JP2018172906A - 継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した性能を維持できる継手構造を提供する。
【解決手段】打設管用の継手構造１であって、第１継手４は、第１継手嵌合部４１と、第１ねじ部４２とを有し、記第２継手５は、第２継手嵌合部５１と、第２ねじ部５２とを有し、第１ねじ部４２は第１螺旋導入部４２ｔを有し、第２ねじ部５２は第２螺旋導入部５２ｔを有し、第１継手４と第２継手５とが、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とを管軸方向Ｘに当接して嵌合した状態において、第１ねじ部４２と第２ねじ部５２との間の長さＬが、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２に設けられたねじピッチｐの正の実数ｍ倍であるとき、第１螺旋導入部４２ｔと第２螺旋導入部５２ｔとの間の回転方向Ｘの角度差Δθ（°）は、（１）式を満たし、外套管６によって連結されることを特徴とする。Ａ≦Δθ≦Ａ＋９０ ・・・（１）Ａ＝（ｍ−ｎ）×３６０（ｎは正の実数ｍ未満の最も大きい自然数または０）
【選択図】図１

Description

本発明は、打設管同士が連結される打設管用の継手構造に関する。

従来、回転圧入で打設され、杭やパイプルーフ等として用いられる鋼管（打設管）の接続部分は、管軸方向に押し込む力を伝達するとともに、回転力（トルク）を伝達することが求められる。打設管に用いられる機械式継手として、例えば特許文献１〜３に開示された技術が挙げられる。特に、特許文献４では、現場での溶接を必要とせず、必要な部品点数が少ないため、簡易な作業で施工することのできる打設用鋼管の継手構造について開示されている。

特許文献４では、例えば図１４（ａ）に示すように、鋼管１０２に取り付けられた第１継手１０３と、鋼管１０４に取り付けられた第２継手１０５とが連結される打設用鋼管の継手構造について開示されている。第１継手１０３及び第２継手１０５の外周にはねじ山１３１、１５１が設けられ、第１継手１０３の第１継手嵌合部１３２と第２継手１０５の第２継手嵌合部１５２とが嵌合した状態において、ねじ山１３１、１５１は同一の螺旋上に位置するように位置決めされ、嵌合させた第１継手１０３及び第２継手１０５の外周にまたがる態様で外套管１０６が螺合されて鋼管１０２、１０４が連結される。

特開２００２−１９４７３５号公報 特開２０１１−２２００４９号公報 特開２０１４−２３４６５４号公報 特開２０１６−４４４７６号公報

特許文献４のように、外套管１０６を用いて一対の鋼管１０２、１０４を連結する継手構造において、例えば各継手嵌合部１３２、１５２の先端に形成された複数の凹凸部が、２回以上の回転対称性を有することがある。このとき、各継手嵌合部１３２、１５２における複数の凹凸部同士が、鋼管の回転方向において２以上の位置で嵌合できる。このため、嵌合位置が正しい位置に嵌合されていないと、外套管１０６を取り付けた際、各ねじ山１３１、１５１の位相差が生じる。これにより、例えば図１４（ｂ）に示すように、継手嵌合部１３２、１５２間に隙間２００（最大でねじ１山分）が発生する。

隙間２００が発生した場合、各継手嵌合部１３２、１５２が十分に嵌合されない状態で鋼管１０２、１０４の打設が行われるため、各継手１０３、１０５を介してトルクを十分に伝達できない懸念が挙げられる。また、隙間２００が生じることで、各継手嵌合部１３２、１５２間の接触面積が小さくなり、各継手嵌合部１３２、１５２の早期劣化の懸念も挙げられる。従って、施工時において継手構造の安定した性能を維持できない恐れがある。

この点、特許文献４では、各継手嵌合部１３２、１５２が嵌合した状態で、各ねじ山１３１、１５１が同一の螺旋上に位置した状態について記載されているに過ぎず、外套管１０６を取り付けた際の各継手嵌合部１３２、１５２の間における隙間について記載されていない。仮に、外套管１０６を取り付けた際に各継手嵌合部１３２、１５２が嵌合した状態を保っていたとしても、各継手嵌合部１３２、１５２の嵌合箇所を考慮せずに嵌合させた場合、図１４（ｂ）に示すように、隙間２００は生じ得る。従って、特許文献４の開示技術では、各継手嵌合部１３２、１５２の間における隙間の発生を抑制することができず、各継手１０３、１０５を介してトルクを十分に伝達できないという懸念を払拭することは難しい。

また、特許文献４では、各継手嵌合部１３２、１５２に形成された複数の凸部等において、回転方向における幅が大幅に異なる形状を有する。このため、鋼管の打設時において、幅の小さい形状への負荷が大きくなり、各継手１０３、１０５を介してトルクを十分に伝達できない懸念に加えて、各継手嵌合部１３２、１５２の早期劣化の恐れがある。これらにより、各継手を介してトルクを十分に伝達でき、安定した性能を維持できる継手構造が望まれている。

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、安定した性能を維持できる継手構造を提供することにある。

第１発明に係る継手構造は、第１打設管の端部に取り付けられた第１継手と、第２打設管の端部に取り付けられた第２継手とが管軸方向に連結され、打設管同士が連結される打設管用の継手構造であって、前記第１継手は、端部に設けられた第１継手嵌合部と、外周に設けられた第１ねじ部とを有し、前記第２継手は、端部に設けられて前記第１継手嵌合部と嵌合する形状を有する第２継手嵌合部と、外周に設けられた第２ねじ部とを有し、前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部には、互いに等しいリード角を有するねじ溝又はねじ山が形成され、前記第１ねじ部は、前記第１継手嵌合部に隣接した位置に第１螺旋導入部を有し、前記第２ねじ部は、前記第２継手嵌合部に隣接した位置に第２螺旋導入部を有し、前記第１継手と前記第２継手とが、前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とを管軸方向に当接して嵌合した状態において、前記第１ねじ部と前記第２ねじ部との間の長さＬが、前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部に設けられたねじピッチｐの正の実数ｍ倍であるとき、前記第１螺旋導入部と前記第２螺旋導入部との間の回転方向の角度差Δθ（°）は、（１）式を満たし、前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部に連続して螺合された外套管によって連結されることを特徴とする継手構造。

Ａ≦Δθ≦Ａ＋９０ ・・・（１）
Ａ＝（ｍ−ｎ）×３６０
（ｎは正の実数ｍ未満の最も大きい自然数または０）

第２発明に係る継手構造は、第１発明において前記正の実数ｍは、自然数であることを特徴とする。

第３発明に係る継手構造は、第１発明において、前記正の実数ｍは、自然数以外の有理数または無理数であることを特徴とする。

第４発明に係る継手構造は、第１発明〜第３発明のいずれかにおいて、前記第１継手は、前記第１継手嵌合部に設けられた第１ガイド部を有し、前記第２継手は、前記第２継手嵌合部に設けられた第２ガイド部を有し、前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とが互いに管軸方向に当接して嵌合した状態において、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、管軸方向において重なり、前記第１ガイド部と前記第１螺旋導入部との間における回転方向の角度差は、第１角であり、前記第２ガイド部と前記第２螺旋導入部との間における回転方向の角度差は、第２角であり、前記第２角は、前記第１角に前記角度差Δθを加えた角度であることを特徴とする。

第５発明に係る継手構造は、第４発明において、前記第１ガイド部は、凹部又は凸部の一方であり、前記第２ガイド部は、凹部又は凸部の他方の形状で、前記第１ガイド部と嵌合することを特徴とする。

第６発明に係る継手構造は、第１発明〜第５発明のいずれかにおいて、前記第１継手の外径及び前記第２継手の外径は、前記第１打設管の外径及び前記第２打設管の外径以上であることを特徴とする。

第７発明に係る継手構造は、第１発明〜第６発明のいずれかにおいて、前記第１継手嵌合部は、先端側の細いテーパ状の第１凸部を有し、前記第２継手嵌合部は、先端側の細いテーパ状の第２凸部を有し、前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とが互いに当接して嵌合した状態において、前記第１凸部の第１側面及び前記第２凸部の第２側面は、回転方向で当接することを特徴とする。

第１発明〜第７発明によれば、第１継手及び第２継手は、外套管によって、第１継手嵌合部及び第２継手嵌合部を当接して嵌合した状態で（１）式を満たす各継手の組み合わせを予め把握しておくことで、施工時に各継手の接合具合等の確認を行う作業を短縮でき、各継手を容易に連結するとともに、各継手嵌合部の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手を連結させることができる。このため、各継手嵌合部の間の接触面積を大きくすることができ、各継手を介してトルクを十分に伝達でき、安定した性能を維持することが可能となる。これにより、施工期間の短縮を実現することが可能となる。また、外套管を各ねじ部と十分に螺合させることができ、外套管により各ねじ部の破損が防止され、各継手の劣化を抑制することができ、安定した性能を維持することが可能となる。

第２発明によれば、正の実数ｍが自然数である。このため、第１螺旋導入部と第２螺旋導入部とが重なる位置に形成されるので、各継手嵌合部の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手を連結させることができる。

第３発明によれば、正の実数ｍが自然数以外の有理数または無理数である。このため、第１螺旋導入部及び第２螺旋導入部は、回転方向において（１）式を満たす角度差Δθ（°）に応じた位置に離間した位置に形成されるので、各継手嵌合部の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手を連結させることができる。

第４発明〜第７発明によれば、第２角は、第１角に角度差Δθを加えた角度である。このため、継手構造の製造時において、各螺旋導入部の位置を容易に設定することができる。これにより、製造時における歩留の向上及び製造時間の削減を実現することができる。

第５発明〜第７発明によれば、第１ガイド部は、凹部又は凸部の一方であり、第２ガイド部は、凹部又は凸部の他方で、第１ガイド部と嵌合する。このため、施工時における各継手嵌合部の連結作業を容易に実施することができる。これにより、施工時間の短縮を実現することが可能となる。

第６発明、第７発明によれば、第１継手の外径及び第２継手の外径は、第１打設管の外径及び第２打設管の外径以上である。このため、各継手に作用する外力に対する耐力を向上させることができる。これにより、より安定した性能を維持することが可能となる。

第７発明によれば、テーパ状の第１凸部の第１側面及び第２凸部の第２側面が、回転方向で当接する。このため、各側面が傾いていることで、各継手嵌合部を容易に嵌合させることができる。これにより、施工時における各継手嵌合部の連結作業を容易に実施することができ、施工時間の短縮を実現することが可能となる。

また、第７発明によれば、施工時に各打設管を回転させたとき、テーパ状の第１凸部及び第２凸部により、トルクを回転方向に加えて管軸方向に分散させることができ、外套管の回転を促す力を作用させることができる。

本発明を適用した継手構造の一例を示す側面図である。 （ａ）は、本発明を適用した継手構造における各継手の一例を示す側面図であり、（ｂ）は、各継手嵌合部の一例を示す平面図であり、（ｃ）は、各継手嵌合部の一例を示す側面図である。 （ａ）は、本発明を適用した継手構造に用いられる外套管の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、外套管の一例を示す断面図である。 本発明を適用した継手構造の連結状態の一例を示す側面図である。 本発明を適用した継手構造における各継手嵌合部の当接して嵌合した状態を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）における５Ｂ枠の拡大側面図を示す。 （ａ）は、本発明を適用した継手構造における各螺旋導入部の角度の一例を示す概念図であり、（ｂ）は、各螺旋導入部の角度の他の例を示す概念図である。 本発明を適用した継手構造における各継手の一例を示す上面図である。 （ａ）は、本発明を適用した継手構造における各螺旋導入部の位置の一例を示す側面図であり、（ｂ）は、各螺旋導入部の位置の他の例を示す側面図である。 本発明を適用した継手構造における各継手の第１変形例を示す側面図である。 （ａ）は、本発明を適用した継手構造における各継手の第２変形例を示す側面図であり、（ｂ）は、各継手嵌合部の第２変形例を示す平面図であり、（ｃ）は、各継手嵌合部の第２変形例を示す側面図である。 本発明を適用した継手構造の第２変形例を示す側面図である。 本発明を適用した継手構造における各継手の第３変形例を示す側面図である。 本発明を適用した継手構造に用いられる外套管の変形例を示す側面図である。 （ａ）は、参考例の継手構造を示す断面図であり、（ｂ）は、参考例の各継手を示す側面図である。

以下、本発明を適用した継手構造１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。なお、各図において各打設管２、３の軸に沿った方向を管軸方向Ｚとし、管軸方向Ｚを基準として各打設管２、３の外周の方向を回転方向Ｘとする。

本発明を適用した継手構造１は、図１に示すように、主に打設管（第１打設管２、第２打設管３）同士を連結する各打設管２、３用の継手として用いられる。各打設管２、３として、例えば円筒状の鋼管が用いられる。例えば、第１打設管２を地中等に打設した後、発明を適用した継手構造１により各打設管２、３を連結し、各打設管２、３を打設する。これにより、継手構造１により管軸方向Ｚに連結された複数の打設管を、地中等に打設することができる。

本発明を適用した継手構造１は、第１打設管２の端部に取り付けられた第１継手４と、第２打設管３の端部に取り付けられた第２継手５とを備える。第１継手４及び第２継手５は、外套管６を用いて管軸方向Ｚに連結される。第１継手４の外径は、第１打設管２の外径と略等しく、第２継手５の外径は、第２打設管３の外径と略等しい。

第１継手４は、図２（ａ）に示すように、端部に設けられた第１継手嵌合部４１と、外周に設けられた第１ねじ部４２と、第１打設管２と接続する第１接続部４３とを有する。第２継手５は、端部に設けられた第２継手嵌合部５１と、外周に設けられた第２ねじ部５２と、第２打設管３と接続する第２接続部５３とを有する。

第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２には、互いに等しいリード角を有するねじ溝又はねじ山が形成される。第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２のリード角は、任意である。

第２継手嵌合部５１は、第１継手嵌合部４１と嵌合する形状を有する。すなわち、管軸方向Ｚにおいて、第２継手嵌合部５１は、第１継手嵌合部４１の形状と相補的な形状を有する。

第１継手嵌合部４１の形状及び第２継手嵌合部５１の形状は、例えば管軸方向Ｚにおいて１回回転対称性を有する。この場合、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との嵌合状態を形成できる位置は、１つの位置に特定される。このため、施工時において各継手嵌合部４１、５１にマーキング等を実施することなく、各継手嵌合部４１、５１の嵌合位置を決定することができる。

第１継手嵌合部４１は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、複数の第１凸部４１ａ及び複数の第１凹部４１ｂを有し、第１凸部４１ａ及び第１凹部４１ｂは、回転方向Ｘにおいて交互に配置される。第２継手嵌合部５１は、複数の第２凸部５１ａ及び複数の第２凹部５１ｂを有し、第２凸部５１ａ及び第２凹部５１ｂは、回転方向Ｘにおいて交互に配置される。第１凸部４１ａ及び第２凸部５１ａは、例えばそれぞれ３つ以上配置され、それぞれの回転方向Ｘにおける幅は、各凸部４１ａ、５１ａの平均幅の０．５倍以上１．５倍以下である。このため、各継手４、５が連結されたとき、各凸部４１ａ、５１ａには略均一に負荷が作用するため、各継手４、５を介してトルクを十分に伝達できる。

第１継手４及び第２継手５の連結に用いる外套管６として、例えば図３に示すように、円筒状の鋼製部材が用いられる。外套管６は、円筒の内側に外套ねじ部６１を有し、外套ねじ部６１は、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２のねじ溝又はねじ山に相補的な形状が形成される。外套ねじ部６１のリード角は、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２のリード角と等しい。このため、外套管６は、外套ねじ部６１を介して第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２と螺合する。

第１継手４及び第２継手５は、図４に示すように、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２に連続して螺合された外套管６によって連結される。このとき、第１継手嵌合部４１及び第２継手嵌合部５１は、互いに当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間を抑制した状態で連結される。このため、各継手４、５を介してトルクを十分に伝達することができる。

ここで、各継手嵌合部４１、５１の当接して嵌合した状態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図５（ａ）は、本発明を適用した継手構造１における各継手嵌合部４１、５１の当接して嵌合した状態を示す側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）における５Ｂ枠の拡大側面図を示す。なお、図５の仮想経路７は、第１ねじ部４２の螺旋経路の延長線上を示す。

第１ねじ部４２は、図５に示すように、第１継手嵌合部４１に隣接した位置にねじ溝が開始される第１螺旋導入部４２ｔを有し、第２ねじ部５２は、第２継手嵌合部５１に隣接した位置にねじ溝が開始される第２螺旋導入部５２ｔを有する。第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２は、互いに等しいねじピッチｐを有する。第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とが互いに当接して嵌合した状態において、第１ねじ部４２と第２ねじ部５２との間は、長さＬで離間する。なお、前述と異なり、ねじ溝が開始される位置に第１螺旋導入部４１ｔが設けられ、ねじ溝が開始される位置に第２螺旋導入部５２ｔが設けられてもよい。

このとき、図５（ｂ）に示すように、長さＬが、ねじピッチｐの正の実数ｍ倍となる。例えば正の実数ｍが自然数の場合、図６（ａ）に示すように、第１螺旋導入部４２ｔ及び第２螺旋導入部５２ｔは、管軸方向Ｚにおいて重なる位置に形成される。すなわち、第１螺旋導入部４２ｔ及び第２螺旋導入部５２ｔは、回転方向Ｘにおいて等しい角度の位置に形成される。このため、第２ねじ部５２の螺旋経路は、仮想経路７と一致し、第１ねじ部４２の螺旋経路の延長線上に設けられる。これにより、外套管６が第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２に連続して螺合された場合においても、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とが当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態を維持し、第１継手４及び第２継手５を連結することができる。

また、第１継手４及び第２継手５が連結された状態において、各継手嵌合部４１、５１が当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態を維持して、外套管６を第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２と十分に螺合されることができる。このため、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２は、外套管６に完全に覆われる。これにより、外套管６により各ねじ部４２、５２の破損が防止され、各継手４、５の劣化を抑制することができる。

上記のほか、例えば正の実数ｍが自然数以外の有理数または無理数となる場合、図６（ｂ）に示すように、第１螺旋導入部４２ｔ及び第２螺旋導入部５２ｔは、回転方向Ｘにおいて（１）式を満たす角度差Δθ（°）に応じた位置に離間して形成される。

Ａ≦Δθ≦Ａ＋９０ ・・・（１）
Ａ＝（ｍ−ｎ）×３６０
（ｎは正の実数ｍ未満の最も大きい自然数または０）

この場合においても、第２ねじ部５２の螺旋経路は、仮想経路７と一致し、第１ねじ部４２の螺旋経路の延長線上に設けられる。この構成により、外套管６が第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２に連続して螺合された場合においても、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とが当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態を維持し、第１継手４及び第２継手５を連結することができる。

ここで、各継手４、５における構成の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１継手嵌合部４１は、図７に示すように、第１ガイド部４１ｉを有し、第２継手嵌合部５１は、第２ガイド部５１ｉを有する。第１ガイド部４１ｉは、例えば第１ガイド凸部４１ａｉと第１ガイド凹部４１ｂｉとの間に設けられ、第２ガイド部５１ｉは、例えば第２ガイド凸部５１ａｉと第２ガイド凹部５１ｂｉとの間に設けられる。なお、第１ガイド凸部４１ａｉ又は第１ガイド凹部４１ｂｉの一方を第１ガイド部４１ｉとし、第２ガイド凸部５１ａｉ又は第２ガイド凹部５１ｂｉの他方を第２ガイド部５１ｉとしてもよい。

第１継手嵌合部４１及び第２継手嵌合部５１が当接して嵌合された状態において、第１ガイド部４１ｉ及び第２ガイド部５１ｉは管軸方向Ｚにおいて重なる。なお、第１ガイド凸部４１ａｉは、第２ガイド凹部５１ｂｉ以外の第２凹部５１ｂとは嵌合されない形状としてもよく、第２ガイド凸部５１ａｉは、第１ガイド凹部４１ｂｉ以外の第１凹部４１ｂとは嵌合されない形状としてもよい。この場合、第１継手嵌合部４１の形状及び第２継手嵌合部５１の形状は、管軸方向Ｚにおいて１回回転対称性を有する。

第１継手嵌合部４１及び第２継手嵌合部５１は、図８に示すように、互いに等しい管軸方向Ｚにおける長さＬ１、Ｌ２を有し、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２は、互いに等しいねじピッチｐ１、ｐ２を有する。

例えば図８（ａ）に示すように、長さＬ１、Ｌ２は、それぞれねじピッチｐ１、ｐ２の正の整数ｍ倍（正の実数ｍは自然数）となる場合がある。この場合、第１ガイド部４１ｉから距離Ｒ１離れた位置に第１螺旋導入部４２ｔを形成し、第２ガイド部５１ｉから距離Ｒ１離れた位置に第２螺旋導入部５２ｔを形成する。

上記を換言すると、第１ガイド部４１ｉと第１螺旋導入部４２ｔとの間における回転方向Ｘの角度差は、距離Ｒ１に応じた第１角で表され、第２ガイド部５１ｉと第２螺旋導入部５２ｔとの間における回転方向Ｘの角度差は、第１角と等しい第２角で表される。

また、例えば図８（ｂ）に示すように、長さＬ１、Ｌ２は、それぞれねじピッチｐ１、ｐ２の正の実数ｍ倍（正の実数ｍは自然数以外の有理数または無理数）となる場合がある。この場合、第１ガイド部４１ｉから距離Ｒ１離れた位置に第１螺旋導入部４２ｔを形成し、第２ガイド部５１ｉから距離Ｒ１離れた位置に加え、回転方向Ｘにおいて（１）式を満たす角度差Δθに応じた距離Ｒ２離れた位置に第２螺旋導入部５２ｔを形成する。

上記を換言すると、第１ガイド部４１ｉと第１螺旋導入部４２ｔとの間における回転方向Ｘの角度差は、距離Ｒ１に応じた第１角で表され、第２ガイド部５１ｉと第２螺旋導入部５２ｔとの間における回転方向Ｘの角度差は、第１角に角度差Δθを加えた第２角で表される。

この構成により、外套管６が第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２に連続して螺合された場合においても、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とが当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態を維持し、第１継手４及び第２継手５を連結することができる。

また、各継手４、５を形成するとき、各ガイド部４１ｉ、５１ｉを基準として各螺旋導入部４２ｔ、５２ｔの形成位置を設定できるため、各継手嵌合部４１、５１が当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態で連結可能な各継手４、５を容易に製造することができる。これにより、継手構造１の製造における歩留を向上させることが可能となる。

なお、各ガイド部４１ｉ、５１ｉを形成することにより、例えば第１継手嵌合部４１の形状及び第２継手嵌合部５１の形状は、管軸方向Ｚにおいて２回以上の回転対称性を有してもよい。この場合においても、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との嵌合状態を形成できる位置は、各ガイド部４１ｉ、５１ｉに基づいて１つの位置に特定される。

ここで、各継手４、５における構成の第１変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

第２継手嵌合部５１は、図９（ａ）に示すように、第２ガイド凸部５１ａｉの長さｔ１が、第２凸部５１ａ、第１ガイド凸部４１ａｉ、及び第１凸部４１ａの長さｔ２よりも長く形成される。このとき、第１凹部４１ｂ、第２ガイド凹部５１ｂｉ、及び第２凹部５１ｂは、長さｔ３程度底上げされる。このとき、長さｔ１は、長さｔ２と長さｔ３とを足し合わせた値に略等しい。

このため、図９（ｂ）に示すように、第２ガイド凸部５１ａｉを第１ガイド凹部４１ｂｉに当接して嵌合させた場合、他の部分も当接して嵌合する状態を形成することができる。また、第２ガイド凸部５１ａｉは、第１ガイド凹部４１ｂｉ以外の第１凹部４１ｂに当接させた場合、他の部分が当接しない状態を容易に確認できる。これにより、施工時における各継手嵌合部４１、５１の当接位置を容易に確認することができ、施工時間の短縮を実現することが可能となる。

ここで、各継手４、５における構成の第２変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１継手嵌合部４１は、図１０に示すように、先端側の細いテーパ状の第１凸部４１ａを有する。第２継手嵌合部５１は、先端側の細いテーパ状の第２凸部５１ａを有する。第１継手嵌合部４１は、テーパ状の第２凸部５１ａと嵌合する逆テーパ状の第１凹部４１ｂを有する。第２継手嵌合部５１は、テーパ状の第１凸部４１ａと嵌合する逆テーパ状の第２凹部５１ｂを有する。

この場合、図１１に示すように、第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１とが互いに当接または第１継手嵌合部４１と第２継手嵌合部５１との隙間が抑制された状態において、第１凸部４１ａの第１側面４１ａｓ及び第２凸部５１ａの第２側面５１ａｓは、回転方向Ｘで当接する。この状態で施工時に各打設管２、３を回転させたとき、テーパ状の第１凸部４１ａ及び第２凸部５１ａにより、回転方向Ｘに加えて管軸方向Ｚにトルクを分散させて各継手嵌合部４１、５１に伝達させることができる。

例えば、各側面４１ａｓ、５１ａｓの管軸方向Ｚに対する傾きを、５°以上５０°以下とすることで、トルクを回転方向Ｘ及び管軸方向Ｚへ均一に分散することができる。

なお、上述したテーパ状の各凸部４１ａ、５１ａは、両側の側面４１ａｓ、５１ａｓを傾斜させた形状のほか、例えば片側の側面４１ａｓ、５１ａｓのみを傾斜させた形状でもよい。

ここで、各継手４、５における構成の第３変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１継手４は、図１２に示すように、第１ねじ部４２における第１接続部４３に隣接した位置に、係止部４２ｅを有する。係止部４２ｅは、ねじ溝又はねじ山が途切れる位置を示す。このため、外套管６が第１ねじ部４２に螺合されたとき、係止部４２ｅによって打設管２側に外套管６が外れることを抑制することができる。これにより、各継手４、５の径を拡大した場合においても、接続部４３周辺に外套管６の移動を防止する機構を新たに設ける必要がない。従って、径を大きくした各継手４、５を用いることで、各継手４、５に作用する外力に対する耐力を向上させることができ、より安定した性能を維持することが可能となる。なお、係止部４２ｅは、第２ねじ部５２に設けられてもよい。

ここで、外套管６における構成の変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

外套管６は、図１３に示すように、締め込み用カプラー６ａと、緩み止めカプラー６ｂとを有する。締め込み用カプラー６ａにおける管軸方向Ｚの長さは、緩み止めカプラー６ｂの管軸方向Ｚの長さよりも長い。各継手４、５に締め込み用カプラー６ａ及び緩み止めカプラー６ｂが螺合されるとき、締め込み用カプラー６ａが地上側に設けられ、緩み止めカプラー６ｂが地中側に設けられる。緩み止めカプラー６ｂは、締め込み用カプラー６ａの位置ずれを抑制することができ、より安定した性能を維持することが可能となる。

上述した外套管６を用いる場合、先ず、緩み止めカプラー６ｂを地中側の継手４に螺合する。その後、各継手４、５の各継手嵌合部４１、５１を嵌合させる。次に、締め込み用カプラー６ａを地上側の継手５から継手４の一部まで螺合する。その後、緩み止めカプラー６ｂを締め込み用カプラー６ａ側に締め込む。これにより、締め込み用カプラー６ａの位置ずれを抑制することができる。

本発明を適用した継手構造１によれば、第１継手４及び第２継手５は、外套管６によって、第１継手嵌合部４１及び第２継手嵌合部５１を当接し嵌合した状態で（１）式を満たす各継手４、５の組み合わせを予め把握しておくことで、施工時に各継手４、５の接合具合等の確認を行う作業を短縮でき、各継手４、５を容易に連結するとともに、各継手嵌合部４１、５１の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手４、５を連結させることができる。このため、各継手嵌合部４１、５１の間の接触面積を大きくすることができ、各継手４、５を介してトルクを十分に伝達でき、安定した性能を維持することが可能となる。これにより、施工期間の短縮を実現することが可能となる。また、外套管６を各ねじ部４２、５２と十分に螺合させることができ、外套管６により各ねじ部４２、５２の破損が防止され、各継手４、５の劣化を抑制することができ、安定した性能を維持することが可能となる。

本発明を適用した継手構造１によれば、正の実数ｍが自然数である。このため、第１螺旋導入部４２ｔと第２螺旋導入部５２ｔとが重なる位置に形成されるので、各継手嵌合部４１、５１の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手４、５を連結させることができる。

本発明を適用した継手構造１によれば、正の実数ｍが有理数である。このため、第１螺旋導入部４２ｔ及び第２螺旋導入部５２ｔは、回転方向Ｘにおいて（１）式を満たす角度差Δθ（°）に応じた位置に離間した位置に形成されるので、各継手嵌合部４１、５１の間に発生する隙間を抑制した状態で、各継手４、５を連結させることができる。

本発明を適用した継手構造１によれば、第２角は、第１角に角度差Δθを加えた角度である。このため、継手構造１の製造時において、各螺旋導入部４２ｔ、５２ｔの位置を容易に設定することができる。これにより、製造時における歩留の向上及び製造時間の削減を実現することができる。

本発明を適用した継手構造１によれば、第１ガイド部４１ｉが、凹部又は凸部の一方であり、第２ガイド部５１ｉが、凹部又は凸部の他方で、第１ガイド部４１ｉと嵌合する。このため、施工時における各継手嵌合部４１、５１の連結作業を容易に実施することができる。これにより、施工時間の短縮を実現することが可能となる。

本発明を適用した継手構造１によれば、第１継手４の外径及び第２継手５の外径は、第１打設管２の外径及び第２打設管３の外径以上である。このため、各継手４、５に作用する外力に対する耐力を向上させることができる。これにより、より安定した性能を維持することが可能となる。

本発明を適用した継手構造１によれば、テーパ状の第１凸部４１ａの第１側面４１ａｓ及び第２凸部５１ａの第２側面５１ａｓが、回転方向Ｘで当接する。このため、各側面４１ａｓ、５１ａｓが傾いていることで、各継手嵌合部４１、５１を容易に嵌合させることができる。これにより、施工時における各継手嵌合部４１、５１の連結作業を容易に実施することができ、施工時間の短縮を実現することが可能となる。

なお、本発明の実施形態の例においては、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２の双方にねじ山が形成された例を用いたが、本発明においてはこれに限らず、第１ねじ部４２及び第２ねじ部５２の双方にねじ溝が形成されてもよい。この場合、外套管６の内部には、これらのねじ溝と螺合するねじ山が設けられる。

また、本発明を適用した継手構造１により接続された各打設管２、３を打設する際に、土中に障害物がある等した場合、各打設管２、３を逆回転させることがある。このとき、外套管６が周囲の土の周面摩擦力により回転せずにその場に保持される一方、各打設管２、３のみが逆回転してしまう場合が考えられる。

そのような場合の対策として、例えば各打設管２、３を逆回転させた際に、一緒に外套管６が回転するよう、各打設管２、３と外套管６とを、別途設けたビスや嵌合部材等により連結してもよい。このほか、例えば第２変形例で示したようなテーパ状の第１凸部４１ａ及び第２凸部５１ａを形成してもよい。この場合、トルクを回転方向Ｘに加えて管軸方向Ｚに分散させることができ、外套管６の回転を促す力を作用させることができる。また、例えば外套管６における構成の変形例で示したような締め込み用カプラー６ａ及び緩み止めカプラー６ｂを用いてもよい。この場合、締め込み用カプラー６ａと緩み止めカプラー６ｂとの間の摩擦力により、外套管６全体の回転を促すことができる。

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、いず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。

１ ：継手構造
２ ：第１打設管
３ ：第２打設管
４ ：第１継手
４１ ：第１継手嵌合部
４１ａ ：第１凸部
４１ａｉ：第１ガイド凸部
４１ａｓ：第１側面
４１ｂ ：第１凹部
４１ｂｉ：第１ガイド凹部
４１ｉ ：第１ガイド部
４２ ：第１ねじ部
４２ｅ ：係止部
４２ｔ ：第１螺旋導入部
４３ ：第１接続部
５ ：第２継手
５１ ：第２継手嵌合部
５１ａ ：第２凸部
５１ａｉ：第２ガイド凸部
５１ａｓ：第２側面
５１ｂ ：第２凹部
５１ｂｉ：第２ガイド凹部
５１ｉ ：第２ガイド部
５２ ：第２ねじ部
５２ｔ ：第２螺旋導入部
５３ ：第２接続部
６ ：外套管
６ａ ：締め込み用カプラー
６ｂ ：緩み止めカプラー
６１ ：外套ねじ部
７ ：仮想経路
１０２ ：鋼管
１０３ ：第１継手
１０４ ：鋼管
１０５ ：第２継手
１０６ ：外套管
１３１ ：ねじ山
１３２ ：第１継手嵌合部
１５１ ：ねじ山
１５２ ：第２継手嵌合部
２００ ：隙間
Ｘ ：回転方向
Ｚ ：管軸方向

Claims (7)

1. 第１打設管の端部に取り付けられた第１継手と、第２打設管の端部に取り付けられた第２継手とが管軸方向に連結され、打設管同士が連結される打設管用の継手構造であって、
   前記第１継手は、端部に設けられた第１継手嵌合部と、外周に設けられた第１ねじ部とを有し、
   前記第２継手は、端部に設けられて前記第１継手嵌合部と嵌合する形状を有する第２継手嵌合部と、外周に設けられた第２ねじ部とを有し、
   前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部には、互いに等しいリード角を有するねじ溝又はねじ山が形成され、
   前記第１ねじ部は、前記第１継手嵌合部に隣接した位置に第１螺旋導入部を有し、
   前記第２ねじ部は、前記第２継手嵌合部に隣接した位置に第２螺旋導入部を有し、
   前記第１継手と前記第２継手とが、前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とを管軸方向に当接して嵌合した状態において、
   前記第１ねじ部と前記第２ねじ部との間の長さＬが、前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部に設けられたねじピッチｐの正の実数ｍ倍であるとき、
   前記第１螺旋導入部と前記第２螺旋導入部との間の回転方向の角度差Δθ（°）は、（１）式を満たし、
   前記第１ねじ部及び前記第２ねじ部に連続して螺合された外套管によって連結されること
   を特徴とする継手構造。
   
   Ａ≦Δθ≦Ａ＋９０ ・・・（１）
   Ａ＝（ｍ−ｎ）×３６０
   （ｎは正の実数ｍ未満の最も大きい自然数または０）
   
2. 前記正の実数ｍは、自然数であること
   を特徴とする請求項１記載の継手構造。
3. 前記正の実数ｍは、自然数以外の有理数または無理数であること
   を特徴とする請求項１記載の継手構造。
4. 前記第１継手は、前記第１継手嵌合部に設けられた第１ガイド部を有し、
   前記第２継手は、前記第２継手嵌合部に設けられた第２ガイド部を有し、
   前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とが互いに管軸方向に当接して嵌合した状態において、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、管軸方向において重なり、
   前記第１ガイド部と前記第１螺旋導入部との間における回転方向の角度差は、第１角であり、
   前記第２ガイド部と前記第２螺旋導入部との間における回転方向の角度差は、第２角であり、
   前記第２角は、前記第１角に前記角度差Δθを加えた角度であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の継手構造。
5. 前記第１ガイド部は、凹部又は凸部の一方であり、
   前記第２ガイド部は、凹部又は凸部の他方の形状で、前記第１ガイド部と嵌合すること
   を特徴とする請求項４記載の継手構造。
6. 前記第１継手の外径及び前記第２継手の外径は、前記第１打設管の外径及び前記第２打設管の外径以上であること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の継手構造。
7. 前記第１継手嵌合部は、先端側の細いテーパ状の第１凸部を有し、
   前記第２継手嵌合部は、先端側の細いテーパ状の第２凸部を有し、
   前記第１継手嵌合部と前記第２継手嵌合部とが互いに当接して嵌合した状態において、前記第１凸部の第１側面及び前記第２凸部の第２側面は、回転方向で当接すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の継手構造。

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