(57)【要約】【目的】耐食性と、耐焼き付き性及び経済性に優れた地下構造物用螺合手段を提供する。【構成】雌ねじ部材１２又は雄ねじ部材１１の一方をステンレス鋼を用いて、塑性変形手段によって形成し、雄ねじ部材１１又は雌ねじ部材１２の他の一方をステンレス鋼を用いて、切削法によって形成し、上記の異なる製法によって形成された雌ねじ部材１２と雄ねじ部材１１とを組み合わせて使用する地下構造物用螺合手段。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌雄ねじ部材からなる地下構造物用螺合手段であって、雌ねじ部材又は雄ねじ部材の一方をステンレス鋼を用いて、塑性変形手段によって形成し、雄ねじ部材又は雌ねじ部材の他の一方をステンレス鋼を用いて、切削法によって形成し、上記の異なる製法によって形成された雌ねじ部材と雄ねじ部材とを組み合わせて構成されることを特徴とする地下構造物用螺合手段。
【請求項２】
雌ねじ部材と雄ねじ部材が、締め付け機構又は昇降機構を構成する請求項１記載の地下構造物用螺合手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雌雄ねじ部材からなる地下構造物用螺合手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物においては、雌ねじ部材と雄ねじ部材とからなる螺合手段が多くの用途に使われている。その用途としては部品の取り付けや部品同士の結合等の締結用途、或いは取り付け位置の調整用途や、部品、部材を持ち上げる用途などがあり、普通は合金鋼製や鋳鉄製のものなどが用いられる。しかし、地下構造物の内、路上に設置されている蓋等は、車両のタイヤから常に外力を受けたり、排気ガスにさらされ、或いは雨水等の影響を絶えず受けるなど、苛酷な環境条件に置かれており、また下水道内に設置されているものは下水が発生するガスの影響を強く受ける。このように特に腐食のおそれがある場合にはステンレス鋼製等耐食性の良好なねじ部材が使用される。
【０００３】
ねじ部材は、雌雄ねじ部材両方共同材質のものを使用するのが普通である。しかし中には例えばステンレス鋼製と炭素鋼製又は鋳鉄製の組み合わせを取ることもあるとされ、この組み合わせでは螺合手段の螺合部に大きなトルクが作用した場合、螺合部が凝着して滑らなくなる破壊的段階、いわゆる焼き付きと称する現象を起こしやすく、動作不良を起こすという問題があるとして、特開平１１−６１６８号の発明が開発されいる。そして、同号の発明では、雄ねじ部材と雌ねじ部材のどちらか一方をステンレス鋼により形成し、残る一方を銅合金により形成する組み合わせを提案している。
【０００４】
しかしながら銅合金を使用する場合、ねじ部材の製造コストがステンレス鋼製品と比較すると１０倍ほど高くつくことになる。このため銅合金を使用しない場合には問題とされなかった経済性を考慮に入れなければならないという事態が生じる。特に、ボルト、ナットに代表される雌ねじ部材、雄ねじ部材は近年パーツフォーマーなどと称される装置により製造されるものが多く、そのため著しく低価格になり、銅合金製のものとの価格差が大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような点に着目してなされたもので、その課題は、耐食性と、耐焼き付き性及び経済性に優れた高性能を発揮し得る地下構造物用螺合手段を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、雌ねじ部材又は雄ねじ部材の一方をステンレス鋼を用いて、塑性変形手段によって形成し、雄ねじ部材又は雌ねじ部材の他の一方をステンレス鋼を用いて、切削法によって形成し、上記の異なる製法によって形成された雌ねじ部材と雄ねじ部材とを組み合わせて使用するという手段を講じたものである。塑性変形手段として本発明では鍛造法と、転造法を適用することができる。
【０００７】
この構成を有する螺合手段はともにステンレス鋼製であり、コストの問題は生じない。この構成において適用可能な鍛造法とは圧縮力を用いて、金属を塑性変形させて成形する方法である。鍛造法によるねじ類の製造装置はパーツフォーマーと呼ばれ、ねじ類の製造を含む様々な部品の製造に用いられ、優れた量産性を有しており、また転造法とは、転造ダイス又は転造工具を用いて金属に圧引する加工法であり、従って塑性変形手段による場合製品価格も低価格である。他方、切削法は、切削工具を用いる工作機械による複数の切削工程を経るもので、鍛造法による場合よりも製品価格は高くなるが、その差はそれほどは大きくない。
【０００８】
塑性変形手段によって形成されたねじ部材は、精度のばらつきは小さく、品質も一定である。しかし塑性変形手段によって形成された雌ねじ部材と雄ねじ部材を地下構造物用蓋に適用した場合、大きな緊締力を加えると比較的容易にかじりを起こしやすい。これに対して切削法により形成したねじ部材は、切削油が含浸しているために摩擦係数が小さく、切削法によって形成した雌ねじ部材と雄ねじ部材を地下構造物に適用した場合、大きな締結力を加えても滑りを生じるため発熱しにくく、膨張しないためかじりを起こし難い。また切削法における製品精度は工作機械の精度と作業の熟練に比例する。
【０００９】
本発明は、このような塑性変形手段と切削法という異なる製法によって形成された雌ねじ部材と雄ねじ部材からなる螺合手段によって構成されていることを特徴とする。したがって、塑性変形手段による低価格と、切削法によるかじりを起こさない性質の二つの長所を享受することができ、しかも雌雄ねじ部材ともにステンレス鋼を用いているので、耐食性に問題がないことは既に立証済みである。
【００１０】
よって、雌ねじ部材と雄ねじ部材からなる螺合手段を、地下構造物における部品の取り付けや、部品同士の結合等の締結用途、或いは取り付け位置の調整用途や、部材を持ち上げる用途等に適用することにより、常に円滑な動作が得られるとともに、耐久性及び動作の安定性が向上することとなる。また本発明に係る地下構造物用螺合手段はより低コストで提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示の例を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る地下構造物用螺合手段１０の１例で、ボルトとして示した雄ねじ部材１１と、ナットとして示した雌ねじ部材１２とから成る組合わせをあらわしており、螺合手段１０の一方である雄ねじ部材１１は鍛造法によって形成し、他の一方である雌ねじ部材１２は切削法によって形成した例である。鍛造法によって形成された雄ねじ部材１１には、鍛造型の合わせ目に起因する筋１３を付けて図上で区別しているが、実際の製品に筋があるかどうかはまた別のことである。なお、例示の雄ねじ部材１１はねじジャッキ用ボルトとして示されており、先端に突部１４、基端にキー部１５を有している。
【００１２】
このような本発明の地下構造物用螺合手段１０について、繰り返し昇降試験、締結試験を実施し、好適な螺合手段であることが裏付けられた。図２、図３は、繰り返し昇降試験のための装置２０を示す。試験装置２０は、基盤２１に門型のフレーム２２を植設し、雄ねじ部材１１であるジャッキボルト２３は、上下２箇所にてベアリング２４、２５によりフレーム２２と基盤２１に回転可能に取り付けた構成を有する。下部ベアリング２５はスラストベアリングである。ジャッキボルト１１は上端にて駆動装置の駆動軸２６に連結されており、駆動装置は、ジャッキボルト２３を所定回転数ごとに正方向及び逆方向回転させることが可能であり、それによって昇降台２７を昇降させる。昇降台２７は、ジャッキボルト２３に螺合しているナット２８を有しており、このナット２８は雌ねじ部材１２であって、ジャッキボルト２３が回転しても回転せず昇降する。昇降台２７には錘体２９が載置されるが、その荷重は適当な値を選択することができる。
【００１３】
この繰り返し昇降試験では地下構造物用蓋の蓋本体をジャッキアップする場合を想定し、計算上のジャッキアップトルクが２００ｋｇｆ・ｃｍとなるようにモーメントを考慮して錘体２９の重量を３６ｋｇとした。この荷重が加わった状態で駆動装置により昇降台２７を連続的に昇降させ（最高２００回）、ジャッキアップトルクの変動を測定した。ジャッキアップトルクの測定は、トルクレンチを使用して行った。
【００１４】
前記昇降台２７の昇降スピードは、約１０ｓ／往復とした。上記の繰り返し昇降試験に供した試験装置２０において、ジャッキボルト２３とナット２８の材質の組合せ（ジャッキボルト２３の材質＋ナット２８の材質）は、以下の通りとした。
（１）鍛造ステンレス製品＋切削ステンレス製品（発明構成）
（２）鍛造ステンレス製品＋鍛造ステンレス製品（比較構成）
ここに、鍛造ステンレス製品及び切削ステンレス製品は、ＪＩＳＧ４３０３（ステンレス鋼棒）に規定のものを使用した。
【００１５】
繰り返し昇降試験件結果を表１および図４に示す。表１および図４から明らかなように、本発明構成（鍛造ステンレス製品＋切削ステンレス製品）の組合せでは、今回の試験条件（特に、昇降スピード）が実環境に比べ、苛酷な条件であるにもかかわらず焼き付きが発生することなく２００回の昇降を完了し、ジャッキアップトルクの上昇も少ないことから、耐焼付き性は十分評価できると判断された。
【００１６】
これに対して、比較構成（鍛造ステンレス製品＋鍛造ステンレス製品）の組合わせでは、３回で焼付きが発生し、ジャッキアップトルクが９００ｋｇｆ・ｃｍ以上となった。
【００１７】
【表１】
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次に、繰り返し締結試験として、次の試験条件で実際の鉄蓋と受け枠をボルトナットで締結する実験を繰り返し行い、ボルト締めトルクの測定を行った。
（１）鍛造ステンレス製品＋切削ステンレス製品（発明構成）
（２）鍛造ステンレス製品＋鍛造ステンレス製品（比較構成）
ここに、それぞれの製品は、先の繰り返し昇降試験で使用したものと同じものを使用した。
【００１８】
繰り返し締結試験結果を表２及び図５に示す。表２及び図５から明らかなように、本発明構成（鍛造ステンレス製品＋切削ステンレス製品）では、焼付きが発生することがなく、１０００回の締結を完了し、耐焼付き性は良好であった。これに対して、比較構成（鍛造ステンレス製品＋鍛造ステンレス製品）では、締結回数３００回で焼付きが発生した。
【００１９】
【表２】
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以上の通り、各試験結果から、ボルトおよびナットの構成は、鍛造ステンレス製品＋切削ステンレス製品とすることにより、耐焼付き性が改善されることが明らかである。鍛造ステンレス製品と切削ステンレス製品としては、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼の他に、マルテンサイト系、フェライト系どちらでもよい。上記両試験結果は本発明の螺合手段の性能評価のために十分満足すべきものであり、発錆の恐れのある鉄合金製のものについて行うべき腐食試験も、本発明については省略することとした。
【００２０】
次に、本発明により、ボルト（雄ねじ部材）またはナット（雌ねじ部材）の何れか一方を鍛造ステンレス製品で構成し、他の一方を切削ステンレス製品で構成した螺合手段の適用について説明する。図７は、本発明に係る螺合手段を地下構造物用の締付機構として使用した第１の例を示す。
【００２１】
図７において、地下構造物用蓋３１は、例えば、完全防水型の鉄蓋で、受枠３２と蓋本体３３とにより構成された円形平面を有しており、その上面は地表面と同一面をなして設置される。受枠３２には、支持部３２ａの円周上面をテーパ状とした蓋本体３３との嵌合面３２ｂを形成し、蓋本体３３は、縁巻３３ａの外周面をテーパ状に縮径して嵌合面３３ｂとされ、受枠３２の嵌合面３２ｂに嵌合させている。受枠３２の嵌合面３２ｂの下部には周方向に沿って環状溝３２ｃが設けられており、この環状溝３２ｃにはパッキング３４が装着されて、蓋本体３３の下端部に液密に圧接している。即ち、蓋本体３３は、テーパ状をなす嵌合面３３ｂにより受枠３２のテーパ状をなす嵌合面３２ｂにガタ付くことなく嵌合支持され、更にパッキング３４により完全に液密に支持される。この蓋本体３３は、受枠３２の周方向に沿って等間隔で複数箇所例えば３箇所に配置された螺合手段１０によりこの受枠３２に締結固定されている。
【００２２】
螺合手段１０は、図７に示すように蓋本体３３に設けられたボルト３５と、受枠３２の収納部３２ｄに収納されたナット３６とにより構成されている。ナット３６は、平面六角形状を有し、ホルダ３９の穴３９ａに回転不能且つ逸脱不能に収容されている。ボルト３５とナット３６は、何れか一方が鍛造ステンレス製品（例えばＳＵＳ３０４）で構成され、何れか他方が切削ステンレス製品（例えばＳＵＳ３０４）で構成されている。
【００２３】
螺合手段１０は、ボルト３５をナット３６に締め付けることで、受枠３２に蓋本体３３を強固に締め付け固定する。これにより蓋本体３３は、パッキング３４に押し付けられ完全に防水された状態で装着される。蓋本体３３を開蓋するときには、ボルト３５を緩めてナット３６との螺合を解除し、図６に示す蓋本体３３のバール穴３３ｅに手カギを挿入して蓋本体３３をこじ開け、受枠３２との嵌合を解除した後、持ち上げて受枠３２から外す。
【００２４】
ボルト３５とナット３６の何れか一方を鍛造ステンレス製品で構成し、何れか他方を切削ステンレス製品で構成していることで、螺合部に大きな締付トルクが加わっても、螺合部の焼付きが防止される。また、ボルト３５、ナット３６の雨水等による腐食も防止される。これによりボルト３５とナット３６との螺合部の動作不良が防止される。
【００２５】
図８は、本発明に係る螺合手段１０を適用した地下構造物の第２の例を示す。この第２の例では螺合手段１０を昇降機構として使用している。図８の地下構造物は、マンホール、電力・通信における施設機器を収納するピット、地下ケーブル等を設置する共同溝等の地下構造物に設けられる地下構造物の上部構造４０であり、地下構造物は上端部に設置される外受枠４１とのその内周に設置される内受け枠４２とその上に被せられる開閉操作可能な蓋本体４３との組合せとした構造を備えている。
【００２６】
当該上部構造４０は平面円形を有しており、その上面が地表面と同一面をなして設置されている。そして、蓋本体４３は、内受け枠４２と外受け枠４１に組み付けられた本発明構成の昇降装置４４による内受け枠４２の昇降により常に蓋上面が地表面と同一面をなすように調整される。昇降装置４４を構成するジャッキボルト４５とナット４６、４７は、一方が鍛造ステンレス製品（例えばＳＵＳ３０４）で構成され、他の一方が切削ステンレス製品（例えば、ＳＵＳ３０４）で構成されている。故に、蓋上面を上昇させるときには下部ナット４７を緩める一方、上部ナット４６を右回しして内受け枠４２をせり上げ、蓋上面を下降させるときには上部ナット４６を左回しして内受け枠４２ををずり下げれば良く、最後に内スぺーサ４８を内外受け枠の間に介装する。この間例えば上部ナット４６を切削ステンレス製品とし、ジャッキボルト４５を鍛造ステンレス製品としているので地下構造物上部構造の荷重が上部ナットとジャッキボルトとの螺合部に加わっても、螺合部では円滑な動きをすることが保証されているので、焼き付きが防止される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では雄ねじ部材と雌ねじ部材とから成る螺合手段の何れか一方を塑性変形手段（パーツフォーマー機等）を用いて製造したステンレス製品により構成
し、他の一方を切削方法を用いて製造したステンレス製品により構成すること
で、雄ねじ部材および雌ねじ部材の螺合部の腐食による動作不良、焼き付きによる動作不良等が防止される。
【００２８】
特に、地下構造物において、蓋本体を受枠に締付固定する等の締付機構として、あるいは受枠側に設けた昇降機構として本発明の螺合手段を適用することにより、常に円滑な動作が維持され、地下構造物用蓋の耐久性および動作の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地下構造物用螺合手段の実施形態を示す斜視図。
【図２】繰り返し昇降試験のための装置の正面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】図２の試験装置による昇降台の昇降回数とジャッキアップトルク変化の関係を示すグラフ。
【図５】同じく締結回数とジャッキアップトルク変化の関係を示すグラフ。
【図６】本発明の地下構造物用螺合手段の適用例１である締め付け機構を示す断面図。
【図７】図６の要部の拡大図。
【図８】同じく螺合手段の適用例２である昇降機構を示す断面図。
【符号の説明】
１０  螺合手段
１１、２３、３５、４５  雄ねじ部材及びボルト
１２、２８、３６、４６  雌ねじ部材及びナット
３２、４１、４２  蓋受枠
３３、４３  蓋本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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