(57)【要約】      （修正有）【課題】接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止する。【解決手段】外周にねじ山を有した雄型の接合端部１３を備える一方の鋼管１０と、内周にねじ山を有して雄型の接合端部１３と螺合する雌型の接合端部２３を備えた他方の鋼管２０とを、互いの接合端部１３、２３を螺合させて接合した構造において、雌型の接合端部２３が備える、当該雌型の接合端部２３の外周面２７から内周面２８に至る貫通孔２９に対し、先端部に凹凸形状を有するボルトを螺合させ、先端部を雄型の接合端部１３の外周面に押圧することで、鋼管接合のゆるみ防止構造を成す。【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の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の接合端部と螺合する雌型の接合端部を備えた他方の鋼管とを、互いの接合端部を螺合させて接合した構造において、
前記雌型の接合端部が、当該雌型の接合端部の外周面から内周面に至る貫通孔を備え、
先端部に凹凸形状を有するボルトを前記貫通孔に螺合させ、前記先端部を前記雄型の接合端部の外周面に押圧してなることを特徴とする鋼管接合のゆるみ防止構造。
【請求項２】
前記ボルトの先端部における凹凸形状は、格子状の溝または凸部或いはそれらの組み合わせで構成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の鋼管接合のゆるみ防止構造。
【請求項３】
前記ボルトの先端部における凹凸形状は、ボルト断面と同心円状の溝または凸部或いはそれらの組み合わせで構成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の鋼管接合のゆるみ防止構造。
【請求項４】
外周にねじ山を有した雄型の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の接合端部と螺合する雌型の接合端部を備えた他方の鋼管とを、互いの接合端部を螺合させて接合した構造のゆるみ防止方法であり、
前記雌型の接合端部が備える、当該雌型の接合端部の外周面から内周面に至る貫通孔に対し、先端部に凹凸形状を有するボルトを螺合させ、前記先端部を前記雄型の接合端部の外周面に押圧することを特徴とする鋼管接合のゆるみ防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管接合のゆるみ防止構造および鋼管接合のゆるみ防止方法に関するものであり、具体的には、接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止する技術に関する。
【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。  
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措置がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
従来技術の如く、セットボルトとその装着孔からなる構造を採用する場合、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、鋼管接合のゆるみやがたつきを招くことになりやすい。例えば、接合実行後の鋼管を鋼管柱として施工するにあたり、鋼管らに回転力が加わる場合があるが、そうした状況において、上述の各孔とセットボルトとの間の不要な遊びが鋼管間のゆるみやがたつきを招来する。また、地震時に鋼管らに作用する水平力によって回転力が生じ同様にゆるみやがたつきが発生する恐れがある。
【０００５】
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。
【０００６】
そこで本発明は、接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の鋼管接合のゆるみ防止構造は、外周にねじ山を有した雄型の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の接合端部と螺合する雌型の接合端部を備えた他方の鋼管とを、互いの接合端部を螺合させて接合した構造において、前記雌型の接合端部が、当該雌型の接合端部の外周面から内周面に至る貫通孔を備え、先端部に凹凸形状を有するボルトを前記貫通孔に螺合させ、前記先端部を前記雄型の接合端部の外周面に押圧してなることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、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ことなく、雌型接合端部と雄型接合端部との螺合を十分なトルクを持って随意に行った位置にて、上述の貫通孔へのボルトの螺合を行えば、効果的な鋼管接合のゆるみ防止構造を簡便に構成することができる。
【０００９】
こうした本発明の構造では、上述したような、所定孔の位置ずれを許容するために鋼管接合のゆるみ等を招いてしまう構造をそもそも有しない上、ボルトの先端部が雄型接合端部の外周面に押圧され、食い込みを生じて互いに一体化する。このことにより、貫通孔へのボルトの螺合後、接合状態の鋼管間に回転力が作用しても、雄型接合端部の外周面とこれに食い込んだボルトとの間に生じている摩擦力によって上述の回転力に確実に抵抗し、鋼管接合におけるゆるみやがたつきの発生を効果的に防止出来る。従って、接合実行後の鋼管を鋼管柱として施工する場合や、地震が発生した場合など、鋼管らに接合を解消する向きの回転力が加わる状況に際し、鋼管接合にゆるみやがたつきが発生するなどの懸念は解消される。また、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も生じない。
【００１０】
つまり本発明によれば、接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止することが可能となる。
【００１１】
なお、本発明の鋼管接合のゆるみ防止構造において、前記ボルトの先端部における凹凸形状は、格子状の溝または凸部或いはそれらの組み合わせで構成されているものである、としてもよい。これによれば、ボルトの先端部における生成容易な凹凸形状により、上述した鋼管間の回転力に確実に抵抗し、鋼管接合におけるゆるみやがたつきの発生を効果的に防止出来る。
【００１２】
また、本発明の鋼管接合のゆるみ防止構造において、前記ボルトの先端部における凹凸形状は、ボルト断面と同心円状の溝または凸部或いはそれらの組み合わせで構成されているものである、としてもよい。これによれば、ボルトの先端部における生成容易な凹凸形状により、上述した鋼管間の回転力に確実に抵抗し、鋼管接合におけるゆるみやがたつきの発生を効果的に防止出来る。
【００１３】
また、本発明の鋼管接合のゆるみ防止方法は、外周にねじ山を有した雄型の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の接合端部と螺合する雌型の接合端部を備えた他方の鋼管とを、互いの接合端部を螺合させて接合した構造のゆるみ防止方法であり、前記雌型の接合端部が備える、当該雌型の接合端部の外周面から内周面に至る貫通孔に対し、先端部に凹凸形状を有するボルトを螺合させ、前記先端部を前記雄型の接合端部の外周面に押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止方法の手順例１を示す図である。
【図２】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例１を示す図である。
【図３】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例２を示す図である。
【図４】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止方法の手順例２を示す図である。
【図５】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例３を示す図である。
【図６】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例４を示す図である。
【図７】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例５を示す図である。
【図８】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例６を示す図である。
【図９】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例７を示す図である。
【図１０】本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例８を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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接合のゆるみ防止方法の手順例１を示す図である。本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造１００は、上下に接合させ一体とする、上側の鋼管２０と下側の鋼管１０からなる１組の鋼管に適用するものである。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。
【００１７】
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（雄型の接合端部）が接合されている。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（雌型の接合端部）が接合されている。この雌型筒体２３は、その内周面２８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。また、雄型筒体１３は、鋼管１０の上端１１において、基部１７を介して立設されている。この基部１７は、後述する雌型筒体２３の貫通孔２９の開口と鋼管接合時に対向するものであり、貫通孔２９を関して当接してくるボルト３０を受け止めて噛み合う部位ともなる。
【００１８】
また、上述の雌型筒体２３は、当該雌型筒体２３の外周面２７から内周面２８に至る貫通孔２９を備えている。図２は本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止構造の例１を示す図である。貫通孔２９は、その内壁にはねじ山２９Ａが切ってあり、雌型筒体２３の外方からのボルト３０の螺合を受け入れるものとなる。一方、当該貫通孔２９に螺合するボルト３０は、その先端部３１に凹凸形状３２を備え、外周面３３に前記の貫通孔２９と螺合するためのねじ山３４を備えるボルトである。ボルト３０は、鋼管１０、２０の接合後における上述の貫通孔２９に螺合される。また、ボルト３０は、図３にも示すように、底部４０において開口したボルト孔４１を備え、締付ボルト５０の嵌合を受け入れる構造となっている。ボルト３０の全長は貫通孔２９の全長以下（同じでもよい）であり、従ってボルト３０の底部４０が雌型筒体２３の外周面２７から突出することはない。一方、ボルト３０は、上述のボルト孔４１を備えるため、当該ボルト３０を貫通孔２９に螺合させるにあたっては、ボルト孔４１の形状に合致する六角ボルトなどの適宜な締付ボルト５０をボルト孔４１に嵌合させ、この締付ボルト５０をトルクレンチ等の締結器具で所定トルクを付与しつつ回転させることで、螺合を進めることが出来る。
【００１９】
こうした構成において、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】
また、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。
【００２２】
上述したように、雄型筒体１３が雌型筒体２３に収められる形となり、鋼管１０と鋼管２０との接合が完了した後、上述した雌型筒体２３における貫通孔２９に対し、上述のボルト３０を螺合させる。図４は、本実施形態における鋼管接合のゆるみ防止方法の手順例２を示す図である。この場合、貫通孔２９は、上述のボルト３０の螺合を雌型筒体２３の外周面２７から受け入れ（図４：ボルト螺合開始時）、その螺合の進行に伴って、ボルト３０の先端部３１を、雌型筒体２３の内周面２８より雄型筒体１３の外周面１６に向けて突出させる。
【００２３】
雌型筒体２３の内周面２８から突出したボルト３０の先端部３１は、雄型筒体１３の外周面１６に当接する。本実施形態では、ボルト３０の先端部３１が雄型筒体１３の外周面１６に当接する部位の例として、基部１７をあげている。所定トルクで貫通孔２９への螺合動作がなされるボルト３０は、螺合の進行に伴って、その先端部３１による雄型筒体１３の外周面１６への押圧力を上述のトルクに応じて増していく。ボルト３０は、この押圧力によって、先端部３１の凹凸形状３２を雄型筒体１３の外周面１６に食い込ませていき、貫通孔２９へのボルト３０の螺合完了時までに、雄型筒体１３と一体化する（図４：ボルト螺合完了時）。
【００２４】
なお、ボルト３０を貫通孔２９に螺合させる際のトルクは、ボルト３０の先端部３１と雄型筒体１３の外周面１６との間で必要な食い込み量に応じ、また、ボルト３０の先端部３１や雄型筒体１３の外周面１６の材質（硬度や靱性、粗度等）を踏まえて適宜設定される。また、雌型筒体２３における貫通孔２９の設置数は、接合状態の鋼管１０、２０に作用する回転力（鋼管同士の接合を解消する向きのもの）の予測値を、例えば、雄型筒体１３の外周面１６に食い込んだ１つのボルト３０が発揮する摩擦力で除算することで算定できる。また、ここで算定した設置数で雌型筒体２３の外周長を除算すれば、雌型筒体２３における貫通孔２９の設置間隔を算定できる。
【００２５】
こうした本実施形態において、接合状態の鋼管１０、２０の間に、その接合を解消する向きの回転力が作用しても、雄型筒体１３の外周面１６とこれに食い込んだボルト３０の先端部３１との間に生じている摩擦力によって上述の回転力に確実に抵抗し、鋼管接合におけるゆるみやがたつきの発生を効果的に防止出来る。従って、接合実行後の鋼管１０、２０を鋼管柱として施工する場合や、地震が発生した場合など、鋼管らにその接合を解消する向きの回転力が加わる状況が生じても、鋼管接合にゆるみやがたつきが発生するなどの懸念は解消される。
【００２６】
なお、接合状態にあって一体となった鋼管１０、２０を鋼管柱や鋼管杭として実際に施工する際、施工トラブルの発生等で施工を中断し、その接合を解除する必要が生じる場合がある。その場合、上述のボルト３０と貫通孔２９との螺合を解除してボルト３０を貫通孔２９より抜き去り、鋼管１０と鋼管２０との各接合端部の螺合解消を許容することも出来る。こうした状況に対応したボルト３０としては、予め定まった所定値以上のトルクをかけない限り、貫通孔２９との螺合ゆるみが生じない特性を備えたボルトを採用すれば、通常時は鋼管接合のゆるみを確実に防止する一方、必要な際には鋼管接合の解除を許容出来ることとなって好適である。他方、ボルト３０と貫通孔２９との螺合解消を想定しない場合、ボルト３０と貫通孔２９との螺合面に固化材を塗布するなど、ボルト３０と貫通孔２９との螺合を完全に固定する措置を行うとすればよい。
【００２７】
また、ボルト３０の先端部３１における凹凸形状３２は、図５〜７に例示するように、格子状の溝３５と凸部３６を適宜組み合わせて構成したものとなる。図５に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に格子状の溝３５のみを形成したものである。また、図６に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に格子状の凸部３６のみを形成したものである。また、図７に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に格子状の溝３５と凸部３６を組み合わせて形成したものである。
【００２８】
なお、上述の格子状の溝３５と凸部３６の組み合わせや、表面３７からの格子状の溝３５の深さや凸部３６の高さ、或いは、格子状の溝３５や凸部３６の配置数および配置間隔は、ボルト３０の先端部３１と雄型筒体１３の外周面１６との間で必要な食い込み量に応じ、また、ボルト３０の先端部３１や雄型筒体１３の外周面１６の材質（硬度や靱性、粗度等）を踏まえて適宜設定される。
【００２９】
また、ボルト３０の先端部３１における凹凸形状３２としては、図８〜１０に例示するように、ボルト断面と同心円状の溝３８と凸部３９を適宜組み合わせて構成したものとできる。図８に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に、ボルト断面と同心円状の溝３８のみを形成したものである。また、図９に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に、ボルト断面と同心円状の凸部３９のみを形成したものである。また、図１０に例示する凹凸形状３２は、先端部３１の表面３７に、ボルト断面と同心円状の溝３８と凸部３９部３６を組み合わせて形成したものである。
【００３０】
上述の同心円状の溝３８と凸部３９の組み合わせや、表面３７からの同心円状の溝３８の深さや凸部３９の高さ、或いは、同心円状の溝３８や凸部３９の配置数および配置間隔は、上述と同様に、ボルト３０の先端部３１と雄型筒体１３の外周面１６との間で必要な食い込み量に応じ、また、ボルト３０の先端部３１や雄型筒体１３の外周面１６の材質（硬度や靱性、粗度等）を踏まえて適宜設定される。
【００３１】
以上、本実施形態によれば、接合された鋼管間のゆるみやがたつきの発生を簡便かつ確実に防止する事が可能となる。
【００３２】
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】
【００３３】
１０  下側の鋼管
１１  下側の鋼管の上端
１２  雄ねじ
１３  雄側筒体（雄型の接合端部）
１４  円筒部
１５  円筒部の端面
１６  外周面
１７  基部
２０  上側の鋼管
２１  上側の鋼管の下端
２２  開口
２３  雌型筒体（雌型の接合端部）
２４  雌ねじ
２５  内面座
２７  外周面
２８  内周面
２９  貫通孔
３０  ボルト
３１  先端部
３２  凹凸形状
３３  外周面
３４  ねじ山
３５  格子状の溝
３６  格子状の凸部
３７  先端部の表面
３８  同心円状の溝
３９  同心円状の凸部
４０  底部
４１  ボルト孔
５０  締付ボルト
１００  鋼管接合のゆるみ防止構造
【図１】
2013245480.tif 000003
【図３】
2013245480.tif 000004
【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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【図１０】
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【図２】
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