特開 2024-128382 鋼管杭用継手

(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】P2024128382

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】鋼管杭用継手

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/24 20060101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

E02D5/24 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037327

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】523088914

【氏名又は名称】誠信ＧＬＯＣＡＬ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】523089069

【氏名又は名称】ＨＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松本 陽一

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA19

2D041CA01

2D041CB01

2D041CB06

2D041DB02

2D041DB13

(57)【要約】

【課題】従来よりも鋼管杭の連結に要する工数が増加しにくい鋼管杭用継手を提供すること。
【解決手段】同じ軸線に沿って延びる一組の鋼管杭をそれぞれ対向する端部同士で連結する鋼管杭用継手であって、一方の前記鋼管杭における端部から筒状に延びる部材であり、複数の第１貫通孔が、前記軸線周りに所定の角度間隔で形成された第１連結部材と、他方の前記鋼管杭における端部から筒状に延びる部材であり、複数の第２貫通孔が、前記軸線周りに前記第１貫通孔と同じ角度間隔で形成された第２連結部材と、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とがなす連結貫通孔それぞれに嵌め込まれ、該連結貫通孔の一端側から他端側に至る長さを有する複数の柱状体と、前記軸線を前記第１連結部材の内周面側で前記第１貫通孔それぞれを塞ぐ板状の内側閉塞部材と、前記軸線を前記第２連結部材の外周面側で前記第２貫通孔それぞれを塞ぐ板状の外側閉塞部材と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同じ軸線に沿って延びる一組の鋼管杭をそれぞれ対向する端部同士で連結する鋼管杭用継手であって、
一方の前記鋼管杭における端部から筒状に延びる部材であり、該部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第１貫通孔が、前記軸線周りに所定の角度間隔で形成された第１連結部材と、
他方の前記鋼管杭における端部から、前記第１連結部材の外径よりも大径をなす内径で筒状に延びる部材であり、該部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第２貫通孔が、前記軸線周りに前記第１貫通孔と同じ角度間隔で形成された第２連結部材と、
前記第２連結部材の内側に前記第１連結部材を収め、これらを前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とがつながって連結貫通孔となる位置関係とした状態において、前記連結貫通孔それぞれに嵌め込まれ、該連結貫通孔の一端側から他端側に至る長さを有する複数の柱状体と、
前記軸線を前記第１連結部材の内周面に沿って包囲するように拡がり、その内周面側で前記第１貫通孔それぞれを塞ぐ板状の内側閉塞部材と、
前記軸線を前記第２連結部材の外周面に沿って包囲するように拡がり、その外周面側で前記第２貫通孔それぞれを塞ぐ板状の外側閉塞部材と、
を備える鋼管杭用継手。

【請求項2】

前記柱状体それぞれには、いずれの前記鋼管杭の厚さよりも大きい直径のものが用いられ、
前記第１連結部材および前記第２連結部材は、それぞれ前記軸線と交差する平面視で、前記第１連結部材と前記第２連結部材の境界をなすように前記軸線周りを包囲する境界領域の長さに対し、全ての前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に対応する孔領域における前記軸線周りの合計長さが、前記境界領域における前記軸線周りの長さの４５％以上６５％未満となる数および角度間隔で前記第１貫通孔および前記第２貫通孔が形成されている、
請求項１に記載の鋼管杭用継手。

【請求項3】

前記第２連結部材は、前記第２貫通孔それぞれが形成された前記軸線上の位置に、その外周面に沿って前記軸線を包囲するように延びる溝部が形成されており、
前記外側閉塞部材は、前記溝部に収容可能な幅および長さで延びる板材である、
請求項２に記載の鋼管杭用継手。

【請求項4】

前記外側閉塞部材は、その厚さが、所定のしきい値未満の誤差で前記溝部の深さと一致する板材である、
請求項３に記載の鋼管杭用継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一組の鋼管杭を連結する鋼管杭用継手に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、一組の鋼管杭をそれぞれ端部同士で連結するために鋼管杭用継手が用いられている。この種の鋼管杭用継手としては、鋼管杭それぞれの端部に設けた筒状の部材につき、その一方を他方に収めたうえで、両者を内外に貫通する複数の貫通孔それぞれにボルトを通してナットで固定する、といったものが提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２９９２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、この構成では、複数の貫通孔それぞれに通したボルトを個別にナットで固定する必要があり、貫通孔の数に応じて作業工数が増加しやすいなど、鋼管杭の連結に要する工数の削減が難しいという課題があった。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来よりも鋼管杭の連結に要する工数が増加しにくい鋼管杭用継手を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため第１局面の鋼管杭用継手は、同じ軸線に沿って延びる一組の鋼管杭をそれぞれ対向する端部同士で連結する鋼管杭用継手であって、一方の前記鋼管杭における端部から筒状に延びる部材であり、該部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第１貫通孔が、前記軸線周りに所定の角度間隔で形成された第１連結部材と、他方の前記鋼管杭における端部から、前記第１連結部材の外径よりも大径をなす内径で筒状に延びる部材であり、該部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第２貫通孔が、前記軸線周りに前記第１貫通孔と同じ角度間隔で形成された第２連結部材と、前記第２連結部材の内側に前記第１連結部材を収め、これらを前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とがつながって連結貫通孔となる位置関係とした状態において、前記連結貫通孔それぞれに嵌め込まれ、該連結貫通孔の一端側から他端側に至る長さを有する複数の柱状体と、前記軸線を前記第１連結部材の内周面に沿って包囲するように拡がり、その内周面側で前記第１貫通孔それぞれを塞ぐ板状の内側閉塞部材と、前記軸線を前記第２連結部材の外周面に沿って包囲するように拡がり、その外周面側で前記第２貫通孔それぞれを塞ぐ板状の外側閉塞部材と、を備える鋼管杭用継手である。

【0007】

この局面の鋼管杭用継手では、一組の鋼管杭をそれぞれ対向する端部同士で連結するにあたり、まず、第１連結部材を第２連結部材の内側に収める。このとき、第１連結部材の内周面に内側閉塞部材を設け、第１貫通孔を閉塞しておくとよい。

【0008】

そして、これら部材を第１貫通孔と第２貫通孔とで連結貫通孔をなす位置関係とし、連結貫通孔それぞれに柱状体を嵌合させた後、第２貫通孔を外側から閉塞するように外側閉塞部材を設けることによって柱状体それぞれが保持される。

【0009】

このように、内側閉塞部材および外側閉塞部材を設けるだけで、連結貫通孔それぞれに嵌合させた柱状体をまとめて保持させることができるため、連結貫通孔の数に拘わらず、柱状体を保持させるための作業工数が大きく増えることはない。

【0010】

よって、本局面の鋼管杭用継手では、鋼管杭の連結に要する工数が従来よりも増加しにくい。そして、連結貫通孔の数が多い構成であるほど、工数の削減効果が高くなる。

【0011】

また、この局面は以下に示す第２局面のようにしてもよい。第２局面の鋼管杭用継手において、前記柱状体それぞれには、いずれの前記鋼管杭の厚さよりも大きい直径のものが用いられ、前記第１連結部材および前記第２連結部材は、それぞれ前記軸線と交差する平面視で、前記第１連結部材と前記第２連結部材の境界をなすように前記軸線周りを包囲する境界領域の長さに対し、全ての前記第１貫通孔および前記第２貫通孔に対応する孔領域における前記軸線周りの合計長さが、前記境界領域における前記軸線周りの長さの４５％以上６５％未満となる数および角度間隔で前記第１貫通孔および前記第２貫通孔が形成されている。

【0012】

この第２局面であれば、鋼管杭による地盤の掘削時にも、継手部分として充分な強度を確保することができる。

【0013】

また、上記各局面は以下に示す第３局面のようにしてもよい。第３局面の鋼管杭用継手において、前記第２連結部材は、前記第２貫通孔それぞれが形成された前記軸線上の位置に、その外周面に沿って前記軸線を包囲するように延びる溝部が形成されており、前記外側閉塞部材は、前記溝部に収容可能な幅および長さで延びる板材である。

【0014】

この局面は、第４局面のようにしてもよい。第４局面の鋼管杭用継手は、において、前記外側閉塞部材は、その厚さが、所定のしきい値未満の誤差で前記溝部の深さと一致する板材である。

【0015】

これら局面の鋼管杭用継手では、外側閉塞部材を第２連結部材の溝部内に収めることができる。そのため、鋼管杭用継手としての外周面の凹凸が小さくなる結果、鋼管杭による地盤の掘削時に外側閉塞部材による凹凸がその妨げとなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の鋼管杭用継手を示す斜視図

【図2】本開示の鋼管杭用継手を示す平面図

【図3】本開示の鋼管杭用継手を示す正面断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
（１）全体構成

【0018】

鋼管杭用継手１は、図１に示すように、同じ軸線１１０に沿って延びる一組の鋼管杭１２０、１３０をそれぞれ対向する端部同士で連結するものであって、第１連結部材１０、第２連結部材２０、複数の柱状体３０、内側閉塞部材４０，外側閉塞部材５０を備える。

【0019】

なお、本実施形態では、鋼管杭１２０、１３０として、高張力鋼管（ＨＵ５９０）、炭素鋼鋼管（ＳＴＫ４００、ＳＴＫ４９０）などが用いられたものを例示している。

【0020】

第１連結部材１０は、一方の鋼管杭１２０における端部から筒状に延びる部材である。本実施形態において、第１連結部材１０は、鋼管杭１２０の端部に溶接される。

【0021】

この第１連結部材１０は、筒状に延びる部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第１貫通孔１１が、軸線１１０周りに所定の角度間隔で形成されている。ここでは、８つ以上の第１貫通孔１１が、軸線１１０周りに等間隔で形成されている。本実施形態では、図２に示すように、１０の第１貫通孔１１が３６°間隔で形成されている。

【0022】

第２連結部材２０は、他方の鋼管杭１３０における端部から、第１連結部材１０の外径よりも大径をなす内径で筒状に延びる部材である。本実施形態において、第２連結部材２０は、鋼管杭１３０の端部に溶接される。

【0023】

この第２連結部材２０は、筒状に延びる部材をそれぞれ内外方向に貫通する複数の第２貫通孔２１が、軸線１１０周りに第１貫通孔１１と同じ数および角度間隔で形成されている。本実施形態では、図２に示すように、１０の第２貫通孔２１が３６°間隔で形成されている。

【0024】

また、第２連結部材２０は、第２貫通孔２１それぞれが形成された軸線１１０上の位置に、その外周面に沿って軸線１１０を包囲するように延びる溝部２３が形成されている。この溝部２３は、第２貫通孔２１の直径（具体的な例として３０．４ｍｍ）よりも広い幅（具体的な例として３５ｍｍ）、かつ、外側閉塞部材５０の厚さと同じ深さ（具体的な例として３ｍｍ）でもって、第２連結部材２０の外周を全周にわたって包囲している。

【0025】

柱状体３０それぞれは、第１連結部材１０を第２連結部材２０に収めた状態で、両者を内外に貫通する貫通孔それぞれに嵌め込まれる柱状の部材である。本実施形態では、第２連結部材２０の内側に第１連結部材１０を収め、これらを第１貫通孔１１と第２貫通孔２１とがつながって一体の連結貫通孔とされるところ、ここに柱状体３０がそれぞれ嵌め込まれる。

【0026】

この柱状体３０は、第１貫通孔１１と第２貫通孔２１とをつなげてなる連結貫通孔の一端側から他端側に至る長さを有する。具体的には、第１貫通孔１１の長さ（≒第１連結部材１０の厚さｔ１）と第２貫通孔２１の長さ（≒第２連結部材２０の厚さｔ２）との合計値に対し、柱状体３０それぞれが９５～９８％の長さを有するように構成されている。本実施形態では、柱状体３０が、上記合計値に対して９６％（≒柱状体３０の長さ５５ｍｍ／連結貫通孔の長さ５７ｍｍ）の長さを有している。

【0027】

また、柱状体３０は、連結貫通孔（具体的には第１貫通孔１１および第２貫通孔２１の大きい方）の直径に対して９８～９９％の直径となる柱状の部材が採用されている。本実施形態では、柱状体３０の直径が、連結貫通孔の直径に対して９９％（≒柱状体３０の直径３０ｍｍ／連結貫通孔の直径３０．４ｍｍ）となるように構成されている。

【0028】

また、柱状体３０それぞれは、その直径がいずれの鋼管杭１２０、１３０の厚さよりも大きい。より具体的には、柱状体３０の直径がいずれの鋼管杭１２０、１３０の厚さよりも２倍以上大きくなっている。本実施形態では、柱状体３０の直径がいずれの鋼管杭１２０，１３０の厚さよりも２．５倍（＝柱状体３０の直径３０ｍｍ／鋼管杭１２０、１３０の厚さ１２ｍｍ）となっている。

【0029】

また、この柱状体３０それぞれは、第１連結部材１０および第２連結部材２０よりも、所定の機械強度が１０％以上高い材料で構成されている。本実施形態では、第１連結部材１０および第２連結部材２０として、降伏点７０５Ｎ／ｍｍ２以上、引っ張り強さ８８０～１０３０Ｎ／ｍｍ２の材料（ＪＩＳＧ３２２１（クロムモリブデン鋼鍛鋼品）に規定するＳＦＣＭ８８０Ｒ）が用いられているのに対し、柱状体３０として、降伏点９００Ｎ／ｍｍ２以上、引っ張り強さ１０００～１２００Ｎ／ｍｍ２の材料（ＪＩＳＢ１１８６（摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット）で規定されるＦ１０Ｔのもの）が用いられている。つまり、機械強度として前者よりも後者の方が１０％以上高くなるように材料が選択されている。

【0030】

内側閉塞部材４０は、軸線１１０を第１連結部材１０の内周面に沿って包囲するように拡がり、その内周面側で第１貫通孔１１それぞれを塞ぐ板状の部材である。

【0031】

この内側閉塞部材４０は、端部側それぞれが第１連結部材１０の内周面にネジ４１により止められ、これにより第１貫通孔１１それぞれを内側から塞いでいる。なお、この内側閉塞部材４０の第１連結部材１０への固定方法はネジ止め以外であってもよい。

【0032】

外側閉塞部材５０は、軸線１１０を第２連結部材２０の外周面に沿って包囲するように拡がり、その外周面側で第２貫通孔２１それぞれを塞ぐ板状の部材である。

【0033】

この外側閉塞部材５０は、端部側それぞれが第２連結部材２０の外周面にネジ５１により止められ、これにより第２貫通孔２１それぞれを外側から塞いでいる。なお、この外側閉塞部材５０の第２連結部材２０への固定方法はネジ止め以外であってもよい。

【0034】

この外側閉塞部材５０は、溝部２３に収容可能な幅および長さで延びる板材である。

【0035】

また、本実施形態において、外側閉塞部材５０は、その厚さが、所定のしきい値未満の誤差で溝部２３の深さと一致する板材となっている。具体的には、外側閉塞部材５０として３ｍｍの板材が採用されている。

【0036】

また、本願出願人は、鋼管杭用継手１として、鋼管杭１２０、１３０による地盤の掘削時における継手部分として充分な強度を確保するのに好適な構成を見出している。それは、軸線１１０と交差する平面視で（図２参照）、第１連結部材１０と第２連結部材２０の境界をなすように軸線１１０周りを包囲する境界領域６０の長さに対し、全ての第１貫通孔１１および第２貫通孔２１に対応する孔領域６１における軸線１１０周りの合計長さが、境界領域６０における軸線１１０周りの長さの４５％以上６５％未満になるようにする、というものである。具体的には、各鋼管杭の厚さよりも２倍以上大きい直径の柱状体３０を基準として、孔領域６１の合計長さが境界領域６０の４５％以上６５％未満になるように、連結貫通孔の数および角度間隔が規定されている。この構成は、本願出願人が、鋼管杭１２０、１３０の直径およびその厚さに応じて各部の寸法が異なる複数種類のものにつき、第１貫通孔１１、第２貫通孔２１、柱状体３０それぞれのサイズに着目して創意工夫を施した結果として、想到したものである。

【0037】

ここで、境界領域６０の長さは、第１連結部材１０外周の長さＬｏ１と第２連結部材２０内周の長さＬｉ２との平均値として算出し、孔領域６１の合計長さは、第１貫通孔１１における弧長ｌ１の合計値と第２貫通孔２１における弧長ｌ２の合計値との平均値として算出している。そして、連結貫通孔の数は、孔領域６１の合計長さが境界領域６０の４５％となる下限値と、同じく６５％となる上限値との間から選択され、その数に応じて連結貫通孔の角度間隔（＝３６０度／ｎ）が求められる。

【0038】

この構成に係る鋼管杭用継手１としては、鋼管杭１２０、１３０の直径およびその厚さに応じて各部の寸法が異なる複数種類が想定されるところ、その一部を以下の表１に示す（表における部位の表記との対応は図２、図３参照）。

【0039】

【表1】

【0040】

（２）変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

【0041】

例えば、上記実施形態では、第２連結部材２０に形成された溝部２３が第２貫通孔２１の直径よりも広い幅で形成されたものを例示した。しかし、溝部２３は、ここに収めた外側閉塞部材５０とともに、柱状体３０それぞれの第２貫通孔２１からの離脱を阻止できればよく、第２貫通孔２１の直径よりも狭い幅で形成されたものであってもよい。

【0042】

また、上記実施形態では、内側閉塞部材４０が、軸線１１０を第１連結部材１０の内周面に沿って拡がる単一の部材であり、複数の第１貫通孔１１をまとめて閉塞する構成を例示した。しかし、この内側閉塞部材４０としては、柱状体３０それぞれの第１貫通孔１１からの離脱を阻止できればよく、複数の部材でもって複数の第１貫通孔１１を閉塞して柱状体３０の離脱を阻止するように構成してもよい。

【0043】

また、上記実施形態では、第２連結部材２０の溝部２３が、外側閉塞部材５０の厚さと同じ深さで形成されているものを例示した。しかし、この溝部２３は、外側閉塞部材５０の厚さ未満でまたはこの厚さよりも深く形成されていてもよい。

【0044】

（３）作用，効果
上記実施形態の鋼管杭用継手１では、一組の鋼管杭１２０、１３０をそれぞれ対向する端部同士で連結するにあたり、まず、第１連結部材１０を第２連結部材２０の内側に収める。このとき、第１連結部材１０の内周面に内側閉塞部材４０を設け、第１貫通孔１１を閉塞しておくとよい。

【0045】

そして、これら部材を第１貫通孔１１と第２貫通孔２１とで連結貫通孔をなす位置関係とし、連結貫通孔それぞれに柱状体３０を嵌合させた後、第２貫通孔２１を外側から閉塞するように外側閉塞部材５０を設けることによって柱状体３０それぞれが保持される（図１（ｂ）、図２参照）。

【0046】

このように、内側閉塞部材４０および外側閉塞部材５０を設けるだけで、連結貫通孔それぞれに嵌合させた柱状体３０をまとめて保持させることができるため、連結貫通孔の数に拘わらず、柱状体３０を保持させるための作業工数が大きく増えることはない

【0047】

よって、本実施形態の鋼管杭用継手１では、鋼管杭１２０、１３０の連結に要する工数が従来よりも増加しにくい。そして、連結貫通孔の数が多い構成であるほど、工数の削減効果が高くなる。

【0048】

また、上記実施形態では、孔領域６１における軸線１１０周りの合計長さが境界領域６０の４５％以上６５％未満となる数および角度間隔で、第１連結部材１０および第２連結部材２０それぞれに第１貫通孔１１および第２貫通孔２１が形成されていることによって、鋼管杭１２０、１３０による地盤の掘削時における継手部分として充分な強度を確保するのに好適なものとなっている。

【0049】

また、上記実施形態では、柱状体３０の直径がいずれの鋼管杭１２０、１３０の厚さよりも大きい。また、柱状体３０が、第１連結部材１０および第２連結部材２０よりも、降伏点および引っ張り強さが１０％以上高い材料で構成されている。これにより、上記実施形態の鋼管杭用継手１では、鋼管杭１２０、１３０による地盤の掘削時にも、継手部分として充分な強度を確保することができる。

【0050】

また、上記実施形態の鋼管杭用継手１では、外側閉塞部材５０を第２連結部材２０の溝部２３内に収めることができる。そのため、鋼管杭用継手１としての外周面の凹凸が小さくなる結果、鋼管杭１２０、１３０による地盤の掘削時に外側閉塞部材５０による凹凸がその妨げとなることを抑制できる。

【符号の説明】

【0051】

１…鋼管杭用継手、１０…第１連結部材、１１…第１貫通孔、２０…第２連結部材、２１…第２貫通孔、２３…溝部、３０…柱状体、４０…内側閉塞部材、４１…ネジ、５０…外側閉塞部材、５１…ネジ、６０…境界領域、６１…孔領域、１１０…軸線、１２０…鋼管杭、１３０…鋼管杭。

【図1】

【図2】

【図3】