JPS6255346A - 構造部材の接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は構造部材の接合装置に係り、詳しくは、複数の
長尺な鋼管などの構造部材を、その先端において節点部
材に容易かつ強固に接合する装置に関するものである。

これは、トラス構造を構成する場合の継手の分野で利用
される。

〔従来技術〕

長尺な鋼管などの構造部材を多数使用して、大きい立体
構造物を構築する場合には、各構造部材の先端を節点部
材に接合し、トラス構造を構成させることが多い。例え
ば工場建屋などにおいては、１つの多面体の節点部材に
対して幾本かの構造部材が接合できるようになっていて
、その接合はボルトなどの捩じ込みによる締め付けによ
っている。

例えば、実公昭４２−２２９９２号公報を始めとして幾
つかの公報に、そのような構造による接合装置が提案さ
れている。

しかし、それらの構造にあっては、構造部材を節点部材
に固定する際のボルトの締め付けを、十分に行なうこと
ができない。上述した公報の装置を例にとると、ナット
状のスパナ係合片に半径方向の孔を開け、その孔を挿通
してボルトに埋め込まれたピンを介して回転力を伝達し
ているので、ピン強度に制約されて大きいトルクを作用
させることができないのである。なお、接合装置におい
ては、一般にその接合ボルトまたはナツトを締め付ける
ときに、締め付は反力を簡単にとることができる構造と
なっていないことが多く、したがって、十分なトルクを
作用させることができない。

しかも、切欠きゃ孔開けなどによる断面欠損の生じてい
ることが多く、機械的強度を高くすることもできない欠
点がある。加えて、耐力上重要な部分であるボルトねじ
邪の一部が露出するなどして、構造上腐蝕に対する配慮
が欠は易い。そのため、採用されるボルトに過剰な強度
や品質が要求されることになり、コスト高になる。なお
、特公昭５６−２９０６４号公報などには、接合ボルト
をスリーブで覆うと同時に接合ボルトを回転させるよう
にしたものが記載されているが、以下のような難点があ
る。長尺な構造部材の端部には、エンド部材を溶接など
で接合することが多いが、その溶接歪で常に正確な部材
長さが得られるとは限らない。そのエンド部材には予め
接合ボルトなどが取付けられているので、構造部材と一
体化された後寸法を手直しすることが不可能となり、し
たがって、トラス組立て時に寸法誤差の吸収を図ること
ができないか、または吸収するための寸法調整機構が必
要となり、構造が複雑化する。また、構造部材またはそ
の先端に一体化されたエンド部材などの開口を大きくす
ることが容易でなく、長尺な部材の表面処理が困難とな
る問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題を解消するためになされたもので、
その目的は、構造部材を節点部材に強力に接合すること
ができ、接合ボルトの露出を避けて腐蝕し難い構造とし
、寸法調整装置などを必要とすることなく寸法出しの容
易な、かつ、断面欠損のない簡単で強固な構造を構成と
する構造部材の接合装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の特徴を、第１図を例にして説明すると、以下の
通りである。

各構造部材２の端部にエンド部材４が一体化され、その
エンド部材４を介して構造部材２をねじ孔５の形成され
た節点部材３に接合する接合ボルト６が設けられ、エン
ド部材４には反力取り部７が外面に形成されると共に、
接合ボルト６のｖｉ６ａの径より大きい径の雌ねじ８が
内部に刻設され、その雌ねじ８に螺合する雄ねじ９の形
成された支持部材１０がエンド部材４に固定され、その
支持部材１０の中心部には接合ボルト６の軸部６ｂを挿
通して支持する摺動孔１１が形成されている。

そして、エンド部材４外で接合ボルト６に螺合されかつ
共締めナツト１３で固定される主ナツト１４が配設され
、その主ナツト１４の外面に係合して回転を伝達する一
方、主ナツト１４の軸方向摺動を可能にするスリーブ体
１５が設けられ、そのスリーブ体１５の外面には、主ナ
ツト１４を回転するための回転力作用部１６が形成され
ていることである。

〔作　　　用〕

支持部材１０の摺動孔１１に接合ボルト６の軸部６ｂを
挿通し、ボルト６の先端側に刻設されたねじ部６Ｃに主
ナツト１４と共締めナツト１３を螺合させる。各構造部
材２の端部に一体化されたエンド部材４の開口から接合
ボルト６をＬｌｉ６ａから挿入し、支持部材１０をエン
ド部材４に螺合させる。支持部材１０をエンド部材４に
固定してその一体化を図り、その状態で主ナツト１４を
支持部材１０近傍に寄せて共締めナツト１３で固定する
。その主ナツト１４の外面に係合させるようにしてスリ
ーブ体■５を嵌め、ボルト６のねじ部６Ｃの先端を節点
部材３のねじ孔５に噛み合わせる。

スリーブ体１５の外面に形成された回転力作用部１６を
利用して回転を与え、そのときエンド部材４の外面に形
成された反力取り部７で反力を取りながら、主ナツト１
４を回転する。主ナツト１４は共締めナツト１３でボル
ト６に一体化されているので接合ボルト６が回転し、ボ
ルト６のねじ部６ｃが節点部材３のねじ孔５に進出する
。そのとき、主ナツト１４の外面がスリーブ体１５と係
合状態にあるが、軸方向には相対変位が可能であり、ボ
ルト６の進出が阻害されることはない。ボルト６が所定
距離進出するとボルト６のｆｆ１６ａが支持部材９に当
接し、接合ボルト６のそれ以上の進出が制限される。

このようにして構造部材２は接合ボルト６を介して節点
部材３に接合されるが、接合ボルト６を締め付けるため
に、エンド部材４の反力取り部７を使用して大きいトル
クを簡単に作用させることができる。また、接合状態に
あっては、スリーブ体１５がエンド部材４と節点部材３
の間に介在されることになり、接合ボルト６の露出が避
けられ、耐力上重要なボルトねじ部６ｃの腐蝕が抑制さ
れる。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は接合装置１の全体断面図で、長尺な鋼管などが
採用される構造部材２の先端が、節点部材３に放射状に
接合されるようになっている。その構造を順に述べると
、構造部材２の端部にエンドコーンと呼ばれるほぼ円錐
状のエンド部材４が溶接などで一体化され、そのエンド
部材４を介して、構造部材２をねじ孔５の形成された節
点部材３に接合する接合ボルト６が設けられている。上
記エンド部材４は、本例にあっては構造部材２と連なる
円錐部４ａとその先端に形成された六角部４ｂとからな
っている。その六角部４ｂの外面は反力取り部７を形成
し、その内部には接合ボルト６の頭６ａの径より大きい
径の雌ねじ８が刻設されている。なお、エンド部材４の
形状は図示のものに限ることなく、上述した反力取り部
と雌ねじを形成し、後述する機能を発揮するようになっ
ていればよい。

エンド部材４の畦ねじ８には、スリーブナツトとでも言
うべき雄ねじ９の形成された支持部材１０が螺合され、
その支持部材１０の中心部に接合ボルト６の軸部６ｂを
挿通して支持する摺動孔１１が形成されている。この支
持部材１０は雌ねじ８に螺合された後はエンド部材４に
固定されるものであり、例えば溶接やねじロック剤など
によりその回転が拘束される。ちなみに、支持部材１０
は図示するようにエンド部材４内に完全に収納された状
態にある必要はな（、接合ボルト６を支持しかつ後述す
るスリーブ体１５の回転を阻害しない形状であればよい
。本例にあっては支持部材１０を雌ねじ８に涙し込むの
を容易にするため、捩じ込みツールを係合させる凹み１
２が設けられている。

上述した接合ボルト６には、軸部６ｂの先端側にねじ部
６ｃが形成され、エンド部材４の外で接合ボルト６に螺
合され、かつ、共締めナツト１３で固定される主ナツト
１４が配設されている。その主ナツト１４の外面に係合
して回転を伝達する一方、主ナツト１４の軸方向摺動を
可能にするスリーブ体１５が設けられ、そのスリーブ体
１５の外面には、主ナツト１４を回転するための回転力
作用部１６が形成されている。なお、主ナツト１４やス
リーブ体１５は、通常六角状のものが採用されるが、主
ナツト１４は四角など他の多角形などであってもよく、
スリーブ体１５の内部はそれに係合し、外部は上述した
エンド部材４の反力取り部７と同じく例えばスパナなど
を噛ませて回転させることができるような構成のもので
あればよい。共締めナツト１３は、主ナツト１４を接合
ボルト６に固定してスリーブ体１５内で接合ボルト６と
共に軸方向に変位するものであるので、その外径がスリ
ーブ体１５の内面に干渉することのないような短い寸法
となっている。しかし、その形状も六角でなければなら
ないと言うものではない。

このような構成の実施例によれば、次のようにして接合
装置を形成し、構造部材２と節点部材３との接合を強固
にすることができる。

まず、所定寸法に切断された構造部材２の両端に、エン
ド部材４を溶接などで一体化する。その際、溶接歪が発
生するので構造部材２の寸法に狂いが出るが、エンド部
材４の端面を機械加工するなどして所定の寸法とするこ
とができる。なお、雌ねじ８がや＼短くなることは何ら
支障を生じない。エンド部材４の六角部４ｂの内部に、
予め雌ねじ８が刻設されているが、その部分が比較的太
き（開口した状態にあり、エンド部材４を含む構造部材
２の内外面における防錆のための表面処理、例えば酸洗
、塗膜下地のボンデ処理、焼付塗装、溶融亜鉛メッキな
どを、容易に行なうことができる。

次に、構造部材２とは独立して、支持部材１０の摺動孔
１１に接合ボルト６の軸部６ｂを挿通し、ボルトの先端
側に刻設されたねじ部６ｃに主ナツト１４と共線めナツ
ト１３とを螺合させる。各構造部材２の端部に一体化さ
れたエンド部材４の開口から接合ボルト６のＢ６ａを挿
入し、第２図に示すように、支持部材１０の雄ねじ９を
エンド部材４の雌ねじ８に噛み合わせる。なお、支持部
材１０の大部分がエンド部材４内に入り込むとその回転
が容易でないので、本例では仮想線で示す捩じ込みツー
ル１７を用い、その爪を凹み１２に係合させるなどして
、回転を助けている。支持部材１０はねじロックなどの
接着剤または点溶接などで、エンド部材４に固定してそ
の一体化が図られる。その状態で主ナツト１４を支持部
材１０の近傍に寄せて共線めナツト１３で固定する。そ
して、主ナツト１４の外面に係合させるようにしてスリ
ーブ体１５が嵌められ、接合ボルト６のねじ部６Ｃの先
端を節点部材３のねじ孔５の入口に噛み合わせる〔第１
図参照〕。このとき、接合ボルト６の頭６ａと支持部材
ｌＯとの間隔β１は、第３図に示すように、共線めナツ
ト１３とスリーブ体１５の端面までの距離１２より短く
設定されている。

最後に、スリーブ体１５の外面に形成された回転力作用
部１６と、エンド部材４の六角部４ｂの反力取り部７に
スパナなどを掛けて回転を与え、主ナツト１４を回転す
る。主ナツト１４は共線めナツト１３で接合ボルト６に
一体化されているので接合ボルト６が回転し、ボルトの
ねじ部６Ｃが節点部材３のねじ孔５に進出する。そのと
き、主ナツト１４の外面がスリーブ体１５と係合状態に
あり、大きいトルクを与えることができる。一方、軸方
向には両者は相対変位が可能であり、また、支持部材１
０において接合ボルト６の軸部６ｂが摺動できるので、
ボルト６の節点部材３への進出が阻害されることはない
。ボルトが所定距離すなわち上述した間隔２１進出する
と、第４図に示すように、接合ボルト６のｇＪ１６ａが
支持部材１０に当接し、接合ボルト６のそれ以上の進出
が制限される。このとき、共線めナツト１３も距離１１
移動するが、スリーブ体１５の端面までの距離１２より
短い移動であるので、共線めナツト１３が節点部材３に
接触して接合ボルト６の締め付けを阻害するようなこと
はない。このような接合状態にあっては、スリーブ体が
エンド部材と節点部材の間に介在されることになり、特
にメッキ工場の建屋などで天井梁として使用される場合
に、処理液の蒸気が直接接合ボルトに触れのを回避する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例で詳細に説明したように、エンド
部材が一体化された構造部材を節点部材に接合する接合
ボルトが設けられ、エンド部材には反力取り部が形成さ
れると共に接合ボルトの頭径より大きい径の雌ねじが刻
設され、それに螺合する支持部材がエンド部材に固定さ
れ、その支持部材の中心部には接合ボルトの軸部を挿通
して支持する摺動孔が形成され、接合ボルトに螺合され
共線めされる主ナツトが配設され、その主ナツトの外面
に係合して回転を伝達する一方、主ナツトの軸方向摺動
を可能にするスリーブ体が設けられ、その外面には主ナ
ツトを回転するための回転力作用部が形成されている構
成としたので、接合ボルトを締め付けるために、エンド
部材の反力取り部を使用して大きいトルクを簡単に作用
させることができる。また、接合状態にあっては接合ボ
ルトの露出が避けられ、耐力上重要なボルトねし部の腐
蝕が抑制される。加えて、寸法調整装置などを必要とす
ることなく寸法出しの容易な構成とすることができ、構
造部材の表面処理も容易となる。

また、接合ボルトは構造部材の表面処理時に付随するこ
とがなく、メッキによるボルト強度の低下を免れること
ができ、メツキネ可能な高強度ボルトの使用なども可能
となり、実用的に極めて優れた多くの効果が発揮される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における接合装置の縦断面図
、第２図〜第４図は接合作業における各段階の状態を説
明する断面図である。 ２−構造部材、３−節点部材、４−・・エンド部材、５
−ねじ孔、６−接合ボルト、６ａ−ボルトの頭、６ｂ−
軸部、７−反力取り部、８−雌ねじ、９・−雄ねじ、１
０−・支持部材、１１・・・摺動孔、１３−共締めナツ
ト、１４−主ナツト、１５・−スリーブ体、１６−回転
力作用部。 特許出願人　　　川鉄建材工業株式会社代理人　弁理士
　吉相　勝俊（ほか１名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各構造部材の端部にエンド部材が一体化され、 そのエンド部材を介して、上記構造部材をねじ孔の形成
   された節点部材に接合する接合ボルトが設けられ、 上記エンド部材には反力取り部が外面に形成されると共
   に、前記接合ボルトの頭径より大きい径の雌ねじが内部
   に刻設され、 その雌ねじに螺合する雄ねじの形成された支持部材が上
   記エンド部材に固定され、その支持部材の中心部には前
   記接合ボルトの軸部を挿通して支持する摺動孔が形成さ
   れ、 前記エンド部材外で接合ボルトに螺合されかつ共締めナ
   ットで固定される主ナットが配設され、その主ナットの
   外面に係合して回転を伝達する一方、主ナットの軸方向
   摺動を可能にするスリーブ体が設けられ、 そのスリーブ体の外面には、前記主ナットを回転するた
   めの回転力作用部が形成されていることを特徴とする構
   造部材の接合装置。