WO2019168073A1

WO2019168073A1 - 金属シャフトの組み付け構造

Info

Publication number: WO2019168073A1
Application number: PCT/JP2019/007708
Authority: WO
Inventors: 好造中西
Original assignee: 株式会社粋々館
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-09-06
Also published as: TWI694849B; TW201936231A; JP2019148306A

Abstract

金属シャフトの掛け渡しを強固に行うことができ、部品への分解も簡単で運搬も容易に行うことができる金属シャフトの組み付け構造を提供する。軸方向両端の差し込み部１０にテーパ部１２及びねじ孔部１１が形成された金属シャフト８と、テーパ部に対応した受けテーパ部１６が内面に形成された受け筒部１３を有し、受け筒部１３に差し込み部１０が挿入される左右一対の支持金具７と、ねじ孔部１１に対応するねじロッド部１８を有し、支持金具７に挿入されることによりねじロッド部１８がねじ孔部１１に螺合し、当該螺合状態で回転操作されることにより差し込み部１０を受け筒部１３内に引き込んでテーパ部１２と受けテーパ部１６とをテーパ嵌合状態とする締め付け金具９と、を備える。

Description

金属シャフトの組み付け構造

　本発明は、鉄棒、雲梯、歩行補助手すり等のように金属シャフトが掛け渡し状に支持されることにより運動、歩行訓練等に使用することができる金属シャフトの組み付け構造に関する。

　例えば、運動具としての鉄棒は組み立て構造とすることにより体育館、公園等へ持ち込んで使用することができるメリットがある。組み立て構造とするためには、支柱等に金属シャフトを掛け渡して組み付ける必要がある。

　鉄棒における従来の組み立てにおいては、金属シャフトの両端を支柱に差し込んでねじを締め付けて固定する構造が開示されている（例えば、特許文献１及び２）。しかしながら、ねじ結合ではねじが弛み易く、ねじの弛みによって金属シャフトを確実に掛け渡し状に固定することが難しい。そして、ねじの緩みによって金属シャフトが不用意に回転するため、運動具として安全に使用することができない問題がある。

　一方、鉄棒においては金属シャフトではなく支柱を地面上に立設させる構造が開示されている。この構造は地面に埋設したコンクリートに金属筒を埋め込み、この金属筒と支柱とをテーパ嵌合させて支柱を立ち上げ、この支柱に金属シャフトを掛け渡すことがなされている（例えば、特許文献３及び４）。しかしながら、この従来構造においても、支柱への金属シャフトの固定がねじ結合によってなされるため、上述と同様にねじの緩みが生じ易く、金属シャフトを確実に固定することが難しい問題がある。又、特許文献３及び４では、支柱を地面に埋め込んだ状態とするため、分解することができず、部品の運搬ができない問題も有している。

実用新案登録第３２０３９７６号公報実公昭５８－６４３９号公報実公昭４０－２００５号公報実公昭４５－１９６１５号公報

　本発明は、以上の従来構造の問題点を考慮してなされたものであり、鉄棒等の運動具や歩行訓練具等における金属シャフトの掛け渡しを強固に行うことができ、安全に使用することができ、しかも部品への分解も簡単で運搬も容易に行うことができる金属シャフトの組み付け構造を提供することを目的とする。

　本発明の金属シャフトの組み付け構造は、軸方向両端の差し込み部にテーパ部及びねじ孔部が形成された金属シャフトと、前記テーパ部に対応した受けテーパ部が内面に形成された受け筒部を有し、前記受け筒部に前記差し込み部が挿入される左右一対の支持金具と、前記ねじ孔部に対応するねじロッド部を有し、前記支持金具に挿入されることにより前記ねじロッド部が前記ねじ孔部に螺合し、当該螺合状態で回転操作されることにより前記差し込み部を前記受け筒部内に引き込んで前記テーパ部と受けテーパ部とをテーパ嵌合状態とする締め付け金具と、を備えていることを特徴とする。

　この発明において、前記締め付け金具は、前記ねじロッド部とねじロッド部よりも大径の駒部とが軸方向に沿って形成され、前記支持金具は、前記受け筒部と前記駒部の軸方向への移動を許容するように駒部を収容する駒部収容部とが軸方向に沿って形成されており、前記締め付け金具の一方向への回転操作で前記締め付け金具及び前記金属シャフトが支持金具に引き込まれる方向に移動して前記テーパ嵌合状態となり、反対方向への回転操作で前記テーパ嵌合が解除されて前記締め付け金具及び前記金属シャフトが離れる方向に移動して前記テーパ嵌合状態が解除される。

　又、前記締め付け金具は、前記回転操作のための操作ロッド部が前記駒部の外側に形成され、前記支持金具は、前記操作ロッド部が挿入されるロッド受け孔部が形成されており、前記駒部収容部及びロッド受け孔部を合わせた長さは前記駒部及び操作ロッド部を合わせた長さと同等の長さ又は幾分長い長さとなっている。

　又、前記締め付け金具は、前記ねじロッド部と前記回転操作のための操作ブロック部とが軸方向に沿って形成され、前記支持金具は、前記受け筒部と前記操作ブロック部が挿入されるブロック受け孔部とが軸方向に沿って形成されている。

　又、前記ブロック受け孔部は前記操作ブロック部と同等の長さとなっている。
　又、前記操作ブロック部は前記支持金具の端面と同径に形成されて支持金具の端面を覆うカバー蓋部が一体に形成されている。

　締め付け金具を金属シャフトに螺合させて金属シャフトと支持金具とをテーパ嵌合させるため、支持金具に対する金属シャフトの掛け渡しを強固に行うことができる。又、小さな部品への分解が簡単で運搬も容易に行うことができる。

本発明を鉄棒に適用した場合の全体正面図である。鉄棒に適用した場合の分解正面図である。鉄棒に適用した場合の全体側面図である。本発明の第１実施形態の分解断面図である。第１実施形態に用いる締め付け金具の側面図である。（Ａ）～（Ｄ）は第１実施形態の組み付け手順を示す断面図である。本発明の第２実施形態の分解断面図である。第２実施形態に用いる締め付け金具の側面図である。第２実施形態の組み付け状態を示す断面図である。本発明の第３実施形態の分解断面図である。第３実施形態の組み付け状態を示す断面図である。

　以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（第１実施形態）
　図１～図６は、本発明を鉄棒に適用した場合の第１実施形態を示し、図１～図３は鉄棒１を示し、図４は第１実施形態の要部の分解断面図、図５は締め付け金具９の側面図、図６は組み付け手順の断面図である。

　図１～図３に示すように、左右一対の支柱２、２と、支柱２、２の間の金属シャフト３とを備えており、支柱２、２に金属シャフト３を水平状に掛け渡して組み付けることにより鉄棒１となるため屋内のフロア上に設置して使用される。図３に示すように、各支柱２、２は２本の柱材２ａ、２ａを三角状に組み付けることにより形成されており、各柱材２ａ、２ａの下端部がフロア上に接地される。柱材２ａ、２ａの下端部には、ゴム等からなる袴カバー４が履かせられてフロアに対する滑り止めがなされている。又、各支柱２、２の２本の柱材２ａ、２ａは、連結シャフト５の両端部が溶接されることによって柱材２ａ、２ａを三角状に保持するようになっている。

　かかる鉄棒１に用いられるこの実施形態の金属シャフトの組み付け構造６は、図２及び図４に示すように、左右一対の支柱２、２（三角状の柱材２ａ、２ａ）のそれぞれの頂部に溶接によって固定された左右一対の支持金具７と、一対の支持金具７に軸方向の両端が挿入されて支持金具７に水平状に掛け渡される金属シャフト８と、金属シャフト８の両端を支持金具７に固定するための締め付け金具９とを備えている。

　金属シャフト７は軸方向の両端が差し込み部１０となっており、この差し込み部１０がそれぞれの支持金具７に挿入される。図４に示すように差し込み部１０には、自由端（外端）に向かって径が漸減するテーパ部１２が形成されている。又、金属シャフト７の両端には、差し込み部１０に沿って延びる雌ねじからなるねじ孔部１１が軸方向に形成されている。

　支持金具７は支柱２の頂部に溶接されることにより水平状態となるように左右の支柱２にそれぞれ固定される。図４に示すように、支持金具７には金属シャフト８側から受け筒部１３、駒部収容部１４及びロッド受け孔部１５が連通状態で軸方向に沿って順に形成される。
　受け筒部１３は金属シャフト８の差し込み部１０が挿入される孔であり、その内面には、差し込み部１０側のテーパ部１２に対応した受けテーパ部１６が形成されている。差し込み部１０が受け筒部１３に挿入されることにより差し込み部１０のテーパ部１２と受けテーパ部１６とがテーパ嵌合する。
　駒部収容部１４は後述する締め付け金具９が軸方向に往復移動することを許容するための孔であり、締め付け金具９の駒部１９が入り込むことにより駒部９を移動可能に収容する。ロッド受け孔部１５は締め付け金具９の操作ロッド部２０が回転可能に挿入される孔である。

　図４に示すように、締め付け金具９は支持金具７（金属シャフト８）側からねじロッド部１８、駒部１９及び操作ロッド部２０が軸方向に沿って順に形成される。ねじロッド部１８は雄ねじロッドであり、支持金具７の受け筒部１３に入り込んだ状態で金属シャフト８のねじ孔部１０と螺合する。

駒部１９はねじロッド部１８よりも大径で且つ所定厚さとなった円形ブロック形状に形成されている。この駒部１９は支持金具７の駒部収容部１４内に入り込む。これに対し、支持金具７の駒部収容部１４は駒部１９の厚さよりも長くなるように形成されている。これにより駒部収容部１４は駒部１９が軸方向に往復移動することを許容する。この移動により締め付け金具９の全体が支持金具７内を軸方向に往復移動する。すなわち締め付け金具９は金属シャフト８の方向（図４における左方向）及び金属シャフト８との離反方向（右方向）へ移動する。締め付け金具９における金属シャフト８の方向（左方向）への移動は、駒部１９が駒部収容部１４の一側の端部（図４における左端部）１４ａに当接することにより停止し、金属シャフト８との離反方向（右方向）への移動は駒部１９が駒部収容部１４の他側の端部（図４における右端部）１４ｂに当接することにより停止する。

　操作ロッド部２０は駒部１９の外側に位置しており、支持金具７のロッド受け孔部１５に入り込み、この状態で外部から回転操作を受ける部材である。回転操作は六角レンチ等の工具（図示省略）を操作ロッド部２０に差し入れて操作することにより行われる。この回転操作力を受けるため、操作ロッド部２０には、工具に合わせた形状の工具用孔２１が軸方向に形成されている（図５参照）。

　以上の締め付け金具９に対し、支持金具７は半割りされた状態となっており、一方の半割体に対して締め付け金具９を取り付ける。すなわち駒部１９を駒部収容部１４に入れ込むことによりねじロッド部１８を受け筒部１３に入れると共に操作ロッド部２０をロッド受け孔部１５に入れて締め付け金具９の全体を一方の半割体に仮セットする。そして、他方の半割体を突き合わせて溶接することにより締め付け金具９がセットされた支持金具７とする。これにより支持金具７と締め付け金具９とが一体化する。そしてこの状態で支持金具７に対する金属シャフト８の掛け渡しが行われる。なお、半割体の溶接に代えてボルト止めであっても良い。

　次に、金属シャフト８を支持金具７に組み付ける操作を図６により説明する。
　図６（Ａ）は締め付け金具９がセットされた支持金具７に対し、金属シャフト８を受け筒部１３側から矢印Ｅ方向に沿って差し込む状態を示す。金属シャフト８はその差し込み部１０が受け筒部１３の開口端側（左端側）から支持金具７内に挿入される。この挿入によって金属シャフト８のねじ孔部１１と締め付け金具９のねじロッド部１８とが噛み込んで螺合した係合状態となる。

　図６（Ｂ）は締め付け金具９が金属シャフト８に係合した状態（螺合初期状態）に対し、工具を工具孔２１に差し入れて螺合方向Ｘへ締め付け金具９を回転操作した状態を示す。回転操作によって締め付け金具９のねじロッド部１８と金属シャフト８のねじ孔部１１との螺合が進行するため、締め付け金具９と金属シャフト８とが相互に引きつけ合う方向、すなわち締め付け金具９が矢印Ｆ方向、金属シャフト８が矢印Ｇ方向、へ移動してこれらが支持金具７に引き込まれる。

　この引き込みによって金属シャフト８のテーパ部１１と支持金具７の受けテーパ部１３とがテーパ嵌合して図６（Ｃ）の状態となる（螺合終了状態）。この引き込み時には、締め付け金具９の駒部１９は駒部収容部１４内を移動して一側の端部１４ａに当接し、この当接によって移動が停止し回転操作が終了する。
　金属シャフト８と支持金具７とがテーパ嵌合することにより金属シャフト８と支持金具７との間に強力な摩擦力が作用する。このため金属シャフト８が支持金具７に強固に固定された状態となって不用意に回転することがない。又、テーパ嵌合の摩擦力によって締め付け金具９が反螺合方向に不用意に回転することが防止されるため、緩み方向に回転することがない。このため、金属シャフト８が回転しない固定状態を確実に維持することができる。以上により、鉄棒１を安全に長期間使用することができる。

　この実施形態においては、支持金具７の駒部収容部１４とロッド受け孔部１５とを合わせた長さＬ１（図４参照）は、締め付け金具９の駒部１９と操作ロッド部２０十を合わせた長さＬ２と同等か幾分長い長さとなるように設定される。すなわち、Ｌ１＝Ｌ２又はＬ１＞Ｌ２に設定されるものであり、Ｌ１＝Ｌ２に設定されることにより、螺合終了状態では締め付け金具９の外端面が支持金具７の外端面と面一になる。Ｌ１＞Ｌ２に設定されることにより、螺合終了状態では、締め付け金具９の外端面が支持金具７内に入り込んだ状態となる。これらにより、螺合終了状態では締め付け金具９が支持金具７から外に露出することがないため、締め付け金具９に不用意な回転力が入力しない。このことにより締め付け金具９の螺合状態が弛むことがない。これに加えて、締め付け金具９が鉄棒使用者と接触したり干渉することがない。このため、鉄棒１を安全に使用することができる。

　図６（Ｄ）は（Ｃ）のテーパ嵌合状態に対し、金属シャフト８の掛け渡しを解除する操作を示す。締め付け金具９の操作ロッド部２０に対し工具を挿入して矢印Ｙで示す反螺合方向に回転操作する。この回転操作により、締め付け金具９が金属シャフト８との螺合から外れる方向、すなわち金属シャフト８との離反方向（矢印Ｈ方向）に移動し、金属シャフト８と支持金具７とのテーパ嵌合が弛む。
　さらに回転操作を継続することにより、金属シャフト８が支持金具７から出る矢印Ｉ方向、締め付け金具９が矢印Ｈ方向へ移動して金属シャフト８及び締め付け金具９が離れる方向に支持金具７内を移動する。この移動によって金属シャフト８は支持金具７とのテーパ嵌合が解除された後、金属シャフト８は支持金具７から押し出される。これにより、金属シャフト８の掛け渡しが解除され、支持金具７から金属シャフト８を取り外すことができる。従って、締め付け金具９をセットした支持金具７と金属シャフト８とに簡単に分解できるばかりでなく、小さな部品とすることができるため、部品が嵩張ることなく容易に運搬できるメリットがある。

（第２実施形態）
　図７～図９は本発明の第２実施形態における組み付け構造６Ａを示す。第２実施形態においては、締め付け金具９がねじロッド部１８と操作ブロック部２５とを軸方向に有している。ねじロッド部１８は第１実施形態と同様に金属シャフト８の差し込み部１０に形成したねじ孔部１１と螺合する。操作ブロック部２５は回転操作を受けるものであり、工具が挿入される工具孔２１が形成されている。操作ブロック部２５は所定の厚さ（長さ）の円形ブロックによって形成されている。又、操作ブロック部２５の外側にはカバー蓋部２６が一体に形成されている。カバー蓋部２６は支持金具７の外端面を覆う径を有している。

　支持金具７は金属シャフト８の差し込み部１０が挿入される受け筒部１３を金属シャフト８側に有していると共に、この受け筒部１３にブロック受け孔部２７が連通している。ブロック受け孔部２７は締め付け金具９の操作ブロック部２５が入り込むものであり、操作ブロック部２５がブロック受け孔部２７内に入り込むことによりねじロッド部１８は支持金具７の受け筒部１３内に挿入される。
なお、金属シャフト８は第１実施形態と同様となっており、軸方向の両端の差し込み部１０とねじ孔部１１とを有しており、差し込み部１０には自由端（外端）に向かって径が漸減するテーパ部１２が形成されている。

　この実施形態において、支持金具７のブロック受け孔部２７の長さは、締め付け金具９の操作ブロック部２５の長さと同等となっている。長さが同等となっていることにより、操作ブロック部２５がブロック受け孔部２７に入り込んだ状態では、操作ブロック２７の外側のカバー蓋部２６が支持金具７の外端面を覆うことができ、操作ブロック部２５の露出を防止することができる。これにより締め付け金具９に不用意な回転力が入力しないため、螺合状態が緩むことがない。又、突起物がないため、安全な組み付け構造とすることができる。

　図９はこの実施形態の組み付け終了状態を示す。組み付けにあっては支持金具７に締め付け金具９を差し入れた後、金属シャフト８の差し込み部１０を支持金具７に挿入する。この挿入により、金属シャフト８のねじ孔部１１と締め付け金具９のねじロッド部１８とが噛み込んで螺合した係合状態となる。その後、工具によって締め付け金具９を螺合方向へ回転操作することにより、締め付け金具９のねじロッド部１８と金属シャフト８のねじ孔部１１との螺合が進行するため、金属シャフト８が支持金具７内に深く進入し、テーパ部１２と支持金具７の受けテーパ部１６とがテーパ嵌合する。テーパ嵌合によって金属シャフト８と支持金具７との間に強力な摩擦力が作用するため、金属シャフト８が支持金具７に強固に固定される。この組み付け終了状態では、カバー蓋部２６が支持金具７の外端面を覆うため、鉄棒使用者と接触したり、干渉することがなく、鉄棒１を安全に使用することができる。

　図９の状態に対し、工具によって締め付け金具９を反螺合方向に回転操作することにより、締め付け金具９と金属シャフト８との螺合が解除され、金属シャフト８が支持金具９から押し出されてこれらのテーパ嵌合が解除される。これにより、金属シャフト８を支持金具７から取り外すことができ、金属シャフト８、支持金具７、締め付け金具９の小さな部品に分解することができ、部品が嵩張ることなく容易に運搬することができる。

（第３実施形態）
　図１０及び図１１は本発明の第３実施形態の組み付け構造６Ｂを示す。この実施形態では、第２実施形態における締め付け金具９の操作ブロック部２５からカバー蓋部２６を削除したものであり、その他の構造は第２実施形態と同様である。従って、金属シャフト８を支持金具７にテーパ嵌合させる操作は第２実施形態と同様にして行われる。

　この実施形態において、回転操作によって締め付け金具９の操作ブロック部２５が支持金具７のブロック受け孔部２７内に入り込むが、ブロック受け孔部２７の長さは操作ブロック部２５の長さと同等となっている。これにより、操作ブロック部２５の露出を防止することができ、締め付け金具９に不用意な回転力が作用しないため、螺合状態が弛むことがないと共に突起物がないため安全な組み付け構造とすることができる。
　この実施形態においても、工具によって締め付け金具９を反螺合方向に回転操作することにより、締め付け金具９と金属シャフト８との螺合が解除され、金属シャフト８が支持金具７から押し出されてテーパ嵌合が解除される。これにより、金属シャフト８を支持金具７から取り外すことができ、金属シャフト８、支持金具７、締め付け金具９の小さな部品に分解することができる。このため嵩張ることなく容易に運搬することができる。

　以上の実施形態は本発明を鉄棒１に適用したが、金属シャフト８を締め付け金具９によって支持金具７にテーパ嵌合させる構造であれば、雲梯、歩行補助手摺り、物干し、ジャングルジム、組み立て式ブランコ等の他の物品に同様に適用することができる。

６、６Ａ、６Ｂ　組み付け構造
７　支持金具
８　金属シャフト
９　締め付け金具９
１０　差し込み部
１１　ねじ孔部
１２　テーパ部
１３　受け筒部
１４　駒部収容部
１５　ロッド受け孔部
１６　受けテーパ部
１８　ねじロッド部
１９　駒部
２０　操作ロッド部
２５　操作ブロック部
２６　カバー蓋部
２７　ブロック受け孔部

Claims

　軸方向両端の差し込み部にテーパ部及びねじ孔部が形成された金属シャフトと、
　前記テーパ部に対応した受けテーパ部が内面に形成された受け筒部を有し、前記受け筒部に前記差し込み部が挿入される左右一対の支持金具と、
　前記ねじ孔部に対応するねじロッド部を有し、前記支持金具に挿入されることにより前記ねじロッド部が前記ねじ孔部に螺合し、当該螺合状態で回転操作されることにより前記差し込み部を前記受け筒部内に引き込んで前記テーパ部と受けテーパ部とをテーパ嵌合状態とする締め付け金具と、を備えていることを特徴とする金属シャフトの組み付け構造。
　前記締め付け金具は、前記ねじロッド部とねじロッド部よりも大径の駒部とが軸方向に沿って形成され、前記支持金具は、前記受け筒部と前記駒部の軸方向への移動を許容するように駒部を収容する駒部収容部とが軸方向に沿って形成されており、前記締め付け金具の一方向への回転操作で前記締め付け金具及び前記金属シャフトが支持金具に引き込まれる方向に移動して前記テーパ嵌合状態となり、反対方向への回転操作で前記テーパ嵌合が解除されて前記締め付け金具及び前記金属シャフトが離れる方向に移動して前記テーパ嵌合状態が解除されることを特徴とする請求項１記載の金属シャフトの組み付け構造。
　前記締め付け金具は、前記回転操作のための操作ロッド部が前記駒部の外側に形成され、前記支持金具は、前記操作ロッド部が挿入されるロッド受け孔部が形成されており、前記駒部収容部及びロッド受け孔部を合わせた長さは前記駒部及び操作ロッド部を合わせた長さと同等の長さ又は幾分長い長さとなっていることを特徴とする請求項２記載の金属シャフトの組み付け構造。
　前記締め付け金具は、前記ねじロッド部と前記回転操作のための操作ブロック部とが軸方向に沿って形成され、前記支持金具は、前記受け筒部と前記操作ブロック部が挿入されるブロック受け孔部とが軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の金属シャフトの組み付け構造。
　前記ブロック受け孔部は前記操作ブロック部と同等の長さとなっていることを特徴とする請求項４記載の金属シャフトの組み付け構造。
　前記操作ブロック部は前記支持金具の端面と同径に形成されて支持金具の端面を覆うカバー蓋部が一体に形成されていることを特徴とする請求項５記載の金属シャフトの組み付け構造。