JP2020105898A - 多条ねじ継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多条ねじ継手の設計方法及び製造方法 - Google Patents
多条ねじ継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多条ねじ継手の設計方法及び製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】嵌合間違いを排除できる多条ねじ継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多条ねじ継手の設計方法及び製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る多条ねじ継手１は、鋼管３、９の端部に取り付けられ、雄ねじ５を有する内側継手管７と雌ねじ１１を有する外側継手管１３からなり、内側継手管７及び外側継手管１３のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手１であって、内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なることを特徴とするものである。【選択図】 図１
Description
本発明は、２条以上の雄ねじを有する内側継手管と、２条以上の雌ねじを有する外側継手管からなる多条ねじ継手、該多条ねじ継手を取り付けた継手付き鋼管、該継手付き鋼管が複数連結されてなる構造体、構造体の施工方法、及び多条ねじ継手の設計方法及び製造方法に関する。
構造物の基礎や地滑りの抑止などに利用される鋼管による構造体（例えば、鋼管杭、鋼管矢板、鋼管矢板を連結した鋼管矢板壁、鋼管柱、鋼管梁等）は、施工の条件により必要な長さが数十ｍに及ぶ場合がある。一方、これら鋼管による構造体を施工現場まで搬送する際は、交通制限により長尺のものを搬送できない。そのため、搬送可能な長さである数ｍづつ運び、施工現場において施工（打設を含む）途中で接合される。
鋼管による構造体を施工現場で接合する方法として、特許文献１に開示されたようなねじ継手が利用される。ねじ継手は接合対象となる鋼管のそれぞれの端部に取り付けられ、施工現場で回転嵌合させることによって鋼管を接合して鋼管による構造体を施工する。
特許文献１に開示のねじ継手は、ねじ部を多条ねじとすることで、嵌合に必要な回転量を低減させ、嵌合時間の低減や施工性の向上を実現できる。特に、隣接する鋼管同士を連結する連結継手を有する鋼管矢板用の鋼管にねじ継手を適用する場合、連結継手の回転半径内にある他の鋼管矢板が干渉することがあるため、嵌合に必要な回転量を低減することは有効である。
ねじ継手を鋼管矢板用の鋼管に適用する場合、上側の鋼管と下側の鋼管の連結継手の位置が、上下の鋼管の嵌合完了時点で同じ位置にある必要がある。この点、多条ねじ継手の場合、ねじ条数分だけねじ山の先端部が存在し、ねじ条数と同数の嵌合開始位置が存在する。このため、嵌合完了時に正しい位置となる嵌合開始位置から嵌合を開始する必要がある。そこで、多条ねじ継手には正しい嵌合開始位置に位置合わせマークが設けられている。
ねじ継手を鋼管矢板用の鋼管に適用する場合、位置合わせマークに合わせて嵌合を開始することにより、嵌合完了時に上下の連結継手位置が一致する。
しかし、位置合わせマークを設けても、ヒューマンエラーによる嵌合開始位置の間違いを完全には排除できず、仮に、間違った嵌合開始位置から嵌合が開始されると、嵌合完了時点で上下の連結継手位置が不一致となり、嵌合開始位置が誤りであったことが分かる。
この場合、嵌合完了したものを、再度逆回転して嵌合を外して、嵌合位置合わせを行って再度嵌合することになり、工事の進行を遅らす原因やねじ部の傷つきによる嵌合不良の原因となる。
しかし、位置合わせマークを設けても、ヒューマンエラーによる嵌合開始位置の間違いを完全には排除できず、仮に、間違った嵌合開始位置から嵌合が開始されると、嵌合完了時点で上下の連結継手位置が不一致となり、嵌合開始位置が誤りであったことが分かる。
この場合、嵌合完了したものを、再度逆回転して嵌合を外して、嵌合位置合わせを行って再度嵌合することになり、工事の進行を遅らす原因やねじ部の傷つきによる嵌合不良の原因となる。
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、嵌合間違いを排除できる多条ねじ継手、該多条ねじ継手を取り付けた継手付き鋼管、該継手付き鋼管が複数連結されてなる構造体、構造体の施工方法、及び多条ねじ継手の設計方法及び製造方法を提供することを目的としている。
（１）本発明に係る多条ねじ継手は、鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なることを特徴とするものである。
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なることを特徴とするものである。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、ねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が他のねじ山及びねじ底と同じであることを特徴とするものである。
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、その高さが異なることを特徴とするものである。
（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ねじ幅が異なることを特徴とするものである。
（５）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ねじ角度が異なることを特徴とするものである。
（６）本発明に係る継手付き鋼管は、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の多条ねじ継手における内側継手管と外側継手管を、一端と他端に取り付けてなることを特徴とするものである。
（７）本発明に係る構造体は、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の多条ねじ継手と、前記多条ねじ継手で連結された複数の鋼管とを備えることを特徴とするものである。
（８）本発明に係る構造体の施工方法、上記（７）に記載の構造体の施工方法であって、連結対象となる継手付き鋼管の一方の回転を拘束した状態で、他方の継手鋼管の多条ねじ継手を前記一方の継手付き鋼管の多条ねじ継手に位置合わせして回転嵌合することを特徴とするものである。
（９）本発明に係る多条ねじ継手の設計方法は、鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじの設計方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に設計することを特徴とするものである。
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に設計することを特徴とするものである。
（１０）本発明に係る多条ねじ継手の製造方法は、鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に形成することを特徴とするものである。
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に形成することを特徴とするものである。
本発明に係る多条ねじ継手においては、内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なるので、特定の対応するねじ山とねじ底が嵌合可能な状態でないと嵌合することができない。このため、誤嵌合を確実に防止することができる。
本実施の形態に係る多条ねじ継手１は、図１、図２に示すように、上側の鋼管３の端部に取り付けられ、雄ねじ５を有する内側継手管７と、下側の鋼管９の端部に取り付けられ、雌ねじ１１を有する外側継手管１３からなり、内側継手管７及び外側継手管１３のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手１であって、内側継手管７及び外側継手管１３は、多条ねじのうちの特定の１条分（図１、図２で斜線で示した部分）のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを備える。そして、このねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓは、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状であることを特徴とするものである。
＜鋼管＞
鋼管３、９は、杭を構成するものであり、図中上側の鋼管３が上杭を、下側の鋼管９が下杭を構成する。
本実施の形態では、上側の鋼管３に雄ねじ５を有する内側継手管７が溶接により固定され、下側の鋼管９に雌ねじ１１を有する外側継手管１３が溶接により固定されている。
もっとも、内側継手管７を下側の鋼管９に固定し、外側継手管１３を上側の鋼管３に固定するようにしてもよい。
鋼管３、９は、杭を構成するものであり、図中上側の鋼管３が上杭を、下側の鋼管９が下杭を構成する。
本実施の形態では、上側の鋼管３に雄ねじ５を有する内側継手管７が溶接により固定され、下側の鋼管９に雌ねじ１１を有する外側継手管１３が溶接により固定されている。
もっとも、内側継手管７を下側の鋼管９に固定し、外側継手管１３を上側の鋼管３に固定するようにしてもよい。
＜内側継手管、外側継手管＞
内側継手管７は、２条以上の多条ねじからなる雄ねじ５が形成されている。また、外側継手管１３は、内側継手管７と同じ条数の２条以上の多条ねじからなる雌ねじ１１が形成されている。
そして、内側継手管７及び外側継手管１３が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓは、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じでねじ形状が異なっている。
そのため、内側継手管７と外側継手管１３における、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致していないと回転嵌合することができない。換言すれば、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致する場合のみ、図２に示すように、回転嵌合することができる。
内側継手管７は、２条以上の多条ねじからなる雄ねじ５が形成されている。また、外側継手管１３は、内側継手管７と同じ条数の２条以上の多条ねじからなる雌ねじ１１が形成されている。
そして、内側継手管７及び外側継手管１３が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓは、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じでねじ形状が異なっている。
そのため、内側継手管７と外側継手管１３における、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致していないと回転嵌合することができない。換言すれば、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致する場合のみ、図２に示すように、回転嵌合することができる。
特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓのねじ形状の例としては、ねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓの高さが他と異なるものが挙げられ、これについて図３、図４に基づいて説明する。
図３（ａ）は、特定の１条分以外の他のねじ山５ａ、１１ａ、ねじ底１１ｂ、５ｂを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この適切に嵌合する雌ねじ１１のねじ山１１ａの高さｈは4.0mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂとの間の径方向のクリアランスｃ1は0.5mmとする。
また、図３（ｂ）は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この特定の１条分の雌ねじ１１のねじ山１１ａｓ高さＨは2.0mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂｓとの間のクリアランスＣ1は0.5mmとする。
また、図３（ｂ）は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この特定の１条分の雌ねじ１１のねじ山１１ａｓ高さＨは2.0mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂｓとの間のクリアランスＣ1は0.5mmとする。
なお、ねじピッチＰは他のねじ形状のもの、及び特定の１条のねじ形状のものも共に10mmである。ねじピッチＰとは、ある１条における雄ねじ５のねじ底の端から次の１条の雄ねじ５のねじ底の始まる位置までの軸方向の距離、あるいは、ある１条の雌ねじ１１のねじ山の端から次の１条のねじ山の始まる位置までの軸方向の距離である。
１条ねじの場合には、ねじピッチは、１回転したときにねじが進む距離を意味するが、多条ねじにおいては、ねじの条数によって１回転したときの進む距離が異なることから、一定の距離としてのねじピッチを定義できないので、上記のように定義している。
１条ねじの場合には、ねじピッチは、１回転したときにねじが進む距離を意味するが、多条ねじにおいては、ねじの条数によって１回転したときの進む距離が異なることから、一定の距離としてのねじピッチを定義できないので、上記のように定義している。
図３（ｂ）に示すように、特定の１条についても、雄ねじ５と雌ねじ１１が特定の１条同士であればあれば嵌合開始することができ、雄ねじ５を有する内側継手管７と雌ねじ１１を有する外側継手管１３を回転嵌合することができる。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図４に示すように、特定の１条である雄ねじ５のクリアランスＣ1を含めて2.5mmのねじ底５ｂｓ（Ｈ＋Ｃ1）のところに、他の雌ねじ１１であるねじ高さｈが4.0mmの雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置することになり、干渉して嵌合を開始することができない。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図４に示すように、特定の１条である雄ねじ５のクリアランスＣ1を含めて2.5mmのねじ底５ｂｓ（Ｈ＋Ｃ1）のところに、他の雌ねじ１１であるねじ高さｈが4.0mmの雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置することになり、干渉して嵌合を開始することができない。
なお、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合できないようにするには、ねじ山の高さの差がクリアランスｃ1以上ある必要がある。例えば、特定の１条のねじ山５ａｓ、１１ａｓの高さＨ、その他のねじ山５ａ、１１ａの高さｈ、その他のねじ底５ｂ、１１ｂとねじ山１１ａ、５ａのクリアランスｃ1との関係は、ｈ＞Ｈ＋ｃ1又はＨ＞ｈ＋ｃ1の関係となる。
図５は、８条のねじ継手を上部から見た場合の雄ねじ５及び雌ねじ１１のねじ開始位置の概念図である。図中、黒丸印は特定の１条以外のねじの嵌合開始位置を示し、星印は特定の１条のねじの嵌合開始位置を示している。
図５（ａ）は、特定の１条が形成されていない全てのねじが通常のものであり、雄ねじ５と雌ねじ１１は黒丸印の位置が一致していれば嵌合を開始することができる。図５（ｂ）は特定の１条が形成されたものであり、この場合、図５（ｂ）に示すように、雄ねじ５と雌ねじ１１の星印の位置が一致していれば、嵌合を開始することができる。図５（ｂ）に示す状態は、黒丸同士の関係は、図３（ａ）の状態であり、星印同士の関係は、図３（ｂ）の状態となる。
図５（ａ）は、特定の１条が形成されていない全てのねじが通常のものであり、雄ねじ５と雌ねじ１１は黒丸印の位置が一致していれば嵌合を開始することができる。図５（ｂ）は特定の１条が形成されたものであり、この場合、図５（ｂ）に示すように、雄ねじ５と雌ねじ１１の星印の位置が一致していれば、嵌合を開始することができる。図５（ｂ）に示す状態は、黒丸同士の関係は、図３（ａ）の状態であり、星印同士の関係は、図３（ｂ）の状態となる。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）と同様に、特定の１条が形成されたものであるが、雄ねじ５の嵌合開始位置と雌ねじ１１の嵌合開始位置が対応していないので、嵌合を開始することができない。図５（ｃ）における星印と黒丸との関係が、図４に示す状態となる。
このように、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じでねじ形状は異なるようにすることで、対応する位置でないと嵌合開始できないので、誤嵌合を確実に防止することができる。
すなわち、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致する位置に、位置合わせマークを付けておけば、正しい嵌合位置であれば回転嵌合することができ、仮に、ヒューマンエラーによって位置合わせが誤った場合には、嵌合開始ができない。このため、嵌合開始位置が誤りであることが直ぐに分かり、誤嵌合によって、回転嵌合をやり直す場合に比較すると施工効率を向上させることができる。
すなわち、特定の１条同士の嵌合開始位置が一致する位置に、位置合わせマークを付けておけば、正しい嵌合位置であれば回転嵌合することができ、仮に、ヒューマンエラーによって位置合わせが誤った場合には、嵌合開始ができない。このため、嵌合開始位置が誤りであることが直ぐに分かり、誤嵌合によって、回転嵌合をやり直す場合に比較すると施工効率を向上させることができる。
なお、上記の説明では、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓの高さを他と異なるように設定したものであったが、本発明はこれに限られるものではなく、要するにその他のねじと嵌合できないねじ形状の特定のねじを１条分形成すればよく、特定の１条のねじ形状を他のねじ形状と異なるようにする態様は、例えば、以下に説明する他の態様１、２等が挙げられる。
＜他の態様１＞
他の態様１は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓが、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ねじピッチは同じであり、ねじ幅が異なるものであり、これについて図６、図７に基づいて説明する。
図６（ａ）は、他のねじ山５ａ、１１ａ、ねじ底１１ｂ、５ｂを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この適切に嵌合する雌ねじ１１のねじ幅ｗは3.4mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂとの間の軸方向のクリアランスｃ2は0.5mmとする。
また、図６（ｂ）は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この特定の１条分の雌ねじ１１のねじ幅Ｗは2.4mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂｓとの間の軸方向のクリアランスＣ2は0.7mmとする。
なお、ねじピッチＰは他のものも特定の１条も共に10mmである。
他の態様１は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓが、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ねじピッチは同じであり、ねじ幅が異なるものであり、これについて図６、図７に基づいて説明する。
図６（ａ）は、他のねじ山５ａ、１１ａ、ねじ底１１ｂ、５ｂを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この適切に嵌合する雌ねじ１１のねじ幅ｗは3.4mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂとの間の軸方向のクリアランスｃ2は0.5mmとする。
また、図６（ｂ）は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この特定の１条分の雌ねじ１１のねじ幅Ｗは2.4mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂｓとの間の軸方向のクリアランスＣ2は0.7mmとする。
なお、ねじピッチＰは他のものも特定の１条も共に10mmである。
図６（ｂ）に示すように、特定の１条についても、対応するねじ山５ａｓ、１１ａｓとねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ同士であれば嵌合することができ、雄ねじ５を有する内側継手管７と雌ねじ１１を有する外側継手管１３を嵌合させることができる。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図７に示すように、特定の１条である雄ねじ５のクリアランスＣ2を含めて3.1mm（Ｗ+Ｃ2）のねじ底５ｂｓのところに、他の雌ねじ１１であるねじ幅ｗが3.4mmの雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置することになり、干渉して内側継手管７と外側継手管１３の嵌合を開始することができない。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図７に示すように、特定の１条である雄ねじ５のクリアランスＣ2を含めて3.1mm（Ｗ+Ｃ2）のねじ底５ｂｓのところに、他の雌ねじ１１であるねじ幅ｗが3.4mmの雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置することになり、干渉して内側継手管７と外側継手管１３の嵌合を開始することができない。
なお、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合できないようにするには、ねじ山の幅の差がクリアランスｃ2以上ある必要がある。例えば、特定のねじ山５ａｓ、１１ａｓの幅Ｗ、その他のねじ山５ａ、１１ａの幅ｗ、その他のねじ底５ｂ、１１ｂとねじ山１１ａ、５ａのクリアランスｃ2との関係は、ｗ＞Ｗ＋ｃ2又はＷ＞ｗ＋ｃ2の関係となる。
＜他の態様２＞
他の態様２は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓは、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じであり、ねじ角度が異なるものでありこれについて図８、図９に基づいて説明する。なお、ねじ角度が異なるとは、ねじ山における両側のフランク角が異なる場合、片側のフランク角が異なる場合の両方を含む意味である。
他の態様２は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓは、他のねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂと、ピッチは同じであり、ねじ角度が異なるものでありこれについて図８、図９に基づいて説明する。なお、ねじ角度が異なるとは、ねじ山における両側のフランク角が異なる場合、片側のフランク角が異なる場合の両方を含む意味である。
図８（ａ）は、他のねじ山５ａ、１１ａ、ねじ底１１ｂ、５ｂを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この適切に嵌合する雌ねじ１１のねじ山１１ａ及び雄ねじ５のねじ底５ｂの図中下側のフランク角αは略１０°とする。その結果、雌ねじ１１のねじ幅ｗは3.4mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂとの間の軸方向のクリアランスｃ2は0.5mmになっている。
また、図８（ｂ）は、特定の１条分のねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂｓ、５ｂｓを示しており、適切に嵌合している状態である。一例として、この特定の１条分の雌ねじ１１のねじ山１１ａｓ及び雄ねじ５のねじ底５ｂｓの図中下側のフランク角βは約２０°とする。その結果、雌ねじ１１のねじ幅Ｗは2.2mmで、雄ねじ５のねじ底５ｂｓとの間の軸方向のクリアランスＣ2は0.6mmとなっている。
なお、ねじピッチＰは他のものも特定の１条も共に10mmである。
なお、ねじピッチＰは他のものも特定の１条も共に10mmである。
図８（ｂ）に示すように、特定の１条についても、対応するねじ山５ａｓ、１１ａｓとねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ同士であれば嵌合することができ、雄ねじ５を有する内側継手管７と雌ねじ１１を有する外側継手管１３を嵌合させることができる。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図９に示すように、特定の１条の雄ねじ５のねじ底５ｂｓのところに、他の雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置すると、フランク角の違いから、両者が干渉して嵌合することができず、内側継手管７と外側継手管１３を嵌合させることができない。
しかし、特定の１条のねじとその他のねじが嵌合しようとすると、図９に示すように、特定の１条の雄ねじ５のねじ底５ｂｓのところに、他の雌ねじ１１のねじ山１１ａが位置すると、フランク角の違いから、両者が干渉して嵌合することができず、内側継手管７と外側継手管１３を嵌合させることができない。
なお、本発明においても、嵌合開始の目安がある方がよく、位置合わせマークを設けることが好ましい。位置合わせマークを設けていても、ヒューマンエラーにより誤嵌合が生ずる場合があるが、本発明を適用することで、このようなヒューマンエラーを確実に防止できる。
また、本発明における特定の１条分のねじ形状の変更は、切削刃や切削プログラムの変更により、従来の切削工程を大幅に増やすことなく製作することができるので、本発明は低コストでねじの誤嵌合を防止できるものであると言える。
また、本発明における特定の１条分のねじ形状の変更は、切削刃や切削プログラムの変更により、従来の切削工程を大幅に増やすことなく製作することができるので、本発明は低コストでねじの誤嵌合を防止できるものであると言える。
なお、上記の例では平行ねじを対象としていたが、テーパーネジの場合にも適用可能であり、テーパーネジにおいても問題なく誤嵌合を防止することができる。
なお、大径で上部から手前側を覗かなければ外側継手管１３側の嵌合位置を確認できないような場合には、外側継手管１３のねじ山を他と異なるようにすることで上部から目視的な嵌合位置の判別がしやすくなる。
なお、大径で上部から手前側を覗かなければ外側継手管１３側の嵌合位置を確認できないような場合には、外側継手管１３のねじ山を他と異なるようにすることで上部から目視的な嵌合位置の判別がしやすくなる。
なお、上記の他の形態１において、特定の１条分のねじ山とこれに対応するねじ底の軸方向クリアランス（隙間）Ｃ２が0.7mmで、他のねじ山とこれに対応するねじ底の継手軸方向隙間ｃ２が0.5mmの例を示し、また、他の形態２においては、特定の１条分のねじ山とこれに対応するねじ底の軸方向クリアランス（隙間）Ｃ２が0.6mmで、他のねじ山とこれに対応するねじ底の継手軸方向隙間ｃ２が0.5mmの例を示した。
しかしながら、本発明の多条ねじ継手は構造体を構成する鋼管の端部に取り付けられるものであり、荷重が作用した際に、軸方向で全てのねじ山が均等に当接して荷重伝達できるのがより好ましい。
そのため、特定の１条分のねじ山とこれに対応するねじ底の軸方向クリアランス（隙間）Ｃ２と、他のねじ山とこれに対応するねじ底の継手軸方向隙間ｃ２が同じであることがより好ましい。
しかしながら、本発明の多条ねじ継手は構造体を構成する鋼管の端部に取り付けられるものであり、荷重が作用した際に、軸方向で全てのねじ山が均等に当接して荷重伝達できるのがより好ましい。
そのため、特定の１条分のねじ山とこれに対応するねじ底の軸方向クリアランス（隙間）Ｃ２と、他のねじ山とこれに対応するねじ底の継手軸方向隙間ｃ２が同じであることがより好ましい。
また、上記の実施の形態では、平行ねじ（ねじ山が円筒の外面又は内面にあるねじ）を用いて説明を行ったが、本発明の範囲は平行ねじに限定されない。本発明は、テーパねじ（ねじ山が円すいの外面又は内面にあるねじ）の場合でも、同様の効果を得ることができる。
また、上記の実施の形態では、鋼管の端部に取り付ける多条ねじ継手を説明したが、この多条ねじ継手は予め工場等において、鋼管杭、鋼管矢板、鋼管柱、鋼管梁等を構成する鋼管の端部に溶接等によって取り付けることで、継手付き鋼管を構成することができる。
そして、施工現場等において、複数の継手付き鋼管の多条ねじ継手を連結することで、鋼管杭、鋼管矢板、鋼管矢板を連結した鋼管矢板壁、鋼管柱、鋼管梁等の構造体を形成することができる。つまり、これら構造体は、上記の実施の形態で説明した多条ねじ継手とこれら多条ねじ継手で連結された複数の鋼管とを備えている。
これら構造体を形成するに際して、連結対象となる一方の継手付き鋼管の回転を拘束した状態で、他方の継手鋼管の多条ねじ継手を前記一方の継手付き鋼管の多条ねじ継手に位置合わせして回転嵌合するようにすればよい。
例えば、構造体が鋼管杭又は鋼管矢板の場合には、一方の継手付き鋼管を先に地中に打設して、他方の継手付き鋼管を接合し、さらに打設することを繰り返せばよい。
また例えば、構造体が鋼管矢板壁の場合には、一方の連結継手を備える継手付き鋼管を、既に地中にある別の継手付き鋼管の隣に連結継手で接続しながら、先ず地中に打設して、他方の継手付き鋼管を接合し、連結継手の位置を合わせてから、さらに打設することを繰り返せばよい。
このとき、継手付き鋼管を地中に打設する方法については特に限定されず、中堀り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工法、振動工法、打撃工法等のいずれの工法も適用できる。
これら構造体を形成するに際して、連結対象となる一方の継手付き鋼管の回転を拘束した状態で、他方の継手鋼管の多条ねじ継手を前記一方の継手付き鋼管の多条ねじ継手に位置合わせして回転嵌合するようにすればよい。
例えば、構造体が鋼管杭又は鋼管矢板の場合には、一方の継手付き鋼管を先に地中に打設して、他方の継手付き鋼管を接合し、さらに打設することを繰り返せばよい。
また例えば、構造体が鋼管矢板壁の場合には、一方の連結継手を備える継手付き鋼管を、既に地中にある別の継手付き鋼管の隣に連結継手で接続しながら、先ず地中に打設して、他方の継手付き鋼管を接合し、連結継手の位置を合わせてから、さらに打設することを繰り返せばよい。
このとき、継手付き鋼管を地中に打設する方法については特に限定されず、中堀り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工法、振動工法、打撃工法等のいずれの工法も適用できる。
そして、本発明の多条ねじ継手は、誤嵌合を確実に防止できるので、鋼管矢板等のように回転嵌合完了時に上下の鋼管矢板の連結継手位置が異なることがなく、回転嵌合のやり直し等がなくなり、施工効率が向上する。
また、上記の説明では、物の発明として多条ねじ継手を説明したが、当該多条ねじ継手は以下のような設計方法によって設計される。
鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に設計する。
鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に設計する。
また、物の発明として説明した多条ねじ継手は以下のような製造方法によって製造される。
鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に形成する。
鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に形成する。
１ 多条ねじ継手
３ 上側の鋼管
５ 雄ねじ
５ａ ねじ山（その他）
５ｂ ねじ底（その他）
５ａｓ ねじ山（特定）
５ｂｓ ねじ底（特定）
７ 内側継手管
９ 下側の鋼管
１１ 雌ねじ
１１ａ ねじ山（その他）
１１ｂ ねじ底（その他）
１１ａｓ ねじ山（特定）
１１ｂｓ ねじ底（特定）
１３ 外側継手管
３ 上側の鋼管
５ 雄ねじ
５ａ ねじ山（その他）
５ｂ ねじ底（その他）
５ａｓ ねじ山（特定）
５ｂｓ ねじ底（特定）
７ 内側継手管
９ 下側の鋼管
１１ 雌ねじ
１１ａ ねじ山（その他）
１１ｂ ねじ底（その他）
１１ａｓ ねじ山（特定）
１１ｂｓ ねじ底（特定）
１３ 外側継手管
Claims (10)
- 鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なることを特徴とする多条ねじ継手。 - 前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、ねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が他のねじ山及びねじ底と同じであることを特徴とする請求項１に記載の多条ねじ継手。
- 前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、その高さが異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の多条ねじ継手。
- 前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ねじ幅が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の多条ねじ継手。
- 前記特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ねじ角度が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の多条ねじ継手。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の多条ねじ継手における内側継手管と外側継手管を、一端と他端に取り付けてなることを特徴とする継手付き鋼管。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の多条ねじ継手と、前記多条ねじ継手で連結された複数の鋼管とを備えることを特徴とする構造体。
- 請求項７に記載の構造体の施工方法であって、連結対象となる継手付き鋼管の一方の回転を拘束した状態で、他方の継手鋼管の多条ねじ継手を前記一方の継手付き鋼管の多条ねじ継手に位置合わせして回転嵌合することを特徴とする構造体の施工方法。
- 鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に設計することを特徴とする多条ねじ継手の設計方法。 - 鋼管の端部に取り付けられ、雄ねじを有する内側継手管と雌ねじを有する外側継手管からなり、前記内側継手管及び前記外側継手管のねじが、２条以上の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記内側継手管及び前記外側継手管が備えた、多条ねじのうちの特定の１条分のねじ山及びこれに対応するねじ底は、他のねじ山及びねじ底と、ピッチは同じでねじ形状が異なる形状に形成することを特徴とする多条ねじ継手の製造方法。
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| JP2021113391A (ja) * | 2020-01-16 | 2021-08-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 多条ねじ継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多条ねじ継手の設計方法及び製造方法 |
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| JP2016169581A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 多条ねじ継手、該多条ねじ継手を有する継手付き鋼管 |
| JP2020020476A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-02-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 多条ねじ継手 |
-
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| JP7111117B2 (ja) | 2020-01-16 | 2022-08-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 多条ねじ継手、継手付き鋼管、構造体、構造体の施工方法、多条ねじ継手の設計方法及び製造方法 |
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