特開 2023-163935 鋼管継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163935

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】鋼管継手

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20231102BHJP

   E04B 1/24 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 503H

E04B1/24 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022075178

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】313015122

【氏名又は名称】日鉄物産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】鬼木 俊也

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA03

2E125AB16

2E125AC16

2E125AG03

2E125AG25

2E125BE08

2E125BF05

2E125CA06

2E125CA14

2E125EA33

(57)【要約】      （修正有）

【課題】鋼管同士を強固に接合でき、製作コストも抑えることができる鋼管継手を提供することを目的としている。
【解決手段】各鋼管継手１は、一つの鋳型で鋳造される同一形状であって、前記鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部Ｋａに取り付けられるベースプレート１１と、前記鋼管（鋼管柱Ｋ）が取り付けられていないベースプレート１１の一方の面１１ａに、該ベースプレート１１の中心点を通る交差線に沿って、起立状に立設される接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、を有し、前記２本の鋼管（鋼管柱Ｋ）を連結する際、一方の鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部Ｋａに取り付けられる鋼管継手１の前記接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、他方の鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部Ｋａに取り付けられる鋼管継手１の前記接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとを重ね合わせ、高力ボルトＢを用いて摩擦接合してなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２本の鋼管を連結するための一対の鋼管継手であって、
各鋼管継手は、一つの鋳型で鋳造される同一形状であって、
前記鋼管の端部に取り付けられるベースプレートと、
前記鋼管が取り付けられていないベースプレートの一方の面に、該ベースプレートの中心点を通る交差線に沿って、起立状に立設される接合プレートと、を有し、
前記２本の鋼管を連結する際、一方の鋼管の端部に取り付けられる鋼管継手の前記接合プレートと、他方の鋼管の端部に取り付けられる鋼管継手の前記接合プレートとを重ね合わせ、高力ボルトを用いて摩擦接合してなる鋼管継手。

【請求項2】

前記ベースプレートの外径は、前記鋼管の外径と同じか前記ベースプレートのほうが大きく、
前記ベースプレートの前記一方の面に、前記接合プレートが４つ対向配置され、
前記ベースプレートと前記接合プレートは、一体鋳造で製造されている、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項3】

前記ベースプレートの中央部分に、柱又は柱の一部が設けられてなる、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項4】

前記ベースプレートの一方の面と反対に位置する前記ベースプレートの他方の面に、前記ベースプレートや前記接合プレートと共に一体鋳造されるリブが設けられている、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項5】

前記鋼管の端部に前記プレートを取り付ける際、溶け込み溶接により接合する事によって取り付けてなる、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項6】

前記ベースプレートには、薄肉部又は貫通孔が鋳造時に形成される、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項7】

前記接合プレートの外側の端縁は、前記鋼管の内周面より外側に位置し、かつ外周面上かあるいは外周面より内側に位置する、請求項１に記載の鋼管継手。

【請求項8】

前記接合プレートは、ザグリ状の２段形状に加工されたボルト孔を備える、請求項１に記載の鋼管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

上記本発明は、鋼管継手に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の建築では、鋼管を別の部材に接続する方法の一つとして、鋼管継手が利用される。鋼管継手には、接続する部材によって、様々な種類のものが存在する。

【0003】

例えば、特許文献１には、ブレースの用途として利用される鋼管継手が開示されている。この鋼管継手は、中空の長四角柱状の木製拘束体と、この拘束体の中空部に芯材として挿入される、拘束体と同程度の長さの角形鋼管とからなる。この芯材の長手方向の端部には、芯材の長手方向から見て十字状となるように、鋼製プレートが直交させて設けられている。

【0004】

そして、鋼製プレートに設けられたボルト孔と、建物の梁と柱の直交箇所に設けられるガセットプレート等に接続するスプライスプレートとを、ボルト接合する。これにより、ブレースとして建物を補強することができる、というものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１４７７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記のような鋼管継手は、ブレースとしては好適であるが、柱として使用する２本の鋼管を接続する場合には、最適とは言えない。すなわち、上記の鋼管継手を用いて２本の鋼管を接続し、建築物の柱として使用する場合、１本目の鋼管の端部に、上記の鋼管継手の一端側の十字状の鋼製プレートを溶接等で固定し、２本目の鋼管の端部に、上記の鋼管継手の他端側の十字状の鋼製プレートを溶接等で固定することとなる。しかし、十字状の鋼製プレートと鋼管の端部とでは接する面積が小さいため、負荷がかかった場合、鋼管継手から鋼管へ、あるいは鋼管から鋼管継手へ、圧縮力等の必要な耐力が効率的に伝達しないという問題があった。

【0007】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、鋼管同士を強固に接合でき、製作コストも抑えることができる鋼管継手を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0009】

請求項１に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、
２本の鋼管（鋼管柱Ｋ）を連結するための一対の鋼管継手（１、１、１Ａ、１Ａ）であって、
各鋼管継手（１、１Ａ）は、一つの鋳型で鋳造される同一形状であって、
前記鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）に取り付けられるベースプレート（１１）と、
前記鋼管（鋼管柱Ｋ）が取り付けられていないベースプレート（１１）の一方の面（上側面１１ａ）に、該ベースプレート（１１）の中心点（Ｐ）を通る交差線（Ｓ１、Ｓ２）に沿って、起立状に立設される接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）と、を有し、
前記２本の鋼管（鋼管柱Ｋ）を連結する際、一方の鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）に取り付けられる鋼管継手（１、１Ａ）の前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）と、他方の鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）に取り付けられる鋼管継手（１、１Ａ）の前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）とを重ね合わせ、高力ボルト（Ｂ）を用いて摩擦接合してなることを特徴とする。

【0010】

請求項２に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記ベースプレート（１１）の外径は、前記鋼管（鋼管柱Ｋ）の外径（中心点Ｐから外周面Ｋｃまでの距離）と同じか前記ベースプレート（１１）のほうが大きく、
前記ベースプレート（１１）の前記一方の面（上側面１１ａ）に、前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が４つ対向配置され、
前記ベースプレート（１１）と前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）は、一体鋳造で製造されていることを特徴とする。

【0011】

請求項３に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記ベースプレート（１１）の中央部分に、柱（円筒部１４ａＡ）又は柱の一部（円筒片１４ａ、１４ｂ）が設けられてなる、ことを特徴とする。

【0012】

請求項４に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記ベースプレート（１１）の一方の面（上側面１１ａ）と反対に位置する前記ベースプレート（１１）の他方の面（下側面１１ｄ）に、前記ベースプレート（１１）や前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）と共に一体鋳造されるリブ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が設けられている、ことを特徴とする。

【0013】

請求項５に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）に前記ベースプレート（１１）を取り付ける際、溶け込み溶接（溶接部材Ｙ）により接合する事によって取り付けてなる、ことを特徴とする。

【0014】

請求項６に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記ベースプレート（１１）には、薄肉部又は貫通孔（１１ｂ）が鋳造時に形成される、ことを特徴とする。

【0015】

請求項７に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記接合プレートの外側の端縁（１２ａ１）は、前記鋼管（鋼管柱Ｋ）の内周面（Ｋｂ）より外側に位置し、かつ外周面（Ｋｃ）上かあるいは外周面（Ｋｃ）より内側に位置する、ことを特徴とする。

【0016】

請求項８に記載の鋼管継手（１、１Ａ）は、上記請求項１に記載の鋼管継手において、
前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）は、ザグリ状の２段形状（ザグリ穴１３ａ）に加工されたボルト孔（１３）を備える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0018】

請求項１に係る発明によれば、鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）に取り付けられるのはベースプレート（１１）である。これにより、鋼管継手（１、１）が鋼管（鋼管柱Ｋ）の端部（Ｋａ）と接する面積は従来に比べ大きくなり、鋼管継手（１、１）から鋼管（鋼管柱Ｋ）へ、あるいは鋼管（鋼管柱Ｋ）から鋼管継手（１、１）へ、圧縮力等の必要な耐力を効率的に伝達させることができる。

【0019】

また、１対の鋼管継手（１、１）は、接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）どうしを重ね合わせることにより接合する。よって、接合時の一対の鋼管継手（１、１、１Ａ、１Ａ）の、一方のベースプレート１１から他方のベースプレート１１までの長さ（接合時の高さＨ１）は１つの鋼管継手（１、１Ａ）の１つ分（接合前の高さＨ）の長さとほとんど変わらない。すなわち、接合時の一対の一対の鋼管継手（１、１、１Ａ、１Ａ）の長さを最小限に抑えることができるから、座屈強度の高い鋼管継手（１、１Ａ）とすることができる。

【0020】

さらに、接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）は、ベースプレート（１１）の中心点（Ｐ）を通る交差線（Ｓ１、Ｓ２）に沿って、起立状に立設される。よって、２つの同一形状の鋼管継手（１、１Ａ）を接合するにあたり、一方の鋼管継手（１、１Ａ）の前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）と、他方の鋼管継手（１、１Ａ）の前記接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）とを、互いに干渉することなく重ね合わせることができる。これにより、一対の鋼管継手（１、１、１Ａ、１Ａ）は、一つの鋳型で鋳造される同一形状とすることができ、製作コストを抑えることができる。

【0021】

しかして、本発明によれば、鋼管同士を強固に接合できる鋼管継手とすることができ、しかも製作コストを抑えることができる。

【0022】

請求項２に係る発明によれば、ベースプレート（１１）の外径は、鋼管（鋼管柱Ｋ）の外径（中心点Ｐから外周面Ｋｃまでの距離）と同じかベースプレート（１１）のほうが大きいから、鋼管（鋼管柱Ｋ）への取り付けが容易である。

【0023】

また、ベースプレート（１１）の一方の面（上側面１１ａ）に接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を４つ対向配置し、一体鋳造することでも、鋼管同士を強固に接合できる鋼管継手とすることができる。

【0024】

請求項３に係る発明によれば、中央部分に柱が設けられるため、柱が中空の場合は断面効率を良くすることができ、柱が中実の場合は鋳造のし易い鋼管継手（１、１Ａ）とすることができる。

【0025】

請求項４に係る発明によれば、ベースプレート（１１）の他方の面（下側面１１ｄ）にリブ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）を設けると、接合時にリブ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）は鋼管（鋼管柱Ｋ）内に入りこむこととなる。これにより、接合時の一対の鋼管継手（１、１、１Ａ、１Ａ）の、一方のベースプレート１１から他方のベースプレート１１までの長さ（接合時の高さＨ１）に影響を与えず、鋼管継手（１、１Ａ）の座屈強度を上げることができる。

【0026】

請求項５に係る発明によれば、鋼管継手（１、１Ａ）を溶け込み溶接（溶接部材Ｙ）により鋼管（鋼管柱Ｋ）に接合するから、鋼管（鋼管柱Ｋ）に予め開先Ｋｅが設けられていれば、鋼管継手（１、１Ａ）に開先等を設ける必要がない。これにより、鋼管継手（１、１Ａ）を製作するにあたり、加工量が低減し、加工時間を短縮することができる。

【0027】

請求項６に係る発明によれば、ベースプレート（１１）に必要な耐力に応じて薄肉部又は貫通孔（１１ｂ）が鋳造時に容易に形成できるため、鋼管継手（１、１Ａ）を軽量化できるとともに、薄肉部または貫通孔（１１ｂ）の分の溶湯が節約できるため、製作コストの低減を図ることができる。

【0028】

請求項７に係る発明によれば、接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の少なくとも一部は、鋼管（鋼管柱Ｋ）の肉厚部（Ｋｄ）の上に位置することとなる。このため、接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が受けた負荷は、ベースプレート（１１）を介して鋼管（鋼管柱Ｋ）にも効率よく伝達することとなる。もって、ベースプレート（１１）に負荷が集中することを回避することができ、鋼管継手（１、１）から鋼管（鋼管柱Ｋ）へ、あるいは鋼管（鋼管柱Ｋ）から鋼管継手（１、１）へ、圧縮力等の必要な耐力をより効率的に伝達させることができる。

【0029】

請求項８に係る発明によれば、高力ボルト（Ｂ）のボルト頭やナット頭を低く収め、鋼管（鋼管柱Ｋ）の外周面より突出することを押えることができる。このため、鋼管（鋼管柱Ｋ）の耐火被覆や仕上げ被覆などが容易となる。

【0030】

また、高力ボルト（Ｂ）の長さを統一でき、発注種類が少なく、在庫管理が容易となる。

【0031】

さらには、ボルト孔（１３）を複数列に配置することが容易となるから、接合プレート（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の高さ（Ｈ）が低く、座屈強度の高い鋼管継手（１、１Ａ）とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】（ａ）は本発明の一実施形態に係る鋼管継手を鋼管柱に取り付けた状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のうち破線の円で示すボルト孔の拡大図、（ｃ）は２本の鋼管柱をこの鋼管継手により連結した状態を示す図である。

【図2】（ａ）は同実施形態に係る鋼管継手を鋼管柱の端部に取り付けた状態を、ベースプレートの上側面の側から見た図、（ｂ）は（ａ）の鋼管継手に、対をなすもう一方の鋼管継手を接合したときに、このもう一方の鋼管継手の接合プレートが（ａ）の鋼管継手のベースプレートに当接する位置を二点鎖線で示した図である。

【図3】（ａ）は同実施形態に係る鋼管継手をベースプレートの下側面の側から見た図、（ｂ）は同実施形態に係る鋼管継手の図２（ａ）に示すＡ－Ａ線断面である。

【図4】（ａ）は本発明の別の実施形態に係る鋼管継手を鋼管柱に取り付けた状態を示す斜視図、（ｂ）は鋼管柱をこの鋼管継手により連結した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明に係る鋼管継手の一実施形態を、２本の鋼管柱を連結する場合を例にして、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0034】

＜鋼管継手の概要説明＞
一対の鋼管継手１、１は、図１（ａ）に示すように、上側の鋼管柱Ｋと、下側の鋼管柱Ｋを連結するものである。なお、鋼管柱Ｋは、従来周知の構造からなるので、中空状に形成され、図示では、角管として形成されている。

【0035】

また、一対の鋼管継手１、１は、一つの金型等の鋳型で鋳造される同一形状であって、原料には、例えば鋳鋼、ステンレス、合金鋼などを使用することができる。

【0036】

より具体的に説明すると、１つの鋼管継手１は、図１（ａ）に示すように、ベースプレート１１と、ベースプレート１１の上側面１１ａに起立状に立設する４つの接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、これらの接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと連結する円筒片１４ａ、１４ｂで主に構成される。また、図３（ａ）に示すように、ベースプレート１１の下側面１１ｄには、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設けられる。かくして、このような鋼管継手１は、これら構成要素がすべて一つの鋳型で一体的に形成されている。以下、これらの各構成要素について詳しく説明する。

【0037】

＜ベースプレートの説明＞
ベースプレート１１は、図１（ａ）に示すように、矩形の板状部材であって、下側面１１ｄ（図３（ａ）参照）が鋼管柱Ｋの端部Ｋａに取り付けられる。一方、上側面１１ａには接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられる。

【0038】

ベースプレート１１の形状を、図２（ａ）を用いてさらに説明する。図２（ａ）は鋼管柱Ｋの端部Ｋａにベースプレート１１を取り付けた状態を、上側面１１ａの側からみた状態を示す。破線はその鋼管柱Ｋの内周面Ｋｂを示し、この内周面Ｋｂと外周面Ｋｃとに挟まれた部分は鋼管柱Ｋの肉厚部Ｋｄである。

【0039】

かくして、ベースプレート１１の外径は、図２（ａ）に示すように、鋼管柱Ｋの外径（中心点Ｐから外周面Ｋｃまでの距離）と同一に形成される。なお、本実施形態においては、ベースプレート１１の外径と鋼管柱Ｋの外径を同一にする例を示したが、それに限らず、鋼管柱Ｋの外径より大きくてもよい。

【0040】

しかして、このように、ベースプレート１１の外径を鋼管柱Ｋの外径と同一又は大きくすれば、ベースプレート１１を鋼管柱Ｋに溶接により取り付ける際（詳しくは後述する）、鋼管柱Ｋの端部Ｋａに載置しやすく、溶接による取り付けが容易となる。すなわち、溶接の品質確保が容易で、精度確保がしやすい。

【0041】

一方、ベースプレート１１には、図２（ａ）に示すように、各接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの間に１つずつ、合計４つの貫通孔１１ｂが形成されている。

【0042】

このように、ベースプレート１１に貫通孔１１ｂを形成することにより、鋼管継手１を軽量化できる。また、鋼管継手１は鋳造されるものであるため、貫通孔１１ｂを鋳抜き孔として形成すれば、その分の溶湯を節約できることとなり、製作コストの低減を図る事ができる。

【0043】

なお、貫通孔１１ｂは、貫通されていない凹み状の薄肉部としても良い。薄肉部にしても、鋼管継手１の軽量化となり、また、溶湯が節約できることから、製作コストの低減を図る事ができる。また、言うまでもないが、薄肉部と貫通孔を混在させても良い。

【0044】

ところで、上記のように構成されるベースプレート１１の図２（ａ）に示すＸ軸廻り及びＹ軸廻りの断面係数は、溶接により取り付けられる鋼管柱Ｋの断面係数の１／２以上となるよう設計されてもよい。

【0045】

＜接合プレートの説明＞
上記のようなベースプレート１１の上側面１１ａに、図１（ａ）に示すように、４つの接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが対向配置され、起立状に立設されている。

【0046】

各接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは同じ形状であるため、１枚の接合プレート１２ａについて説明する。図２（ａ）に示すように、接合プレート１２ａは、高さＨ（図１（ａ）参照）、長手方向の長さＬ、厚みＷ１の板状部材である。また、図２（ａ）に示すように、接合プレート１２ａの長手方向における外側（中心点Ｐ側の逆側）の端縁１２ａ１は、鋼管柱Ｋの外周面Ｋｃ上に位置する。

【0047】

これにより、鋼管柱Ｋに鋼管継手１を取り付けたときに、図２（ａ）に示すように、接合プレート１２ａの外側の端縁１２ａ１付近が、鋼管柱Ｋの内周面Ｋｂと外周面Ｋｃの間の肉厚部Ｋｄの上に載ることとなる。そのため、接合プレート１２ａが受けた負荷は、ベースプレート１１を介して鋼管柱Ｋにも効率よく伝達される。よって、接合プレート１２ａが受けた負荷がベースプレート１１に集中することを回避することができ、鋼管継手１から鋼管柱Ｋへ、あるいは鋼管柱Ｋから鋼管継手１へ、圧縮力等の必要な耐力を効率的に伝達させることができる。

【0048】

なお、図２（ａ）に示す接合プレート１２ａの厚みＷ１は、例えば、鋼管継手１により連結される上側の鋼管柱Ｋと下側の鋼管柱Ｋのうち、肉厚部Ｋｄが薄い方の１～２．５倍程度の厚みとすることで、必要な断面性能を確保でき、鋳造時の湯流れをよくし、内部欠損を防止することができる。

【0049】

なお、後述のように、１対の鋼管継手１を用いて上下鋼管柱Ｋを連結するにあたっては、鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士を摩擦係合する。そのため、接合プレート１２ａの表面は、機械加工を施すことで、摩擦接合に適した精度の高い接触面とすることが好ましい。

【0050】

上記のような接合プレート１２ａ、及び接合プレート１２ａと同じ形状である接合プレート１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが、図１（ａ）に示すように、ベースプレート１１の上側面１１ａに起立状に立設される。

【0051】

接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄをベースプレート１１の上側面１１ａ上で立設させる位置について、より詳しく説明すると、図２（ａ）に示すように、ベースプレート１１の上側面１１ａに、ベースプレート１１の中心点Ｐを通る交差線Ｓ１、Ｓ２を設定する。そして、交差線Ｓ１、Ｓ２に沿って、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが起立状に立設される。なお、本実施形態においては、この交差線Ｓ１、Ｓ２は、対角線を示している。

【0052】

ここで、接合プレート１２ａは交差線Ｓ１を跨がないよう、交差線Ｓ１に沿って立設される。接合プレート１２ｂは交差線Ｓ２を跨がないよう、交差線Ｓ２に沿って立設される。また、接合プレート１２ｃは交差線Ｓ１を跨がないよう、交差線Ｓ１に沿って立設される。また、接合プレート１２ｄは交差線Ｓ２を跨がないよう、交差線Ｓ２に沿って立設される。

【0053】

このように構成すれば、２つの同一形状の鋼管継手１を接合することが可能となる。すなわち、図２（ａ）に示す一方の鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに対し、他方の鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを対向させ、中心点Ｐを中心に柱軸回りを９０度回転させてから接合する。そうすると、図２（ｂ）に二点鎖線で示すように、他方の鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、一方の鋼管継手１接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに干渉することなく、交差線Ｓ１、Ｓ２を挟んで重ね合わせることができる。

【0054】

これにより、一対の鋼管継手１は、一つの鋳型で鋳造される同一形状とすることができ、製作コストを抑えることができる。

【0055】

なお、図１（ａ）に示すように、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには所定個数（図示では４つ）のボルト孔１３が２列に設けられる。同数のボルト孔１３を配置するにあたっては、１列に配置するよりも、複数列（図示では２列）に配置するほうが、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの高さＨは低く形成することができる。すなわち、座屈強度の高い鋼管継手１とすることができる。

【0056】

ここで、図１（ｂ）を用いて、１２ｄに設けられるボルト孔１３を例に、ボルト孔１３についてより詳しく説明する。ボルト孔１３は、接合プレート１２ｄを貫通して開設される。ボルト孔１３には、ボルトの頭部やナットを収容するためのザグリ穴１３ａを、外側面１２ｄ１（一対の鋼管継手１を接合する時に、他方の鋼管継手１の接合プレート１２ｃと重ならない側の面）に備える。これにより、ボルト孔１３を利用して、高力ボルトＢ（図１（ｂ）参照）を締結する際、高力ボルトＢのボルト頭やナット頭を低く収めることができ、もって、高力ボルトＢのボルト頭やナット頭が鋼管柱Ｋの外周面Ｋｃより突出する事態を低減させることができる。このため、鋼管柱Ｋの耐火被覆や仕上げ被覆などが容易となる。

【0057】

また、ボルト孔１３にザグリ穴１３ａを設けることにより、高力ボルトＢの長さを統一でき、高力ボルトＢの発注種類が少なく、在庫管理が容易となる。このことを、以下、図１（ｂ）を参照してより詳しく説明する。

【0058】

建設現場では、外径、厚さ等が異なる種々のサイズの鋼管柱Ｋが用いられている。そして、鋼管柱Ｋのサイズにより、鋼管継手１に必要な強度が異なるから、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの板厚１３ｃも異なる。ここで、もしボルト孔１３にザグリ穴１３ａを設けなければ、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの板厚１３ｃにあわせて高力ボルトＢを発注する場合、異なる板厚１３ｃごとに、高力ボルトＢを発注する必要がある。

【0059】

そこで、ボルト孔１３にザグリ穴１３ａを設け、板厚１３ｃが厚ければザグリ穴１３ａを深く形成し、板厚１３ｃが薄ければザグリ穴１３ａを浅く形成する、というように調整する。このようにすれば、板厚１３ｃが異なっても、ボルト孔１３の長さ１３ｄを統一することができる。その結果、板厚１３ｃの異なる鋼管継手１であっても、同じ長さの高力ボルトＢを共通して利用することができる。そのため、高力ボルトＢの発注種類が少なくて済み、在庫管理も容易となる。

【0060】

なお、上記のように、ボルト孔１３にザグリ穴１３ａを設け、同じ長さの高力ボルトＢを共通して利用することができるため、ボルト孔１３を複数列に配置することが容易となる。より詳しく説明すると、図１（ａ）に示すように、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ上にボルト孔１３を１列ではなく複数列（図示では２列）に配置すると、外側の列のボルト孔１３が鋼管柱Ｋの外周面Ｋｃに近くなってしまう。しかし、上記のように、共通して利用する高力ボルトＢは、ボルト軸部（図示せず）がボルト孔１３の長さ１３ｄに統一されている。そのため、高力ボルトＢのボルト頭やナット頭が鋼管柱Ｋの外周面Ｋｃより突出する心配がない。そのため、容易にボルト孔１３を複数列に配置することができ、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの高さＨが低く、座屈強度の高い鋼管継手１とすることができる。

【0061】

なお、ボルト孔１３の内径１３ｂは、高力ボルトＢを締結する際にシャーレンチ等の締付け工具が挿入可能な程度の大きさとすることが好ましい。

【0062】

このようなボルト孔１３は、鋼管継手１を鋳造工程にて設けられる鋳抜き孔としてもよいし、鋼管継手１を鋳造したあとに機械加工にて設けられてもよい。または、鋳造工程にて形成し、機械仕上げで完成されても良い。

【0063】

ところで、このように構成される接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの断面積は、鋼管柱Ｋの断面積の１以上の値となっている。

【0064】

＜円筒片の説明＞
次に、円筒片１４ａ、１４ｂについて説明する。図２（ａ）に示すように、円筒片１４ａは接合プレート１２ａ、１２ｂの中心点Ｐ側の端縁を一体的に連結し、円筒片１４ｂは接合プレート１２ｃ、１２ｄの中心点Ｐ側の端縁を一体的に連結する。円筒片１４ａ、１４ｂは、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの高さＨと等しい高さで（図１（ａ）参照）、図２（ａ）に示すように、円筒を交差線Ｓ１、Ｓ２を境界に４等分したような形状をしている。

【0065】

図２（ｂ）に示すように、このような円筒片１４ａ、１４ｂは、１対の鋼管継手１を接合したときに、中空の円筒を形成する。すなわち、中心点Ｐに近い部分が空洞となる。しかしながら、中心点Ｐに近い部分の部材の有無は強度には影響が殆どない。そのため、断面効率のよい鋼管継手１とすることができる。

【0066】

なお、図示しないが、円筒片１４ａ、１４ｂは、１対の鋼管継手１を接合したときに、中実の円柱を形成する円柱片としてもよい。すなわち、中心点Ｐを中心に中実の円柱を置き、それを交差線Ｓ１、Ｓ２を境界に４等分したような形状の円柱片としても良い。

【0067】

円柱片とした場合、円筒片と比べて、湯流れが良くなり、鋳造のし易い鋼管継手１とすることができる。

【0068】

さらに、図２（ｂ）のように、円筒片１４ａ、１４ｂは有底の円筒を形成するが、この円筒の底にあたる部分のベースプレート１１を貫通させ、円筒片１４ａ、１４ｂが無底の円筒を形成するようにしてもよい。これにより、鋼管継手１の軽量化となり、また、溶湯が節約できることから、製作コストの低減を図る事ができる。特に、大きなサイズの鋼管継手１の製作にあたっては、大幅な製作コストの低減となる。

【0069】

＜リブの説明＞
次に、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについて説明する。

【0070】

リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、図３（ａ）に示すように、ベースプレート１１の下側面１１ｄに形成される。また、ベースプレート１１や接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとともに一体鋳造されて設けられる。

【0071】

より詳しく説明すると、図３（ａ）に示すように、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚みＷ１（図２（ａ）参照）と同じ厚みＷ２を有し、リブ１５ａは接合プレート１２ａの真裏に、リブ１５ｂは接合プレート１２ｂの真裏に、リブ１５ｃは接合プレート１２ｃの真裏に、リブ１５ｄは接合プレート１２ｄの真裏に、各々設けられる。

【0072】

なお、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄｌの長手方向における内側（中心点Ｐ側）は、図３（ａ）に示すように、中心点Ｐまで延伸し、中心点Ｐにてリブ１５ａ、１５ｂがＶ字状に一体連結し、リブ１５ｃ、１５ｄがＶ字状に一体連結する。また、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの長手方向における外側（中心点Ｐ側の逆側）は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、鋼管柱Ｋの内周面Ｋｂまでしか延伸しない。

【0073】

これにより、図３（ｂ）に示すように、ベースプレート１１を鋼管柱Ｋの端部Ｋａに載置したときに、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが鋼管柱Ｋ内に収まる。よって、接合時の高さＨ１（図１（ｃ）参照）を変えることなく、鋼管継手１の強度を高めることができる。

【0074】

また、図３（ｂ）に示すように、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは所定の厚み１５ｅを有し、内部は中空である。さらに、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの長手方向における外側の端縁１５ｆは傾斜面となっている。

【0075】

これにより、ベースプレート１１を鋼管柱Ｋの端部Ｋａに載置するにあたり、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの外側の端縁１５ｆの傾斜面がガイドの役割を果たし、スムーズに載置することができる。

【0076】

なお、リブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの厚みＷ２は接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚みＷ１（図２（ａ）参照）と同じとしたが、厚みＷ２は厚みＷ１の２倍の厚さとしてもよい。すなわち、交差線Ｓ１、Ｓ２を跨いで左右に厚みＷ１ずつの厚さを有するリブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとしてもよい。

【0077】

このようにすれば、１対の鋼管継手１を接合したときに、ベースプレート１１の上側面１１ａに当接する他方の鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの位置（図２（ｂ）の二点鎖線の位置）のちょうど裏側もリブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより補強されることとなる。これにより、より強度を高くすることができる。

【0078】

＜１対の鋼管継手を用いた上下鋼管柱の連結の説明＞
次に、上記のような鋼管継手１を１対用いて、上側の鋼管柱Ｋと下側の鋼管柱Ｋを連結する方法を説明する。

【0079】

まず、図１（ａ）に示すように、１対の鋼管継手１の一方を上側の鋼管柱Ｋに取り付け、他方を下側の鋼管柱Ｋに取り付ける。この際、他方の鋼管継手１は、一方の鋼管継手１に対向させ、中心点Ｐを中心に柱軸回りを９０度回転させて、下側の鋼管柱Ｋに取り付ける。

【0080】

なお、鋼管柱Ｋの端部Ｋａには、図３（ｂ）に示すように、予め開先Ｋｅが設けられている（多くの場合、このような開先Ｋｅは、鋼管メーカーにより予め設けられている。）。そのため、鋼管継手１に開先等を設ける必要がない。これにより、鋼管継手１を製作するにあたり、加工量が低減し、加工時間を短縮することができる。

【0081】

上記のような鋼管柱Ｋに鋼管継手１を取り付けるには、鋼管柱Ｋの端部Ｋａに鋼管継手１のベースプレート１１の下側面１１ｄを載置し、溶接部材Ｙにて溶け込み溶接を行えばよい。

【0082】

次に、図１（ｃ）に示すように、上側の鋼管柱Ｋと下側の鋼管柱Ｋを互いに接近させ、一対の鋼管継手１の接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士を重ね合わる。そして、各接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのボルト孔１３に高力ボルトＢを挿通させ、シャーレンチ等の締付け工具で締め付けることにより摩擦係合する。

【0083】

かくして、このようにして、鋼管継手１を１対用いて、上側の鋼管柱Ｋと下側の鋼管柱Ｋを連結する方法を説明することができる。

【0084】

なお、上記のような、上下鋼管柱の連結は、建設現場で行われるため、作業環境が天候に左右される。そのため、連結作業の簡便性・迅速性は重要である。しかし、もし溶接で連結するとなると、熟練工を必要とし、作業時間が長くかかり、Ｘ線検査などによる精度・品質確保が必要となってしまう。一方、上記のように、鋼管継手１は高力ボルトＢで接合するため、熟練工を必要とせず、接合時間は短くて済み、精度・品質確保も容易である。すなわち、連結作業の簡便性・迅速性が確保できる効果がある。

【0085】

しかして、以上説明した本実施形態によれば、鋼管柱同士を強固に接合でき、しかも製作コストを抑えることができる。

【0086】

＜変形例の説明＞
なお、本実施形態において示した鋼管継手１はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、ベースプレート１１に設けられる円筒片１４ａ、１４ｂは、一対の鋼管継手１を接合したときに円筒を形成するが、円筒片のかわりに多角筒片や多角柱片とし、多角筒や多角柱を形成するようにしてもよい。また、円筒片１４ａ、１４ｂが、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの高さＨと等しい高さとしたが（図１（ａ）参照）、これを高さＨの半分にしてもよい。

【0087】

この点、図４を参照して説明すると、図４（ａ）に示すように、円筒部１４ａＡは、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの高さＨの半分の高さとしたものである。円筒片１４ａ、１４ｂが交差線Ｓ１、Ｓ２により４等分されたような形状であるのに対し、この円筒部１４ａＡは等分されない完全な円筒をなし、接合プレート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの全てと一体的に連結する。

【0088】

このような円筒部１４ａＡも、図４（ｂ）に示すように、１対の鋼管継手１を接合したときに、中空の円筒を形成する。なお、円筒部１４ａＡも、円筒片１４ａ、１４ｂと同様に、中空の円筒ではなく中実の円柱としても良い。

【0089】

また、本実施形態においては、角形鋼管柱を連結する例を示すが、丸形鋼管柱でも連結が可能である。２本の円形鋼管の連結に本発明に係る鋼管継手を用いる場合、ベースプレートはこの円形鋼管の外形と同じ円形としてもよい。その場合、この円形のベースプレートの中心点を通る２本の交差線に沿って、接合プレートとリブを形成すればよい。

【0090】

また、本実施形態の交差線Ｓ１および交差線Ｓ２は、ベースプレート１１の対角線であるが、これに限られず、中心点Ｐを通る交差線であればよい。

【符号の説明】

【0091】

１、１Ａ 鋼管継手
１１ ベースプレート
１１ａ 上側面 （ベースプレートの一方の面）
１１ｂ 貫通孔
１１ｄ 下側面 （ベースプレートの他方の面）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 接合プレート
１２ａ１ 外側の端縁
１３ ボルト孔
１３ａ ザグリ穴 （ザグリ状の２段形状）
１４ａ、１４ｂ 円筒片 （柱の一部）
１４ａＡ、２４ａＡ 円筒部 （柱）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ リブ
Ｋ 鋼管柱 （鋼管）
Ｋａ 端部 （端部）
Ｋｂ 内周面
Ｋｃ 外周面
Ｂ 高力ボルト
Ｐ 中心点
Ｓ１、Ｓ２ 交差線
Ｌ 長手方向
Ｙ 溶接部材 （溶け込み溶接）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】