鋼管接続用治具、鋼管セット、および鋼管の接続方法
【課題】鋼管の立て込み作業現場での溶接が不要で、天候に左右されることなく、鋼管を容易に接続することができる接続方法を提供する。
【解決手段】接続用治具１は、接合体２、上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７とによって構成されている。そして、上蓋部材３の挿通孔１４に接合体２を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材３を第一の鋼管Ｐ１の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材５と抜止部材６とを接合させて下蓋体を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管Ｐ２の下端に固着し、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２を第二の鋼管Ｐ２に固着された下蓋体の挿通孔に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材７を挿入することによって、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを非常に容易に接続することができる。
【解決手段】接続用治具１は、接合体２、上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７とによって構成されている。そして、上蓋部材３の挿通孔１４に接合体２を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材３を第一の鋼管Ｐ１の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材５と抜止部材６とを接合させて下蓋体を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管Ｐ２の下端に固着し、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２を第二の鋼管Ｐ２に固着された下蓋体の挿通孔に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材７を挿入することによって、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを非常に容易に接続することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤の改良工事等に用いられる鋼管（あるいは鋼管杭）同士を接続するための治具、およびその接続用治具を用いた鋼管の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を強固な地盤に改良するための方法として、セメントミルクを流し込んだ穴の中に筒状の鋼管あるいは鋼管杭を立て込む方法が開発されている。かかる鋼管（鋼管杭）の立て込みによる軟弱地盤の改良には、１０ｍを超えるような長尺な鋼管が必要とされることもあるが、汎用の鋼管は、５〜６ｍ程度の長さのものが多い。したがって、鋼管の立て込みによる軟弱地盤の改良においては、鋼管を立て込んだ後に、その立て込んだ鋼管の上方に、同一径の別の鋼管を溶接によって接続した後にさらに深く立て込む方法が広く採用されている。
【０００３】
かかる鋼管の溶接による接続の際には、上下の鋼管の長手方向を精度良く合致させることが必要であるため、立て込んだ鋼管の内部に、鋼管の径より若干小径で幅が２０〜１００ｍｍ程度の扁平な内接管を嵌入して仮止めし（部分的に溶接し）、その内接管の上側部分に、継ぎ足す別の鋼管を外嵌し、上下２つの鋼管を溶接するという方法が採用されている。そのように上下の鋼管を溶接する場合には、上下の鋼管の間に数個のスペーサを挟んで、上下の鋼管の間に所定の間隙（１〜４ｍｍ程度）を設ける必要がある。
【０００４】
それゆえ、上下の鋼管の間にスペーサを挟む作業の煩わしさを解消するために、扁平な円筒状の支持体から複数のピンを放射方向へ突出させた鋼管接続用治具を、上下の鋼管の内部に嵌め込み、ピンを挟み込むことによって形成される上下の鋼管の隙間を利用して溶接を行う接続方法も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の鋼管の接続方法は、いずれも鋼管の立て込み作業現場での溶接作業が不可欠であるため、雨天時や強風時には鋼管を接続することができない、という不具合がある。また、上記従来の鋼管の接続方法では、不等厚な鋼管や異径の鋼管を接続することが困難である。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の鋼管の接続方法が有する問題点を解消し、鋼管の立て込み作業（杭打ち工事）等の現場での溶接作業が不要で、天候に左右されることなく、鋼管を容易に接続することができ、不等厚や異径の鋼管の接続にも適した実用的な鋼管の接続方法を提供することにある。また、そのような鋼管の接続方法に好適に用いることができる鋼管接続用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、２つの円筒状の鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、水平な貫通孔を設けた接合体と、その接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の上蓋部材と、前記接合体を挿通可能な挿通孔が穿設されており、その挿通孔と隣接するように一定幅の切り込みが形成された円盤状の挿入孔形成部材と、その挿入孔形成部材と同一径の円盤状に形成されており、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の抜止部材と、前記接合体の貫通孔の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材とからなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の下蓋部材をさらに有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記挿入孔形成部材が、一定幅の切り欠きを、挿通孔と隣接し、かつ、前記切り込みと対向するように形成したものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、互いに接続可能な複数の鋼管からなる鋼管セットであって、円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とからなり、前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することによって接続可能であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、２つの円筒状の鋼管を接続するための接続方法であって、円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とを用い、前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の鋼管接続用治具によれば、上蓋部材の挿通孔に接合体を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材を第一の鋼管の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材と抜止部材とを接合させて下蓋体を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管の下端に固着し、第一の鋼管に固着された接合体を第二の鋼管に固着された下蓋体の挿通孔に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入するだけで、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）非常に容易に鋼管同士を接続することができる。加えて、上蓋部材の径を挿入孔形成部材等の径と異ならせることにより、異径の鋼管であっても容易に接続することが可能となる。
【００１４】
さらに、上蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材の外径が略同一になるように設計した場合には、接続後に、第一の鋼管、第二の鋼管の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の第一の鋼管、第二の鋼管をスムーズに立て込むことが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の鋼管接続用治具は、下蓋部材を予め挿入孔形成部材の上面に当着させておくことによって、挿入孔形成部材を第二の鋼管の下端に溶接する際に、下蓋部材を第二の鋼管の下端の内側に嵌入させることによって、第二の鋼管に対して挿入孔形成部材を容易に位置決めすることができるため、きわめて容易に第一の鋼管と第二の鋼管とを接続することができる。
【００１６】
請求項３に記載の鋼管接続用治具によれば、長尺状の固定部材を、下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔を貫いて切り欠きの内部に入り込むように挿入するだけで、第一の鋼管と第二の鋼管とを、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現するように強固に接続することができる。
【００１７】
請求項４に記載の鋼管セットを用いれば、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように、非常に容易に鋼管同士を接続することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の鋼管の接続方法によれば、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように、非常に容易に鋼管同士を接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】接続用治具を示す説明図（ａは平面図であり、ｂは正面図である）である。
【図２】接合体を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図３】上蓋部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図４】下蓋部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図５】挿入孔形成部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図６】抜止部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図７】固定部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図８】２つの鋼管の接続部分を示す説明図（断面図）である。
【図９】第一の鋼管に上蓋ユニットを固着させた状態を示す説明図である。
【図１０】第二の鋼管に下蓋ユニットを固着させた状態を示す説明図である。
【図１１】第一の鋼管と第二の鋼管とを接続させた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る鋼管接続用治具（以下、接続用治具という）、当該接続用治具を装着した鋼管セット、および、当該接続用治具を用いた鋼管の接続方法の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、接続用治具１を示したものであり、接続用治具１は、接合体２、上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７とによって構成されている。なお、接合体２、上蓋部材３は、下側に位置させる第一の鋼管に装着するための上蓋ユニット８を構成するものであり、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６は、上側に位置させる第二の鋼管に装着するための下蓋体として機能する下蓋ユニット９を構成するものである。
【００２２】
図２は、接合体２を示したものであり、接合体２は、平行に配置された金属製（鉄製）の２枚の側板１１，１１の内側に、金属製（鉄製）の２枚の水平板１２，１２を平行に溶接することによって形成されている。なお、各側板１１，１１は、高さ×幅×奥行き＝６５ｍｍ×１９ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有しており、各水平板１２，１２は、高さ×幅×厚み＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有している。そして、それらの側板１１，１１、水平板１２，１２によって、高さ×幅×奥行き＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有する貫通孔１３が形成された状態になっている。なお、上側の水平板１２と側板１１の上端との間には、１０ｍｍ程度の溶接代が形成されており、当該溶接代を利用して、側板１１，１１と上側の水平板１２とが溶接されており、下側の水平板１２と側板１１の下端との間には、１９ｍｍの溶接代（溶接用のスペース）が形成されており、当該溶接代を利用して、側板１１，１１と下側の水平板１２とが溶接されている（なお、図におけるＭは、溶接部分を示している）。
【００２３】
また、図３は、上蓋部材３を示したものであり、上蓋部材３は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状（平面視）の挿通孔１４が穿設されている。なお、挿通孔１４は、中心が上蓋部材３の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。加えて、上蓋部材３の下面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部１５が形成されている。
【００２４】
一方、図４は、下蓋部材４を示したものであり、下蓋部材４は、厚さ６ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１０５ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔１６が穿設されている。なお、挿通孔１６は、中心が下蓋部材４の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。また、下蓋部材４の外周には、溶接用（仮止め用）の鋭角な三角形状の４つの切り込み１７，１７・・が、挿通孔１６の長辺の左右両端際に位置するように設けられている。
【００２５】
また、図５は、挿入孔形成部材５を示したものであり、挿入孔形成部材５は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔１８が穿設されている。なお、挿通孔１８は、中心が挿入孔形成部材５の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。さらに、当該挿通孔１８の前方には、挿通孔１８と隣接し挿入孔形成部材５の外周まで至る一定幅（幅×奥行き＝３２ｍｍ）の切り込み１９が形成されている。一方、挿通孔１８の後方には、挿通孔１８と隣接するように一定幅（幅×奥行き＝３２ｍｍ×１９ｍｍ）の切り欠き２０が形成されている。そして、それらの切り込み１９と切り欠き２０とが、挿通孔１８を挟んで対抗し、一直線状に配置された状態になっている（すなわち、挿通孔１８、切り込み１９、および切り欠き２０が十字を形成した状態になっている）。加えて、挿入孔形成部材５の上面および下面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部２１，２１が形成されている。
【００２６】
さらに、図６は、抜止部材６を示したものであり、抜止部材６は、厚さ６ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔２２が穿設されている。なお、挿通孔２２は、中心が抜止部材６の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。加えて、抜止部材６の上面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部２３が形成されている。
【００２７】
一方、図７は、固定部材７を示したものであり、固定部材７は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって扁平で長尺な直方体状に形成されており、高さ×幅×奥行き＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×１０２．１ｍｍの大きさを有している。また、前面は、曲率半径が１１４．３ｍｍの円弧状に形成されている。
【００２８】
＜接続用治具を用いた鋼管の接続方法＞
以下、上記接続用治具１を用いて、２つの鋼管を接続する方法について説明する。図８は接続する２つの鋼管を示したもの（接続部分のみの断面を示したもの）であり、下側に位置させる第一の鋼管Ｐ１、上側に位置させる第二の鋼管Ｐ２とも、長さ約６ｍで、外径１１４．３ｍｍ、内径約１０５．３ｍｍの円筒状に設計されている。なお、第一の鋼管Ｐ１の上端際および第二の鋼管Ｐ２の下端際の部分には、開先加工が施されており、それぞれ、テーパ部３２，３１が形成された状態になっている。
【００２９】
第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを接続する場合には、まず、接続用治具１の下蓋ユニット９、上蓋ユニット８を、それぞれ組み付ける。下蓋ユニット９を組付ける際には、まず、抜止部材６の上面に、挿入孔形成部材５を載置し、抜止部材６の挿通孔２２と挿入孔形成部材５の挿通孔１８とが合致するように両者の位置合わせをした後に、それらの抜止部材６の外周（テーパ部２３）と挿入孔形成部材５の外周（テーパ部２１）とを溶接する。なお、接続用治具１の上蓋ユニット８、下蓋ユニット９を組み付ける際、および、それらの上蓋ユニット８、下蓋ユニット９を、第一の鋼管Ｐ１、第二の鋼管Ｐ２に固着する際における溶接方法としては、アーク溶接等の溶接方法を好適に利用することができる。しかる後、上記の如く抜止部材６と一体となった挿入孔形成部材５の上面に、下蓋部材４を載置し、挿入孔形成部材５の挿通孔１８と下蓋部材４の挿通孔１６とが合致するように両者の位置合わせをした後に、下蓋部材４の切り込み１７，１７・・を利用して、挿入孔形成部材５と下蓋部材４とを溶接する（仮止めする）。
【００３０】
一方、上蓋ユニット８の組み付けは、接合体２を上蓋部材３の挿通孔１４に挿通させ（側板１１，１１の外面が挿通孔１４の壁面に当接するように挿通させ）、所定の高さ位置（上蓋部材３の下面と接合体２の側板１１，１１の下端との間に１３ｍｍの溶接代が形成される位置）に配置させた状態で、上蓋部材３の下面とその下面から突出した接合体２の側板の外面とを、挿通孔１４の短辺に沿って、その全長を溶接する。
【００３１】
上記の如く、上蓋ユニット８および下蓋ユニット９を組み付けた後には、それらの上蓋ユニット８および下蓋ユニット９を、それぞれ、第一の鋼管Ｐ１、第二の鋼管Ｐ２に装着する。上蓋ユニット８の第一の鋼管Ｐ１への装着は、上記の如く接合体２と一体となった上蓋部材３を、下面の周縁際が第一の鋼管Ｐ１の上端縁に当接するように、第一の鋼管Ｐ１の上方に載置し、それらの上蓋部材３の外周と第一の鋼管Ｐ１の上端縁とを溶接することによって行う。図９は、上蓋ユニット８を第一の鋼管Ｐ１に装着した状態を示したものであり、第一の鋼管Ｐ１の上端には、上蓋部材３が固着されており、その上蓋部材３の上面から接合体２が突出した状態になっている。また、第一の鋼管Ｐ１の上端縁から所定の高さ位置（１８ｍｍ上方）において、貫通孔１３が開口した状態になっている。
【００３２】
一方、下蓋ユニット９の第二の鋼管Ｐ２への装着は、上記の如く抜止部材６、挿入孔形成部材５と一体となった下蓋部材４を、第二の鋼管Ｐ２の内部に所定量（約３ｍｍ）だけ嵌め込んだ状態で、当該の下蓋部材４の外周と挿入孔形成部材５の外周（テーパ部２１）と第二の鋼管Ｐ２の下端縁（テーパ部３２）とを溶接することによって行う。図１０は、下蓋ユニット９を第二の鋼管Ｐ２に装着した状態を示したものであり、第二の鋼管Ｐ２の下端には、抜止部材６および挿入孔形成部材５と一体となった下蓋部材４が固着されており、それらの抜止部材６、挿入孔形成部材５、下蓋部材４を貫通するように、抜止部材６の挿通孔２２、挿入孔形成部材５の挿通孔１８、下蓋部材４の挿通孔１６が同じ配置で開口した状態になっている。また、第二の鋼管Ｐ２の下端縁から所定の長さだけ下がった位置において、挿入孔２４が開口した状態になっている（第二の鋼管Ｐ２の下端より約３ｍｍ下方の位置から第二の鋼管Ｐ２の下端より約１５ｍｍ下方の位置にかけて、挿入孔２４が開口した状態になっている）。
【００３３】
上記の如く上蓋ユニット８を固着させた第一の鋼管Ｐ１と下蓋ユニット９を固着させた第二の鋼管Ｐ２とを接続させる場合には、まず、第二の鋼管Ｐ２の下端に固着された抜止部材６、挿入孔形成部材５、下蓋部材４を貫通した挿通孔（挿通孔１６，１８，２２からなるもの）に、第一の鋼管Ｐ１の上端に固着された接合体２を挿通させて、第二の鋼管Ｐ２の抜止部材６の下面と、第一の鋼管Ｐ１の上蓋部材３の上面とを接合させる。そのように、第一の鋼管Ｐ１の上端に第二の鋼管Ｐ２の下端を接合させると、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２の貫通孔１３と、第二の鋼管Ｐ２に固着された抜止部材６の上面、挿入孔形成部材５の切り込み１９、下蓋部材４の下面によって形成される挿入孔２４とが合致（高さ位置、水平位置が一致）した状態となる。そして、そのように貫通孔１３の位置と合致した下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）の挿入孔２４に、固定部材７を挿入して、接合体２の貫通孔１３を貫通させ、固定部材７の先端を挿入孔形成部材５の切り欠き２０の奥側の壁面に当接させる（図１１参照）。そして、その状態で、固定部材７が下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）の挿入孔２４、接合体２の貫通孔１３から外れないように、固定部材７と挿入孔２４との僅かな隙間に楔を打ち込み、固定部材７を固着することによって、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との接続を完了する。上記の如く接続された第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２は、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現する。
【００３４】
＜接続用治具の効果＞
接続用治具１は、上記の如く、水平な貫通孔１３を設けた柱状の接合体２と、その接合体２を挿通可能な挿通孔１４を穿設した円盤状の上蓋部材３と、接合体２の貫通孔１３の高さと同一の厚みを有し、接合体２を挿通可能な挿通孔１８が穿設されており、その挿通孔１８と隣接するように一定幅の切り込み１９が形成された円盤状の挿入孔形成部材５と、その挿入孔形成部材５と同一径の円盤状に形成されており、接合体２を挿通可能な挿通孔２２を穿設した円盤状の抜止部材６と、接合体２の貫通孔１３の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材７とからなるものである。
【００３５】
したがって、接続用治具１によれば（接続用治具１を用いた鋼管の接続方法によれば）、上記の如く、上蓋部材３の挿通孔１４に接合体２を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材３を第一の鋼管Ｐ１の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材５と抜止部材６とを接合させて下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管Ｐ２の下端に固着し、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２を第二の鋼管Ｐ２に固着された下蓋体の挿通孔（挿通孔１６，１８，２２からなるもの）に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔１３を貫くように、長尺状の固定部材７を挿入するだけで、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）非常に容易に鋼管同士を接続することができる。さらに、接続用治具１によれば、接続後に、鋼管Ｐ１，Ｐ２の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の鋼管Ｐ１，Ｐ２をスムーズに立て込むことが可能となる。
【００３６】
また、接続用治具１は、接合体２を挿通可能な挿通孔１６を穿設した円盤状の下蓋部材４をさらに有するものであるため、下蓋部材４を予め挿入孔形成部材５の上面に当着させておくことにより、挿入孔形成部材５を第二の鋼管Ｐ２の下端に溶接する際に、下蓋部材４を第二の鋼管Ｐ２の下端の内側に嵌入させることによって、第二の鋼管Ｐ２に対して挿入孔形成部材５を容易に位置決めすることができる。したがって、接続用治具１によれば、きわめて容易に第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを接続することができる。
【００３７】
さらに、接続用治具１は、挿入孔形成部材５が一定幅の切り欠き２０を、挿通孔１８と隣接し、かつ、切り込み１９と対向するように形成したものであるため、長尺状の固定部材７を、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔１３を貫いて切り欠き２０の内部に入り込むように挿入するだけで、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現するように強固に接続することができる。
【００３８】
加えて、接続用治具１は、接合体２が４枚の金属板を組み付ける（溶接する）ことによって形成されているとともに、他の構成部材である上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７が、いずれも金属板を切断しただけのものであるので、きわめて安価に製造することができる。
【００３９】
＜変更例＞
なお、本発明に係る接続用治具の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、接合体、上蓋部材、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材、固定部材等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。また、接続用治具を用いた鋼管の接続方法の構成も、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、第一の鋼管、第二の鋼管の形状等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００４０】
たとえば、接続用治具は、上記実施形態の如く、上蓋部材の外径と抜止め部材、挿入孔形成部材の外径が同じであるものに限定されず、上蓋部材の外径と抜止め部材、挿入孔形成部材の外径とを異ならせたものに変更することが可能である。そのような構成を採用した接続用治具を用いることによって、異径の鋼管を容易に接続することが可能となる。
【００４１】
一方、本発明に係る鋼管の接続方法は、単純な円筒状の鋼管同士を接続するものに限定されず、先端に螺旋翼やバイトを付設した鋼管と単純な円筒状の鋼管とを接続する際にも好適に用いることができる。
【００４２】
また、接続用治具は、上記実施形態の如く、挿入孔形成部材の上側に下蓋部材を載置するものに限定されず、下蓋部材を省略したものに変更することも可能である。加えて、接続用治具は、上蓋部材の下方に、第一の鋼管の内径と同じ外径を有し上蓋部材と同様な挿通孔を穿設した円盤状の位置決め部材をさらに備えたものに変更することも可能である。かかる構成を採用した場合には、当該位置決め部材を予め上蓋部材の下面に当着させておくことにより、上蓋部材を第一の鋼管の上端に溶接する際に、当該位置決め部材を第一の鋼管の上端の内側に嵌入させることによって、第一の鋼管に対して上蓋部材を容易に位置決めすることが可能となる。
【００４３】
さらに、接続用治具は、上記実施形態の如く、挿入孔形成部材の奥側に切り欠きを設けたものに限定されず、当該切り欠きを省略したものに変更することも可能である
【００４４】
加えて、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体を四角柱状に形成したものに限定されず、円柱状あるいは楕円柱状等の別の柱状に形成したもの等（たとえば、平板状の側板の代わりに半円柱状の２つの側板を用いたもの）に変更することも可能である。また、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体を柱状（上部と下部の断面形状が同一であるもの）に形成したもの限定されず、接合体を円錐台状等の非柱状に形成したものに変更することも可能である。
【００４５】
さらに、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体の貫通孔と下蓋体の挿入孔の断面形状が同一であるものに限定されず、接合体の貫通孔の幅が、下蓋体の挿入孔の幅（すなわち、切り込みの幅）と異なるものに変更することも可能である。なお、上記実施形態の如く、接合体の貫通孔と下蓋体の挿入孔の断面形状が同一である場合には、接合された２つの鋼管ががたつきにくくなる、というメリットがある。
【００４６】
加えて、接続用治具は、上記実施形態の如く、上蓋部材と接合体とを別個に形成するとともに、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材をそれぞれ別個に形成したものに限定されず、鋳鋼等を利用して、上蓋部材と接合体とを一体に形成したものや、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材の内の少なくとも２つ以上を一体に形成したもの等に変更することも可能である。
【００４７】
一方、本発明に係る鋼管の接続方法は、上記実施形態の如く、固定部材を下蓋体の挿入孔に固着させるために楔を打ち込むものに限定されず、固定部材の基端側を先端側に比べて若干大径に形成し（厚み方向および／または幅方向に大径に形成し）、ハンマー等を利用して当該固定部材を下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔内へ打ち込むものや、固定部材の基端の外周を下蓋体の挿入孔に溶接するもの等に変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る接続用治具は、上記の如く、優れた効果を奏するものであるから、軟弱な地盤の改良工事等に用いる鋼管を接続するための接続用治具として好適に用いることができる。また、本発明に係る鋼管の接続方法は、軟弱な地盤の改良工事等において鋼管を接続する方法として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１・・接続用治具
２・・接合体
３・・上蓋部材
４・・下蓋部材
５・・挿入孔形成部材
６・・抜止部材
７・・固定部材
１３・・貫通孔
１４・・挿通孔（上蓋部材）
１６・・挿通孔（下蓋部材）
１８・・挿通孔（挿入孔形成部材）
１９・・切り込み
２０・・切り欠き
２２・・挿通孔（抜止部材）
Ｐ１・・第一の鋼管
Ｐ２・・第二の鋼管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤の改良工事等に用いられる鋼管（あるいは鋼管杭）同士を接続するための治具、およびその接続用治具を用いた鋼管の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を強固な地盤に改良するための方法として、セメントミルクを流し込んだ穴の中に筒状の鋼管あるいは鋼管杭を立て込む方法が開発されている。かかる鋼管（鋼管杭）の立て込みによる軟弱地盤の改良には、１０ｍを超えるような長尺な鋼管が必要とされることもあるが、汎用の鋼管は、５〜６ｍ程度の長さのものが多い。したがって、鋼管の立て込みによる軟弱地盤の改良においては、鋼管を立て込んだ後に、その立て込んだ鋼管の上方に、同一径の別の鋼管を溶接によって接続した後にさらに深く立て込む方法が広く採用されている。
【０００３】
かかる鋼管の溶接による接続の際には、上下の鋼管の長手方向を精度良く合致させることが必要であるため、立て込んだ鋼管の内部に、鋼管の径より若干小径で幅が２０〜１００ｍｍ程度の扁平な内接管を嵌入して仮止めし（部分的に溶接し）、その内接管の上側部分に、継ぎ足す別の鋼管を外嵌し、上下２つの鋼管を溶接するという方法が採用されている。そのように上下の鋼管を溶接する場合には、上下の鋼管の間に数個のスペーサを挟んで、上下の鋼管の間に所定の間隙（１〜４ｍｍ程度）を設ける必要がある。
【０００４】
それゆえ、上下の鋼管の間にスペーサを挟む作業の煩わしさを解消するために、扁平な円筒状の支持体から複数のピンを放射方向へ突出させた鋼管接続用治具を、上下の鋼管の内部に嵌め込み、ピンを挟み込むことによって形成される上下の鋼管の隙間を利用して溶接を行う接続方法も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の鋼管の接続方法は、いずれも鋼管の立て込み作業現場での溶接作業が不可欠であるため、雨天時や強風時には鋼管を接続することができない、という不具合がある。また、上記従来の鋼管の接続方法では、不等厚な鋼管や異径の鋼管を接続することが困難である。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の鋼管の接続方法が有する問題点を解消し、鋼管の立て込み作業（杭打ち工事）等の現場での溶接作業が不要で、天候に左右されることなく、鋼管を容易に接続することができ、不等厚や異径の鋼管の接続にも適した実用的な鋼管の接続方法を提供することにある。また、そのような鋼管の接続方法に好適に用いることができる鋼管接続用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、２つの円筒状の鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、水平な貫通孔を設けた接合体と、その接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の上蓋部材と、前記接合体を挿通可能な挿通孔が穿設されており、その挿通孔と隣接するように一定幅の切り込みが形成された円盤状の挿入孔形成部材と、その挿入孔形成部材と同一径の円盤状に形成されており、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の抜止部材と、前記接合体の貫通孔の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材とからなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の下蓋部材をさらに有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記挿入孔形成部材が、一定幅の切り欠きを、挿通孔と隣接し、かつ、前記切り込みと対向するように形成したものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、互いに接続可能な複数の鋼管からなる鋼管セットであって、円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とからなり、前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することによって接続可能であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、２つの円筒状の鋼管を接続するための接続方法であって、円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とを用い、前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の鋼管接続用治具によれば、上蓋部材の挿通孔に接合体を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材を第一の鋼管の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材と抜止部材とを接合させて下蓋体を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管の下端に固着し、第一の鋼管に固着された接合体を第二の鋼管に固着された下蓋体の挿通孔に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入するだけで、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）非常に容易に鋼管同士を接続することができる。加えて、上蓋部材の径を挿入孔形成部材等の径と異ならせることにより、異径の鋼管であっても容易に接続することが可能となる。
【００１４】
さらに、上蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材の外径が略同一になるように設計した場合には、接続後に、第一の鋼管、第二の鋼管の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の第一の鋼管、第二の鋼管をスムーズに立て込むことが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の鋼管接続用治具は、下蓋部材を予め挿入孔形成部材の上面に当着させておくことによって、挿入孔形成部材を第二の鋼管の下端に溶接する際に、下蓋部材を第二の鋼管の下端の内側に嵌入させることによって、第二の鋼管に対して挿入孔形成部材を容易に位置決めすることができるため、きわめて容易に第一の鋼管と第二の鋼管とを接続することができる。
【００１６】
請求項３に記載の鋼管接続用治具によれば、長尺状の固定部材を、下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔を貫いて切り欠きの内部に入り込むように挿入するだけで、第一の鋼管と第二の鋼管とを、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現するように強固に接続することができる。
【００１７】
請求項４に記載の鋼管セットを用いれば、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように、非常に容易に鋼管同士を接続することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の鋼管の接続方法によれば、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように、非常に容易に鋼管同士を接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】接続用治具を示す説明図（ａは平面図であり、ｂは正面図である）である。
【図２】接合体を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図３】上蓋部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図４】下蓋部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図５】挿入孔形成部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図６】抜止部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図７】固定部材を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは正面図である）。
【図８】２つの鋼管の接続部分を示す説明図（断面図）である。
【図９】第一の鋼管に上蓋ユニットを固着させた状態を示す説明図である。
【図１０】第二の鋼管に下蓋ユニットを固着させた状態を示す説明図である。
【図１１】第一の鋼管と第二の鋼管とを接続させた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る鋼管接続用治具（以下、接続用治具という）、当該接続用治具を装着した鋼管セット、および、当該接続用治具を用いた鋼管の接続方法の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、接続用治具１を示したものであり、接続用治具１は、接合体２、上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７とによって構成されている。なお、接合体２、上蓋部材３は、下側に位置させる第一の鋼管に装着するための上蓋ユニット８を構成するものであり、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６は、上側に位置させる第二の鋼管に装着するための下蓋体として機能する下蓋ユニット９を構成するものである。
【００２２】
図２は、接合体２を示したものであり、接合体２は、平行に配置された金属製（鉄製）の２枚の側板１１，１１の内側に、金属製（鉄製）の２枚の水平板１２，１２を平行に溶接することによって形成されている。なお、各側板１１，１１は、高さ×幅×奥行き＝６５ｍｍ×１９ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有しており、各水平板１２，１２は、高さ×幅×厚み＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有している。そして、それらの側板１１，１１、水平板１２，１２によって、高さ×幅×奥行き＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×５２ｍｍの大きさを有する貫通孔１３が形成された状態になっている。なお、上側の水平板１２と側板１１の上端との間には、１０ｍｍ程度の溶接代が形成されており、当該溶接代を利用して、側板１１，１１と上側の水平板１２とが溶接されており、下側の水平板１２と側板１１の下端との間には、１９ｍｍの溶接代（溶接用のスペース）が形成されており、当該溶接代を利用して、側板１１，１１と下側の水平板１２とが溶接されている（なお、図におけるＭは、溶接部分を示している）。
【００２３】
また、図３は、上蓋部材３を示したものであり、上蓋部材３は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状（平面視）の挿通孔１４が穿設されている。なお、挿通孔１４は、中心が上蓋部材３の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。加えて、上蓋部材３の下面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部１５が形成されている。
【００２４】
一方、図４は、下蓋部材４を示したものであり、下蓋部材４は、厚さ６ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１０５ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔１６が穿設されている。なお、挿通孔１６は、中心が下蓋部材４の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。また、下蓋部材４の外周には、溶接用（仮止め用）の鋭角な三角形状の４つの切り込み１７，１７・・が、挿通孔１６の長辺の左右両端際に位置するように設けられている。
【００２５】
また、図５は、挿入孔形成部材５を示したものであり、挿入孔形成部材５は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔１８が穿設されている。なお、挿通孔１８は、中心が挿入孔形成部材５の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。さらに、当該挿通孔１８の前方には、挿通孔１８と隣接し挿入孔形成部材５の外周まで至る一定幅（幅×奥行き＝３２ｍｍ）の切り込み１９が形成されている。一方、挿通孔１８の後方には、挿通孔１８と隣接するように一定幅（幅×奥行き＝３２ｍｍ×１９ｍｍ）の切り欠き２０が形成されている。そして、それらの切り込み１９と切り欠き２０とが、挿通孔１８を挟んで対抗し、一直線状に配置された状態になっている（すなわち、挿通孔１８、切り込み１９、および切り欠き２０が十字を形成した状態になっている）。加えて、挿入孔形成部材５の上面および下面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部２１，２１が形成されている。
【００２６】
さらに、図６は、抜止部材６を示したものであり、抜止部材６は、厚さ６ｍｍの金属板（鉄板）によって円盤状（直径＝１１４．３ｍｍ）に形成されている。そして、中央には、長方形状の挿通孔２２が穿設されている。なお、挿通孔２２は、中心が抜止部材６の外周（円）の中心と同一になるように穿設されており、接合体２と同じ幅、奥行き（幅＝７０ｍｍ、奥行き＝５２ｍｍ）を有している。加えて、抜止部材６の上面の外周には、溶接用の開先加工が施されており、テーパ部２３が形成されている。
【００２７】
一方、図７は、固定部材７を示したものであり、固定部材７は、厚さ１２ｍｍの金属板（鉄板）によって扁平で長尺な直方体状に形成されており、高さ×幅×奥行き＝１２ｍｍ×３２ｍｍ×１０２．１ｍｍの大きさを有している。また、前面は、曲率半径が１１４．３ｍｍの円弧状に形成されている。
【００２８】
＜接続用治具を用いた鋼管の接続方法＞
以下、上記接続用治具１を用いて、２つの鋼管を接続する方法について説明する。図８は接続する２つの鋼管を示したもの（接続部分のみの断面を示したもの）であり、下側に位置させる第一の鋼管Ｐ１、上側に位置させる第二の鋼管Ｐ２とも、長さ約６ｍで、外径１１４．３ｍｍ、内径約１０５．３ｍｍの円筒状に設計されている。なお、第一の鋼管Ｐ１の上端際および第二の鋼管Ｐ２の下端際の部分には、開先加工が施されており、それぞれ、テーパ部３２，３１が形成された状態になっている。
【００２９】
第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを接続する場合には、まず、接続用治具１の下蓋ユニット９、上蓋ユニット８を、それぞれ組み付ける。下蓋ユニット９を組付ける際には、まず、抜止部材６の上面に、挿入孔形成部材５を載置し、抜止部材６の挿通孔２２と挿入孔形成部材５の挿通孔１８とが合致するように両者の位置合わせをした後に、それらの抜止部材６の外周（テーパ部２３）と挿入孔形成部材５の外周（テーパ部２１）とを溶接する。なお、接続用治具１の上蓋ユニット８、下蓋ユニット９を組み付ける際、および、それらの上蓋ユニット８、下蓋ユニット９を、第一の鋼管Ｐ１、第二の鋼管Ｐ２に固着する際における溶接方法としては、アーク溶接等の溶接方法を好適に利用することができる。しかる後、上記の如く抜止部材６と一体となった挿入孔形成部材５の上面に、下蓋部材４を載置し、挿入孔形成部材５の挿通孔１８と下蓋部材４の挿通孔１６とが合致するように両者の位置合わせをした後に、下蓋部材４の切り込み１７，１７・・を利用して、挿入孔形成部材５と下蓋部材４とを溶接する（仮止めする）。
【００３０】
一方、上蓋ユニット８の組み付けは、接合体２を上蓋部材３の挿通孔１４に挿通させ（側板１１，１１の外面が挿通孔１４の壁面に当接するように挿通させ）、所定の高さ位置（上蓋部材３の下面と接合体２の側板１１，１１の下端との間に１３ｍｍの溶接代が形成される位置）に配置させた状態で、上蓋部材３の下面とその下面から突出した接合体２の側板の外面とを、挿通孔１４の短辺に沿って、その全長を溶接する。
【００３１】
上記の如く、上蓋ユニット８および下蓋ユニット９を組み付けた後には、それらの上蓋ユニット８および下蓋ユニット９を、それぞれ、第一の鋼管Ｐ１、第二の鋼管Ｐ２に装着する。上蓋ユニット８の第一の鋼管Ｐ１への装着は、上記の如く接合体２と一体となった上蓋部材３を、下面の周縁際が第一の鋼管Ｐ１の上端縁に当接するように、第一の鋼管Ｐ１の上方に載置し、それらの上蓋部材３の外周と第一の鋼管Ｐ１の上端縁とを溶接することによって行う。図９は、上蓋ユニット８を第一の鋼管Ｐ１に装着した状態を示したものであり、第一の鋼管Ｐ１の上端には、上蓋部材３が固着されており、その上蓋部材３の上面から接合体２が突出した状態になっている。また、第一の鋼管Ｐ１の上端縁から所定の高さ位置（１８ｍｍ上方）において、貫通孔１３が開口した状態になっている。
【００３２】
一方、下蓋ユニット９の第二の鋼管Ｐ２への装着は、上記の如く抜止部材６、挿入孔形成部材５と一体となった下蓋部材４を、第二の鋼管Ｐ２の内部に所定量（約３ｍｍ）だけ嵌め込んだ状態で、当該の下蓋部材４の外周と挿入孔形成部材５の外周（テーパ部２１）と第二の鋼管Ｐ２の下端縁（テーパ部３２）とを溶接することによって行う。図１０は、下蓋ユニット９を第二の鋼管Ｐ２に装着した状態を示したものであり、第二の鋼管Ｐ２の下端には、抜止部材６および挿入孔形成部材５と一体となった下蓋部材４が固着されており、それらの抜止部材６、挿入孔形成部材５、下蓋部材４を貫通するように、抜止部材６の挿通孔２２、挿入孔形成部材５の挿通孔１８、下蓋部材４の挿通孔１６が同じ配置で開口した状態になっている。また、第二の鋼管Ｐ２の下端縁から所定の長さだけ下がった位置において、挿入孔２４が開口した状態になっている（第二の鋼管Ｐ２の下端より約３ｍｍ下方の位置から第二の鋼管Ｐ２の下端より約１５ｍｍ下方の位置にかけて、挿入孔２４が開口した状態になっている）。
【００３３】
上記の如く上蓋ユニット８を固着させた第一の鋼管Ｐ１と下蓋ユニット９を固着させた第二の鋼管Ｐ２とを接続させる場合には、まず、第二の鋼管Ｐ２の下端に固着された抜止部材６、挿入孔形成部材５、下蓋部材４を貫通した挿通孔（挿通孔１６，１８，２２からなるもの）に、第一の鋼管Ｐ１の上端に固着された接合体２を挿通させて、第二の鋼管Ｐ２の抜止部材６の下面と、第一の鋼管Ｐ１の上蓋部材３の上面とを接合させる。そのように、第一の鋼管Ｐ１の上端に第二の鋼管Ｐ２の下端を接合させると、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２の貫通孔１３と、第二の鋼管Ｐ２に固着された抜止部材６の上面、挿入孔形成部材５の切り込み１９、下蓋部材４の下面によって形成される挿入孔２４とが合致（高さ位置、水平位置が一致）した状態となる。そして、そのように貫通孔１３の位置と合致した下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）の挿入孔２４に、固定部材７を挿入して、接合体２の貫通孔１３を貫通させ、固定部材７の先端を挿入孔形成部材５の切り欠き２０の奥側の壁面に当接させる（図１１参照）。そして、その状態で、固定部材７が下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）の挿入孔２４、接合体２の貫通孔１３から外れないように、固定部材７と挿入孔２４との僅かな隙間に楔を打ち込み、固定部材７を固着することによって、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２との接続を完了する。上記の如く接続された第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２は、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現する。
【００３４】
＜接続用治具の効果＞
接続用治具１は、上記の如く、水平な貫通孔１３を設けた柱状の接合体２と、その接合体２を挿通可能な挿通孔１４を穿設した円盤状の上蓋部材３と、接合体２の貫通孔１３の高さと同一の厚みを有し、接合体２を挿通可能な挿通孔１８が穿設されており、その挿通孔１８と隣接するように一定幅の切り込み１９が形成された円盤状の挿入孔形成部材５と、その挿入孔形成部材５と同一径の円盤状に形成されており、接合体２を挿通可能な挿通孔２２を穿設した円盤状の抜止部材６と、接合体２の貫通孔１３の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材７とからなるものである。
【００３５】
したがって、接続用治具１によれば（接続用治具１を用いた鋼管の接続方法によれば）、上記の如く、上蓋部材３の挿通孔１４に接合体２を挿通させて両者を固着し、当該上蓋部材３を第一の鋼管Ｐ１の上端に固着するとともに、挿入孔形成部材５と抜止部材６とを接合させて下蓋ユニット９（すなわち、下蓋体）を形成した後に、当該下蓋体を第二の鋼管Ｐ２の下端に固着し、第一の鋼管Ｐ１に固着された接合体２を第二の鋼管Ｐ２に固着された下蓋体の挿通孔（挿通孔１６，１８，２２からなるもの）に挿通させた状態で、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔１３を貫くように、長尺状の固定部材７を挿入するだけで、杭打ち工事等の現場で溶接作業を行うことなく、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）非常に容易に鋼管同士を接続することができる。さらに、接続用治具１によれば、接続後に、鋼管Ｐ１，Ｐ２の外周から外側へ突出する部分が形成されないため、接続後の鋼管Ｐ１，Ｐ２をスムーズに立て込むことが可能となる。
【００３６】
また、接続用治具１は、接合体２を挿通可能な挿通孔１６を穿設した円盤状の下蓋部材４をさらに有するものであるため、下蓋部材４を予め挿入孔形成部材５の上面に当着させておくことにより、挿入孔形成部材５を第二の鋼管Ｐ２の下端に溶接する際に、下蓋部材４を第二の鋼管Ｐ２の下端の内側に嵌入させることによって、第二の鋼管Ｐ２に対して挿入孔形成部材５を容易に位置決めすることができる。したがって、接続用治具１によれば、きわめて容易に第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを接続することができる。
【００３７】
さらに、接続用治具１は、挿入孔形成部材５が一定幅の切り欠き２０を、挿通孔１８と隣接し、かつ、切り込み１９と対向するように形成したものであるため、長尺状の固定部材７を、下蓋体の挿入孔２４および接合体２の貫通孔１３を貫いて切り欠き２０の内部に入り込むように挿入するだけで、第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２とを、回転モーメントや圧縮力に対して高い耐力を発現するように強固に接続することができる。
【００３８】
加えて、接続用治具１は、接合体２が４枚の金属板を組み付ける（溶接する）ことによって形成されているとともに、他の構成部材である上蓋部材３、下蓋部材４、挿入孔形成部材５、抜止部材６、固定部材７が、いずれも金属板を切断しただけのものであるので、きわめて安価に製造することができる。
【００３９】
＜変更例＞
なお、本発明に係る接続用治具の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、接合体、上蓋部材、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材、固定部材等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。また、接続用治具を用いた鋼管の接続方法の構成も、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、第一の鋼管、第二の鋼管の形状等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００４０】
たとえば、接続用治具は、上記実施形態の如く、上蓋部材の外径と抜止め部材、挿入孔形成部材の外径が同じであるものに限定されず、上蓋部材の外径と抜止め部材、挿入孔形成部材の外径とを異ならせたものに変更することが可能である。そのような構成を採用した接続用治具を用いることによって、異径の鋼管を容易に接続することが可能となる。
【００４１】
一方、本発明に係る鋼管の接続方法は、単純な円筒状の鋼管同士を接続するものに限定されず、先端に螺旋翼やバイトを付設した鋼管と単純な円筒状の鋼管とを接続する際にも好適に用いることができる。
【００４２】
また、接続用治具は、上記実施形態の如く、挿入孔形成部材の上側に下蓋部材を載置するものに限定されず、下蓋部材を省略したものに変更することも可能である。加えて、接続用治具は、上蓋部材の下方に、第一の鋼管の内径と同じ外径を有し上蓋部材と同様な挿通孔を穿設した円盤状の位置決め部材をさらに備えたものに変更することも可能である。かかる構成を採用した場合には、当該位置決め部材を予め上蓋部材の下面に当着させておくことにより、上蓋部材を第一の鋼管の上端に溶接する際に、当該位置決め部材を第一の鋼管の上端の内側に嵌入させることによって、第一の鋼管に対して上蓋部材を容易に位置決めすることが可能となる。
【００４３】
さらに、接続用治具は、上記実施形態の如く、挿入孔形成部材の奥側に切り欠きを設けたものに限定されず、当該切り欠きを省略したものに変更することも可能である
【００４４】
加えて、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体を四角柱状に形成したものに限定されず、円柱状あるいは楕円柱状等の別の柱状に形成したもの等（たとえば、平板状の側板の代わりに半円柱状の２つの側板を用いたもの）に変更することも可能である。また、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体を柱状（上部と下部の断面形状が同一であるもの）に形成したもの限定されず、接合体を円錐台状等の非柱状に形成したものに変更することも可能である。
【００４５】
さらに、接続用治具は、上記実施形態の如く、接合体の貫通孔と下蓋体の挿入孔の断面形状が同一であるものに限定されず、接合体の貫通孔の幅が、下蓋体の挿入孔の幅（すなわち、切り込みの幅）と異なるものに変更することも可能である。なお、上記実施形態の如く、接合体の貫通孔と下蓋体の挿入孔の断面形状が同一である場合には、接合された２つの鋼管ががたつきにくくなる、というメリットがある。
【００４６】
加えて、接続用治具は、上記実施形態の如く、上蓋部材と接合体とを別個に形成するとともに、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材をそれぞれ別個に形成したものに限定されず、鋳鋼等を利用して、上蓋部材と接合体とを一体に形成したものや、下蓋部材、挿入孔形成部材、抜止部材の内の少なくとも２つ以上を一体に形成したもの等に変更することも可能である。
【００４７】
一方、本発明に係る鋼管の接続方法は、上記実施形態の如く、固定部材を下蓋体の挿入孔に固着させるために楔を打ち込むものに限定されず、固定部材の基端側を先端側に比べて若干大径に形成し（厚み方向および／または幅方向に大径に形成し）、ハンマー等を利用して当該固定部材を下蓋体の挿入孔および接合体の貫通孔内へ打ち込むものや、固定部材の基端の外周を下蓋体の挿入孔に溶接するもの等に変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る接続用治具は、上記の如く、優れた効果を奏するものであるから、軟弱な地盤の改良工事等に用いる鋼管を接続するための接続用治具として好適に用いることができる。また、本発明に係る鋼管の接続方法は、軟弱な地盤の改良工事等において鋼管を接続する方法として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１・・接続用治具
２・・接合体
３・・上蓋部材
４・・下蓋部材
５・・挿入孔形成部材
６・・抜止部材
７・・固定部材
１３・・貫通孔
１４・・挿通孔（上蓋部材）
１６・・挿通孔（下蓋部材）
１８・・挿通孔（挿入孔形成部材）
１９・・切り込み
２０・・切り欠き
２２・・挿通孔（抜止部材）
Ｐ１・・第一の鋼管
Ｐ２・・第二の鋼管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの円筒状の鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、
水平な貫通孔を設けた接合体と、
その接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の上蓋部材と、
前記接合体を挿通可能な挿通孔が穿設されており、その挿通孔と隣接するように一定幅の切り込みが形成された円盤状の挿入孔形成部材と、
その挿入孔形成部材と同一径の円盤状に形成されており、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の抜止部材と、
前記接合体の貫通孔の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材とからなることを特徴とする鋼管接続用治具。
【請求項２】
前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の下蓋部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の鋼管接続用治具。
【請求項３】
前記挿入孔形成部材が、一定幅の切り欠きを、挿通孔と隣接し、かつ、前記切り込みと対向するように形成したものであることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の鋼管接続用治具。
【請求項４】
互いに接続可能な複数の鋼管からなる鋼管セットであって、
円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、
円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とからなり、
前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することによって接続可能であることを特徴とする鋼管セット。
【請求項５】
２つの円筒状の鋼管を接続するための接続方法であって、
円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、
円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とを用い、
前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することを特徴とする鋼管の接続方法。
【請求項１】
２つの円筒状の鋼管を接続するための鋼管接続用治具であって、
水平な貫通孔を設けた接合体と、
その接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の上蓋部材と、
前記接合体を挿通可能な挿通孔が穿設されており、その挿通孔と隣接するように一定幅の切り込みが形成された円盤状の挿入孔形成部材と、
その挿入孔形成部材と同一径の円盤状に形成されており、前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の抜止部材と、
前記接合体の貫通孔の断面と略同一な断面形状を有する長尺状の固定部材とからなることを特徴とする鋼管接続用治具。
【請求項２】
前記接合体を挿通可能な挿通孔を穿設した円盤状の下蓋部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の鋼管接続用治具。
【請求項３】
前記挿入孔形成部材が、一定幅の切り欠きを、挿通孔と隣接し、かつ、前記切り込みと対向するように形成したものであることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の鋼管接続用治具。
【請求項４】
互いに接続可能な複数の鋼管からなる鋼管セットであって、
円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、
円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とからなり、
前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することによって接続可能であることを特徴とする鋼管セット。
【請求項５】
２つの円筒状の鋼管を接続するための接続方法であって、
円筒状に形成されており、上面に上蓋部材が固着されており、その上蓋部材に、水平な貫通孔を有する接合体が突設された第一の鋼管と、
円筒状に形成されており、下面に下蓋体が設けられており、その下蓋体に、前記接合体を挿通可能な挿通孔が上下を貫通するように形成されているとともに、下蓋体の側面に、前記接合体の貫通孔と略同一高さの挿入孔が穿設された第二の鋼管とを用い、
前記第二の鋼管の下蓋体の挿通孔に前記第一の鋼管の接合体を挿通させた状態で、前記下蓋体の挿入孔および前記接合体の貫通孔を貫くように、長尺状の固定部材を挿入することを特徴とする鋼管の接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４３１７３（Ｐ２０１１−４３１７３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８９７８５（Ｐ２００９−１８９７８５）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（３９２０１２２３８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（３９２０１２２３８）
【Ｆターム（参考）】
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