JP2018145786A - 管体結合構造およびユニット建物 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め作業性に優れ、かつ、変形、破損などの発生も抑制できながらも必要な締結力を確保可能な管体結合構造を提供する。【解決手段】柱１１（ａ）の端部の下側端部プレート１５（ａ）と、柱１１（ｂ）の端部の上側端部プレート１５（ｂ）とを対面させて結合した管体結合構造であって、下側端部プレート１５（ａ）に、雌螺子が形成されたプレート側締結穴２１ａと、このプレート側締結穴２１ａに雄螺子部が螺合されて下側端部プレート１５（ａ）の表面側に頭部が突出されたガイド部材２２と、が設けられ、ガイド部材２２の頭部に、内周に雌螺子が形成されたガイド部材側締結穴２２ｅが形成され、上側端部プレート１５（ｂ）に設けられた締結用ボルト２３が、ガイド部材側締結穴２２ｅに螺合されて、下側端部プレート１５（ａ）と上側端部プレート１５（ｂ）とが結合された管体結合構造とした。【選択図】図２

Description

本開示は、管体結合構造およびユニット建物に関するものである。

従来、管体結合構造として、上下に設置された建物ユニットの上下の柱どうしを結合するのに用いた結合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来の管体結合構造は、下側に配置された柱の上端の上部プレートに設けられた雌螺子部と、上側に配置された柱の下端の下部プレートに設けられ、上部プレートの雌螺子部に螺合するボルトと、を備える。そして、ボルトは、下部プレートに対してボルト支持金物により上下方向に移動可能および回転可能に支持されている。
そして、上側の柱を、そのボルトの中心軸が下側の柱の雌螺子部の中心軸と一致するように下側の柱の上に設置し、この設置時に、下側の柱の上部プレートに押し上げられたボルトを回転させて雌螺子部に締結した構造となっている。

また、他の従来技術としては、下側の建物ユニットの柱の上部プレートにボルトが立設され、上側の建物ユニットの柱の下部プレートに、ボルトを挿通させる挿通穴が開口された構造も周知である。この従来技術では、上側の建物ユニットの柱の挿通穴に、下側の柱のボルトが挿通されるように、上側の建物ユニットを設置した後、ボルトに対しナットを締結して、両柱の両プレートを締結する。

特開平６−２９９６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の管体結合構造では、下側の柱の上部プレートには位置の基準となる突起物が無いため、下側の柱に対して上側の柱を、軸心位置を一致させるように配置するのが難しい。このため、位置決め作業性に劣る。
一方、後者の周知技術のように、下側の柱の上部プレートからボルトを立設した構成では、ボルトを基準として上側の柱を設置することができ、位置決め作業性に優れる。しかしながら、上部プレートからボルトが上方に突出しており、かつ、このボルトの長さはナットとの締結に必要な長さよりも長く形成する必要がある。
このため、上側の建物ユニットの設置の際に、ボルトと上側の建物ユニットとが干渉しやすく、その際に、ボルトが変形したり、破損したりするおそれがある。

本開示は、位置決め作業性に優れ、かつ、変形、破損などの発生も抑制できながらも必要な締結力を確保可能な管体結合構造およびユニット建物を提供することを目的とする。

本開示の管体結合構造は、第１の管体の端部に設けられた第１の端部プレートと、第２の管体の端部に設けられた第２の端部プレートとを対面させて結合した管体結合構造であって、
前記第１の端部プレートに、雌螺子が形成されたプレート側締結穴と、このプレート側締結穴に雄螺子部が螺合されて前記第１の端部プレートの表面側にガイド部材頭部が突出されたガイド部材と、が設けられ、
前記ガイド部材頭部に、内周に雌螺子が形成されたガイド部材側締結穴が形成され、
前記第２の端部プレートに設けられた締結用ボルトの雄螺子部が、前記ガイド部材側締結穴の前記雌螺子に螺合されて、前記第１の端部プレートと前記第２の端部プレートとが結合されていることを特徴とする管体結合構造とした。

なお、前記第２の端部プレートに、前記ガイド部材頭部と嵌り合うことで両管体の位置決めを可能な凹部を備えるとともに、前記締結用ボルトの前記雄螺子部を挿通可能なボルト挿通穴を備える頭部収容部が設けられ、前記締結用ボルトが、前記雄螺子部を前記ボルト挿通穴に挿通させて前記ボルト挿通穴の周囲にボルト頭部を係合させて前記ガイド部材側締結穴に螺合されている構造とするのが好ましい。
また、前記第２の端部プレートに、前記ガイド部材頭部を挿通可能な頭部挿通穴が開口され、前記第２の端部プレートの裏面側に、前記頭部挿通穴と同軸に、前記頭部収容部および前記ボルト挿通穴を備えた前記頭部収容部としての座金部材が設けられている構造とするのが好ましい。
さらに、前記第１の端部プレートに、前記ガイド部材の前記雄螺子部を挿通可能なガイド部材挿通穴が開口され、前記第１の端部プレートの裏面側に、前記ガイド部材挿通穴と同軸に、雌螺子部分を前記プレート側締結穴とするナットが設けられている構造とするのが好ましい。
そして、前記ガイド部材の前記ガイド部材側締結穴の軸方向寸法が、前記頭部の前記第１の端部プレートからの突出代よりも大きい構造とするのが好ましい。

さらに、前記ガイド部材の前記雄螺子部と前記プレート側締結穴の前記雌螺子とを接着剤により接着するのが好ましい。
また、前記締結用ボルトの前記雄螺子部と、前記ガイド部材側締結穴の前記雌螺子とを接着剤により接着するのが好ましい。あるいは、前記締結用ボルトの頭部と、前記第２の端部プレートとの間に、座金を介在するのが好ましい。
また、前記接着剤は、前記雄螺子部の締め付け力が与えられて硬化を開始する接着剤を用いるのが好ましい。

また、複数の柱を、梁によりボックス状に連結した建物ユニットが、前記柱どうしが上下方向に連続するように上下方向に重ねて設置されたユニット建物であって、
下側の前記建物ユニットの前記柱と上側の前記建物ユニットの前記柱とが、その一方を前記第１の管体とするとともに、もう一方を前記第２の管体として上記の管体結合構造により結合されているユニット建物としてもよい。

本開示の管体結合構造では、第１の管体と第２の管体とを結合する際には、第１の管体の第１の端部プレートから突出しているガイド部材頭部を基準として第２の管体を設置可能であり、このような突出物が無いものと比較して、位置決め作業性に優れる。また、第１の端部プレートからガイド部材の頭部のみを突出させるため、第２の管体の設置時に、この第２の管体とガイド部材頭部とが干渉しにくいとともに、干渉した際でも、変形、破損が生じにくい。
さらに、第１の管体と第２の管体との締結力は、ガイド部材とプレート側締結穴との螺合と、締結用ボルトとガイド部材側締結穴との螺合により得られ、ガイド部材頭部の突出代は小さいものの、螺合寸法を長く確保して、必要な締結力を得ることが可能である。
したがって、位置決め作業性に優れ、かつ、変形、破損などの発生も抑制できながらも必要な締結力を確保可能な管体結合構造およびこの管体結合構造を備えたユニット建物を提供することができる。

なお、第２の端部プレートに頭部収容部を設けたものでは、頭部収容部の凹部をガイド部材頭部に嵌め合わせることで、第２の管体の位置決めを行うことができ、作業性に優れる。また、頭部収容部のボルト挿通穴を通して、締結用ボルトを第２の端部プレート側からガイド部材頭部のガイド部材側締結穴に螺合させることができる。
また、第２の端部プレートの裏面側に座金部材を設けたものでは、座金部材を第２の端部プレートに結合することにより、凹部およびボルト挿通穴を第２の端部プレートに設けることができる。したがって、第２の端部プレートを加工して凹部およびボルト挿通穴を設けるものと比較して、製造が容易である。
さらに、ナットの雌螺子部分をプレート側締結穴としたものでは、既存のナットを利用して、第１の端部プレートにガイド部材の雄螺子部と螺合可能なプレート側締結穴を設けることができ、製造が容易である。
そして、ガイド部材のガイド部材側締結穴の軸方向寸法を、ガイド部材頭部の突出代よりも大きくしたものでは、ガイド部材頭部の突出代を小さく抑えつつ、締結用ボルトとの螺合代を確保することができる。

さらに、ガイド部材の雄螺子部とプレート側締結穴の雌螺子とを接着剤により接着したものでは、長期間使用しても、ガイド部材の雄螺子部とプレート側締結穴の雌螺子との間に緩みが生じるのを抑制できる。
また、締結用ボルトの雄螺子とガイド部材側締結穴の雌螺子とを接着剤により接着したものでは、長期間使用しても、締結用ボルトの雄螺子とガイド部材側締結穴の雌螺子との間に緩みが生じるのを抑制できる。
同様に、締結用ボルトの頭部と、第２の端部プレートとの間に、座金を介在したものでも、長期間使用しても、締結用ボルトの雄螺子とガイド部材側締結穴の雌螺子との間に緩みが生じるのを抑制できる。
また、接着剤として、雄螺子部の締め付け力が与えられて硬化を開始する接着剤を用いた場合は、ガイド部材や締結用ボルトの締結を行うまでは、接着剤が硬化しない。このため、ガイド部材の雄螺子部、プレート側締結穴の雌螺子、締結用ボルトの雄螺子、ガイド部材側締結穴の雌螺子などに予め接着剤を塗布しておくことができる。したがって、接着剤として仕様時点で硬化が始まるものを用いた場合と比較して、作業性に優れる。

本発明の実施の形態１の管体結合構造を用いて結合してユニット建物を構築する建物ユニットを示す斜視図である。 実施の形態１の管体結合構造を示す断面図である。 実施の形態１の管体結合構造の構成要素の分解状態を示す説明図である。 実施の形態１の管体結合構造による結合手順の説明図であり、結合前の下側の建物ユニットの柱を示す。 実施の形態１の管体結合構造による結合手順の説明図であり、結合前の下側の建物ユニットの柱にガイド部材を螺合させた状態を示す。 実施の形態１の管体結合構造による結合手順の説明図であり、結合前の下側の建物ユニットの柱に上側の建物ユニットの柱を重ねる状態を示す。 実施の形態１の管体結合構造による結合手順の説明図であり、上下の建物ユニットの柱を重ね締結用ボルトを締結する状態を示す。 実施の形態１の管体結合構造による結合手順の説明図であり、結合作業の終了状態を示す。 実施の形態１の管体結合構造において下側の柱に対して上側の柱が傾いて設置された場合の結合手順の説明図であり、上側の柱が傾いた状態を示す。 実施の形態１の管体結合構造において下側の柱に対して上側の柱が傾いて設置された場合の結合手順の説明図であり、上側の柱が傾いた状態で締結ボルトを螺合する途中過程を示す。 実施の形態１の管体結合構造において下側の柱に対して上側の柱が傾いて設置された場合の結合手順の説明図であり、締結作業の終了状態を示す。 実施の形態２の管体結合構造を示す断面図である。 実施の形態２の管体結合構造の耐久性テストの入力方向の説明図である。 実施の形態３の管体結合構造を示す断面図である。

以下、本開示の管体結合構造を実施するための形態を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
以下に、図面に基づいて実施の形態１の管体結合構造について説明する。
［全体構成］
まず、実施の形態１の管体結合構造の全体構成について説明する。
この実施の形態１の管体の結合構造は、図１に示す建物ユニット１０（ａ），１０（ｂ）を、上下に結合してユニット建物Ａを構築するのにあたり、その柱１１（ａ），１１（ｂ）を第１の管体および第２の管体として、上下に重ねて結合するのに用いるものである。
なお、建物ユニット１０は、角形鋼管からなる４本の柱１１の間に、溝形鋼等からなる天井梁１２と床梁１３とを溶接などで結合してボックス状に骨組みし、これに壁面材，天井材，床材等の各面材を張り付けて構成される。

図１において、上下の建物ユニット１０，１０のうちの特定の一方を指す場合には、下側の建物ユニット１０を指す符号「１０」の後ろに（ａ）を付加して表記する。また、上側の建物ユニット１０については符号「１０」の後ろに（ｂ）を付加して表記する。同様に、柱１１についても、下側の柱１１には（ａ）を付加して表記し、上側の柱１１には（ｂ）を付加して表記する。また、特定のものを指さない場合には、（ａ）（ｂ）の表記は省略する。

（柱の構成）
次に、柱１１の構成について説明する。
図２は、下側の建物ユニット１０（ａ）の柱１１（ａ）と、上側の建物ユニット１０の柱１１（ｂ）との結合部を示す拡大断面図である。
この図に示すように、柱１１（ａ），１１（ｂ）は、四角筒状の管本体１４（ａ），１４（ｂ）を備える。そして、管本体１４（ａ），１４（ｂ）の上下両端部に、管本体１４（ａ），１４（ｂ）の上下両端部の開口を塞いで溶接などにより結合された下側端部プレート１５（ａ）および上側端部プレート１５（ｂ）、を備える。なお、両端部プレート１５（ａ），１５（ｂ）の一方が第１の端部プレートに相当し、もう一方が第２の端部プレートに相当する。ここでは、便宜上、柱１１（ａ）および下側端部プレート１５（ａ）を、第１の管体および第１の端部プレートとする。同様に、柱１１（ｂ）および上側端部プレイと１５（ｂ）を、第２の管体および第２の端部プレートとする。

下側端部プレート１５（ａ）の中央には、下側端部プレート１５（ａ）を貫通してガイド部材挿通穴１６（ａ）が開口されている（図４Ａ、図４Ｂ参照）。このガイド部材挿通穴１６（ａ）は、後述するガイド部材２２の雄螺子部２２ｂを挿通可能な内径寸法に形成されている。

また、上側端部プレート１５（ｂ）の中央には、上側端部プレート１５（ｂ）を貫通して頭部挿通穴１６（ｂ）が開口されている（図４Ｃ参照）。なお、この頭部挿通穴１６（ｂ）は、後述するガイド部材２２の頭部（ガイド部材頭部）２２ａを挿通可能な内径寸法に形成されている。

（結合部材の構成）
次に、柱１１（ａ）と柱１１（ｂ）とを結合するのに用いる結合部材２０の構成について説明する。
図３は結合部材２０を示す側面図である。
結合部材２０は、ナット２１とガイド部材２２と締結用ボルト２３および図２に示す座金部材２４とを備える。

ナット２１は、六角ナットであり、図２に示すように、柱１１（ａ）の下側端部プレート１５（ａ）の裏面（下側面）に、ガイド部材挿通穴１６（ａ）と同軸に配置され、溶接などにより固定されている。そして、このナット２１には、内周に雌螺子（図示省略）が形成されたプレート側締結穴２１ａが形成されている。

座金部材２４は、柱１１（ｂ）の上側端部プレート１５（ｂ）の裏面（上側面）に、頭部挿通穴１６（ｂ）と同軸に配置され、溶接などにより固定されている。この座金部材２４には、上下方向で頭部挿通穴１６（ｂ）と隣接する側に、後述するガイド部材２２の頭部２２ａが嵌り合い可能な凹部２４ａが形成され、かつ、頭部挿通穴１６（ｂ）と同軸に、上下方向に貫通してボルト挿通穴２４ｂが形成されている。なお、凹部２４ａの内径寸法および軸方向に沿う方向の寸法は、ガイド部材２２の頭部２２ａと嵌り合って位置決め可能なように、頭部２２ａの外径寸法および軸方向寸法よりも僅かに大きなクリアランス寸法（２，３ｍｍ程度の寸法）を有して形成されている。また、頭部挿通穴１６（ｂ）の内径についても、頭部２２ａの外径に対して同様のクリアランスが設けられている。

ガイド部材２２は、図３に示すように、略円柱状に形成されており、下部にナット２１のプレート側締結穴２１ａの雌螺子と螺合可能な雄螺子が形成された雄螺子部２２ｂが設けられている。また、ガイド部材２２の上端部の頭部２２ａは、係合部２２ｃと、ガイド斜面部２２ｄとガイド部材側締結穴２２ｅとを備える。

係合部２２ｃは、頭部２２ａの外周に形成され、ねじ込み作業時に治具を周方向に係合可能に上方から見て六角形などの多角形状に形成されている。
ガイド斜面部２２ｄは、係合部２２ｃの上側に設けられ、外周面が円錐状の斜面形状に形成されている。
ガイド部材側締結穴２２ｅは、頭部２２ａの上面から下方に向けて穿設され、その内周に図示は省略するが、雌螺子が形成されている。また、このガイド部材側締結穴２２ｅの軸方向寸法（軸方向に沿う方向の寸法）は、頭部２２ａの軸方向寸法よりも大きく形成されている。

締結用ボルト２３は、雄螺子部２３ａと頭部２３ｂとを備える。
雄螺子部２３ａは、ガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅに形成された雌螺子に締結可能な雄螺子が形成されている。
頭部２３ｂは、後述する締結工具４０と係合する係合穴２３ｃが、頭部２３ｂの上面に開口して形成されたもので、係合穴２３ｃは、上方から見て四角や六角の多角形形状に形成されている。

（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の管体結合構造による柱１１（ａ），１１（ｂ）の結合の手順を図４Ａ〜図４Ｅに基づいて順を追って説明する。

建物ユニット１０（ａ）では、工場製造時に、図４Ａに示すように、柱１１（ａ）の上端の下側端部プレート１５（ａ）の裏面（下面）に、ナット２１を予め溶接などにより固定する。さらに、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂを、ナット２１に対して上方からねじ込み、図４Ｂに示すように、下側端部プレート１５（ａ）の上面から頭部２２ａのみが突出した状態とする。

一方、建物ユニット１０（ｂ）では、工場製造時に、図４Ｃに示すように、柱１１（ｂ）の下端の上側端部プレート１５（ｂ）の裏面（上面）に、座金部材２４を予め溶接などにより固定しておく。

次に、建築現場では、図１に示すように、建物ユニット１０（ａ）の上に、建物ユニット１０（ｂ）を載置し、柱１１（ａ）と柱１１（ｂ）とを上下に重ねた後、結合部材２０を用いて結合する。
この結合時に、まず、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、柱１１（ａ）の下側端部プレート１５（ａ）に対して、柱１１（ｂ）の上側端部プレート１５（ｂ）を対面させて、両者が当接するように、両柱１１（ａ），１１ｂ）を重ねるように設置する。

この際に、ガイド部材２２の頭部２２ａは、座金部材２４の凹部２４ａに嵌り合い、これにより、柱１１（ａ）に対して柱１１（ｂ）の水平方向の位置決めが成される。
そして、この時、下側の柱１１（ａ）の下側端部プレート１５（ａ）から上方に突出しているのは、ガイド部材２２の頭部２２ａのみであり、上方の部材と締結するための螺子部分を突出させない構造としている。このため、下側端部プレート１５（ａ）から上方に突出する頭部２２ａの寸法が小さく、柱１１（ａ）の上に柱１１（ｂ）を設置する際に、その頭部２２ａと柱１１（ｂ）とが干渉しにくく、頭部２２ａに変形や破損が生じにくい。

次に、図４Ｄに示すように、柱１１（ａ），１１（ｂ）どうしを上下に重ね、ガイド部材２２の頭部２２ａを、座金部材２４の凹部２４ａに嵌め合わせたら、柱１１（ｂ）の上方から締結用ボルト２３を差し込み、その雄螺子部２３ａをガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子に締結させる。

この場合、締結用ボルト２３の頭部２３ｂの係合穴２３ｃに、締結工具４０の係合部４１を係合させた状態で、締結工具４０を柱１１（ｂ）の上方から差し込み、締結工具４０を締結方向に回転させて、雄螺子部２３ａをガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子に螺合させる。なお、締結工具４０の係合部４１は、係合穴２３ｃの多角形形状に周方向に係合する多角形形状に形成されている。

このように締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａをガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子に螺合させることにより、ガイド部材２２と締結用ボルト２３の頭部２３ｂとの間隔が狭まり、柱１１（ａ）と柱１１（ｂ）とが、図４Ｅに示すように締結される。
この場合、ナット２１、ガイド部材２２、締結用ボルト２３は、それぞれ、軸方向に沿う方向の全長が短いため、例えば、１本のボルトに対してナットを締結するものと比較して、軸心位置のずれを抑え、寸法精度を高く保つことができる。
したがって、軸心位置にずれが大きなものと比較して、上記の締結作業を容易に行うことができ、作業性に優れる。すなわち、下側の柱１１ａから１本のボルトを立設した場合、その基端部と先端部との軸心位置にずれが生じやすい。この場合、ボルトが傾くため、このボルトにナットを締結する作業が、位置ずれが小さいものと比較して、その作業性が悪くなる。それに対して、本実施の形態では、必要な螺合代を、ガイド部材２２と締結用ボルト２３との２部材で得ることとして、１部材あたりの軸方向寸法を抑えることができるため、同じ寸法精度であっても両端の軸心位置のずれを抑えることができる。よって、作業性を高めることができる。

次に、図５Ａ〜図５Ｃに基づいて、上側の建物ユニット１０（ａ）の設置時に、下側の柱１１（ａ）に対して上側の柱１１（ｂ）が傾いて設置された場合について説明する。
図５Ａは、上側の柱１１（ｂ）の設置時に、下側の柱１１（ａ）に対して上側の柱１１（ｂ）が傾いて上側端部プレート１５（ｂ）の頭部挿通穴１６（ｂ）の縁部がガイド部材２２の頭部２２ａに引っ掛かった状態となった場合を示している。なお、このような柱１１（ａ）に対する柱１１（ｂ）の相対的な傾きは、設置作業の精度により生じる場合の他に、柱１１（ａ）（ｂ）の製造時の誤差により生じる場合もある。

この状態で、図５Ａ、図５Ｂに示すように、ガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅに対し締結用ボルト２３を締結した場合、締結用ボルト２３の水平方向の位置を規制するボルト挿通穴２４ｂと、締結用ボルト２３を締結するガイド部材側締結穴２２ｅと、が軸方向に離れている。このため、ガイド部材側締結穴２２ｅに対する締結用ボルト２３の傾きを小さく抑えることができる。

したがって、締結用ボルト２３をガイド部材側締結穴２２ｅに締結することができる。そして、この締結作業を行うと、その締結力によりガイド部材２２の頭部２２ａと締結用ボルト２３の頭部２３ｂとが相対的に軸方向に近付く。これにより、上側端部プレート１５（ｂ）の頭部挿通穴１６（ｂ）の縁部がガイド部材２２の頭部２２ａのガイド斜面部２２ｄの傾斜に沿って移動し、図５Ｃに示すように、両柱１１（ａ），１１（ｂ）が、軸心位置を一致させて、正規の位置に配置される。

このように、上側の柱１１（ｂ）の設置時に位置ずれが生じていても、ガイド部材２２の頭部２２ａの突出代が小さいとともに、ガイド斜面部２２ｄを備えているため、ガイド部材２２の破損は生じにくく、また、多少のずれがあっても、柱１１（ａ），１１（ｂ）の位置決めを行うことができる。加えて、ガイド部材２２の頭部２２ａと、頭部挿通穴１６（ｂ）および座金部材２４の凹部２４ａの内径との間にクリアランスが確保されていることによっても、上記の位置決めをスムーズに行うことができる。

ここで説明を加えると、ボルトが下側の柱１１（ａ）から突出している構造の場合、それを挿通する柱１１（ｂ）側の穴との寸法精度を高く形成しなければ、両者を円滑に挿通するのが難しくなる。本実施の形態１のように、柱１１（ａ），１１（ｂ）が建物ユニット１０（ａ），１０（ｂ）を構成するものである場合、手摺などの短い柱と比較してその寸法が長く、その寸法精度を高く形成するのに高い技術を必要とし、通常の寸法管理精度よりも高精度の寸法管理精度が必要になる。それに対して、本実施の形態１のように、頭部挿通穴１６（ｂ）および座金部材２４の凹部２４ａに対してガイド部材２２の頭部２２ａのみを挿通する場合、ボルトなどの寸法の長いものを挿通する場合よりも、寸法精度が低くても上記の位置決めが容易となり、通常の寸法管理精度の範囲内で製造した柱１１（ａ），１１（ｂ）であっても位置決め作業を容易に実行可能となる。

しかも、ガイド部材２２は、突出代よりも軸方向の寸法が長いガイド部材側締結穴２２ｅを有しているため、突出代が小さくても、締結用ボルト２３との必要な締結力を得ることができる。

ここで、上述のように、締結用ボルト２３の傾きが小さいことで締結が容易であることの説明を加える。
例えば、柱１１（ａ）のナット２１に直接ボルトにより締結する構造の場合、ボルトの水平方向の位置は、上側端部プレート１５（ｂ）に開口された穴により規制されることになる。この場合、柱１１（ｂ）の位置が、図５Ａと同程度に水平方向にずれていると、上側端部プレート１５（ｂ）による規制位置と、ナット２１との軸方向の距離が短く、その分ボルトの傾きが大きくなり、プレート側締結穴２１ａにボルトを締結することが困難である。

それに対して、本実施の形態１では、柱１１（ａ）に対して軸方向に離れた位置のボルト挿通穴２４ｂにより締結用ボルト２３の水平方向の位置が規制されるため、ガイド部材側締結穴２２ｅの軸心に対する締結用ボルト２３の傾き角度を小さく抑えることができ、締結が容易となる。
そして、これにより必要な締結力を得て、柱１１（ｂ）の水平方向への位置の矯正が可能となる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の管体結合構造の効果を列挙する。
１）実施の形態１の管体結合構造は、
第１の管体としての柱１１（ａ）の端部に設けられた第１の端部プレートとしての下側端部プレート１５（ａ）と、第２の管体としての柱１１（ｂ）の端部に設けられた第２の端部プレートとしての上側端部プレート１５（ｂ）とを対面させて結合した管体結合構造であって、
下側端部プレート１５（ａ）に、雌螺子が形成されたプレート側締結穴２１ａと、このプレート側締結穴２１ａに雄螺子部２２ｂが螺合されて下側端部プレート１５（ａ）の表面側にガイド部材頭部としての頭部２２ａが突出されたガイド部材２２と、が設けられ、
ガイド部材２２の頭部２２ａに、内周に雌螺子が形成されたガイド部材側締結穴２２ｅが形成され、
上側端部プレート１５（ｂ）に設けられた締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａが、ガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子に螺合されて、下側端部プレート１５（ａ）と上側端部プレート１５（ｂ）とが結合されていることを特徴とする。
したがって、柱１１（ａ）の下側端部プレート１５（ａ）から突出しているガイド部材２２の頭部２２ａを基準として柱１１（ｂ）を設置可能であり、このような突出物が無いものと比較して、位置決め作業性に優れる。また、下側端部プレート１５（ａ）からガイド部材２２の頭部２２ａのみを突出させるため、柱１１（ｂ）の設置時に、この柱１１（ｂ）とガイド部材２２の頭部２２ａとが干渉しにくいとともに、干渉した際でも、変形、破損が生じにくい。加えて、柱１１（ａ）からボルトを突出させた場合と比較して、柱１１（ａ），１１（ｂ）の寸法精度が相対的に低い場合でも、位置決めが可能となり、通常の寸法管理精度の範囲内で製造した柱１１（ａ），１１（ｂ）であっても位置決め作業を容易に実行可能となる。
さらに、両柱１１（ａ），１１（ｂ）および両端部プレート１５（ａ）、１５（ｂ）の締結力は、ガイド部材２２とプレート側締結穴２１ａとの螺合と、締結用ボルト２３とガイド部材側締結穴２２ｅとの螺合により得られ、ガイド部材２２の頭部２２ａの突出代は小さいものの、螺合寸法を長く確保して、必要な締結力を得ることが可能である。
したがって、位置決め作業性に優れ、かつ、変形、破損などの発生も抑制できながらも必要な締結力を確保可能な管体結合構造を提供することができる。

２）実施の形態１の管体結合構造は、
上側端部プレート１５（ｂ）に、ガイド部材２２の頭部２２ａと嵌り合うことで両柱１１（ａ）、１１（ｂ）の位置決めを可能な凹部２４ａを備えるとともに、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａを挿通可能なボルト挿通穴２４ｂを備える頭部収容部（座金部材２４）が設けられ、
締結用ボルト２３が、雄螺子部２３ａをボルト挿通穴２４ｂに挿通させてボルト挿通穴２４ｂの周囲にボルト頭部（頭部２３ｂ）を係合させてガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子に螺合されていることを特徴とする。
したがって、頭部収容部（座金部材２４）の凹部２４ａをガイド部材２２の頭部２２ａに嵌め合わせることで、柱１１（ａ）に対する柱１１（ｂ）の位置決めを行うことができ、締結作業性に優れる。また、頭部収容部（座金部材２４）のボルト挿通穴２４ｂを通して、締結用ボルト２３を上側端部プレート１５（ｂ）側からガイド部材２２の頭部２２ａのガイド部材側締結穴２２ｅに螺合させることを可能とし、締結作業性に優れる。

３）実施の形態１の管体結合構造は、
上側端部プレート１５（ｂ）に、ガイド部材２２の頭部２２ａを挿通可能な頭部挿通穴１６（ｂ）が開口され、
上側端部プレート１５（ｂ）の裏面側に、頭部挿通穴１６（ｂ）と同軸に、凹部２４ａおよびボルト挿通穴２４ｂを備えた座金部材２４が設けられていることを特徴とする。
したがって、座金部材２４を上側端部プレート１５（ｂ）に溶接して結合することにより、凹部２４ａおよびボルト挿通穴２４ｂを上側端部プレート１５（ｂ）に設けることができる。したがって、上側端部プレート１５（ｂ）を加工して凹部２４ａおよびボルト挿通穴１４ｂを設けるものと比較して、製造が容易である。

４）実施の形態１の管体結合構造は、
下側端部プレート１５（ａ）に、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂを挿通可能なガイド部材挿通穴１６（ａ）が開口され、
下側端部プレート１５（ａ）の裏面側に、ガイド部材挿通穴１６（ａ）と同軸に、雌螺子部分をプレート側締結穴２１ａとするナット２１が設けられていることを特徴とする。
したがって、既存のナット２１を利用して、下側端部プレート１５（ａ）にガイド部材２２の雄螺子部２２ｂと螺合可能なプレート側締結穴２１ａを設けることができ、製造が容易である。

５）実施の形態１の管体結合構造は、
ガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅの軸方向寸法が、頭部２２ａの下側端部プレート１５（ａ）からの突出代よりも大きいことを特徴とする。
したがって、ガイド部材２２の頭部２２ａの突出代を小さく抑えつつ、締結用ボルトとの螺合代を確保することができる。

６）実施の形態１のユニット建物Ａは、
複数の柱１１を、天井梁１２および床梁１３によりボックス状に連結した建物ユニット１０を、柱１１（ａ），１１（ｂ）どうしが上下方向に連続するように上下方向に重ねて設置されたユニット建物であって、
下側の建物ユニット１０（ａ）の柱１１（ａ）と上側の建物ユニット１０（ｂ）の柱１１（ｂ）が、上記の実施の形態の１管体結合構造により結合されていることを特徴とする。
したがって、位置決め作業性に優れ、かつ、変形、破損などの発生も抑制できながらも必要な締結力を確保可能な管体結合構造を備えたユニット建物を提供することができる。

（他の実施の形態）
以下に、他の実施の形態の管体結合構造について説明する。なお、他の実施の形態の管体結合構造について説明するのにあたり、各実施の形態において共通する構成には共通する符号を付けて説明を省略する。

（実施の形態２）
図６に基づいて実施の形態２の管体結合構造について説明する。この実施の形態２の管体結合構造は、ガイド部材２２および締結用ボルト２３の緩み止め性能の向上を図ったものである。また、実施の形態２では、下側の柱２１１（ａ）の下側端部プレート２１５（ａ）および上側の柱２１１（ｂ）の上側端部プレート２１５（ｂ）についても変形例を示している。

まず、両柱２１１（ａ）、２１１（ｂ）の下側端部プレート２１５（ａ）および上側端部プレート２１５（ｂ）について実施の形態１との相違点を説明する。

下側端部プレート２１５（ａ）は、実施の形態１の下側端部プレート１５（ａ）とナット２１とを一体としたものに相当する。
すなわち、下側端部プレート２１５（ａ）として、実施の形態１で示した下側端部プレート１５（ａ）よりも板厚が厚いものが用いられている。そして、この下側端部プレート２１５（ａ）に、プレート側締結穴２２１ａが形成されている。なお、プレート側締結穴２２１ａの内周には雌螺子（不図示）が形成されたている。

上側端部プレート２１５（ｂ）は、実施の形態１の下側端部プレート１５（ｂ）と座金部材２４とを一体としたものに相当する。
すなわち、上側端部プレート２１５（ｂ）として、実施の形態１で示した上側端部プレート１５（ｂ）よりも板厚が厚いものが用いられている。そして、この上側端部プレート２１５（ｂ）の中心に、上下方向の下側に、凹部２２４ａが形成され、上下方向の上側にボルト挿通穴２２４ｂが同軸に形成されている。なお、凹部２２４ａは、ガイド部材２２の頭部２２ａを収容可能な大きさに形成されている。

次に、ガイド部材２２および締結用ボルト２３の緩み止めについて説明する。
図１１に示すように、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂの外周と、下側端部プレート２１５（ａ）のプレート側締結穴２２１ａの内周との間に、接着剤２０１が充填され、雄螺子部２２ｂと雄螺子部２３ａとが接着剤２０１により接着されている。

さらに、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａの外周と、ガイド部材２２の頭部２２ａのガイド部材側締結穴２２ｅの内周との間にも接着剤２０２が充填され、雄螺子部２３ａとガイド部材側締結穴２２ｅとが接着されている。

接着剤２０１，２０２として、本実施の形態２では、水性エポキシ樹脂を用いており、具体的には、株式会社スリーボンド社製のThreeeBond2448B（商品名）を使用している（なお、「スリーボンド」「ThreeeBond」は登録商標である）。
これら接着剤２０１，２０２は、マイクロカプセル型の螺子固着剤と称されるものであり、螺子の締め込み時に、マイクロカプセル（不図示）が破壊されることにより、エポキシ樹脂と硬化剤とが反応して硬化する。

したがって、本実施の形態２では、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂの外周と、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａの外周と、に予め接着剤２０１，２０２を塗布しておく。この塗布時点では、接着剤２０１，２０２は硬化しない。

そして、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂを、下側端部プレート２１５（ａ）のプレート側締結穴２２１ａに締結すると、接着剤２０１に締め付け力が与えられてマイクロカプセル（不図示）が破壊され、接着剤２０１が硬化する。接着剤２０１が硬化した後は、雄螺子部２２ｂとプレート側締結穴２２１ａとが接着され、かつ、両者の隙間も埋められ、ガイド部材２２の緩み止めが成される。

同様に、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａを、ガイド部材２２の頭部２２ａのガイド部材側締結穴２２ｅに締結すると、その締め付け力で接着剤２０２のマイクロカプセル（不図示）が破壊されて、接着剤２０２が硬化する。そして、接着剤２０２が硬化した後は、接着剤２０２により、雄螺子部２３ａとガイド部材側締結穴２２ｅとが接着され、かつ、両者の隙間も埋められ、締結用ボルト２３の緩み止めが成される。

すなわち、ユニット建物Ａの建築後、ユニット建物Ａには、風雨や、地震その他の地面からの揺れなどが入力され、柱１１（ａ），１１（ｂ）に対し、引張力やせん断力が長期間に亘って入力される。このため、ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂと下側端部プレート２１５（ａ）のプレート側締結穴２２１ａとの間や、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａとガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅとの間に緩みが生じるおそれがある。さらには、ガイド部材２２や締結用ボルト２３の強度が不足すると、これらが破壊するおそれがある。

そこで、柱１１（ａ），１１（ｂ）に引張力やせん断力を繰り返し入力し、必要な緩み防止性能や強度を有しているかを確認する実験を行った。図７は、この実験における引張力の入力方向およびせん断力の入力方向を示す。
その結果、数十年の性能要求年数の間、ガイド部材２２および締結用ボルト２３に緩みが生じないとともに、破壊も生じないことを確認した。
また、接着剤についても、経年劣化をアレニウス式に基づいて演算した結果、性能要求年数の経過では劣化しないことが分かった。

さらに、実施の形態２では、締結時の締め付け力が作用して硬化する接着剤２０１，２０２を、ガイド部材２２の雄螺子部２３ａの外周、および締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａの外周に塗布するようにした。
したがって、締結作業を行うまでは、接着剤２０１，２０２は硬化しないため、予め塗布しておくことができる。よって、塗布時点から硬化を開始する接着剤を用い、締結作業時に、ガイド部材２２の雄螺子部２３ａの外周、および締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａの外周に、接着剤を塗布する場合と比較して、作業性に優れる。

以下に、実施の形態２の管体結合構造の効果を列挙する。
2-1）実施の形態２の管体結合構造は、
ガイド部材２２の雄螺子部２２ｂとプレート側締結穴２２１ａの雌螺子（不図示）とが接着剤２０１により接着されていることを特徴とする。
したがって、長期間（例えば、数十年）使用しても、ガイド部材２２とプレート側締結穴２２１ａとの締結に緩みが生じるのを抑制できる。

2-2）実施の形態２の管体結合構造は、
締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａと、ガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子（不図示）とが接着剤２０２により接着されていることを特徴とする。
したがって、長期間（例えば、数十年）使用しても、締結用ボルト２３とプレート側締結穴２２１ａとの締結に緩みが生じるのを抑制できる。

2-3）実施の形態２の管体結合構造は、
接着剤２０１，２０２は、雄螺子部２２ｂ，２３ａの締め付け力が与えられて硬化を開始する接着剤であることを特徴とする。
したがって、接着剤２０１，２０２を予め雄螺子部２２ｂ，２３ａや、プレート側締結穴２２１ａ、ガイド部材側締結穴２２ｅに塗布しておくことができ、作業性に優れる。

（実施の形態３）
次に、図１３に示す実施の形態３の管体結合構造について説明する。
この実施の形態３の管体結合構造は、実施の形態２の変形例であり、締結用ボルト２３の緩み止めを、接着剤２０２に代えて座金３０１により行うようにした例である。なお、ガイド部材２２の緩み止めについては、実施の形態２と同様に接着剤２０１を用いている。

すなわち、締結用ボルト２３の頭部２３ｂと、上側端部プレート１５（ｂ）の座金部材２４の上面との間に、座金３０１が介在されている。したがって、締結用ボルト２３の締結時に生じる座金３０１の弾性反力により、締結用ボルト２３の雄螺子部２３ａとガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅの雌螺子とが噛み合い、両者の締結の緩みが抑制される。
したがって、この実施の形態３にあっても、実施の形態２と同様に、締結用ボルト２３の緩み止め性能を得ることができた。

3-1）実施の形態３の管体結合構造は、
締結用ボルト２３の頭部２３ｂと、上側端部プレート１５（ｂ）の座金部材２４の上面との間に、座金３０１が介在されていることを特徴とする。
したがって、長期間（例えば、数十年）使用しても、締結用ボルト２３とガイド部材２２のガイド部材側締結穴２２ｅとの締結に緩みが生じるのを抑制できる。

以上、本開示の管体結合構造を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施の形態では、管体として、建物ユニットの柱を示したが、管体としてはこれに限定されず、建物ユニット以外の管どうしの結合に用いることも可能である。また、建物ユニットに用いる場合も、柱どうし以外の管体どうしの結合に用いることができる。

また、実施の形態では、ナットおよびガイド部材を設ける第１の管体を下側の柱とし、座金部材、結合用ボルト（ジョイントボルト）を設ける第２の管体を上側の柱とした例を示したが、その上下関係は、これに限定されるものではない。例えば、上側の柱にナットおよびガイド部材を設け、下側の柱に座金部材、締結ボルト（ジョイントボルト）を設けるようにしてもよい。さらに、実施の形態では、管体を上下に重ねて結合した例を示したが、その方向としてこれに限定されず、例えば、管体を横方向に連結する場合にも適用することができる。

また、実施の形態では、ガイド部材を締結するプレート側締結穴を第１の端部プレートに固着したナットに設けた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、第１の端部プレートに直接プレート側締結穴を形成してもよいし、また、ナットを用いることなく、単にプレート側締結穴を形成した金属部材を、用いるようにしてもよい。

また、第２の端部プレートに、位置決め用の凹部を形成するのにあたり、座金部材を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば、端部プレートを直接加工して凹部を形成し、この凹部に直接締結用ボルトを挿通する穴を形成してもよい。
また、実施の形態では、接着剤を、ガイド部材の雄螺子部および締結用ボルトの雄螺子に予め塗布した例を示したが、これに限定されず、プレート側締結穴の雌螺子やガイド部材側締結穴の雌螺子に塗布してもよい。
さらに、実施の形態では、接着剤として、締結力が加わることで硬化を開始するものを示したが、これに限定されるものではなく、ガイド部材や締結用ボルトの締結作業を行う際に、塗布するようにしてもよい。

Ａ ユニット建物
１０（ａ）建物ユニット
１０（ｂ）建物ユニット
１１（ａ）柱（第１の管体）
１１（ｂ） 柱（第２の管体）
１５（ａ） 下側端部プレート（第１の端部プレート）
１５（ｂ） 上側端部プレート（第２の端部プレート）
１６（ａ） ガイド部材挿通穴
１６（ｂ） 頭部挿通穴
２１ ナット
２１ａ プレート側締結穴
２２ ガイド部材
２２ａ 頭部（ガイド部材頭部）
２２ｂ 雄螺子部
２２ｅ ガイド部材側締結穴
２３ 締結用ボルト
２３ａ 雄螺子部
２３ｂ 頭部
２４ 座金部材
２４ａ 凹部
２４ｂ ボルト挿通穴
２０１ 接着剤
２０２ 接着剤
３０１ 座金

Claims (10)

1. 第１の管体の端部に設けられた第１の端部プレートと、第２の管体の端部に設けられた第２の端部プレートとを対面させて結合した管体結合構造であって、
   前記第１の端部プレートに、雌螺子が形成されたプレート側締結穴と、このプレート側締結穴に雄螺子部が螺合されて前記第１の端部プレートの表面側にガイド部材頭部が突出されたガイド部材と、が設けられ、
   前記ガイド部材頭部に、内周に雌螺子が形成されたガイド部材側締結穴が形成され、
   前記第２の端部プレートに設けられた締結用ボルトの雄螺子部が、前記ガイド部材側締結穴の前記雌螺子に螺合されて、前記第１の端部プレートと前記第２の端部プレートとが結合されていることを特徴とする管体結合構造。
2. 請求項１に記載の管体結合構造において、
   前記第２の端部プレートに、前記ガイド部材頭部と嵌り合うことで両管体の位置決めを可能な凹部を備えるとともに、前記締結用ボルトの前記雄螺子部を挿通可能なボルト挿通穴を備える頭部収容部が設けられ、
   前記締結用ボルトが、前記雄螺子部を前記ボルト挿通穴に挿通させて前記ボルト挿通穴の周囲にボルト頭部を係合させて前記ガイド部材側締結穴に螺合されていることを特徴とする管体結合構造。
3. 請求項２に記載の管体結合構造において、
   前記第２の端部プレートに、前記ガイド部材頭部を挿通可能な頭部挿通穴が開口され、
   前記第２の端部プレートの裏面側に、前記頭部挿通穴と同軸に、前記凹部および前記ボルト挿通穴を備えた前記頭部収容部としての座金部材が設けられていることを特徴とする管体結合構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の管体結合構造において、
   前記第１の端部プレートに、前記ガイド部材の前記雄螺子部を挿通可能なガイド部材挿通穴が開口され、
   前記第１の端部プレートの裏面側に、前記ガイド部材挿通穴と同軸に、雌螺子部分を前記プレート側締結穴とするナットが設けられていることを特徴とする管体結合構造。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の管体結合構造において、
   前記ガイド部材の前記ガイド部材側締結穴の軸方向寸法が、前記ガイド部材頭部の前記第１の端部プレートからの突出代よりも大きいことを特徴とする管体結合構造。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の管体結合構造において、
   前記ガイド部材の前記雄螺子部と前記プレート側締結穴の前記雌螺子とが接着剤により接着されていることを特徴とする管体結合構造。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の管体結合構造において、
   前記締結用ボルトの前記雄螺子部と、前記ガイド部材側締結穴の前記雌螺子とが接着剤により接着されていることを特徴とする管体結合構造。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の管体結合構造において、
   前記締結用ボルトの頭部と、前記第２の端部プレートとの間に、座金が介在されていることを特徴とする管体結合構造。
9. 請求項６または請求項７に記載の管体結合構造において、
   前記接着剤は、前記雄螺子部の締め付け力が与えられて硬化を開始する接着剤であることを特徴とする管体結合構造。
10. 複数の柱を、梁によりボックス状に連結した建物ユニットが、前記柱どうしが上下方向に連続するように上下方向に重ねて設置されたユニット建物であって、
    下側の前記建物ユニットの前記柱と上側の前記建物ユニットの前記柱とが、その一方を前記第１の管体とするとともに、もう一方を前記第２の管体として請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の管体結合構造により結合されていることを特徴とするユニット建物。