JP2004278797A - 柱状体と係合状態確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒部と軸部との係合状態を容易に判断できる柱状体を提供する。
【解決手段】 一方の柱状体端部に筒部１を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部３を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の筒部と軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成し、筒部と軸部との嵌合状態で、筒部と軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段１３を設けてある柱状体であって、係合手段による筒部と軸部との係合状態を判断するための連通孔１５を、筒部外周面に開口するように形成してある。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一方の柱状体端部に筒部を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の前記筒部と前記軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成し、前記筒部と前記軸部との嵌合状態で、前記筒部と前記軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段を設けてある柱状体と、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を確認する係合状態確認方法に関する。

このような柱状体は、例えば、支持杭や地すべり抑止杭などに使用されるもので、通常、定尺物の柱状体を現場に搬入し、地中への埋設過程にある下柱状体に対して上柱状体をクレーンなどで吊下して突き合わせ、下柱状体の上端部に対して上柱状体の下端部を接続しながら施工を進め、最終的に所定長さの柱状体を地中に埋設して施工するものである。 ところで、従来、上下の柱状体の接続は、溶接による接続が多用されていたのであるが、現場における溶接であるため、溶接作業に多くの時間を必要とし、かつ、熟練した溶接技術も必要とするばかりか、溶接部の品質が天候に左右されるなどの種々の問題があった。
そこで、近年、上述したように、一方の柱状体の端部に筒部を、他方の柱状体の端部に軸部を設け、その筒部に対して軸部を内嵌し、かつ、筒部の内周面に周方向に沿って形成した内向き溝部と軸部の外周面に周方向に沿って形成した外向き溝部とに跨ってキー部材を嵌め込むことによって、筒部と軸部とを抜け止め状態に係合して、両柱状体を接続するように構成した技術が提案されるに至った( 例えば、特許文献１参照) 。

特開平１１−３６２８５号公報

ところで、上述した従来技術では、一方の柱状体の筒部に他方の柱状体の軸部を内嵌し、その後、筒部内周面の内向き溝部と軸部外周面の外向き溝部とに跨ってキー部材を嵌め込むため、そのキー部材が両溝部に跨って確実に嵌め込まれているか否かを確認することができなかった。
したがって、仮にキー部材が両溝部に確実に跨っていなくても、両柱状体の接続が完了したものとして処理される虞があり、その場合には、両柱状体での抜け止め状態における接続力が低下し、柱状体全体に対して要求される強度そのものが低下するという問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、筒部と軸部との係合状態を容易に判断できる柱状体とその係合状態確認方法の提供にある。

本発明の第１特徴構成は、一方の柱状体端部に筒部を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の前記筒部と前記軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成し、前記筒部と前記軸部との嵌合状態で、前記筒部と前記軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段を設けてある柱状体であって、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を判断するための連通孔を、前記筒部外周面に開口するように形成してある点にある。

〔作用及び効果〕
係合手段による筒部と軸部との係合状態を判断するための連通孔を、筒部外周面に開口するように形成してあるので、筒部と軸部との嵌合状態で、係合手段による筒部と軸部との係合状態を、筒部外周面に開口するように形成してある連通孔を通して容易に判断できる。

本発明の第２特徴構成は、前記係合手段は、前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置に納まることで、互いに係合させるもので、その係合手段の径方向における納まり状態を、前記連通孔を通して検出可能に設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
筒部と軸部との径方向における所定位置に納まることで互いに係合させる係合手段の径方向における納まり状態を、連通孔を通して検出できる。

本発明の第３特徴構成は、一方の柱状体端部に筒部を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の前記筒部と前記軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成するとともに、前記筒部と前記軸部との嵌合状態で、前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置に納まることで、前記筒部と前記軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段を設けてある柱状体において、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を確認する係合状態確認方法であって、前記係合手段の前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置への納まり度を計測できるように、計測用ゲージを差込み可能な連通孔を、前記筒部外周面に開口するように形成し、前記連通孔に差込んだ計測用ゲージによる計測結果に基づいて、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を確認する点にある。

〔作用及び効果〕
係合手段の筒部と軸部との径方向における所定位置への納まり度を計測できるように、計測用ゲージを差込み可能な連通孔を、筒部外周面に開口するように形成し、連通孔に差込んだ計測用ゲージによる計測結果に基づいて、係合手段による筒部と軸部との係合状態を確認するので、筒部と軸部との係合状態を容易に判断できる。

本発明による柱状体の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この柱状体は、図１〜図４に示すように、上柱状体の一例である鋼管製の上支持杭Ａ１と下柱状体の一例である鋼管製の下支持杭Ａ２とを備え、上支持杭Ａ１の下端には、鋳鋼製の筒部１が、その軸心Ｌ１を上支持杭Ａ１の軸心Ｘ１と同軸状にして溶接２により接続されて、上支持杭Ａ１と筒部１とにより一方の柱状体が構成されている。
他方、下支持杭Ａ２の上端には、鋳鋼製の中空の軸部３が、その軸心Ｌ２を下支持杭Ａ２の軸心Ｘ２と同軸状にして溶接４により接続されて、下支持杭Ａ２と軸部３とにより他方の柱状体が構成されている。

前記筒部１は、その外径が上下の支持杭Ａ１，Ａ２の外径と同径に構成され、内径の方は、基端部である上方部分が内側に向かって環状に膨出され、その膨出部に環状の係合凹部５が設けられるとともに、膨出部より下方においては、その内径が上下の支持杭Ａ１，Ａ２の内径と同径に構成されていて、その内周面には、内側に向かって開口する環状の内向き溝部６が周方向に沿って上下に２条設けられている。
筒部１には、上下２条の内向き溝部６に沿って、筒部１の外周面に開口し、かつ、各内向き溝部６に連通するボルト孔７がそれぞれ複数個設けられ、各ボルト孔７に対して、セットボルト８の大径ねじ部８ａが螺合可能に構成されるとともに、筒部１の下端面１ａの外周部には、環状の係合段部９が設けられている。

前記軸部３は、上支持杭Ａ１の筒部１に内嵌可能なように、その外径が筒部１の内径よりも若干小径に構成されて、その先端部には、筒部１の係合凹部５に係合する環状の係合凸部１０が設けられるとともに、軸部３の基端側、つまり、筒部下端面１ａに対向する軸部段部面３ａより下方側は、その外径が上下の支持杭Ａ１，Ａ２の外径と同径に構成されている。
軸部３の外周面には、外側に向かって開口する環状の外向き溝部１１が周方向に沿って上下に２条設けられ、軸部段部面３ａの外周部には、環状の係合突起１２が設けられていて、この軸部３を上支持杭Ａ１の筒部１に内嵌して、係合凸部１０を係合凹部５に、係合突起１２を係合段部９に係合させた状態で、筒部１側の内向き溝部６と軸部３側の外向き溝部１１とが互いに対向して位置し、両溝部６，１１間に跨ってキー部材（係合手段）１３が嵌め込み可能に設けられている。

前記キー部材１３は、図２および図３に示すように、両溝部６，１１の長手方向に複数、この実施形態では６つに分割されていて、その円弧状の分割キー部材１３ａの数に対応するように前記ボルト孔７の数が決められ、その複数のボルト孔７が、筒部１の周りに等間隔に配置され、かつ、各分割キー部材１３ａの長手方向の中央には、セットボルト８の小径ねじ部８ｂが螺合するボルト孔１４が設けられている。
前記セットボルト８の大径ねじ部８ａと小径ねじ部８ｂとは、互いに逆方向のねじで構成され、したがって、筒部１に設けられたボルト孔７と各分割キー部材１３ａに設けられたボルト孔１４も、互いに逆方向のねじで構成されている。

更に、前記筒部１には、上下２条の内向き溝部６に沿って、筒部１の外周面に開口し、かつ、各内向き溝部６に連通する覗き孔（連通孔）１５が、前記ボルト孔７を中心として左右に一対ずつ、この実施形態では合計１２個設けられ、各分割キー部材１３ａを内向き溝部６に嵌め込んだ状態で、各覗き孔１５が、各分割キー部材１３ａの長手方向の両端近くに位置して、筒部１の外側から各分割キー部材１３ａの端部近くを目視できるように構成されている。
そして、各覗き孔１５の内周面には、雌ねじ１５ａが設けられ、各覗き孔１５に対して、補助セットボルト１６が螺合可能に構成されている。

かかる構成からなる柱状体を互いに接続するには、図４の（イ）に示すように、各分割キー部材１３ａを筒部１の内向き溝部６内に退避させた状態で、下支持杭Ａ２の軸部３に対して上支持杭Ａ１の筒部１を外嵌する。そして、筒部１側の係合凹部５および係合段部９と軸部３側の係合凸部１０および係合突起１２とを互いに係合させると、筒部１側の２条の内向き溝部６と軸部３側の２条の外向き溝部１１とが互いに対向して位置することになる。
その状態で、筒部１の外側から各セットボルト８を操作し、大径ねじ部８ａが筒部１のボルト孔７に螺合する方向に回転させる。すると、大径ねじ部８ａが筒部１のボルト孔７に螺合すると同時に、分割キー部材１３ａが小径ねじ部８ｂから離脱する方向に移動して、各分割キー部材１３ａが、図４の（ロ）に示すように、筒部１の内向き溝部６と軸部３の外向き溝部１１とに跨って嵌め込まれ、両支持杭Ａ１，Ａ２が抜け止め状態で接続される。

その際、何らかの理由で、図３の（イ）に示すように、分割キー部材１３ａが斜めになって、分割キー部材１３ａの一端側が両溝部６，１１に跨って完全に嵌め込まれているにもかかわらず、他方側が両溝部６，１１に跨って完全に嵌め込まれていないようなことがある。
その場合、各覗き孔１５から各分割キー部材１３ａの両端近くの状況を目視することができるので、そのような分割キー部材１３ａがあれば、図３の（ロ）に示すように、その覗き孔１５に補助セットボルト１６を螺合して、分割キー部材１３ａの端部近くを押圧することにより、分割キー部材１３ａを両溝部６，１１に跨って完全に嵌め込むことができる。

〔別実施形態〕
（１）つぎに、図５および図６に示す別の実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態と同じ部品や同じ作用を有する部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

先の実施形態では、筒部１側の内向き溝部６と軸部３側の外向き溝部１１とに跨ってキー部材１３を嵌め込み、両支持杭Ａ１，Ａ２を抜け止め状態で接続可能に構成した例を示したが、図５および図６に示す別の実施形態では、両支持杭Ａ１，Ａ２が、抜け止め状態のみならず、相対回転不能な状態で接続されるように構成されている。
そのため、筒部１の下端部には、矩形の筒部側切欠き１７が周方向に複数設けられ、軸部３の段部にも、矩形の軸部側切欠き１８が、筒部側切欠き１７に対応して複数設けられ、両切欠き１７，１８間に嵌入可能な回転阻止用キー部材１９が、ボルト２０によって軸部３に対して固定可能に構成されている。

この別の実施形態によれば、キー部材１３により両支持杭Ａ１，Ａ２の抜け外れが阻止されるのに加え、回転阻止用キー部材１９により両支持杭Ａ１，Ａ２の相対回転も阻止されるので、上支持杭Ａ１の回転力を下支持杭Ａ２に伝達することが可能となる。
したがって、先の実施形態では、両支持杭Ａ１，Ａ２を地中に埋設する際、支持杭Ａ１，Ａ２に打撃を加えて埋設する、いわゆる打ち込み工法や、地中に形成した縦穴に落とし込む地すべり抑止杭、あるいは、建て込みに使用する構造体の柱などに制限されるが、この別の実施形態では、打ち込み工法などは勿論のこと、両支持杭Ａ１，Ａ２を回転させながら埋設する、いわゆる中掘工法やソイルセメント合成工法、あるいは、回転埋設杭工法などにも適用することができる。

（２）これまでの実施形態では、上支持杭Ａ１の下端に筒部１を接続して一方の柱状体を構成した例を示したが、上支持杭Ａ１の下端に筒部１を一体的に設けて一方の柱状体を構成することもでき、同様に、下支持杭Ａ２の上端に軸部３を一体的に設けて他方の柱状体を構成することもできる。

（３）これまでの実施形態では、各覗き孔１５の内周面に雌ねじ１５ａを設けた例を示したが、覗き孔１５の雌ねじ１５ａについては必ずしも必要なものではなく、筒部１の外周面に開口し、かつ、各内向き溝部６に連通する貫通孔によって覗き孔１５を構成することもできる。
その場合には、補助セットボルト１６を使用することはできないが、覗き孔１５から工具を挿入して分割キー部材１３ａの端部近くを押圧したり、覗き孔１５に棒状体などを打ち込んで分割キー部材１３ａの端部近くを押圧して分割キー部材１３ａの嵌め込み姿勢を修正することになる。

（４）これまでの実施形態では、各ボルト孔７を中心として左右に一対ずつ覗き孔１５を設けた例を示したが、覗き孔１５の個数については適宜変更可能であり、例えば、ひとつの分割キー部材１３ａに対して、覗き孔１５をひとつだけ設けることも、３つ以上設けることもできる。
また、キー部材１３を複数のキー部材１３ａに分割した例を示したが、複数に分割せずに、全体をＣの字状にしたひとつのキー部材１３を使用して実施することもできる。
（５）これまでの実施形態では、覗き孔１５を介した目視により筒部１の外側からキー部材１３による両柱状体の接続状態を確認する例を示したが、図７に示すように、ボルト孔７内のセットボルト８に接当するまで孔深さ計測用ゲージ２１をボルト孔７内へ挿入して、孔深さ計測用ゲージ２１を介したボルト孔７へのセットボルト８の螺入度合いの計測によりキー部材１３の嵌入状態を判断するように構成されたものであっても良い。
これだと、孔深さ計測用ゲージ２１による計測深さが設定値であればキー部材１３が両溝部６，１１に跨って確実に嵌め込まれていると判断すると共に、設定値よりも浅ければキー部材１３の嵌入状態が不完全であると判断することができるから、上記実施形態のように覗き孔１５を別途設けることなくキー部材１３の嵌入状態を判断することが可能となる。
尚、上記構成に覗き孔を並設した構成であっても良い。これだと、キー部材の嵌入状態をより確実に確認することができる。
（６）また、前記覗き孔１５の代わりに、図８に示すように、筒部１の外周面に開口すると共に、内向き溝部６に連通する連通孔２２を、ボルト孔７以外のキー部材１３が存在する箇所に形成し、連通孔２２に差込み可能な深さ計測用ゲージ２３を設けて、キー部材１３に接当する位置まで連通孔２２に深さ計測用ゲージ２３を差込んだときの差込量の計測によりキー部材１３の嵌入状態を判断するように構成されたものであっても良い。
これだと、深さ計測用ゲージ２３を差込んだときの差込量が設定値であればキー部材１３が両溝部６，１１に跨って確実に嵌め込まれていると判断すると共に、設定値よりも浅ければキー部材１３の嵌入状態が不完全であると判断することができる。
また、覗き孔の場合は、筒部の外周面からキー部材の嵌入状態を目視可能に形成するために、連通孔を通して光りが内向き溝部内に入る大きさに孔を形成する必要があるが、本発明の連通孔は、光りが入らなくても深さ計測ゲージを差込み可能な大きさであれば良いため、連通孔の開口を小さくすることができる。そうすることにより、両柱状体の接続が完了した後に連通孔を封止する際の止水シール材の使用量を少なくすることができる。
尚、前記覗き孔を連通孔として使用する構成であっても良い。これだと、目視だけでなく、数値的にもキー部材の嵌入状態を確認することが可能となる。
（７）上記実施形態では、ボルト孔７へのセットボルト８の螺入度合いをゲージのメモリで計測することによって、キー部材１３の嵌入状態を判断可能な計測用ゲージについて説明したが、図９に示すような確認用ゲージ２６を差し込んだときの状態によってキー部材１３の嵌入状態を判断するものであっても良い。
前記確認用ゲージ２６は、平板状の操作部本体２７にボルト孔７に挿入自在なゲージ軸部２８により形成されており、前記ゲージ軸部２８の長さを、キー部材１３が両溝部６，１１に跨って確実に嵌め込まれたときの前記セットボルト８により形成されたボルト孔７の深さに設定形成してある。
そして、操作部本体２７を挟持してボルト孔７にゲージ軸部２８を差し込んだときに、図９（イ）に示すように操作部本体２７の筒部側端面２７Ａが筒部外周面１Ａに接当していたら、キー部材１３が両溝部６，１１に跨って確実に嵌め込まれていると判断すると共に、図９（ロ）に示すように操作部本体２７の筒部側端面２７Ａと筒部外周面１Ａとの間に隙間が形成されていたら、キー部材１３の嵌入状態が不完全であると判断することが可能となる。
これだと、差し込むだけの操作で判断することが可能となるため、メモリを計測する手間が省け、作業性を向上させることができる。
（８）柱状体を土中に埋設したときに、セットボルト８を螺入したボルト孔７から水が浸入しないように、図１０に示すように、ボルト孔７に、ＭＣナイロン、ポリエチレン等から形成された止水ピン２４を嵌合させたものであっても良い。
前記止水ピン２４は、ボルト孔７に形成してある座繰り７ａに嵌合する拡径頭部２４ａを有すると共に、ボルト孔７に嵌合するピン軸部２４ｂから形成されており、ボルト孔７へ嵌合させる際のシール性を向上させるために止水ピン２４の周囲に接着材を塗布したり、ボルト孔７よりも若干大きく形成した止水ピン２４を無理に嵌合させる等して取付けられる。図中２５は、何らかの理由でボルト孔７に嵌合させた止水ピンを取り外す必要が生じた場合の取り外し工具を係止するための係止孔である。
尚、前記拡径頭部が無い構成の止水ピンであっても良い。この場合は、ボルト孔に座繰りを形成しなくて良い。
（９）これまでの実施形態では、回転抑止用キー部材１９を筒部側切欠き１７と軸部側切欠き１８にわたる状態に嵌め込んで、２本の取付けボルト２０によって固定し、上支持杭Ａ１の筒部１と下支持杭Ａ２の軸部３との相対回転を防止する例について説明したが、取付けボルト２０の数は２本のものに限らず、図１１に示すように、１本の取付けボルト２０で回転抑止用キー部材１９を取付ける構成のものであっても良い。
つまり、１本の取付けボルト２０で回転抑止用キー部材１９を取付けたとしても、筒部側切欠き１７と軸部側切欠き１８にわたる状態に回転抑止用キー部材１９を嵌め込んだときの隙間を少なくすることにより、回転抑止用キー部材１９自体が取付けボルト２０を軸芯として揺動するのを防止でき、筒部側切欠き１７との係合を外れ無いようにできるため、上支持杭Ａ１と下支持杭Ａ２との相対回転を防止することが可能となる。そして、取付けボルト２０の本数を減らせる分、回転抑止用キー部材１９を取付ける際の取付け作業の作業性を向上させることができる。

柱状体の一部切欠き縦断面図 柱状体の要部の横断面図 柱状体の要部における部分拡大横断面図 柱状体の接続手順を示す要部の縦断面図 別の実施形態による柱状体の一部切欠き縦断面図 別の実施形態による柱状体の接続手順を示す要部の縦断面図 柱状体の要部における部分拡大横断面図 柱状体の要部における部分拡大横断面図 柱状体の要部における部分拡大縦断面図 柱状体の要部における部分拡大横断面図 別実施形態による柱状体の一部切欠き縦断面図

符号の説明

１ 筒部
３ 軸部
１３ キー部材（係合手段）
１５ 覗き孔（連通孔）
２２ 連通孔
２３ 計測用ゲージ
Ａ１ 一方の柱状体
Ａ２ 他方の柱状体

Claims (3)

1. 一方の柱状体端部に筒部を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の前記筒部と前記軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成し、
   前記筒部と前記軸部との嵌合状態で、前記筒部と前記軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段を設けてある柱状体であって、
   前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を判断するための連通孔を、前記筒部外周面に開口するように形成してある柱状体。
2. 前記係合手段は、前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置に納まることで、互いに係合させるもので、
   その係合手段の径方向における納まり状態を、前記連通孔を通して検出可能に設けてある請求項１記載の柱状体。
3. 一方の柱状体端部に筒部を設けると共に、他方の柱状体端部に軸部を設けて、柱状体軸芯方向で隣り合う柱状体の前記筒部と前記軸部とを、筒部に軸部が入り込むように互いに嵌合自在に構成するとともに、前記筒部と前記軸部との嵌合状態で、前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置に納まることで、前記筒部と前記軸部とを抜け止め状態に係合する係合手段を設けてある柱状体において、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を確認する係合状態確認方法であって、
   前記係合手段の前記筒部と前記軸部との径方向における所定位置への納まり度を計測できるように、計測用ゲージを差込み可能な連通孔を、前記筒部外周面に開口するように形成し、
   前記連通孔に差込んだ計測用ゲージによる計測結果に基づいて、前記係合手段による前記筒部と前記軸部との係合状態を確認する係合状態確認方法。

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