(57)【要約】【課題】上部の鋼管杭と下部の鋼管杭との接合は、接合部材を介在することなく、１箇所の溶接施工で行える。【解決手段】丸形鋼管１，２，３の一端に、その遊端が小径ｄ１，ｄ２，ｄ３で台形筒状の接合部１ａ，２ａ，３ａを一体形成して鋼管杭１Ａ，２Ａ，３Ａを構成した。上部の大径の鋼管杭と下部の小径の鋼管杭との接合は、上部の鋼管杭における一端側の接合部１ａ，２ａ，３ａを、下部の鋼管杭における丸形鋼管１，２，３の他端に相当接させて溶接することで行える。上部の丸形鋼管と下部の丸形鋼管との接合を、接合部材を介在することなく行うことができ、接合部材の製作や保管、運搬などを不要にできる。上下の鋼管杭の接合を１箇所の溶接施工で行うことができ、現場における溶接接合を簡素化できるとともに迅速に行える。特に、それぞれ径の異なる多数本の鋼管杭を継ぎ足して構成するときに好適に採用できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸形鋼管の一端に、その遊端が小径で台形筒状の接合部を一体形成してなることを特徴とする鋼管杭。
【請求項２】
丸形鋼管の少なくとも一端を加熱したのち、一端側に、成形手段による熱間絞り成形によって、その遊端が小径で台形筒状の接合部を形成することを特徴とする鋼管杭の製造方法。
【請求項３】
成形手段はロール成形形式であって、成形ロールの位置を移動制御しながら一端側の熱間絞り成形を行うことを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば建築物の支持用として地中に埋設される鋼管杭および鋼管杭の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鋼管杭は、下部鋼管と、この下部鋼管よりも大径の上部鋼管と、下部鋼管と上部鋼管とを接合する接合部材とからなっている。この接合部材は、その外径が上部鋼管の外径とほぼ等しい円形鋼板からなり、上部鋼管の下端に溶接によって接合されている。そして接合部材の下面に、下部鋼管の上端が溶接によって接合されている。このような鋼管杭によると、応力が小さくなる下部の鋼管を小径とすることで、鋼材使用量を少なくして全体のコストダウンを図れる（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１４４４０号公報（第４頁、図１、図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の鋼管杭によると、上部の鋼管と下部の鋼管との接合は、その端部間に接合部材を介在することで、この接合部材の製作や保管、運搬などが面倒となり、また接合部材の上下両側でそれぞれ（２箇所）溶接を施工することで、現場における溶接接合は複雑になるとともに迅速に行えない。特に、それぞれ径の異なる多数本の鋼管杭を継ぎ足して構成するときには、すなわち接合箇所が多数箇所の場合には、上記の問題点が顕著となる。
【０００５】
そこで本発明の請求項１記載の発明は、上部の鋼管杭と下部の鋼管杭との接合は、接合部材を介在することなく、１箇所の溶接施工で行える鋼管杭を提供することを目的としたものである。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼管杭を容易に製造し得る鋼管杭の製造方法を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の鋼管杭は、丸形鋼管の一端に、その遊端が小径で台形筒状の接合部を一体形成してなることを特徴としたものである。
【０００８】
したがって請求項１の発明によると、上部の大径の鋼管杭と下部の小径の鋼管杭との接合は、上部の鋼管杭における一端側の接合部を、下部の鋼管杭における丸形鋼管の他端に相当接させた状態で溶接することにより行える。
【０００９】
また本発明の請求項２記載の鋼管杭の製造方法は、丸形鋼管の少なくとも一端を加熱したのち、一端側に、成形手段による熱間絞り成形によって、その遊端が小径で台形筒状の接合部を形成することを特徴としたものである。
【００１０】
したがって請求項２の発明によると、接合部を一体形成してなる鋼管杭を容易に確実に製造し得る。
そして本発明の請求項３記載の鋼管杭の製造方法は、上記した請求項２記載の構成において、成形手段はロール成形形式であって、成形ロールの位置を移動制御しながら一端側の熱間絞り成形を行うことを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項３の発明によると、成形ロールの位置を移動制御しながら、回転している丸形鋼管の一端に成形ロールを当接させることで、成形ロールの遊転を伴いながら一端に対して熱間絞り成形を行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
図１に示すように、所定の径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の丸形鋼管１，２，３は、その一端に、遊端が小径ｄ１，ｄ２，ｄ３で台形筒状の接合部１ａ，２ａ，３ａを一体形成し、以て鋼管杭１Ａ，２Ａ，３Ａを構成している。ここで、丸形鋼管１の小径ｄ１は丸形鋼管２の所定の径Ｄ２と同等状に、すなわち［ｄ１、≒Ｄ２］に、また、丸形鋼管２の小径ｄ２は丸形鋼管３の所定の径Ｄ３と同等状に、すなわち［ｄ２、≒Ｄ３］に成形されている。
【００１３】
このように構成した鋼管杭１Ａ，２Ａ，３Ａは、図２に示すように、丸形鋼管３における所定の径Ｄ３の端部と丸形鋼管２における小径ｄ２の端部とが相当接されて溶接４され、そして丸形鋼管２における所定の径Ｄ２の端部と丸形鋼管１における小径ｄ１の端部とが相当接されて溶接４された状態で、所定の径Ｄ３が小さい鋼管杭３Ａ側が下部となるようにして、地中内に縦方向に埋設される。そして床面５側に位置される所定の径Ｄ１が大きい鋼管杭１Ａの上端に、連結部材（連結金具など）６を介して構築物７の支柱８が連結される。
【００１４】
次に、上記鋼管杭１Ａ（２Ａ，３Ａ）の製造方法を説明する。図３（ａ）に示すように、所定の径Ｄ１（Ｄ２，Ｄ３）の丸形鋼管１（２，３）が用意される。この丸形鋼管１（２，３）は、周方向の１箇所または２箇所に突き合わせ溶接部（シーム溶接部）を有する厚肉の直管状、薄肉の直管状、電纜管などである。まず図３（ｂ）に示すように、丸形鋼管１（２，３）の一端を加熱炉１０に入れて加熱する。この加熱炉１０は、高周波、ガス、油などによる加熱形式であり、以て一端を６００〜１０００℃（Ａ３変態点を含む。）に加熱する。
【００１５】
次いで丸形鋼管１（２，３）を加熱炉１０から出し、図３（ｃ）に示すように成形手段１１にセットする。この成形手段１１は、保持回転装置１２と絞り成形装置１５などからなる。前記保持回転装置１２は、横向きの丸形鋼管１（２，３）の中間部分をクランプ状に保持する一対（単数または複数）の保持部１３を有し、これら保持部１３は、丸形鋼管１（２，３）を管軸心Ａの周りに回転自在として保持するように構成されている。その際に丸形鋼管１（２，３）は、その一端側が或る長さで突出されて保持される。また保持回転装置１２は、丸形鋼管１（２，３）に回転力を付与する回転駆動部１４を有している。すなわち回転駆動部１４は、丸形鋼管１（２，３）の他端部分をクランプして、この丸形鋼管１（２，３）に回転力を付与するように構成されている。
【００１６】
前記絞り成形装置１５はロール成形形式であって、丸形鋼管１（２，３）の一端側に対向して配設されている。すなわち、ベース体１６に対して管軸心Ａに沿った方向に移動自在な横移動体１７が設けられ、この横移動体１７に対して昇降動自在な昇降体１８が設けられている。そして昇降体１８には、ブラケット１９などを介して成形ロール２０が遊転自在に設けられている。前記横移動体１７と昇降体１８とは、それぞれ作動装置（図示せず。）を介して各別に移動自在に構成されており、以てコンピュータなどの制御装置（図示せず。）を介して作動装置を作動制御することで、成形ロール２０の位置を移動制御可能に構成されている。
【００１７】
前述した図３（ｃ）に示すように、加熱炉１０から出した丸形鋼管１（２，３）の中間部分を両保持部１３によりクランプ状に保持するとともに、丸形鋼管１（２，３）の他端部分を回転駆動部１４によりクランプしたのち、回転駆動部１４の作動によって丸形鋼管１（２，３）を管軸心Ａの周りに回転させる。
【００１８】
この状態で、制御装置により両作動装置を作動制御して、横移動体１７を管軸心Ａに沿った方向に往復移動させると同時に昇降体１８を昇降動させることで、回転している丸形鋼管１（２，３）の一端（先端）に成形ロール２０を当接させ、以て成形ロール２０の遊転を伴いながら、図４（ａ）（ｂ）に示すように、一端に対して初期の熱間絞り成形を行う。
【００１９】
そして、横移動体１７の往復移動範囲を拡大するとともに昇降体１８の昇降量を拡大するように制御することで、成形ロール２０の位置を移動制御して一端の熱間絞り成形量を次第に拡張させ、以て図５（ａ）（ｂ）に示す中間期の熱間絞り成形を経て、図６（ａ）（ｂ）に示すように終期の熱間絞り成形を行う。これにより図１に示すように、遊端が小径ｄ１，ｄ２，ｄ３で台形筒状の接合部１ａ，２ａ，３ａを一体形成した鋼管杭１Ａ，２Ａ，３Ａを成形し得る。
【００２０】
上記した実施の形態では、丸形鋼管１（２，３）の一端を加熱炉１０に入れて加熱したのち、成形手段１１による熱間絞り成形によって接合部１ａ，２ａ，３ａを一体形成しているが、これは丸形鋼管１（２，３）の全体を加熱したのち、一端を除く部分を冷却し、そして高温の一端を熱間絞り成形してもよい。
【００２１】
上記した実施の形態では、ロール成形形式の成形手段１１が示されているが、これは回転しない円柱状体（半円柱状体）を、回転している丸形鋼管１（２，３）の一端に当接させる押し付け成形形式などであってもよい。
【００２２】
上記した実施の形態では、回転している丸形鋼管１（２，３）の一端に、１個の成形ロール２０を当接させる成形手段１１が示されているが、これは複数個の成形ロール２０を、丸形鋼管１（２，３）の一端の複数箇所に当接させる形式などであってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、上部の大径の鋼管杭と下部の小径の鋼管杭との接合は、上部の鋼管杭における一端側の接合部を、下部の鋼管杭における丸形鋼管の他端に相当接させた状態で溶接することにより行うことができる。これにより、上部の丸形鋼管と下部の丸形鋼管との接合を、接合部材を介在することなく行うことができ、以て接合部材の製作や保管、運搬などを不要にできる。また上部の鋼管杭と下部の鋼管杭との接合を１箇所の溶接施工で行うことができ、以て現場における溶接接合を簡素化できるとともに迅速に行うことができる。特に、それぞれ径の異なる多数本の鋼管杭を継ぎ足して構成するときには、すなわち接合箇所が多数箇所の場合に、好適に採用できる。
【００２４】
また上記した本発明の請求項２によると、接合部を一体形成してなる鋼管杭を容易に確実に製造できる。
そして上記した本発明の請求項３によると、成形ロールの位置を移動制御しながら、回転している丸形鋼管の一端に成形ロールを当接させることで、成形ロールの遊転を伴いながら一端に対して熱間絞り成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、鋼管杭の一部切り欠き正面図である。
【図２】同鋼管杭の使用状態を示す一部切り欠き正面図である。
【図３】同鋼管杭の製造工程であって、（ａ）は丸形鋼管の説明図、（ｂ）は加熱時の説明図、（ｃ）は成形手段へのセット時の説明図である。
【図４】同鋼管杭の初期成形時であって、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は一部切り欠き正面図である。
【図５】同鋼管杭の中間期成形時であって、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は一部切り欠き正面図である。
【図６】同鋼管杭の終期成形時であって、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は一部切り欠き正面図である。
【符号の説明】
１    丸形鋼管
１ａ  接合部
１Ａ  鋼管杭
２    丸形鋼管
２ａ  接合部
２Ａ  鋼管杭
３    丸形鋼管
３ａ  接合部
３Ａ  鋼管杭
４    溶接
６    連結部材
８    支柱
１０    加熱炉
１１    成形手段
１２    保持回転装置
１３    保持部
１４    回転駆動部
１５    絞り成形装置
１７    横移動体
１８    昇降体
２０    成形ロール
Ａ    管軸心
Ｄ１    所定の径
Ｄ２    所定の径
Ｄ３    所定の径
ｄ１    小径
ｄ２    小径
ｄ３    小径
【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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