JP6347193B2

JP6347193B2 - 杭継手の回転抑止構造

Info

Publication number: JP6347193B2
Application number: JP2014194742A
Authority: JP
Inventors: 弘信松宮; 雅司北濱; 吉郎石濱; 妙中　真治; 真治妙中; 惟史望月; 義法小林; 俊彦坂本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: JP2016065392A

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２２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２３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、連結ピンにキー部材からせん断力が作用することを回避するとともに、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杭の端部の側面で第２杭に対向する端面を切り欠いて形成される第１溝と、第２杭の端部の側面で第１杭に対向する端面を切り欠いて形成される第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、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる接触点部と、杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられた、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって前記キー部材の側辺と円周方向で接触する接触辺部とを有す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、前記第１溝は、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって、前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる第１接触点部と、前記第１接触点部に第１杭の円周方向で対向する部位に設けられる第２接触点部と、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第１接触辺部と、前記第１接触辺部に第１杭の円周方向で対向し、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第２接触辺部とを有し、前記第１接触辺部と前記第２接触辺部とは、前記第１接触点部及び前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に向けて互いに離間するように設けら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２発明において、前記第１接触辺部は、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第１接触点部に対して前記第２溝に近い位置に向けて第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させた第１外側接触辺部、及び、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第１接触点部に対して前記第２溝に遠い位置に向けて第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させた第１内側接触辺部の何れか一方又は両方を有し、前記第２接触辺部は、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第２接触点部に対して前記第２溝に近い位置に向けて前記第１内側接触辺部と略平行に設けられる第２外側接触辺部、及び、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第２接触点部に対して前記第２溝に遠い位置に向けて前記第１外側接触辺部と略平行に設けられる第２内側接触辺部の何れか一方又は両方を有す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、前記第２溝は、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって、前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる第３接触点部と、前記第３接触点部に第２杭の円周方向で対向する部位に設けられる第４接触点部と、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第３接触辺部と、前記第３接触辺部に第２杭の円周方向で対向し、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第４接触辺部とを有し、前記第３接触辺部は、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第３接触点部に対して前記第１溝に遠い位置に向けて前記第１内側接触辺部と略平行に設けられる第３内側接触辺部、及び、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第３接触点部に対して前期第１溝に近い位置に向けて前記第１外側接触辺部と略平行に設けられる第３外側接触辺部の何れか一方又は両方を有し、前記第４接触辺部は、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第４接触点部に対して前記第１溝に遠い位置に向けて前記第２内側接触辺部と略平行に設けられる第４内側接触辺部、及び、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第４接触点部に対して前記第１溝に近い位置に向けて前記第２外側接触辺部と略平行に設けられる第４外側接触辺部の何れか一方又は両方を有することを特徴とする。

第５発明に係る杭継手の回転抑止構造は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記キー部材は、前記第１溝又は前記第２溝に取り付けられる連結ピンが挿通される貫通孔が形成され、前記連結ピンと前記貫通孔における杭の円周方向の一側面との間に形成された第１間隙、及び、前記連結ピンと前記貫通孔における杭の円周方向の他側面との間に形成された第２間隙を併せた間隙が、前記キー部材における杭の円周方向の一側辺と前記第１接触点部との間に形成された第３間隙、及び、前記キー部材における杭の円周方向の他側辺と前記第２接触点部との間に形成された第４間隙を併せた間隙より大きいことを特徴とする。

第１発明〜第５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する過程で、連結ピンにせん断力が作用することを回避して、連結ピンの破断を防止することができ、連結ピンの破断を防止することによって、キー溝部からキー部材が脱落することを防止して、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転を抑止することが可能となる。

また、第１発明〜第５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抑止することが可能となる。

特に、第５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する過程と、所定の相対回転をした状態とにおいて、連結ピンの本体部に貫通孔の側面からせん断力が作用することを回避して、連結ピンの破断を防止することができ、連結ピンの破断を防止することによって、キー溝部からキー部材が脱落することを防止して、第１杭と第２杭との必要以上の相対回転を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１溝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実施形態における第２溝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を示す側方断面図である。本発明を適用した杭継手の回転抑止構造の第１実施形態を用いて第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をする過程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実施形態を用いて第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実施形態を用いて第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をする過程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実施形態を用いて第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実施形態におけるキー部材の製作精度を説明する正面図である。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実施形態を用いて第１杭に対して第２杭が右方向に所定の相対回転をする過程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実施形態を用いて第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実施形態を用いて第１杭に対して第２杭が左方向に所定の相対回転をする過程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実施形態を用いて第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実施形態におけるキー部材の製作精度を説明する正面図である。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、図３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、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。

第１溝３は、図４に示すように、第１杭６の上端部６ａの側面で、図３に示す第２杭７に対向する第１杭６の上端面６ｂの一部を切り欠いて溝状に形成される。第１溝３は、第１溝３の左側部３ａに設けられる第１接触点部３１と、第１溝３の右側部３ｂに設けられる第２接触点部３５とを有する。第１溝３は、第１杭６の円周方向Ｙにおける第１溝３の中心付近に、挿通孔３９が形成される。

また、第１溝３は、図５に示すように、第１接触点部３１から第１杭６の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第１外側接触辺部３２と、第１接触点部３１から第１杭６の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第１内側接触辺部３３とを有する。

さらに、第１溝３は、第２接触点部３５から第１杭６の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第２外側接触辺部３６と、第２接触点部３５から第１杭６の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第２内側接触辺部３７とを有する。

第１接触点部３１は、第１溝３の左側部３ａで、第１杭６の円周方向Ｙにおける第１溝３の中心に向けて突出するように設けられる。また、第２接触点部３５は、第１溝３の右側部３ｂで、第１接触点部３１に第１杭６の円周方向Ｙで対向する部位に、第１杭６の円周方向Ｙにおける第１溝３の中心に向けて突出するように設けられる。

第１外側接触辺部３２と第２外側接触辺部３６とは、第１杭６の円周方向Ｙで互いに対向する部位に設けられる。また、第１外側接触辺部３２と第２外側接触辺部３６とは、第１接触点部３１及び第２接触点部３５から第１杭６の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第１杭６の円周方向Ｙに互いに離間するように設けられる。

第１内側接触辺部３３と第２内側接触辺部３７とは、第１杭６の円周方向Ｙで互いに対向する部位に設けられる。また、第１内側接触辺部３３と第２内側接触辺部３７とは、第１接触点部３１及び第２接触点部３５から第１杭６の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第１杭６の円周方向Ｙに互いに離間するように設けられる。

第１外側接触辺部３２と第２内側接触辺部３７とは、互いに略平行となるように、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して傾斜させて設けられる。第１内側接触辺部３３と第２外側接触辺部３６とは、互いに略平行となるように、第１杭６の軸芯方向Ｘに対して傾斜させて設けられる。

第２溝４は、図６に示すように、第２杭７の下端部７ａの側面で、図３に示す第１杭６に対向する第２杭７の下端面７ｂの一部を切り欠いて溝状に形成される。第２溝４は、第２溝４の右側部４ｂに設けられる第３接触点部４１と、第２溝４の左側部４ａに設けられる第４接触点部４５とを有する。

また、第２溝４は、図７に示すように、第３接触点部４１から第２杭７の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第３外側接触辺部４２と、第３接触点部４１から第２杭７の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第３内側接触辺部４３とを有する。

さらに、第２溝４は、第４接触点部４５から第２杭７の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第４外側接触辺部４６と、第４接触点部４５から第２杭７の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して直線状に傾斜させて設けられる第４内側接触辺部４７とを有する。

第３接触点部４１は、第２溝４の右側部４ｂで、第２杭７の円周方向Ｙにおける第２溝４の中心に向けて突出するように設けられる。また、第４接触点部４５は、第２溝４の左側部４ａで、第３接触点部４１に第２杭７の円周方向Ｙで対向する部位に、第２杭７の円周方向Ｙにおける第２溝４の中心に向けて突出するように設けられる。

第３外側接触辺部４２と第４外側接触辺部４６とは、第２杭７の円周方向Ｙで互いに対向する部位に設けられる。また、第３外側接触辺部４２と第４外側接触辺部４６とは、第３接触点部４１及び第４接触点部４５から第２杭７の軸芯方向Ｘの外側に向けて、第２杭７の円周方向Ｙに互いに離間するように設けられる。

第３内側接触辺部４３と第４内側接触辺部４７とは、第２杭７の円周方向Ｙで互いに対向する部位に設けられる。また、第３内側接触辺部４３と第４内側接触辺部４７とは、第３接触点部４１及び第４接触点部４５から第２杭７の軸芯方向Ｘの内側に向けて、第２杭７の円周方向Ｙに互いに離間するように設けられる。

第３内側接触辺部４３と第４外側接触辺部４６とは、互いに略平行となるように、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して傾斜させて設けられる。第３外側接触辺部４２と第４内側接触辺部４７とは、互いに略平行となるように、第２杭７の軸芯方向Ｘに対して傾斜させて設けられる。

キー溝部２は、図８に示すように、第１外側接触辺部３２と第３外側接触辺部４２とが互いに略平行となるように設けられ、第２外側接触辺部３６と第４外側接触辺部４６とが互いに略平行となるように設けられる。また、キー溝部２は、第１内側接触辺部３３と第３内側接触辺部４３とが互いに略平行となるように設けられ、第２内側接触辺部３７と第４内側接触辺部４７とが互いに略平行となるように設けられる。

キー溝部２は、第１溝３の軸芯方向Ｘの長さと第２溝４の軸芯方向Ｘの長さとが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の軸芯方向Ｘの長さと第２溝４の軸芯方向Ｘの長さとが、如何なる比率によって形成されるものであってもよい。

また、キー溝部２は、これに限らず、第１溝３について、第１接触点部３１又は第２接触点部３５の何れか一方のみを有するものとしてもよく、また、第１外側接触辺部３２又は第１内側接触辺部３３、第２外側接触辺部３６又は第２内側接触辺部３７の何れか一方のみを有するものとしてもよい。また、キー溝部２は、これに限らず、第１溝３の如何なる位置に挿通孔３９が形成されたものであってもよい。

さらに、キー溝部２は、これに限らず、第２溝４について、第３接触点部４１又は第４接触点部４５の何れか一方のみを有するものとしてもよく、また、第３外側接触辺部４２又は第３内側接触辺部４３、第４外側接触辺部４６又は第４内側接触辺部４７の何れか一方のみを有するものとしてもよい。また、キー溝部２は、これに限らず、第２溝４に挿通孔３９を形成するものとしてもよい。

キー部材５は、図９に示すように、略直方体形状に成型された鋼片等が用いられる。キー部材５は、図４に示す第１溝３の左側部３ａと、図６に示す第２溝４の左側部４ａとに対向する左側辺５１を有する。また、キー部材５は、図４に示す第１溝３の右側部３ｂと、図６に示す第２溝４の右側部４ｂとに対向する右側辺５２を有する。キー部材５は、右上湾曲部５４、右下湾曲部５５、左上湾曲部５６及び左下湾曲部５７を有し、四隅が円弧状に形成される。キー部材５は、これに限らず、四隅が円弧状に形成されないものであってもよい。

キー部材５は、図８に示すキー溝部２に嵌入された状態でキー溝部２の挿通孔３９に対応する位置に、キー部材５の厚さを部分的に薄くして形成された段部５８と、段部５８を貫通させて形成された貫通孔５９とを有する。キー部材５は、これに限らず、貫通孔５９のみが形成され、段部５８が形成されないものであってもよい。

キー部材５は、図１０に示すように、キー溝部２に嵌入された状態で、キー溝部２の挿通孔３９とキー部材５の貫通孔５９とを重ね合わせて、キー溝部２の挿通孔３９とキー部材５の貫通孔５９とに連結ピン８を挿通させて、回動可能に取り付けられる。キー部材５は、連結ピン８の頭部８１をキー部材５の段部５８に当接させることにより、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する過程で、キー部材５の左側辺５１の一点と第１接触点部３１とが接触し、キー部材５の左側辺５１の一点と第４接触点部４５とが接触する。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に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をする過程で、キー部材５の右側辺５２の一点と第２接触点部３５とが接触し、キー部材５の右側辺５２の一点と第３接触点部４１とが接触する。

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の左側辺５１及び右側辺５２の一点と、第１接触点部３１、第２接触点部３５、第３接触点部４１及び第４接触点部４５とが接触しながら、キー部材５が右方向に回転することになる。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１接触点部３１、第２接触点部３５、第３接触点部４１及び第４接触点部４５を回転軸としてキー部材５が回転するため、連結ピン８をキー部材５の回転軸とすることを必要としないものとなる。

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が右方向に所定の相対回転をする過程で、連結ピン８にせん断力が作用することを回避して、連結ピン８の破断を防止することができる。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、連結ピン８の破断を防止することによって、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止して、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１２に示すように、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の左側辺５１と第１内側接触辺部３３とが領域Ａ１１の範囲で面接触し、キー部材５の左側辺５１と第４外側接触辺部４６とが領域Ａ４１の範囲で面接触する。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の右側辺５２と第３内側接触辺部４３とが領域Ａ３１の範囲で面接触し、キー部材５の右側辺５２と第２外側接触辺部３６とが領域Ａ２１の範囲で面接触する。

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が右方向に所定の相対回転をした状態で、第１溝３の左側部３ａ及び第２溝４の左側部４ａに対するキー部材５の左側辺５１の点接触を回避することができるとともに、第１溝３の右側部３ｂ及び第２溝４の右側部４ｂに対するキー部材５の右側辺５２の点接触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Ａ１１、Ａ４１、Ａ３１及びＡ２１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、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１３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が左方向に所定の相対回転をする過程で、キー部材５の左側辺５１の一点と第４接触点部４５とが接触し、キー部材５の左側辺５１の一点と第１接触点部３１とが接触する。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に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をする過程で、キー部材５の右側辺５２の一点と第３接触点部４１とが接触し、キー部材５の右側辺５２の一点と第２接触点部３５とが接触する。

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の左側辺５１及び右側辺５２の一点と、第１接触点部３１、第２接触点部３５、第３接触点部４１及び第４接触点部４５とが接触しながら、キー部材５が左方向に回転することになる。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第１接触点部３１、第２接触点部３５、第３接触点部４１及び第４接触点部４５を回転軸としてキー部材５が回転するため、連結ピン８をキー部材５の回転軸とすることを必要としないものとなる。

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が左方向に所定の相対回転をする過程で、連結ピン８にせん断力が作用することを回避して、連結ピン８の破断を防止することができる。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、連結ピン８の破断を防止することによって、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止して、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、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の左側辺５１と第１外側接触辺部３２とが領域Ａ１２の範囲で面接触し、キー部材５の左側辺５１と第４内側接触辺部４７とが領域Ａ４２の範囲で面接触する。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の右側辺５２と第３外側接触辺部４２とが領域Ａ３２の範囲で面接触し、キー部材５の右側辺５２と第２内側接触辺部３７とが領域Ａ２２の範囲で面接触する。

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が左方向に所定の相対回転をした状態で、第１溝３の左側部３ａ及び第２溝４の左側部４ａに対するキー部材５の左側辺５１の点接触を回避することができるとともに、第１溝３の右側部３ｂ及び第２溝４の右側部４ｂに対するキー部材５の右側辺５２の点接触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Ａ１２、Ａ４２、Ａ３２及びＡ２２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、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抑止することが可能となる。

キー部材５は、図１１、図１３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する過程で、右上湾曲部５４又は左上湾曲部５６が第２溝４に接触してキー部材５の回転が制限されることのないように、また、右下湾曲部５５又は左下湾曲部５７が第１溝３に接触してキー部材５の回転が制限されることのないように、軸芯方向Ｘに所定の長さで形成されて、軸芯方向Ｘで第１溝３及び第２溝４との間に所定のクリアランスを有するものとなる。

キー部材５は、図１５に示すように、キー溝部２に嵌入されて、連結ピン８で取り付けられた状態で、連結ピン８の本体部８２と貫通孔５９の側面５９ａとの間に、第１杭６の円周方向Ｙに所定の間隙Ｌ１及び間隙Ｌ２が形成される。また、キー部材５は、第１溝３の第１接触点部３１とキー部材５の左側辺５１との間に、所定の間隙Ｌ３が形成され、第１溝３の第２接触点部３５とキー部材５の右側辺５２との間に、所定の間隙Ｌ４が形成される。キー部材５は、間隙Ｌ１と間隙Ｌ２とを併せた合計の間隙（Ｌ１＋Ｌ２）が、間隙Ｌ３と間隙Ｌ４とを併せた合計の間隙（Ｌ３＋Ｌ４）よりも大きくなるような製作精度で設計される。

このため、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１２に示す第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、第１溝３の第１接触点部３１とキー部材５の左側辺５１とが接触することにより、連結ピン８の本体部８２と貫通孔５９の側面５９ａとが接触することを回避することができる。また、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、第１溝３の第２接触点部３５とキー部材５の右側辺５２とが接触することにより、連結ピン８の本体部８２と貫通孔５９の側面５９ａとが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に対して第２杭７が右方向又は左方向に所定の相対回転をする過程と、所定の相対回転をした状態とにおいて、連結ピン８の本体部８２に貫通孔５９の側面５９ａからせん断力が作用することを回避して、連結ピン８の破断を防止することができる。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、連結ピン８の破断を防止することによって、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止して、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１６に示すように、第２実施形態において、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、第１接触点部３１、第２接触点部３５、第１外側接触辺部３２、第１内側接触辺部３３、第２外側接触辺部３６及び第２内側接触辺部３７を有し、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１の第２実施形態において、さらに、第１内側接触辺部３３及び第２内側接触辺部３７における第１杭６の軸芯方向Ｘの下方に、第１杭６の円周方向Ｙにおける第１溝３の中心に向けて湾曲させて形成された円弧状の第１摺接部３４と第２摺接部３８とを有する。第１溝３は、第１摺接部３４と第２摺接部３８とを有することにより、第１内側接触辺部３３及び第２内側接触辺部３７の下方が円弧状となり、第１溝３の成型を容易にすることができる。

第２溝４は、第３接触点部４１、第４接触点部４５、第３外側接触辺部４２、第３内側接触辺部４３、第４外側接触辺部４６及び第４内側接触辺部４７を有し、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１の第２実施形態において、さらに、第３内側接触辺部４３及び第４内側接触辺部４７における第２杭７の軸芯方向Ｘの上方に、第２杭７の円周方向Ｙにおける第２溝４の中心に向けて湾曲させて形成された円弧状の第３摺接部４４と第４摺接部４８とを有する。第２溝４は、第３摺接部４４と第４摺接部４８とを有することにより、第３内側接触辺部４３及び第４内側接触辺部４７の上方が円弧状となり、第２溝４の成型を容易にすることができる。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１７に示すように、第２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する過程で、第１溝３の第１摺接部３４でキー部材５の左下湾曲部５７が当接しながら回転移動するとともに、第１溝３の第２摺接部３８でキー部材５の右下湾曲部５５が当接しながら回転移動することになる。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に対して第２杭７が右方向に所定の相対回転をする過程で、第２溝４の第３摺接部４４でキー部材５の右上湾曲部５４が当接しながら回転移動するとともに、第２溝４の第４摺接部４８でキー部材５の左上湾曲部５６が当接しながら回転移動することになる。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２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する過程で、キー部材５の回転を円滑に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１８に示すように、第２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、第１溝３の第２摺接部３８とキー部材５の右下湾曲部５５とが領域Ａ２３の範囲で面接触し、第２溝４の第４摺接部４８とキー部材５の左上湾曲部５６とが領域Ａ４３の範囲で面接触する。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、領域Ａ１１、Ａ４１、Ａ３１及びＡ２１だけでなく、領域Ａ２３及びＡ４３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。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、図１９に示すように、第２実施形態において、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する過程で、第１溝３の第２摺接部３８でキー部材５の右下湾曲部５５が当接しながら回転移動するとともに、第１溝３の第１摺接部３４でキー部材５の左下湾曲部５７が当接しながら回転移動することになる。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に対して第２杭７が左方向に所定の相対回転をする過程で、第２溝４の第４摺接部４８でキー部材５の左上湾曲部５６が当接しながら回転移動するとともに、第２溝４の第３摺接部４４でキー部材５の右上湾曲部５４が当接しながら回転移動することになる。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２実施形態において、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する過程で、キー部材５の回転を円滑に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２０に示すように、第２実施形態において、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、第１溝３の第１摺接部３４とキー部材５の左下湾曲部５７とが領域Ａ１３の範囲で面接触し、第２溝４の第３摺接部４４とキー部材５の右上湾曲部５４とが領域Ａ３３の範囲で面接触する。このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、領域Ａ１２、Ａ４２、Ａ３２及びＡ２２だけでなく、領域Ａ１３及びＡ３３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。

本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第２実施形態においても、第１杭６に対して第２杭７が所定の相対回転をする過程で、連結ピン８にせん断力が作用することを回避して、連結ピン８の破断を防止することができる。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、連結ピン８の破断を防止することによって、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止して、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ことが可能となる。

キー部材５は、図２１に示すように、キー溝部２に嵌入されて、連結ピン８で取り付けられた状態で、連結ピン８の本体部８２と貫通孔５９の側面５９ａとの間に、第１杭６の円周方向Ｙに所定の間隙Ｌ１及び間隙Ｌ２が形成される。また、キー部材５は、第１溝３の第１接触点部３１とキー部材５の左側辺５１との間に、所定の間隙Ｌ３が形成され、第１溝３の第２接触点部３５とキー部材５の右側辺５２との間に、所定の間隙Ｌ４が形成される。キー部材５は、間隙Ｌ１と間隙Ｌ２とを併せた合計の間隙（Ｌ１＋Ｌ２）が、間隙Ｌ３と間隙Ｌ４とを併せた合計の間隙（Ｌ３＋Ｌ４）よりも大きくなるような製作精度で設計される。

このとき、本発明を適用した杭継手の回転抑止構造１は、第２実施形態においても、第１杭６に対して第２杭７が右方向又は左方向に所定の相対回転をする過程と、所定の相対回転をした状態とにおいて、連結ピン８の本体部８２に貫通孔５９の側面５９ａからせん断力が作用することを回避して、連結ピン８の破断を防止することができる。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、第２実施形態においても、連結ピン８の破断を防止することによって、キー溝部２からキー部材５が脱落することを防止して、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、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
３：第１溝
３ａ：左側部
３ｂ：右側部
３１：第１接触点部
３２：第１外側接触辺部
３３：第１内側接触辺部
３４：第１摺接部
３５：第２接触点部
３６：第２外側接触辺部
３７：第２内側接触辺部
３８：第２摺接部
３９：挿通孔
４：第２溝
４ａ：左側部
４ｂ：右側部
４１：第３接触点部
４２：第３外側接触辺部
４３：第３内側接触辺部
４４：第３摺接部
４５：第４接触点部
４６：第４外側接触辺部
４７：第４内側接触辺部
４８：第４摺接部
５：キー部材
５１：左側辺
５２：右側辺
５４：右上湾曲部
５５：右下湾曲部
５６：左上湾曲部
５７：左下湾曲部
５８：段部
５９：貫通孔
５９ａ：側面
６：第１杭
６ａ：上端部
６ｂ：上端面
７：第２杭
７ａ：下端部
７ｂ：下端面
８：連結ピン
８１：頭部
８２：本体部
Ｘ：軸芯方向
Ｙ：円周方向

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杭の端部の側面で第２杭に対向する端面を切り欠いて形成される第１溝と、第２杭の端部の側面で第１杭に対向する端面を切り欠いて形成される第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、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる接触点部と、杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられた、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって前記キー部材の側辺と円周方向で接触する接触辺部とを有すること
を特徴とする杭継手の回転抑止構造。
前記第１溝は、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって、前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる第１接触点部と、前記第１接触点部に第１杭の円周方向で対向する部位に設けられる第２接触点部と、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第１接触辺部と、前記第１接触辺部に第１杭の円周方向で対向し、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第２接触辺部とを有し、
前記第１接触辺部と前記第２接触辺部とは、前記第１接触点部及び前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向に向けて互いに離間するように設けられること
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接触辺部は、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第１接触点部に対して前記第２溝に近い位置に向けて第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させた第１外側接触辺部、及び、前記第１接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第１接触点部に対して前記第２溝に遠い位置に向けて第１杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させた第１内側接触辺部の何れか一方又は両方を有し、
前記第２接触辺部は、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第２接触点部に対して前記第２溝に近い位置に向けて前記第１内側接触辺部と略平行に設けられる第２外側接触辺部、及び、前記第２接触点部から第１杭の軸芯の長手方向の前記第２接触点部に対して前記第２溝に遠い位置に向けて前記第１外側接触辺部と略平行に設けられる第２内側接触辺部の何れか一方又は両方を有すること
を特徴とする請求項２記載の杭継手の回転抑止構造。
前記第２溝は、第１杭と第２杭との所定の相対回転によって、前記キー部材の側辺と接触しながら前記キー部材を回転させる第３接触点部と、前記第３接触点部に第２杭の円周方向で対向する部位に設けられる第４接触点部と、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第３接触辺部と、前記第３接触辺部に第２杭の円周方向で対向し、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向に対して傾斜させて設けられる第４接触辺部とを有し、
前記第３接触辺部は、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第３接触点部に対して前記第１溝に遠い位置に向けて前記第１内側接触辺部と略平行に設けられる第３内側接触辺部、及び、前記第３接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第３接触点部に対して前記第１溝に近い位置に向けて前記第１外側接触辺部と略平行に設けられる第３外側接触辺部の何れか一方又は両方を有し、
前記第４接触辺部は、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第４接触点部に対して前記第１溝に遠い位置に向けて前記第２内側接触辺部と略平行に設けられる第４内側接触辺部、及び、前記第４接触点部から第２杭の軸芯の長手方向の前記第４接触点部に対して前記第１溝に近い位置に向けて前記第２外側接触辺部と略平行に設けられる第４外側接触辺部の何れか一方又は両方を有すること
を特徴とする請求項３記載の杭継手の回転抑止構造。
前記キー部材は、前記第１溝又は前記第２溝に取り付けられる連結ピンが挿通される貫通孔が形成され、前記連結ピンと前記貫通孔における杭の円周方向の一側面との間に形成された第１間隙、及び、前記連結ピンと前記貫通孔における杭の円周方向の他側面との間に形成された第２間隙を併せた間隙が、前記キー部材における杭の円周方向の一側辺と前記第１接触点部との間に形成された第３間隙、及び、前記キー部材における杭の円周方向の他側辺と前記第２接触点部との間に形成された第４間隙を併せた間隙より大きいこと
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の杭継手の回転抑止構造。