(57)【要約】【課題】下作業を必要とすることなく、非常に容易に鋼管同士を接続することができる上、接続後の鋼管のスムーズな立て込みを可能とする実用的な鋼管接続用治具を提供する。【解決手段】接続用治具１は、帯状の金属板Ｐを丸めることによって先端を窄めた扁平な円筒状に形成されており、丸められた金属板Ｐの端縁同士の間に所定間隔の隙間Ｇが形成されている。また、外周面の同一の高さの位置において、複数の突起体３，３，３が、円筒状の金属板Ｐの中心から放射方向へ外向きに突出するように等間隔で設けられている。【選択図】図１
2008291600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの鋼管のそれぞれの端縁から内部へ挿入し、それらの鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、
帯状の金属板を丸めることによって先端を窄めた扁平な円筒状に一体的に形成されており、丸められた金属板の端縁同士の間に所定間隔の隙間が形成されているとともに、
外周面の同一の高さの位置において、複数の突起体が外向きに突設されていることを特徴とする鋼管接続用治具。
【請求項２】
３個以上の突起体が円筒状の金属板の中心から放射方向へ略等角度間隔で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管接続用治具。
【請求項３】
突起体が、金属板を略コ字状に切断してその切断部分を外向きに折り曲げることによって形成されていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の鋼管接続用治具。
【請求項４】
第一の鋼管の上側に、第一の鋼管と略同径の第二の鋼管を接続するための接続方法であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管接続用治具を用い、
第一の鋼管の上端の内部に、鋼管接続用治具の下側部分を挿入し、その鋼管接続用治具の各突起体を、第一の鋼管の上端面に載置させた状態で、第二の鋼管を鋼管接続用治具の上側部分に外嵌して、第一の鋼管の上端面と第二の鋼管の下端面とによって、鋼管接続用治具の各突起体を挟み込んだ状態で、第一の鋼管と第二の鋼管とを溶接することを特徴とする鋼管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤の改良工事等に用いられる鋼管（あるいは鋼管杭）同士を接続するための治具、およびその接続用治具を用いた鋼管の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を強固な地盤に改良するための方法として、セメントミルクを流し込んだ穴の中に筒状の鋼管あるいは鋼管杭を立て込む方法が開発されている。かかる鋼管（鋼管杭）の立て込みによる軟弱地盤の改良には、１０ｍを超えるような長尺な鋼管が必要とされることもあるが、汎用の鋼管は、５〜６ｍ程度の長さのものが多い。したがって、鋼管の立て込みによる軟弱地盤の改良においては、鋼管を立て込んだ後に、その立て込んだ鋼管の上方に、同一径の別の鋼管を溶接によって接続した後にさらに深く立て込む方法が広く採用されている。
【０００３】
かかる鋼管の溶接による接続の際には、上下の鋼管の長手方向を精度良く合致させることが必要であるため、立て込んだ鋼管の内部に、鋼管の径より若干小径で幅が２０〜１００ｍｍ程度の扁平な内接管を嵌入して仮止めし（部分的に溶接し）、その内接管の上側部分に、継ぎ足す別の鋼管内を外嵌し、上下２つの鋼管を溶接するという方法が採用されている。また、上下の鋼管を完全に接合させた状態で溶接すると、溶接部分の強度が低くなってしまうため、上下の鋼管の間に数個のスペーサを挟んで、上下の鋼管の間を所定の間隔（３〜１０ｍｍ程度）だけ離した状態で、溶接が行われる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の鋼管の接続方法においては、溶接の間中、上下の鋼管の間に数個のスペーサを挟み込んだ状態で保持し続けなければならないため、かかる作業が大変面倒であった。それゆえ、出願人は、扁平な円筒状に形成された支持体から複数のピンを放射方向へ突出させた鋼管接続用治具について提案した（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６８５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２００４−６８５０３号公報に記載された鋼管接続用治具によれば、先に埋設された第一の鋼管と第二の鋼管との溶接を容易なものとすることが可能となる。しかしながら、支持体と各ピンとを別個に製造しなければならないため、製造コストが必ずしも安価であるとは言えない。また、上下の鋼管を溶接する際には、支持体のピン挿通孔内にピンを一つ一つ挿入しなければならず、作業が煩わしい面もある。また、ピンの長さが長いと、鋼管の外周よりも外側へ突出してしまい、さらに鋼管を深くまで立て込む際に抵抗力が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の鋼管接続用治具が有する問題点を解消し、下作業を必要とすることなく、非常に容易に鋼管同士を接続することができる上、接続後の鋼管のスムーズな立て込みを可能とする実用的な鋼管接続用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる本発明の内、請求項１に記載された発明の構成は、２つの鋼管のそれぞれの端縁から内部へ挿入し、それらの鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、帯状の金属板を丸めることによって先端を窄めた扁平な円筒状に一体的に形成されており、丸められた金属板の端縁同士の間に所定間隔の隙間が形成されているとともに、外周面の同一の高さの位置において、複数の突起体が外向きに突設されていることを特徴とするものである。なお、丸められた金属板の端縁同士の間に設ける隙間の長さは特に限定されるものではなく、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内で適宜選択することができる。
【０００９】
請求項２に記載された発明の構成は、請求項１に記載された発明において、３個以上の突起体が円筒状の金属板の中心から放射方向へ略等角度間隔で設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明の構成は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、突起体が、金属板を略コ字状に切断してその切断部分を外向きに折り曲げることによって形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載された発明の構成は、第一の鋼管の上側に、第一の鋼管と略同径の第二の鋼管を接続するための接続方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管接続用治具を用い、第一の鋼管の上端の内部に、鋼管接続用治具の下側部分を挿入し、その鋼管接続用治具の各突起体を、第一の鋼管の上端面に載置させた状態で、第二の鋼管を鋼管接続用治具の上側部分に外嵌して、第一の鋼管の上端面と第二の鋼管の下端面とによって、鋼管接続用治具の各突起体を挟み込んだ状態で、第一の鋼管と第二の鋼管とを溶接することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された接続用治具は、下作業を必要とすることなく、非常に容易に鋼管同士を接続することができる上、接続後に、鋼管の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の鋼管をスムーズに立て込むことができる。さらに、請求項１に記載された接続用治具は、容易に外径を拡張させたり、収縮させたりすることができるので、鋼管のサイズのバラツキにも対応させることができる。
【００１３】
請求項２に記載された接続用治具は、３個以上の突起体が円筒状の金属板の中心から放射方向へ略等角度間隔で設けられているため、第一の鋼管と第二の鋼管との間隔をそれらの鋼管の全周に亘って等間隔に保つことができるので、第二の鋼管を第一の鋼管に対して真っ直ぐに接続することができる。
【００１４】
請求項３に記載された接続用治具は、突起体が、金属板を略コ字状に切断してその切断部分を外向きに折り曲げることによって形成されているため、金属板を切断して折り曲げ形成するだけで、きわめて容易にかつ安価に製造することができる。
【００１５】
請求項４に記載された鋼管の接続方法によれば、第一の鋼管と第二の鋼管とを、長手方向が合致するように、しかも短時間の内に非常に容易に接続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る鋼管接続用治具（以下、接続用治具という）、およびその接続用治具を用いた鋼管の接続方法の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１〜３は、接続用治具１を示したものであり、接続用治具１は、幅が約７０ｍｍで厚さ約２ｍｍの略帯状の金属板（鉄板）Ｐを丸めることによって、直径（上端際以外の部分の外径）が約１０５ｍｍの扁平な円筒状に形成されている。そして、丸められた金属板Ｐの端縁同士の間に約５．０ｍｍの隙間Ｇが形成された状態になっている。
【００１８】
また、金属板Ｐの上端縁際には、略三角形状の３つの切り込み（切り込み深さ＝約２７ｍｍ）２，２，２が、等間隔（円筒の中心を軸として１２０度間隔）に形成されている。さらに、それらの切り込み２，２，２の設けられた上端縁際の部分が絞り加工によって窄められており、上端部分の直径が約１００ｍｍになっている。
【００１９】
さらに、金属板Ｐの下端縁から約１５ｍｍの位置においては、金属板Ｐを略コ字状に切断してその切断部分を外向きに折り曲げることによって、３個の板状の突起体３，３，３が等間隔に形成された状態になっている。そして、それらの突起体３，３，３が、外周面の同一の高さの位置において、等間隔で（円筒の中心を軸として１２０度間隔で）外向きに突出した状態になっている。
【００２０】
以下、上記接続用治具１を用いて、２つの鋼管を接続する方法について、図４〜図９にしたがって説明する。図４は、先に地盤に立て込む第一の鋼管（鋼管杭）Ｐ１、および立て込まれた第一の鋼管Ｐ１の上方に接続する第二の鋼管Ｐ２を示したものである。第一の鋼管Ｐ１の先端際には、螺旋翼５が取り付けられており、第一の鋼管Ｐ１の先端には、バイト６，６が取り付けられている。また、第一の鋼管Ｐ１、第二の鋼管Ｐ２とも、長さ約６ｍで、外径約１１０ｍｍ、内径約１０５ｍｍの円筒状に設計されている。なお、接続される第一の鋼管Ｐ１の上端際、第二の鋼管Ｐ２の下端際の部分には、薄肉になるようにテーパ４が設けられている。
【００２１】
地盤に立て込まれた第一の鋼管Ｐ１の上方に、第二の鋼管Ｐ２を接続する場合には、まず、図５、図６の如く、第一の鋼管Ｐ１の内部に、接続用治具１の下側部分を挿入する（外周面が第一の鋼管Ｐ１の内周面と接合するように嵌め込む）。なお、接続用治具１の金属板Ｐの端縁同士には、約５．０ｍｍの隙間Ｇが形成されているので、接続用治具１の直径を小さくするように窄めることによって、接続用治具１を非常に容易に第一の鋼管Ｐ１内に挿入することができる。また、接続用治具１は、窄められて第一の鋼管Ｐ１内に挿入された後には、金属板Ｐの弾性によって、外周面が第一の鋼管Ｐ１の内周面と接合する。
【００２２】
次に、図７の如く、扁平な直方体状に形成された鉄製のスペーサ７を、工具を利用して、接続用治具１の金属板Ｐの隙間Ｇに嵌め込む（一部が第一の鋼管Ｐ１内に入り込んむように圧入する）。なお、スペーサ７を嵌め込む際には、各スペーサ７の上端を、突起体３，３の上端よりも上方に位置させるとともに、各スペーサ７の下端を、突起体３，３，３の下端よりも下方に位置させる。そのように、スペーサ７を隙間Ｇに嵌め込むことによって、接続用治具１の径が拡張され、接続用治具１の外周面と第一の鋼管Ｐ１の内周面との密着性が向上する。しかる後に、第一の鋼管Ｐ１の内部に挿入された接続用治具１の下側部分を、アーク溶接等の方法によって第一の鋼管Ｐ１の内周面に強固に溶接する。
【００２３】
そして、図８の如く、第一の鋼管Ｐ１の内部に挿入された接続用治具１の上側部分に、第二の鋼管Ｐ２を外嵌して（外周面が第二の鋼管Ｐ２の内周面と接合するように外嵌して）、第一の鋼管Ｐ１の上方に、第二の鋼管Ｐ２を配置させる。そのように第二の鋼管Ｐ２を配置させることによって、第一の鋼管Ｐ１の上端面と第二の鋼管Ｐ２の下端面とが、接続用治具１の突起体３，３，３の厚み分の間隔を隔てて対峙した状態となる。また、かかる状態においては、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との間に位置した隙間Ｇは、スペーサ７によって塞がれた状態になっている。
【００２４】
さらに、第一の鋼管Ｐ１の上端面と第二の鋼管Ｐ２の下端面との間に接続用治具１の突起体３，３，３を挟み込んだ状態で、図９（ａ）の如く、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを、突起体３，３，３と離れた２，３箇所において溶接する（斜線部Ｙ，Ｙ）。しかる後、図９（ｂ）の如く、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との隙間を埋めるように、外周全体に亘って十分に溶接を行うことによって（斜線部Ｙ）、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との接続を完了する。なお、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との間に位置した突起体３，３，３は、溶接する際に溶けてしまい、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との隙間を埋める金属となる。
【００２５】
上記した接続方法によれば、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）、しかも短時間の内に非常に容易に接続することが可能となる。
【００２６】
また、接続用治具１は、帯状の金属板Ｐを丸めることによって先端を窄めた扁平な円筒状に形成されており、丸められた金属板Ｐの端縁同士の間に隙間Ｇが形成されているとともに、外周面の同一の高さの位置において、複数の突起体３，３，３が外向きに突設されている。したがって、接続用治具１によれば、下作業を必要とすることなく、非常に容易に鋼管同士を接続することができる上、接続後に、鋼管Ｐ１，Ｐ２の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の鋼管Ｐ１，Ｐ２をスムーズに立て込むことができる。さらに、接続用治具１は、容易に外径を拡張させたり、収縮させたりすることができるので、鋼管のサイズのバラツキにも対応させることが可能である。
【００２７】
さらに、接続用治具１は、３個の突起体３，３，３が円筒状の金属板Ｐの中心から放射方向へ略等角度間隔で設けられているため、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との間隔をそれらの鋼管Ｐ１，Ｐ２の全周に亘って等間隔に保つことができるので、第二の鋼管Ｐ２を第一の鋼管Ｐ１に対して真っ直ぐに接続することができる。
【００２８】
加えて、接続用治具１は、突起体３，３，３が、金属板Ｐを略コ字状に切断してその切断部分を外向きに折り曲げることによって形成されているため、金属板Ｐを切断して折り曲げ形成するだけで、きわめて容易にかつ安価に製造することができる。
【００２９】
なお、本発明に係る接続用治具の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、金属板、隙間、突起体、切り込み等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。また、接続用治具を用いた鋼管の接続方法の構成も、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、第一の鋼管（鋼管杭）、第二の鋼管の形状、溶接する部位等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００３０】
たとえば、接続用治具は、３個の突起体を設けたものに限定されず、２個あるいは４個以上の突起体を設けたものでも良い。また、接続用治具は、上記実施形態の如く、金属板を丸めて形成したものに限定されず、所定の幅に切断した円筒状の金属パイプの先端際に絞り加工を施して上下にスリットを設けることによって形成したもの等に変更することも可能である。
【００３１】
一方、本発明の接続用治具を用いた鋼管の接続方法は、第一の鋼管の内部に挿入した接続用治具の下側部分を第一の鋼管の内周面に溶接するものに限定されず、接続用治具の下側部分を単純に第一の鋼管の内部へ挿入するだけの方法に変更することも可能である。加えて、第一の鋼管は、先端に螺旋翼やバイトを付設したものに限定されず、螺旋翼やバイトのないものでも良い。すなわち、本発明に係る鋼管の接続方法は、螺旋翼やバイト等を有さない単純な筒状の鋼管同士の接続にも好適に用いることができる。加えて、本発明に係る鋼管の接続方法は、立て込まれていない鋼管同士の接続にも好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る接続用治具は、上記の如く、優れた効果を奏するものであるから、軟弱な地盤の改良工事等において鋼管を接続する際の接続用治具として好適に用いることができる。また、本発明に係る鋼管の接続方法は、軟弱な地盤の改良工事等において鋼管を接続する方法として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】接続用治具を示す斜視図である。
【図２】接続用治具の平面図である。
【図３】接続用治具の正面図である。
【図４】第一の鋼管、第二の鋼管を示す説明図である。
【図５】第一の鋼管に接続用治具を挿入した状態を示す説明図である。
【図６】第一の鋼管に接続用治具を挿入した状態を示す説明図（平面図）である。
【図７】接続用治具の隙間にスペーサを嵌め込んだ状態を示す説明図（平面図）である。
【図８】接続用治具に第二の鋼管を外嵌した状態を示す説明図である。
【図９】第一の鋼管と第二の鋼管とを溶接する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・接続用治具、Ｐ・・金属板、Ｇ・・隙間、３・・突起体、Ｐ１・・第一の鋼管、Ｐ２・・第二の鋼管。
【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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【図８】
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【図９】
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