知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6439596
(24)【登録日】2018年11月30日
(45)【発行日】2018年12月19日
(54)【発明の名称】鋼管杭の継手構造
(51)【国際特許分類】
E02D 5/24 20060101AFI20181210BHJP
【ＦＩ】
E02D5/24 101
【請求項の数】7
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2015-113770(P2015-113770)
(22)【出願日】2015年6月4日
(65)【公開番号】特開2016-29250(P2016-29250A)
(43)【公開日】2016年3月3日
【審査請求日】2018年2月5日
(31)【優先権主張番号】特願2014-150436(P2014-150436)
(32)【優先日】2014年7月24日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120868
【弁理士】
【氏名又は名称】安彦 元
(74)【代理人】
【識別番号】100178283
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 孝太
(72)【発明者】
【氏名】松宮 弘信
(72)【発明者】
【氏名】北濱 雅司
(72)【発明者】
【氏名】石濱 吉郎
(72)【発明者】
【氏名】妙中 真治
(72)【発明者】
【氏名】望月 惟史
(72)【発明者】
【氏名】小林 義法
(72)【発明者】
【氏名】坂本 俊彦
【審査官】
苗村 康造
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭１１−４３９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１４／０８０８２４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開平１１−４３９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−２８２３５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平９−１５８１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２８３３１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０１０１６８４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ０２Ｄ ５／２２〜 ５／８０
Ｅ０４Ｂ １／３８〜 １／６１
Ｆ１６Ｂ ７／００〜 ７／２２
Ｆ１６Ｌ ２１／００〜 ２１／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第４外嵌段部まで設けられて、第４外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．５Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きく、さらに、第４外嵌段部での板厚が第３外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第４外嵌段部まで設けられて、第４外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．５Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きく、さらに、第４外嵌段部での板厚が第３外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項2】
第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第３外嵌段部まで設けられて、第３外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．６Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第３外嵌段部まで設けられて、第３外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．６Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項3】
第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第２外嵌段部まで設けられて、第２外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．７Ｔ〜０．９Ｔとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第２外嵌段部まで設けられて、第２外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．７Ｔ〜０．９Ｔとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項4】
第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで５段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚をＴとしたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚が０．３５Ｔ〜０．７Ｔとなるとともに、軸芯方向に隣り合う外嵌段部で、基端側の外嵌段部での板厚が先端側の外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで５段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚をＴとしたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚が０．３５Ｔ〜０．７Ｔとなるとともに、軸芯方向に隣り合う外嵌段部で、基端側の外嵌段部での板厚が先端側の外嵌段部での板厚より大きいものとなること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項5】
第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで２段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、各々の外嵌段部の軸芯方向で最も先端側となる前記外嵌山部との境界を先端側境界点としたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点と、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点とが、軸芯方向で所定の離間距離Ｌで離間して、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、下記（１）式により規定される関係を満足すること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、
前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、
前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで２段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、各々の外嵌段部の軸芯方向で最も先端側となる前記外嵌山部との境界を先端側境界点としたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点と、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点とが、軸芯方向で所定の離間距離Ｌで離間して、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、下記（１）式により規定される関係を満足すること
を特徴とする鋼管杭の継手構造。
６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
【請求項6】
前記外嵌谷部は、軸芯方向の先端側から基端側まで２段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、各々の外嵌段部の軸芯方向で最も先端側となる前記外嵌山部との境界を先端側境界点としたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点と、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点とが、軸芯方向で所定の離間距離Ｌで離間して、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、下記（１）式により規定される関係を満足すること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の鋼管杭の継手構造。
６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の鋼管杭の継手構造。
６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
【請求項7】
前記外嵌谷部は、軸芯方向の先端側から基端側まで３段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部と最も基端側の外嵌段部との間に設けられる外嵌段部での先端側境界点が、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点から、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点まで延ばした略直線状の仮想線分上に配置されること
を特徴とする請求項５又は６記載の鋼管杭の継手構造。
を特徴とする請求項５又は６記載の鋼管杭の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、狭隘地での容易な施工や工期短縮を実現させるために無溶接の機械式継手が要求されることがあり、例えば、複数の鋼管杭を機械式継手で軸芯方向に連結させることを目的として、特許文献１〜４に開示される鋼管杭の継手構造が提案されている。
【0003】
特許文献１に開示された鋼管杭の継手構造は、軸芯方向に隣接する第１杭と第２杭とに互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを各別に形成し、外嵌端部と内嵌端部とを嵌合させた状態で、軸芯周りの相対回転によって互いに係合し合う係合部と被係合部とが形成される。特許文献１に開示された鋼管杭の継手構造は、係合した係合部と被係合部とが第１杭又は第２杭の径方向に離間するのを阻止するための離間阻止手段が係合部及び被係合部に設けられる。
【0004】
特許文献２に開示された鋼管杭の継手構造は、軸芯方向に隣接する第１杭と第２杭とに互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを各別に形成し、外嵌端部と内嵌端部とを嵌合させた状態で、軸芯周りの相対回転によって互いに係合し合う係合凸部と被係合凸部とが軸芯方向で複数形成される。特許文献２に開示された鋼管杭の継手構造は、外嵌端部が先端部側に設けた係合凸部の形成箇所ほど基端部側に設けた係合凸部の形成箇所よりも大径に形成されて、内嵌端部が先端部側に設けた被係合凸部の形成箇所ほど基端部側に設けた被係合凸部の形成箇所よりも小径に形成される。
【0005】
特許文献３に開示された鋼管杭の継手構造は、鋼管杭本体の端部に設けられた雌ねじ継手部と、鋼管杭本体の端部に設けられて雌ねじ継手部に螺入される雄ねじ継手部とを有し、雌ねじ継手部及び雄ねじ継手部の外径は鋼管杭本体の外径と同一に形成される。特許文献３に開示された鋼管杭の継手構造は、雌ねじ継手部及び雄ねじ継手部のねじ部が、１回転以内でねじ込みが完了するように設定された傾斜、ねじ山高さとねじ山間隔で、ねじの条数が３条以上、６条以下のテーパ状のねじからなる。
【0006】
特許文献４に開示された鋼管杭の継手構造は、片側で１／１０〜１／５０の範囲の勾配の円錐テーパ面を外周面に有する雄テーパ筒体と、雄テーパ筒体の円錐テーパ面に外嵌して緊密に係合する内周面円錐テーパ面を有する雌テーパ筒体とを押し込み係合するようにし、雄テーパ筒体及び雌テーパ筒体の円錐テーパ面にそれぞれ軸に直角な鋸歯状の円周凸条が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平１１−４３９３７号公報
【特許文献2】特開平１１−４３９３６号公報
【特許文献3】特開２００６−２８３３１４号公報
【特許文献4】特開平１０−２４５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、鋼管杭の継手構造は、特許文献１、２に開示されるギア式の継手部や、特許文献３に開示されるネジ式の継手部、特許文献４に開示される楔式の継手部等が用いられて、複数の鋼管杭を軸芯方向に連結させた状態で、引張力と曲げ力とが継手部に作用する。鋼管杭の継手構造は、軸芯方向に係合し合うギア又はネジの段数が多い場合に、各段のギア又はネジの高さが小さくなり、各段のギア又はネジに発生する曲げ応力が小さいものとなるため、各段のギア又はネジでの引張力に対する曲げ力の負担率を設計上考慮する必要がない。
【0009】
鋼管杭の継手構造は、これに対して、特に、軸芯方向に係合し合うギア又はネジの段数が２段〜９段程度と少ない場合に、各段のギア又はネジが負担する引張力及び曲げ力が大きくなり、各段のギア又はネジの高さが大きくなることから、各段のギア又はネジでの引張力に対する曲げ力の負担率が異なって、各々の継手部の基端側より先端側の方が、引張力に対する曲げ力の負担率が高くなる。
【0010】
しかし、特許文献１に開示された鋼管杭の継手構造は、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側まで、曲げ力の負担率が異なったものとなるにもかかわらず、被係合部の板厚が軸芯方向で同一となるものである。このため、特許文献１に開示された鋼管杭の継手構造は、特に、外嵌端部及び内嵌端部の先端側の板厚に無駄な部分が多くなり、必要以上に板厚が増加してコスト上昇を招くものとなるという問題点があった。
【0011】
また、特許文献２に開示された鋼管杭の継手構造は、複数の鋼管杭を軸芯方向に連結させるときの施工性を改善するために、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側に向けて、被係合凸部の板厚を軸芯方向で小さくするものであるが、曲げ力の負担率との関係で被係合凸部の板厚が設計されておらず、被係合凸部の板厚に無駄な部分が生じるおそれがあり、必要以上に板厚が増加してコスト上昇を招くものとなるという問題点があった。
【0012】
さらに、特許文献３、４に開示された鋼管杭の継手構造も、ネジ式の継手部や楔式の継手部に、所定の勾配でテーパ面が形成されるものであるが、複数の鋼管杭を軸芯方向に連結させるときにおけるねじ込みの施工性や食い込み性能を改善するためのものであり、曲げ力の負担率との関係で継手部の板厚が設計されておらず、継手部の板厚に無駄な部分が生じるおそれがあり、必要以上に板厚が増加してコスト上昇を招くものとなるという問題点があった。
【0013】
特許文献２に開示された鋼管杭の継手構造は、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側に向けて、被係合凸部の板厚を軸芯方向で小さくしてテーパ状に形成されるものであるが、軸芯方向で最も先端側の被係合凸部から最も基端側の被係合凸部までの勾配が、勾配の逆数として５．７５程度となるものであり、同一の引張耐力を確保するための鋼材重量を最小とすることができず、材料コストの上昇を招くものとなるという問題点があった。
【0014】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、各々の外嵌段部での外嵌谷部の板厚を適切な大きさとして、材料コストの上昇を抑制すると同時に、板厚の設計を容易にすることのできる鋼管杭の継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
第１発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第４外嵌段部まで設けられて、第４外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．５Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きく、さらに、第４外嵌段部での板厚が第３外嵌段部での板厚より大きいものとなることを特徴とする。
【0016】
第２発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第３外嵌段部まで設けられて、第３外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．６Ｔ〜０．８Ｔとなるとともに、第２外嵌段部での板厚が第１外嵌段部での板厚より大きく、また、第３外嵌段部での板厚が第２外嵌段部での板厚より大きいものとなることを特徴とする。
【0017】
第３発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向で先端側の第１外嵌段部から基端側の第２外嵌段部まで設けられて、第２外嵌段部での板厚をＴとしたときに、第１外嵌段部での板厚が０．７Ｔ〜０．９Ｔとなることを特徴とする。
【0018】
第４発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで５段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚をＴとしたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚が０．３５Ｔ〜０．７Ｔとなるとともに、軸芯方向に隣り合う外嵌段部で、基端側の外嵌段部での板厚が先端側の外嵌段部での板厚より大きいものとなることを特徴とする。
【0019】
第５発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが軸芯方向に連結される鋼管杭の継手構造であって、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、軸芯方向で前記外嵌山部より基端側に形成された外嵌谷部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、軸芯方向で前記内嵌山部より基端側に形成された内嵌谷部とを有し、前記外嵌山部は、前記内嵌端部を前記外嵌端部に挿入して周方向に相対回転させることで、前記内嵌山部に係止されるものであり、前記外嵌谷部は、軸芯直交方向で所定の板厚を有するように、軸芯方向の先端側から基端側まで２段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、各々の外嵌段部の軸芯方向で最も先端側となる前記外嵌山部との境界を先端側境界点としたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点と、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点とが、軸芯方向で所定の離間距離Ｌで離間して、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、下記（１）式により規定される関係を満足することを特徴とする。
【0020】
第６発明に係る鋼管杭の継手構造は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記外嵌谷部は、軸芯方向の先端側から基端側まで２段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、各々の外嵌段部の軸芯方向で最も先端側となる前記外嵌山部との境界を先端側境界点としたときに、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点と、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点とが、軸芯方向で所定の離間距離Ｌで離間して、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、下記（１）式により規定される関係を満足することを特徴とする。
【0021】
［数１］６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
【0022】
第７発明に係る鋼管杭の継手構造は、第５発明又は第６発明において、前記外嵌谷部は、軸芯方向の先端側から基端側まで３段以上、９段以下の外嵌段部が設けられて、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部と最も基端側の外嵌段部との間に設けられる外嵌段部での先端側境界点が、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での先端側境界点から、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での先端側境界点まで延ばした略直線状の仮想線分上に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
第１発明〜第４発明によれば、従来の鋼管杭の継手構造と比較して、少ない重量、体積の鋼材等の使用量で最大の曲げ耐力を得ることができるものとなることで、必要以上に板厚を増加させないものとなり、継手構造の重量、体積を低減させて連結作業の効率を向上させるとともに、継手構造の材料コストの上昇を抑制することが可能となる。また、第１発明〜第４発明によれば、第１外嵌段部の板厚を所定の範囲に設定するのみで、鋼材等の重量、体積と曲げ耐力とが適切なものとなるため、継手構造の設計精度を向上させるとともに、板厚の設計を容易にすることが可能となる。
【0024】
第５発明、第６発明によれば、軸芯方向で最も基端側の外嵌段部での板厚と、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部での板厚との板厚差ΔＴが、上記（１）式により規定される関係を満足することで、同一の引張耐力を確保するための鋼材重量を最小とすることができるため、材料コストの上昇を抑制しながら、十分な引張耐力を確保した継手構造を提供することが可能となる。
【0025】
特に、第７発明によれば、３段以上、９段以下の外嵌段部が設けられる場合において、軸芯方向で最も先端側の外嵌段部と最も基端側の外嵌段部との間に設けられる外嵌段部での先端側境界点が、略直線状に延ばした仮想線分上に配置されるものとすることで、３段以上の外嵌段部が設けられる場合の板厚の設計が容易になるため、十分な引張耐力を確保した継手構造を低廉な製作コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第１実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第１実施形態における外嵌端部を示す正面図である。
【図3】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の外嵌端部を示す拡大正面図である。
【図4】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第１実施形態における内嵌端部を示す正面図である。
【図5】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の内嵌端部を示す拡大正面図である。
【図6】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第１実施形態において外嵌端部に内嵌端部を挿入する状態を示す斜視図である。
【図7】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第１実施形態において外嵌端部に内嵌端部を挿入して相対回転させた状態を示す斜視図である。
【図8】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第２実施形態における外嵌端部を示す正面図である。
【図9】本発明を適用した鋼管杭の継手構造の第２実施形態における内嵌端部を示す正面図である。
【図10】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が４段に亘って設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図11】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が４段に亘って設けられた状態で作用する曲げ力と引張力とを示す拡大正面図である。
【図12】従来の鋼管杭の継手構造を示す拡大正面図である。
【図13】本発明を適用した鋼管杭の継手構造において外嵌段部４段、ｈ＝Ｄ／８のときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示すグラフである。
【図14】本発明を適用した鋼管杭の継手構造において外嵌段部４段、ｈ＝Ｄ／３のときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示すグラフである。
【図15】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が３段に亘って設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図16】本発明を適用した鋼管杭の継手構造において外嵌段部３段、ｈ＝Ｄ／８のときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示すグラフである。
【図17】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が２段に亘って設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図18】本発明を適用した鋼管杭の継手構造において外嵌段部２段、ｈ＝Ｄ／８のときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示すグラフである。
【図19】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が６段に亘って設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図20】本発明を適用した鋼管杭の継手構造において外嵌段部６段のときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示すグラフである。
【図21】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で曲げ耐力比が最大となるときの第１外嵌段部の板厚比と外嵌段部の段数との関係を示すグラフである。
【図22】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で各々の外嵌段部における外周面からの距離とひずみとの関係を示すグラフである。
【図23】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が４段に亘って設けられた状態の勾配θを示す拡大正面図である。
【図24】本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部が２段に亘って設けられた状態の勾配θを示す拡大正面図である。
【図25】（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の継手構造で外嵌段部の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）と７０段までの段数との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、９段までの段数の範囲を拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0028】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、地滑り杭、支持杭又は摩擦杭等に利用されるものであり、図１に示すように、断面が略円形状等の第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯方向Ｙに連結するものとして用いられる。
【0029】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部３と内嵌端部５とを備えるものである。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１鋼管杭１の端部に外嵌端部３が溶接等で取り付けられるとともに、第２鋼管杭２の端部に内嵌端部５が溶接等で取り付けられて、外嵌端部３と内嵌端部５とを軸芯方向Ｙで互いに対向させるものとなる。
【0030】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態において、外嵌溝部３２が外嵌端部３に形成されるとともに、内嵌溝部５２が内嵌端部５に形成されて、また、外嵌山部３１及び内嵌山部５１が周方向Ｗで略同一円周上に形成されたギア式継手に適用される。
【0031】
外嵌端部３は、軸芯直交方向Ｘで内側に向けて突出させて形成された複数の外嵌山部３１と、周方向Ｗで外嵌山部３１に隣り合って形成された複数の外嵌溝部３２と、軸芯方向Ｙで外嵌山部３１より基端側Ｂに形成された外嵌谷部３３とを有する。外嵌端部３は、外嵌山部３１と外嵌谷部３３とが、軸芯方向Ｙで交互に隣り合って形成される。
【0032】
外嵌端部３は、外嵌山部３１と外嵌溝部３２とが周方向Ｗで交互に形成されて、複数の外嵌山部３１が、軸芯方向Ｙ及び周方向Ｗで略一列に配置されるとともに、複数の外嵌溝部３２が、軸芯方向Ｙ及び周方向Ｗで略一列に配置される。また、外嵌端部３は、第１鋼管杭１の端部に溶接等で取り付けられる部位として、外嵌余長部３８を有するものとなる。
【0033】
外嵌山部３１は、図２に示すように、周方向Ｗに隣り合う外嵌溝部３２、及び、軸芯方向Ｙに隣り合う外嵌谷部３３よりも、第１鋼管杭１の軸芯方向Ｙの中心軸に向けて、略矩形状等に突出させて形成される。このとき、外嵌山部３１は、図３に示すように、軸芯方向Ｙの基端側Ｂに隣り合う外嵌谷部３３から、軸芯直交方向Ｘで所定の高さｈを有するように形成される。
【0034】
外嵌谷部３３は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、複数の外嵌段部４が設けられるものであり、各々の外嵌段部４において、軸芯直交方向Ｘで所定の板厚ｔを有するように形成される。外嵌谷部３３は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４が、軸芯直交方向Ｘで所定の板厚Ｄを有する外嵌余長部３８に、軸芯方向Ｙで隣り合って形成される。
【0035】
外嵌谷部３３は、例えば、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａから基端側Ｂまで、順番に第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３及び第４外嵌段部４４を有するものとなる。外嵌谷部３３は、後述するように、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで２段〜９段に亘って設けられるものとなる。
【0036】
内嵌端部５は、図１に示すように、軸芯直交方向Ｘで外側に向けて突出させて形成された複数の内嵌山部５１と、周方向Ｗで内嵌山部５１に隣り合って形成された複数の内嵌溝部５２と、軸芯方向Ｙで内嵌山部５１より基端側Ｂに形成された内嵌谷部５３とを有する。内嵌端部５は、内嵌山部５１と内嵌谷部５３とが、軸芯方向Ｙで交互に隣り合って形成される。
【0037】
内嵌端部５は、内嵌山部５１と内嵌溝部５２とが周方向Ｗで交互に形成されて、複数の内嵌山部５１が、軸芯方向Ｙ及び周方向Ｗで略一列に配置されるとともに、複数の内嵌溝部５２が、軸芯方向Ｙ及び周方向Ｗで略一列に配置される。また、内嵌端部５は、第２鋼管杭２の端部に溶接等で取り付けられる部位として、内嵌余長部５８を有するものとなる。
【0038】
内嵌山部５１は、図４に示すように、周方向Ｗに隣り合う内嵌溝部５２、及び、軸芯方向Ｙに隣り合う内嵌谷部５３よりも、第２鋼管杭２の軸芯方向Ｙの中心軸と反対側に向けて、略矩形状等に突出させて形成される。このとき、内嵌山部５１は、図５に示すように、軸芯方向Ｙの基端側Ｂに隣り合う内嵌谷部５３から、軸芯直交方向Ｘで所定の高さｈを有するように形成される。
【0039】
内嵌谷部５３は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、複数の内嵌段部６が設けられるものであり、各々の内嵌段部６において、軸芯直交方向Ｘで所定の板厚ｔを有するように形成される。内嵌谷部５３は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの内嵌段部６が、軸芯直交方向Ｘで所定の板厚Ｄを有する内嵌余長部５８に、軸芯方向Ｙで隣り合って形成される。なお、内嵌余長部５８の板厚Ｄは、外嵌余長部３８の板厚Ｄと必ずしも同一のものとされなくてもよい。
【0040】
内嵌谷部５３は、例えば、内嵌段部６が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａから基端側Ｂまで、順番に第１内嵌段部６１、第２内嵌段部６２、第３内嵌段部６３及び第４内嵌段部６４を有するものとなる。内嵌谷部５３は、内嵌段部６が軸芯方向Ｙで２段〜９段に亘って設けられるものとなる。
【0041】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを互いに嵌合させて、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とが軸芯方向Ｙに連結されるものとなる。
【0042】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、最初に、図６に示すように、第２鋼管杭２に取り付けられた内嵌端部５を、第１鋼管杭１に取り付けられた外嵌端部３に挿入する。このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、内嵌山部５１の軸芯直交方向Ｘの高さを、外嵌溝部３２の軸芯直交方向Ｘの深さ以下とすることで、内嵌山部５１が外嵌溝部３２を通過するものとなる。
【0043】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、次に、図７に示すように、外嵌端部３に内嵌端部５を挿入した状態で、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯周りの周方向Ｗに相対回転させる。このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、内嵌谷部５３の軸芯直交方向Ｘの深さを、外嵌山部３１の軸芯直交方向Ｘの高さ以上とすることで、外嵌山部３１が内嵌谷部５３に嵌め込まれるものとなる。
【0044】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、内嵌山部５１の軸芯方向Ｙの長さを、外嵌谷部３３の軸芯方向Ｙの長さ以下とするとともに、外嵌山部３１の軸芯方向Ｙの長さを、内嵌谷部５３の軸芯方向Ｙの長さ以下とする。このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、内嵌端部５を外嵌端部３に挿入して、外嵌端部３及び内嵌端部５を周方向Ｗに相対回転させることで、外嵌山部３１が内嵌山部５１に軸芯方向Ｙで係止されるものとなる。
【0045】
次に、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７の第２実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【0046】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図８、図９に示すように、第２実施形態において、外嵌溝部３２及び内嵌溝部５２が形成されることなく、外嵌山部３１及び内嵌山部５１が、周方向Ｗで連続的又は断続的に、略螺旋状に形成されたネジ式継手に適用される。
【0047】
外嵌端部３は、軸芯直交方向Ｘで内側に向けて突出させて形成された外嵌山部３１と、軸芯方向Ｙで外嵌山部３１より基端側Ｂに形成された外嵌谷部３３とを有し、外嵌山部３１と外嵌谷部３３とが軸芯方向Ｙで交互に隣り合って略螺旋状に形成される。外嵌谷部３３は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、複数の外嵌段部４が設けられる。
【0048】
外嵌谷部３３は、軸芯方向Ｙに対する縦断面視において、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂに、周方向Ｗで略螺旋状に１周するまでの範囲で第１外嵌段部４１が形成されるとともに、第１外嵌段部４１から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第２外嵌段部４２が形成されて、また、第２外嵌段部４２から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第３外嵌段部４３が形成されて、第３外嵌段部４３から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第４外嵌段部４４が形成される。
【0049】
内嵌端部５は、軸芯直交方向Ｘで外側に向けて突出させて形成された内嵌山部５１と、軸芯方向Ｙで内嵌山部５１より基端側Ｂに形成された内嵌谷部５３とを有し、内嵌山部５１と内嵌谷部５３とが軸芯方向Ｙで交互に隣り合って略螺旋状に形成される。内嵌谷部５３は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、複数の内嵌段部６が設けられる。
【0050】
内嵌谷部５３は、軸芯方向Ｙに対する縦断面視において、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂに、周方向Ｗで略螺旋状に１周するまでの範囲で第１内嵌段部６１が形成されるとともに、第１内嵌段部６１から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第２内嵌段部６２が形成されて、また、第２内嵌段部６２から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第３内嵌段部６３が形成されて、第３内嵌段部６３から連続して略螺旋状に１周するまでの範囲で第４内嵌段部６４が形成される。
【0051】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、内嵌端部５を外嵌端部３に挿入して、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯周りの周方向Ｗで略螺旋状に相対回転させることで、外嵌山部３１が内嵌谷部５３を略螺旋状に移動して、外嵌山部３１が内嵌山部５１に軸芯方向Ｙで係止されるものとなる。このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、外嵌山部３１が旋回しながら移動することで、外嵌山部３１が内嵌谷部５３に嵌め込まれて、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とが軸芯方向Ｙに連結されるものとなる。
【0052】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図１０、図１１に示すように、外嵌山部３１と内嵌山部５１とが互いに係止した状態で、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯方向Ｙで互いに離間させる方向に引張力Ｐが作用する。外嵌山部３１には、図１１に示すように、内嵌山部５１から引張力Ｐが加わるため、軸芯直交方向Ｘの外側に向けて拡がる方向の変形の原因となる曲げ力Ｍを外嵌谷部３３が負担して、外嵌谷部３３が所定の引張力Ｐに対する曲げ負担率を有するものとなる。
【0053】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、内嵌山部５１から外嵌山部３１に加わる曲げ力Ｍが、各々の外嵌段部４で同程度であるが、各々の外嵌段部４で内嵌山部５１からの引張力Ｐが累加するため、軸芯方向Ｙの先端側Ａより基端側Ｂの外嵌段部４の方が、外嵌谷部３３が負担する引張力Ｐが大きくなり、略同一の曲げ力Ｍに対して、引張力Ｐの大きさが相対的に大きくなる。このとき、各々の外嵌段部４では、軸芯方向Ｙの基端側Ｂより先端側Ａの方が、外嵌谷部３３の曲げ負担率が大きくなり、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの第１外嵌段部４１で外嵌谷部３３の曲げ負担率が最大になる。
【0054】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第４外嵌段部４４まで、順番に第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３及び第４外嵌段部４４が設けられる。
【0055】
各々の外嵌段部４は、各々の外嵌谷部３３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第１外嵌段部４１が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ１、第２外嵌段部４２が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ２、第３外嵌段部４３が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ３、第４外嵌段部４４が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ４を有するものとなる。各々の外嵌段部４は、第４外嵌段部４４の板厚ｔ４を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が０．５Ｔ〜０．８Ｔとなり、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が第４外嵌段部４４の板厚ｔ４の半分から８割の大きさとなる。
【0056】
各々の外嵌段部４は、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２が、０．６Ｔ〜０．９Ｔの大きさの範囲で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１より大きく、また、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３が、０．８Ｔ〜０．９５Ｔの大きさの範囲で、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２より大きく、さらに、第４外嵌段部４４の板厚ｔ４が、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３より大きいものとなる。
【0057】
従来の鋼管杭の継手構造９は、図１２（ａ）に示すように、山部９８が所定の高さｈ９を有して、さらに、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、谷部９９の板厚ｔ９が略同一に設定されて、軸芯方向Ｙでストレート形状に形成される。また、従来の鋼管杭の継手構造９は、図１２（ｂ）に示すように、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの第４段部９４を板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの第１段部９１の板厚ｔ１を０．２５Ｔ、第２段部９２の板厚ｔ２を０．５Ｔ、第３段部９３の板厚ｔ３を０．７５Ｔとして、第１段部９１の板厚ｔ１を基準に曲げ耐力を設計すると、第４段部９４の板厚ｔ４を非常に厚くしたテーパ形状に形成される。
【0058】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１０に示すように、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．５Ｔ〜０．８Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を厚くして、また、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第４外嵌段部４４まで、軸芯方向Ｙで略テーパ状に形成されるものとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、略同一重量、体積の鋼材等の材料を用いた従来のストレート形状の継手構造９と比較して、図１３、図１４に示すように、特に、第１外嵌段部４１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0059】
ここで、図１３、図１４では、従来のストレート形状の継手構造９のように、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの第１段部９１の板厚ｔ１と、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの第４段部９４の板厚Ｔとを同一としたときの横軸の値を１として、このときの曲げ耐力が基準値となって縦軸の値が１となる。図１３、図１４では、略同一重量、体積になるように内嵌余長部５８の板厚Ｄを一定の値とした範囲で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２及び第３外嵌段部４３の板厚ｔ３を第４外嵌段部４４の板厚ｔ４（＝Ｔ）で除した板厚比を横軸とするとともに、第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２及び第３外嵌段部４３での基準値に対する曲げ耐力比を縦軸とする。なお、図１３は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／８としたときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示しており、また、図１４は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／３としたときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示している。
【0060】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．５Ｔ〜０．８Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が高くなる。特に、図１３に示すように、ｈ＝Ｄ／８の場合においては、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．５５Ｔ〜０．７Ｔとしたときに、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が１．２倍〜１．３倍程度と非常に高いものとなる。また、図１４に示すように、ｈ＝Ｄ／３の場合においては、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．７Ｔ〜０．７５Ｔとしたときに、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が１．２倍前後と非常に高いものとなる。
【0061】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１３に示すように、ｈ＝Ｄ／８の場合において、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を０．６５Ｔ〜０．８Ｔとしたときに、第２外嵌段部４２の曲げ耐力比が１．１倍〜１．２倍程度と非常に高いものとなり、図１４に示すように、ｈ＝Ｄ／３の場合において、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を０．７５Ｔ〜０．８５Ｔとしたときに、第２外嵌段部４２の曲げ耐力比が１．１倍前後と非常に高いものとなる。
【0062】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１３に示すように、ｈ＝Ｄ／８の場合において、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３を０．８５Ｔ〜０．９Ｔとしたときに、第３外嵌段部４３の曲げ耐力比が１．１倍に接近して非常に高いものとなり、図１４に示すように、ｈ＝Ｄ／３の場合において、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３を０．９Ｔとしたときに、第３外嵌段部４３の曲げ耐力比が１．１倍に接近して非常に高いものとなる。
【0063】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１０に示すように、外嵌谷部３３と同様に内嵌谷部５３においても、各々の内嵌谷部５３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第４内嵌段部６４の板厚ｔ４を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの内嵌段部６の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの内嵌段部６で第１内嵌段部６１の板厚ｔ１が０．５Ｔ〜０．８Ｔとなり、軸芯方向Ｙに隣り合う内嵌段部６において、第２外嵌段部４２〜第４外嵌段部４４と同様に、軸芯方向Ｙで基端側Ｂの内嵌段部６の板厚を、先端側Ａの内嵌段部６の板厚より大きいものとして、特に、第１内嵌段部６１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。なお、厳密には、外嵌段部４と内嵌段部６とで、鋼管杭の軸芯方向Ｙの中心軸からの半径が異なるため、外嵌山部３１と内嵌山部５１とが軸芯方向Ｙで互いに係止される面積を等しいものとすると、内嵌段部６の方が僅かに板厚を大きくしたものとなる。
【0064】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図１５に示すように、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで３段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第３外嵌段部４３まで、順番に第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２及び第３外嵌段部４３が設けられる。
【0065】
各々の外嵌段部４は、各々の外嵌谷部３３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が０．６Ｔ〜０．８Ｔとなる。各々の外嵌段部４は、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２が、０．７５Ｔ〜０．９５Ｔの大きさの範囲で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１より大きく、また、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３が、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２より大きいものとなる。
【0066】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．６Ｔ〜０．８Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を厚くして、また、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第３外嵌段部４３まで、軸芯方向Ｙで略テーパ状に形成されるものとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、略同一重量、体積の鋼材等の材料を用いた従来のストレート形状の継手構造９と比較して、図１６に示すように、特に、第１外嵌段部４１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0067】
ここで、図１６では、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１及び第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を第３外嵌段部４３の板厚ｔ３（＝Ｔ）で除した板厚比を横軸とするとともに、第１外嵌段部４１及び第２外嵌段部４２での曲げ耐力比を縦軸とする。なお、図１６は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／８としたときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示している。
【0068】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．６Ｔ〜０．８Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が高くなり、特に、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．６５Ｔ〜０．７５Ｔとしたときに、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が１．２倍前後と非常に高いものとなる。また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を０．８Ｔ〜０．９Ｔとしたときに、第２外嵌段部４２の曲げ耐力比が１．１倍に接近して非常に高いものとなる。なお、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が最大となるときの板厚比（ｔ／Ｔ）は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／３〜Ｄ／８の範囲で変動させると、図２１に示すように、０．７９〜０．６８程度の範囲で変動するものとなる。
【0069】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１５に示すように、外嵌谷部３３と同様に内嵌谷部５３においても、各々の内嵌谷部５３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第３内嵌段部６３の板厚ｔ３を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの内嵌段部６の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの内嵌段部６で第１内嵌段部６１の板厚ｔ１が０．６Ｔ〜０．８Ｔとなり、軸芯方向Ｙに隣り合う内嵌段部６において、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３と同様に、軸芯方向Ｙで基端側Ｂの内嵌段部６の板厚を、先端側Ａの内嵌段部６の板厚より大きいものとして、特に、第１内嵌段部６１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0070】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図１７に示すように、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで２段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１及び基端側Ｂの第２外嵌段部４２が設けられる。
【0071】
各々の外嵌段部４は、各々の外嵌谷部３３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が０．７Ｔ〜０．９Ｔとなる。このとき、各々の外嵌段部４は、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２が、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１より大きいものとなる。
【0072】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．７Ｔ〜０．９Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を厚くして、また、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第２外嵌段部４２まで、軸芯方向Ｙで略テーパ状に形成されるものとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、略同一重量、体積の鋼材等の材料を用いた従来のストレート形状の継手構造９と比較して、図１８に示すように、第１外嵌段部４１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0073】
ここで、図１８では、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を第２外嵌段部４２の板厚ｔ２（＝Ｔ）で除した板厚比を横軸とするとともに、第１外嵌段部４１での曲げ耐力比を縦軸とする。なお、図１８は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／８としたときの曲げ耐力比と板厚比との関係を示している。
【0074】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．７Ｔ〜０．９Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が高くなり、特に、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．７５Ｔ〜０．８５Ｔとしたときに、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が１．１倍前後と非常に高いものとなる。なお、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が最大となるときの板厚比（ｔ／Ｔ）は、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／３〜Ｄ／８の範囲で変動させると、図２１に示すように、０．８９〜０．８程度の範囲で変動するものとなる。
【0075】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１７に示すように、外嵌谷部３３と同様に内嵌谷部５３においても、各々の内嵌谷部５３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第２内嵌段部６２の板厚ｔ２を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの内嵌段部６の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの内嵌段部６で第１内嵌段部６１の板厚ｔ１が０．７Ｔ〜０．９Ｔとなり、軸芯方向Ｙに隣り合う内嵌段部６において、第２外嵌段部４２と同様に、軸芯方向Ｙで基端側Ｂの内嵌段部６の板厚を、先端側Ａの内嵌段部６の板厚より大きいものとして、第１内嵌段部６１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0076】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、５段以上、９段以下の外嵌段部４が設けられてもよい。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１９に示すように、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで６段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第６外嵌段部４６まで、順番に第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３、第４外嵌段部４４、第５外嵌段部４５及び第６外嵌段部４６が設けられる。
【0077】
各々の外嵌段部４は、各々の外嵌谷部３３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第５外嵌段部４５が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ５、第６外嵌段部４６が軸芯直交方向Ｘで板厚ｔ６を有するものとなる。各々の外嵌段部４は、第６外嵌段部４６の板厚ｔ６を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が０．３５Ｔ〜０．７Ｔとなり、軸芯方向Ｙに隣り合う外嵌段部４において、軸芯方向Ｙで基端側Ｂの外嵌段部４の板厚が、先端側Ａの外嵌段部４の板厚より大きいものとなる。
【0078】
各々の外嵌段部４は、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２が、０．４５Ｔ〜０．７５Ｔの大きさの範囲で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１より大きく、また、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３が、０．５５Ｔ〜０．８Ｔの大きさの範囲で、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２より大きいものとなる。さらに、各々の外嵌段部４は、第４外嵌段部４４の板厚ｔ４が、０．７Ｔ〜０．９Ｔの大きさの範囲で、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３より大きく、また、第５外嵌段部４５の板厚ｔ５が、０．８Ｔ〜０．９５Ｔの大きさの範囲で、第４外嵌段部４４の板厚ｔ２より大きく、第６外嵌段部４６の板厚ｔ６が、第５外嵌段部４５の板厚ｔ５より大きいものとなる。
【0079】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．３５Ｔ〜０．７Ｔとすることで、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を厚くして、また、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第６外嵌段部４６まで、軸芯方向Ｙで略テーパ状に形成されるものとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、略同一重量、体積の鋼材等の材料を用いた従来のストレート形状の継手構造９と比較して、図２０、図２１に示すように、特に、第１外嵌段部４１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0080】
ここで、図２０では、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３、第４外嵌段部４４の板厚ｔ４、及び、第５外嵌段部４５の板厚ｔ５を、第６外嵌段部４６の板厚ｔ６（＝Ｔ）で除した板厚比を横軸とするとともに、第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３、第４外嵌段部４４、及び、第５外嵌段部４５での曲げ耐力比を縦軸とする。
【0081】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで６段に亘って設けられる場合で、特に、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．４Ｔ〜０．６５Ｔとしたときに、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が１．２倍以上と非常に高いものとなり、第２外嵌段部４２の板厚ｔ２を０．５５Ｔ〜０．６５Ｔとしたときに、第２外嵌段部４２の曲げ耐力比が１．２倍以上となり、第３外嵌段部４３の板厚ｔ３を０．６５Ｔ〜０．７５Ｔとしたときに、第３外嵌段部４３の曲げ耐力比が１．２倍に接近するとともに、第４外嵌段部４４の板厚ｔ４を０．７５Ｔ〜０．８５Ｔとしたときに、第４外嵌段部４４の曲げ耐力比が１．１倍前後となり、第５外嵌段部４５の板厚ｔ５を０．９Ｔとしたときに、第５外嵌段部４５の曲げ耐力比が１．１倍に接近して非常に高いものとなる。
【0082】
また、図２１では、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで２段〜９段に亘って設けられる場合に、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／８、又は、ｈ＝Ｄ／３として、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が最大となるときの第１外嵌段部４１の板厚比（ｔ／Ｔ）と、外嵌段部４の段数との関係を示している。
【0083】
図２１では、外嵌段部４の段数を横軸とするとともに、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔで、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を除した板厚比を縦軸とする。このとき、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が最大となるときの第１外嵌段部４１の板厚比（ｔ／Ｔ）は、外嵌段部４が４段の場合が図１３、図１４に対応するとともに、外嵌段部４が３段の場合が図１６に対応して、外嵌段部４が２段の場合が図１８に対応する。
【0084】
なお、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、５段以上、９段以下の外嵌段部４が設けられる場合において、内嵌余長部５８の板厚Ｄと外嵌山部３１の高さｈとの関係をｈ＝Ｄ／３〜Ｄ／８の範囲で変動させると、第１外嵌段部４１の曲げ耐力比が最大となるときの第１外嵌段部４１の板厚比（ｔ／Ｔ）が、図２１に示すように、０．６４〜０．３６程度の範囲で変動するものとなる。
【0085】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１９に示すように、外嵌谷部３３と同様に内嵌谷部５３においても、各々の内嵌谷部５３における軸芯直交方向Ｘの板厚として、第６内嵌段部６６の板厚ｔ６を、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの内嵌段部６の板厚Ｔとしたときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの内嵌段部６で第１内嵌段部６１の板厚ｔ１が０．３５Ｔ〜０．７Ｔとなり、軸芯方向Ｙに隣り合う内嵌段部６において、第２外嵌段部４２〜第６外嵌段部４６と同様に、軸芯方向Ｙで基端側Ｂの内嵌段部６の板厚を、先端側Ａの内嵌段部６の板厚より大きいものとして、特に、第１内嵌段部６１で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0086】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、特に、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、２段以上、９段以下の少ない段数の外嵌段部４が設けられる場合において、略同一重量、体積の鋼材等の材料を用いた従来のストレート形状の継手構造９と比較して、各々の外嵌段部４で曲げ耐力を増大させることができるものとなる。
【0087】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１０に示すように、例えば、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときをモデルとして、ＦＥＭ解析結果の各々の外嵌段部４で外嵌谷部３３の軸芯直交方向Ｘのひずみ分布が、図２２に示される。このＦＥＭ解析は、幾何学的非線形性を考慮した大変形を前提として、鋼管杭の一端を固定するとともに、鋼管杭の他端に強制変位を与えるものであり、外嵌端部３及び内嵌端部５の材料特性として、ヤング率、ポアソン比が鋼管杭と同一に設定されたものである。
【0088】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２２に示すように、外嵌端部３の外周面３４又は内嵌端部５の内周面５４のひずみが最小値となる直線勾配の応力分布を示して、外嵌端部３の外周面３４又は内嵌端部５の内周面５４から軸芯直交方向Ｘに最も離間した位置のひずみが最大値となるように、各々の外嵌段部４又は内嵌段部６で、外嵌谷部３３又は内嵌谷部５３が曲げ応力を負担するものとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４の板厚Ｔとの関係で、外嵌段部４の板厚ｔが上述した所定の範囲に設定されることで、図２２に示すように、各々の外嵌段部４において、外嵌端部３の外周面３４の最大ひずみが０．００２前後に統一されたものとなり、各々の外嵌段部４で外嵌谷部３３が曲げ負担率に見合った板厚ｔとなっていることがわかる。
【0089】
このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、各々の外嵌段部４において、曲げ耐力と曲げ負担率とが均衡したものとなることから、従来のストレート形状の継手構造９や、従来の第４段部９４の板厚ｔ４を非常に厚くしたテーパ形状の継手構造９と比較して、少ない重量、体積の鋼材等の使用量で、最大の曲げ耐力を得ることができるものとなる。
【0090】
これにより、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、外嵌端部３や内嵌端部５の板厚に無駄な部分を生じさせることなく、鋼材等の重量、体積と曲げ耐力とが適切なものとなるように設定されるため、必要以上に板厚を増加させないものとなり、継手構造７の重量、体積を低減させて鋼管杭の連結作業の効率を向上させるとともに、継手構造７の材料コストの上昇を抑制することが可能となる。また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を上述した所定の範囲に設定するのみで、鋼材等の重量、体積と曲げ耐力とが適切なものとなることから、継手構造７の設計精度を向上させるとともに、板厚の設計を容易にすることが可能となる。
【0091】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２３、図２４に示すように、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、２段以上、９段以下の外嵌段部４が設けられて、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４から、最も基端側Ｂの外嵌段部４まで、軸芯方向Ｙで略テーパ状に形成されるものとなる。
【0092】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２３に示すように、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第４外嵌段部４４まで、所定の勾配θで略テーパ状に形成される。
【0093】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２４に示すように、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで２段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで先端側Ａの第１外嵌段部４１から基端側Ｂの第２外嵌段部４２まで、所定の勾配θで略テーパ状に形成される。
【0094】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２３、図２４に示すように、２段以上、９段以下に亘って設けられた各々の外嵌段部４において、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａとなる外嵌山部３１との境界を、各々の外嵌段部４での先端側境界点４ａとする。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での先端側境界点４ａと、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での先端側境界点４ａとが、軸芯方向Ｙで所定の離間距離Ｌで離間する。
【0095】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での板厚Ｔと、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での板厚ｔ１とが、所定の板厚差ΔＴとなる。本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４と、最も基端側Ｂの外嵌段部４との離間距離Ｌを、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４と、最も先端側Ａの外嵌段部４との板厚差ΔＴで除した値が、外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）となる。
【0096】
ここで、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、例えば、軸芯方向Ｙで４段に亘って外嵌段部４が設けられて、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．５Ｔ〜０．８Ｔとしたときに、板厚差ΔＴが０．２Ｔ〜０．５Ｔとなる。また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで３段に亘って外嵌段部４が設けられて、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．６Ｔ〜０．８Ｔとしたときに、板厚差ΔＴが０．２Ｔ〜０．４Ｔとなる。
【0097】
また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで２段に亘って外嵌段部４が設けられて、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．７Ｔ〜０．９Ｔとしたときに、板厚差ΔＴが０．１Ｔ〜０．３Ｔとなる。また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで５段以上、９段以下に亘って外嵌段部４が設けられて、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１を０．３５Ｔ〜０．７Ｔとしたときに、板厚差ΔＴが０．３Ｔ〜０．６５Ｔとなる。
【0098】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図１１に示すように、外嵌山部３１と内嵌山部５１とが互いに係止した状態で、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯方向Ｙで互いに離間させる方向に引張力Ｐが作用する。そして、図２５においては、外嵌端部３及び内嵌端部５について、強度、外径及び板厚を適宜変更した場合に、単位鋼材重量に対する引張耐力の値が最大となるときの外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）を縦軸、外嵌段部４の段数を横軸としてプロットした結果が示される。
【0099】
外嵌端部３及び内嵌端部５の強度は、ＳＫＫ４００（ＪＩＳ Ａ ５５２５）、ＳＫＫ４９０（ＪＩＳ Ａ ５５２５）及びＳＭ５７０（ＪＩＳ Ｇ ３１０６）の各々を検討する。また、外嵌端部３の外径は、４００ｍｍ〜１６００ｍｍの範囲で検討して、さらに、外嵌端部３の板厚は、６ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で検討する。
【0100】
このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２５（ａ）に示すように、外嵌段部４の段数を２段以上、７０段以下とした範囲において、外嵌端部３及び内嵌端部５の強度、外径及び板厚を適宜変更した場合に、外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）を６以上、１７以下の範囲とすることで、単位鋼材重量に対する引張耐力の値が最大となる。
【0101】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での板厚Ｔと、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での板厚ｔ１との板厚差ΔＴが、軸芯方向Ｙの離間距離Ｌとの関係で、下記（１）式により規定される関係を満足する。
【0102】
［数２］６≦Ｌ／ΔＴ≦１７ ・・・（１）
【0103】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２５（ｂ）に示すように、特に、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での板厚Ｔと、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での板厚ｔ１との板厚差ΔＴが、軸芯方向Ｙの離間距離Ｌとの関係で、下記（２）式により規定される関係を満足することが望ましい。
【0104】
［数３］６．７≦Ｌ／ΔＴ≦１６ ・・・（２）
【0105】
なお、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での板厚Ｔとの関係で、第１外嵌段部４１の板厚ｔ１が０．３５Ｔ〜０．９Ｔの範囲に収まらない場合であっても、上記（１）式又は（２）式により規定される関係を満足するように、外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）を設定することができる。
【0106】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２５（ａ）に示す二点鎖線の範囲において、外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）と段数との関係が、表１のように示される。
【0107】
【表1】
【0108】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２５（ａ）に示す二点鎖線の範囲で、外嵌段部４の段数をＸとすると、外嵌段部４の勾配θの逆数（＝Ｌ／ΔＴ）が、下記（３）式〜（６）式により規定される関係を満足する。
【0109】
［数４］６≦Ｌ／ΔＴ≦１０ （Ｘ＝２の場合） ・・・（３）
【0110】
［数５］（２Ｘ＋９８）／１７≦Ｌ／ΔＴ≦２Ｘ＋６ （２＜Ｘ≦５の場合） ・・・（４）
【0111】
［数６］（２Ｘ＋９８）／１７≦Ｌ／ΔＴ≦１６ （５＜Ｘ＜７０の場合） ・・・（５）
【0112】
［数７］１４≦Ｌ／ΔＴ≦１６ （Ｘ＝７０の場合） ・・・（６）
【0113】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、図２３に示すように、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、外嵌段部４が軸芯方向Ｙで４段に亘って設けられるときに、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの第１外嵌段部４１での先端側境界点４ａから、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの第４外嵌段部４４での先端側境界点４ａまで、略直線状に延ばした仮想線分Ｓが、所定の勾配θで略テーパ状に形成される。
【0114】
このとき、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１外嵌段部４１と第４外嵌段部４４との間に設けられる第２外嵌段部４２及び第３外嵌段部４３での先端側境界点４ａが、所定の勾配θで略テーパ状に形成された仮想線分Ｓ上に配置されるものとなる。なお、第２外嵌段部４２及び第３外嵌段部４３は、製作精度１０％程度の範囲で、厳密に直線状とした仮想線分Ｓよりも、軸芯直交方向Ｘの位置が多少ずれてもよい。このとき、各々の先端側境界点４ａが配置される仮想線分Ｓは、厳密な直線状に延びるものに限らず、軸芯直交方向Ｘに多少屈曲して延びるものとなる。
【0115】
このように、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙの先端側Ａから基端側Ｂまで、３段以上、９段以下の外嵌段部４が設けられる場合、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４と最も基端側Ｂの外嵌段部４との間に設けられる外嵌段部４での先端側境界点４ａが、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での先端側境界点４ａから、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での先端側境界点４ａまで延ばした略直線状の仮想線分Ｓ上に配置されるものとなる。
【0116】
本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、軸芯方向Ｙで最も基端側Ｂの外嵌段部４での板厚Ｔと、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４での板厚ｔ１との板厚差ΔＴが、上記（１）式により規定される関係を満足することで、同一の引張耐力を確保するための鋼材重量を最小とすることができるため、材料コストの上昇を抑制しながら、十分な引張耐力を確保した継手構造７を提供することが可能となる。
【0117】
また、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、特に、３段以上、９段以下の外嵌段部４が設けられる場合において、軸芯方向Ｙで最も先端側Ａの外嵌段部４と最も基端側Ｂの外嵌段部４との間に設けられる外嵌段部４での先端側境界点４ａが、略直線状に延ばした仮想線分Ｓ上に配置されるものとすることで、３段以上の外嵌段部４が設けられる場合の板厚の設計が容易になるため、十分な引張耐力を確保した継手構造７を低廉な製作コストで提供することが可能となる。
【0118】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【0119】
例えば、本発明を適用した鋼管杭の継手構造７は、第１鋼管杭１及び第２鋼管杭２の端部を切削することで、第１鋼管杭１又は第２鋼管杭２の端部そのものに外嵌端部３又は内嵌端部５が設けられてもよく、また、第１鋼管杭１に内嵌端部５が設けられるとともに、第２鋼管杭２に外嵌端部３が設けられるものとされてもよい。
【符号の説明】
【0120】
１ ：第１鋼管杭２ ：第２鋼管杭
３ ：外嵌端部
３１ ：外嵌山部
３２ ：外嵌溝部
３３ ：外嵌谷部
３４ ：外周面
３８ ：外嵌余長部
４ ：外嵌段部
４ａ ：先端側境界点
４１ ：第１外嵌段部
４２ ：第２外嵌段部
４３ ：第３外嵌段部
４４ ：第４外嵌段部
４５ ：第５外嵌段部
４６ ：第６外嵌段部
５ ：内嵌端部
５１ ：内嵌山部
５２ ：内嵌溝部
５３ ：内嵌谷部
５４ ：内周面
５８ ：内嵌余長部
６ ：内嵌段部
６１ ：第１内嵌段部
６２ ：第２内嵌段部
６３ ：第３内嵌段部
６４ ：第４内嵌段部
６５ ：第５内嵌段部
６６ ：第６内嵌段部
７ ：鋼管杭の継手構造
Ｓ ：仮想線分
Ａ ：先端側
Ｂ ：基端側
Ｗ ：周方向
Ｘ ：軸芯直交方向
Ｙ ：軸芯方向