ナット締付装置及びナット締付方法
【課題】複数のナットを小さなトルクで同時に締め付けることを可能にするナット締付装置及びナット締付方法を提供する。
【解決手段】トルク導入装置５とトルク伝達機構６とを備えて構成されている。トルク導入装置５は、ウォーム７ｂを設けて形成した第１回転部材７と、ウォーム７ｂに噛合するウォームホイール８ｂとウォーム８ｃ、８ｄを設けて形成した第２回転部材８と、ウォーム８ｃに噛合するウォームホイール９ｂと第１スプロケット９ｃを設けて形成した第３回転部材９と、ウォーム８ｄに噛合するウォームホイール１０ｂと第２スプロケット１０ｃを設けて形成した第４回転部材１０とを備えている。トルク伝達機構６は、複数のナット３に取り付けた複数のナット締付用スプロケット１５と、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けて配設される無端状の伝動部材１６とを備えている。
【解決手段】トルク導入装置５とトルク伝達機構６とを備えて構成されている。トルク導入装置５は、ウォーム７ｂを設けて形成した第１回転部材７と、ウォーム７ｂに噛合するウォームホイール８ｂとウォーム８ｃ、８ｄを設けて形成した第２回転部材８と、ウォーム８ｃに噛合するウォームホイール９ｂと第１スプロケット９ｃを設けて形成した第３回転部材９と、ウォーム８ｄに噛合するウォームホイール１０ｂと第２スプロケット１０ｃを設けて形成した第４回転部材１０とを備えている。トルク伝達機構６は、複数のナット３に取り付けた複数のナット締付用スプロケット１５と、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けて配設される無端状の伝動部材１６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＣ鋼材の緊張作業時など、複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置及びナット締付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばコンクリート構造物やコンクリート部材などのコンクリート構造体の内部に挿通（あるいは埋設）したＰＣ鋼材を緊張させ、コンクリート構造体に予めプレストレスを導入することにより、コンクリートのひび割れなどに対する構造性能を高めることが行われている。また、ＰＣ鋼材を緊張させる際には、油圧ジャッキが多用され、カプラーを介して延長用ＰＣ鋼材を接続した後に油圧ジャッキをセットし、導入緊張力と伸び量を管理しながらＰＣ鋼材を緊張、定着するようにしている。
【０００３】
しかしながら、油圧ジャッキを用いた緊張作業では、セットロスを考慮（仮定）して緊張作業時の緊張力を決めるため、実際の緊張力は仮定の緊張力に過ぎない。また、通常、複数本のＰＣ鋼材が配設されている場合が多く、このような場合には、重量が大きい油圧ジャッキの運搬、設置、撤去に多大な労力を要する。さらに、複数本のＰＣ鋼材の緊張作業では、順次各ＰＣ鋼材を緊張してゆくと、既に定着完了したＰＣ鋼材の緊張力が隣接するＰＣ鋼材に緊張力を導入することによって減少する場合がある。このため、品質保証の観点から緊張管理が最も重要であるが、油圧ジャッキを用いた緊張作業は、緊張力をジャッキ圧力などで管理するため、工事の専門性が高く、緊張力の管理も容易でない。
【０００４】
これに対し、コンクリート構造体の端面に、ＰＣ鋼材の端部側を挿通孔に挿通させた状態で定着板（支圧板）を設け、ＰＣ鋼材の端部側にナット（定着ナット）を螺合し、このナットを回転させて（ねじ込んで）、ＰＣ鋼材を緊張させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。そして、このプレストレス導入方法においては、油圧ジャッキのような大掛かりな装置を用いることなくＰＣ鋼材を緊張することが可能であり、また、ナットの締付トルクを計測しながら緊張することで、このトルクを基に容易に緊張管理を行うことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のトルクによるプレストレス導入方法は、ＰＣ鋼材の端部側に取り付けたナットをねじ込むことによりＰＣ鋼材を緊張するため、極めて大きなトルクが必要になり、実用的でない。
【０００７】
また、品質保証や作業効率などの観点から、複数のナットを同時に締め付けて、複数のＰＣ鋼材を同時に且つ所望の緊張力で均等に緊張させる手法が強く望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、複数のナットを小さなトルクで同時に締め付けることを可能にするナット締付装置及びナット締付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１０】
本発明のナット締付装置は、複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置であって、トルク導入装置とトルク伝達機構とを備えて構成されており、前記トルク導入装置は、軸部にウォームを設けて形成され、一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第１回転部材と、軸部にウォームホイールとウォームを設けて形成され、前記第１回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に直交する他方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第２回転部材と、軸部にウォームホイールと第１スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第３回転部材と、軸部にウォームホイールと第２スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第４回転部材とを備え、前記トルク伝達機構は、前記複数のナットのそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けた複数のナット締付用スプロケットと、前記第１スプロケットと前記第２スプロケットと前記複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けて配設される無端状の伝動部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、トルク導入装置の第１回転部材を一方向に延びる軸線回りに回転させると、第１回転部材のウォームにウォームホイールが噛合する第２回転部材が他方向に延びる軸線回りに回転する。そして、第２回転部材のウォームにウォームホイールが噛合する第３回転部材と第４回転部材がそれぞれ一方向に延びる軸線回りに回転し、これら第３回転部材と第４回転部材に具備された第１スプロケットと第２スプロケットがそれぞれ一方向に延びる軸線回りに回転する。さらに、第１スプロケットと第２スプロケットと複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けられたトルク伝達機構の伝動部材が第１スプロケットと第２スプロケットの回転とともに回動し、この伝動部材の回動によって複数のナット締付用スプロケットが軸線回りに回転する。
【００１２】
そして、このようにトルク導入装置の第１回転部材を回転させて伝動部材を回動させるとともに、伝動部材が幾何的に変形しながらトルク導入装置が入力トルクと釣合い（自己釣合い）が取れる位置に自動的に配置される。このため、第１回転部材の回転量（第１回転部材に導入した入力トルク）に応じてトルク伝達機構の複数のナット締付用スプロケットが同時に且つ同じ回転量で均等に回転する。これにより、第１回転部材を回転させることによって、複数のナット締付用スプロケットをそれぞれ取り付けた複数のナットをそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。
【００１３】
さらに、このとき、第１回転部材のウォームと第２回転部材のウォームホイールとのギア比を１：ｍ、第２回転部材のウォームと第３回転部材及び第４回転部材のウォールホイールとのギア比を１：ｎにすると、理論上は最終的に１：ｍ×ｎのギア比になるため、各ナットを所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材の入力トルクを小さくすることが可能になる。すなわち、第１回転部材への入力トルクを低トルクにしても大きなトルクがナットに出力されるため、第１回転部材の入力トルクを小さくして各ナットを所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００１４】
また、本発明のナット締付装置において、前記第１回転部材は、軸部の一端部側に回転工具を取り付けるための工具取付部を備えて形成されていることが望ましい。
【００１５】
この発明においては、第１回転部材の軸部の一端部側に工具取付部が設けられていることで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどの回転工具を取り付けて容易に第１回転部材を回転させ、複数のナットを締め付けることが可能になる。また、トルク値の計測が可能な回転工具を用い、第１回転部材を所定の入力トルクになるまで回転させることで、容易に且つ確実に各ナットを必要トルクで締め付けることが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明のナット締付装置において、前記複数のナット締付用スプロケットは、前記ナットに対して空回りさせるための空回り機構を備えて形成されていることがより望ましい。
【００１７】
この発明においては、例えばラチェット機構などの空回り機構によってナット締付用スプロケットをナットに対して空回りさせることができる。これにより、複数のナット締付用スプロケットのうち、選択的に一部のナット締付用スプロケットを空回り機構で空回りさせることで、残りの締付用スプロケットを取り付けたナットのみを選択的に締め付けることも可能になる。
【００１８】
また、第１回転部材を回転させて複数のナットを所定の締付力で締め付けた後に、１つのナット締付用スプロケットを除く他のナット締付用スプロケットを空回り機構で空回りさせるようにし、この状態で再度第１回転部材を回転させることにより、１つのナット締付用スプロケットを取り付けたナットのトルクを計測することが可能になる。これにより、１つのナットのトルクを確認して、容易に全てのナットが所定のトルクで締め付けられていることを確認することも可能になる。
【００１９】
本発明のナット締付方法は、上記のいずれかのナット締付装置を用いて前記複数のナットを締め付けるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、上記のいずれかのナット締付装置による作用効果を奏功してナットを締め付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のナット締付装置及びナット締付方法によれば、トルク導入装置の第１回転部材を回転させることによって、トルク伝達機構の複数のナット締付用スプロケットを取り付けた複数のナットをそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。さらに、各ナットを所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材の入力トルクを小さくして各ナットを所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００２２】
これにより、例えば複数のＰＣ鋼材の緊張作業時に本発明のナット締付装置を用いることで、複数のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けたナットを同時に且つ均等に締め付けることが可能になる。また、第１回転部材を小さなトルクで回転させて、複数のナットを必要トルクで締め付けることができ、複数のＰＣ鋼材に、同時に且つ均等に所定の緊張力を導入することが可能になる。よって、従来の極めて大きなトルクを必要とする場合と比較し、トルクによる緊張管理及び緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。
【００２３】
また、油圧ジャッキなどと比較し、トルク導入装置を大幅に軽量化することが可能であるため、取扱いが容易となり、この点からも緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。さらに、複数のナットを締め付けて複数のＰＣ鋼材を緊張させるため、従来と比較し、緊張管理の効率化及び品質の向上を図ることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るナット締付装置を示す図であり、このナット締付装置を２本のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けた２つのナットの締付作業に用いた状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るナット締付装置を示す図であり、このナット締付装置を４本のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けた４つのナットの締付作業に用いた状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るナット締付装置のトルク導入装置を示す図である。
【図４】図３のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図５】図３のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図６】図３のＸ３−Ｘ３線矢視図である。
【図７】１本のＰＣ鋼材に緊張力を導入するように構成したプレストレス導入装置を示す図である。
【図８】図７のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係るナット締付装置及びナット締付方法について説明する。本実施形態は、コンクリート構造物やコンクリート部材などのコンクリート構造体の内部に挿入（あるいは埋設）して配設されたＰＣ鋼材を緊張して、コンクリート構造体にプレストレスを導入する際に用いるナット締付装置及びナット締付方法に関するものである。
【００２６】
はじめに、本実施形態において、コンクリート構造体１の内部には間隔をあけて複数のＰＣ鋼材２が挿入して配設されている。また、各ＰＣ鋼材２は、コンクリート構造体１の両端面１ａ側にそれぞれ配設した定着板（不図示）の挿通孔に両端部側を挿通し、この定着板を挿通した端部側にナット（定着ナット）３を螺合して、コンクリート構造体１の端面１ａに係止されている（図１及び図２参照）。
【００２７】
そして、図１及び図２に示すように、本実施形態のナット締付装置Ａは、トルク導入装置５とトルク伝達機構６とを備えて構成され、複数のＰＣ鋼材２（図１では２本のＰＣ鋼材、図２では４本のＰＣ鋼材）を各ＰＣ鋼材２の一端部側に螺合して取り付けたナット３を締め付けて緊張させるために用いられる。
【００２８】
トルク導入装置５は、図３から図６に示すように、第１回転部材７と、第２回転部材８と、第３回転部材９と、第４回転部材１０と、これら第１から第４回転部材７〜１０を軸支する枠体１１とを備えて構成されている。
【００２９】
第１回転部材７は、軸部７ａにウォーム（ねじ歯）７ｂを設けて形成され、軸線Ｏ１方向を一方向Ｔ１に向け、軸部７ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ１回りに回転自在に設けられている。また、第１回転部材７は、軸部７ａの一端部側に工具取付部７ｃを備えて形成されており、本実施形態では、この工具取付部７ｃが軸部７ａの一端部から軸線Ｏ１方向他端部側に向けて凹む断面六角状の六角穴として形成されている。
【００３０】
第２回転部材８は、軸部８ａにウォームホイール（はす歯車）８ｂとウォーム（ねじ歯）８ｃ、８ｄを設けて形成され、軸線Ｏ２方向を一方向Ｔ１に直交する他方向Ｔ２に向け、軸部８ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、他方向Ｔ２に延びる軸線Ｏ２回りに回転自在に設けられている。また、本実施形態の第２回転部材８は、軸部８ａの軸線Ｏ２方向略中央にウォームホイール８ｂを配設し、２つのウォーム８ｃ、８ｄをウォームホイール８ｂを挟んで両端部側にそれぞれ配設して形成されている。そして、第２回転部材８は、そのウォームホイール８ｂを第１回転部材７のウォーム８ｂに噛合させて設けられている。
【００３１】
第３回転部材９は、軸部９ａにウォームホイール（はす歯車）９ｂと第１スプロケット９ｃを設けて形成され、軸線Ｏ３方向を一方向Ｔ１に向け、軸部９ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ３回りに回転自在に設けられている。また、第３回転部材９は、そのウォームホイール９ｂを第２回転部材８の一方のウォーム８ｃに噛合させて設けられている。
【００３２】
第４回転部材１０は、軸部１０ａにウォームホイール（はす歯車）１０ｂと第２スプロケット１０ｃを設けて形成され、軸線Ｏ４方向を一方向Ｔ１に向け、軸部１０ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ４回りに回転自在に設けられている。また、第４回転部材１０は、そのウォームホイール１０ｂを第２回転部材８の他方のウォーム８ｄに噛合させて設けられている。
【００３３】
一方、トルク伝達機構６は、図１及び図２に示すように、複数のナット締付用スプロケット１５と伝動部材１６とを備えて構成されている。
【００３４】
複数のナット締付用スプロケット１５はそれぞれ、複数のＰＣ鋼材２に螺合した複数のナット３のそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けられている。また、各ナット締付用スプロケット１５は、ソケット付きスプロケットであり、ソケットを嵌合させてナット３に取り付けられている。さらに、このナット締付用スプロケット１５は、例えば従来周知のラチェット機構などの空回り機構１５ａを備え、この空回り機構１５ａによってソケットに対しスプロケット本体が空回り／共回りを自在に切替えることができるように形成されている。このため、空回り機構１５ａをオンにした場合には、ナット３に対してナット締付用スプロケット１５（スプロケット本体）が空回りし、空回り機構１５ａをオフにした場合には、ナット３とナット締付用スプロケット１５が互いの回転量が同じになるように共回りする。
【００３５】
伝動部材１６は、無端状の伝動チェーンであり、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けて配設される。また、伝動部材１６は、このように各スプロケット９ｃ、１０ｃ、１５に巻き掛けた状態である程度緩みが発生する長さで形成されている。
【００３６】
そして、このように構成した本実施形態のナット締付装置Ａを用いて複数のナット３を締め付け、複数のＰＣ鋼材２を緊張させる際には、各ナット３にナット締付用スプロケット１５を取り付けるとともに、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に伝動部材１６を巻き掛けて、トルク導入装置５とトルク伝達機構６をそれぞれ設置する。このとき、特にトルク導入装置５が枠体１１に第１から第４回転部材７〜１０を軸支して構成され、従来の緊張作業に用いる油圧ジャッキなどと比較すると大幅に軽量化されている。このため、その取扱いが容易であり、設置作業が人の手で簡易に行える。
【００３７】
ついで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどのトルク値を計測可能な回転工具をトルク導入装置５の第１回転部材７の工具取付部７ｃに取り付け、この回転工具によって第１回転部材７を一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ１回りに回転させる。このように第１回転部材７が回転すると、第１回転部材７のウォーム７ｂにウォームホイール８ｂが噛合する第２回転部材８が他方向Ｔ２に延びる軸線Ｏ２回りに回転する。そして、第２回転部材８のウォーム８ｃ、８ｄにウォームホイール９ｂ、１０ｂが噛合する第３回転部材９と第４回転部材１０がそれぞれ一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ３、Ｏ４回りに回転し、これら第３回転部材９と第４回転部材１０の第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃがそれぞれ一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ１回りに回転する。さらに、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けられたトルク伝達機構６の伝動部材１６が第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃの回転とともに回動し、この伝動部材１６の回動によって複数のナット締付用スプロケット１５が軸線回りに回転する。
【００３８】
このようにトルク導入装置５の第１回転部材７を回転させて伝動部材１６を回動させると、図１及び図２に示すように伝動部材１６が幾何的に変形し、トルク導入装置５が入力トルクと釣合い（自己釣合い）が取れる位置に自動的に配置される。
【００３９】
このため、第１回転部材７の回転量（第１回転部材７に導入した入力トルク）に応じてトルク伝達機構６の複数のナット締付用スプロケット１５が同時に且つ同じ回転量で均等に回転する。これにより、第１回転部材７を回転させることによって、複数のナット締付用スプロケット１５をそれぞれ取り付けた複数のナット３もそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転して締め付けられてゆく。
【００４０】
さらに、このとき、第１回転部材７のウォーム７ｂと第２回転部材８のウォームホイール８ｂとのギア比を１：ｍ、第２回転部材８のウォーム８ｃ、８ｃと第３回転部材９及び第４回転部材１０のウォールホイール９ｂ、１０ｂとのギア比を１：ｎにすると、理論上は最終的に１：ｍ×ｎのギア比になる。このため、各ナット３を所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材７の入力トルクが小さくなる。すなわち、第１回転部材７への入力トルクを低トルクにしても大きなトルクがナット３に出力されるため、第１回転部材７の入力トルクを小さくして各ナット３が所定の締付力で締め付けられてゆく。
【００４１】
そして、予めＰＣ鋼材２に導入する必要緊張力と、第１回転部材７に入力する必要入力トルク、あるいは第１回転部材７の必要回転量との関係を求めておき、第１回転部材７を回転させる際のトルクが必要入力トルクになった段階、あるいは第１回転部材７の回転量が必要回転量になった段階で、確実に複数のナット３が均等に締め付けられ、複数のＰＣ鋼材２に必要緊張力が導入されることになる。すなわち、第１回転部材７の入力トルクあるいは回転量を管理することで、容易に緊張管理が行える。また、複数のＰＣ鋼材２に必要緊張力を導入した状態で各ＰＣ鋼材２がナット３によって定着されているため、従来の油圧ジャッキを使用した緊張作業のようにセットロスを考慮する必要がなく、確実に所望の緊張力がＰＣ鋼材２に導入される。
【００４２】
一方、本実施形態のナット締付装置Ａにおいては、トルク伝達機構６のナット締付用スプロケット１５に空回り機構１５ａが具備されている。そして、複数のナット締付用スプロケット１５のうち、一部のナット締付用スプロケット１５の空回り機構１５ａをオンにして空回りさせることで、任意のナット３のみの締め付けが行える。このため、本実施形態のナット締付装置Ａは、上述のように複数のナット３を全て同時に締め付けるように使用することに限定しなくてもよく、複数のナット締付用スプロケット１５の空回り機構１５ａのオン／オフを切替えながら、複数のナット３を順次締め付け、複数のＰＣ鋼材２に順次緊張力を導入するように使用してもよい。
【００４３】
また、複数のナット３を同時に締め付けるようにして使用した場合においても、締め付けが完了した後に、例えば、１つのナット締付用スプロケット１５を除く他のナット締付用スプロケット１５を空回り機構１５ａで空回りさせるようにし、この状態で再度第１回転部材７を回転させることによって１つのナット締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のトルクを計測することができる。このため、空回り機構１５ａを設けることで、１つのナット３が所定の必要トルクで締め付けられているか否かを確認することができ、このような確認作業によって容易に全てのナット３が所定の必要トルクで締め付けられていることを確認することが可能になる。
【００４４】
したがって、本実施形態のナット締付装置Ａ及びナット締付方法によれば、トルク導入装置５の第１回転部材７を回転させることによって、トルク伝達機構６の複数のナット締付用スプロケット１５を取り付けた複数のナット３をそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。さらに、各ナット３を所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材７の入力トルクを小さくして各ナット３を所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００４５】
これにより、例えば複数のＰＣ鋼材２の緊張作業時にナット締付装置Ａを用いることで、複数のＰＣ鋼材２にそれぞれ取り付けたナット３を同時に且つ均等に締め付けることが可能になる。また、第１回転部材７を小さなトルクで回転させて、複数のナット３を必要トルクで締め付けることができ、複数のＰＣ鋼材２に、同時に且つ均等に所定の緊張力を導入することが可能になる。よって、従来の極めて大きなトルクを必要とする場合と比較し、トルクによる緊張管理及び緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。
【００４６】
また、油圧ジャッキなどと比較し、トルク導入装置５を大幅に軽量化することが可能であるため、取扱いが容易となり、この点からも緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。さらに、複数のナット３を締め付けて複数のＰＣ鋼材２を緊張させるため、従来と比較し、緊張管理の効率化及び品質の向上を図ることも可能になる。
【００４７】
また、第１回転部材７の軸部７ａの一端部側に工具取付部７ｃが設けられていることで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどの回転工具を取り付けて容易に第１回転部材７を回転させ、複数のナット３を締め付けることが可能になる。さらに、トルク値の計測が可能な回転工具を用い、第１回転部材７を所定の入力トルクになるまで回転させることで、容易に且つ確実に各ナット３を必要トルクで締め付けることが可能になる。
【００４８】
さらに、ナット締付用スプロケット１５をラチェット機構などの空回り機構１５ａを備えて形成することによってナット締付用スプロケット１５をナット３に対して空回りさせることができる。これにより、複数のナット締付用スプロケット１５のうち、選択的に一部のナット締付用スプロケット１５を空回り機構１５ａで空回りさせることで、残りの締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のみを選択的に締め付けることも可能になる。
【００４９】
また、空回り機構１５ａを備えることで、第１回転部材７を回転させて複数のナット３を所定の締付力で締め付けた後に、例えば、１つのナット締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のトルクを計測することが可能になる。これにより、１つのナット３のトルクを確認して、容易に全てのナット３が所定のトルクで締め付けられていることを確認することも可能になる。
【００５０】
以上、本発明に係るナット締付装置及びナット締付方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、複数のＰＣ鋼材２のそれぞれの端部側に螺合して取り付けた複数のナット３を締め付けて、複数のＰＣ鋼材２を同時に緊張するために本発明に係るナット締付装置Ａ（及びナット締付方法）を用いるものとして説明を行った。これに対し、例えば図７及び図８に示すように反力シリンダ２０と接続板２１と複数の緊張用鋼棒２２と締付ナット２３と接続用ナット２４とを備えて構成したプレストレス導入装置２５を用いて１本のＰＣ鋼材２を緊張する際に、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法を使用するようにしてもよい。
【００５１】
具体的に、このプレストレス導入装置２５は、コンクリート構造体１の端面１ａから外側に延出するＰＣ鋼材２の一端部側にカップラー２６と延長用ＰＣ鋼材２７を介して繋がる接続板２１と、一端側を接続板２１に繋げ、接続板２１を挟んでコンクリート構造体１の端面１ａと反対側に延びるように配設される複数の緊張用鋼棒２２と、緊張用鋼棒２２の他端側が挿通する反力板２０ａ及びこの反力板２０ａを支持する支持部材２０ｂからなる反力シリンダ２０と、反力板２０ａを挿通した複数の緊張用鋼棒２２の他端側にそれぞれ螺合して配設される複数の締付ナット２３とを備えて構成されている。そして、コンクリート構造体１の端面１ａに反力シリンダ２０を支持させてプレストレス導入装置２５を設置した状態で複数の締付ナット２３を螺入するように回転させると、複数の緊張用鋼棒２２が緊張し、これら緊張用鋼棒２２に生じた緊張力が接続板２１を介してＰＣ鋼材２に伝達され、このＰＣ鋼材２を複数の締付ナット２３の回転とともに緊張させることができる。
【００５２】
そして、このようにプレストレス導入装置２５で１本のＰＣ鋼材２を緊張する際に、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法を適用することで、複数の締付ナット２３をそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることができ、複数の緊張用鋼棒２２を均等に緊張してＰＣ鋼材２に緊張力を導入することが可能になる。これにより、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能になる。
【００５３】
さらに、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法は、複数のナットを締め付けるために使用されればよく、必ずしもＰＣ鋼材への緊張力の導入を目的として使用することに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１ コンクリート構造体
１ａ 端面
２ ＰＣ鋼材
３ ナット（定着ナット）
５ トルク導入装置
６ トルク伝達機構
７ 第１回転部材
７ａ 軸部
７ｂ ウォーム（ねじ歯）
７ｃ 工具取付部
８ 第２回転部材
８ａ 軸部
８ｂ ウォームホイール（はす歯車）
８ｃ ウォーム（ねじ歯）
８ｄ ウォーム（ねじ歯）
９ 第３回転部材
９ａ 軸部
９ｂ ウォームホイール（はす歯車）
９ｃ 第１スプロケット
１０ 第４回転部材
１０ａ 軸部
１０ｂ ウォームホイール（はす歯車）
１０ｃ 第２スプロケット
１１ 枠体
１５ ナット締付用スプロケット
１６ 伝動部材（伝動チェーン）
２０ 反力シリンダ
２１ 接続板
２２ 緊張用鋼棒
２３ 締付ナット（ナット）
２５ プレストレス導入装置
Ａ ナット締付装置
Ｏ１ 第１回転部材の軸線
Ｏ２ 第２回転部材の軸線
Ｏ３ 第３回転部材の軸線
Ｏ４ 第４回転部材の軸線
Ｔ１ 一方向
Ｔ２ 他方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＣ鋼材の緊張作業時など、複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置及びナット締付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばコンクリート構造物やコンクリート部材などのコンクリート構造体の内部に挿通（あるいは埋設）したＰＣ鋼材を緊張させ、コンクリート構造体に予めプレストレスを導入することにより、コンクリートのひび割れなどに対する構造性能を高めることが行われている。また、ＰＣ鋼材を緊張させる際には、油圧ジャッキが多用され、カプラーを介して延長用ＰＣ鋼材を接続した後に油圧ジャッキをセットし、導入緊張力と伸び量を管理しながらＰＣ鋼材を緊張、定着するようにしている。
【０００３】
しかしながら、油圧ジャッキを用いた緊張作業では、セットロスを考慮（仮定）して緊張作業時の緊張力を決めるため、実際の緊張力は仮定の緊張力に過ぎない。また、通常、複数本のＰＣ鋼材が配設されている場合が多く、このような場合には、重量が大きい油圧ジャッキの運搬、設置、撤去に多大な労力を要する。さらに、複数本のＰＣ鋼材の緊張作業では、順次各ＰＣ鋼材を緊張してゆくと、既に定着完了したＰＣ鋼材の緊張力が隣接するＰＣ鋼材に緊張力を導入することによって減少する場合がある。このため、品質保証の観点から緊張管理が最も重要であるが、油圧ジャッキを用いた緊張作業は、緊張力をジャッキ圧力などで管理するため、工事の専門性が高く、緊張力の管理も容易でない。
【０００４】
これに対し、コンクリート構造体の端面に、ＰＣ鋼材の端部側を挿通孔に挿通させた状態で定着板（支圧板）を設け、ＰＣ鋼材の端部側にナット（定着ナット）を螺合し、このナットを回転させて（ねじ込んで）、ＰＣ鋼材を緊張させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。そして、このプレストレス導入方法においては、油圧ジャッキのような大掛かりな装置を用いることなくＰＣ鋼材を緊張することが可能であり、また、ナットの締付トルクを計測しながら緊張することで、このトルクを基に容易に緊張管理を行うことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のトルクによるプレストレス導入方法は、ＰＣ鋼材の端部側に取り付けたナットをねじ込むことによりＰＣ鋼材を緊張するため、極めて大きなトルクが必要になり、実用的でない。
【０００７】
また、品質保証や作業効率などの観点から、複数のナットを同時に締め付けて、複数のＰＣ鋼材を同時に且つ所望の緊張力で均等に緊張させる手法が強く望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、複数のナットを小さなトルクで同時に締め付けることを可能にするナット締付装置及びナット締付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１０】
本発明のナット締付装置は、複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置であって、トルク導入装置とトルク伝達機構とを備えて構成されており、前記トルク導入装置は、軸部にウォームを設けて形成され、一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第１回転部材と、軸部にウォームホイールとウォームを設けて形成され、前記第１回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に直交する他方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第２回転部材と、軸部にウォームホイールと第１スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第３回転部材と、軸部にウォームホイールと第２スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第４回転部材とを備え、前記トルク伝達機構は、前記複数のナットのそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けた複数のナット締付用スプロケットと、前記第１スプロケットと前記第２スプロケットと前記複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けて配設される無端状の伝動部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、トルク導入装置の第１回転部材を一方向に延びる軸線回りに回転させると、第１回転部材のウォームにウォームホイールが噛合する第２回転部材が他方向に延びる軸線回りに回転する。そして、第２回転部材のウォームにウォームホイールが噛合する第３回転部材と第４回転部材がそれぞれ一方向に延びる軸線回りに回転し、これら第３回転部材と第４回転部材に具備された第１スプロケットと第２スプロケットがそれぞれ一方向に延びる軸線回りに回転する。さらに、第１スプロケットと第２スプロケットと複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けられたトルク伝達機構の伝動部材が第１スプロケットと第２スプロケットの回転とともに回動し、この伝動部材の回動によって複数のナット締付用スプロケットが軸線回りに回転する。
【００１２】
そして、このようにトルク導入装置の第１回転部材を回転させて伝動部材を回動させるとともに、伝動部材が幾何的に変形しながらトルク導入装置が入力トルクと釣合い（自己釣合い）が取れる位置に自動的に配置される。このため、第１回転部材の回転量（第１回転部材に導入した入力トルク）に応じてトルク伝達機構の複数のナット締付用スプロケットが同時に且つ同じ回転量で均等に回転する。これにより、第１回転部材を回転させることによって、複数のナット締付用スプロケットをそれぞれ取り付けた複数のナットをそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。
【００１３】
さらに、このとき、第１回転部材のウォームと第２回転部材のウォームホイールとのギア比を１：ｍ、第２回転部材のウォームと第３回転部材及び第４回転部材のウォールホイールとのギア比を１：ｎにすると、理論上は最終的に１：ｍ×ｎのギア比になるため、各ナットを所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材の入力トルクを小さくすることが可能になる。すなわち、第１回転部材への入力トルクを低トルクにしても大きなトルクがナットに出力されるため、第１回転部材の入力トルクを小さくして各ナットを所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００１４】
また、本発明のナット締付装置において、前記第１回転部材は、軸部の一端部側に回転工具を取り付けるための工具取付部を備えて形成されていることが望ましい。
【００１５】
この発明においては、第１回転部材の軸部の一端部側に工具取付部が設けられていることで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどの回転工具を取り付けて容易に第１回転部材を回転させ、複数のナットを締め付けることが可能になる。また、トルク値の計測が可能な回転工具を用い、第１回転部材を所定の入力トルクになるまで回転させることで、容易に且つ確実に各ナットを必要トルクで締め付けることが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明のナット締付装置において、前記複数のナット締付用スプロケットは、前記ナットに対して空回りさせるための空回り機構を備えて形成されていることがより望ましい。
【００１７】
この発明においては、例えばラチェット機構などの空回り機構によってナット締付用スプロケットをナットに対して空回りさせることができる。これにより、複数のナット締付用スプロケットのうち、選択的に一部のナット締付用スプロケットを空回り機構で空回りさせることで、残りの締付用スプロケットを取り付けたナットのみを選択的に締め付けることも可能になる。
【００１８】
また、第１回転部材を回転させて複数のナットを所定の締付力で締め付けた後に、１つのナット締付用スプロケットを除く他のナット締付用スプロケットを空回り機構で空回りさせるようにし、この状態で再度第１回転部材を回転させることにより、１つのナット締付用スプロケットを取り付けたナットのトルクを計測することが可能になる。これにより、１つのナットのトルクを確認して、容易に全てのナットが所定のトルクで締め付けられていることを確認することも可能になる。
【００１９】
本発明のナット締付方法は、上記のいずれかのナット締付装置を用いて前記複数のナットを締め付けるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、上記のいずれかのナット締付装置による作用効果を奏功してナットを締め付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のナット締付装置及びナット締付方法によれば、トルク導入装置の第１回転部材を回転させることによって、トルク伝達機構の複数のナット締付用スプロケットを取り付けた複数のナットをそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。さらに、各ナットを所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材の入力トルクを小さくして各ナットを所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００２２】
これにより、例えば複数のＰＣ鋼材の緊張作業時に本発明のナット締付装置を用いることで、複数のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けたナットを同時に且つ均等に締め付けることが可能になる。また、第１回転部材を小さなトルクで回転させて、複数のナットを必要トルクで締め付けることができ、複数のＰＣ鋼材に、同時に且つ均等に所定の緊張力を導入することが可能になる。よって、従来の極めて大きなトルクを必要とする場合と比較し、トルクによる緊張管理及び緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。
【００２３】
また、油圧ジャッキなどと比較し、トルク導入装置を大幅に軽量化することが可能であるため、取扱いが容易となり、この点からも緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。さらに、複数のナットを締め付けて複数のＰＣ鋼材を緊張させるため、従来と比較し、緊張管理の効率化及び品質の向上を図ることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るナット締付装置を示す図であり、このナット締付装置を２本のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けた２つのナットの締付作業に用いた状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るナット締付装置を示す図であり、このナット締付装置を４本のＰＣ鋼材にそれぞれ取り付けた４つのナットの締付作業に用いた状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るナット締付装置のトルク導入装置を示す図である。
【図４】図３のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図５】図３のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図６】図３のＸ３−Ｘ３線矢視図である。
【図７】１本のＰＣ鋼材に緊張力を導入するように構成したプレストレス導入装置を示す図である。
【図８】図７のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係るナット締付装置及びナット締付方法について説明する。本実施形態は、コンクリート構造物やコンクリート部材などのコンクリート構造体の内部に挿入（あるいは埋設）して配設されたＰＣ鋼材を緊張して、コンクリート構造体にプレストレスを導入する際に用いるナット締付装置及びナット締付方法に関するものである。
【００２６】
はじめに、本実施形態において、コンクリート構造体１の内部には間隔をあけて複数のＰＣ鋼材２が挿入して配設されている。また、各ＰＣ鋼材２は、コンクリート構造体１の両端面１ａ側にそれぞれ配設した定着板（不図示）の挿通孔に両端部側を挿通し、この定着板を挿通した端部側にナット（定着ナット）３を螺合して、コンクリート構造体１の端面１ａに係止されている（図１及び図２参照）。
【００２７】
そして、図１及び図２に示すように、本実施形態のナット締付装置Ａは、トルク導入装置５とトルク伝達機構６とを備えて構成され、複数のＰＣ鋼材２（図１では２本のＰＣ鋼材、図２では４本のＰＣ鋼材）を各ＰＣ鋼材２の一端部側に螺合して取り付けたナット３を締め付けて緊張させるために用いられる。
【００２８】
トルク導入装置５は、図３から図６に示すように、第１回転部材７と、第２回転部材８と、第３回転部材９と、第４回転部材１０と、これら第１から第４回転部材７〜１０を軸支する枠体１１とを備えて構成されている。
【００２９】
第１回転部材７は、軸部７ａにウォーム（ねじ歯）７ｂを設けて形成され、軸線Ｏ１方向を一方向Ｔ１に向け、軸部７ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ１回りに回転自在に設けられている。また、第１回転部材７は、軸部７ａの一端部側に工具取付部７ｃを備えて形成されており、本実施形態では、この工具取付部７ｃが軸部７ａの一端部から軸線Ｏ１方向他端部側に向けて凹む断面六角状の六角穴として形成されている。
【００３０】
第２回転部材８は、軸部８ａにウォームホイール（はす歯車）８ｂとウォーム（ねじ歯）８ｃ、８ｄを設けて形成され、軸線Ｏ２方向を一方向Ｔ１に直交する他方向Ｔ２に向け、軸部８ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、他方向Ｔ２に延びる軸線Ｏ２回りに回転自在に設けられている。また、本実施形態の第２回転部材８は、軸部８ａの軸線Ｏ２方向略中央にウォームホイール８ｂを配設し、２つのウォーム８ｃ、８ｄをウォームホイール８ｂを挟んで両端部側にそれぞれ配設して形成されている。そして、第２回転部材８は、そのウォームホイール８ｂを第１回転部材７のウォーム８ｂに噛合させて設けられている。
【００３１】
第３回転部材９は、軸部９ａにウォームホイール（はす歯車）９ｂと第１スプロケット９ｃを設けて形成され、軸線Ｏ３方向を一方向Ｔ１に向け、軸部９ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ３回りに回転自在に設けられている。また、第３回転部材９は、そのウォームホイール９ｂを第２回転部材８の一方のウォーム８ｃに噛合させて設けられている。
【００３２】
第４回転部材１０は、軸部１０ａにウォームホイール（はす歯車）１０ｂと第２スプロケット１０ｃを設けて形成され、軸線Ｏ４方向を一方向Ｔ１に向け、軸部１０ａの両端部側をそれぞれ枠体１１に支持させて、軸線Ｏ４回りに回転自在に設けられている。また、第４回転部材１０は、そのウォームホイール１０ｂを第２回転部材８の他方のウォーム８ｄに噛合させて設けられている。
【００３３】
一方、トルク伝達機構６は、図１及び図２に示すように、複数のナット締付用スプロケット１５と伝動部材１６とを備えて構成されている。
【００３４】
複数のナット締付用スプロケット１５はそれぞれ、複数のＰＣ鋼材２に螺合した複数のナット３のそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けられている。また、各ナット締付用スプロケット１５は、ソケット付きスプロケットであり、ソケットを嵌合させてナット３に取り付けられている。さらに、このナット締付用スプロケット１５は、例えば従来周知のラチェット機構などの空回り機構１５ａを備え、この空回り機構１５ａによってソケットに対しスプロケット本体が空回り／共回りを自在に切替えることができるように形成されている。このため、空回り機構１５ａをオンにした場合には、ナット３に対してナット締付用スプロケット１５（スプロケット本体）が空回りし、空回り機構１５ａをオフにした場合には、ナット３とナット締付用スプロケット１５が互いの回転量が同じになるように共回りする。
【００３５】
伝動部材１６は、無端状の伝動チェーンであり、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けて配設される。また、伝動部材１６は、このように各スプロケット９ｃ、１０ｃ、１５に巻き掛けた状態である程度緩みが発生する長さで形成されている。
【００３６】
そして、このように構成した本実施形態のナット締付装置Ａを用いて複数のナット３を締め付け、複数のＰＣ鋼材２を緊張させる際には、各ナット３にナット締付用スプロケット１５を取り付けるとともに、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に伝動部材１６を巻き掛けて、トルク導入装置５とトルク伝達機構６をそれぞれ設置する。このとき、特にトルク導入装置５が枠体１１に第１から第４回転部材７〜１０を軸支して構成され、従来の緊張作業に用いる油圧ジャッキなどと比較すると大幅に軽量化されている。このため、その取扱いが容易であり、設置作業が人の手で簡易に行える。
【００３７】
ついで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどのトルク値を計測可能な回転工具をトルク導入装置５の第１回転部材７の工具取付部７ｃに取り付け、この回転工具によって第１回転部材７を一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ１回りに回転させる。このように第１回転部材７が回転すると、第１回転部材７のウォーム７ｂにウォームホイール８ｂが噛合する第２回転部材８が他方向Ｔ２に延びる軸線Ｏ２回りに回転する。そして、第２回転部材８のウォーム８ｃ、８ｄにウォームホイール９ｂ、１０ｂが噛合する第３回転部材９と第４回転部材１０がそれぞれ一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ３、Ｏ４回りに回転し、これら第３回転部材９と第４回転部材１０の第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃがそれぞれ一方向Ｔ１に延びる軸線Ｏ１回りに回転する。さらに、第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃと複数のナット締付用スプロケット１５に巻き掛けられたトルク伝達機構６の伝動部材１６が第１スプロケット９ｃと第２スプロケット１０ｃの回転とともに回動し、この伝動部材１６の回動によって複数のナット締付用スプロケット１５が軸線回りに回転する。
【００３８】
このようにトルク導入装置５の第１回転部材７を回転させて伝動部材１６を回動させると、図１及び図２に示すように伝動部材１６が幾何的に変形し、トルク導入装置５が入力トルクと釣合い（自己釣合い）が取れる位置に自動的に配置される。
【００３９】
このため、第１回転部材７の回転量（第１回転部材７に導入した入力トルク）に応じてトルク伝達機構６の複数のナット締付用スプロケット１５が同時に且つ同じ回転量で均等に回転する。これにより、第１回転部材７を回転させることによって、複数のナット締付用スプロケット１５をそれぞれ取り付けた複数のナット３もそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転して締め付けられてゆく。
【００４０】
さらに、このとき、第１回転部材７のウォーム７ｂと第２回転部材８のウォームホイール８ｂとのギア比を１：ｍ、第２回転部材８のウォーム８ｃ、８ｃと第３回転部材９及び第４回転部材１０のウォールホイール９ｂ、１０ｂとのギア比を１：ｎにすると、理論上は最終的に１：ｍ×ｎのギア比になる。このため、各ナット３を所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材７の入力トルクが小さくなる。すなわち、第１回転部材７への入力トルクを低トルクにしても大きなトルクがナット３に出力されるため、第１回転部材７の入力トルクを小さくして各ナット３が所定の締付力で締め付けられてゆく。
【００４１】
そして、予めＰＣ鋼材２に導入する必要緊張力と、第１回転部材７に入力する必要入力トルク、あるいは第１回転部材７の必要回転量との関係を求めておき、第１回転部材７を回転させる際のトルクが必要入力トルクになった段階、あるいは第１回転部材７の回転量が必要回転量になった段階で、確実に複数のナット３が均等に締め付けられ、複数のＰＣ鋼材２に必要緊張力が導入されることになる。すなわち、第１回転部材７の入力トルクあるいは回転量を管理することで、容易に緊張管理が行える。また、複数のＰＣ鋼材２に必要緊張力を導入した状態で各ＰＣ鋼材２がナット３によって定着されているため、従来の油圧ジャッキを使用した緊張作業のようにセットロスを考慮する必要がなく、確実に所望の緊張力がＰＣ鋼材２に導入される。
【００４２】
一方、本実施形態のナット締付装置Ａにおいては、トルク伝達機構６のナット締付用スプロケット１５に空回り機構１５ａが具備されている。そして、複数のナット締付用スプロケット１５のうち、一部のナット締付用スプロケット１５の空回り機構１５ａをオンにして空回りさせることで、任意のナット３のみの締め付けが行える。このため、本実施形態のナット締付装置Ａは、上述のように複数のナット３を全て同時に締め付けるように使用することに限定しなくてもよく、複数のナット締付用スプロケット１５の空回り機構１５ａのオン／オフを切替えながら、複数のナット３を順次締め付け、複数のＰＣ鋼材２に順次緊張力を導入するように使用してもよい。
【００４３】
また、複数のナット３を同時に締め付けるようにして使用した場合においても、締め付けが完了した後に、例えば、１つのナット締付用スプロケット１５を除く他のナット締付用スプロケット１５を空回り機構１５ａで空回りさせるようにし、この状態で再度第１回転部材７を回転させることによって１つのナット締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のトルクを計測することができる。このため、空回り機構１５ａを設けることで、１つのナット３が所定の必要トルクで締め付けられているか否かを確認することができ、このような確認作業によって容易に全てのナット３が所定の必要トルクで締め付けられていることを確認することが可能になる。
【００４４】
したがって、本実施形態のナット締付装置Ａ及びナット締付方法によれば、トルク導入装置５の第１回転部材７を回転させることによって、トルク伝達機構６の複数のナット締付用スプロケット１５を取り付けた複数のナット３をそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることが可能になる。さらに、各ナット３を所定の締付力で締め付けるために必要なトルクに対し、第１回転部材７の入力トルクを小さくして各ナット３を所定の締付力で締め付けることが可能になる。
【００４５】
これにより、例えば複数のＰＣ鋼材２の緊張作業時にナット締付装置Ａを用いることで、複数のＰＣ鋼材２にそれぞれ取り付けたナット３を同時に且つ均等に締め付けることが可能になる。また、第１回転部材７を小さなトルクで回転させて、複数のナット３を必要トルクで締め付けることができ、複数のＰＣ鋼材２に、同時に且つ均等に所定の緊張力を導入することが可能になる。よって、従来の極めて大きなトルクを必要とする場合と比較し、トルクによる緊張管理及び緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。
【００４６】
また、油圧ジャッキなどと比較し、トルク導入装置５を大幅に軽量化することが可能であるため、取扱いが容易となり、この点からも緊張作業を容易に且つ効率的に行うことが可能になる。さらに、複数のナット３を締め付けて複数のＰＣ鋼材２を緊張させるため、従来と比較し、緊張管理の効率化及び品質の向上を図ることも可能になる。
【００４７】
また、第１回転部材７の軸部７ａの一端部側に工具取付部７ｃが設けられていることで、例えばトルクレンチや電動ドライバーなどの回転工具を取り付けて容易に第１回転部材７を回転させ、複数のナット３を締め付けることが可能になる。さらに、トルク値の計測が可能な回転工具を用い、第１回転部材７を所定の入力トルクになるまで回転させることで、容易に且つ確実に各ナット３を必要トルクで締め付けることが可能になる。
【００４８】
さらに、ナット締付用スプロケット１５をラチェット機構などの空回り機構１５ａを備えて形成することによってナット締付用スプロケット１５をナット３に対して空回りさせることができる。これにより、複数のナット締付用スプロケット１５のうち、選択的に一部のナット締付用スプロケット１５を空回り機構１５ａで空回りさせることで、残りの締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のみを選択的に締め付けることも可能になる。
【００４９】
また、空回り機構１５ａを備えることで、第１回転部材７を回転させて複数のナット３を所定の締付力で締め付けた後に、例えば、１つのナット締付用スプロケット１５を取り付けたナット３のトルクを計測することが可能になる。これにより、１つのナット３のトルクを確認して、容易に全てのナット３が所定のトルクで締め付けられていることを確認することも可能になる。
【００５０】
以上、本発明に係るナット締付装置及びナット締付方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、複数のＰＣ鋼材２のそれぞれの端部側に螺合して取り付けた複数のナット３を締め付けて、複数のＰＣ鋼材２を同時に緊張するために本発明に係るナット締付装置Ａ（及びナット締付方法）を用いるものとして説明を行った。これに対し、例えば図７及び図８に示すように反力シリンダ２０と接続板２１と複数の緊張用鋼棒２２と締付ナット２３と接続用ナット２４とを備えて構成したプレストレス導入装置２５を用いて１本のＰＣ鋼材２を緊張する際に、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法を使用するようにしてもよい。
【００５１】
具体的に、このプレストレス導入装置２５は、コンクリート構造体１の端面１ａから外側に延出するＰＣ鋼材２の一端部側にカップラー２６と延長用ＰＣ鋼材２７を介して繋がる接続板２１と、一端側を接続板２１に繋げ、接続板２１を挟んでコンクリート構造体１の端面１ａと反対側に延びるように配設される複数の緊張用鋼棒２２と、緊張用鋼棒２２の他端側が挿通する反力板２０ａ及びこの反力板２０ａを支持する支持部材２０ｂからなる反力シリンダ２０と、反力板２０ａを挿通した複数の緊張用鋼棒２２の他端側にそれぞれ螺合して配設される複数の締付ナット２３とを備えて構成されている。そして、コンクリート構造体１の端面１ａに反力シリンダ２０を支持させてプレストレス導入装置２５を設置した状態で複数の締付ナット２３を螺入するように回転させると、複数の緊張用鋼棒２２が緊張し、これら緊張用鋼棒２２に生じた緊張力が接続板２１を介してＰＣ鋼材２に伝達され、このＰＣ鋼材２を複数の締付ナット２３の回転とともに緊張させることができる。
【００５２】
そして、このようにプレストレス導入装置２５で１本のＰＣ鋼材２を緊張する際に、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法を適用することで、複数の締付ナット２３をそれぞれ同時に且つ同じ回転量で均等に回転させて締め付けることができ、複数の緊張用鋼棒２２を均等に緊張してＰＣ鋼材２に緊張力を導入することが可能になる。これにより、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能になる。
【００５３】
さらに、本発明に係るナット締付装置Ａ及びナット締付方法は、複数のナットを締め付けるために使用されればよく、必ずしもＰＣ鋼材への緊張力の導入を目的として使用することに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１ コンクリート構造体
１ａ 端面
２ ＰＣ鋼材
３ ナット（定着ナット）
５ トルク導入装置
６ トルク伝達機構
７ 第１回転部材
７ａ 軸部
７ｂ ウォーム（ねじ歯）
７ｃ 工具取付部
８ 第２回転部材
８ａ 軸部
８ｂ ウォームホイール（はす歯車）
８ｃ ウォーム（ねじ歯）
８ｄ ウォーム（ねじ歯）
９ 第３回転部材
９ａ 軸部
９ｂ ウォームホイール（はす歯車）
９ｃ 第１スプロケット
１０ 第４回転部材
１０ａ 軸部
１０ｂ ウォームホイール（はす歯車）
１０ｃ 第２スプロケット
１１ 枠体
１５ ナット締付用スプロケット
１６ 伝動部材（伝動チェーン）
２０ 反力シリンダ
２１ 接続板
２２ 緊張用鋼棒
２３ 締付ナット（ナット）
２５ プレストレス導入装置
Ａ ナット締付装置
Ｏ１ 第１回転部材の軸線
Ｏ２ 第２回転部材の軸線
Ｏ３ 第３回転部材の軸線
Ｏ４ 第４回転部材の軸線
Ｔ１ 一方向
Ｔ２ 他方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置であって、
トルク導入装置とトルク伝達機構とを備えて構成されており、
前記トルク導入装置は、軸部にウォームを設けて形成され、一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第１回転部材と、
軸部にウォームホイールとウォームを設けて形成され、前記第１回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に直交する他方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第２回転部材と、
軸部にウォームホイールと第１スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第３回転部材と、
軸部にウォームホイールと第２スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第４回転部材とを備え、
前記トルク伝達機構は、前記複数のナットのそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けた複数のナット締付用スプロケットと、
前記第１スプロケットと前記第２スプロケットと前記複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けて配設される無端状の伝動部材とを備えていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項２】
請求項１記載のナット締付装置において、
前記第１回転部材は、軸部の一端部側に回転工具を取り付けるための工具取付部を備えて形成されていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のナット締付装置において、
前記複数のナット締付用スプロケットは、前記ナットに対して空回りさせるための空回り機構を備えて形成されていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のナット締付装置を用いて前記複数のナットを締め付けるようにしたことを特徴とするナット締付方法。
【請求項１】
複数のナットを締め付ける際に用いるナット締付装置であって、
トルク導入装置とトルク伝達機構とを備えて構成されており、
前記トルク導入装置は、軸部にウォームを設けて形成され、一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第１回転部材と、
軸部にウォームホイールとウォームを設けて形成され、前記第１回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に直交する他方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第２回転部材と、
軸部にウォームホイールと第１スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第３回転部材と、
軸部にウォームホイールと第２スプロケットを設けて形成され、前記第２回転部材のウォームにウォームホイールを噛合させつつ、前記一方向に延びる軸線回りに回転自在に設けられた第４回転部材とを備え、
前記トルク伝達機構は、前記複数のナットのそれぞれに互いの軸線を同軸上に配した状態で着脱可能に取り付けた複数のナット締付用スプロケットと、
前記第１スプロケットと前記第２スプロケットと前記複数のナット締付用スプロケットに巻き掛けて配設される無端状の伝動部材とを備えていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項２】
請求項１記載のナット締付装置において、
前記第１回転部材は、軸部の一端部側に回転工具を取り付けるための工具取付部を備えて形成されていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のナット締付装置において、
前記複数のナット締付用スプロケットは、前記ナットに対して空回りさせるための空回り機構を備えて形成されていることを特徴とするナット締付装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のナット締付装置を用いて前記複数のナットを締め付けるようにしたことを特徴とするナット締付方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２８４７４１（Ｐ２０１０−２８４７４１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３９５０２（Ｐ２００９−１３９５０２）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]