JP2014141800A - 継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】止水性に優れるとともに、回転力に対して高い耐力を有する継手構造を提供する。
【解決手段】２つの鋼管杭１Ａ，１Ｂの継手端部２，３は、鋼管１１側に形成される環状部２１，３１と、その環状部２１，３１の対向する位置から継手方向に延伸される突出片２２，３２と、継手端部３の突出片２２，３２間に装着されるとともに接合時に環状部２１，３１間の隙間を塞ぐように円筒状に形成される内管部４とを備えている。そして、突出片には周方向に張り出される張出部２２２，３２２が設けられるとともに、すべての張出部の張出方向及び張出長さが略一致している。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管杭どうしや鋼管杭と先端シューなどの２つの部材を接合させるための継手構造に関するものである。

地中に既成杭を打ち込むに際しては、通常は単位長さの鋼管杭を継ぎ足しながら必要な長さを確保することになる。鋼管杭を接合する方法としては、溶接によって直接、接合する方法もあるが、端部に継手構造を設けて効率よく接合していく方法が知られている（特許文献１，２など参照）。

特許文献１に開示された継手構造では、上方に配置されるパイプ下端の外周面の４箇所にＬ字状の板片を取り付けるとともに、下方に配置されるパイプ上端の内周面の４箇所に逆Ｌ字状の板片を取り付ける。そして、下方のパイプに上方のパイプを挿し込んで、上方のパイプを回転させて上下の板片を噛み合わせることによって２つのパイプを接合させる。

また、特許文献２に開示された継手構造では、下杭の上端に上方に突出する複数枚の添え板を取り付け、それらの添え板の内側に上杭の下端を挿し込んで、ボルトによって添え板に上杭を固定することで上下の杭を接合している。

特開２００９−３０３６５号公報 特開２００１−２７９６６５号公報 特開２００６−２０７２５９号公報 特許第４０８５４９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように周面の４箇所にも噛み合わせ部を設けると、メタルタッチ（面接触）させることが難しくなるうえに、継手部の隙間から管内に水が浸入する可能性が高くなる。

また、特許文献２に開示されているように短冊状の添え板と杭とをボルトで接合する構造では、接合箇所が点になるために回転力やねじれに対する耐力が小さい。特に、特許文献３，４に開示されているように、杭の先端に回転翼を取り付けて杭体を回転させながら地盤にねじ込んでいく工法では、杭体及び継手部に大きな回転力（トルク）が作用するため、それに抵抗できるだけの高い耐力の継手構造が求められる。

そこで、本発明は、止水性に優れるとともに、回転力に対して高い耐力を有する継手構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の継手構造は、端部が円筒状に形成される２つの部材を接合させるための継手構造であって、前記２つの部材の継手端部は、本体側に形成される環状部と、その環状部の対向する位置から継手方向に延伸される突出片と、いずれか一方の継手端部の突出片間に装着されるとともに接合時に環状部間の隙間を塞ぐように円筒状に形成される内管部とを備え、前記突出片には周方向に張り出される張出部が設けられるとともに、すべての張出部の張出方向及び張出長さが略一致しており、２つの継手端部を突き合わせて回転させることによって突出片どうしを噛み合わせることで形成される前記突出片と前記環状部とに四方が囲まれた凹部に、回止め片を嵌めることによって形成されることを特徴とする。

ここで、前記内管部には、前記回止め片を嵌める位置にねじ穴が設けられており、前記回止め片をねじによって前記内管部に固定する構成とすることができる。

また、前記内管部の継手方向に突出された外周面には環状の止水材が取り付けられ、前記突き合わせる側の継手端部の環状部と前記内管部の外周面との間に前記止水材が介在される構成にすることもできる。

さらに、上下に配置される２つの部材を接合させるための上記継手構造であって、上方に配置される前記継手端部の突出片の下端面を、前記張出部から周方向に下り勾配の傾斜が形成される構成とすることができる。

また、上下に配置される２つの部材を接合させるための上記継手構造であって、上方に配置される前記継手端部の突出片の下端面が筒内側から筒外側に向けての下り勾配の傾斜面に形成されるとともに、下方に配置される前記継手端部の環状部の上端面が前記傾斜面と同じ勾配に形成される構成であってもよい。

このように構成された本発明の継手構造は、接合させる２つの部材のそれぞれの継手端部に設けられた２箇所の突出片を噛み合わせる。また、継手端部の本体側には、それぞれ全周を囲繞する環状部が設けられている。

このように突出片の数が２箇所と少なければメタルタッチ（面接触）の加工がしやすく止水性及び力の伝達性能を高めることができる。また、突出片を噛み合わせる構成であれば、回転力に対して高い耐力を確保することができる。さらに、突出片の噛み合わせ箇所からの浸水があったとしても、環状部によって本体側への浸水が阻止されるので、高い止水性を確保することができる。

また、内管部の所定の位置にねじ穴が設けられていれば、継手端部を回転させて突出片を噛み合わせた後に、容易に回止め片を固定することができる。さらに、内管部の外周面にＯリングなどの環状の止水材が取り付けられていれば、より確実に本体側への浸水を防ぐことができる。

また、上方に配置される継手端部の突出片の下端面に張出部からの下り勾配の傾斜を形成することによって、噛み合わせ箇所に浸入した水は傾斜を伝って下方に排出されることになって、内部への浸水を防ぐことができる。

さらに、上方に配置される継手端部の突出片の下端面とそれに対向させる下方に配置される継手端部の環状部の上端面に、筒内側から筒外側に向けての下り勾配の傾斜面を形成しておけば、突出片の下端面と環状部の上端面との間に浸入した水は速やかに外部に排出されることになって、内部への浸水を防ぐことができる。

本発明の実施の形態の継手構造の構成を接合前の状態を使って示した説明図である。 上方の継手端部を下方の継手端部に挿し込んだ状態を示した説明図である。 回止め片を装着する工程を示した説明図である。 回止め片が装着された本発明の実施の形態の継手構造の構成を示した斜視図である。 本発明の実施の形態の継手構造の構成を示した断面図である。 実施例１の継手構造を説明するための図であって、（ａ）は実施の形態の継手構造の斜視図、（ｂ）は実施例１の継手構造の斜視図である。 実施例２の継手構造の構成を説明するための断面図である。 実施例３の継手構造の構成を説明するための斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の継手構造の構成を説明するために、接合させる２つの部材が分離している状態を示した説明図である。

本実施の形態の継手構造によって接合させる２つの部材には、例えば鋼管杭１Ａ，１Ｂが挙げられる。図１は、地盤に先に打ち込まれた下方の鋼管杭１Ｂに対して、上方から新たに鋼管杭１Ａを繋ぐ場合を示している。

上方から継ぎ足す鋼管杭１Ａは、本体となる鋼管１１の下端に継手端部２が設けられている。この継手端部２は、鋼管１１側に形成される環状部２１と、その環状部２１の対向する位置から下方の鋼管杭１Ｂに向かう継手方向に延伸される２つの突出片２２，２２とを主に備えている。

環状部２１は、図５に示すように鋼管１１よりも肉厚が厚い鋼材によって円筒状に形成される。そして、環状部２１の上側の端面２１ａに鋼管１１の下端を突き当て、溶接部１２によって双方を接合させる。

一方、突出片２２は、図１に示すように環状部２１の下側の端面２１ｂから継手方向に延伸される。この突出片２２は、継手方向に延びる基部２２１と、基部２２１の下部から継手方向に略直交する方向、換言すると周方向に張り出される張出部２２２とによって、側面視略Ｌ字状に形成される。

２つの突出片２２，２２は、それぞれの張出部２２２，２２２が周方向で同じ向きになるように形成される。また、２つの張出部２２２，２２２の高さは、突出片２２の高さの半分で、張出長さは２つの張出部２２２，２２２で一致している。このような継手端部２は、円筒状の鋼管を使って、突出片２２，２２を残して切り欠き加工することによって製作することができる。

先行して地盤に打ち込まれる下方の鋼管杭１Ｂには、本体となる鋼管１１の上端に継手端部３が設けられている。この継手端部３は、鋼管１１側に形成される環状部３１と、その環状部３１の対向する位置から上方の鋼管杭１Ａに向かう継手方向に延伸される２つの突出片３２，３２と、突出片３２，３２間に装着される円筒状の内管部４とを主に備えている。

継手端部３の環状部３１及び２つの突出片３２，３２は、上述した継手端部２の環状部２１及び突出片２２，２２と略同じ形状に形成される。そして、環状部３１の下側の端面３１ａに鋼管１１の上端を突き当て、溶接部１２によって双方を接合させる。

環状部３１の上側の端面３１ｂから形成される２つの突出片３２，３２は、上述したように突出片２２，２２と略同じ形状に形成されるため、基部３２１及び張出部３２２の形状も突出片２２の基部２２１及び張出部２２２と同じ形状に形成される。

一方、突出片３２，３２間に装着される内管部４は、環状部３１の内周面と略同じ形状の外周面を有する円筒管である。この内管部４は、図５に示すように溶接部４３によって環状部３１の内周面に接合される。

そして、内管部４は、図１に示すように突出片３２，３２よりも上方（継手方向）に突出される突起部４ａを有している。突出片３２，３２から飛び出した突起部４ａは、上方から嵌められる継手端部２の環状部２１内に収容される。すなわち、接合時には、上下の環状部２１，３１間に発生する隙間は、内管部４の周壁４ｂによって塞がれる。

また、環状部２１に収容される突起部４ａの外周面には、環状の止水材としてのＯリング４２が装着される。Ｏリング４２は、任意の数だけ装着できるが、図１には２段にＯリング４２，４２を装着した場合を図示した。

また、内管部４の周壁４ｂには、後述する回止め片５を嵌める位置に合わせてねじ穴４１が穿孔される。本実施の形態では対向する位置の２箇所に回止め片５，５を配置するため、内管部４の周壁４ｂの対向する２箇所にねじ穴４１，４１が設けられる。

回止め片５は、図３に示すように断面円弧状の曲面板状に形成される。そして、継手端部２の環状部２１の端面２１ｂ及び突出片２２の背面２２ｂと、継手端部３の環状部３１の端面３１ｂ及び突出片３２の背面３２ｂとに四方が囲まれた凹部５０に、回止め片５は嵌められる。

すなわち回止め片５は、凹部５０の内周面と略一致する形状の外周面に形成されている。また、回止め片５には、凹部５０に回止め片５を嵌めたときに内管部４のねじ穴４１と一致する位置に、ねじ穴５１が穿孔される。そして、ねじ穴５１及びねじ穴４１にねじ込まれる皿ねじ５２によって、回止め片５が内管部４に固定される。

次に、本実施の形態の継手構造による接合方法、及びその作用について説明する。

まず、図１に示すように、下方に配置される鋼管杭１Ｂの鋼管１１の上端には継手端部３を設け、その鋼管杭１Ｂに上方から接合させる鋼管杭１Ａの鋼管１１の下端には継手端部２を設ける。

そして、継手端部３の突出片３２，３２間の隙間に、継手端部２の突出片２２，２２がそれぞれ挿入されるように、上方から鋼管杭１Ａを鋼管杭１Ｂに向けて下ろす。これによって突出片２２の下側の端面２２ａが環状部３１の上側の端面３１ｂに接触し、突出片３２の上側の端面３２ａが環状部２１の下側の端面２１ｂに接触する。

図２は、継手端部３の突出片３２，３２間の隙間に、継手端部２の突出片２２，２２が挿し込まれた状態を示している。なお、図２−図４では、説明をわかりやすくするために鋼管１１，１１の図示を省略している。

図２のように継手端部３に継手端部２を挿し込んだ後に、継手端部２を時計回り（右回り、図２の矢印方向）に回すと、突出片２２の張出部２２２が突出片３２の基部３２１に、突出片３２の張出部３２２が突出片２２の基部２２１に入り込んで、突出片２２，３２どうしが噛み合うことになる（図３参照）。

一方で、突出片２２，３２どうしを噛み合わせたことによって、図３に示すように、環状部２１の下側の端面２１ｂと、突出片２２の背面２２ｂと、環状部３１の上側の端面３１ｂと、突出片３２の背面３２ｂとに四方が囲まれた凹部５０が現れる。

この凹部５０の中央にはねじ穴４１が設けられており、凹部５０に回止め片５を嵌め込むと、ねじ穴４１とねじ穴５１とが一致して貫通した穴が形成される。そこで、外側からねじ穴５１，５１に皿ねじ５２，５２をそれぞれねじ込んで、図４に示すように回止め片５を固定する。

図５は、図４の継手構造が完成した状態の断面図である。皿ねじ５２は、先端が管内まで突き出ているが、外側は回止め片５や継手端部２，３の外周面と面一になっており、出っ張る部分は存在しない。

このように構成された本実施の形態の継手構造は、接合させる２つの鋼管杭１Ａ，１Ｂのそれぞれの継手端部２，３に設けられた２箇所の突出片２２，３２を噛み合わせる。また、継手端部２，３の鋼管１１，１１側には、それぞれ全周を囲繞する環状部２１，３１が設けられている。

このように突出片２２，２２（３２，３２）の数が２箇所と少なければ、メタルタッチ（面接触）の加工がしやすく止水性及び力の伝達性能を高めることができる。

また、突出片２２，３２を噛み合わせる構成であれば、回転力に対して突出片２２，３２どうしが直接押し合うせん断抵抗構造になるので、高い耐力を確保することができる。

さらに、突出片２２，３２の噛み合わせ箇所からの浸水があったとしても、環状部２１，３１によって鋼管１１側への浸水が阻止されるので、高い止水性を確保することができる。

さらに、内管部４の突起部４ａの外周面にＯリング４２，４２が取り付けられていれば、図５に示すように環状部２１と内管部４との隙間を通って水が鋼管杭１Ａ側に浸入することを防ぐことができる。

また、内管部４の周壁４ｂの所定の位置にねじ穴４１，４１が設けられていれば、継手端部２（３）を回転させて突出片２２，３２を噛み合わせた後に、皿ねじ５２，５２によって容易に回止め片５，５を固定することができる。

以下、前記した実施の形態とは別の形態としての実施例１について、図６を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を使って説明する。

図６（ａ）は、前記実施の形態で説明した継手構造の突出片２２，３２が噛み合った箇所を示している。前記実施の形態で説明した継手端部２は、突出片２２の下側の端面２２ａが環状部２１の上側の端面２１ａと略平行となる水平面に形成されている。また、継手端部３は、環状部３１の上側の端面３１ｂが環状部２１の下側の端面３１ａと略平行となる水平面に形成されている。

これに対して図６（ｂ）に示した実施例１の継手構造では、継手端部２Ａは、突出片２２の下側の下端面２２ｃが環状部２１の上側の端面２１ａに対して斜めに形成されている。

すなわち参考として図６（ｂ）に二点鎖線で示した水平線Ｈが、環状部２１の上側の端面２１ａに対して略平行な線となる。この水平線Ｈに対して、突出片２２の下端面２２ｃは、張出部２２３から周方向に下り勾配の傾斜が形成される。そして、この下端面２２ｃに面接触する継手端部３Ａの環状部３１の上端面３１ｃも下端面２２ｃと同じ勾配の傾斜面に形成される。

このように、上方に配置される継手端部２Ａの突出片２２の下端面２２ｃに張出部２２３からの下り勾配の傾斜を形成することによって、突出片２２，３２の噛み合わせ箇所から浸入した水は下端面２２ｃと上端面３１ｃとの間の傾斜を伝って下方に排出されることになって、内部への浸水を防ぐことができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

以下、前記した実施の形態及び実施例１とは別の形態としての実施例２について、図７を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を使って説明する。

前記実施の形態で説明した継手構造の継手端部２は、突出片２２の下側の端面２２ａが環状部２１の上側の端面２１ａと略平行となる水平面に形成されていた。また、継手端部３は、環状部３１の上側の端面３１ｂが環状部３１の下側の端面３１ａと略平行となる水平面に形成されていた。

これに対して図７に示した実施例２の継手構造では、継手端部２Ｂは、突出片２２の下側の下端面２２ｄが環状部２１の上側の端面２１ａに対して斜めとなる傾斜面に形成されている。

そして、この下端面２２ｄに面接触させる継手端部３Ｂの環状部３１の上側の上端面３１ｄも下端面２２ｄと同じ勾配の傾斜面に形成される。この下端面２２ｄと上端面３１ｄは、継手構造の筒内側となる管内側ＰＡから筒外側となる管外側ＰＢに向けての下り勾配の傾斜面に形成される。

このように上方に配置される継手端部２Ｂの突出片２２の下端面２２ｄとそれに対向させる下方に配置される継手端部３Ｂの環状部３１の上端面３１ｄに、管内側ＰＡから管外側ＰＢに向けての下り勾配の傾斜面を形成しておけば、突出片２２の下端面２２ｄと環状部３１の上端面３１ｄとの間に浸入した水は速やかに管外側ＰＢとなる外部に排出されることになって、内部（管内側ＰＡ）への浸水を防ぐことができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

以下、前記した実施の形態及び実施例１，２とは別の形態としての実施例３について、図８を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を使って説明する。

前記実施の形態及び実施例では、２つの部材として鋼管杭１Ａ，１Ｂどうしを接合する継手構造について説明した。本実施例３では、部材としての回転翼６と鋼管杭１Ａとを接合する場合について説明する。

回転翼６は、鋼管杭１Ａの先端に取り付けられる。実施例３で説明する回転翼６は、図８に示すように、本体となる接続管６１と、その接続管６１の下端に斜めに取り付けられる２枚の羽根板６２，６２とを主に備えている。

この接続管６１の上端には、継手端部３が設けられる。一方、回転翼６に繋ぐ鋼管杭１Ａの下端には、継手端部２が設けられる。そして、回転翼６の継手端部３の上方から鋼管杭１Ａの継手端部２を挿し込むことによって、鋼管杭１Ａに回転翼６を接合することができる。

このような継手構造によって鋼管杭１Ａと回転翼６とを接合させた後に、回転翼６を地盤に押し付けて鋼管杭１Ａを回転させると、地盤に回転翼６と鋼管杭１Ａとを押し込んでいくことができる。

そして、継手端部２と継手端部３との接合による継手構造となっていれば、上述したように力の伝達性能が高いうえに回転力に対して高い耐力を確保することができるので、継手構造を変形や損傷させることなく回転翼６を地中に推進させていくことができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、前記実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、上下に配置される２つの部材（鋼管杭１Ａ，１Ｂ、鋼管杭１Ａと回転翼６）を接合させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、横方向に敷設される管材どうしを接合する場合などにも本発明を適用することができる。

また、前記実施の形態では、継手端部２の張出部２２２の高さと継手端部３の張出部３２２の高さとを同じにしたが、これに限定されるものではなく、高さが異なっていてもよい。張出部２２２，３２２を収容する基部３２１，２２１の高さを調整することによって任意の高さに設定することができる。

さらに、実施例１で説明した突出片２２の下端面２２ｃに張出部２２３からの下り勾配の傾斜を形成する構成と、実施例２で説明した突出片２２の下端面２２ｄに管内側ＰＡから管外側ＰＢに向けての下り勾配の傾斜面を形成する構成との両方が組み合わされた継手構造にすることもできる。

１Ａ，１Ｂ 鋼管杭（部材）
１１ 鋼管（本体）
２，２Ａ，２Ｂ 継手端部
２１ 環状部
２１ｂ 端面
２２ 突出片
２２ｂ 背面
２２ｃ，２２ｄ 下端面
２２２，２２３ 張出部
３，３Ａ，３Ｂ 継手端部
３１ 環状部
３１ｂ 端面
３１ｃ，３１ｄ 上端面
３２ 突出片
３２ｂ 背面
３２２ 張出部
４ 内管部
４ａ 突起部
４ｂ 周壁
４１ ねじ穴
４２ Ｏリング（止水材）
５ 回止め片
５０ 凹部
６ 回転翼（部材）
６１ 接続管（本体）
ＰＡ 管内側（筒内側）
ＰＢ 管外側（筒外側）

Claims (5)

1. 端部が円筒状に形成される２つの部材を接合させるための継手構造であって、
   前記２つの部材の継手端部は、本体側に形成される環状部と、その環状部の対向する位置から継手方向に延伸される突出片と、いずれか一方の継手端部の突出片間に装着されるとともに接合時に環状部間の隙間を塞ぐように円筒状に形成される内管部とを備え、
   前記突出片には周方向に張り出される張出部が設けられるとともに、すべての張出部の張出方向及び張出長さが略一致しており、２つの継手端部を突き合わせて回転させることによって突出片どうしを噛み合わせることで形成される前記突出片と前記環状部とに四方が囲まれた凹部に、回止め片を嵌めることによって形成されることを特徴とする継手構造。
2. 前記内管部には、前記回止め片を嵌める位置にねじ穴が設けられており、前記回止め片をねじによって前記内管部に固定することを特徴とする請求項１に記載の継手構造。
3. 前記内管部の継手方向に突出された外周面には環状の止水材が取り付けられ、前記突き合わせる側の継手端部の環状部と前記内管部の外周面との間に前記止水材が介在されることを特徴とする請求項１又は２に記載の継手構造。
4. 上下に配置される２つの部材を接合させるための請求項１乃至３のいずれか一項に記載の継手構造であって、
   上方に配置される前記継手端部の突出片の下端面は、前記張出部から周方向に下り勾配の傾斜が形成されることを特徴とする継手構造。
5. 上下に配置される２つの部材を接合させるための請求項１乃至４のいずれか一項に記載の継手構造であって、
   上方に配置される前記継手端部の突出片の下端面が筒内側から筒外側に向けての下り勾配の傾斜面に形成されるとともに、下方に配置される前記継手端部の環状部の上端面が前記傾斜面と同じ勾配に形成されることを特徴とする継手構造。