JP2000158250A - 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、その箇所で台車のボルトセット
部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押し出される。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
記ボルトを前記台車により前記第１及び第２の貫通穴に
向けて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
た状態に変位させ、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を含む。前記台車は、
車輪を有する車体と、前記第１の穴に接近し及び離れる
方向へ移動可能に前記車体に配置されたボルトセット部
であって前記ボルトを受け、受けたボルトを前記第１の
貫通穴に向けて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
に突出した状態に変位させるボルトセット部とを備え
る。

【０００８】ボルトは、台車により鋼管柱内を第１の貫
通穴の位置に搬送され、その位置において台車により先
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
するように押し出される。ナットは、その状態で鋼管柱
の外においてボルトの先端部に螺合される。

【０００９】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
も先端部を台車のボルトセット部により第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。

【００１０】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。

【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】前記ボルトセット部は、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、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。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、ボルト１６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２８と、作業者が
台車２６の制御のために操作する操作部３０とを含む。

【００２０】台車２６は、走行車輪３２とガイド車輪３
４とを車体３６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３２をモータ３８により回転さ
せる自走式の台車である。モータ３８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４０によ
り走行車輪３２に伝達される。モータ３８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。

【００２１】走行車輪３２は横にした鋼管柱１２の底面
に接触する状態に車体３６に配置されており、ガイド車
輪３４は横にした鋼管柱１２の側面に接触する状態に車
体３６に配置されている。走行車輪３２及びガイド車輪
３４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。

【００２２】台車２６は、また、電源用のバッテリー４
２と制御部４４とを車体３６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４６を車体３６に設けてい
る。

【００２３】ボルトセット部４６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を上方へ変位させることができるように支持する支
持手段を有する。そのような支持手段は、図示の例では
ボルト１６の頭部を受けるマグネット４８であるが、凹
所のような他の手段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。

【００２４】ボルトセット部４６は、図示の例では、昇
降機構５０により車体３６に対し昇降される昇降テーブ
ルである。昇降機構５０は、２つのリンク片を中央部に
おいて枢軸運動可能に連結した一対のリンク５２と、車
体３６に設置されたテーブルモータ５４と、モータ５４
により台車２６の移動方向へ伸びる軸線の周りに回転さ
れるねじ棒５６と、ねじ棒５６に螺合されるナット部を
有するスライダ５８とを備える。

【００２５】リンク５２は、台車２６の走行方向に対し
左右方向に間隔をおいており、またスライダ５８に連結
されている。各リンクは、一端部において車体３６に枢
軸的に連結され、他端部において昇降テーブルすなわち
ボルトセット部４６に枢軸的に連結されている。

【００２６】スライダ５８は、ねじ棒５６の回転にとも
なって台車２６の移動方向へ移動されて、両リンク５２
を同期して屈伸させる。ボルトセット部４６は、両リン
ク５２の屈伸により車体３６に対して昇降される。

【００２７】センサ２８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６０の先端に取
り付けられている。センサ２８の感知信号は、信号線６
２を介して操作部３０に供給される。

【００２８】操作部３０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３０
は、それぞれ、制御信号用のアンテナ６４及び６６を有
する。しかし、制御信号を有線により電送してもよい。

【００２９】操作部３０は、また、操作部の電源のＯＮ
／オフをするための操作スイッチ６８を備えており、電
源用コンセントに接続されるプラグを有するコード７０
と、制御指令を手動で入力する複数の操作ボタンを配置
した操作器７２とに接続されている。

【００３０】制御部４４は、操作部３０からの制御信号
を受けてモータ３８，５４の回転及び停止を制御する。
台車２６は、さらに、当該台車の電源のＯＮ／オフを制
御するスイッチ７４を備えている。

【００３１】次に、組み付け装置１０による組み付け方
法を説明する。

【００３２】先ず、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３０が、
アンテナ６６を鋼管柱１２の内部空間に対向させた状態
に、鋼管柱１２の上に設置される。さらに、支持部材６
０が１組の貫通穴２０，２２に挿入されることによりセ
ンサ２８が鋼管柱１２内の上部に維持される。

【００３３】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のボルトセ
ット部４６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。この時点までに、ボ
ルトセット部４６は下げられている。

【００３４】台車２６は、図２に示すように、車輪３
２，３４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、ボルトセット部４６にセット
してもよい。

【００３５】次いで、台車２６及び操作部３０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３０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。

【００３６】台車２６が所定位置に移動すると、センサ
２８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３０から台車２６に供給され
て、台車２６が停止する。

【００３７】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、作業者が操作器７２
の操作ボタン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及び図２に示すよう
に、対応する貫通穴２０，２２に整合される。

【００３８】センサ２８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２
８は、台車２６が停止した後、センサ２８が挿入されて
いる貫通穴２０，２２にボルト１６が挿入されるまで
に、除去すればよい。

【００３９】次いで、ボルトセット部４６が所定の高さ
位置まで上昇される。これにより、ボルト１６は、その
先端部を貫通穴２０，２２から鋼管柱１２の外に突出し
た状態に、押し出される。ボルトセット部４６を上昇さ
せる操作は、制御部３０に設定されたプログラムにより
自動的に行ってもよいし、作業者が操作器７２の捜査ボ
タンを操作することにより行ってもよい。

【００４０】次いで、鋼管柱１２から突出したボルト１
６の先端部にナットが手で緩く螺合される。これによ
り、ボルトの先端は、そのナットから突出される。この
間、ボルトセット部４６は上昇位置に維持される。この
間、ボルト１６の回転は、ボルトセット部、作業者の
手、他の適宜な手段等により阻止される。

【００４１】次いで、ナット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
が強く螺合された後に除去される。その間又はその後、
ボルトセット部が下降され、台車２６が鋼管柱１２の外
に回収される。

【００４２】上記の工程において、ボルト１６の先端部
を鋼管柱１２の外に押し出す工程、ナットをボルト１６
に螺合させる工程、及び、ナット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の押し出し
の毎にセンサ２８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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。また、接続部材１４は、ボルト１
６を貫通穴２０に押し込むまでに鋼管柱１２に配置して
もよいし、１以上のボルト１６好ましくは複数のボルト
１６を貫通穴２０に押し込んだ後に鋼管柱１２に配置し
てもよい。

【００４６】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。

【００４７】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、ボルトを押し出す工程、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。

【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 センサ ３０ 操作部 ３２ 走行車輪 ３４ ガイド車輪 ３６ 車体 ３８ モータ ４０ 動力伝達機構 ４２ バッテリー ４４ 制御部 ４６ ボルトセット部 ４８ マグネット ５０ 昇降機構

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の貫通穴の位置に搬送し、 前記ボルトを前記台車により前記第１及び第２の貫通穴
   に向けて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
   した状態に変位させ、 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、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を含
   み、 前記台車は、車輪を有する車体と、前記第１の穴に接近
   し及び離れる方向へ移動可能に前記車体に配置されたボ
   ルトセット部であって前記ボルトを受け、受けたボルト
   を前記第１の貫通穴に向けて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変位させるボルトセット
   部とを備える、鋼管柱への接続部材の組み付け装置。
5. 【請求項５】 前記ボルトセット部は、前記ボルトをこ
   れが上下方向へ伸びる状態に維持する、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。