特許 7603410 鋼管継手

(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】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】鋼管継手

(51)【国際特許分類】

   F16B 7/18 20060101AFI20241213BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20241213BHJP

   E02D 5/24 20060101ALI20241213BHJP

   F16L 21/06 20060101ALI20241213BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

F16B7/18 A

F16B5/02 U

E02D5/24 103

F16L21/06

E04B1/58 503H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020175253

(22)【出願日】2020-10-19

(65)【公開番号】P2022066734

(43)【公開日】2022-05-02

【審査請求日】2023-09-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 和宏

(72)【発明者】

【氏名】梶原 龍次

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 隆

(72)【発明者】

【氏名】町田 巌

(72)【発明者】

【氏名】吉田 良祐

(72)【発明者】

【氏名】吉本 諭

(72)【発明者】

【氏名】竹内 健

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－０２９５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０１３９３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－０１９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２９０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２１１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０８４２３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ７／１８

Ｆ１６Ｂ ５／０２

Ｅ０２Ｄ ５／２４

Ｆ１６Ｌ ２１／０６

Ｅ０４Ｂ １／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向の両端部がそれぞれ一対の鋼管に接合され、軸方向と直交する断面の最大幅が前記鋼管の外形よりも小さい応力伝達部材と、
前記鋼管と外形が同一又は略同一とされ、前記応力伝達部材を覆う筒状のカバー部材と、
を有し、
前記カバー部材は、
前記応力伝達部材を挿入可能な開口部が軸方向に沿って形成された第一カバー部と、
前記第一カバー部とで筒状の前記カバー部材を構成し、軸方向と直交する断面の外形が前記第一カバー部よりも小さく、前記開口部を塞ぐ第二カバー部と、
備え、
前記第一カバー部の前記開口部の幅は、前記応力伝達部材の軸方向と直交する方向から見た最大幅よりも小さく且つ最小幅よりも大きい、
鋼管継手。

【請求項2】

軸方向の両端部がそれぞれ一対の鋼管に接合され、軸方向と直交する断面の最大幅が前記鋼管の外形よりも小さい応力伝達部材と、
前記鋼管と外形が同一又は略同一とされ、前記応力伝達部材を覆う筒状のカバー部材と、
を有し、
前記カバー部材は、
前記応力伝達部材を挿入可能な開口部が軸方向に沿って形成された第一カバー部と、
前記第一カバー部とで筒状の前記カバー部材を構成し、軸方向と直交する断面の外形が前記第一カバー部よりも小さく、前記開口部を塞ぐ第二カバー部と、
備え、
前記カバー部材は、前記第一カバー部の内面の前記開口部の縁部に接合され、前記開口部に張り出す接続板を有し、
前記第二カバー部は、前記接続板の外側に配置されると共に前記接続板にボルト締結されている、
鋼管継手。

【請求項3】

軸方向の両端部がそれぞれ一対の鋼管に接合され、軸方向と直交する断面の最大幅が前記鋼管の外形よりも小さい応力伝達部材と、
前記鋼管と外形が同一又は略同一とされ、端部が前記鋼管の端部に突き当てられ前記応力伝達部材の前記鋼管から露出する部位全体を覆う筒状のカバー部材と、
を有し、
前記カバー部材は、
前記応力伝達部材を挿入可能な開口部が軸方向に沿って形成された第一カバー部と、
前記第一カバー部とで筒状の前記カバー部材を構成し、軸方向と直交する断面の外形が前記第一カバー部よりも小さく、前記開口部を塞ぐ第二カバー部と、
備え、
前記鋼管及び前記カバー部材は、円筒状とされ、
円筒状の前記鋼管は、道路の上を覆うように設けられたキャノピーの骨格部材を構成し、
円筒状の前記カバー部材は、周面における前記第一カバー部と前記第二カバー部との軸
方向に沿った二本の継目の間隔の狭い方の領域が前記道路と反対側に位置するように設けられている、
鋼管継手。

【請求項4】

前記第一カバー部の前記開口部の幅は、前記応力伝達部材の軸方向と直交する方向から見た最大幅よりも小さく且つ最小幅よりも大きい、
請求項３に記載の鋼管継手。

【請求項5】

前記カバー部材は、前記第一カバー部の内面の前記開口部の縁部に接合され、前記開口部に張り出す接続板を有し、
前記第二カバー部は、前記接続板の外側に配置されると共に前記接続板にボルト締結されている、
請求項３又は請求項４に記載の鋼管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼管継手に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、送電用鉄塔や鋼管構造物の骨組に使用する鋼管継手及びこれを使用した鋼管の継手部構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、鋼管継手は、一側が鋼管の端部に溶接接合される略円形の基部を備えている。この基部の中心部に放射状の連結板部を介して連結筒体を同心に連設すると共に、連結筒体及び連結板部を鋼管側の反対側に延在させて、連結板部の延在部を継手部としている。また、基部間に継手部及び継手板を覆う筒状のカバー部材を取り付けている。

【0003】

特許文献２には、鋼管杭等の鋼管の端部相互を無溶接により接続する場合に用いられる鋼管継手に関する技術が開示されている。この先行技術では、上下に対向した継手管と、これらの継手管の対向端面の内周面に接合された連結板と、連結板に設けられた嵌合穴に嵌入係合される継手ブロックと、その継手ブロックに接合された中間板と、を備える。継手ブロックの上部と下部に貫通穴がそれぞれ設けられ、各貫通穴の両端部に内部の弾性体によって外向きに付勢された係合ピンが挿入され、継手ブロックの周りに装着されたストッパ枠によって各係合ピンを没入状態に保持させた構成としている。

【0004】

特許文献３には、鋼管を柱材として使用した場合の継手構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、接続される上下の管体の端部に、予めフランジ体を取り付けることにより、その先端に、外径が管体よりも小径のフランジを有する細径部を形成しておく。そして、下方の管体のフランジ上に上方の管体のフランジを載置し、上下フランジの外側から、上下に内側フランジを有する筒状体を２分割した形状の一対の半割り金物で挟み、この半割り金物の外側にスリーブを嵌合して内側に締めつけて構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３３０８３９５号

【文献】特開２００９－２５６９６８号公報

【文献】特開平８－１４４３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のように、鋼管継手における荷重を伝達する継手部材の外側を筒状のカバー部材で覆う場合がある。この筒状のカバー部材を半割構造とした場合、軸方向に沿った継目が形成される。半割構造の場合、この軸方向の沿った継目と継目との間隔は、約１８０°で対向して発生する。したがって、カバー部材の軸方向に沿った継目と継目は、約１８０°の範囲で必ず形成されるため、軸周りのどの方向から見ても、継目が見える。よって、意匠性の観点から改善の余地がある。

【0007】

本発明は、鋼管同士を接続する鋼管継手のカバー部材の軸方向に沿った継目の形成範囲を狭くすることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第一態様は、軸方向の両端部がそれぞれ一対の鋼管に接合され、軸方向と直交する断面の最大幅が前記鋼管の外形よりも小さい応力伝達部材と、前記鋼管と外形が同一又は略同一とされ、前記応力伝達部材を覆う筒状のカバー部材と、を有し、前記カバー部材は、前記応力伝達部材を挿入可能な開口部が軸方向に沿って形成された第一カバー部と、前記第一カバー部とで筒状の前記カバー部材を構成し、軸方向と直交する断面の外形が前記第一カバー部よりも小さく、前記開口部を塞ぐ第一第二カバー部と、備えた鋼管継手である。

【0009】

第一態様の鋼管継手では、カバー部材は、応力伝達部材を挿入可能な開口部が軸方向に沿って形成された第一カバー部を有し、第一カバー部の開口部は第二カバー部で塞がれている。そして、第二カバー部は、軸方向と直交する断面の外形が第一カバーよりも小さい。したがって、第一カバー部と第二カバー部との外形が同じ場合、所謂半割構造の場合と比較し、鋼管同士を接続する鋼管継手のカバー部材を構成する第一カバー部と第二カバー部との軸方向に沿った継目の形成範囲が狭くなる。

【0010】

第二態様は、前記第一カバー部の前記開口部の幅は、前記応力伝達部材の軸方向と直交する方向から見た最大幅よりも小さく且つ最小幅よりも大きい、第一態様に記載の鋼管継手である。

【0011】

第二態様の鋼管継手では、第一カバー部の開口部の幅は応力伝達部材の軸方向と直交する方向から見た最大幅よりも小さい。したがって、カバー部材における第一カバー部と第二カバー部との軸方向に沿った継目の形成範囲は、開口部の幅が応力伝達部材の軸方向と直交する方向から見た最大幅以上の場合と比較し、鋼管同士を接続する鋼管継手のカバー部材の軸方向に沿った継目の形成範囲が狭くなる。

【0012】

第三態様は、前記カバー部材は、前記第一カバー部の内面の前記開口部の縁部に接合され、前記開口部に張り出す接続板を有し、前記第二カバー部は、前記接続板の外側に配置されると共に前記接続板にボルト締結されている、第一態様又は第二態様に記載の鋼管継手である。

【0013】

第三態様の鋼管継手では、第二カバー部は、接続板にボルト締結されている。したがって、第二カバー部が溶接される場合と比較し、作業性及びメンテナンス性が向上する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、第一カバー部と第二カバー部との外形が同じ場合と比較し、鋼管同士を接続する鋼管継手のカバー部材の軸方向に沿った継目の形成範囲を狭くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）はキャノピーの斜視図であり、（Ｂ）は正面図である。

【図2】骨格部材を構成する鋼管同士が鋼管継手で接合された状態の分解斜視図である。

【図3】鋼管継手を構成する継手本体が鋼管に接合された状態の斜視図である。

【図4】図３の状態から継手板で継手本体同士をボルト締結した斜視図である。

【図5】図４の状態にカバー部材を設けた状態であり、鋼管同士が鋼管継手で接合された骨格部材の継手部位の斜視図である。

【図6】（Ａ）～（Ｃ）は、鋼管同士を接合した継手本体にカバー部材の第一カバー部を装着する工程を示す工程図である。

【図7】（Ａ）～（Ｃ）は、鋼管同士を接合した継手本体にカバー部材の第一カバー部を装着した後に、第二カバー部を装着する工程を示す工程図であり、（Ｄ）は（Ｂ）を軸方向と直交する方向から見た図であり、（Ｅ）は（Ｃ）を軸方向と直交する方向から見た図である。

【図8】（Ａ）は図７（Ａ）の７Ａの拡大図であり、（Ｂ）は図７（Ｂ）の７Ｂの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜実施形態＞
本発明の一実施形態の鋼管継手について説明する。

【0017】

図１に示すように、キャノピー２０は、道路１０の上を覆うように設けられている。キャノピー２０は、間隔をあけて設けられた複数の骨格部材３０と、複数の骨格部材３０に張られた図示が省略された幕部材と、で構成されている。骨格部材３０は、円弧状に湾曲している。また、骨格部材３０は、複数の鋼管４０が、本実施形態の鋼管継手１００（図２参照）で接続されて構成されている。

【0018】

本実施形態の鋼管４０は、外周面がメッキ処理されたメッキ鋼管であり、軸方向と直交する断面の外形は円形である。つまり、本実施形態の鋼管４０は、円筒状である。なお、骨格部材３０及び鋼管４０の構造は、これらに限定されるものではない。

【0019】

本実施形態における鋼管４０同士が鋼管継手１００（図２参照）で接続される接続部位３２は、骨格部材３０における必要とされる設計強度が低い部位である。具体的には、接続部位３２は、曲率の分岐点又はその近傍に位置している。なお、接続部位３２は、このような位置に特定されるものではない。

【0020】

図２に示すように、鋼管継手１００は、応力伝達部材１１０とカバー部材１８０とを有して構成されている。

【0021】

図２及び図３に示すように、応力伝達部材１１０は、二つの継手本体１１２を有している。継手本体１１２は、板部１１４が断面十字状に接合されて構成されている（図５（Ａ）等も参照）。継手本体１１２は、端部１１２Ａが鋼管４０に形成されたスリット（図示略）に挿入されて溶接されることで、鋼管４０と一体化されている。なお、本実施形態においては、継手本体１１２の端部１１２Ａと鋼管４０とを溶接したのち表面仕上げ等をすることで、溶接部位が判らない又は判り難くなっているが、これに限定されるものではない。

【0022】

図２、図３及び図４に示すように、二つの継手本体１１２の先端部１１２Ｂ同士を、互いに付き合わせて、板部１１４の両面側から継手板１１６で挟んでボルト締結することで両者が一体化され、応力伝達部材１１０となる。

【0023】

応力伝達部材１１０の軸方向と直交する断面の最大幅Ｈ３（図６（Ａ）参照）は、鋼管４０の外形よりも小さい。図２及び図５に示すように、カバー部材１８０は、応力伝達部材１１０（図２、図３及び図４参照）の鋼管４０から露出している部位の外側を覆う筒状の部材である。カバー部材１８０は、外形が鋼管４０の外形と同一又は略同一とされている。

【0024】

カバー部材１８０は、第一カバー部１８２、第二カバー部１８６及び接続板１９０（図８等参照）を有して構成されている。第一カバー部１８２は、軸方向に沿って、スリット状の開口部１８４が形成されている。なお、本実施形態の第一カバー部１８２の外形は約３/４の円弧であり、第二カバー部１８６の外形は約１／４の円弧である、

【0025】

図６（Ａ）に示すように、第一カバー部１８２のスリット状の開口部１８４の開口幅Ｈ１は、応力伝達部材１１０の軸方向と直交する方向から見た場合の最大幅Ｈ３よりも小さく、且つ最小幅Ｈ２よりも大きい。つまり、Ｈ３＞Ｈ１＞Ｈ２の関係にある。

【0026】

図５、図７及び図８に示すように、接続板１９０は、第一カバー部１８２の内面の開口部１８４の縁部１８４Ａに皿ボルト１９２によってボルト締結されている。そして、図５、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）及び図８に示すように、第二カバー部１８６の縁部１８６Ａが皿ボルト１９２によってボルト締結されることで、第一カバー部１８２の開口部１８４を塞いでいる。

【0027】

図８に示すように、接続板１９０の内面には、前述の皿ボルト１９２を締結するためのウェルドナット１９４が接合されている。なお、ゆるみ止めとして皿ボルト１９２に接着剤が塗布されていると共にウェルドナット１９４と接続板１９０との間にワッシャー１９６が挟まれている。

【0028】

また、第二カバー部１８６の軸方向の端部には、それぞれに一対の固定板部１８８が設けられている（図７参照）。一対の固定板部１８８の隙間は、継手本体１１２の板部１１４における接続板１９０がボルト接合されていない軸端部に差し込まれている。

【0029】

ここで、図７（Ｂ）に示すように、本実施形態のカバー部材１８０における軸方向と直交する断面の第一カバー部１８２の外形は約３/４の円弧であり、第二カバー部１８６の外形は約１／４の円弧である。よって、図７（Ｃ）に示すように、鋼管継手１００のカバー部材１８０における第一カバー部１８２と第二カバー部１８６との軸方向に沿った継目１８１と継目１８１との間隔は、１／４円弧であり、軸周りの角度は９０°である。すなわち、継目１８１と継目１８１が形成されていない範囲は、３／４円弧であり、軸周りの角度は２７０°である。

【0030】

また、図１に示すように、継目１８１と継目１８１が形成されている範囲は、道路１０側とは反対側に位置するように配置されている。

【0031】

（施工方法）
次に、鋼管継手１００を用いて鋼管４０と鋼管４０とを接合する施工方法について説明する。

【0032】

先ず、図２及び図３に示すように、鋼管継手１００を構成する応力伝達部材１１０の継手本体１１２の端部１１２Ａを鋼管４０に挿入し、溶接する。

【0033】

図２、図３及び図４に示すように、二つの継手本体１１２の先端部１１２Ｂ同士を、互いに付き合わせて、板部１１４の両面側から継手板１１６で挟んでボルト締結する。

【0034】

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、第一カバー部１８２の開口部１８４から応力伝達部材１１０を挿入する。このとき、応力伝達部材１１０を軸方向と直交する方向から見た場合に最小幅Ｈ２となる部位から挿入する。

【0035】

図６（Ｃ）に示すように、挿入後に第一カバー部１８２を軸回りに約３０°回転する。

【0036】

図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、接続板１９０を第一カバー部１８２の内面の開口部１８４の縁部１８４Ａに皿ボルト１９２によってボルト締結する。

【0037】

図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図８（Ｂ）に示すように、第二カバー部１８６を第一カバー部１８２の開口部１８４を塞ぐように取り付け、縁部１８６Ａを皿ボルト１９２によって接続板１９０にボルト締結する。

【0038】

なお、図７（Ｄ）及び図７（Ｅ）に示すように、第二カバー部１８６を取り付ける際には、固定板部１８８の隙間を、継手本体１１２の軸端部に差し込む。

【0039】

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0040】

鋼管継手１００は、筒状のカバー部材１８０が応力伝達部材１１０を挿入可能な開口部１８４が軸方向に沿って形成された第一カバー部１８２を有し、第一カバー部１８２の開口部１８４を第二カバー部１８６が塞いでいる。そして、第二カバー部１８６は、軸方向と直交する断面の外形が第一カバー部１８２よりも小さい。したがって、仮に第一カバー部と第二カバー部との外形が同じ場合と比較し、鋼管継手１００におけるカバー部材１８０の軸方向に沿った第一カバー部１８２と第二カバー部１８６との継目１８１及び継目１８１の形成範囲が狭くなる。

【0041】

本実施形態のカバー部材１８０における軸方向と直交する断面の第一カバー部１８２の外形は約３/４の円弧であり、第二カバー部１８６の外形は約１／４の円弧である。よって、鋼管継手１００のカバー部材１８０における第一カバー部１８２と第二カバー部１８６との軸方向に沿った継目１８１と継目１８１との間隔は、１／４円弧であり、軸周りの角度は９０°である。すなわち、継目１８１と継目１８１が形成されていない範囲は、３／４円弧であり、軸周りの角度は２７０°である。

【0042】

そして、継目１８１が形成されている範囲は、道路１０側とは反対側に位置するように配置されている。したがって、キャノピー２０の下の道路１０に居る人からは、見えない又は殆ど見えないので、意匠性に優れている。

【0043】

ここで、カバー部材が半割で、第一カバー部と第二カバー部との外形が同じ比較例の場合は、継目と継目との間隔は１８０°であり、継目の位置をどのように配置しても、キャノピーの下の道路に居る人からは、継目が必ず見えてしまう。

【0044】

これに対して、本実施形態では、前述したように継目１８１が形成されている範囲は、道路１０側とは反対側に位置するように配置されている。したがって、キャノピー２０の下の道路１０に居る人からは、見えない又は殆ど見えないので、意匠性に優れている。

【0045】

また、第一カバー部１８２の軸方向に沿った開口部１８４の開口幅Ｈ１は、応力伝達部材１１０の軸方向と直交する方向から見た最大幅Ｈ３よりも小さく且つ最小幅Ｈ２よりも大きい。したがって、カバー部材１８０における第一カバー部１８２と第二カバー部１８６との軸方向に沿った継目１８１の形成範囲は、開口部１８４の開口幅Ｈ１が最大幅Ｈ３以上の場合と比較し、カバー部材１８０の軸方向に沿った継目１８１の形成範囲が狭くなる。

【0046】

更に、挿入後に第一カバー部１８２を軸回りに約３０°回転することで、回転後の第一カバー部１８２は、軸方向と直交する方向には、応力伝達部材１１０から外れない。そして、鋼管４０同士の接続部位３２が水平又は略水平の場合、回転後の第一カバー部１８２の開口部１８４が上向きなるように設定することで、第一カバー部１８２の落下が防止される。

【0047】

また、第一カバー部１８２及び第二カバー部１８６は、それぞれ接続板１９０にボルト締結されることで、一体化されている。よって、第一カバー部１８２及び第二カバー部１８６が溶接される場合と比較し、作業性及びメンテナンス性が向上する。

【0048】

また、第二カバー部１８６を取り付ける際に、固定板部１８８の隙間を、継手本体１１２の軸端部に差し込むので、カバー部材１８０が位置決めされると共に回転が防止される。

【0049】

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

【0050】

例えば、本実施形態では、鋼管継手１００のカバー部材１８０を構成する軸方向と直交する断面の外形は、第一カバー部１８２が３／４円弧であり、第二カバー部１８６は１／４円弧であったが、これに限定されない。例えば、第一カバー部１８２が２／３円弧であり、第二カバー部１８６は１／３円弧であったてもよい。要は、カバー部材１８０が半割で、軸方向と直交する断面の外形が第一カバー部１８２と第二カバー部１８６とで同じでなければよい。

【0051】

例えば、本実施形態では、接続板１９０は、第一カバー部１８２の開口部１８４の縁部１８Ａにボルト締結されているが、これに限定されない。例えば、接続板１９０は、第一カバー部１８２の縁部１８４Ａに溶接接合されていてもよい。更に、第二カバー部１８６もボルト締結以外の方法で接合、例えば、溶接接合されてよい。

【0052】

また、例えば、本実施形態の鋼管継手１００は、キャノピー２０を構成する略半円状に湾曲した骨格部材３０の鋼管４０同士の接続に用いたが、これに限定されない。例えば、直線状の構造材を構成する鋼管同士の接続に本実施形態の鋼管継手１００を用いてもよい。また、鋼管は、円筒に限定されない。鋼管は、角筒であってもよい。なお、鋼管が角筒の場合は、カバー部材も角筒である。

【0053】

また、上記実施形態の応力伝達部材１１０は、二つの継手本体１１２の先端部１２Ｂ同士を互いに付き合わせて板部１１４の両面側から継手板１１６で挟んでボルト締結した構成であったが、これに限定されない。鋼管同士を接続し応力伝達が可能な構造であればよい。例えば、応力伝達部材の二分割されていない構成であってもよい。

【0054】

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

【符号の説明】

【0055】

４０ 鋼管
１００ 鋼管継手
１１０ 応力伝達部材
１１２ 継手本体
１８０ カバー部材
１８１ 継目
１８２ 第一カバー部
１８４ 開口部
１８６ 第二カバー部
１８８ 固定板部
１９０ 接続板
Ｈ１ 開口幅
Ｈ２ 最小幅
Ｈ３ 最大幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】