JP5202483B2 - 筒体の接続構造体の接続方法及び筒体の接続構造体 - Google Patents
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Description
の筒体の端面とを当接させ、該当接部位を溶接により接合するようにしている。
大きく制約を受けるというという問題点があった。
接続構造体の接続方法及び筒体の接続構造体を提供することを目的とする。
また、請求項9記載の筒体の接続構造体は、請求項7又は8記載の筒体の接続構造体において、座金が第1の筒体用ナットと外側継手との間に介在しているものである。
1 第1の筒体
2 第2の筒体
3 内側継手
4 外側継手
5 第1の筒体用ボルト
7 第1の筒体用ナット
8 第2の筒体用ボルト
10 第2の筒体用ナット
第一の実施例を図1乃至図13に示す。即ち、図1、図2及び図7に示すTは筒体の接続構造体で、筒体の接続構造体Tは、端面12、22(図11参照)同士を当接した第1の筒体1及び第2の筒体2を内側継手3と外側継手4とで挟持して第1の筒体1と第2の筒体2を「溶接によらないで接続する」ことができるものである。この筒体の接続構造体Tは、例えば、建築における「柱、梁、杭等」に適用することができる。
有している。このボルト通し穴11には、後述する第1の筒体用ボルト5のねじ部52を有する軸部が通される(図3及び図4参照)。
第2の筒体2は、第1の筒体1と同様に、例えば、断面が円である鋼管で、側面に複
数のボルト通し穴21を有している。このボルト通し穴21には、後述する第2の筒体用ボルト8のねじ部82を有する軸部が通される(図5及び図6参照)。
このボルト通し穴31には、後述する第1の筒体用ボルト5のねじ部52を有する軸部が(図3及び図4参照)、ボルト通し穴32には、後述する第2の筒体用ボルト8のねじ部82を有する軸部が(図5及び図6参照)、それぞれ通される。
そして、第1の筒体1の端面12と第2の筒体2の端面22(図11参照)とが当接した状態にあって、内側継手3の複数のボルト通し穴31は第1の筒体1に、内側継手3の複数のボルト通し穴32は第2の筒体2に、それぞれ対応する位置にある。
また、内側継手3は、図7に示すように、例えば、複数の円弧状部材3a、3bから構成されている。本実施例では、複数の円弧状部材3a、3bと2分割としているが、本発明にあっては、これに限らず、4分割、6分割、8分割等適宜の分割形態を適用することができる。
このボルト通し穴41には、後述する第1の筒体用ボルト5のねじ部52を有する軸部が(図3及び図4参照)、ボルト通し穴42には、後述する第2の筒体用ボルト8のねじ部82を有する軸部が(図5及び図6参照)、それぞれ通される。
そして、第1の筒体1の端面12と第2の筒体2の端面22(図11参照)とが当接した状態にあって、外側継手4の複数のボルト通し穴41は第1の筒体1に、外側継手4の複数のボルト通し穴42は第2の筒体2に、それぞれ対応する位置にある。
また、外側継手4は、図7に示すように、例えば、複数の円弧状部材4a、4bから構成されている。本実施例では、複数の円弧状部材4a、4bと2分割としているが、本発明にあっては、これに限らず、4分割、6分割、8分割等適宜の分割形態を適用することができる。
図2に示す7は第1の筒体用ナットで、第1の筒体用ナット7は複数の第1の筒体用ボルト5に対応するよう複数あって、複数の第1の筒体用ナット7は、外側継手4の外側に位置し、複数の第1の筒体用ボルト5のねじ部52に、それぞれ螺合するようになっている。
図2に示す10は第2の筒体用ナットで、第2の筒体用ナット10は複数の第2の筒体用ボルト8に対応するよう複数あって、複数の第2の筒体用ナット10は、外側継手4の外側に位置し、複数の第2の筒体用ボルト8のねじ部82に、それぞれ螺合するようになっている。
なお、雌ネジ32aを内側継手3の複数のボルト通し穴32の内壁のみならず、内側継手3の他の複数のボルト通し穴31の内壁にも雌ネジ31a(図4参照)を形成しても良い。
更に、複数の第2の筒体用ボルト8の材質(例えば、炭素鋼)は、説明を後述するが、内側継手3の材質(例えば軟鋼)より硬いものを使用するのが望ましい。
その結果、筒体の接続構造体Tによれば、第1の筒体1の端面12と第2の筒体2の端面22とが当接した部位を内側から内側継手3、外側から外側継手4によりサンドイッチ状に挟持する、つまり、三層構造を形成して、第1の筒体1と第2の筒体2を強固に接続することができる。
第1の筒体1及び第2の筒体2の断面形状が略四角形の場合、内側継手3と外側継手4は、例えば、それぞれ複数の平板状の内側プレート、複数の平板状の外側プレートとなる。
第2の筒体2の端面22と第1の筒体1の端面12との当接後、複数の第2の筒体用ボルト8の先端を第2の筒体2の複数のボルト通し穴22及び外側継手4の複数のボルト通し穴42を介して外側継手4より突出させ、複数の第2の筒体用ボルト8を複数の第2の筒体用ナット10に螺合させ、締め付ける。
なお、第2の筒体用ボルト8の先端を外側継手4より突出させるには、図12及び図13に示すように、工具100の係止部100aに第2の筒体用ボルト8のねじ部82の先端に設けた被係止部8aを係止させ、工具100を回転させることにより、第2の筒体用ボルト8のねじ部82を外側に移動させて行う。
被係止部8aは、例えば、図12記載のようなマイナス形状の凹部、図示しないプラス形状の凹部、三角形状の凹部、四角形状の凹部、六角形状の凹部、プラス形状の凸部、三角形状の凸部、四角形状の凸部、六角形状の凸部等である。なお、図3及び図4記載の被係止部5aも、被係止部8aと同様のものである。
なお、特に、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10をある程度締め付けた状態(仮締め)を図9に示すと、本締めは、図10に示す状態となる。
即ち、複数の第2の筒体用ボルト8を右ネジとすれば、図示しない工具を使ってナット10を時計回り(時計回りは、第2の筒体用ボルト8のネジ部82の端面から見て)、に回転させると、第2の筒体用ボルト8が図10に示す方向へ移動し、更に、第2の筒体用ボルト8が進もうとすれば、第2の筒体用ボルト8の材質(例えば、炭素鋼)が、内側継手3の材質(例えば軟鋼)より硬く形成されているため、雌ネジ32aが図9から図10の状態へと変形し、第2の筒体用ボルト8の頭部81の座金9が内側継手3に強く当たり、第1の筒体1の端面12と第2の筒体2の端面22とが当接した部位を内側から内側継手3、外側から外側継手4によりサンドイッチ状に強く挟持し、第1の筒体1と第2の筒体2との接続強度の向上を図ることができる。
なお、雌ネジ32aのネジ山の長さは、内側継手3の厚みの全部又は一部(例えば、内側継手3の厚みの2/3以下)が望ましい。これは、ナット10にトルクを掛け、必要トルクを第2の筒体用ボルト8に掛ける初期段階において雌ネジ32aを先行降伏させて変形又は破壊し、雌ネジ32aの変形又は破壊後、第2の筒体用ボルト8を外側へ移動させて、第2の筒体用ボルト8と ナット10による締め付け力の増大を図るためである。 つまり、ナット10による本締め時に第2の筒体用ボルト8がナット10側から見て時計回りとなった時の第2の筒体用ボルト8の頭部81と内側継手3の緩みを解消させることができる。
即ち、図16及び図17に示すように、複数の第1の筒体用ボルト5を内側継手3の複数のボルト通し穴31と第1の筒体1の複数のボルト通し穴11とに通し、複数の第2の筒体用ボルト8を内側継手3の雌ネジ32aに螺合させると共に、複数の第2の筒体用ボルト8の先端を内側継手3より突出しない状態で、第2の筒体2の端面22を第1の筒体1の端面12に当接させることができる(当接工程)。
この当接工程後、複数の第2の筒体用ボルト8の先端を上述と同様の工具100を用いて、内側継手3の複数のボルト通し穴32及び第2の筒体2の複数のボルト通し穴21より突出させる(第2の筒体用ボルト突出工程)。つまり、工具100を用いて、第2の筒体用ボルト8の先端を突出させるために、第2の筒体用ボルト8を反転(第1の筒体1の外側から見て左回転)させる。
この第2の筒体用ボルト突出工程後、図17に示す第1の筒体1及び第2の筒体2より突出した複数の第1の筒体用ボルト5及び複数の第2の筒体用ボルト8を外側継手4の複数のボルト通し穴41、42に通す(通し工程)。
この通し工程の後、複数の第1の筒体用ボルト5及び複数の第2の筒体用ボルト8に複数の第1の筒体用ナット7、複数の第2の筒体用ナット10を螺合させ、締め付けて(締め付ける工程)、図2記載の筒体の接続構造体Tを得ることができる。
また、最終の締め付け、即ち、本締工程においては、図示しないインパクトレンチ又はトルクレンチによって第1の筒体用ナット7、第2の筒体用ナット10を右回転させ、設計時特定した第1の筒体用ボルト5、第2の筒体用ボルト8・第1の筒体用ナット7、第2の筒体用ナット10の必要トルク値を達成させる。
この時、内側継手3の雌ネジ31aの強度が大きければ大きい程,角型鋼管内又は丸型鋼管の密閉空間内において、一時的な「疑似必要トルク値」が達成され、成立証明されてしまうというリスクが発生することが判明した。以下において、これらの発生メカニズムを説明する (図18〜図20参照)。
ここで、「疑似必要トルク値」とは、第2の筒体用ボルト8の本締時に第2の筒体用ボルト8の頭部と内側継手3との間にゆるみ(E部)が発生していても、一時的に必要トルク値が達成される場合がある。
図1記載の丸型鋼管又は図15記載の角型鋼管等の突き合せボルト接合という機械接合は、完全なる閉鎖空間であり、密閉空間故に手を入れて仕事ができないと同時に、目視による安全確認ができないため、一時的な疑似必要トルク値が達成されても再確認ができないという重大なリスクが存在することとなる。
このリスクには大別して、Aパターン、Bパターン、Cパターンが存在することが判明した。
この構造上発生する重大なリスクとして疑似必要トルク値の達成を完全に排除するための排除法を以下において説明する。これらの説明は、図1記載の丸型鋼管と図15記載の角型鋼管等の両方に共通するものである(図18〜図20参照)。
本締時、第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット10のゆるみ(E部)の発生メカニズムを図18〜図23に示す。
なお、第2の筒体用ボルト8は、全長に亘ってネジが切られた全ネジボルトである必要があり、第2の筒体用ボルト8のネジと第2の筒体用ボルト8の頭部とはR部を介して接続されている。
1、第2の筒体用ボルト8の頭の首部(R部)により隙間Eが発生する(図21参照)。
2、本締時、わずかな供回りによって隙間Eが発生する[図18(a)参照]。
なお、第2の筒体用ボルト8は、第2の筒体用ボルト8の製作過程において、その強度を保証するために第2の筒体用ボルト8の首部には必然的にR部が存在する(図21参照)。
このR部が内側継手3、第2の筒体2、外側継手4の3種類の鋼板を貫通した第2の筒体用ボルト8によって摩擦接合する場合に、このR部が疑似必要トルクの達成をまねく、物理的な障害物となり、第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット10のゆるみ(隙間E)を発生させる原因となる。
R部によって隙間Eを物理的に残したまま、設計時、特定した第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット10の必要トルク値は、疑似必要トルク値として達成されてしまうという重大なリスクが発生することとなる(図21)。
しかも、このR部に起因する第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット10のゆるみ(隙間E)は、いかなる本締時においても密閉された閉鎖空間で発生するが故に目視による安全確認は不可能である。
図22において、1工程は内側継手3への第2の筒体用ボルト8の仮止め時を示す。第2の筒体用ボルト8は第2の筒体2の内側からの作業となり右回転することにより行う。第2段階において、上段の第2の筒体2の角型又は丸型鋼管の差し込みセットとなる。
2工程は、内側継手3、第2の筒体2、外側継手4、三層について、1工程の仮止め第2の筒体用ボルト8の端部の係止部に図示しないがインパクトレンチ等により第2の筒体用ボルト8を反転させ(左回転)、該第2の筒体用ボルト8の先端を三層の内側継手3、第2の筒体2、外側継手4を貫通させて外部への取り出し作業となる。
4工程は図示しないがインパクトレンチ又はトルクレンチ等により第2の筒体用ナット10を右回転させ、本締めにより設計時、特定した第2の筒体用ボルト8・第2の筒体用ナット10の必要トルク値を達成させることとなるが、このとき同時に第2の筒体用ボルト8が右回転する危険性は常に存在することとなる。この時、雌ネジ32aが働き第2の筒体用ボルト8に(X)の作用が発生することとなる(図22)。
1、第2の筒体用ボルト8反転(左回り)による第2の筒体用ボルト8引き出し時に発 生する各プレート貫通時に発生する貫通摩擦抵抗によりゆるみ(隙間E)が発生する 。
2、本締め時、第2の筒体用ボルト8が供回りした時、図示しないがインパクトレンチ 等で高速回転による強力なトルクをかけることにより大きなゆるみ(隙間E)が発生 する。
(1)予め、内側継手3の雌ネジ32aに仮止めしておいた第2の筒体用ボルト8をイ ンパクトレンチ等により外部より第2の筒体用ボルト8の端部の係止部を反転させ( 左回転)、第2の筒体用ボルト8の端部を第2の筒体2、外側継手4より外へと導き だす工程の時、第2の筒体用ボルト8に対して各第2の筒体2、外側継手4のボルト 穴のクリアランス等のずれにより、第2の筒体用ボルト8の貫通時摩擦が発生し、図 19、図20、図23に示す大きなゆるみ(隙間E)が発生することとなる。
(2)これらのボルトの貫通摩擦抵抗を排除し解消させるためには、各プレートのボル ト穴のクリアランスを大きくすれば、簡単に解消することは可能となるが、クリアラ ンスを大きくすればする程、その構造物の必要曲げモーメント値の耐力は低下し、重 大な構造上の危険(リスク)を発生させることとなる。
従って、各プレートのボルト穴クリアランスは小さければ小さい程、その構造物の ボルト接合はより安全例となり、より長期に亘りその安全性は保証されることとなる 。
これらの理由によりこれらの各ボルトと各ボルト穴の貫通のための摩擦障害を強制 的に解消させ、この摩擦接合の安全を保証しなければならない。
(3)本実施例は、機械製作時又は現場での組立時、構造的に精度を必要とするため、 若干のバラつきが必然的に発生する。本締時、第2の筒体用ナット10にインパクト レンチ又はトルクレンチ等により設計時、特定する第2の筒体用ボルト8、第2の筒 体用ナット10に必要トルクを導入することとなるが、これらのバラツキからも第2 の筒体用ボルト8の供回りの発生をまねき大きなゆるみ(隙間E)を発生させること がある。
また、これらの鋼等のボルト接合組立時、内側継手3の雌ネジ32a又は第2の筒 体用ボルト8を外部へ引き出す時等において、これらの異物(鉄粉、バリ片、ゴミ等 )の付着により第2の筒体用ボルト8の外部への引き出し不足又は第2の筒体用ナッ ト10、本締時における第2の筒体用ボルト8の供回りの発生をまねく場合もある( 図19)。
(4)Aパターン、Bパターンについては、第2の筒体用ボルト8の製作上、必要なR 部のリスクを本実施例にあっては解消させることが第一である(図24)。
そのため、内側継手3の複数のボルト通し穴32の第2の筒体用ボルト8の頭部の 裏面側には、R部R1を収納するR収納部31Rが形成されている。このR収納部3 1Rは、雌ネジ32aに連通し、第2の筒体2の内方に向かう内側継手3の部位で、 R部R1を収納する大きさを有する穴で形成され、該穴は、複数の雌ネジ32a毎に 設けられている。
また、本締時、第2の筒体用ナット10にインパクトレンチ又はトルクレンチ等に よって強力なトルクが発生するため、第2の筒体用ボルト8の供回りによるゆるみ( 隙間E)の解消が確実に必要となる。
この時の解決手段として、二つある、一つは、第2の筒体用ボルト8の材質(例え ば、炭素鋼)強度を内側継手3の材質(例えば軟鋼)強度より強いものを使用する。
他の一つは、内側継手の材質強度(例えば、引っ張り強度)と第2の筒体用ボルト 8及び第2の筒体用ナット10の材質強度とが略同じ場合、内側継手3の雌ネジ32 aが形成されている内側継手の雌ネジの軸方向の長さD[図18(a)、図19(a )及び図20(a)参照]を第2の筒体用ナット10の高さTより小さく(D<T、 望ましくは、D≦2/3T)、前記雌ネジ32aの谷部の径より大きい径の穴部(H 部)F’が、雌ネジ32aに連通すると共に、内側継手3の第2の筒体2に面する側 に設けられている。
また、内側継手3の雌ネジ32aの材料強度が大きければ大きい程、また、設計時 内側継手3の厚さによってD部のネジ山数が多ければ多い程、本来必要な設計時、特 定されたボルト・ナットに必要なトルク値が(E部)・ボルト頭部にゆるみ(隙間E )を残したまま疑似必要トルク値の達成とは証明されてしまうこととなる。これが構 造物のボルト接合法の安全上最も危険な障害物として重大なリスクを発生させること となる。
図1記載の丸型鋼等のボルト接合においては、図18、図19に示すR部(R1) のためのスペース(ボルト首部のための格納スペースであるR収納部31R)は必ず しも作る必要はない。
トルクによって第2の筒体用ボルト8に軸力(W)を伝達するためには、第2の筒 体用ボルト8頭の底部を円弧状に加工させるか又はスペースF(図20参照)に合致 する変形座金によって軸力を伝達させる方法があるが、敢えてこのスペースFは丸型 鋼等のボルト接合による摩擦接合においては、各プレート間の摩擦接合力を高めるた めに、重要な圧縮空間として確保する必要があり、変形座金等による細工はしないこ とがベストである。これらの理由は、後述することとする。
これらの角型鋼等又は丸型鋼等の機械的ボルト接合法によって完全なる摩擦接合を完 成させ設計時、特定するボルト、ナットの必要な軸力とトルクを100%保障するた めに以下の条件が必要である。
1、第2の筒体用ボルト8頭の形状は、六角又はその他の形状でも支障はないが、第2 の筒体用ボルト8のネジ部はトルシア型ボルト又はハイテンション通常六角ボルト等 は成立しない。第2の筒体用ボルト8頭以外の全長に亘って全ネジであることが必要 である(図24、図25参照)。
2、先ず、Aパターンの最初の障害物としての第2の筒体用ボルト8の補強のための機 械的に発生するR部(R1)については、図23、図24に示す空間部であるR収納 部31Rを作ることによって内側継手3内に格納設置する。
このR収納部31Rにおける深さG寸法は第2の筒体用ボルト8のR部(R1)の 高さB寸法は、G≧Bであることが望ましい(図24参照)。
又は、図15記載の角型鋼管の場合、第2の筒体用ボルト8の頭部と内側継手3と の間に座金を使用することにより、R収納部31Rを設けなくても良い。
3、内側継手3のH部(図18〜図20)に示すH寸法は、ボルト径による第2の筒体 用ナット10の高さ又は内側継手3の必要な厚みに関わらず、常にフリー寸法として おかなければならない。以下において詳細に説明する。
その1つは、本締時、内側継手3の雌ネジ32aを降伏先行部分破壊(移動)させ る[図18(a)(b)(c)参照]。
降伏先行部分破壊(移動)は、例えば、疑似必要トルク値が得られても、引き続き 第2の筒体用ナット10を締め付けて、第2の筒体用ボルト8の雄ネジで内側継手3 の雌ネジ32aのネジ山を図18(c)に示すように、半ピッチ程移動させて、ゆる み(隙間E)を無くして、本来必要な設計時特定されたボルト・ナットに必要なトル ク値を得ることができる。
もう1つは、本締時、内側継手3の雌ネジ32aを降伏先行完全破壊(分離移動) させる[図19(a)(b)(c)参照]。
降伏先行完全破壊(分離移動)は、例えば、疑似必要トルク値が得られても、引き 続き第2の筒体用ナット10を締め付けて、第2の筒体用ボルト8の雄ネジで内側継 手3の雌ネジ32aのネジ山を図19(c)に示すように、2ピッチ程軸力Wによっ て剪断破壊させて移動させてゆるみ(隙間E)を無くして、本来必要な設計時特定さ れたボルト・ナットに必要なトルク値を得ることができる。
(2)この本締時の内側継手3の雌ネジ32aの降伏先行部分破壊(移動)又は降伏先 行完全破壊(分離移動)のためのトルク値は設計時特定された必要トルク値以下、望 ましくは、必要トルク値の約2/3以下のトルク値、導入時点でこれらの破壊移動を 経由させることが望ましい。これらのゆるみ(隙間E)(Aパターン、Bパターン、 Cパターン)解消のための解決法と本来の設計時特定されたボルト、ナットの必要ト ルク値及びその軸力(W)の安全に対する100%保全を以下において説明する。
(3)内側継手3の雌ネジ巾(D寸法)は、いかなる条件下であっても、設計時特定さ れた第2の筒体用ナット10の高さ(T寸法)の2/3以下であることが最も望まし い。
内側継手3の強度が第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット10の材料強度よ り小さい(軟質)の場合には(引張強度)、内側継手3の雌ネジ巾(D寸法)は、第 2の筒体用ナット10の高さ(T寸法)以下であれば、雌ネジ部分は、本締めに必要 なトルク値以内で降伏先行部分破壊(移動)又は降伏先行完全破壊(分離移動)は達成 され終結することとなり、よって本来の設計時特定された第2の筒体用ボルト8・第 2の筒体用ナット10の必要トルク値は100%達成され、その安全も保障されるこ ととなる[図18(a)(b)(c)、図19(a)(b)(c)参照]。
(4)但し、内側継手3の材料強度と、第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット1 0の材料強度が同質同材の場合には、本締めに必要な第2の筒体用ボルト8、第2の 筒体用ナット10のトルクの値以内で一時的な必要トルク値がゆるみ(隙間E)を残 したまま達成してしまうこととなり、大変重大なリスクを残すこととなる。
従って、D寸法は、第2の筒体用ナット10の高さ(T寸法)以下、望ましくは、 第2の筒体用ナット10の高さ(T寸法)の2/3以下である。図18(a)(b) 、図19(a)(b)に示すように、D寸法は、第2の筒体用ナット10の高さ(T 寸法)の2/3以下が望ましいこととなり、設計時、特定される内側継手3の肉厚に 関係なく雌ネジの山数は2〜3山程度であることが更に望ましいこととなる。
よって、以上の雌ネジ条件を満たすには、内側継手3の肉厚寸法に関わらずH部の H寸法は、必要に応じて設定できるフリー寸法としておくことが条件となる。
(5)図15記載の角型鋼管の場合には、第2の筒体用ナット10側には座金は入れる 方が望ましいが、Cパターンによる図20記載の丸型鋼管の場合には鋼管内にも鋼管 外(ナット側)にも座金は使用しない方が望ましい。
(6)Cパターンによる図20記載の丸型鋼管の場合にも、内側継手3の雌ネジ32a の構造は前段で説明した構造体とし、本締時軸力(W)を加えることにより降伏先行 部分破壊(移動)又は降伏先行完全破壊(分離移動)をすることにより、内側継手3 とは図20(a)(b)に示す、スペースFを介して一体構造となり、内側継手3と 第1の筒体1、第2の筒体2と外側継手4とは貫通した第1の筒体用ボルト5、第2 の筒体用ボルト8、第1の筒体用ナット7、第2の筒体用ナット10によって摩擦接 合力を高める構造体とすることができる。
(7)本締の時、設計時特定された第2の筒体用ボルト8・第2の筒体用ナット10に 必要なトルク値を達成するため軸力(W)により内側継手3の雌ネジ32aを降状先 行部分破壊又は降状先行完全分離破壊させ、ゆるみ(隙間E)の解消を終結させた状 態が図26である。
丸型鋼管の場合には、この状態(図25)からスタートして、設計時特定した必要 トルク値を達成させることとなる。
なぜなら、このスペースF(緩衝空間)を作ることによって、これが、本締時にも 又、本締後の長期に亘って、このボルト接合のクッションの役割を持たせ、圧縮空間 スペースとしての持続的な機能を作り出すことができる。
このスペースF(緩衝空間)の役割は、本締時第2の筒体用ナット10に導入され るトルク値が大きくなればなる程、軸力(W)は大きくなり、スペースF(緩衝空間 )のZ寸法は圧縮されボ第2の筒体用ボルト8頭部によるYA、YBの反力も又比例 して大きくなる。
従って、図26に示す軸力Wは、YA+YBの反力と等しくなり、又、分布荷重( w)の合計と反力(y)の合計は軸力Wと等しくなることとなる。
また、(n面)と(m面)の摩擦接合力は、軸力(W)による分布荷重(w)と反 力YA、YBによる分布荷重(y)によって成立することとなる。
この実施例による丸型鋼管のボルトによるまさつ接合法はボルトの軸力(W)によ って、これらの各ボルトのそれぞれがスペースF(緩衝空間)のZ寸法(Z部)を圧 縮することによって、設計時に特定した第2の筒体用ボルト8、第2の筒体用ナット 10の必要トルク値と軸力(W)をより長期に亘り維持することが可能となり、母材 と同等のボルト接合法による曲げ耐力とその安全を保証することが可能となる。
また、図27及び図28に示すように、第2の筒体用ボルト8の頭部裏面が内側継 手3と点接触(図27に示す点A、点B)又は線接触(図28に示す線CC、線DD )すると共に、ナット10の締め付けにより内側継手3に食い込んで、滑りを防いで 、座金を不要とすることができる。
(1)降状先行部分移動破壊(移動)とは、例えば、図18(c)に示す内側継手3( ガセットプレート)の雌ネジ1山分(1山分は、約2mm)の1/2、つまり、約 1mm以内のゆるみ(隙間E)(第2の筒体用ナット10の本締時にボルトが供廻り した時のわずかなゆるみ分)の解消法である。
(2)先ず、この内側継手3の雌ネジ32aの役割から説明すると、第1に、密閉空間 内の鋼管突き合せによるボルト接合故に第2の筒体用ボルト8を予め先行して内側継 手3の雌ネジ32aに仮止めするためのものである。仮止めしたものを図24、図2 5に示す。
(3)この内側継手3の雌ネジ32aは、これらの密閉空間内に仮止めしておいた第2 の筒体用ボルト8端部の係止部を反転(左回転)させて、これらの第2の筒体用ボル ト8を外部へ取り出すためのものであり、この作業が終結すれば、本来の雌ネジとし ての役割は100%完了したこととなる。
但し、この雌ネジ32aに第2の筒体用ボルト8を固定することにより、内側継手 3と第2の筒体用ボルト8とは一体の部品となり、この雌ネジ32aを本締時に部分 破壊(移動)、又は、完全分離破壊して雌ネジ機能を失ったとしても、なお、第2の 筒体用ボルト8とボルト穴とのクリアランス(図18〜図20に示す)の空間をうめ る充填効果と第2の筒体用ボルト8と第2の筒体用ナット10のゆるみ防止効果とし ては、有効であり本実施例のボルト接合法にあっては、より安全側に貢献することと なる。
(4)通常組立時に、本締必要トルクを加えた場合には、ほとんど多くはこの降伏先行 部分移動破壊の場合であり、第2の筒体用ナット10の本締時の第2の筒体用ボルト 8供廻りによるゆるみ(隙間E)の発生はわずかであり、1mm以内にとどまる。
また、この時の本締め必要トルク設定値内での内側継手3の雌ネジの変形量(破壊 量)は1mm以内にとどまることになる。
また、設計時特定した第2の筒体用ボルト8・第2の筒体用ナット10の必要トル ク値の2/3トルク値以下で、この雌ネジの降状先行(変形)は終了し、本締時の設 定値(トルク値)の100%保証は達成されたこととなる。
(5)この雌ネジ32aの降伏先行部分破壊(変形移動)の場合は、Aパターン[図18 (a)図18(b)]に示すように、雌ネジの1山分(2mm)の1/2破壊移動し ても、雌ネジとしての最低限度の機能を保持することが可能となる。
従って、建方時のアクシデント等が発生しても、鋼管の再分解、再組立が可能とな り、作業効率上も経済的な面からも大変有利となる。
(6)通常組立時、Aパターンによる[図18(a)]ゆるみ(隙間E)についてのボル ト首部のR部(R1)によるゆるみ障害は内側継手3の雌ネジ32aにR収納部31 Rを作り、このR部(R1)の障害を格納することで解消する。
また、本締時、第2の筒体用ナット10に掛かるトルクにより、第2の筒体用ボル ト8のわずかな供廻りによるゆるみ(隙間E)については、本締時、必要トルク値の 2/3以内のトルク値によって、図18(a)図18(b)に示すボルト頭部KをK ’に、また、LをL’に、MをM’に、NをN’に、内側継手3の雌ネジのネジ山の 1山分の1/2分、約1mmだけ降状先行部分移動破壊させ、強制的に軸力Wによっ て変形移動させることとなる。
雌ネジ山D部が、そのまま1mm程度、変形移動することにより、ゆるみ(隙間E )を解消させ、100%の設計時必要トルクの達成とボルト軸力(W)の保全と鋼管 接合部の安全を保証することができる。
また、雌ネジ山の部分移動故同一部品での分解組立の再生が可能となる。
以上のメカニズムによって密閉室内での機械接合によるボルト接合法は完全に可能と なり、直、設計時の必要トルク値の100%達成とゆるみ(隙間E)を完全に消滅させ てボルトの設計軸力(W)を100%保証することが可能となり、この実施例によるボ ルト接合法によって、これらの構造物の鋼管接合部の安全をより長期にわたって保証す ることができることとなる。
(1)降状先行完全分離移動破壊とは、図19、図20に示す本締時、時としてナット に強力なトルクをかけることにより、ボルトにナットと同じ右回転の予想を超えた大 きなトルクが加わる場合がある。
この時、ボルトの供廻りをまねき、内側継手3の雌ネジを介した大きなゆるみ(隙 間E)が発生する場合がある。(この時、軸力Wに対して反対側のX方向にボルトが 移動する図19、図20に示す。)
また、内側継手3の雌ネジにボルトを仮止め固定した後、このボルトを反転させ( 左回転)外部に引き出す時にも、各プレートのクリアランスの多少のずれによって、 ボルト貫通まさつ抵抗によっても、大きなゆるみ(隙間E)は発生する。本締前の準 備段階でのゆるみ(隙間E)が発生したものを図19(a)、図20(a)に示す。
(2)これらのゆるみ(隙間E)の寸法が、1mm以下のときは、雌ネジの降状先行部 分移動破壊で解消する。
但し、このゆるみ(隙間E)の寸法が、雌ネジ1山分(2mm)を超えて大きい時 は、雌ネジ部のD部に対して、軸力Wによるせん断力によって強制破壊させ、降状先 行完全分離移動させて、このゆるみ(隙間E)を解消させる仕組みである。
このゆるみ(隙間E)解消工程を終結させて、後に、設計時、特定したボルト・ナ ットの必要トルク値を100%達成させることによって、これらのボルト・ナットの 軸力(W)、又、必要トルク値を100%保全することができ、これらのボルト接合 法の安全保証ができることとなる。以下に於いて詳細の説明をする。
(3)このゆるみ(隙間E)のE寸法がD部における内側継手3の雌ネジ32aの1山 分(2mm)を超えて発生した場合には、設計時、特定したボルト・ナットに必要な 本締時トルク値の2/3以下で、ボルトの軸力(W)によって、これらの雌ネジ山を 降状先行させてから、せん断させる。更に、分離後、移動させてしまう。この工程が 、降状先行完全分離移動破壊となる。
即ち、図18、図19、図20に示すように、KをK’に、LをL’、MをM’に 、NをN’にナットにかかるトルクによって、ボルトに発生する軸力Wを介して、強 制的に内側継手3の雌ネジ山をせん断破壊させて移動させ、ゆるみ(隙間E)を完全 解消させる。
(4)従って、ゆるみ(隙間E)は、いかなる条件下でも有効に解消され、設計時、特 定されたボルト・ナットの必要トルク値を安全に達成させることが可能となり、これ らのボルト接合法の安全を100%保証することが確実にできることとなる。
(5)この完全せん断破壊された雌ネジ山は、内側継手3より完全に破壊分離されたこ ととなり、再分解は可能であるが、同部品(内側継手3)を再使用しての再組立は不 可能となるが、この場合には、内側継手3は新品と交換することによって再組立をす ることとなる。
これらの実施例は、以上の工程と条件を順次、順守することと、設計、製作加工、組立、検査(トルク値)の工程を完成させることによって、設計時、特定するボルト・ナットの必要トルク値の100%の保全とより長期に亘るこれらの構造体のボルト接合法の安全を保証することが100%可能となる。
また、内側継手3の雌ネジは以上の構造体であり、この雌ネジへのボルトの仮止め工程作業、ボルトの引出し工程、本締工程、トルクの検査工程であれば、密閉空間(完全閉鎖空間)でのボルト接合法は可能となり、より長期に亘りボルト接合による摩擦接合法の強度保全とその安全を100%保証することができることとなる
そして、外側継手4は、第2の筒体2と第1の筒体1の外側面に位置し、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、複数の第1の筒体用ボルト5を通す複数のボルト通し穴41と、複数の第2の筒体用ボルト8を通す複数のボルト通し穴42とを有している。
また、内側継手3は、第2の筒体2と第1の筒体1の内側面に位置し、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、複数の第1の筒体用ボルト5を通す複数のボルト通し穴31と、複数の第2の筒体用ボルト8に螺合する複数の雌ネジ32aとを有したものとなっている。
また、複数の第1の筒体用ボルト5の頭部が第1の筒体1内に位置し、複数の第1の筒体用ボルト5は、第1の筒体用ボルト5毎に、内側継手3のボルト通し穴31、第1の筒体のボルト通し穴11、外側継手4のボルト通し穴41を介して外側継手4の外に位置すると共に、外側継手4の外に位置する第1の筒体用ボルト5に螺合する第1の筒体用ナット7が、位置している。
そして、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とを当接する前に、予め、例えば、図14に示すように、外側継手4の略半分の部位と内側継手3の略半分の部位とで第1の筒体1を締結手段により仮締めする。
この締結手段は、複数の第1の筒体用ボルト5にそれぞれ螺合する複数の第1の筒体用ナット7によるものである。
継手4との間に、第2の筒体2を挿入する(内側継手3と外側継手4との間に、第2の筒体(上段)2を差し込む。上段本体挿入工程)。
第2の筒体2の挿入前にあっては、少なくとも、例えば、図25に示すように、複数の第2の筒体用ボルト8を内側継手3の複数の雌ネジ32aにそれぞれ螺合させ、複数の第2の筒体用ボルト8の先端が内側継手3より突出しないようにしてある(図22の1工程及び図25参照)。つまり、複数の第2の筒体用ボルト8を内側継手3の雌ネジ32aへ第2の筒体用ボルト8を仮止めする。仮止めの長さは、内側継手3の厚み(材料)以内にとどめることが望ましい。内側継手3の厚み以上第2の筒体用ボルト8端部を差し込み仮止めした場合には、第2の筒体2の挿入時支障をきたすこととなる。
その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10により必要トルク値以下(例えば、必要トルク値の2/3以下)で締め付け(第1の本締め工程)、第1の本締め工程中、図20(a)[図22の3工程参照]に示すように、隙間E部が生じても、複数の第2の筒体用ボルト8の雄ネジにより複数の第2の雌ネジ32aの一部を変形又は破壊させて[図20(b)(c)参照]、その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10による必要トルク値以上で締め付け(例えば、図26参照)、この締め付けは、第2の本締め工程である[図20(b)及び図22の4工程参照]。
そして、前記した締結手段(締結手段は、第1の筒体用ボルト5と第1の筒体用ボルト5に螺合する第1の筒体用ナット7とで行われる。)による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後に行うものである。即ち、締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後であって、前記第2の本締め工程の前又は後に行い、第1の筒体1と第2の筒体2を接続することとなる。
なお、第2の本締め工程による本締時、第2の筒体用ナット10に掛けるトルクにより軸力W(図26、図27及び図28参照)が働き、第2の筒体用ボルト8の頭部底面部のA点、B点が内側継手3に点接合(図27参照)又はCーC線、DーD線による線接合(図28参照)となる。この点接合又は線接合共に軸力Wにより内側継手3が第2の筒体用ボルト8の頭部底面部により押し付けられ、内側継手3に凹点又は凹線が生じる。これによって確実に第2の筒体用ボルト8の頭部底面部は内側継手3に固定され、第2の筒体用ボルト8の回転を止めることが可能となる。
従って、第2の筒体用ボルト8の材質は、内側継手3の材質より硬いことが望ましい。
なお、座金は、第1の筒体用ナット7と外側継手4との間に介在していても良いし、介在しなくても良い。また、第1の筒体用ボルト5と内側継手3との間に座金(図示せず)を介在していても良いし、介在しなくても良い。
第2の筒体用ボルト8は、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであると共に、第2の筒体用ボルト8の雄ネジと第2の筒体用ボルト8の頭部とはR部[例えば、図19(a)のR1参照]を介して接続されている。
第1の筒体1は、複数の第1の筒体用ボルト5を通す複数のボルト通し穴11を有し、第2の筒体2は、複数の第2の筒体用ボルト8を通す複数のボルト通し穴21を有している。
また、内側継手3は、第2の筒体2と第1の筒体1の内側面に位置し、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、複数の第1の筒体用ボルト5をそれぞれ通す複数のボルト通し穴31と、複数の第2の筒体用ボルト8にそれぞれ螺合する複数の雌ネジ32aとを有している。
この締結手段は、上述と同様、複数の第1の筒体用ボルト5にそれぞれ螺合する複数の第1の筒体用ナット7によるものである。
その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10により必要トルク値以下(例えば、必要トルク値の2/3以下)で締め付け(第1の本締め工程)、第1の本締め工程中、図19(a)[図22の3工程参照]、図23に示すように、隙間E部が生じても、複数の第2の筒体用ボルト8の雄ネジにより複数の第2の雌ネジ32aの一部を変形又は破壊させて[図19(b)(c)参照]、その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10による必要トルク値以上で締め付け、この締め付けは、第2の本締め工程である[図19(b)及び図22の4工程参照]。
そして、前記した締結手段(締結手段は、第1の筒体用ボルト5と第1の筒体用ボルト5に螺合する第1の筒体用ナット7とで行われる。)による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後に行うものである。
即ち、締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後であって、前記第2の本締め工程の前又は後に行い、第1の筒体1と第2の筒体2を接続することとなる。
なお、座金は、第1の筒体用ナット7と外側継手4との間に介在していても良いし、介在しなくても良い。また、第1の筒体用ボルト5と内側継手3との間に座金(図示せず)を介在していても良いし、介在しなくても良い。
第2の筒体用ボルト8は、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであると共に、第2の筒体用ボルト8の雄ネジと第2の筒体用ボルト8の頭部とはR部[例えば、図18(a)のR1参照]を介して接続されている。
また、外側継手4は、第2の筒体2と第1の筒体1の外側面に位置し、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、複数の第1の筒体用ボルト5を通す複数のボルト通し穴41と、複数の第2の筒体用ボルト8を通す複数のボルト通し穴42とを有している。
また、内側継手3は、第2の筒体2と第1の筒体1の内側面に位置し、第1の筒体1の端面と第2の筒体2の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、複数の第1の筒体用ボルト5をそれぞれ通す複数のボルト通し穴31と、複数の第2の筒体用ボルト8にそれぞれ螺合する雌ネジ32aとを有している。
また、雌ネジ32aに連通し、第2の筒体2の内方に向かう内側継手3の部位には、R部[例えば、図18(a)のR1参照]を収納する大きさを有する穴[例えば、図18(a)の31R参照]が形成され、該穴31Rは、複数の雌ネジ32a毎に設けられている。R部[例えば、図18(a)のR1参照]が穴31Rに収納された状態を図18(b)に示す。
この締結手段は、上述と同様、複数の第1の筒体用ボルト5にそれぞれ螺合する複数の第1の筒体用ナット7によるものである。
前記した締結手段による仮締め後、内側継手3と外側継手4との間に、第2の筒2体を挿入する。なお、第2の筒体2の挿入前にあっては、少なくとも、複数の第2の筒体用ボルト8を内側継手3の複数の雌ネジ32aにそれぞれ螺合させ、複数の第2の筒体用ボルト8の先端が内側継手3より突出しないようにしてある(図22の1工程及び図24参照)。
そして、内側継手3と外側継手4との間に、第2の筒体2を挿入した後、内側継手3の雌ネジ32aに螺合した複数の第2の筒体用ボルト8の先端をそれぞれ、ドライバー又はインパクトレンチ等により、第2の筒体用ボルト8の端部を左回転(反転)させ(図22の2工程参照)、第2の筒体2のボルト通し穴21、外側継手4のボルト通し穴42を介して、外側継手4のボルト通し穴42の外に導き、外側継手4の外に位置する複数の第2の筒体用ボルト8に複数の第2の筒体用ナット10を螺合する。
その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10により必要トルク値以下(例えば、必要トルク値の2/3以下)で締め付け(第1の本締め工程)、第1の本締め工程中、図18(a)、図19(a)、図21、[図22の3工程参照]、図23に示すように、隙間E部が生じても、複数の第2の筒体用ボルト8の雄ネジにより複数の第2の雌ネジ32aの一部を変形又は破壊させて[図18(b)(c)及び図19(b)(c)参照]、その後、複数の第2の筒体用ボルト8と複数の第2の筒体用ナット10による必要トルク値以上で締め付け、この締め付けは、第2の本締め工程である[図18(b)、図19(b)及び図22の4工程参照]。
そして、前記した締結手段(締結手段は、第1の筒体用ボルト5と第1の筒体用ボルト5に螺合する第1の筒体用ナット7とで行われる。)による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後に行うものである。
即ち、締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後であって、前記第2の本締め工程の前又は後に行い、第1の筒体1と第2の筒体2を接続することとなる。
Claims (10)
- 断面が円である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の円である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体の接続方法であって、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記複数の第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであり、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有したものであり、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有したものであり、
前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とを当接する前に、予め、前記外側継手の略半分の部位と前記内側継手の略半分の部位とで前記第1の筒体を締結手段により仮締めし、
この締結手段は、前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによるものであり、
前記締結手段による仮締め後、前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入し、
前記第2の筒体の挿入前にあっては、少なくとも、前記複数の第2の筒体用ボルトを前記内側継手の複数の雌ネジにそれぞれ螺合させ、前記複数の第2の筒体用ボルトの先端が前記内側継手より突出しないようにしてあり、
前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入した後、
前記内側継手の雌ネジに螺合した前記複数の第2の筒体用ボルトの先端をそれぞれ、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して、前記外側継手のボルト通し穴の外に導き、前記外側継手の外に位置する前記複数の第2の筒体用ボルトに複数の第2の筒体用ナットを螺合し、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以下で締め付ける第1の本締め工程で、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットによる必要トルク値以上で締め付け、この締め付けは、第2の本締め工程であり、
前記締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後で行って前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する
ことを特徴とする筒体の接続構造体の接続方法。 - 断面が四角形である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の四角形である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体の接続方法であって、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記複数の第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであり、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有したものであり、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有したものであり、
前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とを当接する前に、予め、前記外側継手の略半分の部位と前記内側継手の略半分の部位とで前記第1の筒体を締結手段により仮締めし、
この締結手段は、前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによるものであり、
前記締結手段による仮締め後、前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入し、
前記第2の筒体の挿入前にあっては、少なくとも、前記複数の第2の筒体用ボルトを前記内側継手の複数の雌ネジにそれぞれ螺合させ、前記複数の第2の筒体用ボルトの先端が前記内側継手より突出しないと共に、前記複数の第2の筒体用ボルトの頭部と前記内側継手との間には、前記第2の筒体用ボルト毎にそれぞれ座金が介在されており、
前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入した後、
前記内側継手の雌ネジに螺合した前記複数の第2の筒体用ボルトの先端をそれぞれ、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して、前記外側継手のボルト通し穴の外に導き、前記外側継手の外に位置する前記複数の第2の筒体用ボルトに前記複数の第2の筒体用ナットを螺合し、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以下で締め付ける第1の本締め工程で、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットによる必要トルク値以上で締め付け、この締め付けは、第2の本締め工程であり、
前記締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後で行って前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する
ことを特徴とする筒体の接続構造体の接続方法。 - 断面が四角形である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の四角形である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体の接続方法であって、
前記第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであると共に、前記雄ネジと頭部とはR部を介して接続され、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有したものであり、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有したものであり、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトをそれぞれ通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有したものであり、
前記雌ネジに連通し、前記第2の筒体の内方に向かう前記内側継手の部位には、前記R部を収納する大きさを有する穴が形成され、該穴は、複数の雌ネジ毎に設けられ、
前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とを当接する前に、予め、前記外側継手の略半分の部位と前記内側継手の略半分の部位とで前記第1の筒体を締結手段により仮締めし、
この締結手段は、前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによるものであり、
前記締結手段による仮締め後、前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入し、
前記第2の筒体の挿入前にあっては、少なくとも、前記複数の第2の筒体用ボルトを前記内側継手の複数の雌ネジにそれぞれ螺合させ、前記複数の第2の筒体用ボルトの先端が前記内側継手より突出しないようにしてあり、
前記内側継手と前記外側継手との間に、前記第2の筒体を挿入した後、
前記内側継手の雌ネジに螺合した前記複数の第2の筒体用ボルトの先端をそれぞれ、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して、前記外側継手のボルト通し穴の外に導き、前記外側継手の外に位置する前記複数の第2の筒体用ボルトに前記複数の第2の筒体用ナットを螺合し、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以下で締め付ける第1の本締め工程で、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットによる必要トルク値以上で締め付け、この締め付けは、第2の本締め工程であり、
前記締結手段による必要トルク値以上による本締めは、前記第1の本締め工程の後で行って前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する
ことを特徴とする筒体の接続構造体の接続方法。 - 座金が第1の筒体用ナットと外側継手との間に介在している
ことを特徴とする請求項2又は3記載の筒体の接続構造体の接続方法。 - 内側継手の材質強度と第2の筒体用ボルト及び第2の筒体用ナットの材質強度とが同じ場合、
前記内側継手の雌ネジの軸方向の長さDは、前記第2の筒体用ナットの高さTより小さく、
前記雌ネジの谷部の径より大きい径の穴部が、前記雌ネジに連通すると共に、前記内側継手の第2の筒体に面する側に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の筒体の接続構造体の接続方法。 - 断面が円である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の円である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体であって、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記複数の第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであり、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有し、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有し、
前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによる締結手段を有し、
前記複数の第2の筒体用ボルトの頭部が前記第2の筒体内に、前記第2の筒体用ボルト毎に、前記内側継手の雌ネジに螺合し、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第2の筒体用ボルトに螺合する前記第2の筒体用ナットが、位置し、
前記締結手段により前記複数の第1の筒体用ボルトと前記複数の第1の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、
前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以上で締め付けられる
ことを特徴とする筒体の接続構造体。 - 断面が四角形である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の四角形である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体であって、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記複数の第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであり、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有し、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有し、
前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによる締結手段を有し、
前記複数の第2の筒体用ボルトの頭部が前記第2の筒体内に、前記第2の筒体用ボルト毎に、前記内側継手の雌ネジに螺合し、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置し、前記複数の第2の筒体用ボルトの頭部と前記内側継手との間には、それぞれ座金が介在すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第2の筒体用ボルトに螺合する前記第2の筒体用ナットが、位置し、
前記締結手段により前記複数の第1の筒体用ボルトと前記複数の第1の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、
前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以上で締め付けられる
ことを特徴とする筒体の接続構造体。 - 断面が四角形である第1の筒体の端面と断面が前記第1の筒体と同じ形状の四角形である第2の筒体の端面を当接し、当接した前記第1の筒体と前記第2の筒体を内側継手と外側継手とで挟持し、この挟持状態を複数の第1の筒体用ボルト、複数の第1の筒体用ナット、複数の第2の筒体用ボルト及び複数の第2の筒体用ナットで保持して、前記第1の筒体と前記第2の筒体を接続する筒体の接続構造体であって、
前記第2の筒体用ボルトは、全長に亘って雄ネジが切られた全ネジボルトであると共に、前記雄ネジと頭部とはR部を介して接続され、
前記第1の筒体は、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記第2の筒体は、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴を有し、
前記外側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の外側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴とを有し、
前記内側継手は、前記第2の筒体と前記第1の筒体の内側面に位置し、前記第1の筒体の端面と前記第2の筒体の端面とが当接した部位を略全体に亘って覆い、且つ、前記複数の第1の筒体用ボルトを通す複数のボルト通し穴と、前記複数の第2の筒体用ボルトに螺合する複数の雌ネジとを有し、
前記雌ネジに連通し、前記第2の筒体の内方に向かう前記内側継手の部位には、前記R部を収納する大きさを有する穴が形成され、該穴は、前記複数の雌ネジ毎に設けられ、 前記複数の第1の筒体用ボルトの頭部が前記第1の筒体内に位置し、前記複数の第1の筒体用ボルトは、前記第1の筒体用ボルト毎に、前記内側継手のボルト通し穴、前記第1の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第1の筒体用ボルトに螺合する前記第1の筒体用ナットが、位置し、
前記複数の第1の筒体用ボルトにそれぞれ螺合する前記複数の第1の筒体用ナットによる締結手段を有し、
前記複数の第2の筒体用ボルトの頭部が前記第2の筒体内に、前記第2の筒体用ボルト毎に、前記内側継手の雌ネジに螺合し、前記第2の筒体のボルト通し穴、前記外側継手のボルト通し穴を介して前記外側継手の外に位置すると共に、前記外側継手の外に位置する前記第2の筒体用ボルトに螺合する前記第2の筒体用ナットが、位置し、
前記締結手段により前記複数の第1の筒体用ボルトと前記複数の第1の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、
前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットは、必要トルク値以下で締め付けられ、前記複数の第2の筒体用ボルトの雄ネジにより前記複数の第2の雌ネジの一部を変形又は破壊させて、
前記変形は、前記雌ネジの一部の降伏先行部分移動破壊であり、
前記破壊は、前記雌ネジの一部の降伏先行完全分離破壊であり、
その後、前記複数の第2の筒体用ボルトと前記複数の第2の筒体用ナットにより必要トルク値以上で締め付けられる
ことを特徴とする筒体の接続構造体。 - 座金が第1の筒体用ナットと外側継手との間に介在している
ことを特徴とする請求項7又は8記載の筒体の接続構造体。 - 内側継手の材質強度と第2の筒体用ボルト及び第2の筒体用ナットの材質強度とが同じ場合、
前記内側継手の雌ネジの軸方向の長さDは、前記第2の筒体用ナットの高さTより小さく、
前記雌ネジの谷部の径より大きい径の穴部が、前記雌ネジに連通すると共に、前記内側継手の第2の筒体に面する側に設けられている
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の筒体の接続構造体。
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