JPH10102764A - 仮設構造物用組立金具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに対向して配設された２本の締結ボルト
を有するＣ形組立金具であって、金具本体の内部応力の
発生を均一化する形状とし、把持用孔を設けて軽量かつ
ハンドリング性に優れた仮設構造物用組立金具を鋳物で
提供すること。 【解決手段】 金具本体を略Ｃ字形状に形成し、開口部
側面と中央部側内面との交わる面に設ける隅Ｒ寸法を開
口部幅寸法の二分の一〜三分の一の寸法とし、内側リブ
の肉厚は開口部側よりも中央部側を厚肉にする。更に内
側リブと外側リブとの間に指先が挿通可能な把持用の孔
を開ける。材質は球状黒鉛鋳鉄またはオーステンパ球状
黒鉛鋳鉄とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｈ形鋼や溝形鋼等
を使用して、仮設構造物を構築する際に用いる組立金具
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、建築現場等における仮設構造
物の組立は、その交差部、接合部を溶接固定やボルト締
結で実施している。しかしながら、溶接固定の場合で
は、作業に溶接技能者を必要とするばかりでなく、溶接
時や解体時に時間を要し、更には雨天時の屋外作業の制
約等がある。一方、ボルト締結ではボルト挿通用孔を開
孔する必要がある。更に、実際の建築現場等で組立時の
位置に誤差が発生した場合には、位置合わせのために再
度ガスフレーム等で孔を開け直す必要が生じる場合もあ
る。

【０００３】このような溶接固定やボルト締結の欠点を
改善するために、最近では万力方式の組立金具も採用さ
れだした。例えば特公平６−４９９６２号公報におい
て、重仮設物構築法が開示されている。Ｈ形鋼とＨ形
鋼、またはＨ形鋼と溝形鋼との交差部のフランジを万力
で挟持して重仮設物を構築する方法である。万力はＣ形
金具の形状で、その両端部に開口したネジ孔にボルトを
対向方向に螺入し、形鋼のフランジをボルト先端部で挟
持し締結固定する方法である。

【０００４】また、従来このような組立金具は、鋼材を
切断後溶接組立で製作するか鍛造品として製作されるの
が一般的であったが、最近では鋳造品で製作される金具
も登場してきた。例えば特開平７−５４０９７号公報の
開示がある。組立金具をダクタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳
鉄）で形成し、オーステンパ処理を施して高強度の組立
金具を提供するものである。このようなＣ形組立金具
（万力タイプ）は最近になりやっと材質等の検討が始め
られたばかりであり、詳細形状についての追求は今後に
期待される処である。

【０００５】例えば、図５は特開平７−５４０９７号公
報で開示されているＣ形（Ｇ型またはＵ字型と呼ぶこと
もある）組立金具の実施例を示す正面図であり、図６は
図５のＡ−Ａ断面図である。組立金具５１は本体５２と
締結ボルト５３とからなり、本体５２は基本形状がＣ形
を成し、その一方の開口部側５４に締結ボルト５３が螺
入してある。他方の開口部側５４ａには締結ボルト５３
に対向した位置に支持部５５を配してある。締結ボルト
５３を螺入することにより、締結すべき鋼材５６、５６
ａは支持部５５に押圧され締結を完了する。

【０００６】更に本体５２の詳細形状について述べる
と、本体５２の開口部側５４から水平方向にのびた開口
部側面５７と中央部側内面５８の交わる面には隅Ｒ寸法
５９が配されている。この隅Ｒ寸法５９は鋼材５６、５
６ａを挟持した時に鋼材５６、５６ａの先端部６０が本
体５２の中央部側６１と干渉しないような大きさにとど
めてある。組立金具５１の大きさは数種類あるが、例え
ば開口部幅寸法６２が５０ｍｍの場合は隅Ｒ寸法５９は
５〜１０ｍｍ（幅寸法の十分の一〜五分の一）で形成さ
れている。また、内側リブ６３の肉厚は開口部側５４か
ら中央部側６１に向かってほぼ一定であり、開口部幅寸
法６２が５０ｍｍの場合７〜８ｍｍで形成されている。
更に、内側リブ６３と外側リブ６４との間には小孔６５
が開口している以外には孔がなく、小孔６５の直径は１
０〜１３ｍｍと小さい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】Ｃ形（Ｇ型、Ｕ字型も
含めて）組立金具５１の一方の開口部側５４に締結ボル
ト５３が螺入してあり、他方の開口部側５４ａには締結
ボルト５３に対向した位置に支持部５５を配してあるの
で、締結ボルト５３と支持部５５とで鋼材５６、５６ａ
を挟持し強固に締結した場合、本体５２の支持部５５が
ある開口部側５４ａの隅Ｒ寸法部に比べ締結ボルト５３
がある開口部側５４の隅Ｒ寸法５９側により大きな内部
応力が発生し、この部分またはその近傍が起点となり金
具本体５２が破壊するのが一般的である。

【０００８】また、内側リブ６３の肉厚は開口部側５４
から中央部側６１に向かってほぼ一定である。しかしな
がら、鋼材５６、５６ａを締結ボルト５３と支持部５５
で挟持、締結した場合、Ｃ字形状本体の開口部側５４か
ら中央部側６１に向かっての内部応力の発生は、開口部
側５４から中央部側６１へ進むほど大きくなる。そのた
め、過負荷が加わった場合には隅Ｒ寸法５９の中央部側
６１に寄った位置で破壊する場合が多い。

【０００９】加えて、組立金具５１を使用する工事現場
では一度に多数の組立金具５１を運搬、または保管する
ため、組立金具５１の重量は少しでも軽く、ハンドリン
グに優れることが大切である。また、仮に重量が同程度
であれば、ハンドリングが良い組立金具の方が作業は容
易におこなえる。

【００１０】本発明は、前述せる問題点に鑑みて成され
たものであり、仮設構造物の構築に用いる組立金具を締
結力に十分耐え、軽くて、作業性のよい形状で提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために仮設構造物用組立金具に要求される要因を
追求し、隅Ｒ寸法を大きくし、内部に発生する応力を極
力均一化し、更に本体に把持用手段を設ける構造に着眼
した。

【００１２】まず本発明の仮設構造物用組立金具は、金
具本体を略Ｃ字形状に形成し、Ｃ字形状の開口部側に締
結ボルトを螺入して鋼材を挟持する組立金具であって、
該金具本体の開口部側面と中央部側内面との交わる面に
設ける隅Ｒ寸法を開口部幅寸法の二分の一〜三分の一の
寸法で形成する。隅Ｒ寸法が大きいので製品形状の変化
がなだらかとなり、隅Ｒ部に集中的に発生していた引張
応力が分散される効果がある。なお、この開口部に設け
る隅Ｒ寸法は開口部幅寸法の二分の一の寸法を越えて大
きくするとアンダーカット状の形状となり、逆に三分の
一を越えて小さくすると応力が集中しやすい形状となる
ため、二分の一〜三分の一とする。なだらかな形状を考
慮すると二分の一の寸法が最も好ましい。また、締結ボ
ルトはＣ字形状の開口部側に互いに対向させて２本使用
する。締結ボルトを２本使用すれば鋼材は常に金具本体
の中央部（開口部幅寸法の中心）付近で挟持可能であ
る。更に、中央部付近で挟持可能であるが故に隅Ｒ寸法
を開口部幅寸法の二分の一の寸法となるように大きく形
成することができる。また、鋼材の挟持部がボルト先端
のみであるため、繰り返し使用後に挟持部が摩耗しても
ボルトの取り替えのみですみ、本体は更に繰り返し使用
が可能であるためランニングコストが安価となる。

【００１３】次に、金具本体の開口部側から中央部側に
向かって配設するリブを、開口部側よりも中央部側を厚
肉に形成する。厚肉にする実際の厚さは内部応力の発生
を均一にすることが出来るように計算や応力解析をし、
実体テストで評価を行うのが好ましい。

【００１４】更に、金具本体の内側リブと外側リブとの
間に把持用孔を設ける。組立金具で鋼材を挟持、締結し
た際に、金具本体の内側リブには捻り応力も加わるが主
として引張応力が、外側リブには圧縮応力が発生する。
つまり、内側リブと外側リブとの間は引張応力から圧縮
応力に変わる応力の変換点があり、この近傍は応力の発
生値が比較的小さい。よってこの位置に把持用孔を設け
るのが重量軽減の点からも望ましい。孔の形状は重量を
軽減できる形状であれば特にこだわるものではないが、
できれば指が挿通できる形状が好ましく、ハンドリング
が容易である。

【００１５】また、Ｃ字形金具本体の材質を球状黒鉛鋳
鉄とする。鋼系鋳物としても良いが球状黒鉛鋳鉄の方が
鋳造時の溶湯の流動性が良く、鋳物肌がきれいで、多量
生産に向いている。球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ・Ｇ・５５０
２ ＦＣＤ材）としてはＦＣＤ４５０〜５００は引張強
さ、耐力が通常の鋼系鋳物並であり、更に高い引張強さ
や耐力が必要な場合にはＦＣＤ６００〜８００としても
良い。鋼系鋳物の焼入／焼き戻し材に匹敵した引張強さ
となり、金具本体を小型化、軽量化することも可能であ
る。なお、球状黒鉛鋳鉄で製作後、全体または部分的に
焼入／焼き戻しを実施して材質、強度を改善することも
できる。また、鋼系鋳物や鍛造品に比べて、体積が同一
であれば比重差により重量が約８％軽くなり、運搬や保
管等での取扱も容易となる。

【００１６】更に、重仮設構造物のような高強度を求め
られる用途では、球状黒鉛鋳鉄にオーステンパ処理を施
してなるオーステンパ球状黒鉛鋳鉄とする。オーステン
パ処理は、８００〜９５０℃のオーステナイト化温度で
０．５〜５時間保持後２００〜４００℃まで急冷し、
０．５時間以上保持後、水または空気等で冷却する。処
理温度と時間を選択することによりＪＩＳ・ＦＣＡＤ９
００〜１４００と強度を選定することが出来る。引張強
さはＪＩＳ・ＦＣＤ４５０の２〜３倍と強靭であり、更
なる小型化、軽量化が可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の仮設構造物用組立金具
は、基本的に金具本体と２本の締結ボルトで構成する。
金具本体はＣ字形状に形成され開口部側に２本の締結ボ
ルトが互いに対向して鋼材を挟持可能に配されている。
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００１８】

【実施の形態１】図１〜図２は本発明の一実施の形態で
ある。図１は本発明の組立金具１の一実施の形態の全体
構成を示す正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図を
示す。

【００１９】図１及び図２において、本発明の仮設構造
物用組立金具１は金具本体２と締結ボルト３及び３ａと
から構成されている。金具本体２は基本形状がＣ字形状
を成し、開口部側４と４ａの間には開口部幅寸法５が確
保されている。鋼材６、６ａを挟持締結するときには、
まず鋼材６、６ａが開口部幅寸法５のほぼ中央部に位置
するように開口部側４と４ａの間に挿入し、締結ボルト
３（または３ａ）を規定位置まで螺入する。つぎに締結
ボルト３ａ（または３）を規定位置まで螺入して鋼材
６、６ａを挟持し、強固に螺着締結するものである。な
お、締結ボルト３と３ａはどちらを先に規定位置まで螺
入しても支障はなく、作業性が良い方向から先に螺入す
ればよいものである。

【００２０】次に、形状の詳細について述べる。開口部
幅寸法５を５０ｍｍとし、金具本体２の開口部側面７と
中央部側内面８との交わる面に隅Ｒ寸法９をＲ２５ｍｍ
で設けた。隅Ｒ寸法９が開口部幅寸法５の二分の一の寸
法であるため、実質的には図１に示すとおり開口部側面
７と７ａを単一のＲ寸法で（半円形状に）結んだ形状と
なった。大きなＲ寸法で形状変化がなだらかであるため
応力が集中しにくい。

【００２１】更に、金具本体２の開口部側４及び４ａか
ら中央部側１０に向かってリブ１１を、開口部側４及び
４ａよりも中央部側１０を厚肉となるように６ｍｍから
１０ｍｍへなだらかに変化させて形成した。引張応力が
大きく発生する中央部側１０の肉厚が大きいので単位面
積当りの内部応力は開口部側４及び４ａとほぼ同等にで
きた。

【００２２】また、金具本体２の内側リブ１２と外側リ
ブ１３との間に把持用孔１４を設けたので孔の体積分だ
け重量軽減が出来た。更に孔形状を、指が挿通可能で、
ハンドリングが容易な形状としたので、仮に同等の重量
である従来の金具に比べても取扱が簡便である。なお、
この把持用孔１４は組立金具１を運搬または保管する際
に、規定数量ずつワイヤーやロープ等で纏めるときのロ
ープ通し孔としても利用できるものである。

【００２３】以上の形状構成を有する本発明の金具本体
２の材質を球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ・ＦＣＤ５００）とし
て鋳造を実施した。造型は砂型鋳型とし、１４３５℃の
溶湯を鋳型に鋳込んだ。この時の化学成分は表１に示す
成分と、残部が実質的に鉄と不可避的不純物であった。

【００２４】

【表１】化学成分 （重量％） Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｕ Ｍｇ 3.68 2.14 0.28 0.017 0.009 0.47 0.036

【００２５】鋳造品からテストピースを切り出し、機械
的性質を調査した結果は次に示す通りであった。 引張強さ ５５７ Ｎ／ｍｍ2 伸 び １３．４ ％ 耐 力 ３３５ Ｎ／ｍｍ2 硬 さ １８３ ＢＨＮ

【００２６】本実施の形態１による金具本体２は鍛造品
と比較しても、強度的に遜色のない製品を得ることが出
来た。重量は、従来の鍛造品と比較して約１５％の軽量
化を達成できた。言い替えると、従来の鍛造品と同等の
重量で製作すれば、強度はそれ相当に強い金具本体２を
得ることが出来ることは説明するまでもない。

【００２７】

【実施の形態２】図３は本発明の組立金具１の第２の実
施の形態の全体構成を示す平面図を、図４は図３のＡ−
Ａ断面図を示す。実施の形態の基本的全体構成は実施の
形態１とほぼ同様である。主な相違点はリブ１１の肉厚
を開口部側４と４ａから中央部近傍１０ａに向かって順
次滑らかに厚肉となるように形成しているが、中央部近
傍１０ａから中央部側１０に向かっては僅かに薄くなる
ようにし、図４に示すリブ幅寸法１５を大きくし単位面
積当りに発生する応力は大きくならないように配慮し
た。このような形状にした理由は把持用孔１４の孔幅寸
法１５（図４に記載）を極力大きくし、指を把持用孔１
４に挿通しやすくし、外側リブ１３をつかみやすくした
ためである。

【００２８】本実施の形態２による金具本体２の形状構
成で、砂型鋳型に１４３０℃で溶湯を鋳込んだ。この時
の化学成分は表２に示す成分と、残部が実質的に鉄と不
可避的不純物であった。

【００２９】

【表２】化学成分 （重量％） Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｕ Ｍｇ 3.72 2.15 0.39 0.018 0.010 0.33 0.042

【００３０】次に、オーステンパ処理を実施して材質の
みをオーステンパ球状黒鉛鋳鉄とした。つまり、凝固後
の鋳造品を鋳型から取り出し、オーステナイト化温度８
７５℃で２時間保持後、パーライトが発生しない冷却速
度で急冷し、３８５℃で冷却を一旦停止し、更に３５０
℃まで２時間かけて徐冷後、水冷により常温まで急冷し
た。このようにして熱処理した鋳造品からテストピース
を切り出し、機械的性質を調査した。結果は次に示す通
りであった。 引張強さ １０３２ Ｎ／ｍｍ2 伸 び ９．５ ％ 耐 力 ７２１ Ｎ／ｍｍ2 硬 さ ２９３ ＢＨＮ

【００３１】実施の形態１の球状黒鉛鋳鉄ＪＩＳ・ＦＣ
Ｄ５００に比べて約２倍の引張強さが得られ、重仮設構
造物にも対応可能な高強度材が得られた。また、この組
立金具を採用すれば、従来の鍛造品と比較して約２０％
の重量軽減が達成でき、更なる小型化、軽量化も可能と
なり、ハンドリングも容易となった。

【００３２】

【実施の形態３】組立金具の形状構成は実施の形態１と
同様とし、更に高強度オーステンパ球状黒鉛鋳鉄を製作
するために、砂型鋳型に１４２５℃で溶湯を鋳込んだ。
この時の化学成分は表３に示す成分と、残部が実質的に
鉄と不可避的不純物であった。

【００３３】

【表３】化学成分 （重量％） Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｕ Ｍｇ Ｍｏ 3.57 2.14 0.40 0.019 0.011 0.36 0.044 0.033

【００３４】次に、オーステンパ処理を実施して材質の
みをオーステンパ球状黒鉛鋳鉄とした。つまり、凝固後
の鋳造品を鋳型内で８７５℃まで冷却し、その後鋳型内
から鋳造品を取り出し、オーステナイト化温度８７０℃
で２時間保持後、パーライトが発生しない冷却速度で急
冷し、２８５℃で冷却を一旦停止し、更に２４５℃まで
２時間かけて徐冷後、水冷により常温まで急冷した。こ
のようにして熱処理した鋳造品からテストピースを切り
出し、機械的性質を調査した。結果は次に示す通りであ
った。 引張強さ １２８７ Ｎ／ｍｍ2 伸 び ４．６ ％ 耐 力 ９３５ Ｎ／ｍｍ2 硬 さ ３７５ ＢＨＮ

【００３５】実施の形態１の球状黒鉛鋳鉄ＪＩＳ・ＦＣ
Ｄ５００に比べて約２．３倍の引張強さが得られた。ま
た、従来の鍛造品と比較して約２４％の重量軽減が達成
でき、更なる小型化、かつ軽量化も可能となることがわ
かった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の仮設構造物用組立金具は、金具
本体の開口部側面と中央部側内面との交わる面に設ける
隅Ｒ寸法を大きく形成し、リブに発生する内部応力が均
一になるようにリブ肉厚を配設し、把持用孔を設け、更
に材質を球状黒鉛鋳鉄としたので、小型化、軽量化が可
能で、ハンドリング性にも優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組立金具の一実施の形態の全体構成を
示す正面図である。

【図２】本発明の図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の組立金具の第２の実施の形態の全体構
成を示す正面図である。

【図４】本発明の図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】従来技術の組立金具の実施例を示す正面図であ
る。

【図６】従来技術の図５のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１：組立金具 ２：金具本体 ３、３ａ：締結ボルト ４、４ａ：開口部側 ５：開口部幅寸 ６、６ａ：鋼材 ７、７ａ：開口部側面 ８：中央部側内面 ９：隅Ｒ寸法 １０：中央部側 １１：リブ １２：内側リブ １３：外側リブ １４：把持用孔 １５：リブ幅寸法 １６：孔幅寸法

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金具本体を略Ｃ字形状に形成し、Ｃ字形
   状の開口部側に締結ボルトを螺入して鋼材を挟持する組
   立金具であって、該金具本体の開口部側面と中央部側内
   面との交わる面に設ける隅Ｒ寸法を開口部幅寸法の二分
   の一〜三分の一の寸法で形成したことを特徴とする仮設
   構造物用組立金具。
2. 【請求項２】 金具本体の開講部側から中央部側に向か
   って配設するリブを、開口部側よりも中央部側を厚肉に
   形成したことを特徴とする請求項１記載の仮設構造物用
   組立金具。
3. 【請求項３】 金具本体の内側リブと外側リブとの間に
   把持用孔を設けたことを特徴とする請求項１または２に
   記載の仮設構造物用組立金具。
4. 【請求項４】 球状黒鉛鋳鉄製であることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載の仮設構造物用組立金
   具。
5. 【請求項５】 球状黒鉛鋳鉄で、オーステンパ処理を施
   してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
   記載の仮設構造物用組立金具。