JP7152027B2

JP7152027B2 - 親綱掛着金具

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Publication number: JP7152027B2
Application number: JP2019176128A
Authority: JP
Inventors: 敏博田中
Original assignee: Kyowa Co Ltd
Current assignee: Kyowa Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2022-10-12
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: JP2021052822A

Description

この発明は親綱掛着金具に関し、特に、十分な強度を有する親綱掛着金具に関する。

高所建設現場に設置される落下阻止設備において、柱間に親綱掛着金具を用いて親綱を張り渡すことは公知である。このような、親綱を外部の設置部に取り付けるために、親綱掛着金具が使用される。そのような親綱掛着金具が、例えば、特開平９－１０３４４号公報（特許文献１）に開示されている。このような、親綱掛着金具の例を例えば図８に示す。

図８（Ａ）は右側側面図であり、図８（Ｂ）は上面図であり、図８（Ｃ）は底面図であり、図８（Ｄ）は正面図であり、図８（Ｅ）は背面図である。図８（Ａ）～図８（Ｅ）を参照して、従来の親綱掛着金具５０は、親綱を通すための貫通孔５２を有する親綱保持部５１と、親綱保持部５１に接続された、外部の設置部に固定するためのねじ部５５と、ねじ部５５を保持するための、コの字状の上下の腕部５３，５４とを含む。コの字状の上下の腕部５３，５４には、質量を軽くするための凹部５７ａ～５７ｃが設けられている。

特開平９－１０３４４号公報（要約等）

従来の親綱掛着金具５０は、上記のように構成されていた。外部の設置部に固定するためのねじ部５５の強度が不足するという問題があった。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、所定の強度を有する親綱掛着金具を提供することを目的とする。

この発明に係る親綱掛着金具は、一方側に隙間を有して対向する上下側腕部と、対向する上下側腕部のそれぞれの他方側端部間を接続する接続部を有する。親綱掛着金具は、上側腕部に設けられ、外部の部材に固定するために、上側腕部から下側腕部へ移動する挟締ボルトと、接続部に設けられ、親綱を掛着する貫通孔と、を含み、貫通孔の向きは、挟締ボルトの移動方向と交わり、挟締ボルトの中心と貫通孔中心との距離Ａと、下側腕部の端部と貫通孔中心との距離Ｂとの比率Ａ／Ｂが、０．８２～０．６０となるように構成される。

好ましくは、上側腕部は下向きの下側平面を有し、下側腕部は、上側腕部の下側平面に平行に伸びて対向する、上側平面を有し、貫通孔の中心と上側腕部の下側平面との寸法をＣ、貫通孔の中心と下側腕部の上側平面との寸法をＤとしたとき、上側腕部の断面係数は、（（Ａ＋Ｃ）／Ａ）×２×１．２〔ｃｍ^３〕以上で、かつ、下側腕部の断面係数が（（Ｂ＋Ｄ）／Ｂ）×２×１．８〔ｃｍ^３〕以上で構成される。

さらに好ましくは、貫通孔の大きさは、φ２０ｍｍ～φ３０ｍｍである。

この発明の一実施の形態においては、貫通孔は、同心の環状部で覆われ、挟締ボルトは、環状部から伸びる一対の腕部間に設けられる。

この発明によれば、外部の設置部に固定するための挟締ボルトの中心と貫通孔中心との距離Ａと、下側腕部の端部と貫通孔中心との距離Ｂとの比率Ａ／Ｂが、０．８２～０．６０となるように構成されるため、外部の設置部に対する挟締ボルトの強度は十分になり、作業性のよい、親綱掛着金具を提供できる。

この発明に係る親綱掛着金具の構成を示す図である。この発明の一実施の形態に係る親綱掛着金具の断面構成を示す図である。この発明に係る親綱掛着金具に荷重（力点）が掛かったときの各部の作用荷重を（作用点、支点）示す図である。この発明の一実施の形態に係る親綱掛着金具の寸法設定による質量変化を示す図である。この発明の親綱掛着金具を建築構造体に取り付けた一例を示す図である。この発明の親綱掛着金具を建築柱部に取り付けて親綱の設置状態を示す図である。この発明の親綱掛着金具の最も好ましい断面形状の寸法を示す図である。従来の親綱掛着金具の構成を示す図である。

以下、この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、この発明の一実施の形態に係る親綱掛着金具１０の構成について説明する。図１はこの発明の一実施の形態に係る親綱掛着金具の構成を示す図である。図１（Ａ）は右側側面図であり、図１（Ｂ）は上面図であり、図１（Ｃ）は底面図であり、図１（Ｄ）は正面図であり、図１（Ｅ）は背面図である。

図１を参照して、親綱掛着金具１０は、それぞれが所定の厚さを有する、対向する上側腕部１２および下側腕部１３を有する。対向する両腕部１２，１３のそれぞれの一方側端部間は接続部１４で接続され、他方側は隙間を有するように開いている。接続部１４は、所定の厚さを有する円弧状であり、中央部に貫通孔１８を有する。

上側腕部１２の先端部近傍には、上側腕部１２から下側腕部１３へ移動して、外部の取り付け部に固定するための挟締ボルト１６が設けられ、その先端部１６ａは、下側腕部１３の上平面１３ａ近傍で停止する。

上側腕部１２は、挟締ボルト１６を構成するねじを移動可能に保持するように、所定の厚さを有し、その厚さが減じた状態で、その上平面は、接続部１４の上円弧状部１４ａに滑らかに接続される。接続部１４の円弧状の反対側は、垂直方向に伸びる平面部１４ｂを有し、この平面部１４ｂは上側腕部１２の下平面１２ａと直交するように接続され、下側腕部１３の上平面１３ａと接続部１４の下端部とは下側腕部１３の上平面に設けられた凹部２３を介して接続される。また、上下側腕部１２，１３には、質量の軽減のために、その中央部に凹部２１ａ，２１ｂが設けられている。

なお、平面部１４ｂからの、上側腕部１２の先端部までの長さは、下側腕部１３の先端部までの長さより多少短い。

挟締ボルト１６が正常に外部の設置部材（図示無し）に取り付けられたときは、挟締ボルト１６の移動方向は、外部の設置部材に対して直交する。

また、挟締ボルト１６を構成するねじの上端部は、六角頭である。

接続部１４の略中央には、図示のない親綱の掛け具を通す貫通孔１８が設けられている。上側腕部１２と下側腕部１３とは、貫通孔１８の右側で接続されている。貫通孔１８の向きは、挟締ボルト１６の移動方向に直交する。

接続部１４の外周を規定する円弧は、貫通孔１８と同心であるのが好ましい。

また、貫通孔１８と上円弧状部１４ａとは、隣接しており、同心の環状であり、貫通孔１８は、この上円弧状部１４ａで覆われている。

このような構成にすることにより、どの方向に荷重が作用しても、どの部位においても局部的な荷重を負うことがない。

ここに示す親綱掛着金具１０の構成材料は、機械構造用炭素鋼や合金鋼であり、ボルトサイズはＭ１６であり、ねじの摩擦係数は、０．１４として、締め付けトルク９０Ｎ・ｍ、軸力３１ｋＮで設計している。

次に、接続部１４と、上側腕部１２および下側腕部１３の断面の形状について説明する。図２（Ａ）および（Ｂ）は、図１のＩＩＡ-ＩＩＢで示す部分の断面図であり、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）は、図１のＩＩＣ-ＩＩＣ、およびＩＩＤ－ＩＩＤで示す部分の断面図である。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、接続部１４の貫通孔１８の平面部１４ｂ側は矩形状に近い断面を有し、貫通孔１８の円弧状部１４ａ側は矩形状から円形に変形する断面形状を有する。

同様に、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示すように、上側腕部１２の凹部２１ａ近傍は中央部が太いＩ型の断面を有し、下側腕部１３の凹部２１ｂ近傍は中央部が細いＩ型の断面を有する。なお、図には、後に説明するように、発明者が試行錯誤して得た、最小の断面形状および寸法を示している（単位はｍｍ）。

ここで、親綱掛着金具の具体的構成について説明する。図３を参照して、ここでは、挟締ボルト１６で外部の設置部材３４を挟締する場合について説明する。挟締ボルト１６を有する上下の腕部１２，１３の挟締ボルト１６の中心と貫通孔１８の中心との間の距離をＡとし、下側腕部１３の先端部と貫通孔１８の中心との間の距離をＢとしたとき、比率Ａ／Ｂが０．８２～０．６０である。

比率Ａ／Ｂが０．８２を超えると挟締ボルト１６の先端部１６ａに偏心した荷重が掛かり、ボルトに大きな曲げ応力が作用するためにボルトを太くしなければならない。また、挟締ボルト１６の先端部１６ａの一部に圧縮荷重による変形が生じ、曲げ応力との相乗により挟締力が低下する。

０．６０未満になれば、上側腕の断面係数を小さくできるが、下側腕が長くなって製品が大きくなり重くなる。

よって、比率Ａ／Ｂが０．８２～０．６０の範囲であれば、製品の大きさを小さくでき、軽量になる。

なお、比率Ａ／Ｂを０．８０～０．６５の範囲にすれば、さらに小さく、より軽量になる。

さらに、比率Ａ／Ｂを０．７８～０．６８にすれば、最小で,最軽量になる。

なお、この点については、後で更に説明する。

参考までに、図８に示した従来の親綱金具５０は、比率Ａ／Ｂが０．８５である。

ここで、挟締ボルト１６を有する上側腕部の断面係数は１．２ｃｍ^３以上で、挟締ボルトを受ける下側腕部の断面係数が１．８ｃｍ^３以上の部材で構成されるのが好ましい。

これは、断面係数が１．８ｃｍ^３未満であると、力点に２０ｋＮ以上の荷重が作用すると上側腕部又は下側腕部に曲げが発生し、外部の設置部から離脱するおそれがあるためである。

次に、この実施の形態に係る親綱掛着金具１０の使用方法について説明する。図５は、これを説明するための図であり、図６はその取付状態の詳細を示す図である。図５および図６を参照して、建築構造体に親綱３１を設置する場合は、第１の柱３３ａのフランジ（外部の設置部材）に親綱掛着金具１０のコの字内側を挿入し、挟締ボルト１６により柱３３ａフランジに固着する。親綱３１を設置する第２の柱３３ｂにも同様に親綱掛着金具１０のコの字内側を挿入し、挟締ボルト１６により柱３３ｂのフランジに固着する。

第１の親綱掛着金具１０の貫通孔１８に親綱３１の端部のフック３５ａを掛ける。第２の親綱掛着金具１０の貫通孔１８に親綱の他方の緊張器３６付きフック３５ｂを掛け、緊張器３６にて親綱３１を緊張する。

次に、親綱掛着金具１０をこのように設計した理由について説明する。図３を参照して、そこには、親綱掛着金具１０の荷重設定を示している。図３（Ａ）は設置部材３４に垂直に挟締ボルト１６のねじ部が移動する場合（パターン１）を示し、図３（Ｂ）は設置部材３４に対して垂直より下方向に荷重が作用した場合（パターンＢ）を示し、図３（Ｃ）は設置部材３４に対して垂直より上方向に荷重が作用した場合（パターンＣ）を示す模式図である。

なお、挟締ボルト１６の先端部の交差したハッチングは外部の設置部材３４を示す。また、ここでは、後で説明する断面係数を考慮した部分として、上側腕部１２（Ｉ）、下側腕部１３（ＩＩ）、接続部１４（ＩＩＩ）をそれぞれ別のハッチングで示している。

図３（Ａ）に示すように、パターンＡでは、締付トルクを９０Ｎ・ｍとした場合、軸力は３１ｋＮである。図３（Ｂ）に示すように、パターンＢでは、貫通孔１８に作用する力点の力は２０ｋＮとした場合、挟締ボルト１６の下側腕部１３先端の作用点に作用する力は７３ｋＮ、下側腕部１３の先端部に作用する支点の力は５３ｋＮになる。

図３（Ｃ）に示すように、パターンＣでは、パターンＢと同様に、貫通孔１８に作用する力点の力は２０ｋＮとした場合、挟締ボルト１６の先端に作用する力は３３ｋＮ、下側腕部１３の凹部２３を構成する段部２３ａに作用する支点の力は５３ｋＮになる。

以上のように、作用点又は、支点に掛かる最大の荷重はパターンＢであるのでパターンＢを採用する。

次に、具体的な実施例について説明する。

ここでは、Ａの寸法は４８ｍｍを基本とし比率Ａ／Ｂが、０．９０、０．８７、０．８２、０．７８、０．７３、０．６８、０．６５、０．６３、０．６０、０．５０になるＢの寸法を求め、製品の全体の質量の増減率を求めた。

なお、貫通孔１８の中心と、凹部２３の底部との寸法は１６ｍｍ、凹部２３から段部２３ａまでの寸法は３３ｍｍとした。

ここでは、Ａの寸法は５３ｍｍを基本とし、比率Ａ／Ｂが０．９０、０．８７、０．８２、０．７８、０．７３、０．６８、０．６５、０．６３、０．６０、０．５０になるＢの寸法を求め、製品の全体の質量の増減率を求めた。

ここでは、Ａの寸法は５８ｍｍを基本とし、比率Ａ／Ｂが０．９０、０．８７、０．８２、０．７８、０．７３、０．６８、０．６５、０．６３、０．６０、０．５０になるＢの寸法を求め、製品の全体の質量の増減率を求めた。

実施例１、実施例２および実施例３を表にした。表中の値の単位はｍｍである。

上記の３種類の構成にて、実施例１，実施例２，実施例３において、上記した比率Ａ／Ｂが、０．９～０．５０として、親綱掛着金具の質量変化を示したものを図４に示す。

図４を参照して、実施例１～３共、Ａ／Ｂが上記した０．８２～０．６０の範囲であれば、製品の大きさを小さくでき、軽量になる。

さらに、比率Ａ／Ｂを０．７８～０．６８にすれば、最小で、最軽量になる。

なお、これは、上記した親綱掛着金具１０の構成で述べた内容を具体的に説明している。

次に、上側腕部１２、下側腕部１３、および接続部１４の断面係数について説明する。上側腕部１２および下側腕部１３は、中央部に凹部を有する構成であり、接続部１４は半周にわたって同一の厚さを有する矩形断面を有する。

この親綱掛着金具１０の発明者は、上記の条件の基で、全体寸法および重量を考慮して、最適寸法の親綱掛着金具１０を設計し、その断面係数を求めた。このとき、接続部１４の断面係数は、４．０ｃｍ^３であり、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示したＩ型形状の断面係数は、それぞれ、１．８〔ｃｍ^３〕および１．２〔ｃｍ^３〕である。なお、このときの各部の断面の寸法は、図２に示す通りである。

断面係数が、ここに記載した４．０ｃｍ^３未満であると、図３に示した接続部ＩＩＩの剛性が上部腕部ＩおよびＩＩに比べて構造均衡上小さくなり、口が広がる。

貫通孔１８の中心と上側腕部１２の下側平面１２ａとの寸法をＣ、貫通孔の中心と下側腕部の上側平面との寸法をＤとしたとき、挟締ボルト１６を有する上側腕部１２の断面係数は、（（Ａ＋Ｃ）／Ａ）×２×１．２〔ｃｍ^３〕以上であり、下側腕部１３の断面係数は、（（Ｂ＋Ｄ）／Ｂ）×２×１．８〔ｃｍ^３〕以上で構成される。

ここで、断面係数としては、両者のうちの大きい値を採用するようにした。

上記では、親綱掛着金具１０が最小となる形状および寸法について説明したが、最も好ましい断面形状の寸法を図７に示す。

なお、親綱３１を保持する貫通孔１８の大きさは、φ２０ｍｍ～φ３０ｍｍが好ましい。φ２０ｍｍ未満になると、親綱用掛け具等の取り付けが困難になる。また、一般的に掛け具の大きさは２０ｍｍ程度である。

さらに、φ３０ｍｍを超えると、製品の幅が大きく、重くなるので使用し難くなる。

図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、又は均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

この発明によると、外部の設置部に対する挟締ボルトの強度は十分になり、作業性のよい、親綱掛着金具を提供できるため、親綱掛着金具として有利に利用される。

１０親綱掛着金具、１２上側腕部、１３下側腕部、１４接続部、１６挟締ボルト、１７挟締ボルトの中心、１８貫通孔、３１親綱、３４設置部材。

Claims

一方側に隙間を有して対向する上下側腕部と、前記対向する上下側腕部のそれぞれの他方側端部間を接続する接続部を有する親綱掛着金具であって、
前記上側腕部に設けられ、外部の部材に固定するために、前記上側腕部から下側腕部へ移動する挟締ボルトと、
前記接続部に設けられ、親綱を通す貫通孔と、を含み、
前記貫通孔の向きは、前記挟締ボルトの移動方向と交わり、
前記挟締ボルトの中心と前記貫通孔中心との距離Ａと、前記下側腕部の端部と前記貫通孔中心との距離Ｂとの比率Ａ／Ｂが、０．８２～０．６０となるように構成される、親綱掛着金具。
前記上側腕部は下向きの下側平面を有し、前記下側腕部は、前記上側腕部の下側平面に平行に伸びて対向する、上側平面を有し、
前記貫通孔の中心と前記上側腕部の下側平面との寸法をＣ、貫通孔の中心と下側腕部の上側平面との寸法をＤとしたとき、
前記上側腕部の断面係数は、（（Ａ＋Ｃ）／Ａ）×２×１．２〔ｃｍ^３〕以上で、
かつ、前記下側腕部の断面係数が（（Ｂ＋Ｄ）／Ｂ）×２×１．８〔ｃｍ^３〕以上で構成される、請求項１に記載の親綱掛着金具。
前記貫通孔の大きさは、φ２０ｍｍ～φ３０ｍｍである、請求項１または２に記載の親綱掛着金具。
前記貫通孔は、同心の環状部で覆われ、
前記挟締ボルトは、前記環状部から伸びる一対の腕部間に設けられる、請求項１～３のいずれかに記載の親綱掛着金具。