JP2017031590A - 鋼管杭継手の回転抑止構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】キー部材の回転力を軸構造に伝達させないものとして、軸構造の軸部から拡径部のナットを緩めずに、第1鋼管杭と第2鋼管杭との相対回転をキー部材で抑止することのできる鋼管杭継手の回転抑止構造を提供する。
【解決手段】本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、複数の鋼管杭を連結して相対回転を抑止するものであり、外嵌継手3と内嵌継手4とを備える。外嵌継手3は、外嵌先端部に外嵌側キー溝部71が形成されて、内嵌継手4は、内嵌基端部に内嵌側キー溝部72が形成される。外嵌継手3及び内嵌継手4は、キー部材5が軸構造6でキー溝部70に固定される。軸構造6は、拡径部63とキー溝部70の底面70aとの間でキー部材5を押圧しないように、キー部材5を貫通してキー溝部70に取り付けられる。
【選択図】図17

Description

本発明は、複数の鋼管杭を連結して相対回転を抑止する鋼管杭継手の回転抑止構造に関する。
従来から、鋼管を施工する際に衝撃や振動等が作用しても、せん断キーの緩みや脱落を抑制できるものとして、例えば、特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造が提案されている。
特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、複数本の鋼管をそれらの長手方向に連結する際に、これら鋼管同士の軸回りの相対回転を防止するものであり、各鋼管間を連結する継手材に固定されたねじと、底部にねじを通す貫通孔を備えた凹部が形成されたキー本体と、ねじにねじ止めされて凹部内に配置されたナットと、ナットの外周と凹部の側壁との隙間を埋めるように設けられた弾性体とを備える。
特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、各鋼管間でボックス継手材とピン継手材の両方を跨いて設けられた窪みに、ボックス継手材とピン継手材とが相対的に回転するのを抑止するためのせん断キーが取り付けられる。特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、ねじの先端を窪み内に突出させて、ねじの先端にキー本体やナットが取り付けられる。
特許第5703210号公報
しかし、特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、ねじの先端にナットを取り付けるときに、ナットの基端側の座金がキー本体に形成された凹部の底部に当たるまで、キー本体の凹部でナットが押し込まれる。このため、特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、キー本体の凹部の底部にナットが押し込まれることで、キー本体がナットと窪みの底面とに挟み込まれて押圧されるものとなる。
このとき、特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、正逆方向で交互に回転移動するキー本体から、キー本体の凹部に押し込まれたナットや、窪みに係止されたねじに、キー本体の回転力が伝達されるものとなる。このため、特許文献1に開示された鋼管杭継手のせん断キー構造は、キー本体から伝達された回転力により、ナットやねじが緩んで、キー本体が窪みから脱落するおそれがあるという問題点があった。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであって、その目的とするところは、キー部材の回転力を軸構造に伝達させないものとして、軸構造の軸部から拡径部のナットを緩めずに、第1鋼管杭と第2鋼管杭との相対回転をキー部材で抑止することのできる鋼管杭継手の回転抑止構造を提供することにある。
第1発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、複数の鋼管杭を連結して相対回転を抑止する鋼管杭継手の回転抑止構造であって、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを管長方向で互いに連結する外嵌継手と内嵌継手とを備え、前記外嵌継手は、管長方向の先端側に設けられる外嵌先端部を有して、前記外嵌先端部の外面が切り欠かれることで、前記外嵌先端部に外嵌側キー溝部が形成されて、前記内嵌継手は、管長方向の基端側に設けられる内嵌基端部を有して、前記内嵌基端部の外面が切り欠かれることで、前記内嵌基端部に内嵌側キー溝部が形成されて、前記外嵌継手及び前記内嵌継手は、管長方向で互いに連結したときに、前記外嵌側キー溝部と前記内嵌側キー溝部とを管長方向に連続させたキー溝部が形成されて、前記外嵌側キー溝部から前記内嵌側キー溝部まで連続させて嵌め込まれるキー部材が、鋼管内側から鋼管外側まで連続する軸構造で前記キー溝部に固定されるものであり、前記軸構造は、前記内嵌継手の内嵌孔部及び前記キー部材のキー穴部に挿通される軸部と、鋼管内側で前記内嵌継手に係止される係止部と、鋼管外側で前記軸部よりも拡径した拡径部とを有して、前記拡径部と前記キー溝部の底面との間で前記キー部材を押圧しないように、前記キー部材を貫通して前記キー溝部に取り付けられることを特徴とする。
第2発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、第1発明において、前記軸構造は、螺旋状にネジ切りされたボルト軸を前記軸部、及び、前記ボルト軸よりも拡径したボルト頭を前記係止部として、前記拡径部として用いられるナットが前記軸部に螺合されることを特徴とする。
第3発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、第1発明又は第2発明において、前記キー部材は、前記キー穴部よりも拡径させて、鋼管外側で前記拡径部が収容される外側ザグリ穴が形成されることを特徴とする。
第4発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、第1発明〜第3発明の何れかにおいて、前記内嵌継手は、前記内嵌孔部よりも拡径させて、鋼管内側で前記係止部が収容される内側ザグリ穴が形成されることを特徴とする。
第5発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、第4発明において、前記軸構造は、前記軸部及び前記係止部が互いに異なる向きで螺旋状にネジ切りされて、前記拡径部として用いられるナットが前記軸部に螺合されるとともに、前記内嵌継手のネジ切りされた前記内側ザグリ穴に前記係止部が螺合されることを特徴とする。
第6発明に係る鋼管杭継手の回転抑止構造は、第1発明〜第5発明の何れかにおいて、前記第1鋼管杭及び前記第2鋼管杭は、管長方向で互いに連結した状態で、正回転又は逆回転に回転させながら、地盤内に埋め込まれるものとなることを特徴とする。
第1発明〜第6発明によれば、拡径部が締まる方向にも緩む方向にも移動し難く軸部に中間止めされて、キー部材と軸構造とが縁切りされることで、キー部材が交互に回動した場合でも、キー部材の回転力が軸構造に伝達されないものとなるため、軸構造の軸部から拡径部のナットが次第に緩むことを防止したものとなる。これにより、第1発明〜第6発明によれば、拡径部のナットを緩めずに、第1鋼管杭と第2鋼管杭との相対回転をキー部材で抑止することで、複数の鋼管杭を地盤内で確実に回転させることが可能となる。
特に、第3発明によれば、キー部材の表面側に拡径部のナットが収容される外側ザグリ穴が形成されるため、キー部材の表面側よりも拡径部のナットを鋼管外側に突出させないものとなる。これにより、第3発明によれば、鋼管外側に拡径部のナットが突出しないため、鋼管杭を回転させるときの土砂からの抵抗が低減して、複数の鋼管杭の円滑な回転を実現することが可能となる。
特に、第4発明によれば、内嵌継手の内面側に係止部が収容される内側ザグリ穴が形成されるため、内嵌継手の内面側よりも係止部のボルト頭を鋼管内側に突出させないものとなる。これにより、第4発明によれば、鋼管杭を回転させるときの土砂の抵抗が低減するとともに、鋼管杭の内部の土砂を排出するためのハンマグラブがボルト頭と接触することを回避して、ボルト頭の破損を防止することが可能となる。
特に、第5発明によれば、内嵌継手にネジ切りされた内側ザグリ穴が形成されるとともに、軸構造の係止部が螺旋状にネジ切りされることで、内嵌継手のネジ切りされた内側ザグリ穴に軸構造の係止部を螺合して固定することができる。これにより、第5発明によれば、軸構造の係止部を、内嵌継手の内面側に、仮溶接や接着等の仮止めをすることなく簡易に固定することが可能となる。
特に、第5発明によれば、軸構造の軸部及び係止部が互いに異なる向きで螺旋状にネジ切りされて、拡径部のナットを軸部に螺合するとき、軸構造の係止部が拡径部のナットと同じ方向に回転して内嵌継手のネジ切りされた内側ザグリ穴に締め込まれる。これにより、第5発明によれば、軸構造の係止部と拡径部とが同じ方向に共回りした場合であっても、軸構造の係止部が内嵌継手のネジ切りされた内側ザグリ穴に締め込まれるため、係止部の脱落を防止することが可能となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造が用いられる複数の鋼管杭を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造のギア式継手の外嵌継手及び内嵌継手を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造の外嵌継手を示す正面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造の内嵌継手を示す正面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造の外嵌継手及び内嵌継手の変形例を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で外嵌継手に内嵌継手を挿入する状態を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で外嵌継手と内嵌継手とを相対回転させた状態を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でキー溝部にキー部材を嵌め込んだ状態を示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で外嵌継手と内嵌継手とを嵌合させた状態を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でキー溝部に取り付けられた軸構造を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で外嵌側キー溝部に配置された内嵌孔部を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でボルト軸の端部側のみがネジ切りされた軸部を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で鋼管内側及び鋼管外側の各々にナットが用いられた軸構造を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で鋼管内側にナットが用いられた軸構造を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でキー部材に形成された外側ザグリ穴を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で内嵌継手に形成された内側ザグリ穴を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で外側ザグリ穴及び内側ザグリ穴を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でネジ穴として形成された内側ザグリ穴を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で軸部及び係止部が互いに同じ向きでネジ切りされた軸構造を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でキー部材を押圧しないように取り付けられた軸構造を示す拡大側面図である。 (a)は、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造が用いられる複数の鋼管杭を正回転させた状態を示す正面図であり、(b)は、その逆回転させた状態を示す正面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造のキー部材で外嵌継手と内嵌継手との相対回転を抑止した状態を示す拡大正面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でキー部材と軸構造とが縁切りされた状態を示す拡大正面図である。 従来のせん断キー構造でキー部材と軸構造とが縁切りされていない状態を示す拡大正面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造でボルト軸を貫通させて割りピンが設けられた軸構造を示す拡大側面図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造で相対回転させずに直進して連結される外嵌継手と内嵌継手とを示す斜視図である。 本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造のネジ式継手の外嵌継手及び内嵌継手を示す正面図である。
以下、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、地盤上に構築される構造物の基礎杭等の継手として、図1に示すように、断面形状が略円形状等に形成された複数の鋼管杭を連結して、複数の鋼管杭の周方向Wの相対回転を抑止するために用いられる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、地盤内8の下方に埋め込まれる第1鋼管杭1と、地盤内8の上方に埋め込まれる第2鋼管杭2とが、複数の鋼管杭として管長方向Yで互いに連結されて、回転トルクを導入した回転圧入工法等により埋設される。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、第1鋼管杭1の上端部と第2鋼管杭2の下端部とを管長方向Yで互いに連結する外嵌継手3と内嵌継手4とを備える。本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、第1鋼管杭1の上端部に外嵌継手3を溶接等で取り付けるとともに、第2鋼管杭2の下端部に内嵌継手4を溶接等で取り付ける。
外嵌継手3は、図2に示すように、管長方向Yの先端側に設けられる外嵌先端部34を有して、外嵌先端部34が第2鋼管杭2に向けて、管長方向Yに延びて形成される。外嵌継手3は、管長方向Yの基端側に設けられる外嵌基端部35を有して、外嵌基端部35の下端部が第1鋼管杭1の上端部に取り付けられる。
外嵌継手3は、外嵌先端部34から外嵌基端部35までの内周面に、管径方向Xで鋼管内側Aに突出して複数の外嵌山部31が形成される。外嵌継手3は、図3に示すように、外嵌山部31が内周面から突出することで、周方向Wで外嵌山部31に隣り合う外嵌溝部32と、管長方向Yの基端側で外嵌山部31に隣り合う外嵌谷部33とが形成される。
外嵌継手3は、複数の外嵌山部31が管長方向Yで略一列に配置されて、管長方向Yで4段に亘って、複数の外嵌段部36が形成される。外嵌継手3は、各々の外嵌段部36において、外嵌山部31と外嵌溝部32とが、周方向Wで交互に形成されるとともに、外嵌山部31と外嵌谷部33とが、管長方向Yに隣り合って形成される。
外嵌継手3は、各々の外嵌段部36において、外嵌山部31の板厚よりも外嵌溝部32の板厚が小さく、外嵌山部31の板厚よりも外嵌谷部33の板厚が小さくなる。外嵌継手3は、管長方向Yに隣り合う外嵌段部36において、管長方向Yの先端側の外嵌谷部33の板厚よりも、管長方向Yの基端側の外嵌谷部33の板厚が大きいものとなる。
外嵌継手3は、外嵌先端部34の外面34aが切り欠かれることで、外嵌先端部34に外嵌側キー溝部71が形成される。外嵌継手3は、外嵌先端部34の外面34aから鋼管内側Aに貫通して、外嵌溝部32と略同一の周方向Wの幅で、外嵌側キー溝部71が形成される。外嵌継手3は、これに限らず、外嵌側キー溝部71の周方向Wの幅が、外嵌溝部32の周方向Wの幅よりも小さく、又は、大きくてもよい。なお、外嵌側キー溝部71の周方向Wの幅が、外嵌溝部32の周方向Wの幅よりも大きい場合は、周方向Wで外嵌溝部32から外嵌山部31まで跨った位置に外嵌側キー溝部71が形成される。外嵌側キー溝部71は、外嵌溝部32と略同一の周方向Wの位置に形成されるが、これに限らず、外嵌山部31と略同一の位置に形成されてもよい。
外嵌継手3は、周方向Wで外嵌山部31と交互に形成された複数の外嵌溝部32のうち、一部の外嵌溝部32の先端側のみが切り欠かれて、複数の外嵌溝部32の一部に外嵌側キー溝部71が形成される。また、外嵌継手3は、図5(a)に示すように、周方向Wで外嵌山部31と交互に形成された複数の外嵌溝部32で、全部の外嵌溝部32の先端側が切り欠かれて、複数の外嵌溝部32の全部に外嵌側キー溝部71が形成されてもよい。
内嵌継手4は、図2に示すように、管長方向Yの先端側に設けられる内嵌先端部44を有して、内嵌先端部44が第1鋼管杭1に向けて、管長方向Yに延びて形成される。内嵌継手4は、管長方向Yの基端側に設けられる内嵌基端部45を有して、内嵌基端部45の上端部が第2鋼管杭2の下端部に取り付けられる。
内嵌継手4は、内嵌先端部44から内嵌基端部45までの外周面に、管径方向Xで鋼管外側Bに突出して複数の内嵌山部41が形成される。内嵌継手4は、図4に示すように、内嵌山部41が外周面から突出することで、周方向Wで内嵌山部41に隣り合う内嵌溝部42と、管長方向Yの基端側で内嵌山部41に隣り合う内嵌谷部43とが形成される。
内嵌継手4は、複数の内嵌山部41が管長方向Yで略一列に配置されて、管長方向Yで4段に亘って、複数の内嵌段部46が形成される。内嵌継手4は、各々の内嵌段部46において、内嵌山部41と内嵌溝部42とが、周方向Wで交互に形成されるとともに、内嵌山部41と内嵌谷部43とが、管長方向Yに隣り合って形成される。
内嵌継手4は、各々の内嵌段部46において、内嵌山部41の板厚よりも内嵌溝部42の板厚が小さく、内嵌山部41の板厚よりも内嵌谷部43の板厚が小さくなる。内嵌継手4は、管長方向Yに隣り合う内嵌段部46において、管長方向Yの先端側の内嵌谷部43の板厚よりも、管長方向Yの基端側の内嵌谷部43の板厚が大きいものとなる。
内嵌継手4は、内嵌基端部45の外面45aが切り欠かれることで、内嵌基端部45に内嵌側キー溝部72が形成される。内嵌継手4は、内嵌基端部45の外面45aから鋼管内側Aに所定の深さで切り欠いて、内嵌溝部42と略同一の周方向Wの幅で、内嵌側キー溝部72が形成される。内嵌継手4は、これに限らず、内嵌側キー溝部72の周方向Wの幅が、内嵌溝部42の周方向Wの幅よりも小さく、又は、大きくてもよい。なお、内嵌側キー溝部72の周方向Wの幅が、内嵌溝部42の周方向Wの幅よりも大きい場合は、周方向Wで内嵌溝部42から内嵌山部41まで跨った位置に内嵌側キー溝部72が形成される。内嵌側キー溝部72は、内嵌溝部42と略同一の周方向Wの位置に形成されるが、これに限らず、内嵌山部41と略同一の位置に形成されてもよい。
内嵌継手4は、周方向Wで内嵌山部41と交互に形成された複数の内嵌溝部42のうち、一部の内嵌溝部42の基端側のみが切り欠かれて、複数の内嵌溝部42の一部に内嵌側キー溝部72が形成される。また、内嵌継手4は、図5(b)に示すように、周方向Wで内嵌山部41と交互に形成された複数の内嵌溝部42で、全部の内嵌溝部42の基端側が切り欠かれて、複数の内嵌溝部42の全部に内嵌側キー溝部72が形成されてもよい。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、図6に示すように、最初に、管長方向Yで第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを互いに連結させるときに、第2鋼管杭2に取り付けられた内嵌継手4が、第1鋼管杭1に取り付けられた外嵌継手3に挿入されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌継手3に内嵌継手4を挿入するときに、各々の外嵌段部36において、外嵌山部31の管径方向Xの高さが内嵌溝部42の管径方向Xの深さ以下とされて、外嵌山部31が内嵌溝部42を通過する。また、外嵌継手3及び内嵌継手4は、各々の内嵌段部46において、内嵌山部41の管径方向Xの高さが外嵌溝部32の管径方向Xの深さ以下とされて、内嵌山部41が外嵌溝部32を通過する。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、次に、内嵌継手4を外嵌継手3に挿入したまま、図7に示すように、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを相対回転させることで、外嵌継手3と内嵌継手4とが周方向Wに相対回転して、管長方向Yで互いに嵌合されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌継手3と内嵌継手4とが相対回転するときに、各々の外嵌段部36において、内嵌谷部43の管径方向Xの深さが外嵌山部31の管径方向Xの高さ以上とされて、外嵌山部31が内嵌谷部43に嵌合される。また、外嵌継手3及び内嵌継手4は、各々の内嵌段部46において、外嵌谷部33の管径方向Xの深さが内嵌山部41の管径方向Xの高さ以上とされて、内嵌山部41が外嵌谷部33に嵌合される。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌側キー溝部71と内嵌側キー溝部72とが、互いに略同一の周方向Wの位置に形成される。このため、外嵌継手3及び内嵌継手4は、周方向Wで相対回転させて、管長方向Yで互いに連結したときに、外嵌側キー溝部71と内嵌側キー溝部72とを管長方向Yに連続させたキー溝部70が形成される。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、図8に示すように、例えば、キー溝部70が略矩形状に形成されて、キー溝部70よりも外形寸法を小さくしたキー部材5が、キー溝部70に嵌め込まれる。外嵌継手3及び内嵌継手4は、鋼製等のキー部材5がキー溝部70に嵌め込まれて、管長方向Yで外嵌側キー溝部71から内嵌側キー溝部72まで連続させてキー部材5が架設されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、図9に示すように、各々の外嵌段部36及び内嵌段部46において、内嵌山部41の管長方向Yの長さを外嵌谷部33の管長方向Yの長さ以下として、外嵌山部31の管長方向Yの長さを内嵌谷部43の管長方向Yの長さ以下とする。このとき、外嵌継手3及び内嵌継手4は、各々の外嵌段部36及び内嵌段部46において、外嵌山部31と内嵌山部41とが管長方向Yで互いに係止されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌継手3の先端側で外嵌先端部34と内嵌基端部45とが互いに当接されて、内嵌継手4の先端側で内嵌先端部44と外嵌基端部35とが互いに当接される。外嵌継手3及び内嵌継手4は、これに限らず、外嵌継手3の先端側で外嵌先端部34と内嵌基端部45とが互いに離間するものであってもよく、また、内嵌継手4の先端側で内嵌先端部44と外嵌基端部35とが互いに離間するものであってもよい。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、鋼管内側Aから鋼管外側Bまで連続させたボルトナット等の軸構造6で、キー部材5がキー溝部70に嵌め込まれて固定される。外嵌継手3及び内嵌継手4は、図10に示すように、管径方向Xに穿孔した内嵌孔部40が内嵌継手4に形成されて、内嵌孔部40が内嵌側キー溝部72に配置される。外嵌継手3及び内嵌継手4は、これに限らず、図11に示すように、外嵌側キー溝部71が外嵌先端部34の外面34aから鋼管内側Aに貫通していない場合等には、管径方向Xに穿孔した外嵌孔部30が外嵌継手3に形成されて、内嵌孔部40が外嵌側キー溝部71に配置されてもよい。
軸構造6は、キー部材5を管径方向Xに貫通するキー穴部50に取り付けられて、キー部材5がキー溝部70に固定されるものとなる。軸構造6は、内嵌継手4の内嵌孔部40及びキー部材5のキー穴部50に挿通される軸部61と、鋼管内側Aで内嵌継手4に係止される係止部62と、鋼管外側Bで軸部61よりも拡径した拡径部63とを有する。
軸構造6は、例えば、軸部61及び係止部62として、ボルトが用いられるとともに、拡径部63として、ナットが用いられる。軸構造6は、螺旋状にネジ切りされたボルト軸を軸部61、及び、ボルト軸よりも拡径したボルト頭を係止部62として、拡径部63として用いられるナットが軸部61に螺合されるものとなる。
軸構造6は、軸部61となるボルト軸の軸方向の全長に亘って螺旋状にネジ切りされるものに限らず、図12に示すように、軸部61となるボルト軸の軸方向で、キー部材5のキー穴部50から突出させた端部側61aのみがネジ切りされて、内嵌継手4の内嵌孔部40及びキー部材5のキー穴部50に挿通される中間側61bがネジ切りされることなく略平滑面状に形成されてもよい。
軸構造6は、ボルト頭が係止部62とされるものに限らず、図13に示すように、軸部61となるボルト軸の軸方向で、鋼管内側A及び鋼管外側Bの各々にナットが用いられてもよい。このとき、軸構造6は、鋼管外側Bのナットが拡径部63、鋼管内側Aのナットが係止部62として用いられて、例えば、軸部61となるボルト軸の軸方向で、内嵌継手4の内嵌孔部40及びキー部材5のキー穴部50から突出させた端部側61aのみがネジ切りされて、内嵌継手4の内嵌孔部40及びキー部材5のキー穴部50に挿通される中間側61bがネジ切りされることなく略平滑面状に形成される。また、軸構造6は、図14に示すように、鋼管外側Bに配置されたボルト頭が拡径部63、鋼管内側Aに配置されたナットが係止部62として用いられてもよい。
軸構造6は、図12に示すように、キー部材5の表面側5aよりも鋼管外側Bに突出して拡径部63のナットが配置されて、また、内嵌継手4の内面側4aよりも鋼管内側Aに突出して係止部62のボルト頭が配置される。このとき、キー部材5は、キー穴部50の内面がネジ切りされることなく略平滑面状に形成される。キー部材5は、略矩形状、略円形状、略楕円形状、略菱形状、略六角形状又は面取りした略矩形状等に形成される。
キー部材5は、図15に示すように、軸部61が挿通されるキー穴部50よりも、キー部材5の表面側5aが拡径させて切り欠かれて、鋼管外側Bで拡径部63のナットが収容される外側ザグリ穴57が形成されてもよい。このとき、軸構造6は、キー部材5の外側ザグリ穴57に拡径部63のナットが収容されて、キー部材5の表面側5aよりも拡径部63のナットを鋼管外側Bに突出させないものとなる。
内嵌継手4は、図16に示すように、軸部61が挿通される内嵌孔部40よりも、内嵌継手4の内面側4aが拡径させて切り欠かれて、鋼管内側Aで係止部62のボルト頭が収容される内側ザグリ穴47が形成されてもよい。このとき、軸構造6は、内嵌継手4の内側ザグリ穴47に係止部62のボルト頭が収容されて、内嵌継手4の内面側4aよりも係止部62のボルト頭を鋼管内側Aに突出させないものとなる。
内嵌継手4及びキー部材5は、特に、図17に示すように、鋼管外側Bの外側ザグリ穴57と鋼管内側Aの内側ザグリ穴47とがともに形成されることが望ましい。軸構造6は、軸部61となるボルト軸よりも拡径したボルト頭が略六角形状に形成された六角ボルト又は六角穴付きボルト等が用いられる。
軸構造6は、図18に示すように、ボルト頭が略円形状に形成されて、略円形状に形成されたボルト頭の外周を螺旋状にネジ切りした係止部62が用いられてもよい。このとき、内嵌継手4は、内側ザグリ穴47の内面がネジ切りされて、螺旋状のネジ穴48として内側ザグリ穴47が形成される。
軸構造6は、軸部61及び係止部62が互いに異なる向きで螺旋状にネジ切りされて、例えば、軸部61を右回りの螺旋状のネジ切り、係止部62を左回りの螺旋状のネジ切りとする。このとき、軸構造6は、係止部62が鋼管内側Aからネジ穴48に左周りで螺合されるとともに、拡径部63のナットが鋼管外側Bから軸部61に右周りで螺合されて、内嵌継手4の内面側4aよりも係止部62を鋼管内側Aに突出させずに、係止部62がネジ穴48で内嵌継手4に係止される。
軸構造6は、図19に示すように、軸部61よりも係止部62を拡径させないで、軸部61と略同一の外径で係止部62が形成されてもよい。このとき、内嵌継手4は、内嵌孔部40の内面がネジ切りされて、螺旋状のネジ穴48が形成される。軸構造6は、軸部61及び係止部62が互いに同じ向きで螺旋状にネジ切りされる。
軸構造6は、鋼管外側Bから係止部62をネジ穴48に右周りで螺合した後、拡径部63のナットを鋼管外側Bから軸部61に右周りで螺合して、内嵌継手4の内面側4aよりも係止部62を鋼管内側Aに突出させずに、係止部62がネジ穴48で内嵌継手4に係止される。このとき、軸構造6は、軸部61となるボルト軸の軸方向で、キー部材5のキー穴部50から突出させた端部側61aがネジ切りされて、内嵌継手4の内嵌孔部40からキー部材5のキー穴部50に亘った中間側61bがネジ切りされることなく略平滑面状に形成されることで、拡径部63のナットが締まる方向に移動し難く固定される。
軸構造6は、図10〜図19に示す何れの実施形態においても、例えば、拡径部63のナットに緩み止めナットが用いられる。緩み止めナットは、ナットの上面にフリクションリングを一体化させて緩み止め機能を付与したものであり、軸部61のボルト軸に拡径部63のナットを螺合したときに、拡径部63のナットが締まる方向にも緩む方向にも移動し難く固定されることで、拡径部63のナットが軸部61のボルト軸に中間止めされて、緩み難く脱落し難いものとなる。緩み止めナットは、ナットを二重にして偏心させて組み合わせたナットや、ナットを二重にして溝によって組み合わせたナット、又は、ネジ山の山部にさらに凹凸を付けてナットと競ること等により、緩み止め機能が付与されるものでもよい。また、ナットを取り付けた後に経時性固化剤を塗布することにより、緩み止め機能が付与されるものでもよい。
軸構造6は、拡径部63のナットに緩み止めナット等が用いられて、拡径部63が軸部61に中間止めされることで、図20に示すように、拡径部63のナットとキー溝部70の底面70aとの間で、キー部材5を管径方向Xに押圧しないように、キー部材5を貫通してキー溝部70に取り付けられる。このとき、軸構造6は、キー部材5をキー溝部70に嵌め込んで固定するものの、キー溝部70からキー部材5を脱落させない範囲で、キー部材5を管径方向Xに移動できるものとする。
軸構造6は、内嵌継手4の内嵌孔部40に挿通された軸部61が係止部62で内嵌継手4に係止されて、キー部材5のキー穴部50に挿通された軸部61に拡径部63のナットが螺合される。このとき、軸構造6は、拡径部63のナットとキー溝部70の底面70aとの間で、キー部材5を管径方向Xに移動できるものとしながら、キー部材5をキー溝部70から脱落させないように拘束するものとなる。
軸構造6は、キー部材5を管径方向Xに移動できる状態で拘束するため、拡径部63のナットとキー部材5の表面側5aとの間、及び、キー溝部70の底面70aとキー部材5の裏面側5bとの間の何れか一方又は両方に、僅少な隙間Sが形成される。なお、軸構造6は、キー部材5を管径方向Xに押圧しない程度で、拡径部63のナットとキー部材5の表面側5aとが軽く当接されるとともに、キー溝部70の底面70aとキー部材5の裏面側5bとが軽く当接されることで、隙間Sが形成されなくてもよい。また、隙間Sには、ワッシャー、ゴムワッシャー又は樹脂製のリング材等、キー部材5からの回転力の伝達をより低減するための図示しない緩衝材が設置されてもよい。
第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2は、図21に示すように、外嵌継手3と内嵌継手4とで管長方向Yに連結されて、複数の鋼管杭に回転トルクを導入することで、複数の鋼管杭の先端側に設けられた螺旋翼を回転させながら、地盤内8を推進して回転圧入される。このとき、第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2は、管長方向Yで互いに連結した状態で、地盤内8で正回転又は逆回転に回転させながら、地盤内8に埋め込まれるものとなる。
第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2は、図21(a)に示すように、複数の鋼管杭を左回りに正回転させるとともに、図21(b)に示すように、地盤内8の硬さや障害物の存在等に応じて、複数の鋼管杭を右回りに逆回転させる。なお、第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2は、右回りを正回転、左回りを逆回転とするものでもよい。また、第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2は、複数の鋼管杭に打撃力を与えながら回転させてもよい。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図22に示すように、複数の鋼管杭を回転させるときに、回転トルクが導入される第2鋼管杭2が第1鋼管杭1に対して相対回転する。本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、キー部材5がキー溝部70に架設されて、キー部材5の一方側面51が外嵌側キー溝部71の側面71aに当接するとともに、キー部材5の他方側面52が内嵌側キー溝部72の側面72aに当接する。
鋼管杭に導入された回転トルクは、キー部材5の他方側面52が内嵌側キー溝部72の側面72aに当接することで、第2鋼管杭2からキー部材5に伝達される。また、鋼管杭に導入された回転トルクは、キー部材5の一方側面51が外嵌側キー溝部71の側面71aに当接することで、キー部材5から第1鋼管杭1に伝達される。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、キー部材5の一方側面51及び他方側面52がキー溝部70に両側から挟み込まれて、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2との相対回転を抑止するものとなる。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2を正回転及び逆回転で交互に回転させることで、図23に示すように、キー部材5が左回り及び右回りで交互に回動するものとなる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図20に示すように、キー穴部50がネジ切りされることなく略平滑面状に形成されて、軸構造6の軸部61がキー穴部50に螺合されることなく挿通されるものとなる。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、軸構造6の軸部61がキー穴部50に螺合されることなく挿通されることで、軸構造6の軸部61とキー部材5とが縁切りされた状態となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、拡径部63のナットとキー溝部70の底面70aとの間で、キー部材5を管径方向Xに押圧しないように、キー部材5がキー溝部70に取り付けられる。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、キー部材5の表面側5aにナットが接触した場合でも、キー部材5が押圧されず隙間S等が形成されることで、拡径部63のナットとキー部材5とが縁切りされた状態となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、軸構造6の軸部61及び拡径部63のナットがキー部材5と縁切りされた状態となるため、図23に示すように、キー部材5が交互に回動した場合でも、キー部材5の回転力が軸構造6に伝達されないものとなる。
これに対して、従来のせん断キー構造9は、図24に示すように、キー本体91の凹部92に座金付ナット93が押し込まれることで、キー本体91が座金付ナット93で押圧されるものとなる。このとき、従来のせん断キー構造9は、キー本体91と座金付ナット93とが縁切りされず、キー本体91が交互に回動することで、キー本体91の回転力が座金付ナット93に伝達されて、座金付ナット93が次第に緩むものとなる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図23に示すように、キー部材5が交互に回動した場合でも、キー部材5の回転力が軸構造6に伝達されず、軸構造6の軸部61から拡径部63のナットが次第に緩むことを防止する。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、拡径部63のナットが軸構造6の軸部61から緩まないため、図22に示すように、キー溝部70からキー部材5が脱落しないものとなる。これにより、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、キー溝部70からのキー部材5の脱落を防止して、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2との相対回転をキー部材5で抑止することで、複数の鋼管杭を地盤内8で確実に回転させることが可能となる。
なお、軸構造6は、図25に示すように、軸部61のボルト軸に拡径部63のナットを螺合した後に、ボルト軸のネジ山が潰されて、又は、軸部61のボルト軸に拡径部63のナットが接着材等で固定されてもよい。また、軸構造6は、ボルト軸の先端側を軸芯直交方向に貫通する割りピン64が設けられてもよい。
このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、軸構造6の軸部61から拡径部63のナットが緩むことを、ボルト軸の潰されたネジ山や割りピン64等で確実に防止しながら、拡径部63のナットとキー溝部70の底面70aとの間で、キー部材5を押圧しないように、キー部材5をキー溝部70に取り付けることが可能となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図15に示すように、キー部材5の表面側5aに拡径部63のナットが収容される外側ザグリ穴57が形成されるため、キー部材5の表面側5aよりも拡径部63のナットを鋼管外側Bに突出させないものとなる。これにより、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、鋼管外側Bに拡径部63のナットが突出しないため、鋼管杭を回転させるときの土砂からの抵抗が低減して、複数の鋼管杭の円滑な回転を実現することが可能となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図16に示すように、内嵌継手4の内面側4aに係止部62が収容される内側ザグリ穴47が形成されるため、内嵌継手4の内面側4aよりも係止部62のボルト頭を鋼管内側Aに突出させないものとなる。これにより、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、鋼管杭を回転させるときの土砂の抵抗が低減するとともに、鋼管杭の内部の土砂を排出するためのハンマグラブがボルト頭と接触することを回避して、ボルト頭の破損を防止することが可能となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、外嵌継手3に内嵌継手4を挿入する前の段階で、図10〜図17に示すように、内嵌継手4の内嵌孔部40に軸構造6の軸部61を鋼管内側Aから挿通する。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、内嵌継手4の内面側4aに、軸構造6の係止部62が仮溶接等で仮止めされる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、内嵌継手4の内嵌孔部40の内面が、ネジ切りされることなく略平滑面状に形成される。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、内嵌継手4の内側ザグリ穴47の内面が係止部62のボルト頭と同様に略六角形状等に形成されて、係止部62のボルト頭が内側ザグリ穴47の内部で回転しないように嵌め込まれてもよい。本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、これに限らず、図18、図19に示すように、内嵌継手4の内側ザグリ穴47又は内嵌孔部40の内面がネジ切りされて螺旋状のネジ穴48が形成されてもよい。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、内嵌継手4に螺旋状のネジ穴48が形成されるとともに、軸構造6の係止部62が螺旋状にネジ切りされることで、内嵌継手4のネジ穴48に、軸構造6の係止部62を螺合して固定することができる。これにより、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、軸構造6の係止部62を、内嵌継手4の内面側4aに、仮溶接や接着等の仮止めをすることなく簡易に固定することが可能となる。
また、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図18に示すように、軸構造6の軸部61及び係止部62が、互いに異なる向きで螺旋状にネジ切りされてもよい。このとき、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、拡径部63のナットを軸部61に螺合するとき、軸構造6の係止部62が、拡径部63のナットと同じ方向に回転して内嵌継手4のネジ切りされた内側ザグリ穴47に締め込まれる。これにより、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、軸構造6の係止部62と拡径部63とが同じ方向に共回りした場合であっても、軸構造6の係止部62が内嵌継手4のネジ切りされた内側ザグリ穴47に締め込まれるため、係止部62の脱落を防止することが可能となる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図6、図7に示すように、内嵌継手4を外嵌継手3に挿入したまま、外嵌継手3と内嵌継手4とを周方向Wに相対回転させて、外嵌継手3と内嵌継手4とが管長方向Yに連結されるギア式継手に用いられる。
本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、これに限らず、図26に示すように、外嵌継手3と内嵌継手4とを相対回転させることなく、内嵌継手4を管長方向Yに直進させて外嵌継手3に挿入するのみで、外嵌継手3と内嵌継手4とが連結されてもよい。
このとき、外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌継手3の内周面で、周方向Wに連続して溝状に延びる外嵌溝状部39が形成されるとともに、内嵌継手4の外周面で、周方向Wに連続して溝状に延びる内嵌溝状部49が形成されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、最初に、周方向Wで断続的に延びる係止片59を、外嵌継手3の外嵌溝状部39に配置したまま、内嵌継手4を管長方向Yに直進させて外嵌継手3に挿入する。外嵌継手3及び内嵌継手4は、次に、外嵌継手3の外周面から孔部58に挿入されたネジで係止片59が押し込まれて、外嵌継手3の内周面の外嵌溝状部39と、内嵌継手4の外周面の内嵌溝状部49とに、係止片59が架設されるものとなる。
外嵌継手3及び内嵌継手4は、外嵌継手3の外嵌溝状部39と内嵌継手4の内嵌溝状部49とに係止片59が架設されて、管長方向Yで互いに連結したときに、外嵌側キー溝部71と内嵌側キー溝部72とを管長方向Yに連続させたキー溝部70が形成される。このとき、外嵌継手3及び内嵌継手4は、図18に示すように、管長方向Yに連続させたキー溝部70に、キー部材5が軸構造6で押圧されないように取り付けられることで、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7が導入されるものとなる。
また、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、図27に示すように、外嵌継手3の内周面で、周方向Wに連続して螺旋状に延びる外嵌突状部38が形成されるとともに、内嵌継手4の外周面で、周方向Wに連続して螺旋状に延びる内嵌溝状部49が形成されて、外嵌突状部38と内嵌溝状部49とが螺合されるネジ式継手に導入されてもよい。
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。
例えば、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、第1鋼管杭1に内嵌継手4が取り付けられるとともに、第2鋼管杭2に外嵌継手3が取り付けられてもよい。また、本発明を適用した鋼管杭継手の回転抑止構造7は、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2の端部が切削されることで、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2そのものに外嵌継手3又は内嵌継手4が設けられてもよい。
1 :第1鋼管杭
2 :第2鋼管杭
3 :外嵌継手
30 :外嵌孔部
31 :外嵌山部
32 :外嵌溝部
33 :外嵌谷部
34 :外嵌先端部
34a :外面
35 :外嵌基端部
36 :外嵌段部
38 :外嵌突状部
39 :外嵌溝状部
4 :内嵌継手
4a :内面側
40 :内嵌孔部
41 :内嵌山部
42 :内嵌溝部
43 :内嵌谷部
44 :内嵌先端部
45 :内嵌基端部
45a :外面
46 :内嵌段部
47 :内側ザグリ穴
48 :ネジ穴
49 :内嵌溝状部
5 :キー部材
5a :表面側
5b :裏面側
50 :キー穴部
51 :一方側面
52 :他方側面
57 :外側ザグリ穴
58 :孔部
59 :係止片
6 :軸構造
61 :軸部
61a :端部側
61b :中間側
62 :係止部
63 :拡径部
64 :割りピン
7 :鋼管杭継手の回転抑止構造
70 :キー溝部
70a :底面
71 :外嵌側キー溝部
71a :側面
72 :内嵌側キー溝部
72a :側面
8 :地盤内
A :鋼管内側
B :鋼管外側
S :隙間
W :周方向
X :管径方向
Y :管長方向

Claims (6)

  1. 複数の鋼管杭を連結して相対回転を抑止する鋼管杭継手の回転抑止構造であって、
    第1鋼管杭と第2鋼管杭とを管長方向で互いに連結する外嵌継手と内嵌継手とを備え、
    前記外嵌継手は、管長方向の先端側に設けられる外嵌先端部を有して、前記外嵌先端部の外面が切り欠かれることで、前記外嵌先端部に外嵌側キー溝部が形成されて、
    前記内嵌継手は、管長方向の基端側に設けられる内嵌基端部を有して、前記内嵌基端部の外面が切り欠かれることで、前記内嵌基端部に内嵌側キー溝部が形成されて、
    前記外嵌継手及び前記内嵌継手は、管長方向で互いに連結したときに、前記外嵌側キー溝部と前記内嵌側キー溝部とを管長方向に連続させたキー溝部が形成されて、前記外嵌側キー溝部から前記内嵌側キー溝部まで連続させて嵌め込まれるキー部材が、鋼管内側から鋼管外側まで連続する軸構造で前記キー溝部に固定されるものであり、
    前記軸構造は、前記内嵌継手の内嵌孔部及び前記キー部材のキー穴部に挿通される軸部と、鋼管内側で前記内嵌継手に係止される係止部と、鋼管外側で前記軸部よりも拡径した拡径部とを有して、前記拡径部と前記キー溝部の底面との間で前記キー部材を押圧しないように、前記キー部材を貫通して前記キー溝部に取り付けられること
    を特徴とする鋼管杭継手の回転抑止構造。
  2. 前記軸構造は、螺旋状にネジ切りされたボルト軸を前記軸部、及び、前記ボルト軸よりも拡径したボルト頭を前記係止部として、前記拡径部として用いられるナットが前記軸部に螺合されること
    を特徴とする請求項1記載の鋼管杭継手の回転抑止構造。
  3. 前記キー部材は、前記キー穴部よりも拡径させて、鋼管外側で前記拡径部が収容される外側ザグリ穴が形成されること
    を特徴とする請求項1又は2記載の鋼管杭継手の回転抑止構造。
  4. 前記内嵌継手は、前記内嵌孔部よりも拡径させて、鋼管内側で前記係止部が収容される内側ザグリ穴が形成されること
    を特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の鋼管杭継手の回転抑止構造。
  5. 前記軸構造は、前記軸部及び前記係止部が互いに異なる向きで螺旋状にネジ切りされて、前記拡径部として用いられるナットが前記軸部に螺合されるとともに、前記内嵌継手のネジ切りされた前記内側ザグリ穴に前記係止部が螺合されること
    を特徴とする請求項4記載の鋼管杭継手の回転抑止構造。
  6. 前記第1鋼管杭及び前記第2鋼管杭は、管長方向で互いに連結した状態で、正回転又は逆回転に回転させながら、地盤内に埋め込まれるものとなること
    を特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の鋼管杭継手の回転抑止構造。
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