(57)【要約】      （修正有）【課題】気象状況に影響されず、専門技術を必要とせず、短工期、高品質、低コストで施工できる杭接合構造を提供する。【解決手段】接合される２本の杭の端部の一方の端部においては杭外（内）径に同じ外（内）径の雌（雄）ネジと端板から構成される雌（雄）ネジ付き端板３（２）を有し、他方の端部においては、上記雌（雄）ネジと螺合する雄（雌）ネジと端板から構成される雄（雌）ネジ付き端板２（３）とコンクリート止めを有すことを特徴とする。どちらか一方の杭を回転することによりネジを螺合し、杭を接合することができる。締め付けトルクを測定することにより逆回転で解除できるトルクを算定することができ戻り止めを必要としない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合される2本の杭の端部であって、一方の端部においては杭外径に同じ外径の雌ネジと端板から構成される雌ネジ付き端板を有し、他方の端部においては、上記雌ネジと螺合する雄ネジと端板から構成される雄ネジ付き端板とコンクリート止めを有し、どちらか一方の杭を回転することにより螺合することを特徴とする杭の接合構造。
【請求項２】
接合される2本の杭の端部であって、一方の端部においては杭内径に同じ内径の雄ネジと端板から構成される雄ネジ付き端板を有し、他方の端部においては、上記雄ネジと螺合する雌ネジと端板から構成される雌ネジ付き端板とコンクリート止めを有し、どちらか一方の杭を回転することにより螺合することを特徴とする杭の接合構造。
【請求項３】
端部に雄ネジと雌ネジを有する2本の杭を回転して螺合するときに、締め付けトルクを測定することにより、逆回転で解除できるトルクを下式で推定することを特徴とする杭の接合方法。Trr = Tr（(μ1-tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2)/（(μ1+tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2）Trr          ：解除トルクTr           ：締め付けトルクDp                ：ネジの有効径Dz                 ：座面の有効径β          ：ネジのリード角（=P/(πDZ)  P：ねじピッチ）μ1               ：ネジ部の摩擦係数μ2               ：座面の摩擦係数  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明はコンクリート既製杭等の杭を長手方向に接合するための接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】コンクリート既製杭を接続するには上杭下端と下杭上端の端板を当接させてその外周を溶接するのが一般的であった。溶接作業は高度な技能が要求されるとともに天候の影響を受け品質管理が困難である、という問題がある。加えて、近年溶接工不足が顕在化し、それらを解決するために多くの機械式継手が考案され使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】機械式継手は嵌合式とネジ式に大別できる。既製コンクリート杭の嵌合式の一例としては「特開平10-121467」がある。当該発明は端板の外側に嵌合金物をボルトで接合する構造であり、接合金物が杭の外径より大きくなるという欠点がある。ボルト接合が煩雑なため工期も要し、重量が重くコストが高いという欠点も有す。既製コンクリート杭のネジ式の一例としては「実開平4-122733」がある。当該発明は上杭と下杭の端部両方の雄ネジとそれを連結する雌ネジにより構成されている。構成部品が三種類であること及び雌ネジが杭の外周より大きくなるという欠点を有す。また当該発明は「締め付ける」ことが困難で、「ゆるみ」に対する配慮がされていない。「特開2007-63806」はゆるみを防止するための発明の一例である。ボルトを用いて緩みを防止する考案であるが施工時の煩雑さは避けられない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】既存の機械式継手は以下のような欠点を有す。・継手の外径が杭径より大きく外側に突出しているものが多い。・重量が重く、加工難易度が高く、コストが高い。・部品数が多く工期がかかる。・ネジ式はゆるみ止めを必要とし、部材コストと工場加工コストおよび現場における施工手間が必要となる。本発明の課題は上記欠点を解消し、低コスト、短工期、高性能な接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記課題を解決するための第一の手段は以下のようなネジ構造の形態にある。第一の形態は、接合される上杭と下杭の端部の一方に端板と一体化された杭外径に同じ外径の雌ネジを設け、他方に端板と一体化された上記雌ネジと螺合する雄ネジとコンクリート止めを設けることである。第二の形態は、接合される上杭と下杭の端部の一方に端板と一体化された杭内径に同じ内径の雄ネジを設け、他方に端板と一体化された上記雄ネジと螺合する雌ネジとコンクリート止めを設けることである。下杭の上端と上杭の下端とを当接させ、上杭を回転することにより杭を容易に接合することが可能となる。第三の手段はネジの締め付け時の導入トルク（「締め付けトルク」という）を定量的に測定し管理することにある。締め付けトルクが分かれば逆回転で解除できるトルク（「解除トルク」という）を定量的に管理することができる。
【発明の効果】
【０００６】（第一の手段の効果）ネジは機械式接合構造の中で、引っ張り、曲げ、せん断力を伝達する最も効率的な構造の一つである。したがって他の機械式継手部材と比較して部材量を低減できる。またネジ加工は他の機械加工と比較して加工難易度が低く安価であるため、加工コストの低減が可能となる。端板と一体化された形態は鉄筋コンクリート部にも合理的に力を伝達でき、コンクリート止めを付けることによりコンクリート杭の製造コストの低減も可能とする。施工も回転するだけであるため技術を必要とせず、短工期、低コストが実現できる。（第二の手段の効果）締め付けトルクを定量的に管理することによりネジのつり合い式を用いて解除トルクを算定することができる。安全率を考慮することにより許容逆回転トルクを算定することができ、戻り止めなしで逆回転施工も可能となる。その結果、戻り止めに要する部材コストと施工コストならびに工期が削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】コンクリート既製杭の接合部の斜視図である。
【図２】請求項１に示す接合構造の実施例の平面図と断面図である
【図３】請求項１に示す接合構造の実施例の詳細図である
【図４】請求項２に示す接合構造の実施例の平面図と断面図である
【図５】請求項２に示す接合構造の実施例の詳細図である
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】図１は請求項１に示す接合構造の実施例の斜視である。上杭が雌ネジ付き端板を、下杭は雄ネジ付き端板を有している。上杭を回転することにより上下の杭を螺合することができる。図２は図１に示す接合構造の平面図と断面図である。図３は図２の詳細図である。本実施例は角ネジであるがネジ形状は三角ネジでも台形ネジでもよい。コンクリート止めは製造時に必要な部材で雌ネジ付き端板と一体化することも可能である。杭の外径と等しい外径で設計することができ、部材重量も他の機械式継手と比較すると軽い。上杭を回転するだけで螺合でき施工方法は極めて容易で工期も短い。
【実施例２】
【０００９】図４は請求項２に示す接合構造の実施例の平面図と断面図である。上杭が雄ネジ付き端板を、下杭は雌ネジ付き端板を有している。図５は図４の詳細図である。特長等は実施例1と同じである。
【実施例３】
【００１０】ネジの力のつり合いは下式となる。締め付ける場合  Tr =F( (μ1+tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2)            （１）           解除する場合    Trr =F( (μ1-tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2)            （２）Tr           ：締め付けトルクTrr          ：解除トルクF            ：雄ネジの軸に作用する引っ張り力（端板に作用する押圧力）Dp                ：ネジの有効径Dz                 ：座面の有効径β          ：ネジのリード角（=P/(πDZ)  P：ねじピッチ）μ1               ：ネジ部の摩擦係数μ2               ：座面の摩擦係数（１）式と（2）式より、Trr/ Tr = ( (μ1-tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2)/ ( (μ1+tanβ) Dp/2＋μ2Dｚ/2)    （３）を得る。５００Φの既製コンクリート杭（ＰＨＣ杭）を想定して、Dp＝470mm、Dz＝430mm、P=30mm、μ1＝μ2＝0.2を代入するとTrr / Trは約0.9である。解除トルクは締め付けトルクの90％程度であり、安全率を見ても施工実務に充分使える値である。
【産業上の利用可能性】
【００１１】本発明は建築土木構造物に使用されるコンクリート既製杭等のすべての接合部に適用することが可能である。気象状況に影響されず、専門技術を必要とせず、高品質、低コスト、短工期が実現できる可能性がある。
【符号の説明】
【００１２】１          杭２          雄ネジ付き端板２a         端板       ２b        雄ネジ３          雌ネジ付き端板３a         端板３b        雌ネジ４          コンクリート止め  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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