JP6318944B2

JP6318944B2 - 杭継手の回転抑止構造

Info

Publication number: JP6318944B2
Application number: JP2014150435A
Authority: JP
Inventors: 弘信松宮; 雅司北濱; 妙中　真治; 真治妙中; 吉郎石濱; 惟史望月; 義法小林; 俊彦坂本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: JP2016023520A

Description

本発明は、一方の杭の端部に他方の杭の端部を連接させた状態で、これらの杭の必要以上の相対回転を抑止するための杭継手の回転抑止構造に関する。

従来より、一方の鋼管杭の端部に他方の鋼管杭の端部を連接させた状態で、これらの杭の相対回転を抑止することを目的として、特許文献１、特許文献２に開示されるような鋼管杭の連接構造が提案されている。

特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、下側の鋼管杭に雌円筒を取り付けるとともに、上側の鋼管杭に雄円筒を取り付けて、雄円筒を雌円筒に挿入することにより、下側の鋼管杭と上側の鋼管杭とを連接させるものである。このとき、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、雄円筒のキー溝形成部と雌円筒のキー溝形成部とが鋼管杭の軸芯方向に一致することになり、これらのキー溝形成部にキー部材を嵌め込むことにより、下側の鋼管杭と上側の鋼管杭との相対回転が抑止されるものとなる。また、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、キー溝形成部のタップ孔とキー部材のボルト孔とに取り付けられたボルトによって、キー部材の脱落が防止されることになる。

特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、下杭にプラグ部材を取り付けるとともに、上杭にソケット部材を取り付けて、プラグ部材の接続部をソケット部材の嵌入部に嵌入することにより、下杭と上杭とを連接させるものである。このとき、特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、プラグ部材のキー孔とソケット部材のキー孔とが合致することになり、これらのキー孔にキーを挿入することにより、下杭と上杭との相対回転が抑止されるものとなる。また、特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、プラグ部材に取り付けられた係止部材のネジ孔とキーの貫通孔とに取り付けられたボルトによって、キーの脱落が防止されることになる。

特開２００４−９２２９１号公報（第７頁、図９）特開２００６−３７６１９号公報（第７頁、図２）

しかし、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、図３２に示すように、下側の鋼管杭９０と上側の鋼管杭９１とが所定の相対回転をしたときに、キー溝形成部９２のタップ孔とキー部材９３のボルト孔とに取り付けられたボルト９９を回転軸としてキー部材９３が回転することになる。このとき、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、キー部材９３からボルト９９にせん断力が作用してボルト９９が破断することになり、このボルト９９の破断によってキー溝形成部９２からキー部材９３が脱落し、下側の鋼管杭９０と上側の鋼管杭９１との相対回転を抑止できないものとなるという問題点があった。

また、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、下側の鋼管杭９０と上側の鋼管杭９１とが所定の相対回転をすることによってキー部材９３が回転し、キー溝形成部９２の側辺９２ａ及び上下辺９２ｂと、キー部材９３の側辺９３ａ及び角部９３ｂとが点接触することになる。このとき、特許文献１に開示された鋼管杭の連接構造は、下側の鋼管杭９０と上側の鋼管杭９１との相対回転による回転トルクがキー部材９３に局所的に伝達されることになり、局所的に作用した回転力によってキー部材９３が変形、破損して、下側の鋼管杭９０と上側の鋼管杭９１との相対回転を抑止できないものとなるという問題点があった。

特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、図３３に示すように、下杭９４と上杭９５とが所定の相対回転をしたときに、ソケット部材９７の係止部材のネジ孔とキー９８の貫通孔とに取り付けられたボルト９９を回転軸としてキー９８が回転することになる。このとき、特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、キー９８からボルト９９にせん断力が作用してボルト９９が破断することになり、このボルト９９の破断によってキー孔９６からキー９８が脱落し、下杭９４と上杭９５との相対回転を抑止できないものとなるという問題点があった。

さらに、特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、キー９８をキー孔９６に効率的に挿入するために、キー孔９６の側辺９６ａとキー９８の側辺９８ａとの間隔が所定の大きさとなるようにキー孔９６が形成されることが一般的であり、下杭９４と上杭９５とが所定の相対回転をすることによってキー９８が回転し、キー孔９６の側辺９６ａとキー９８の変曲部９８ｂとが点接触することになる。このとき、特許文献２に開示された鋼管杭の連接構造は、下杭９４と上杭９５との相対回転による回転トルクがキー９８に局所的に伝達されることになり、局所的に作用した回転力によってキー９８が変形、破損して、下杭９４と上杭９５との相対回転を抑止できないものとな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り、その目的とするところは、せん断力等で破断するおそれのあるボルト等を使用せず、回転力がキー部材に局所的に作用することを回避して、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転を確実に抑止することのできる杭継手の回転抑止構造を提供することにある。

第１発明に係る杭継手の回転抑止構造は、一方の杭の端部に他方の杭の端部を連接させた状態で、これらの杭の相対回転を抑止する杭継手の回転抑止構造であって、第１杭の端部と第２杭の端部とを連接させた状態で、第１杭の端部の側面と第２杭の端部の側面とに連続して形成されるキー溝部と、第１杭の端部の側面と第２杭の端部の側面とに亘って前記キー溝部に嵌入されるキー部材とを備え、前記キー溝部は、第１杭の端部の側面に形成され、第２杭に対向する端面が切り欠かかれた第１溝と、第２杭の端部の側面に形成され、第１杭に対向する端面が前記第１溝の第２杭に対向する端面と略同一形状で切り欠かれた第２溝とを有し、前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、杭円周方向の側面の少なくとも一部が、杭板厚方向で杭中心方向に向けて拡がるテーパ状に形成され、前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、杭円周方向の側面が、杭軸芯方向の上方から下方に向けて傾斜するテーパ状に形成されることを特徴とする。

第２発明に係る杭継手の回転抑止構造は、第１発明において、前記キー部材は、前記第１溝の杭円周方向の側面及び前記第２溝の杭円周方向の側面の何れか一方又は両方と、前記キー部材の杭円周方向の側面部とが、杭軸芯方向の上方から下方に向けて当接するように前記キー溝部に嵌入されることを特徴とする。

第３発明に係る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、前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、第１杭の端部と第２杭の端部とを連接させる前の状態で、前記キー部材が一時的に挿入されるキー挿入溝が形成されることを特徴とする。

第４発明に係る杭継手の回転抑止構造は、第３発明において、前記キー部材は、前記キー溝部に前記キー部材が嵌入された状態で、前記キー部材の杭軸芯方向の上方から下方に向かう移動を制限するように溶接され、又は、前記キー挿入溝に充填材が充填されることを特徴とする。

第１発明〜第４発明によれば、第１杭に対して第２杭が所定の相対回転をした状態で、キー部材の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材が負担することのできる回転トルクを増大させることができ、キー部材の個数を増加させることなく、キー部材の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部からキー部材が脱落することを防止することができ、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転をキー部材で確実に抑止することが可能となる。

また、第１発明〜第４発明によれば、第１溝の第１溝側面及び第２溝の第２溝側面の少なくとも一部が、杭板厚方向で杭断面中心に向けて拡がるテーパ状に形成されるため、キー部材がキー溝部に嵌入された状態で、杭板厚方向で杭断面中心の反対側に向けて、キー溝部からキー部材が脱落することを防止することができ、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転をキー部材で確実に抑止することが可能となる。

また、第１発明〜第４発明によれば、第１溝の第１溝側面及び第２溝の第２溝側面が、杭軸芯方向の上方から下方に向けて傾斜するテーパ状に形成され、キー部材がキー溝部に確実に嵌入されるものとなり、第１杭に対して第２杭が所定の相対回転をした状態で、キー部材の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材が負担することのできる回転トルクを増大させることができ、キー部材の個数を増加させることなく、キー部材の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部からキー部材が脱落することを防止することができ、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転をキー部材で確実に抑止することが可能となる。

特に、第４発明によれば、キー部材がキー溝部に嵌入された状態で、キー部材の杭軸芯方向の上方から下方に向かう移動を制限するように、キー部材がキー挿入溝に溶接され、又は、キー挿入溝に充填材が充填されるため、ボルト等を使用することによるボルト等のせん断力等による破断を回避して、キー溝部からキー部材が脱落することを防止することができ、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転をキー部材で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造を用いて第１杭と第２杭とを連接させた状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態におけるキー溝部を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態における第１溝を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態における第２溝を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態におけるキー部材を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させる前の状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させた後の状態を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態におけるキー挿入溝に充填材が充填された状態を示す正面図であり、（ｂ）は、キー部材がキー挿入溝に溶接された状態を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態におけるキー挿入溝に鋼部材が設置された状態を示す正面図であり、（ｂ）は、キー挿入溝にボルトが取り付けられた状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態において第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態において第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第２実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第２実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させた後の状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第２実施形態において第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第２実施形態において第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態におけるキー溝部を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態における第１溝を示す図１８のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、第２溝を示す図１８のＢ−Ｂ断面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態におけるキー部材を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させる前の状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させた後の状態を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態におけるキー挿入溝に充填材が充填された状態を示す正面図であり、（ｂ）は、キー部材がキー挿入溝に溶接された状態を示す正面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態におけるキー挿入溝に鋼部材が設置された状態を示す正面図であり、（ｂ）は、キー挿入溝にボルトが取り付けられた状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態において第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第３実施形態において第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第４実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第４実施形態におけるキー溝部を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第４実施形態における第１杭の上端部と第２杭の下端部とを連接させる状態を示す正面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第４実施形態において第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第４実施形態において第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をした状態を示す斜視図である。特許文献１に開示された従来の鋼管杭の連接構造において、下側の鋼管杭と上側の鋼管杭とが所定の相対回転をした状態を示す正面図である。特許文献２に開示された従来の鋼管杭の連接構造において、下杭と上杭とが所定の相対回転をした状態を示す正面図である。

以下、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造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。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１に示すように、第１杭６と第２杭７とを杭軸芯方向Ｘで上下方向に連接させた状態で、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を抑止するために用いられる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２に示すように、第１実施形態において、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとの連接箇所に形成されるキー溝部２と、第１杭６の上端部６ａの側面と第２杭７の下端部７ａの側面とに亘って、キー溝部２に嵌入されるキー部材５とを備える。

キー溝部２は、図３に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面に形成される第１溝３と、第２杭７の下端部７ａの側面に形成される第２溝４とを有する。キー溝部２は、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた状態で、第１杭６の上端部６ａの側面と第２杭７の下端部７ａの側面とに連続して形成される。

キー溝部２は、第２溝４の杭軸芯方向Ｘの長さを、第１溝３の杭軸芯方向Ｘの長さより長くして、第２溝４の第２溝側面４ｂの面積が、第１溝３の第１溝側面３ｂの面積と略同一となるように、第１杭６の上端部６ａの側面と第２杭７の下端部７ａの側面とに連続して形成される。キー溝部２は、これに限らず、第１溝３の杭軸芯方向Ｘの長さと、第２溝４の杭軸芯方向Ｘの長さとが、略同一となるように形成されてもよく、如何なる比率によって形成されるものであってもよい。

第１溝３は、図３、図４に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面で、第２杭７に対向する第１溝上端面３ａが切り欠かれて溝状に形成される。第１溝３は、杭円周方向Ｙの第１溝側面３ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。また、第１溝３は、杭円周方向Ｙの第１溝側面３ｂが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。

第２溝４は、図３、図５に示すように、第２杭７の下端部７ａの側面で、第１杭６に対向する第２溝下端面４ａが切り欠かれて溝状に形成される。第２溝４は、杭円周方向Ｙの第２溝側面４ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。また、第２溝４は、杭円周方向Ｙの第２溝側面４ｂが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。

キー溝部２は、図４に示す第１溝３の第１溝上端面３ａと、図５に示す第２溝４の第２溝下端面４ａとが略同一形状となるように形成される。キー溝部２は、図４に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面で、杭軸芯方向Ｘで第１杭６の内側となる第１溝下端面３ｃから連続して、略矩形溝状のキー挿入溝２１が形成される。キー溝部２は、これに限らず、如何なる形状のキー挿入溝２１が形成されてもよい。

キー挿入溝２１は、図３、図４に示すように、杭円周方向Ｙの挿入溝側面２１ｂが、第１溝下端面３ｃの杭板厚方向Ｚで杭断面中心側における幅と略同一の幅で、杭軸芯方向Ｘ及び杭板厚方向Ｚで略直線状にテーパをつけないで形成される。

キー部材５は、図６に示すように、鋼片等が用いられ、杭円周方向Ｙの側面部５ｃが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成されるとともに、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。

キー部材５は、図７に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させる前の状態で、キー部材５の下部５ｂが一時的にキー挿入溝２１に挿入されて、キー部材５の上部５ａが第１溝３に収納される。キー部材５は、図８に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた後の状態で、キー溝部２で進退可能に押し上げられて、キー部材５の上部５ａが第２溝４に収納されるとともに、キー部材５の下部５ｂが第１溝３に収納されて、キー溝部２に嵌入される。

このとき、キー部材５は、図９（ａ）に示すように、キー溝部２に嵌入された状態で、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、キー挿入溝２１にモルタル等の充填材２２が充填され、キー溝部２から脱落しないように固定される。キー部材５は、これに限らず、キー挿入溝２１に樹脂材等の充填材２２が充填されてもよく、また、図９（ｂ）に示すように、Ｗ部分において、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、仮止溶接等によって溶接されてもよい。さらに、キー部材５は、キー溝部２に嵌入された状態で、図１０（ａ）に示すように、ボルト２４で固定された角形等の鋼部材２３がキー挿入溝２１に設置されてもよく、図１０（ｂ）に示すように、キー挿入溝２１に取り付けられた大きなボルト２４で、キー溝部２から脱落しないように固定されてもよい。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１１に示すように、第１実施形態において、第１杭６に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１２に示すように、第１杭６に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。

このため、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂに対して、キー部材５の側面部５ｃが杭軸芯方向Ｘで点接触することを回避することができる。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１杭６と第２杭７との相対回転による回転トルクがキー部材５に局所的に伝達されることを回避して、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させることができ、キー部材５が局所的に変形、破損することを回避することができる。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１１、図１２に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１実施形態において、図３に示すように、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図６に示すように、キー部材５の側面部５ｃが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２に示すように、キー部材５がキー溝部２に確実に嵌入されるものとなる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１１、図１２に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１及び領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接するものとなる。

これによっても、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１１、図１２に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１実施形態において、図４に示すように、第１溝３の第１溝側面３ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成され、図５に示すように、第２溝４の第２溝側面４ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の側面部５ｃが、図６に示すように、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、杭板厚方向Ｚで杭断面中心の反対側に向けて、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図９に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、キー部材５がキー挿入溝２１に溶接され、又は、キー挿入溝２１に充填材２２が充填される。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１１、図１２に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、回転力によって作用するせん断力等で破断するおそれのあるボルト等を使用することを必要としないものとなる。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、ボルト等を使用することによるボルト等のせん断力等による破断を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

次に、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１の第２実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１３に示すように、第２実施形態においても、キー溝部２とキー部材５とを備え、キー溝部２は、第１溝３と第２溝４とを有する。

キー溝部２は、第１杭６の上端部６ａの側面を肉盛溶接等で突出させて形成される第１溝３と、第２杭７の下端部７ａの側面を肉盛溶接等で突出させて形成される第２溝４とを有する。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第２実施形態においては、図２に示す第１実施形態と相違して、キー挿入溝２１が形成されないものとなる。

キー部材５は、図１４に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた後の状態で、キー溝部２で進退可能に押し上げられて、キー部材５の上部５ａが第２溝４に収納されるとともに、キー部材５の下部５ｂが第１溝３に収納されて、キー溝部２に嵌入される。このとき、キー部材５は、Ｗ部分において、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、仮止溶接等によって溶接され、キー溝部２から脱落しないように固定される。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１５に示すように、第２実施形態においても、第１杭６に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１５、図１６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第２実施形態において、図１４に示すように、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の側面部５ｃが、杭軸芯方向Ｘの上方から下方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１３に示すように、キー部材５がキー溝部２に確実に嵌入されるものとなり、図１５、図１６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１及び領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接するものとなる。

これによっても、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１５、図１６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第２実施形態において、図１３、図１４に示すように、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の側面部５ｃが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１３に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、杭板厚方向Ｚで杭断面中心の反対側に向けて、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１４に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、キー部材５がＷ部分で仮止溶接等によって溶接される。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１５、図１６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、回転力によって作用するせん断力等で破断するおそれのあるボルト等を使用することを必要としないものとなる。

次に、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１の第３実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１７に示すように、第３実施形態においても、キー溝部２とキー部材５とを備え、キー溝部２は、第１溝３と第２溝４とを有する。

第１溝３は、図１８、図１９に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面で、第２杭７に対向する第１溝上端面３ａが円弧状に切り欠かれて溝状に形成される。第１溝３は、図１９（ａ）に示すように、杭円周方向Ｙの第１溝側面３ｂが、第１溝側面３ｂの中間部３ｄまで、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略円弧状に拡がるテーパ状に形成される。

第２溝４は、図１８、図１９に示すように、第２杭７の下端部７ａの側面で、第１杭６に対向する第２溝下端面４ａが円弧状に切り欠かれて溝状に形成される。第２溝４は、図１９（ｂ）に示すように、杭円周方向Ｙの第２溝側面４ｂが、第２溝側面４ｂの中間部４ｄまで、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略円弧状に拡がるテーパ状に形成される。

キー溝部２は、第１溝３の第１溝上端面３ａと、第２溝４の第２溝下端面４ａとが略同一形状となるように形成される。キー溝部２は、図１８に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面で、第１杭６の内側となる第１溝下端面３ｃから連続して、円弧状に切り欠かれた溝状のキー挿入溝２１が形成される。

キー部材５は、杭円周方向Ｙの側面部５ｃが、図２０に示すように、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成されるとともに、杭軸芯方向Ｘにテーパをつけないで形成される。

キー部材５は、図２１に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させる前の状態で、キー部材５の下部５ｂが一時的にキー挿入溝２１に挿入されて、キー部材５の上部５ａが第１溝３に収納される。キー部材５は、図２２に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた後の状態で、キー溝部２で進退可能に押し上げられて、キー部材５の上部５ａが第２溝４に収納されるとともに、キー部材５の下部５ｂが第１溝３に収納されて、キー溝部２に嵌入される。

このとき、キー部材５は、図２３（ａ）に示すように、キー溝部２に嵌入された状態で、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、キー挿入溝２１にモルタル等の充填材２２が充填され、キー溝部２から脱落しないように固定される。キー部材５は、これに限らず、キー挿入溝２１に樹脂材等の充填材２２が充填されてもよく、また、図２３（ｂ）に示すように、Ｗ部分において、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、仮止溶接等によって溶接されてもよい。さらに、キー部材５は、キー溝部２に嵌入された状態で、図２４（ａ）に示すように、ボルト２４で固定された角形等の鋼部材２３がキー挿入溝２１に設置されてもよく、図２４（ｂ）に示すように、キー挿入溝２１に取り付けられた大きなボルト２４で、キー溝部２から脱落しないように固定されてもよい。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２５に示すように、第３実施形態においても、第１杭６に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１の範囲において杭軸芯方向Ｘで線状に当接する。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで線状に当接する。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２５、図２６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第３実施形態において、図１９に示すように、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂの少なくとも一部が、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略円弧状に拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の側面部５ｃが、図２０に示すように、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１７に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、杭板厚方向Ｚで杭断面中心の反対側に向けて、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２３に示すように、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、キー部材５の杭軸芯方向Ｘの移動を制限するように、キー部材５がキー挿入溝２１に溶接され、又は、キー挿入溝２１に充填材２２が充填される。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２５、図２６に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、回転力によって作用するせん断力等で破断するおそれのあるボルト等を使用することを必要としないものとなる。

次に、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１の第４実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図２７に示すように、第４実施形態においても、キー溝部２とキー部材５とを備え、キー溝部２は、第１溝３と第２溝４とを有する。ここで、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第４実施形態においては、図２、図１７に示す第１実施形態、第３実施形態と相違して、キー挿入溝２１が形成されないものとなる。

キー溝部２は、図２８に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面に形成される第１溝３と、第２杭７の下端部７ａの側面に形成される第２溝４とを有して、第１溝３の第１溝上端面３ａと、第２溝４の第２溝下端面４ａとが略同一形状となるように形成される。キー溝部２は、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた状態で、第１杭６の上端部６ａの側面と第２杭７の下端部７ａの側面とに連続して形成される。

第１溝３は、第１杭６の上端部６ａの側面で、第２杭７に対向する第１溝上端面３ａが切り欠かれて溝状に形成される。第１溝３は、杭円周方向Ｙの第１溝側面３ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成されるとともに、杭軸芯方向Ｘにテーパをつけないで略ストレート状に形成される。

第２溝４は、第２杭７の下端部７ａの側面で、第１杭６に対向する第２溝下端面４ａが切り欠かれて溝状に形成される。第２溝４は、杭円周方向Ｙの第２溝側面４ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成されるとともに、杭軸芯方向Ｘにテーパをつけないで略ストレート状に形成される。

キー部材５は、図２９に示すように、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させる前の状態で、あらかじめキー溝部２の第１溝３に挿入されて、キー部材５の下部５ｂが第１溝３に収納されるとともに、キー部材５の上部５ａを第１溝３の第１溝上端面３ａから突出させるものとなる。また、キー部材５は、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとを連接させた後の状態で、キー部材５の上部５ａが第２溝４に収納されることで、キー部材５の上部５ａと下部５ｂとが、キー溝部２の第２溝４と第１溝３とに架設されて、キー溝部２に嵌入されるものとなる。

このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の上部５ａを第１溝３の第１溝上端面３ａから突出させた状態で、キー部材５の上部５ａを第２溝４の下方から容易に挿入することができるものとなる。これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１溝３と第２溝４との位置合わせのガイドとして、キー部材５の上部５ａを用いることができるため、第１杭６の上端部６ａと第２杭７の下端部７ａとの連接作業を容易かつ正確に実施することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図３０に示すように、第４実施形態においても、第１杭６に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ１の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図３１に示すように、第１杭６に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をした状態で、キー部材５の側面部５ｃが、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂと、領域Ａ２の範囲において杭軸芯方向Ｘで面当接する。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図３０、図３１に示すように、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をした状態で、領域Ａ１又は領域Ａ２からキー部材５の広い範囲に回転力を作用させて、１個あたりのキー部材５が負担することのできる回転トルクを増大させることができる。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の個数を増加させることなく、キー部材５の局所的な変形、破損を回避して、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転を、キー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第４実施形態において、第１溝３の第１溝側面３ｂ及び第２溝４の第２溝側面４ｂが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５の側面部５ｃが、杭板厚方向Ｚで杭断面中心に向けて略直線状に拡がるテーパ状に形成される。

これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー部材５がキー溝部２に嵌入された状態で、杭板厚方向Ｚで杭断面中心の反対側に向けて、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第４実施形態において、図２、図１７に示す第１実施形態、第３実施形態と相違して、キー挿入溝２１が形成されないものとされて、キー挿入溝２１での充填材２２の充填や、キー部材５の溶接等を必要としないものとなる。これにより、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、キー挿入溝２１での充填材２２の充填や、キー部材５の溶接等に必要となるコストを削減しながら、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止することができ、第１杭６と第２杭７との必要以上の相対回転をキー部材５で確実に抑止することが可能となる。

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、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ものである。

例えば、キー溝部２は、第１杭６の上端部６ａの側面に形成される第２溝４と、第２杭７の下端部７ａの側面に形成される第１溝３とを有するものとしてもよい。このとき、第１溝３は、杭円周方向Ｙの第１溝側面３ｂが、杭軸芯方向Ｘの下方から上方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。第２溝４は、杭円周方向Ｙの第２溝側面４ｂが、杭軸芯方向Ｘの下方から上方に向けて略直線状に傾斜して拡がるテーパ状に形成される。キー溝部２は、第２杭７の下端部７ａの側面で、杭軸芯方向Ｘで第２杭７の内側となる第２溝上端面から連続してキー挿入溝２１が形成されてもよい。

また、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１杭６と第２杭７とを上下方向に連接させるために用いられるものに限らず、第１杭６と第２杭７とを左右方向に連接させるために用いられるものであってもよい。

１：杭継手の回転抑止構造
２：キー溝部
２１：キー挿入溝
２１ｂ：挿入溝側面
２２：充填材
２３：鋼部材
２４：ボルト
３：第１溝
３ａ：第１溝上端面
３ｂ：第１溝側面
３ｃ：第１溝下端面
３ｄ：中間部
４：第２溝
４ａ：第２溝下端面
４ｂ：第２溝側面
４ｄ：中間部
５：キー部材
５ａ：上部
５ｂ：下部
５ｃ：側面部
６：第１杭
６ａ：上端部
７：第２杭
７ａ：下端部
Ａ１：領域
Ａ２：領域
Ｘ：杭軸芯方向
Ｙ：杭円周方向
Ｚ：杭板厚方向

Claims

一方の杭の端部に他方の杭の端部を連接させた状態で、これらの杭の相対回転を抑止する杭継手の回転抑止構造であって、
第１杭の端部と第２杭の端部とを連接させた状態で、第１杭の端部の側面と第２杭の端部の側面とに連続して形成されるキー溝部と、第１杭の端部の側面と第２杭の端部の側面とに亘って前記キー溝部に嵌入されるキー部材とを備え、
前記キー溝部は、第１杭の端部の側面に形成され、第２杭に対向する端面が切り欠かかれた第１溝と、第２杭の端部の側面に形成され、第１杭に対向する端面が前記第１溝の第２杭に対向する端面と略同一形状で切り欠かれた第２溝とを有し、
前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、杭円周方向の側面の少なくとも一部が、杭板厚方向で杭中心方向に向けて拡がるテーパ状に形成され、
前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、杭円周方向の側面が、杭軸芯方向の上方から下方に向けて傾斜するテーパ状に形成されること
を特徴とする杭継手の回転抑止構造。
前記キー部材は、前記第１溝の杭円周方向の側面及び前記第２溝の杭円周方向の側面の何れか一方又は両方と、前記キー部材の杭円周方向の側面部とが、杭軸芯方向の上方から下方に向けて当接するように前記キー溝部に嵌入されること
を特徴とする請求項１記載の杭継手の回転抑止構造。
前記第１溝及び前記第２溝の何れか一方又は両方は、第１杭の端部と第２杭の端部とを連接させる前の状態で、前記キー部材が一時的に挿入されるキー挿入溝が形成されること
を特徴とする請求項１又は２記載の杭継手の回転抑止構造。
前記キー部材は、前記キー溝部に前記キー部材が嵌入された状態で、前記キー部材の杭軸芯方向の上方から下方に向かう移動を制限するように溶接され、又は、前記キー挿入溝に充填材が充填されること
を特徴とする請求項３記載の杭継手の回転抑止構造。