ素樹脂コート部とを備えている。
「実質的にＵ字状またはコ字状」とは、半円部の両端に直線部をつないだ形状に限定されず、半円部に代えて半楕円部や半矩形部などを設けたものを含む意である。コ字状のコーナー部に丸みを持たせると、Ｕ字状と見ることもできるので、Ｕ字状とコ字状とを厳密に区分けすることは困難である。
「梁部の被支持部材と接触する領域」は、被支持部材やＵボルトの形状によって異なるが、取付時に接触していなくても、被支持部材が揺れや振動で動いたときに接触する領域を含んでいる。配管の配管取付時にクリアランスを設けている場合も同様である。
梁部の断面形状としては、円、楕円、長円，矩形，多角形等がある。

フッ素樹脂コート部を構成するフッ素樹脂には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））樹脂，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂，ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４．６フッ化)）樹脂，ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）樹脂，ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド(２フッ化)）樹脂，ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン(３フッ化)）樹脂，ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体）樹脂等があり、いずれを用いてもよい。

本考案の構成により、以下の作用効果が得られる。
一般に、温度変化に伴う被支持部材の伸縮などに対応するために、Ｕボルトユニットと被支持部材との間は、緩やかな嵌合状態となっている。そのために、船舶の揺れや振動があると、被支持部材が移動することになる。
一般に、Ｕボルトユニットを使用する場合、パッド部材を下方にして、Ｕボルトを逆Ｕ字状にした状態で、被支持部材をパッド部材とＵボルトとの間に挿通する。そのとき、被支持部材が熱膨張や振動で軸方向や径方向に移動することがある。すると、被支持部材とＵボルト，パッド部材とがこすれ合うことになる。
このとき、図４に示す従来のＵボルト１１０の場合、フッ素樹脂半円板１１１が梁部１１の溝から脱落するおそれがあった。

それに対し、本考案においては、フッ素樹脂を全周に亘ってコーティングすることにより、フッ素樹脂コート部を設けているので、振動や揺れが激しい環境下においても、フッ素樹脂コート部が梁部から脱落するおそれはほとんどなく、安定した使用が可能である。よって、電気的絶縁性を長く維持することができ、補修，交換の手間を低減することができる。また、フッ素樹脂コート部が外れにくいことから、破孔等の事故が生じる確率も、より低減することができる。
また、そのことにより、被支持部材が配管の場合には、配管の肉厚を薄くすることができ、材料コストを削減することができる。

フッ素樹脂コート部は、フッ素樹脂パウダーに浸漬することにより形成されていることが好ましい。これにより、肉厚の大きいフッ素樹脂コート部を形成することが可能となるので、高電圧に対する絶縁性を維持することができる。

フッ素樹脂コート部の厚みが、０．５ｍｍ以上であることにより、絶縁機能を高く維持することができる。フッ素樹脂の絶縁破壊電界強度は、２０ｋＶ／ｍｍ前後であるので、フッ素樹脂コート部の厚みが０．５ｍｍ以上であれば、約１０ｋＶ以上の電圧に対する絶縁性を維持することができる。

フッ素樹脂コート部は、ポリビニリデンフルオライド樹脂（以下、略称「ＰＶＤＦ樹脂」を用いる）によって構成されていることにより、フッ素樹脂コート部の高い機械的強度や耐剥離性が得られる。

本考案のＵボルトユニットは、上記Ｕボルトと、両端がＵボルトの各ネジ部に連結され、少なくとも被支持部材に接触する領域がフッ素樹脂によって構成されるパッド部材とを備えている。

これにより、Ｕボルトとパッド部材との間に、管状または柱状の被支持部材を通して、被支持部材をサポートするＵボルトユニットの構造が得られる。
特に、Ｕボルトと被支持部材との間に、大きなクリアランス（０．２ｍｍ以上）が設けられていることにより、被支持部材におけるキズや破孔の発生をより確実に抑制することが、本考案者によって経験的に確認された。Ｕボルトユニットは、配管等の被支持部材に対して、間隔をおいて複数個配置されるので、大きなクリアランスがあっても被支持部材を支持する機能は維持することができる。

本考案のＵボルトユニットによると、配管等の被支持部材の破損を防止することができる。

図１は、本考案の実施の形態に係るＵボルトユニットＡ（サポート材）の構造を示す断面図である。ＵボルトユニットＡは、主要部材として、Ｕボルト１０と、パッド部材２０とを備えている。Ｕボルト１０は、Ｕ字状に湾曲した鉄製の梁部１１と、梁部１１の両端に設けられたネジ部１２と、梁部１１の全周にコーティングされた（図１の断面図参照）フッ素樹脂コート部１３とを備えている。
「Ｕボルト」は、この種のサポート材に用いられる通称であるが、すでに説明したように、Ｕ字状だけでなくコ字状のものも含まれる。

一方、パッド部材２０は、支持板２１と、フッ素樹脂板２２とを備えている。すなわち、本実施の形態では、パッド部材２０の一部がフッ素樹脂によって構成されている。
支持板２１の両端には、貫通穴（図示せず）が形成されており、Ｕボルト１０のネジ部１２が貫通穴に挿通されている。そして、１対のナット３１，３２により、ネジ部１２の所定位置に支持板２１が取り付けられている。図１に示すように、パッド部材２０を下方に向けて、Ｕボルト１０をブリッジ状に配置して、被支持部材５０（たとえば配管）を、フッ素樹脂板２２とフッ素樹脂コート部１３との間に挿通させる。

図１に示す例では、被支持部材５０の径は、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍである。そして、Ｕボルト１０のフッ素樹脂コート部１３と、被支持部材５０との間には、所定のクリアランスＣｌ（０．２ｍｍ以上、たとえば１ｍｍ程度）が存在するように構成されている。

フッ素樹脂コート部１３やフッ素樹脂板２２を構成するフッ素樹脂には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））樹脂，ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂，ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４．６フッ化)）樹脂，ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）樹脂，ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド(２フッ化)）樹脂，ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン(３フッ化)）樹脂，ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体）樹脂等があり、いずれを用いてもよい。

本実施の形態では、フッ素樹脂コート部１３は、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）樹脂の一種であるＫＦポリマーＣ１０００（呉羽工業社製）によって構成されている。また、フッ素樹脂板２２はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂によって構成されている。

本実施の形態によると、以下の作用効果を発揮することができる。
Ｕボルト１０の梁部１１において、フッ素樹脂コート部１３を全周に亘って形成しているので、従来の構造（図４に示すフッ素樹脂半円板１１３）とは異なり、振動や揺れが激しい環境下においても、フッ素樹脂コート部１３が梁部から脱落するおそれはほとんどなく、安定した使用が可能である。よって、電気的絶縁性を長く維持することができ、補修，交換の手間を低減することができる。
また、フッ素樹脂コート部１３が外れにくいことから、配管等の被支持部材５０におけるキズや破孔の発生確率が、さらに低減される。
また、そのことにより、被支持部材５０が配管の場合には、配管の肉厚を薄くすることができ、材料コストを削減することができる。
なお、本実施の形態では、梁部１１の断面形状は円形であるが、楕円や長円等であってもよい。

フッ素樹脂コート部１３を、ポリビニリデンフルオライド樹脂（ＰＶＤＦ樹脂）によって構成することにより、フッ素樹脂コート部１３の高い機械的強度や耐剥離強度が得られ、梁部１１の全周にフッ素樹脂をコートすることが容易となる。

また、本考案者は、経験的に、Ｕボルト１０と被支持部材５０との間に、大きなクリアランスＣｌを設けることにより、被支持部材５０におけるキズや破孔の発生をより確実に抑制することを経験的に確認した。ＵボルトユニットＡは、配管等の被支持部材５０に対して、所定の間隔をおいて、いくつも配置されるので、Ｕボルトと被支持部材５０との間にクリアランスＣｌがあっても支持機能は維持することができる。

それに対し、従来の構造（図４に示す構造）では、フッ素樹脂半円板１１３が外れるのを防ぐために、クリアランスを設けずに、フッ素樹脂半円板１１３およびパッド部材１２０と、被支持部材とを接触させておくのが一般的な使用方法となる。

なお、本実施の形態のＵボルトユニットＡの適切な使用温度範囲は、−６０℃〜１２０℃である。

また、本実施の形態のＵボルトユニットＡは、使用中の汎用Ｕボルトユニット（フッ素樹脂コートのないもの）と、ピッチを合わせておけば、それに置き換えることも容易である。つまり、事故が生じたときに、簡単に交換することができる。
それに対し、図４に示す構造では、フッ素樹脂半円板１１３が梁部１１３から突出しているので、ピッチを合わせることが容易でなく、汎用のものとの置き換えには適していない。

（変形例）
図２は、上記実施の形態の変形例に係るＵボルトユニットＡの構造を示す断面図である。図２において、図１に示す部材と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略し、異なる部材についてのみ説明する。

本変形例では、パッド部材２０は、フッ素樹脂（たとえばＰＴＦＥ樹脂）からなる支持板２３だけで構成されている。この変形例では、支持板２３は、ＰＴＦＥ樹脂によって構成されている。すなわち、パッド部材２０全体がフッ素樹脂によって構成されている。
この変形例によっても、実施の形態と同じ作用効果を得ることができる。

−Ｕボルトの製造工程−
図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態又は変形例におけるＵボルト１０の製造工程を示す断面図である。
図３（ａ）に示す工程で、径が７〜３０ｍｍ程度の直線状の鉄製の棒部材１１ｘを準備して、転造加工により、両端にネジ部１２を形成する。図４に示す構造のように、梁部１１に溝を形成しないので、Ｍ１２以下の小径の棒部材１１ｘを使用することも、容易である。
棒部材１１ｘの素材としては、たとえば、ＳＳ−４００，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌなどを用いることができる。ＳＳ−４００を用いる場合は、表面にクロムめっきを施す。

次に、図３（ｂ）に示す工程で、棒部材１１ｘをＵ字状に曲げて、湾曲した梁部１１を形成する。その後、フッ素樹脂パウダーをコーティングするために、梁部１１及びネジ部１２を加熱する。

次に、図３（ｃ）に示す工程で、ネジ部１２に融点：３５０℃〜３８０℃程度のフッ素樹脂からなるマスキング治具を取り付ける。

次に、図３（ｄ）に示す工程で、周知の流動浸漬法を用い、全体を加熱してＰＶＤＦパウダーに浸漬する。これにより、たとえば厚み０．７〜０．９ｍｍ程度の厚みのフッ素樹脂コート部１３を形成する。

次に、マスキング治具４０を外してから、全体を再加熱する（ＰＶＤＦの焼成）することにより、図３（ｄ）に示すＵボルト１０が得られる。

以上により、Ｕボルト１０の形成が終了すると、ナット３１，３２（図１，図２参照）を用い、Ｕボルト１０にパッド部材を組み付けて、ＵボルトユニットＡを形成する。

流動浸漬法を用いることにより、フッ素樹脂を吹き付けるよりも厚いフッ素樹脂コート部１３を形成することができる。

以上の製造工程に示すように、フッ素樹脂コート部１３が、ＰＶＤＦパウダーに浸漬する（流動浸漬法）ことにより形成されているので、肉厚を大きくすることができる。したがって、高電圧に対する絶縁性を維持することができる。

フッ素樹脂コート部の厚みが、０．５ｍｍ以上であることにより、絶縁機能を高く維持することができる。フッ素樹脂の絶縁破壊電界強度は、２０ｋＶ／ｍｍ前後であるので、フッ素樹脂コート部の厚みが０．５ｍｍ以上であれば、約１０ｋＶ以上の電圧に対する絶縁性を維持することができる。

船舶，プラント，パイプライン，各種構造物において、防食等のために、配管等の被支持部材５０に電気的に導通する金属部材と、Ｕボルトユニットが設置されている下地に導通する金属部材との間を、電気的に絶縁しておきたい要請がしばしば生じる。したがって、本実施の形態のＵボルトユニットＡにより、このよう要請に応えることができる。

（他の実施の形態）
上記開示された本考案の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本考案の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本考案の範囲は、実用新案登録請求の範囲の記載によって示される範囲を含み、さらに、実用新案登録請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。

本考案のＵボルトユニットは、船舶，プラント，パイプライン，各種構造物において、配管等のサポート材として利用することができる。

本考案の実施形態に係るＵボルトユニットの構造を示す断面図である。 本考案の実施形態の変形例に係るＵボルトユニットの構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施の形態又は変形例におけるＵボルトの製造工程を示す断面図である。 非特許文献１に記載されている配管サポート材（Ｕボルトユニット）の構造を示す側面図である。

符号の説明

Ａ Ｕボルトユニット
１０ Ｕボルト
１１ 梁部
１２ ネジ部
１３ フッ素寿地コート部
２０ パッド部材
２１ 支持板
２２ フッ素樹脂板
３１，３２ ナット
４０ マスキング治具
５０ 被支持部材

Claims (6)

1. 管状又は柱状の被支持部材を支持するためのＵボルトであって、
   実質的にＵ字状又はコ字状の金属製梁部と、
   上記梁部の両端に設けられたネジ部と、
   上記梁部のうち少なくとも上記被支持部材と接触する領域の全周を被覆するフッ素樹脂コート部と、
   を備えているＵボルト。
2. 請求項１記載のＵボルトにおいて、
   上記フッ素樹脂コート部は、フッ素樹脂パウダーに浸漬することにより形成されている、Ｕボルト。
3. 請求項１または２記載のＵボルトにおいて、
   上記フッ素樹脂コート部の厚みは、０．５ｍｍ以上である、Ｕボルト。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のＵボルトにおいて、
   上記フッ素樹脂コート部は、ポリビニリデンフルオライド樹脂によって構成されている、Ｕボルト。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載のＵボルトと、
   両端が上記Ｕボルトの各ネジ部に連結され、少なくとも上記被支持部材に接触する領域がフッ素樹脂によって構成されるパッド部材と、
   を備えているＵボルトユニット。
6. 請求項５記載のＵボルトユニットにおいて、
   上記Ｕボルトユニットは、パッド部材を下方に向けて設置されており、
   Ｕボルトと被支持部材との間に、０．２ｍｍ以上のクリアランスが設けられている、Ｕボルトユニット。

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