特開 2023-64311 継手構造

(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】P2023064311

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】継手構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/80 20060101AFI20230501BHJP

【ＦＩ】

E02D5/80 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021174517

(22)【出願日】2021-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】390036504

【氏名又は名称】日特建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 翼

(72)【発明者】

【氏名】三上 登

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041GA01

2D041GB01

2D041GC14

2D041GD01

(57)【要約】

【課題】任意の補強芯材をスクリュー羽根のピッチを乱すことなく接続することができ、接続部分にも亜鉛メッキ処理を施すことができ、低コストで製造することができる、主にスクリュー羽根付き補強芯材に用いられる継手構造を提供する。
【解決手段】第１管状部材２と第２管状部材３を接続する継手構造１であって、第１管状部材２は、周壁に孔部２２と、孔部２２に向けて漸次深くなるテーパ面となっている溝部２３を有し、第２管状部材３は、貫通孔３３と、貫通孔３３内において進退可能に設けられたピン部材３４と、ピン部材３４を外側に向けて付勢する線状ばね３５とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１管状部材と第２管状部材を接続する継手構造であって、
前記第１管状部材は、周壁に形成された１つ以上の孔部を有すると共に、内周面において前記孔部の周方向の一端側に連続して周方向に沿い形成され底部が前記孔部に向けて漸次深くなるテーパ面となっている溝部を有し、
前記第２管状部材は、前記第１管状部材内に挿入可能な管状の先端部を有すると共に、前記先端部が前記第１管状部材に挿入された状態で前記孔部と対向する位置に設けられた１つ以上の貫通孔と、前記貫通孔内において突出位置と退避位置との間を進退可能に設けられ前記突出位置において前記先端部の外周面から突出するピン部材と、前記先端部内に設けられ前記ピン部材を前記先端部の径方向外側に向けて付勢する付勢手段とを有することを特徴とする継手構造。

【請求項2】

前記孔部は周方向に延びる長孔であることを特徴とする請求項１に記載の継手構造。

【請求項3】

前記付勢手段は平面視が略Ｃ型の線状ばねであることを特徴とする請求項１又は２に記載の継手構造。

【請求項4】

前記付勢手段はスナップリングであることを特徴とする請求項１又は２に記載の継手構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主にスクリュー羽根付き補強芯材に用いられる継手構造に関する。

【背景技術】

【0002】

地山内に鉄筋や鋼棒等の棒状補強芯材を挿入して斜面の安定性を高める地山補強工法が広く用いられている。

【0003】

こうした地山補強工法の一例として、側面に吐出口が形成された筒状の補強芯材を地山に打設し、補強芯材内にグラウトを圧入して、吐出口から補強芯材の周囲にグラウトを吐出して周囲の土壌に充填して硬化することで補強芯材を地山に固定する工法がある（特許文献１参照）。

【0004】

しかし、グラウトを使用する工法ではグラウトにより環境を汚染してしまうため、グラウトを用いずに補強芯材を地山に固定する工法が開発されていて、こうした新たな工法として、例えば棒状の補強芯材にスクリュー羽根を取り付けたスクリュー羽根付き補強芯材を用いる工法が開発されている（特許文献２参照）。

【0005】

この工法では、スクリュー羽根付き補強芯材は回転しながら地山にねじ込まれ挿入されることにより地山に設置され、スクリュー羽根が周囲の土壌に食い込んだ状態となることで、グラウトを用いなくても補強芯材を地山に固定することができる。

【0006】

スクリュー羽根付き補強芯材の地山への設置は、ボーリングマシンを用いて行われる。地山の状況に応じてつなぎ合わせるスクリュー羽根付き補強芯材の本数が調節され、最も基端部分に位置する補強芯材（すなわち、地山への設置時に地面に最も近い位置にある補強芯材）がボーリングマシンのスピンドルに接続される。このようなスクリュー羽根付き補強芯材同士の接続、およびスクリュー羽根付き補強芯材とスピンドルとの接続には、一般的にねじ継手が用いられている。そして、スピンドルが回転しながら前進することにより、スクリュー羽根付き補強芯材も回転しつつ地山にねじ込まれ設置される。スクリュー羽根付き補強芯材の基端部分は地山から所定の長さだけ突出した状態とされて、この突出部分に頭部キャップが被せられることでスクリュー羽根付き補強芯材の設置が完了する。

【0007】

こうしたスクリュー羽根付き補強芯材は、所要の本数の補強芯材が接続された状態で、一連の補強芯材の周囲に一定のピッチでらせん状にスクリュー羽根が溶接により取り付けられることで製造される。そして、スクリュー羽根付き補強芯材は、グラウトを用いることなく地山中に設置されるため、土壌に露出した状態となり錆びによる強度劣化が懸念されるため、亜鉛メッキ処理等の適切な防錆処理が行われる。しかし、ねじ継手として角ねじを用いる場合には、ねじ山及びねじ溝に亜鉛メッキ処理を行ってしまうとねじを締めることができなくなるため亜鉛メッキ処理が困難である。そこで、ねじ継手のねじ部分をロープねじに変更することで亜鉛メッキ処理を可能とするか、あるいは角ねじに対して無電解メッキ処理を行うことでねじ締めを可能とすることが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１－２５２３１９号公報

【特許文献2】特公平２－６２６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、ねじ継手が用いられている従来のスクリュー羽根付き補強芯材を複数本つなぎ合わせて使用する場合には、スクリュー羽根の溶接時の組み合わせでなければスクリュー羽根のピッチが合わず使用できないため、一部の補強芯材が破損した場合等に他の組み合わせを構成する補強芯材と交換することができず全体的に交換する必要があり、使い勝手が悪かった。

【0010】

また、上述したように補強芯材間の接続、及び補強芯材とスピンドルとの接続に使用されるねじ継手にロープねじを使用する場合には、角ねじと比べて強度が低下するため、亜鉛メッキ処理に加えて焼入れ等の強度を向上させる加工が必要となり、製造コストが増加してしまうという問題があった。また、角ねじを採用してこれに無電解メッキを施す場合も、やはり製造コストが増加してしまうという問題があった。

【0011】

このような従来の問題点に鑑み、本発明では、任意の補強芯材をスクリュー羽根のピッチを乱すことなく接続することができ、接続部分にも亜鉛メッキ処理を施すことができ、低コストで製造することができる、主にスクリュー羽根付き補強芯材に用いられる継手構造を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、第１管状部材と第２管状部材を接続する継手構造であって、前記第１管状部材は、周壁に形成された１つ以上の孔部を有すると共に、内周面において前記孔部の周方向の一端側に連続して周方向に沿い形成され底部が前記孔部に向けて漸次深くなるテーパ面となっている溝部を有し、前記第２管状部材は、前記第１管状部材内に挿入可能な管状の先端部を有すると共に、前記先端部が前記第１管状部材に挿入された状態で前記孔部と対向する位置に設けられた１つ以上の貫通孔と、前記貫通孔内において突出位置と退避位置との間を進退可能に設けられ前記突出位置において前記先端部の外周面から突出するピン部材と、前記先端部内に設けられ前記ピン部材を前記先端部の径方向外側に向けて付勢する付勢手段とを有することを特徴とする継手構造である。

【0013】

このような継手構造において、前記孔部は周方向に延びる長孔であることが好ましい。

【0014】

また、このような継手構造において、前記付勢手段は平面視が略Ｃ型の線状ばねであることが好ましい。

【0015】

また、このような継手構造において、前記付勢手段はスナップリングであることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

上述した構成になる本発明の継手構造によれば、第１管状部材内に第２管状部材の先端部を挿入して第２管状部材のピン部材を第１管状部材の孔部内に突出させることで第１管状部材と第２管状部材の接続が行われる。そして、第１管状部材と第２管状部材のうち一方を回転させ、ピン部材を孔部の溝部と連続していない側の周壁に当接させることで、第１管状部材と第２管状部材の当該回転方向への位置決めをすることができる。

【0017】

そして、第１管状部材と第２管状部材がスクリュー羽根付き補強芯材である場合には、この位置決めされた状態において第１管状部材と第２管状部材に所定のピッチになるように連続してスクリュー羽根が形成される。これにより、このスクリュー羽根を形成した際の組み合わせを構成する補強芯材のうち一部を、同様に形成された他のスクリュー羽根付き補強芯材を構成する補強芯材と交換した場合でも、同様に位置決めすることでスクリュー羽根が同じピッチで連続することになるため、スクリュー羽根付き補強芯材を構成する補強芯材を任意に選択して用いることができる。

【0018】

また、第１管状部材と第２管状部材の接続をピン部材を用いて行うことにより、ねじ継手に角ねじを用いる場合のように継手部分に亜鉛メッキ処理を施すことができないという問題が生じることがなく、継手部分も含めた全体に安価な亜鉛メッキ処理を施すことが可能となるため、製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る継手構造を示す模式図である。

【図2】図１の継手構造を軸線方向から見た状態を示す模式図であり、（ａ）はピン部材が孔部内に突出して位置決めされている状態、（ｂ）はピン部材が溝部の底部に乗り上げている状態、（ｃ）はピン部材が底部を超えて退避位置に移動した状態を示している。

【図3】本発明の別の実施形態に係る継手構造において用いられるピン部材と付勢手段としてのスナップリングを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら本発明に係る継手構造の一実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係る継手構造を示す模式図である。本実施形態に係る継手構造１は、２つの管状部材である第１管状部材２と第２管状部材３とを接続するものである。

【0022】

第１管状部材２は、少なくとも一端に開口部２１を有する円筒状の鋼管であり、周壁の対向する位置に形成された２つの周方向に延びる長孔である孔部２２を有すると共に、内周面において孔部２２の長手方向の周壁２２２に連続して形成された溝部２３を有している。

【0023】

孔部２２は平面視が角丸長方形の長孔であり、第１管状部材２の周壁を貫通して形成されている。

【0024】

溝部２３は、孔部２２の周壁２２２に連続して周方向に沿い形成されている溝である。溝部２３は、底部２３１が孔部２２に向かうに従い漸次深くなるテーパ面となっている。

【0025】

第２管状部材３は、第１管状部材２の開口部２１内に挿入可能な管状の先端部３２を有する。先端部３２は、第２管状部材３の本体部３１の先端部分の外径を縮径させて形成されていて、内径は本体部３１と同一になっている。先端部３２には、先端部３２が第１管状部材２の開口部２１内に挿入された状態で孔部２２に対向する位置に設けられた２つの丸孔である貫通孔３３が形成されている。先端部３２と本体部３１との間は、段部３１２になっている。

【0026】

先端部３２の２つの貫通孔３３内には、それぞれ円柱状の金属部材であるピン部材３４が貫通孔３３内を進退可能に設けられている。ピン部材３４は、一端側に貫通孔３４１が形成されている。

【0027】

ピン部材３４の貫通孔３４１には、ピン部材３４を先端部３２の径方向外側に向けて付制する付勢手段としての、平面視が略Ｃ型の線状ばね３５が挿通されている。

【0028】

次に、上述した構成を備える継手構造１による第１管状部材２と第２管状部材３が接続され一体的に回転する様子および分離される様子について説明する。図２は、図１の継手構造１を軸線方向から見た状態を示す模式図であり、（ａ）はピン部材３４が孔部２２内に突出して位置決めされている状態、（ｂ）はピン部材３４が溝部の底部２３１に乗り上げている状態、（ｃ）はピン部材３４が底部２３１を超えて退避位置に移動した状態を示している。なお、図２（ａ）に示す、孔部２２内に突出した状態のピン部材３４の位置を「突出位置」という。

【0029】

まず、第１管状部材２の開口部２１内に第２管状部材３の先端部３２が挿入される。このとき、作業者はピン部材３４による干渉が生じないように手でピン部材３４を第２管状部材３の貫通孔３３内に押し込んだ状態で先端部３２を開口部２１内に挿入する。そして、第１管状部材２の先端部分が第２管状部材３の段部３１２に当接することにより、第１管状部材２と第２管状部材３の挿入方向への位置決めが行われる。

【0030】

次に、第１管状部材２と第２管状部材３の挿入方向への位置決めが行われている状態で、これらのうち何れか一方を回転させ、貫通孔３３が孔部２２と重なる位置に到達すると、図２（ａ）に示すように、ピン部材３４の先端部分が線状ばね３５の付勢により孔部２２内に突出した状態となる。このピン部材３４の突出は、線状ばね３５が先端部３２の内周壁に当接してピン部材３４の動作が規制されるまで行われる。

【0031】

そして、図２（ａ）に示す状態で、第１管状部材２と第２管状部材３のうち何れか一方を、ピン部材３４が孔部２２の溝部と連続していない側の周壁２２１に当接するよう回転することにより、第１管状部材２と第２管状部材３とが当該回転方向に対して位置決めされた状態となる。更に当該方向への回転を継続すると、ピン部材３４から周壁２２１へと回転力が伝達されることで、第１管状部材２と第２管状部材３のうち回転する一方の動作に他方を従動させることができ、第１管状部材２と第２管状部材３を一体的に回転することができる。

【0032】

次に、第１管状部材２と第２管状部材３を分離する動作について説明する。第１管状部材２と第２管状部材３のうち何れか一方を逆回転させ、ピン部材３４を周壁２２１から遠ざかる方向に移動させると、図２（ｂ）に示すようにピン部材３４が周壁２２１とは反対側に位置する周壁２２２から溝部２３のテーパ面となっている底部２３１に乗り上げ、線状ばね３５の付勢力に抗して貫通孔３３内で退避を開始し、ピン部材３４が孔部２２から脱離する。

【0033】

この状態から更に逆回転を続けると、図３（ｃ）に示すようにピン部材３４が底部２３１を上っていくと共に線状ばね３５の付勢力に抗して更に貫通孔３３内を退避していき、やがて溝部２３から離脱し、第１管状部材２の内周壁に当接した状態となり、ピン部材３４は退避位置に到達する。この図３（ｃ）の状態になることで、第１管状部材２から第２管状部材３を引き抜くことが可能な状態、すなわち分離可能な状態にすることができる。

【0034】

次に、本発明の別の実施形態について説明する。図３は、本発明の別の実施形態に係る継手構造において用いられるピン部材４と付勢手段としてのスナップリング５を示す模式図である。

【0035】

この実施形態に係る継手構造では、第１管状部材２と第２管状部材３の構造は図１及び図２を用いて説明した実施形態に係るものと同様である一方、第２管状部材３内に設けられるピン部材４とスナップリング５は異なっている。以下、主にこのピン部材４とスナップリング５について説明し、上述した実施形態に係るものと同様の構成についての説明は省略する。

【0036】

ピン部材４は、側面視がハット状の金属製の部材であり、円柱状の本体部４１と、本体部４１の端部に拡径して形成された円盤状のフランジ部４２を有している。本体部４１は第２管状部材３の貫通孔３３内及び第１管状部材２の孔部２２内に挿入可能な径を有している。一方、フランジ部４２は第２管状部材３の貫通孔３３の径よりも大きな径を有しているため、貫通孔３３内に進入することができず、ピン部材４が貫通孔３３から脱離することを防止することができる。

【0037】

スナップリング５は、広く一般に用いられている金属製のものであり、任意のものを適宜選択して用いることができる。

【0038】

このピン部材４及びスナップリング５を用いた第１管状部材２と第２管状部材３との接続および分離の様子は図２を用いて上述した通りであるためここでは説明を省略する。

【0039】

上述した各実施形態に係る継手構造１によれば、第１管状部材２内に第２管状部材３の先端部３２を挿入して第２管状部材３のピン部材３４（４）を第１管状部材２の孔部２２内に突出させることで第１管状部材２と第２管状部材３の接続が行われる。そして、第１管状部材２と第２管状部材３のうち一方を回転させ、ピン部材３４（４）を孔部２２の溝部２３と連続していない側の周壁２２１に当接させることで、第１管状部材２と第２管状部材３の当該回転方向への位置決めをすることができる。

【0040】

そして、第１管状部材２と第２管状部材３がスクリュー羽根付き補強芯材である場合には、この位置決めされた状態において第１管状部材２と第２管状部材３に所定のピッチになるように連続してスクリュー羽根を形成することにより、このスクリュー羽根を形成した際の組み合わせを構成する補強芯材のうち一部を、同様に形成された他のスクリュー羽根付き補強芯材を構成する補強芯材と交換した場合でも、同様に位置決めすることでスクリュー羽根が同じピッチで連続するため、スクリュー羽根付き補強芯材を構成する補強芯材を任意に選択して用いることができる。

【0041】

また、第１管状部材２と第２管状部材３の接続をピン部材３４（４）を用いて行うことにより、ねじ継手の部分に角ねじを用いる場合のように継手部分に亜鉛メッキ処理を施すことができないという問題が生じることがなく、継手部分も含めた全体に安価な亜鉛メッキ処理を施すことが可能となるため、製造コストを低減することができる。

【0042】

さらに、第１管状部材２と第２管状部材３がスクリュー羽根付き補強芯材とボーリングマシンのスピンドルとの組み合わせである場合には、地山へのスクリュー羽根付き補強芯材の設置はピン部材３４（４）が孔部２２の溝部２３と連続していない側の周壁２２１に当接するようにスピンドルを回転することで行うことができる。なお、スクリュー羽根はピン部材３４（４）が周壁２２１に当接する方向にスピンドルを回転した場合に補強芯材が地山にねじ込まれるような向きで形成されることはもちろんである。

【0043】

一方、設置後にはスピンドルを設置時と逆回転させることにより、ピン部材３４（４）が孔部２２からテーパ面となっている溝部２３に乗り上げることで孔部２２から脱離することができ、スクリュー羽根付き補強芯材とスピンドルとを容易に分離することができる。そのため、ねじ継手を用いる場合のようにスクリュー羽根付き補強芯材とスピンドルとの分離に際してパイプレンチ等の工具を使用する必要がなく、地山への設置時に補強芯材の地面から突出する部分を頭部キャップを被せるのに必要な長さのみ確保すればよい。

【0044】

また、本発明においては第１管状部材２に形成された孔部２２はピン部材３４（４）を挿通可能な形状であれば任意の形状のものを採用することができるが、周方向に延びる長孔とすることにより、ピン部材３４（４）が溝部２３側に僅かに移動した場合でも第１管状部材２と第２管状部材３とが分離しないようにすることができる。これにより、例えばボーリングマシンのスピンドルとスクリュー羽根付き補強芯材との接続の場合においてボーリングマシンを一時停止する際等に、スピンドルに反力が作用して僅かに逆回転することがあるが、こうした僅かな逆回転が生じた場合でもスピンドルとスクリュー羽根付き補強芯材との接続を維持することができ、スクリュー羽根付き補強芯材のねじ込みを直ちに再開することができる。

【0045】

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、上記の実施形態における効果は、本発明から生じる効果を例示したに過ぎず、本発明による効果が上記の効果に限定されることを意味するものではない。

【0046】

例えば、上述した各実施形態に係る継手構造１においてはピン部材３４（４）の付勢手段として線状ばね３５やスナップリング５が用いられているが、本発明においてはこれに限らず、ピン部材３４（４）の進退動作を確保しつつ第２管状部材３の径方向外側に向けて付勢可能な部材であれば任意のものを用いることができる。

【0047】

また、上述した実施形態に係る継手構造１をスクリュー羽根付き補強芯材同士の接続、またはスクリュー羽根付き補強芯材とボーリングマシンのスピンドルとの接続に用いる場合について説明したが、本発明に係る継手構造はこうした用途に限らず、他の種類の部材同士の接続にも好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0048】

１：継手構造
２：第１管状部材
３：第２管状部材
４、３４：ピン部材
５：スナップリング
２１：開口部
２２：孔部
２３：溝部
３２：先端部
３３：貫通孔
３５：線状ばね
４１：本体部
４２：フランジ部
２２１、２２２：周壁
２３１：底部
３１２：段部
３４１：貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】