JP2013151825A

JP2013151825A - クランプ金具装置及びその製造方法

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Publication number: JP2013151825A
Application number: JP2012013291A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Uchihashi; 義晴内橋
Original assignee: Heiwa Giken Co Ltd
Current assignee: Heiwa Giken Co Ltd
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: KR20130086510A; JP5665778B2; KR101395706B1

Abstract

【課題】余分な材料を使用せず、しかも十分な強度を有し、かつ組み立て易いクランプ金具装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】支持パイプ１５、１５ａを挟持する第１、第２のクランプ機構１３、１４を、第１、第２の平面座１１、１２を介して背中合わせに連結されたクランプ金具装置１０において、それぞれの第１、第２の平面座１１、１２に形成された仮想正方形ｓの角部位置に、管状の雄形突起２７〜３０と、雄形突起２７〜３０が嵌入し、雄形突起２７〜３０の出口側に外側に開くテーパー部３６を備えた雌孔３１〜３４とが交互に形成され、しかも、雄形突起２７〜３０の先側が、雌孔３１〜３４のテーパー部３６に沿って拡径し、第１、第２のクランプ機構１３、１４が連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築現場等において足場板を支持するパイプ支柱等の交叉部分を連結する場合に使用する、又は２本のパイプ材を繋ぎ合わせるために使用するクランプ金具装置及びその製造方法に関するものである。

一般に建築現場等で使用される組立足場は、柱や梁等を構成するパイプ材をクランプ金具装置で縦横に連結することによって組み立てられている（特許文献１参照）。
図７に示すように、従来のクランプ金具装置７０は、それぞれパイプ７１、７２を挟持する第１、第２のクランプ機構７３、７４を有し、それぞれ第１、第２のクランプ機構７３、７４の平面座７５、７６を、背中合わせにして４本のリベット７８（通常、直径Ｄが６ｍｍ）によって連結している。

そして、第１、第２のクランプ機構７３、７４は、それぞれパイプ７１、７２が嵌入する半円弧状の凹部８２、８３を有する固定受け部材８４、８５と、この固定受け部材８４、８５の基部にピン８６、８７を介して回動自在に連結されている半円弧状の凹部８８、８９を有する可動受け部材９０、９１と、可動受け部材９０、９１と固定受け部材８４、８５を連結するボルト９２、９３及びナット９４、９５を有している。なお、ボルト９２、９３の基部は固定受け部材８４、８５の先部にピン９７、９８を介して回動可能に連結されている。図７の上部に平面座７５、７６に形成されているリベット孔９８を示す。

特開２００４−２７７８１号公報

しかしながら、従来のクランプ金具装置においては、以下のような問題があった。
（１）第１、第２のクランプ機構７３、７４をプレス成形する他、平面座７５、７６に設けた４つのリベット孔９８にそれぞれリベット７８を入れ込む必要があり、余分な材料が必要となっていた。
（２）また、従来の技術では、リベット７８は通常直径Ｄが６ｍｍのものを使用していたので、引っ張りに対してはある程度の強度を有するが、剪断に対してはリベット７８とリベット孔９８との間に多少のガタ（隙間）を設ける必要があることもあって、１又は２本のリベットに剪断力が集中して強度不足が生じる場合があった。
（３）勿論、リベットの直径を大きくすることも考えられるが、組み立てにあっては、リベットの頭部を押し潰してかしめるので、隣り合うリベットを隙間を有して配置することが必要となり、クランプ機構７３、７４の大型化に繋がるという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、余分な材料を使用せず、しかも十分な強度を有し、かつ組み立て易いクランプ金具装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に添う第１の発明にかかるクランプ金具装置は、支持パイプの外側面に一致させた第１の凹部を内側に有する固定受け部材と、該固定受け部材の基端部に回動自在に第１のピンを介して連結され、先端部にはナット受け座が形成されて、前記支持パイプの外側面に一致する第２の凹部を内側に有する可動受け部材と、前記固定受け部材の先端部に回動自在に第２のピンを介して取付けられ、その先部が前記ナット受け座に装着され、螺合するナットによって前記固定受け部材と前記可動受け部材による前記支持パイプの締結を行う取付けボルトとをそれぞれ備えた第１、第２のクランプ機構を、それぞれの前記固定受け部材に形成された第１、第２の平面座を介して背中合わせに連結されたクランプ金具装置において、
それぞれの前記第１、第２の平面座に軸心を合わせて形成される仮想（即ち、架空）の正方形の角部位置に、前記第１、第２の平面座をプレス加工することによって形成された管状の雄形突起と、雌孔とが交互に形成され、しかも、前記雌孔は嵌入した前記雄形突起の出口側に外側に開くテーパー部を備え、更に、前記雄形突起の先側が、前記雌孔のテーパー部に沿って拡径して、前記第１、第２のクランプ機構が連結されている。

第１の発明に係るクランプ金具装置において、前記雄形突起の基部の外側径は、前記第１、第２の平面座の厚みの３〜４．５倍の範囲にあるのが好ましい。従って、平面座の厚みが３．２ｍｍの場合は、雄形突起の外側直径が９．６〜１４．４ｍｍの範囲にある。

前記目的に添う第２の発明に係るクランプ金具装置の製造方法は、支持パイプの外側面に一致させた第１の凹部を内側に有する固定受け部材と、該固定受け部材の基端部に回動自在に第１のピンを介して連結され、先端部にはナット受け座が形成されて、前記支持パイプの外側面に一致する第２の凹部を内側に有する可動受け部材と、前記固定受け部材の先端部に回動自在に第２のピンを介して取付けられ、その先部が前記ナット受け座に装着され、螺合するナットによって前記固定受け部材と前記可動受け部材による前記支持パイプの締結を行う取付けボルトとをそれぞれ備えた第１、第２のクランプ機構を、それぞれの前記固定受け部材に形成された第１、第２の平面座を介して背中合わせに連結されたクランプ金具装置の製造方法において、
それぞれの前記第１、第２の平面座に軸心を合わせて仮想形成される正方形の角部位置に、プレス加工によって管状の雄形突起と、装着される前記雄形突起の出側位置にはテーパー部を有する雌孔とを交互に形成し、前記第１、第２の平面座に形成された前記雄形突起を、対応する前記雌孔に挿入した後、前記雄形突起の先端部を前記雌孔のテーパー部に沿って広げる。

第２の発明に係るクランプ金具装置の製造方法において、前記雌孔に嵌入前の前記雄形突起の長さは、前記第１、第２の平面座の厚みの１．３〜１．６倍の範囲にあるのが好ましい。従って、平面座の厚みを３．２ｍｍとすると、雄形突起の長さは、４．１６〜５．１２ｍｍの範囲にある。

本発明に係るクランプ金具装置及びその製造方法においては、以下のような効果を有する。
（１）本発明に係るクランプ金具装置及びその製造方法においては、第１、第２の平面座に形成される管状の雄形突起が、プレス加工によって形成されるので、従来のようにリベットを用いる必要がない。従って、安価にこのクランプ金具装置を製造できる。

（２）本発明に係るクランプ金具装置及びその製造方法においては、平面座に仮想的に形成された正方形の角部の一方の対角位置に雄形突起を、他方の対角位置に出口側に外側に開くテーパー部を備えた雌孔を形成し、連結にあっては雄形突起の先側を雌孔のテーパー部に沿って拡径（以下、この部分を「拡径部」という）しているが、雄形突起の拡径部の径が、特定の試験荷重をかけても雌孔から雄形突起が抜けない程度の比較的小さな径（例えば、雄形突起の基部の直径の１．１５〜１．４倍）で済むので、雄形突起の基部直径を従来のリベットより大きくできる。

（３）また、雄形突起の拡径部の位置は、前記した正方形の対角線上にある。従って、隣り合う拡径部の距離は、従来の正方形の辺ではなくて対角線の長さであるので、この意味からも雄形突起の基部直径を大きくでき、これによって、十分な剪断強度と引っ張り強度を有する雄形突起とすることができる。

本発明の一実施の形態に係るクランプ金具装置の正面図である。同クランプ金具装置の平面図である。同クランプ金具装置の対向する固定受け部材を連結した状態の斜視図である。（Ａ）、（Ｂ）は同クランプ金具装置の固定受け部材の平面図、（Ｃ）は斜視図である。（Ａ）〜（Ｄ）は同クランプ金具装置の第１、第２の平面座の取付け方法の説明図である。同クランプ金具装置と従来例に係るクランプ金具装置を比較した実施例についての説明図である。従来例に係るクランプ金具装置の正面図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るクランプ金具装置１０は鋼材（普通鋼、炭素鋼、高張力鋼）からなって、それぞれの平面座１１、１２を向かい合わせて連結される第１、第２のクランプ機構１３、１４を備えている。

第１のクランプ機構１３（第２のクランプ機構１４も同じ）は、支持パイプ１５（第２のクランプ機構１４においては１５ａ）の外側面に一致させた第１の凹部１６を内側に有する固定受け部材１７と、固定受け部材１７の基端部に回動自在に第１のピン１８を介して連結され、先端部にはＵ字状の開口部１９を有するナット受け座２０が形成されて、支持パイプ１５の外側面に一致する第２の凹部２１を内側に有する可動受け部材２２とを有している。

第１のクランプ機構１３は、更に、固定受け部材１７の先端部に回動自在に第２のピン２３を介して取付けられ、その先部がナット受け座２０に装着されて、螺合するナット２４によって固定受け部材１７と可動受け部材２２によって支持パイプ１５の締結を行う取付けボルト２５を備えている。図３、図４に示すように、この第１、第２のクランプ機構１３、１４は、それぞれの固定受け部材１７に形成された第１、第２の平面座１１、１２に設けられた雄形突起２７〜３０を介して背中合わせに連結されている。なお、第２のクランプ機構１４の平面座１２に設けられた雄形突起２８、３０の位置は平面座１１の雄形突起２７、２９の位置と異なっているので、第２のクランプ機構１４の固定受け部材を番号１７ａとする。

図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５（Ａ）に示すように、この実施の形態においては、固定受け部材１７、１７ａの平面座（平面部分をいう）１１、１２は一辺が約４５ｍｍ（４２〜４８ｍｍ程度がよい）の正方形であり、この中に軸心を同じくして１辺２０ｍｍ（１８〜２３ｍｍの範囲がよい）の仮想の正方形ｓを形成し、その角部位置に管状の雄形突起２７〜３０とこれらが嵌入する雌孔３１〜３４を交互に形成している。従って対角線上にある雌孔３１、３３及び３２、３４の距離は、２５．４〜３２．５ｍｍとなって、雌孔３１〜３４の径を十分に大きくできる。この実施の形態では、雄形突起２７〜３０の基部の直径（外側径）は、平面座１１、１２の厚み（例えば、３〜３．２ｍｍ）の３〜４．５倍程度となっている（具体的には、１１〜１４ｍｍ、例えば１３ｍｍ）。また、雄形突起２７〜３０の長さは平面座１１、１２の厚みの１．３〜１．６倍程度である。

一方、雄形突起２７〜３０の厚みは、１．２〜１．８ｍｍであるから、最小条件（雄形突起の直径を１１ｍｍ、厚みを１．２ｍｍ）で計算して各雄形突起２７〜３０の断面積が３７ｍｍ²となり、直径が６ｍｍのリベット（断面積２８ｍｍ²）より大きくなって、剪断破壊強度及び引っ張り強度ともに大きくなる。
また、雌孔３１〜３４の出側（即ち、雄形突起２７〜３０が突出する側）には、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、外側に直径が徐々に大きくなるテーパー部３６が設けられている。

このテーパー部３６のテーパー角は４０〜５０度程度となって、突出側の最大径は、雌孔３１〜３４の内径＋１．８〜３．５ｍｍ程度となっている。このテーパー部３６の形成は、雌孔３１〜３４をプレス抜きするときに同時に作成するのが好ましい。
雄形突起２７〜３０の形成は、雄形突起２７〜３０の中心位置に予め小径の円孔を形成し、プレス加工によって、押し抜きを行うことになる。このときの加工は、材料によって変わるが、ホットプレスであってもよいし、冷間プレスであってもよい。円孔の直径は、雄形突起２７〜３０の長さ、外径及び内径によって決定されるが、プレスしても金属の容積は変わらないので、周知の方法によって容易に計算できる。

図５（Ｂ)〜（Ｄ）に、この雄形突起２８、２９（２７、３０も同様）の加工方法を記載しているが、雄形突起２７〜３０を雌孔３１〜３４に入れて、別のパンチによって雄形突起２７〜３０の先端のテーパー部３６に沿った拡径加工を行う。この場合の拡径代を片側１．２〜２ｍｍ程度とするのがよい。これによって、十分な抜け耐力を有する。なお、図５（Ｂ）〜（Ｄ）は図４において矢視Ｐ−Ｐ’を示す。また、図５（Ａ）は図５（Ｂ）の矢視Ｒ−Ｒ’を示す。
雄形突起２７〜３０の先端部外側に面取り（０．２〜０．５ｍｍ）を行うと、雄形突起２７〜３０の基部外径と雌孔３１〜３４の内径を一致させることができ、これによって、雄形突起２７〜３０と雌孔３１〜３４のガタをなくすことができる。

図６に本発明の一実施の形態に係るクランプ金具装置１０と従来例に係るクランプ金具装置７０とを剪断破壊させた実験装置４０を示す。図に示すように、直径が４８．６ｍｍの支柱４１に、クランプ金具装置７０、１０を介して支持パイプ４２を取付け、支持パイプ４２の途中に６０ｋｇの重り４３を設け、剪断破壊した距離Ｌを測定した。

それぞれ３個のクランプ金具装置７０、１０の測定を行った結果、リベットかしめした従来のクランプ金具装置７０においては、Ｌが、２．３ｍ（一回目）、２．２ｍ（２回目）、２．２ｍ（３回目）で、平均Ｌが２．２３３ｍであった。
また、クランプ金具装置１０においてはＬが、３．５ｍ（１回目）、３．５ｍ（２回目）、３．６ｍ（３回目）で平均が３．５３３ｍであった。このことから、本発明の一実施の形態に係るクランプ金具装置１０の方がより大きな剪断破壊強度を有することが分かる。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、前記実施の形態においては、第１、第２のクランプ機構は同一直径の支持パイプを固定するようにしていたが、第１、第２のクランプ機構に異なる直径の支持パイプを挟持させてもよい。
また、前記実施の形態では、第１、第２のクランプ機構の固定受け部材は異なる位置に雄形突起、及び雌孔が設けられていたが、同一位置に設け、第１、第２のクランプ機構に平行配置された支持パイプを挟持するようにしてもよい。

１０：クランプ金具装置、１１、１２：平面座、１３：第１のクランプ機構、１４：第２のクランプ機構、１５、１５ａ：支持パイプ、１６：第１の凹部、１７、１７ａ：固定受け部材、１８：第１のピン、１９：開口部、２０：ナット受け座、２１：第２の凹部、２２：可動受け部材、２３：第２のピン、２４：ナット、２５：取付けボルト、２７〜３０：雄形突起、３１〜３４：雌孔、３６：テーパー部、４０：実験装置、４１：支柱、４２：支持パイプ、４３：重り

Claims

支持パイプの外側面に一致させた第１の凹部を内側に有する固定受け部材と、該固定受け部材の基端部に回動自在に第１のピンを介して連結され、先端部にはナット受け座が形成されて、前記支持パイプの外側面に一致する第２の凹部を内側に有する可動受け部材と、前記固定受け部材の先端部に回動自在に第２のピンを介して取付けられ、その先部が前記ナット受け座に装着され、螺合するナットによって前記固定受け部材と前記可動受け部材による前記支持パイプの締結を行う取付けボルトとをそれぞれ備えた第１、第２のクランプ機構を、それぞれの前記固定受け部材に形成された第１、第２の平面座を介して背中合わせに連結されたクランプ金具装置において、
それぞれの前記第１、第２の平面座に軸心を合わせて形成される仮想正方形の角部位置に、前記第１、第２の平面座をプレス加工することによって形成された管状の雄形突起と、雌孔とが交互に形成され、しかも、前記雌孔は嵌入した前記雄形突起の出口側に外側に開くテーパー部を備え、更に、前記雄形突起の先側が、前記雌孔のテーパー部に沿って拡径して、前記第１、第２のクランプ機構が連結されていることを特徴とするクランプ金具装置。
請求項１記載のクランプ金具装置において、前記雄形突起の基部の外側径は、前記第１、第２の平面座の厚みの３〜４．５倍の範囲にあることを特徴とするクランプ金具装置。
支持パイプの外側面に一致させた第１の凹部を内側に有する固定受け部材と、該固定受け部材の基端部に回動自在に第１のピンを介して連結され、先端部にはナット受け座が形成されて、前記支持パイプの外側面に一致する第２の凹部を内側に有する可動受け部材と、前記固定受け部材の先端部に回動自在に第２のピンを介して取付けられ、その先部が前記ナット受け座に装着され、螺合するナットによって前記固定受け部材と前記可動受け部材による前記支持パイプの締結を行う取付けボルトとをそれぞれ備えた第１、第２のクランプ機構を、それぞれの前記固定受け部材に形成された第１、第２の平面座を介して背中合わせに連結されたクランプ金具装置の製造方法において、
それぞれの前記第１、第２の平面座に軸心を合わせて仮想形成される正方形の角部位置に、プレス加工によって管状の雄形突起と、装着される前記雄形突起の出側位置にはテーパー部を有する雌孔とを交互に形成し、前記第１、第２の平面座に形成された前記雄形突起を、対応する前記雌孔に挿入した後、前記雄形突起の先端部を前記雌孔のテーパー部に沿って広げることを特徴とするクランプ金具装置の製造方法。
請求項３記載のクランプ金具装置の製造方法において、前記雌孔に嵌入前の前記雄形突起の長さは、前記第１、第２の平面座の厚みの１．３〜１．６倍の範囲にあることを特徴とするクランプ金具装置の製造方法。