JP7423336B2 - 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
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Description
本発明は、４条以上の偶数条の雄ねじを有する内側継手管と、４条以上の偶数条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おり、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。
なお、上記連結継手は鋼管の外周に１８０度間隔で同じものが設置されているので、位置合わせマークの位置から１８０度回転した位置から嵌合を開始しても、嵌合完了時に上下の連結継手位置を一致させることができる。すなわち、上記のような場合には、正しい嵌合開始位置は１８０度間隔で２箇所存在する。
なお、上記連結継手は鋼管の外周に１８０度間隔で同じものが設置されているので、位置合わせマークの位置から１８０度回転した位置から嵌合を開始しても、嵌合完了時に上下の連結継手位置を一致させることができる。すなわち、上記のような場合には、正しい嵌合開始位置は１８０度間隔で２箇所存在する。
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。
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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手であって、前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすことを特徴とするものである。
（１－１）形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること。
（１－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること。
（１－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
（１－１）形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること。
（１－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること。
（１－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、全てのねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が同じに設定されてい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、形状の違いは、ねじ山及びこれに対応するねじ底の高さ、幅、角度のいずれか又は複数が異なることであることを特徴とするものである。
（４）本発明に係る継手付き鋼管は、上記（１）乃至（３）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。
（５）本発明に係る構造体は、上記（１）乃至（３）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。
（６）本発明に係る構造体の施工方法は、上記（５）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、他方の継手付き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。
（７）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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすように設計することを特徴とするものである。
（７－１）形状の異なる２種類以上のねじによって構成し、各種類のねじを偶数条とすること。
（７－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに設定すること。
（７－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
（７－１）形状の異なる２種類以上のねじによって構成し、各種類のねじを偶数条とすること。
（７－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに設定すること。
（７－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
（８）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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすことを特徴とするものである。
（８－１）形状の異なる２種類以上のねじを形成し、各種類のねじが偶数条であること。
（８－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに形成すること。
（８－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
（８－１）形状の異なる２種類以上のねじを形成し、各種類のねじが偶数条であること。
（８－２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに形成すること。
（８－３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
本発明に係る多条ねじ継手においては、上記のように構成されることにより、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ず、誤嵌合を確実に防止することができる。
また、嵌合可能な位置が１８０度間隔で２箇所あるので、一方の嵌合開始位置から嵌合しようとした際に、例えば、切削精度の不良等で嵌合抵抗力が高い場合などに、１８０度回転させて他方の嵌合開始位置からも嵌合を行うことができるので、作業性がよい。
また、嵌合可能な位置が１８０度間隔で２箇所あるので、一方の嵌合開始位置から嵌合しようとした際に、例えば、切削精度の不良等で嵌合抵抗力が高い場合などに、１８０度回転させて他方の嵌合開始位置からも嵌合を行うことができるので、作業性がよい。
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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手１であって、多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすことを特徴とするものである。
形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること（要件１）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること（要件２）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件３）。
図１、図２は上記要件を満たす多条ねじ継手１の一例である。以下に多条ねじ継手１の各構成を詳細に説明する。
形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること（要件１）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること（要件２）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件３）。
図１、図２は上記要件を満たす多条ねじ継手１の一例である。以下に多条ねじ継手１の各構成を詳細に説明する。
＜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、４条以上の偶数条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４条以上の偶数条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が備える多条ねじは、ねじ山５ａ、１１ａ及びこれに対応するねじ底１１ｂ、５ｂ（種類Ａ）と、ねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ（種類Ｂ）（斜線で示した部分）の、それぞれ形状の異なる２種類のねじを有しており、種類Ａ、種類Ｂのねじはそれぞれ偶数条形成されている（要件１）。なお、図１は多条ねじ継手１を側面視した図であり、雄ねじ５及び雌ねじ１１においても、一側面から見える部分のみ図示している。
また、全てのねじ山及びねじ底はピッチが同じに設定されている（要件２）。
内側継手管７は、４条以上の偶数条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４条以上の偶数条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が備える多条ねじは、ねじ山５ａ、１１ａ及びこれに対応するねじ底１１ｂ、５ｂ（種類Ａ）と、ねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ（種類Ｂ）（斜線で示した部分）の、それぞれ形状の異なる２種類のねじを有しており、種類Ａ、種類Ｂのねじはそれぞれ偶数条形成されている（要件１）。なお、図１は多条ねじ継手１を側面視した図であり、雄ねじ５及び雌ねじ１１においても、一側面から見える部分のみ図示している。
また、全てのねじ山及びねじ底はピッチが同じに設定されている（要件２）。
さらに、具体的な例は図３にて詳しく説明するが、種類Ａのねじ及び種類Ｂのねじはそれぞれ、前述した要件３を満たすように形成されており、図１及び図２に示した例は本発明の要件である要件１～３を全て満たすものである。
以上のように構成された本実施の形態の多条ねじ継手１においては、内側継手管７と外側継手管１３における、同形状のねじ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、同形状のねじ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。具体的には、本実施の形態によれば、同形状のねじの嵌合開始位置が一致する位置は１８０度間隔で２箇所存在するので、この２箇所でのみ、回転嵌合が可能である。
この点について、図３に示す８条ねじを例にあげて、具体的に説明する。
この点について、図３に示す８条ねじを例にあげて、具体的に説明する。
図３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３（ａ）は、従来例のようにねじ形状が１種類のものであり、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。すなわち、ねじ条数と同数の８箇所の位置で嵌合が可能である。
これに対し、図３（ｂ）～図３（ｄ）は、本発明例を示すものである。図１、図２と同様に、形状の異なる種類Ａと種類Ｂの２種類のねじ形状を備え、種類Ａが６条、種類Ｂが２条形成されており、要件１を満たしている。図中、種類Ａのねじの嵌合開始位置に黒丸印、種類Ｂのねじの嵌合開始位置に星印を付す。中心にある十字は管の中心１５を示すものである。
さらに、同一種類の中で隣り合うもの同士を直線で結び（黒丸印を結ぶ直線を実線、星印を結ぶ直線を破線で示す）、該直線によって多角形が形成される場合にはその重心を図中に示す（多角形の重心１７）。後述する図６～図１２も同様に図示する。
さらに、同一種類の中で隣り合うもの同士を直線で結び（黒丸印を結ぶ直線を実線、星印を結ぶ直線を破線で示す）、該直線によって多角形が形成される場合にはその重心を図中に示す（多角形の重心１７）。後述する図６～図１２も同様に図示する。
図３（ｂ）～図３（ｄ）は、黒丸印（種類Ａ）を結んで形成される多角形の重心１７が、管の中心１５と一致しており、星印（種類Ｂ）を結んで形成される直線は、管の中心１５を通っているので要件３を満たすものである。なお、雄ねじ５と雌ねじ１１に付した矢印は位置合わせマークを示している。
図３（ｂ）は、雄ねじ５と雌ねじ１１の位置合わせマークが一致する正しい嵌合開始位置の状態であり、全ての条で相対するねじ形状が一致し、嵌合を開始することができる。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態から雌ねじ１１を時計回りに４５度回転させた状態を示している。図３（ｃ）に示した状態は、８条のねじのうち、４条でねじ形状が一致していない。このように、いずれかのねじにおいて、異なる形状同士が相対しているときには、嵌合を開始することができない。嵌合を開始することができない理由については後述する。
図３（ｄ）は、さらに雌ねじ１１を時計回りに回転させて、図３（ｂ）の状態から１８０度回転させた状態を示している。図３（ｄ）に示した状態では、雄ねじ５と雌ねじ１１の位置合わせマークは１８０度ずれているが、全ての条で雄ねじ５と雌ねじ１１のねじ形状が一致するので、図３（ｂ）と同様に、嵌合を開始することができる。
以下に、図３（ｂ）及び図３（ｄ）のように同形状のねじの嵌合開始位置がそれぞれ一致して嵌合したときの状態について、下記に示す形状の異なる２種類のねじを例にあげて説明する。
図４は、形状の異なる２種類のねじの一例として、ねじ山５ａ、１１ａ及びこれに対応するねじ底１１ｂ、５ｂ（種類Ａ）と、ねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ（種類Ｂ）の高さが異なるものを示している。
図４（ａ）は、種類Ａのねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂが適切に嵌合している状態であり、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４（ｂ）は、種類Ｂのねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂ、５ｂｓが適切に嵌合している状態であり、一例として、雌ねじ１１のねじ山１１ａｓの高さ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。
図４は、形状の異なる２種類のねじの一例として、ねじ山５ａ、１１ａ及びこれに対応するねじ底１１ｂ、５ｂ（種類Ａ）と、ねじ山５ａｓ、１１ａｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓ、５ｂｓ（種類Ｂ）の高さが異なるものを示している。
図４（ａ）は、種類Ａのねじ山５ａ、１１ａ及びねじ底１１ｂ、５ｂが適切に嵌合している状態であり、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４（ｂ）は、種類Ｂのねじ山５ａｓ、１１ａｓ、ねじ底１１ｂ、５ｂｓが適切に嵌合している状態であり、一例として、雌ねじ１１のねじ山１１ａｓの高さ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は種類Ａのねじ形状のもの、及び、種類Ｂ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４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、雄ねじ５と雌ねじ１１の各条が、それぞれ同じ種類同士で対応してい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。
次に、図３（ｃ）のように、異なる形状のねじの嵌合開始位置が相対して嵌合を開始することができない状態について、図５を用いて説明する。
図５は、図４に示した種類Ａと種類Ｂのねじが嵌合しようとしたときの状態を示している。種類Ａと種類Ｂのように、ねじ山及びねじ底の高さが異なるねじが嵌合しようとすると、図５に示すように、種類Ｂ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、種類Ａの雌ねじ１１であるねじ高さｈが4.0mm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。
このように、雄ねじ５と雌ねじ１１のいずれかの条が、異なる種類のねじと相対していると嵌合開始することができず、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ない。
なお、種類Ａのねじと種類Ｂ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、種類Ｂのねじ山５ａｓ、１１ａｓの高さＨ、種類Ｂのねじ底５ｂｓ、１１ｂｓとねじ山１１ａｓ、５ａｓのクリアランスＣ1、種類Ａのねじ山５ａ、１１ａの高さｈ、種類Ａ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。
以上、要件１～３を満たす多条ねじ継手１の一例を用いて、多条ねじ継手１の構成と、多条ねじ継手１が正しい嵌合開始位置と、正しい嵌合開始位置から１８０度回転させた位置の２箇所でのみ嵌合が可能であることを説明した。
次に、各要件が要求される理由を要件ごとに詳しく説明する。
次に、各要件が要求される理由を要件ごとに詳しく説明する。
＜要件１＞
要件１「形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること」が要求される理由は以下のとおりである。
まず、異なる形状のねじを２種類以上備えるのは、図３で説明したように、誤った嵌合開始位置では異なる形状のねじ同士が相対して嵌合を開始できないようにするためである。異なる形状のねじが嵌合できないことについては、図４、図５で説明したとおりであるので説明を省略する。
要件１「形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること」が要求される理由は以下のとおりである。
まず、異なる形状のねじを２種類以上備えるのは、図３で説明したように、誤った嵌合開始位置では異なる形状のねじ同士が相対して嵌合を開始できないようにするためである。異なる形状のねじが嵌合できないことについては、図４、図５で説明したとおりであるので説明を省略する。
また、各種類のねじが偶数条であるのは、正しい嵌合開始位置から１８０度回転させた位置での嵌合を可能とするためである。この点について、図６を用いて説明する。
図６に示した例は、「各種類のねじが偶数条であること」という条件を満たさないものであり、本発明に不適合なものである。図中には雄ねじ５のみを図示し、同形状である雌ねじ１１を省略している（以下、図７～図１２も同様）。本例は、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじ形状を有する６条ねじであり、種類Ａ、Ｂ共に、３条ずつ形成されている。全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じである（要件２、以下、図７～図１２も同様とし、説明を省略する）、黒丸印及び星印をそれぞれ直線で結んで形成される三角形の重心（多角形の重心１７）は、いずれも管の中心１５と一致している（要件３）。
図６に示した例は、「各種類のねじが偶数条であること」という条件を満たさないものであり、本発明に不適合なものである。図中には雄ねじ５のみを図示し、同形状である雌ねじ１１を省略している（以下、図７～図１２も同様）。本例は、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじ形状を有する６条ねじであり、種類Ａ、Ｂ共に、３条ずつ形成されている。全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じである（要件２、以下、図７～図１２も同様とし、説明を省略する）、黒丸印及び星印をそれぞれ直線で結んで形成される三角形の重心（多角形の重心１７）は、いずれも管の中心１５と一致している（要件３）。
図６に示した例は黒丸印と星印のどちらも１８０度対称になっていないため、１８０度回転させたときに相対するねじの形状が一致せず、嵌合することができない。
本例に限らず、同一種類のねじの条数が奇数であると、１８０度対称に配置することができないので、各種類のねじは偶数条とする必要がある。
また、各種類のねじが偶数条であると、必然的に多条ねじ全体の条数は４条以上の偶数条となるので、本発明は４条以上の偶数条である多条ねじ継手に適用可能なものである。
本例に限らず、同一種類のねじの条数が奇数であると、１８０度対称に配置することができないので、各種類のねじは偶数条とする必要がある。
また、各種類のねじが偶数条であると、必然的に多条ねじ全体の条数は４条以上の偶数条となるので、本発明は４条以上の偶数条である多条ねじ継手に適用可能なものである。
＜要件２＞
次に、要件２「全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること」が要求される理由は以下のとおりである。
本実施の形態における「ピッチ」は、図４で説明した「ねじピッチＰ」のことであり、前述したように「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。
このようなピッチが同じであることは、多条ねじの雄ねじと雌ねじが嵌合するために必要な条件であり、多条ねじに一般的に求められる要件であるため説明を省略する。
次に、要件２「全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること」が要求される理由は以下のとおりである。
本実施の形態における「ピッチ」は、図４で説明した「ねじピッチＰ」のことであり、前述したように「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。
このようなピッチが同じであることは、多条ねじの雄ねじと雌ねじが嵌合するために必要な条件であり、多条ねじに一般的に求められる要件であるため説明を省略する。
＜要件３＞
次に、要件３「同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く」が要求される理由について説明する。
要件３は、要件１と同様に、正しい嵌合開始位置から１８０度回転させた位置での嵌合を可能とするための要件である。これについて、形成される図形が(i)直線のみ、(ii)直線及び多角形、(iii)多角形のみの３パターンに分けて、要件３を満たすものと満たさないものをそれぞれ例示しながら説明する。なお、以下に示す例はすべて要件１と要件２を満たすものである。
次に、要件３「同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く」が要求される理由について説明する。
要件３は、要件１と同様に、正しい嵌合開始位置から１８０度回転させた位置での嵌合を可能とするための要件である。これについて、形成される図形が(i)直線のみ、(ii)直線及び多角形、(iii)多角形のみの３パターンに分けて、要件３を満たすものと満たさないものをそれぞれ例示しながら説明する。なお、以下に示す例はすべて要件１と要件２を満たすものである。
≪(i)直線のみ≫
まず、直線のみが形成される例、すなわち、各種類のねじが２条ずつ形成されている例を図７に示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）は共に、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじが２条ずつ形成されている４条ねじである。
図７（ａ）は、全ての直線が管の中心１５を通っており、要件３を満たすものである。４条ねじにおいては、ねじの位置が一致する箇所は回転角が０度、９０度、１８０度、２７０度の４箇所存在するが、そのうち図７（ａ）に示す例において、全ての条でねじ形状が一致するのは０度と１８０度の２箇所のみである。これは、２条を結んだ直線が管の中心１５を通るとき、その２条が１８０度対称の関係にあるからである。
図７（ａ）のように、全ての種類の直線が管の中心１５を通れば、すなわち、全ての種類で１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条で形状が一致し、嵌合が可能となる。
まず、直線のみが形成される例、すなわち、各種類のねじが２条ずつ形成されている例を図７に示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）は共に、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじが２条ずつ形成されている４条ねじである。
図７（ａ）は、全ての直線が管の中心１５を通っており、要件３を満たすものである。４条ねじにおいては、ねじの位置が一致する箇所は回転角が０度、９０度、１８０度、２７０度の４箇所存在するが、そのうち図７（ａ）に示す例において、全ての条でねじ形状が一致するのは０度と１８０度の２箇所のみである。これは、２条を結んだ直線が管の中心１５を通るとき、その２条が１８０度対称の関係にあるからである。
図７（ａ）のように、全ての種類の直線が管の中心１５を通れば、すなわち、全ての種類で１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条で形状が一致し、嵌合が可能となる。
一方、図７（ｂ）は、どの直線も管の中心１５を通っておらず、要件３を満たしていない。したがって、いずれの種類も１８０度対称ではなく、嵌合可能な位置は正しい嵌合開始位置の１箇所のみであり、本発明に不適合なものである。
≪(ii)直線及び多角形≫
次に、直線及び多角形が形成される例について説明する。図３（ｂ）～（ｄ）に示した例がその一例であるので、図３を用いて説明する。
図３（ｂ）～（ｄ）は、前述したとおり、種類Ａのねじが６条、種類Ｂのねじが２条形成された８条ねじである。黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成される六角形の重心（多角形の重心１７）は管の中心１５と一致している。また、星印（種類Ｂ）を結ぶ直線は管の中心１５を通っており、図３（ｂ）～（ｄ）は要件３を満たすものである。
次に、直線及び多角形が形成される例について説明する。図３（ｂ）～（ｄ）に示した例がその一例であるので、図３を用いて説明する。
図３（ｂ）～（ｄ）は、前述したとおり、種類Ａのねじが６条、種類Ｂのねじが２条形成された８条ねじである。黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成される六角形の重心（多角形の重心１７）は管の中心１５と一致している。また、星印（種類Ｂ）を結ぶ直線は管の中心１５を通っており、図３（ｂ）～（ｄ）は要件３を満たすものである。
種類Ｂの２条を結んだ直線が管の中心１５を通っているので、種類Ｂの２条が１８０度対称の関係にあるのは前述したとおりである。
また、１８０度対称である図形は、その対称点（回転の中心）が重心と一致する性質をもつことから、黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成された六角形も１８０度対称の図形といえる。したがって、図３（ｂ）～（ｄ）に示す例は、種類Ａ、Ｂどちらも１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条でねじ形状が一致し、嵌合が可能となる。
また、１８０度対称である図形は、その対称点（回転の中心）が重心と一致する性質をもつことから、黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成された六角形も１８０度対称の図形といえる。したがって、図３（ｂ）～（ｄ）に示す例は、種類Ａ、Ｂどちらも１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条でねじ形状が一致し、嵌合が可能となる。
直線及び多角形が形成される場合における本発明に不適合なものの例を図８に示す。
図８に示した例は、図３（ｂ）～（ｄ）と同様に、種類Ａのねじが６条、種類Ｂのねじが２条形成された８条ねじであるが、いずれも直線が管の中心１５を通らず、多角形の重心１７は管の中心１５と一致していない。したがって、いずれの種類も１８０度対称の関係になく、嵌合可能な位置は正しい嵌合開始位置の１箇所のみであり、本発明に不適合なものである。
図８に示した例は、図３（ｂ）～（ｄ）と同様に、種類Ａのねじが６条、種類Ｂのねじが２条形成された８条ねじであるが、いずれも直線が管の中心１５を通らず、多角形の重心１７は管の中心１５と一致していない。したがって、いずれの種類も１８０度対称の関係になく、嵌合可能な位置は正しい嵌合開始位置の１箇所のみであり、本発明に不適合なものである。
≪(iii)多角形のみ≫
次に、多角形のみが形成される例を図９、図１０に示す。
図９、図１０に示した例はいずれも、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじが４条ずつ形成されている８条ねじである。
図９（ａ）は、実線の長方形（種類Ａ）と破線の長方形（種類Ｂ）のどちらの重心（多角形の重心１７）も管の中心１５と一致しており、要件３を満たすものである。
上述したように、種類Ａ、Ｂは、共に１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条で形状が一致し、嵌合が可能となる。
次に、多角形のみが形成される例を図９、図１０に示す。
図９、図１０に示した例はいずれも、種類Ａ（黒丸印）、種類Ｂ（星印）の２種類のねじが４条ずつ形成されている８条ねじである。
図９（ａ）は、実線の長方形（種類Ａ）と破線の長方形（種類Ｂ）のどちらの重心（多角形の重心１７）も管の中心１５と一致しており、要件３を満たすものである。
上述したように、種類Ａ、Ｂは、共に１８０度対称の性質を持っているので、１８０度回転した時に全ての条で形状が一致し、嵌合が可能となる。
一方、図９（ｂ）は、図９（ａ）と同様に、実線の正方形（種類Ａ）と破線の正方形（種類Ｂ）のどちらの重心（多角形の重心１７）も管の中心１５と一致しているが、「形成される図形が全て正多角形であるもの」に該当するため、本発明に不適合な例である。
次に、要件３において、「形成される図形が全て正多角形であるものを除く」理由を以下に説明する。
図９（ｂ）に示した例は、１８０度対称の性質を持っているが、さらに、９０度または２７０度回転したときにも、全ての条でねじ形状が一致するものである。すなわち、３６０度のうち嵌合可能な回転位置が４箇所存在することとなり、正しい嵌合開始位置と１８０度回転させた位置の２箇所でのみ嵌合可能とする本発明の目的を達成しない。これは、正方形に限らず、他の正多角形においても同様である。
もっとも、多条ねじを構成するねじのねじ形状のうち、直線で結んで形成される図形が直線又は正多角形でない多角形を１種類でも含んでいれば、要件３を満たすことができる。
図９（ｂ）に示した例は、１８０度対称の性質を持っているが、さらに、９０度または２７０度回転したときにも、全ての条でねじ形状が一致するものである。すなわち、３６０度のうち嵌合可能な回転位置が４箇所存在することとなり、正しい嵌合開始位置と１８０度回転させた位置の２箇所でのみ嵌合可能とする本発明の目的を達成しない。これは、正方形に限らず、他の正多角形においても同様である。
もっとも、多条ねじを構成するねじのねじ形状のうち、直線で結んで形成される図形が直線又は正多角形でない多角形を１種類でも含んでいれば、要件３を満たすことができる。
図１０に、多角形のみが形成される場合における本発明に不適合なものの他の例を示す。
図１０に示した例は、いずれも図９と同様に、種類Ａのねじが４条、種類Ｂねじが４条形成された８条ねじであるが、ふたつの四角形の重心（多角形の重心１７）がどちらも管の中心１５と一致していない。したがって、種類Ａ、Ｂ共に１８０度対称の性質を持っておらず、嵌合可能な位置は正しい嵌合開始位置の１箇所のみとなり、本発明には不適合である。
図１０に示した例は、いずれも図９と同様に、種類Ａのねじが４条、種類Ｂねじが４条形成された８条ねじであるが、ふたつの四角形の重心（多角形の重心１７）がどちらも管の中心１５と一致していない。したがって、種類Ａ、Ｂ共に１８０度対称の性質を持っておらず、嵌合可能な位置は正しい嵌合開始位置の１箇所のみとなり、本発明には不適合である。
上述したように、本実施の形態における多条ねじ継手１は、１８０度間隔の２箇所でのみ嵌合を開始することができ、この２箇所以外の位置からは嵌合を開始することができない。したがって、図３（ｂ）のように位置合わせマークを付けておけば、正しい嵌合開始位置のときに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図３（ｃ）のように位置合わせを誤った場合には、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。
さらに、嵌合可能な位置が１８０度間隔で２箇所あるので、鋼管矢板用の鋼管のように連結継手が設けられている場合であっても、２箇所のどちらから嵌合を開始しても上下の鋼管の連結継手の位置が一致するため作業性がよい。
なお、上記では２種類のねじ形状を有する多条ねじ継手１を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述した各要件を満たすものであれば、３種類以上のねじ形状を有するものでも良く、例えば図１１に示すようなものであってもよい。
図１１（ａ）は種類Ａ（黒丸印）のねじが４条、種類Ｂ（星印）のねじが２条、種類Ｃ（四角印）のねじが２条形成された８条ねじである。黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成される四角形の重心（多角形の重心１７）は管の中心１５と一致している。また、星印（種類Ｂ）及び四角印（種類Ｃ）を結ぶ直線は管の中心１５を通っている。
図１１（ｂ）は種類Ａ（黒丸印）のねじが６条、種類Ｂ（星印）のねじが４条、種類Ｃ（四角印）のねじが２条形成された１２条ねじである。黒丸印（種類Ａ）を直線で結んで形成される六角形の重心（多角形の重心１７）及び星印（種類Ｂ）を直線で結んで形成される四角形の重心（多角形の重心１７）はどちらも管の中心１５と一致している。また、四角印（種類Ｃ）を結ぶ直線は管の中心１５を通っている。
上述したように、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はどちらも本発明の要件を満たす適合例であり、１８０度回転した時にも全ての条で形状が一致して嵌合が可能である。
上述したように、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はどちらも本発明の要件を満たす適合例であり、１８０度回転した時にも全ての条で形状が一致して嵌合が可能である。
一方、図１２に示す例は、形成される図形がすべて正方形であるので、「形成される図形が全て正多角形であるもの」に該当し、本発明に不適合なものである。図１２は図９（ｂ）と同じく嵌合可能な回転位置が４箇所存在することとなり、正しい嵌合開始位置と１８０度回転させた位置の２箇所でのみ嵌合可能とする本発明の目的を達成しない。
なお、図１１に示した２例においても、図１１（ａ）の黒丸印及び図１１（ｂ）の星印のように、形成される図形に正方形を含むものであるが、その他の種類において形成される図形が、直線又は正多角形でない多角形であるので、上記の「形成される図形が全て正多角形であるもの」には該当せず、要件３を満たすものである。
なお、図４及び図５の説明では、ねじ山及びこれに対応するねじ底の高さを他と異なるように設定することで、種類の異なるねじ形状を形成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を形成すればよく、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、種類Ｃのねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓが、種類Ａ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る。これについて図１３、図１４に基づいて説明する。
図１３（ａ）は、種類Ａ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１３（ｂ）は、種類Ｃのねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓ、ねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓ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、この種類Ｃ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は種類Ａ、Ｃ共に10mmである。
他の態様１は、種類Ｃのねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓが、種類Ａ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る。これについて図１３、図１４に基づいて説明する。
図１３（ａ）は、種類Ａ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１３（ｂ）は、種類Ｃのねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓ、ねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓ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、この種類Ｃ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は種類Ａ、Ｃ共に10mmである。
図１３（ｂ）に示すように、種類Ｃの対応するねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓとねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓ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、種類Ａのねじと種類Ｃのねじが嵌合しようとすると、図１４に示すように、種類Ｃ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５ｂｓｓのところに、種類Ａの雌ねじ１１であるねじ幅ｗが3.4mm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、種類Ａのねじと種類Ｃのねじが嵌合しようとすると、図１４に示すように、種類Ｃ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５ｂｓｓのところに、種類Ａの雌ねじ１１であるねじ幅ｗが3.4mm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、種類の異なる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、種類Ｃのねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓの幅Ｗ、種類Ｃのねじ底１１ｂｓｓ、５ｂｓｓとねじ山５ａｓｓ、１１ａｓｓのクリアランスＣ2、種類Ａのねじ山５ａ、１１ａの幅ｗ、種類Ａのねじ底１１ｂ、５ｂとねじ山５ａ、１１ａ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、種類Ｄのねじ山５ａｓｓｓ、１１ａｓｓｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓｓｓ、５ｂｓｓｓは、種類Ａ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る。これについて図１５、図１６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、種類Ｄのねじ山５ａｓｓｓ、１１ａｓｓｓ及びこれに対応するねじ底１１ｂｓｓｓ、５ｂｓｓｓは、種類Ａ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る。これについて図１５、図１６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１５（ａ）は、種類Ａ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１５（ｂ）は、種類Ｄのねじ山５ａｓｓｓ、１１ａｓｓｓ、ねじ底１１ｂｓｓｓ、５ｂｓｓｓ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、この種類Ｄの雌ねじ１１のねじ山１１ａｓｓｓ及び雄ねじ５のねじ底５ｂｓｓｓ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は種類Ａ、Ｄ共に10mmである。
なお、ねじピッチＰは種類Ａ、Ｄ共に10mmである。
図１５（ｂ）に示すように、種類Ｄの対応するねじ山５ａｓｓｓ、１１ａｓｓｓとねじ底１１ｂｓｓｓ、５ｂｓｓｓ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、種類Ａのねじと種類Ｄのねじが嵌合しようとすると、図１６に示すように、種類Ｄの雄ねじ５のねじ底５ｂｓｓｓのところに、種類Ａ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、種類Ａのねじと種類Ｄのねじが嵌合しようとすると、図１６に示すように、種類Ｄの雄ねじ５のねじ底５ｂｓｓｓのところに、種類Ａ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（ねじ山が円筒の外面又は内面にあるねじ）を対象としていたが、テーパねじ（ねじ山が円すいの外面又は内面にあるねじ）の場合にも適用可能であり、テーパねじ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、種類Ｃ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、種類Ａ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、種類Ｄ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、種類Ａ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、種類Ｃ及び種類Ｄ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、種類Ａ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。これは、ひとつの多条ねじに異なるねじ形状が３種類以上ある場合にも同様に、全てのねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が同じに設定されているのが好ましい。
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、種類Ｃ及び種類Ｄ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、種類Ａ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。これは、ひとつの多条ねじに異なるねじ形状が３種類以上ある場合にも同様に、全てのねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が同じに設定されているのが好ましい。
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。
なお、上記の実施の形態では、鋼管は、管軸方向と直交する断面形状が円である円筒形のもので説明をしたが、これに限定されない。例えば、管軸方向と直交する断面形状が矩形である角形鋼管も本発明の鋼管に含まれる。
なお、上記の実施の形態では、鋼管は、管軸方向と直交する断面形状が円である円筒形のもので説明をしたが、これに限定されない。例えば、管軸方向と直交する断面形状が矩形である角形鋼管も本発明の鋼管に含まれる。
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、他方の継手付き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、他方の継手付き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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすように設計する。
形状の異なる２種類以上のねじによって構成し、各種類のねじを偶数条とすること（要件４、先の要件１に相当する）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに設定すること（要件５、先の要件２に相当する）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件６、先の要件３に相当する）。
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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすように設計する。
形状の異なる２種類以上のねじによって構成し、各種類のねじを偶数条とすること（要件４、先の要件１に相当する）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに設定すること（要件５、先の要件２に相当する）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件６、先の要件３に相当する）。
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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たす。
形状の異なる２種類以上のねじを形成し、各種類のねじが偶数条であること（要件７、先の要件１に相当する）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに形成すること（要件８、先の要件２に相当する）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件９、先の要件３に相当する）。
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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たす。
形状の異なる２種類以上のねじを形成し、各種類のねじが偶数条であること（要件７、先の要件１に相当する）。
全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに形成すること（要件８、先の要件２に相当する）。
同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く（要件９、先の要件３に相当する）。
１ 多条ねじ継手
３ 上側の鋼管
５ 雄ねじ
５ａ ねじ山（種類Ａ）
５ｂ ねじ底（種類Ａ）
５ａｓ ねじ山（種類Ｂ）
５ｂｓ ねじ底（種類Ｂ）
５ａｓｓ ねじ山（種類Ｃ）
５ｂｓｓ ねじ底（種類Ｃ）
５ａｓｓｓ ねじ山（種類Ｄ）
５ｂｓｓｓ ねじ底（種類Ｄ）
７ 内側継手管
９ 下側の鋼管
１１ 雌ねじ
１１ａ ねじ山（種類Ａ）
１１ｂ ねじ底（種類Ａ）
１１ａｓ ねじ山（種類Ｂ）
１１ｂｓ ねじ底（種類Ｂ）
１１ａｓｓ ねじ山（種類Ｃ）
１１ｂｓｓ ねじ底（種類Ｃ）
１１ａｓｓｓ ねじ山（種類Ｄ）
１１ｂｓｓｓ ねじ底（種類Ｄ）
１３ 外側継手管
１５ 管の中心
１７ 多角形の重心
３ 上側の鋼管
５ 雄ねじ
５ａ ねじ山（種類Ａ）
５ｂ ねじ底（種類Ａ）
５ａｓ ねじ山（種類Ｂ）
５ｂｓ ねじ底（種類Ｂ）
５ａｓｓ ねじ山（種類Ｃ）
５ｂｓｓ ねじ底（種類Ｃ）
５ａｓｓｓ ねじ山（種類Ｄ）
５ｂｓｓｓ ねじ底（種類Ｄ）
７ 内側継手管
９ 下側の鋼管
１１ 雌ねじ
１１ａ ねじ山（種類Ａ）
１１ｂ ねじ底（種類Ａ）
１１ａｓ ねじ山（種類Ｂ）
１１ｂｓ ねじ底（種類Ｂ）
１１ａｓｓ ねじ山（種類Ｃ）
１１ｂｓｓ ねじ底（種類Ｃ）
１１ａｓｓｓ ねじ山（種類Ｄ）
１１ｂｓｓｓ ねじ底（種類Ｄ）
１３ 外側継手管
１５ 管の中心
１７ 多角形の重心
Claims (8)
- 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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすことを特徴とする多条ねじ継手。
（１）形状の異なる２種類以上のねじを備え、各種類のねじが偶数条であること。
（１-１）形状が異なるねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できず、形状が同じねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できること。
（２）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチが同じであること。
（３）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。 - 全てのねじ山とねじ底の継手軸方向隙間が同じに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の多条ねじ継手。
- 形状の違いは、ねじ山及びこれに対応するねじ底の高さ、幅、角度のいずれか又は複数が異なることであ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３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３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５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、他方の継手付き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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の設計方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすように設計することを特徴とする多条ねじ継手の設計方法。
（４）形状の異なる２種類以上のねじによって構成し、各種類のねじを偶数条とすること。
（４-１）形状が異なるねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できず、形状が同じねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できること。
（５）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに設定すること。
（６）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。 - 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、４条以上の偶数条の多条ねじである多条ねじ継手の製造方法であって、
前記多条ねじを構成するねじが、以下に規定する要件を満たすことを特徴とする多条ねじ継手の製造方法。
（７）形状の異なる２種類以上のねじを形成し、各種類のねじが偶数条であること。
（７-１）形状が異なるねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できず、形状が同じねじの嵌合開始位置が相対したときには嵌合を開始できること。
（８）全てのねじ山及びねじ底は、ピッチを同じに形成すること。
（９）同一種類同士のねじであって隣り合うもの同士の位置を直線で結んで形成される直線又は多角形が、直線は管の中心を通ること、多角形はその重心が管の中心と一致すること、という条件を全ての直線及び多角形が満たすこと。ただし、形成される図形が全て正多角形であるものを除く。
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| JP2019132117A (ja) | 2018-01-26 | 2019-08-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼管のねじ継手 |
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