JP2020041276A - 杭継手および鋼管杭 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性に優れ、杭部材同士の連結強度を確保可能な杭継手を提供する。【解決手段】一組の杭部材１００の一組のフランジ部１１０を連結する連結部材５を備える杭継手１であって、連結部材５は、内周側連結部材１０と、外周側連結部材２０と、締結部材３０とを含み、内周側連結部材１０は、一組のフランジ部１１０を挟む内周側挟み部１１を含み、外周側連結部材２０は、一組のフランジ部１１０を挟む外周側挟み部２１を含み、締結部材３０は、径方向ＤＲの内側から外側に向けて放射状に延びるように内周側挟み部１１から外周側挟み部２１にわたって貫通する複数のボルト部材３１を含み、外周側挟み部２１は、外周側連結部材２０が複数のボルト部材３１のそれぞれの軸部３１ｂに沿って径方向ＤＲの外側から内側に向けて移動可能となるように開口した開口部２２を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、一組の杭部材同士を連結する杭継手、および杭継手を備える鋼管杭に関する。

特許文献１には、現場溶接が不要であり、施工性に優れ、製造コストが安価であるにも関わらず、要求される継手強度を十分に確保可能な鋼管の継手構造を提供することが記載されている。そのため、特許文献１には、二つの鋼管をその軸方向に接続可能とする鋼管の継手構造において、軸方向の端部における接合端面が互いに突き合わせられた二つの鋼管に跨って、これらの鋼管の内周面に嵌合される継手部材と、前記二つの鋼管の外周面において、その周方向に設けられる取付治具と、前記鋼管の軸方向を複数往復するように前記二つの鋼管における複数の取付治具に張り渡されて、前記二つの鋼管に巻き付けられる索状体とを備えることが記載されている。

特開２００９−２８７３５７号公報（要約）

鋼管等の杭部材同士を連結する用途において、施工性に優れ、杭部材同士の連結強度を確保可能な杭継手を提供することは容易ではない。

本発明の一態様は、一組の杭部材の円環状のフランジ部同士を突き合わせた状態で一組のフランジ部を連結する連結部材を備える杭継手である。連結部材は、一組のフランジ部の内周側に配置される内周側連結部材と、一組のフランジ部の外周側に配置される外周側連結部材と、内周側連結部材と外周側連結部材とを一組のフランジ部の径方向に締め付ける締結部材とを含む。内周側連結部材は、一組の杭部材の軸方向に沿う第１の方向の両側から一組のフランジ部を挟む内周側挟み部を含み、外周側連結部材は、第１の方向の両側から一組のフランジ部を挟む外周側挟み部を含み、締結部材は、径方向の内側から外側に向けて放射状に延びるように内周側挟み部から外周側挟み部にわたって貫通する複数のボルト部材を含む。外周側挟み部は、外周側連結部材が複数のボルト部材のそれぞれの軸部に沿って径方向の外側から内側に向けて移動可能となるように開口した開口部を含む。

この杭継手においては、外周側挟み部の開口部を介することで、放射状に延びる複数のボルト部材の軸部に沿って、外周側連結部材を一組のフランジ部に対してスムーズに近付けることができる。このため、一組のフランジ部の外側において、複数のボルト部材の軸部にナット部材を取り付けることで、内周側連結部材と外周側連結部材とを効率よく強固に締め付けることができる。さらに、内周側連結部材と外周側連結部材とは、内周側挟み部と外周側挟み部とが一組のフランジ部の径方向の両側において、フランジ部同士を軸方向に沿う第１の方向の両側から挟んだ状態で締結される。このため、フランジ部同士を第１の方向に引き離すように作用する外力に対して、一組のフランジ部の径方向の両側において抵抗することができる。したがって、杭部材同士の連結部における引張・曲げの強度を向上させることができる。

開口部は、外周側連結部材の第１の方向の一方側に向けて解放された解放部を含むことが好ましい。たとえば、一組の杭部材を上下方向（第１の方向）に立てた状態で連結する場合、外周側連結部材の下側（第１の方向の一方側）に向けて解放された解放部を介して、外周側連結部材を複数のボルト部材の軸部に対して上側（第１の方向の他方側）からスムーズに載置することができる。

開口部は、解放部から第１の方向に延びる第１の切欠き部と、第１の切欠き部に連なり、一組のフランジ部の周方向に沿う第２の方向に延びる第２の切欠き部とを含むことが好ましい。たとえば、一組の杭部材を上下方向（第１の方向）に立てた状態で連結する場合、第１の切欠き部を介して、外周側連結部材をボルト軸部に対して上側（第１の方向の他方側）からスムーズに載置した後、第１の切欠き部に連なる第２の切欠き部を介して、外周側連結部材を一組のフランジ部に対してスムーズに近付けることができる。

開口部は、解放部から第１の方向に対して傾斜した第３の方向に延びる第３の切欠き部を含むものであってもよい。たとえば、一組の杭部材を上下方向（第１の方向）に立てた状態で連結する場合、第３の切欠き部を介して、外周側連結部材を、ボルト軸部に対して上側（第１の方向の他方側）から載置するとともに一組のフランジ部に対して近付けることができる。第３の切欠き部によれば、外周側連結部材を切り欠く領域を削減しやすいため、断面欠損に伴う強度および剛性の低下を抑制しやすい。

内周側連結部材は、複数のボルト部材のそれぞれの頭部の径方向の内側に向けた移動を規制する規制部を含むことが好ましい。ボルト部材が内周側連結部材から抜け落ちることを防止することができる。

内周側挟み部は、一組のフランジ部に対して第１の方向の一方側から接触する第１のテーパー面と、一組のフランジ部に対して第１の方向の他方側から接触する第２のテーパー面とを含み、第１のテーパー面の径方向に対する傾きと第２のテーパー面の径方向に対する傾きとは同符号であるものであってもよい。一組のフランジ部の内側におけるフランジ部同士の開きを抑制することができる。したがって、一組のフランジ部の内側における引張強度を一層向上させることができる。

外周側挟み部は、一組のフランジ部に対して第１の方向の一方側から接触する第３のテーパー面と、一組のフランジ部に対して第１の方向の他方側から接触する第４のテーパー面とを含み、第３のテーパー面の径方向に対する傾きと第４のテーパー面の径方向に対する傾きとは同符号であるものであってもよい。一組のフランジ部の外側におけるフランジ部同士の開きを抑制することができる。したがって、一組のフランジ部の外側における引張強度を一層向上させることができる。

本発明の他の態様は、上記の杭継手と、杭継手により連結される一組の杭部材とを備え、一組の杭部材のそれぞれは、円形状の鋼管である鋼管杭である。

本発明によれば、施工性に優れ、杭部材同士の連結強度を確保可能な杭継手を提供することができる。

図１は、鋼管杭の斜視図その１である。 図２は、鋼管杭の斜視図その２である。 図３は、鋼管杭の上面図である。 図４は、鋼管杭の断面図その１である。 図５は、鋼管杭の断面図その２である。 図６Ａは、鋼管杭の組立図その１である。 図６Ｂは、鋼管杭の組立図その２である。 図６Ｃは、鋼管杭の組立図その３である。 図６Ｄは、鋼管杭の組立図その４である。 図６Ｅは、鋼管杭の組立図その５である。 図７Ａは、変形例１に係る外周側連結部材の説明図その１である。 図７Ｂは、変形例１に係る外周側連結部材の説明図その２である。 図８Ａは、変形例２に係る外周側連結部材の説明図その１である。 図８Ｂは、変形例２に係る外周側連結部材の説明図その２である。 図９Ａは、変形例３に係る外周側連結部材の説明図その１である。 図９Ｂは、変形例３に係る外周側連結部材の説明図その２である。 図１０は、変形例４に係る連結部材の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する杭継手および鋼管杭の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態では、「中心」、「軸方向」、「周方向」、「径方向」あるいは「円」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態に係る杭継手１および杭継手１を備える鋼管杭２００の例について図１〜図５を用いて説明する。図１は、杭継手１によって一組の杭部材１００を連結した鋼管杭２００の斜視図である。典型的な杭部材１００は、外形が円形状の鋼管である。

図１では、杭継手１の厚みに比べて比較的短い杭部材１００を例示しているが、実際には、数メートル以上の長さの杭部材１００を用いることが通常である。図１およびその他の図面に示した杭部材１００は、杭部材１００の長さを限定するものではない。また、図１には、杭部材１００の中心線Ｃを示している。一組の杭部材１００は、それぞれの中心線Ｃを重ね合わせた相対位置および相対姿勢で、杭継手１によって連結される。また、図１には、中心線Ｃに沿う方向である「軸方向ＤＡ」と、中心線Ｃに直交する方向である「径方向ＤＲ」と、中心線Ｃ上の任意の１点を中心とする円の「周方向ＤＣ」とを参考のために示している。以下では、「軸方向ＤＡ」を「第１の方向Ｄ１」と、「周方向ＤＣ」を「第２の方向Ｄ２」とそれぞれ記載する場合があり、「軸方向ＤＡ」等の方向は、適宜その他の図面においても示す場合がある。

図１に示すように、一組の杭部材１００のそれぞれは、端部に溶接または摩擦圧接等により形成された円環状のフランジ部１１０を有しており、一組の杭部材１００は、一組のフランジ部１１０同士を突き合わせた状態で杭継手１によって連結される。杭継手１は、たとえば、周方向ＤＣに並べて配置される３組の連結部材５を含む。連結部材５は、複数の部材で構成されるが、この点の詳細については、図２等を用いて後述する。なお、連結部材５の組数は、２組以上の任意の個数とすることができる。

図２は、図１のII−II線における断面図である。図２に示すように、杭部材１００のフランジ部１１０は、杭部材１００の内周側および外周側にそれぞれ突出する円環状である。連結部材５は、一組のフランジ部１１０の内周側に配置される内周側連結部材１０と、外周側に配置される外周側連結部材２０とを備える。内周側連結部材１０および外周側連結部材２０は、たとえば、鋳鉄あるいは鋳鋼製である。また、連結部材５は、内周側連結部材１０と外周側連結部材２０とを一組のフランジ部１１０の径方向ＤＲに締め付ける締結部材３０を含む。

内周側連結部材１０は、一組の杭部材１００の軸方向ＤＡに沿う第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟む内周側挟み部１１を含む。外周側連結部材２０は、第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟む外周側挟み部２１を含む。締結部材３０は、径方向ＤＲの内側から外側に向けて放射状に延びるように内周側挟み部１１から外周側挟み部２１にわたって貫通する複数のボルト部材３１を含む。ここで、図２には、１つの連結部材５ごとに、周方向ＤＣに間隔を空けて２つの締結部材３０を設ける場合を示しているが、締結部材３０を３つ以上設けることとしてもよい。

また、内周側連結部材１０は、複数のボルト部材３１のそれぞれの頭部の径方向ＤＲの内側に向けた移動を規制する規制部１５を含む。規制部１５は、ボルト部材３１の頭部を載置するために内周側連結部材１０の内周側から径方向ＤＲの内側に向けて突出した載置部１５ａと、載置部１５ａの内周側の先端が載置部１５ａに対して上側（第１の方向のＤ１の他方側）に突出した壁部１５ｂとを有する。これにより、ボルト部材３１が内周側連結部材１０から抜け落ちることを防止することができる。

また、内周側連結部材１０は、複数のボルト部材３１のそれぞれの頭部の回転を防止する回転防止部１６を含む。回転防止部１６は、ボルト部材３１の軸部を周方向ＤＣの両側から挟み込むように形成された一組の側壁部１６ａ，１６ｂを含む。たとえば、ボルト部材３１の頭部の外形が六角形状（角形状）である場合、一組の側壁部１６ａ，１６ｂは、ボルト頭部の最も広い幅（対角方向の幅）より狭く、ボルト頭部の最も狭い幅（対辺方向の幅）よりも広い間隔で互いに対向するように配置されている。これにより、外周側連結部材２０の外周側で、ボルト軸部にナット部材を締結する際に、ボルト部材の回転を防止することができる。

外周側連結部材２０は、複数のボルト部材３１のそれぞれの軸部に沿って径方向ＤＲの外側から内側に向けて移動可能となるように開口した開口部２２を含むが、図２では、開口部２２が締結部材３０に隠れているため、この点の詳細については図６Ｃ等を用いて後述する。また、鋼管杭２００には、連結部材５の組み付け時に内周側連結部材１０の落下を防止する落下防止板１５０を設けることとしてもよいが、この点の詳細については図６Ａ等を用いて後述する。

図３は、鋼管杭２００の上面図である。図３に示すように、締結部材３０は、頭部３１ａが内周側連結部材１０の側、軸部３１ｂが外周側連結部材２０の側となる向きで配置されるボルト部材３１と、軸部３１ｂに座金部材３３を介して取り付けられるナット部材３２とを備える。連結部材５における内周側連結部材１０および外周側連結部材２０は、締結部材３０を介してフランジ部１１０を径方向ＤＲの両側から挟んだ状態で締結される。座金部材３３は、上記した開口部２２（図２参照）を覆うことによって、ナット部材３２による締結力を高める目的で用いられる。なお、座金部材３３を省略することとしてもよい。

図４は、図３のIV−IV線における断面図である。なお、以下では、図１〜図３で既に説明した事項については適宜説明を省略することとする。また、図４には、内周側連結部材１０を補足説明する補助図Ｎ１０と、外周側連結部材２０を補足説明する補助図Ｎ２０とを併せて示している。

内周側連結部材１０は、一組の杭部材１００の軸方向ＤＡに沿う第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟む内周側挟み部１１を有している。また、補助図Ｎ１０に示すように、内周側挟み部１１は、一組のフランジ部１１０に対して第１の方向Ｄ１の一方側（下側）から接触する第１のテーパー面１１Ｓ１と、一組のフランジ部１１０に対して第１の方向Ｄ１の他方側（上側）から接触する第２のテーパー面１１Ｓ２とを含んでいる。

第１のテーパー面１１Ｓ１の径方向ＤＲに対する傾きθ１と第２のテーパー面１１Ｓ２の径方向ＤＲに対する傾きθ２とは「異符号」である。ここで、「異符号」の定義について説明する。径方向ＤＲに沿う方向のうち内周側連結部材１０からフランジ部１１０へ向かう方向（取付方向）を方向ＤＳ１０とし、方向ＤＳ１０の始点側を中心とした反時計回りを「−（マイナス）」、時計回りを「＋（プラス）」とする。なお、傾きθ１，θ２の大きさ（絶対値）は、いずれも９０度未満であるものとする。

補助図Ｎ１０に示したように、第１のテーパー面１１Ｓ１の径方向ＤＲに対する傾きθ１はプラスであり、第２のテーパー面１１Ｓ２の径方向ＤＲに対する傾きθ２はマイナスである。このように、それぞれの傾きの正負が逆転している場合、傾きθ１と傾きθ２とは「異符号」と呼ぶこととする。なお、傾きθ１をマイナスとし、傾きθ２をプラスとすると、第１のテーパー面１１Ｓ１および第２のテーパー面１１Ｓ２が方向ＤＳ１０について先狭な（先が狭い）関係となり、フランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、傾きθ１と傾きθ２とについて、両者が「異符号」の場合は、傾きθ１がプラスで、傾きθ２がマイナスとなる。なお、傾きθ１，θ２がいずれもプラスである場合や、いずれもマイナスである場合には、傾きθ１と傾きθ２とは「同符号」と呼ぶこととする。傾きθ１と傾きθ２とが「同符号」となる場合については、図１０を用いて後述する。

外周側連結部材２０は、一組の杭部材１００の軸方向ＤＡに沿う第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟む外周側挟み部２１を有している。また、補助図Ｎ２０に示すように、外周側挟み部２１は、一組のフランジ部１１０に対して第１の方向Ｄ１の一方側（下側）から接触する第３のテーパー面２１Ｓ３と、一組のフランジ部１１０に対して第１の方向Ｄ１の他方側（上側）から接触する第４のテーパー面２１Ｓ４とを含んでいる。

第３のテーパー面２１Ｓ３の径方向ＤＲに対する傾きθ３と第４のテーパー面２１Ｓ４の径方向ＤＲに対する傾きθ４とは「異符号」である。なお、補助図Ｎ１０と同様に、径方向ＤＲに沿う方向のうち外周側連結部材２０からフランジ部１１０へ向かう方向（取付方向）を方向ＤＳ２０とし、方向ＤＳ２０の始点側を中心とした反時計回りを「−（マイナス）」、時計回りを「＋（プラス）」とする。なお、傾きθ３，θ４の大きさ（絶対値）は、いずれも９０度未満であるものとする。

補助図Ｎ２０に示したように、第３のテーパー面２１Ｓ３の径方向ＤＲに対する傾きθ３はマイナスであり、第４のテーパー面２１Ｓ４の径方向ＤＲに対する傾きθ４はプラスである。したがって、傾きθ３と傾きθ４とは「異符号」である。なお、傾きθ３がプラスであり、傾きθ４がマイナスであると、第３のテーパー面２１Ｓ３および第４のテーパー面２１Ｓ４が方向ＤＳ２０について先狭な関係となりフランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、傾きθ３と傾きθ４とについて、両者が「異符号」の場合は、傾きθ３がマイナスで、傾きθ４がプラスとなる。なお、傾きθ３，θ４がいずれもプラスである場合や、いずれもマイナスである場合には、傾きθ３と傾きθ４とは「同符号」と呼ぶこととする。傾きθ３と傾きθ４とが「同符号」となる場合については、図１０を用いて後述する。

図５は、図４のV−V線における断面図である。図５に示すように、締結部材３０におけるボルト部材３１は、径方向ＤＲの内側から外側に向けて放射状に延びるように内周側挟み部１１から外周側挟み部２１にわたって貫通している。また、締結部材３０における座金部材３３は、外周側連結部材２０の開口部２２を塞いでいる。なお、一組のフランジ部１１０は、一組の杭部材１００が周方向ＤＣに沿って交互に噛み合う形状となっているが、ボルト部材３１の軸部３１ｂに対応する位置は空隙ＳＰとなっている。

次に、図１〜図５を用いて説明した鋼管杭２００の組み立て手順について図６Ａ〜図６Ｅを用いて説明する。図６Ａ〜図６Ｅは、図１に示した斜視図と同様の方向視による斜視図である。また、図６Ａ〜図６Ｅでは、フランジ部１１０が上向きとなる姿勢の杭部材１００に、ボルト部材３１を貫通させた内周側連結部材１０を載置し、さらに、フランジ部１１０が下向きとなる姿勢の杭部材１００をかぶせた後、外周側連結部材２０をボルト部材３１の軸部３１ｂに載置したうえで、一対の杭部材１００を連結する手順を示している。

図６Ａに示すように、杭部材１００の端部に設けられるフランジ部１１０は、周方向ＤＣに沿って第１の端面１１１ａと、第１の端面１１１ａよりも一段低い第２の端面１１１ｂを基本的に交互に繰り返す形状を有している。また、周方向ＤＣに沿って所定間隔ごとに第２の端面１１１ｂよりも低い第３の端面１１１ｃが設けられている。また、フランジ部１１０の内周側には、中心線Ｃに向けて突出する支持部１１２が設けられている。本例の支持部１１２は、周方向ＤＣに沿って１２０度ごとに等間隔に設けられている。落下防止板１５０は、これらの支持部１１２に載置される。落下防止板１５０は、たとえば、外径がフランジ部１１０の内径よりも小さい円形状である。このように、落下防止板１５０を載置することで、内周側連結部材１０やボルト部材３１の杭部材１００の鋼管内への落下を防止することができる。内周側連結部材１０には、ボルト部材３１の軸部３１ｂを中心線Ｃの放射向きにそれぞれ通過させる貫通孔がそれぞれ形成されており、２つのボルト部材３１の軸部３１ｂをそれぞれ内周側から外周側へ向けて貫通させた内周側連結部材１０が落下防止板１５０に載置される。各軸部３１ｂは、フランジ部１１０における第３の端面１１１ｃにそれぞれ載置される。

図６Ｂには、内周側連結部材１０をそれぞれ放射状に貫通する軸部３１ｂが、第３の端面１１１ｃにそれぞれ載置された内周側連結部材１０を示している。図６Ｂに示すように、フランジ部１１０が上向きとなる姿勢の杭部材１００に対し、フランジ部１１０が下向きとなる姿勢の杭部材１００が載置される。ここで、一方のフランジ部１１０の第１の端面１１１ａが、他方のフランジ部１１０の第２の端面１１１ｂに接するように一組の杭部材１００は載置される。このように載置することで、一方のフランジ部１１０の第１の端面１１１ａと他方のフランジ部１１０の第２の端面１１１ｂとが噛み合うため、一組の杭部材１００同士が中心線Ｃまわりに相対的に回転する事態を防止することができる。したがって、鋼管杭２００を地盤に回転させて貫入させる場合、一方の杭部材１００のトルクを他方の杭部材１００に対して確実に伝達させることができる。

なお、第１の方向Ｄ１に対向する第３の端面１１１ｃ同士は、ボルト部材３１の軸部３１ｂが通過可能な程度の空隙ＳＰを隔てて対向するため、一組のフランジ部１１０によって軸部３１ｂが挟み込まれることはない。つまり、軸部３１ｂの軸方向ＤＲへの移動を阻害しない。また、本例では、一方のフランジ部１１０の第１の端面１１１ａと他方のフランジ部１１０の第２の端面１１１ｂとが噛み合うことで、一組の杭部材１００に作用するトルクにより生じるせん断力に対して抵抗することができるため、ボルト部材３１の軸部３１ｂでせん断力を負担する必要がない。したがって、図６Ｂに示すように、フランジ部１１０に形成された第３の端面１１１ｃは、ボルト部材３１の軸部３１ｂの周方向ＤＣへの移動（振れ）を許容するように周方向ＤＣに幅広に形成されている。

図６Ｃには、軸部３１ｂが中心線Ｃの放射向きに突出するようにフランジ部１１０同士を突き合わせた一組の杭部材１００を示している。１つの内周側連結部材１０（図６Ｂ参照）を貫通する２つの軸部３１ｂには、図６Ｃに示すように、外周側連結部材２０がそれぞれ載置される。なお、図６Ｂでは、複数の内周側連結部材１０が、周方向ＤＣに隣り合う端面同士が接するようにフランジ部１１０の内周側から離れて配置されているが、図６Ｃにおいて、フランジ部１１０の外周側から軸部３１ｂを引っ張ることで、内周側連結部材１０の内周側挟み部１１により一組のフランジ部１１０を挟み込むことができる。また、第３の端面１１１ｃは、周方向ＤＣに幅広に形成されているため、フランジ部１１０の外周側から軸部３１ｂを引っ張った際に軸部３１ｂの周方向ＤＣへの移動が許容されることで、軸部３１ｂの径方向ＤＲの内側から外側に向けての移動をスムーズに行うことが可能となる。なお、図６Ｃにおいて、フランジ部１１０の外周側から軸部３１ｂを引っ張ることに代えて、後述するボルト部材３１を締結する手順において軸部３１ｂがフランジ部１１０の外周側へ引っ張られることで、内周側挟み部１１により一組のフランジ部１１０を挟み込みながら一組のフランジ部１１０に対して締め付けるようにしてもよい。

図６Ｃに示したように、外周側連結部材２０の外周側挟み部２１は、外周側連結部材２０が複数のボルト部材３１のそれぞれの軸部３１ｂに沿って径方向ＤＲの外側から内側に向けて移動可能となるように開口した開口部２２を含む。ここで、放射向きに突出する複数の軸部３１ｂは、径方向ＤＲの内側（中心線Ｃ側）よりも外側のほうが軸部３１ｂ間の間隔が広い。したがって、少なくとも周方向ＤＣについて、かかる間隔の変化に対応する幅の切り欠きを開口部２２に設ければ、外周側連結部材２０を軸部３１ｂに沿って径方向ＤＲの外側から内側へ移動させることができる。

また、図６Ｃに示した外周側挟み部２１の開口部２２は、外周側連結部材２０の第１の方向Ｄ１の一方側（同図では下側）に向けて解放された解放部２２ａ０を含む。これにより、外周側連結部材２０を第１の方向Ｄ１の他方側（同図では上側）から軸部３１ｂに載置することができる。つまり、一組の杭部材１００を上下方向（第１の方向Ｄ１）に立てた状態で連結する場合、外周側連結部材２０の下側（第１の方向Ｄ１の一方側）に向けて解放された解放部２２ａ０を介して、外周側連結部材２０を複数のボルト部材３１の軸部３１ｂに対して上側（第１の方向Ｄ１の他方側）からスムーズに載置することができる。したがって、杭部材１００の径が大きく、これに伴って外周側連結部材２０の重量が嵩む場合であっても組み付け作業をスムーズに行うことが可能となる。つまり、施工性に優れた杭継手１を提供することができる。

また、図６Ｃに示した開口部２２は、解放部２２ａ０から第１の方向Ｄ１に延びる第１の切欠き部２２ａ１と、第１の切欠き部２２ａ１に連なり、一組のフランジ部１１０の周方向ＤＣに沿う第２の方向Ｄ２に延びる第２の切欠き部２２ａ２とを含む。一対の第２の切欠き部２２ａ２は、第２の方向Ｄ２についてお互いに近づく方向にそれぞれ伸びている。

図６Ｄに示したように、第１の切欠き部２２ａ１を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに対して上側（第１の方向ＤＡの他方側）から載置する。次に、第１の切欠き部２２ａ１に連なる第２の切欠き部２２ａ２を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに沿ってスライドさせることで、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０に対してスムーズに近付けることができる。

図６Ｅには、第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟み込んだ外周側連結部材２０を示している。同図に示すように、各軸部３１ｂは、各開口部２２から突出している。そして、軸部３１ｂに対して貫通孔を有する座金部材３３を取り付け、さらに、ナット部材３２を締め付けることで組み付け作業が完了する。なお、座金部材３３と一体化されたナット部材３２を用いることとしてもよい。

このように、少なくとも周方向ＤＣについてボルト部材３１の軸径よりも大きな開口部２２を介することで、放射状に延びる複数のボルト部材３１の軸部３１ｂに沿って、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０に対してスムーズに近付けることができる。このため、一組のフランジ部１１０の外側において、複数のボルト部材３１の軸部３１ｂにナット部材３２を取り付けることで、内周側連結部材１０と外周側連結部材２０とを効率よく強固に締め付けることができる。

さらに、内周側連結部材１０と外周側連結部材２０とは、内周側挟み部１１と外周側挟み部１２とが一組のフランジ部１１０の径方向ＤＲの両側において、フランジ部１１０同士１１０を軸方向ＤＡに沿う第１の方向Ｄ１の両側から挟んだ状態で締結される。このため、フランジ部１１０同士を第１の方向Ｄ１に引き離すように作用する外力に対し、一組のフランジ部１１０の径方向ＤＲの両側において抵抗することができる。したがって、杭部材１００同士の連結部における引張強度および曲げ強度や剛性を効率よく向上させることができる。

図１〜図６Ｅに示したように、連結部材５によれば、施工性に優れ、杭部材１００同士の連結強度を確保可能な杭継手１を提供することができる。また、杭継手１と、杭継手１により連結される一組の杭部材１００を備えた鋼管杭２００を提供することもできる。
次に、図６Ｄに示した開口部２２の変形例について、図７Ａおよび図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂ、図９Ａおよび図９Ｂを用いて説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、変形例１に係る外周側連結部材２０の説明図その１およびその２である。変形例１に係る外周側連結部材２０は、開口部２２を幅広の第１の切欠き部２２ａ１とし、第２の切欠き部２２ａ２の機能を兼用させることとしている。なお、図７Ａは、図６Ｄに対応する図であり、図７Ｂは、図６Ｅに対応する図である。

図７Ａに示したように、幅広の第１の切欠き部２２ａ１を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに対して上側（第１の方向ＤＡの他方側）から載置する。次に、幅広の第１の切欠き部２２ａ１の上辺を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに沿ってスライドさせることで、一組のフランジ部１１０に対してスムーズに近付けることができる。図７Ｂには、第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟み込んだ外周側連結部材２０を示している。同図に示すように、各軸部３１ｂは、各開口部２２から突出している。そして、軸部３１ｂに対して貫通孔を有する座金部材３３を取り付け、さらに、ナット部材３２を締め付けることで組み付け作業が完了する。

図８Ａおよび図８Ｂは、変形例２に係る外周側連結部材２０の説明図その１およびその２である。変形例２に係る外周側連結部材２０は、開口部２２を解放部２２ａ０から第１の方向Ｄ１に対して傾斜した第３の方向Ｄ３に延びる第３の切欠き部２２ａ３としている。なお、図８Ａは、図６Ｄに対応する図であり、図８Ｂは、図６Ｅに対応する図である。

図８Ａに示すように、第３の切欠き部２２ａ３を介して、外周側連結部材２０を、軸部３１ｂに対して上側（第１の方向ＤＡの他方側）から載置する。なお、一対の第３の切欠き部２２ａ３はお互いに近づく方向にそれぞれ伸びている。ここで、図８Ａに示したように、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０から離れた位置に載置すると、軸部３１ｂは第３の切欠き部２２ａ３の途中に位置する。そして、第３の切欠き部２２ａ３を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに沿ってスライドさせることで、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０に対してスムーズに近付けることができる。第３の切欠き部２２ａ３によれば、外周側連結部材２０を切り欠く領域を削減しやすいため、断面欠損に伴う強度および剛性の低下を抑制しやすい。図８Ｂには、第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟み込んだ外周側連結部材２０を示している。同図に示すように、軸部３１ｂは、第３の切欠き部２２ａ３の奥部に達している。そして、軸部３１ｂに対して貫通孔を有する座金部材３３を取り付け、さらに、ナット部材３２を締め付けることで組み付け作業が完了する。

図９Ａおよび図９Ｂは、変形例３に係る外周側連結部材２０の説明図その１およびその２である。変形例３に係る外周側連結部材２０は、開口部２２から図６Ｃの解放部２２ａ０および第１の切欠き部２２ａ１を省略し、第２の方向Ｄ２に延びる第２の切欠き部２２ａ２を残している。なお、図９Ａは、図６Ｄに対応する図であり、図９Ｂは、図６Ｅに対応する図である。

図９Ａに示すように、軸部３１ｂが第２の切欠き部２２ａ２を通過するように、軸部３１ｂに対して外周側連結部材２０を載置する。つまり、外周側連結部材２０を径方向ＤＲの中心線Ｃに近づく向きに移動させることで、軸部３１ｂに第２の切欠き部２２ａ２を通過させる。ここで、図９Ａに示したように、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０から離れた位置に載置すると、軸部３１ｂは一組の第２の切欠き部２２ａ２における外側（お互いに遠い側）の端部にそれぞれ位置する。そして、第２の切欠き部２２ａ２を介して外周側連結部材２０を軸部３１ｂに沿ってスライドさせることで、外周側連結部材２０を一組のフランジ部１１０に対してスムーズに近付けることができる。また、変形例３に係る外周側連結部材によれば、解放部２２ａ０（図６Ｃ参照）をもたず、さらに、切り欠く領域を削減しやすいため、断面欠損に伴う強度および剛性の低下を抑制しやすい。図９Ｂには、第１の方向Ｄ１の両側から一組のフランジ部１１０を挟み込んだ外周側連結部材２０を示している。同図に示すように、軸部３１ｂは、一組の第２の切欠き部２２ａ２における内側（お互いに近い側）の端部にそれぞれ位置する。そして、軸部３１ｂに対して貫通孔を有する座金部材３３を取り付け、さらに、ナット部材３２を締め付けることで組み付け作業が完了する。

次に、図４に示した内周側連結部材１０および外周側連結部材２０の断面形状の変形例について図１０を用いて説明する。図１０は、変形例４に係る連結部材５の説明図である。なお、図１０は、図４に対応する図であり、図４と共通の構成については共通の符号を付して説明を省略する。また、図１０には、内周側連結部材１０を補足説明する補助図Ｒ１０と、外周側連結部材２０を補足説明する補助図Ｒ２０とを併せて示している。

補助図Ｒ１０に示すように、内周側連結部材１０の内周側挟み部１１における、第１のテーパー面１１Ｓ１の径方向ＤＲに対する傾きθ１と第２のテーパー面１１Ｓ２の径方向ＤＲに対する傾きθ２とは「同符号」である。すなわち、第１のテーパー面１１Ｓ１の径方向ＤＲに対する傾きθ１はマイナスであり、第２のテーパー面１１Ｓ２の径方向ＤＲに対する傾きθ２もマイナスである。なお、傾きθ１をプラスとし、傾きθ２もプラスとすることとしてもよい。

このように、傾きθ１，θ２を同符号とすることで、一組のフランジ部１１０の内側におけるフランジ部１１０同士の開きを抑制することができる。具体的には、傾きθ１，θ２を同符号とすることで、フランジ部１１０同士を第１の方向ＤＲに引き離すように外力が作用した場合であってもフランジ部１１０から内周側連結部材１０が外れにくく、フランジ部１１０同士が開きにくい。したがって、一組のフランジ部１１０の内側における引張強度を一層向上させることができる。

なお、傾きθ１と傾きθ２とについて、両者がマイナスの「同符号」の場合、傾きθ１を傾きθ２よりも大きくすると（θ１＞θ２とすると）、第１のテーパー面１１Ｓ１および第２のテーパー面１１Ｓ２が方向ＤＳ１０について先狭な関係となりフランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、両者がマイナスの「同符号」の場合は、傾きθ１を傾きθ２よりも小さくする（θ１＜θ２とする）ことが望ましい。また、傾きθ１と傾きθ２とについて、両者がプラスの「同符号」の場合、傾きθ１を傾きθ２よりも小さくすると（θ１＜θ２とすると）、第１のテーパー面１１Ｓ１および第２のテーパー面１１Ｓ２が方向ＤＳ１０について先狭な関係となりフランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、両者がプラスの「同符号」の場合は、傾きθ１を傾きθ２よりも大きくする（θ１＞θ２とする）ことが望ましい。

補助図Ｒ２０に示すように、外周側連結部材２０の外周側挟み部２１における、第３のテーパー面２１Ｓ３の径方向ＤＲに対する傾きθ３と第４のテーパー面２１Ｓ４の径方向ＤＲに対する傾きθ４とは「同符号」である。すなわち、第３のテーパー面２１Ｓ３の径方向ＤＲに対する傾きθ３はプラスであり、第４のテーパー面２１Ｓ４の径方向ＤＲに対する傾きθ４もプラスである。なお、傾きθ３をマイナスとし、傾きθ２もマイナスとすることとしてもよい。

このように、傾きθ３，θ４を同符号とすることで、一組のフランジ部１１０の外側におけるフランジ部１１０同士の開きを抑制することができる。具体的には、傾きθ３，θ４を同符号とすることで、フランジ部１１０同士を第１の方向ＤＲに引き離すように外力が作用した場合であってもフランジ部１１０から外周側連結部材２０が外れにくく、フランジ部１１０同士が開きにくい。したがって、一組のフランジ部１１０の外側における引張強度を一層向上させることができる。

なお、傾きθ３と傾きθ４とについて、両者がプラスの「同符号」の場合、傾きθ３を傾きθ４よりも大きくすると（θ３＞θ４とすると）、第３のテーパー面２１Ｓ３および第４のテーパー面２１Ｓ４が方向ＤＳ２０について先狭な関係となりフランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、両者がプラスの「同符号」の場合は、傾きθ３を傾きθ４よりも小さくする（θ３＜θ４とする）ことが望ましい。また、傾きθ３と傾きθ４とについて、両者がマイナスの「同符号」の場合、傾きθ３を傾きθ４よりも小さくすると（θ３＜θ４とすると）、第３のテーパー面２１Ｓ３および第４のテーパー面２１Ｓ４が方向ＤＳ２０について先狭な関係となりフランジ部１１０への取り付けが困難となる。したがって、両者がマイナスの「同符号」の場合は、傾きθ３を傾きθ４よりも大きくする（θ３＞θ４とする）ことが望ましい。

本例では、傾きθ３と傾きθ４とについて、両者をプラスの「同符号」としているため、外周側挟み部２１の開口部２２が、外周側連結部材２０の第１の方向Ｄ１の一方側（下側）に向けて解放された解放部２２ａ０を含む場合であっても、下側のフランジ部１１０の開きを抑制することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 杭継手、 ５ 連結部材、 １０ 内周側連結部材、 １１ 内周側挟み部、 １１Ｓ１ 第１のテーパー面、 １１Ｓ２ 第２のテーパー面、 １５ 規制部、 ２０ 外周側連結部材、 ２１ 外周側挟み部、 ２１Ｓ３ 第３のテーパー面、 ２１Ｓ４ 第４のテーパー面、 ２２ 開口部、 ２２ａ０ 解放部、 ２２ａ１ 第１の切欠き部、 ２２ａ２ 第２の切欠き部、 ２２ａ３ 第３の切欠き部、 ３０ 締結部材、 ３１ ボルト部材、 ３１ａ 頭部、 ３１ｂ 軸部、 ３２ ナット部材、 ３３ 座金部材、 １００ 杭部材、 １１０ フランジ部、 １５０ 落下防止板、 ２００ 鋼管杭、 Ｄ１ 第１の方向、 Ｄ２ 第２の方向、 Ｄ３ 第３の方向、 ＤＡ 軸方向、 ＤＣ 周方向、 ＤＲ 径方向、 ＳＰ 空隙、 θ１，θ２，θ３，θ４ 傾き。

Claims (8)

1. 一組の杭部材の円環状のフランジ部同士を突き合わせた状態で一組の前記フランジ部を連結する連結部材を備え、
   前記連結部材は、前記一組のフランジ部の内周側に配置される内周側連結部材と、
   前記一組のフランジ部の外周側に配置される外周側連結部材と、
   前記内周側連結部材と前記外周側連結部材とを前記一組のフランジ部の径方向に締め付ける締結部材とを含み、
   前記内周側連結部材は、前記一組の杭部材の軸方向に沿う第１の方向の両側から前記一組のフランジ部を挟む内周側挟み部を含み、
   前記外周側連結部材は、前記第１の方向の両側から前記一組のフランジ部を挟む外周側挟み部を含み、
   前記締結部材は、前記径方向の内側から外側に向けて放射状に延びるように前記内周側挟み部から前記外周側挟み部にわたって貫通する複数のボルト部材を含み、
   前記外周側挟み部は、前記外周側連結部材が前記複数のボルト部材のそれぞれの軸部に沿って前記径方向の外側から内側に向けて移動可能となるように開口した開口部を含む、杭継手。
2. 前記開口部は、前記外周側連結部材の前記第１の方向の一方側に向けて解放された解放部を含む、請求項１に記載の杭継手。
3. 前記開口部は、前記解放部から前記第１の方向に延びる第１の切欠き部と、
   前記第１の切欠き部に連なり、前記一組のフランジ部の周方向に沿う第２の方向に延びる第２の切欠き部とを含む、請求項２に記載の杭継手。
4. 前記開口部は、前記解放部から前記第１の方向に対して傾斜した第３の方向に延びる第３の切欠き部を含む、請求項２に記載の杭継手。
5. 前記内周側連結部材は、前記複数のボルト部材のそれぞれの頭部の前記径方向の内側に向けた移動を規制する規制部を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の杭継手。
6. 前記内周側挟み部は、前記一組のフランジ部に対して前記第１の方向の一方側から接触する第１のテーパー面と、
   前記一組のフランジ部に対して前記第１の方向の他方側から接触する第２のテーパー面とを含み、
   前記第１のテーパー面の前記径方向に対する傾きと前記第２のテーパー面の前記径方向に対する傾きとは同符号である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の杭継手。
7. 前記外周側挟み部は、前記一組のフランジ部に対して前記第１の方向の一方側から接触する第３のテーパー面と、
   前記一組のフランジ部に対して前記第１の方向の他方側から接触する第４のテーパー面とを含み、
   前記第３のテーパー面の前記径方向に対する傾きと前記第４のテーパー面の前記径方向に対する傾きとは同符号である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の杭継手。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の杭継手と、
   前記杭継手により連結される前記一組の杭部材とを備え、
   前記一組の杭部材のそれぞれは、円形状の鋼管である、鋼管杭。

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