(57)【要約】【課題】  施工現場における鋼管の接続作業を効率よく迅速に実施することができ、しかも継手構造の小型化を図ることもできる鋼管の継手構造を提供する。【解決手段】  継手鋼管１，２は、予め鋼管の端部に固定されており、施工現場において円弧状継手３とボルト４を用いて接合される。円弧状継手３は、鋼管を円弧状に複数に分割した形態であり、継手鋼管１，２のそれぞれの外周面に、それらの周方向に沿って並ぶように複数備えられる。継手鋼管１，２の突合せ面には、互いにはまり合う突部１ａと溝部２ａとを含む第１いんろう部５が形成されている。継手鋼管１，２の外周面と円弧状継手３の内周面には、互いにはまり合う凸部１ｂ、２ｂと凹部３ａ，３ｂが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象の２つの鋼管の端部のそれぞれに取り付けられる２つの継手鋼管と、前記２つの継手鋼管の外周部のそれぞれに共通にはめ合わされる円弧状継手と、前記継手鋼管と前記円弧状継手とを固定するボルトと、を備える鋼管の継手構造において、
前記２つの継手鋼管の突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第１いんろう部を形成し、
前記２つの継手鋼管の外周面と前記円弧状継手の内周面に、互いに合致する凹凸部を形成する
ことを特徴とする鋼管の継手構造。
【請求項２】
前記２つの継手鋼管のそれぞれと前記円弧状継手とを前記ボルトによって固定することを特徴とする請求項１に記載の鋼管の継手構造。
【請求項３】
前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手との軸線方向における突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第２いんろう部を形成し、
前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手とを前記第２いんろう部によって固定し、
前記２つの継手鋼管の他方と前記円弧状継手とを前記ボルトによって固定する
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼管の継手構造。
【請求項４】
前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手との軸線方向における突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第２いんろう部を形成し、
前記第１いんろう部と前記第２いんろう部の少なくとも一方は、前記２つの継手鋼管に作用する捻り力を伝達する形態である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の鋼管の継手構造。
【請求項５】
前記第１いんろう部と前記第２いんろう部の少なくとも一方は、周方向に沿って点在する前記溝部と前記突部とを含むことを特徴とする請求項４に記載の鋼管の継手構造。
【請求項６】
前記２つの継手鋼管の外周面のそれぞれに、互いに隣接する凸部を形成し、
前記円弧状継手の内周面に、前記互いに隣接する凸部に対して共通にはまり合う凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の鋼管の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭などに使用する鋼管の継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管杭などの鋼管は、施工現場において溶接して軸方向に接続することが多い。しかし、施工現場における鋼管の溶接は天候や溶接工の技術力の影響等を受けやすく、また溶接作業や溶接部分の検査に多くの手間や時間が掛かるという問題があった。そこで、最近では、予め、工場において鋼管の端部に継手構造部材を溶接等によって固定しておき、施工現場においては溶接作業を行わずに、機械式継手を用いて鋼管同士を接続する方法が実施されるようになっている。
【０００３】
鋼管杭の機械式継手を用いる接続方法の一形態としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この接続方法は、図９に示されるように、予め、下杭側の鋼管１１と上杭側の鋼管１２の端部のそれぞれに継手構造部材１３と１４を取り付けておいて、それらの継手構造部材１３，１４の外側に、円弧状に分割された円弧状継手１５をはめ込む。円弧状継手１５と継手構造部材１３，１４は、それぞれの凹凸部が合致するようにはめ合わされ、そしてボルト１６によって結合される。これにより、鋼管１１，１２が接続される。
【０００４】
また、他の接続方法としては、図１０に示されるように、鋼管２１，２２の端部のそれぞれに取り付けた継手構造部材２３，２４の内側に、円弧状継手２５をはめ合わせてボルト２６によって結合する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、他の接続方法としては、図１１に示されるように、鋼管３１，３２の端部のそれぞれに取り付けた継手構造部材３３，３４の外側に、円弧状継手３５をはめ合わせてボルト３６によって結合する場合に、互いに合致する継手構造部材３３，３４と円弧状継手３５の凹凸部の中心を同軸上に揃えて、鋼管３１，３２に圧縮力や引張力が加えられたときに、それらに作用する付加モーメントの影響を小さく抑える方法もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８１３０４号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１４５７号公報
【特許文献３】特開２００３−２６１９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような機械式継手を用いる接続方法は、施工現場での溶接による接続方法に比して、施工が容易となるものの、円弧状縦手の取り付けとボルト留めは人手によって行われるため、鋼管の径が大きくなるほど作業性の悪化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、施工現場における鋼管の接続作業を効率よく迅速に実施することができ、しかも継手構造の小型化を図ることもできる鋼管の継手構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の鋼管の継手構造は、接続対象の２つの鋼管の端部のそれぞれに取り付けられる２つの継手鋼管と、前記２つの継手鋼管の外周部のそれぞれに共通にはめ合わされる円弧状継手と、前記継手鋼管と前記円弧状継手とを固定するボルトと、を備える鋼管の継手構造において、前記２つの継手鋼管の突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第１いんろう部を形成し、前記２つの継手鋼管の外周面と前記円弧状継手の内周面に、互いに合致する凹凸部を形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の鋼管の継手構造は、請求項１に記載の発明において、前記２つの継手鋼管のそれぞれと前記円弧状継手とを前記ボルトによって固定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の鋼管の継手構造は、請求項１に記載の発明において、前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手との軸線方向における突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第２いんろう部を形成し、前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手とを前記第２いんろう部によって固定し、前記２つの継手鋼管の他方と前記円弧状継手とを前記ボルトによって固定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の鋼管の継手構造は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明において、前記２つの継手鋼管の一方と前記円弧状継手との軸線方向における突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第２いんろう部を形成し、前記第１いんろう部と前記第２いんろう部の少なくとも一方は、前記２つの継手鋼管に作用する捻り力を伝達する形態であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の鋼管の継手構造は、請求項４に記載の発明において、前記第１いんろう部と前記第２いんろう部の少なくとも一方は、周方向に沿って点在する前記溝部と前記突部とを含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の鋼管の継手構造は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発明において、前記２つの継手鋼管の外周面のそれぞれに、互いに隣接する凸部を形成し、前記円弧状継手の内周面に、前記互いに隣接する凸部に対して共通にはまり合う凹部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の鋼管の継手構造によれば、２つの継手鋼管の突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含むいんろう部を形成するこにより、それらの継手鋼管の軸心を容易に合わせることができると共に、それらに作用する曲げ力に対する抵抗力を高めることができる。この結果、施工現場における鋼管の接合作業を効率よく迅速に実施することができ、しかも継手構造の小型化を図ることもできる。
また、２つの継手鋼管の一方と円弧状継手との軸線方向における突合せ面に、互いにはまり合う溝部と突部とを含むいんろう部を形成することにより、その一方の継手鋼管と円弧状継手とを固定するためのボルト等を不要として、継手構造のより一層の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための要部の断面図である。
１は、不図示の上杭側の鋼管の端部に溶接等によって固定される継手鋼管、２は、不図示の下杭側の鋼管の端部に溶接等によって固定される継手鋼管である。図１中の右側は、鋼管の中心が位置する内側であり、図１中の左側は鋼管の外側である。継手鋼管１，２は、予め鋼管の端部に固定されており、施工現場において円弧状継手３とボルト４を用いて接合される。円弧状継手３は、鋼管を円弧状に複数に分割した形態であり、継手鋼管１，２のそれぞれの外周面に、それらの周方向に沿って並ぶように複数備えられる。
【００１７】
継手鋼管１，２における突合せ面には、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第１いんろう部５が形成されている。本例の場合、継手鋼管１側の突合せ面に周方向に沿って延在する突部１aが形成され、継手鋼管２側の突合せ面に、周方向に沿って延在する溝部２ａが形成されている。また、継手鋼管１，２の外周面と円弧状継手３の内周面には、互いに合致する凹凸部が形成されている。本例の場合は、継手鋼管１，２側に形成されて周方向に延在する凸部１ｂ，２ｂと、円弧状継手３側に形成されて周方向に延在する凹部３ａ，３ｂとがはまり合う構成となっている。また本例においては、円弧状継手３を継手鋼管１，２の外側に突出させないように、継手鋼管１，２の端部が縮径されている。
【００１８】
継手鋼管１，２には、ボルト４がねじ合うねじ孔１ｃ、２ｃが形成され、また円弧状継手３には、ボルト４が通るボルト挿通孔３ｃ，３ｄが形成されている。ボルト挿通孔３ｃ，３ｄは、ボルト４とねじ合うねじ孔であってもよい。
【００１９】
継手鋼管１，２の結合に際しては、施工現場において、それらの突合せ面の第１いんろう部５をはめ合わせてから、継手鋼管１，２の外周面に円弧状継手３の内周面をはめ合わせる。そして、ねじ孔１ｃ、２ｃとボルト挿通孔３ｃ，３ｄとを合わせて、ボルト４をねじ付ける。
【００２０】
第１いんろう部５は、継手鋼管１，２の軸心を合わせやすくする機能と、それらを半固定する機能とを兼有する。
ここでまず「いんろう部」とは、図１２のように、鋼管Ｐ１，Ｐ２を突き合わせたときに、それらの突合せ面における溝部Ｐ１ａ，Ｐ２ａと凸部Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂとが互いにはまり合って、それら部分が径方向において重なる継手形態であり、鋼管Ｐ１，Ｐ２の間の曲げを抑制することができる。また、このような「いんろう部」は、鋼管Ｐ１，Ｐ２の間の曲げ力、せん断力、および圧縮力には抵抗するものの、引張力および捻り力に対しては抵抗しない。このような意味合いから、「いんろう部」による固定を「半固定」という。ただし、このような「いんろう部」は、鋼管Ｐ１，Ｐ２の間の引張力または圧縮力に伴って生じる曲げ力に対しては、抵抗することになる。
【００２１】
また、このような「いんろう部」が曲げに対して抵抗する「半固定」の効果を確認するために、図１４（ａ）のように、「いんろう部」が形成された鋼管Ｐ１，Ｐ２を円弧状継手ＪとボルトＢを用いて接続した継手構造（いんろう部有）と、「いんろう部」が形成されていない鋼管Ｐ１，Ｐ２を円弧状継手ＪとボルトＢを用いて接続した継手構造（いんろう部無）と、の耐力の程度を調べた。それらの継手構造に対して引張力を与えた場合、それらの部分には引張力によって発生する偏心曲げ力が作用する。そのときの耐力の測定結果は図１３のようになった。図１３において、横軸は継手部分全体の変形量であり、縦軸は図１４（ａ），（ｂ）の継手構造に作用させた引張荷重である。図１４（ａ）の「いんろう部有」の場合は、図１４（ｂ）の「いんろう部無」の場合の１．５倍程度の耐力があった。また、「いんろう部」によって、鋼管Ｐ１，Ｐ２の端部が拡径する開きを抑えることもできる。鋼管Ｐ１，Ｐ２と円弧状継手Ｊの径方向の開きは、ボルトＢと「いんろう部」によって抑制される。
【００２２】
本例においては、このような「いんろう部」を第１いんろう部５として備えることにより、継手鋼管１，２の軸心が合わせやすくなる。さらに、本例においては、第１いんろう部５の部分を含めて、継手鋼管１，２のはめあい部分の角１ｄ、２ｄを斜めに切り落とすことによって、継手鋼管１，２の軸心をより合わせやすくなっている。また、第１いんろう部５は、「いんろう部」としての半固定の機能により、継手鋼管１，２の接続強度を高める。
【００２３】
（第２の実施形態）
図２および図３は、本発明の第２の実施形態を説明するための要部の断面図である。
継手鋼管２と円弧状継手３との軸線方向における突合せ面には、互いにはまり合う溝部と突部とを含む第２いんろう部６が形成されている。本例の場合は、継手鋼管２側に周方向に沿って延在する溝部２ｅが形成され、円弧状継手３側に、周方向に沿って延在する突部３ｅが形成されている。
【００２４】
継手鋼管１，２の結合に際しては、施工現場において、それらの突合せ面の第１いんろう部５を図３のようにはめ合わせてから、継手鋼管２と円弧状継手３の第２いんろう部６をはめ合わせるようにして、継手鋼管１，２の外周面に円弧状継手３の内周面をはめ合わせる。それから、図２のようにボルト４（図３には不図示）を継手鋼管１にねじ付ける。第２いんろう部６における溝部２ｅと突部３ｅとの間の隙間は、それらのはめ合いが可能であって、かつ「いんろう部」としての機能を損なわない範囲において、余裕をもって設定する。
【００２５】
本例の場合、ボルト４は継手鋼管１に対してねじ付けるだけでよいため、ボルト４を継手鋼管１，２のそれぞれにねじ付ける場合に比して、使用するボルト４の数をほぼ半分に削減することができ、その分、継手鋼管１，２を作業効率よく結合することができる。さらに、継手鋼管２に対して円弧状継手３を周方向に位置調整することができるため、継手鋼管１，２をより効率よく結合することができる。
【００２６】
（第３の実施形態）
継手鋼管１，２の間において捻り力を伝達させたい場合には、前述した第２の実施形態に対して、図４，図５，または図６のようなはめあい構造を組み合わせることができる。
図４の場合には、継手鋼管２側の凸部２ｂと円弧状継手３側の凹部３ｂが周方向に沿って離散的に点在するように形成され、また図５の場合は、それらの凸部２ｂと凹部３ｂが周方向に相対回転できない形状とされている。これらの場合には、凸部２ｂと凹部３ｂとがはまり合うことによって、継手鋼管１，２の間における捻り力が円弧状継手３を介して伝達されることになる。
【００２７】
図６の場合には、第２いんろう部６を構成する継手鋼管２側の溝部２ｅと円弧状継手３側の突部３ｅが周方向に沿って離散的に点在するように形成されている。この場合には、それらの溝部２ｅと凸部３ｅとがはまり合うことによって、継手鋼管１，２の間における捻り力が円弧状継手３を介して伝達されることになる。
【００２８】
（第４の実施形態）
前述した実施形態のそれぞれにおいて、継手鋼管１，２の間に引張力や圧縮力が作用したときには、力の伝達経路として、継手鋼管１，２の外周面と円弧状継手３の内周面とのはめ合い部分を通る経路が形成される。つまり引張力や圧縮力は、継手鋼管１，２の一方から、円弧状継手３を通して継手鋼管１，２の他方に伝達されることになる。
【００２９】
しかし、図７または図８のように構成することにより、圧縮力に関しては、円弧状継手３を通さずに、継手鋼管１，２の一方から他方に直接伝達させることもできる。図７の場合は、前述した第１の実施形態において、継手鋼管１，２の凸部１ｂ、２ｂが互いに隣接されるように形成され、円弧状継手３の内周面に、それらの凸部１ｂ、２ｂと共通にはまり合う凹部３ｆが形成されている。その凹部３ｆは、凸部１ｂ、２ｂを１つの凸部として、それにはまり合うことになる。同様に、図８の場合は、前述した第２の実施形態において、継手鋼管１，２の凸部１ｂ、２ｂが互いに隣接されるように形成され、円弧状継手３の内周面に、それらの凸部１ｂ、２ｂと共通にはまり合う凹部３ｆが形成されている。
【００３０】
このような図７および図８の構成においては、継手鋼管１，２の外周面と円弧状継手３の外周面の凹凸が少なくなり、このことは、継手全体の小型化を図る上において有利となる。また、図８のように第２いんろう部６を備える構成は、円弧状継手３ひいては継手全体の小型化を図る上においてより有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態における継手構造の要部の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における継手構造の要部の断面図である。
【図３】図２の継手構造の結合作業時における要部の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における継手構造の一例を説明するための半断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における継手構造の他の例を説明するための半断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における継手構造のさらに他の例を説明するための半断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態における継手構造の一例を説明するための要部の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態における継手構造の他の例を説明するための要部の断面図である。
【図９】従来の継手構造の一例を説明するための断面図である。
【図１０】従来の継手構造の他の例を説明するための要部の断面図である。
【図１１】従来の継手構造のさらに他の例を説明するための要部の断面図である。
【図１２】本発明におけるいんろう部の説明図である。
【図１３】いんろう部の有無に応じた耐久試験結果の説明図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、図１３の耐久試験に用いた継手構造の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    継手鋼管
１ａ    突部
１ｂ    凸部
２    継手鋼管
２ａ    溝部
２ｂ    凸部
２ｅ    溝部
３    円弧状継手
３ａ，３ｂ    凹部
３ｅ    突部
４    ボルト
５    第１いんろう部
６    第２いんろう部
【図１】
2006291543.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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