(57)【要約】【課題】鋼管杭等柱状体の縦継ぎを、機械的に簡便、強固かつ回転不能に行えるようにする。【解決手段】上杭(一方の柱状体)Ａ１の一端にボックス継手材１を突設し、他方、この上杭Ａ1と縦継ぎする下杭(他方の柱状体)Ａ2の一端に、ボックス継手材１に嵌合するピン継手材10を突設する。それら両継手材１，10の嵌合する接合面２ａ，12ａには、対向して内、外溝条７，18を設け、ボックス継手材１の内溝条７に収容された契合キー20を、セットボルト21の操作により両溝条７，18に契合させて一体的に結合する。また、両継手材１，10には互いに接し合う接合段部３，15と接合端面４，14を形成させ、それらに互いに対向するピン穴15，17とピン係合穴５，６を設け、対向するそれらの穴５，６，15，17に係合ピン20を挿入して、両継手材１，10を回転不能に結合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状体の一端に雌形のボックス継手材が突設され、また、この柱状体と縦継ぎする他方の柱状体の一端に、上記ボックス継手材と嵌合する雄形のピン継手材が突設され、上記ピン継手材は、外径が柱状体とほぼ同径とした基筒部に続き、基筒部より小径とした嵌挿部が延設され、基筒部と嵌挿部との接続部には、環状の接合段部が形成されているとともに、接合段部にその周方向に沿って複数のピン穴が隔設され、また、上記ボックス継手材は、柱状体とほぼ同径とした筒状をなし、その内周には上記ピン継手材の嵌挿部を受け入れる嵌受部が形成され、この嵌受部の先端には、ピン継手材の上記接合段部と接する接合端面に形成され、この接合端面に、ピン継手材の接合段部に設けたピン穴と対向するピン係合穴が設けられているとともに、嵌受部の内周基部には、ピン継手材の嵌挿部の接合端面と接する接合段部が形成され、この接合段部に、ピン継手材の接合端面に設けたピン穴と対向するピン係合穴が設けられ、それら対向するピン穴とピン係合穴には係合ピンが挿入され、ボックス継手材とピン継手材とは相互に回転不能に接合され、さらに、上記ピン継手材の外周とボックス継手材内周の相互の接合面に、それぞれ対向して内、外溝条が周設され、ボックス継手材の内溝条内には、ボックス継手の外側からの操作で螺進するセットボルトによって、外溝条と内溝条に跨って契合する契合キーを収容したことを特徴とする、柱状体の縦継ぎ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、支持杭、土留め杭等の各種鋼管杭や構造物の柱等、柱状体どうしの縦継ぎ(胴継ぎ)に適用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管杭や柱等の柱状体の施工では、製作や運搬等の都合から、定尺物の柱状体を現場に搬入し、現場で縦継ぎしながら所定の長さのものを形成するようにしている。この縦継ぎは、従来、下部柱状体(例えば下杭)に対して上部柱状体(例えば上杭)をクレーンで吊り下げて突き合わせて溶接により結合するようにしている。
【０００３】
この溶接による縦継ぎは、現場溶接であるため、作業に多くの時間を要するとともに熟練した溶接工が必要となり、また、熔接部の品質が天候に左右されるばかりでなく、熔接に伴う裏当てリング等の金具を使用する等面倒で多くの費用を要している。そこで溶接による縦継ぎに代るものとして、上杭と下杭をネジ継手によって結合する方法(一例として実開昭57−133645号、実開昭59−98923号、特開平４−70414号公報参照)が提案されている。
【０００４】
しかし、ネジ継手による縦継ぎ方法は、製作が面倒でコスト高になる。しかも、鋼管杭の縦継ぎでは、下杭に上杭を吊り降ろして行うため、吊り降ろしながら螺合のために回転させることは極めて困難な作業となる。しかも、鋼管杭を回転圧入により沈設する工法においては、施工時に逆回転させることがあり、そのような場合にはネジが緩んでしまうため、このネジ螺合による縦継ぎ方法は採用することができない。
【０００５】
そこで、本発明者らは、鋼管杭等柱状体の縦継ぎが、溶接やネジ螺合による方法に代って、特殊な機械や技能を用いることなく、強固に行えるとともに、上杭、下杭が回転不能に結合できるようにした鋼管杭の縦継ぎ装置(特開2001−200534号、特開2000−319874号公報参照)を発案した。これらの発明は、ともに、鋼管杭に雄継手材と雌継手材を突設して、それら両部材を嵌め合わせて円弧キーにより結合させるようにしており、特開2001−200534号のものは、継手部材の外側に設けた回転付与金具と回転受金具の係合により回転不能となるようにしている。また、特開2000−319874号のものは、両継手部に切欠部を設け、これに回転抑止キーを嵌着して回転不能の結合となるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開2001−200534号公報
【特許文献２】
特開2000−319874号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開2001−200534号の装置では、回転不能に結合するための手段である回転付与金具と回転受金具は、継手部材の外側に突設されているため、鋼管杭においては、その沈設施工における回転圧入時の抵抗が増大して余分の動力を要するとともに、硬質の地盤を通過するときは破損するおそれもある等の欠点がある。また、特開2000−319874号の装置では、回転不能に結合するための手段として、雄、雌両継手材に回転抑止キーを嵌合する切欠部を設けるが、特に雄継手部材の切欠凹部は複雑な形状で加工が非常に面倒でコスト高となるばかりでなく精度よく製作できない等の欠点がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたもので、柱状体の縦継ぎを、雄、雌両継手部材の嵌着により行なう手段を利用して、これに、継手材より外部に突出する部分がなく、しかも構造が簡単で製作が容易であるとともに、強固かつ簡便に分離、回転不能に結合できるようにした、柱状体の縦継ぎ装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の継手装置では、鋼管杭(柱状体)の一端に雌形の継手となるボックス継手材を、他端には雄形の継手となるピン継手材を設けて、上杭と下杭とをボックス継手材とピン継手材の嵌め合せで行うようにする。それら両継手材には、その長さ方向に間隔をおいて複数の溝条を、両継手材の嵌合時に互い合致する位置に設け、ボックス継手材の方の溝条には、セットボルトの操作で進退する契合キーを収めておき、両継手の嵌め合わせ後、セットボルトにより契合キーを両継手材の溝条に契合させて結合できるようにしている。
【００１０】
また、ボックス継手材とピン継手材には、それらを嵌め合せた際に互いに接合する接合段部と接合端面が形成され、それら接合段部と接合端面には、周方向に間隔をおいて複数のピン穴、ピン係合穴が設けられ、それらピン穴とピン係合穴に相互に係合する係合ピンが挿入されて、ボックス継手材とピン継手材は互いに回転不能(非回転)に結合させるようになっている。
【００１１】
これを、実施例に対応する図面を参照して説明すると、請求項１の装置は、柱状体Ａ1の一端に雌形のボックス継手材１が突設され、また、この柱状体Ａ1と縦継ぎする他方の柱状体Ａ2の一端に、上記ボックス継手材と嵌合する雄形のピン継手材10が突設され、上記ピン継手材10は、外径が柱状体Ａ1とほぼ同径とした基筒部11に続き、基筒部11より小径とした嵌挿部12が延設され、基筒部11と嵌挿部12との接続部には、環状の接合段部15が形成されているとともに、接合段部15にその周方向に沿って複数のピン穴17が隔設され、また、上記ボックス継手材１は、柱状体Ａ1とほぼ同径とした筒状をなし、その内周には上記ピン継手材10の嵌挿部12を受け入れる嵌受部２が形成され、この嵌受部２の先端には、ピン継手材10の上記接合段部15と接する接合端面４に形成され、この接合端面４に、ピン継手材10の接合段部15に設けたピン穴17と対向するピン係合穴６が設けられているとともに、嵌受部２の内周基部には、ピン継手材10の嵌挿部12の接合端面14と接する接合段部３が形成され、この接合段部３に、ピン継手材10の接合端面14に設けたピン穴16と対向するピン係合穴５が設けられ、それら対向するピン穴16，17とピン係合穴５，６には係合ピン20が挿入され、ボックス継手材１とピン継手材10とは相互に回転不能に接合され、さらに、上記ピン継手材10の外周とボックス継手材１内周の相互の接合面に、それぞれ対向して内、外溝条７，18が周設され、ボックス継手材１の内溝条７内には、ボックス継手材１の外側からの操作で螺進するセットボルト21によって、外溝条18と内溝条７に跨って契合する契合キー20を収容したことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。図１〜図６は、本発明装置の鋼管杭の縦継ぎを例とした一実施態様を示したものである。
【００１３】
図１〜図５において、Ａ1は上杭となる鋼管杭、Ａ2は下杭となる鋼管杭である。上杭Ａ1には、下杭Ａ2と結合される一端に雌形のボックス継手材１が溶接により外方に突出して設けられ、また、下杭Ａ2には、上杭Ａ1と結合される一端に、上記ボックス継手材１に突入、嵌合する雄形のピン継手材10が溶接により外方に突出して設けられている。
【００１４】
ボックス継手材1は、外径が鋼管杭Ａ1，Ａ2の外径と同径とした筒状をなしており、その内周は後述するピン継手材10の嵌挿部を受け入れ、その外周と接するほぼ垂直な接合面２ａを形成した嵌受部２が形成されているとともに、その内周の基部(上部)には、径方向内方に突出して環状の接合段部３が設けられ、また、ボックス継手材１の先端は、その横断方向に沿った環状の接合端面４に形成されている。また、上記接合面２ａには、後述する円弧状の契合キーを遊動自在に収容する内溝条７の複数が、上下に間隔をおいて周節されている。そして、上記接合段部３および接合端面４には、それぞれ、周方向に所要の間隔をおいて複数のピン係合穴５，６が設けられている。
【００１５】
ピン継手材10は、外径が鋼管杭Ａ1，Ａ2の外径と同径とした基筒部11に続き、外周が上記ボックス継手材１の内周接合面２ａと係接するほぼ垂直の接合面12ａに形成した嵌挿部12が形成され、その上端にはボックス継手材１の接合段部３と接する接合端面14が形成されている。また、基筒部11と嵌挿部12の接続部には、ボックス継手材１の接合端面４と接する接合段部15が形成されている。そして、上記接合端面14と接合段部15には、それぞれ、ボックス継手材１の接合段部３、接合端面４の係合穴５，６と対応する位置に、ピン係合穴５，６とほぼ同径のピン穴16，17が設けられ、それらピン穴16，17には、これとこれに対応するピン係合穴５，６とに跨って挿入される係合ピン20が挿入されるようになっている。嵌挿部12外周の接合面13には、ボックス継手材1の内溝条７と対応する位置に外溝条18が周設されている。
【００１6】
また、各内溝条７には、ボックス継手材１の外周より、周方向に間隔をおいて設けられた複数のネジ孔19が貫通して設けられているとともに、その内溝条７内には、ネジ孔19に螺合させたセット用のボルト21の操作によって、内溝条７内から嵌挿部12の外溝条18内と内溝条７内に跨る位置まで躍進する円弧状の契合キー23が収容されている。契合キー23を進退させる構造は、例えば図６に示すように、ボルト21は、その基端部にネジ孔19と螺合する右ネジの頭部22ａを有し、先端部に契合キー23に設けた左ネジ(逆ネジ)と螺合する尾部22ｂを有しており、ボルト21を正(右)回転させてネジ込めば契合キー23が前進し、逆(左)回転させれば契合キー23が後退するようになっている。なお、契合キー23を螺進させる構造はこれに限定されるものではない。
【００１７】
上杭Ａ1と下杭Ａ2を縦継ぎするには、図２に示すように、ピン継手材10のピン穴16，17に係合ピン20を挿入しておき上杭Ａ1をクレーンで吊り上げ、下杭Ａ2の直上に運んで吊り降ろし、上杭Ａ1のボックス継手材１の中へ下杭Ａ2のピン継手材10の嵌挿部12が挿入されるようにする。その際、ピン継手材10のピン穴16，17に挿入した係合ピン20がボックス継手材１の係合穴５，６に合致させるようにする。それによって、ピン継手材10のピン穴16，17に挿入した係合ピン20突出した上半部がボックス継手材１の係合穴５，６に挿入され、ボックス継手材１とピン継手材10、すなわち上杭Ａ1と下杭Ａ2とは、係合穴５，６，16，17と係合ピン20との係合により、回転不能(非回転)に結合されることになるとともに、両継手材１，10の嵌合による強化が図れ、特に曲げ杭力が増大されることになる。そして、ボックス継手材１の結合段部３と接合端面４がそれぞれピン継手材10の接合端面14と接合段部15に接することにより、それら両継手材１，10の内溝条７と外溝条18との位置が合致されることになる。
【００１８】
その後は、上杭Ａ1の回動調整により両杭Ａ1，Ａ2の継手部材１，10どうしの位置を合致させて各セットボルト21を螺進させて、内溝条７に収まっている契合キー17を外溝条18に向け図４の矢印のように押し入れてやる。それによって、契合キー17は図６の鎖線で示すように、両溝条１，10に跨って契合することになり、両杭Ａ1，Ａ2は契合キー17を介して軸方向に抜き差し不能に結合されることになるのである。それで、この契合キー17を介しての結合では、引張力は外、内溝条７，18と契合キー17の側面の側圧応力で一方の継手１または10から契合キー17に伝達され、せん断応力として契合キー17の反対側に伝達される。そして、再び外、内溝条７，18と契合キー17の側面の側圧応力によって他方の継手１または10に伝達される。また、圧縮力は、両継手１，10の管軸に垂直な面で圧縮応力によって伝達される。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鋼管杭等柱状体の縦継ぎにおいて、一方の球状体に突設したボックス継手材を他方の柱状体に突設したピン継手材に嵌挿して、互いにそれらの内外周の接合面を合致させ、外部からの操作により、それらの内、外溝条に跨って契合キーを契合させるだけの作業によって、柱状体どうしの強固で確実な縦継ぎを行うことができる。
【００２０】
特に、縦継ぎする柱状体どうしは、それらに設けられた接合端面と接合段部に対向して設けたピン穴とピン係合穴どうしを係合ピンにより結合するという簡単な手段と作業により回転不能に結合することができ、特に、回転圧入により沈設する鋼管杭の縦継ぎに好適であるが、回転圧入によらない鋼管杭の縦継ぎに対しても適用でき、また、構造物の柱等の縦継ぎにも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施態様を示す半部截断側面図である。
【図２】上杭と下杭の端部を離して示した半部截断側面図である。
【図３】図１のイーイ線の断面図である。
【図４】下杭の平面図である。
【図５】契合キーによる結合部分の拡大側断面図である。
【符号の説明】
Ａ1  上杭
Ａ2  下杭
１  ボックス継手材
２  嵌受部
３  接合段部
４  接合端面
５，６  ピン係合穴
７  内溝条
10  ピン継手材
11  基筒部
12  嵌受部
14  接合端面
15  接合段部
16，17  ピン穴
19  ネジ孔
20  係合ピン
セットボルト
23  契合キー
【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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