鋼管杭の機械式継手

【課題】地震や強風などによって生じる曲げモーメントに配慮した機械式継手を提供すること。
【解決手段】下鋼管杭２に外継手材３を固着し、上鋼管杭１に内継手材４を固着した構成とし、外継手材３と内継手材４のそれぞれ周方向に同じ配置でピン挿入孔を穿孔する。内継手材４を外継手材３に挿入嵌合し、それぞれのボルト挿入孔３５、３６にボルト３４を差し込み、一対の鋼管杭に圧縮力が作用したときに、内継手材４の外周面と外継手材３の外周面とをボルト３４によって締め付けることにより、内継手材４と外継手材３とを結合した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は鋼管杭の機械式継手、詳しくは、製造が容易で、安価で提供出来るにもかかわらず、実用上十分な強度を有する信頼性に富む鋼管杭の機械式継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種建築土木工事において用いられる既製杭には、鋼管杭とコンクリート杭とがあるが、いずれも必要に応じて接合する場合がある。一般的に、現場での杭の接合には、溶接が用いられることが多かったが、現場での溶接は、溶接品質の確保がむずかしい、作業が天候に左右されやすい、溶接作業時間が長くかかる、などの問題があり、コンクリート杭においては、現場溶接が不要な機械式継手を用いた接合が最近多く実施される様になっている。
【０００３】
又、コンクリート杭の分野において、機械式継手が普及した背景には、コンクリートよりも強度が数倍大きい鋼材を継手材料として使用出来ること、一般的にコンクリート杭の両端には鋼製端板があり、これを継手材の一部として利用出来るので、全体のコストを低く抑えられる、などの理由が存在している。
【０００４】
一方、鋼管杭の場合、鋼管杭と同じく鋼材を継手材料として用いるが、継手部分の強度を鋼管杭本体と同等以上にする為には、高品質高強度の鋼材の利用や複雑な構造を採用しなければならず、これに伴い継手の製造コストが高騰することが避けられず、普及が阻げられているのが現状である。
【特許文献１】特開２００６−２８９１３公報
【特許文献２】特開２００１−１１８５０公報
【特許文献３】特開２００６−２０７１１７公報
【非特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１乃至３はいずれも鋼管杭の機械式継手に関するものであり、特許文献１には、雄円筒の外面と雌円筒の内面とにそれぞれ円弧状突起を円周方向に交互に設け、雄円筒を雌円筒に挿入後回転させて接合させる継手が開示されている。この継手においては、引っ張り力は円弧状突起（ギア）同士の接触で伝達される様になっており、引っ張り力の伝達能力が大きく、曲げモーメントにも強い特徴を有している。しかし、円弧状突起を溶接によって継手本体に固着させるのは非現実的であり、通常は、肉厚の円筒体を旋盤で切削して円弧状突起を形成することになるが、旋盤の特性上、円筒体の軸芯方向の切削は著しく能率が悪く、コスト高の最大の要因となることは明らかである。
【０００６】
又、この継手においては、回転トルクは雌雄円筒間に設けたキーによって伝達する構造となっているが、この場合のキーは単なる円柱状ピンでない為、キーとその挿入孔の製作費は高くならざるを得ず、これも全体のコストを押し上げる要因となっており、これらの点から勘案して、この特許文献１に開示されている機械式継手はコスト的に難があった。
【０００７】
一方、特許文献２には、ピン挿入孔を有する内継手管又は複数の短冊状平板を、同じくピン挿入孔を有する外継手管に挿入した後、両ピン挿入孔にピンを挿入して結合する構造の機械式継手が開示されている。この継手においては、鋼管杭の軸方向の力（引っ張り力と圧縮力）は、ピン部材のせん断力を介して伝達される構造となっているが、ピン部材だけで大きな圧縮力や引っ張り力を伝達させるのは後述する様に強度的に無理があった。
【０００８】
又、この継手においては、内継手管は、鋼管端部の内面に固着する構造になっており、図面には両端部を隅肉溶接する例と、内継手管下部に切り欠きを設け、溶接部の長さを増す例が示されているが、前者の場合、鋼管内側の溶接作業は、管径が十分に大きい場合を除いて難かしく、又、隅肉溶接であるので、溶接強度が確保しにくいという問題があり、これを補うものとして後者が示されているが、溶接長が長くなるに従い、作業性が悪くなることは当然であり、結果的にコストがかかってしまう欠点があった。
【０００９】
一方、内継手管の代替として短冊状平板を用いる場合には、前述の切り欠き部の溶接の場合と同じく問題が生じると共に、短冊状断面は、円環状断面に比べてねじり耐力と剛性が著しく劣り、厚さを非常に大きくしないと鋼管本体と同等の強度を持ち得ない欠点があった。更に、この欠点を改善する為、肉厚の短管を介して内継手管と鋼管とを接合する技術も開示されているが、肉厚短管の調達費と溶接費が余分にかかってしまい、結果的にコスト高の継手になってしまう欠点があった。これらの点から、この特許文献２に開示されている継手も、十分な実用性を有しているとは言えなかった。
【００１０】
更に、特許文献３には、端部に凹凸を設けた第１継手（上継手）と第２継手（下継手）の凹凸部を嵌合させたうえで、凹凸部の境界に設けられた孔にピンを挿入する構造の機械式継手が開示されており、前述の特許文献２に開示されている機械式継手とは形態的には大きく異なるものの、ピンによって軸方向だけではなく、曲げモーメントも伝達させ様としている点においては軌を一にしており、その意味においては、前述の特許文献２に開示されている機械式継手と同じ問題点を有していた。
【００１１】
又、この継手においては、せん断方向を向いたピンはせん断抵抗を発揮し得ず、又、凹凸部における断面積はその上下の部分に比べ半分しかない為、十分なせん断耐力を確保出来ないという問題があった。従って、この特許文献３に開示されている継手も、強度的には十分なものではなく、実用上問題があると言わざるを得なかった。
【００１２】
ところで、基礎杭に作用する力は、通常、圧縮力、引っ張り力、曲げモーメント、せん断力、回転トルク（ねじりせん断力）であるが、基礎杭に常時作用する力は、擁壁の基礎杭など特殊な例を除けば、杭軸方向の圧縮力であり、大きな引っ張り力や曲げモーメント、せん断力が基礎杭に作用するのは、地震や強風など異常時の短時間だけである。又、引っ張り力は圧縮力に比べ通常数分の１以下と小さく、その発生頻度も少ない。更に、曲げモーメントが作用する場合でも、曲げモーメント単独で杭に作用するのではなく、圧縮力と同時に作用するのが普通である。つまり、基礎杭を円環断面としてみた場合、引っ張り応力が発生している部分はその円周長のうち、ほんのわずかの部分で、しかもその値は小さく、大部分では圧縮応力が発生していることになる。
【００１３】
一方、回転貫入杭の施工時には、鋼管杭のねじり耐力と同程度の大きさの回転トルクが頻繁に発生するので、継手をこの回転貫入杭に用いる場合には、このトルクに耐える必要があるが、ピンの水平方向せん断抵抗力のみでこの回転トルクに対抗しようとする場合、鋼管のねじり耐力と同等な回転トルクに対抗するピンのせん断力は、鋼管の引っ張り耐力と同等な引っ張り力に抵抗するピンのせん断力に比べ、理論上√１/３にすぎないことは、従来から知られている。
【００１４】
以上述べた基礎杭の一般的作用力の考察から、本発明者は、後述する様に、圧縮力はピンなどを介するよりも直接部材を当接させて伝達した方が合理的であり、一方、発生頻度が少なく、力も小さい引っ張り力は、ピンを介して伝達した方が機構的にも合理的であることを見出した。本発明者は、上記知見に基づき、鋼管杭の接合に用いる機械式継手に内在する問題点を解決すべく研究を行った結果、鋼管杭本体と同等以上の耐力を持ち、信頼性も高く、しかも安価に製作出来る機械式継手を特願２００７−１９０４７０として提案した。
【００１５】
この特願２００７−１９０４７０として提案した機械式継手は図１〜図５に示す様に、肉厚円筒状をなした基部（８）の一方の端縁から外側に向かって直角に肉厚円環状のつば部（１３）が一体的に延設された鋼製のつば付き円筒状をなし、つば部（１３）の外径は接合対象である一対の鋼管杭の外径とほぼ同じに、基部（８）の外径は外継手材（３）の内径よりわずかに小さくなる様にそれぞれ形成されており、前記つば部（１３）の端面には一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記基部（８）の周壁（１６）には軸心から直角の方向を向かって放射状に複数のピン挿入孔（１０）が間隔をあけて穿かれている内継手材（４）；接合対象である鋼管杭の外径とほぼ同じ外径、前記内継手材（４）の基部（８）の外径よりわずかに大きな内径をそれぞれ有し、もう一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記内継手材（４）の基部（８）に穿かれているピン挿入孔（１０）に対応する箇所に同径のピン挿入孔（１２）が穿かれている鋼製の肉厚円筒状の外継手材（３）；とからなり、外継手材（３）の内径側に内継手材（４）の基部（８）を挿入し、それぞれのピン挿入孔（１０）（１２）にピン（１８）を差し込み、内継手材（４）と外継手材（３）とを結合する様にしたものである。
【００１６】
この機械式継手は、上鋼管杭１の下端に内継手材４のつば部１３の上面をその軸心が一致した状態で溶接すると共に、下鋼管杭２の上面に外継手材３の下端面をその軸心が一致した状態で溶接し、下鋼管杭２の上面に固定されている外継手材３の内径側に内継手材４の基部８を挿入し、それぞれのピン挿入孔１０、１２の位置を合わせ、ここにピン１８を差し込んで、下鋼管杭２と上鋼管杭１との結合を行うものであり、一対の継手同士の当接及びピンを介する場合の伝達特性をそれぞれ巧みに利用しており、圧縮力が作用する場合は、内継手材のつば部と外継手材の上端面の当接により、引っ張り力が作用する場合はピンにより力を伝達しており、実際の基礎杭の負荷条件を考慮した無駄のない簡潔な構造で、十分な信頼性を持ちながら、低いコストで製造することが可能で、現場での取付け結合作業も極めて容易に実施出来、高い実用性を有している。しかしながら、この特願２００７−１９０４７０として提案した機械式継手は、この機械式継手で結合した鋼管杭に作用する曲げモーメントについては、特段の配慮はなされていなかった。これは、前述の通り、基礎杭に常時作用する力は、杭軸方向の圧縮力が中心で、曲げモーメントが作用するのは、地震や強風など異常時における短時間に過ぎなく、かつその値は鋼管の曲げ耐力に比べて十分に小さい、というのがその主な理由である。この特願２００７−１９０４７０の機械式継手で結合した鋼管に大きな曲げモーメントが作用した時は、圧縮側では図６に示す様に、引張側では図７に示す様に、それぞれ内継手材と外継手材の離間を伴う「く」の字形の変形が生じる。なお、この図６及び図７は曲げモーメント作用時の変形状態をよりわかりやすく説明する為、変形を誇張して描いたものであり、実際の変形はこれより小さいことはもちろんである。ちなみに、所定の強度設計のもとで製造された機械式継手なら、曲げ耐力（最終強度）は鋼管と同等であるが、曲げ変位は鋼管より大きくなってしまう。たとえば、鋼管単体及び鋼管単体と同等な曲げ耐力を持った特願２００７−１９０４７０に係る機械式継手を取付けた鋼管とをそれぞれ用意し、これらに対して図８に示す様に、曲げ荷重を加えて曲げ試験を実施して比較すると、図９のグラフに示す様に、継手付き鋼管の場合には、同じ曲げモーメントに対して中央部の変位が鋼管単体の場合に比べ大きくなってしまう。つまり、継手付き鋼管の場合、鋼管単体に比べ見かけ上の杭としての曲げ剛性は、小さいことになる。一般的には、継手部に大きな曲げモーメントが作用することは少なく、上記の現象が問題となることは少ないが、地震時に大きな曲げモーメントが発生する杭頭近くに継手を設けた場合などでは、設計上無視出来ない問題となる。本発明者は、特願２００７−１９０４７０として提案した機械式継手における曲げモーメント作用時の見かけ上の曲げ剛性低下の現象を解消せんとして研究を行った結果、この曲げ剛性低下の現象を阻止することができる機械式継手を開発することに成功し、本発明としてここに提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
肉厚円筒状をなした基部（８）の一方の端縁から外側に向かって直角に肉厚円環状のつば部（１３）が一体的に延設された鋼製のつば付き円筒状をなし、つば部（１３）の外径は接合対象である一対の鋼管杭の外径とほぼ同じに、基部（８）の外径は外継手材（３）の内径よりわずかに小さくなる様にそれぞれ形成されており、前記つば部（１３）の端面には一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記基部（８）の周壁（１６）には軸心から直角の方向を向かって放射状に複数のボルト挿入孔（３５）が間隔をあけて穿かれている内継手材（４）；接合対象である鋼管杭の外径とほぼ同じ外径、前記内継手材（４）の基部（８）の外径よりわずかに大きな内径をそれぞれ有し、もう一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記内継手材（４）の基部（８）に穿かれているボルト挿入孔（３５）に対応する箇所にボルト挿入孔（３６）が穿かれている鋼製の肉厚円筒状の外継手材（３）；とからなり、外継手材（３）の内径側に内継手材（４）の基部（８）を挿入し、それぞれのボルト挿入孔（３５）（３６）にボルト（３４）を差し込み、内継手材の外周面と外継手材の内周面とをボルトによって締め付けることにより、内継手材（４）と外継手材（３）とを結合する様にして、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１８】
上鋼管杭１の下端に内継手材４のつば部１３の上面をその軸心が一致した状態で溶接すると共に、下鋼管杭２の上面に外継手材３の下端面をその軸心が一致した状態で溶接し、下鋼管杭２の上面に固定されている外継手材３の内径側に内継手材４の基部８を挿入し、それぞれのボルト挿入孔３５、３６の位置を合わせ、ここにボルト３４を差し込んで、下鋼管杭２と上鋼管杭１との結合を行う。この状態で、上鋼管杭１から下方に向かって圧縮力が加わると、圧縮力は内継手材４のつば部１３から外継手材３の端面に直接伝達されるので、非常に単純な力の伝達経路となる。従って、互いに当接する部分には支圧応力が生じるが、その分布は厚さ方向へ均等となり、かつ当接する面積は外継手材３の断面積に等しく、十分に広い為、大きな支圧応力差は発生せず、圧縮力は下鋼管杭２に無理なく伝達される。一方、上鋼管杭１からの引っ張り力がかかる場合は、引っ張り力は内継手材４のつば部１３から基部８に伝わり、次にボルト３４に鉛直方向せん断力として伝わり、更に外継手材３に引っ張り力として伝達されることになる。この場合、それぞれの接触部に発生する支圧応力度は単位面積当たりで比較した場合、上述の圧縮力に比べて非常に大きくなるが、引っ張り力が基礎杭に作用するのは地震や強風など異常時の短時間だけであり、しかも、引っ張り力は圧縮力に比べ、通常数分の１以下と小さく、その発生頻度も少ないので、ボルト３４及びその接触部分は十分にこの支圧応力に耐え、引っ張り力を確実に伝達することが可能である。
【００１９】
更に、曲げモーメントが作用する場合は、円環断面でみると、継手の略半分には図６に示す様な圧縮力が作用し、残り略半分には図７に示す様な引っ張り力が発生するが、外継手材３と内継手材４とはボルト３４によって締め付けられ、強度的には一体化されているので、これらの力の伝達は鋼管単体の場合と同じになる。従って、図６及び図７に示す場合の様に、外継手材３と内継手材４とが離間して「く」の字形に変形することはなく、両者は一体として曲げモーメントに耐えることになる。一方、せん断力が作用する場合、上鋼管杭１からのせん断力は内継手材４のつば部１３を介して内継手材４の基部８に伝わり、この基部８が外継手材３を押すことにより、これに伝達される。又、回転トルク（ねじりせん断力）が作用する場合、内継手材４のつば部１３から基部８にねじりせん断力として伝わり、次にボルト３４に水平方向せん断力として伝達され、これから外継手材３にねじりせん断力として伝わることになる。なお、回転貫入杭の施工時には、鋼管杭のねじり耐力と同程度の値の回転トルクが頻繁に発生するが、鋼管のねじり耐力と同等な回転トルクに対抗するボルト３４のせん断力は、鋼管の引っ張り耐力と同等な引っ張り力に対抗するボルト３４のせん断力に比べ、理論上およそ√１/３にすぎないので、ボルト３４は十分にこの回転トルクに対抗することが出来る。
【００２０】
この様に、この発明に係る鋼管杭の接合用機械式継手は、外継手材３と内継手材４の端面同士を当接させ、しかも、両者の側面同士をボルトによって締め付けて、両者を強度的に一体化させているので、圧縮力が作用する場合は、内継手材４のつば部１３と外継手材３の上端面６との当接によって力が伝達されると共に、曲げモーメントによる引っ張り力と圧縮力とが作用した場合には、外継手材３と内継手材４とが相互にボルトで接合されている為、離間しにくく、見かけ上の剛性の低下が大幅に軽減され、予想外の曲げモーメントにも十分耐えることが可能である。この様に、実際の基礎杭の荷重条件を考慮した無駄のない簡潔な構造で、十分な信頼性を持ちながら、低いコストで製造することが可能で、現場での取付け結合作業も極めて容易に実施出来る効果を有し、高い実用性を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
筒状をなした外継手材と内継手材の側面同士をボルトによって締め付けて結合した点に最大の特徴が存する。
【実施例１】
【００２２】
図１０はこの発明に係る鋼管杭の接合用機械式継手の実施例１の斜視図、図１１はそれぞれ鋼管杭に固着した状態の斜視図、図１２は同じく、鋼管杭を結合した状態の斜視図、図１３は図１２における矢視Ａ−Ａ線断面図、図１４は図１２における矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００２３】
図中１は接合対象である上鋼管杭、２は下鋼管杭である。この発明に係る鋼管杭の接合用機械式継手は、この上鋼管杭１の下端と下鋼管杭２の上端とを直列状に接合する為に用いるものであり、鋼製の内継手材４、外継手材３及び複数のボルト３４とによって構成されている。
【００２４】
内継手材４は、肉厚円筒状をなした基部８の上縁から外側に向かって直角に肉厚円環状のつば部１３が一体的に延設された鋼製のつば付き円筒状の部材であり、つば部１３の外径は上鋼管杭１の外径とほぼ同じ、基部８の外径は下鋼管杭２の内径よりわずかに小さくなる様に、それぞれ形成されており、前記つば部１３の上面５には上鋼管杭１の下端面が、その軸心を一致させた状態で、溶接により固着される様になっている。又、基部８の周壁１６には軸心から直角の方向へ向かって放射状に複数のボルト挿入孔３５が間隔をあけて穿かれている。
【００２５】
一方、外継手材３は下鋼管杭２の外径とほぼ同じ外径、前記内継手材４の基部８の外径よりわずかに大きい内径をそれぞれ有する鋼製の肉厚円筒状の部材であり、この外継手材３の内径側に前記内継手材４の基部８を挿入した際、内継定材４の基部８に穿かれているボルト挿入孔３５に対応する箇所には同径のボルト挿入孔３６が穿かれており、これらボルト挿入孔３５、３６にボルト３４を差し込み、内継手材４の内側からナット２１を螺合させることにより、外継手材３の内周面と内継手材４の外周面とを強固に締め付けて、両者を結合する様になっている。なお、図中２２はボルト３４の頭部である。そして、この外継手材３の下端は下鋼管杭２の上端面６に、その軸心が一致した状態で、溶接によって固着される様になっている。なお、この実施例においては、上鋼管杭１に内継手材４を、下鋼管杭２に外継手材３を溶接固着する様にしているが、これとは逆に、上鋼管杭１に外継手材３を、下鋼管杭２に内継手材４を溶接固着する様にしても良い。
【００２６】
この外継手材３は既製の適当な鋼管を短尺切断したものでも、鍛造や鋳鋼で製造したものでも良く、内径側の真円度や寸法が不適当な場合は、旋盤で内径側を切削加工しても良い。一方、内継手材４は、シームレス鋼管や遠心力鋳鋼管などの肉厚の鋼管を短尺切断したものや、鍛造で製作した円筒体の外周面の下部を数値制御旋盤で切削して、Ｌ字状加工を施したものを用いても良い。
【００２７】
なお、これら切削加工は、管軸方向へギアを形成する場合などとは異なり、周方向へ一定の形状であるので、素材を回転させた状態で数値制御旋盤の刃物を当てれば短時間で簡単に実施することが出来る。又、ボルト挿入孔３５、３６は円形断面であるので数値制御運転が可能な横向きボール盤を使用すれば、短時間で正確に形成することが出来る。又、ボルト３４及びこれに螺合するナット２１は必要な強度を満たすものであるなら、既製のものを用いることが出来る。
【００２８】
更に、上述の通り、内継手材４は上鋼管杭１の下端に、外継手材３は下鋼管杭２の上端にそれぞれ溶接によって固着されるのであるが、図１５に示すものの様に、内継手材４のつば部１３の外縁上部及び外継手材３の外縁下部をそれぞれ面取りし、開先溶接用の斜面１９、２０を形成しておけば、溶接作業をより簡単、確実、強固に行うことが出来、更に好都合である。この開先溶接用の斜面１９、２０は旋盤により簡単に形成することが出来る。なお、この図１０〜図１４に示す実施例においては、ボルト３４の頭部２２は外継手材３の外面より外側に突出しており、既存のボルトをそのまま用いることが出来ると共に、加工も容易であるという利点を有しており、最も基本的な構造であるが、設計施工上、ボルト３４の頭部２２が外継手材３の外面より外側に突出することが許されない場合には、図１６に示す様に、両端にネジ溝２３、２４が形成されている無頭ボルト３７を用いると共に、外継手材３のボルト挿入孔３６にネジ溝２５を形成し、外継手材３のネジ溝２５と無頭ボルト３７のネジ溝２４とを螺合し、内継手材４から内側に突出したネジ溝２３にナット２１を螺合することにより、外継手材３と内継手材４とを締め付けて結合する様にしても良い。なお、図中２６はこの無頭ボルト２４を回転させる為の工具を係合する係合穴である。又、図１７に示すものの様に、内継手材４のボルト挿入孔３５及び外継手材３のボルト挿入孔３６に共にネジ溝２７、２８を形成すると共に、全周面にわたってネジ溝２９が形成されている無頭ボルト３０を用意し、この無頭ボルト３０によって外継手材３の内面と内継手材４の外周面とを結合する様にしても良い。更に、外継手材３と内継手材４とを結合する為のボルト挿入孔３５及び３６を一列に配列するだけではなく、図２２に示す様に、ボルト挿入孔３５及び３６を上下二段に配列しても良い。この様にボルト挿入孔３５及び３６を上下二段に配置した場合は、外継手材３及び内継手材４の長さを一列配置の場合に比べ長くせざるを得ないが、図６及び図７に示す様な「く」の字形の変形がより起きにくくなる利点がある。なお、図１０〜図１４及び図１６に示す実施例においては、それぞれナット２１が用いられており、ナット２１は内継手材４の内側に位置するので、ボルト３４への螺合作業の際にその位置を適正に保持するのはなかなかむずかしいが、図１８に示す様に、内継手材４のボルト挿入孔３５にネジ溝２７を形成し、有頭のボルト３４の外周面に形成されているネジ溝をこのボルト挿入孔３５に形成されているネジ溝２７に螺合させることにより、外継手材３の内面と内継手材４の外周面とを締め付けて結合する様にすれば、螺合作業の際に位置の保持が面倒であるナットを用いる必要がなくなるので、作業性が向上する。又、図１９に示す様に、ナット２１を適正な位置に溶接や接着剤などの接着手段３８で予め固定しておく様にしても良く、この場合には、ボルト３４との螺合作業がしやすくなる。又、図２０に示す様に、ボルト挿入孔３５の内側にナット２１が遊転しない大きさの箱形のナットホルダー３１を固定しておき、この中にナット２１を入れておく様にしても良く、この場合には、ボルト３４の先端側にはテーパが形成されているので、ボルト３４の回転に伴い、その先端側はこのナットホルダー３１中のナット２１のネジ孔にスムーズに案内され、ナット２１はボルト３４に引き寄せられて両者は強固に結合されることになり、ボルト締め作業がより容易に行える。なお、このナットホルダー３１は薄鋼板を折り曲げて製作したり、角パイプを短尺切断し、これに蓋を付けるなどすれば、安価に製作することが出来る。更に、図２１に示す様に、内継手材４の内側に、ボルト挿入孔３５と間隔をおいて、円環状をなしたナット保持用リング３２を支持材３３を介して同心円状に固定して、このナット保持リング３２にナット２１を固定しておく様にしても良く、この場合にもボルト３４とナット２１の螺合作業は容易に実施出来る。この様に、この発明に係る鋼管杭の接合用機械式継手は、圧縮力及び引っ張り力だけではなく、曲げモーメントがかかる場合にも必要な強度、剛性を保持することが出来、十分な信頼性を持ちながら、低いコストで製造することが可能で、現場での取付け結合作業も容易であり、極めて高い実用性を有している。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
基礎杭を用いる各種建築土木工事において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】特願２００７−１９０４７０で提案した鋼管杭の接合用機械式継手の実施例１の斜視図。
【図２】同じく、それぞれ鋼管杭に固着した状態の斜視図。
【図３】同じく、鋼管杭を接合した状態の斜視図。
【図４】図３における矢視Ａ−Ａ線断面図。
【図５】図４における矢視Ｃ−Ｃ線断面図。
【図６】同じく、曲げモーメントが作用した場合の変形状況を説明する為の圧縮側の断面図。
【図７】同じく、曲げモーメントが作用した場合の変形状況を説明する為の引っ張り側の断面図。
【図８】曲げモーメントを影響を調べる為に実施する荷重試験の方法を説明した説明図。
【図９】図８に示す荷重試験の結果を示したグラフ。
【図１０】鋼管杭の接合用機械式継手の実施例１の斜視図。
【図１１】同じく、それぞれ鋼管杭に固着した状態の斜視図。
【図１２】同じく、鋼管杭を接合した状態の斜視図。
【図１３】図１２における矢視Ｂ−Ｂ線断面図。
【図１４】図１３における矢視Ｄ−Ｄ線断面図。
【図１５】開先溶接用の斜面を設けた実施例の部分断面図。
【図１６】この発明に係る鋼管杭の接合用機械式継手の他の実施例の部分断面図。
【図１７】同じく、更に他の実施例の部分断面図。
【図１８】ナット２１を省略した実施例の部分断面図。
【図１９】ナット２１の脱落防止手段を設けた実施例の部分断面図。
【図２０】同じく、ナット２１の他の脱落防止手段を設けた実施例の部分断面図。
【図２１】同じく、ナット２１の更に別の脱落防止手段を設けた実施例の部分断面図。
【図２２】ボルト挿入孔３５及び３６をそれぞれ二段に設けた実施例の腰部の斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
１上鋼管杭
２下鋼管杭
３外継手材
４内継手材
５上面
６上端面
８基部
１０ピン挿入孔
１２ピン挿入孔
１３つば部
１６周壁
１８ピン
１９開先溶接用の斜面
２０開先溶接用の斜面
２１ナット
２２頭部
２３ネジ溝
２４ネジ溝
２５ネジ溝
２６係合穴
２７ネジ溝
２８ネジ溝
２９ネジ溝
３０無頭ボルト
３１ナットホルダー
３２ナット保持リング
３３支持材
３４ボルト
３５ボルト挿入孔
３６ボルト挿入孔
３７無頭ボルト
３８接着手段

【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚円筒状をなした基部の一方の端縁から外側に向かって直角に肉厚円環状のつば部が一体的に延設された鋼製のつば付き円筒状をなし、つば部の外径は接合対象である一対の鋼管杭の外径とほぼ同じに、基部の外径は外継手材の内径よりわずかに小さくなる様にそれぞれ形成されており、前記つば部の端面には一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記基部の周壁には軸心から直角の方向を向かって放射状に複数のボルト挿入孔が間隔をあけて穿かれている内継手材；接合対象である鋼管杭の外径とほぼ同じ外径、前記内継手材の基部の外径よりわずかに大きな内径をそれぞれ有し、もう一方の鋼管杭の端面がその軸心を一致させた状態で溶接固着されると共に、前記内継手材の基部に穿かれているボルト挿入孔に対応する箇所に同径のボルト挿入孔が穿かれている鋼製の肉厚円筒状の外継手材；とからなり、外継手材の内径側に内継手材の基部を挿入し、それぞれのボルト挿入孔にボルトを差し込み、内継手材の外周面と外継手材の内周面とをボルトによって締めることにより、内継手材と外継手材とを結合する様にしたことを特徴とする鋼管杭の機械式継手。
【請求項２】
内継手材の内側にナットを位置させ、有頭のボルトのネジ溝を前記ナットに螺合させることにより、外継手材と内継手材とを締め付けて結合することを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の機械式継手。
【請求項３】
内継手材のボルト挿入孔にネジ溝を形成し、有頭のボルトのネジ溝をこのボルト挿入孔に形成されているネジ溝に螺合させることにより、外継手材と内継手材とを締め付けて結合することを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の機械式継手。
【請求項４】
外継手材のボルト挿入孔の内面にネジ溝を形成し、前方部分及び後方部分にそれぞれネジ溝が形成されている無頭ボルトの後方部分のネジ溝を外継手材のボルト挿入孔のネジ溝に螺合させ、この無頭ボルトの後端面が外継手材の外周とほぼ面一（つらいち）になる様にすると共に、前方部分のネジ溝に内継手材の内側に位置したナットを螺合させて外継手材と内継手材とを締め付けて結合することを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の機械式継手。
【請求項５】
外継手材のボルト挿入孔及び内継手材のボルト挿入孔のそれぞれの内面にネジ溝を形成し、外周にネジ溝が形成されている無頭ボルトを、その後端面が外継手材の外面とほぼ面一（つらいち）となる様にして前記両ボルト挿入孔のネジ溝に螺合させることにより、外継手材と内継手材とを結合することを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の機械式継手。
【請求項６】
ナットが内継手材の内側のボルト挿入孔と対向した位置に保持されていることを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の機械式継手。
【請求項７】
外継手材のボルト挿入孔及び内継手材のボルト挿入孔がそれぞれ二段に配列されていることを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の機械式継手。

【図１】