JP4751350B2 - 鋼管の継手部材 - Google Patents
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Description
その場合に、簡単な構造は図9に示すように、溶接による接続(図9左)、ネジによる接続(図9中央)、あるいはピンを貫通させる接続(図9右)などが、文献を挙げるまでもなく公知である。
<1> 二本の鋼管の端部を直接溶接して連結する方法は、溶接に専門の溶接工を必要とし、作業には熟練と時間がかかり、雨天では作業ができないなど、不経済である。作業に時間のかけているうちに、既に挿入した鋼管が周囲の土圧を受けて強固に締め付けられてしまい、溶接後に与える回転力は大きなものを必要とする。
<2> 鋼管の端部にネジ筒を溶接し、このネジ筒によって接続する継手構造は、オス、メスのネジ筒を溶接する作業が必要であり、かつ反対方向に回転を与えると鋼管間の接続が解体してしまうという問題がある。
<3> ピンを貫通する方法では、直径が同一では重ね合わせてピンを貫通するという作業ができないから、端部を膨張させた直径の異なる2本の鋼管を用意する必要があり、さらに現場では両方の鋼管を被せた状態で貫通穴を開口するという手数を要する不経済な方法となる。
<4> いずれの方法も、鋼管の一部に加工を施すという工程が必要となり、市販の鋼管に加工を施さず、そのまま利用して接続するという方法は実用化されていない。
。
<1> 鋼管を溶接したり、穴を開けるような加工をしないで、継手治具のみを用いて迅速に接続することができる。すなわち鋼管には一切、加工することなく接続できる点が大きな特徴である。
<2> 鋼管を左右のいずれの方向に回転しても、ネジのように解体してしまうことがない。
<3> 鋼管を接続する作業が簡単であり、熟練や長い時間を要しないから、既に打設した鋼管が地中の土圧で締め付けられることがなく、小さい回転力によって回転を与えることができ経済的である。
<4> 鋼管は、外筒と内筒の間の狭い空間の内部において、受け溝の底部に向けて膨張して変形しているから、広い接触面で摩擦を得ることができ、その上に鋭角に形成した受け溝の鉛直縁が鋼管に食い込んでいるから大きな回転力であっても確実に伝達することができ、ボルト穴を形成した場合のような、せん断破壊の心配がない。
本発明は、図8に示すように、2本の鋼管A、すなわち下側の鋼管A1の上端に、上側の鋼管A2の下端を同一軸線上に接続する際に使用する継手部材Bである。
本発明の継手部材Bによって接続した2本の鋼管Aは、上側の鋼管A2を吊り上げても下側の鋼管A1が離れないだけではなく、上側の鋼管A2に加えた回転力を下側の鋼管A1へ伝達することができる。
本発明の継手部材Bは、貫通した鋼製の筒体である外筒1と内筒2によって構成する。
すなわち、外筒1の内部に、同心円状に内筒2を位置させた二重筒である。
外筒1と内筒2との間には鍔状の連結棚板3を介在させ、この連結棚板3で連結して一体に構成することができる。
外筒1の内面と内筒2の外面との間隔は、接続する対象の鋼管Aの板厚よりも多少、広い間隔を設ける。
その結果、二重筒の上からと下から、外筒1と内筒2との間に別の鋼管Aを挿入して同一軸線上に配置することができる。
外筒1の内径は、接続予定の鋼管Aを容易に挿入できるように、鋼管Aの外径よりも多少大きい寸法に形成する。
外筒1には適宜の位置に、外筒1の中心軸に向けたネジ穴11を設ける。ネジ穴11は、例えば外筒1の貫通孔の外側にナットを溶接して構成することができる。
あるいは外筒1の素材に直接ネジ切りをして構成することもできる。
このネジ穴11に、外筒1の外側からボルト12をねじ込んで、外筒1の内部に挿入した鋼管Aに変形を与える。
内筒2は、外筒1の内側に位置する、長さの短い管体である。
内筒2の外径は、接続予定の鋼管Aの内部に容易に挿入できるように、鋼管Aの内径よりも多少、小さい寸法に形成する。
内筒2の外側面には、特に受け溝21を形成する点が本発明の特徴のひとつである。(図3)
受け溝21とは、内筒2の外側の面より一定の深さだけ凹んだ構造のことである。
たとえば、溝や角穴、丸穴、すり鉢状の穴などによって形成するが、すべて底を備えた凹部であって、内筒2の内側まで貫通してはいない。
さらに「溝」と称するが、しかし道路に設けた側溝のように長さを備えたことを意味するものではなく、上記したように「穴」であってもよい。
反対に、長さを備えていて、受け溝21の上端が内筒2の上端に到達した構成を採用することもできる。その場合には内筒2の端面に受け溝21の切り込みが露出することになる。
図における受け溝21は、内筒2の外側面に連結棚板3に至るまで掘り込んで形成した実施例を示す。
しかし角穴、丸穴、すり鉢状の穴のように、連結棚板3に接続していない、有底の凹みとしてその部分だけを底付の穴の状態に凹設することも可能である。
受け溝21の左右の縁22、および上の縁22、構造によっては下の縁22は鋭角に形成される。
この受け溝21の位置は、外筒1に設けたネジ穴11の軸線上に、すなわちネジ穴11に対応する位置に形成する。
次に本発明の継手部材Bを使用した鋼管A1と鋼管A2の接続方法について説明する。
すでに地中に向けて鉛直に設置した先行する鋼管A1の上端に、本発明の継手部材Bの下部を嵌合する。
すなわち先行鋼管A1の上端が、継手部材Bの下部の外筒1と内筒2との間に挿入する状態で嵌合する。
次いで、継手部材Bの上部から、接続する鋼管A2の下部を挿入する。
すなわち接続鋼管A2の下端が、継手部材Bの上部の外筒1と内筒2との間に挿入する状態で嵌合する。
その場合に外筒1と内筒2との間を鍔状の連結棚板3で連結してあるから、鋼管A1、A2の端部は連結棚板3に当接して挿入寸法が決まることになる。
継手部材Bに鋼管Aを挿入することによって、ネジ穴11と受け溝21との間には鋼管Aが位置した状態となる。
このネジ穴11にボルト12をねじ込む。
ボルト12の先端はすぐに鋼管Aの外面に当接するが、ボルト12を強力にねじ込むことによって、その推進力により鋼管Aの一部が受け溝21側へ膨出し、受け溝21の底面に面接触する状態まで変形する。
受け溝21の周囲の縁22は鋭角に切り立っているから、特に変形がなされ易い。
継手部材Bのすべてのネジ穴11に、強力にボルト12をねじ込むことによって、下側に位置する先行する鋼管Aと、上に位置する接続する鋼管Aとは継手部材Bを介して同一線上に一体に接続されることになる。
以上のように構成すると、上側の鋼管Aから下側の鋼管Aへの鉛直方向の力は、中間の連結棚板3を介して下側の鋼管Aに伝達する。
回転力は次のように伝達する。
すなわち(1)受け溝21の内側に向けて変形した鋼管Aの膨出部が、受け溝21の周囲の縁22に食い込んで、確実に回転力を伝達する。
さらに(2)外筒1と内筒2の間の狭い隙間に挿入した鋼管Aは、受け溝21の位置で内側へ膨張して変形しているから、鋼管Aの変形面は受け溝21の底部と面接触して大きな摩擦を得ることがでる。
さらに(3)ボルトの先端と、変形した鋼管Aの間の摩擦力によって力が伝達する。この点は実験の後に解体してみると、ボルト先端によって鋼管Aの表面が一定の深さまで切り込まれていることからも明らかである。
以上の例では外筒1にネジ穴11を開設するに際して、外筒1の外側にナットを溶接したり、あるいは外筒1の素材にネジ切りを行う構成であった。
しかし、外筒1に直接ネジ穴11を開設しない構成を採用することもできる。
すなわち外筒1にはネジ穴11に代えて、ネジの切っていない、貫通穴13を筒の中心軸に向けて形成する。
そして貫通穴13の内側には、貫通穴13の断面よりも大きい面積の凹みである、ナット座14を凹設する。
このナット座14は、例えば六角形に形成し、そのナット座14へ市販の安価なナット15を収納できるように構成する。
内筒2には、ナット座14に対応する位置に受け溝21を形成し、この受け溝21の形成断面は、筒の中心軸に向けて広く形成し、受け溝21の外筒1側の縁22は鋭角に形成する。
すなわち内筒2の構成は前記の実施例と同じである。
この実施例の場合には、継手部材Bへの鋼管Aの挿入の前に、受け溝15側からナットを挿入してナット座14にナット15を嵌合しておく。
そしてこのナット15に対して、外部からボルト12をねじ込む。
ボルト12の回転による推進力によって鋼管Aの一部を変形させて受け溝21側へ膨出させる作用は、前記の実施例と同じである。
こうして外筒1にネジ穴11をネジ切りしたり、ナットを溶接することなく、ナット座14に嵌合した安価な市販のナット15を使用してボルト12の推進力の反力を取って鋼管Aを変形させ、接続することができる。
この実施例では外筒1にはネジ穴11を設けず、さらにナット座14も設けず、単なる貫通穴13だけを形成する。
内筒2には、貫通穴13に対応する位置に受け溝21を形成し、受け溝21の外筒1側の縁22は鋭角に形成する。
一方、外筒1の外側に嵌合可能な反力リング4を使用する。
この反力リング4は一定の厚さと幅を有する鋼製の短筒であり、その内径は、外筒1の外径とほぼ等しく形成し、外筒1の外周に容易に嵌合しうるように構成する。
すると反力リング4は、外筒1の外周にベルトを巻きつけるような状態で嵌合することができる。
この反力リング4には、反力リング4を外筒1の外側に嵌合した際に貫通穴13に対応する位置に挿入孔41を設けておく。
この挿入孔41は、ボルト12の直径よりも大きく、しかしナット15の外径よりも小さい内径を有する穴であり、この挿入孔41は反力リング4を貫通している。
外筒1の貫通穴13の直径は、市販のナット15が挿入できる程度の大きさに形成してある。
鋼管Aを接続する場合には、反力リング4を外筒1の外周に嵌合しておき、鋼管Aの端部を、外筒1と内筒2の間の隙間に挿入する。
そして外筒1の貫通穴13にナット15をセットして、反力リング4の挿入孔41の位置と外筒1の貫通穴13の位置を一致させる。
そして挿入孔41にボルト12を挿入する。
ボルト12は反力リング4の挿入孔41を通過し、貫通穴13に収納したナット15にネジ込まれる。
このボルト12の推進力が鋼管Aを加圧して受け溝21の内部に膨出させ、水平方向の縁22と鉛直方向の縁22とが膨出部に食い込む機能は、他の実施例と同じである。
このように、外筒1にも反力リング4にもネジ穴を形成することなく、市販のナット15を貫通穴13内に嵌合してボルト12の推進力の反力を反力リング4から得て、鋼管Aを変形させ、接続することができる。
鋼管Aに回転力を与える場合に、鋼管Aの上部の外周にキーとしての係合片17を溶接して突設おき、この係合片17を手がかりに回転力を伝達する構成である。
このような挿入方法を採用する場合には、係合片17の位置と形状に合わせて、継手Bの外筒1の下端に切り欠き16を形成しておく。
すると、すでに地中に設置した鋼管Aの上端に継手Bを挿入する際に、鋼管Aの係合片17に、上から嵌合した継手Bの切り欠き16を嵌合させて挿入すれば、確実に上部の鋼管Aの回転を下部の鋼管Aに伝達することができる、上記した受け溝21への鋼管の加圧と並行して、あるいは切り欠き16と係合片17の組み合わせだけを独立して利用できる。
B:継手部材
1:外筒
11:ネジ穴
14:ナット座
15:ナット
2:内筒
21:受け溝
22:縁
3:連結棚板
4:反力リング
Claims (3)
- 同一軸線上に2本の鋼管を接続する継手部材であって、
外筒の内部に内筒が位置する二重筒によって構成し、
外筒には筒の中心軸に向けたネジ穴を設け、
内筒には、ネジ穴に対応する位置に受け溝を形成し、
接続鋼管を外筒と内筒との間に挿入して、
ネジ穴にボルトをねじ込むことによって鋼管の一部を受け溝側へ膨出させる、
鋼管の継手部材。 - 同一軸線上に2本の鋼管を接続する継手部材であって、
外筒の内部に内筒が位置する二重筒によって構成し、
外筒には筒の中心軸に向けた貫通穴を設け、
貫通穴の内側には、ナットを収納するナット座を凹設し、
内筒には、ナット座に対応する位置に受け溝を形成し、
接続鋼管を外筒と内筒との間に挿入して、
ナット座にボルトをねじ込むことによって鋼管の一部を受け溝側へ膨出させる、
鋼管の継手部材。 - 同一軸線上に2本の鋼管を接続する継手部材であって、
外筒の内部に内筒が位置する二重筒と、
外筒の外側に嵌合可能な反力リングによって構成し、
外筒には筒の中心軸に向けた貫通穴を設け、
反力リングには、反力リングを外筒の外側に嵌合した際に貫通穴に対応する位置に挿入孔を設け、
貫通穴の内径はナットを収納できる寸法に構成し、
内筒には、貫通穴に対応する位置に受け溝を形成し、
接続鋼管を外筒と内筒との間に挿入して、
反力リングの貫通穴のナットにボルトをねじ込むことによって鋼管の一部を受け溝側へ膨出させる、
鋼管の継手部材。
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