JP7198066B2 - 足掛け部材の製造方法および足掛け部材 - Google Patents

Description

本発明は、マンホールやハンドホールのコンクリート壁などに取り付けられるステップの足掛け部材の製造方法および足掛け部材に関するものである。

マンホールやハンドホールのコンクリート壁には、作業員がホール内を昇降、下降するためのステップが設けられている。
ステップには種々のタイプがあるが、接続部材と足掛け部材とからなるステップが知られている（特許文献１）。
このタイプのステップの分解平面図、組立平面図および側面図を図９～図１１に示す。ここで、２０はスッテップ、２１は足掛け部材、２４は、足掛け部材２１の両端に位置し、コンクリート壁１００に足掛け部材２を取り付けるための接続部材、２６はコンクリート壁１００に埋設されたインナーブラケットである。

図１１に示すように、足掛け部材２１は、その両端部には立ち上がり部２２を有し、立ち上がり部２２には、水平方向に横長の貫通孔（長孔）２３が形成されている。また、図９から分かるように、接続部材２４の両端部にはネジ部２５、２６が形成され、インナーブラケット２７には、接続部材のネジ部２６と螺合するネジ部が形成されている。

図１０から分かるように、接続部材２４の一方のネジ部２６がコンクリート壁１００に埋設されたインナーブラケット２７のネジ部と螺合して、接続部材２４をコンクリート壁１００に取り付け、そして、接続部材２４の他方のネジ部２５を足掛け部材２１の孔２３に貫通させて、突き出たネジ部をナット２８で締め付けることにより、接続部材２４に足掛け部材２１を取り付けることができる。
このようにして、接続部材２４をコンクリート壁１００に取り付けるとともに、足掛け部材２１を接続部材に取り付けることにより、足掛け部材２１と接続部材２４とからなるステップ２０をコンクリート壁１００に設置することができる。

ステップの足掛け部２１は、合成樹脂製のみからなるものが広く使用されてきたが、強度や耐用年数が十分でなく、昇降、下降を繰り返す内に劣化して破損したりして、作業員の昇降に支障を来していた。
射出成形で製作される合成樹脂製品の強度を高めるため種々の方法が採用されてきたが、その１つに、ステンレス製の芯金を合成樹脂材で被覆することにより、強度の高い合成樹脂製品を製造する方法がある。

従来、芯金を合成樹脂で被覆するには、成形装置の下型と上型とが形成する成形空間に芯金を浮いた状態にして芯金の外周に合成樹脂を供給していた（特許文献２参照）。しかし、この従来の方法では、芯金を浮いた状態にするには、芯金を固定する複数のピストンを下型と上型の間に挿入するとともに、下型から上型に向かって複数のピンを挿入して芯金を浮いた状態にしなければならず、射出成形装置の成形型の構造や該装置の制御が複雑であった。

特開２００１－８１７９７号公報 特開２００３－３５０５号公報

本発明は、従来技術が有する上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ステップの芯金を有する合成樹脂製の足掛け部材の製造方法において、上記のような従来技術が有する問題点を解消する、芯金を合成樹脂により被覆して高強度の足掛け部材を製造する方法および芯金を有する高強度の足掛け部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
［１］下型と上型からなる成形型の成形空間に芯金を配置し、次いで、成形空間に合成樹脂を充填して成形することにより、接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材を製造する方法において、芯金が、金属製の断面が矩形の本体部材とステップの接続部材の端部が挿通できる孔が形成された金属製の薄板部材とからなり、該薄板部材は該本体部材の４側面の内の１側面の両端部に固定され、下型の成形凹面に、薄板部材の孔を囲む周縁部が載架できる段付き部を有する段付き部材を設け、上型の成形凹面に、下型に設けられた段付き部材の段付き部に芯金の薄板部材の孔を囲む周縁部を載架して成形型を型締めしたときに該周縁部に当接することができる押さえ部材を設け、下型の段付き部材の段付き部と上型の押さえ部材とで、芯金の薄板部材の孔を囲む周縁部を狭持して型締めされた成形型の成形空間に合成樹脂を充填して成形することを特徴とする接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材を製造する方法。
［２］足掛け部材が金属製の断面が矩形である本体部材と、該本体部材の４側面の内の１側面の両端部に固定され、かつステップの接続部材の端部が挿通できる孔が形成された金属製の薄板部材とからなる芯金の本体部材の周囲と薄板部材の孔の周縁部を除く部位の周囲とが合成樹脂で覆われていることを特徴とする接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材。
［３］前記芯金の薄板部材がステンレス鋼製であることを特徴とする［２］に記載の接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材。

本発明の方法によれば、芯金の薄板部材に形成されたステップの接続部材の端部が挿通できる孔を囲む周縁部を下型の段付き部材の段付き部と上型の押さえ部材で狭持して、芯金の本体部材を含む主要部を下型と上型が形成する成形空間内で浮かせながら合成樹脂を充填するから、複雑な構造の成形装置を使用することなく、また複雑な制御や操作をすることなく、芯金を有する合成樹脂製の足掛け部材を製造することができる。また、本発明の足掛け部材は、芯金の本体部材の周囲と薄板部材の孔の周縁部を除く部位の周囲とが合成樹脂で覆われているから、合成樹脂のみからなる足掛け部材に比べて高強度である。

本発明の実施形態における芯金の正面図を示す。 本発明の実施形態における芯金の側面図を示す。 本発明の実施形態における芯金の本体部材に固定された薄板部材を示す。 本発明の足掛け部材の正面図を示す。 射出成形装置の下型の平面図を示す。 射出成形装置の下型（部分）の斜視図を示す。 射出成形装置の上型の斜視図を示す。 成形型の成形空間に配置された芯金全体を示す。 成形型の成形空間に配置された、一方の薄板部材を含む芯金の部分を示す。 ステップの分解平面図 ステップの組立平面図 ステップの正面図を示す。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１および図２に本発明の実施形態の足掛け部材を射出成形機により製造する方法に使用される芯金を示す。
芯金１は、金属製の本体部材２と該本体部材の両端部のそれぞれに接続された金属製の薄板部材３からなる。本体部材２は断面が矩形の形材である（図２参照）。
図３から分かるように、薄板部材３は、基部４と孔が形成されたリング状部５からなる。図１ではこの孔が円形ではなく横長のものが示されているが、この形状に限るものではない。この孔には、ステップがコンクリート壁に取り付けられたときに、接続部材のネジ溝が形成された端部が挿通される（図９～１１参照）。挿通された接続部材が孔内ですべらないように、孔の外周に細かな波形を形成してもよい。

薄板部材３は、本体部材２の４つの側面の内の１側面の両端部の各々に、基部４の部位でスポット溶接（図１では２ヶ所）などにより接合することにより固定されている。このとき、図３に示すように、本体部材２の端部が薄板部材３のリング状部５と重ならないように基部４に接合する。

後述するように、本発明方法により製造される芯金を有する足掛け部材１８は、芯金の本体部材２が合成樹脂で覆われ、薄板部材３も、リング状部５の孔を囲む周縁部を除く部位が合成樹脂で覆われている。図４に本発明方法により製造される足掛け部材１８を示した。この図では合成樹脂で覆われている芯金の部位の輪郭が破線で示されている。

本発明を実施する射出成形装置の成形型を構成する下型と上型について説明する。
下型と上型にはそれぞれ、成形凹面が凹設されており、下型の成形凹面と上型の成形凹面が対向して合わさることにより、足掛け部材の形状に対応する成形空間が形成される。
図５に、下型６に形成された成形凹面７の平面図を示した。この成形凹面の平面形状は、足掛け部材の平面図形状（図４参照）に対応している。なお、この図には、成形凹面７に取り付けられた段付き部材８が示されている。段付き部材８については後述する。
上型１３にも同様の成形凹面１４が形成されている（図７参照）。なお、上型１３の成形凹面１４には、押さえ部材１５が取り付けられる。押さえ部材１５については後述する。

下型６の成形凹面７の底部には、芯金１が下型の成形凹面７に配置されたときに、芯金１の薄板部材３のリング状部５の孔に対応する位置に、段付き部９を有する段付き部材８が取り付けられている。
芯金１の薄板部材３は、本体部材２の両端部に取り付けられているから、下型には２つの段付き部材８が取り付けられている。図６に一方の段付き部材８が取り付けられた下型６（部分）の斜視図を示した。

段付き部材８の段付き部９には、薄板部材３のリング状部５が載架できるようになっている。すなわち、段付き部材８は、下部１０と上部１１とからなり、上部１１は、断面がリング状５に形成された孔と相似する形状であって、かつ断面の面積が前記の孔の面積より少し小さく、下部１０は、断面がリング状部５に形成された孔と相似する形状であって、かつ断面の面積が前記孔の面積よりも大きくする。したがって、下部１０の上に上部１１を重ねて下部１０の上面周縁部に段付き部９を形成することができ、この段付き部９に、薄板部材３のリング状部５を載架することができる。
なお、段付き部材８は、下部１０と上部１１を結合したものでも、下部１０と上部１１を一体のものでもいずれでもよい。

図５から分かるように、下型６の成形凹面には２つのこのような段付き部材８が取り付けられているから、薄板部材３のリング状部５に形成された孔にこの段付き部材８の上部１２を挿通させることにより、段付き部材８の段付き部９に薄板部材３のリング状部５を載架させることができる。
なお、段付き部材８の下型６への取り付けはボルトなどによって行うことができる。段付き部材８に形成されている孔１２は、ボルト挿入用の孔であり、段付き部材８の下型への取り付け後はボルト（不図示）により埋められることになる。

芯金１を段付き部材８の段付き部９に載架するには２つの方法がある。すなわち、本体部材２が下になり薄板部材３が上になる状態で段付き部９に載架するか、あるいは本体部材２が上になり薄板部材３が下になる状態で段付き部９に載架するかの２つの方法である。
本体部材２が下になり薄板部材３が上になる状態で、芯金１を段付き部９に載架したとき、段付き部材８の下部１０は、本体部材２の下面が下型６の成形凹面７の底面に接しない高さを有している〔図８（ａ）、（ｂ）参照〕。
また、本体部材２が上になり薄板部材３が下になる状態で、芯金１を段付き部９の載架し、下型６と後述する上型１３とで成形空間を形成したとき、段付き部材８の上部１１は、本体部材２の上面が上型１３の成形凹面１４の底面に接しない高さを有している。

上型１３は、下型６の成形凹面７に対向する面に、成形凹面１４が凹設されている。そして、この上型１３の成形凹面１４の底面の、下型６の成形凹面７に取り付けられた段付き部材８に対向する位置に、押さえ部材１５が取り付けられている。図７に押さえ部材１５が取り付けられた上型１３（部分）の斜視図を示した。
芯金１の薄板部材３は、本体部材２の両端部の各々に取り付けられているから、上型１３には２つの押さえ部材１５が取り付けられる。

押さえ部材１５は、キャップ状（蓋状）の形状であり、周縁部１６が立ち上がり、その内側に凹部が形成されている。この凹部の断面は、形状が下型の段付き部材８の上部１１の断面と相似形であり、かつ上部１１の断面の面積より少し大きい。したがって、下型６と上型１３が型締めされて成形空間を形成したときには、下型の段付き部材８の上部１１がこの押さえ部材１５の凹部に挿入されることになる。
載架する２つの方法にいずれにおいても、押さえ部材１５の凹部は、下型６に取り付けられた段付き部材８の上部１１の高さから、芯金１の薄板部材３のリング状部５の厚みを引いた長さの深さを有している〔図８（ｂ）参照〕。
なお、押さえ部材１５の上型への取り付けはボルトなどによって行うことができる。押さえ部材に形成されている孔１７はボルト挿入用の孔であり、押さえ部材１５の上型１３への取り付け後はボルト（不図示）により埋められることになる。

したがって、下型６の成形凹面７の両端部近くに設けられた段付き部材８の段付き部９に、芯金１の本体部材２の両端部に固定された薄板部材３のリング状部５を載架して、下型６と上型１３を型締めして成形空間を形成すると、下型６に取り付けられた段付き部材８の段付き部９と上型１３の押さえ部材１５の周縁部１６とで、薄板部材３のリング状部５の孔を囲む周縁部を狭持するから、図８（ａ）から分かるように、本体部材２を含む芯金１の主要部（芯金１から薄板部材３のリング状部５の孔を囲む周縁部を除いた部分）は型締めされた成形型の下型６と上型１３が形成する成形空間に浮いた状態で支持することができる。
なお、図８（ａ）、（ｂ）では、芯金１は、段付き部８に、本体部材２が下になり薄板部材３が上になる状態で載架されている。段付き部９に本体部材２が上になり薄板部材３が下になる状態で芯金１を載架する場合は、段付き部９が図８（ａ）、（ｂ）に示される位置よりも下になる。

この状態で下型と上型の境界部に形成された合成樹脂の供給口であるゲート（不図示）から合成樹脂を充填すると、合成樹脂が成形空間に供給され、芯金１の薄板部材のリング状部５の孔を囲む周縁部以外の部位を合成樹脂で覆うことができる。
このとき、芯金１は本体部材２の両端部に固定された薄板部材３のリング状部５の孔を囲む周縁部で段付き部材８と押さえ部材１５周縁部１６とで狭持されて支持されるから、合成樹脂を充填する間、芯金１がほとんど動くことがなく、合成樹脂の流れが妨げられることがないから、芯金１の薄板部材３のリング状部５の孔の縁部以外の部位を確実に合成樹脂で覆うことができる。

図４から分かるように、本発明により製造される足掛け部材１８は、芯金１の本体部材２が合成樹脂で覆われるとともに、薄板部材３も、リング状部５の孔を囲む周縁部を除く部位が合成樹脂で覆われる。そして、薄板部材３のリング状部５の孔の部位を、下型６に設けられた段付き部材８の上部が貫通して、上型１３に設けられた押さえ部材１５の凹部に挿入されているから、足掛け部材２１の両端部には、接続部材２４の端部が挿通できる孔２３が形成される。

ステップ２０をマンホールやハンドホールのコンクリート壁１００に取り付ける際には、接続部材２４の一方のネジ溝が形成された端部をコンクリート壁１００に設けられたインナーブラケット２７に螺入させ、次いで、足掛け部材１８の孔２３に接続部材２４の他方のネジ溝が形成された端部を挿入してこの孔より突き出た該端部をナットで締めることにより、接続部材２４と足掛け部材２１からなるステップ２０をコンクリート壁に取り付けることができる（図９～１１参照）。

芯金を有しない、合成樹脂のみからなる足掛け部材は、とりわけ接続部材が挿通される孔の周縁部の合成樹脂層が薄くなるため、この部位の強度が弱かった。
本発明の足掛け部材は、芯金１の薄板部材のリング状部５に形成された孔を囲む周縁部が合成樹脂に覆われないで露出しているから、高強度の金属製である該周縁部が接続部材２４により支持されることになる。このように本発明の足掛け部材は、金属製の芯金のリング状部５で接続部材２４を支持することになるから、接続部材２４が挿通される孔が形成されている足掛け部材の両端部も高強度にすることができ、足掛け部材全体を高強度にすることができる。

本発明の足掛け部材は、芯金の薄板部材のリング状部の孔の周縁部以外の芯金が合成樹脂で覆われているから、合成樹脂のみで成形された足掛け部材に比べて強度が向上し、また接続部材が挿通される孔が形成されている足掛け部材の両端部も高強度にすることができるから、作業員の昇降や下降の繰り返しに十分に耐えるものを製造することができる。

腐食性の雰囲気下にあるマンホールやハンドホールでは、芯金を、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス）のような耐食性のよい金属で製作することが望ましい。
芯金の合成樹脂で覆われた部位は腐食が容易には進行しないから、芯金１の本体部材２は合成樹脂の被覆により腐食が押さえられる。したがって、芯金１の本体部材２は普通鋼製にして、一部が露出する薄板部材３を耐食性に優れたステンレス鋼製としてもよい。

１：芯金
２：本体部材
３：薄板部材
４：薄板部材の基部
５：薄板部材のリング状部
６：下型
７：下型の成形凹面
８：段付き部材
９：段付き部材の段付き部
１０：段付き部材の下部
１１：段付き部材の上部
１２：段付き部材に形成されたボルト挿入用孔
１３：上型
１４：上型の成形凹面
１５：押さえ部材
１６：押さえ部材の周縁部
１７：押さえ部材のボルト挿入用孔
１８：芯金を有する足掛け部材

２０：ステップ
２１：足掛け部材
２２：足掛け部材の立ち上がり部
２３：足掛け部材の孔
２４：接続部材
２５：接続部材の一方の端部に形成されたネジ部
２６：接続部材の他方の端部に形成されたネジ部
２７：インナーブラケット
２８：ナット
１００：マンホール等のコンクリート壁

Claims (3)

1. 下型と上型からなる成形型の成形空間に芯金を配置し、次いで、成形空間に合成樹脂を充填して成形することにより、接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材を製造する方法において、
   芯金が、金属製の断面が矩形の本体部材とステップの接続部材の端部が挿通できる孔が形成された金属製の薄板部材とからなり、該薄板部材は該本体部材の４側面の内の１側面の両端部に固定され、
   下型の成形凹面に、薄板部材の孔を囲む周縁部が載架できる段付き部を有する段付き部材を設け、
   上型の成形凹面に、下型に設けられた段付き部材の段付き部に芯金の薄板部材の孔を囲む周縁部を載架して成形型を型締めしたときに該周縁部に当接することができる押さえ部材を設け、
   下型の段付き部材の段付き部と上型の押さえ部材とで、芯金の薄板部材の孔を囲む周縁部を狭持して型締めされた成形型の成形空間に合成樹脂を充填して成形することを特徴とする接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材を製造する方法。
2. 足掛け部材が金属製の断面が矩形である本体部材と、該本体部材の４側面の内の１側面の両端部に固定され、かつステップの接続部材の端部が挿通できる孔が形成された金属製の薄板部材とからなる芯金の本体部材の周囲と薄板部材の孔の周縁部を除く部位の周囲とが合成樹脂で覆われていることを特徴とする接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材。
3. 前記芯金の薄板部材がステンレス鋼製であることを特徴とする請求項２に記載の接続部材と足掛け部材とからなるステップの足掛け部材。

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