JP4745487B2 - パイプ材と継手の接合構造並びに接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、枠形状に骨組みされた足場やラック等に採用されるパイプ材と継手の接合構造及び接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設現場等における各種工事に使用される足場や、荷台等として利用されるラック等は、パイプ材よりなる複数本の支柱や横桟等を縦横に連結することで立体的に骨組みされるものとなっており、かかる支柱と横桟との連結は、従来、図６に示すような継手５０を用いてなされるものであった。
【０００３】
この継手５０は鋳造によって成形されたものであって、上下方向の軸心を有する筒形状の第１部材５１と、該第１部材５１の側面から突出する第２部材５２とによって略Ｔ字状を呈し、第１部材５１内面の上下中央部には、径内方向に突出する凸条部５３が周方向に形成され、第２部材５２の外周面には、複数の凹溝５４が形成されたものとなっている。
【０００４】
前記横桟５５は、第２部材５２の外周面に外嵌され、外側からの型嵌等により凹溝５４に沿うように側面部を変形することによって第２部材５２にカシメ固定されており、他方、支柱５６は、その外径が第１部材５１における凸条部５３の内径よりもやや小さく形成され、図７に示す方法によって継手５０の第１部材５１に固定されるようになっていた。
【０００５】
図７において、５７は、支柱５６の内部に挿入される内型であり、該内型５７は、ゴム等の弾性材料によって形成された筒形状の型材５８と、該型材５８の上部に備えられていて該型材５８内を摺動自在に挿通するロッド５９を固定した硬質のキャップ部材６０と、型材５８の下側に備えられていて前記ロッド５９が摺動自在に挿通された硬質の受け部材６１とを備えたものとなっている。
【０００６】
そして、図７（ａ）に示すように、第１部材５１内に支柱５６を挿入するとともにこの支柱５６に前記内型５７を挿入し、図７（ｂ）に示すように、ロッド５９を下方に引くことによってキャップ部材６０と受け部材６１との間で型材５８を圧縮し、この圧縮に伴う型材５８の径方向の膨張によって支柱５６を内側から圧迫する。この際、支柱５６の側面部は、第１部材５１の内面に沿うように膨出変形することで、該第１部材５１に対してカシメ固定されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術においては、継手５０が鋳造によって成形される関係上、第１部材５１内面の上下中途部にしか凸条部５３を形成することができず、上下両端の内面が直線状に開放しているために、支柱５６を内型５７によって膨出変形する際、その変形範囲を厳密に規制することが困難であった。
【０００８】
すなわち、内型５７の挿入状態によっては、図６のＡ部に示すように、第１部材５１の端縁と支柱５６との間に窪みｋを生じさせたり、同図Ｂ部に示すように、第１部材５１の端縁からはみ出た状態で支柱５６が膨出ｂすることがあり、これでは外観が損なわれてしまって製品価値を下げる原因となるものであった。
また、支柱５６は、凸条部５３が係止することによって抜け止めがなされるものの、鋳造品よりなる継手５０では１つの凸条部５３しか金型成形できないため、これ以上の接合強度の向上は困難である。
【０００９】
更に、横桟５５に対して垂直方向の荷重Ｆがかかると、そのモーメントによって支柱５６には凸条部５３の上下範囲Ｘをスパンとした大きな作用力が付与され、当該部分に応力が集中的に発生して変形や損傷を招来し、耐久性を損なってしまうという課題もあった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パイプ材と継手の接合部分の外観を損なうことがなく、また、接合部分の耐久性向上、強度向上を図ったパイプ材と継手の接合構造及び接合方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明にかかるパイプ材と継手の接合構造の技術的手段は、第１に、矩形枠状の建枠７におけるパイプ材製の支柱部材５とパイプ材製の横桟６とを継手１３で略Ｔ字形に連結しており、前記継手１３は、前記支柱部材５を内部に挿入可能な筒形状で且つこの筒内面に軸方向中途部から径内方向に突出した凸条部１８を有する第１部材１５と、この第１部材１５の外側面から外側方に突出し且つ前記横桟６が外嵌する第２部材１６とを鋳造によって略Ｔ字形に成形され、前記支柱部材５は、前記継手１３の第１部材１５内に挿入された側面部に、前記第１部材１５の軸方向両端間の内面に沿うように径外方向に膨出する膨出部２８を備えており、前記継手１３の第１部材１５は、軸方向両端縁に径内方向に折曲し且つ先細り状に傾斜した折曲部１９を備え、前記継手１３における第１部材１５両端の折曲部１９の内周面に、前記支柱部材５の膨出部２８両端の外周面が沿って接合している。
【００１１】
第２に、前記継手１３の第１部材１５両端の折曲部１９は、内方突出量が凸条部１８の内方突出量と略同じで且つ前記支柱部材５の膨出部２８の膨出範囲を軸方向両端で規制している。
本発明にかかるパイプ材と継手の接合方法の技術的手段は、矩形枠状の建枠７におけるパイプ材製の支柱部材５とパイプ材製の横桟６とを接合する継手１３に、前記支柱部材５を内部に挿入可能な筒形状で且つこの筒内面に軸方向中途部から径内方向に突出した凸条部１８を有する第１部材１５と、この第１部材１５の外側面から外側方に突出し且つ前記横桟６が外嵌する第２部材１６とを略Ｔ字形に鋳造で成形し、前記継手１３の第１部材１５内に挿入した支柱部材５の側面部に径外方向の圧力を作用させて当該側面部を膨出変形し、前記継手１３の第２部材１６に横桟６を外嵌して固定することで、前記建枠７における支柱部材５と横桟６とを略Ｔ字形に連結するパイプ材と継手の接合方法であって、前記継手１３の第１部材１５の軸方向両端縁を、上面が径方向内側へ向かうに従って下方に移行するテーパ状の傾斜面２５Ａを形成した下型２３と、下面が径方向内側へ向かうに従って上方に移行するテーパ状の傾斜面２６Ａを形成した上型２２とで上下から圧縮することで、前記傾斜面２５Ａ、２６Ａに沿って径内方向に折曲する折曲部１９を第１部材１５の軸方向両端に成形し、前記継手１３の第１部材１５内に挿入した支柱部材５の側面部に径外方向の圧力を作用させる際に、当該側面部を前記継手１３の第１部材１５両端の折曲部１９間で前記第１部材１５の内面に沿うように膨出変形し、且つ前記継手１３における第１部材１５両端の折曲部１９の内周面に前記支柱部材５の膨出部２８両端の外周面を沿わせて接合する。
【００１２】
また、本発明にかかるパイプ材と継手の接合構造は、筒形状に形成された継手部材１５と、該継手部材１５内に挿入して接合されるパイプ材５とを備え、前記継手部材１５は、その軸方向両端縁に径内方向に折曲する折曲部１９を備え、前記パイプ材５は、前記継手部材１５内に挿入された側面部に、軸方向両端の折曲部１９間で継手部材１５の内面に沿うように径外方向に膨出する膨出部２８を備えており、前記折曲部１９は先細り状に傾斜していて、前記膨出部２８の軸方向両端の外周面は前記折曲部１９の内周面に接合していることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記継手部材１５内面の軸方向中途部に、径内方向に突出する凸条部１８を形成しており、この凸条部１８の内方突出量を前記折曲部１９の内方突出量と略同じに形成していることを特徴とするものである。
本発明にかかるパイプ材と継手の接合方法は、筒形状に形成された継手部材１５の軸方向両端縁を、上面が径方向内側へ向かうに従って下方に移行するテーパ状の傾斜面２５Ａを形成した下型２３と、下面が径方向内側へ向かうに従って上方に移行するテーパ状の傾斜面２６Ａを形成した上型２２とで上下から圧縮することで、前記傾斜面２５Ａ、２６Ａに沿って径内方向に折曲する折曲部１９を成形し、この継手部材１５内にパイプ材５を挿入し、その挿入されたパイプ材５の側面部に径外方向の圧力を作用することによって、当該側面部を、軸方向両端の折曲部１９間で継手部材１５の内面に沿うように膨出変形させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
上記の発明によれば、継手部材１５の軸方向両端縁に径内方向に折曲する折曲部１９を形成することによって、パイプ材５の膨出変形の範囲を規制できるようになり、継手部材１５との間に窪みを生じたり、継手部材１５からはみ出てパイプ材５が膨出変形するようなこともなく、外観を好適に維持することができるようになる。
【００１５】
また、接合部分にモーメントが作用した場合、パイプ材５には、軸方向両端の折曲部１９間の範囲Ｙ（図１参照）をスパンとした小さい作用力が付与されることから、従来に比べて耐久性を向上できるものとなり、更に、継手部材１５の内面の軸方向中途部に、径内方向に突出する凸条部１８を形成すれば、この凸条部１８と折曲部１９とがパイプ材５に係止することとなって軸方向に関する接合強度が向上され、継手部材１５に対するパイプ材５の抜けをより確実に防止できるものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図４及び図５は、建設工事等に用いられる組立式足場１を示しており、この組立式足場１は、足場枠２と足場板３とによって主構成されている。
前記足場枠２は、図５に示すように、前後に平行に配設された２本の支柱部材５を１組としてこれらを上下複数本（図例では４本）の横桟６で連結することによって構成された矩形枠状の建枠７を有し、この建枠７の複数（図例では３つ）を上下に着脱自在に接合することによって梯子８を構成するとともに、この梯子８の２つを図４に示す如く左右に対向させてブレース９及び横杆１０にて連結することによって立体的な枠形状を呈するものとなっている。
【００１７】
また、最下位の各支柱部材５に対しては、外下方に傾斜して延びる脚体１１が折り畳み自在に設けられ、最上位の建枠７間には、手摺り部材１２が架設して設けられている。前記足場板３は、適当な高さの左右に対向する横桟６間に架設して設けられるものとなっている。
前記建枠７を構成する支柱部材５と横桟６とは、金属製のパイプ材により構成され、これらは継手１３を介して互いに連結されている。そして、本発明は、前記継手１３と支柱部材５との接合に採用されたものとなっている。
【００１８】
図１に示すように、前記継手１３は、上下方向の軸心を有する筒形状の第１部材（本発明にかかる継手部材）１５と、該第１部材１５の側面から側方に突出された第２部材１６とによって略Ｔ字形を呈し、鋳造によって成形されたものとなっている。
前記第１部材１５の内面には、その上下中途部に径内方向に突出する凸条部１８が周方向に形成されており、上下の端縁には、後述する方法によって径内方向に傾斜状に折曲する折曲部１９を備えている。第２部材１６は、その外面に複数の凹溝２０を周方向に形成したものとなっている。
【００１９】
前記横桟６は、従来技術で説明したものと同様に、第２部材１６の外面に外嵌されるとともに、外側からの型嵌等によって側面部を凹溝２０に沿うように変形することで第２部材１６にカシメ固定されるようになっている。
そして、前記支柱部材５は、次に説明する接合方法により、継手１３内に挿入された側面部に膨出部２８を形成することで第１部材１５に接合されるようになっている。
【００２０】
この接合方法は、まず第１工程として、折曲部１９を形成していない従来構造の継手１３（第１部材１５）に対して折曲部１９を成形する加工を行う。
これは、図２に示すように、上型２２と下型２３とからなる金型を介したプレス加工によって行われるものであり、前記下型２３は、図２（ａ）の如く、第１部材１５内に装入される支持体２４と、この支持体２４の下部に設けた型材２５とを有する。この型材２５は、支持体２４の下端から径外方向に突出し、その上面が、径方向内側へ向かうに従って下方に移行するような傾斜面２５Ａに形成されている。
【００２１】
上型２２は、円盤状に形成されるとともに、その外周部に下方突出する型材２６を備えており、該型材２６の下面は、径方向内側へ向かうに従って上方に移行するような傾斜面２６Ａに形成されている。
そして、図２（ｂ）に示す如く、第１部材１５内に支持体２４を装入するとともに、上下型材２５，２６の傾斜面２５Ａ，２６Ａを第１部材１５の上下端縁に当接させ、プレスによって上下型２２，２３を上下に圧縮することによって、傾斜面２５Ａ，２６Ａに沿った折曲部１９が成形されるのである。
【００２２】
なお、折曲部１９の内方突出量は凸条部１８の内方突出量と略同じとされ、この折曲部１９及び凸条１８部分の内径は、前記支柱部材５を挿入可能とするように該支柱部材５の外径よりもやや大きく形成されている。
次に、第１部材１５に対して支柱部材５を接合する工程を行う。これは、図３（ａ）に示すように、第１部材１５の内部に支柱部材５を挿入するとともに、この支柱部材５の内部に内型３０を挿入し、同図（ｂ）に示すように、内型３０を径外方向に膨張させることによって、支柱部材５の側面部を第１部材１５の内面に沿うように膨出変形させてカシメ固定するのである。
【００２３】
前記内型３０は、前述した従来技術と同様の構成となっており、ゴム等の弾性変形可能な部材によって筒型に形成された型材（圧力媒体）３１と、該型材３１の上側に配設されていて型材３１内を摺動自在に挿通するロッド３２を固定したキャップ部材３３と、型材３１の下側に配設されていて前記ロッド３２が摺動自在に挿通する受け部材３４とを有しており、前記ロッド３２を下側に引くことによってキャップ部材３３と受け部材３４との間で型材３１を圧縮し、この圧縮によって型材３１を径外方向に膨張させるものとなっている。
【００２４】
上記の方法によれば、支柱部材５の膨出部２８の上下範囲が上下折曲部１９によって規制されることとなるため、支柱部材５と折曲部１９との間に窪みを生じたり、折曲部１９をはみ出て支柱部材５が膨出変形するようなことが防止され、外観を損なうようなこともほとんどない。
更に、支柱部材５には、凸条部１８だけでなく折曲部１９も係止することとなるために接合強度が向上され、強固に上下方向の抜止がなされるものとなっている。
【００２５】
また、横桟６に垂直方向の荷重Ｆがかかった場合、そのモーメントによって支柱部材５には上下折曲部１９間Ｙをスパンとする作用力が付与され、これは従来よりも小さい力となることから、支柱部材５に対する損傷や変形が防止され、耐久性の向上、ガタつき防止等が図られるようになる。
また、第１部材１５においては、折曲部１９がリブとしての作用をなして強度が向上されるようになっており、折曲部１９の傾斜によって膨出部２８の断面変化が滑らかとなることから該部分における応力の集中が防止されるようになっている。
【００２６】
本発明は、上記実施形態に限ることなく適宜設計変更可能である。
例えば、継手１３は、Ｔ字形に形成されたものに限られず、Ｙ字状、十字状等であってもよい。第１部材１５内面の凸条部は省略することが可能であり、折曲部１９は、第１部材１５の軸心方向に対して略垂直に折曲したものであってもよい。
【００２７】
膨出部２８を成形する内型３０は、液体等を圧力媒体とするものであってもよい。
また、本発明は、上述した組立式足場に限らず、各種の構造物等に採用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、パイプ材と継手との接合部分における外観を損なうことがなく、また、耐久性の向上、接合強度の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかるパイプ材と継手の接合構造を示す側面断面図である。
【図２】 折曲部の成形工程を示す側面断面図である。
【図３】 パイプ材と継手の接合工程を示す側面断面図である。
【図４】 本発明を採用した組立式足場の全体正面図である。
【図５】 同全体側面図である。
【図６】 従来技術にかかるパイプ材と継手の接合構造を示す側面断面図である。
【図７】 従来技術にかかるパイプ材と継手の接合工程を示す側面断面図である。
【符号の説明】
５ 支柱部材（パイプ材）
１３ 継手
１５ 第１部材（継手部材）
１９ 折曲部

Claims (3)

1. 矩形枠状の建枠（７）におけるパイプ材製の支柱部材（５）とパイプ材製の横桟（６）とを継手（１３）で略Ｔ字形に連結しており、
   前記継手（１３）は、前記支柱部材（５）を内部に挿入可能な筒形状で且つこの筒内面に軸方向中途部から径内方向に突出した凸条部（１８）を有する第１部材（１５）と、この第１部材（１５）の外側面から外側方に突出し且つ前記横桟（６）が外嵌する第２部材（１６）とを鋳造によって略Ｔ字形に成形され、
   前記支柱部材（５）は、前記継手（１３）の第１部材（１５）内に挿入された側面部に、前記第１部材（１５）の軸方向両端間の内面に沿うように径外方向に膨出する膨出部（２８）を備えており、
   前記継手（１３）の第１部材（１５）は、軸方向両端縁に径内方向に折曲し且つ先細り状に傾斜した折曲部（１９）を備え、
   前記継手（１３）における第１部材（１５）両端の折曲部（１９）の内周面に、前記支柱部材（５）の膨出部（２８）両端の外周面が沿って接合していることを特徴とするパイプ材と継手の接合構造。
2. 前記継手（１３）の第１部材（１５）両端の折曲部（１９）は、内方突出量が凸条部（１８）の内方突出量と略同じで且つ前記支柱部材（５）の膨出部（２８）の膨出範囲を軸方向両端で規制していることを特徴とする請求項１に記載のパイプ材と継手の接合構造。
3. 矩形枠状の建枠（７）におけるパイプ材製の支柱部材（５）とパイプ材製の横桟（６）とを接合する継手（１３）に、前記支柱部材（５）を内部に挿入可能な筒形状で且つこの筒内面に軸方向中途部から径内方向に突出した凸条部（１８）を有する第１部材（１５）と、この第１部材（１５）の外側面から外側方に突出し且つ前記横桟（６）が外嵌する第２部材（１６）とを略Ｔ字形に鋳造で成形し、
   前記継手（１３）の第１部材（１５）内に挿入した支柱部材（５）の側面部に径外方向の圧力を作用させて当該側面部を膨出変形し、前記継手（１３）の第２部材（１６）に横桟（６）を外嵌して固定することで、前記建枠（７）における支柱部材（５）と横桟（６）とを略Ｔ字形に連結するパイプ材と継手の接合方法であって、
   前記継手（１３）の第１部材（１５）の軸方向両端縁を、上面が径方向内側へ向かうに従って下方に移行するテーパ状の傾斜面（２５Ａ）を形成した下型（２３）と、下面が径方向内側へ向かうに従って上方に移行するテーパ状の傾斜面（２６Ａ）を形成した上型（２２）とで上下から圧縮することで、前記傾斜面（２５Ａ、２６Ａ）に沿って径内方向に折曲する折曲部（１９）を第１部材（１５）の軸方向両端に成形し、
   前記継手（１３）の第１部材（１５）内に挿入した支柱部材（５）の側面部に径外方向の圧力を作用させる際に、当該側面部を前記継手（１３）の第１部材（１５）両端の折曲部（１９）間で前記第１部材（１５）の内面に沿うように膨出変形し、且つ前記継手（１３）における第１部材（１５）両端の折曲部（１９）の内周面に前記支柱部材（５）の膨出部（２８）両端の外周面を沿わせて接合するようにしたことを特徴とするパイプ材と継手の接合方法。

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