(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに挿脱自在な雄円筒と雌円筒とこれらの結合部材とからなり、前記雄円筒と前記雌円筒はそれぞれ鋼管杭の端部に取り付ける取付部を備え、前記雌円筒は複数の雌円筒内外貫通孔を備え、前記雄円筒は前記雌円筒に挿入したとき前記複数の雌円筒内外貫通孔に対向する位置に雄円筒内外貫通孔を有するとともに内周部に該雄円筒内外貫通孔を塞ぐように配備された円周帯状部材を備え、前記結合部材は前記雌円筒内外貫通孔および前記雄円筒内外貫通孔に嵌合する形状を有する栓とし、前記円周帯状部材は前記雌円筒内外貫通孔および前記雄円筒内外貫通孔に嵌合した前記結合部材をそれぞれ固定する固定手段を有するとともに該固定手段相互間の円周部の位置で前記雄円筒の内周部に溶接固定され、該円周帯状部材の前記雄円筒内外貫通孔を塞ぐ部分の外周面を平面形状としたことを特徴とする鋼管杭接続構造。
【請求項２】
前記円周帯状部材の溶接固定は該円周帯状部材の杭軸方向上端部および／または杭軸方向下端部であることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭どうしを接続する接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、通常、ねじ継手その他の機械的な継手、または現場溶接によって上下鋼管杭を接続し、長尺の基礎支持材等として供用されている。ねじ継手は、鋼管杭端部にテーパねじなどからなる雄ねじを形成し、雌ねじを有するソケットまたは拡径部等にねじ込んで接続する。そのため、ねじ継手は加工が面倒で高価である。また、現場溶接は天候に支配される影響が大きく溶接資格者の確保の点でも難点がある。
【０００３】
また、土木用の基礎杭では、杭外径より突設する厚さは、杭径により、９ｍｍ以内又は１２ｍｍ以内に制限されているので、ソケットやスリーブを用いる継手等は構造上不可となる場合もある。
【０００４】
このような要求に合致する技術として、現場溶接を必要としない継手であって、外径が鋼管杭の外径と同等の寸法の鋼管杭の接続構造が開示されている。この接続構造は、高い加工精度を必要としない簡単な構造で、高い結合力を得られる接続構造である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
その技術手段は、連結する一方の筒体の端部にソケット部材を取付け、他方の筒体の端部にプラグ部材を取り付けて、他方の筒体のプラグ部材に一方の筒体のソケット部材を嵌め、プラグ部材とソケット部材のキー孔を合わせてキーを挿入することによって一方の筒体と他方の筒体とを連結する接続構造である。さらに、この接続構造は、上記キーが、軸方向にボルトあるいはピンを挿通する貫通孔を有し、一方、上記プラグ部材の接続部のキー孔を設けた内側に係止部材を溶接で止めて、その係止部材に、ソケット部材にプラグ部材を嵌入してキー孔を合わせて挿入したキーの上記貫通孔へ挿通したボルトあるいはピンを螺合させて係止する構成によって、キー孔に挿入したキーの抜け落ちを防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００６−３７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された接続構造によれば、ソケット部材とプラグ部材がキーによって連結しているので、筒体は回転力、引張力、圧縮力にも十分な抗力を有する。ところが、上記プラグ部材の接続部のキー孔を設けた内側に上記係止部材を溶接で止めることによってこの係止部材とプラグ部材とが一体化されるように接合されているため、継手部に曲げや引張りが作用するとその係止部材も曲げや引張りの作用を受け、この係止部材に設けられたねじ孔が変形するおそれがある。その結果、キー孔に挿入したキーを固定しているボルトが係止部材から抜け落ち、キーの脱落を招くおそれがある。
【０００７】
また、上記特許文献１に開示された接続構造では、上記係止部材の外周面が円筒面であるため、キーと係止部材とは一点で接触し、その周囲は隙間を生ずる。従って、キーを係止部材に固定するボルトは、この接触部で集中応力を受け、折損等のおそれがある。これを避けるためにキーの端面を曲面加工することも考えられるが、その製作及び組立作業に大きな困難性を伴う。また、このような欠点を改善する技術として、係止部材を小片の平板状の部材とし、プラグ部材の内面に溶接取り付けする例も示されているが、この構造は、小片の係止部材を溶接取り付けするので、プラグ部材と係止部材との完全な一体化による欠点が顕著に生ずる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、継手部の圧縮、引張り、曲げ、ねじり強度が十分に確保されるとともに、継手部に曲げや引張りが作用しても雄雌円筒のキーが脱落するおそれのない鋼管杭接続構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の鋼管杭接続構造は、互いに挿脱自在な雄円筒と雌円筒とこれらの結合部材とからなり、上記雄円筒と上記雌円筒はそれぞれ鋼管杭の端部に取り付ける取付部を備え、上記雌円筒は複数の雌円筒内外貫通孔を備え、上記雄円筒は上記雌円筒に挿入したとき上記複数の雌円筒内外貫通孔に対向する位置に雄円筒内外貫通孔を有するとともに内周部にこの雄円筒内外貫通孔を塞ぐように配備された円周帯状部材を備え、上記結合部材は上記雌円筒内外貫通孔および上記雄円筒内外貫通孔に嵌合する形状を有する栓とし、上記円周帯状部材は上記雌円筒内外貫通孔および上記雄円筒内外貫通孔に嵌合した上記結合部材をそれぞれ固定する固定手段を有するとともにこの固定手段相互間の円周部の位置で上記雄円筒の内周部に溶接固定され、この円周帯状部材の上記雄円筒内外貫通孔を塞ぐ部分の外周面を平面形状としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の鋼管杭接続構造は、上記雌円筒が複数の雌円筒内外貫通孔を備え、上記雄円筒が上記雌円筒に挿入したとき上記複数の雌円筒内外貫通孔に対向する位置に雄円筒内外貫通孔を有するものであるため、構造が簡易であり加工が容易である。また、本発明の鋼管杭接続構造は、上記結合部材が上記雌円筒内外貫通孔および上記雄円筒内外貫通孔に嵌合する形状を有する栓としたことから、継手部の圧縮、引張、曲げ、ねじり強度が十分に確保された構造である。
【００１１】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、上記雄円筒が内周部に上記雄円筒内外貫通孔を塞ぐように配備された円周帯状部材を備え、この円周帯状部材に上記結合部材をそれぞれ固定する固定手段を備えている。この固定手段は、ねじ孔等でもよい。本発明では、上記円周帯状部材を固定手段から離れた位置で雄円筒の内周部に溶接固定したことにより、この円周帯状部材の固定手段近傍の部分は雄円筒の内周部に溶接部以外では一体化されない構造となる。そのため、継手部に曲げや引張りが作用しても、円周帯状部材の固定手段位置と溶接位置が、杭軸方向に対して互いにずれているため、例えばねじ孔はその曲げや引張りの影響を直接受けない。従って、結合部材の固定部が損傷を受けることが防止され、雄雌円筒の結合部材（キー）が脱落するおそれがない。
【００１２】
また、本発明の鋼管杭接続構造では、上記円周帯状部材の上記雄円筒内外貫通孔を塞ぐ部分の外周面を平面形状としたため、その外周面が結合部材の端面と密着する。従って、従来技術の問題点を生ずることなく、円周帯状部材と結合部材の対向する面同士を隙間なく接触させることができ、かつ、上記雄円筒および上記雌円筒の設計断面と結合部材の有効断面を同一にすることができる。
【００１３】
ここで、上記本発明の鋼管杭接続構造は、上記円周帯状部材の溶接固定がこの円周帯状部材の杭軸方向上端部および／または杭軸方向下端部であってもよく、特に、円周帯状部材の杭軸方向上端部または杭軸方向下端部のみで溶接固定されていると、継手部に曲げや引張りが作用しても円周帯状部材の固定手段はその曲げや引張りの影響をより一層受けづらいため、好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鋼管杭接続構造によれば、継手部の圧縮、引張、曲げ、ねじり強度が十分に確保されるとともに、継手部に曲げや引張りが作用しても円周帯状部材の固定手段はその曲げや引張りの影響を直接受けないことから結合部材の固定部が損傷を受けることが防止されて雄雌円筒の結合部材（キー）が脱落するおそれがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の鋼管杭接続構造の実施例である鋼管杭接続構造における接続後の状態を斜め上から見た斜視図であり、図２は、図１に示す鋼管杭接続構造の縦断面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４は、図３のＢ部拡大図である。また、図５は、図１〜図３に示す雌円筒１０の縦断面図であり、図６は、図１〜図３に示す雄円筒２０の縦断面図であり、図７は、図１〜図４に示す結合部材３０の斜視図である。
【００１７】
図１〜図３に示す鋼管杭接続構造は、互いに挿脱自在な雄円筒２０と雌円筒１０とこれらの結合部材３０とからなる接続構造である。この鋼管杭接続構造は、下側の鋼管杭５０の頭部に取付られた雌円筒１０内に、上側の鋼管杭６０の底部に取付られた雄円筒２０を挿入するように構成されている。
【００１８】
雌円筒１０は、図２，図５に示すように、下側の鋼管杭５０内に裏当て板５１を当てて基部１１を円周溶接５２によって取り付けられている。この基部１１は、本発明にいう取付部の一例に相当する。また、この雌円筒１０は、下側の鋼管杭５０の外径と一致する外径を有する。また、この雌円筒１０は、例えば図１，図２，図５に示すように、端面１２から一定距離の位置に形成された６個の雌円筒内外貫通孔１３を備えている。
【００１９】
雄円筒２０は、図２，図６に示すように、上側の鋼管杭６０内に裏当て板６１を当てて基部２１を円周溶接６２によって取り付けられている。この基部２１は、本発明にいう取付部の一例に相当する。また、この雄円筒２０は、上側の鋼管杭６０の外径と一致する外径を有する。また、この雄円筒２０は、例えば図２，図６に示すように、雌円筒１０の端面１２に当接する当接面２２を備えるとともに、その雌円筒１０に挿入したとき上記６個の雌円筒内外貫通孔１３に対向する位置に雄円筒内外貫通孔２３を有する。さらに、この雄円筒２０は、図２，図３，図６に示すように、内周部２４に雄円筒内外貫通孔２３を塞ぐように配備された円周帯状部材４０を備えている。
【００２０】
このような雌円筒１０や雄円筒２０は、構造が簡易であるため、例えば旋削加工及びフライス加工やレーザ加工によって容易に加工することができ、コストアップを招来することがない。
【００２１】
結合部材３０は、例えば図１，図２，図７に示すように、雌円筒内外貫通孔１３および雄円筒内外貫通孔２３からなる空間に嵌合する円形状断面を有する栓である。また、結合部材３０は、頭部３１から底部３２までを貫通し、ボルト７０が挿入されるボルト貫通孔３３を有する。尚、ボルト貫通孔３３の頭部３１側には拡径部３４が形成されており、挿入したボルト７０の頭部が拡径部３４に収納されるようになっている。
【００２２】
また、上記円周帯状部材４０は、雌円筒内外貫通孔１３および雄円筒内外貫通孔２３からなる空間に結合部材３０を嵌合したときに、結合部材３０のボルト貫通孔３３と対向する位置にボルト７０と螺合するボルト孔４１を有し、結合部材３０のボルト貫通孔３３に挿入したボルト７０をボルト孔４１に螺合することによって結合部材３０が固定されている。このボルト孔４１が、本発明にいう固定手段の一例に相当する。
【００２３】
さらに、この円周帯状部材４０は、隣接するボルト孔４１相互間の円周部の位置で、雄円筒２０の内周部２４に、円周帯状部材の杭軸方向上端部および杭軸方向下端部が溶接８０により固定されており、ボルト孔４１近傍では溶接固定されていない。そのため、円周帯状部材４０のボルト孔４１近傍の部分は雄円筒２０の内周部２４に溶接部以外では一体化されないような形態で結合されることとなる。そのため、継手部に曲げや引張りが作用しても円周帯状部材４０のボルト孔４１はその曲げや引張りの影響を直接受けない。従って、結合部材３０のボルト孔４１が損傷を受けることが防止され、ボルト７０が抜け落ちたり結合部材３０が脱落するおそれがない。尚、溶接８０による固定は、隣接するボルト孔４１の間の円周部の位置で雄円筒２０の内周部２４に施せばよく、前記円周帯状部材の杭軸方向上端部または杭軸方向下端部のみで溶接されていてもよく、両方の位置で溶接されていてもよい。
【００２４】
また、円周帯状部材４０は、図４に示すように、円周帯状部材４０の雄円筒内外貫通孔２３を塞ぐ部分の外周面が平面形状とされている。そのため、その外周面が、結合部材３０の対向する面（底部３２）と密着する。従って、円周帯状部材４０と結合部材３０の対向する面同士を隙間なく接触させることができ、かつ、雄円筒２０および雌円筒１０の断面と結合部材３０の有効断面を同一にすることができる。
【００２５】
次に、雄円筒２０と雌円筒１０との接続について説明する。
【００２６】
図３の実施例に示すように、下側の鋼管杭５０に取り付けられた雌円筒１０に６個の雌円筒内外貫通孔１３が設けられている。これらの雌円筒内外貫通孔１３の位置に、上側の鋼管杭６０に取り付けられた雄円筒２０に形成された雄円筒内外貫通孔２３の位置を合わせて、雄円筒２０を雌円筒１０内に上方から杭軸に沿って挿入する。これにより、雌円筒１０の端面１２に雄円筒２０の当接面２２が当接する。
【００２７】
次に、雌円筒内外貫通孔１３および雄円筒内外貫通孔２３からなる空間に結合部材３０を嵌合する。
【００２８】
次に、結合部材３０のボルト貫通孔３３にボルト７０を挿入し、雄円筒２０の内周部２４に雄円筒内外貫通孔２３を塞ぐように配備された円周帯状部材４０のボルト孔４１にそのボルト７０を螺合し、結合部材３０を固定する。
【００２９】
これにより、鋼管杭５０と６０との接続部は強固な接続構造となり、圧縮、引張、曲げ、ねじりに対して強固な継手を形成する。
【００３０】
尚、上述した実施形態では、下側の鋼管杭に雌円筒を取付け、上側の鋼管杭に雄円筒を取り付けた例を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、下側の鋼管杭に雄円筒を取付け、上側の鋼管杭に雌円筒を取り付けた態様であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の鋼管杭接続構造の実施例である鋼管杭接続構造における接続後の状態を斜め上から見た斜視図である。
【図２】図１に示す鋼管杭接続構造の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】図１〜図３に示す雌円筒の縦断面図である。
【図６】図１〜図３に示す雄円筒の縦断面図である。
【図７】図１〜図４に示す結合部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    雌円筒
１１    基部
１２    端面
１３    雌円筒内外貫通孔
２０    雄円筒
２１    基部
２２    当接面
２３    雄円筒内外貫通孔
２４    内周部
３０    結合部材
３１    頭部
３２    底部
３３    ボルト貫通孔
３４    拡径部
４０    円周帯状部材
４１    ボルト孔
５０    下側の鋼管杭
５１    裏当て板
５２    円周溶接
６０    上側の鋼管杭
６１    裏当て板
６２    円周溶接
７０    ボルト
８０    溶接
【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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