床束やターンバックルの、鋼管とボルトとの結合部に使用される結合部材、及びその製造方法
【課題】継手部材又は支持部材を構成する鋼管とボルトとの結合部に使用できる結合部材及びその容易で安価な製造方法を提供する。
【解決手段】外周が角柱面に形成され、両端面４の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔３を有するナット部材２の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線６を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とすことを特徴とする。
【解決手段】外周が角柱面に形成され、両端面４の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔３を有するナット部材２の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線６を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とすことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床束やターンバックルにおいて、前記鋼管とボルトとの結合部を構成する結合部材、及び当該結合部材の製造方法、並びに当該結合部材を用いた結合部、及び当該結合部を備える床束及びターンバックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の端部にボルトが螺合されていて、軸方向に対する応力に対して形態を支持することができる床束若しくはターンバックルは建築物の建材としてよく用いられている。
このような床束及びターンバックルの本体部を鋼管によって構成する場合、その鋼管とボルトとの結合部は、従来、鋼管の端部の内面に雌ネジが形成され、ボルトをこの雌ネジに螺合させることができるように構成されている。
【０００３】
あるいは、ナット端面を鋼管の開口端面に当接させ、直接溶接することによってボルトとの結合部を形成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平７−４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼管の内壁面に直接雌ネジ構造を形成しようとすれば、形成された雌ネジ構造によって鋼管の厚みが薄くなるため、薄くなることを見込んで余計に厚みのある鋼管を用いなければならなかった。
【０００６】
また、鋼管の端部内面に雌ネジを形成するためには、形成工程に時間がかかるほか、高度な技術及び装置を必要とするため、結合部を形成する工程にコストがかかり、完成品である床束やターンバックルの製品価格を押し上げる原因となっていた。
【０００７】
また、鋼管の開口端面にナット端面を溶接する方法によって形成された結合部は、ナットと鋼管とを完全に溶接するために高度な技術が必要であり、時間がかかると共に、溶接の仕上がり精度にバラつきが生じ、量産するにあたって不完全な溶接部を有する不良品が発生する恐れがあった。溶接部が不完全であると、床束やターンバックルに応力を負荷した場合、想定された力よりも小さい力の負荷であっても結合部が破損する恐れがある。
【０００８】
また、ナットの軸と鋼管の軸とを一致させて溶接作業を行なう必要があるところ、鋼管端面にナットを押し当てて溶接すると、鋼管端面のバリなどのため鋼管の軸とナットの軸とを確実に一致させることは困難であり、溶接作業によってナットの軸が傾く恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために本願発明に想到したものである。本願の第一の発明は床束やターンバックルの本体部に使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するために、鋼管に装着する結合部材を新たに考えた。この結合部材は、外周が角柱面に形成され両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされてなることを特徴とする。
【００１０】
本願の他の発明は、上記結合部材の製造方法である。前記結合部材は、外周が角柱面に形成され両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とすことを特徴とする製造方法である。
【００１１】
本願のさらに他の発明は、床束やターンバックルに使用する鋼管とボルトとを軸方向に螺合するための結合部の製造方法であって、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落として鍔部を形成することによって結合部材を形成し、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させることを特徴とする製造方法である。
【００１２】
ここで、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させるため、鋼管の端部に加えるプレス圧は、鋼管の軸と直行する面上において鋼管に対して圧力を加え、鋼管を内径方向に寄せるように変形させることが好ましく、これによって鋼管を径方向内方に向けて変形させるものである。
【００１３】
結合部材を鋼管内部に挿入し、鋼管にプレス圧を加えて接合することによって得られる本願発明に係る接合部は、鋼管の端部内面に雌ネジを直接形成する従来技術に比べて容易に形成することができ、また、ナット端面を鋼管端面に溶接する従来技術に比べて確実で強固な接合を実現することができるものである。
【００１４】
また、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅は、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以上９８％以下となるように円形境界線の位置を定めることがよい。
【００１５】
これは、円形境界線をこのような位置に定めて圧縮変形加工を行うと、円形切断線に沿って外周縁部を切り落とした膨出部の外周面に好適に凹部を形成させることができるためである。
【００１６】
円形境界線を境として、円形境界線より外側部分をプレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形させると、ナット部材の円形境界線より外側部分が軸方向に流動し、かつ、径方向外方に膨出することにより膨出部を形成する。このとき、円形境界線を前記位置に定めると、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち薄幅部分（端面の辺の部分）は軸方向両方向から流動し、外径方向に膨出した膨出部が密着することなく圧縮変形が完了し、一方、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち厚幅部分（端面の角の部分）は軸方向両方向から流動し外径方向に押し出されるように盛り上がった膨出部が塊状に伸出した状態で圧縮変形が完了することにより薄幅部分の外周面に凹部が形成される。
【００１７】
また、前記円形切断線は、ナット部材の最短外径より大きく、かつ、膨出部の最短外径、すなわち、膨出部の外周縁のうち最も雌ネジ孔に近い位置の外径より小さくて雌ネジ孔の軸と同心の円であることにより、膨出部の外周縁を全周にわたって切り落とすことができ、膨出部の外周縁部を切り落とすことによって形成された鍔部の外周縁を完全な円形に成形することができる。これにより、鋼管に結合部材を挿入してプレス圧を加えて結合部を形成した場合に、前記鍔部と前記鍔部に沿って変形された鋼管との接合を全周に亘って均一となるように構成することができ、鋼管と結合部材との均質な接合力を実現することができる。
【００１８】
さらに、結合部の製造時に、鋼管の端部に結合部材を挿し入れ、プレス圧を加えた際に、鍔部に凹部が形成されることによって鋼管の内壁がこの凹部内に向けて変形され、鋼管と結合部材とを凹部において強固に噛み合わせることができる。これにより、結合部材を鋼管に対して強固に接合することができる。また、前記凹部が多角形の角数分形成されることによって、結合部材の鋼管に対する接合力をより一層高めることができる。
【００１９】
また前述のように前記円形切断線をナット部材の最短外径より大きく、かつ、膨出部の最短外径より小さくて雌ネジ孔の軸と同心である円とすることにより、鍔部の外周縁を完全な円形に成形すれば、鋼管に結合部材を挿入してプレス圧を加えて結合部を形成した際に、凹部内への鋼管の内壁の変形量をより多くできることにより、結合部材と鋼管との噛み合せ効果をさらに強固にすることができる。
【００２０】
なお、前記円形切断線は、ナット部材の最短外径より大きいため、膨出部の外周縁部を切り落とすことによっても凹部が完全に消滅することはなく、結合部材の鍔部の外周面に凹部が残存するため、前述のような凹部における鋼管との噛み合せの効果を確実に得ることができる。
【００２１】
また、複数の凹部が均等な間隔に離間して配置されることによって、結合部材と鋼管との接合を周方向に対して均一となるように構成することができ、鋼管と結合部材との均質な接合力を実現することができる。
【００２２】
なお、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅は、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以上９８％以下となるように円形境界線の位置を定めることが好ましいが、より好ましくは８０％以上９６％以下となるように円形境界線の位置を定めることがよい。
【００２３】
雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅が、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以下であると、ナット部材の円形境界線より外側部分を圧縮変形させる際に必要なプレス圧が不必要に大きくなる。そして、８０％以上であるのが必要な圧縮変形を得るために必要なプレス圧の効率が良い。
【００２４】
一方、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅が、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して９８％より大きいと、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち薄幅部分が圧縮変形する際に外径方向に十分膨出せず、その部分だけ膨出部が十分に形成されない、若しくは凹部の周囲が欠けた状態となるからである。９８％以下であれば膨出部が全周に亘って十分形成される。
【００２５】
なお、ナット部材は、外周が六角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有する六角ナットが好ましい。六角ナットは、市場において非常に安価に販売されており、これを利用することによって結合部材の製造コストを下げることができると共に、強力な接合部を備えた床束やターンバックルの製造コストを安価に抑えることができるからである。
【００２６】
また、本願発明に係る床束は前記結合部材を装着したものである。すなわち、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備えることを特徴とする。
【００２７】
さらに、本願発明に係るターンバックルは前記結合部材を装着したものである。すなわち、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本願発明によれば、鋼管と周方向に均等かつ強固に接合可能な結合部材を製造することができる。
【００２９】
本願発明によれば、溶接によらず、鋼管との接合が確実な結合部材を製造することができる。
【００３０】
本願発明によれば、プレス圧のみによって膨出部の外周面に簡便に凹部を形成することができ、鋼管との噛み合せ効果を得られる強固な接合を可能とする結合部材を製造することができる。
【００３１】
本願発明によれば、ナット部材に六角ナットを使用することができるため、容易にかつ安価に結合部材、床束及びターンバックルを製造することができる。
【００３２】
本願発明によれば、鋼管の内面に結合部材を沿わせるので、結合部材の軸と鋼管の軸とが一致させ易く、軸中心が一致した結合部を容易確実に製造することができる。
【００３３】
本願発明によれば、鋼管との接合に溶接を用いる必要がないため、安価に床束及びターンバックルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ナット部材２の斜視図である。
【図２】ナット部材２を平面図である。
【図３】ナット部材２の側面図である。
【図４】中間体７の斜視図である。
【図５】結合部材１の斜視図である。
【図６】プレス装置１０１にナット部材２を設置した様子を示した半断面図である。
【図７】ナット部材２を圧縮加工して中間体７を形成する様子を示した半断面図である。
【図８】中間体７をプレス装置１０１から取り出した状態を示した半断面図である。
【図９】プレス装置２１０に中間体７を設置した様子を示した半断面図である。
【図１０】中間体７のせん断して結合部材１を形成する様子を示した半断面図である。
【図１１】結合部材１をプレス装置２０１から取り出した状態を示した半断面図である。
【図１２】結合部材１及び鋼管２１をプレス装置３０１に設置した様子を示した縦断面図である。
【図１３】プレス圧を加える工程が完了し、結合部２２が形成された鋼管２１と結合部材１を正面に対して直角の面で切断した縦断面図である。
【図１４】プレス圧を加える工程が完了し、結合部２２が形成された鋼管２１と結合部材１の底面図である。
【図１５】床束２４の縦断面図である。
【図１６】ターンバックル３３の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本願発明に係る実施の形態を、図を参照しながら詳しく説明する。
【００３６】
結合部材１の製造に用いられるナット部材２は、図１に示すように軸方向に貫通した雌ネジ孔３が端面４に開口５を形成してなる。ナット部材２として特に好ましいのは、安価に手に入り易い外周面が六角柱に形成されてなる六角ナット素材である。従って本実施形態において、図１のナット部材２は六角ナット素材にあらわされている。
【００３７】
図２、及び図３にはナット部材２の平面図及び側面図をそれぞれ示している。
【００３８】
次にナット部材２から結合部材１を製造する方法について説明する。
【００３９】
まずナット部材２を、図６に示すように逆押さえ１０２、ダイ１０３、パンチ１０４、ベース１０５、及びスプリング１０６とからなるプレス装置１０１に設置する。なお、図６は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。逆押さえ１０２の中心には位置決め突起１０７がそれぞれ形成されており、雌ネジ孔３を位置決め突起１０７に挿し入れることによって中間体７を逆押さえ１０２、及び押さえ１０３の中心に設置することができる。
【００４０】
ここでプレス装置１０１の概略を説明すると、逆押さえ１０２はダイ１０３の内部に組み込まれている。逆押さえ１０２は、底面とベース１０５との間に設置されたスプリング１０６によって上方向の押圧力を受け続けながら、逆押さえ１０２の肩部１０８の上面がダイ１０３のフランジ部１０９の下面によって係止され、逆押さえ１０２の戴置面１１０がダイ１０３の上面と略同一平面上に位置した状態で静止している。なお、ダイ１０３はベース１０５上に固定されている。
【００４１】
また、ダイ１０３の抜き穴１０８、及びパンチ１０４の抜き穴１０９は、雌ネジ孔３の同心円であって、ナット部材２の最短外径を直径とする内接円よりも僅かに小さい円形境界線６（図１、２において二点鎖線に示される円。）と等しい内径を有する円筒型に形成されている。なお、円形境界線６の位置を図６中の二点鎖線において示す。本実施形態において、円形境界線は、図２に示すように雌ネジ孔３と前記円形境界線６との間隔幅ｂが、雌ネジ孔３とナット部材２の外周との最短長さａに対して９０％とした。
【００４２】
ナット部材２の設置後、パンチ１０４を下方向に下降させてナット部材２の圧縮に対するプレス圧加工を行う。パンチ１０４の下端がナット部材２の上端面４に接した後、さらにパンチ１０４を押し下げるとナット部材２のうち、円形境界線６の内側部分は逆押さえ１０２と共にナット部材２の厚さを保持しながら下降する。一方、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側部分はパンチ１０４とダイ１０３によってプレス圧加工され、軸方向に上下両方向から圧縮変形していく。
【００４３】
図７には、ナット部材２のプレス圧加工が完了して得られた中間体７及びプレス装置１０１の状態を示す。また、図８及び図４にはプレス装置１０１から取り出した中間体７の正面図及び斜視図をそれぞれ示す。なお、図７、８は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。前記プレス圧加工において、ナット部材２のうち円形境界線６よりも内側であった部分は加工前のナット部材２の厚さが保持され、端面９を有する円筒状に形成された結合部材中心部８を形成する。また、結合部材中心部８の形成時には、前記プレス圧加工によって円形境界線６上に段差面１０も形成され両端面４から段差４ａ、４ｂを有して低くなる。一方、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分は圧縮変形され、雌ネジ孔３の径方向外方へ膨出する膨出部１１を形成する。
【００４４】
ここで、図７に示す段差１０ａはナット部材厚さ２ａに対して３５％以上４５％以下であることが好ましく、かつ、段差１０ａ＋段差１０ｂがナット部材厚さ２ａに対して５０％以上８０％以下であることが好ましい。段差１０ａがナット部材厚さ２ａに対して３５％未満であると、結合部材中心８に対して鍔部１８との段差が少ないために結合部材１と鋼管との端面の一致が取りにくくなる。また、段差１０ａ＋段差１０ｂがナット部材厚さ２ａに対して８０よりも大きいと、鍔部１８の厚さが十分でなく、結合部の軸方向への応力に対する接合強度が不足する可能性がある。前記条件を満たすことにより、鍔部１８の厚みを十分に取ることができると共に、段差１０ａ、１０ｂの高さも十分に取ることができるため、軸方向の応力に対して十分な接合強度を備えた結合部を形成することができる。本実施例においては、段差１０ａをナット部材厚さ２ａの４０％とし、段差１０ｂをナット部材厚さ２ａの３０％とした。
なお、結合部の形成の際には、結合部材１の段差１０ａ側の端面４が鋼管２１の端面と一致するように構成されていることが好ましい。これにより、軸方向への応力に対する対抗する力を発揮しやすいからである。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態において膨出部１１は、幅広な部分（幅広膨出部１２）と幅狭な部分（幅狭膨出部１３）とがそれぞれ交互に６つずつ形成され、平面視星型の外形に形成されている。また膨出部の外周面１４には、肉厚な凹部１５が前記幅狭膨出部１３に対応する位置に周方向に沿って形成されている。
【００４６】
当該肉厚な凹部１５は、前記プレス圧加工においてダイ１０３及びパンチ１０４によってナット部材２の短経部分（すなわち、六角形の変の中央部）であって円形境界線６よりも外側部分が圧縮され雌ねじ部３の径方向外方へ盛り上げられることにより形成されたものである。
【００４７】
次に中間体７を、図９に示すようにダイ２０２、及びパンチ２０３とからなるプレス装置２０１に設置する。ダイ２０２の中心には位置決め突起２０４が形成されており、雌ネジ孔３を位置決め突起２０４に挿し入れることによって中間体７をダイ２０２の中心に設置することができる。なお、図９は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００４８】
パンチ２０３は、ナット部材２の最短外径よりも大きく、膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線１６（図４に示す二点鎖線で示す円）と同一の径を有する抜き穴２０５を備えており、ダイ２０２上に設置された中間体７を軸方向上方から円形にせん断加工する。せん断された中間体７は、図１０に示すように膨出部１１の径方向外周縁部１７が円形に切断され、前記段差面１０を残した状態で鍔部１８が形成され、結合部材１が形成される。なお、図１０は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００４９】
図１１及び図５にはプレス装置２０１から取り出した結合部材１の正面図及び斜視図をそれぞれ示す。なお、図１１は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００５０】
鍔部１８の外周面１９には、前記膨出部１１の径方向外周縁部を切断して残った複数の凹部２０が周方向に沿って形成されている。凹部２０は、周方向に均等な間隔に離間して形成され、本実施形態において形成されている凹部２０の数は、前記肉厚な凹部１５に対応して６つである。
【００５１】
また、鍔部１８に形成された凹部２０は、図１１の断面図に示すように結合部材中心部８から径方向外方に向かって拡開して形成されている。これは、前記プレス圧加工において、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分が圧縮変形され、結合部材中心部８の外縁部分が径方向外方へ膨出しながら盛り上げられたことにより形成される前記プレス圧加工による特徴的な形状である。
【００５２】
また、図１１の正面図部分および図５に示すように、凹部２０の左右中央部の上下方向の幅が、凹部２０の左右端部の上下方向の幅と比較して広く形成され、元の六角の辺ごとに独立した凹部２０を形成している。これは、前記プレス圧加工において、端面形状が六角形に形成されたナット部材２のうち六角形の辺部と角部とでは、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分が辺部では薄幅で、角部では厚幅であるためである。
【００５３】
前記せん断工程を経て得られた結合部材１は、鋼管と組み合わされて結合部を形成する。以下に結合部を形成するための工程を説明する。
【００５４】
プレス装置３０１は、図１２に示すように保持突起３０２を備えたダイ３０３、プレス圧金型３０４、保持金型３０５及びベース３０６を備え、ダイ３０３及び保持金型３０５は、それぞれスプリング３０７、３０８を介してベース３０６と接続されている。なお、プレス圧金型３０４はベース３０６上に固定されている。
【００５５】
保持突起３０２は、ダイ３０３の側面から水平方向に向かって突出しており、結合部材１の雌ネジ孔３の内径よりも僅かに小さい外径を有する円柱状の突起である。プレス圧金型３０４の内周面には、鍔部１８の外面に沿って鋼管２１を塑性変形させ、プレス圧を加えるための溝型３０９が形成されている。保持金型３０５には、鋼管２１を、設置時に水平を保った状態で安定に保持するため、鋼管２１の周面に合わせた形状の円筒状の溝型３１０が形成されている。
【００５６】
まず、結合部材１を保持突起３０２に嵌め込んで、結合部材中心部８の端面９をダイ３０３の側面に当接させた状態で固定した後、鋼管２１を設置し、鋼管２１の開口から鋼管端部に結合部材１を挿入させる。そして鋼管２１の端面をダイ３０３の側面に当接させた状態で外側面を保持金型３０５上にも戴置して水平を保つように設置する。これにより、結合部材１と鋼管２１の端面を同一平面状にそろえた状態とすることができる。
【００５７】
結合部材１及び鋼管２１の設置が完了後、プレス圧金型３０４を鋼管２１の軸に対して垂直上方から鋼管２１に押し当てて、鋼管２１が鍔部１８に沿って径方向内方に向けて変形するように押圧力を十分にかける。この時、ダイ３０３及び保持金型３０５も鋼管２１が軸に対して垂直下方へ移動することに合わせて移動するため、鋼管２１及び結合部材１の軸の水平を保ちながらプレス圧を加えることができる。
【００５８】
鋼管２１へのプレス圧を加える加工が完了した後、プレス圧金型３０４を再び軸に対して垂直上方に押し上げ、結合部２２が形成された鋼管２１を取り出す。図１３に、結合部２２が形成された鋼管２１の縦断面図を、図１４に結合部２２が形成された鋼管２１の底面図を示す。
【００５９】
図１３に示すように、プレス圧金型３０４によってプレス圧が加えられた鋼管２１は、鍔部１８外面と密着して接合しており、溶接を使わずとも容易に結合部２２が形成されている。また、鋼管２１及び結合部材１の軸も一致して接合されている。
【００６０】
さらに、プレス圧が加えられた鋼管２１の内壁が凹部２０に押し込まれることによって、鋼管２１と結合部材１とを凹部２０で噛み合わせることができる噛み合わせ部２３を形成することができる。噛み合せ部２０の形成により、結合部材１を鋼管２１に対して一層強固に接合することができる。また、前記凹部２０が鍔部１８の周面に６つ設けられていることによって、噛み合せ部２０も鋼管２１の周面に沿って６箇所形成することができ、これにより結合部材１の鋼管２１に対する接合力を周方向に対して均質に保つことができる。
【００６１】
図１５に、本願発明に係る結合部材１を結合部２２に備えた床束２４の縦断面図を示す。
【００６２】
床束２４は、鋼管２１を基に形成した胴部２５に前記結合部２２を形成し、結合部材１にボルト軸２６が結合されている。ボルト軸２６の下端部には脚部２７がナット２８によって固定されており、ボルト軸２６と胴部２５もワッシャー２９を介してナット３０によって固定されている。また、胴部２５の上端部には、上面に大引を載置して支持する天板２７が設置されている。天板３１には、天板３１から下方に向かって一体に形成された円筒状の内嵌部３２が設けられており、当該内嵌部３２と胴部２５の上端部とが互いにプレス圧が加えられることにより接合されている。
【００６３】
図１６に、本願発明に係る結合部材１を結合部２２に備えたターンバックル３３の縦断面図を示す。
【００６４】
ターンバックル３３は、鋼管２１を基に形成した胴部３４の両端部に前記結合部２２を形成し、結合部材１、１にフック３５、３２が結合されている。フック３５の基端部にはボルトネジが形成されている。フック３５は、胴部３４とワッシャー３６を介してナット３７によって固定されている。当該ターンバックル３３は、フック３５、３２にワイヤー等を掛止めて継ぎ手として使用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 結合部材
２ ナット部材
３ 雌ネジ孔
４ 端面
６ 円形境界線
７ 中間体
８ 結合部材中心部
１０ 段差面
１１ 膨出部
１５ 肉厚な凹部
１６ 円形切断線
１８ 鍔部
２０ 凹部
２１ 鋼管
２２ 結合部
２３ 噛み合せ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床束やターンバックルにおいて、前記鋼管とボルトとの結合部を構成する結合部材、及び当該結合部材の製造方法、並びに当該結合部材を用いた結合部、及び当該結合部を備える床束及びターンバックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の端部にボルトが螺合されていて、軸方向に対する応力に対して形態を支持することができる床束若しくはターンバックルは建築物の建材としてよく用いられている。
このような床束及びターンバックルの本体部を鋼管によって構成する場合、その鋼管とボルトとの結合部は、従来、鋼管の端部の内面に雌ネジが形成され、ボルトをこの雌ネジに螺合させることができるように構成されている。
【０００３】
あるいは、ナット端面を鋼管の開口端面に当接させ、直接溶接することによってボルトとの結合部を形成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平７−４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼管の内壁面に直接雌ネジ構造を形成しようとすれば、形成された雌ネジ構造によって鋼管の厚みが薄くなるため、薄くなることを見込んで余計に厚みのある鋼管を用いなければならなかった。
【０００６】
また、鋼管の端部内面に雌ネジを形成するためには、形成工程に時間がかかるほか、高度な技術及び装置を必要とするため、結合部を形成する工程にコストがかかり、完成品である床束やターンバックルの製品価格を押し上げる原因となっていた。
【０００７】
また、鋼管の開口端面にナット端面を溶接する方法によって形成された結合部は、ナットと鋼管とを完全に溶接するために高度な技術が必要であり、時間がかかると共に、溶接の仕上がり精度にバラつきが生じ、量産するにあたって不完全な溶接部を有する不良品が発生する恐れがあった。溶接部が不完全であると、床束やターンバックルに応力を負荷した場合、想定された力よりも小さい力の負荷であっても結合部が破損する恐れがある。
【０００８】
また、ナットの軸と鋼管の軸とを一致させて溶接作業を行なう必要があるところ、鋼管端面にナットを押し当てて溶接すると、鋼管端面のバリなどのため鋼管の軸とナットの軸とを確実に一致させることは困難であり、溶接作業によってナットの軸が傾く恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために本願発明に想到したものである。本願の第一の発明は床束やターンバックルの本体部に使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するために、鋼管に装着する結合部材を新たに考えた。この結合部材は、外周が角柱面に形成され両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされてなることを特徴とする。
【００１０】
本願の他の発明は、上記結合部材の製造方法である。前記結合部材は、外周が角柱面に形成され両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とすことを特徴とする製造方法である。
【００１１】
本願のさらに他の発明は、床束やターンバックルに使用する鋼管とボルトとを軸方向に螺合するための結合部の製造方法であって、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落として鍔部を形成することによって結合部材を形成し、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させることを特徴とする製造方法である。
【００１２】
ここで、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させるため、鋼管の端部に加えるプレス圧は、鋼管の軸と直行する面上において鋼管に対して圧力を加え、鋼管を内径方向に寄せるように変形させることが好ましく、これによって鋼管を径方向内方に向けて変形させるものである。
【００１３】
結合部材を鋼管内部に挿入し、鋼管にプレス圧を加えて接合することによって得られる本願発明に係る接合部は、鋼管の端部内面に雌ネジを直接形成する従来技術に比べて容易に形成することができ、また、ナット端面を鋼管端面に溶接する従来技術に比べて確実で強固な接合を実現することができるものである。
【００１４】
また、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅は、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以上９８％以下となるように円形境界線の位置を定めることがよい。
【００１５】
これは、円形境界線をこのような位置に定めて圧縮変形加工を行うと、円形切断線に沿って外周縁部を切り落とした膨出部の外周面に好適に凹部を形成させることができるためである。
【００１６】
円形境界線を境として、円形境界線より外側部分をプレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形させると、ナット部材の円形境界線より外側部分が軸方向に流動し、かつ、径方向外方に膨出することにより膨出部を形成する。このとき、円形境界線を前記位置に定めると、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち薄幅部分（端面の辺の部分）は軸方向両方向から流動し、外径方向に膨出した膨出部が密着することなく圧縮変形が完了し、一方、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち厚幅部分（端面の角の部分）は軸方向両方向から流動し外径方向に押し出されるように盛り上がった膨出部が塊状に伸出した状態で圧縮変形が完了することにより薄幅部分の外周面に凹部が形成される。
【００１７】
また、前記円形切断線は、ナット部材の最短外径より大きく、かつ、膨出部の最短外径、すなわち、膨出部の外周縁のうち最も雌ネジ孔に近い位置の外径より小さくて雌ネジ孔の軸と同心の円であることにより、膨出部の外周縁を全周にわたって切り落とすことができ、膨出部の外周縁部を切り落とすことによって形成された鍔部の外周縁を完全な円形に成形することができる。これにより、鋼管に結合部材を挿入してプレス圧を加えて結合部を形成した場合に、前記鍔部と前記鍔部に沿って変形された鋼管との接合を全周に亘って均一となるように構成することができ、鋼管と結合部材との均質な接合力を実現することができる。
【００１８】
さらに、結合部の製造時に、鋼管の端部に結合部材を挿し入れ、プレス圧を加えた際に、鍔部に凹部が形成されることによって鋼管の内壁がこの凹部内に向けて変形され、鋼管と結合部材とを凹部において強固に噛み合わせることができる。これにより、結合部材を鋼管に対して強固に接合することができる。また、前記凹部が多角形の角数分形成されることによって、結合部材の鋼管に対する接合力をより一層高めることができる。
【００１９】
また前述のように前記円形切断線をナット部材の最短外径より大きく、かつ、膨出部の最短外径より小さくて雌ネジ孔の軸と同心である円とすることにより、鍔部の外周縁を完全な円形に成形すれば、鋼管に結合部材を挿入してプレス圧を加えて結合部を形成した際に、凹部内への鋼管の内壁の変形量をより多くできることにより、結合部材と鋼管との噛み合せ効果をさらに強固にすることができる。
【００２０】
なお、前記円形切断線は、ナット部材の最短外径より大きいため、膨出部の外周縁部を切り落とすことによっても凹部が完全に消滅することはなく、結合部材の鍔部の外周面に凹部が残存するため、前述のような凹部における鋼管との噛み合せの効果を確実に得ることができる。
【００２１】
また、複数の凹部が均等な間隔に離間して配置されることによって、結合部材と鋼管との接合を周方向に対して均一となるように構成することができ、鋼管と結合部材との均質な接合力を実現することができる。
【００２２】
なお、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅は、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以上９８％以下となるように円形境界線の位置を定めることが好ましいが、より好ましくは８０％以上９６％以下となるように円形境界線の位置を定めることがよい。
【００２３】
雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅が、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して６０％以下であると、ナット部材の円形境界線より外側部分を圧縮変形させる際に必要なプレス圧が不必要に大きくなる。そして、８０％以上であるのが必要な圧縮変形を得るために必要なプレス圧の効率が良い。
【００２４】
一方、雌ネジ孔と前記円形境界線との間隔幅が、雌ネジ孔とナット部材の外周との最短長さに対して９８％より大きいと、ナット部材の円形境界線より外側部分のうち薄幅部分が圧縮変形する際に外径方向に十分膨出せず、その部分だけ膨出部が十分に形成されない、若しくは凹部の周囲が欠けた状態となるからである。９８％以下であれば膨出部が全周に亘って十分形成される。
【００２５】
なお、ナット部材は、外周が六角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有する六角ナットが好ましい。六角ナットは、市場において非常に安価に販売されており、これを利用することによって結合部材の製造コストを下げることができると共に、強力な接合部を備えた床束やターンバックルの製造コストを安価に抑えることができるからである。
【００２６】
また、本願発明に係る床束は前記結合部材を装着したものである。すなわち、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備えることを特徴とする。
【００２７】
さらに、本願発明に係るターンバックルは前記結合部材を装着したものである。すなわち、外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から鋼管端部に挿し入れ、鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本願発明によれば、鋼管と周方向に均等かつ強固に接合可能な結合部材を製造することができる。
【００２９】
本願発明によれば、溶接によらず、鋼管との接合が確実な結合部材を製造することができる。
【００３０】
本願発明によれば、プレス圧のみによって膨出部の外周面に簡便に凹部を形成することができ、鋼管との噛み合せ効果を得られる強固な接合を可能とする結合部材を製造することができる。
【００３１】
本願発明によれば、ナット部材に六角ナットを使用することができるため、容易にかつ安価に結合部材、床束及びターンバックルを製造することができる。
【００３２】
本願発明によれば、鋼管の内面に結合部材を沿わせるので、結合部材の軸と鋼管の軸とが一致させ易く、軸中心が一致した結合部を容易確実に製造することができる。
【００３３】
本願発明によれば、鋼管との接合に溶接を用いる必要がないため、安価に床束及びターンバックルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ナット部材２の斜視図である。
【図２】ナット部材２を平面図である。
【図３】ナット部材２の側面図である。
【図４】中間体７の斜視図である。
【図５】結合部材１の斜視図である。
【図６】プレス装置１０１にナット部材２を設置した様子を示した半断面図である。
【図７】ナット部材２を圧縮加工して中間体７を形成する様子を示した半断面図である。
【図８】中間体７をプレス装置１０１から取り出した状態を示した半断面図である。
【図９】プレス装置２１０に中間体７を設置した様子を示した半断面図である。
【図１０】中間体７のせん断して結合部材１を形成する様子を示した半断面図である。
【図１１】結合部材１をプレス装置２０１から取り出した状態を示した半断面図である。
【図１２】結合部材１及び鋼管２１をプレス装置３０１に設置した様子を示した縦断面図である。
【図１３】プレス圧を加える工程が完了し、結合部２２が形成された鋼管２１と結合部材１を正面に対して直角の面で切断した縦断面図である。
【図１４】プレス圧を加える工程が完了し、結合部２２が形成された鋼管２１と結合部材１の底面図である。
【図１５】床束２４の縦断面図である。
【図１６】ターンバックル３３の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本願発明に係る実施の形態を、図を参照しながら詳しく説明する。
【００３６】
結合部材１の製造に用いられるナット部材２は、図１に示すように軸方向に貫通した雌ネジ孔３が端面４に開口５を形成してなる。ナット部材２として特に好ましいのは、安価に手に入り易い外周面が六角柱に形成されてなる六角ナット素材である。従って本実施形態において、図１のナット部材２は六角ナット素材にあらわされている。
【００３７】
図２、及び図３にはナット部材２の平面図及び側面図をそれぞれ示している。
【００３８】
次にナット部材２から結合部材１を製造する方法について説明する。
【００３９】
まずナット部材２を、図６に示すように逆押さえ１０２、ダイ１０３、パンチ１０４、ベース１０５、及びスプリング１０６とからなるプレス装置１０１に設置する。なお、図６は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。逆押さえ１０２の中心には位置決め突起１０７がそれぞれ形成されており、雌ネジ孔３を位置決め突起１０７に挿し入れることによって中間体７を逆押さえ１０２、及び押さえ１０３の中心に設置することができる。
【００４０】
ここでプレス装置１０１の概略を説明すると、逆押さえ１０２はダイ１０３の内部に組み込まれている。逆押さえ１０２は、底面とベース１０５との間に設置されたスプリング１０６によって上方向の押圧力を受け続けながら、逆押さえ１０２の肩部１０８の上面がダイ１０３のフランジ部１０９の下面によって係止され、逆押さえ１０２の戴置面１１０がダイ１０３の上面と略同一平面上に位置した状態で静止している。なお、ダイ１０３はベース１０５上に固定されている。
【００４１】
また、ダイ１０３の抜き穴１０８、及びパンチ１０４の抜き穴１０９は、雌ネジ孔３の同心円であって、ナット部材２の最短外径を直径とする内接円よりも僅かに小さい円形境界線６（図１、２において二点鎖線に示される円。）と等しい内径を有する円筒型に形成されている。なお、円形境界線６の位置を図６中の二点鎖線において示す。本実施形態において、円形境界線は、図２に示すように雌ネジ孔３と前記円形境界線６との間隔幅ｂが、雌ネジ孔３とナット部材２の外周との最短長さａに対して９０％とした。
【００４２】
ナット部材２の設置後、パンチ１０４を下方向に下降させてナット部材２の圧縮に対するプレス圧加工を行う。パンチ１０４の下端がナット部材２の上端面４に接した後、さらにパンチ１０４を押し下げるとナット部材２のうち、円形境界線６の内側部分は逆押さえ１０２と共にナット部材２の厚さを保持しながら下降する。一方、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側部分はパンチ１０４とダイ１０３によってプレス圧加工され、軸方向に上下両方向から圧縮変形していく。
【００４３】
図７には、ナット部材２のプレス圧加工が完了して得られた中間体７及びプレス装置１０１の状態を示す。また、図８及び図４にはプレス装置１０１から取り出した中間体７の正面図及び斜視図をそれぞれ示す。なお、図７、８は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。前記プレス圧加工において、ナット部材２のうち円形境界線６よりも内側であった部分は加工前のナット部材２の厚さが保持され、端面９を有する円筒状に形成された結合部材中心部８を形成する。また、結合部材中心部８の形成時には、前記プレス圧加工によって円形境界線６上に段差面１０も形成され両端面４から段差４ａ、４ｂを有して低くなる。一方、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分は圧縮変形され、雌ネジ孔３の径方向外方へ膨出する膨出部１１を形成する。
【００４４】
ここで、図７に示す段差１０ａはナット部材厚さ２ａに対して３５％以上４５％以下であることが好ましく、かつ、段差１０ａ＋段差１０ｂがナット部材厚さ２ａに対して５０％以上８０％以下であることが好ましい。段差１０ａがナット部材厚さ２ａに対して３５％未満であると、結合部材中心８に対して鍔部１８との段差が少ないために結合部材１と鋼管との端面の一致が取りにくくなる。また、段差１０ａ＋段差１０ｂがナット部材厚さ２ａに対して８０よりも大きいと、鍔部１８の厚さが十分でなく、結合部の軸方向への応力に対する接合強度が不足する可能性がある。前記条件を満たすことにより、鍔部１８の厚みを十分に取ることができると共に、段差１０ａ、１０ｂの高さも十分に取ることができるため、軸方向の応力に対して十分な接合強度を備えた結合部を形成することができる。本実施例においては、段差１０ａをナット部材厚さ２ａの４０％とし、段差１０ｂをナット部材厚さ２ａの３０％とした。
なお、結合部の形成の際には、結合部材１の段差１０ａ側の端面４が鋼管２１の端面と一致するように構成されていることが好ましい。これにより、軸方向への応力に対する対抗する力を発揮しやすいからである。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態において膨出部１１は、幅広な部分（幅広膨出部１２）と幅狭な部分（幅狭膨出部１３）とがそれぞれ交互に６つずつ形成され、平面視星型の外形に形成されている。また膨出部の外周面１４には、肉厚な凹部１５が前記幅狭膨出部１３に対応する位置に周方向に沿って形成されている。
【００４６】
当該肉厚な凹部１５は、前記プレス圧加工においてダイ１０３及びパンチ１０４によってナット部材２の短経部分（すなわち、六角形の変の中央部）であって円形境界線６よりも外側部分が圧縮され雌ねじ部３の径方向外方へ盛り上げられることにより形成されたものである。
【００４７】
次に中間体７を、図９に示すようにダイ２０２、及びパンチ２０３とからなるプレス装置２０１に設置する。ダイ２０２の中心には位置決め突起２０４が形成されており、雌ネジ孔３を位置決め突起２０４に挿し入れることによって中間体７をダイ２０２の中心に設置することができる。なお、図９は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００４８】
パンチ２０３は、ナット部材２の最短外径よりも大きく、膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線１６（図４に示す二点鎖線で示す円）と同一の径を有する抜き穴２０５を備えており、ダイ２０２上に設置された中間体７を軸方向上方から円形にせん断加工する。せん断された中間体７は、図１０に示すように膨出部１１の径方向外周縁部１７が円形に切断され、前記段差面１０を残した状態で鍔部１８が形成され、結合部材１が形成される。なお、図１０は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００４９】
図１１及び図５にはプレス装置２０１から取り出した結合部材１の正面図及び斜視図をそれぞれ示す。なお、図１１は、一点鎖線の紙面左側が正面図、一点鎖線の紙面右側が縦断面図を示している。
【００５０】
鍔部１８の外周面１９には、前記膨出部１１の径方向外周縁部を切断して残った複数の凹部２０が周方向に沿って形成されている。凹部２０は、周方向に均等な間隔に離間して形成され、本実施形態において形成されている凹部２０の数は、前記肉厚な凹部１５に対応して６つである。
【００５１】
また、鍔部１８に形成された凹部２０は、図１１の断面図に示すように結合部材中心部８から径方向外方に向かって拡開して形成されている。これは、前記プレス圧加工において、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分が圧縮変形され、結合部材中心部８の外縁部分が径方向外方へ膨出しながら盛り上げられたことにより形成される前記プレス圧加工による特徴的な形状である。
【００５２】
また、図１１の正面図部分および図５に示すように、凹部２０の左右中央部の上下方向の幅が、凹部２０の左右端部の上下方向の幅と比較して広く形成され、元の六角の辺ごとに独立した凹部２０を形成している。これは、前記プレス圧加工において、端面形状が六角形に形成されたナット部材２のうち六角形の辺部と角部とでは、ナット部材２のうち円形境界線６よりも外側であった部分が辺部では薄幅で、角部では厚幅であるためである。
【００５３】
前記せん断工程を経て得られた結合部材１は、鋼管と組み合わされて結合部を形成する。以下に結合部を形成するための工程を説明する。
【００５４】
プレス装置３０１は、図１２に示すように保持突起３０２を備えたダイ３０３、プレス圧金型３０４、保持金型３０５及びベース３０６を備え、ダイ３０３及び保持金型３０５は、それぞれスプリング３０７、３０８を介してベース３０６と接続されている。なお、プレス圧金型３０４はベース３０６上に固定されている。
【００５５】
保持突起３０２は、ダイ３０３の側面から水平方向に向かって突出しており、結合部材１の雌ネジ孔３の内径よりも僅かに小さい外径を有する円柱状の突起である。プレス圧金型３０４の内周面には、鍔部１８の外面に沿って鋼管２１を塑性変形させ、プレス圧を加えるための溝型３０９が形成されている。保持金型３０５には、鋼管２１を、設置時に水平を保った状態で安定に保持するため、鋼管２１の周面に合わせた形状の円筒状の溝型３１０が形成されている。
【００５６】
まず、結合部材１を保持突起３０２に嵌め込んで、結合部材中心部８の端面９をダイ３０３の側面に当接させた状態で固定した後、鋼管２１を設置し、鋼管２１の開口から鋼管端部に結合部材１を挿入させる。そして鋼管２１の端面をダイ３０３の側面に当接させた状態で外側面を保持金型３０５上にも戴置して水平を保つように設置する。これにより、結合部材１と鋼管２１の端面を同一平面状にそろえた状態とすることができる。
【００５７】
結合部材１及び鋼管２１の設置が完了後、プレス圧金型３０４を鋼管２１の軸に対して垂直上方から鋼管２１に押し当てて、鋼管２１が鍔部１８に沿って径方向内方に向けて変形するように押圧力を十分にかける。この時、ダイ３０３及び保持金型３０５も鋼管２１が軸に対して垂直下方へ移動することに合わせて移動するため、鋼管２１及び結合部材１の軸の水平を保ちながらプレス圧を加えることができる。
【００５８】
鋼管２１へのプレス圧を加える加工が完了した後、プレス圧金型３０４を再び軸に対して垂直上方に押し上げ、結合部２２が形成された鋼管２１を取り出す。図１３に、結合部２２が形成された鋼管２１の縦断面図を、図１４に結合部２２が形成された鋼管２１の底面図を示す。
【００５９】
図１３に示すように、プレス圧金型３０４によってプレス圧が加えられた鋼管２１は、鍔部１８外面と密着して接合しており、溶接を使わずとも容易に結合部２２が形成されている。また、鋼管２１及び結合部材１の軸も一致して接合されている。
【００６０】
さらに、プレス圧が加えられた鋼管２１の内壁が凹部２０に押し込まれることによって、鋼管２１と結合部材１とを凹部２０で噛み合わせることができる噛み合わせ部２３を形成することができる。噛み合せ部２０の形成により、結合部材１を鋼管２１に対して一層強固に接合することができる。また、前記凹部２０が鍔部１８の周面に６つ設けられていることによって、噛み合せ部２０も鋼管２１の周面に沿って６箇所形成することができ、これにより結合部材１の鋼管２１に対する接合力を周方向に対して均質に保つことができる。
【００６１】
図１５に、本願発明に係る結合部材１を結合部２２に備えた床束２４の縦断面図を示す。
【００６２】
床束２４は、鋼管２１を基に形成した胴部２５に前記結合部２２を形成し、結合部材１にボルト軸２６が結合されている。ボルト軸２６の下端部には脚部２７がナット２８によって固定されており、ボルト軸２６と胴部２５もワッシャー２９を介してナット３０によって固定されている。また、胴部２５の上端部には、上面に大引を載置して支持する天板２７が設置されている。天板３１には、天板３１から下方に向かって一体に形成された円筒状の内嵌部３２が設けられており、当該内嵌部３２と胴部２５の上端部とが互いにプレス圧が加えられることにより接合されている。
【００６３】
図１６に、本願発明に係る結合部材１を結合部２２に備えたターンバックル３３の縦断面図を示す。
【００６４】
ターンバックル３３は、鋼管２１を基に形成した胴部３４の両端部に前記結合部２２を形成し、結合部材１、１にフック３５、３２が結合されている。フック３５の基端部にはボルトネジが形成されている。フック３５は、胴部３４とワッシャー３６を介してナット３７によって固定されている。当該ターンバックル３３は、フック３５、３２にワイヤー等を掛止めて継ぎ手として使用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 結合部材
２ ナット部材
３ 雌ネジ孔
４ 端面
６ 円形境界線
７ 中間体
８ 結合部材中心部
１０ 段差面
１１ 膨出部
１５ 肉厚な凹部
１６ 円形切断線
１８ 鍔部
２０ 凹部
２１ 鋼管
２２ 結合部
２３ 噛み合せ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床束やターンバックルに使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するため、鋼管に装着する結合部材の製造方法であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、
前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とす
ことを特徴とする結合部材の製造方法。
【請求項２】
床束やターンバックルに使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するため、鋼管に装着する結合部材であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされてなる
ことを特徴とする結合部材。
【請求項３】
床束やターンバックルに使用する鋼管とボルトとを軸方向に螺合するための結合部の製造方法であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落として鍔部を形成することによって結合部材を形成し、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させる
ことを特徴とする結合部の製造方法。
【請求項４】
鋼管の端部に設けられた結合部にボルトが軸方向に螺合されてなる床束であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備える
ことを特徴とする床束。
【請求項５】
鋼管の端部に設けられた結合部にボルトが軸方向に螺合されてなるターンバックルであって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備える
ことを特徴とするターンバックル。
【請求項１】
床束やターンバックルに使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するため、鋼管に装着する結合部材の製造方法であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、
前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落とす
ことを特徴とする結合部材の製造方法。
【請求項２】
床束やターンバックルに使用する鋼管にボルトを軸方向に螺合するため、鋼管に装着する結合部材であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と前記外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされてなる
ことを特徴とする結合部材。
【請求項３】
床束やターンバックルに使用する鋼管とボルトとを軸方向に螺合するための結合部の製造方法であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材の、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さを保持し、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形し、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部を形成し、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部を切り落として鍔部を形成することによって結合部材を形成し、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させる
ことを特徴とする結合部の製造方法。
【請求項４】
鋼管の端部に設けられた結合部にボルトが軸方向に螺合されてなる床束であって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備える
ことを特徴とする床束。
【請求項５】
鋼管の端部に設けられた結合部にボルトが軸方向に螺合されてなるターンバックルであって、
外周が角柱面に形成され、両端面の間に軸方向に貫通した雌ネジ孔を有するナット部材が、
前記雌ネジ孔と外周との間に位置し雌ネジ孔と同心である円形境界線を境として、
該円形境界線より内側部分は、ナット部材の厚さが保持され、
円形境界線より外側部分は、プレス圧によって軸方向両方向から圧縮変形され、これによって、前記両端面からそれぞれ段差を有して低くなると共に径方向外方に膨出する膨出部が形成され、
前記ナット部材の最短外径より大きく前記膨出部の外径より小さくて雌ネジ孔と同心である円形切断線に沿って、前記膨出部の径方向外周縁部が切り落とされて鍔部が形成されてなる結合部材を備え、
前記結合部材を、雌ネジ孔の軸が前記鋼管の軸と一致するように鋼管の開口端から挿し入れ、
鋼管の端部にプレス圧を加えることによって鋼管を径方向内方に向けて変形させ、
鋼管端部内面を結合部材の鍔部外面に沿って塑性変形させてなる結合部を備える
ことを特徴とするターンバックル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−３９６１２（Ｐ２０１３−３９６１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９５４８（Ｐ２０１１−１７９５４８）
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（３０１０３２９８６）株式会社コバッシャー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（３０１０３２９８６）株式会社コバッシャー (1)
【Ｆターム（参考）】
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