JP2000205212A - 締結ピン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器に固設したリグが水平荷重を受けても水
平方向へ回動しないようにすると共に、現地工事のため
の品質管理や現地での溶接を不要としてコストの低減や
現地工程の短縮を図り、ピン締結用の孔の型取りを正確
に行い得るようにする。 【解決手段】 架構用スリーブ位置型取り治具及びリグ
用スリーブ位置型取り治具を用いて架構３及び基板２ａ
にスリーブ嵌入孔１１，１０を穿設し、スリーブ嵌入孔
１１，１０に嵌入した鉛スリーブ１２にテーパーピン１
４を打ち込み、鉛スリーブ１２の一部をテーパーピン１
４のテーパー部１５外周に設けた環状溝１６に充填さ
せ、テーパーピン１４のストッパ１７を基板２ａの上面
に当接させ、テーパーピン１４のボルト挿通孔１９に挿
通させたボルト２０の下端にアンカーワッシャ２１を嵌
合してアンカーワッシャ２１をボルト２０に螺合したナ
ット２２により架構３の下面に当接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は締結ピン構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５、６に示すごとく、原子力施
設のように高い耐震性を要求される施設における圧力容
器等の機器１は、その外周部に溶接等により取り付けた
４個のラグ２を介し梁等の架構３に、１箇所当り２本の
ボルト４によって締結されるようになっている。

【０００３】而して、このように機器１を架構３にボル
ト締結するためにラグ２の基板２ａにはボルト４を挿通
させるためのボルト孔５が穿設されている。このボルト
孔５の直径は、一般にボルト径＋３〜４ｍｍであり、ボ
ルト４外周とボルト孔５内周との間には、機器１の据付
けを容易に行い得るよう、図７に示すごとくクリアラン
スＣ１が形成されている。

【０００４】従って、図８に示すごとく機器１に地震に
よる水平荷重Ｆが付加されると、ラグ２は図７のクリア
ランスＣ１に対応して、水平に矢印方向イ方向へ向けて
回動し、その結果、ラグ２はバネのごとき作用を行うこ
ととなり、機器１の固有振動数は数１０％低下する。

【０００５】一方、原子力施設における機器１の固有振
動数は、耐震Ｂクラス以上の場合には、法規上２０Ｈｚ
以上の剛の状態が要求され、図５〜図８に示すごとき締
結構造では前述の要求を達成することは困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】機器１の固有振動数を
２０Ｈｚ以下の剛の状態にするための対策としては、先
ず第１にラグ２の１箇所当りのボルト４の本数を２本か
ら４本に増加させることが考えられるが、ボルト４の本
数を増加させるのは、重量の増加及びコストアップを招
来して好ましくない。

【０００７】機器１の固有振動数を２０Ｈｚ以下の剛の
状態にするための他の対策としては、図９、１０に示す
ごとく、ラグ２の基板２ａの両側に、現地で架構３上に
溶接した回転止め６を当接するか、或いは図１１、１２
に示すごとく、ラグ２の基板２ａを現地で架構３上に溶
接した回転止め座板７に嵌入し、基板２ａの両側を回転
止め座板７の側板７ａに当接させることが考えられる。
なお、図１１、１２の場合、ボルト４としては埋め込み
ボルトを使用する。

【０００８】機器に作用する水平荷重は、上述の図９、
１０に示す場合には、回転止め６を介して溶接部８によ
り支持され、図１１、１２に示す場合には、回転止め座
板７の側板７ａを介して溶接部９に支持される。

【０００９】しかしながら、回転止め６や回転止め座板
７を架構３に現地溶接する場合には、現地工事のための
品質管理が必要となると共に現地で精度良く溶接するた
めに溶接士の高い技量が要求され、コスト高や現地工程
の長期化を招来する虞れがある。

【００１０】又、原子力施設におけるガラス固化施設の
ように、機器の交換が必要な場合には、機器のボルト孔
の型取りが必要となるが、現実には現地溶接後の型取り
は困難である。

【００１１】本発明は上述の実情に鑑み、機器に固設し
たリグが水平荷重を受けても水平方向へ回動しないよう
にすると共に現地工事のための品質管理や現地での溶接
を不要としてコストの低減や現地工程の短縮を図り、
又、ガラス固化施設のように交換が必要な機器の場合に
も締結用の孔の型取りを正確に行い得るようにした締結
ピン構造を提供することを目的としてなしたものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の締結ピン構造
は、金属スリーブ、テーパーピン、ボルト、アンカーワ
ッシャ及びナットを備え、金属スリーブは、架構に穿設
した第１のスリーブ嵌入孔及び機器に固設されて前記架
構に支持されるリグの基板に穿設した第２のスリーブ嵌
入孔に嵌合し得るよう構成されていると共に前記両スリ
ーブ嵌入孔に嵌入した際に上方が大径で下方が小径とな
るようにしたテーパー孔を備え、テーパーピンは、外周
に前記金属スリーブのテーパー孔に合致するテーパー部
を備えて前記金属スリーブのテーパー孔に打ち込み得る
よう構成されていると共に、テーパーピンが前記金属ス
リーブのテーパー孔に打ち込まれた際に塑性変形した金
属スリーブの一部が充填されるよう前記テーパー部外周
に形成された環状溝と、テーパーピンが前記金属スリー
ブのテーパー孔に打ち込まれた際に前記リグの基板上面
に当接し得るようにしたストッパと、ボルト挿通孔とを
備え、ボルトは、前記テーパーピンのボルト挿通孔に挿
通されてボルトの上下端部に螺合されたナット、或いは
ボルトのヘッド部及びボルトの下端に螺合したナットを
介してテーパーピンに対し固定し得るように構成されて
おり、アンカーワッシャは、前記テーパーピンのボルト
挿通孔に挿通されたボルトに嵌合されると共に該ボルト
の下端部に螺合されたナットにより前記架構の金属スリ
ーブ下端と略同一となる面に当接し得るよう構成されて
いるものである。

【００１３】本発明では、機器に固定したリグが水平荷
重を受けても水平方向へ回動することがないため、機器
を高い剛状態で支持することができ、且つ現地工事のた
めの品質管理や現地での溶接が不要となってコストの低
減や現地工事の短縮を図り得られる。

【００１４】本発明の締結ピン構造においては、第１、
第２のスリーブ嵌入孔は架構用スリーブ位置型取り治具
とリグ用スリーブ位置型取り治具に共あけした位置決め
孔を介して架構及びリグの基板に穿設される。この場合
には、スリーブ嵌入孔の型取りを正確に行うことがで
き、機器を交換する場合にも容易且つ迅速に作業を行う
ことができる。

【００１５】本発明の締結ピン構造において、金属スリ
ーブを鉛製とした場合には、テーパーピンの打ち込み時
に金属スリーブは容易に塑性変形してその一部はテーパ
ーピンの環状溝に充填されるため、充填部は信頼性の高
いアンカーとして機能する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００１７】図１、２は本発明の締結ピン構造の実施の
形態の一例を示し、図１はラグの基板を架構に締結した
状態を示す縦断面図、図２はラグの基板と架構のリーマ
孔に嵌入した鉛スリーブのテーパー孔にテーパーピンを
嵌入したのみで打ち込む前の状態を示す縦断面図であ
る。

【００１８】図１、２中、１０、１１はラグの基板２ａ
及び架構３に穿設したスリーブ嵌入孔であり、スリーブ
嵌入孔１０，１１には、高さがラグの基板２ａの厚さと
架構３の厚さの合計と略等しい円筒状の鉛スリーブ１２
を嵌合し得るようになっている。基板２ａ及び架構３に
設けるスリーブ嵌入孔１０，１１はストレートのリーマ
孔であるが、リーマ孔にするのは、基板２ａ及び架構３
にテーパー孔を穿設することは難しいためである。

【００１９】なお、スリーブ嵌入孔１０，１１は後述の
リグ用スリーブ位置型取り治具２８、架構用スリーブ位
置型取り治具２５を用いて夫々予めリグの基板２ａ、架
構３に穿設されている。

【００２０】鉛スリーブ１２の外径はスリーブ嵌入孔１
０，１１の内径よりも０．５〜０．８ｍｍ程度小さくし
た大きさとする。又、鉛スリーブ１２の軸心には、上部
が大径で下部へ向って小径となるテーパー孔１３が鉛ス
リーブ１２を上下へ貫通するよう穿設されている。

【００２１】鉛スリーブ１２のテーパー孔１３には、テ
ーパーピン１４を嵌合し得るようになっている。テーパ
ーピン１４のテーパー部１５におけるテーパーは鉛スリ
ーブ１２のテーパー孔１３のテーパーと同一に形成され
ており、テーパー部１５の高さ方向中間部外周には、断
面形状が半円状の環状溝１６が設けられている。

【００２２】テーパーピン１４のテーパー部１５上端部
には、基板２ａに穿設したスリーブ嵌入孔１０よりも大
径で基板２ａ上面に当接し得るようにしたストッパ１７
が一体形成されており、ストッパ１７の上方には、真直
円筒部１８が形成されている。又テーパーピン１４の軸
心部にはボルト挿通孔１９がテーパーピン１４を上下に
貫通するよう穿設されている。

【００２３】図２に示すごとく、テーパーピン１４を鉛
スリーブ１２のテーパー孔１３に嵌入したのみでテーパ
ー孔１３に打ち込んでいない場合には、テーパーピン１
４のテーパー部１５下端及び上端の外径は、テーパー孔
１３の下端及び上端の内径よりも大径に形成されてお
り、図２に示すごとくストッパ１７下面と基板２ａ上面
との間にはクリアランスＣ２が形成されるようになって
いる。

【００２４】テーパーピン１４のボルト挿通孔１９には
ボルト２０を挿通させ得るようになっており、ボルト挿
通孔１９に挿通されたボルト２０の下端部には、鉛スリ
ーブ１２の外径よりも大径で架構３の鉛スリーブ１２下
端と略同一となる面に当接し得るようにしたアンカーワ
ッシャ２１を嵌合し得るようになっている。又ボルト２
０の下端部には、アンカーワッシャ２１よりも下方に位
置するようナット２２を螺合し得るようになっている。
而して、ボルト２０に螺合したナット２２を締結するこ
とにより、アンカーワッシャ２１を架構３及び鉛スリー
ブ１２の下面に当接させ得るようになっている。

【００２５】テーパーピン１４のボルト挿通孔１９に挿
通されたボルト２０の上端部には、ワッシャ２３を嵌合
し得るようになっていると共にナット２４を螺合し得る
ようになっており、ナット２４を締結することによりワ
ッシャ２３をテーパーピン１４の真直円筒部１８の上面
に当接させ得るようになっている。

【００２６】基板２ａを有するラグが固設された機器を
架構３に据付ける際には、基板２ａのスリーブ嵌入孔１
０が架構３のスリーブ嵌入孔１１に合うよう基板２ａを
架構３上に載置し、スリーブ嵌入孔１０，１１に鉛スリ
ーブ１２を嵌合し、次に鉛スリーブ１２のテーパー孔１
３にテーパーピン１４を嵌入する。この場合、図２に示
すごとくテーパーピン１４の下端は、テーパー孔１３下
端よりも上方に位置し、テーパーピン１４のストッパ１
７下面とラグの基板２ａ上面との間にはクリアランスＣ
２が形成される。

【００２７】鉛スリーブ１２に緩嵌入されたテーパーピ
ン１４を鉛スリーブ１２のテーパー孔１３に打ち込む
と、テーパーピン１４は鉛スリーブ１２におけるテーパ
ー孔１３の内径及び鉛スリーブ１２の外径を拡大しつ
つ、ストッパ１７の下面が基板２ａの上面及び鉛スリー
ブ１２の上端に当接するまでテーパー孔１３内へ挿入さ
れる。

【００２８】この場合、鉛スリーブ１２におけるテーパ
ー孔１３の内周はテーパーピン１４のテーパー部１５外
周に押圧されて塑性変形し、その外周は拡大されて基板
２ａ及び架構３のスリーブ嵌入孔１０，１１の内周に密
接する。又鉛スリーブ１２の塑性変形により鉛スリーブ
１２の一部は環状溝１６に入り込んで環状溝１６に充填
され、鉛スリーブ１２の環状溝１６に充填された部分は
アンカーとして機能し得るようになる。

【００２９】更に、テーパーピン１４の下端と鉛スリー
ブ１２下端との間に形成されたテーパー孔１３下端空間
部には、塑性変形した鉛スリーブ１２の一部が入り込
む。

【００３０】テーパーピン１４が鉛スリーブ１２に完全
に打ち込まれたら、テーパーピン１４のボルト挿通孔１
９にボルト２０を挿通し、ボルト２０下端からボルト２
０下端にアンカーワッシャ２１を嵌合すると共に次いで
ナット２２を螺合し、又ボルト２０上端からボルト２０
上端にワッシャ２３を嵌合すると共に次いでナット２４
を螺合する。

【００３１】而して、ナット２２，２４を完全に捩込ん
でナット２２によりアンカーワッシャ２１が架構３の下
面及び鉛スリーブ１２の下端に当接させられ、ナット２
４によりワッシャ２３がテーパーピン１４の上面に当接
させられると、基板２ａと架構３の締結は終了する。

【００３２】斯かる締結ピン構造は１箇所のラグに対し
て１〜２本とするが、数量は地震時に発生する水平荷重
により決定される。

【００３３】本実施の形態例における締結ピン構造にお
いては、基板２ａのスリーブ嵌入孔１０内周と鉛スリー
ブ１２外周との間及び架構３のスリーブ嵌入孔１１内周
と鉛スリーブ１２外周との間、鉛スリーブ１２のテーパ
ー孔１３内周とテーパーピン１４のテーパー部１５外周
との間は互に密接してクリアランスがない。このため、
地震等により水平荷重を受けてもボルト２０に対してラ
グが回転することはない。従って、本実施の形態例にお
ける締結ピン構造はばねとして機能せず、固有振動数が
低下することはないため、機器の支持に際し高い剛性を
得ることができる。又地震時には、鉛スリーブ１２の塑
性流動により振動を吸収できるため、良好な減衰効果を
得ることができる。

【００３４】鉛スリーブ１２はその下端を鉛スリーブ１
２よりも外径の大きいアンカーワッシャ２１により押え
られているため鉛スリーブ１２が下方へ抜けることはな
い。

【００３５】又、テーパーピン１４の環状溝１６には塑
性変形した鉛スリーブ１２の一部が充填されているう
え、テーパーピン１４の上端はボルト２０に螺合された
ナット２４により押えられているためテーパーピン１４
は上方へ抜けることなく、更に鉛直荷重はボルト２０に
より支持される。

【００３６】本実施の形態においては、現地工事のため
の品質管理が不要となると共に現地での溶接が不要とな
ってコストの低減や現地工程の短縮を図り得られ、機器
の交換が必要な場合のボルト孔の型取りをも容易に行う
ことができる。

【００３７】図３及び４は、上述の締結ピン構造におい
て、架構やリグの基板にスリーブ嵌入孔をあける際に用
いるスリーブ位置型取り治具の例を示し、図３は架構用
スリーブ位置型取り治具の平面図、図４はリグ用スリー
ブ位置型取り治具の平面図を示す。

【００３８】図３に示す架構用スリーブ位置型取り治具
２５は雄型で、板を十字状に組み合せた治具本体２６を
備えており、治具本体２６の先端部４箇所には合計８個
の位置決め孔２７を所定の間隔Ｌ１，Ｌ２で穿設し得る
ようになっている。

【００３９】又、図４に示すリグ用スリーブ位置型取り
治具２８は雌型で、板を額縁状に組み合せ且つ額縁状の
部分の内周縁部に架構用スリーブ位置型取り治具２５の
治具本体２６が重なり得るようにした座板２９ａを有す
る治具本体２９を備えており、治具本体２９の座板２９
ａには１箇所当り２個、合計８個の位置決め孔２７を所
定の間隔Ｌ１，Ｌ２で穿設し得るようになっている。

【００４０】架構用スリーブ位置型取り治具２５とリグ
用スリーブ位置型取り治具２８に位置決め孔２７，３０
を穿設する場合には、位置決め孔２７，３０の穿設され
ていない状態で、架構用スリーブ位置型取り治具２５を
リグ用スリーブ位置型取り治具２８に嵌め合せ、十字状
の治具本体２６の各先端部を治具本体２９の座板２９ａ
に重ね合せて互に固定し、ドリルにより治具本体２６と
座板２９ａの重ね合せ部にリーマ孔を共あけして直径ｄ
の位置決め孔２７，３０を間隔Ｌ１，Ｌ２で形成する。

【００４１】架構３にスリーブ嵌入孔１１（図１、２参
照）を穿設する場合には、図３に示すごとく、架構用ス
リーブ位置型取り治具２５を架構３の上面に載置して固
定し、位置決め孔２７上方からドリルを挿入して架構３
に、位置決め孔２７と同一直径ｄで同一間隔のリーマ孔
を形成する。

【００４２】リグの基板２ａにスリーブ嵌入孔１０（図
１、２参照）を穿設する場合には、図４に示すごとく、
リグ用スリーブ位置型取り治具２８を機器１に固設した
基板２ａの上面に載置して固定し、位置決め孔３０上方
からドリルを挿入してラグ２の基板２ａに、位置決め孔
３０と同一直径で同一間隔のリーマ孔を形成する。

【００４３】上述のように、位置決め孔２７，３０を共
あけした架構用スリーブ位置型取り治具２５及びリグ用
スリーブ位置型取り治具２８を用いて架構３及び基板２
ａにスリーブ嵌入孔１１，１０を設けているため、鉛ス
リーブ１２及びテーパーピン１４は精度良く確実にスリ
ーブ嵌入孔１０，１１に取り付けられる。

【００４４】ガラス固化施設のように、据付けた機器を
新しい機器と交換する必要がある場合には、ナット２２
をボルト２０から取り外すと共にアンカーワッシャ２１
をボルト２０から取り外し、テーパーピン１４の上端に
ねじジャッキをセットし、ねじジャッキを使用してテー
パーピン１４を上方へ引き抜く。この際、テーパーピン
１４のテーパー部１５外周に設けた環状溝１６には塑性
変形した鉛スリーブ１２が充填されてアンカーが形成さ
れているため、テーパーピン１４を上方へ引き抜くこと
により鉛スリーブ１２もテーパーピン１４と一体的にス
リーブ嵌入孔１１，１０から引き抜かれる。又ボルト２
０もテーパーピン１４と一緒に引き抜かれる。

【００４５】テーパーピン１４、鉛スリーブ１２、ボル
ト２０がスリーブ嵌入孔１１，１０から引き抜かれた
ら、架構３に据付けられていた機器を撤去し、予めリグ
用スリーブ位置型取り治具２８を用いてスリーブ嵌入孔
１０を穿設した新たな機器をリグの基板２ａを介して架
構３に載置する。

【００４６】新たな機器の基板２ａのスリーブ嵌入孔１
０は、架構用スリーブ位置型取り治具２５の位置決め孔
２７と位置決め孔３０を共あけしたリグ用スリーブ位置
型取り治具２８を用いて穿設してあるため、交換した新
たな機器を架構３に載置して位置決めした際にスリーブ
嵌入孔１０と１１にずれが生じず、従って、容易且つ迅
速に機器を架構３に据付けることが可能となる。

【００４７】本発明の実施の形態においては、金属スリ
ーブとして鉛を用いる場合について説明したが、容易に
塑性変形可能な金属ならいかなる金属を使用しても良い
こと、テーパーピンに挿通させるボトルとしては、上、
下端部何れにもナットを螺合させるようにしているが上
端部はナットを用いず、ヘッドのあるボルトを用いるよ
うにすることもできること、その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論で
ある。

【００４８】

【発明の効果】本発明の締結ピン構造によれば、何れの
請求項においても、機器に固定したリグが水平荷重を受
けても水平方向へ回動することがないため、機器を高い
剛状態で支持することができ、且つ現地工事のための品
質管理や現地での溶接が不要となってコストの低減や現
地工事の短縮を図り得られ、請求項２の場合にはスリー
ブ嵌入孔の型取りを正確に行うことができるため、機器
を交換する場合にも容易且つ迅速に作業を行うことがで
き、更に請求項３の場合には、金属スリーブは容易に塑
性変形してその一部はテーパーピンの環状溝に充填され
るため、アンカーとしての高い信頼性を得ることができ
る、等種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の締結ピン構造の実施の形態の一例の縦
断面図である。

【図２】本発明の締結ピン構造において、鉛スリーブの
テーパー孔にテーパーピンを嵌入したのみで打ち込む前
の状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の締結ピン構造において、架構にスリー
ブ嵌入孔を穿設するための架構用スリーブ位置型取り治
具の平面図である。

【図４】本発明の締結ピン構造において、リグの基板に
スリーブ嵌入孔を穿設するためのリグ用スリーブ位置型
取り治具の平面図である。

【図５】機器を架構に据付けた状態を示す立面図であ
る。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。

【図７】通常のボルトとボルト孔との関係を示す平面図
である。

【図８】機器に固設したリグが地震による水平荷重によ
り水平方向へ回動した状態を示す平面図である。

【図９】機器に固設したリグが回動しないようにするた
め従来手段の一例の立面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ方向矢視図である。

【図１１】機器に固設したリグが回動しないようにする
ための従来手段の他の例の立面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ方向矢視図である。

【符号の説明】

１ 機器 ２ ラグ ２ａ 基板 １０ スリーブ嵌入孔 １１ スリーブ嵌入孔 １２ 鉛スリーブ（金属スリーブ） １３ テーパー孔 １４ テーパーピン １５ テーパー部 １６ 環状溝 １７ ストッパ １９ ボルト挿通孔 ２０ ボルト ２１ アンカーワッシャ ２２ ナット ２４ ナット ２５ 架構用スリーブ位置型取り治具 ２７ 位置決め孔 ２８ リグ用スリーブ位置型取り治具 ３０ 位置決め孔

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｂ 19/02 Ｆ１６Ｂ 19/02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属スリーブ、テーパーピン、ボルト、
   アンカーワッシャ及びナットを備え、 金属スリーブは、 架構に穿設した第１のスリーブ嵌入孔及び機器に固設さ
   れて前記架構に支持されるリグの基板に穿設した第２の
   スリーブ嵌入孔に嵌合し得るよう構成されていると共に
   前記両スリーブ嵌入孔に嵌入した際に上方が大径で下方
   が小径となるようにしたテーパー孔を備え、 テーパーピンは、 外周に前記金属スリーブのテーパー孔に合致するテーパ
   ー部を備えて前記金属スリーブのテーパー孔に打ち込み
   得るよう構成されていると共に、 テーパーピンが前記金属スリーブのテーパー孔に打ち込
   まれた際に塑性変形した金属スリーブの一部が充填され
   るよう前記テーパー部外周に形成された環状溝と、 テーパーピンが前記金属スリーブのテーパー孔に打ち込
   まれた際に前記リグの基板上面に当接し得るようにした
   ストッパと、 ボルト挿通孔とを備え、 ボルトは、 前記テーパーピンのボルト挿通孔に挿通されてボルトの
   上下端部に螺合されたナット、或いはボルトのヘッド部
   及びボルトの下端に螺合したナットを介してテーパーピ
   ンに対し固定し得るように構成されており、 アンカーワッシャは、 前記テーパーピンのボルト挿通孔に挿通されたボルトに
   嵌合されると共に該ボルトの下端部に螺合されたナット
   により前記架構の金属スリーブ下端と略同一となる面に
   当接し得るよう構成されていることを特徴とする締結ピ
   ン構造。
2. 【請求項２】 第１、第２のスリーブ嵌入孔は架構用ス
   リーブ位置型取り治具とリグ用スリーブ位置型取り治具
   に共あけした位置決め孔を介して架構及びリグの基板に
   穿設された請求項１に記載の締結ピン構造。
3. 【請求項３】 金属スリーブは鉛製とした請求項１又は
   ２に記載の締結ピン構造。