鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材
【課題】接合作業の手間と時間を軽減することができる鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材を提供する。
【解決手段】鋼鈑を円筒形に成形した後に溶接接合し、圧延ロールで螺旋状に連続又は螺旋状かつ断続的に連続する凹凸を内外周両面の全長に渡って設けた鋼管を製造する。接合は、鋼管Ｐ同士の接合手段として凹凸（凹部Ｐ１および凸部Ｐ２）に螺合する機械式の継手部材４を利用することができ、溶接接合と比較して、接合作業の手間や時間が軽減され、施工コストを大幅に低減させることができる。
【解決手段】鋼鈑を円筒形に成形した後に溶接接合し、圧延ロールで螺旋状に連続又は螺旋状かつ断続的に連続する凹凸を内外周両面の全長に渡って設けた鋼管を製造する。接合は、鋼管Ｐ同士の接合手段として凹凸（凹部Ｐ１および凸部Ｐ２）に螺合する機械式の継手部材４を利用することができ、溶接接合と比較して、接合作業の手間や時間が軽減され、施工コストを大幅に低減させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内側から局部的に拡径した節状突起部を長手方向に沿った所定間隔ごとに複数有した鋼管としての節付き鋼管杭が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された節付き鋼管杭は、拡径ブロックや拡径ブロックを径方向外側に押し出す油圧シリンダ等からなり鋼管の内部に挿入される拡径機構と、拡径ブロックを鋼管の長手方向に進退移動させる進退機構とを備えた拡径装置を用い、局部拡径加工を冷間で実施して製造されるものである。このような節付き鋼管杭では、地盤に埋設された状態において、節状突起部と地盤との間の摩擦抵抗を増大させることで、大きな支持力が期待できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２９６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の鋼管杭では、杭先端深さ（支持層）が深く複数の鋼管を上下に連結して杭を構成する場合に、鋼管同士を溶接して接合する必要があり、杭の施工作業に手間と時間を要してしまうという問題がある。そして、このような問題は鋼管杭に限らず、一般的な鋼管同士を接合する際においても同様であり、例えば、流体（液体、気体）を循環させる配管同士を溶接接合したり、切削により端部にねじを形成したりする場合や、鋼棒同士を溶接や圧接により接合する場合にも同様に作業に手間と時間を要してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、接合作業の手間と時間を軽減することができる鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の鋼管は、全体長尺円筒状に形成されるとともに、その長手方向に沿って螺旋状に連続するか、または長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられたことを特徴とする。
【０００７】
以上の本発明によれば、内外周両面の全長に渡って螺旋状の凹凸を形成したことで、この凹凸に螺合する継手部材（カプラーやナット等）を用いるだけで容易に鋼管同士を接合することができ、溶接等の接合作業と比較して作業の手間や時間を軽減して作業コストを低減させることができる。この際、継手部材としては、鋼管の外周面の凹凸のみに螺合するものでもよく、内周面の凹凸のみに螺合するものでもよく、また内外周両面の凹凸に螺合するものでもよい。そして、鋼管の外周面の凹凸のみに螺合する継手部材を用いれば、接合した鋼管の内部に流体を通すことができ、当該鋼管を流体循環用の配管として利用することができる。また、鋼管の内周面の凹凸のみに螺合する継手部材を用いれば、接合位置における外径を鋼管の外径と同程度にすることができ、例えば当該鋼管を鋼管杭として利用する場合に、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭の施工作業を円滑に実施することができる。さらに、鋼管の内外周両面の凹凸に螺合する継手部材を用いれば、継手部材の長さ寸法や厚さ寸法を小さくしても接合強度を確保することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の鋼管は、請求項１に記載の鋼管において、熱間圧延により前記凹凸が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、外周面の凹凸における凹部と内周面の凹凸における凸部とが表裏対向し、外周面の凹凸における凸部と内周面の凹凸における凹部とが表裏対向して形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、熱間圧延により凹凸を形成することで、従来のように冷間で節状突起部を加工したり切削によりねじを加工したりする場合と比較して、鋼管の製造工程を簡略化かつ短縮化することができるとともに、凹凸部分の肉厚が薄くなることが防止できて鋼管の強度を確保することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の鋼管は、請求項１または請求項２に記載の鋼管において、前記凹凸が熱間圧延により形成された後にコイル状に巻き取られて製造されることを特徴とする。
このような構成によれば、コイル状に巻き取った鋼管（Pipe In Coil）とすることで、超長尺（例えば、最大長さ１０００メートル）の鋼管を製造して運搬することができ、継手部材による接合箇所を少なくしたり省略したりすることができ、当該鋼管を流体循環用の配管として利用する場合に、施工手間や施工時間を大幅に削減することが可能になる。
【００１０】
この際、請求項４に記載の鋼管は、請求項３に記載の鋼管において、内部に熱媒を循環させる熱パイプとして用いられることを特徴とする。
ここで、熱媒としては、液体（水や油、各種有機熱媒）や、気体（空気や水蒸気、各種ガス）などが例示でき、この熱媒を採熱用、放熱用あるいは採放熱用のいずれであってもよい。そして、熱パイプとしては、地中熱利用のヒートポンプシステムにおける地中熱交換器として地中あるいは杭の内部に配設する配管や、道路融雪設備における融雪機として道路面下方に配設する配管、スケートリンクの製氷装置としてリンク面下方に配設する配管、さらには冷蔵（冷凍）倉庫等の冷蔵（冷凍）機としての配管や、温水機としての配管、建物のセントラル空調設備における冷暖房機（熱交換器）としての配管として利用可能である。
このような構成によれば、接合箇所が少ないあるいは接合箇所がない超長尺の鋼管を熱パイプとして用いることで、大規模な施設において長距離に渡って連続して熱パイプを配設する際の施工手間と時間を削減し、施工コストを大幅に低減することができる。
【００１１】
一方、本発明の鋼管杭は、請求項１または請求項２に記載の鋼管を回転させて地盤に貫入することにより構築されることを特徴とする。
このような本発明によれば、回転貫入工法により施工される鋼管杭において、上下に連結される鋼管同士の接合手段として凹凸に螺合する機械式継手を利用することができ、従来の鋼管杭のように溶接接合するものと比較して、接合作業の手間や時間が軽減されるとともに、熟練した溶接技能者がいなくても施工可能になり、施工コストを大幅に低減させることができる。そして、溶接による接合が不要になることから、溶接の火が使えない施工現場においても施工可能になり、鋼管杭の適用範囲を拡大させることができる。
さらに、鋼管に螺旋状の凹凸が形成されているため、地盤に回転貫入する際の回転方向を凹凸の螺旋方向に合わせることで、小さな力で容易に貫入させることができ、小型の杭打ち機を用いかつ騒音や振動を防止した施工が実現できるとともに、外周面の凹凸によって地盤との周面摩擦抵抗を増大させることができ、大きな支持力が期待できる。さらに、鋼管を回転させるための杭打ち機のカップリングにねじを形成しておき、このカップリングを鋼管の凹凸に螺合させて回転貫入するように構成すれば、カップリングと係合する係合コマのような突起を鋼管の上部に取り付けておく必要がなくなり、この点でも鋼管の製造コストや施工コストを低減させることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の鋼管杭は、請求項５に記載の鋼管杭において、前記鋼管からなる少なくとも上下一対の杭本体を備えて構成され、前記一対の杭本体同士は、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような構成によれば、継手部材を用いて上下一対の杭本体を接合することで、容易かつ簡便に接合作業を実施することができる。すなわち、鋼管の外周面の凹凸同士に跨って螺合される継手部材を用いる場合には、上または下の鋼管に継手部材を螺合させておき、下の鋼管の上に上の鋼管をセットしてから継手部材を回転させて上下の鋼管に跨るように移動させることで、外観を目視で確認しながら接合作業が実施できる。一方、鋼管の内周面の凹凸同士に跨って螺合される継手部材を用いる場合には、上下いずれか一方の鋼管に継手部材を螺合させておき、上の鋼管を回転させながら他方の鋼管に継手部材を螺合させることで接合作業が実施でき、継手部材が鋼管内に配置されて外側に大きく突出しないので、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭の施工作業を円滑に実施することができる。
【００１３】
さらに、請求項７に記載の鋼管杭は、請求項５または請求項６に記載の鋼管杭において、前記鋼管が短尺状に切断されるとともに一端側に鍔部が形成された先端部材と、前記鋼管からなる杭本体とを備えて構成され、前記先端部材と前記杭本体とは、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような構成によれば、鋼管杭の先端に回転推進用の鍔部を設ける場合において、この鍔部を有した先端部材を杭本体とは別体で製造しておき、この先端部材と杭本体とを互いの鋼管の凹凸に螺合する継手部材で連結することで、長尺の鋼管からなる杭本体側に鍔部を形成する必要がなくなるため、杭本体を運搬したり吊り込んだりする作業が円滑に実施でき、施工性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明のコンクリート補強用鋼材は、請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート中に配設して当該コンクリートを補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような本発明によれば、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）における鋼棒（鉄筋）に替えて前述したような鋼管を用いることで、鋼管同士の接合が容易になって施工性が向上するとともに、中実な鋼棒に比べて中空な鋼管を用いることで軽量化も実現することができる。
【００１５】
また、本発明のコンクリート補強用鋼材は、請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート杭中に配設して当該コンクリート杭を補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、前記コンクリート杭の長手方向に沿った主筋、および前記コンクリート杭の周方向に沿ったせん断補強筋のうちの少なくとも一方として利用されることを特徴とする。
このような本発明によれば、コンクリート杭における主筋やせん断補強筋として前述の鋼管を用いることで、鋼管の内外周面に形成された凹凸とコンクリートとの高い付着力が期待でき、コンクリート杭の曲げ強度やせん断強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼管Ｐを用いた鋼管杭１を示す側面図である。図２は、鋼管杭１の接合構造を示す断面図である。
図１、図２において、鋼管杭１は、各々全体長尺円筒状の鋼管Ｐから形成されて互いに連結される杭本体２（上杭２Ａ、中杭２Ｂ、下杭２Ｃ）と、下杭２Ｃの先端（下端）に連結される先端部材３とを有して構成されている。先端部材３は、鋼管Ｐを短尺状に切断した先端部材本体３Ａと、この先端部材本体３Ａの下端部をフレア加工して径方向外側に突出させた鍔部３Ｂとを有して形成されている。そして、杭本体２同士、および下杭２Ｃと先端部材３の先端部材本体３Ａとは、それぞれ継手部材４によって機械的に接合されて連結されている。
【００１８】
すなわち、図２に示すように、鋼管Ｐには、その長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられ、上下に連結される鋼管Ｐの内周面の凹凸同士に跨って継手部材４が螺合されている。具体的には、鋼管Ｐの内周面には、径方向外側に凹んだ凹部Ｐ１と、この凹部Ｐ１以外の部分である凸部Ｐ２とが形成され、鋼管Ｐの外周面には、径方向外側に突出した凸部Ｐ３と、この凸部Ｐ３以外の部分である凹部Ｐ４とが形成されている。また、継手部材４は、略円筒状の継手本体部４Ａと、継手本体部４Ａの外周面から径方向外側に突出して螺旋状に連続するねじ部４Ｂと、継手本体部４Ａの長手方向略中央に設けられたリング部４Ｃとを有して形成されている。そして、継手部材４は、ねじ部４Ｂを凹部Ｐ１に沿わせて回転させながら継手本体部４Ａを鋼管Ｐに挿入することで、ねじ部４Ｂが鋼管Ｐの内周面の凹凸（凹部Ｐ１、凸部Ｐ２）に螺合されるようになっている。また、リング部４Ｃを鋼管Ｐの端部に当接させることで、この当接位置以上に継手本体部４Ａが鋼管Ｐ内部に入り込んでしまわずに、継手部材４と鋼管Ｐとが締め付けられて互いに固定されるようになっている。
【００１９】
以上のような鋼管Ｐは、図３に示すような製造手順によって製造される。図３は、鋼管Ｐの製造工程を説明する図であり、図３(Ａ)には製造手順（手順(１)〜手順(14)）の概略構成が示され、図３(Ｂ)には製造手順(10)における断面図が示され、図３(Ｃ)には製造手順(11)，(13)における断面図が示され、図３(Ｄ)には製造手順(12)，(14)における断面図が示されている。
鋼管Ｐの製造手順としては、炉Ｆから出された８００℃〜１４００℃の鋼板を熱間で圧延するもので、先ず、製造手順（１）で鋼板を円筒形に成形した後に、製造手順（２）で溶接接合して円筒形に一体化する。その後、製造手順（３）〜(10)において、圧延ロールＲ１を用いた円形絞りを繰り返し行った後に、製造手順（11）において、圧延ロールＲ２を用いた扁平圧延を行い、図３(Ｃ)中、上下に延びて扁平となるように圧延し、続いて製造手順（12）において、ねじ型を有した圧延ロールＲ３を用いたねじ形圧延を行い、鋼管Ｐの内外周両面に凹凸を形成する。そして、製造手順（13），(14)において、圧延ロールＲ２を用いた扁平圧延と、圧延ロールＲ３を用いたねじ形圧延を再度行うことで、鋼管Ｐの内外周両面のうち、図３(Ｄ)中の上下位置に凹凸が形成されるようになっている。
【００２０】
以上の製造手順によれば、鋼管Ｐの内周面には、凹部Ｐ１および凸部Ｐ２が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、鋼管Ｐの外周面には、凸部Ｐ３および凹部Ｐ４が螺旋状かつ断続的に連続して形成される。そして、内周面の凹部Ｐ１と外周面の凸部Ｐ３とが表裏対向して形成され、内周面の凸部Ｐ２と外周面の凹部Ｐ４とが表裏対向して形成されるようになっている。
なお、鋼管Ｐの内外周両面の凹凸は、断続的に連続して形成されたものに限らず、鋼管Ｐの長手方向に沿って螺旋状に連続して形成されてものでもよく、その場合には、圧延ロールＲ２，Ｒ３の構成や形態を適宜選択して製造すればよい。
【００２１】
次に、本実施形態の鋼管杭１の施工手順としては、先ず、先端部材３を用意して先端部材本体３Ａの上端部に継手部材４を螺合しておき、杭打ち機やクレーン等で下杭２Ｃを吊り上げて先端部材３の先端部材本体３Ａ上にセットした後に、下杭２Ｃを回転させて継手部材４と下杭２Ｃの下端部とを螺合する。このように継手部材４を介して先端部材３と下杭２Ｃとを接合した状態で、下杭２Ｃの上端部に杭打ち機のカップリングをセットする。このカップリングとしては、鋼管Ｐの内周面または外周面の凹凸と螺合するねじが形成されたものを用い、カップリングを螺合方向に回転させることでカップリングと下杭２Ｃとが係合されるようになっている。次に、杭打ち機によってカップリングを回転させ、先端部材３の鍔部３Ｂによって地盤Ｇを掘削しながら、先端部材３および下杭２Ｃを地盤Ｇに貫入する。
【００２２】
次に、所定の深さまで地盤Ｇに貫入した状態の下杭２Ｃの上端部に継手部材４を螺合した後に、中杭２Ｂを吊り上げて下杭２Ｃの上端部にセットしてから、中杭２Ｂを回転させて継手部材４と中杭２Ｂの下端部とを螺合する。このように継手部材４を介して下杭２Ｃと中杭２Ｂとを接合した状態で、中杭２Ｂの上端部に杭打ち機のカップリングをセットし、カップリングの回転によって先端部材３、下杭２Ｃおよび中杭２Ｂを地盤Ｇに貫入する。その後、中杭２Ｂと同様に、上杭２Ａを中杭２Ｂの上端部に継手部材４を介して接合してから、上杭２Ａの上端部にセットしたカップリングの回転によって先端部材３、下杭２Ｃ、中杭２Ｂおよび上杭２Ａを所定の深さまで地盤Ｇに貫入して鋼管杭１の施工が完了する。
【００２３】
なお、継手部材としては、上述の継手部材４に限らず、図４に示すような形態のものを採用してもよい。
すなわち、図４に示す継手部材５は、略円筒状の継手本体部５Ａと、継手本体部５Ａの内周面から径方向内側に突出して螺旋状に連続するねじ部５Ｂとを有して形成されている。そして、継手部材５は、ねじ部５Ｂを鋼管Ｐの外周面の凸部Ｐ３に沿わせて回転させることで、ねじ部５Ｂが鋼管Ｐの外周面の凹凸（凸部Ｐ３、凹部Ｐ４）に螺合されるようになっている。このような継手部材５を用いて鋼管Ｐ同士を接合する場合には、一方の鋼管Ｐに継手部材５を螺合させておき、一方の鋼管Ｐの端部に他方の鋼管Ｐの端部をセットしてから継手部材５を回転させて両方の鋼管Ｐに跨るように移動させればよい。
【００２４】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）すなわち、上下に連結される鋼管Ｐ同士の接合手段として凹凸（凹部Ｐ１および凸部Ｐ２、または凸部Ｐ３および凹部Ｐ４）に螺合する機械式の継手部材４，５を利用することができ、溶接接合と比較して、接合作業の手間や時間が軽減されるとともに、熟練した溶接技能者がいなくても施工可能になり、施工コストを大幅に低減させることができる。そして、溶接による接合が不要になることから、溶接の火が使えない施工現場においても施工可能になり、鋼管杭１の適用範囲を拡大させることができる。
【００２５】
（２）また、鋼管Ｐの外周面に螺旋状の凹凸（凸部Ｐ３、凹部Ｐ４）が形成されているため、地盤Ｇに回転貫入する際の回転方向を凹凸の螺旋方向に合わせることで、小さな力で容易に貫入させることができ、小型の杭打ち機を用いかつ騒音や振動を防止した施工が実現できるとともに、外周面の凹凸によって地盤Ｇとの周面摩擦抵抗を増大させることができ、大きな支持力が期待できる。
【００２６】
（３）また、継手部材４を用いて鋼管Ｐ同士を接合した場合には、継手部材４が鋼管Ｐ内に配置されて外側に突出しないので、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭１の施工作業を円滑に実施することができる。一方、継手部材５を用いて鋼管Ｐ同士を接合した場合には、接合部の外観を目視で確認しながら接合作業が実施できる。
【００２７】
（４）また、鍔部３Ｂを有した先端部材３を杭本体２とは別体で製造しておき、この先端部材３と下杭２Ｃとを継手部材４，５で接合したので、長尺の鋼管Ｐからなる杭本体２側に鍔部を形成する必要がなくなるため、杭本体２を運搬したり吊り込んだりする作業が円滑に実施でき、施工性を向上させることができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る鋼管Ｐを用いた鉄筋コンクリート部材６について、図５に基づいて説明する。
図５は、本実施形態の鉄筋コンクリート部材６を示す斜視図である。
鉄筋コンクリート部材６は、前記第１実施形態と同様の鋼管Ｐを備えたものであって、この鋼管ＰをコンクリートＣ中に配設して当該コンクリートＣを補強するためのコンクリート補強用鋼材として利用した点が第１実施形態と相違している。すなわち、鋼管Ｐは、一般的な鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）における柱や梁の主筋としての鋼棒（鉄筋）に替えて利用されている。そして、鋼管Ｐは、前記第１実施形態と同様の継手部材５によって接合され、本実施形態では、継手部材５の両端においてナット５Ｃを鋼管Ｐに螺合することで、継手部材５と鋼管Ｐとの緩み防止が図られている。
【００２９】
なお、本実施形態において、コンクリート部材としては、柱や梁に限らず、場所打ちコンクリート杭や既成コンクリート杭であってもよく、その場合には、コンクリート杭の長手方向に沿った主筋として鋼管Ｐを用いてもよく、またコンクリート杭の周方向に沿って主筋を囲むせん断補強筋（フープ）として鋼管Ｐを用いてもよく、さらには主筋およびせん断補強筋の両方に鋼管Ｐを用いてもよい。特に、コンクリート杭の主筋として鋼管Ｐを用いた場合には、前述のような機械式の継手部材４，５を利用することができ、長さ寸法（地盤への貫入長さ）が大きな杭においても施工性を向上させることができる。
【００３０】
このような本実施形態によれば、前述の（１）と略同様の効果に加えて以下のような効果がある。
（５）すなわち、中実な鋼棒に比べて軽量な鋼管Ｐを用いることで鉄筋コンクリート部材６の軽量化を実現することができる。そして、鋼管Ｐの内外周面に形成された凹凸とコンクリートとの高い付着力が期待できることから、コンクリート部材の曲げ強度やせん断強度を向上させることができる。
【００３１】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る鋼管Ｐを用いた道路融雪設備７について、図６および図７に基づいて説明する。
図６は、本実施形態の道路融雪設備７を示す概略構成図である。図７は、道路融雪設備７に用いる鋼管Ｐを示す図である。
道路融雪設備７は、地盤Ｇ中に埋設された地中熱交換機８と、この地中熱交換機８に接続されたヒートポンプ９と、このヒートポンプ９に接続されて道路面下方に配設された融雪装置１０とを備えて構成され、地中熱交換機８とヒートポンプ９とを接続して水または不凍液等の熱媒水を循環させる一次側配管（熱パイプ）８Ａ、およびヒートポンプ９と融雪装置１０とを接続して熱媒水を循環させる二次側配管（熱パイプ）１０Ａとして、前記第１実施形態と略同様の鋼管Ｐが利用されているものである。そして、道路融雪設備７は、地中熱交換機８から一次側の熱媒水を介して採熱した地中熱を利用し、ヒートポンプ９により二次側の熱媒水を昇温し、二次側の熱媒水を介して融雪装置１０により道路上の融雪を実施するものである。
【００３２】
地中熱交換機８は、大径の鋼管杭を利用したものであって、この鋼管杭の内部に一次側配管８Ａ（鋼管Ｐ）が配設されている。
ヒートポンプ９は、冷媒等を循環させる冷媒配管９Ａと、冷媒配管９Ａ中の冷媒を圧縮する圧縮機９Ｂと、冷媒配管９Ａ中の冷媒を膨張させる膨張弁９Ｃと、一次側配管８Ａの熱媒水を用いて冷媒配管９Ａ中の冷媒を蒸発させる一次蒸発器９Ｄと、二次側配管１０Ａの熱媒水を用いて冷媒配管９Ａ中の冷媒を凝縮させる二次凝縮器９Ｅとを備えて構成されている。
また、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａには、熱媒水を循環させる循環ポンプおよび開閉弁がそれぞれ設けられている。
【００３３】
そして、道路融雪設備７では、冬期において、地中熱交換機８で地中から採熱した一次側配管８Ａ中の熱媒水と、ヒートポンプ９の膨張弁９Ｃで膨張された冷媒配管９Ａ中の冷媒とが一次蒸発器９Ｄにおいて熱交換を行い、蒸発された冷媒が圧縮機９Ｂで圧縮されて昇温されるとともに、この昇温された冷媒と、二次側配管１０Ａ中の熱媒水とが二次凝縮器９Ｅにおいて熱交換を行い、二次側配管１０Ａ中の熱媒水が昇温される。このようにして昇温された熱媒水が二次側配管１０Ａ中を循環することで、その熱を利用して道路上の融雪が実施されるようになっている。
【００３４】
以上の道路融雪設備７における一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとして利用される鋼管Ｐは、前記第１実施形態における製造手順で圧延された後に、図７に示すように、コイル状に巻き取られて、超長尺（例えば、最大長さ１０００メートル）の製品（Pipe In Coil）として製造されるもので、道路融雪設備７の設置場所まで運搬された後に、コイルをほどきながら配設されるようになっている。そして、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとヒートポンプ９とは、前述した継手部材５を用いて接合されているとともに、配管８Ａ，１０Ａ同士を接合する場合にも、継手部材５を用いて接合することが可能になっている。
【００３５】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（６）すなわち、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとして超長尺の鋼管Ｐを利用したことで、継手部材５による接合箇所を少なくしたり省略したりすることができ、配管の配設に係る施工手間や施工時間を大幅に削減することが可能になる。従って、大規模な施設において長距離に渡って連続して熱パイプを配設する際の施工コストを大幅に低減することができる。
【００３６】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼管を用いた鋼管杭を示す側面図である。
【図２】前記鋼管杭の接合構造を示す断面図である。
【図３】前記鋼管の製造工程を説明する図である。
【図４】図２とは異なる前記鋼管杭の接合構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鋼管を用いた鉄筋コンクリート部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る鋼管を用いた道路融雪設備を示す概略構成図である。
【図７】前記道路融雪設備に用いる鋼管を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…鋼管杭、２…杭本体、３…先端部材、３Ｂ…鍔部、４，５…継手部材、Ｃ…コンクリート、Ｐ…鋼管、Ｐ１，Ｐ４…凹部、Ｐ２，Ｐ３…凸部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内側から局部的に拡径した節状突起部を長手方向に沿った所定間隔ごとに複数有した鋼管としての節付き鋼管杭が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された節付き鋼管杭は、拡径ブロックや拡径ブロックを径方向外側に押し出す油圧シリンダ等からなり鋼管の内部に挿入される拡径機構と、拡径ブロックを鋼管の長手方向に進退移動させる進退機構とを備えた拡径装置を用い、局部拡径加工を冷間で実施して製造されるものである。このような節付き鋼管杭では、地盤に埋設された状態において、節状突起部と地盤との間の摩擦抵抗を増大させることで、大きな支持力が期待できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２９６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の鋼管杭では、杭先端深さ（支持層）が深く複数の鋼管を上下に連結して杭を構成する場合に、鋼管同士を溶接して接合する必要があり、杭の施工作業に手間と時間を要してしまうという問題がある。そして、このような問題は鋼管杭に限らず、一般的な鋼管同士を接合する際においても同様であり、例えば、流体（液体、気体）を循環させる配管同士を溶接接合したり、切削により端部にねじを形成したりする場合や、鋼棒同士を溶接や圧接により接合する場合にも同様に作業に手間と時間を要してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、接合作業の手間と時間を軽減することができる鋼管、鋼管杭、およびコンクリート補強用鋼材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の鋼管は、全体長尺円筒状に形成されるとともに、その長手方向に沿って螺旋状に連続するか、または長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられたことを特徴とする。
【０００７】
以上の本発明によれば、内外周両面の全長に渡って螺旋状の凹凸を形成したことで、この凹凸に螺合する継手部材（カプラーやナット等）を用いるだけで容易に鋼管同士を接合することができ、溶接等の接合作業と比較して作業の手間や時間を軽減して作業コストを低減させることができる。この際、継手部材としては、鋼管の外周面の凹凸のみに螺合するものでもよく、内周面の凹凸のみに螺合するものでもよく、また内外周両面の凹凸に螺合するものでもよい。そして、鋼管の外周面の凹凸のみに螺合する継手部材を用いれば、接合した鋼管の内部に流体を通すことができ、当該鋼管を流体循環用の配管として利用することができる。また、鋼管の内周面の凹凸のみに螺合する継手部材を用いれば、接合位置における外径を鋼管の外径と同程度にすることができ、例えば当該鋼管を鋼管杭として利用する場合に、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭の施工作業を円滑に実施することができる。さらに、鋼管の内外周両面の凹凸に螺合する継手部材を用いれば、継手部材の長さ寸法や厚さ寸法を小さくしても接合強度を確保することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の鋼管は、請求項１に記載の鋼管において、熱間圧延により前記凹凸が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、外周面の凹凸における凹部と内周面の凹凸における凸部とが表裏対向し、外周面の凹凸における凸部と内周面の凹凸における凹部とが表裏対向して形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、熱間圧延により凹凸を形成することで、従来のように冷間で節状突起部を加工したり切削によりねじを加工したりする場合と比較して、鋼管の製造工程を簡略化かつ短縮化することができるとともに、凹凸部分の肉厚が薄くなることが防止できて鋼管の強度を確保することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の鋼管は、請求項１または請求項２に記載の鋼管において、前記凹凸が熱間圧延により形成された後にコイル状に巻き取られて製造されることを特徴とする。
このような構成によれば、コイル状に巻き取った鋼管（Pipe In Coil）とすることで、超長尺（例えば、最大長さ１０００メートル）の鋼管を製造して運搬することができ、継手部材による接合箇所を少なくしたり省略したりすることができ、当該鋼管を流体循環用の配管として利用する場合に、施工手間や施工時間を大幅に削減することが可能になる。
【００１０】
この際、請求項４に記載の鋼管は、請求項３に記載の鋼管において、内部に熱媒を循環させる熱パイプとして用いられることを特徴とする。
ここで、熱媒としては、液体（水や油、各種有機熱媒）や、気体（空気や水蒸気、各種ガス）などが例示でき、この熱媒を採熱用、放熱用あるいは採放熱用のいずれであってもよい。そして、熱パイプとしては、地中熱利用のヒートポンプシステムにおける地中熱交換器として地中あるいは杭の内部に配設する配管や、道路融雪設備における融雪機として道路面下方に配設する配管、スケートリンクの製氷装置としてリンク面下方に配設する配管、さらには冷蔵（冷凍）倉庫等の冷蔵（冷凍）機としての配管や、温水機としての配管、建物のセントラル空調設備における冷暖房機（熱交換器）としての配管として利用可能である。
このような構成によれば、接合箇所が少ないあるいは接合箇所がない超長尺の鋼管を熱パイプとして用いることで、大規模な施設において長距離に渡って連続して熱パイプを配設する際の施工手間と時間を削減し、施工コストを大幅に低減することができる。
【００１１】
一方、本発明の鋼管杭は、請求項１または請求項２に記載の鋼管を回転させて地盤に貫入することにより構築されることを特徴とする。
このような本発明によれば、回転貫入工法により施工される鋼管杭において、上下に連結される鋼管同士の接合手段として凹凸に螺合する機械式継手を利用することができ、従来の鋼管杭のように溶接接合するものと比較して、接合作業の手間や時間が軽減されるとともに、熟練した溶接技能者がいなくても施工可能になり、施工コストを大幅に低減させることができる。そして、溶接による接合が不要になることから、溶接の火が使えない施工現場においても施工可能になり、鋼管杭の適用範囲を拡大させることができる。
さらに、鋼管に螺旋状の凹凸が形成されているため、地盤に回転貫入する際の回転方向を凹凸の螺旋方向に合わせることで、小さな力で容易に貫入させることができ、小型の杭打ち機を用いかつ騒音や振動を防止した施工が実現できるとともに、外周面の凹凸によって地盤との周面摩擦抵抗を増大させることができ、大きな支持力が期待できる。さらに、鋼管を回転させるための杭打ち機のカップリングにねじを形成しておき、このカップリングを鋼管の凹凸に螺合させて回転貫入するように構成すれば、カップリングと係合する係合コマのような突起を鋼管の上部に取り付けておく必要がなくなり、この点でも鋼管の製造コストや施工コストを低減させることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の鋼管杭は、請求項５に記載の鋼管杭において、前記鋼管からなる少なくとも上下一対の杭本体を備えて構成され、前記一対の杭本体同士は、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような構成によれば、継手部材を用いて上下一対の杭本体を接合することで、容易かつ簡便に接合作業を実施することができる。すなわち、鋼管の外周面の凹凸同士に跨って螺合される継手部材を用いる場合には、上または下の鋼管に継手部材を螺合させておき、下の鋼管の上に上の鋼管をセットしてから継手部材を回転させて上下の鋼管に跨るように移動させることで、外観を目視で確認しながら接合作業が実施できる。一方、鋼管の内周面の凹凸同士に跨って螺合される継手部材を用いる場合には、上下いずれか一方の鋼管に継手部材を螺合させておき、上の鋼管を回転させながら他方の鋼管に継手部材を螺合させることで接合作業が実施でき、継手部材が鋼管内に配置されて外側に大きく突出しないので、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭の施工作業を円滑に実施することができる。
【００１３】
さらに、請求項７に記載の鋼管杭は、請求項５または請求項６に記載の鋼管杭において、前記鋼管が短尺状に切断されるとともに一端側に鍔部が形成された先端部材と、前記鋼管からなる杭本体とを備えて構成され、前記先端部材と前記杭本体とは、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような構成によれば、鋼管杭の先端に回転推進用の鍔部を設ける場合において、この鍔部を有した先端部材を杭本体とは別体で製造しておき、この先端部材と杭本体とを互いの鋼管の凹凸に螺合する継手部材で連結することで、長尺の鋼管からなる杭本体側に鍔部を形成する必要がなくなるため、杭本体を運搬したり吊り込んだりする作業が円滑に実施でき、施工性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明のコンクリート補強用鋼材は、請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート中に配設して当該コンクリートを補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする。
このような本発明によれば、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）における鋼棒（鉄筋）に替えて前述したような鋼管を用いることで、鋼管同士の接合が容易になって施工性が向上するとともに、中実な鋼棒に比べて中空な鋼管を用いることで軽量化も実現することができる。
【００１５】
また、本発明のコンクリート補強用鋼材は、請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート杭中に配設して当該コンクリート杭を補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、前記コンクリート杭の長手方向に沿った主筋、および前記コンクリート杭の周方向に沿ったせん断補強筋のうちの少なくとも一方として利用されることを特徴とする。
このような本発明によれば、コンクリート杭における主筋やせん断補強筋として前述の鋼管を用いることで、鋼管の内外周面に形成された凹凸とコンクリートとの高い付着力が期待でき、コンクリート杭の曲げ強度やせん断強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼管Ｐを用いた鋼管杭１を示す側面図である。図２は、鋼管杭１の接合構造を示す断面図である。
図１、図２において、鋼管杭１は、各々全体長尺円筒状の鋼管Ｐから形成されて互いに連結される杭本体２（上杭２Ａ、中杭２Ｂ、下杭２Ｃ）と、下杭２Ｃの先端（下端）に連結される先端部材３とを有して構成されている。先端部材３は、鋼管Ｐを短尺状に切断した先端部材本体３Ａと、この先端部材本体３Ａの下端部をフレア加工して径方向外側に突出させた鍔部３Ｂとを有して形成されている。そして、杭本体２同士、および下杭２Ｃと先端部材３の先端部材本体３Ａとは、それぞれ継手部材４によって機械的に接合されて連結されている。
【００１８】
すなわち、図２に示すように、鋼管Ｐには、その長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられ、上下に連結される鋼管Ｐの内周面の凹凸同士に跨って継手部材４が螺合されている。具体的には、鋼管Ｐの内周面には、径方向外側に凹んだ凹部Ｐ１と、この凹部Ｐ１以外の部分である凸部Ｐ２とが形成され、鋼管Ｐの外周面には、径方向外側に突出した凸部Ｐ３と、この凸部Ｐ３以外の部分である凹部Ｐ４とが形成されている。また、継手部材４は、略円筒状の継手本体部４Ａと、継手本体部４Ａの外周面から径方向外側に突出して螺旋状に連続するねじ部４Ｂと、継手本体部４Ａの長手方向略中央に設けられたリング部４Ｃとを有して形成されている。そして、継手部材４は、ねじ部４Ｂを凹部Ｐ１に沿わせて回転させながら継手本体部４Ａを鋼管Ｐに挿入することで、ねじ部４Ｂが鋼管Ｐの内周面の凹凸（凹部Ｐ１、凸部Ｐ２）に螺合されるようになっている。また、リング部４Ｃを鋼管Ｐの端部に当接させることで、この当接位置以上に継手本体部４Ａが鋼管Ｐ内部に入り込んでしまわずに、継手部材４と鋼管Ｐとが締め付けられて互いに固定されるようになっている。
【００１９】
以上のような鋼管Ｐは、図３に示すような製造手順によって製造される。図３は、鋼管Ｐの製造工程を説明する図であり、図３(Ａ)には製造手順（手順(１)〜手順(14)）の概略構成が示され、図３(Ｂ)には製造手順(10)における断面図が示され、図３(Ｃ)には製造手順(11)，(13)における断面図が示され、図３(Ｄ)には製造手順(12)，(14)における断面図が示されている。
鋼管Ｐの製造手順としては、炉Ｆから出された８００℃〜１４００℃の鋼板を熱間で圧延するもので、先ず、製造手順（１）で鋼板を円筒形に成形した後に、製造手順（２）で溶接接合して円筒形に一体化する。その後、製造手順（３）〜(10)において、圧延ロールＲ１を用いた円形絞りを繰り返し行った後に、製造手順（11）において、圧延ロールＲ２を用いた扁平圧延を行い、図３(Ｃ)中、上下に延びて扁平となるように圧延し、続いて製造手順（12）において、ねじ型を有した圧延ロールＲ３を用いたねじ形圧延を行い、鋼管Ｐの内外周両面に凹凸を形成する。そして、製造手順（13），(14)において、圧延ロールＲ２を用いた扁平圧延と、圧延ロールＲ３を用いたねじ形圧延を再度行うことで、鋼管Ｐの内外周両面のうち、図３(Ｄ)中の上下位置に凹凸が形成されるようになっている。
【００２０】
以上の製造手順によれば、鋼管Ｐの内周面には、凹部Ｐ１および凸部Ｐ２が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、鋼管Ｐの外周面には、凸部Ｐ３および凹部Ｐ４が螺旋状かつ断続的に連続して形成される。そして、内周面の凹部Ｐ１と外周面の凸部Ｐ３とが表裏対向して形成され、内周面の凸部Ｐ２と外周面の凹部Ｐ４とが表裏対向して形成されるようになっている。
なお、鋼管Ｐの内外周両面の凹凸は、断続的に連続して形成されたものに限らず、鋼管Ｐの長手方向に沿って螺旋状に連続して形成されてものでもよく、その場合には、圧延ロールＲ２，Ｒ３の構成や形態を適宜選択して製造すればよい。
【００２１】
次に、本実施形態の鋼管杭１の施工手順としては、先ず、先端部材３を用意して先端部材本体３Ａの上端部に継手部材４を螺合しておき、杭打ち機やクレーン等で下杭２Ｃを吊り上げて先端部材３の先端部材本体３Ａ上にセットした後に、下杭２Ｃを回転させて継手部材４と下杭２Ｃの下端部とを螺合する。このように継手部材４を介して先端部材３と下杭２Ｃとを接合した状態で、下杭２Ｃの上端部に杭打ち機のカップリングをセットする。このカップリングとしては、鋼管Ｐの内周面または外周面の凹凸と螺合するねじが形成されたものを用い、カップリングを螺合方向に回転させることでカップリングと下杭２Ｃとが係合されるようになっている。次に、杭打ち機によってカップリングを回転させ、先端部材３の鍔部３Ｂによって地盤Ｇを掘削しながら、先端部材３および下杭２Ｃを地盤Ｇに貫入する。
【００２２】
次に、所定の深さまで地盤Ｇに貫入した状態の下杭２Ｃの上端部に継手部材４を螺合した後に、中杭２Ｂを吊り上げて下杭２Ｃの上端部にセットしてから、中杭２Ｂを回転させて継手部材４と中杭２Ｂの下端部とを螺合する。このように継手部材４を介して下杭２Ｃと中杭２Ｂとを接合した状態で、中杭２Ｂの上端部に杭打ち機のカップリングをセットし、カップリングの回転によって先端部材３、下杭２Ｃおよび中杭２Ｂを地盤Ｇに貫入する。その後、中杭２Ｂと同様に、上杭２Ａを中杭２Ｂの上端部に継手部材４を介して接合してから、上杭２Ａの上端部にセットしたカップリングの回転によって先端部材３、下杭２Ｃ、中杭２Ｂおよび上杭２Ａを所定の深さまで地盤Ｇに貫入して鋼管杭１の施工が完了する。
【００２３】
なお、継手部材としては、上述の継手部材４に限らず、図４に示すような形態のものを採用してもよい。
すなわち、図４に示す継手部材５は、略円筒状の継手本体部５Ａと、継手本体部５Ａの内周面から径方向内側に突出して螺旋状に連続するねじ部５Ｂとを有して形成されている。そして、継手部材５は、ねじ部５Ｂを鋼管Ｐの外周面の凸部Ｐ３に沿わせて回転させることで、ねじ部５Ｂが鋼管Ｐの外周面の凹凸（凸部Ｐ３、凹部Ｐ４）に螺合されるようになっている。このような継手部材５を用いて鋼管Ｐ同士を接合する場合には、一方の鋼管Ｐに継手部材５を螺合させておき、一方の鋼管Ｐの端部に他方の鋼管Ｐの端部をセットしてから継手部材５を回転させて両方の鋼管Ｐに跨るように移動させればよい。
【００２４】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）すなわち、上下に連結される鋼管Ｐ同士の接合手段として凹凸（凹部Ｐ１および凸部Ｐ２、または凸部Ｐ３および凹部Ｐ４）に螺合する機械式の継手部材４，５を利用することができ、溶接接合と比較して、接合作業の手間や時間が軽減されるとともに、熟練した溶接技能者がいなくても施工可能になり、施工コストを大幅に低減させることができる。そして、溶接による接合が不要になることから、溶接の火が使えない施工現場においても施工可能になり、鋼管杭１の適用範囲を拡大させることができる。
【００２５】
（２）また、鋼管Ｐの外周面に螺旋状の凹凸（凸部Ｐ３、凹部Ｐ４）が形成されているため、地盤Ｇに回転貫入する際の回転方向を凹凸の螺旋方向に合わせることで、小さな力で容易に貫入させることができ、小型の杭打ち機を用いかつ騒音や振動を防止した施工が実現できるとともに、外周面の凹凸によって地盤Ｇとの周面摩擦抵抗を増大させることができ、大きな支持力が期待できる。
【００２６】
（３）また、継手部材４を用いて鋼管Ｐ同士を接合した場合には、継手部材４が鋼管Ｐ内に配置されて外側に突出しないので、継手位置における貫入抵抗の増大を防止して鋼管杭１の施工作業を円滑に実施することができる。一方、継手部材５を用いて鋼管Ｐ同士を接合した場合には、接合部の外観を目視で確認しながら接合作業が実施できる。
【００２７】
（４）また、鍔部３Ｂを有した先端部材３を杭本体２とは別体で製造しておき、この先端部材３と下杭２Ｃとを継手部材４，５で接合したので、長尺の鋼管Ｐからなる杭本体２側に鍔部を形成する必要がなくなるため、杭本体２を運搬したり吊り込んだりする作業が円滑に実施でき、施工性を向上させることができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る鋼管Ｐを用いた鉄筋コンクリート部材６について、図５に基づいて説明する。
図５は、本実施形態の鉄筋コンクリート部材６を示す斜視図である。
鉄筋コンクリート部材６は、前記第１実施形態と同様の鋼管Ｐを備えたものであって、この鋼管ＰをコンクリートＣ中に配設して当該コンクリートＣを補強するためのコンクリート補強用鋼材として利用した点が第１実施形態と相違している。すなわち、鋼管Ｐは、一般的な鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）における柱や梁の主筋としての鋼棒（鉄筋）に替えて利用されている。そして、鋼管Ｐは、前記第１実施形態と同様の継手部材５によって接合され、本実施形態では、継手部材５の両端においてナット５Ｃを鋼管Ｐに螺合することで、継手部材５と鋼管Ｐとの緩み防止が図られている。
【００２９】
なお、本実施形態において、コンクリート部材としては、柱や梁に限らず、場所打ちコンクリート杭や既成コンクリート杭であってもよく、その場合には、コンクリート杭の長手方向に沿った主筋として鋼管Ｐを用いてもよく、またコンクリート杭の周方向に沿って主筋を囲むせん断補強筋（フープ）として鋼管Ｐを用いてもよく、さらには主筋およびせん断補強筋の両方に鋼管Ｐを用いてもよい。特に、コンクリート杭の主筋として鋼管Ｐを用いた場合には、前述のような機械式の継手部材４，５を利用することができ、長さ寸法（地盤への貫入長さ）が大きな杭においても施工性を向上させることができる。
【００３０】
このような本実施形態によれば、前述の（１）と略同様の効果に加えて以下のような効果がある。
（５）すなわち、中実な鋼棒に比べて軽量な鋼管Ｐを用いることで鉄筋コンクリート部材６の軽量化を実現することができる。そして、鋼管Ｐの内外周面に形成された凹凸とコンクリートとの高い付着力が期待できることから、コンクリート部材の曲げ強度やせん断強度を向上させることができる。
【００３１】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る鋼管Ｐを用いた道路融雪設備７について、図６および図７に基づいて説明する。
図６は、本実施形態の道路融雪設備７を示す概略構成図である。図７は、道路融雪設備７に用いる鋼管Ｐを示す図である。
道路融雪設備７は、地盤Ｇ中に埋設された地中熱交換機８と、この地中熱交換機８に接続されたヒートポンプ９と、このヒートポンプ９に接続されて道路面下方に配設された融雪装置１０とを備えて構成され、地中熱交換機８とヒートポンプ９とを接続して水または不凍液等の熱媒水を循環させる一次側配管（熱パイプ）８Ａ、およびヒートポンプ９と融雪装置１０とを接続して熱媒水を循環させる二次側配管（熱パイプ）１０Ａとして、前記第１実施形態と略同様の鋼管Ｐが利用されているものである。そして、道路融雪設備７は、地中熱交換機８から一次側の熱媒水を介して採熱した地中熱を利用し、ヒートポンプ９により二次側の熱媒水を昇温し、二次側の熱媒水を介して融雪装置１０により道路上の融雪を実施するものである。
【００３２】
地中熱交換機８は、大径の鋼管杭を利用したものであって、この鋼管杭の内部に一次側配管８Ａ（鋼管Ｐ）が配設されている。
ヒートポンプ９は、冷媒等を循環させる冷媒配管９Ａと、冷媒配管９Ａ中の冷媒を圧縮する圧縮機９Ｂと、冷媒配管９Ａ中の冷媒を膨張させる膨張弁９Ｃと、一次側配管８Ａの熱媒水を用いて冷媒配管９Ａ中の冷媒を蒸発させる一次蒸発器９Ｄと、二次側配管１０Ａの熱媒水を用いて冷媒配管９Ａ中の冷媒を凝縮させる二次凝縮器９Ｅとを備えて構成されている。
また、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａには、熱媒水を循環させる循環ポンプおよび開閉弁がそれぞれ設けられている。
【００３３】
そして、道路融雪設備７では、冬期において、地中熱交換機８で地中から採熱した一次側配管８Ａ中の熱媒水と、ヒートポンプ９の膨張弁９Ｃで膨張された冷媒配管９Ａ中の冷媒とが一次蒸発器９Ｄにおいて熱交換を行い、蒸発された冷媒が圧縮機９Ｂで圧縮されて昇温されるとともに、この昇温された冷媒と、二次側配管１０Ａ中の熱媒水とが二次凝縮器９Ｅにおいて熱交換を行い、二次側配管１０Ａ中の熱媒水が昇温される。このようにして昇温された熱媒水が二次側配管１０Ａ中を循環することで、その熱を利用して道路上の融雪が実施されるようになっている。
【００３４】
以上の道路融雪設備７における一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとして利用される鋼管Ｐは、前記第１実施形態における製造手順で圧延された後に、図７に示すように、コイル状に巻き取られて、超長尺（例えば、最大長さ１０００メートル）の製品（Pipe In Coil）として製造されるもので、道路融雪設備７の設置場所まで運搬された後に、コイルをほどきながら配設されるようになっている。そして、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとヒートポンプ９とは、前述した継手部材５を用いて接合されているとともに、配管８Ａ，１０Ａ同士を接合する場合にも、継手部材５を用いて接合することが可能になっている。
【００３５】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（６）すなわち、一次側および二次側の配管８Ａ，１０Ａとして超長尺の鋼管Ｐを利用したことで、継手部材５による接合箇所を少なくしたり省略したりすることができ、配管の配設に係る施工手間や施工時間を大幅に削減することが可能になる。従って、大規模な施設において長距離に渡って連続して熱パイプを配設する際の施工コストを大幅に低減することができる。
【００３６】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼管を用いた鋼管杭を示す側面図である。
【図２】前記鋼管杭の接合構造を示す断面図である。
【図３】前記鋼管の製造工程を説明する図である。
【図４】図２とは異なる前記鋼管杭の接合構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鋼管を用いた鉄筋コンクリート部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る鋼管を用いた道路融雪設備を示す概略構成図である。
【図７】前記道路融雪設備に用いる鋼管を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…鋼管杭、２…杭本体、３…先端部材、３Ｂ…鍔部、４，５…継手部材、Ｃ…コンクリート、Ｐ…鋼管、Ｐ１，Ｐ４…凹部、Ｐ２，Ｐ３…凸部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体長尺円筒状に形成されるとともに、その長手方向に沿って螺旋状に連続するか、または長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられたことを特徴とする鋼管。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管において、
熱間圧延により前記凹凸が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、外周面の凹凸における凹部と内周面の凹凸における凸部とが表裏対向し、外周面の凹凸における凸部と内周面の凹凸における凹部とが表裏対向して形成されていることを特徴とする鋼管。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鋼管において、
前記凹凸が熱間圧延により形成された後にコイル状に巻き取られて製造されることを特徴とする鋼管。
【請求項４】
請求項３に記載の鋼管において、
内部に熱媒を循環させる熱パイプとして用いられることを特徴とする鋼管。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の鋼管を回転させて地盤に貫入することにより構築されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項６】
請求項５に記載の鋼管杭において、
前記鋼管からなる少なくとも上下一対の杭本体を備えて構成され、
前記一対の杭本体同士は、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の鋼管杭において、
前記鋼管が短尺状に切断されるとともに一端側に鍔部が形成された先端部材と、前記鋼管からなる杭本体とを備えて構成され、
前記先端部材と前記杭本体とは、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート中に配設して当該コンクリートを補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、
前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とするコンクリート補強用鋼材。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート杭中に配設して当該コンクリート杭を補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、
前記コンクリート杭の長手方向に沿った主筋、および前記コンクリート杭の周方向に沿ったせん断補強筋のうちの少なくとも一方として利用されることを特徴とするコンクリート補強用鋼材。
【請求項１】
全体長尺円筒状に形成されるとともに、その長手方向に沿って螺旋状に連続するか、または長手方向に沿って螺旋状かつ断続的に連続する凹凸が内外周両面の全長に渡って設けられたことを特徴とする鋼管。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管において、
熱間圧延により前記凹凸が螺旋状かつ断続的に連続して形成され、外周面の凹凸における凹部と内周面の凹凸における凸部とが表裏対向し、外周面の凹凸における凸部と内周面の凹凸における凹部とが表裏対向して形成されていることを特徴とする鋼管。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鋼管において、
前記凹凸が熱間圧延により形成された後にコイル状に巻き取られて製造されることを特徴とする鋼管。
【請求項４】
請求項３に記載の鋼管において、
内部に熱媒を循環させる熱パイプとして用いられることを特徴とする鋼管。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の鋼管を回転させて地盤に貫入することにより構築されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項６】
請求項５に記載の鋼管杭において、
前記鋼管からなる少なくとも上下一対の杭本体を備えて構成され、
前記一対の杭本体同士は、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の鋼管杭において、
前記鋼管が短尺状に切断されるとともに一端側に鍔部が形成された先端部材と、前記鋼管からなる杭本体とを備えて構成され、
前記先端部材と前記杭本体とは、前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とする鋼管杭。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート中に配設して当該コンクリートを補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、
前記鋼管の外周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材、および当該鋼管の内周面に形成された凹凸同士に跨って螺合される継手部材のうち、少なくともいずれかの継手部材を介して連結されることを特徴とするコンクリート補強用鋼材。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載の鋼管をコンクリート杭中に配設して当該コンクリート杭を補強するためのコンクリート補強用鋼材であって、
前記コンクリート杭の長手方向に沿った主筋、および前記コンクリート杭の周方向に沿ったせん断補強筋のうちの少なくとも一方として利用されることを特徴とするコンクリート補強用鋼材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２０５０９４（Ｐ２００７−２０５０９４Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７３２４（Ｐ２００６−２７３２４）
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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