JP7382680B1

JP7382680B1 - 支柱部材と手摺部材との連結金具を生産する方法

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Publication number: JP7382680B1
Application number: JP2023024753A
Authority: JP
Inventors: 隼人近藤
Original assignee: 株式会社アバンテック
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-11-17
Anticipated expiration: 2043-02-20
Also published as: JP2024118376A

Abstract

【課題】複数の支柱と手摺とが溶接により接合された手摺構造では、１個の手摺構造の占有する面積及び体積はその重量に比べ非常に大きなものとなってしまう。そのため、手摺構造を製作してからプラントに設置するまでの搬送が非効率で大きなコストがかかる。【解決手段】手摺構造を構成する支柱部材３と手摺部材５とを新規な連結金具１０を用いて連結する。当該連結金具１０は、手摺部材５の軸線に直交する断面の外周形状に沿う把持面によって手摺部材５を把持する把持部と、支柱部材３に対し係止される係止部と、が一体に構成されており、レーザー加工機により板材から切り出される。当該連結金具１０は、支柱部材３と係止部とを貫通するボルト１１により連結金具１０が支柱部材３に係止された状態で把持部が手摺部材５を把持する。【選択図】図４

Description

本発明は、プラント等に用いられる、支柱部材と手摺部材との連結金具、及びその金具を用いた手摺構造の技術に関する。

一般に、プラント等の機械設備は設置した後に点検作業が必要となる。そのため、プラント等の機械設備の点検が必要な個所には、人が上るための架台及び階段が設置される。架台及び階段の周囲には落下防止のための手摺構造が設置される。（例えば特許文献１）

特許文献１に記載された可搬式バッチャープラントには、作業床を取り囲んだ手摺構造が設置されている。その手摺構造全体は、５つに分割されて製作されている。１つ１つの手摺構造は、複数の支柱部材と支柱部材の上端を連結する手摺部材とから構成されている。

実公平４－３５１２７号公報

特許文献１の手摺構造は、複数の支柱部材・手摺部材を溶接により接合して製作されるものであるため、１個の手摺構造の占有する面積及び体積はその重量に比べ非常に大きなものとなってしまう。そのため、別の場所で手摺構造を製作してからプラントに設置するまでの搬送が非効率で大きなコストがかかっていた。

また、プラントの設置場所の諸条件に適合する手摺構造を１個１個、個別に設計・製造する必要があった。そのため、設計・製造のための多大な工数・費用等を要していた。

そこで、本発明は、互いに交差する支柱部材と手摺部材とを連結するための全く新規な発想の連結金具と、その連結金具を用いる手摺構造と、を提案することで、上記の諸課題を解決することを目的とする。

第１発明に係る連結金具を生産する方法は、手摺構造を構成する支柱部材と手摺部材とを連結する連結金具を生産する方法であって、前記手摺部材の軸線に直交する断面の外周形状に沿う幅Ｗの把持面によって前記手摺部材を把持する幅Ｗの把持部と、前記支柱部材に対し係止される幅Ｗの係止部と、が一体に構成され、前記係止部の幅Ｗの中央と前記支柱部材とを貫通するボルトにより前記支柱部材に係止される前記連結金具が、レーザー加工機により厚さＷの板材から切り出されることを特徴とする。

第１発明に係る連結金具は、レーザー加工機により板材から切り出されるので、軸線に直交する断面がどのような外周形状の手摺部材にも対応できる。また、強度の必要な部分は厚くする、強度の不要な部分は薄くするなどの形状設計が自由にできるので、非常に合理的な金具形状にできる。

本発明によれば、設置場所の諸条件に適合する手摺構造を個別に設計・製造する必要が無くなる。また、プラント等の現場で支柱部材と手摺部材とを連結金具で組み立てて、架台及び階段に対して共通部材からなる手摺構造を設置することができる。そのため、手摺構造を構成する支柱部材、手摺部材、連結金具を部品の状態で搬送できるので、輸送効率の向上、コストダウンが可能となる。

第１の実施の形態に係る手摺構造を基台の内側から見た図である。図１のＡ矢視詳細図であって、手摺構造を側方から見た図である。図２のＢ矢視詳細図であって、支柱部材と中間の手摺部材とが互いに交差する連結部の詳細図である。図３のＥ－Ｅ矢視断面図であって、支柱部材と中間の手摺部材との連結部の断面図である。中間の手摺部材に用いられる連結金具の部品図であるレーザー加工機により一般構造用圧延鋼板から切り出された、タップ穴の機械加工がされる前の連結金具の写真である。図２のＣ矢視詳細図であって、支柱部材と下端の手摺部材とが互いに交差する連結部の詳細図である。Ｆ－Ｆ矢視断面図であって、支柱部材と下端の手摺部材との連結部の断面図である。下端の手摺部材に用いられる連結金具の部品図である。レーザー加工機により一般構造用圧延鋼板から切り出された、タップ穴の機械加工がされる前の連結金具の写真である。別案に係る連結金具を使用した場合の、支柱部材と下端の手摺部材との連結部の断面図である。下端の手摺部材に用いられる、別案に係る連結金具の部品図である。図２のＤ矢視詳細図であって、支柱部材と上端の手摺部材との連結部の詳細図である。図１３のＧ－Ｇ矢視断面図であって、支柱部材と上端の手摺部材との連結部の断面図である。上端の手摺部材に用いられる連結金具の部品図である。レーザー加工機により一般構造用圧延鋼板から切り出された、タップ穴の機械加工がされる前の連結金具の写真である。上端の手摺部材に用いられる、別案に係る半割タイプの連結金具を使用した場合の、支柱部材と上端の手摺部材との連結部の断面図である。半割タイプの連結金具の部品図である。レーザー加工機により切り出された、タップ穴及びボルト穴の機械加工がされる前の半割タイプの連結金具の写真である。第２の実施の形態に係る手摺構造を示す図である。図２０のＨ部詳細図であって、支柱部材と中間の手摺部材及び上端の手摺部材との連結構造を説明する図である。図２０のＩ部断面詳細図であって、支柱部材の階段への立設方法を説明する図である。

（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係る手摺構造１を基台２の内側から見た図である。手摺構造１は、プラント等の基台２に設置されている。手摺構造１は、基台２に立設された４本の支柱部材３と、支柱部材３に連結された上端の手摺部材４、中間の３本の手摺部材５、下端の手摺部材６とによって構成されている。なお、図１に示した手摺構造１は一例を示すものであって、支柱部材３の本数、手摺部材４～６の種類及び本数が任意に選択可能であることはもちろんである。

図２は、図１のＡ矢視詳細図であって、手摺構造１を側方から見た図である。支柱部材３は、基台２に溶接等の一般的な方法により立設されている。支柱部材３には、配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）、配管用ステンレス鋼管（ＳＵＳ）など各種の鋼管を始め、丸棒、角棒、角パイプなど各種の素材・材質を用いることができる。図２に示されるように、手摺構造１では、上端の手摺部材４は支柱部材３の軸線上に連結されている。一方、中間の手摺部材５と下端の手摺部材６は、支柱部材３に対し基台の内側となる面に連結されている。中間の手摺部材５と下端の手摺部材６には、配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）、配管用ステンレス鋼管（ＳＵＳ）など各種の鋼管を始め、丸棒、角棒、角パイプ、平鋼など各種の素材・材質を用いることができる。

（支柱部材と中間の手摺部材との連結）
図３は、図２のＢ矢視詳細図であって、支柱部材３と中間の手摺部材５とが互いに交差する連結部の詳細図である。中間の手摺部材５は、手摺部材５専用の連結金具１０によって連結されている。

図４は、図３のＥ－Ｅ矢視断面図であって、支柱部材３と中間の手摺部材５との連結部の断面図である。中間の手摺部材５の素材には、支柱部材３よりも小径の配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）などが用いられる。図４に示すように、手摺部材５は連結金具１０によって支柱部材３と交差した接触状態で連結されている。第１の実施の形態では、連結金具１０は、支柱部材３と連結金具１０とを貫通する六角穴付きボルト１１によって支柱部材３に係止されている。なお、六角穴付きボルトに代えて通常の六角ボルトを使用してもよいことはもちろんである。

図５は、手摺部材５専用の連結金具１０の部品図である。連結金具１０は、手摺部材５の軸線に直交する断面の外周形状に沿う把持面１２によって手摺部材５を把持する把持部１３と、支柱部材３に対し係止される係止部１４とが一体に構成されている。図５に示されるように、連結金具１０は、全体が幅Ｗとなっている。係止部１４には、タップ穴１５が切られている。

図６は、レーザー加工機により厚さ９ｍｍ（Ｗ＝９ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＳＳ４００）から切り出された、タップ穴１５の機械加工がされる前の連結金具１０の写真である。図５（ａ）から明らかなように、連結金具１０は、素材の板材からレーザー加工機で切出されるので、手摺部材５に負荷された荷重による曲げモーメントが加わる把持部１３と係止部１４との連絡部１６の形状を幅広に形成できる。また、係止部１４のタップ穴１５のねじ長さＬを十分に取ることができる。また、把持部１３の強度があまり必要とされない部分は連続的に厚みを減らすことも可能である。

このように、本発明に係る連結金具１０は、レーザー加工機により板材から切り出されるので、手摺部材が鋼管である場合にも軸線に直交する断面の外周形状（円形及びその直径）に合わせたものを製作できる。また、強度の必要な部分は厚くする、強度の不要な部分は薄くするなど自由な形状にできるので、非常に合理的は金具形状とすることができる。
連結金具１０が切出される板材としては、他にもステンレス鋼板（ＳＵＳ）その他のあらゆる材質の板材を使用することができる。また、素材の板厚は、レーザー加工機の切断能力以内であれば広い範囲のものを使用することができる。

（支柱部材と下端の手摺部材との連結）
図７は、図２のＣ矢視詳細図であって、支柱部材３と下端の手摺部材６とが互いに交差する連結部の詳細図である。下端の手摺部材６は、手摺部材６専用の連結金具２０によって連結されている。

図８は、図７のＦ－Ｆ矢視断面図であって、支柱部材３と下端の手摺部材６との連結部の断面図である。下端の手摺部材６の素材には、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）の平鋼（ＦＢ）などが用いられる。図８に示すように、手摺部材６は連結金具２０によって支柱部材３と交差した接触状態で連結されている。連結金具２０は、支柱部材３と連結金具２０とを貫通する六角穴付きボルト１１によって支柱部材３に係止されている。

図９は、手摺部材６に用いられる連結金具２０の部品図である。連結金具２０は、手摺部材６の軸線に直交する断面の外周形状に沿う把持面２２によって手摺部材６を把持する把持部２３と、支柱部材３に対し係止される係止部２４とが一体に構成されている。図９に示されるように、連結金具２０は、全体が幅Ｗとなっている。係止部２４には、タップ穴２５が切られている。

図１０は、レーザー加工機により厚さ９ｍｍ（Ｗ＝９ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＳＳ４００）から切り出された、タップ穴２５の機械加工がされる前の連結金具２０の写真である。

このように、本発明に係る連結金具２０は、レーザー加工機により板材から切り出され製作されるので、手摺部材が平鋼である場合にも軸線に直交する断面の外周形状（長方形）に合わせて製作できる。また、強度の必要な部分は厚くする、強度の不要な部分は薄くするなど自由な形状にできるので、非常に合理的は金具形状とすることができる。

（支柱部材と下端の手摺部材との連結の別案）
図１１は、別案に係る連結金具７０を使用した場合の、支柱部材３と下端の手摺部材６との連結部の断面図である。図１２は、連結金具７０の部品図である。

図１２に示されるように、別案に係る連結金具７０は、把持面７２によって手摺部材６を把持する把持部７３と、支柱部材３に対し係止される係止部７４とが向かい合って一体に構成され、全体として略コの字形状となっている。係止部７４には、タップ穴７５が切られている。

別案の連結金具７０によれば、図１１に示されるように、支柱部材３を貫通する六角穴付きボルト７１が連結金具７０のタップ穴７５と螺合することで、連結金具７０は支柱部材３に係止される。さらに、同時に六角穴付きボルト７１のねじ先７６が手摺部材６を押すことで、手摺部材６が連結金具７０の把持面７２に押し付けられる。このように、別案に係る連結金具７０では、１本の六角穴付きボルト７１が、支柱部材３と連結金具７０との係止、及び手摺部材６と連結金具７０との係止、の２つの役割を果たしている。

（支柱部材と上端の手摺部材との連結）
図１３は、図２のＤ矢視詳細図であって、支柱部材３と上端の手摺部材４との連結部の詳細図である。上端の手摺部材４は、手摺部材４専用の連結金具３０によって連結されている。

図１４は、図１３のＧ－Ｇ矢視断面図であって、支柱部材３と上端の手摺部材４との連結部の断面図である。上端の手摺部材４の素材には、支柱部材３とほぼ同径の配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）などが用いられる。図１４に示すように、手摺部材４は連結金具３０によって支柱部材３の上端に溶接された蓋部材３７の上面に立設して溶接された立設部材３６に連結されている。また、連結金具３０の把持部３３には、六角穴付き止めねじ（ホロセット）３９がねじ込まれ、その先端が手摺部材４を押すことで、連結金具３０に対して手摺部材４が固定されている。連結金具３０は、立設部材３６と連結金具３０とを貫通する六角穴付きボルト３１によって支柱部材３（立設部材３６）に係止されている。

図１５は、上端の手摺部材４に用いられる連結金具３０の部品図である。連結金具３０は、手摺部材４の軸線に直交する断面の外周形状に沿う把持面３２によって手摺部材４を把持する把持部３３と、支柱部材３（立設部材３６）に対し係止される係止部３４とが一体に構成されている。図１５に示されるように、連結金具３０は、全体が幅Ｗとなっている。係止部３４には、タップ穴３５が切られている。また、把持部３３にも六角穴付き止めねじ（ホロセット）３９のためのタップ穴３５が切られている。

図１６は、レーザー加工機により厚さ１２ｍｍ（Ｗ＝１２ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＳＳ４００）から切り出された、タップ穴３５の機械加工がされる前の連結金具３０の写真である。図１５（ａ）から明らかなように、連結金具３０は、素材の板材からレーザー加工機で切出されるので、手摺部材４に負荷された荷重による曲げモーメントが加わる把持部３３と係止部３４との連絡部３８の形状を幅広に形成できる。また、係止部３４のタップ穴３５の長さＬを十分に取ることができる。また、把持部３３の強度があまり必要とされない部分は連続的に厚みを減らすことも可能である。

このように、本発明に係る連結金具３０は、レーザー加工機により板材から切り出され製作されるので、手摺部材の軸線に直交する断面全周を把持するものも製作できる。また、強度の必要な部分は厚くする、強度の不要な部分は薄くするなど自由な形状にできるので、非常に合理的は金具形状とすることができる。

（支柱部材と上端の手摺部材との連結の別案）
図１７は、上端の手摺部材４に用いることのできる別案に係る連結金具４０と連結金具５０とを使用した場合の、支柱部材３と上端の手摺部材４との連結部の断面図である。図１８は、連結金具４０と連結金具５０の部品図である。

図１７と図１８から理解されるように、連結金具４０と連結金具５０は、図１５（図１４）に示した連結金具３０を半割にして内側（右側）の連結金具４０と外側（左側）の連結金具５０とに分割したものとなっている。なお、図１７に示した組み立てた状態で、連結金具４０と連結金具５０とによって手摺部材４がはさみ込まれるように、連結金具４０、連結金具５０の形状寸法が決められている。このようにすることで、組み立てるだけで、連結金具４０と連結金具５０に対して手摺部材４を固定できる。

内側（右側）の連結金具４０は、手摺部材４の軸線に直交する断面の内側（右側）の外周形状に沿う把持面４２によって手摺部材４を把持する把持部４３と、支柱部材３（立設部材３６）に対し係止される係止部４４とが一体に構成されている。図１８に示されるように、連結金具４０は、全体が幅Ｗとなっている。係止部４４には、タップ穴４５が切られている。

外側（左側）の連結金具５０は、手摺部材４の軸線に直交する断面の外側（左側）の外周形状に沿う把持面５２によって手摺部材４を把持する把持部５３と、支柱部材３（立設部材３６）に対し係止される係止部５４とが一体に構成されている。図１８に示されるように、連結金具５０は、全体が幅Ｗとなっている。係止部５４には、ボルト穴５５が開けられている。

図１９は、レーザー加工機により厚さ１２ｍｍ（Ｗ＝１２ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＳＳ４００）から切り出された、タップ穴４５及びボルト穴５５の機械加工がされる前の連結金具４０及び連結金具５０の写真である。

別案の連結金具４０と連結金具５０によれば、上端の手摺部材４を把持面４２と把持面５２によってはさみ込むことで把持できる。一方、すでに説明した連結金具３０（図１４～図１６参照）を使った場合は、手摺構造を組み立てる際に上端の手摺部材４（丸パイプ）を連結金具３０の把持面（丸穴）に通す必要がある。その点、別案の連結金具４０では、その必要が無いので手摺部材４の組み立て作業性がより良いものとなる。

（第２の実施の形態）
図２０は第２の実施の形態に係る手摺構造６１を示す図である。手摺構造６１は、プラント等の階段６２に設置されている。手摺構造６１は、階段６２に立設された４本の支柱部材３と、支柱部材３に連結された上端の手摺部材４、中間の３本の手摺部材５とによって構成されている。なお、図２０に示した手摺構造６１は一例を示すものであって、支柱部材３の本数、手摺部材４～６の種類及び本数が任意に選択可能であることはもちろんである。

図２１は、図２０のＨ部詳細図であって、支柱部材３と中間の手摺部材５及び上端の手摺部材４との連結構造を説明する図である。支柱部材３と中間の手摺部材５とは、手摺部材５に用いられる連結金具１０と六角穴付きボルト１１とによって連結されている。また、支柱部材３と上端の手摺部材４とは、手摺部材４に用いられる連結金具３０と六角穴付きボルト３１とによって連結されている。すなわち、連結金具１０、３０を用いて支柱部材３と手摺部材４、５とが連結される手摺構造６１であって、六角穴付きボルト１１を軸として、手摺部材４、５が旋回し、階段６２に設置されている。

このように、図１で説明した基台２に使用した連結金具１０及び連結金具３０は、階段６２の手摺構造６１にも使用することができる。また、階段の傾斜角度に合わせて支柱部材３と手摺部材４及び手摺部材５との連結角度を変更することが可能である。

図２２は図２０のＩ部断面詳細図であって、支柱部材３の階段６２への立設方法を説明する図である。立設用スペーサ８０の下端は、階段６２の傾斜角度と同じ角度で斜めに切断されている。まず、階段６２には、立設用スペーサ８０が溶接８１される。立設用スペーサ８０の内径は支柱部材３の外径よりも少し大きくなっており、立設用スペーサ８０に支柱部材３の下部が挿入される。その後、立設用スペーサ８０の上端と支柱部材３が溶接８２にされる。

このように、立設用スペーサ８０を用いることにより、基台２（図１参照）と階段６２（図２０参照）とに、共通の支柱部材３を用いることができる。そのため、基台２の手摺構造１（図１参照）と階段６２の手摺構造６１（図２０参照）とは、使用部材・部品の完全な共通化が図れる。

以上説明したように、本発明の支柱部材と手摺部材との連結金具、及びその金具を用いた手摺構造は、基台（図１参照）のみならず階段（図２０参照）にも適用することができる。また、本発明によれば、設置場所の諸条件に適合する手摺構造を個別に設計・製造する必要が無くなる。さらに、プラント等の現場で支柱部材と手摺部材を本発明の連結金具を用いて組み立て設置することができる。そのため、手摺構造の材料である支柱部材と手摺部材は、分解された状態での効率的で低コストでの搬送が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は上述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によって定められる。

１：手摺構造
２：基台
３：支柱部材
４：手摺部材
５：手摺部材
６：手摺部材
１０：連結金具
１１：六角穴付きボルト
１２：把持面
１３：把持部
１４：係止部
１５：タップ穴
１６：連絡部
２０：連結金具
２２：把持面
２３：把持部
２４：係止部
２５：タップ穴
３０：連結金具
３１：六角穴付きボルト
３２：把持面
３３：把持部
３４：係止部
３５：タップ穴
３６：立設部材
３７：蓋部材
３８：連絡部
３９：六角穴付き止めねじ（ホロセット）
４０：連結金具
４２：把持面
４３：把持部
４４：係止部
４５：タップ穴
５０：連結金具
５２：把持面
５３：把持部
５４：係止部
５５：ボルト穴
６１：手摺構造
６２：階段
７０：連結金具
７１：六角穴付きボルト
７２：把持面
７３：把持部
７４：係止部
７５：タップ穴
７６：ねじ先
８０：立設用スペーサ
８１：溶接
８２：溶接

Claims

手摺構造を構成する支柱部材と手摺部材とを連結する連結金具を生産する方法であって、
前記手摺部材の軸線に直交する断面の外周形状に沿う幅Ｗの把持面によって前記手摺部材を把持する幅Ｗの把持部と、前記支柱部材に対し係止される幅Ｗの係止部と、が一体に構成され、前記係止部の幅Ｗの中央と前記支柱部材とを貫通するボルトにより前記支柱部材に係止される前記連結金具が、レーザー加工機により厚さＷの板材から切り出されることを特徴とする連結金具を生産する方法。