特許 7572670 鋼管杭の継手構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-16

(45)【発行日】2024-10-24

(54)【発明の名称】鋼管杭の継手構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/24 20060101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

E02D5/24 103

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023124785

(22)【出願日】2023-07-31

【審査請求日】2024-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】598015084

【氏名又は名称】学校法人福岡大学

(73)【特許権者】

【識別番号】308023826

【氏名又は名称】株式会社テクノ九州

(73)【特許権者】

【識別番号】394002981

【氏名又は名称】株式会社岡本建設用品製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100219483

【弁理士】

【氏名又は名称】宇野 智也

(72)【発明者】

【氏名】堺 純一

(72)【発明者】

【氏名】田中 照久

(72)【発明者】

【氏名】岡本 真征

(72)【発明者】

【氏名】藤川 繁次

(72)【発明者】

【氏名】金満 拓馬

(72)【発明者】

【氏名】岡本 善輝

(72)【発明者】

【氏名】藪中 秀延

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３１０８４１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実用新案登録第２５３１４５８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】実開昭５４－１１１２６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ５／００～５／８０

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｆ１６Ｂ ７／００～７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の鋼管杭の端部同士を同軸上で接合する鋼管杭の継手構造であって、
前記一対の鋼管杭の端部にそれぞれ溶接される一対の継手部材であり、それぞれ、前記一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面で切断した半円柱状の嵌入部と、前記円柱より大径で前記一対の鋼管杭の端部間に位置する胴部であり、前記第１平面に連続する第２平面を有する胴部とを備えた一対の継手部材と、
前記一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入された一対の継手部材同士を貫通する挿通孔と、
前記挿通孔に挿通して前記一対の継手部材同士を結合する結合部材と
を有する鋼管杭の継手構造。

【請求項2】

前記胴部は、前記一対の鋼管杭の端部に溶接される半円柱状部を有し、前記半円柱状部は円柱を前記第２平面で切断した形状である請求項１記載の鋼管杭の継手構造。

【請求項3】

前記胴部は、円柱を前記第２平面で切断した半円柱状部と、前記半円柱状部の外周部に設けられ、前記一対の鋼管杭の端部に溶接される円筒部とを有する請求項１記載の鋼管杭の継手構造。

【請求項4】

前記一対の継手部材は同一形状である請求項１から３のいずれか１項に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、複数の鋼管杭の端部同士を接合する場合に使用する鋼管杭の継手構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管杭の継手構造については、従来、様々なタイプのものが提案されている。本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された鋼管杭の機械式継手がある。この鋼管杭の機械式継手は、円筒状で接合対象の鋼管杭と略同径で、周壁に複数の孔を有する外継手管と、円筒状で外継手管内径より若干小さい外径で、外継手管の孔と連通する同径の孔を有する内継手管と、鋼管杭とほぼ同じ外径で、内径が内継手管の外径より若干大きい鋼製外リングと、外径が孔より若干小さい鋼製円柱体で構成し、外継手管を一方の鋼管杭の端面に固着し、鋼製外リングを内継手管外周に挿入し、鋼管杭、鋼製外リング、内継手管で囲われた空間内を溶接し、この鋼製外リングを介して内継手管をもう一方の鋼管杭に溶接し、内外継手管の孔が連通する様に外継手管に内継手管を挿入し、鋼製外リングの端面と外継手管の端面とを対向させ、これらの孔に鋼製円柱体を差し込んで内継手管と外継手管とを結合することを特徴とするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１６８７８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された鋼管杭の機械式継手では、下鋼管杭と上鋼管杭との結合を行うためには、内外継手管の孔が連通する様に孔の位置を合わせてこれらの孔に鋼製円柱体を差し込めるようにする必要があるが、下鋼管杭に対して上鋼管杭は軸心周りに回転自在であるため、孔の位置を合わせながら外継手管に内継手管を挿入することが難しい。また、特許文献１に記載された鋼管杭の機械式継手では、軸心周りの捻り方向の外力を鋼製円柱体のみが受けるため、鋼製円柱体の強度に注意する必要がある。

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、施工が簡単であり、捩り方向の外力に対する剛性が高い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】

【0006】

本発明の鋼管杭の継手構造は、一対の鋼管杭の端部同士を同軸上で接合する鋼管杭の継手構造であって、一対の鋼管杭の端部にそれぞれ溶接される一対の継手部材であり、それぞれ、一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面で切断した半円柱状の嵌入部と、前記円柱より大径で一対の鋼管杭の端部間に位置する胴部であり、第１平面に連続する第２平面を有する胴部とを備えた一対の継手部材と、一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入された一対の継手部材同士を貫通する挿通孔と、挿通孔に挿通して一対の継手部材同士を結合する結合部材とを有する。

【0007】

本発明の鋼管杭の継手構造によれば、一対の継手部材のそれぞれの半円柱状の嵌入部が、一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入される際、それぞれの半円柱状の嵌入部の第１平面が対面に配置されて面接触する状態で位置決めされる。このとき、挿通孔は一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入された一対の継手部材同士を貫通するので、この挿通孔に結合部材を挿通することが容易であり、これにより一対の継手部材同士を結合することができる。

【0008】

また、一対の継手部材は、同一形状であることが望ましい。これにより、同一形状の一対の継手部材を一対の鋼管杭のそれぞれに溶接することで、本発明の鋼管杭の継手構造が得られる。

【発明の効果】

【0009】

（１）一対の鋼管杭の端部にそれぞれ溶接される一対の継手部材であり、それぞれ、一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面で切断した半円柱状の嵌入部と、前記円柱より大径で一対の鋼管杭の端部間に位置する胴部であり、第１平面に連続する第２平面を有する胴部とを備えた一対の継手部材と、一対の鋼管杭の互いの端部に嵌入された一対の継手部材同士を貫通する挿通孔と、挿通孔に挿通して一対の継手部材同士を結合する結合部材とを有する構成により、一対の継手部材のそれぞれの半円柱状の嵌入部の第１平面が対面に配置されて面接触する状態で位置決めされ、挿通孔に結合部材を挿通して一対の継手部材同士を結合することができるので、施工が簡単である。また、捻り方向の外力に対して一対の継手部材のそれぞれの第１平面およびこれに連続する第２平面で受けるため、剛性が高い鋼管杭の継手構造となる。

【0010】

（２）一対の継手部材が、同一形状であることにより、同一形状の一対の継手部材を一対の鋼管杭のそれぞれに溶接することで、本発明の鋼管杭の継手構造が得られるので、低コストとなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態における鋼管杭の継手構造を示す斜視図である。

【図2】図１の鋼管杭の接続前の状態を示す正面図である。

【図3】図１の鋼管杭の接続後の状態を示す正面図である。

【図4】図１の鋼管杭の接続後、結合部材により結合する例を示す正面図である。

【図5】別の結合例を示す正面図である。

【図6】本発明の第２実施形態における鋼管杭の継手構造を示す斜視図である。

【図7】図６の鋼管杭の接続前の状態を示す正面図である。

【図8】図６の鋼管杭の接続後の状態を示す正面図である。

【図9】図６の鋼管杭の接続後、結合部材により結合する例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施の形態１＞
図１は本発明の第１実施形態における鋼管杭の継手構造を示す斜視図、図２は図１の鋼管杭の接続前の状態を示す正面図、図３は図１の鋼管杭の接続後の状態を示す正面図、図４は図１の鋼管杭の接続後、結合部材により結合する例を示す正面図である。

【0013】

図１～図３に示すように、本発明の第１実施形態における鋼管杭の継手構造は、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部同士を同軸上で接合する一対の継手部材１Ａ，１Ｂを有する。継手部材１Ａ，１Ｂは、それぞれ一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入される半円柱状の嵌入部１１と、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部間に位置する胴部１２とを備える。また、継手部材１Ａ，１Ｂは、胴部１２の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２へそれぞれ溶接する側に突設され、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部に嵌入される突設部１３を備える。

【0014】

半円柱状の嵌入部１１は、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面１１Ａで切断した形状である。胴部１２は、嵌入部１１の円柱より大径（本実施形態においては鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径と同径）の円柱をその軸心を含む第２平面１２Ａで切断した形状である。第２平面１２Ａは第１平面１１Ａと同一面上にあり、第１平面１１Ａに連続する平面である。突設部１３は、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第３平面１３Ａで切断した形状である。第３平面１３Ａは第２平面１２Ａと同一面上にあり、第２平面１２Ａに連続する平面である。

【0015】

一対の継手部材１Ａ，１Ｂは、接合する一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部に互い違いに対向するように配置されて溶接される。なお、胴部１２の突設部１３側の端部には、３０°～４５°の開先１２Ｂが設けられ、工場内で溶接部Ｗ１を溶接することにより継手部材１Ａ，１Ｂが鋼管杭Ｐ１，Ｐ２に固着される。

【0016】

上記一対の継手部材１Ａ，１Ｂが溶接された鋼管杭Ｐ１，Ｐ２では、それぞれの半円柱状の嵌入部１１の第１平面１１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされ、図３に示すように、継手部材１Ａ，１Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部１１が鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入される。

【0017】

また、継手部材１Ａ，１Ｂには、図３に示すように継手部材１Ａ，１Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部１１が鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入された状態において、一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を貫通する挿通孔１４が設けられている。

【0018】

この挿通孔１４には、例えば図４に示すように、結合部材としての寸切りボルト１５Ａを挿通し、座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを用いて締結することにより、一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を結合する。なお、一方の座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを予め一方の継手部材１Ａに溶接しておくことも可能である。また、寸切りボルト１５Ａを頭部付きボルトとすることもできる。

【0019】

あるいは、図５に示すように、継手部材１Ａ，１Ｂから座金１５Ｂおよびナット１５Ｃが突出しないように深座繰り１６を設け、同様に結合部材としての寸切りボルト１５Ａを挿通し、座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを用いて締結することにより、一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を結合する構成とすることも可能である。この場合も、一方の座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを予め一方の継手部材１Ａに溶接しておくことも可能である。また、寸切りボルト１５Ａを頭部付きボルトとすることもできる。

【0020】

上記構成の鋼管杭の継手構造では、一対の継手部材１Ａ，１Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部１１が、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入される際、それぞれの半円柱状の嵌入部１１の第１平面１１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされる。このとき、挿通孔１４は一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入された一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を貫通するので、この挿通孔１４に寸切りボルト１５Ａを挿通することが容易であり、これにより一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を結合することができる。

【0021】

すなわち、この継手構造によれば、一対の継手部材１Ａ，１Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部１１の第１平面１１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされ、挿通孔１４に寸切りボルト１５Ａを挿通して一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を結合することができるので、施工が簡単である。また、捻り方向の外力に対して一対の継手部材１Ａ，１Ｂのそれぞれの第１平面１１Ａおよびこれに連続する第２平面１２Ａ、さらには第３平面１３Ｂで受けるため、剛性が高い。

【0022】

なお、上記一対の継手部材１Ａ，１Ｂは同一形状であり、同一形状のものを一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２のそれぞれに溶接しており、部品点数を少なくすることができるので、低コストである。

【0023】

＜実施の形態２＞
図６は本発明の第２実施形態における鋼管杭の継手構造を示す斜視図、図７は図６の鋼管杭の接続前の状態を示す正面図、図８は図６の鋼管杭の接続後の状態を示す正面図、図９は図６の鋼管杭の接続後、結合部材により結合する例を示す正面図である。

【0024】

図６～図８に示すように、本発明の第２実施形態における鋼管杭の継手構造は、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部同士を同軸上で接合する一対の継手部材２Ａ，２Ｂを有する。継手部材２Ａ，２Ｂは、それぞれ一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入される半円柱状の嵌入部２１と、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部間に位置する胴部２２とを備える。

【0025】

半円柱状の嵌入部２１は、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面２１Ａで切断した形状である。胴部２２は、嵌入部２１の円柱より大径（本実施形態においては鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径と同径）の円筒部２３Ａと、嵌入部２１の円柱と同径の円柱をその軸心を含む第２平面２２Ａで切断した半円柱状部２３Ｂとから構成される。第２平面２２Ａは第１平面２１Ａと同一面上にあり、第１平面２１Ａに連続する平面である。円筒部２３Ａは半円柱状部２３Ｂの外周部に設けられており、円筒部２３Ａと第２平面２２Ａとの間は他方の嵌入部２１が嵌入可能な空洞部２３Ｃとなっている。

【0026】

一対の継手部材２Ａ，２Ｂは、接合する一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部に互い違いに対向するように配置されて溶接される。なお、円筒部２３Ａの鋼管杭Ｐ１，Ｐ２に溶接される側の端部には、３０°～４５°の開先２２Ｂが全周に設けられ、工場内で溶接部Ｗ２を全周溶接することにより継手部材２Ａ，２Ｂが鋼管杭Ｐ１，Ｐ２に固着される。

【0027】

上記一対の継手部材２Ａ，２Ｂが溶接された鋼管杭Ｐ１，Ｐ２では、それぞれの半円柱状の嵌入部２１の第１平面２１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされ、図８に示すように、継手部材２Ａ，２Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部２１が鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部の空洞部２３Ｃに嵌入される。

【0028】

また、継手部材２Ａ，２Ｂには、図８に示すように継手部材２Ａ，２Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部２１が鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部の空洞部２３Ｃに嵌入された状態において、一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を貫通する挿通孔２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが設けられている。挿通孔２４Ａは嵌入部２１に設けられている。挿通孔２４Ｂは胴部２２の半円柱状部２３Ｂに設けられ、挿通孔２４Ｃは胴部２２の円筒部２３Ａに設けられている。

【0029】

これらの挿通孔２４Ａおよび挿通孔２４Ｂ，２４Ｃには、例えば図９に示すように、結合部材としての寸切りボルト１５Ａをそれぞれ挿通し、座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを用いて締結することにより、一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を結合する。なお、第１実施形態と同様に、一方の座金１５Ｂおよびナット１５Ｃを予め一方の継手部材２Ａに溶接しておくことも可能である。また、寸切りボルト１５Ａを頭部付きボルトとすることもできる。

【0030】

あるいは、図示を省略するが、第１実施形態と同様に、継手部材から座金およびナットが突出しないように深座繰りを設け、同様に結合部材としての寸切りボルトを挿通し、座金およびナットを用いて締結することにより、一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を結合する構成とすることも可能である。この場合も、一方の座金およびナットを予め一方の継手部材２Ａに溶接しておくことも可能である。また、寸切りボルトを頭部付きボルトとすることもできる。

【0031】

上記構成の鋼管杭の継手構造では、一対の継手部材２Ａ，２Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部２１が、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部の空洞部２３Ｃに嵌入される際、それぞれの半円柱状の嵌入部２１の第１平面２１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされる。このとき、挿通孔２４Ａおよび挿通孔２４Ｂ，２４Ｃは一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入された一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を貫通するので、これらの挿通孔２４Ａおよび挿通孔２４Ｂ，２４Ｃにそれぞれ寸切りボルト１５Ａを挿通することが容易であり、これにより一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を結合することができる。

【0032】

すなわち、この継手構造によれば、一対の継手部材２Ａ，２Ｂのそれぞれの半円柱状の嵌入部２１の第１平面２１Ａが対面に配置されて面接触する状態で位置決めされ、挿通孔２４Ａおよび挿通孔２４Ｂ，２４Ｃに寸切りボルト１５Ａをそれぞれ挿通して一対の継手部材２Ａ，２Ｂ同士を結合することができるので、施工が簡単である。また、捻り方向の外力に対して一対の継手部材２Ａ，２Ｂのそれぞれの第１平面２１Ａおよびこれに連続する第２平面２２Ａで受けるため、剛性が高い。

【0033】

なお、上記一対の継手部材２Ａ，２Ｂは同一形状であり、同一形状のものを一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２のそれぞれに溶接しており、部品点数を少なくすることができるので、低コストである。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明は、複数の鋼管杭の端部同士を接合する場合に使用する鋼管杭の継手構造として有用であり、特に、施工が簡単であり、捩り方向の外力に対する剛性が高い鋼管杭の継手構造として好適である。

【符号の説明】

【0035】

Ｐ１，Ｐ２ 鋼管杭
Ｗ１，Ｗ２ 溶接部
１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ 継手部材
１１，２１ 嵌入部
１１Ａ，２１Ａ 第１平面
１２，２２ 胴部
１２Ａ，２２Ａ 第２平面
１２Ｂ，２２Ｂ 開先
１３ 突設部
１３Ａ 第３平面
１４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 挿通孔
１５Ａ 寸切りボルト
１５Ｂ 座金
１５Ｃ ナット
１６ 深座繰り
２３Ａ 円筒部
２３Ｂ 半円柱状部
２３Ｃ 空洞部

【要約】

【課題】施工が簡単であり、捩り方向の外力に対する剛性が高い鋼管杭の継手構造の提供。
【解決手段】一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部同士を同軸上で接合する鋼管杭の継手構造であって、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部にそれぞれ溶接される一対の継手部材１Ａ，１Ｂであり、それぞれ、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入可能な円柱をその軸心を含む第１平面１１Ａで切断した半円柱状の嵌入部１１と、前記円柱より大径で一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の端部間に位置する胴部１２であり、第１平面１１Ａに連続する第２平面１２Ａを有する胴部１２とを備えた一対の継手部材１Ａ，１Ｂと、一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の互いの端部に嵌入された一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を貫通する挿通孔１４と、挿通孔１４に挿通して一対の継手部材１Ａ，１Ｂ同士を結合する寸切りボルトとを有する鋼管杭の継手構造である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】