JP6996543B2 - 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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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。
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形成することを特徴とするものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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 (9)
- 構造体を構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り、かつ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に記載の多条ねじ継手。
- 請求項1乃至4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4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6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。
- 構造体を構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り、かつ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。 - 構造体を構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し、かつ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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