JP5456079B2

JP5456079B2 - 連結金具の製造方法

Info

Publication number: JP5456079B2
Application number: JP2012020077A
Authority: JP
Inventors: 義晴内橋
Original assignee: 平和技研株式会社
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: JP2012091232A

Description

本発明は、例えば、建築現場において、足場板を支持するパイプ支柱の交叉部分を結合するクランプ金具に適した連結金具の製造方法に関する。

従来、建築現場で使用される組立足場は、縦横に配置したパイプをクランプ金具により連結することで構成されている。このクランプ金具８０は、図５（Ａ）に示すように、パイプ８１を挟持するため内側に円弧状のパイプ受け部８２、８３がそれぞれ設けられた固定部材８４と可動部材８５の一端をピン８６で連結し、他端をねじ機構からなる締着手段８７で取り外し可能に緊結できる対となる第１、第２のパイプ固定具８８、８９を有している。
なお、第１、第２のパイプ固定具８８、８９は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、それぞれの固定部材８４が、両端にかしめ部９０、９１を有する連結部材（例えば、管材又はリベット）９２によって取付けられ、相対的に回転可能に連結されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

実用新案登録第２５３５３５８号公報実用新案登録第３０８９３５０号公報

しかしながら、第１、第２のパイプ固定具８８、８９の連結には、別個の連結部材９２を使用するため、例えば、連結部材９２の製造、及び第１、第２のパイプ固定具８８、８９への連結部材９２の取付けが必要になる。このため、製造工程が余分に必要となって複雑になり作業性が悪い。
また、連結部材９２が別個に必要となるため、その製造のための製造コストがかかり経済的でない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、製造工程を単純化できて作業性が良く、しかも経済的に製造可能な連結金具の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る連結金具の製造方法は、第１の金物に形成されている短筒状の突出部を、第２の金物に形成されている円形孔に嵌入し、前記突出部の端部をプレス加工して拡径部を形成し、前記第１の金物と前記第２の金物を回転可能に連結する連結金具の製造方法であって、
前記円形孔の片側に傾斜拡径部を形成し、前記円形孔の前記傾斜拡径部が前記突出部の端部方向になるようにして前記突出部を前記円形孔に入れた後、前記拡径部を形成し、
しかも、前記傾斜拡径部の成形は前記円形孔を形成するパンチの根元部分に設けられた傾斜拡径部位によって行われ、前記拡径部の形成は、その一部に前記突出部の内側に嵌入する突入部を備えるカールダイと、前記円形孔に嵌入した前記突出部の端部を外側に折り曲げる曲面かしめ部を有するカールパンチによって行われている。

請求項１、２記載の連結金具の製造方法は、第１の金物に短筒状の突出部を形成し、第２の金物に円形孔を形成し、第２の金物に片側がテーパー状に拡径した円形孔を形成し、円形孔に突出部を円形孔の傾斜拡径部が突出部の端部方向になるようにして入れるので、突出部の端部を半径方向外側に折り曲げる際に折り曲げ易く、しかも折り曲げた際に、突出部の外側と円形孔の内側との摩擦抵抗を、傾斜拡径部を設けない場合よりも小さくできる。これにより、第１の金物と第２の金物との相対的な回転がスムーズになる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る連結金具の製造方法の嵌合処理工程の説明図、（Ｂ）、（Ｃ）はかしめ処理工程の説明図である。（Ａ）〜（Ｃ）は同連結金具の製造方法の前処理工程におけるプレス加工Ａの説明図である。同連結金具の製造方法の前処理工程におけるプレス加工Ｂの説明図である。同連結金具の製造方法で製造した連結金具を使用したクランプ金具の斜視図である。（Ａ）は従来例に係るクランプ金具の部分断面図、（Ｂ）は連結部材の拡大断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る連結金具の製造方法は、第１の金物１０に形成されている短筒状の突出部１１を、第２の金物１２に形成されている円形孔１３に嵌入し、突出部１１の端部１４をプレス加工して拡径部１５を形成し、第１の金物１０と第２の金物１２を回転可能に連結する連結金具１６を製造する方法であり、第１の金物１０に突出部１１を形成し、第２の金物１２に円形孔１３を形成する前処理工程と、突出部１１を円形孔１３に嵌入する嵌合処理工程と、円形孔１３に嵌入した状態の突出部１１の端部１４を半径方向外側に折り曲げるかしめ処理工程を有する。
まず、本発明の一実施の形態に係る連結金具の製造方法で製造した連結金具１６を使用したクランプ金具１７について説明した後、本発明の一実施の形態に係る連結金具の製造方法について説明する。

図４に示すように、クランプ金具１７は、例えば、鋼又はステンレスで構成され、その表面にめっきが施された対となる第１、第２のパイプ固定具１８、１９を備えている。
第１のパイプ固定具１８は、ピン２０によって一端が回動自在に連結され、内側に円弧状のパイプ受け部２１、２２が設けられた固定部材２３と、内側に円弧状のパイプ受け部２５、２６が設けられた可動部材２７と、パイプ（図示しない）を挟持した状態で固定部材２３及び可動部材２７を締め付け可能なねじ締着手段２９を備えている。一方、第２のパイプ固定具１９も、第１のパイプ固定具１８と同様の構成を有しており、固定部材２４と可動部材２８と、固定部材２４及び可動部材２８を締め付け可能なねじ締着手段２９を備えている。

このように、第１、第２のパイプ固定具１８、１９は同様の構成を有しているので、以下、第２のパイプ固定具１９側の番号を括弧内に示し、説明を簡略化する。
側面視してＬ字状の固定部材２３（２４）には、固定部材２３（２４）の一端側から他端側へかけて、固定部材２３（２４）の実質的に直角、又は直角より少し大きい角度で屈曲した底部３０（３１）に対して、略直角に折り曲げられた一対のパイプ受け部２１、２２が設けられている。なお、パイプ受け部２１、２２の内側、即ち上端面の形状は、パイプ固定具１８（１９）が取付けられるパイプ（例えば、直径が４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下）の直径と同等か、又はその直径より大きな直径を備えた円弧状となっている。

また、固定部材２３（２４）に設けられたパイプ受け部２１、２２の一端部の内側には、可動部材２７（２８）の底部３２の両側に設けられたパイプ受け部２５、２６の一端部が配置されている。なお、可動部材２７（２８）のパイプ受け部２５、２６の内側、即ち上端面の形状は、パイプ固定具１８（１９）が取付けられる前記したパイプの直径と同等、又はその直径より大きな直径を備えた円弧状になっている。

固定部材２３（２４）のパイプ受け部２１、２２の一端部、及び可動部材２７（２８）のパイプ受け部２５、２６の一端部には、それぞれ貫通孔３３、３４が設けられ、この各貫通孔３３、３４を同一軸心上に配置して各貫通孔３３、３４にピン２０を挿通し、このピン２０を固定部材２３（２４）に固定している。
これにより、可動部材２７（２８）を固定部材２３（２４）に対し、ピン２０を軸心として開状態とした場合は、可動部材２７（２８）の底部３２の外側が、固定部材２３（２４）の内側端部に当接するので、固定部材２３（２４）に対する可動部材２７（２８）の回動が制御される。

この可動部材２７（２８）の他端部には、溝状となった係止部３５が、可動部材２７（２８）の底部３２に対して突出した状態で設けられている。この係止部３５の底部３６には、係止部３５の先端に向けて開口したＵ字状溝３７が設けられ、係止部３５が二股状となっている。
固定部材２３（２４）のパイプ受け部２１、２２の他端部には、ねじ締着手段２９の基部が回動自在に取付けられている。このねじ締着手段２９は、パイプ受け部２１、２２の他端部内側に取付けられる緊締ボルト３８と、この緊締ボルト３８に螺着し係止部３５に着脱可能な緊締ナット３９とを有している。
なお、緊締ボルト３８の基部は、例えば、頭付きボルト４０とこれに螺合するナット４１を用いて、固定部材２３（２４）のパイプ受け部２１、２２に形成された各貫通孔４２に回動自在に取付けられているが、例えば、リベットを用いて回動自在に取付けてもよい。

第１のパイプ固定具１８の固定部材２３の底部３０と、第２のパイプ固定具１９の固定部材２４の底部３１の連結側は略平坦になっており、この部分に連結金具１６が形成されている。即ち、この連結金具１６は、第２のパイプ固定具１９の固定部材２４の底部３１に設けられた円形孔１３と、第１のパイプ固定具１８の固定部材２３の底部３０に設けられ、円形孔１３に回転自在に嵌め込まれた突出部１１とで構成されている。これにより、クランプ金具１７の使用時には、第１、第２のパイプ固定具１８、１９の相対的な角度を、目的の角度に任意に調節できる。

前記したように構成することで、クランプ金具１７の使用にあっては、パイプに固定部材２３（２４）のパイプ受け部２１、２２を当接させ、パイプを挟み込むように可動部材２７（２８）を回動させた後、可動部材２７（２８）の係止部３５に向かって緊締ボルト３８を回動させる。このように、固定部材２３（２４）と可動部材２７（２８）でパイプを挟持した状態で、二股となった係止部３５のＵ字状溝３７に緊締ボルト３８を係合して、緊締ナット３９を、例えば、スパナ又はモンキースパナ（自在スパナ）を使って回し、固定部材２３（２４）と可動部材２７（２８）を締め付ける。なお、緊締ナット３９を締め付けた後は、係止部３５に緊締ナット３９が引っ掛かり、係止部３５からの緊締ナット３９の外れを防止できる。
これにより、第１、第２のパイプ固定具１８、１９を、それぞれパイプの外周に押圧した状態で取付け、組立足場を組み立てることができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る連結金具の製造方法について、発明の理解を容易にするため、前記した第１のパイプ固定具１８の固定部材２３を第１の金物１０として、第２のパイプ固定具１９の固定部材２４を第２の金物１２として、以下説明する。
まず、鋼材又はステンレス材を使用して、第１の金物１０と第２の金物１２を製造する。なお、連結金具１６の製造前の第１、第２の金物１０、１２は、実質的に同一形状であり、しかも第１の金物１０の厚みＴ１と、第２の金物１２の厚みＴ２は同じであるが、形状及び厚みのいずれか一方又は双方が異なっていてもよい。
次に、第１の金物１０に短筒状の突出部１１を形成するプレス加工Ａと、第２の金物１２に円形孔１３を形成するプレス加工Ｂとを有する前処理工程を行う。

プレス加工Ａは、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、まず、第１の金物１０に下孔５０を形成し、その後、第１のダイ５１と、第１のダイ５１に嵌入する第１のパンチ５２を用いて、第１の金物１０に突出部１１を形成する加工である。
第１のダイ５１は、形成する突出部１１の外径を設定するものであり、その内径（Ｄ１）が、例えば、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下（ここでは、２８ｍｍ）程度である。
一方、第１のパンチ５２は、第１のダイ５１に嵌入し、下孔５０が形成された第１の金物１０を折り曲げ突出部１１を形成するものであり、その外径が（Ｄ１−２×Ｔ１）である。ここで、第１の金物１０の厚みＴ１は、例えば、２ｍｍ以上４ｍｍ以下（ここでは、２．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下）程度である。

第１のパンチ５２の先部には、補助パンチ５３が設けられ、第１のダイ５１には、補助パンチ５３と対となる補助ダイ５４が設けられている。
補助パンチ５３は、第１のパンチ５２の下端面に突出して設けられ、補助ダイ５４に嵌入するものである。一方、補助ダイ５４の内径（ｄ）は、形成する突出部１１の突出長さに基づいて設定するものであり、その内径が、例えば、第１のダイ５１の内径の１０％以上４０％以下（ここでは、８ｍｍ）程度である。なお、補助ダイ５４は、第１のダイ５１と第１のパンチ５２により引き続き行われる突出部１１の形成に際しては、第１のパンチ５２の下降と共に、下方へ下降する機構（例えば、ばね材）を備えている。

これにより、図２（Ａ）に示すように、第１のパンチ５２を下降させることで、図２（Ｂ）に示すように、補助パンチ５３と補助ダイ５４により、第１の金物１０に下孔５０を形成する。なお、下孔は、第１の金物１０を第１のダイ５１と第１のパンチ５２へ運ぶ前に形成してもよい。
そして、図２（Ｃ）に示すように、第１のパンチ５２を更に下降させることで、第１のダイ５１と第１のパンチ５２により、下孔５０を拡径して拡径下孔５５を形成すると共に、突出部１１を形成する。このとき、第１のダイ５１の内面５６と第１のパンチ５２の外面５７との間に、第１の金物１０の厚み相当の隙間が形成されるので、突出部１１の形成をスムーズに実施できる。

この第１の金物１０に形成した突出部１１は、その折り曲げ角度を、折り曲げ前の状態を基準（０度）として８５度以上９０度未満（好ましくは、８７度以上９０度未満）に設定している。これにより、後述する嵌合処理工程において、第２の金物１２の円形孔１３への突出部１１の挿入をスムーズに実施できる。
形成した突出部１１は、第１の金物１０と第２の金物１２との連結を行うためのものであるため、その突出長さＬを、例えば、第２の金物１２の厚みＴ２の２倍以上１０ｍｍ以下（ここでは、７ｍｍ）程度とすることが好ましい。

なお、突出部は、かしめ処理工程において、その端部を半径方向外側に折り曲げるので、折り曲げ易くするように、その厚みを先細り（断面先細り形状）としてもよい。ここで、突出部の基端部の厚みをＴ１（第１の金物１０の厚み）とした場合、突出部の先端部の厚みｔ１を、Ｔ１の７０％以上１００％未満（好ましくは、７０％以上９０％以下、更には７５％以上８５％以下）に設定することが好ましい。このように、突出部の厚みを先細りに形成する方法としては、第１のダイの内面と第１のパンチの外面との間に形成される隙間を、第１のパンチの先側へかけて狭く（例えば、第１のダイの内径を第１のパンチの押圧方向へ向けて縮径）すればよい。
以上に示したプレス加工Ａにより、第１の金物１０に拡径下孔５５を有する突出部１１を形成する。

また、プレス加工Ｂは、図３に示すように、第２のダイ６０と、第２のダイ６０と対となって第２のダイ６０に嵌入する第２のパンチ６１を用いて、第２の金物１２に円形孔１３を形成する加工である。
第２のダイ６０は、形成する円形孔１３の内径を設定するものであり、その内径（Ｄ２）が、突出部１１の外径より僅か、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下（ここでは、１ｍｍ）程度大きくなっている。

一方、外径が（Ｄ２）の第２のパンチ６１は、根元部分を除く部分が第２のダイ６０に嵌入するものである。なお、実際は、第２のパンチ６１の外径は、第２のダイ６０の内径よりも僅かに（例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度）小さくなっている。また、第２のパンチ６１の根元部分には、第２のパンチ６１の押圧方向とは反対方向に拡径する傾斜拡径部位６２が設けられている。
以上に示したプレス加工Ｂにより、第２の金物１２に、片側、即ち第１の金物１０の突出部１１の挿入方向がテーパー状に拡径した傾斜拡径部６３を備える最小内径が（Ｄ２）の円形孔１３を形成する。
なお、図１（Ａ）に示すように、傾斜拡径部６３を形成する厚み方向の領域Ｒ１は、例えば、第２の金物１２の厚みＴ２の０．２倍以上０．５倍以下、水平方向の領域Ｒ２は、円形孔１３の最小内径（Ｄ２）から半径方向外側へ向かって、第２の金物１２の厚みＴ２の０．２倍以上０．６倍以下である。また、傾斜拡径部の角部は、面取りして断面円弧状とすることが好ましい。

そして、図１（Ａ）に示すように、前処理工程で第２の金物１２に形成された円形孔１３に第１の金物１０の突出部１１を、円形孔１３の傾斜拡径部６３が突出部１１の先端部方向になるようにして入れる嵌合処理工程を行う。これにより、第１の金物１０の底部外面６４と第２の金物１２の底部外面６５とを当接させる。
次に、円形孔１３に挿入した突出部１１の端部１４を、半径方向外側に折り曲げて拡径部１５を形成し、第１の金物１０と第２の金物１２を回転可能に連結するかしめ処理工程を行う。なお、このかしめ処理工程では、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、カールダイ７０とカールパンチ７１を使用する。

カールダイ７０は、その先側周辺部が断面円弧状に窪んで形成されており、第２の金物１２の円形孔１３に嵌入した状態の突出部１１の下部内側７２に当接し、その一部が短筒状の突出部１１内側に嵌入する突入部７３を有している。なお、突入部７３の嵌入長さは、少なくとも第１の金物１０の厚み程度の長さがあればよい。
一方、カールパンチ７１は、円形孔１３に嵌入した突出部１１の端部１４を外側に折り曲げる曲面かしめ部７４、及び曲面かしめ部７４の外側にあってプレス終了時に第２の金物１２に近接する環状当接部７５を有している。

この曲面かしめ部７４は、カールパンチ７１の先側周辺部を、突出部１１の折り曲げ形状に対応させ、断面円弧状に窪んで形成している。また、カールパンチ７１は、その先端部７６が、突出部１１の先端内径よりも僅かに（例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度）小さくなっており、カールパンチ７１の押圧方向とは逆方向に、徐々に拡径している。
ここで、曲面かしめ部７４の曲率半径Ｒ３は、例えば、第１の金物１０の厚みＴ１の１．２倍以上２．５倍以下（好ましくは、１．５倍以上２．５倍以下）にしている。なお、曲面かしめ部７４の形成は、カールパンチ７１の先端部７６の角を基準（０度）とし、基準から１３０度以上１８０度以下（好ましくは、１３０度以上１７０度以下）の範囲内の設定値にかけて行う。

また、環状当接部７５の下端位置７７は、曲面かしめ部７４の最大凹み点７８よりも、下方へ突出している。なお、この環状当接部は、面取りして断面円弧状とすることが好ましい。
この環状当接部は、プレス終了時に第２の金物１２に当接する突出長さに形成してもよい。この場合、環状当接部の突出長さを調整することで、カールパンチの下降下限位置を設定できるので、突出部の端部の折り曲げを過剰に行うことなく、突出部と円形孔との接触抵抗を低減、更には無くすことができる。

これにより、第１の金物１０の突出部１１を、曲面かしめ部７４の表面に沿って、半径方向外側に開きながら折り曲げ、第１の金物１０と第２の金物１２を回転可能に連結する。
このように、連結金具１６を製造した後、これを図４に示すクランプ金具１７に使用する場合、第１、第２の金物１０、１２をそれぞれ固定部材２３、２４とし、それぞれの一端部に形成された貫通孔３３を、別途製造した可動部材２７、２８の貫通孔３４と軸心を合わせてピン２０を挿通し、このピン２０を固定部材２３、２４に固定する。また、固定部材２３、２４のそれぞれの他端部に形成された貫通孔４２にねじ締着手段２９の緊締ボルト３８を取付ける。
これにより、クランプ金具１７が製造できる。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の連結金具の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

１０：第１の金物、１１：突出部、１２：第２の金物、１３：円形孔、１４：端部、１５：拡径部、１６：連結金具、１７：クランプ金具、１８：第１のパイプ固定具、１９：第２のパイプ固定具、２０：ピン、２１、２２：パイプ受け部、２３、２４：固定部材、２５、２６：パイプ受け部、２７、２８：可動部材、２９：ねじ締着手段、３０〜３２：底部、３３、３４：貫通孔、３５：係止部、３６：底部、３７：Ｕ字状溝、３８：緊締ボルト、３９：緊締ナット、４０：頭付きボルト、４１：ナット、４２：貫通孔、５０：下孔、５１：第１のダイ、５２：第１のパンチ、５３：補助パンチ、５４：補助ダイ、５５：拡径下孔、５６：内面、５７：外面、６０：第２のダイ、６１：第２のパンチ、６２：傾斜拡径部位、６３：傾斜拡径部、６４：底部外面、６５：底部外面、７０：カールダイ、７１：カールパンチ、７２：下部内側、７３：突入部、７４：曲面かしめ部、７５：環状当接部、７６：先端部、７７：下端位置、７８：最大凹み点

Claims

第１の金物に形成されている短筒状の突出部を、第２の金物に形成されている円形孔に嵌入し、前記突出部の端部をプレス加工して拡径部を形成し、前記第１の金物と前記第２の金物を回転可能に連結する連結金具の製造方法であって、
前記円形孔の片側に傾斜拡径部を形成し、前記円形孔の前記傾斜拡径部が前記突出部の端部方向になるようにして前記突出部を前記円形孔に入れた後、前記拡径部を形成し、
しかも、前記傾斜拡径部の成形は前記円形孔を形成するパンチの根元部分に設けられた傾斜拡径部位によって行われ、前記拡径部の形成は、その一部に前記突出部の内側に嵌入する突入部を備えるカールダイと、前記円形孔に嵌入した前記突出部の端部を外側に折り曲げる曲面かしめ部を有するカールパンチによって行われていることを特徴とする連結金具の製造方法。
請求項１記載の連結金具の製造方法において、前記傾斜拡径部が形成されている厚み方向の領域は、前記第２の金物の厚みの０．２倍以上０．５倍以下の範囲であって、前記傾斜拡径部が形成されている水平方向の領域は、前記円形孔の最小内径から半径方向外側に向かって前記第２の金物の厚みの０．２倍以上０．６倍以下の範囲であることを特徴とする連結金具の製造方法。