JP2011231533A - 鋼管結合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦柱と水平材の結合時に、水平材に作用する横方向の負荷を確実に支持することができ、作業足場や支保工の強度向上を図ることができる鋼管結合装置を提供する。
【解決手段】縦柱ａの外周に固定され、結合孔が設けられたフランジ２と、水平材ｂの端部に固定されたホルダー部材３と、フランジ２とホルダー部材３を固定化して縦柱ａと水平材ｂを結合する結合部材４とからなり、前記フランジ２の外側縁でこのフランジ２に外嵌挿したホルダー部材３の側面と対応する位置に、ホルダー部材３を差し込む部分のフランジ２における外側縁よりも外方に突出し、このフランジ２と固定化したホルダー部材３の側面を受けるための横振れ防止部Ａを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、鋼管を直角状に結合することによって仮設構造物等を構築するために用いる鋼管結合装置に関する。

例えば、鋼管を用いて組立てる作業足場や支保工のような仮設構造物は、鋼管を用いた縦柱の継ぎ足しと共に、鋼管を用いた水平材を縦柱に対して直角状に結合し、隣接する縦柱を水平材で連結することによって構築するものであり、このため、仮設構造物の構築には、縦柱と水平材を直角状に結合する鋼管結合装置が必要になる。

従来、鋼管を直角状に結合するために用いられている鋼管結合装置は、互いに結合せんとする鋼管の一方鋼管の外周に、結合孔が設けられた四角形のフランジを固定し、他方鋼管の端部にフランジの厚みに対して外嵌挿する切り欠きと、上下方向の貫通孔が設けられたホルダー部材を固定し、このホルダー部材の貫通孔内に楔構造の結合部材を上下動可能に収納し、前記ホルダー部材をフランジに外嵌挿した状態で、ホルダー部材に収納した結合部材をフランジの結合用の孔に打ち込むことにより、両鋼管を直角状に結合する構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

上記のような鋼管結合装置を用いて組立てられる作業足場や支保工は、一方鋼管が一定間隔の起立配置となる縦柱で、他方鋼管が隣接する縦柱を結合する水平材となり、縦柱に上下所定の間隔でフランジが固定されており、水平材によって縦柱を同じ高さ位置のフランジ部分で結合することにより組立てられることになる。

ところで、鋼管結合装置を用いて組立てた作業足場や支保工は、高所作業時の安全性を確保するために十分な組み立て強度が要求され、従って、縦柱を結合する水平材の縦柱に対する結合強度と荷重支持強度の確保が重要になる。

この場合、上部からの垂直荷重に対しては、フランジやホルダー部材を製作するときに材料や大きさを選択することによって機械的強度を確保できるが、水平材の軸方向や横方向の負荷に対する強度に関しては鋼管結合装置の構造が直接関係する。

上記した従来の鋼管結合装置を用いて縦柱に水平材を結合した場合、ホルダー部材の切欠きをフランジに外嵌挿した状態で楔状の結合部材を結合孔に上から打ち込むと、フランジに対してホルダー部材は抜け止めとなり、同時に結合部材の楔作用でホルダー部材の前壁が押され、この前壁の先端面が縦柱の外面に圧接した状態で結合される。

従って、縦柱と水平材の結合状態において、水平材の軸方向には遊びの発生はなく、水平材の軸方向対する負荷には十分な結合強度が得られることになるが、作業足場や支保工において、通路の確保のために水平材の間に足場板をかけ渡す等必要があるため、水平材には垂直の荷重だけでなく横方向（水平方向）の負荷が作用することになり、水平材の横振れ発生を防がなければならない。

上記した鋼管結合装置は、ホルダー部材の貫通孔とその内部に納まる結合部材とには、貫通孔に対して結合部材を抜き差しできるようにするため、結合部材の板厚方向に余裕が設けられており、従って、水平材に横方向の負荷が作用した場合、縦柱の外面に圧接するホルダー部材の先端面を支点とする横振れが発生することになる。

このような水平材に生じる横振れに対する支持強度を高めるため、従来の鋼管結合装置においては、ホルダー部材に設ける切欠きの深さ寸法を、フランジに挿入したときホルダー部材の先端面が縦柱の外面に当接する状態で、切欠きの内端がフランジの外側縁に当接するように設定し、水平材に加わる横振れをフランジの外側縁とこれに当接する切欠きの内端で支持するようにしていた。

特開２００１−５５８３０号公報

ところで、上記のような鋼管結合装置において、縦柱や水平材は現場で手荒く取り扱われるため、フランジに変形が生じることがあると共に、本来フランジやホルダー部材の寸法精度はあまりシビアなものでないため、これらの原因によって、縦柱や水平材の結合状態で、ホルダー部材に設けた切欠きの内端とフランジの外側縁の間に隙間が生じる場合があり、このような隙間が生じると水平材に作用する横振れに対する支持強度が著しく低下することになり、水平材の横振れ発生により、組立てた作業足場や支保工の強度低下を招くという問題がある。

そこで、この発明の課題は、縦柱と水平材の結合時に、水平材に作用する横方向の負荷を確実に支持することができ、水平材の横振れ発生を抑えることで、作業足場や支保工の強度向上を図ることができる鋼管結合装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、直角の配置で互いに結合せんとする鋼管の一方鋼管の外周に固定され、結合孔が設けられたフランジと、他方鋼管の端部に固定され、前記フランジの厚みに対して外嵌挿する切欠きが先端から他方鋼管の軸方向に沿って設けられたホルダー部材と、前記ホルダー部材の内部に上下動可能に納まるように形成され、ホルダー部材の切欠きをフランジに外嵌挿した状態で前記結合孔に差し込むことにより、ホルダー部材の先端面を一方鋼管の外面に当接させた状態で、フランジとホルダー部材を固定化して鋼管を結合する結合部材とからなる鋼管結合装置において、前記フランジに、このフランジと結合したホルダー部材の側面が当接する横振れ防止部を設けたものである。

上記横振れ防止部が、フランジの外側縁でこのフランジに外嵌挿したホルダー部材の側面と対応する位置に、ホルダー部材を差し込む部分のフランジにおける外側縁よりも外方に突出する突出縁によって形成されているようにすることができる。

また、上記横振れ防止部が、フランジの一面側に設けた突起によって形成されている構造とすることができる。

ここで、一方鋼管に固定したフランジは、外形が平面四角形や四隅を円弧状に切り欠いた形状に形成され、このフランジには、外周縁の一辺における直線縁と直角の配置となり、一方鋼管の軸心を通る半径方向の軸線上の位置に、この軸線に沿う長孔によって結合孔が設けられている。

上記ホルダー部材は、両側の側壁と、この側壁の先端をつなぐ先端壁とで平面大略コ字状に形成され、両側壁の後端を他方鋼管の端部に溶接することにより、他方鋼管の軸方向に沿って突出するように固定されている。

このホルダー部材は、その内部が上下方向の貫通孔となり、切欠きは先端壁から両側壁の途中に達するように水平状態で形成され、先端壁の先端面に形成した弧状凹入面を一方鋼管の外面に当接させた状態で、切欠きの内端がフランジの外側縁に当接する深さになっている。

上記フランジに対してホルダー部材を取付ける場合は、結合孔を設けた部分に外側から切欠きを挿入するようになっており、貫通孔を結合孔に対して上下に一致させた状態で結合孔に上から結合部材を打ち込むことで結合することになる。

従って、フランジに設けた上記横振れ防止部は、フランジに対して所定の位置にホルダー部材を結合した状態で、このホルダー部材の一方側壁の外面が当接するように位置が設定されている。

上記横振れ防止部が、フランジの外周に設けた突出縁の場合、この突出縁が、フランジの直線となる一辺の一方端部側に外方への突出部を設け、この突出部を設けることによって生じた直角の段差によって形成され、フランジと結合したホルダー部材の側面を突出縁で受けることにより、他方鋼管に生じる横振れを防ぐことになる。

また、上記横振れ防止部が、フランジに設けた突起の場合、フランジの一部を一面側へ打ち出し成形したり切起こすことによって形成し、フランジと結合したホルダー部材の側面を突起で受けることにより、他方鋼管に生じる横振れを防ぐことになる。

この発明によると、一方鋼管の外周に固定されたフランジに、このフランジに外嵌挿したホルダー部材の側面が当接する横振れ防止部を設けたので、一方鋼管のフランジに結合した他方鋼管の横振れ発生を防ぐことができ、他方鋼管の横振れ発生を抑えることで、一方鋼管と他方鋼管で組立てた作業足場や支保工の強度向上を図ることができる。

この発明に係る鋼管結合装置の第１の実施の形態を示す一部を分解した状態の斜視図 この発明に係る鋼管結合装置の第１の実施の形態を示す結合途中の状態の要部切り欠き正面図 この発明に係る鋼管結合装置の第１の実施の形態を示す結合状態の横断平面図 この発明に係る鋼管結合装置の第１の実施の形態を示す結合状態の要部切り欠き正面図 図４の矢印Ｖ−Ｖでの縦断側面図 （ａ）はこの発明に係る鋼管結合装置の第２の実施の形態を示す結合状態の一部切欠き平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの縦断側面図 この発明に係る鋼管結合装置の第２の実施の形態を示す結合状態の下から見た斜視図 （ａ）はこの発明に係る鋼管結合装置の第３の実施の形態を示す結合状態の一部切欠き平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの縦断側面図 この発明に係る鋼管結合装置の第４の実施の形態を示すフランジを下から見た一部切欠き斜視図 （ａ）はこの発明に係る鋼管結合装置の第５の実施の形態を示すフランジの横断平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの縦断正面図 この発明に係る鋼管結合装置を用いて組立てた仮設足場の正面図 この発明に係る鋼管結合装置を用いて組立てた支保工の斜視図

以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１乃至図５はこの発明の鋼管結合装置１の第１の実施の形態を示し、起立状に配置する一方鋼管（以下縦柱ａという）に対して他方鋼管(以下水平材ｂという)を直角状態の配置で互いに結合し、縦柱ａと水平材ｂで作業足場や支保工を組立てるために用いるものである。

上記結合装置１は、縦柱ａの外周に固定したフランジ２と、水平材ｂの端部に固定されたホルダー部材３と、このホルダー部材３内でフランジ２とホルダー部材３を締結する結合部材４との組み合わせによって形成されている。

上記縦柱ａは、図１１と図１２のように、その外周に水平のフランジ２が軸方向に沿って所定間隔の配置で固定され、所定長さのものを順次上方に継ぎ足すことができるようになっている。

このフランジ２は、所定の厚みを有する平面四角形の金属板を用い、中央の円形孔を縦柱ａに外嵌して溶接することにより水平に固定され、前記フランジ２には、外周縁の一辺における直線縁と直角の配置となり、縦柱ａの軸心を通る半径方向の軸線上の位置に、この軸線に沿うよう縦柱ａの外面からフランジ２の途中で終わるように設けた長孔によって結合孔５が設けられている。

図示の場合、結合孔５は外周縁の四辺に対して対応するよう四箇所の位置に設け、縦柱ａに対して四方に水平材ｂを結合することができる例を示したが、二方や三方に設けるようにしてもよい、

上記ホルダー部材３は、両側の側壁６と、この側壁６の先端をつなぐ先端壁７とで平面大略コ字状に形成され、両側壁６の後端を水平材ｂの端部に溶接することにより、水平材ｂの軸方向に沿って突出するように固定されている。

このホルダー部材３は、両側壁６と先端壁７で囲まれた内部が上下方向の貫通孔８となり、上記フランジ２の厚みに対して外側から挿入するための切欠き９が、先端壁７から両側壁６の途中に達するように水平状態で形成され、先端壁７の先端面に縦柱ａの外径に沿うよう形成した弧状凹入面１０を縦柱ａの外面に当接させた状態で、切欠き９の内端がフランジ２の外側縁に当接する深さになっている。

図示の場合、ホルダー部材３は、両側壁６の外面を水平材ｂの外径に合わせた膨出弧状面にすると共に、円形状となる先端壁７は下部が両側壁６の下縁よりも下方に突出する延長部７ａとなり、両側壁６間の下部途中に結合部材４の下方への抜け止め桟１１が設けてあると共に、貫通孔８は、結合部材４の幅が余裕を持って納まる長さと、結合部材４の板厚が丁度収まるような幅になっている。

なお、図６（ｂ）と図８（ｂ）で示したように、ホルダー部材３の両側壁６は、切欠き９よりも下の部分が、切欠き９よりも上部よりも幅が狭くなる対向壁のように絞られ、貫通孔８は、この幅の狭くなった部分で結合部材４の厚み方向を保持し、結合部材４の上下方向への移動をガイドしている。

上記フランジ２に対してホルダー部材３は、結合孔５を設けた部分に外側から切欠き９を挿入するようになっており、貫通孔８を結合孔５に対して上下に一致させた状態で結合孔５に上から結合部材４を打ち込むことで結合することになる。従って、上下方向の貫通孔８と水平の切欠き９は交差状の配置になっている。

上記結合部材４は、ホルダー部材３の貫通孔８内に上下動可能に収まり、図４のように、フランジ２の結合孔５に対して上部から差し込む楔部１２と、この楔部１２の上部に設けた水平部１３と、該水平部１３の端部から直角に垂下してフランジ２の外側縁と水平材ｂの端部間に納まる杆状部１４とで二又状に形成され、楔部１２は下端に向けて狭幅となり、ホルダー部材３の先端壁７の内面に当接させる前縁が垂直で結合孔５の端部に当接する後縁が傾斜縁になっていると共に、前記杆状部１４の下端に結合部材４を上昇位置に引き上げたときの抜け止めとなるピン１５が固定されている。

上記したフランジ２には、フランジ２に外嵌挿したホルダー部材３の側面が当接する横振れ防止部Ａが設けられている。

第１の実施の形態における横振れ防止部Ａは、上記したフランジ２の外側縁で、このフランジ２に外嵌挿したホルダー部材３の側面と対応する位置に、ホルダー部材３を差し込むフランジ２の外側縁よりも外方に突出するよう設けられ、このフランジ２と固定化したホルダー部材３の側面を受けるための突出縁１６によって形成されている。

このフランジ２に設けた突出縁１６は、図５のように、フランジ２の直線状となる一辺の一方端部側に外方への突出部１７を設け、この突出部１７を設けることによって生じた直角の段差によって形成され、突出縁１６でフランジ２と結合したホルダー部材３の側面を受けることにより、水平材ｂに作用する突出縁１６側へ向けての横方向の負荷を支持することになる。

図３と図５のように、上記したフランジ２の四箇所に結合孔５を設けて水平材ｂを四方に結合することができるようにした場合、突出縁１６はフランジ２の外周四辺のそれぞれに設けるようにする。

また、上記突出縁１６は、フランジ２と固定化したホルダー部材３の両側に位置するように設け、水平材ｂに発生する横振れを両側で防止するようにしてもよい。

次に、図６と図７に示す鋼管結合装置１の第２の実施の形態において、上記横振れ防止部Ａは、フランジ２の途中で、フランジ２と結合したホルダー部材３の側面が当接する位置に、フランジ２の一部を下面側へ打ち出し成形した円軸状の突起１８によって形成したものである。

図８に示す鋼管結合装置１の第３の実施の形態において、上記横振れ防止部Ａは、フランジ２の途中で、フランジ２と結合したホルダー部材３の側面が当接する位置に、フランジ２の一部を上面側へ打ち出し成形した円軸状の突起１９によって形成したものである。

図９に示す鋼管結合装置１の第４の実施の形態において、上記横振れ防止部Ａは、フランジ２の途中で、フランジ２と結合したホルダー部材３の側面が当接する位置に、フランジの一部を下面側へ打ち出し成形した棒状の突起２０によって形成したものである。

この棒状の突起２０は、結合孔５の長さ方向に平行するように形成したものであり、ホルダー部材３の側面が当接する範囲を長く設定することができ、横振れ防止機能が向上することになる。なお、前記棒状の突起２０は、フランジ２の上面側へ打ち出し成形するようにしてもよい。

図１０に示す鋼管結合装置１の第５の実施の形態において、上記横振れ防止部Ａは、フランジ２の途中にコ字状の切れ目２１を施し、この切れ目２１で囲まれた部分を下面側へ折り曲げた切り起こし２２によって形成したものであり、フランジ２と結合したホルダー部材３の側面が切り起こし２２に当接することで、横振れの発生が防止されることになる。なお、切り起こし２２は、フランジ２の上面側に折り曲げるようにしてもよい。

この発明の結合装置は上記のような構成であり、縦柱ａと水平材ｂを直角に結合するには、ホルダー部材３内に挿通した結合部材４を上昇位置に引き上げて保持した状態で、水平材ｂの先端に固定したホルダー部材３の切り欠き９を、フランジ２の結合孔５を設けた部分に外周縁側から外嵌挿し、ホルダー部材３の先端壁７を縦柱ａの外面に当接させてこのホルダー部材３をフランジ２に載置し、ホルダー部材３の貫通孔８をフランジ２に設けた結合孔５に位置合わせし、この状態で結合部材４を下降させて楔部１２を結合孔５に圧入する。

楔部１２を結合孔５に圧入すると、傾斜縁と結合孔５による楔作用でホルダー部材３の先端壁７が縦柱ａに向けて押され、弧状凹入面１０が縦柱ａの外面に接合する状態で、図５のように、先端壁７を縦柱ａと楔部１２で挟圧することにより、フランジ２とホルダー部材３が固定化されることで、縦柱ａに対して水平材ｂが直角に結合される。

このようにして、縦柱ａに対して四方から水平材ｂを結合することができ、前記水平材ｂによる結合によって縦柱ａは所定の間隔で起立状態が保持され、所定長さを有する縦柱ａのジョイントを用いた継ぎ足しと水平材ｂによる隣接する縦柱ａの結合によって、図１１と図１２で示したような、建築や土木工事の作業足場Ｘや支保工Ｙを構築することができ、平行する水平材ｂ間には足場板を架設することになる。

図１１と図１２は、作業足場や支保工の組み立て例を示し、鋼管を用いた支柱ａと下部支柱ａ１、水平材ｂ、先行ブレース２３、ジャッキベース、キャスター、階段、足場板等を用いて組立てられる。

ここで、上記縦柱ａには、中間部下部の位置に水平材ｂを結合するためのフランジ２と、中間部上部の位置と上端部近くの位置に先行ブレース２３の結合用となるフランジ２ａが設けられ、下部支柱ａ１はこれと同様の構造で下部を少し短くしたものである。

水平材ｂは鋼管の両端にホルダー部材３を設けて形成され、先行ブレース２３は横材２３ａの両端にフランジ２ａへの係止金具を設け、両側係止金具の下部にそれぞれ斜材２３ｂの上端を枢止して形成され、斜材２３ｂの下端を手に持って横材２３ａの両端を上部のフランジ２ａへ係止し、この後両斜材２３ｂをクロスさせた状態で、その下端を下部のフランジ２ａへ係止することができるようになってる。

先ず、最下部用の縦柱ａ１をジャッキベース又はキャスター上に立設して四方に配置し、各最下部用の縦柱ａ１をフランジ２、２ａの部分において、水平材ｂと先行ブレース２３で結合して枠状に組立て、次に、各最下部用の縦柱ａ１の上に縦柱ａを継足し、この縦柱ａをフランジ２、２ａの部分において水平材ｂと先行ブレース２３で枠状に結合して水平材ｂ間に足場板を架設し、前記足場板上で更に縦柱ａの継足しと水平材ｂ、先行ブレース２３による結合を行い、これを順次上方に繰り返して所定の高さにすることで図１２のような支保工Ｙを組み立てることができ、また、これを横方向に順次結合すれば、図１１のような作業足場Ｘを組立てることができる。

上記した支保工Ｙや作業足場Ｘの組み立て状態において、縦柱ａに対する水平材ｂの結合部分は、図５のように、縦柱ａに対して水平材ｂがこの水平材ｂの軸方向には遊びのない状態での結合となり、水平材ｂの軸方向に対する負荷には十分な結合強度が得られることになる。

また、上記結合状態で、ホルダー部材３に設けた切欠き９の両側壁６に位置する内端がフランジ２の外側直線縁に当接し、更に、ホルダー部材３の側壁６における外面がフランジ２に設けた横振れ防止部Ａに当接することになる。

ところで、上記結合状態で、水平材ｂに横振れが生じると、両端のホルダー部材３には、縦柱ａの外面に圧接するホルダー部材３の先端弧状凹入面１０を支点とする負荷が加わることになるが、前記した切欠き９の内端とフランジ２の外側直線縁の当接部分及び、ホルダー部材３の側壁６における外面が当接する横振れ防止部Ａとで前記負荷を支持することになり、これによって、水平材ｂの横振れに対する支持強度が向上し、水平材ｂの横振れ発生を抑制することで、組立てた作業足場Ｘや支保工Ｙの安全性を向上させることができる。

なお、上記した切欠き９の内端とフランジ２の外側直線縁の当接については、背景技術の項で述べたように、フランジ２やホルダー部材３の寸法精度等が原因で、ホルダー部材３に設けた切欠き９の内端とフランジ２の外側縁の当接による、水平材ｂの横方向の負荷に対する支持力は期待できない場合があるが、フランジ２に設けた横振れ防止部Ａにホルダー部材３の側壁６における外面を当接させるようにすると、この横振れ防止部ａが水平材ｂの横振れ発生を確実に防ぎ、作業足場や支保工の強度を向上させることになる。

また、結合を解くには、ホルダー部材３の下面から突出する結合部材４の杆状部１４をハンマー等で叩き上げ、楔部１２をフランジ２の結合孔５から抜き取り、ホルダー部材３をフランジ２から引き離すようにすればよく、杆状部１４が結合を解くための操作部になっている。

１ 鋼管結合装置
２ フランジ
３ ホルダー部材
４ 結合部材
５ 結合孔
６ 側壁
７ 先端壁
８ 貫通孔
９ 切欠き
１０ 弧状凹入面
１１ 抜け止め桟
１２ 楔部
１３ 水平部
１４ 杆状部
１５ ピン
１６ 突出縁
１７ 突出部
１８ 突起
１９ 突起
２０ 棒状の突起
２１ コ字状の切れ目
２２ 切り起こし
２３ 先行ブレース
Ａ 横振れ防止部
ａ 縦柱
ｂ 水平材

Claims (3)

1. 直角の配置で互いに結合せんとする鋼管の一方鋼管の外周に固定され、結合孔が設けられたフランジと、
   他方鋼管の端部に固定され、前記フランジの厚みに対して外嵌挿する切欠きが先端から他方鋼管の軸方向に沿って設けられたホルダー部材と、
   前記ホルダー部材の内部に上下動可能に納まるように形成され、ホルダー部材の切欠きをフランジに外嵌挿した状態で前記結合孔に差し込むことにより、ホルダー部材の先端面を一方鋼管の外面に当接させた状態で、フランジとホルダー部材を固定化して鋼管を結合する結合部材とからなる鋼管結合装置において、
   前記フランジに、このフランジと結合したホルダー部材の側面が当接する横振れ防止部を設けたことを特徴とする鋼管結合装置。
2. 上記横振れ防止部が、フランジの外側縁でこのフランジに外嵌挿したホルダー部材の側面と対応する位置に、ホルダー部材を差し込む部分のフランジにおける外側縁よりも外方に突出する突出縁によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管結合装置。
3. 上記横振れ防止部が、フランジの一面側に設けた突起によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管結合装置。

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