(57)【要約】【課題】鋼管同士を簡便にがたつき無く接合する。【解決手段】外周面３１がテーパ状の凸部３２を備えたナット体３０を、一方の鋼管１０における雄型接合端部１３に螺合させ、ナット体３０が螺合した雄側接合端部１３に、他方の鋼管２０における雌型接合端部２３を螺合させることで、雌型接合端部２３の開口２２においてテーパ状をなす内壁２６により、ナット体３０の凸部３２におけるテーパ状の外周面３１を押圧して当該ナット体３０を雄型接合端部１３に締め付けて、鋼管の接合構造１００をなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合構造であり、
外周面がテーパ状の凸部を備えたナット体を、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させ、前記ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁により、前記ナット体の凸部におけるテーパ状の外周面を押圧して当該ナット体を前記雄型接合端部に締め付けてなることを特徴とする鋼管の接合構造。
【請求項２】
前記ナット体の凸部における外周面が、当該ナット体におけるねじ孔の中心軸より偏芯しているものであることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の接合構造。
【請求項３】
前記ナット体の凸部における外周面のうち当該凸部の底部付近が、当該ナット体におけるねじ孔の中心軸より偏芯しているものであることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の接合構造。
【請求項４】
外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合方法であり、
外周面がテーパ状の凸部を備えたナット体を、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させ、前記ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁により、前記ナット体の凸部におけるテーパ状の外周面を押圧して当該ナット体を前記雄型接合端部に締め付けることを特徴とする鋼管の接合方法。
【請求項５】
外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合構造において、外周面がテーパ状の凸部を備え、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させるナット体であり、
当該ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁によって、前記テーパ状の外周面を押圧され、前記雄型接合端部に締め付けられるものであることを特徴とする鋼管接合用ナット体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の接合構造、鋼管の接合方法、および鋼管接合用ナット体に関するものであり、具体的には、鋼管同士を簡便にがたつき無く接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高層集合住宅やオフィスビル、駅施設などの各種建築物において、鉄骨鉄筋コンクリート構造に代わり、鋼管柱を用いたコンクリート充填鋼管構造の採用が増えている。また、同様の構造の杭、すなわち鋼管杭も従来から建築基礎等に広く用いられている。こうした鋼管を接合させる技術としては、例えば、鋼管杭端にそれぞれ設けられ、雄ねじを有する雄側筒体と雌ねじを有する雌側筒体とからなり、ねじは平行ねじの３条以上の多条ねじとし、雄側筒体の先端に前記雌ねじ内径に遊嵌する外径を有する円筒部を設けたことを特徴とする鋼管杭の接合継手（特許文献１参照）などが提案されている。
【０００３】
この接合継手においては、円筒部の外周に凹溝又は凹孔を設け、該凹溝又は凹孔に嵌入するセットボルトの装着孔を前記雌側筒体に設けることで、施工中の杭が逆転した際に、ねじ継手に無用な動きが生じることを抑止する技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１１０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のようにセットボルトを用いる場合、雄側筒体と雌側筒体とを互いに螺合させた状態において、雄側筒体の凹孔と雌側筒体の装着孔とが、セットボルトを挿通可能な程度に位置的に合致している必要がある。そのため、螺合時の少々の位置ずれにも対応できるよう、雄側筒体と雌側筒体における各孔の開口を拡大し、上記の位置ずれに関して所定の余裕を持たせておく必要があった。このような構造は、上記各孔とこれに挿通されたセットボルトとの間で不要な遊びを生じ、互いに接合する鋼管間でのがたつきを招くことになりやすい。  
一方、セットボルトとの間で不要な遊びが生じないよう、上記各孔の開口を拡大しないものとすると、雄側筒体と雌側筒体との螺合時における上記各孔の位置を高精度に合致させる必要がある。この場合、雄側筒体および雌側筒体におけるねじ山等の加工精度を相応に高める必要があり、コストや手間の大幅な増大につながることになる。  
そこで本発明は、鋼管同士を簡便にがたつき無く接合する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の鋼管の接合構造は、外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合構造であり、外周面がテーパ状の凸部を備えたナット体を、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させ、前記ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁により、前記ナット体の凸部におけるテーパ状の外周面を押圧して当該ナット体を前記雄側接合端部に締め付けてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明における鋼管の接合構造によれば、鋼管間での雄型接合端部と雌型接合端部との螺合時において特段の位置決め精度に配慮する必要がなく、単純に雌型接合端部を雄型接合端部に螺合させることで、予め雄型接合端部に螺合させているナット体が、雌型接合端部によって雄型接合端部に締め付けられる構造となる。この締め付け構造は、前記凸部におけるテーパ状の外周面が、雌型接合端部における開口のテーパ状の内壁によってナット体の中心軸方向に押圧されることで形成され、前記凸部を有するナット体と雌型接合端部との接合強度は勿論、当該ナット体と雄型接合端部との接合強度を高め、雄側接合端部および雌型接合端部とナット体とが一体化し、上述の鋼管同士が良好な強度をもって接合する効果を奏する。
【０００８】
従って本発明によれば、従来技術のように、雄側筒体と雌側筒体との螺合時における所定孔の位置ずれを許容したために、接合する鋼管間でがたつきが発生したり、或いは、雄側筒体と雌側筒体との螺合時における位置決め精度に配慮することで部材の製作コストや手間が増大するといった課題は生じない。  
つまり本発明によれば、鋼管同士を簡便にがたつき無く接合する技術を提供可能となる。
【０００９】
なお、前記鋼管の接合構造において、前記ナット体の凸部における外周面が、当該ナット体におけるねじ孔の中心軸より偏芯しているものであるとしてもよい。この発明によれば、前記凸部における偏芯したテーパ状の外周面が、雌型接合端部における開口のテーパ状の内壁によってナット体の中心軸方向に押圧される際、前記凸部の偏芯部分が、雌型接合端部と雄型接合端部との間の隙間に打ち込まれる楔と同様の効果を奏することになり、前記凸部を有するナット体と雌型接合端部との接合強度は勿論、当該ナット体と雄型接合端部との接合強度を更に高め、雄側接合端部および雌型接合端部とナット体とが確実に一体化し、接合した鋼管同士ががたつく事無く良好な強度をもって接合することになる。
【００１０】
また、前記鋼管の接合構造において、前記ナット体の凸部における外周面のうち当該凸部の底部付近が、当該ナット体におけるねじ孔の中心軸より偏芯しているものであるとしてもよい。この発明によれば、雌型接合端部と雄型接合端部との螺合が進行し、雌型接合端部における開口の内壁が、前記ナット体の凸部に当接し始めた時点では、前記開口の内壁と前記凸部の外周面とがテーパ状の表面を介して当接することで、ナット体が雄側接合端部に締め付けられ、その後、雌型接合端部と雄型接合端部との螺合が更に進行し、雌型接合端部における開口の内壁が、前記ナット体における凸部の底部付近に当接した後は、前記凸部の偏芯部分が、雌型接合端部と雄型接合端部との間の隙間に打ち込まれる楔と同様の効果を奏することになる。従って、雄型接合端部と雌型接合端部の螺合進行に伴い、ナット体を雄型接合端部に締め付けて鋼管同士の接合を確実に維持しつつ、偏芯した凸部による楔効果を発揮して接合した鋼管間でのがたつきを確実に抑止する効果を奏することになる。
【００１１】
また、本発明の鋼管柱の接合方法は、外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合方法であり、外周面がテーパ状の凸部を備えたナット体を、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させ、前記ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁により、前記ナット体の凸部におけるテーパ状の外周面を押圧して当該ナット体を前記雄型接合端部に締め付けることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の鋼管接合用ナット体は、外周にねじ山を有した雄型接合端部を備える一方の鋼管と、内周にねじ山を有して前記雄型接合端部と螺合する雌型接合端部を備えた他方の鋼管との接合構造において、外周面がテーパ状の凸部を備え、前記一方の鋼管における雄型接合端部に螺合させるナット体であり、当該ナット体が螺合した前記雄側接合端部に、前記他方の鋼管における雌型接合端部を螺合させることで、前記雌型接合端部の開口においてテーパ状をなす内壁によって、前記テーパ状の外周面を押圧され、前記雄型接合端部に締め付けられるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鋼管同士を簡便にがたつき無く接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における鋼管の接合方法の手順例を示す図である。
【図２】本実施形態における鋼管接合用ナット体の締め付け構造例を示す図である。
【図３】本実施形態における鋼管接合用ナット体の例１を示す図である。
【図４】本実施形態における鋼管接合用ナット体の例２を示す図である。
【図５】本実施形態における鋼管接合用ナット体の例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における鋼管の接合方法の手順例を示す図である。本実施形態における鋼管の接合構造１００は、上下に接合させ一体とする１組の鋼管に適用するものであり、上側の鋼管２０の下端２１と下側の鋼管１０の上端１１にて構成される。なお、本実施形態における鋼管としては、鋼管柱ないし鋼管杭を想定できる。
【００１６】
こうした、互いに接合する１組の鋼管１０、２０のうち、例えば下側の鋼管１０の上端１１には、外周に雄ねじ１２を有する雄側筒体１３（雄型接合端部）が凸設されている。一方、上側の鋼管２０の下端２１には、雄型筒体１３を受け入れる開口２２を備えた雌型筒体２３が凸設されている。この雌型筒体２３は、その内周において、上述の雄型筒体１３の雄ねじ１２と螺合する雌ねじ２４を有している。
【００１７】
上述の雄型筒体１３には、外周面３１がテーパ状の凸部３２を備えたナット体３０（鋼管接合用ナット体）が螺合されている。このナット体３０は、図３等に例示するように、底面に底部孔３６を備えた基部３５と、この基部３５より凸設された凸部３２とから構成されている。凸部３２と基部３５は、凸部３２の上端面３４に備わる上部孔３７から延びるねじ孔３３で連通している。このねじ孔３３の内周面には、雄型筒体１３の雄ねじ１２と螺合するねじ山が備わっている。
【００１８】
こうしたナット体３０は、上述の基部３５における底部孔３６を介して、ねじ孔３３での雄型筒体１３の螺合を受け入れ、その螺合の進行に伴って凸部３２の上部孔３７より雄型筒体１３を突出させる。当該螺合の完了時においては、図１に例示するように、ナット体３０の基部３５の底面が、雄型筒体１３の上端１１に当接し、凸部３２の上部孔３７より雄型筒体１３が適宜長だけ突出した状態となる。
【００１９】
この状態において、上側の鋼管２０の雌側筒体２３の開口２２を、下側の鋼管１０の雄型筒体１３に嵌合させ（図１：嵌合時）、例えば、上側の鋼管２０を、雌側筒体２３における雌ねじ２４の方向に合わせて回転させると（図１：回転時）、雄型筒体１３の雄ねじ１２と雌型筒体２３の雌ねじ２４との螺合が進行し、雄型筒体１３が雌型筒体２３に収められる形となる（図１：接合完了時）。
【００２０】
なお、雄型筒体１３は、その先端において、雌型筒体２３の雌ねじ２４の内径に遊嵌する外径を有する円筒部１４を備えている。この場合、上述のように下側の鋼管柱１０の雄型筒体１３に、上側の鋼管２０の雌側筒体２３の内空２２を嵌合させる際、ねじ山を有さず雌ねじ２４の内径にスムーズに遊嵌する円筒部１４が、上記嵌合のためのガイドとなる。また、この円筒部１４が、雌型筒体２３における雌ねじ２４の内径に遊嵌することで、接合させる鋼管１０、２０同士の心合わせを自動調心でき、雄ねじ１２と雌ねじ２４の正常な噛み合いも精度よく達成される。
【００２１】
上述したように、雄型筒体１３の雄ねじ１２と雌型筒体２３の雌ねじ２４との螺合が進行するにあたっては、雌側筒体２３の下端が雄型筒体１３に徐々に接近し、ある時点で、雌側筒体２３の開口２２におけるテーパ状の内壁２６（図１、図２）が、上述のナット体３０におけるテーパ状の外周面３１に当接し始める（図１：回転時）。
【００２２】
この、雌側筒体２３の内壁２６と、ナット体３０の外周面３１との当接は、前記の螺合が進行する（図２：“螺合進行”の矢印）に伴って進行し、雌側筒体２３の内壁２６とナット体３０の外周面３１との当接面積が拡大することになる。また、当該当接の進行により、雌側筒体２３の内壁２６がナット体３０の外周面３１に当接する際の押圧力が増加するよう、前記の内壁２６と外周面３１の各々のテーパ角度は調整してある。従って、上述の螺合およびこれによる当接が進行するに伴い、雌側筒体２３の内壁２６はナット体３０の外周面３１により強い押圧力（図２：“押圧”の矢印）にて当接するようになる。
【００２３】
つまり、雄型筒体１３の雄ねじ１２と雌型筒体２３の雌ねじ２４との螺合が進行するに応じ、雌側筒体２３における前記の内壁２６で、ナット体３０の凸部３２における前記の外周面３１を全周にわたってより強く押圧し、当該ナット体３０におけるねじ孔３３が縮小する力が加わる。これにより、ナット体３０はねじ孔３３を縮小する形で雄型筒体１３に締め付けられ（図２：“締め付け”の矢印）、ひいては、これら雄型筒体１３とナット体３０、および当該ナット体３０を押圧している雌側筒体２３らが全て所定の接合強度で密着し一体化することになる。
【００２４】
従って、こうした接合構造によれば、単純に雌側筒体２３を雄型筒体１３に螺合させれば、ナット体３０と雌側筒体２３との接合強度は勿論、当該ナット体３０と雄型筒体１３との接合強度を高め、雄型筒体１３および雌側筒体２３とナット体３０とが一体化し、上述の鋼管同士が良好な強度をもって接合する効果を奏する。勿論、従来のように、鋼管間での雄型接合端部と雌型接合端部との螺合時において特段の位置決め精度に配慮する必要や、また、高精度の部材製作を伴うこともなく、手間やコストの点でも従来より優れた接合構造を提供できる。
【００２５】
なお、雄型筒体１３の雄ねじ１２と雌型筒体２３の雌ねじ２４との螺合が進行し、雄型筒体１３が雌型筒体２３の奥部付近まで達した際、雄型筒体１３の円筒部１４は、その端面１５を、雌型筒体２３の奥部に備わる内面座２５に当接することとなり、それ以上の螺合の進行を抑制する。これにより、必要以上の螺合が進んで雄型筒体１３が雌型筒体２３に食い込み、ひいては鋼管１０、２０らが破損する事態を回避できる。なお、内面座２５は、雌ねじ２４の内径を狭める形で、雌ねじ２４のねじ山より鋼管２０の軸心方向にせり出した構造をなしている。
【００２６】
また、上述したナット体３０においては、図３に示すように、上述の凸部３２における外周面３１の中心軸Ａが、当該ナット体３０におけるねじ孔３３の中心軸Ｂと一致している。一方、このようなナット体３０の他に、図４に示すように、上述の凸部３２における外周面３１の中心軸Ａが、当該ナット体３０におけるねじ孔３３の中心軸Ｂより偏芯しているナット体３０を採用することもできる。
【００２７】
こうしたナット体３０を採用することで、前記の外周面３１が、雄型筒体１３の雄ねじ１２と雌型筒体２３の雌ねじ２４との螺合の進行に応じて接近してくる上述の内壁２６と当接し、この内壁２６によって、前記のねじ孔３３の中心軸Ｂ方向に押圧される際、凸部３２の偏芯部分４１が、雌側筒体２３と雄型筒体１３との間の隙間に打ち込まれる楔と同様の効果を奏することになる。偏芯部分４１は、凸部３２のうち、上述の外周面３１の中心軸Ａが、ねじ孔３３の中心軸Ｂより偏芯している偏芯距離に対応した幅で、凸部３２の壁厚が拡大した部位となる。当然ながら、凸部３２における他部位４２より、その壁厚は大きい。
【００２８】
偏芯部分４１が、上述の螺合に応じて、雌側筒体２３と雄型筒体１３との間の隙間に押圧力をもって入り込み、当該箇所に打ち込まれた楔と同様に、ナット体３０と雌側筒体２３との接合強度を高める。また、ナット体３０と雄型筒体１３との接合強度も更に高まることになる。こうした偏芯部分４１による楔効果で、雄型筒体１３および雌側筒体２３とナット体３０とがより強固に一体化し、接合した鋼管間で螺合を解く方向での負荷がかかっても、楔としての偏芯部分４１が鋼管間の挙動を抑え、がたつきの発生を確実に抑止することにつながる。
【００２９】
なお、上述した偏芯部分４１を、ナット体３０の凸部３２における外周面３１の全面にわたって設けた構造の他、凸部３２の底部３８付近に設けた構造も採用できる。この場合、図５に例示するように、凸部３２の上端面３４から所定距離下方までの区間３９における前記の外周面３１の中心軸を中心軸Ａ１、真円区間３９以降の底部３８までの区間４０における前記の外周面３１の中心軸を中心軸Ａ２、とした場合、前記の区間３９での中心軸Ａ１から、前記の区間４０での中心軸Ａ２に中心軸が遷移することになる。なお、前記の区間３９は、外周面３１の中心軸とねじ孔３３の中心軸とが一致する真円区間であり、一方、前記の区間４０は、外周面３１の中心軸とねじ孔３３の中心軸とが一致しない偏芯区間である。
【００３０】
ナット体３０としてこのような構造を採用した場合、雌側筒体２３と雄型筒体１３との螺合が進行し、まず、雌側筒体２３における開口２２の内壁２６が、ナット体３０の凸部３２に当接し始めた時点では、前記の内壁２６と前記の外周面３１とがテーパ状の表面を介して当接することで、ナット体３０が雄型筒体１３に締め付けられ、その後、上述の螺合が更に進行し、前記の内壁２６が、ナット体３０における上述の偏芯区間４０にまで達した後は、前記の偏芯部分４１が、雌側筒体２３と雄型筒体１３との間の隙間に打ち込まれる楔と同様の効果を奏することになる。
【００３１】
従って、雄型筒体１３と雌側筒体２３との螺合進行に伴い、ナット体３０を雄型筒体１３に締め付けて鋼管同士の接合を確実に維持しつつ、偏芯した凸部３２すなわち偏芯部分４１による楔効果を発揮し、接合した鋼管間でのがたつきを確実に抑止する効果を奏することになる。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、鋼管同士を簡便にがたつき無く接合することが可能となる。
【００３３】
本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  下側の鋼管
１１  下側の鋼管の上端
１２  雄ねじ
１３  雄側筒体（接合端部）
１４  円筒部
１５  円筒部の端面
２０  上側の鋼管
２１  上側の鋼管の下端
２２  開口
２３  雌型筒体（接合端部）
２４  雌ねじ
２５  内面座
２６  内壁
３０  ナット体、鋼管接合用ナット体
３１  外周面
３２  凸部
３３  ねじ孔
３４  上端面
３５  基部
３６  底部孔
３７  上部孔
３８  凸部の底部
３９  真円区間
４０  偏芯区間
４１  偏芯部分
１００  鋼管の接合構造
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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