JP7484869B2 - 多段差込継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多段差込継手の設計方法及び製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管を接合するのに用いられる機械式継手に関し、特に、内側継手管を外側継手管に差し込んで嵌合する差込継手であって、係合部分が多段に設けられた多段差込継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多段差込継手の設計方法及び製造方法に関する。
溶接に代わる鋼管の接続方法として、機械式継手を用いたものが多数出願されている。
機械式継手の一つに、接合対象となる鋼管の接合端部に外側継手管と内側継手管をそれぞれ設け、外側継手管に内側継手管を差し込むことにより鋼管同士を接続する差込式の継手がある。このような差込継手の一例が例えば特許文献１に開示されている。
機械式継手の一つに、接合対象となる鋼管の接合端部に外側継手管と内側継手管をそれぞれ設け、外側継手管に内側継手管を差し込むことにより鋼管同士を接続する差込式の継手がある。このような差込継手の一例が例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示の「鋼管の継手構造」は、「外側継手管又は内側継手管の一方に形成され、これらを周方向複数に分割するスリットと、内側継手管の外周面に形成した凸部と、外側継手管の内周面に形成され、内側継手管を外側継手管に挿入した状態において凸部に係合して凸部と共に引張荷重に対して抵抗する係合部」を備えている（特許文献１の請求項１参照）。
内側継手管はスリットによって複数に分割されているので、挿入時には分割された各片部が内側に弾性変形し、挿入完了時に該弾性変形が回復することで内側継手管の凸部が外側継手管の係合部に係合する。
その状態で、外側継手管の基端側と内側継手管の先端側にそれぞれ設けられたボルト孔にボルトを挿通して締結することで接続が完了する。
内側継手管はスリットによって複数に分割されているので、挿入時には分割された各片部が内側に弾性変形し、挿入完了時に該弾性変形が回復することで内側継手管の凸部が外側継手管の係合部に係合する。
その状態で、外側継手管の基端側と内側継手管の先端側にそれぞれ設けられたボルト孔にボルトを挿通して締結することで接続が完了する。
特許文献１の凸部は係合部と協働して引張荷重に抵抗する部分であるので、大きな荷重が想定される場合や、大径鋼管等の高耐力が要求される場合には、凸部の強度を高めるなどして引張荷重に対する抵抗力を向上させる必要がある。凸部の強度を高めるには、凸部を大きくすればよいが、凸部を大きくすると挿入過程における弾性変形量が大きくなるので、嵌合に必要な荷重が増大する。
そこで、凸部を大きくすることなく荷重に対する抵抗力を向上させるものとして、凸部を２段以上設けた多段式の差込継手がある（特許文献１の図１１、図１２参照）。凸部及び凸部に対応する係合部を多段に設けることにより、複数の凸部で荷重に抵抗することができるので、個々の凸部を大きくすることなく、全体での抵抗力を向上させることができる。
しかしながら、内側継手管又は外側継手管の一方に凸部を多段に設けた場合、他方には係合部となる凹部が多段に設けられるので、挿入の途中で係合対象ではない凸部と凹部が噛み合ってひっかかりが生じ、作業性を悪化させる場合がある。このような例について、図５、図６を用いて具体的に説明する。
図５は従来の多段差込継手２７の挿入過程を示す模式図であり、特許文献１の図１のＡ－Ａ断面に相当する部分の断面図を示している。
図５の例は、上側の鋼管７の下端に内側継手管３が取り付けられており、下側の鋼管７の上端に外側継手管５が取り付けられている。内側継手管３には周方向に分割された複数の分割片９からなる分割円筒部１１が設けられ、分割円筒部１１の外周面には径方向外側に突出する凸部１３が軸方向に２段設けられている。また、外側継手管５には円筒部１７が設けられ、円筒部１７の内周面には、凸部１３に係合する凹部１９が軸方向に２段設けられている。
なお、本説明においては、継手嵌合時に軸方向の同じ位置で係合する凸部１３と凹部１９をひとつの「段」とし、図中下側から１段目、２段目と数える。
図５の例は、上側の鋼管７の下端に内側継手管３が取り付けられており、下側の鋼管７の上端に外側継手管５が取り付けられている。内側継手管３には周方向に分割された複数の分割片９からなる分割円筒部１１が設けられ、分割円筒部１１の外周面には径方向外側に突出する凸部１３が軸方向に２段設けられている。また、外側継手管５には円筒部１７が設けられ、円筒部１７の内周面には、凸部１３に係合する凹部１９が軸方向に２段設けられている。
なお、本説明においては、継手嵌合時に軸方向の同じ位置で係合する凸部１３と凹部１９をひとつの「段」とし、図中下側から１段目、２段目と数える。
以下、２段の凸部１３のうち、下側（内側継手管の先端側）の凸部１３を１段目凸部１３１、上側（内側継手管の基端側）の凸部１３を２段目凸部１３２とする。同様に、２段の凹部１９のうち、下側（外側継手管の基端側）の凹部１９を１段目凹部１９１、上側（外側継手管の先端側）の凹部１９を２段目凹部１９２とする。
また、継手嵌合状態において、係合状態にある凸部１３と凹部１９を合わせて、係合部２３とする。
また、継手嵌合状態において、係合状態にある凸部１３と凹部１９を合わせて、係合部２３とする。
上記のように構成された従来の多段差込継手２７は、下側の鋼管７を拘束した状態で内側継手管３を外側継手管５に挿入すると、内側継手管３の１段目凸部１３１が外側継手管５の円筒部１７の内面に当接することで、内側継手管３の分割片９が、図５（ａ）に白抜き矢印で示す水平力を受け、径方向内側に弾性変形する。複数の分割片９がそれぞれ径方向内側に弾性変形することで、分割円筒部１１が縮径する。
この状態でさらに挿入し、図５（ｂ）に示すように、１段目凸部１３１が２段目凹部１９２に到達すると、受けていた水平力が一時的に失われ、分割片９には弾性変形を回復しようとする復元力が生じる。
上記復元力により分割円筒部１１が拡径すると、１段目凸部１３１の外周部が２段目凹部１９２に噛み合いひっかかりが生じる。
上記復元力により分割円筒部１１が拡径すると、１段目凸部１３１の外周部が２段目凹部１９２に噛み合いひっかかりが生じる。
噛み合いが浅い場合には、大きな押し込み荷重をかけて噛み合いを解消できる場合もあるが、噛み合いが深い場合には、施工の継続が困難となる。その場合、補助器具を用いて分割円筒部１１を再度縮径させないと内側継手管３を挿入することも引き抜くこともできなくなり、大きな労力を要することとなる。
上記のように、挿入途中で係合対象ではない凸部１３と凹部１９が噛み合うと、施工荷重を大幅に増大させて作業性を悪化させたり、嵌合不可となるような施工トラブルを引き起こす可能性がある。
また、図５の例は内側継手管３と外側継手管５の管軸３ａ、５ａが一致している例であったが、内側継手管３と外側継手管５の管軸３ａ、５ａがずれている場合には、上記のような問題がさらに生じやすくなる。そのような例について図６を用いて説明する。
図６は、図５と同様の従来の多段差込継手２７において、内側継手管３の管軸３ａと外側継手管５の管軸５ａがずれた状態で内側継手管３を外側継手管５に挿入した場合の挿入途中の図である。
接続環境（現場、大径、長尺など）が悪い条件下での施工の場合、内側継手管３と外側継手管５の鉛直度を制御するのが難しく、図６に示すように、内側継手管３の管軸３ａと外側継手管５の管軸５ａがずれた状態で施工が行われる場合がある。
接続環境（現場、大径、長尺など）が悪い条件下での施工の場合、内側継手管３と外側継手管５の鉛直度を制御するのが難しく、図６に示すように、内側継手管３の管軸３ａと外側継手管５の管軸５ａがずれた状態で施工が行われる場合がある。
この場合、図６に示すように１段目凸部１３１が２段目凹部１９２の下側の側壁にぶつかりやすいので、前述した施工不良の問題がさらに生じやすくなる。
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、挿入時に係合対象ではない凸部と凹部が噛み合うことを防止し、鋼管接合時の作業性に優れた多段差込継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多段差込継手の設計方法及び製造方法を提供することを目的とする。
（１）本発明に係る多段差込継手は、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合するものであって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなっているものである。
（２）また、本発明に係る多段差込継手は、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合するものであって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなっているものである。
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間は全ての係合部で同じであるものである。
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記多段の凸部の突出高さは、最も先端側の凸部の突出高さ以下に設定され、かつ前記多段の凸部のうちの少なくとも一つは最も先端側の凸部より突出高さが低く設定されているものである。
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて突出高さが漸次低くなっているものである。
（６）また、本発明に係る継手付き鋼管は、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の多段差込継手における前記内側継手管及び／又は前記外側継手管を、両端又は一端に備えるものである。
（７）また、本発明に係る構造体は、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の多段差込継手で連結された複数の鋼管を備えるものである。
（８）また、本発明に係る構造体の施工方法は、上記（７）に記載の構造体の施工方法であって、前記外側継手管が端部に取り付けられた鋼管と、前記内側継手管が端部に取り付けられた鋼管のいずれか一方の軸方向位置を拘束した状態で、他方の鋼管の軸方向位置を前記一方の鋼管に位置合わせして差込嵌合するものである。
（９）また、本発明に係る多段差込継手の設計方法は、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定するものである。
（１０）また、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定するものである。
（１１）また、上記（９）又は（１０）に記載のものにおいて、継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部の軸方向幅を設定するものである。
（１２）また、本発明に係る多段差込継手の製造方法は、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成するものである。
（１３）また、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成するものである。
（１４）また、上記（１２）又は（１３）に記載のものにおいて、継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部を形成するものである。
本発明において、多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅よりも大きくなっていることにより、挿入時に係合対象ではない凸部と凹部が噛み合うことを防止できる。これにより、鋼管接合時におけるひっかかりを抑制し、施工荷重を大幅に増大させて作業性を悪化させたり、嵌合不可となるような施工トラブルの発生を低減でき、作業性が向上する。
［実施の形態１］
本実施の形態における多段差込継手の全体構造は、前述した特許文献１の図１２と概ね同様であるので図示を省略し、多段差込継手の一部の断面図のみ図１に示す。図１は、特許文献１の図１のＡ－Ａ断面に相当する部分の断面を示したものである。なお、従来の多段差込継手２７を説明した図５、図６と同一及び対応する部分には同一の符号を付す。
本実施の形態における多段差込継手の全体構造は、前述した特許文献１の図１２と概ね同様であるので図示を省略し、多段差込継手の一部の断面図のみ図１に示す。図１は、特許文献１の図１のＡ－Ａ断面に相当する部分の断面を示したものである。なお、従来の多段差込継手２７を説明した図５、図６と同一及び対応する部分には同一の符号を付す。
本実施の形態の多段差込継手１は、接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる内側継手管３と外側継手管５を備えたものであり、図１は、上側の鋼管７の下端に内側継手管３、下側の鋼管７の上端に外側継手管５が取り付けられた例を示している。図１のように内側継手管３を外側継手管５に差し込んで内側継手管３と外側継手管５を嵌合させることで、上下の鋼管７を接合する。
内側継手管３と外側継手管５について、以下、詳細に説明する。
内側継手管３と外側継手管５について、以下、詳細に説明する。
＜内側継手管＞
内側継手管３は、略円筒体からなり、周方向に分割された複数の分割片９で構成される分割円筒部１１を有する。分割円筒部１１の外周面には全周に亘って、径方向外側に突出する凸部１３が軸方向に２段設けられている。上記２段の凸部１３について、図５、図６と同様に、下側（内側継手管３の先端側）の凸部１３を１段目凸部１３１、上側（内側継手管３の基端側）の凸部１３を２段目凸部１３２とする。
なお、図１は一つの分割片９の断面を示したものであるが、他の分割片９の断面も図１と同様である。
１段目凸部１３１よりさらに先端側には、外側継手管５とボルト接合するためのボルト孔１５が設けられている。
内側継手管３は、略円筒体からなり、周方向に分割された複数の分割片９で構成される分割円筒部１１を有する。分割円筒部１１の外周面には全周に亘って、径方向外側に突出する凸部１３が軸方向に２段設けられている。上記２段の凸部１３について、図５、図６と同様に、下側（内側継手管３の先端側）の凸部１３を１段目凸部１３１、上側（内側継手管３の基端側）の凸部１３を２段目凸部１３２とする。
なお、図１は一つの分割片９の断面を示したものであるが、他の分割片９の断面も図１と同様である。
１段目凸部１３１よりさらに先端側には、外側継手管５とボルト接合するためのボルト孔１５が設けられている。
＜外側継手管＞
外側継手管５は、円筒体からなり、分割されていない円筒部１７を有する。円筒部１７の内周面には全周に亘って、径方向外側に凹陥する凹部１９が軸方向に２段設けられている。
上記２段の凹部１９について、内側継手管の凸部１３と同様に、下側（外側継手管５の基端側）の凹部１９を１段目凹部１９１、上側（外側継手管５の先端側）の凹部１９を２段目凹部１９２とする。
図１に示すように、継手嵌合状態において、１段目凹部１９１は１段目凸部１３１と係合し、２段目凹部１９２は２段目凸部１３２と係合する。
１段目凹部１９１よりさらに基端側には、内側継手管３のボルト孔１５と相対する位置に、ボルトを挿入するためのボルト孔２１が設けられている。
外側継手管５は、円筒体からなり、分割されていない円筒部１７を有する。円筒部１７の内周面には全周に亘って、径方向外側に凹陥する凹部１９が軸方向に２段設けられている。
上記２段の凹部１９について、内側継手管の凸部１３と同様に、下側（外側継手管５の基端側）の凹部１９を１段目凹部１９１、上側（外側継手管５の先端側）の凹部１９を２段目凹部１９２とする。
図１に示すように、継手嵌合状態において、１段目凹部１９１は１段目凸部１３１と係合し、２段目凹部１９２は２段目凸部１３２と係合する。
１段目凹部１９１よりさらに基端側には、内側継手管３のボルト孔１５と相対する位置に、ボルトを挿入するためのボルト孔２１が設けられている。
ここで、図１の拡大図に示すように、１段目凸部１３１の軸方向幅をT1、径方向外側への突出高さをH1とし、１段目凹部１９１の軸方向幅をK1、径方向外側への凹陥深さをL1とする。
同様に、２段目凸部１３２の軸方向幅をT2、径方向外側への突出高さH2とし、２段目凹部１９２の軸方向幅をK2、径方向外側への凹陥深さをL2とする（拡大図省略）。
なお、上記T1、T2は、凸部１３の頂部（先端部）における軸方向幅とする。
また、上記K1、K2は、凹部の開口部における軸方向幅とする。
同様に、２段目凸部１３２の軸方向幅をT2、径方向外側への突出高さH2とし、２段目凹部１９２の軸方向幅をK2、径方向外側への凹陥深さをL2とする（拡大図省略）。
なお、上記T1、T2は、凸部１３の頂部（先端部）における軸方向幅とする。
また、上記K1、K2は、凹部の開口部における軸方向幅とする。
上述したように、軸方向幅T1、T2は１段目凸部１３１と２段目凸部１３２の頂部における軸方向幅であるが、１段目凸部１３１と２段目凸部１３２の根元部における軸方向幅は、凸部１３全体に求められるせん断耐力に基づいて設定すればよい。一般的に凸部１３のせん断耐力は十分余裕をもって設定できるので、凸部１３の頂部の軸方向幅を変更することによって凸部１３のせん断耐力が多少変動しても、継手全体の耐力に対する影響は小さい。
１段目凹部１９１の凹陥深さL1は、１段目凸部１３１と１段目凹部１９１が係合可能なように、１段目凸部１９１の突出高さH1より大きくなっている（H1＜L1）。同様に、２段目凹部１９２の凹陥深さL2は、２段目凸部１３２の突出高さH2より大きくなっている（H2＜L2）。
そして、内側継手管３の分割円筒部１１に設けられた２段の凸部１３は、基端側の凸部１３（２段目凸部１３２）の軸方向幅T2の方が先端側の凸部１３（１段目凸部１３１）の軸方向幅T1より小さくなっている（T2＜T1）。
また、外側継手管５の円筒部１７に設けられた２段の凹部１９は、先端側の凹部１９（２段目凹部１９２）の軸方向幅K2の方が基端側の凹部１９（１段目凹部１９１）の軸方向幅K1より小さくなっている（K2＜K1）。
さらに、１段目凸部１３１の軸方向幅T1は、継手嵌合時に係合する凹部１９（１段目凹部１９１）よりも先端側にある凹部１９（２段目凹部１９２）の軸方向幅K2以上の大きさとなっている（K2≦T1）。
上記より、本実施の形態の多段差込継手１は下記の関係式（１）～（３）を満たしている。
H1＜L1 ・・・（１）
H2＜L2 ・・・（２）
T2＜K2≦T1＜K1 ・・・（３）
また、外側継手管５の円筒部１７に設けられた２段の凹部１９は、先端側の凹部１９（２段目凹部１９２）の軸方向幅K2の方が基端側の凹部１９（１段目凹部１９１）の軸方向幅K1より小さくなっている（K2＜K1）。
さらに、１段目凸部１３１の軸方向幅T1は、継手嵌合時に係合する凹部１９（１段目凹部１９１）よりも先端側にある凹部１９（２段目凹部１９２）の軸方向幅K2以上の大きさとなっている（K2≦T1）。
上記より、本実施の形態の多段差込継手１は下記の関係式（１）～（３）を満たしている。
H1＜L1 ・・・（１）
H2＜L2 ・・・（２）
T2＜K2≦T1＜K1 ・・・（３）
なお、前述したように内側継手管３の分割円筒部１１は周方向に並ぶ複数の分割片９から構成されたものであり、上述した２段の凸部１３の軸方向幅T1、T2及び突出高さH1、H2の大きさは全ての分割片９で同様に形成されているものとする。
また、外側継手管５の円筒部１７に設けられた２段の凹部１９は、円筒部１７の内周面に周方向に連続して設けられたものであり、軸方向幅K1、K2及び凹陥深さL1、L2の大きさは全周に亘って一定であるものとする。
また、外側継手管５の円筒部１７に設けられた２段の凹部１９は、円筒部１７の内周面に周方向に連続して設けられたものであり、軸方向幅K1、K2及び凹陥深さL1、L2の大きさは全周に亘って一定であるものとする。
また、図１の拡大図に示す１段目の係合部２３の軸方向隙間δ（具体的には、１段目凸部１３１の側壁の突出方向真ん中の位置から１段目凹部１９１の側壁までの距離）は、２段目の係合部２３における軸方向隙間と同じになっている。
上記のように、継手嵌合状態において係合する凸部１３と凹部１９によって形成される軸方向隙間を全ての係合部２３で同じとすることで荷重伝達が適切に行われるので、多段差込継手１を構造体の一部として用いる場合などに好適である。
上記のように、継手嵌合状態において係合する凸部１３と凹部１９によって形成される軸方向隙間を全ての係合部２３で同じとすることで荷重伝達が適切に行われるので、多段差込継手１を構造体の一部として用いる場合などに好適である。
上記のように構成された本実施の形態の多段差込継手１の効果について、以下、具体的に説明する。
従来の多段差込継手２７では、図５で説明したように、嵌合途中で１段目凸部１３１が２段目凹部１９２に到達したとき、１段目凸部１３１の先端部が２段目凹部１９２に入り込み、ひっかかりが生じていた。
従来の多段差込継手２７では、図５で説明したように、嵌合途中で１段目凸部１３１が２段目凹部１９２に到達したとき、１段目凸部１３１の先端部が２段目凹部１９２に入り込み、ひっかかりが生じていた。
この点、本実施の形態の多段差込継手１は、１段目凸部１３１の軸方向幅T1が２段目凹部１９２の軸方向幅K2以上の大きさなので（K2≦T1）、上記のような問題が生じることがない。具体的には、図２に示すように、１段目凸部１３１が２段目凹部１９２に到達しても、１段目凸部１３１の一部が常に円筒部１７の内周面に当接したままなので、分割片９の径方向内側への弾性変形を保ったまま１段目凸部１３１は２段目凹部１９２を越えることができ、ひっかかりが生じにくい。なお、K2＝T1でも、摩擦等により入り込みが浅くひっかかりが小さいため、上記のような問題が生じることはないが、各凸部の軸方向幅T1は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅K2よりも大きい方が、よりひっかかり難くなることから、より好ましい。
また、従来の多段差込継手２７では、図６で説明したように、内側継手管３の管軸３ａと外側継手管５の管軸５ａが合っていない状態で施工した場合に特にひっかかりが生じていた。
この点、本実施の形態は、上記のように軸ずれ状態で施工する場合にもひっかかりを抑制する効果がある。これについて、図３を用いて説明する。
この点、本実施の形態は、上記のように軸ずれ状態で施工する場合にもひっかかりを抑制する効果がある。これについて、図３を用いて説明する。
図３は、本実施の形態の多段差込継手１において、内側継手管３の管軸３ａと外側継手管５の管軸５ａがずれた状態で内側継手管３を外側継手管５に挿入した場合の挿入途中の図である。
図３の拡大図に示すように、外側継手管５が傾いていると、２段目凹部１９２の下側の側壁に１段目凸部１３１がぶつかる場合がある。この場合、従来例では、図６の拡大図のように、弾性変形を回復しようとする復元力によって１段目凸部１３１の先端部全体が２段目凹部１９２に入り込むので、ひっかかりが深く、施工が継続できない場合がある。また、図６の状態では、施工のやり直しのため内側継手管３を引き抜こうとしても、２段目凹部１９２の上側の側壁に１段目凸部１３１がひっかかるので、分割円筒部１１を縮径させるための補助器具を用いる必要がある。
図３の拡大図に示すように、外側継手管５が傾いていると、２段目凹部１９２の下側の側壁に１段目凸部１３１がぶつかる場合がある。この場合、従来例では、図６の拡大図のように、弾性変形を回復しようとする復元力によって１段目凸部１３１の先端部全体が２段目凹部１９２に入り込むので、ひっかかりが深く、施工が継続できない場合がある。また、図６の状態では、施工のやり直しのため内側継手管３を引き抜こうとしても、２段目凹部１９２の上側の側壁に１段目凸部１３１がひっかかるので、分割円筒部１１を縮径させるための補助器具を用いる必要がある。
この点、本実施の形態の多段差込継手１は、１段目凸部１３１の軸方向幅T1が２段目凹部１９２の軸方向幅K2以上の大きさなので（K2≦T1）、上記のような問題が生じることがない。具体的には、図３の拡大図に示すように、２段目凹部１９２の下側の側壁に１段目凸部１３１がぶつかったとしても、１段目凸部１３１の先端部全体が２段目凹部１９２に入り込むことがないので、ひっかかりが浅く、挿入荷重を少し増大すれば容易にひっかかりを解いて施工を継続することができる。なお、K2＝T1でも、摩擦等により入り込みが浅くひっかかりが小さいため、上記のような問題が生じることはないが、各凸部の軸方向幅T1は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅K2よりも大きい方が、よりひっかかり難くなることから、より好ましい。
また、例えば施工のやり直しのため内側継手管３を引き抜こうとしても従来例のように１段目凸部１３１が２段目凹部１９２の上側の側壁にひっかかることがないので、施工途中での引き抜きも容易である。
なお、上記は下側の鋼管７に取り付けられた外側継手管５が傾いている場合の例であるが、上側の鋼管７に取り付けられた内側継手管３が傾いている場合も同様の効果を奏する。
上述したように、本実施の形態によれば、１段目凸部１３１の軸方向幅T1より２段目凸部１３２の軸方向幅T2が小さくなっており（T2＜T1）、これに対応して１段目凹部１９１の軸方向幅K1より２段目凹部１９２の軸方向幅K2が小さくなっている（K2＜K1）。これにより、１段目凸部１３１の軸方向幅T1は、継手嵌合時に係合する凹部１９（１段目凹部１９１）よりも先端側の凹部１９（２段目凹部１９２）の軸方向幅K1以上となり（K1≦T1）、挿入時に係合対象ではない凸部１３と凹部１９が噛み合うことを防止できる。これにより、接続環境が悪く、ガタつきが生じやすい条件であっても、施工荷重を大幅に増大させて作業性を悪化させたり、嵌合不可となるような施工トラブルの発生を低減でき、作業性が向上する。
なお、上述した実施の形態１は係合部２３が２段のものであったが、係合部２３の段数は加工可能な範囲内であれば何段であっても良い。なお、３段以上の場合は、先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、これに対応して基端側の凹部１９から先端側の凹部１９にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部１３の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部１９よりも先端側にある凹部１９の軸方向幅よりも大きくなっているようにする。
従来の多段差込継手２７は、係合部２３の段数が増えるほど挿入途中にひっかかりが生じるリスクが大きくなるものであったが、本実施の形態の多段差込継手１は、係合部２３の段数に関わらずひっかかりを抑制できる。したがって、係合部の段数が多い多段差込継手には特に本発明が好適である。
従来の多段差込継手２７は、係合部２３の段数が増えるほど挿入途中にひっかかりが生じるリスクが大きくなるものであったが、本実施の形態の多段差込継手１は、係合部２３の段数に関わらずひっかかりを抑制できる。したがって、係合部の段数が多い多段差込継手には特に本発明が好適である。
［実施の形態２］
上述した実施の形態１は、凸部１３の突出高さを全て同じとした例であったが（H1=H2）、本実施の形態では１段目凸部１３１の突出高さH1を２段目凸部１３２の突出高さH2より大きくした例について説明する。図４に本実施の形態の多段差込継手を示し、図１～図３と同一及び対応する部分には同一の符号を付す。
上述した実施の形態１は、凸部１３の突出高さを全て同じとした例であったが（H1=H2）、本実施の形態では１段目凸部１３１の突出高さH1を２段目凸部１３２の突出高さH2より大きくした例について説明する。図４に本実施の形態の多段差込継手を示し、図１～図３と同一及び対応する部分には同一の符号を付す。
本実施の形態の多段差込継手２５は、図４に示すように、１段目凸部１３１の突出高さH1が２段目凸部１３２の突出高さH2より大きくなっている（H2＜H1）。また、１段目凸部１３１の突出高さH1を大きくしたのに伴い、H1＜L1となるよう１段目凹部１９１の凹陥深さL1も大きくなっている。
上述した点以外は実施の形態１の多段差込継手１と同様であるので、本実施の形態の多段差込継手２５は、実施の形態１で説明した関係式（１）～（３）に加えて下記関係式（４）を満たすものである。
H2＜H1 ・・・（４）
上述した点以外は実施の形態１の多段差込継手１と同様であるので、本実施の形態の多段差込継手２５は、実施の形態１で説明した関係式（１）～（３）に加えて下記関係式（４）を満たすものである。
H2＜H1 ・・・（４）
１段目凸部１３１の突出高さH1が２段目凸部１３２の突出高さH2より大きい、言い換えれば、２段目凸部１３２の突出高さH2が１段目凸部１３１の突出高さH1より小さくなっていることにより、内側継手管３を外側継手管５に挿入する過程において、図４に示すように２段目凸部１３２と円筒部１７の内周面との間に隙間が生ずる。これにより、２段目凸部１３２と円筒部１７の内周面との間には摩擦が生じないので、内側継手管３を外側継手管５に挿入する際の施工抵抗を低減することができる。
なお、上述した実施の形態２は係合部が２段のものであったが、係合部２３の段数は加工可能な範囲内であれば何段であっても良い。例えば係合部が３段ある場合には、挿入時に２段目凸部は３段目凹部を越えてから２段目凹部に係合することになるので、図４のように２段目凸部が円筒部１７の内周面に当接していなければ、２段目凸部は３段目凹部にひっかかりにくい。
３段以上の多段の凸部１３を有する場合は、多段の凸部１３の突出高さが、最も先端側の凸部１３の突出高さ以下に設定され、かつ多段の凸部１３のうちの少なくとも一つは最も先端側の凸部１３より突出高さが低く設定されていればよい。
即ち、１段目凸部１３１と同じ突出高さの凸部１３を数段おきに配置してもよく、その場合も凸部１３の突出高さが全て同じものに比べて施工抵抗が低減される。また、１段目凸部１３１より突出高さが低い凸部１３に関しては、１段目凸部１３１と同じ突出高さの凸部１３よりも挿入途中のひっかかりが生じにくい。
もっとも、１段目凸部１３１及び１段目凸部１３１と同じ突出高さの他の凸部１３に関しても、挿入途中で乗り越える凹部１９より軸方向幅が大きいので、従来例よりひっかかりが生じにくい。
即ち、１段目凸部１３１と同じ突出高さの凸部１３を数段おきに配置してもよく、その場合も凸部１３の突出高さが全て同じものに比べて施工抵抗が低減される。また、１段目凸部１３１より突出高さが低い凸部１３に関しては、１段目凸部１３１と同じ突出高さの凸部１３よりも挿入途中のひっかかりが生じにくい。
もっとも、１段目凸部１３１及び１段目凸部１３１と同じ突出高さの他の凸部１３に関しても、挿入途中で乗り越える凹部１９より軸方向幅が大きいので、従来例よりひっかかりが生じにくい。
また、上記は、多段の凸部１３のうちの少なくとも一つは最も先端側の凸部１３より突出高さが低く設定されていればよいので、例えば先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて突出高さが漸次低くなっていてもよい。
なお、凸部１３の高さは、対応する凹部１９を有する継手管に必要な鋼材板厚の照査により上限値が決定され、凸部１３と凹部１９の外れ破壊を防ぐために必要な支圧力によって下限値が決定される。各凸部１３の高さは、上述した上限値と下限値の範囲内であれば、高さを変更することは可能であり、複数段の合計の支圧力が、要求される支圧力の値以上となっていればよい。
上述した実施の形態１、２は、内側に挿入する側（内側継手管３）を分割した例であったが、本発明はこれに限られるものではなく、外側に配置される側（外側継手管５）を分割するようにしてもよい。即ち、内周面に多段の凸部１３が形成された分割円筒部１１を有する外側継手管５と、外周面に多段の凹部１９が形成された円筒部１７を有する内側継手管３によって構成されたものでもよい。
この場合も、多段の凸部１３は、先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、多段の凹部１９は、基端側の凹部１９から先端側の凹部１９にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部１３の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部１９よりも先端側にある凹部１９の軸方向幅以上の大きさとなっている。
この場合も、多段の凸部１３は、先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、多段の凹部１９は、基端側の凹部１９から先端側の凹部１９にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部１３の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部１９よりも先端側にある凹部１９の軸方向幅以上の大きさとなっている。
また、上記は分割した側（分割円筒部１１）に多段の凸部１３が形成され、分割しない側（円筒部１７）に多段の凹部１９が形成される例であるが、本発明はこれに限られるものではなく、分割円筒部１１に多段の凹部１９、円筒部１７に多段の凸部１３を設けたものでもよい。
即ち、特許文献１の図１１のように、多段の凹部１９が形成された分割円筒部１１を有する外側継手管５と、多段の凸部１３が形成された円筒部１７を有する内側継手管３から構成されたものでもよい。また、多段の凹部１９が形成された分割円筒部１１を有する内側継手管３と、多段の凸部１３が形成された円筒部１７を有する外側継手管５から構成されたものでもよい。
この場合も、多段の凸部１３は、先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、多段の凹部１９は、基端側の凹部１９から先端側の凹部１９にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部１３の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部１９よりも先端側にある凹部１９の軸方向幅以上の大きさとなっている。
上記のいずれの場合においても実施の形態１、２と同様の効果を発揮できる。
即ち、特許文献１の図１１のように、多段の凹部１９が形成された分割円筒部１１を有する外側継手管５と、多段の凸部１３が形成された円筒部１７を有する内側継手管３から構成されたものでもよい。また、多段の凹部１９が形成された分割円筒部１１を有する内側継手管３と、多段の凸部１３が形成された円筒部１７を有する外側継手管５から構成されたものでもよい。
この場合も、多段の凸部１３は、先端側の凸部１３から基端側の凸部１３にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、多段の凹部１９は、基端側の凹部１９から先端側の凹部１９にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、各凸部１３の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部１９よりも先端側にある凹部１９の軸方向幅以上の大きさとなっている。
上記のいずれの場合においても実施の形態１、２と同様の効果を発揮できる。
また、上述した実施の形態１、２は、鉛直移動による接続を示したが、移動方向は鋼管軸方向であれば良く、斜杭や水平方向の横継ぎによる接続を行っても良い。
また、前述した関係式（１）～（３）、または、それに加えて関係式（４）を満たすものであれば（係合部２３が２段の場合）、凸部１３や凹部１９の形状は特に限定されない。実施の形態１、２で例示したものと異なる形状であっても効果を発揮することができる。
また、上記の実施の形態では、鋼管７の端部に取り付ける多段差込継手１、２５を説明したが、この多段差込継手１、２５における内側継手管３及び／又は外側継手管５を、予め工場等において、鋼管７の端部に溶接等によって取り付けることで、継手付き鋼管を製造することができる。つまり、上記継手付き鋼管は、実施の形態１、２で説明した多段差込継手１、２５における内側継手管３及び／又は外側継手管５を、両端又は一端に備えている。
そして、施工現場等において、複数の継手付き鋼管を連結することで、鋼管杭、鋼管矢板、鋼管矢板を連結した鋼管矢板壁、鋼管柱、鋼管梁等の構造体を形成することができる。つまり、これら構造体は、上記の実施の形態１、２５で説明した多段差込継手１、２５で連結された複数の鋼管を備えている。
これら構造体を施工する場合には、外側継手管５が端部に取り付けられた鋼管７と、内側継手管３が端部に取り付けられた鋼管７のいずれか一方の軸方向位置を拘束した状態で、他方の鋼管７の軸方向位置を一方の鋼管７に位置合わせして差込嵌合すればよい。
また、実施の形態１、２は物の発明としての多段差込継手に関するものであったが、これを設計方法の発明、製造方法の発明に再構成することもでき、その場合は以下のようになる。
＜設計方法の発明１＞
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。
＜設計方法の発明２＞
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。
＜設計方法の発明３＞
継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部の軸方向幅を設定する上記設計方法の発明１又は２に記載の多段差込継手の設計方法。
継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部の軸方向幅を設定する上記設計方法の発明１又は２に記載の多段差込継手の設計方法。
＜製造方法の発明１＞
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。
＜製造方法の発明２＞
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。
接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。
＜製造方法の発明３＞
継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部を形成する上記製造方法の発明１又は２に記載の多段差込継手の製造方法。
継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部を形成する上記製造方法の発明１又は２に記載の多段差込継手の製造方法。
１ 多段差込継手（実施の形態１）
３ 内側継手管
３ａ 管軸
５ 外側継手管
５ａ 管軸
７ 鋼管
９ 分割片
１１ 分割円筒部
１３ 凸部
１３１ １段目凸部
１３２ ２段目凸部
１５ ボルト孔（内側継手管）
１７ 円筒部
１９ 凹部
１９１ １段目凹部
１９２ ２段目凹部
２１ ボルト孔（外側継手管）
２３ 係合部
２５ 多段差込継手（実施の形態２）
２７ 多段差込継手（従来例）
３ 内側継手管
３ａ 管軸
５ 外側継手管
５ａ 管軸
７ 鋼管
９ 分割片
１１ 分割円筒部
１３ 凸部
１３１ １段目凸部
１３２ ２段目凸部
１５ ボルト孔（内側継手管）
１７ 円筒部
１９ 凹部
１９１ １段目凹部
１９２ ２段目凹部
２１ ボルト孔（外側継手管）
２３ 係合部
２５ 多段差込継手（実施の形態２）
２７ 多段差込継手（従来例）
Claims (14)
- 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する断面矩形状の凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する断面矩形状の凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなっている多段差込継手。 - 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた断面矩形状の凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する断面矩形状の凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなっており、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなっている多段差込継手。 - 継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間は全ての係合部で同じである請求項１又は２に記載の多段差込継手。
- 前記多段の凸部の突出高さは、最も先端側の凸部の突出高さ以下に設定され、かつ前記多段の凸部のうちの少なくとも一つは最も先端側の凸部より突出高さが低く設定されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多段差込継手。
- 前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて突出高さが漸次低くなっている請求項４に記載の多段差込継手。
- 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多段差込継手における前記内側継手管及び／又は前記外側継手管を、両端又は一端に備える継手付き鋼管。
- 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多段差込継手で連結された複数の鋼管を備える構造体。
- 請求項７に記載の構造体の施工方法であって、前記外側継手管が端部に取り付けられた鋼管と、前記内側継手管が端部に取り付けられた鋼管のいずれか一方の軸方向位置を拘束した状態で、他方の鋼管の軸方向位置を前記一方の鋼管に位置合わせして差込嵌合する構造体の施工方法。
- 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する断面矩形状の凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する断面矩形状の凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。 - 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた断面矩形状の凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する断面矩形状の凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の設計方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように設定し、
各凸部の軸方向幅が、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように設定する多段差込継手の設計方法。 - 継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部の軸方向幅を設定する請求項９又は１０に記載の多段差込継手の設計方法。
- 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられて径方向に突出する断面矩形状の凸部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて前記凸部に係合する断面矩形状の凹部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。 - 接合対象の鋼管の端部にそれぞれ取り付けられる円筒体の内側継手管と外側継手管を備え、
前記内側継手管又は前記外側継手管のいずれか一方が、周方向に分割された複数の分割片で構成された分割円筒部と、前記複数の分割片に軸方向に多段に設けられた断面矩形状の凹部とを有し、
前記内側継手管又は前記外側継手管の他方が、分割されていない円筒部と、該円筒部に軸方向に多段に設けられて径方向に突出し前記凹部に係合する断面矩形状の凸部とを有し、
前記分割円筒部を径方向に撓ませながら前記内側継手管を前記外側継手管に差し込んで前記凸部と前記凹部を係合させることで前記鋼管を接合する多段差込継手の製造方法であって、
前記多段の凸部は、先端側の凸部から基端側の凸部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
前記多段の凹部は、基端側の凹部から先端側の凹部にかけて軸方向幅が漸次小さくなるように形成し、
各凸部の軸方向幅は、継手嵌合時に係合する凹部よりも先端側にある凹部の軸方向幅以上の大きさとなるように形成する多段差込継手の製造方法。 - 継手嵌合状態において、係合する凸部と凹部によって形成される軸方向隙間が全ての係合部で同じになるように、各凸部と各凹部を形成する請求項１２又は１３に記載の多段差込継手の製造方法。
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| PCT/JP2022/036757 WO2023074257A1 (ja) | 2021-10-29 | 2022-09-30 | 多段差込継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多段差込継手の設計方法及び製造方法 |
| KR1020247012835A KR20240058185A (ko) | 2021-10-29 | 2022-09-30 | 다단 차입 조인트, 조인트 부착 강관, 구조체, 구조체의 시공 방법, 다단 차입 조인트의 설계 방법 및 제조 방법 |
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