(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上杭と下杭を接合する杭の接続構造において、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固定し、該端部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、前記筒状突起にピンを圧入して凹部内で前記筒状突起を拡開させることにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付け、筒状突起を凹部内に固定するようにしたことを特徴とする杭の接続構造。
【請求項２】
上杭と下杭を接合する杭の接続構造において、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、前記筒状突起にピンを圧入して凹部内で前記筒状突起を拡開させることにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付け、筒状突起を凹部内に固定するようにしたことを特徴とする杭の接続構造。
【請求項３】
筒状突起に軸方向にスリットを形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の杭の接続構造。
【請求項４】
凹部の内周面を奥側に拡がる逆テーパ状に形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の杭の接続構造。
【請求項５】
筒状突起の外周面を先細のテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の杭の接続構造。
【請求項６】
筒状突起の外周面に突部及び／又は溝を形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡開したときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に嵌合する突部を形成したことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の杭の接続構造。
【請求項７】
筒状突起の外周面及び／又は凹部の内周面を、粗面に形成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の杭の接続構造。
【請求項８】
ピンを凹部の底部に固定したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の杭の接続構造。
【請求項９】
筒状突起を一方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、凹部を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔を利用して形成するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の杭の接続構造。
【請求項１０】
ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部を大径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部分とをなだらかな曲面からなるアール部を介して接続するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の杭の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭の接続構造に関し、特に、上杭と下杭を簡単かつ確実に接合することができる作業性の高い杭の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上杭と下杭を接合する杭の接続構造としては、上杭と下杭の端部金属板同士を溶接により接合する方法が汎用されている。
この溶接による杭の接続構造は、溶接に時間を要したり、天候によっては施工現場において溶接作業を行うことができなかったり、さらに、溶接の欠陥や溶接部の脆化を防止するためには、所要の設備と熟練した技術者を必要とし、コストがかかったり、技術者が不足がちになるという問題があった。
【０００３】
また、この問題点に対処するため、上杭の端部と下杭の端部に、一対の内嵌部と外嵌部を振り分けて設けるとともに、これら内嵌部と外嵌部にそれぞれねじを形成し、内嵌部と外嵌部を螺合接続するようにした杭の接続構造が知られている。
しかしながら、上杭の端部と下杭の端部に設けた内嵌部と外嵌部を螺合接続する杭の接続構造は、大径となる内嵌部と外嵌部にねじを形成するための機械加工がコスト高を招き、また、重量物である杭の螺合接続作業は作業性が悪く、多大な手間を要し、さらに、内嵌部と外嵌部に形成したねじが損傷を受けやすく、この場合には、螺合接続作業が困難になるという問題を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の杭の接続構造が有する問題点に鑑み、上杭と下杭を簡単かつ確実に接合することができる作業性の高い杭の接続構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の杭の接続構造は、上杭と下杭を接合する杭の接続構造において、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固定し、該端部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、前記筒状突起にピンを圧入して凹部内で前記筒状突起を拡開させることにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付け、筒状突起を凹部内に固定するようにしたことを特徴とする。
また、同じ目的を達成するため、本発明の杭の接続構造は、上杭と下杭を接合する杭の接続構造において、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、前記筒状突起にピンを圧入して凹部内で前記筒状突起を拡開させることにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付け、筒状突起を凹部内に固定するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この杭の接続構造は、ピンを筒状突起に合わせた状態で、筒状突起と凹部を位置決めし、上杭を下杭に突き合わせることにより、上杭の自重でピンが凹部の底部に当接し、筒状突起内に圧入されることよって筒状突起が拡開し、これにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付けて筒状突起を凹部内に固定し、この筒状突起が凹部内に固定されることによって上杭と下杭を接合することができる。
そして、さらに、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固定し、該端部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成することから、凹部を深く形成して筒状突起との接触面積を増大させることができ、これにより、端部金属板同士の固定を強化して杭を強固に接合することができる。
【０００７】
この場合において、筒状突起に軸方向にスリットを形成することができる。
【０００８】
これにより、筒状突起の拡開を、容易かつ正確に行うことができる。
【０００９】
また、凹部の内周面を奥側に拡がる逆テーパ状に形成することができる。
【００１０】
これにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００１１】
また、筒状突起の外周面を先細のテーパ状に形成することができる。
【００１２】
これにより、筒状突起の凹部への位置決めと嵌挿を容易に行うことができる。
【００１３】
また、筒状突起の外周面に突部及び／又は溝を形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡開したときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に嵌合する突部を形成することができる。
【００１４】
これにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００１５】
また、筒状突起の外周面及び／又は凹部の内周面を、粗面に形成することができる。
ここで、「粗面」とは、規則的な凹凸のほか、不規則な凹凸も含むものとする。
【００１６】
これにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００１７】
また、ピンを凹部の底部に固定することができる。
【００１８】
これにより、筒状突起をピン又は凹部の何れか一方に合わせるだけで、ピンと凹部の両方に筒状突起を位置決めすることができる。
【００１９】
また、筒状突起を一方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、凹部を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔を利用して形成することができる。
【００２０】
これにより、プレストレストコンクリート杭に配設される端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔を利用して、筒状突起と凹部を簡易に設けることができる。
【００２１】
また、ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部を大径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部分とをなだらかな曲面からなるアール部を介して接続することができる。
【００２２】
これにより、杭の接合部に外力が加わった場合における筒状突起のねじ部のねじ山の谷で生じる応力集中による破壊を防止し、筒状突起の強度を保持して、杭の接合をより強固にすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の杭の接続構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図４に、本発明の杭の接続構造の一実施例を示す。
この杭の接続構造は、コンクリート杭からなる上杭１の端部金属板２と、同じくコンクリート杭からなる下杭３の端部金属板４を介して、上杭１と下杭３を接合するようにしたものである。
【００２５】
本実施例の杭の接続構造は、かかる構造を基本として、下杭３の端部金属板４に形成したねじ孔９に複数の筒状突起５を螺設することにより、下杭３の端面から筒状突起５が下杭３の軸方向に突設している。
また、上杭１の端部金属板２には、略同形の補助金属板２１を固定し、該端部金属板２及び補助金属板２１に、前記筒状突起５が嵌挿される凹部６を形成するようにしている。
そして、筒状突起５に逆テーパ状のピン７を圧入し、筒状突起５を凹部６内で拡開させることにより、筒状突起５の外周面を凹部６の内周面に押し付け、筒状突起５を凹部６内に固定し、この筒状突起５が凹部６内に固定されることによって、端部金属板２、補助金属板２１及び端部金属板４を介して、上杭１と下杭３を接合するようにしている。
【００２６】
筒状突起５は、塑性変形可能な金属等の円筒状のものからなり、基部に形成したねじ部５ａを端部金属板４に形成したねじ孔９に螺合させることにより固定されている。
この場合、図３〜図４に示すように、筒状突起５には、ねじ孔９に螺合する筒状突起のねじ部５ａの上部にはねじ山を形成せず、かつ、ねじ部５ａを大径に形成して、ねじ部５ａとねじ山を形成していない部分とをなだらかな曲面からなるアール部５１を介して接続するようにしている。
これにより、杭の接合部に外力が加わった場合における筒状突起５のねじ部５ａのねじ山の谷で生じる応力集中による破壊を防止し、筒状突起５の強度を保持して、杭の接合をより強固にすることができる。
また、筒状突起５には、図４に示すように、軸方向にスリット８が形成されており、これにより、ピン７を圧入したとき、筒状突起５の拡開が、容易かつ正確に行うことができるようにしている。
なお、図４に示す筒状突起５においては、４本のスリット８を等しい角度間隔に形成したが、スリット８の本数は、４本に限定されず、５本以上あるいは３本以下にも設定することができる。
【００２７】
凹部６は、奥側に拡がる逆テーパ状に形成されており、この凹部６の逆テーパの角度は、ピン７の逆テーパの角度に合わせることが好適である。
このように、凹部６を逆テーパ状に形成することにより、拡開した筒状突起５の凹部６内での固定を確実にすることができる。
【００２８】
ピン７は、筒状突起５に嵌挿することにより仮固定することができるようにされており、このため、逆テーパ状に形成した逆テーパ部７ｂの下部に若干小径の案内用軸部７ａを一体に備えるようにしている。
また、ピン７は、少なくとも、端部金属板２及び端部金属板４の接合部を跨ぐ長さのものを用いることが望ましい。これにより、上杭１の端部金属板２と下杭３の端部金属板４の接合部の剪断強度を向上することができるものとなる。
【００２９】
そして、補助金属板２１は、図１〜図２に示すように、端部金属板２に予め穿設された緊張用ボルトのねじ孔９を利用し、このねじ孔９にボルト１３を螺合することにより、端部金属板２に一体に固定されている。
なお、補助金属板２１の端部金属板２への固定は、このような締結具以外に、溶接等の適宜の手段によって実施することができる。
【００３０】
ところで、この杭の接続構造では、図２（ｂ）に示すように、ピン７を筒状突起５に挿入した状態で、筒状突起５と凹部６を位置決めし、上杭１の端部金属板２を下杭３の端部金属板４に突き合わせることにより、上杭１の自重でピン７が凹部６の底部６ａに当接して、筒状突起５内に圧入されることから、図２（ａ）に示すように、筒状突起５が拡開し、これによって、筒状突起５の外周面を凹部６の内周面に押し付け、筒状突起５を凹部６内に固定し、この筒状突起５が凹部６内に固定されることによって、端部金属板２及び端部金属板４を介して、上杭１と下杭３を簡単かつ確実に接合することができる。
【００３１】
一方、図５に示すように、筒状突起５の外周面を先細のテーパ状に形成することも可能であり、これにより、筒状突起５の凹部６への位置決めと嵌挿を容易に行うことができるものとなる。
なお、この杭の接続構造では、後述する緊張用ボルトのねじ孔９を利用し、スペーサ１０を併用することにより、筒状突起５と凹部６を設けるようにしている。
【００３２】
また、図６に示すように、ピン７を予め凹部６の底部６ａの中心に固定しておくことも可能であり、これにより、筒状突起５をピン７に挿入するだけで、筒状突起５を凹部６に容易に位置決めすることができるものとなる。
この場合、ピン７の案内用軸部７ａを凹部６から所要長さ突出させるとともに、この案内用軸部７ａを、筒状突起５に挿入しやすいように若干小径に形成することができる。
また、ピン７を短くして凹部６から出ないように固定した場合は、筒状突起５を凹部６に位置決めするだけで、筒状突起５をピン７に自動的に位置合わせすることができる。
【００３３】
ところで、プレストレストコンクリート杭の端部金属板２、４には、図７（ａ）に示すように、プレストレストコンクリート杭の製造時に使用した緊張用ボルトのねじ孔９が、位相を同じくして等間隔で複数形成されている。
この緊張用ボルトのねじ孔９は、プレストレストコンクリート杭の製造時に使用したもので、杭の打設時には不要のものであるが、本実施例は、この端部金属板２、４に形成された緊張用ボルトのねじ孔９を利用して、筒状突起５と凹部６を簡易に設けることができるようにしたものである。
すなわち、図７（ｂ）に示すように、筒状突起５の基部にねじ部５ａを形成し、下杭３の端部金属板４に形成された緊張用ボルトのねじ孔９に螺設するとともに、凹部６を上杭１の端部金属板２に形成された緊張用ボルトのねじ孔９を利用して形成するようにしている。
なお、凹部６は、緊張用ボルトのねじ孔９をそのまま用いることもできるが、逆テーパ状に形成することもできる。この場合、内部を逆テーパ状に形成したナット状のスペーサ１０を設け、このスペーサ１０を緊張用ボルトのねじ孔９に螺合させることにより、凹部６を逆テーパ状に形成することができる。
また、図７（ａ）に示すように、プレストレストコンクリート杭の端部金属板２、４に形成されている緊張用ボルトのねじ孔９を用いずに、別途ねじ孔等を形成することにより、筒状突起５及び凹部６を設けることもできる。
【００３４】
また、図８（ａ）に示すように、筒状突起５の外周面に環状の突部１１を形成するとともに、凹部６の内周面に、筒状突起５が拡開したときに突部１１が嵌合する環状の溝１２を形成することができる。
この場合、筒状突起５の外周面に形成する環状の突部１１としては、例えば、コイルスプリング等の別部材を利用することもできる。
また、突部１１及び溝１２は、必ずしも、環状に形成する必要はなく、断続的に形成することもできる。
これにより、拡開した筒状突起５の凹部６内での固定を確実にすることができる。
【００３５】
一方、図８（ｂ）に示すように、筒状突起５の外周面に環状の溝１２を形成するとともに、凹部６の内周面に、筒状突起５が拡開したときに溝１２に嵌合する環状の突部１１を形成することができる。
この場合も、凹部６の内周面に形成する環状の突部１１としては、例えば、コイルスプリング等の別部材を利用することもできる。
また、突部１１及び溝１２は、必ずしも、環状に形成する必要はなく、断続的に形成することもできる。
これにより、拡開した筒状突起５の凹部６内での固定を確実にすることができる。
【００３６】
このほか、筒状突起の外周面及び／又は凹部の内周面を、粗面に形成する（図示省略）ことができる。
ここで、「粗面」とは、環状等の規則的な凹凸のほか、不規則な凹凸も含むものとする。
これにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００３７】
さらに、上記各実施例においては、筒状突起５を円筒状のもので、また、凹部６を筒状突起５が嵌挿される円穴状のもので説明したが、筒状突起５の形状は、三角筒や四角筒、略多角形の断面を有する筒体のほか、楕円や他の任意の断面形状を有する筒体を適宜に選択して構成することができ、凹部６もこれら筒状突起５の形状に対応した三角穴や四角穴、略多角形の断面を有する穴のほか、楕円や他の任意の断面形状を有する穴に形成することができる。
この場合、ピン７も、筒状突起５の形状に合わせて、三角柱や四角柱、略多角形の断面を有する柱体のほか、楕円や他の任意の断面形状を有する柱体に形成したものを用いるようにする。
【００３８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の杭の接続構造は、この実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるようにしたり、筒状突起５を端部金属板４に突設するに当たり螺設することに代えて、溶接、焼嵌め等の固着手段を適用する等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
また、本発明の杭の接続構造は、コンクリート杭のほか、鋼管杭等にも採用することができる。
なお、筒状突起５は上杭又は下杭の何れにも形成することができ、凹部６もこれに対応して上杭又は下杭の何れにも形成することができる。何れの杭に筒状突起５又は凹部６を形成するかは、施工条件等に応じて、適宜選択することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の杭の接続構造によれば、ピンを筒状突起に合わせた状態で、筒状突起と凹部を位置決めし、上杭を下杭に突き合わせることにより、上杭の自重でピンが凹部の底部に当接し、筒状突起内に圧入されることよって筒状突起が拡開し、これにより、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付けて筒状突起を凹部内に固定し、この筒状突起が凹部内に固定されることによって上杭と下杭を接合することができる。
そして、さらに、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固定し、該端部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成することから、凹部を深く形成して筒状突起との接触面積を増大させることができ、これにより、端部金属板同士の固定を強化して杭を強固に接合することができる。
【００４０】
また、筒状突起に軸方向にスリットを形成することにより、筒状突起の拡開を、容易かつ正確に行うことができる。
【００４１】
また、凹部の内周面を奥側に拡がる逆テーパ状に形成することにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００４２】
また、筒状突起の外周面を先細のテーパ状に形成することにより、筒状突起の凹部への位置決めと嵌挿を容易に行うことができる。
【００４３】
また、筒状突起の外周面に突部及び／又は溝を形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡開したときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に嵌合する突部を形成することにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００４４】
また、筒状突起の外周面及び／又は凹部の内周面を、粗面に形成することにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができる。
【００４５】
また、ピンを凹部の底部に固定することにより、筒状突起をピン又は凹部の何れか一方に合わせるだけで、ピンと凹部の両方に筒状突起を位置決めすることができる。
【００４６】
また、筒状突起を一方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、凹部を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔を利用して形成することにより、プレストレストコンクリート杭に配設される端部金属板に形成された緊張用ボルトのねじ孔を利用して、筒状突起と凹部を簡易に設けることができる。
【００４７】
また、ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部を大径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部分とをなだらかな曲面からなるアール部を介して接続することにより、杭の接合部に外力が加わった場合における筒状突起のねじ部のねじ山の谷で生じる応力集中による破壊を防止し、筒状突起の強度を保持して、杭の接合をより強固にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の杭の接続構造の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】  同実施例の杭の接続構造を示し、（ａ）は接続した状態を示す要部の断面図、（ｂ）は接続前の状態を示す拡大断面図である。
【図３】  同実施例の杭の接続構造において、ピンが挿入される前の状態を示す拡大断面図である。
【図４】  同実施例の筒状突起とピンを示す斜視図である。
【図５】  筒状突起をテーパ状に形成した実施例を示し、（ａ）は接続前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）は接続後の状態を示す拡大断面図である。
【図６】  ピンを凹部の底部に固定した実施例を示す拡大断面図である。
【図７】  緊張用ボルトのねじ孔を用いて筒状突起と凹部を設けた実施例を示し、（ａ）は端部金属板の平面図、（ｂ）は接続前の状態を示す拡大断面図である。
【図８】  筒状突起と凹部に環状の突部と溝を設けた実施例を示し、（ａ）は筒状突起に突部を設けた実施例を示す拡大断面図、（ｂ）は筒状突起に溝を設けた実施例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１    上杭
２    端部金属板
２１  補助金属板
３    下杭
４    端部金属板
５    筒状突起
５ａ  ねじ部
５１  アール部
６    凹部
６ａ  凹部の底部
７    ピン
７ａ  案内用軸部
７ｂ  逆テーパ部
８    スリット
９    緊張用ボルトのねじ孔
１０  スペーサ
１１  環状の突部
１２  環状の溝
１３  ボルト
【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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【図７】
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【図８】
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