JPH05306549A - 中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材のための接合装置および接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中実材もしくは厚肉管を構造部材として採用
する途を開き、それに適したコンパクトな接合装置を提
供する。 【構成】 接合ボルト４のボス部４Ａの一方側に、節点
部材のねじ孔に螺合する接合用雄ねじ４ａを形成し、そ
の他方側には、構造部材３の端部に形成したねじ孔３ａ
に螺合し接合用雄ねじ４ａと同一ピッチの逆方向螺旋と
した接続用雄ねじ４ｂを設けておく。その接合用雄ねじ
４ａには、節点部材のねじ孔との螺合に必要なねじ込み
長さＬ₁ が確保され、接続用雄ねじ４ｂには、構造部材
３の端部に設けたねじ孔３ａとの螺合に必要なねじ込み
長さＬ₂ が確保される。そして、接合ボルト４の全長Ｌ
から接合用雄ねじ４ａと接続用雄ねじ４ｂとの長さ
Ｌ₁ ，Ｌ₂ を差し引いた寸法よりも長いスリーブ体５を
回転させると、中実断面などを有する部材をトラス構造
物の構造部材３として利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中実材もしくは厚肉管を
用いた構造部材のための接合装置および接合方法に係
り、詳しくは、大スパン構造物もしくは塔状構造物等の
トラス構造に適用される複数の長尺な中実断面を有する
棒材もしくは厚肉管などからなる構造部材を、その端部
において節点部材に容易かつ強固に接合することができ
るようにした装置やその接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】長尺な鋼管などの構造部材を多数使用し
て、大スパン構造物や塔状構造物等を構築する場合に
は、各構造部材の端部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。そして、多面体をなす一つの
節点部材に対して幾本かの構造部材を放射状に接合する
ために、変位可能とした接合ボルトが使用される。しか
し、構造部材を節点部材に固定する際に、接合ボルトを
十分に締めつけることは容易でない。そして、接合装置
によっては切欠部や開孔部などによる断面欠損があっ
て、所望する十分な締めつけトルクを作用させることが
できなかったり、接合装置自体の機械的強度を高くする
ことができないことがある。加えて、耐力上重要な部分
である接合ボルトのねじ部の一部が露出するなどして、
接合装置としての構造上に腐蝕に対する配慮が欠けるこ
ともある。その結果、接合ボルトに過剰な強度や品質が
要求され、コスト高な接合装置となることが余儀なくさ
れる。このような問題を解消して、すなわち、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にくい構造とし、構造部材の全長の
所望する正確な寸法出し作業が容易でかつ断面欠損のな
い簡単で強固な構造を有する接合装置が、特開昭６２−
５５３４７号公報に提案されている。この構造の詳細な
説明は割愛するが、長尺な構造部材の端部に溶接したコ
ーン状のエンド部材に接合ボルトを爾後的に取りつける
ようにしているので、製作の仕上げ工程において構造部
材の正確な長さの寸法出しができたり、寸法の手直しが
可能となり、極めて有用性の高い接合装置となってい
る。

【０００３】ところで、構造部材を節点部材に接合する
作業において、接合ボルトの先端を節点部材のねじ孔に
一致させる必要がある。しかし、接合装置の構造上から
スリーブ体が接合ボルトの大部分を覆うことになるの
で、接合前の状態では、接合ボルトの先端をスリーブ体
の先端より少なくとも呼び込み可能長さだけ突出させて
おかなければならない。その突出量は例えば３ｍｍない
し５ｍｍといったように短いが、立体トラスを組み進め
ると節点部材の芯間距離が定まってくるため、スリーブ
体からはみ出した接合ボルトの突出する部分が、節点部
材間に構造部材を介装する作業を阻害する。したがっ
て、組立て順序を入念に考慮するかまたは組立て済みの
個所に油圧ジャッキで力を掛けておき、節点部材間を少
し拡げながら組み込まなければならない。これらの作業
は大変手間を要し、そのための準備も大層煩わしい。本
出願人は、上述の課題を解決するために、特開昭６３−
５１５３９号公報において、接合ボルトを構造部材側へ
押し込みスリーブ体内に完全に退避させることができる
接合装置を提案した。これは、スリーブ体内に位置する
接合ボルトの背部にスプリングを介在させ、その弾力で
もって接合ボルトを退避させたり復元させることができ
るようになっている。これと同じ機能を発揮するように
したものとして、スプリングに代えるねじを接合ボルト
に形成し、スリーブ体によってそのねじの正送りと逆送
りを可能にした接合装置も、実開平２−１８００３号公
報や実開平２−１２５１０２号公報において提案した。
これらは装置の部品点数が少なくなり、コンパクト化を
図りやすい利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在までに提
案されている接合装置は、いずれも鋼管などの薄肉パイ
プを構造部材として採用した場合に適用される構造とな
っている。一方、トラス構造を組みあげた場合、各構造
部材に作用する軸荷重に大小が生じるのは周知のとおり
であり、とりわけ、塔状構造物の場合、特に柱となる部
分に非常に大きな力が作用する。それゆえに、薄肉の鋼
管ばかりを採用すると、軸荷重の大きく作用する構造部
材には大きい径の接合ボルトが要求され、これに伴って
大径の鋼管を使用しなければならなくなる。その場合
に、トラス構造中の構造部材の太さが著しく不揃いとな
って見栄えを損なうこと、一つの節点部材に幾つもの構
造部材を放射状に接合するに際して、大きさの異なる接
合装置が干渉しあって接合が不可能となること、といっ
た事態が発生する。一方、大径の鋼管と同等な耐力を備
えた構造部材として中実断面の棒材もしくは厚肉管など
の構造部材を採用すれば、その断面寸法の縮小化が図ら
れるので、上記した問題を解決することができる。しか
しながら、中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材を節
点部材に接合する際に、変位可能とした接合ボルトを備
える接合装置を採用するということは、現在までのとこ
ろほとんど行われていない。これは、中実材などの構造
部材が有する非常に大きな断面耐力にバランスさせるこ
とができるコンパクトな接合装置が開発されていないこ
とに起因している。したがって、中実材もしくは厚肉管
などを構造部材として採用しなければならないときに
は、工場出荷前に中実材の端部にボルトを予め溶接して
おき、節点部材がトラス構造に組み込まれていない状態
では、節点部材を回転させて構造部材と接合する。しか
し、すでに他の構造部材と接合された節点部材と接合す
る場合には、重量の大きく長尺な構造部材を回転させざ
るを得なくなり、高所でのトラス組立作業に困難を極め
ることになる。それのみならず、一旦トラス構造に組み
込まれた構造部材を回転させることは不可能に近く、せ
いぜい構造部材の本数の少ないトラス構造に採用できる
にすぎない。それゆえ、大量の構造部材を投入する必要
のある大型のトラス構造においては、中実材や厚肉管な
どはほとんど採用されないのが実情である。本発明は上
記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、中実材も
しくは厚肉管を用いた構造部材をトラス構造物に採用す
る途を開き、それに適したコンパクトな接合装置の構造
を提案すること、そして、非常に大きな力が作用する部
分に薄肉鋼管を適用した場合には大径な構造部材となら
ざるを得ないが、これを回避して、断面寸法が小さくて
も耐力の大きい構造部材の使用を実現すること、それに
よって、トラス構造物を構成する構造部材の太さの不揃
いを抑制して見栄えをよくすること、を実現する中実材
もしくは厚肉管を用いた構造部材のための接合装置およ
び接合方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、各構造部材の
端部と節点部材とを接続する接合ボルトを、接合ボルト
に形成したねじ部の径より大きい断面を有するボス部の
外面に係合して回転を伝達するとともにボス部の軸方向
摺動を可能にしたスリーブ体の回転でもって、前記節点
部材に形成したねじ孔に送りこむことができるようにな
っている構造部材の接合装置に適用される。その特徴と
するところは、図１および図２を参照して、接合ボルト
４のボス部４Ａの一方側には、節点部材２のねじ孔２ａ
に噛みあう接合用雄ねじ４ａが形成されるとともに、他
方側には、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａに噛み
あい接合用雄ねじ４ａと同一ピッチの逆方向螺旋とした
接続用雄ねじ４ｂが形成される。その接合用雄ねじ４ａ
には、節点部材２のねじ孔２ａとの噛みあいに必要なね
じ込み長さＬ₁ が確保される一方、接続用雄ねじ４ｂに
は、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａとの噛みあい
に必要なねじ込み長さＬ₂ が確保される。そして、スリ
ーブ体５は、接合ボルト４の全長Ｌから接合用雄ねじ４
ａの全長Ｌ₁₁と接続用雄ねじ４ｂの全長Ｌ₂₂を差し引い
た寸法よりも長くなっている。なお、接続用雄ねじ４ｂ
の径は、構造部材３の断面寸法の約１／２としておけば
十分である。ボス部４Ａの接合用雄ねじ４ａ寄りの部位
には、ボス部４Ａの外面４ｍに係合させたスリーブ体５
の脱落を阻止するとともに、構造部材３と節点部材２と
を接合するために接合ボルト４を回転させた際に破断し
もしくは簡単に外すことができる脱落防止部材７を取り
つけておくとよい。

【０００６】接合方法の発明にあっては、まず、接続用
雄ねじ４ｂを、その全長Ｌ₂₂から接合用雄ねじ４ａのね
じ込み長さＬ₁ を差し引いた長さにほぼ等しい長さＬ_s
分だけ構造部材３の端部に形成したねじ孔３ａに予め噛
みあわせる。次に、スリーブ体５の回転によって接合ボ
ルト４を回転させながら摺動変位させ、接合用雄ねじ４
ａを節点部材２のねじ孔２ａに送り込むとともに、接続
用雄ねじ４ｂを構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａに
送り込む。そして、スリーブ体５の一方端５ａが節点部
材２の接合面２ｐに当接し、かつ、他方端が構造部材３
の端面３ｐに当接した時点で増し締めするようにする。
トラス構築方法においては、接合装置１を用いて中実材
もしくは厚肉管を用いた構造部材３を順次節点部材２に
接合する。節点部材２，２の芯間距離が定まった以後
は、その節点部材２，２間に、接合ボルト４０，４００
（図７および図９参照）が構造部材３０，３００側へ後
退してスリーブ体５０，５００内に退避できるととも
に、その後に接合ボルト４０，４００をスリーブ体５
０，５００から進出させることができる接合装置１０，
１００でもって、中空材もしくは薄肉管を用いた構造部
材３０，３００を順次接合するようにしたことである。

【０００７】

【作用】ボス部４Ａの一方側に節点部材２のねじ孔２ａ
に噛みあう接合用雄ねじ４ａが形成された接合ボルト４
を、他方側に設けた接続用雄ねじ４ｂを介して構造部材
３の端部に設けたねじ孔３ａに噛みあわせる。接合ボル
ト４のボス部４Ａにスリーブ体５を嵌めて、その構造部
材３を節点部材２へ運ぶ。接合用雄ねじ４ａを節点部材
２のねじ孔２ａに臨ませ（図３の（Ａ）参照）、スリー
ブ体５を回転する。接合用雄ねじ４ａが節点部材２に送
り込まれると同時に、その接合用雄ねじ４ａと同一ピッ
チの逆方向螺旋とした接続用雄ねじ４ｂも構造部材３の
ねじ孔３ａに送り込まれる。接合用雄ねじ４ａには、節
点部材２のねじ孔２ａとの噛みあいに必要なねじ込み長
さＬ₁ が確保される一方、接続用雄ねじ４ｂには、構造
部材３の端部に設けたねじ孔３ａとの噛みあいに必要な
ねじ込み長さＬ₂ が確保されているので、いずれの送り
込みによっても所望する噛みあい量が得られる（図３の
（Ｂ）参照）。節点部材２と構造部材３との距離がスリ
ーブ体５の長さに等しくなると、それ以上の接近はない
（図３の（Ｃ）参照）。一方、スリーブ体５の長さＬ_s
は、接合ボルト４の全長Ｌから接合用雄ねじ４ａの全長
Ｌ₁₁と接続用雄ねじ４ｂの全長Ｌ₂₂とを差し引いた寸法
よりも長いため、スリーブ体５を増し締めすることがで
きる。それによって、大きい軸力が作用しても十分な耐
力を備えた接合状態が達成される。構造部材３の断面寸
法は接続用雄ねじ４ｂの径の二倍程度であればよいの
で、中実材もしくは厚肉管を採用すると、中空材もしく
は薄肉管の場合よりも径が小さい構造部材となり、しか
も、接合装置１でもって所望する大きな耐力のある接合
形態を実現することができる。ボス部４Ａの接合用雄ね
じ４ａ寄りの部位に脱落防止部材７を取りつけておく
と、構造部材３をトラス空間の節点部材２の位置へ運ぶ
までに、ボス部４Ａの外面４ｍに係合させたスリーブ体
５を脱落させないようにしておくことができる。その脱
落防止部材７は、構造部材３と節点部材２とを接合する
ために接合ボルト４を回転させた際、スリーブ体５の移
動でもって破断したり、簡単に手で外すことができ、接
合作業の支障をきたすことはない。

【０００８】構造部材３を節点部材２に接合する場合
に、接続用雄ねじ４ｂを、その全長Ｌ₂₂から接合用雄ね
じ４ａのねじ込み長さＬ₁ を差し引いた長さにほぼ等し
い分だけ、すなわち、長さＬ₃ を構造部材３の端部に設
けたねじ孔３ａに予め噛みあわせておけば、スリーブ体
５の回転によって接合用雄ねじ４ａを節点部材２のねじ
孔２ａに送り込む間に、接続用雄ねじ４ｂが構造部材３
のねじ孔３ａに所望量噛みあわされる。節点部材２と構
造部材３との間に使用材料上の強度の違いがあっても、
接合用雄ねじ４ａと接続用雄ねじ４ｂの所望するねじ込
み長さＬ₁ と長さＬ₃ ＋Ｌ₁ とが達成され、節点部材２
から構造部材３に大きな力を導入することができるよう
になる。トラス構築方法においては、接合装置１を用い
て中実材もしくは厚肉管などの構造部材３を順次節点部
材２に接合すると、構造部材３の長さに規定されて節点
部材２，２の芯間距離が定まってくる。それ以後は、接
合ボルト４０，４００が構造部材３０，３００側へ後退
してスリーブ体５０，５００内に退避できるとともに、
その後に、接合ボルト４０，４００をスリーブ体５０，
５００から進出させることができる接合装置１０，１０
０でもって、その節点部材２，２間に構造部材３０，３
００を順次接合する。このようにすれば、中実断面の棒
材あるいはこれに近い厚肉パイプが超太径高力ボルトを
用いて接合され、これらは大きい軸力が作用する箇所に
取りつけられる。一方、軸力が大きく作用しない箇所で
は薄肉管を使用して、トラス構造物全体の組立作業が容
易に行われる。しかも、構造部材の太さが極端に不揃い
になることはなく、見栄えもよくなる。さらに、一つの
節点部材に多数の構造部材を放射状に接合する場合に接
合装置１，１０，１００の相互の干渉が回避され、所望
するトラス構造を構築することができる。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、接合ボルトのボス部の
一方側に節点部材と接合する接合用雄ねじが、他方側に
構造部材に接続する接続用雄ねじが形成されているの
で、中実材もしくは厚肉鋼管を構造部材として採用する
ことができる。その結果、中実材などを使用た場合に必
要とされる溶接作業などが不要となり、構造部材の製作
が簡便化される。しかも、トラスの組立作業においては
長尺で重量の大きい構造部材を回転させる必要もなく、
接合作業が容易となる。中軸材や厚肉管などの採用が可
能となると、断面耐力の大きい部材によって構造部材の
コンパクト化が図られ、また、他の箇所に接合される中
空材もしくは薄肉管の構造部材などと比較して太さの揃
ったものでトラスを構成させることができ、その見栄え
も向上される。加えて、スリーブ体を用いて、逆ねじ構
成の接合用雄ねじと接続用雄ねじとを同時に節点部材と
構造部材に送り込むことができるので、スリーブ体によ
る増し締めもより一層精度よいものとなり、大きな締め
つけトルクを与えた剛性の高い接合部の形成によって、
構造部材に大きな軸力を導入することができるようにな
る。接続用雄ねじの径は、中実材や厚肉管の断面寸法の
約１／２程度まで大きくとれるので、接合ボルトとして
超太径の高力ボルトの採用が可能となり、接合装置の強
度向上が図られる。したがって、塔状構造物の柱など大
きい耐力を必要とする構造部材への適用が促進される。
なお、ボス部の接合用雄ねじ寄りの部位に脱落防止部材
を取りつけておけば、構造部材を構築中のトラス構造に
配置するまでの運搬の間に、ボス部の外面に係合させた
スリーブ体が脱落しないようにしておくことができる。
この脱落防止部材は、構造部材と節点部材とを接合する
ために接合ボルトを回転させた際に簡単に破断しまた取
り除くことができ、接合作業の円滑化を実現する。

【００１０】接合方法の発明によれば、迅速かつ確実に
接合作業を行うことができ、また、スリーブ体を増し締
めして構造部材と節点部材との強固な接合が達成され
る。トラス構築方法では、中実材もしくは厚肉管を接合
装置で順次節点部材に接合し、節点部材の芯間距離が定
まった後は、接合ボルトのスリーブ体内への退避とスリ
ーブ体外への進出が可能な接合装置を用いて、中空材や
薄肉管の構造部材を節点部材間に接合することができ
る。これにより、大スパン構造物もしくは塔状構造物等
のトラス構造に、太さの比較的揃った構造部材を使用で
き、トラス構造物の見栄えがよくなる。それのみなら
ず、接合装置もコンパクト化され、一つの節点部材に幾
つもの構造部材を接合する際の接合装置の相互の干渉が
回避され、所望する本数の構造部材を配置することがで
きるようになる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る接合装置やそれを用い
た接合方法などを、図面をもとにして詳細に説明する。
図２は、接合装置１，１を用いて、二つの節点部材２，
２間に一本の構造部材３を接合した状態の全体図であ
る。その接合装置１は個々に接合ボルト４を備えてお
り、その接合ボルト４を節点部材２に噛みあわせること
ができるようになっている。そして、構造部材１の端部
に節点部材２，２を接続する接合ボルト４は、ねじ部の
径より大きい六角断面を有するボス部４Ａを備え、その
外面に係合して回転を伝達するとともに、そのボス部４
Ａの軸方向摺動を可能にしたスリーブ体５の回転でもっ
て、節点部材２に形成したねじ孔２ａに接合ボルト４を
送りこむことができるようになっている。構造部材３は
厚肉管であったり中実断面の棒材であり、図示の例では
破線で示すように矩形断面の部材が採用されている。節
点部材２は、例えば周囲の四か所および前後の各面に接
合面２ｐ，２ｐを形成して、何本かの構造部材３，３を
放射状に接合することができる多面体となっている。図
１は本発明に係る接合装置１の縦断面図であり、接合ボ
ルト４とスリーブ体５とからなっている。その接合ボル
ト４としては、例えば中実の構造部材３を節点部材に接
合するのに適した超太径高力ボルトが採用される。この
接合ボルト４には、その左右端に構造部材３の断面寸法
の約１／２の径の雄ねじが形成されるとともに、その中
央部位にボス部４Ａが形成されている。

【００１２】詳しく述べると、接合ボルト４のボス部４
Ａの一方側すなわち左側には、節点部材２（図２参照）
のねじ孔２ａに螺合する接合用雄ねじ４ａが形成される
とともに、他方の右側には、構造部材３の端部に設けた
ねじ孔３ａに噛みあい、接合用雄ねじ４ａと同一ピッチ
の逆方向螺旋とした接続用雄ねじ４ｂが形成されてい
る。なお、一般的には、接合用雄ねじ４ａに右ねじが、
接続用雄ねじ４ｂには左ねじが採用される。その接合用
雄ねじ４ａには、節点部材２のねじ孔２ａとの噛みあい
に必要なねじ込み長さＬ₁ が確保される一方、接続用雄
ねじ４ｂには、構造部材３の端部に設けたねじ孔３ａと
の噛みあいに必要なねじ込み長さＬ₂ が確保される。し
たがって、構造部材３のねじ孔３ａは、接続用雄ねじ４
ｂの噛みあいに十分な深さとされる。なお、接合用雄ね
じ４ａは、そのねじ込み長さＬ₁ を確保するために、そ
れより少し長い全長Ｌ₁₁を備え、一方、接続用雄ねじ４
ｂは、そのねじ込み長さＬ₂を確保するために、それよ
り長い全長Ｌ₂₂となっている。そして、上記した接合用
雄ねじ４ａのねじ込み長さＬ₁ が、接続用雄ねじ４ｂの
ねじ込み長さＬ₂ よりも短くされている。これは、一般
的に、節点部材２の材料強度が構造部材３の強度より高
いので、接続用雄ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂ を長くし
ておくことが好ましいことに基づいている。ちなみに、
構造部材３と節点部材２の強度に大差がないような場合
には、接続用雄ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂ を接合用雄
ねじ４ａのねじ込み長さＬ₁ にほぼ等しくしておいても
よい。しかし、後述するごとく、構造部材３を節点部材
２に接合するに先だち、構造部材３に接合ボルト４を予
めある程度噛みあわせておくと便利なために、接続用雄
ねじ４ｂのねじ込み長さＬ₂ を接合用雄ねじ４ａのねじ
込み長さＬ₁ よりも長くなるように選定しておくと、接
合作業が円滑なものとなる。

【００１３】一方、スリーブ体５の外面には、接合ボル
ト４のボス部４Ａを回転するための回転力作用部６が六
角形に形成され、内面はボス部４Ａの外面４ｍに係合し
て回転を伝達し、かつ、接合ボルト４が軸方向に摺動し
ながら変位することができる六角孔５ｎを備えている。
そして、その長さＬ_s は、接合ボルト４の全長Ｌから接
合用雄ねじ４ａの全長Ｌ₁₁と接続用雄ねじ４ｂの全長Ｌ
₂₂とを差し引いた寸法よりも少し長く選定されている。
このスリーブ体５は構造部材３を節点部材２に接合する
に先だち接合ボルト４に嵌め込まれ、スリーブ体５を回
転させることによって、接続用雄ねじ４ｂの一部を構造
部材３のねじ孔３ａに予め噛みあわせるようにしてい
る。そして、接合装置４を構造部材３の端部に取りつけ
た後に、全体を節点部材２の位置するところまで移動さ
れる。その際に、運搬の都合上などにより構造部材３が
水平でない状態となることがありうることを考慮して、
スリーブ体５が接合ボルト４から脱落するのを防止する
ために、脱落防止部材７が装着される。この脱落防止部
材７は、構造部材３と節点部材２とを接合するために接
合ボルト４を回転させた際に、スリーブ体５と接合ボル
ト４との相対変位で簡単に破断したり脱落させることが
できるものである必要があることから、ボス部４Ａの接
合用雄ねじ４ａ寄りの部位に取りつけられる。これは、
例えば短いプラスチック製のピン７ａが採用され、ボス
部４Ａに設けた小さな孔に押しこむようにしておけば十
分である。もしくは、ボス部４Ａの１８０度隔てた個所
に孔を形成し、それに図示しないがＣ形状のフックを掛
けておき、スリーブ体５が当たると脱落するか手で簡単
に除去できるようにしておけばよい。

【００１４】ところで、上記したごとく接合用雄ねじ４
ａの全長はＬ₁₁とされ、接続用雄ねじ４ｂの全長もＬ₂₂
とされているので、当初に接合ボルト４が構造部材３に
取りつけられるとき、接続用雄ねじ４ｂがねじ孔３ａと
噛みあわされる長さＬ₃ は、Ｌ₂₂−Ｌ₁ かそれより少し
短い。この長さＬ₃ は、トラス構造が組みあがった後に
材料強度の大きい節点部材２から所望する軸力が構造部
材３に伝達されるに十分な接続強度を確保することがで
きるように選定される。なお、図１の状態において、接
合用雄ねじ４ａの先端からスリーブ体５の一方端５ａま
での距離Ｌ₄ は、接合用雄ねじ４ａの必要ねじ込み長さ
Ｌ₁ の二倍となるようにしておく。そのようにしておく
と、接合用雄ねじ４ａが節点部材２のねじ孔２ａに所望
量送り込まれた時点で、スリーブ体５の一方端５ａが節
点部材２の接合面２ｐに当接し、また、スリーブ体５の
他方端５ｂを構造部材３の端面３ｐに当接させることが
できるからである。

【００１５】以上のような構成によれば、次のようにし
て、例えば１５０ｍｍ角の中実断面の構造部材３を、７
５ｍｍ径の高力ボルト４を介して、節点部材２に接合す
ることができる。まず、トラス構築現場の地上などにお
いて、接合ボルト４，４を構造部材３の両端部に取りつ
ける。このとき、接合ボルト４のボス部４Ａを手で構造
部材３に向かって左回転させ、接続用雄ねじ４ｂを長さ
Ｌ₃ だけ構造部材３のねじ孔３ａに噛みあわせる。そし
て、スリーブ体５をボス部４Ａの外面４ｍに係合させ、
脱落防止用のピン７ａを立てる。なお、ピン７ａを工場
ですでに取りつけている場合には、スリーブ体５をボス
部４Ａに嵌めあわせた後に、接合ボルト４を構造部材３
に取りつけるようにすればよい。構造部材３の両端に接
合装置１を装着したものが、トラス構築中の節点部材２
の位置までクレーンなどで移動され、図３の（Ａ）に示
すように、節点部材２のねじ孔２ａに接合ボルト４の接
合用雄ねじ４ａの先端を臨ませる。そして、図３の
（Ｂ）に示すスリーブ体５の回転力作用部６を形成する
六角面にレンチなどをかませて、接合ボルト４を節点部
材２に向かって矢印のように右回転させる。六角孔５ｎ
を介した回転により接合ボルト４が回転し、接合用雄ね
じ４ａは節点部材２のねじ孔２ａ内に送り込まれると同
時に、接合用雄ねじ４ａと同一ピッチの接続用雄ねじ４
ｂも構造部材３のねじ孔３ａ内に送り込まれる。この
間、接合ボルト４はスリーブ体５の六角孔５ｎ内で軸方
向に摺動変位する。すなわち、この右方向の回転は、図
からも分かるように、構造部材３に対する接続用雄ねじ
４ｂの回転が左方向回転となるからである。接合用雄ね
じ４ａの送り込み量と接続用雄ねじ４ｂの送り込み量と
は同じであり、図３の（Ｃ）のように、接合用雄ねじ４
ａが節点部材２のねじ孔２ａに噛みあうに必要なねじ込
み長さＬ₁ となると、接続用雄ねじ４ｂはＬ₃ ＋Ｌ₁ の
長さが噛みあわされたことになる。

【００１６】スリーブ体５の長さＬ_s は、接合ボルト４
の全長Ｌから接合用雄ねじ４ａの全長Ｌ₁₁と接続用雄ね
じ４ｂの全長Ｌ₂₂とを差し引いた寸法よりも少し長く選
定されているので、上記したねじ込み長さＬ₁ 以上に接
合ボルト４を送り込んだ時点で、スリーブ体５の一方端
５ａが節点部材２の平坦な接合面２ｐに当接すると同時
に、他方端５ｂが構造部材３の端面３ｐに当接する。な
お、図１に示したように、Ｌ₂₂−Ｌ₃ がＬ₁ より少し長
いので、スリーブ体５が構造部材３の端面３ｐに当たる
前に、接続用雄ねじ４ｂがつかえて動かなくなるという
ことはない。このことから分かるように、ボス部４Ａの
長さは図示したごとのスリーブ体５の長さに近いもので
ある必要はなく、当初に接合ボルト４を構造部材３に装
着した時点でボス部４Ａの外面４ｍにスリーブ体５を係
合させることができれば、図１中に二点鎖線で示したよ
うに短いものであってもよい。図３の（Ｃ）の状態にお
いて、スリーブ体５に大きいトルクを作用させて増し締
めすると、構造部材３は接合ボルト４を介して強固に節
点部材２に接合され、図４の矢印のように、組立作業を
一つの方向へ順次進めることができる。ちなみに、この
ようにして一列に接続されたものを母体にして、後述す
るが、その各節点部材に他の形式の接合装置を用いて鋼
管などの構造部材を図５に示すごとく多数接合すれば、
所望する形状のトラスを構築することができる。なお、
図３の（Ａ）から（Ｃ）までの動きで分かるように、接
合ボルト４を固定して眺めると、構造部材３は前進する
とともに節点部材２が後退するように移動し、両者間の
距離がスリーブ体５の長さＬ_s となる。実際には、節点
部材２の位置が定まっていることが多く、スリーブ体５
の回転につれて構造部材３が移動することになる。しか
し、構造部材３はクレーンなどで吊り下げられた状態に
あり、その動きは何ら阻害されることがない。

【００１７】以上の説明においては、構造部材３は断面
中実の矩形であって、その上下辺が水平となっているが
（図２参照）、その対角線が上下となるように設置して
もよい。また、中実材に代えて厚肉管を構造部材とする
場合にも、上記した接合装置を適用することができる。
もちろん、断面が円形であっても差し支えなく、いずれ
にしても、断面寸法が例えば６０ｍｍから１８０ｍｍ程
度の範囲の構造部材に使用でき、その際に、接続用雄ね
じ４ｂのねじ径を断面寸法の１／２程度まで与えること
ができる。その結果、中実断面などの構造部材は非常に
大きな断面耐力を備えるが、それに対応したコンパクト
な接合装置が実現される。それゆえに、大きな力が作用
する部分に薄肉鋼管を適用すると外径を大きくせざるを
得なくなるが、耐力が大きいにもかかわらず小さな断面
の構造部材の採用が可能となる。すなわち、従前におい
て中実材などを採用しようとすると、高力ボルトを溶接
しておかなければならなかったが、構造部材の端部にね
じ孔加工を施しておくだけでよく、構造部材の製造が簡
便で輸送も容易なものとなる。それのみならず、節点部
材との接合作業においては長尺な構造部材自体を回転さ
せる必要がなくなり、接合作業の簡便化も図られ、所望
するトルクを接合部位に作用させることが極めて容易と
なる。ちなみに、接合装置においては、それに使用され
る接合ボルトに形成するボス部の形状も前述した六角断
面に限られることはなく、トルク伝達の可能な多角形を
採用することができる。その場合、スリーブ体の中に形
成される係合孔も、その形に見あったものにしておけば
よい。また、接合ボルト４の接合用雄ねじ４ａと接続用
雄ねじ４ｂとは同一ピッチの逆ねじであれば、その径は
同じある必要がない。したがって、節点部材２の大きさ
や中実材もしくは厚肉管の断面寸法を勘案して、所望す
るねじ径を選択することができる。

【００１８】図６は、上記した接合装置１でもって中実
材もしくは厚肉管の構造部材３，３を、塔状構造物の柱
に使用した場合の例である。図中の太い部材が中実断面
もしくは厚肉管構造部材３であり、中太もしくは細く示
した部材が中空材もしくは薄肉鋼管などを用いた構造部
材３０である。その中空断面などの構造部材３０は、ト
ラス構造のなかでも大きい力の作用しないところに採用
されるが、一般的には構造部材３よりも細いパイプとな
っている。しかも、中実断面などの構造部材３を配置し
た後は、その構造部材３の長さに規定されて、両端に位
置する節点部材２，２間の芯間距離が定まっていること
が多い。ところが、構造部材３０のための接合装置１０
の接合ボルトがスリーブ体から突出していて、構造部材
３０をその節点部材２，２間に嵌め込むことができなく
なる。そこで、その構造部材３０には、従来技術のとこ
ろで述べたが、特開昭６３−５１５３９号公報に記載さ
れたように、接合ボルトを構造部材側へ押し込みスリー
ブ体内に完全に退避させることができる接合装置を使用
したり、実開平２−１８００３号公報や実開平２−１２
５１０２号公報において提案されている接合装置を採用
するとよい。

【００１９】前者は、図７に示すような構造であり、ス
リーブ体５０内に位置する接合ボルト４０の背部、すな
わち、ボス部４０Ａと構造部材３０側の端面３０ｐとの
間にスプリング１１を介在させている。そして、そのス
プリング１１の弾力を利用して接合ボルト４０を構造部
材３０側へ押し込み、スリーブ体５０内に完全に退避さ
せることができるような接合装置１０となっている。し
たがって、図８のように接合ボルト４０の先端を接合面
２ｐに接触させればスプリング１１が縮んで接合ボルト
４０が後退し、その接合ボルト４０が節点部材２のねじ
孔２ａに一致したように臨むと、接合用雄ねじ４０ａが
スプリング１１の弾発力で復元する。その先端はねじ孔
２ａに呼び込まれ、以後スリーブ体５０を回転させる
と、接合ボルト４０が前進して強固な接合が達成される
（図７参照）。上記した後者のうち実開平２−１８００
３号公報の場合には、図９に示すような構造の接合装置
１００であり、接合ボルト４００にスリーブ体５００の
回転によって正逆の送りを可能にするねじ１２が形成さ
れている。構造部材３００を節点部材へ運ぶ前にスリー
ブ体５００を逆回転させて接合ボルト４００を後退させ
ておき、その接合ボルト４００を節点部材のねじ孔に臨
ませた後にスリーブ体５００を正回転させると、接合ボ
ルト４０が前進して強固な接合が達成される。実開平２
−１２５１０２号公報の接合装置の構造についての紹介
を省くが、いずれのタイプの接合装置においても、その
詳しい説明は、それぞれの公報を参照されたい。これら
は、二つの節点部材の芯間距離が定まった後に構造部材
を配置することができるようにしているので、図１に示
したごとくの接合装置１を用いて中実材もしくは厚肉鋼
管を接続することによって生ずる問題を解消することが
できる。このようにすれば、図５や図６に示すようなト
ラス構造物全体の組立てが可能となる。

【００２０】図１０は、トラス構造物の支持点１３，１
３が対向する二辺にのみに存在する場合の例であり、図
１１は、支持点１４，１４が四隅のみにある場合の平面
図である。ちなみに、図１２および図１３は図１０の正
面矢視および側面矢視を示している。図中の二本線で示
した箇所が中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材３で
あり、一本線で示したところが中空材もしくは薄肉管を
用いた構造部材３０もしくは３００である。これらの場
合は、いずれも二本線で示す構造部材３に作用する応力
が、他の箇所の構造部材３０，３００に比べ極端に大き
くなる。したがって、構造部材３の径をデザイン的にあ
まり大きくすることが好ましくない場合、すなわち、そ
のような場合が一般的であるが、本発明に係る接合装置
と中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材が使用され
る。大きい力が作用する箇所の接合部は太い接合ボルト
が必要となるが、それを使用した接合装置で中空材もし
くは薄肉管を接合しようとすると、その構造部材の径は
ますます大きいものにならざるを得なくなる。そして、
図５に示したように多数の構造部材を一つの節点部材に
放射状に接合する場合には、接合装置が干渉して取りつ
けられなくなる事態が生じる。しかし、中実材もしくは
厚肉管を用いた構造部材とすれば接合装置もコンパクト
化され、そのようなことを回避することができる。以上
の説明から、構造部材の径は接合ボルトのねじ部の径の
二倍程度であればよいので、非常にコンパクトな断面す
なわち中実材のようなものでも、十分大きな耐力を有す
る接合ボルトを介して組み込むことができるようになる
のが理解される。そのような中実材もしくは厚肉鋼管の
構造部材やそのための接合装置は、非常に大きな力が作
用する例えば塔状構造物の柱などに適用することが好適
であるが、中空材もしくは薄肉管を用いた構造部材と混
在して使用しても、トラス構造物に採用される構造部材
の太さの不揃いが軽減され、その見栄えもよいものとな
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る接合装置の拡大断面図。

【図２】 構造部材を節点部材に接合した状態の全体
図。

【図３】 （Ａ）は接合ボルトが節点部材に噛みあわさ
れる直前の状態にあるときの動作説明図、（Ｂ）はスリ
ーブ体を回転させて接合ボルトを途中まで噛みあわせた
ときの動作図、（Ｃ）は接合装置によって構造部材を節
点部材に完全に接合した後の接合状態図。

【図４】 中実断面の棒材もしくは厚肉鋼管を用いた構
造部材を、一方向へ延びるように接続した場合の接合状
態図。

【図５】 一つの節点部材に中実材などの構造部材と薄
肉管などの構造部材とを放射状に接合したときの節点部
材近傍における拡大図。

【図６】 塔状構造物の柱に中実材などの構造部材を適
用した場合のトラス構造の部分図。

【図７】 スプリングの伸縮で接合ボルトが進退可能と
なっている接合装置の構成断面図。

【図８】 接合ボルトがスリーブ体内に退避した状態の
構成説明図。

【図９】 接合ボルトに形成したねじによって接合ボル
トの進退動作を可能にした接合装置の構成断面図。

【図１０】 支持点が両側に設けられている場合のトラ
ス構造物であって、中実材もしくは厚肉管などを用いた
構造部材の取付箇所を説明する平面図。

【図１１】 支持点が四隅とした場合のトラス構造物で
あって、中実材もしくは厚肉管などを用いた構造部材の
取付箇所を説明する平面図。

【図１２】 図１０のＡ−Ａ線矢視図。

【図１３】 図１０のＢ−Ｂ線矢視図。

【符号の説明】

１，１０，１００…接合装置、２…節点部材、２ａ…ね
じ孔、２ｐ…接合面、３，３０，３００…構造部材、３
ａ…ねじ孔、３ｐ…端面、４…接合ボルト、４Ａ…ボス
部、４ｍ…外面、４ａ…接合用雄ねじ、４ｂ…接続用雄
ねじ、５…スリーブ体、５ａ…一方端、５ｂ…他方端、
７…脱落防止部材、１１…スプリング、１２…ねじ、Ｌ
…接合ボルトの全長、Ｌ₁ …接合用雄ねじが節点部材の
ねじ孔との噛みあいに必要なねじ込み長さ、Ｌ₂ …接続
用雄ねじが構造部材の端部に設けたねじ孔との噛みあい
に必要なねじ込み長さ、Ｌ₁₁…接合用雄ねじの全長、Ｌ
₂₂…接続用雄ねじの全長、Ｌ₃ （≒Ｌ₂₂−Ｌ₁ ）…当初
に接続用雄ねじがねじ孔に噛みあわされる長さ、Ｌ_s …
スリーブ体の全長。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各構造部材の端部と節点部材とを接続す
   る接合ボルトを、該接合ボルトに形成したねじ部の径よ
   り大きい断面を有するボス部の外面に係合して回転を伝
   達するとともに該ボス部の軸方向摺動を可能にしたスリ
   ーブ体の回転でもって、前記節点部材に形成したねじ孔
   に送りこむことができるようになっている構造部材の接
   合装置において、 前記接合ボルトのボス部の一方側には前記節点部材のね
   じ孔に噛みあう接合用雄ねじが形成されるとともに、他
   方側には前記構造部材の端部に設けたねじ孔に噛みあい
   上記接合用雄ねじと同一ピッチの逆方向螺旋とした接続
   用雄ねじが形成され、 上記接合用雄ねじには、前記節点部材のねじ孔との噛み
   あいに必要なねじ込み長さ（Ｌ₁ ）が確保される一方、
   前記接続用雄ねじには、前記構造部材の端部に設けたね
   じ孔との噛みあいに必要なねじ込み長さ（Ｌ₂ ）が確保
   され、 前記スリーブ体は、前記接合ボルトの全長（Ｌ）から前
   記接合用雄ねじの全長（Ｌ₁₁）と接続用雄ねじの全長
   （Ｌ₂₂）とを差し引いた寸法よりも長く設定されている
   ことを特徴とする中実材もしくは厚肉管を用いた構造部
   材のための接合装置。
2. 【請求項２】 前記接続用雄ねじの径は、前記構造部材
   の断面寸法の約１／２であることを特徴とする請求項１
   に記載された中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材の
   ための接合装置。
3. 【請求項３】 前記ボス部の前記接合用雄ねじ寄りの部
   位には、該ボス部の外面に係合させたスリーブ体の脱落
   を阻止するとともに、前記構造部材と節点部材とを接合
   するために接合ボルトを回転させた際に破断しもしくは
   簡単に外すことができる脱落防止部材が取りつけられて
   いることを特徴とする請求項１に記載された中実材もし
   くは厚肉管を用いた構造部材のための接合装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された中実材もしくは厚
   肉管を用いた構造部材のための接合装置において、 前記接続用雄ねじを、その全長（Ｌ₂₂）から前記接合用
   雄ねじのねじ込み長さ（Ｌ₁ ）を差し引いた長さにほぼ
   等しい長さ（Ｌ_s ）分だけ前記構造部材の端部に形成し
   たねじ孔に予め噛みあわせ、 前記スリーブ体の回転によって接合ボルトを回転させな
   がら摺動変位させ、上記接合用雄ねじを前記節点部材の
   ねじ孔に送り込むとともに、上記接続用雄ねじを前記構
   造部材の端部に設けたねじ孔に送り込み、 上記スリーブ体の一方端が前記節点部材の接合面に当接
   し、かつ、他方端が前記構造部材の端面に当接した時点
   で、増し締めするようにしたことを特徴とする中実材も
   しくは厚肉管を用いた構造部材の接合方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載された接合装置を用いて
   中実材もしくは厚肉管を用いた構造部材を順次節点部材
   に接合し、該節点部材の芯間距離が定まった以後は、そ
   の節点部材間に、接合ボルトが構造部材側へ後退してス
   リーブ体内に退避できるとともに、その後に接合ボルト
   をスリーブ体から進出させることができる接合装置でも
   って、中空材もしくは薄肉管を用いた構造部材を順次接
   合するようにしたことを特徴とする大スパン構造物もし
   くは塔状構造物等におけるトラス構築方法。