JP2000141144A - 鋼管柱への接続部材の組み付け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管柱及び接続部材の機械的強度を低下
させることなく、取り付け費用を廉価にすること 【解決手段】 結合用ボルトは、台車により鋼管内の所
定に箇所まで搬送され、その箇所で引き出し具により少
なくとも先端部が第１及び第２の貫通穴を介して鋼管柱
の外に突出した状態に引き出される。ナットは、その状
態でボルトに螺合される。これにより、溶接及び特殊な
ボルトによることなく、接続部材を鋼管柱に組み付ける
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接続部材を建築工
事に用いる鋼管柱の外面にボルトにより組み付ける方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の柱として用いられる鋼管は、一
般に、鋼管同士を接続するための接続部材、梁を柱に接
続するための接続部材等、種々の接続部材を鋼管の外面
に予め取り付けられる。これらの接続部材は、鋼管自体
が長尺であることから、鋼管の外面に溶接又はワンサイ
ドボルトにより取り付けられる。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかし、溶接による取り付け
は、鋼管及び接続部材の溶接箇所が溶接による熱的影響
を受けるから、溶接箇所の機械的強度が低下する。ま
た、溶接に熟練を要するから、多くの場合工場において
鋼管に接続部材を溶接し、その鋼管柱を建築現場に運搬
しなければならず、したがって鋼管柱の運搬に不便であ
り、運搬可能の鋼管柱の数に制限され、運搬コストが高
くなる。

【０００４】これに対し、ワンサイドボルトによる取り
付けは、ワンサイドボルトが鋼管及び接続部材への挿入
作業並びにナットの螺合作業を鋼管及び接続部材に対し
同じ側において実行する構造を有することから、ボルト
自体が複雑で高価であり、したがって鋼管柱自体が高価
になる。

【０００５】それゆえに、鋼管柱への接続部材の取り付
けにおいては、鋼管柱及び接続部材の機械的強度を低下
させることなく、廉価に取り付けることが望まれる。

【０００６】

【解決手段、作用及び効果】本発明に係る、１以上の第
１の貫通穴を有する鋼管柱に前記第１の貫通穴に対応す
る第２の貫通穴を有する接続部材を組み付ける方法は、
ボルト搬送用台車を横にされた前記鋼管柱内で移動させ
て結合用ボルトを前記第１の貫通穴の位置に搬送し、前
記第１及び第２の貫通穴を介して前記鋼管柱内に挿通さ
れた引き出し具に前記ボルトを解除可能に維持させ、前
記引き出し具を前記鋼管柱の外に移動させて前記ボルト
をその少なくとも先端部が前記第１及び第２の貫通穴か
ら前記鋼管柱の外に突出した状態に引き出し、ナットを
前記鋼管柱の外側において前記ボルトに螺合させること
を含む。

【０００７】本発明に係る、１以上の第１の貫通穴を有
する鋼管柱に前記第１の貫通穴に対応する第２の貫通穴
を有する接続部材を組み付ける装置は、横にされた前記
鋼管柱内を移動して結合用ボルトを前記第１の貫通穴の
位置に搬送するボルト搬送用台車と、前記第１及び第２
の貫通穴を介して前記鋼管柱の内外に出し入れ可能の引
き出し具であって前記ボルトをその少なくとも先端部が
前記第１及び第２の貫通穴から前記鋼管柱の外に突出し
た状態に引き出す引き出し具とを含む。

【０００８】本発明によれば、ボルトを台車により鋼管
内の所定箇所まで搬送し、その箇所でボルトの少なくと
も先端部を引き出し具により第１及び第２の貫通穴を介
して鋼管柱の外に突出させ、その状態でナットをボルト
に螺合させるから、溶接及び特殊なボルトによることな
く、接続部材を鋼管柱に組み付けることができ、したが
って鋼管柱及び接続部材の機械的強度を低下させないに
もかかわらず、接続部材を鋼管柱に廉価に取り付けるこ
とができる。

【０００９】本発明に係る組み付け方法は、さらに、前
記台車を移動させる前に、前記鋼管柱を前記第１の貫通
穴が上側となる状態におき、その上に前記接続部材をお
くことを含むことができる。このようにすれば、ボルト
をこれが横に伸びる状態に台車に支持させた場合に比
べ、台車のボルト支持部の構造が簡単になり、台車自体
が廉価になる。

【００１０】本発明に係る組み付け方法は、さらに、前
記ナットを前記ボルトに螺合させる前に、前記ボルトを
少なくとも先端部が前記鋼管柱の外へ引き出された状態
に一時的に維持することを含むことができる。このよう
にすれば、ナットをボルトに螺合させる作業が容易にな
る。

【００１１】本発明に係る組み付け方法は、さらに、前
記ボルトを感知するセンサを前記第１及び第２の貫通穴
に挿通して前記ボルトが前記第１及び第２の貫通穴に対
応する箇所に搬送されたことを前記センサにより感知
し、次いで前記センサを前記第１及び第２の貫通穴から
取り去ることを含むことができる。このようにすれば、
センサの出力信号を用いて鋼管柱内における台車の位置
を制御することにより、ボルトを第１及び第２の貫通穴
に対して正確に位置決めることができる。

【００１２】前記台車は、前記ボルトをこれが上下方向
へ伸びる状態に維持するボルトセット部を備えることが
できる。このようにすれば、ボルトをこれが横に伸びる
状態に台車に支持させた場合に比べ、台車のボルト支持
部の構造が簡単になり、台車自体が廉価になる。

【００１３】本発明に係る組み付け装置は、さらに、前
記ナットを前記ボルトに螺合させる前に、前記ボルトを
少なくとも先端部が前記鋼管の外へ引き出された状態に
一時的に維持する維持具を含むことができる。このよう
にすれば、ナットをボルトに螺合させる作業が容易にな
る。

【００１４】本発明に係る組み付け装置は、さらに、前
記第１及び第２の貫通穴に挿通されて前記ボルトが前記
第１及び第２の貫通穴に対応する箇所に搬送されたこと
を感知するセンサを含むことができる。このようにすれ
ば、センサの出力信号を用いて鋼管柱内における台車の
位置を制御することにより、ボルトを第１及び第２の貫
通穴に対して正確に位置決めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照するに、組み
付け装置１０は、建築物の柱として用いられる鋼管柱１
２を横にし、Ｔ字状の接続部材１４を横の状態におかれ
た鋼管柱１２の上面に複数のボルト１６及び複数のナッ
ト１８により組み付ける装置として用いられる。

【００１６】鋼管柱１２は、接続部材１４を組み付ける
箇所に複数の貫通穴２０を有しており、また一辺が３０
０ｍｍから７００ｍｍ程度の四角筒の形状を有する。鋼
管柱１２は、接続部材１４を組み付ける箇所を上とした
状態に、適宜な台に横に載せられる。

【００１７】接続部材１４は、貫通穴２０に個々に対応
する複数の貫通穴２２をフランジに有し、梁を連結する
ボルト用の複数の穴２４をウエブに有する。接続部材１
４は、各貫通穴２２が鋼管柱１２の対応する貫通穴２０
と整合する状態に、予め鋼管柱１２に配置される。

【００１８】ボルト１６は、図示の例では、レンチで把
持する部分を先端部に有するトルシア形高力ボルトであ
る。そのようなボルト１６は、ナットを緩く螺合させた
後に先端部をレンチで把持してそのボルトの回転を阻止
した状態で、同じレンチでナットをさらにねじ込むこと
ができる。しかし、他のボルトであってもよい。

【００１９】図１は、横にした鋼管柱１２の四角形の下
辺に組み付けた接続部材を省略している。これに対し、
図２は、横にした鋼管柱１２の上辺を除く他の各辺への
接続部材の組み付けを完了した状態を示している。

【００２０】組み付け装置１０は、横にした鋼管柱１２
内を鋼管柱１２の長手方向へ移動可能のボルト搬送用台
車２６と、先端部が貫通穴２０，２２を介して鋼管柱１
２の内外に出し入れ可能の引き出し具２８と、ボルト１
６が対応する貫通穴２０，２２の箇所に搬送されたこと
を感知するセンサ３０と、作業者が台車２６の制御のた
めに操作する操作部３２とを含む。

【００２１】台車２６は、走行車輪３４とガイド車輪３
６とを車体３８の前部及び後部の両側のそれぞれに回転
可能に配置し、走行車輪３４をモータ４０により回転さ
せる自走式の台車である。モータ４０の回転は、無端ベ
ルト、チェーン等を用いた適宜な動力伝達機構４４によ
り走行車輪３４に伝達される。モータ４０は、電動モー
タであってもよいし、油圧又は空気圧モータであっても
よい。

【００２２】走行車輪３４は横にした鋼管柱１２の底面
に接触する状態に車体３８に配置されており、ガイド車
輪３６は横にした鋼管柱１２の側面に接触する状態に車
体３８に配置されている。走行車輪３４及びガイド車輪
３６の代わりに、それぞれ、無端ベルト、プーリ等、他
の走行手段及びガイド手段を用いてもよい。

【００２３】台車２６は、また、電源用のバッテリー４
６と制御部４８とを車体３８に搭載していると共に、結
合用の複数のボルト１６をこれらが上下方向へ伸びる状
態に支持するボルトセット部５０を車体３８に設けてい
る。

【００２４】ボルトセット部５０は、１つの接続部材１
４の組み付けに必要な数のボルト１６をそれぞれが頭部
を下方とした状態に所定の箇所に受け、それらのボルト
１６を上方へ引き出すことができるように支持する。そ
のような手段の一部として、マグネット、凹所等を用い
ることができる。台車２６へのボルト１６の配置位置
は、貫通穴２０，２２の配置位置と同じである。

【００２５】引き出し具２８は、マグネット５２を棒５
４の先端に取り付けた手動操作の部材である。マグネッ
ト５２は、ボルト１６の先端を磁気的に吸着するもので
あり、永久磁石及び電磁石のいずれであってもよい。し
かし、ボルトを磁気吸着力で維持する代わりに、係合
力、係止力、真空吸着力等、ボルトを他の力で維持して
もよい。

【００２６】センサ３０は、ボルト１６が接近したこと
を磁気、光等を利用して感知する近接センサであり、貫
通穴２０，２２内に挿入される支持部材５６の先端に取
り付けられている。センサ３０の感知信号は、信号線５
８を介して操作部３２に供給される。

【００２７】操作部３２は、台車２６の移動を制御する
ための各種の回路を備えており、また制御信号を台車２
６に無線電送する。このため、台車２６及び操作部３２
は、それぞれ、制御信号用のアンテナ６０及び６２を有
する。しかし、制御信号を有線により電送してもよい。

【００２８】操作部３２は、また、台車２６の位置を手
動で調整するための操作スイッチ６４と、電源用コンセ
ントに接続されるプラグ６６とを有する。

【００２９】制御部４８は、操作部３２からの制御信号
を受けてモータ４０の回転及び停止を制御する。

【００３０】次に、図１、図２、図３及び図４を参照し
て、組み付け装置１０による組み付け方法を説明する。

【００３１】図１及び図２に示すように、接続部材１４
が、貫通穴２２を貫通穴２０に整合させた状態に、鋼管
柱１２の一端部上に配置され、その状態に維持される。
また、操作部３２が、アンテナ６２を鋼管柱１２の内部
空間に対向させた状態に、鋼管柱１２の一端部上に設置
される。さらに、支持部材５６が１組の貫通穴２０，２
２に挿入されることによりセンサ３０が鋼管柱１２内の
上部に維持される。

【００３２】次いで又は上記工程と並行して、１つの接
続部材１４の組み付けに必要な数のボルト１６が、頭部
を下とし、先端を上とした状態に、台車２６に配置さ
れ、その台車２６が鋼管柱１２の一端から鋼管柱１２内
に配置される。台車２６は、図２に示すように、車輪３
４，３６が組み付け済みのボルトを避けるように、作業
者により位置調整される。ボルト１６は、台車２６を鋼
管柱１２に配置した後に、台車２６にセットしてもよ
い。

【００３３】次いで、操作部３２が作業者によりオンに
される。これにより、台車２６を走行させる制御信号
（走行信号）制御信号が操作部３２から台車２６に送ら
れ、台車２６が鋼管柱１２内を走行し始める。

【００３４】台車２６が所定位置に移動すると、センサ
３０が作動する。これにより、台車を停止させる制御信
号（停止信号）が操作部３２から台車２６に供給され
て、台車２６が停止する。

【００３５】次いで、鋼管柱１２内における台車２６の
位置調整が行われる。この工程は、作業者が操作スイッ
チ６４を操作することにより、行われる。この工程によ
り、各ボルト１６は、図１、図２及び図３（Ａ）に示す
ように、対応する貫通穴２０，２２に整合される。

【００３６】センサ３０は、台車２６の位置調整が終了
した後、鋼管柱１２から除去される。しかし、センサ３
０は、台車２６が停止した後、センサ３０が挿入されて
いる貫通穴２０，２２に引き出し具２８を挿入するまで
に、除去すればよい。

【００３７】次いで、引き出し具２８が最初の１組の貫
通穴２０，２２に差し込まれてボルト１６の先端をマグ
ネット５２に吸着して維持し、その状態で引き出し具２
８が鋼管柱１２の上方に引き上げられる。これにより、
ボルト１６の先端部は、図３（Ｂ）及び図４に示すよう
に、貫通穴２０，２２から鋼管柱１２の外に突出され
る。

【００３８】次いで、図４に示すように、ボルト１６が
維持具６８により先端部を鋼管柱１２の外に突出させた
状態に維持される。維持具６８は、図４及び図５に示す
ように、二股部を先端部に有するＬ字状のプレートであ
り、ボルト１６のねじ部を二股部の間に受け入れるよう
に、二股部をボルト１６のねじ山間にさし込まれる。こ
れにより、ボルト１６は、図３（Ｃ）及び図４に示すよ
うに、鋼管柱１２内に落下不能に維持される。引き出し
具２８は、ボルト１６が落下不能に維持された後、ボル
ト１６から外される。

【００３９】次いで、図３（Ｄ）に示すように、鋼管柱
１２から突出したボルト１６にナット１８が手で緩く螺
合される。この間、ボルト１６の回転は、維持具６８，
作業者、他の適宜な手段等により阻止される。

【００４０】次いで、図３（Ｅ）に示すように、維持具
６８が除去され、ナット１８がレンチのような適宜な工
具を用いてボルト１６に締め付けられる。ボルト１６の
先端部（レンチで回転不能に把持する部分）は、ナット
１８が強く螺合された後に除去される。その後、台車２
６が鋼管柱１２の外に回収される。

【００４１】上記の工程において、ボルト１６の先端部
を鋼管柱１２の外に引き出す工程、ボルト１６を落下不
能に維持する工程、ナット１８をボルト１６に螺合させ
る工程、及び、ナット１８の本締めをする工程は、ボル
ト１６毎に順次行ってもよいし、複数のボルトで並行し
て行ってもよい。また、ボルト１６の引き出しの毎にセ
ンサ３０を対応する貫通穴２０，２２に挿入して用いて
鋼管柱１２に対する台車２６の位置調整を行ってもよ
い。

【００４２】上記の結果、溶接及び特殊なボルトによる
ことなく、接続部材１４を鋼管柱１２に組み付けること
ができるから、鋼管柱１２及び接続部材１４の機械的強
度を低下させないにもかかわらず、接続部材１４を鋼管
柱１２に廉価に取り付けることができる。また、組み付
け作業は、工場において実行することができるのみなら
ず、建築現場においても実行することができる。

【００４３】上記の工程は、新たな接続部材１４を鋼管
柱１２に組み付けるたびに、実行される。

【００４４】上記の実施例ではＴ字型の接続部材を鋼管
柱に取り付けているが、本発明は、Ｌ字状板状等、他の
形状を有する接続部材を鋼管柱に取り付ける技術にも適
用することができる。

【００４５】本発明は、また、梁を鋼管柱に接続するた
めの接続部材を鋼管柱に組み付ける技術のみならず、鋼
管柱同士を接続するための接続部材のような他の目的の
接続部材を鋼管柱に組み付ける技術にも適用することが
できる。

【００４６】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、ボルトを引き上げる工程、その状態にボルトを維
持する工程、ナットをボルトに螺合させる工程等を自動
的に行うようにしてもよい。また本発明は、接続部材を
横にした鋼管柱の上に取り付ける場合のみならず、接続
部材を横にした鋼管柱の側面又は下面に取り付ける場合
にも適用することができる。それゆえに、本発明は、そ
の趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る組み付け装置と、鋼管柱と、接続
部材との一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の左側面図であって一部の部材を断面で示
す。

【図３】本発明に係る組み付け方法の一実施例を説明す
るための図である。

【図４】ボルトを鋼管柱の外へ引き出す工程を示す拡大
した断面図である。

【図５】維持具の一実施例を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 組み付け装置 １２ 鋼管柱 １４ 接続部材 １６ ボルト １８ ナット ２０，２２ 貫通穴 ２６ 台車 ２８ 引き出し具 ３０ センサ ３２ 操作部 ３４ 走行車輪 ３６ ガイド車輪 ３８ 車体 ４０ モータ ４４ 動力伝達機構 ４６ バッテリー ４８ 制御部 ５０ ボルトセット部 ５２ マグネット ６８ 維持具

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １以上の第１の貫通穴を有する鋼管柱に
   前記第１の貫通穴に対応する第２の貫通穴を有する接続
   部材を組み付ける方法であって、 ボルト搬送用台車を横にされた前記鋼管柱内で移動させ
   て結合用ボルトを前記第１及び第２の貫通穴の位置に搬
   送し、 前記第１の貫通穴を介して前記鋼管柱内に挿通された引
   き出し具に前記ボルトを維持させ、 前記引き出し具を前記鋼管柱の外に移動させて前記ボル
   トをその少なくとも先端部が前記第１及び第２の貫通穴
   から前記鋼管柱の外に突出した状態に引き出し、 ナットを前記鋼管柱の外側において前記ボルトに螺合さ
   せることを含む、鋼管柱への接続部材の組み付け方法。
2. 【請求項２】 さらに、前記ナットを前記ボルトに螺合
   させる前に、前記ボルトを少なくとも先端部が前記鋼管
   か柱の外へ引き出された状態に一時的に維持することを
   含む、請求項１に記載の組み付け方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記ボルトを感知するセンサを
   前記第１及び第２の貫通穴に挿通して前記ボルトが前記
   第１及び第２の貫通穴に対応する箇所に搬送されたこと
   を前記センサにより感知し、次いで前記センサを前記第
   １及び第２の貫通穴から取り去ることを含む、請求項１
   又は２に記載の組み付け方法。
4. 【請求項４】 １以上の第１の貫通穴を有する鋼管柱に
   前記第１の貫通穴に対応する第２の貫通穴を有する接続
   部材を組み付ける装置であって、 横にされた前記鋼管柱内を移動して結合用ボルトを前記
   第１の貫通穴の位置に搬送するボルト搬送用台車と、 前記第１及び第２の貫通穴を介して前記鋼管柱の内外に
   出し入れ可能の引き出し具であって前記ボルトをその少
   なくとも先端部が前記第１及び第２の貫通穴から前記鋼
   管柱の外に突出した状態に引き出す引き出し具とを含
   む、鋼管柱への接続部材の組み付け装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記ナットを前記ボルトに螺合
   させる前に、前記ボルトを少なくとも先端部が前記鋼管
   の外へ引き出された状態に一時的に維持する維持具を含
   む、請求項４に記載の組み付け装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記第１及び第２の貫通穴に挿
   通されて前記ボルトが前記第１及び第２の貫通穴に対応
   する箇所に搬送されたことを感知するセンサを含む、請
   求項４又は５に記載の組み付け装置。