(57)【要約】      （修正有）【課題】係合体にて、パイプどうしの締結箇所に加わる捩り力とせん断力を十分に受けることが可能な、パイプ締結構造を提供する。【解決手段】パイプ締結構造は、２本のパイプの互いに対向する各締結端部に取り付けられる環状の部材であって、上面に凹部6と凹溝23とが形成された第１の締結具2と、第１の締結具2の内側に配備されて、外周面が第１の締結具2の内周面に接し、外周面にボルト貫通孔を設けた第２の締結具と、第１の締結具2が互いに突き合わさった状態で、凹溝23どうしが合わさって形成される貫通穴に、第２の締結具の内側からボルト貫通孔を通って挿入されるボルトと、両締結端部に取り付けられた第１の締結具2が互いに突き合わさった状態で、凹部6どうしが合わさって形成される収納空間内に配置される係合体5を備えている。係合体5は多角柱状に形成され、凹部6の内周面は係合体6の外周面に対応して多面体に形成されている。【選択図】図３
2014080825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って並べられる２本のパイプ上において、互いに対向する各締結端部に取り付けられる環状の部材であって、上面に凹部と凹溝とが互いに離間して形成された第１の締結具と、
該第１の締結具の内側に配備されて、外周面の少なくとも一部が該第１の締結具の内周面に接するとともに、外周面と内周面を貫通するボルト貫通孔を設けた第２の締結具と、
両締結端部に取り付けられた前記第１の締結具が互いに突き合わさった状態で、前記凹溝どうしが合わさって形成される貫通穴に、前記第２の締結具の内側から前記ボルト貫通孔を通って挿入されるボルトと、
両締結端部に取り付けられた前記第１の締結具が互いに突き合わさった状態で、前記凹部どうしが合わさって形成される収納空間内に配置される係合体を備え、
該係合体は側面に少なくとも１つの平面を有し、前記凹部の内周面は該係合体の外周面に対応して平面を有するように形成されて、前記係合体の平面が前記凹部の内周面に接する、パイプ締結構造。
【請求項２】
前記凹部は前記第１の締結具の内外周面に跨って形成されて、前記第１の締結具の内外周面に開口を形成し、前記係合体の外周面は一部が前記第１の締結具の外周面の開口に臨出し、前記係合体の中心は前記第１の締結具の外周面と内周面の中間面よりも内側に位置する、請求項１に記載のパイプ締結構造。
【請求項３】
前記凹部は前記第１の締結具の内外周面に跨って形成されて、前記第１の締結具の内外周面に開口を形成し、
前記第１の締結具の内外周面に形成された開口は、前記第１の締結具の外周面の開口である外側開口と、前記第１の締結具の内周面の開口である内側開口であり、
前記凹部の側面は前記外側開口から互いに広がるように内向きに延びた第１面と、前記内側開口から互いに広がるように外向きに延びて前記第１面に連なる第２面を備え、
前記第１面は前記第２面よりも面積が大きく形成される、請求項１に記載のパイプ締結構造。
【請求項４】
前記貫通穴を通った前記ボルトの先端部には、前記ボルトの頭部との間で、前記第２の締結具と両第１の締結具を締結するナットが螺合している、請求項１乃至３の何れかに記載のパイプ締結構造。
【請求項５】
前記両第１の締結具は互いに突き合わさった状態で、内側に嵌合突起を形成し、前記第２の締結具は該嵌合突起が嵌まる嵌合空間を形成している、請求項１乃至４の何れかに記載のパイプ締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に建設現場或いは土木現場で地盤の強化等のために打ち込まれるパイプ締結体に用いられるパイプ締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築現場あるいは土木現場では、地盤の強化等のため、複数のパイプをその長手方向に沿って並べ、隣り合うパイプの端部どうしを締結して構成されたパイプ締結体を地盤に埋め込むことがある。このパイプ締結体を地盤に埋め込む際には、地盤へパイプ締結体をねじ込み、又はパイプ締結体を打ち込むが、この際にパイプどうしの締結箇所に、大きな捩り力とせん断力が加わる。この大きな捩り力とせん断力に耐久性のあるパイプ締結構造として、出願人は特許文献１に示すものを以前に開示している。
これは、上側パイプの下端面と下側パイプの上端面に、環状の第１の締結具を夫々取り付け、両締結具の内側に円弧状の第２の締結具を設ける。互いに突き合わさる第１の締結具の端面には、断面半円状の凹溝が第１の締結具の半径方向に沿って設けられ、両第１の締結具が突き合わさった状態で凹溝が合わさって貫通穴を形成する。第２の締結具の内側からボルトを、第２の締結具及び該貫通穴に通し、ボルトの先端部にナットを螺合する。ボルトの頭部とナットによって、第２の締結具と両第１の締結具を締結する。パイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力は、ボルトによって受けられる。
互いに突き合わさる第１の締結具の端面にはまた、平面視で略円形の凹部が形成されている。凹部は第１の締結具の外周面に開口している。両第１の締結具が突き合わさった状態で凹部が合わさって収納空間が形成される。該収納空間内に円柱状の係合体が配置され、パイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力は、係合体によっても受けられる。即ち、パイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力は、ボルトと係合体にて受けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７７６９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の構成では、係合体が円柱状で、凹部が平面視で円形であるが、係合体を凹部に嵌めるためには、凹部の内周面と係合体の外周面との間に、隙間を設ける必要がある。従って、この隙間故に、実際には係合体は凹部の内周面とは線接触又は点接触している。これでは、係合体はパイプどうしの締結箇所に加わる捩り力とせん断力を十分に受けることができない。
また、係合体が捩り力とせん断力を受けた結果、係合体にパイプの半径方向に沿った外向きの力が加わることがある。この場合、係合体が第１の締結具の外周面の開口から外向きに脱落する可能性もある。これでは、係合体が地盤の中に埋まってしまい、探すことが困難となる。
本発明の目的は、係合体にてパイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力を十分に受けることにある。また、係合体が第１の締結具の外周面の開口から外向きに脱落する可能性を防ぐことも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
パイプ締結構造は、長手方向に沿って並べられる２本のパイプ上において、互いに対向する各締結端部に取り付けられる環状の部材であって、上面に凹部と凹溝とが互いに離間して形成された第１の締結具と、
該第１の締結具の内側に配備されて、外周面の少なくとも一部が該第１の締結具の内周面に接するとともに、外周面と内周面を貫通するボルト貫通孔を設けた第２の締結具と、
両締結端部に取り付けられた前記第１の締結具が互いに突き合わさった状態で、前記凹溝どうしが合わさって形成される貫通穴に、前記第２の締結具の内側から前記ボルト貫通孔を通って挿入されるボルトと、
両締結端部に取り付けられた前記第１の締結具が互いに突き合わさった状態で、前記凹部どうしが合わさって形成される収納空間内に配置される係合体を備え、
該係合体は側面に少なくとも１つの平面を有し、前記凹部の内周面は該係合体の外周面に対応して平面を有するように形成されて、前記係合体の平面が前記凹部の内周面に接する。
また、前記凹部は前記第１の締結具の内外周面に跨って形成されて、前記第１の締結具の内外周面に開口を形成し、前記係合体の外周面は一部が前記第１の締結具の外周面の開口に臨出し、前記係合体の中心は前記第１の締結具の外周面と内周面の中間面よりも内側に位置する。
【発明の効果】
【０００６】
１．係合体は外周面が少なくとも１つの平面を有するように形成され、凹部の内周面は該係合体の外周面に対応して平面を有するように形成されているから、係合体は凹部の内周面に面接触する。これにより、係合体にてパイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力を十分に受けることができる。
２．係合体の外周面は、第１の締結具の外周面の開口に臨出しているが、係合体の中心を第１の締結具の外周面と外周面の中間面よりも内側に位置させることにより、該開口を小さくすることができる。これにより、係合体が開口から第１の締結具の外側に脱落する可能性を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】パイプ締結構造を示す側面図である。
【図２】図１をＩ―Ｉ線を含む面にて破断し矢視した断面図である。
【図３】第１の締結具の斜視図である。
【図４】第２の締結具の斜視図である。
【図５】図２をII―II線を含む面にて破断し矢視した断面図である。
【図６】第１の締結具どうしの締結手順の説明図である。
【図７】第１の締結具に嵌まった係合体の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図を用いて、詳述する。
図１は、パイプ締結構造を示す側面図、図２は、図１をＩ―Ｉ線を含む面にて破断し矢視した断面図である。本実施形態では、パイプ締結構造は、上下に隣り合うパイプを接続する構造として説明するが、同様の構造は横方向にて隣り合うパイプを接続するにも有効である。
図１に示すように、上側パイプＡの締結側端部、即ち下端部には第１の締結具２が溶接部１０にて固着されている。該上側パイプＡ及び第１の締結具２はともに金属製であって、予め工場等にて上側パイプＡと第１の締結具２との間に溶接部１０が形成される。また、下側パイプＢの締結側端部、即ち上端部に、物理的に同じ構成の第１の締結具２が溶接部１０にて固着されている。下側パイプＢも上側パイプＡと同じ金属製である。
【０００９】
図２に示すように、第１の締結具２は環状であって、第１の締結具２の内側には、円弧状の複数の第２の締結具３が配備される。第１の締結具２と第２の締結具３とは、第２の締結具３の内側から挿入されるボルト４の先端部にナット４０を螺合させることによって締結される。尚、後記の如く、第２の締結具３は第１の締結具２の周方向に沿って、等間隔に４つ配備されるが、図２では図示の便宜上、２つだけ図示する。
図３は、第１の締結具２の斜視図である。第１の締結具２は上部に位置する第１環２０と、該第１環２０よりも下側に位置して内径が大きな第２環２１を一体に形成している。即ち、第１環２０は第２環２１に比して内向きに突出した環状の突部２６を有する。
【００１０】
第１の締結具２の第１環２０は、上面に凹部６と、第１の締結具２の外周面から内周面に向かって半径方向に延びた凹溝２３とを互いに離間して形成している。凹部６は第１の締結具２の中心点Ｃ(図２参照)に対して対称となるように２つ形成され、凹溝２３は該中心点Ｃを中心として９０°ずつ離間するように４つ形成されている。尚、凹部６と凹溝２３の数はこれに限定されない。
【００１１】
凹部６は、 第１の締結具２の内外周面に跨って形成されて、該内外周面に開口を形成している。即ち、第１の締結具２の外周面には外側開口６０が、内周面には内側開口６１が夫々開設されている。凹部６には多角柱状、図３では六角柱状の係合体５が嵌まり、凹部６は係合体５の外周面に対応して、側面が多面体に形成される。具体的には凹部６の側面は、外側開口６０から互いに内向きに広がるように形成された第１面６２と、内側開口６１から互いに外向きに広がるように形成されて第１面６２に連なる第２面６３とを一体に備える。
【００１２】
図４は、第２の締結具３の斜視図である。第２の締結具３は、縦向きの壁片３０と、該壁片３０の上下端部から第１の締結具２に向けて水平に延びた一対の水平片３１とを一体に形成している。両水平片３１の間には、嵌合空間３２が形成される。
壁片３０にはボルト４が貫通するボルト貫通孔３３が開設され、該壁片３０の内周面には該ボルト４の頭部４２が接する。ボルト４の先端部には、座金４１が嵌まるとともに、前記の如くナット４０が螺合する。
【００１３】
図５は、図２をII―II線を含む面にて破断し矢視した断面図である。両第１の締結具２は、互いの凹部６及び凹溝２３が対向するように配備されて、両第１の締結具２が突き合わさった状態で、２つの凹溝２３が合わさって、前記のボルト４が通る貫通穴２２を形成する。また、突部２６どうしが合わさって、嵌合突起２５を構成する。即ち、嵌合突起２５の内側に貫通穴２２が位置する。嵌合突起２５は周面が先端に向かって縮径するようにテーパ面を形成している。該嵌合突起２５の外周面が、第２の締結具３の嵌合空間３２に嵌まる。即ち、第２の締結具３は凹溝２３の位置に応じて設けられ、図２では第２の締結具３は２つしか示されていないが、本来は凹溝２３の数に応じて、４つ設けられる。また、嵌合突起２５の基端部の上下寸法を嵌合空間３２の上下幅よりも少し大きく形成すれば、楔のように嵌合突起２５が嵌合空間３２に緊密に嵌まることができる。
【００１４】
一方、図１に示すように、両第１の締結具２が突き合わさった状態で、２つの凹部６が合わさって、前記の係合体５を収納する収納空間６４を形成する。外側開口６０からは係合体５の外周面の一部が見えるから、係合体５が収納空間６４に収納されているかを容易に確認することができる。
第２の締結具３によって、両第１の締結具２が突き合わさって締結される。これによって、上側パイプＡと下側パイプＢが締結されて、パイプ締結体１１が構成される。
従来と同様に、パイプ締結体１１を地盤に埋め込む際には、地盤へパイプ締結体１１をねじ込み、又はパイプ締結体１１を打ち込む。この際に第１の締結具２どうしの締結箇所に、大きな捩り力とせん断力が加わる。この捩り力とせん断力は、ボルト４と係合体５にて受けられる。
【００１５】
(第１の締結具どうしの締結手順)
上述のように構成された第１の締結具２と第２の締結具３は、締結しようとするパイプＡ、Ｂの端面に溶接により予め工場等で固着される。両パイプＡ、Ｂの第１の締結具２は以下の如く、固着することができる。
図６に示すように、まず、下側パイプＢの端面に固着された第１の締結具２の凹部６に係合体５を挿入する。次に、ボルト４を貫通させた第２の締結具３を用意し、ボルト４に座金４１を嵌め、該ボルト４の先端部にナット４０を螺合させる。この状態で、ボルト４を凹溝２３に載置し、ナット４０を内向きに押して、座金４１を第１の締結具２の外周面に当接させる。第２の締結具３は第１の締結具２の内周面から離間し、ナット４０の回転により外向きに移動可能となる。
【００１６】
次に、下側パイプＢ上の第１の締結具２に、上側パイプＡの端面に固着された第１の締結具２を凹部６どうし、及び凹溝２３どうしが合わさるように重ねる。凹部６どうしが合わさって係合体５が収納される収納空間６４が形成され、凹溝２３どうしが合わさってボルト４が貫通するボルト貫通孔３３が形成される。この状態でナット４０を締め付けると、第２の締結具３が第１の締結具２に向かって移動する。第２の締結具３の嵌合空間３２が第１の締結具２の嵌合突起２５に嵌まり、第１の締結具２どうしが固定される。更に、ナット４０を締め付けると、ボルト４の頭部４２とナット４０及び座金４１とによって、両第１の締結具２と第２の締結具３とが強固に締結され、パイプ締結体１１が完成する。尚、ボルト４を凹溝２３に載置した後に、係合体５を凹部６に挿入してもよい。
【００１７】
図７は、第１の締結具２に嵌まった係合体５の拡大平面図である。図７にて、第１の締結具２の外周面と内周面の中間に位置する仮想面を中間面Ｔとし、係合体５の中心をＣ１とする。図７にて、係合体５の中心Ｃ１は、中間面Ｔよりも内側に位置している。これにより、第１の締結具２の外側開口６０の面積を小さくし、パイプ締結体１１の地盤への埋め込み時に、パイプどうしの締結箇所に捩り力やせん断力が加わっても、係合体５が第１の締結具２から外向きに脱落することを防いでいる。
また、係合体５は外周面が六角形に形成され、凹部６の内周面は該係合体５の外周面に対応して第１面６２と第２面６３を連ねた多面体に形成されているから、係合体５は凹部６の第１面６２と第２面６３に面接触する。これにより、係合体５にてパイプどうしの締結箇所に、加わる捩り力とせん断力を十分に受けることができる。
【００１８】
更に、係合体５の中心Ｃ１は、中間面Ｔよりも内側に位置しているから、第１面６２と第２面６３の境界線も中間面Ｔよりも内側に位置する。従って、斜め内向きに形成された第１面６２は、斜め外向きに形成された第２面６３よりも面積が大きい。このため、図７に示すように、第１の締結具２に捩り力やせん断力が加わり、同じ応力が第１面６２及び第２面６３に加わっても、第１面６２により係合体５に加えられる力Ｆ１は、第２面６３により係合体５に加えられる力Ｆ２よりも大きい。従って、係合体５は内向きに付勢される。これによっても、係合体５が第１の締結具２から外向きに脱落する可能性を防いでいる。
【００１９】
上記記載では係合体５は六角柱であるとしたが、これに限らず側面に少なくとも１つの平面を設けていればよい。これに応じて、凹部６も係合体５の平面に接する平面を有すればよい。
また、第１の締結具２及び第２の締結具３は、鍛造により製造されたものを使用しているが、鋳造品であっても機械加工で製造されたものであってもよい。更に係合体５は機械的強度が大きい炭素鋼から製造されることが多いが、工具鋼やステンレス鋼、その他の合金から製造されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係るパイプ締結構造は、建設現場或いは土木現場で地盤の強化等のために打ち込まれるパイプ締結体に用いると有効である。
【符号の説明】
【００２１】
２  第１の締結具
３  第２の締結具
４  ボルト
５  係合体
６  凹部
【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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【図６】
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【図７】
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