(57)【要約】【課題】本発明は、杭の接続作業を簡易かつ確実に行うことができる杭接続冶具を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によれば、長尺管状の杭２１，２２を互いに接続するための杭接続冶具１であって、前記杭２１、２２内に収まる外径に形成された管形状の杭本体１１の外周に、前記杭２１、２２の端部を係止する鍔部１２を備えている。杭２１、２２は、杭接続治部１によって位置決めされ、かつ鍔部１２を含む凹部において溶接される。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺管状の杭を互いに接続するための冶具であって、
前記杭内に収まる外径に形成された管形状の本体外周に、前記杭の端部を係止する鍔部を備えている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項２】
請求項１に記載の杭接続冶具において、
前記鍔部は、前記本体外周に連続するリング状に形成されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項３】
請求項１に記載の杭接続冶具において、
前記鍔部は、前記本体外周に不連続なリング状に形成されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の杭接続冶具において、
前記鍔部は、前記本体を外周に打ち出して一体に形成されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の杭接続冶具において、
前記鍔部は、前記本体とは別体の部材が外周に付加されて形成されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の杭接続冶具において、
前記鍔部の半径方向での厚みは、前記杭の肉厚よりも薄く設定されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の杭接続冶具において、
該杭接続冶具は、前記杭と同質の金属製材料で形成されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項８】
請求項７に記載の杭接続冶具であって、
前記鍔部の前記杭の軸方向での厚みは、前記杭との溶接に用いる溶接材の幅より広くなるように設定されている、ことを特徴とする杭接続冶具。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の杭接続冶具が、端部に接続されていることを特徴とする杭。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の杭接続冶具を用いて互いに接続されたことを特徴とする杭。
【請求項１１】
中空円筒状の第１の金属製杭を打ち込むステップと、
第１、第２の外径を有する挿入部と該第１、第２の挿入部の間に突出部が形成されたフランジ部を有する管形状の金属製ジョイントを用意し、該金属製ジョイントの第１の挿入部を前記第１の金属製杭内に挿入するステップと、
前記金属製ジョイントの第２の挿入部を中空円筒状の第２の金属製杭に挿入するステップと、
前記フランジ部によって離間された前記第１の金属製杭と前記第２の金属製杭との間を溶接するステップとを含む金属製杭の接続方法。
【請求項１２】
前記溶接は、前記第１の金属製杭と前記第２の金属製杭との間のフランジ部を含む領域に施される請求項１１に記載の金属製杭の接続方法。
【請求項１３】
前記フランジ部は、前記第１、第２の金属製杭の外径よりも小さい外径を有する請求項１１または１２に記載の金属製杭の接続方法。
【請求項１４】
前記溶接はアーク溶接である請求項１１ないし１３いずれかに記載の金属製杭の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家屋、ビル等の建造物を地上に建設する際に、地中に打ち込まれる杭同士を接続するための杭接続冶具（ジョイント）に関する。特に、作業現場において作業効率を向上できる杭接続冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建造物を地上に建設する際には、基礎を安定に形成してから組立て作業を開始することが必要である。しかし、例えば山の斜面にある土地や、以前は沼地或いは田畑であった土地等に、建造物を建設することが必要となる場合もある。このような土地は一般に地盤が脆弱である。このような土地を地均ししただけで建造物を建てると、後に地盤沈下が発生して建造物が傾く、外壁にヒビ割れが発生する等の問題が発生する。
そこで、従来から、比較的小さな建造物である住宅の建設をする場合でも、地盤が脆弱であると判断した場合には、適宜、杭を地中に打込んで基礎固めが行われている。住宅等の比較的小さな建造物の建設にあたり、地盤補強のため一般的に行われる杭打ちでは、直径１００〜４００ｍｍ程度の鋼製の管材が杭として地中に打込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の杭打ち作業では、一つの建設地に複数の杭を打込むことが必要であり、その各々箇所で、４ｍ〜３０ｍ程度の長さの杭が地中に打込まれる。現場に持込まれるのは通常１本当たり１０ｍ以下の杭を打込む能力を有する杭打ち機である。
よって、例えば１本１．５ｍから１０ｍを越える長さの杭を打込むことが必要となったときには、先に打込んだ杭の後端部（垂直方向で上端）に他の杭の前端部（垂直方向で下端）を接続（溶接）して必要な長さを確保するようにしている。
【０００４】
実際の杭打ち現場では、１本目の杭を打込んで地上に残る長さが所定となったときに打込み作業を中断する。そして、２本目の杭を１本目の杭の上に吊り上げて、１本目の杭の後端と２本目の杭の前端とを位置合わせしながら、溶接して両者を一体化させる。その後に、打込み作業を再開して所望長さの杭を打込むようにしている。
しかしながら、前述したように杭は、直径１００〜４００ｍｍ程度で、長さが１本１０ｍもある鋼管であるため、相当な重量である。これを吊り下げた状態で、下の杭との位置合わせをしながら溶接するので、複数人が協力して作業を行うことが必要となる。
【０００５】
ところが、上記杭の切り口端部は真っ直ぐ横に切断された状態にあるので、端部同士を突き合わせても動き易く、位置決めしてもズレが生じ易い。よって、位置決めして、溶接するという作業が極めて困難となっている。また、溶接が完了するまでその位置決め状態を保持することが必要であるので、上側の２本目の杭が動かないように作業者が支え続けなければいけない。
さらには、横切断されている鋼管の端部を突き合わせた状態で、その外周を溶接することになるため、管の内側まで十分に溶かして溶接を行うことが困難であり、溶接強度を十分に確保できないという問題もある。
【０００６】
以上のように、従来の杭打ちにおける杭の接続作業は非常に煩瑣であり、非効率であった。また、仮に杭同士を接続できたとしても、その位置合わせや溶接が精度よく実行されていなければ、接続作業のやり直し等の原因ともなり、打込み作業がさらに遅れることにもなった。
したがって、本発明の主な目的は、杭の接続作業を簡易かつ確実に行うことができる杭接続冶具およびそれを用いた接続方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の如く、長尺管状の杭を互いに接続するための冶具であって、
前記杭内に収まる外径に形成された管形状の本体外周に、前記杭の端部に係止する鍔部を備えている杭接続冶具により達成される。
請求項１記載の発明によれば、一方の杭内に本体を嵌め込み、さらに他方の杭も同本体を収納するように嵌め込むことで、鍔部の前後に２つの杭を位置決めできる。よって、簡易に２つの杭を位置決めすることができる。しかも、従来のように平坦な２つの端部を突き合わせるのではなく、大きな管（杭）を小さな管（杭接続冶具の本体）を収納するように嵌め込むので、一度位置決めした２つの杭は位置ずれを生じない。
このような状態で接続作業を行うことができるので、作業効率が飛躍的に向上する。
【０００８】
なお、前記鍔部は、前記本体外周に連続するリング状に、或いは前記本体外周に不連続なリング状に形成してもよい。鍔部は少なくとも杭を係止させておくことができればよいので、完全な環状（リング状）である必要はなく、実質的に杭の端部を止めることができればよい。よって、不連続な突起がリング状に配置された状態でもよい。
また、前記鍔部は、前記本体を外周に打ち出して一体に形成してもよいし、鍔部用に別体の金属等の部材を溶接等によって付加してもよい。別体とするときには、本体と同じ部材を採用することが望ましい。さらに、鍔部は、スリーブ状の鋼管を削り出すことによって形成することもできる。この場合、ある程度肉厚のスリーブを用意し、鍔部を残すようにその他の部分を削り出し、鍔部を形成する。
また、前記鍔部の半径方向での厚みが、前記杭の肉厚よりも薄く設定されていると、溶接棒等による溶接材との接触面積が増加するのでより確実に杭接続冶具と杭、或いは杭同士を接続することができる。
また、本杭接続冶具は、前記杭と同質の金属製材料で形成されていることが望ましい。杭と同質の材料とすることで溶接等により杭と冶具をより確実に接続できる。すなわち、杭が鋼材である場合には鋼材、アルミニウム材である場合にはアルミニウム材とするのが望ましい。
【０００９】
さらには、前記鍔部の前記杭の軸方向での厚みは、前記杭との溶接に用いる溶接材の幅より広くなるように設定されていることが望ましい。
このように設計しておくとことで、溶接材を杭間に挿入できるので溶接により十分に肉付けできるので、より確実に杭と本杭接続冶具とを接続できる。
そして、前述した杭接続冶具が端部に接続されている杭を予め準備して、この杭接続冶具に他の杭を接続するようにしてもよい。
さらに、本杭接続冶具が色々な杭の接続に有用である。よって、杭が短いような場合には、本杭接続冶具を用いて予め杭を接続して現場に持込むようにしてもよい。
【００１０】
第２の発明に係る金属製杭の接続方法は、中空円筒状の第１の金属製杭を打ち込むステップと、第１、第２の外径を有する挿入部と該第１、第２の挿入部の間に突出部が形成されたフランジ部を有する管形状の金属製ジョイントを用意し、該金属製ジョイントの第１の挿入部を前記第１の金属製杭内に挿入するステップと、前記金属製ジョイントの第２の挿入部を中空円筒状の第２の金属製杭に挿入するステップと、前記フランジ部によって離間された前記第１の金属製杭と前記第２の金属製杭との間を溶接するステップとを含む。
好ましくは、前記溶接は、前記第１の金属製杭と前記第２の金属製杭との間のフランジ部を含む領域に施される。前記フランジ部（鍔部）は、前記第１、第２の金属製杭の外径よりも小さい外径を有することが望ましい。これは、その上部に溶接を施すためである。溶接は、例えばアーク溶接によって行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は、第１実施例の杭接続冶具１を示した図である。図１（Ａ）は杭接続冶具１の平面、図１（Ｂ）は同正面を示した図である。
本杭接続冶具（ジョイント）１の杭本体１１はほぼ管形状を成している。この本体１１の外径Ｄは接続しようとする長尺の杭（ここでは図示せず）の内径より僅かに小さくなるように設計されており、使用時には本体１１は杭内部に収納される状態となる。しかし、杭本体１１の外周には環状の鍔部１２が突出した状態に形成されており、この鍔部１２は杭の端部（開口端）に係止するようになっている。
すなわち、本杭接続冶具１が杭の接続に使用されるときには、本体１１は杭内に収納されるが鍔部１２が杭の端部に突き当たって係止するような形態に設計されている。
【００１２】
本杭接続冶具１の材質は、接続しようとする杭と同質の材料を用いることが好ましい。具体的には、杭が鋼材、アルミニウム材であるときには、これらと同様の材料を採用することで、溶接により本杭接続冶具１と杭を確実に接続できる。図２は、図１におけるＹ−Ｙでの断面を示した図である。図２では、杭本体１１外周に形成される鍔部１２を２つ例示している。
図２（Ａ）では杭本体１１をそのまま打ち出して鍔部１２Ａを形成している。この場合には、鍔部１２Ａを形成するための材料を準備することなく本杭接続冶具１を形成できる。また、鍔部１２Ａが杭本体１１の一部であるので、溶接等を行うことなく、本体１１の外周上に鍔部１２Ａを形成できる。
図２（Ｂ）は、杭本体１１の外周に別体のリング状の材料を溶接等で付加して鍔部１２Ｂとした場合について示している。この場合は、打出しをせずに本体１１の外周上により簡易に鍔部１２Ｂを形成できる。図２（Ａ）、（Ｂ）どちらの構成で鍔部１２を成してもよい。
【００１３】
さらに、図３を参照して実際に本杭接続冶具１を用いて杭同士を接続する場合について説明を加えることで、その特徴を明らかにする。
図３は、本杭接続冶具１を用いて、下側の杭２１と上側の杭２２とが接続される様子を示した図である。作業現場で下側の杭２１を地中に打込み、例えば地上に残る長さが１ｍ程度となったときに、本杭接続冶具１を杭２１の上端部に嵌め込む。前述した所から明らかなように、接続冶具１の杭本体１１は杭２１内に収まるが、鍔部１２は杭２１の端部に係止した状態となる。このときは、鍔部１２より上方にある本体１１が杭２１上に乗った状態となる。
続いて、上側の杭２２を被せる様にして杭本体１１に嵌め込めば簡単に、下側の杭２１に対して杭２２を位置決めできる。このとき、杭２２の下端部は鍔部１２に係止した状態となる。
【００１４】
ところで、本実施例の鍔部１２に関して好ましい条件がある。この点について説明する。鍔部１２の杭本体１１の外径Ｄによって規定される外表面から半径方向に突出する突出量Ｗが、杭２１、２２の肉厚ＰＷより小さくなるように設定されることが望ましい。言い換えれば、杭本体１１の鍔部１２の外径が、杭２１、２２の外径よりも小さいということである。また、鍔部１２の杭２１、２２の軸方向（図において上下方向）での厚みＨは、接続する際に用いる溶接棒３０の幅ｄより広く設定されていることが望ましい。
上記のように、鍔部１２が本体１の外表面から突出する量Ｗが杭の肉厚ＰＷより小さくなることで、接続部分に凹部が形成され、杭２１、２２の端部の一部が露出される。よって、溶接棒３０を用いてアーク溶接等すると、杭の肉厚方向での溶解を確保できるのでより確実な溶接が実現できる。すなわち、端部が平坦である２つの杭を突き合わせた状態で溶接する従来の場合と比較して、凹部において溶接される面積が増加するのでより確実に溶接ができ、溶接による肉付きも多くすることができるので十分な溶接強度を確保できるようになる。また、鍔部１２の軸方向での厚みＨを接続する際に用いる溶接棒３０の幅ｄより広く設定することで、溶接棒３０を杭２１、２２の端部間に挿入できる。よって、溶接により杭２１、２２の端部及び鍔部１２に十分肉付けできる。
【００１５】
以上のように本実施例の杭接続冶具１を用いると、一方の杭２１に他方の杭２２を簡単に位置決めできる。位置決めは、杭２１、２２の内部に杭接続冶具１の本体１１が収納された状態で実現される。よって、従来のように一度、位置決め後において位置がずれないように保持するという動作が必要なくなるので、作業を簡素化して効率が向上する。また、前述したように鍔部１２の寸法を所定の範囲に設定することにより、溶接による効果を確実にして、杭２１、２２の端部及び鍔部１２に十分肉付けできる。
【００１６】
図４は、第２実施例の杭接続冶具２について示した図である。本杭接続冶具２では本体１１の外周に、鍔部３１が不連続なリング状に形成されている。すなわち、前述した第１実施例の鍔部１２が連続したリング状に形成されていたので、この点が異なっている。
しかし、本実施例の様に鍔部を不連続に形成しても前述したと同様に２つの杭を簡易に接続することができる。なお、不連続に存在する鍔部３１の数、各々の長さ、間隔等を適宜調整することで必要な強度を得ることができる。鍔部３１を形成する場合も、第１実施例の場合と同様に、本体１１を打ち出すことにより形成してもよいし、別体の金属等の部材を溶接等によって付加するようにしてもよい。
【００１７】
図５は、第３の実施例に係る杭接続治部の要部断面図である。本例は、杭本体１１の鍔部１２Ｃを削り出しによって形成したものである。ある程度の肉厚のスリーブ状の鋼管を用意し、鍔部１２Ｃに相当する部分を除きスリーブを削り出し鍔部（フランジ部）１２Ｃを形成する。こうすると、鍔部１２Ｃの肉厚は、上記第１および第２実施例の鍔部よりも厚くなり、鍔部１２Ｃの強度、ひいては杭接続治具としての強度をさらに向上させることができる。削り出しされる鍔部１２Ｃの表面からの突出量Ｗは、上述したように接続される杭の肉厚よりも小さくなるようにされることが望ましい。
【００１８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００１９】
上記実施例で説明した杭接続冶具１、２を予め杭２１、２２の一方に溶接して杭打ち現場に持込むようにしてもよい。また、杭打ち現場で用いる以外にも、本杭接続冶具が短い杭を所望の長さに接続する際に有効であることは言うまでもない。よって、本杭接続冶具で接続済みである杭を現場に持込むようにしてもよい。さらには、本杭接続冶具を２つ以上用いて、２本以上の杭を接続してもよいことは、言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上、詳述したところから明らかなように、本発明によれば、杭同士を簡易かつ確実に位置決めしながら接続できるので、作業効率を向上させることができる。また、杭接続冶具の本体に設ける鍔部の形状（外表面から突出する量）を接続する杭の肉厚よりも小さくすることで、溶接材との接触面積が増加するのでより確実に杭接続冶具と杭、或いは杭同士を接続することができる。
さらに、杭接続冶具の本体に設ける鍔部の形状を杭の軸方向での厚みを、杭の溶接に用いる溶接材の幅より広くすることにより、十分に肉付けできるのでより確実に杭と本杭接続冶具とを接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る杭接続冶具を示した図で、図１（Ａ）は杭接続冶具の平面図、図１（Ｂ）はその正面図である。
【図２】図１（Ｂ）のＹ−Ｙ線断面を示す図である。
【図３】第１の実施例に係る杭接続冶具を用いて下側の杭と上側の杭とが接続される様子を示した図である。
【図４】第２の実施例に係る杭接続冶具についての平面図である。
【図５】第３の実施例に係る杭接続治具の要部断面図である。
【符号の説明】
１、２　　　　　杭接続冶具
１１　　　　　　杭接続冶具の本体
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、３１　　鍔部
Ｗ　　　　　　　鍔部の半径方向での厚さ（本体表面からの突出量）
ＰＷ　　　　　　杭の肉厚
Ｈ　　　　　　　鍔部の軸方向での厚さ
ｄ　　　　　　　溶接棒の幅
２１　　　　　　下側の杭
２２　　　　　　上側の杭
【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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