JP6405631B2

JP6405631B2 - 鋼管杭の回転抑止構造

Info

Publication number: JP6405631B2
Application number: JP2013269996A
Authority: JP
Inventors: 雅司北濱; 弘信松宮; 妙中　真治; 真治妙中; 津留　英司; 英司津留; 義法小林; 俊彦坂本
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015124543A

Description

本発明は、第１鋼管杭と第２鋼管杭との相対回転を抑止する鋼管杭の回転抑止構造に関する。

従来より、鋼管杭は、回転させながら地中に沈設する場合が多く、回転方向を変更することもある。特許文献１に開示される鋼管杭の回転抑止構造は、鋼管杭を逆転させる場合に、継手がゆるんだり、外れたりするのを好適に防止することを目的とするものである。

特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雌円筒と雄円筒とが結合された状態で、内面突起のテーパ面と外面突起のテーパ面とが強固に上下円筒を結合したとき、雄円筒のキー溝部形成部と雌円筒のキー溝部形成部とが軸芯方向に一致するものである。

特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雄円筒のキー溝部形成部にタップ孔部が形成されるとともに、キー部材にボルト孔部が設けられて、雄円筒のキー溝部形成部と雌円筒のキー溝部形成部とが軸芯方向に一致した状態で、円筒の外面からキー部材が嵌め込まれる。

特開２００４−９２２９１号公報

しかし、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雌円筒の外面突起を切り欠いて形成されたキー溝部形成部に、キー部材が嵌め込まれることで、軸芯抵抗力と回転抵抗力とを外面突起が負担するものとなる。このため、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、軸芯抵抗力及び回転抵抗力に対する外面突起の構造計算を容易に実施することできないため、継手全体の設計の正確性を向上させることが困難なものとなるという問題点があった。

また、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雌円筒の外面突起が切り欠かれてキー溝部形成部が形成されるため、軸芯方向の引張力及び圧縮力に抵抗させる外面突起に断面欠損を生じさせるものとなる。このため、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、引張耐力及び圧縮耐力を負担する外面突起に断面欠損が生じることから、雄円筒と雌円筒との軸芯抵抗力を十分に確保することができないおそれがあるという問題点があった。

さらに、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雄円筒のキー溝部形成部と雌円筒のキー溝部形成部とが軸芯方向に一致した状態で、雄円筒から雌円筒までキー溝部形成部にキー部材が嵌め込まれて架設されるものとなる。このため、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雄円筒と雌円筒とが周方向に相対回転しようとすることで、キー部材が面内方向に回転移動するものとなることから、雄円筒と雌円筒との回転抵抗力を十分に向上させることができないおそれがあるという問題点があった。

ここで、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、キー部材と外面突起とで回転抵抗力を負担するため、キー部材の材料強度が外面突起よりも低い場合に、キー部材が破壊することから、キー部材によって回転抵抗力が決まるものとなる。このため、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、回転抵抗力を向上させるために、キー部材を外面突起と同様の強度にする必要があることから、キー部材が高価になるという問題点があった。また、特許文献１に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、キー部材の材料強度を高くしないで、回転力を向上させる場合に、キー部材の寸法が大きくなり、断面欠損が大きくなる等の問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、外嵌端部と内嵌端部との回転抵抗力を向上させて、第１鋼管杭と第２鋼管杭との連接状態を確実に確保することのできる鋼管杭の回転抑止構造を提供することにある。

第１発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１鋼管杭と第２鋼管杭との相対回転を抑止する鋼管杭の回転抑止構造であって、軸芯方向に第１鋼管杭と第２鋼管杭とを連接させる外嵌端部と内嵌端部とを備え、前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、前記外嵌山部に周方向で隣り合って形成された外嵌溝部と、前記外嵌山部より軸芯方向で基端側に形成された外嵌谷部と、軸芯方向の先端側に設けられる外嵌先端部と、軸芯方向の基端側に設けられる外嵌基端部とを有し、前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、前記内嵌山部に周方向で隣り合って形成された内嵌溝部と、前記内嵌山部より軸芯方向で基端側に形成された内嵌谷部と、軸芯方向の先端側に設けられる内嵌先端部と、軸芯方向の基端側に設けられる内嵌基端部とを有し、前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、軸芯方向に突出させた突起部が形成されて、前記外嵌基端部及び前記内嵌基端部の何れか一方又は両方は、軸芯方向に切り欠かれた溝部が形成されて、前記突起部は、軸芯方向で前記溝部に挿入された状態で、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させることで、周方向で前記溝部に係止され、前記溝部は、前記外嵌山部及び前記内嵌山部から独立させて設けられ、前記溝部の周方向の幅は、前記突起部の周方向の幅よりも大きく形成されることを特徴とする。

第２発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１発明において、前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅より小さくして、前記突起部が形成されることを特徴とする。

第３発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１発明において、前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅より大きくして、前記突起部が形成されることを特徴とする。

第４発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１発明において、前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅と略同一として、前記突起部が形成されることを特徴とする。

第５発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記突起部及び前記溝部は、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させて互いに係止させた状態で、互いに当接される当接面が周方向に傾斜したテーパ状に形成されることを特徴とする。

第６発明に係る鋼管杭の回転抑止構造は、第１発明〜第５発明の何れかにおいて、前記突起部及び前記溝部は、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させて互いに係止させた状態で、互いに離間させて形成された空隙部に、キー部材が嵌め込まれることを特徴とする。

第１発明〜第６発明によれば、外嵌山部及び内嵌山部と独立させて、突起部及び溝部が形成されるため、外嵌山部及び内嵌山部に軸芯抵抗力を負担させて、また、突起部及び溝部に回転抵抗力を負担させるための構造計算を、独立して容易に実施することできるため、継手全体の設計の正確性を向上させて、第１鋼管杭と第２鋼管杭との確実な連接状態を確保することが可能となる。

第１発明〜第６発明によれば、突起部又はキー部材に軸芯方向の外力を作用させることなく、突起部又はキー部材が周方向に純圧縮されて、突起部又はキー部材が面内方向に回転変形等することを防止することができるため、突起部又はキー部材の材料強度を十分に活用して、外嵌端部と内嵌端部との回転抵抗力を向上させることが可能となる。

第１発明〜第６発明によれば、キー部材の強度と突起部の強度を変えることで、回転力の加わる方向によって、回転抵抗力を調整することが可能となる。例えば、回転杭の杭体打設時に加わる回転力は、回転方向によって異なっており、キー材の強度の変更によって、容易に回転抵抗力を調整することが可能となる。また、第１発明〜第６発明によれば、キー部材の材料強度を突起部よりも低くすることができるため、キー部材を安価に製作することが可能となる。

第１発明〜第６発明によれば、外嵌山部及び内嵌山部と独立させて、突起部及び溝部が形成されるため、軸芯抵抗力を負担する外嵌山部及び内嵌山部に、断面欠損等を生じさせないものとなることから、外嵌山部又は内嵌山部に突起部又は溝部を形成させる場合と比較したとき、外嵌山部及び内嵌山部の引張耐力及び圧縮耐力を向上させて、軸芯抵抗力を十分に確保することが可能となる。

特に、第５発明によれば、溝部側面がテーパ状に形成されることで、切り欠かれることなく形成された係止部が設けられて、隣り合う溝部を周方向に連続させて形成させることができるため、多数の突起部を多数の溝部に係止させて、また、多数の空隙部に多数のキー部材が嵌め込まれることによって、外嵌端部と内嵌端部との回転抵抗力を著しく向上させることが可能となる。

特に、第６発明によれば、外嵌端部又は内嵌端部の内側に、あらかじめキー部材を仮止め等することを必要としないで、外嵌先端部及び内嵌基端部の外側から、キー部材が空隙部に嵌め込まれて設置されるため、外嵌端部及び内嵌端部に複雑な加工等を実施することなく、第１鋼管杭と第２鋼管杭との相対回転を抑止するための構造を簡易に導入することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の外嵌端部を示す正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の外嵌端部における外嵌山部及び外嵌谷部を示す拡大側面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の内嵌端部を示す正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の内嵌端部における内嵌山部及び内嵌谷部を示す拡大側面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の外嵌端部に内嵌端部を挿入する状態を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の外嵌端部に内嵌端部を挿入して相対回転させた状態を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の突起部及び溝部が形成されない部位で外嵌端部及び内嵌端部に作用する引張力及び圧縮力を示す拡大側面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における外嵌先端部及び内嵌基端部の第１変形例を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における外嵌先端部及び内嵌基端部の第２変形例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における外嵌先端部及び内嵌基端部を示す拡大側面図であり、（ｂ）は、その外嵌先端部及び内嵌基端部の第１変形例を示す拡大側面図であり、（ｃ）は、その第２変形例を示す拡大側面図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態の突起部及び溝部を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、突起部が溝部に挿入された状態を示す拡大正面図であり、（ｃ）は、突起部が溝部に係止された状態を示す拡大正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の空隙部にキー部材が嵌め込まれる状態を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における突起部及び溝部の第１変形例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態の突起部及び溝部の第１変形例を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、突起部が溝部に挿入された状態を示す拡大正面図であり、（ｃ）は、突起部が溝部に係止された状態を示す拡大正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における突起部及び溝部の第２変形例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態の突起部及び溝部の第２変形例を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、突起部が溝部に挿入された状態を示す拡大正面図であり、（ｃ）は、突起部が溝部に係止された状態を示す拡大正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態における突起部及び溝部の第３変形例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第１実施形態の突起部及び溝部の第３変形例を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、突起部が溝部に挿入された状態を示す拡大正面図であり、（ｃ）は、突起部が溝部に係止された状態を示す拡大正面図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第２実施形態を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第２実施形態における内嵌先端部及び外嵌基端部の第１変形例を示す斜視図である。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第２実施形態における内嵌先端部及び外嵌基端部の第２変形例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第２実施形態における内嵌先端部及び外嵌基端部を示す拡大側面図であり、（ｂ）は、その内嵌先端部及び外嵌基端部の第１変形例を示す拡大側面図であり、（ｃ）は、その第２変形例を示す拡大側面図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の第２実施形態の突起部及び溝部を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、突起部が溝部に挿入された状態を示す拡大正面図であり、（ｃ）は、突起部が溝部に係止された状態を示す拡大正面図である。（ａ）は、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造の突起部に周方向で作用する回転力を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、そのキー部材に周方向で作用する回転力を示す拡大正面図である。

以下、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、地盤上に構築される構造物の基礎杭等の継手に適用されるものであり、図１に示すように、断面略円形状等の第１鋼管杭１と第２鋼管杭２との周方向Ｗの相対回転を抑止するものである。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、軸芯方向Ｙに第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを連接させる一対の外嵌端部３と内嵌端部５とを備える。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１の上端部に外嵌端部３が溶接等で取り付けられるとともに、第２鋼管杭２の下端部に内嵌端部５が溶接等で取り付けられる。

外嵌端部３は、軸芯直交方向Ｘで内側に向けて突出させて形成された複数の外嵌山部３１と、外嵌山部３１に周方向Ｗで隣り合って形成された複数の外嵌溝部３２と、外嵌山部３１より軸芯方向Ｙで外嵌端部３の基端側に形成された外嵌谷部３３とを有する。外嵌端部３は、軸芯方向Ｙの先端側に設けられる外嵌先端部３４と、軸芯方向Ｙの基端側に設けられる外嵌基端部３５とを有する。

内嵌端部５は、軸芯直交方向Ｘで外側に向けて突出させて形成された複数の内嵌山部５１と、内嵌山部５１に周方向Ｗで隣り合って形成された複数の内嵌溝部５２と、内嵌山部５１より軸芯方向Ｙで内嵌端部５の基端側に形成された内嵌谷部５３とを有する。内嵌端部５は、軸芯方向Ｙの先端側に設けられる内嵌先端部５４と、軸芯方向Ｙの基端側に設けられる内嵌基端部５５とを有する。

外嵌端部３は、図２に示すように、外嵌端部３の軸芯方向Ｙで、外嵌山部３１が複数の外嵌段部４を形成して設けられる。外嵌段部４は、例えば、外嵌端部３の軸芯方向Ｙで段数が４箇となるように形成されるものであり、外嵌端部３の軸芯方向Ｙで先端側から基端側まで、順番に第１外嵌段部４１、第２外嵌段部４２、第３外嵌段部４３及び第４外嵌段部４４を有する。

外嵌端部３は、各々の外嵌段部４で外嵌山部３１の板厚よりも外嵌溝部３２の板厚を小さくして、外嵌山部３１と外嵌溝部３２とが周方向Ｗで交互に形成されるものであり、複数の外嵌段部４の外嵌山部３１が軸芯方向Ｙで略一列に配置される。外嵌端部３は、各々の外嵌段部４で外嵌山部３１の板厚よりも外嵌谷部３３の板厚を小さくして、外嵌山部３１と外嵌谷部３３とが軸芯方向Ｙで交互に形成される。

外嵌端部３は、図３に示すように、第１外嵌段部４１の外嵌谷部３３の板厚よりも第２外嵌段部４２の外嵌谷部３３の板厚の方が大きいものとなる。外嵌端部３は、第３外嵌段部４３の外嵌谷部３３の板厚を第２外嵌段部４２の外嵌谷部３３の板厚以上とするとともに、第４外嵌段部４４の外嵌谷部３３の板厚を第３外嵌段部４３の外嵌谷部３３の板厚以上とする。

内嵌端部５は、図４に示すように、内嵌端部５の軸芯方向Ｙで、内嵌山部５１が複数の内嵌段部６を形成して設けられる。内嵌段部６は、例えば、内嵌端部５の軸芯方向Ｙで段数が４箇となるように形成されるものであり、内嵌端部５の軸芯方向Ｙで先端側から基端側まで、順番に第１内嵌段部６１、第２内嵌段部６２、第３内嵌段部６３及び第４内嵌段部６４を有する。

内嵌端部５は、各々の内嵌段部６で内嵌山部５１の板厚よりも内嵌溝部５２の板厚を小さくして、内嵌山部５１と内嵌溝部５２とが周方向Ｗで交互に形成されるものであり、複数の内嵌段部６の内嵌山部５１が軸芯方向Ｙで略一列に配置される。内嵌端部５は、各々の内嵌段部６で内嵌山部５１の板厚よりも内嵌谷部５３の板厚を小さくして、内嵌山部５１と内嵌谷部５３とが軸芯方向Ｙで交互に形成される。

内嵌端部５は、図５に示すように、第１内嵌段部６１の内嵌谷部５３の板厚よりも第２内嵌段部６２の内嵌谷部５３の板厚の方が大きいものとなる。内嵌端部５は、第３内嵌段部６３の内嵌谷部５３の板厚を第２内嵌段部６２の内嵌谷部５３の板厚以上とするとともに、第４内嵌段部６４の内嵌谷部５３の板厚を第３内嵌段部６３の内嵌谷部５３の板厚以上とする。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図６、図７に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを互いに嵌合させることで、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを互いに連接させるものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、最初に、図６に示すように、第２鋼管杭２に取り付けられた内嵌端部５が、第１鋼管杭１に取り付けられた外嵌端部３に挿入される。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の内嵌段部６において、内嵌山部５１の軸芯直交方向Ｘの高さを、外嵌溝部３２の軸芯直交方向Ｘの深さ以下として、内嵌山部５１を外嵌溝部３２に通過させるものとなる。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の外嵌段部４において、外嵌山部３１の軸芯直交方向Ｘの高さを、内嵌溝部５２の軸芯直交方向Ｘの深さ以下として、外嵌山部３１を内嵌溝部５２に通過させるものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、次に、図７に示すように、内嵌端部５が外嵌端部３に挿入された状態で、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを軸芯周りの周方向Ｗに相対回転させる。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを相対回転させることで、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗに相対回転させるものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の内嵌段部６において、内嵌谷部５３の軸芯直交方向Ｘの深さを、外嵌山部３１の軸芯直交方向Ｘの高さ以上として、外嵌山部３１を内嵌谷部５３に嵌め込ませる。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の外嵌段部４において、外嵌谷部３３の軸芯直交方向Ｘの深さを、内嵌山部５１の軸芯直交方向Ｘの高さ以上として、内嵌山部５１を外嵌谷部３３に嵌め込ませる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを連接させることによって、図８に示すように、外嵌端部３の外嵌先端部３４と、内嵌端部５の内嵌基端部５５とが、軸芯方向Ｙで互いに対向して配置されるものとなる。このとき、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の外嵌段部４及び内嵌段部６において、軸芯方向Ｙで外嵌山部３１と内嵌山部５１とを互いに係合させたものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを連接させた状態で、外嵌端部３の先端側で、外嵌先端部３４と内嵌基端部５５とが当接されて、内嵌端部５の先端側で、内嵌先端部５４と外嵌基端部３５とが当接される。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌端部３の先端側で、外嵌先端部３４と内嵌基端部５５とが離間されて、又は、内嵌端部５の先端側で、内嵌先端部５４と外嵌基端部３５とが離間されてもよい。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２とを連接させた状態で、第１鋼管杭１及び第２鋼管杭２から外嵌端部３及び内嵌端部５に軸芯方向Ｙで引張力及び圧縮力が作用する。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、軸芯方向Ｙに作用する引張力及び圧縮力に対して、外嵌山部３１と内嵌山部５１とが軸芯方向Ｙで互いに当接されて抵抗するものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１実施形態において、図９に示すように、外嵌端部３の先端側で、軸芯方向Ｙに突出させた突起部７１が外嵌先端部３４に形成されて、内嵌端部５の基端側で、軸芯方向Ｙに切り欠かれた溝部７２が内嵌基端部５５に形成される。

外嵌先端部３４は、外嵌端部３の先端側で、外嵌先端部３４の先端面から軸芯方向Ｙに突出させて、外嵌溝部３２と略同一の板厚で、外嵌端部３の外面から連続して、略矩形状の突起部７１が１箇所以上に形成される。内嵌基端部５５は、内嵌端部５の基端側で、内嵌基端部５５の基端面から軸芯方向Ｙに切り欠かれて、突起部７１の板厚以上等の深さで、軸芯直交方向Ｘで内嵌端部５の外面から凹状に、略矩形状の溝部７２が１箇所以上に形成される。

外嵌先端部３４は、第１変形例として、図１０に示すように、外嵌端部３の先端側で、外嵌山部３１と略同一の板厚で、外嵌端部３の外面から連続して、略矩形状等の突起部７１が形成されてもよい。このとき、内嵌基端部５５は、第１変形例において、内嵌端部５の基端側で、外嵌山部３１の板厚以上等の深さで、略矩形状等の溝部７２が形成されるものとなる。

外嵌先端部３４は、第２変形例として、図１１に示すように、外嵌端部３の先端側で、外嵌山部３１を軸芯直交方向Ｘに突出させた高さと略同一の板厚で、外嵌山部３１の内面から連続して、略矩形状等の突起部７１が形成されてもよい。このとき、内嵌基端部５５は、第２変形例において、内嵌端部５の基端側で、外嵌山部３１を軸芯直交方向Ｘに突出させた高さ以上の深さで、内嵌端部５の外面を切り欠くことなく、内嵌端部５の外面より内側に、略矩形状等の溝部７２が形成されるものとなる。

突起部７１は、図１２に示すように、外嵌先端部３４と内嵌基端部５５とを互いに軸芯方向Ｙで対向させて、外嵌端部３に内嵌端部５を挿入することで、軸芯方向Ｙで内嵌基端部５５の溝部７２に挿入された状態となる。突起部７１は、外嵌端部３の先端側で、軸芯方向Ｙで内嵌基端部５５の溝部７２に当接されて、又は、内嵌基端部５５の溝部７２と離間される。

突起部７１は、図１３（ａ）に示すように、周方向Ｗの幅を内嵌溝部５２の周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの突起側面７１ａが外嵌山部３１の周方向Ｗの一端面３１ａと位置を合わせて設けられる。溝部７２は、周方向Ｗの幅を内嵌山部５１と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの溝部側面７２ａが内嵌山部５１の周方向Ｗの一端面５１ａと位置を合わせて設けられる。

突起部７１は、図１３（ｂ）に示すように、外嵌山部３１の軸芯方向Ｙへの移動に伴って、内嵌山部５１の側方を同時に移動するものとなり、内嵌端部５を外嵌端部３に挿入するときに、内嵌山部５１の幅よりも突起部７１の幅の分だけ周方向Ｗの幅を大きくした溝部７２に自ずと挿入されるものとなる。

突起部７１は、図１３（ｃ）に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで相対回転させたときに、溝部７２に挿入された状態で、内嵌山部５１の幅の分だけ周方向Ｗに移動して、突起側面７１ａが溝部側面７２ａに当接されて、周方向Ｗで溝部７２に係止される。

突起部７１及び溝部７２は、図１４に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで相対回転させて互いに係止させた状態で、周方向Ｗで互いに離間させて形成された空隙部７３に、外嵌先端部３４及び内嵌基端部５５の外側から、キー部材７４が嵌め込まれる。キー部材７４は、略矩形状等の鋼材等が用いられて、ピン部材７５等で溝部７２に固定される。

突起部７１は、第１変形例として、図１５、図１６に示すように、内嵌溝部５２より周方向Ｗの幅を小さくして、周方向Ｗの突起側面７１ａが外嵌山部３１の周方向Ｗの一端面３１ａと位置を合わせて設けられる。溝部７２は、第１変形例として、内嵌山部５１と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅以上の幅で、周方向Ｗの溝部側面７２ａが内嵌山部５１の周方向Ｗの一端面５１ａと位置を合わせて設けられる。

突起部７１は、第２変形例として、図１７、図１８に示すように、周方向Ｗの幅を内嵌溝部５２の周方向Ｗの幅の２倍程度等とすることで内嵌溝部５２より周方向Ｗの幅を大きくして、周方向Ｗの突起側面７１ａが外嵌山部３１の周方向Ｗの他端面３１ｂと位置を合わせて設けられる。溝部７２は、第２変形例として、周方向Ｗの幅を内嵌溝部５２と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの溝部側面７２ａが内嵌山部５１の一端面５１ａ及び他端面５１ｂと位置を合わせて設けられる。

突起部７１は、第３変形例として、図１９、図２０に示すように、周方向Ｗの幅を内嵌溝部５２の周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの突起側面７１ａが周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成される。溝部７２は、第３変形例として、周方向Ｗの幅を内嵌山部５１と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅と略同一として、内嵌溝部５２の基端側で周方向Ｗの溝部側面７２ａが周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成される。

突起部７１及び溝部７２は、第３変形例において、図２０（ｃ）に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで相対回転させて互いに係止させた状態で、周方向Ｗで互いに当接される当接面７０が、周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成されるものとなる。

突起部７１及び溝部７２は、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗに相対回転させることで、周方向Ｗで互いに係止されるものであれば、周方向Ｗの如何なる位置に形成されてもよく、また、如何なる数量、形状等で形成されてもよい。

次に、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７の第２実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第２実施形態において、図２１に示すように、内嵌端部５の先端側で、軸芯方向Ｙに突出させた突起部７１が内嵌先端部５４に形成されて、外嵌端部３の基端側で、軸芯方向Ｙに切り欠かれた溝部７２が外嵌基端部３５に形成される。このとき、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌端部３の先端側で、軸芯方向Ｙに突出させた突起部７１が外嵌先端部３４に形成されるとともに、内嵌端部５の基端側で、軸芯方向Ｙに切り欠かれた溝部７２が内嵌基端部５５に形成されてもよい。

内嵌先端部５４は、内嵌端部５の先端側で、内嵌先端部５４の先端面から軸芯方向Ｙに突出させて、内嵌溝部５２と略同一の板厚で、内嵌端部５の内面から連続して、略矩形状の突起部７１が１箇所以上に形成される。外嵌基端部３５は、外嵌端部３の基端側で、外嵌基端部３５の基端面から軸芯方向Ｙに切り欠かれて、突起部７１の板厚以上等の深さで、軸芯直交方向Ｘで外嵌端部３の内面から凹状に、略矩形状の溝部７２が１箇所以上に形成される。

内嵌先端部５４は、第１変形例として、図２２に示すように、内嵌端部５の先端側で、内嵌山部５１と略同一の板厚で、内嵌端部５の内面から連続して、略矩形状等の突起部７１が形成されてもよい。このとき、外嵌基端部３５は、第１変形例において、外嵌端部３の基端側で、内嵌山部５１の板厚以上等の深さで、略矩形状等の溝部７２が形成されるものとなる。

内嵌先端部５４は、第２変形例として、図２３に示すように、内嵌端部５の先端側で、内嵌山部５１を軸芯直交方向Ｘに突出させた高さと略同一の板厚で、内嵌山部５１の外面から連続して、略矩形状等の突起部７１が形成されてもよい。このとき、外嵌基端部３５は、第２変形例において、外嵌端部３の基端側で、内嵌山部５１を軸芯直交方向Ｘに突出させた高さ以上の深さで、外嵌端部３の内面を切り欠くことなく、外嵌端部３の内面より内側に、略矩形状等の溝部７２が形成されるものとなる。

突起部７１は、図２４に示すように、内嵌先端部５４と外嵌基端部３５とを互いに軸芯方向Ｙで対向させて、外嵌端部３に内嵌端部５を挿入することで、軸芯方向Ｙで外嵌基端部３５の溝部７２に挿入された状態となる。突起部７１は、内嵌端部５の先端側で、軸芯方向Ｙで外嵌基端部３５の溝部７２に当接されて、又は、外嵌基端部３５の溝部７２と離間される。

突起部７１は、図２５（ａ）に示すように、周方向Ｗの幅を外嵌溝部３２の周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの突起側面７１ａが内嵌山部５１の周方向Ｗの一端面５１ａと位置を合わせて設けられる。溝部７２は、周方向Ｗの幅を外嵌山部３１と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅と略同一として、周方向Ｗの溝部側面７２ａが外嵌山部３１の周方向Ｗの一端面３１ａと位置を合わせて設けられる。

突起部７１は、図２５（ｂ）に示すように、内嵌山部５１の軸芯方向Ｙへの移動に伴って、外嵌山部３１の側方を同時に移動するものとなり、内嵌端部５を外嵌端部３に挿入するときに、外嵌山部３１の幅よりも突起部７１の幅の分だけ周方向Ｗの幅を大きくした溝部７２に自ずと挿入されるものとなる。

突起部７１は、図２５（ｃ）に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで相対回転させたときに、溝部７２に挿入された状態で、外嵌山部３１の幅の分だけ周方向Ｗに移動して、突起側面７１ａが溝部側面７２ａに当接されて、周方向Ｗで溝部７２に係止される。

突起部７１は、第１変形例として、外嵌溝部３２より周方向Ｗの幅を小さくして設けられる。溝部７２は、第１変形例として、内嵌山部５１と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅以上の幅で設けられる。突起部７１は、第２変形例として、外嵌溝部３２より周方向Ｗの幅を大きくして設けられる。溝部７２は、第２変形例として、周方向Ｗの幅を外嵌溝部３２と突起部７１とを併せた周方向Ｗの幅と略同一として設けられる。

突起部７１は、第３変形例として、周方向Ｗの突起側面７１ａが周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成される。溝部７２は、第３変形例として、周方向Ｗの溝部側面７２ａが周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成される。突起部７１及び溝部７２は、第３変形例において、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで相対回転させて互いに係止させた状態で、周方向Ｗで互いに当接される当接面７０が、周方向Ｗに傾斜したテーパ状に形成されるものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図９、図２１等に示すように、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、外嵌山部３１及び内嵌山部５１と独立して、外嵌先端部３４又は内嵌先端部５４に突起部７１が形成されるとともに、外嵌基端部３５又は内嵌基端部５５に溝部７２が形成される。

このとき、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図２６（ａ）に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで一方向に必要以上に相対回転させようとしたとき、突起部７１の突起側面７１ａと溝部７２の溝部側面７２ａとが当接されて、溝部７２から突起部７１に周方向Ｗの回転力が伝達される。

また、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図２６（ｂ）に示すように、キー部材７４が空隙部７３に嵌め込まれることで、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗで反対方向に相対回転させようとしたときも、突起部７１の突起側面７１ａと溝部７２の溝部側面７２ａとにキー部材７４が挟み込まれて、溝部７２及び突起部７１からキー部材７４に周方向Ｗの回転力が伝達される。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗに相対回転させようとしたとき、突起部７１又はキー部材７４に周方向Ｗの回転力が伝達されることで、外嵌端部３と内嵌端部５との必要以上の相対回転が抑止されて、回転抵抗力を発揮するものとなる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌山部３１及び内嵌山部５１と独立して、回転抵抗力を発揮するための突起部７１及び溝部７２が形成されるため、軸芯方向Ｙの引張力又は圧縮力を突起部７１及び溝部７２に伝達させることなく、外嵌山部３１及び内嵌山部５１に引張力又は圧縮力に対する軸芯抵抗力を独立して発揮させることができる。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌山部３１及び内嵌山部５１に軸芯抵抗力を負担させるとともに、突起部７１及び溝部７２に回転抵抗力を負担させるための構造計算を独立して容易に実施することできるため、継手全体の設計の正確性を向上させて、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２との確実な連接状態を確保することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図２６に示すように、外嵌端部３と内嵌端部５とを周方向Ｗに相対回転させようとしたとき、突起部７１又はキー部材７４に軸芯方向Ｙの外力を作用させることなく、突起部７１又はキー部材７４が周方向Ｗに純圧縮される。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、突起部７１又はキー部材７４が純圧縮されて、突起部７１又はキー部材７４が面内方向に回転変形等することを防止することができるため、突起部７１又はキー部材７４の材料強度を十分に活用して、外嵌端部３と内嵌端部５との必要以上の相対回転を抑止する回転抵抗力を向上させることが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、施工時の回転力が比較的弱いものとなる鋼管杭の逆回転時を考慮すると、突起部７１よりもキー部材７４の材料強度を低く設定することもできる。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、キー部材７４と突起部７１との相対的な材料強度を適宜変更することで、外嵌端部３と内嵌端部５との必要以上の相対回転を抑止する回転抵抗力を、鋼管杭の回転方向に応じて適宜調整することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌山部３１及び内嵌山部５１と独立して、突起部７１及び溝部７２が形成されるため、軸芯抵抗力を負担する外嵌山部３１及び内嵌山部５１に、断面欠損等を生じさせないものとなる。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌山部３１又は内嵌山部５１に突起部７１又は溝部７２を形成させる場合と比較したとき、外嵌山部３１及び内嵌山部５１の引張耐力及び圧縮耐力を向上させて、軸芯抵抗力を十分に確保することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、あらかじめ外嵌端部３又は内嵌端部５の内側に、キー部材７４を仮止め等することを必要としないで、外嵌先端部３４及び内嵌基端部５５の外側から、キー部材７４が空隙部７３に嵌め込まれて設置されるものである。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、キー部材７４の仮止め等を必要としないため、外嵌端部３及び内嵌端部５に複雑な加工等を実施することなく、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２との相対回転を抑止するための構造を簡易に導入することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌先端部３４又は内嵌先端部５４に、複数の突起部７１を形成させるとともに、外嵌基端部３５又は内嵌基端部５５に、複数の溝部７２を形成させて、複数の突起部７１を複数の溝部７２で係止させることができる。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、周方向Ｗで複数の突起部７１が複数の溝部７２に係止されるため、外嵌端部３と内嵌端部５との必要以上の相対回転を抑止する回転抵抗力を向上させることが可能となる。

さらに、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図１９、図２０に示すように、突起部７１、溝部７２の第３変形例において、溝部側面７２ａがテーパ状に形成されるため、外嵌基端部３５又は内嵌基端部５５で切り欠かれることなく形成された係止部７６が設けられる。このとき、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、隣り合う溝部７２を周方向Ｗに連続させて、外嵌基端部３５又は内嵌基端部５５に多数の溝部７２を形成させることができる。

これにより、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌基端部３５又は内嵌基端部５５に多数の溝部７２が形成されることで、多数の突起部７１を多数の溝部７２に係止させて、また、多数の空隙部７３に多数のキー部材７４が嵌め込まれることによって、外嵌端部３と内嵌端部５との回転抵抗力を著しく向上させることが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図９、図１０、図２２に示すように、突起部７１が外嵌端部３の外面又は内嵌山部５１の外面から連続して形成されることで、突起部７１を溝部７２に挿入するときの目視等による位置決めを容易にして、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２との連接作業を効率的に実施することが可能となる。

ここで、突起部７１や溝部７２が形成されない従来の構造の場合は、内嵌端部５の内嵌溝部５２を外嵌端部３の外嵌山部３１に軸芯方向Ｙへ移動して挿入する際に、周方向Ｗの回転位置がずれないように、内嵌山部５１が外嵌溝部３２に入っていくのを覗き込んで確認するものとなる。本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、内嵌端部５を外嵌端部３に挿入する際に、突起部７１と溝部７２との周方向Ｗの位置を覗き込むことなく確認することができるとともに、内嵌山部５１と外嵌溝部３２との周方向Ｗの位置決めを同時に実施することができるため、第１鋼管杭１と第２鋼管杭２との連接作業を容易に実施することが可能となる。

本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、図１１、図２３に示すように、外嵌端部３の内面を切り欠くことなく、外嵌端部３の内面より内側に溝部７２が形成されて、また、内嵌端部５の外面を切り欠くことなく、内嵌端部５の外面より内側に溝部７２が形成されることで、外嵌端部３の内面又は内嵌端部５の外面の内側に突起部７１が挿入されて、突起部７１が軸芯直交方向Ｘに座屈変形等することを防止することが可能となる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

例えば、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１に内嵌端部５が取り付けられるとともに、第２鋼管杭２に外嵌端部３が取り付けられるものとされてもよい。また、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、外嵌端部３及び内嵌端部５の軸芯方向Ｙで外嵌段部４及び内嵌段部６が１段以上の如何なる段数で形成されてもよい。さらに、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、第１鋼管杭１又は第２鋼管杭２の端部が切削されることで、第１鋼管杭１又は第２鋼管杭２そのものに外嵌端部３又は内嵌端部５が設けられてもよい。

また、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、複数の外嵌段部４の外嵌山部３１や、複数の内嵌段部６の内嵌山部５１が、軸芯方向Ｙで略千鳥状に配置されてもよい。さらに、本発明を適用した鋼管杭の回転抑止構造７は、各々の外嵌段部４や内嵌段部６で、外嵌谷部３３や内嵌谷部５３の板厚を略同一のものとして、複数の外嵌段部４や内嵌段部６がストレート状に形成されてもよい。

１：第１鋼管杭
２：第２鋼管杭
３：外嵌端部
３１：外嵌山部
３２：外嵌溝部
３３：外嵌谷部
３４：外嵌先端部
３５：外嵌基端部
４：外嵌段部
４１：第１外嵌段部
４２：第２外嵌段部
４３：第３外嵌段部
４４：第４外嵌段部
５：内嵌端部
５１：内嵌山部
５２：内嵌溝部
５３：内嵌谷部
５４：内嵌先端部
５５：内嵌基端部
６：内嵌段部
６１：第１内嵌段部
６２：第２内嵌段部
６３：第３内嵌段部
６４：第４内嵌段部
７：回転抑止構造
７０：当接面
７１：突起部
７１ａ：突起側面
７２：溝部
７２ａ：溝部側面
７３：空隙部
７４：キー部材
７５：ピン部材
７６：係止部
Ｗ：周方向
Ｘ：軸芯直交方向
Ｙ：軸芯方向

Claims

第１鋼管杭と第２鋼管杭との相対回転を抑止する鋼管杭の回転抑止構造であって、
軸芯方向に第１鋼管杭と第２鋼管杭とを連接させる外嵌端部と内嵌端部とを備え、
前記外嵌端部は、軸芯直交方向で内側に突出させて形成された外嵌山部と、前記外嵌山部に周方向で隣り合って形成された外嵌溝部と、前記外嵌山部より軸芯方向で基端側に形成された外嵌谷部と、軸芯方向の先端側に設けられる外嵌先端部と、軸芯方向の基端側に設けられる外嵌基端部とを有し、
前記内嵌端部は、軸芯直交方向で外側に突出させて形成された内嵌山部と、前記内嵌山部に周方向で隣り合って形成された内嵌溝部と、前記内嵌山部より軸芯方向で基端側に形成された内嵌谷部と、軸芯方向の先端側に設けられる内嵌先端部と、軸芯方向の基端側に設けられる内嵌基端部とを有し、
前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、軸芯方向に突出させた突起部が形成されて、
前記外嵌基端部及び前記内嵌基端部の何れか一方又は両方は、軸芯方向に切り欠かれた溝部が形成されて、
前記突起部は、軸芯方向で前記溝部に挿入された状態で、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させることで、周方向で前記溝部に係止され、
前記溝部は、前記外嵌山部及び前記内嵌山部から独立させて設けられ、
前記溝部の周方向の幅は、前記突起部の周方向の幅よりも大きく形成されること
を特徴とする鋼管杭の回転抑止構造。
前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅より小さくして、前記突起部が形成されること
を特徴とする請求項１記載の鋼管杭の回転抑止構造。
前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅より大きくして、前記突起部が形成されること
を特徴とする請求項１記載の鋼管杭の回転抑止構造。
前記外嵌先端部及び前記内嵌先端部の何れか一方又は両方は、前記突起部の周方向の幅を、前記外嵌溝部又は前記内嵌溝部の周方向の幅と略同一として、前記突起部が形成されること
を特徴とする請求項１記載の鋼管杭の回転抑止構造。
前記突起部及び前記溝部は、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させて互いに係止させた状態で、互いに当接される当接面が周方向に傾斜したテーパ状に形成されること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の鋼管杭の回転抑止構造。
前記突起部及び前記溝部は、前記外嵌端部と前記内嵌端部とを周方向に相対回転させて互いに係止させた状態で、互いに離間させて形成された空隙部に、キー部材が嵌め込まれること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の鋼管杭の回転抑止構造。