JP2018111973A - 鋼管の機械式継手、該機械式継手の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】締結時におけるガタとズレをなくすることができる鋼管の機械式継手、該機械式継手の接合方法を提供する。【解決手段】本発明に係る鋼管の機械式継手１は、鋼管端部にそれぞれ取り付けられ、雄ねじ部３を有する雄継手部５と、雌ねじ部７を有する雌継手部９と、雄継手部５に螺合するリングねじ１１を有し、これら雄継手部５、雌継手部９のねじ部３、７は３条以上、１２条以下の平行ねじとし、雄継手部５と雌継手部９の間にリングねじ１１を介在させて、雄継手部５と雌継手部９を所定の嵌合位置になるまで回転嵌合させて、リングねじ１１を雌継手部９側に向けて締めつけて締結完了できるようにしたことを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、土木・建築分野において支持構造に用いる鋼管杭、鋼管矢板及び鋼管柱に関する技術であって、これら鋼管杭、鋼管矢板及び鋼管柱を構成する鋼管の機械式継手およびその接合方法に関するものである。

鋼管杭、鋼管矢板または鋼管柱これを構成する鋼管は施工現場で接合されることが多く、このような現場接合は、溶接接合が一般的である。
この鋼管の現場接合技術としての溶接は、豊富な実績を有する優れた方法であるが、
(i)鋼管寸法（外径・板厚）によっては作業時間が非常に長くなる
(ii)風雨時の作業が困難である
(iii)溶接品質が溶接工の技量に大きく依存する
(iv)検査が煩雑で所要時間が長い
(v)上記の(i)〜(iv)の結果として溶接が杭や柱の施工能率低下の大きな要因になっている
などの問題点もあり、溶接に代わる接合技術として鋼管の機械式継手の実用化が求められている。

現在までに鋼管杭については、ねじ継手に代表される様々な機械式継手が開発されてきており、例えば、特許文献１、２がある。
これらは、地すべり抑止用の鋼管杭や基礎杭に用いる鋼管杭の現場接合に適用されるねじ継手であり、特許文献１は平行ねじ、特許文献２はテーパーねじからなるねじ継手である。

特許文献１、２に記載されたねじ継手は、いずれも鋼管杭を構成する鋼管の端部に雄ねじ継手および雌ねじ継手がそれぞれ工場にて取り付けられており、施工現場では、打設されている下杭の上端に取り付けられた雌ねじ継手に、上杭の下端に取り付けられた雄ねじ継手を嵌合可能な位置に合わせて、上杭を人力などで回転させることで上下杭のねじ継手を嵌合させるというものであり、短時間で容易に現場接合できるという利点がある。
このように、機械式継手によれば、上記の溶接接合の問題点を大きく改善することが可能である。

特許第3747594号 特許第2800656号

しかしながら、ねじ継手においても、これを取り付ける対象となる鋼管杭の用い方によっては課題が残されており、以下この点について説明する。
＜ねじ継手のガタ＞
課題の一つとしてねじ継手のガタに起因するものがあり、この点を一般的なボルトとナットの締結を例に挙げて説明する。

《ボルトとナットの締結》
ねじ構造として身近なものに、ボルトおよびナットがある。一般に、ボルトの雄ねじとナットの雌ねじをスムーズに嵌合させるために、両者のねじ山間に微小なクリアランス（隙間）が設けてある。なお、このクリアランスが全くないと、ねじ同士が噛み合って嵌合できない。

図７に、ボルト５１の雄ねじ５３とナット５５の雌ねじ５７の螺合時の位置関係を示す。一般に、ボルトおよびナットの場合、ねじ山の傾斜角度が60°の三角ねじである。ここでは、ボルト５１（の頭部）とナット５５の間に挟まれた被締結体５９を、ナット５５を回転させて締結する状態を考える。

ナット５５が回転嵌合しているときは、ナット５５の雌ねじ５７のスタビングフランク面ＳＦと呼ばれる面が、ボルト５１の雄ねじ５３と接触しながら進む（図７（ａ）参照）。
その後、ナット５５が被締結体５９に接触し、その状態からさらにナット５５にトルクを作用させて回転させると、被締結体５９からナット５５に上向きの反力が作用し、ナット５５の雌ねじ５７のスタビングフランク面ＳＦからロードフランク面ＲＦに接触面が次第に移行する（図７（ｂ）参照）。これにより、被締結体５９がボルト５１とナット５５により強固に締結される。このねじ締結で、ボルト５１は伸ばされ、ナット５５は縮む。
なお、スタビングフランク面とは、ねじを嵌合（挿入）している状態でのねじ山接触面のことであり、ロードフランク面とは、ねじを締結（締付）している状態でのねじ山接触面のことをいう。

ここで重要なのは、最初のナット５５の回転嵌合時は、ボルト５１とナット５５のねじ山間のクリアランスによりいわゆるガタがあるが、トルクを作用させて両者を締結した後は、ねじのロードフランク面ＲＦでの接触によりガタがなくなるという点である。

《ねじ継手の締結》
鋼管杭のねじ継手についても、雄継手部をボルト、雌継手部をナットと考えて、ボルトを回転嵌合させるとすれば、ねじ継手の締結は上記のボルトとナットの締結と考え方は同様のはずである。

図８、図９に、従来のねじ継手６１の雄継手部６３の雄ねじ６５と雌継手部６７の雌ねじ６９の螺合時の位置関係を示す。図８はねじ継手６１全体を示し、図９はねじ継手６１におけるねじ部を拡大して示している。
ここでは、ねじは平行ねじかつ台形ねじとし、スタビングフランク角度は30°、ロードフランク角度は3°とする。なお、両者のねじ山間にはクリアランスが設けてある。
なお、図８に示すように、雄ねじ６５の根元には締結時に雌継手部６７の先端部７１が当接するショルダー部７３が形成されている。

上杭の雄継手部６３を回転嵌合しているときは、雄ねじ６５のスタビングフランク面ＳＦが雌ねじ６９と接触しながら進む（図８（ａ）、図９（ａ）参照）。
その後、雄継手部６３のショルダー部７３が雌継手部６７の先端部７１に接触（ショルダータッチ）する（図９（ｂ）参照）。その状態からさらに雄継手部６３にトルクを作用させて回転させると、ショルダータッチしているため、雄ねじ６５はそれ以上下がらず、雄継手部６３のショルダー部７３が雌継手部６７の先端部７１から上向きの反力を受けながら預けられた状態で回転する。それとともに、雄ねじ６５のスタビングフランク面ＳＦからロードフランク面ＲＦに接触面が次第に移行して、最終的にはロードフランク面ＲＦで雄ねじ６５と雌ねじ６９山同士が押し付け合うようになる（図８（ｂ）、図９（ｃ）参照）。
これにより、雄継手部６３と雌継手部６７が強固に締結されて、クリアランスによるガタがなくなる。これが、ねじ継手６１の理想的な締結メカニズムである。

ボルト５１とナット５５の場合には、トルクレンチやインパクトレンチで現場にて容易にトルクを作用させることができ、上記のような理想的な締結をすることができる。
他方、鋼管杭のねじ継手６１は、ねじ径やねじ山も大きく、上記の接触面の移行に必要なトルクもはるかに大きくなる一方で、鋼管杭のねじ継手６１は、上杭の雄継手部６３を人力で回転嵌合させるのが一般的であり、現場で作用させることが可能なトルクは、上記必要トルクに対して非常に小さいものとならざるを得ない。もっとも、より大きなトルクをねじ継手６１に導入するために、油圧ジャッキなどの載荷治具を用いることも可能ではあるが、その場合には現場での作業が煩雑になってしまう。
そのため、従来の鋼管杭のねじ継手６１では、雄継手部６３のショルダー部７３が雌継手部６７の先端部７１に接触（ショルダータッチ）した直後の状態、またはその前の、雄継手部６３のショルダー部７３と雌継手部６７の先端部７１との間にわずかに隙間がある状態で、所定の耐力が確保されていることを確認した上で、適用されている。

しかし、この状態では、雄ねじ６５と雌ねじ６９のロードフランク面ＲＦの間には、隙間がまだ残っているということであり、この隙間が、鋼管杭のねじ継手６１にわずかなガタを生じさせる。
このわずかなガタが残ることによる力学的な影響は、例えば、鋼管杭のねじ継手６１に曲げモーメントが作用した場合に、スリップや初期剛性の低下として現れる。これは、曲げモーメントにより、ねじ継手６１には圧縮と引張がそれぞれ作用するが、引張側はスタビングフランク面ＳＦからロードフランク面ＲＦまで接触面が移動して初めて引張力が伝達されるためである。

また、曲げモーメントが交番載荷される場合は、圧縮側となっていたねじが逆に引張側となるため、やはりスタビングフランク面ＳＦからロードフランク面ＲＦまで接触面が移動する。これは、曲げモーメントが反転するときのスリップとして現れる。
これらのわずかなスリップや初期剛性の低下は、耐力設計される鋼管杭では問題とならないが、層間変形角など厳しい変形性能を要求される建築用鋼管柱などで、継手箇所が多い場合などでは、設計上支障となる可能性がある。

《ねじ継手のズレ》
ねじ継手の場合、ガタがあるということは、まだ周方向に回転する余裕、すなわち回転代があるということになる。このため、雄継手部と雌継手部に周方向のズレを生じる可能性がある。
なお、本来ズレとは、ある基準位置からの乖離量を指すものであり、ここではこの基準位置を上述のショルダータッチ直後の雄継手部と雌継手部の位置を想定する。
このガタとズレの関係は、次式で表わされる。
δ＝π×D×Δ／（N×P）
ここに、
δ：周方向のズレ(mm）
D：鋼管径(mm)
Δ：軸方向のガタ（クリアランス）(mm)
N：ねじ条数
P：ねじピッチ(mm)

ここで、例えば建築用鋼管柱では、柱梁仕口が工場であらかじめ溶接取付けされることがあるが、上記のように、継手部にて周方向にズレを生じてしまうと、梁の架設に支障が生じる可能性がある。
また、同様に鋼管矢板では、鋼管矢板同士を連結する継手部材（例えば、P-P、P-TおよびL-T継手など）が工場であらかじめ溶接取付けされるが、継手部にて周方向にズレを生じて上矢板と下矢板の継手部材の位置がずれてしまうと、その後の鋼管矢板の打設が不可能となる。

以上のように、鋼管のねじ継手には締結時におけるガタとズレの問題があるが、これらの課題と取るべき対応をまとめると、下記の通りである。
（ａ）従来の鋼管杭のねじ継手では、ロードフランク面の接触面移行までは設計上必要なかったが、ガタが設計上影響する可能性のある建築用鋼管柱などのねじ継手としては、ロードフランク面まで接触面を移行させてガタをなくす必要がある。そのためには、現場においても接触面移行に必要な所要のトルクを作用させることが可能な接合方法を採用するか、もしくはロードフランク面まで接触面を移行可能な機構を有するねじ継手とするのが望ましい。
（ｂ）従来の鋼管杭のねじ継手では、周方向のズレは特に意識する必要がなかったが、ズレが柱梁仕口の方向性に影響する可能性のある建築用鋼管柱や、継手部材を有する鋼管矢板などのねじ継手としては、ズレをなくす必要がある。なお、上式に示したとおり、ズレとガタは密接に関係しており、（ａ）の方法でガタをなくすことができれば、自ずとズレもなくすことが可能である。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、締結時におけるガタとズレをなくすることができる鋼管の機械式継手、該機械式継手の接合方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る鋼管の機械式継手は、鋼管端部にそれぞれ取り付けられ、雄ねじ部を有する雄継手部と、雌ねじ部を有する雌継手部と、前記雄継手部に螺合するリングねじを有し、これら雄継手部、雌継手部のねじ部は３条以上、１２条以下の平行ねじとし、前記雄継手部と前記雌継手部の間に前記リングねじを介在させて、前記雄継手部と前記雌継手部を所定の嵌合位置になるまで回転嵌合させて、リングねじを雌継手部側に向けて締めつけて締結完了できるようにしたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記リングねじの下端と前記雌継手部の先端部が、インロー構造となっていることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記鋼管が建築用鋼管柱又は鋼管矢板を構成する鋼管であることを特徴とするものである。

（４）本発明に係る鋼管の機械式継手の接合方法は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の鋼管の機械式継手の接合方法であって、前記リングねじを前記雄継手部の雄ねじ部にあらかじめ嵌合し、前記ショルダー部に当接させた状態で、前記雌継手部に前記雄継手部を回転嵌合していき、前記リングねじに前記雌継手部の先端部を接触させるか、あるいは接触直前の所定の相対位置になるようにし、この状態で前記リングねじのみを正回転させて、前記雄継手部と雌継手部を強固に接合させることを特徴とするものである。

本発明においては、鋼管端部にそれぞれ取り付けられ、雄ねじ部を有する雄継手部と、雌ねじ部を有する雌継手部と、前記雄継手部に螺合するリングねじを有し、これら雄継手部、雌継手部のねじ部は３条以上、１２条以下の平行ねじとし、前記雄継手部と前記雌継手部の間に前記リングねじを介在させて、前記雄継手部と前記雌継手部を所定の嵌合位置になるまで回転嵌合させて、リングねじを雌継手部側に向けて締めつけて締結完了できるようにしたことにより、締結時におけるガタとズレをなくすることができる。

本発明の実施の形態に係る鋼管の機械式継手の説明図である。 図１に示した機械式継手の製法の一例を説明する説明図である。 図１に示した機械式継手の嵌合手順の説明図である（その１）。 図１に示した機械式継手の嵌合手順の説明図である（その２）。 鋼管が鋼管矢板を構成する場合における機械式継手の嵌合手順の説明図である。 本発明の実施の形態に係る鋼管の機械式継手の他の態様の説明図である。 本発明が解決しようとする課題を説明する説明図である（その１）。 本発明が解決しようとする課題を説明する説明図である（その２）。 本発明が解決しようとする課題を説明する説明図である（その３）。

本発明の一実施の形態に係る鋼管の機械式継手を、鋼管杭を構成する上杭と下杭を接合する場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態の機械式継手１は、図１に示すように、鋼管である上杭１００の下端に取り付けられて雄ねじ部３を有する雄継手部５と、鋼管である下杭１０１の上端に取り付けられて雌ねじ部７を有する雌継手部９と、雄継手部５に螺合するリングねじ１１を有するものである。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜鋼管＞
鋼管は、土木・建築分野において支持構造に用いる鋼管杭、鋼管矢板及び鋼管柱を構成する鋼管であって、管径がφ300mm〜φ2600mmのものが対象となる。
より具体的には、一般的な鋼管杭、鋼管柱の他、柱梁仕口が工場であらかじめ溶接取付けされた建築用鋼管柱を構成する鋼管や、継手部材（例えば、P-P、P-TおよびL-T継手など）が工場であらかじめ溶接取付けされた鋼管矢板を構成する鋼管等が含まれる。

＜雄継手部＞
雄継手部５は、図１に示すように、基部側に鋼管との接合部１３を有し、基部側から先端に向けて雄ねじ部３が形成され、雄ねじ部３の根元にはショルダー部１５が形成されている。雄ねじ部３は、３条以上、１２条以下の平行ねじである。

＜雌継手部＞
雌継手部９は、図１に示すように、基部側に鋼管との接合部１７を有し、基部側から先端に向けて雌ねじ部７が形成されている。雌ねじ部７は、３条以上、１２条以下の平行ねじである。図１においては、雌ねじ部７を半透明の状態で図示している。
なお、雄継手部５と雌継手部９の接合状態では、図３に示すように、雌継手部９の先端と雄継手部５の基部の間にリングねじ１１が介在するので、雌ねじ部７の長さは雄ねじ部３の長さよりもリングねじ１１の長さだけ短く設定されている。

＜リングねじ＞
リングねじ１１は、雄継手部５と雌継手部９の間に介在して、雄継手部５と雌継手部９が所定の嵌合位置になるまで回転嵌合させた状態で、雌継手部９側に向けて締め付けるものである。

リングねじ１１は、図２に示すように、雄継手部５の雄ねじ部３と同じ長さを有する従来の雌継手部９の雌ねじ部７の先端部分を切断して分離して形成されたものである。そのため、このリングねじ１１は、内面に雌継手部９の雌ねじ部７と同じねじ加工を有するもの（ナットに相当）となっている。
なお、リングねじ１１の製造方法は特に限定されるものではなく、雌継手部９とは別に製造するようにしてもよい。

上記のように構成された本実施の形態の機械式継手１の接合手順について、図３に基づいて説明する。
(a)図３（ａ）に示すように、リングねじ１１を、上側の鋼管（上杭１００）に接合された雄継手部５のショルダー部１５に接触するまで、あらかじめ逆回転で回転嵌合しておく。
(b)次に、図３（ｂ）に示すように、リングねじ１１が嵌合された状態の雄継手部５を、下側の鋼管（下杭１０１）の雌継手部９に回転嵌合し、リングねじ１１下面と雌継手部９の先端部を接触させるか、あるいは接触直前の所定の相対位置とする。
接触直前の所定の相対位置とは、前述したように、例えば鋼管が建築用鋼管柱で予め柱梁仕口が溶接してあるような場合や、鋼管が継手部を有する鋼管矢板の場合のように、接合される鋼管同士の回転方向の位置決めが必要な場合において決めるべき相対位置をいう。
(c)次に、図３（ｃ）リングねじ１１のみを正回転させて、締め込むことで接合完了する。

上記の３つの手順における、機械式継手１の締結メカニズムについて、図４に基づいて説明する。なお、図４の（ａ）〜（ｃ）に示す状態は、図３の（ａ）〜（ｃ）に示す状態に対応している。
(a)図４（ａ）に示す状態では、リングねじ１１（ナット）の雌ねじは雄継手部５（ボルト）の雄ねじ部３のロードフランク面ＲＦで接触しながら上に進む。その後、リングねじ１１上面が雄継手部５のショルダー部１５に接触して、リングねじ１１はそれ以上上がらなくなる。このとき、リングねじ１１の雌ねじのロードフランク面ＲＦと雄継手部５の雄ねじ部３のロードフランク面ＲＦが押し付け合うとともに、リングねじ１１には雄継手部５のショルダー部１５から下向きの反力が作用する。

(b)図４（ｂ）に示す状態では、始めのうちは雄継手部５（ボルト）の雄ねじは雌継手部９（ナット）の雌ねじのスタビングフランク面ＳＦで接触しながら進むが、その後、あらかじめ嵌合させていたリングねじ１１の下面が雌継手部９の先端部に接触、あるいは接触する直前の状態となる。

(c)図４（ｃ）に示す状態では、リングねじ１１のみを正回転させると、リングねじ１１はわずかに下がり、リングねじ１１の下面と雌継手部９の先端部がさらに強く接触し、雌継手部９には下向きの、リングねじ１１には上向きの強い反力が作用する。
これにより、下方では雌継手部９の雌ねじと雄継手部５の雄ねじがロードフランク面ＲＦで強固に締結されるとともに、上方ではリングねじ１１の雌ねじと雄継手部５の雄ねじ部３がスタビングフランク面ＳＦで強固に締結されることになり、接合が完了する。

なお、本発明の機械式継手１では、リングねじ１１の下面と雌継手部９の先端部は確実に接触するが、最後の手順（図４（ｃ））でリングねじ１１がわずかに下がるために、雄継手部５のショルダー部１５とリングねじ１１の上面にはわずかに隙間ができることになる。
しかしながら、その隙間は一般には1mm以下の微小なものであり、鋼管は杭等の支持構造体として用いられるものであり、例えば上杭１００からの鉛直荷重による変形によって隙間はなくなり、最終的には、上杭１００→雄継手部５のショルダー部１５→リングねじ１１の上面→リングねじ１１の下面→雌継手部９の先端部→下杭１０１へと荷重が伝達されるため、問題はないと考えられる。

以上のように構成された本実施の形態の鋼管の機械式継手１であれば、従来の鋼管杭のねじ継手にはない、以下に示す多くのメリットが得られる。

＜ねじ継手のガタの解決＞
ねじ継手にガタが生じる原因は、雄ねじと雌ねじがロードフランク面ＲＦで接触するまでには強固に締結されておらず、回転嵌合後も両者の間の隙間（移動代）が残っていることにあると先に述べた。
これに対して、本発明の機械式継手１によれば、最終締結状態で、雌継手部９の雌ねじと雄継手部５の雄ねじはロードフランク面ＲＦで、リングねじ１１の雌ねじと雄継手部５の雄ねじはスタビングフランク面ＳＦで強固に締結される。
すなわち、雄ねじと雌ねじはすべてロードフランク面ＲＦもしくはスタビングフランク面ＳＦで強固に接触しており、隙間（移動代）はゼロである。したがって、本発明の機械式継手１によれば、ガタが生じることはない。

＜ねじ継手のズレの解決＞
先に述べた通り、ズレとガタは密接に関係しており、ガタをなくすことができれば、自ずとズレもなくすことができる。しかも、本発明の機械式継手１であれば、上記の接合手順における図３（ｂ）、図４（ｂ）の雄継手部５のねじ込みを止める位置を変えてやれば、周方向のどこででも接合完了とすることができる。
この効果は、鋼管が、図５に示すような鋼管側面に継手部１９を有する鋼管矢板２１の場合において特に有用な効果である。すなわち、図５（ｂ）に示すように、雄継手部５のねじ込みを止める位置を上下の鋼管矢板２１の合いマーク２３が一致する位置にすることで、上下の鋼管の継手部１９の位置を上下で合わせることができる。
なお、雄継手部５のねじ込みを止める位置を任意にすると、雄継手部５のショルダー部１５とリングねじ１１の上面の隙間量が変わるので、この点は留意してできるだけ隙間が小さくできるようにするのが好ましい。

＜施工時に大トルクが不要＞
従来の鋼管杭のねじ継手で、ロードフランク面ＲＦまで接触面を移行させようとすると、上杭の重量によるショルダー面の摩擦力を打ち消すだけのトルクを付与させる必要がある。
しかしながら、回転嵌合は人力で行うのが一般的であり、特に上杭の重量が大きい場合にはこの人力によるトルクで接合完了させるのは困難である。このため、より大きなトルクをねじ継手に導入するために、油圧ジャッキなどの載荷治具が必要となる。
この点、本発明の機械式継手１は、図３（ｃ）、図４（ｃ）で示した接合手順において中立状態のリングねじ１１のみを正回転させればよく、特段大きなトルクは必要がない。

＜逆回転防止機構が不要＞
従来の鋼管杭のねじ継手では、万が一、杭を逆回転させてもねじ継手が外れないように、逆回転防止機構が設けられている。具体的には、接合完了後に、雄継手部と雌継手部を貫通するピン孔に、逆回転防止ピンを挿入するものが一般的である。
しかし、ピンの製作やピン孔の加工および継手部にピン孔を加工するスペースを余分に設ける必要があるなど、コストアップの要因であった。
しかも、多少周方向にズレがあっても確実にピンを挿入する必要があることから、ピン孔のうち、雄継手部側を長孔にする必要があった。

この点、本発明の機械式継手１では、リングねじ１１をしっかりと正回転させて強固に締結すれば杭を逆回転させても容易に外れることがないため、原則、逆回転防止機構は不要である。
なお、用心のため、逆回転防止機構を備える場合でも、先述した通り、周方向の任意の位置で接合完了できるので、雄継手部５側を長孔にする必要はなく、丸孔としてその位置でリングねじ１１を正回転させればよい。

＜リングゲージとして代用可能＞
従来の鋼管杭のねじ継手では、雄継手部と雌継手部をそれぞれ鋼管杭端部に溶接で取り付けた後に、その溶接熱によるねじ部の変形の影響の有無を、リングゲージと呼ばれる検査用治具（雄ねじ用と雌ねじ用）で検査している。すなわち、リングゲージが雄継手部と雌継手部のねじとそれぞれ問題なく嵌合することを確認することで、間接的に雄継手部と雌継手部の嵌合検査としている。このようにリングゲージを用いるのは、上杭と下杭を工場内で仮組みして嵌合性を直接検査するのは、ハンドリング上困難であるためである。

ここで、本発明の機械式継手１では、雌継手部９から切断したリングねじ１１のように、雄継手部５に回転嵌合可能なリングねじ１１を用いるため、このリングねじ１１を上記のリングゲージの代わりとして代用できる。
すなわち、上記の図３（ａ）、図４（ａ）で示した接合手順において、リングねじ１１を雄継手部５のショルダー部１５まで逆回転で嵌合するが、この手順が問題なく実施できれば、雄ねじ部３の嵌合確認がなされたことと同義と言える。また、リングねじ１１は雌継手部９の雌ねじ部７の延長であるため、結局、雌ねじ部７の嵌合確認も同時になされたことになる。
さらに、本発明の機械式継手１組につき、リングねじ１１は必ず１個付くため、工場内で図３（ａ）、図４（ａ）で示した接合手順を嵌合検査として全数実施できるし、一方で、施工現場での接合は図３（ｂ）、図４（ｂ）で示した手順から行えばよく、省力化にもつながるといった、一石二鳥の効果が得られている。

＜回転バンドとして代用可能＞
従来の鋼管杭のねじ継手では、人力での回転嵌合時には、上杭下端の雄継手部近傍に、杭周面を締め付けることができるリング状で、かつ短管を数箇所差し込める回転バンドを取り付けて、数人が短管を同時に押すことで上杭を回転させている。この回転バンドは、回転嵌合のたびに取付けおよび取外しを行う必要があり、作業が煩雑であった。
これに対して、本発明の機械式継手１では、継手1組に1個のリングねじ１１を回転バンドの代用とすることができる。
すなわち、このリングねじ１１に短管を差し込めるようにさえしておけば、別途回転バンドを取り付けることなく、接合手順の図３（ａ）ではリングねじ１１のみを逆回転し、接合手順の図３（ｂ）ではリングねじ１１が取り付いた雄継手部５をともに正回転、接合手順の図３（ｃ）でさらにリングねじ１１のみを正回転させれば、接合完了する。
なお、リングねじ１１にチェーントングなどを巻きつけて、同様の作業が可能であればそれでもよい。

＜インロー構造のリングねじ＞
接合完了した際に、リングねじ１１の下面と雌継手部９の先端部は必ず接触するが、この部分を、リングねじ１１が外側、先端部が内側になるようにインロー構造とするとより望ましい（図６参照）。すなわち、雌継手部９の先端に径方向に凹陥する段部２５を形成し、リングねじ１１の下端に雌継手部９の段部２５と嵌合可能な軸方向に凹陥する段部２７を形成し、これらの段部２５，２７を互いに嵌合させることでインロー構造とする。

ねじ継手では、曲げモーメントが作用すると、特に引張側の雌ねじが拡管されるような変形をする。これは、内側の雄ねじが雌ねじを乗り越えて外れようとするためである。
そのため、リングねじ１１をインロー構造とすれば、雌継手部９の先端部の雌ねじ部７が拡管する（外側に膨れる）力をリングねじ１１のフープテンションに置き換えて抵抗できるため、結果的に曲げ耐力を向上させることが可能となる。

１ 機械式継手
３ 雄ねじ部
５ 雄継手部
７ 雌ねじ部
９ 雌継手部
１１ リングねじ
１３ 接合部（雄継手部）
１５ ショルダー部
１７ 接合部（雌継手部）
１９ 継手部
２１ 鋼管矢板
２３ 合いマーク
２５ 段部（雌継手部）
２７ 段部（リングねじ）
５１ ボルト
５３ 雄ねじ
５５ ナット
５７ 雌ねじ
５９ 被締結体
６１ ねじ継手
６３ 雄継手部
６５ 雄ねじ
６７ 雌継手部
６９ 雌ねじ
７１ 先端部
７３ ショルダー部
１００ 上杭
１０１ 下杭
ＳＦ スタビングフランク面
ＲＦ ロードフランク面

Claims (4)

1. 鋼管端部にそれぞれ取り付けられ、雄ねじ部を有する雄継手部と、雌ねじ部を有する雌継手部と、前記雄継手部に螺合するリングねじを有し、これら雄継手部、雌継手部のねじ部は３条以上、１２条以下の平行ねじとし、
   前記雄継手部と前記雌継手部の間に前記リングねじを介在させて、前記雄継手部と前記雌継手部を所定の嵌合位置になるまで回転嵌合させて、リングねじを雌継手部側に向けて締めつけて締結完了できるようにしたことを特徴とする鋼管の機械式継手。
2. 前記リングねじの下端と前記雌継手部の先端部が、インロー構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の機械式継手。
3. 前記鋼管が建築用鋼管柱又は鋼管矢板を構成する鋼管であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管の機械式継手。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼管の機械式継手の接合方法であって、
   前記リングねじを前記雄継手部の雄ねじ部にあらかじめ嵌合し、前記ショルダー部に当接させた状態で、前記雌継手部に前記雄継手部を回転嵌合していき、前記リングねじに前記雌継手部の先端部を接触させるか、あるいは接触直前の所定の相対位置になるようにし、この状態で前記リングねじのみを正回転させて、前記雄継手部と雌継手部を強固に接合させることを特徴とする鋼管の機械式継手の接合方法。