机械式接头、带接头钢管、带接头钢管的制造方法、构造体、构造体的施工方法、机械式接头的设计方法与流程

本发明涉及在钢管彼此的接合中使用的机械式接头、具备机械式接头的带接头钢管、带接头钢管的制造方法、具备机械式接头及用机械式接头接合的多个钢管的构造体、构造体的施工方法以及机械式接头的设计方法。

背景技术：

1、以往，钢管彼此的接合主要使用焊接，近年来有工期的缩短、质量管理上的问题，逐渐也使用机械接合。关于该机械式接合，在专利文献1中公开了仅通过插入就能够接合的施工性优异的接头。

2、专利文献1记载的“钢管的接头构造”在成为接合对象的钢管的端部分别设置外侧接头管和内侧接头管，通过在管轴方向上将这些外侧接头管和内侧接头管相互插入并使之嵌合从而将钢管接合。外侧接头管及内侧接头管中的任意一者的前端在周向上分割而能够在径向上挠曲。在轴向上施加推入荷重，使外侧接头管及内侧接头管中的任意一者的前端挠曲并插入。此时，在插入的结束位置，挠曲恢复，并且形成在内侧接头管的外周面上的凸部与形成在外侧接头管的内周面上的卡合部卡合并嵌合，形成在外侧接头管的内周面上的凸部与形成在内侧接头管的外周面上的卡合部卡合并嵌合。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2004-36329号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在专利文献1记载的接头中，前端在周向上被分割的部分的剖面为圆弧状，因此弯曲刚性比剖面为矩形的部分高，在使接头彼此嵌合时需要大的推入荷重。另外，由于一般来说接头需要与钢管同等的压缩·拉伸强度，所以当伴随着钢管的规格而加厚接头的板厚时，需要更大的推入荷重。由于通过插入进行的嵌合所需的推入荷重增大会使施工性恶化，所以正在研究降低推入荷重的方法。

3、因此，为了降低需要的推入荷重，可考虑增加挠曲的部分的分割数，但在切削该部分进行制作的情况下，切削位置数增加而较花费加工成本。而且，伴随着分割数的增加而该部分的强度降低，有时会由于在搬运时或作业时的未预期的荷重而产生扭转等不可逆变形，有可能在施工时不能够嵌合。因此，要求能够降低推入荷重而不增加分割数的机械式接头。

4、本发明是鉴于上述课题而作出，其目的在于提供能够使嵌合所需的推入荷重降低而提高施工性且不会招致加工成本的增大及强度的降低的机械式接头、带接头钢管、带接头钢管的制造方法、构造体、构造体的施工方法、机械式接头的设计方法。

5、用于解决课题的手段

6、本发明的一个方案的机械式接头具备分别设置于成为接合对象的钢管的端部的内侧接头管和外侧接头管，所述内侧接头管及所述外侧接头管中的任意一者由在周向上等间隔地分割并能够在径向上挠曲的分割片构成，并且机械式接头具备：凸部，形成于所述内侧接头管的外周面；卡合部，形成于所述外侧接头管的内周面，在所述内侧接头管与所述外侧接头管嵌合完成的状态下与所述凸部卡合并与所述凸部一起抵抗拉伸荷重；以及引导部，设置于所述外侧接头管中与所述卡合部相比靠前端侧，在使所述内侧接头管与所述外侧接头管嵌合的中途，与所述凸部抵接并与所述凸部协作使所述分割片挠曲，并且将挠曲的状态维持至达到所述卡合部，其中，所述分割片被分组为满足下述条件(1)、(2)的多个组，并构成为在嵌合过程中按同一组的分割片将到达最大挠曲的定时错开。

7、(1)属于同一组的分割片的使所述引导部处的最大挠曲产生的轴向位置相同，且对各组而言所述轴向位置不同，

8、(2)当用直线将属于同一组的分割片的相邻分割片彼此的周向上的中心连结时，形成通过管的中心的直线、或形成重心与管的中心一致的多边形。

9、本发明的一个方案的机械式接头具备分别设置于成为接合对象的钢管的端部的内侧接头管和外侧接头管，所述内侧接头管及所述外侧接头管中的任意一者由在周向上等间隔地分割并能够在径向上挠曲的分割片构成，并且机械式接头具备：凸部，形成于所述外侧接头管的内周面；卡合部，形成于所述内侧接头管的外周面，在所述外侧接头管与所述内侧接头管嵌合完成的状态下与所述凸部卡合并与所述凸部一起抵抗拉伸荷重；以及引导部，设置于所述内侧接头管中与所述卡合部相比靠前端侧，在使所述外侧接头管与所述内侧接头管嵌合的中途，与所述凸部抵接并与所述凸部协作使所述分割片挠曲，并且将挠曲的状态维持至达到所述卡合部，其中，所述分割片被分组为满足下述条件(1)、(2)的多个组，并构成为在嵌合过程中按同一组的分割片将到达最大挠曲的定时错开。

10、(1)属于同一组的分割片的使所述引导部处的最大挠曲产生的轴向位置相同，且对各组而言所述轴向位置不同，

11、(2)当用直线将属于同一组的分割片的相邻分割片彼此的周向上的中心连结时，形成通过管的中心的直线、或形成重心与管的中心一致的多边形。

12、本发明的一个方案的机械式接头为，在上述发明中，在一个所述组中的分割片到达最大挠曲前，其他组中的分割片不开始径向上的挠曲。

13、本发明的一个方案的带接头钢管在两端或一端具备上述发明的机械式接头中的内侧接头管和/或外侧接头管。

14、本发明的一个方案的带接头钢管的制造方法是制造上述发明的带接头钢管的方法，将上述发明的机械式接头中的外侧接头管和/或内侧接头管分别安装于成为接合对象的钢管的端部。

15、本发明的一个方案的构造体具备上述发明的机械式接头和用所述机械式接头接合的多个钢管。

16、本发明的一个方案的构造体的施工方法是上述发明的构造体的施工方法，在将端部安装有所述外侧接头管的钢管和端部安装有所述内侧接头管的钢管中的任意一者竖立设置于地中的状态下，将另一者的钢管配置于所述一者的钢管之上，使所述内侧接头管与所述外侧接头管嵌合并接合。

17、本发明的一个方案的机械式接头的设计方法是设计机械式接头的设计方法，所述机械式接头具备分别设置于成为接合对象的钢管的端部的内侧接头管和外侧接头管，所述内侧接头管及所述外侧接头管中的任意一者由在周向上等间隔地分割并能够在径向上挠曲的分割片构成，并且机械式接头具备：凸部，形成于所述内侧接头管的外周面；卡合部，形成于所述外侧接头管的内周面，在所述内侧接头管与所述外侧接头管嵌合完成的状态下与所述凸部卡合并与所述凸部一起抵抗拉伸荷重；以及引导部，设置于所述外侧接头管中与所述卡合部相比靠前端侧，在使所述内侧接头管与所述外侧接头管嵌合的中途，与所述凸部抵接并与所述凸部协作使所述分割片挠曲，并且将挠曲的状态维持至达到所述卡合部，其中，将所述分割片分组为满足下述条件(1)、(2)的多个组，并设为在嵌合过程中，按同一组的分割片将到达最大挠曲的定时错开，并且由于分割片的挠曲而产生的水平方向上的应力被抵消。

18、(1)属于同一组的分割片的使所述引导部处的最大挠曲产生的轴向位置相同，且形成所述轴向位置不同，

19、(2)当用直线将属于同一组的分割片的相邻分割片彼此的周向上的中心连结时，形成通过管的中心的直线、或形成重心与管的中心一致的多边形。

20、本发明的一个方案的机械式接头的设计方法是设计机械式接头的设计方法，所述机械式接头具备分别设置于成为接合对象的钢管的端部的内侧接头管和外侧接头管，所述内侧接头管及所述外侧接头管中的任意一者由在周向上等间隔地分割并能够在径向上挠曲的分割片构成，并且机械式接头具备：凸部，形成于所述外侧接头管的内周面；卡合部，形成于所述内侧接头管的外周面，在所述外侧接头管与所述内侧接头管嵌合完成的状态下与所述凸部卡合并与所述凸部一起抵抗拉伸荷重；以及引导部，设置于所述内侧接头管中与所述卡合部相比靠前端侧，在使所述外侧接头管与所述内侧接头管嵌合的中途，与所述凸部抵接并与所述凸部协作使所述分割片挠曲，并且将挠曲的状态维持至达到所述卡合部，其中，将所述分割片分组为满足下述条件(1)、(2)的多个组，并设为在嵌合过程中，按同一组的分割片将到达最大挠曲的定时错开，并且由于分割片的挠曲而产生的水平方向上的应力被抵消。

21、(1)属于同一组的分割片的使所述引导部处的最大挠曲产生的轴向位置相同，且对各组而言所述轴向位置不同，

22、(2)当用直线将属于同一组的分割片的相邻分割片彼此的周向上的中心连结时，形成通过管的中心的直线、或形成重心与管的中心一致的多边形。

23、发明的效果

24、根据本发明，分割片以满足规定条件的方式分组为多个组，通过在嵌合过程中按同一组的分割片将到达最大挠曲的定时错开，从而能够降低嵌合所需的推入荷重，施工性提高。另外，根据本发明，由于能够降低推入荷重而不增加分割片的数量，所以也不会增大加工成本、强度降低。