JP5424260B2 - 仮設足場支柱用鋼管およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設現場においてクサビ式仮設足場の支柱として用いられる鋼管およびその製造方法に関する。

建設現場などで作業床や通路などとして使用される仮設足場としては、所定間隔おきに立設された支柱間に、腕木や手摺棒が複数段にそれぞれ架け渡され、その腕木間に作業床や通路などとなる布板を載せた構造の足場が一般に知られている。これら、支柱材や腕木、手摺棒として、アルミニウム合金管も用いられているが、機械的特性や耐久性に優れた鋼管が多用されている。

前記支柱間に腕木や手摺棒を架け渡す方法として、例えば図１，２に見られるように、支柱１，１１の側部に、縦に貫通するクサビ孔が形成された受け金具２，１２を固設するとともに、腕木や手摺棒３の端部にクサビ形の係合金具４を当該腕木や手摺棒３の軸方向に対して垂直な方向に突設させ、このクサビ形の係合金具４を前記受け金具２，１２のクサビ孔に挿入させる、いわゆるクサビ式連結方法が多用されている（例えば特許文献１，２参照。）。
そして、支柱の側部に受け金具を固設する手段として、通常は、コ字状に曲折された鋼板を支柱の側部に溶接接合している。

特開平５−２２２８３９号公報 特開２００２−２７６１５２号公報

ところで、支柱材や腕木、手摺棒として鋼管を用いようとすると、耐久性の観点からさびの発生が心配される。そこで、亜鉛系めっき鋼管の使用が想定される。
しかしながら、受け金具を亜鉛系めっき鋼管製の支柱側部に固設する手段として、前記したような溶接接合法を用いようとすると、鋼材の溶接時に生じ易い溶融金属脆化割れの発生が懸念される。

そこで、受け金具を支柱側部に固設する手段として、溶接接合法を用いずにネジを用いるネジ接合法の使用が想定される。例えば、図３に示すように、受け金具をネジで支柱側部に固定する方法である。図３（ａ）のように、鋼管の側壁に、鋼管側壁に沿った湾曲部を有する受け金具をネジで止めても良いし、図３（ｂ）のように、鋼管の端部に段差部を設け、この段差部に側面が平らな受け金具をネジで止めても良い。また、図３（ｃ）のように、鋼管中間部に平坦な押込み部を設け、この押込み部に前記図３（ｂ）と同様な側面が平らな受け金具をネジで止めても良い。
このような接合態様により、受け金具は支柱に強固に固定される。

ところで、支柱間には手摺棒の他に腕木を手摺棒に対して直交する方向に架け渡している。このため、図１，２に示すように、支柱には、その側面四方向に受け金具を必要がある。また、クサビ形の係合金具に所要の強度を持たせるには、ある程度の大きくする必要があるが、大きなクサビ形係合金具を受け入れ可能な大型の受け金具を、四方に同一水平ライン上に形成することは困難となる。
そこで、相対する二個ずつをずらして取り付け形態を採ることになる（図２参照）。

四つの受け金具を二個ずつずらして取り付け形態を採るには、図３（ｃ）に示すような段差部を近接させて上下二段にわたって設ける必要がある。そして、それぞれの段差部に、手摺棒用受け金具と腕木用受け金具をネジで固設した後、これらの受け金具にクサビ形係合金具を挿入することになる。
段差部に受け金具をネジで固設すると、ネジの頭が突出した形態となり易い。ネジの頭が突出しないほどに深い段差部を設けることも想定されるが、二段にわたっての深い段差部の形成は困難である。

ネジの頭が突出していると、図４（ａ）に示すようにクサビ形係合金具を受け金具内に挿入する際に邪魔になるばかりでなく、受け金具内に挿入したクサビ形係合金具の固定が不安定となる。ネジの頭が突出しないように段差部を深くした場合でも、係合金具のクサビ形状にもよるが、受け金具内に挿入したクサビ形係合金具が不安定になることがある。
したがって、図４（ｂ）に示すように、二段にわたって取り付けた受け金具の、特に上側の受け金具の外表面が、捩じ込んだネジの頭も含め、支柱の表面と段差がないように取り付けられることが望ましい。

受け金具の取り付け形態が二段にわたるのではなく、一段であっても受け金具の外表面が、捩じ込んだネジの頭も含め、支柱の表面と段差がないように取り付けられることが望ましい。仮設足場に乗って作業する作業者の衣服等が捩じ込んだネジの頭等に引っ掛かることも予測される。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、支柱間に手摺棒等をクサビ式連結方法で架け渡して構築する仮設足場に用いられる支柱用の鋼管として、クサビ形係合金具を受け入れる受け金具外表面が鋼管の表面に段差なく取り付けることが可能な支柱用鋼管を提供することを目的とする。

本発明の仮設足場支柱用鋼管は、その目的を達成するため、鋼管の所要箇所の当該鋼管の軸に対して対向する外面位置に受け金具を固定するための所定の長さの一対の押込み面を設けた仮設足場支柱用鋼管であって、前記押込み面は、中央部に鋼管の外面と平行な曲面を有するとともに、当該曲面の両側と前記鋼管外面とを繋ぐ、当該鋼管の軸と平行な二つの平面とを有するものであり、前記押込み面の中央部の曲面部分の深さが、前記受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する深さであることを特徴とする。
前記押込み面が、鋼管の長手方向の近接する２箇所に互いに直交する方向に合せて二対で一セットとして設けられていることが好ましい。
また、本発明の仮設足場支柱用鋼管は亜鉛系めっき鋼管、特にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系の合金めっき鋼管を素材としたものが好ましい。

本発明の仮設足場支柱用鋼管は、被加工鋼管の外径と同じ内径の円筒面を有し、その途中位置に、中央部が前記円筒面と平行な凹曲面で、その両側に前記円筒面の中心軸と平行な平面を備えた所定長さの突出部が被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する高さでそれぞれ設けられた外上金型と外下金型とからなる外金型および支持棒の一端に、被加工鋼管の内径に合致する外径の円柱部を有する後端加工保持部と、当該後端加工保持部の前方に、被加工鋼管の内面と平行で被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する深さの凸曲面で構成されるとともに当該凸曲面の両側に平坦面を備え、当該平坦部が被加工鋼管の内径に合致する外径の二つの部分円柱部に繋がる所定長さの窪みを上下二箇所設けた押込み面形成部が固設されるとともに、当該押込み面形成部のさらに前方に、被加工鋼管の内径に合致する外径の二つの部分円柱部と、当該部分円柱部間を結ぶ二つの平面部を有し、当該二つの平面部間が被加工押込み面の間隔と合致する先端加工保持部が前記押込み面形成部に対して９０°回転自在に取り付けられた内金型を準備し、前記外上金型と間隔をあけて配置された外下金型上に、被加工鋼管を載置するとともに当該被加工鋼管内に前記内金型を挿入するか、あるいは前記内金型を挿入した被加工鋼管を載置して、内金型の押込み面形成部位置を外下金型の突出部位置に合わせた後、前記内金型の先端加工保持部の部分円柱部の向きが押込み面形成部の部分円柱部の向きと９０°ずれるようにセットし、その後に前記外上金型を前記外下金型方向に押圧することにより、被加工鋼管に一対の押込み面を形成し、その後に、外上金型の押圧を解除するとともに前記先端加工保持部のみを９０°回転させてその部分円柱部の向きを押込み面形成部の部分円柱部の向きに合わせて前記内金型全体を被加工管から取り出すことにより製造される。

鋼管外面に、中央部の曲面部分の深さが、取り付けようとする受け金具の板厚と合致する深さの押込み面を一対に設けることにより、支柱間に手摺棒等をクサビ式連結方法で架け渡して構築する仮設足場に用いられる支柱用の鋼管として、受け金具をその外表面と鋼管表面に段差がないように取り付けることが可能な支柱用鋼管を提供することができる。したがって、クサビ形係合金具を支柱に取り付けた受け金具中に差し込む際の障害がなくなって円滑な足場構築作業が行える。
特に、一対の押込み面を、鋼管の長手方向の近接する２箇所に、互いに直交する方向に、合せて二対設けることにより、手摺棒用の他に腕木用のクサビ形係合金具を互いに直交する向きに支柱に取り付けた受け金具中に差し込むことが可能になって、円滑な足場構築作業が行えるばかりでなく、安定性に優れた仮設足場が構築できる。

足場用支柱に手摺棒を架け渡すクサビ式連結方法の従来例を紹介する図 受け金具を固定した従来の足場用支柱を紹介する図 足場用支柱への受け金具固定方法の種々の態様を説明する図 受け金具固定時の問題点を紹介する図 本発明仮設足場支柱用鋼管への受け金具固定形態を説明する斜視図 仮設足場支柱用鋼管を製造するための内金型の形状を説明する斜視図 仮設足場支柱用鋼管を製造するための金型の配置状況を説明する斜視図 仮設足場支柱用鋼管を製造するための外金型の形状を説明する正面図 本発明仮設足場支柱用鋼管への受け金具固定形態を説明する他の斜視図

前記した通り、支柱に受け金具をネジ等で取り付けると、ネジの頭が突出した形態となってしまい、クサビ形係合金具を受け金具内に挿入する際に邪魔になるばかりでなく、受け金具内に挿入したクサビ形係合金具の固定が不安定となる。ネジの頭が突出しないように段差部を深くした場合でも、係合金具のクサビ形状にもよるが、受け金具内に挿入したクサビ形係合金具が不安定になることがある。また、ネジの頭が突出していると、仮設足場に乗って作業する作業者の衣服等が引っ掛かることもある。特に、受け金具を二段にわたって取り付ける場合、上側の受け金具の外表面が、捩じ込んだネジの頭も含め、支柱の表面と段差がないように取り付けられることが望ましい。

そこで、本発明者等は、図５に示すように、支柱となる鋼管の中間部に、受け金具の板厚分だけ段下げした加工部を形成し、この段下げ部に受け金具をタッピングネジで固定することとした。このような受け金具取り付け構造を採用すれば、鋼管外面と受け金具およびタッピングネジの頭部との間に段差がなく、上記の問題点が解消できる。
本発明は、上記受け金具取り付け構造の採用が可能な支柱用鋼管を得ようとするものである。以下にその詳細を説明する。

まず、本発明の仮設足場支柱用鋼管を製造することが可能な金型について説明する。その金型の最も特徴とする点は、内金型の構造・機能にある。
すなわち、図６に示すように、内金型２０は、支持棒２１の一端に、被加工鋼管の内径に合致する外径の円柱部を有する後端加工保持部２２を備えている。そしてその後端加工保持部２２の前方に、被加工鋼管の内面と平行で被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する深さの凸曲面で構成されるとともに当該凸曲面の両側に平坦面を備え、当該平坦部が被加工鋼管の内径に合致する外径の二つの部分円柱部２３ａに繋がる所定長さの窪み２３ｂを上下二箇所設けた押込み面形成部２３が固設されている。さらにその押込み面形成部２３の前方に、二つの部分円柱部２４ａと、当該部分円柱部間を結ぶ二つの平面部２４ｂを有し、当該二つの平面部間が被加工押込み面の間隔と合致する先端加工保持部２４が取り付けられている。この先端加工保持部２４は、図示は省略するが、支持棒２１を貫通する中心棒に繋がれて前記後端加工保持部２２および前記押込み面形成部２３に対して９０°回転自在に取り付けられている。

外金型は、被加工鋼管の外径と同じ内径の円筒面を有し、その途中位置に、中央部が前記円筒面と平行な凹曲面で、その両側に前記円筒面の中心軸と平行な平面を備えた所定長さの突出部３３が被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する高さでそれぞれ設けられた外上金型３１と外下金型３２とから構成されている（図７、８参照）。
そして、その外金型３１，３２内に、被加工鋼管（図示せず）および内金型２０が挿入され、被加工鋼管の所要箇所に押込み部が形成される。
次に、その形成工程を順に説明する。

前記外上金型と間隔をあけて配置された外下金型上に被加工鋼管を載置し、載置された被加工鋼管内に前記内金型２０を挿入する。あるいは別の場所で前記内金型２０を挿入した被加工鋼管を外下金型上に載置する。そして、内金型の押込み面形成部２３の位置を外下金型の突出部位置に合わせる。そして、前記内金型の先端加工保持部２４の部分円柱部２４ａの向きが押込み面形成部２３の部分円柱部２３ａの向きと９０°ずれるようにセットする。なお、被加工鋼管内に内金型２０を挿入する前に、前記内金型の先端加工保持部２４の部分円柱部２４ａの向きが押込み面形成部２３の部分円柱部２３ａの向きと９０°ずれるように合わせておくことが好ましい。

その後に前記外上金型を前記外下金型方向に押圧することにより、被加工鋼管に一対の押込み面を形成する。押込み面を形成した後、外上金型の押圧を解除する。その後、前記先端加工保持部２４のみを９０°回転し、その部分円柱部２４ａ向きを押込み面形成部２３の部分円柱部２３ａの向きに合わせる。その後に、前記内金型全体を被加工管から取り出す。この一連の工程により、中央部に鋼管の外面と平行な曲面を有するとともに、この曲面の両側と前記鋼管外面とを繋ぐ、当該鋼管の軸と平行な二つの平面を有する押込み面が、被加工鋼管の軸に対して対向する外面位置に一対で形成される。

前記したように、手摺棒用受け金具と腕木用受け金具を、水平位置を変えて支柱に取り付けるには、前記一対の押込み面を近接箇所に二対、互いに直交するように形成することが好ましい。
そこで、次に二対の押込み面を形成する手順について説明する。
一対目の押込み面の形成は前記の通りである。一対目の押込み面を形成した後、外上金型の押圧を解除するとともに前記先端加工保持部２４のみを９０°回転させてその部分円柱部２４ａの向きを押込み面形成部２３の部分円柱部２３ｂの向きに合わせる。この状態で、形成された押込み面の長さと先端加工保持部２４の長さを足し合わせた長さ以上被加工鋼管を押込みかつ周方向に９０°回転させる。この状態で、先端加工保持部２４を被加工鋼管とともに押込み面形成部２３および後端加工保持部２２に対して９０°回転させ、その後に前記外上金型を再び前記外下金型方向に押圧する。この工程により、被加工鋼管に二対目の押込み面が形成される。その後、前記外上金型の押圧を解除するとともに前記先端加工保持部２４のみを９０°回転させてその部分円柱部２４ａの向きを押込み面形成部２３の部分円柱部２３ａの向きに合わせて前記内金型全体を被加工管から取り出すことにより、鋼管の長手方向の近接する２箇所に、互いに直交する方向に、合せて二対の押込み面が形成された支柱用鋼管が得られる。

ところで、支柱材や腕木、手摺棒として鋼管を用いようとすると、耐久性の観点からこれらの鋼管としては耐食性に優れたものが好ましい。
したがって、本発明の仮設足場支柱用鋼管としても、Ｚｎ系めっきが施された鋼管を素材としたものが好ましい。特に、Ａｌ：４．０〜１０．０質量％、Ｍｇ：１．０〜４．０質量％を含み、残部がＺｎからなるもの、さらに微量のＴｉやＢを含むもの、あるいはさらにＳｉを含むＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっきが施された鋼管を素材としたものが好ましい。

最後に、本発明で提供される仮設足場支柱用鋼管の好ましい使用形態を説明する。
図４（ｂ）や図５に示すように、捩じ込んだネジの頭も含め、取り付けられた受け金具の外表面が、支柱の表面と段差がないように取り付けられることが望ましい。そのために、本発明の仮設足場支柱用鋼管にあっては、形成された押込み面の中央部の曲面部分の深さが、前記受け金具を構成する鋼板の板厚に合致するような深さとされている。
したがって、図９に示すように、受け金具の側端部を支柱用鋼管に形成した押込み面上に重ね、タッピングネジを捩じ込んで固定することにより、取り付けられた受け金具の外表面は支柱用鋼管の表面と段差なく連続的な表面となる。タッピングネジの捩じ込みに替えてセルフピアシングリベット加工法等を採用した受け金具の接続形態であってもよい。

受け金具は、図１，２で示したようにクサビ形の係合金具を受け入れられるような断面形状とされることが好ましい。例えば図９に示すように、その端部切断線が斜めになるようにカットされた所定の幅を有する板材からなるものであって、単に所定サイズで折り曲げただけの金具を、前記斜めの切断線が支柱用鋼管の軸線に合致するように取り付けて固着すれば、断面クサビ形の係合金具が容易に入る受け金具が取り付けられることになる。

Claims (4)

1. 鋼管の所要箇所の当該鋼管の軸に対して対向する外面位置に受け金具を固定するための所定の長さの一対の押込み面を設けた仮設足場支柱用鋼管であって、前記押込み面は、中央部に鋼管の外面と平行な曲面を有するとともに、当該曲面の両側と前記鋼管外面とを繋ぐ、当該鋼管の軸と平行な二つの平面とを有するものであり、前記押込み面の中央部の曲面部分の深さが、前記受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する深さであることを特徴とする仮設足場支柱用鋼管。
2. 前記押込み面が、鋼管の長手方向の近接する２箇所に互いに直交する方向に合せて二対で一セットとして設けられている請求項１に記載の仮設足場支柱用鋼管。
3. 鋼管が亜鉛系めっき鋼管である請求項１または２に記載の仮設足場支柱用鋼管。
4. 被加工鋼管の外径と同じ内径の円筒面を有し、その途中位置に、中央部が前記円筒面と平行な凹曲面で、その両側に前記円筒面の中心軸と平行な平面を備えた所定長さの突出部が被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する高さでそれぞれ設けられた外上金型と外下金型とからなる外金型および支持棒の一端に、被加工鋼管の内径に合致する外径の円柱部を有する後端加工保持部と、当該後端加工保持部の前方に、被加工鋼管の内面と平行で被固定受け金具を構成する鋼板の板厚に合致する深さの凸曲面で構成されるとともに当該凸曲面の両側に平坦面を備え、当該平坦部が被加工鋼管の内径に合致する外径の二つの部分円柱部に繋がる所定長さの窪みを上下二箇所設けた押込み面形成部が固設されるとともに、当該押込み面形成部のさらに前方に、被加工鋼管の内径に合致する外径の二つの部分円柱部と、当該部分円柱部間を結ぶ二つの平面部を有し、当該二つの平面部間が被加工押込み面の間隔と合致する先端加工保持部が前記押込み面形成部に対して９０°回転自在に取り付けられた内金型を準備し、前記外上金型と間隔をあけて配置された外下金型上に、被加工鋼管を載置するとともに当該被加工鋼管内に前記内金型を挿入するか、あるいは前記内金型を挿入した被加工鋼管を載置して、内金型の押込み面形成部位置を外下金型の突出部位置に合わせた後、前記内金型の先端加工保持部の部分円柱部の向きが押込み面形成部の部分円柱部の向きと９０°ずれるようにセットし、その後に前記外上金型を前記外下金型方向に押圧することにより、被加工鋼管に一対の押込み面を形成し、その後に、外上金型の押圧を解除するとともに前記先端加工保持部のみを９０°回転させてその部分円柱部の向きを押込み面形成部の部分円柱部の向きに合わせて前記内金型全体を被加工管から取り出すことを特徴とする仮設足場支柱用鋼管の製造方法。

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