(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物を上側で支持し固定する筒形状の杭と、
軸方向が前記杭内部で前記杭の中空部分を横切って配置され前記杭に固定された棒部材と、
前記上部構造物と前記杭の上端部との間に上部構造物の荷重を杭に伝達するように配置され前記上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節する調節部材と、
前記棒部材の下部と接触して前記棒部材と連結される第一端部と、前記杭の上端部から突出して配置され、前記調節部材及び前記上部構造物をねじ結合によって固定する第二端部とを有し、前記杭内部の可動範囲内で前記上部構造物の水平方向位置を調節する固定部材と、
を備える、杭頭接合構造。
【請求項２】
前記調節部材は、対向する面が互いに傾いて形成された板状部材であって前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される、請求項１に記載の杭頭接合構造。
【請求項３】
前記調節部材の上面に前記上部構造物が接触して配置される、請求項２に記載の杭頭接合構造。
【請求項４】
前記調節部材の上面において前記固定部材とのねじ結合によって前記調節部材を前記杭の上端部に固定する第一のねじ結合部と、
前記第一のねじ結合部より上側かつ前記第二端部より下側において前記固定部材とのねじ結合によって前記上部構造物を固定する第二のねじ結合部と
を更に備える、請求項２に記載の杭頭接合構造。
【請求項５】
前記調節部材は、
対向する面が互いに平行に形成され、前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される板状部材と、
対向する面が互いに傾いて形成され、前記板状部材の上面に接触し前記固定部材が貫通して配置されるワッシャーと
を有し、
前記ワッシャーを間に挟んで前記固定部材とねじ結合する第三のねじ結合部と、
前記第三のねじ結合部より上側かつ前記第二端部より下側において前記固定部材とのねじ結合によって前記上部構造物を固定する第二のねじ結合部と
を更に備える、請求項１に記載の杭頭接合構造。
【請求項６】
前記調節部材は、
対向する面が互いに平行に形成され、前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される板状部材と、
一端が球面形状を有して形成され、前記板状部材の上面に接触し前記固定部材が貫通して配置される球面部材と
を有し、
前記球面部材を間に挟んで前記固定部材とねじ結合する第四のねじ結合部と、
前記第四のねじ結合部より上側かつ前記第二端部より下側において前記固定部材とのねじ結合によって前記上部構造物を固定する第二のねじ結合部と
を更に備える、請求項１に記載の杭頭接合構造。
【請求項７】
前記調節部材は、
対向する面が互いに平行に形成され、前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される板状部材と、
一端に凹面が形成され、他端が前記板状部材の上面に接触し前記固定部材が貫通して配置されるワッシャーと、
一端に前記ワッシャーの前記凹面と接触する凸面が形成され、前記固定部材が貫通して配置される凸状部材と
を有し、
前記ワッシャーと前記凸状部材を間に挟んで前記固定部材とねじ結合する第五のねじ結合部と、
前記第五のねじ結合部より上側かつ前記第二端部より下側において前記固定部材とのねじ結合によって前記上部構造物を固定する第二のねじ結合部と
を更に備える、請求項１に記載の杭頭接合構造。
【請求項８】
前記調節部材は、
球面が前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される球状部材と、
前記球状部材と接合され、前記上部構造物の下面に接触し前記固定部材が貫通して配置される板状部材と
を有する、請求項１に記載の杭頭接合構造。
【請求項９】
前記固定部材の前記第一端部は、前記棒部材を貫通させる環状部材である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の杭頭接合構造。
【請求項１０】
上部構造物を上側で支持し固定する筒形状の杭と、
軸方向が前記杭内部で前記杭の中空部分を横切って配置され前記杭に固定された棒部材と、
前記上部構造物と前記杭の上端部との間に上部構造物の荷重を杭に伝達するように配置され、前記上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節し、前記上部構造物をねじ結合によって固定する調節部材と、
前記棒部材の下部と接触して前記棒部材と連結される第一端部と、前記杭の上端部から突出して配置され、前記調節部材をねじ結合によって固定する第二端部とを有し、前記杭内部の可動範囲内で前記調節部材の水平方向位置を調節する固定部材と、
を備える、杭頭接合構造。
【請求項１１】
前記調節部材は、
球面が前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される球状部材と、
前記球状部材と接合され、前記上部構造物の下面に接触して配置される板状部材と
を有する、請求項１０に記載の杭頭接合構造。
【請求項１２】
前記調節部材は、
円錐面が前記杭の上端部に接触し前記固定部材が貫通して配置される円錐状部材と、
前記円錐状部材と接合され、前記上部構造物の下面に接触して配置される板状部材と
を有する、請求項１０に記載の杭頭接合構造。
【請求項１３】
前記調節部材は、
前記固定部材の前記第２端部が前記上部構造物の下側に位置するように、前記杭の上端部に接触する部分と、前記上部構造物の下面に接触する部分とを離隔し、側面が開口した形状を有する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の杭頭接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭頭接合構造に関し、特に杭と杭上部に設置される構造物を接合する杭頭接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上に設置される構造物は、地盤に施工された杭の上部に設置されることで、地盤に対して安定的に設置される（以下、杭上部に設置される構造物を「上部構造物」ともいう）。杭と上部構造物が接合されることによって、杭は上部構造物の荷重を支持し、上部構造物が受ける風等によって上部構造物が地盤から離れてしまうのを防止する。地盤に施工される杭は、材料によって、コンクリート杭、鋼管杭などに分類される。
【０００３】
特許文献１では、土台を支持する支持金具に設けられた円形突出部が杭頭開口部に挿入され、土台と杭が接合される技術が開示されている。また、特許文献２では、アンカーパイル本体の上端部に、土台が載置されるキャップ部材が螺合接続され、キャップ部材の上下方向位置が調整される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１３６９９号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０４７０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、地盤に施工される杭が、垂直・水平方向に正確に埋設されることは困難であり、多少傾斜する場合もある。また、複数の杭の上部に一つの上部構造物を設置する場合、複数の杭の高さを全て一致させて埋設させておくことも困難である。そのため、複数の杭の上部に一つの上部構造物を水平に設置するためには、杭の上部で杭の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整する必要がある。
【０００６】
しかし、特許文献１では、土台と杭の接合部分において杭の施工によって生じる垂直方向の誤差や傾斜誤差を考慮したディテールになっていないため、特許文献１で開示された接合方法によって施工誤差を解消することは難しい。また、特許文献２でも、特許文献１と同様に、土台とアンカーパイルの接合部分において施工誤差を解消するディテールとなっていないため、特許文献２で開示された接合方法は水平方向の誤差や傾斜誤差を解消できない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、杭の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整でき、上部構造物を支持し固定することが可能な、新規かつ改良された杭頭接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上部構造物を上側で支持し固定する筒形状の杭と、軸方向が杭内部で杭の中空部分を横切って配置され杭に固定された棒部材と、上部構造物と杭の上端部との間に上部構造物の荷重を杭に伝達するように配置され上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節する調節部材と、棒部材の下部と接触して棒部材と連結される第一端部と、杭の上端部から突出して配置され、調節部材及び上部構造物をねじ結合によって固定する第二端部とを有し、杭内部の可動範囲内で上部構造物の水平方向位置を調節する固定部材とを備える杭頭接合構造が提供される。
【０００９】
この構成によって、調節部材は、上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節できる。また、固定部材は、固定部材が杭内部で移動できる範囲内で上部構造物の水平方向位置を調節できる。即ち、設置前に、固定部材は第一端部が棒部材の軸方向に沿って移動することで、固定部材の設置位置を変更することができ、その結果、固定部材に固定される上部構造物の水平方向の設置位置を調節できる。更に、固定部材は、第一端部が棒部材と連結され、第二端部が調節部材及び上部構造物と固定されたとき、上部構造物の設置傾斜角の調節に応じて固定部材の設置角度が変更される。その結果、上部構造物の設置傾斜角に関わらず、固定部材を常に有効に締め付けることができ、上部構造物を杭に固定できる。また、杭は調節部材を介して上部構造物の荷重を支持する。
【００１０】
上記調節部材は、対向する面が互いに傾いて形成された板状部材であって杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置されてもよい。このとき、上記調節部材の上面に上部構造物が接触して配置されてもよい。
【００１１】
または、上記調節部材の上面において固定部材とのねじ結合によって調節部材を杭の上端部に固定する第一のねじ結合部と、第一のねじ結合部より上側かつ第二端部より下側において固定部材とのねじ結合によって上部構造物を固定する第二のねじ結合部とを更に備えてもよい。
【００１２】
上記調節部材は、対向する面が互いに平行に形成され、杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される板状部材と、対向する面が互いに傾いて形成され、板状部材の上面に接触し固定部材が貫通して配置されるワッシャーとを有し、ワッシャーを間に挟んで固定部材とねじ結合する第三のねじ結合部と、第三のねじ結合部より上側かつ第二端部より下側において固定部材とのねじ結合によって上部構造物を固定する第二のねじ結合部とを更に備えてもよい。
【００１３】
上記調節部材は、対向する面が互いに平行に形成され、杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される板状部材と、一端が球面形状を有して形成され、板状部材の上面に接触し固定部材が貫通して配置される球面部材とを有し、球面部材を間に挟んで固定部材とねじ結合する第四のねじ結合部と、第四のねじ結合部より上側かつ第二端部より下側において固定部材とのねじ結合によって上部構造物を固定する第二のねじ結合部とを更に備えてもよい。
【００１４】
上記調節部材は、対向する面が互いに平行に形成され、杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される板状部材と、一端に凹面が形成され、他端が板状部材の上面に接触し固定部材が貫通して配置されるワッシャーと、一端にワッシャーの凹面と接触する凸面が形成され、固定部材が貫通して配置される凸状部材とを有し、ワッシャーと凸状部材を間に挟んで固定部材とねじ結合する第五のねじ結合部と、第五のねじ結合部より上側かつ第二端部より下側において固定部材とのねじ結合によって上部構造物を固定する第二のねじ結合部とを更に備えてもよい。
【００１５】
上記調節部材は、球面が杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される球状部材と、球状部材と接合され、上部構造物の下面に接触し固定部材が貫通して配置される板状部材とを有してもよい。
【００１６】
上記固定部材の第一端部は、棒部材を貫通させる環状部材であってもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上部構造物を上側で支持し固定する筒形状の杭と、軸方向が杭内部で杭の中空部分を横切って配置され杭に固定された棒部材と、上部構造物と杭の上端部との間に上部構造物の荷重を杭に伝達するように配置され、上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節し、上部構造物をねじ結合によって固定する調節部材と、棒部材の下部と接触して棒部材と連結される第一端部と、杭の上端部から突出して配置され、調節部材をねじ結合によって固定する第二端部とを有し、杭内部の可動範囲内で調節部材の水平方向位置を調節する固定部材とを備える杭頭接合構造が提供される。
【００１８】
この構成によって、調節部材は、上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節できる。また、固定部材は、固定部材が杭内部で移動できる範囲内で調節部材の水平方向位置を調節できる。即ち、設置前に、固定部材は第一端部が棒部材の軸方向に沿って移動することで、固定部材の設置位置を変更することができ、その結果、固定部材に固定される調節部材の水平方向の設置位置を調節できる。また、固定部材は、第一端部が棒部材と連結され、第二端部が調節部材と固定されたとき、調節部材の設置傾斜角に応じて固定部材の設置角度が変更される。その結果、上部構造物の設置傾斜角に関わらず、固定部材を常に有効に締め付けることができ、上部構造物を杭に固定できる。また、杭は調節部材を介して上部構造物の荷重を支持する。
【００１９】
上記調節部材は、球面が杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される球状部材と、球状部材と接合され、上部構造物の下面に接触して配置される板状部材とを有してもよい。
【００２０】
上記調節部材は、円錐面が杭の上端部に接触し固定部材が貫通して配置される円錐状部材と、円錐状部材と接合され、上部構造物の下面に接触して配置される板状部材とを有してもよい。
【００２１】
上記調節部材は、固定部材の第２端部が上部構造物の下側に位置するように、杭の上端部に接触する部分と、上部構造物の下面に接触する部分とを離隔し、側面が開口した形状を有してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、杭の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整でき、上部構造物を支持し固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す正面図である。
【図２】同実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す側面図である。
【図３】同実施形態に係る杭頭接合構造を示す斜視図である。
【図４】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図５】同実施形態に係る杭頭接合構造のアイボルトを示す側面図である。
【図６】同実施形態に係る杭頭接合構造のアイボルトを示す正面図である。
【図７】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す上面図である。
【図８】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例のライナープレートを示す斜視図である。
【図９】同実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。
【図１１】同実施形態に係る杭頭接合構造のくさび形プレートを示す上面図である。
【図１２】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図１３】同実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図１４】同実施形態に係る杭頭接合構造の第三変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図１５】同実施形態に係る杭頭接合構造の第三変更例の球面ワッシャー及び球面座付きフランジナットを示す側面図である。
【図１６】本発明の第三の実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。
【図１７】本発明の第四の実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。
【図１８】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図１９】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す上面図である。
【図２０】同実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す上面図である。
【図２１】同実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。
【図２２】同実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例を示す分解斜視図である。
【図２３】同実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
［１．第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る杭頭接合構造１００は、図１に示すように、杭１０の上部に適用され、杭１０の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整でき、上部構造物を支持し固定することが可能である。図１は、本実施形態に係る杭頭接合構造１００と上部構造物を示す正面図である。図２は、本実施形態に係る杭頭接合構造１００と上部構造物を示す側面図である。
【００２６】
図１及び図２に示す例では、杭頭接合構造１００が杭１０の上部に適用され、上部構造物が杭１０と接合されて、杭１０の上部において上部構造物が支持され固定される。具体的には、複数の杭１０の上部にベースレール３０が水平に設置され、ベースレール３０の上にフレーム２０が設置される。ベースレール３０は、杭１０に載置される下面と、下面に対向する上面が平行な部材である。そのため、杭頭接合構造１００が、杭１０の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整することで、ベースレール３０を水平に設置でき、その結果、フレーム２０を正確な高さや水平方向に基づいて設置できる。
【００２７】
ベースレール３０は、図３及び図４に示すように、例えば断面がコ字形状の鋼材であり、複数の杭１０の上部を水平につなぐことができるつなぎ材である。フレーム２０は、例えばソーラーパネル４０を設置するための支持構造体である。本明細書では、上部構造物としてフレーム２０、ベースレール３０及びソーラーパネル４０の例を説明するが、本発明の杭頭接合構造は、その他の上部構造物にも適用できる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る杭頭接合構造の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る杭頭接合構造１００を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係る杭頭接合構造１００の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。図５は、本実施形態に係る杭頭接合構造のアイボルト１１０を示す側面図である。図６は、本実施形態に係る杭頭接合構造のアイボルト１１０を示す正面図である。杭頭接合構造は、杭１０とベースレール３０を接合する構造であり、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８と、アイボルト１１０と、くさび形プレート１２２と、ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６などを有する。
【００２９】
杭１０は、例えば筒形状の鋼管杭であり、地盤１に埋設される。地盤に施工される杭１０は、垂直方向に埋設されるが、正確な垂直方向に埋設されることは困難であり、多少傾斜する場合がある。図４では、杭１０がわずかに傾斜している例を示している。
【００３０】
杭１０には、杭１０本体の上部にボルト孔１２が二つ形成される。二つのボルト孔１２はボルト１０２が貫通可能な開口部であり、互いに対向する位置に形成される。ボルト孔１２の設置位置は、アイボルト１１０の設置時の可動範囲などを考慮して決定される。ボルト孔１２はボルト１０２が杭１０に対する水平方向、垂直方向及び斜め方向に移動しないように固定する。
【００３１】
ボルト１０２は、二つのボルト孔１２を貫通して杭１０に設置される。その際、ボルト１０２の軸部１０４（棒部材の一例である。）は、軸方向が杭１０内部で杭１０の中空部分を横切って配置される。ボルト１０２は、ナット１０６とワッシャー１０７，１０８と共にねじ結合されて杭１０に固定される。ワッシャー１０７は、ボルト１０２の頭部側に設けられ、ワッシャー１０８は、ナット１０６側に設けられる。ボルト１０２の軸部１０４には雄ねじが形成され、軸部１０４にはアイボルト１１０のリング部１１２が貫通して設置される。
【００３２】
アイボルト１１０は、リング部１１２と、軸部１１４を有する。リング部１１２は、アイボルト１１０の軸部１１４の一端側に設けられ、図６に示すように開口部１１６を有する環状部材である。リング部１１２は、ボルト１０２の軸部１０４の下部と接触してボルト１０２と連結される。アイボルト１１０の軸部１１４には雄ねじが形成され、軸部１１４はベースレール３０をねじ結合によって固定する。軸部１１４の先端は杭１０の上端部から突出して配置される。アイボルト１１０は固定部材の一例である。また、リング部１１２は第一端部の一例であり、軸部１１４は第二端部の一例である。なお、第一端部は環状部材に限定されず、ボルト１０２と連結できれば他の形状でもよい。
【００３３】
くさび形プレート１２２は、例えば板状部材であり、アイボルト１１０の軸部１１４の端部と、杭１０の上端部との間に配置される調節部材である。くさび形プレート１２２は、金属製でもよいし、ゴム製でもよい。くさび形プレート１２２は、下面と、下面と対向して配置される上面が互いに傾いている。くさび形プレート１２２の下面は杭１０の上端部と接触し、くさび形プレート１２２の上面はベースレール３０の下面と接触する。くさび形プレート１２２には、例えば貫通孔が形成されており、貫通孔をアイボルト１１０の軸部１１４が貫通する。
【００３４】
くさび形プレート１２２は、杭１０の上部に設置する上部構造物の設置傾斜角及び設置高さを調節できる。即ち、くさび形プレート１２２の断面形状や厚さを変化させることによって、杭１０の上部に設置するベースレール３０を水平に配置でき、更にベースレール３０上部に設置するフレーム２０などの上部構造物を水平に設置できる。くさび形プレート１２２は、杭１０の外径より外側に広い板状部材であり、上部構造物の荷重を杭１０に伝達する。
【００３５】
ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６は、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、プレート１４２を介してベースレール３０を固定する。プレート１４２は、図４に示すようにベースレール３０に設けられた開口部３２より広い面積を有する板状部材である。開口部３２がアイボルト１１０の軸部１１４の断面と比較して広い開口面積を有していることで、ベースレール３０に対してナット１３４のねじ結合の位置を微調整できる。その結果、杭１０の埋設位置が水平方向にずれている場合でも、水平方向の施工誤差を吸収できる。また、アイボルト１１０を垂直に設置することができ、強固なねじ結合が可能となる。
【００３６】
杭頭接合構造を組み立てる際、ナット１３４をリング部１１２側へ締結していくことで、アイボルト１１０は上側に持ち上げられ、ボルト１０２の軸部１０４の下部とアイボルト１１０の開口部１１６とが接触する。ナット１３４が回転できなくなるまで締結することで、アイボルト１１０の軸部１１４に引張り力が発生する。その結果、上部構造物が風などを受けて上方向に力が作用した場合でも、杭１０と上部構造物との接合を維持できる。ナット１３６はナット１３４の緩み止めとして作用する。
【００３７】
アイボルト１１０は、杭１０の中空部分で、図５及び図６に示すように設置位置を調整できる。即ち、アイボルト１１０は、図５に示すように、ボルト１０２の軸部１０４の軸方向に沿って移動することもできる。また、アイボルト１１０は、図６に示すように、軸部１０４の軸方向に対して垂直方向に移動することも可能である。図６に示す例では、リング部１１２の開口部１１６が円形であり、アイボルト１１０の可動範囲は限定されているが、本実施形態のリング部１１２や開口部１１６の形状は、他の形状でもよい。例えば、開口部１１６を長穴形状にすることで、図６の例に比べて可動範囲を広げることもできる。
【００３８】
このように、アイボルト１１０の設置位置が調整できることで、アイボルト１１０に固定されるベースレール３０の水平方向の設置位置を調節できる。その結果、杭１０の水平方向の施工誤差を吸収できる。また、アイボルト１１０は、リング部１１２がボルト１０２と連結され、軸部１１４がくさび形プレート１２２及びベースレール３０と固定されたとき、ベースレール３０の設置角度の調節に応じて、アイボルト１１０の立設角度が変更される。即ち、アイボルト１１０は杭１０の立設方向に対して傾斜させることができるため、杭１０の傾き誤差を吸収できる。また、ベースレール３０の設置傾斜角に関わらず、アイボルト１１０を常に有効に締め付けることができ、上部構造物を杭に固定できる。
【００３９】
以上、本実施形態の杭頭接合構造によれば、くさび形プレート１２２が垂直方向と傾き方向の調整をし、ボルト１０２とアイボルト１１０の組み合わせが杭１０の水平方向の芯ずれを調整する。また、杭頭接合構造は、くさび形プレート１２２によって上部構造物の荷重を杭１０に伝達でき、上部構造物に上方向の力が作用した場合でも、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００４０】
［２．第一の実施形態変更例］
図３に示した第一の実施形態では、調節部材としてのくさび形プレート１２２が１枚である場合について示したが、図４及び図９に示すように、調節部材は複数枚の板状部材から構成されてもよい。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す上面図である。図８は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例のライナープレート２２２を示す斜視図である。図９は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。
【００４２】
図４に示すように、第一変更例において、調節部材２２０は複数のライナープレート２２２，２２４，２２６からなる。ライナープレート２２２，２２４，２２６は、金属製でもよいし、ゴム製でもよい。ライナープレート２２２，２２４，２２６は、重畳して設置される。図４に示す例では、最上部に設置されるライナープレート２２２がくさび形を有する板状部材であり、下面と、下面と対向して配置される上面が互いに傾いている。ライナープレート２２４，２２６は、下面と上面とが互いに平行な板状部材である。
【００４３】
このように、複数枚のライナープレートを重畳することで、ライナープレートを抜き差しすることによって、高さ方向の調整が容易になる。また、ライナープレート２２２は、図７及び図８に示すように、一方向に切り欠かれた挿入溝２２３が形成される。挿入溝２２３が形成されることで、上部にベースレール３０を残したまま、ライナープレート２２２を挿入したり、取り外したりすることができる。ライナープレート２２４，２２６にも同様に挿入溝が形成されてもよい。
【００４４】
図９に示すように、第二変更例において、調節部材３２０は複数のライナープレート３２２，３２６と、最上部のライナープレート３２２と最下部のライナープレートに挟持されたゴム板３２４からなる。ゴム板３２４は圧縮力によって変形可能な弾性部材である。ゴム板３２４を変形させることで、角度調整を行う。
【００４５】
以上、第一変更例や第二変更例によっても、調節部材２２０，３２０が垂直方向と傾き方向の調整をし、ボルト１０２とアイボルト１１０の組み合わせが接合部の水平方向の芯ずれを調整する。また、杭頭接合構造は、調節部材２２０，３２０によって上部構造物の荷重を杭１０に伝達でき、上部構造物に上方向の力が作用した場合でも、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００４６】
なお、第一の実施形態では、調節部材が１枚又は３枚の板状部材の場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、調節部材は２枚でもよいし４枚以上でもよい。更に、アイボルト１１０のリング部１１２の形状が円形又は長円形であって、リング部１１２を貫通する棒部材としての軸部１０４が円形断面である場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、リング部は長方形状であって、棒部材は長方形断面であるとしてもよい。棒部材が長方形断面を有することで、棒部材の曲げ強度を向上させることができる。
【００４７】
［３．第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施形態に係る杭頭接合構造の構成について説明する。図１０は、本実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。図１１は、本実施形態に係る杭頭接合構造のくさび形プレート４２０を示す上面図である。
【００４８】
第二の実施形態の杭頭接合構造は、第一の実施形態と同様に、杭１０とベースレール３０を接合する構造である。杭頭接合構造は、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８と、アイボルト１１０と、くさび形プレート４２０と、ワッシャー４３２，４４２，４５２と、ナット４３４，４３６，４４４，４４６，４５４，４５６などを有する。
【００４９】
杭１０と、ベースレール３０と、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８は、第一の実施形態と同様の構成及び作用を有するため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
第二の実施形態のアイボルト１１０は、第一の実施形態の軸部１１４に比べて軸部１１４の長さが長い。これによって、杭１０の垂直方向の施工誤差が大きい場合に、高さ調整が可能となる。また、軸部１１４には、ベースレール３０などの上部構造物の荷重を杭１０に伝達する軸力が作用する。
【００５１】
くさび形プレート４２０は、例えば板状部材であり、アイボルト１１０の軸部１１４の端部と、杭１０の上端部との間に配置される調節部材である。くさび形プレート４２０は、金属製でもよいし、ゴム製でもよい。くさび形プレート４２０は、下面と、下面と対向して配置される上面が互いに傾いている。くさび形プレート４２０の下面は杭１０の上端部と接触し、くさび形プレート４２０の上面はワッシャー４３２の下面と接触する。くさび形プレート４２０は、図１０及び図１１に示すように、例えば開口部４２２が形成されており、開口部４２２をアイボルト１１０の軸部１１４が貫通する。開口部４２２は、軸部１１４の断面より広く形成されることで、アイボルト１１０の設置時に生じる位置ずれを許容できる。
【００５２】
くさび形プレート４２０の断面形状を変化させることによって、杭１０の上部に設置するベースレール３０を水平に配置でき、更にベースレール３０上部に設置するフレーム２０などの上部構造物を水平に設置できる。くさび形プレート４２０は、図１０及び図１１に示すように杭１０の外径より外側に広い板状部材であり、アイボルト１１０の軸部１１４から伝達される上部構造物の荷重を杭１０に伝達する。
【００５３】
ワッシャー４３２と、ナット４３４，４３６は、くさび形プレート４２０を杭１０の上部に固定する。ワッシャー４３２と、ナット４３４，４３６は、第一のねじ結合部の一例である。杭頭接合構造を組み立てる際、ナット４３４をリング部１１２側へ締結していくことで、アイボルト１１０は上側に持ち上げられ、ボルト１０２の軸部１０４の下部とアイボルト１１０の開口部１１６とが接触する。ナット４３４が回転できなくなるまで締結することで、アイボルト１１０の軸部１１４に引張り力が発生する。その結果、上部構造物が風などを受けて上方向に力が作用した場合でも、杭１０と上部構造物との接合を維持できる。ナット４３６はナット４３４の緩み止めとして作用する。
【００５４】
ワッシャー４４２，４５２と、ナット４４４，４４６，４５４，４５６は、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、ベースレール３０を固定する。ワッシャー４４２，４５２と、ナット４４４，４４６，４５４，４５６は、第二のねじ結合部の一例である。ベースレール３０は、ワッシャー４４２、ナット４４４，４４６と，ワッシャー４５２、ナット４５４，４５６との間に挟まれる。ワッシャー４４２，４５２と、ナット４４４，４４６，４５４，４５６のねじ結合の位置を調節することで、ベースレール３０の設置高さを調節できる。ナット４４６，４５６はナット４４４，４５４の緩み止めとして作用する。
【００５５】
ベースレール３０には開口部３２が形成される。開口部３２がアイボルト１１０の軸部１１４の断面と比較して広い開口面積を有していることで、ベースレール３０に対してナット４４４，４５４のねじ結合の位置を微調整できる。その結果、杭１０の埋設位置が水平方向にずれている場合でも、水平方向の施工誤差を吸収できる。また、アイボルト１１０を垂直に設置することができ、強固なねじ結合が可能となる。
【００５６】
以上、本実施形態の杭頭接合構造によれば、くさび形プレート４２０が傾き方向の調整をし、ボルト１０２とアイボルト１１０の組み合わせが杭１０の水平方向の芯ずれを調整する。また、アイボルト１１０の軸部１１４とナット４４４，４４６，４５４，４５６のねじ結合が高さ方向の調整をする。更に、杭頭接合構造は、アイボルト１１０及びくさび形プレート４２０によって上部構造物の荷重を杭１０に伝達でき、上部構造物に上方向の力が作用した場合でも、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット４３４，４３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００５７】
［４．第二の実施形態変更例］
図１０に示した第二の実施形態では、くさび形プレート４２０が傾き方向の調整をする場合について説明したが、図１２〜図１５に示すように、他の構成部材によって杭１０の傾き方向の調整をしてもよい。
【００５８】
図１２は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。図１３は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。図１４は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第三変更例と上部構造物を示す断面図である。図１５は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第三変更例の球面ワッシャー７３２及び球面座付きフランジナット７３４を示す側面図である。
【００５９】
（第一変更例）
図１２に示すように、第一変更例は、図１０で示したくさび形プレート４２０、ワッシャー４３２の代わりに、プレート５２０、くさび形ワッシャー５３２を有する。プレート５２０、くさび形ワッシャー５３２は、調節部材を構成する。
【００６０】
プレート５２０は、上面と、上面に対向する下面が互いに平行な板状部材である。プレート５２０の下面は杭１０の上端部と接触し、プレート５２０の上面はくさび形ワッシャー５３２の下面と接触する。プレート５２０は、図１２に示すように杭１０の外径より外側に広い板状部材であり、アイボルト１１０の軸部１１４から伝達される上部構造物の荷重を杭１０に伝達する。
【００６１】
また、プレート５２０は、図１２に示すように、例えば開口部５２２が形成されており、開口部５２２をアイボルト１１０の軸部１１４が貫通する。開口部５２２は、軸部１１４の断面より広く形成されることで、アイボルト１１０の設置時に生じる位置ずれを許容できる。
【００６２】
くさび形ワッシャー５３２は、ナット４３４，４３６と共に、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、プレート５２０を杭１０の上部に固定する。くさび形ワッシャー５３２、ナット４３４，４３６は、第三のねじ結合部の一例である。くさび形ワッシャー５３２は、下面と、下面と対向して配置される上面が互いに傾いている。くさび形ワッシャー５３２の断面形状を変化させることによって、杭１０の上部に設置するベースレール３０を水平に配置でき、更にベースレール３０上部に設置するフレーム２０などの上部構造物を水平に設置できる。なお、くさび形ワッシャー５３２の代わりにばねワッシャーを使用してもよい。
【００６３】
以上、第一変更例の杭頭接合構造によれば、くさび形ワッシャー５３２が傾き方向の調整をする。
【００６４】
（第二変更例）
図１３に示すように、第二変更例は、図１０で示したくさび形プレート４２０、ワッシャー４３２，ナット４３４，４３６の代わりに、プレート６２０、球座付きナット６３４、ナット６３６を有する。プレート６２０、球座付きナット６３４、ナット６３６は、調節部材を構成する。
【００６５】
プレート６２０は、上面と、上面に対向する下面が互いに平行な板状部材である。プレート６２０の下面は杭１０の上端部と接触し、プレート６２０の上面は開口部６２２において球座付きナット６３４の球座部６３５の球面と接触する。プレート６２０は、図１３に示すように杭１０の外径より外側に広い板状部材であり、アイボルト１１０の軸部１１４から伝達される上部構造物の荷重を杭１０に伝達する。
【００６６】
また、プレート６２０は、図１３に示すように、例えば開口部６２２が形成されており、開口部６２２をアイボルト１１０の軸部１１４が貫通する。開口部６２２は、軸部１１４の断面より広く形成されることで、アイボルト１１０の設置時に生じる位置ずれを許容できる。また、開口部６２２は、球座付きナット６３４の球座部６３５の球面と接触可能な凹面状に形成される。
【００６７】
球座付きナット６３４は、ナット６３６と共に、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、プレート６２０を杭１０の上部に固定する。ナット６３６は、第四のねじ結合部の一例である。球座付きナット６３４は、一端が球面形状を有する球座部６３５であり、他端が、雌ねじが形成されたナット部である。球座付きナット６３４は、球面部材の一例である。球座付きナット６３４が、プレート６２０及び杭１０に対して傾斜して配置できるため、球座付きナット６３４を貫通するアイボルト１１０も同様に傾斜配置できる。その結果、杭１０の上部に設置するベースレール３０を水平に配置でき、更にベースレール３０上部に設置するフレーム２０などの上部構造物を水平に設置できる。
【００６８】
以上、第二変更例の杭頭接合構造によれば、プレート６２０及び球座付きナット６３４が傾き方向の調整をする。
【００６９】
（第三変更例）
図１４及び図１５に示すように、第三変更例は、図１０で示したくさび形プレート４２０、ワッシャー４３２，ナット４３４，４３６の代わりに、プレート５２０、球面ワッシャー７３２、球面座付きフランジナット７３４、ナット７３６を有する。プレート５２０、球面ワッシャー７３２、球面座付きフランジナット７３４は、調節部材を構成する。プレート５２０は、第一変更例で説明した板状部材と同様である。
【００７０】
球面ワッシャー７３２、球面座付きフランジナット７３４は、ナット７３６と共に、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、プレート５２０を杭１０の上部に固定する。ナット７３６は、第五のねじ結合部の一例である。
【００７１】
球面ワッシャー７３２は、一端に凹面が形成され、他端がプレート５２０と接触する。球面座付きフランジナット７３４は、一端が球面ワッシャー７３２の凹面と接触する球面部７３５であり、他端が、雌ねじが形成されたナット部である。球面座付きフランジナット７３４は、凸状部材の一例である。
【００７２】
球面ワッシャー７３２と球面座付きフランジナット７３４を組み合わせることで、球面座付きフランジナット７３４が、プレート５２０及び杭１０に対して傾斜して配置できるため、球面座付きフランジナット７３４を貫通するアイボルト１１０も同様に傾斜配置できる。その結果、杭１０の上部に設置するベースレール３０を水平に配置でき、更にベースレール３０上部に設置するフレーム２０などの上部構造物を水平に設置できる。
【００７３】
以上、第二変更例の杭頭接合構造によれば、球面ワッシャー７３２及び球面座付きフランジナット７３４が傾き方向の調整をする。
【００７４】
［５．第三の実施形態］
次に、本発明の第三の実施形態に係る杭頭接合構造の構成について説明する。図１６は、本実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。
【００７５】
第三の実施形態の杭頭接合構造は、第一の実施形態と同様に、杭１０とベースレール３０を接合する構造である。杭頭接合構造は、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８と、アイボルト１１０と、球座付きプレート８２０と、ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６などを有する。
【００７６】
杭１０と、ベースレール３０と、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８と、アイボルト１１０と、ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６は、第一の実施形態と同様の構成及び作用を有するため、詳細な説明は省略する。
【００７７】
球座付きプレート８２０は、例えば金属製の板状部材８２２と球状部材８２４からなり、アイボルト１１０の軸部１１４の端部と、杭１０の上端部との間に配置される調節部材である。板状部材８２２には、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部８２６が形成されている。球状部材８２４は、外面が半球面を有しており、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部８２８が形成されている。板状部材８２２と球状部材８２４は、溶接などによって接合される。
【００７８】
板状部材８２２は、ベースレール３０と接触し、球状部材８２４の半球面が杭１０の上端部と接触する。これによって、本実施形態の杭頭接合構造は、球座付きプレート８２０が傾き方向の調整をする。また、杭頭接合構造の球座付きプレート８２０は、上部構造物の荷重を杭１０に伝達できる。そして、上部構造物に上方向の力が作用した場合は、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００７９】
［６．第四の実施形態］
次に、本発明の第四の実施形態に係る杭頭接合構造の構成について説明する。図１７は、本実施形態に係る杭頭接合構造と上部構造物を示す断面図である。
【００８０】
第四の実施形態の杭頭接合構造は、第一の実施形態と同様に、杭１０とベースレール３０を接合する構造である。杭頭接合構造は、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８と、アイボルト１１０と、球座付きプレート９２０と、ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６と、ボルト９３０と、ワッシャー９３２，９３３と、ナット９３４，９３６などを有する。
【００８１】
杭１０と、ベースレール３０と、ボルト１０２と、ナット１０６と、ワッシャー１０７，１０８は、第一の実施形態と同様の構成及び作用を有するため、詳細な説明は省略する。
【００８２】
アイボルト１１０の軸部１１４は、球座付きプレート９２０をねじ結合によって固定する。軸部１１４の先端は、球座付きプレート９２０の内側底面９２５から突出して配置される。ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６は、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、球座付きプレート９２０を杭１０に固定する。内側底面９２５は、平面形状のワッシャー１３２を用いてボルト結合しやすいように平面形状を有するが、片面が曲面を有するワッシャーを用いれば、内側底面９２５は半球面状に形成されてもよい。
【００８３】
球座付きプレート９２０は、例えば板状部材９２２と球状部材９２４からなり、アイボルト１１０の軸部１１４の端部と、杭１０の上端部との間に配置される調節部材である。板状部材９２２には、開口部９２６，９２７が形成されている。球状部材９２４は、外面が半球面を有しており、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部９２８が形成されている。板状部材９２２と球状部材９２４は、溶接などによって接合される。または、球座付きプレート９２０は全体がプレス加工や鋳造などによって形成される。
【００８４】
板状部材９２２の開口部９２６は、ベースレール３０の長手方向に少なくとも二つ設けられ、ベースレール３０の対応する位置に開口部３２が形成される。そして、開口部９２６，３２にそれぞれボルト９３０が貫通する。そして、ボルト９３０、ワッシャー９３２，９３３、ナット９３４，９３６は、プレート９４２を介してベースレール３０と球座付きプレート９２０を固定する。プレート９４２は、第一の実施形態のプレート１４２に対応する。
【００８５】
板状部材９２２は、ベースレール３０と接触し、球状部材９２４の外側の半球面が杭１０の上端部と接触する。これによって、本実施形態の杭頭接合構造は、球座付きプレート９２０が傾き方向の調整をする。また、杭頭接合構造の球座付きプレート９２０は、上部構造物の荷重を杭１０に伝達できる。そして、上部構造物に上方向の力が作用した場合は、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６とボルト９３０とナット９３４，９３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００８６】
ボルト９３０によるボルト接合が、ベースレール３０の長手方向に少なくとも２か所以上設けられる。これによって、例えば図１７の図面上の右から左への水平力（または左から右への水平力）がベースレール３０に作用したとき、ベースレール３０と球座付きプレート９２０との間に発生する滑りを防止できる。水平力が大きい場合、第一〜第三の実施形態では、アイボルト１１０を強く締め付けることが必要になる。しかし、アイボルト１１０を強く締めすぎると、ボルト１０２の軸部１０４（棒部材）が曲がってしまう。一方、本実施形態によれば、傾き調整用ボルト（＝アイボルト１１０）と滑り防止用ボルト（＝ボルト９３０）が別々に設けられる。また、滑り防止用ボルト（＝ボルト９３０）が複数本設けられる。その結果、アイボルト１１０を締め付け過ぎてボルト１０２を曲げてしまうことなく、確実にベースレール３０と球座付きプレート９２０との間に発生する滑りを防止できる。
【００８７】
本実施形態の杭頭接合構造を組み立てるには、まず、杭１０内部にボルト１０２とアイボルト１１０を設置する。そして、杭１０の上部に球座付きプレート９２０を設置し、アイボルト１１０によって球座付きプレート９２０を杭１０に固定する。このとき、上部構造物の傾きを考慮して球座付きプレート９２０の傾きを調整しながら、開口部９２７を使用してナット１３４，１３６を締め付けていく。次に、球座付きプレート９２０の板状部材９２２の上面にベースレール３０を設置する。そして、ボルト９３０によって、球座付きプレート９２０とベースレール３０を固定する。
【００８８】
［７．第四の実施形態変形例］
図１７に示した第四の実施形態では、調節部材が球座付きプレート９２０であり、球座付きプレート９２０が板状部材９２２と球状部材９２４からなる場合について説明したが、調節部材は、図１８や図２１に示すように他の形状でもよい。
【００８９】
（第一変形例）
図１８は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す断面図である。図１８に示すように、第一変形例は、図１７で示した球座付きプレート９２０の代わりに、円錐台付きプレート９２０−１を有する。このように、杭１０と接触する部材を球状ではなく円錐状とすることで、調節部材を安価に製造することができる。また、図１８に示した第一変形例では、ベースレール３０に開口部３３−１が設けられている。開口部３３−１は、杭１０から突出するアイボルト１１０に対応した位置に設けられる。開口部３３−１が設けられることで、図１７に示した第四の実施形態と異なり、ベースレール３０を設置した後に、アイボルト１１０に結合させるナット１３４，１３６を本締めすることができる。
【００９０】
アイボルト１１０の軸部１１４は、円錐台付きプレート９２０−１をねじ結合によって固定する。軸部１１４の先端は、円錐台付きプレート９２０−１の内側底面９２５−１から突出して配置される。ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６は、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、円錐台付きプレート９２０−１を杭１０に固定する。内側底面９２５−１は、平面形状のワッシャー１３２を用いてボルト結合しやすいように平面形状を有するが、片面が曲面を有するワッシャーを用いれば、内側底面９２５−１は半球面状に形成されてもよい。
【００９１】
円錐台付きプレート９２０−１は、例えば板状部材９２２−１と円柱部材９２４−１と円錐台部材９２９−１からなり、アイボルト１１０の軸部１１４の端部と、杭１０の上端部との間に配置される調節部材である。板状部材９２２−１には、開口部９２６−１，９２７−１が形成されている。円柱部材９２４−１は、外面が円柱面を有しており、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように中空になっている。円錐台部材９２９−１は、外面が円錐面を有しており、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部９２８−１が形成されている。板状部材９２２−１と円柱部材９２４−１と円錐台部材９２９−１は、溶接などによって接合される。または、円錐台付きプレート９２０−１は全体がプレス加工や鋳造などによって形成される。例えば、円柱部材９２４−１と円錐台部材９２９−１は、二つの部材を合わせたものではなく、円柱形状から面取りしたものとしてもよい。
【００９２】
板状部材９２２−１の開口部９２６−１は、ベースレール３０の長手方向に少なくとも二つ設けられ、ベースレール３０の対応する位置に開口部３２−１が形成される。そして、開口部９２６−１，３２−１にそれぞれボルト９３０が貫通する。そして、ボルト９３０、ワッシャー９３２，９３３、ナット９３４，９３６は、プレート９４２を介してベースレール３０と円錐台付きプレート９２０−１を固定する。プレート９４２は、第一の実施形態のプレート１４２に対応する。
【００９３】
板状部材９２２−１は、ベースレール３０と接触し、円錐台部材９２９−１の外側の円錐面が杭１０の上端部と接触する。これによって、本実施形態の杭頭接合構造は、円錐台付きプレート９２０−１が傾き方向の調整をする。また、杭頭接合構造の円錐台付きプレート９２０−１は、上部構造物の荷重を杭１０に伝達できる。そして、上部構造物に上方向の力が作用した場合は、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６とボルト９３０とナット９３４，９３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【００９４】
ボルト９３０によるボルト接合が、ベースレール３０の長手方向に少なくとも２か所以上設けられる。これによって、例えば図１８の図面の右から左への水平力（または左から右への水平力）がベースレール３０に作用したとき、ベースレール３０と円錐台付きプレート９２０−１との間に発生する滑りを防止できる。
【００９５】
このように、調節部材は半球面を有する球状部材９２４に限らず、円錐面を有する円錐台部材９２９−１でも、傾き方向を調整できる。
【００９６】
次に、図１９及び図２０を参照して、円錐台付きプレート９２０−１とベースレール３０を用いて、杭１０の水平方向の施工誤差を調整する方法について説明する。図１９及び図２０は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第一変更例と上部構造物を示す上面図である。
【００９７】
上記では、円錐台付きプレート９２０−１の板状部材９２２−１に、開口部９２６−１が設けられ、ベースレール３０の対応する位置に開口部３２−１が形成される。ここで、板状部材９２２−１の開口部９２６−１は、円柱部材９２４−１と円錐台部材９２９−１を間に挟んで両側に設けられ、それぞれ開口部９２６−１が一つずつ設けられる。また、ベースレール３０の開口部３２−１，３３−１は、図１９及び図２０に示すように、ルーズホールとなっている。
【００９８】
円錐台付きプレート９２０−１の水平方向の位置は、杭１０の設置位置によっておおよそ決定されてしまう。したがって、ベースレール３０の開口部３２−１が、ボルト９３０の軸の断面に比べて広い開口面積を有していることによって、杭１０の水平方向の施工誤差を吸収でき、ベースレール３０を水平に設置できる。例えば、図２０に示すように、ボルト９３０を円錐台付きプレート９２０−１の開口部９２６−１とベースレール３０の開口部３２−１に貫通させる場合、ボルト９３０が開口部３２−１の中央を貫通すれば、ベースレール３０は実線に示す位置に配置できる。ボルト９３０の位置が杭１０によって決定されてしまっても、開口部３２−１はルーズホールであるため、ボルト９３０に対して、開口部３２−１を例えば図２０の３２−１Ａの位置となるようにベースレール３０を移動できる。その結果、ベースレール３０は、例えば図２０上の右上方向である二点鎖線の位置（３０−Ａ）まで移動でき、杭１０の水平方向の施工誤差を吸収できる。同様に、ベースレール３０は、図２０において実線で示したベースレール３０に対して、図２０の右下、左上、左下方向に移動できる。
【００９９】
また、ベースレール３０の開口部３３−１の大きさは、アイボルト１１０に結合させるナット１３４，１３６を締め付ける工具が、ベースレール３０の上から入り、動作できるサイズになっている。工具の動作範囲が例えば図２０におけるＰの範囲であるとき、ベースレール３０が図２０の３０−Ａの位置でも、工具の動作範囲Ｐを確保するためには、開口部３３−１は、２点鎖線で示す３３−１Ａの大きさである必要がある。このように工具の動作範囲Ｐを考慮して、開口部３３−１の大きさが決定される。これにより、第一変更例では、円錐台付きプレート９２０の上にベースプレート３０を設置した後でも、アイボルト１１０に結合させるナット１３４，１３６を締め付けることができる。
【０１００】
（第二変形例）
図２１は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す断面図である。図２２は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例を示す斜視図である。図２１及び図２２に示すように、第二変形例は、図１７で示した球座付きプレート９２０の代わりに、プレート１０２０と、箱形部材１０３０と、円形プレート１０４０を有する。
【０１０１】
プレート１０２０と箱形部材１０３０、及び箱形部材１０３０と円形プレート１０４０はそれぞれ溶接接合される。図２１中の１０５２と１０５４は溶接部分を示す。プレート１０２０と、箱形部材１０３０と、円形プレート１０４０によって、調節部材が構成される。
【０１０２】
アイボルト１１０の軸部１１４は、調節部材をねじ結合によって固定する。軸部１１４の先端は、箱形部材１０３０の内側底面１０３４から突出して配置される。ワッシャー１３２と、ナット１３４，１３６は、アイボルト１１０の軸部１１４とねじ結合して、調節部材を杭１０に固定する。内側底面１０３４は、平面形状のワッシャー１３２を用いてボルト結合しやすいように平面形状を有する。
【０１０３】
調節部材は、ベースレール３０の下面と、杭１０の上端部との間に配置される。プレート１０２０には、開口部１０２２ａ，１０２２ｂ，１０２２ｃ，１０２２ｄ，１０２２ｅ（以下、総称して開口部１０２２ともいう。）が形成されている。箱形部材１０３０は、例えば直方体の部材であり、側面が開口している。これにより、側面の開口からナット１３４，１３６を締めることができる。また、箱形部材１０３０は、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部１０３２が形成されている。箱形部材１０３０は、ナット１３４，１３６をプレート１０２０の下で締結できるように、プレート１０２０と円形プレート１０４０を離隔させる部材であり、直方体に限定されず、他の形状でもよい。円形プレート１０４０は、外面が面取りされて円錐面１０４２を有しており、アイボルト１１０の軸部１１４が貫通可能なように開口部１０４４が形成されている。
【０１０４】
プレート１０２０の開口部１０２２は、箱形部材１０３０及び円形プレート１０４０を間に挟んで、ベースレール３０の長手方向に少なくとも２か所に設けられ、ベースレール３０の対応する位置に開口部３２が形成される。そして、開口部１０２２，３２にそれぞれボルト９３０が貫通する。そして、ボルト９３０、ワッシャー９３２，９３３、ナット９３４，９３６は、プレート９４２を介してベースレール３０とプレート１０２０を固定する。プレート９４２は、第一の実施形態のプレート１４２に対応する。
【０１０５】
プレート１０２０がベースレール３０と接触し、円形プレート１０４０の外側の円錐面１０４２が杭１０の上端部と接触する。これによって、本実施形態の杭頭接合構造は、調節部材が傾き方向の調整をする。また、杭頭接合構造の調節部材は、上部構造物の荷重を杭１０に伝達できる。そして、上部構造物に上方向の力が作用した場合は、ボルト１０２とアイボルト１１０とナット１３４，１３６とボルト９３０とナット９３４，９３６によって杭１０と上部構造物の接合を維持でき、上部構造物を杭１０に固定できる。
【０１０６】
ボルト９３０によるボルト接合が、ベースレール３０の長手方向に少なくとも２か所以上設けられる。これによって、例えば図２１の図面上の右から左への水平力（または左から右への水平力）がベースレール３０に作用したとき、ベースレール３０とプレート１０２０との間に発生する滑りを防止できる。水平力が大きい場合、第一〜第三の実施形態では、アイボルト１１０を強く締め付けることが必要になる。しかし、アイボルト１１０を強く締めすぎると、ボルト１０２の軸部１０４（棒部材）が曲がってしまう。一方、本実施形態によれば、傾き調整用ボルト（＝アイボルト１１０）と滑り防止用ボルト（＝ボルト９３０）が別々に設けられる。また、滑り防止用ボルト（＝ボルト９３０）が複数本設けられる。その結果、アイボルト１１０を締め付け過ぎてボルト１０２を曲げてしまうことなく、確実にベースレール３０とプレート１０２０との間に発生する滑りを防止できる。
【０１０７】
本実施形態の杭頭接合構造を組み立てるには、まず、杭１０内部にボルト１０２とアイボルト１１０を設置する。そして、杭１０の上部にプレート１０２０と、箱形部材１０３０と、円形プレート１０４０が一体になった調節部材を設置し、アイボルト１１０によって調節部材を杭１０に固定する。
【０１０８】
次に、図１７に示した第四の実施形態と異なり、上部構造物の傾きを考慮して調節部材の傾きを調整して、ナット１３４，１３６を締め付ける必要がない。すなわち、第四の実施形態では、ナット１３４，１３６を締め付けるため、ベースレール３０によって塞がれてしまう開口部９２７を使用しなければならなかった。一方、第二変形例では、箱形部材１０３０の側面の開口からナット１３４，１３６を締め付けることができる。
【０１０９】
そこで、第二変形例では、ナット１３４，１３６を仮締めしておいて、調節部材のプレート１０２０の上面にベースレール３０を設置する。このとき、ボルト９３０、ナット９３４，９３６の仮締めによって、プレート１０２０とベースレール３０を固定する。次に、上部構造物の傾きを考慮して調節部材の傾きや水平方向位置を調整して、ナット１３４，１３６を本締めし、ナット９３４，９３６も本締めする。このように、第二変形例によれば、予め調節部材の傾斜角や水平方向位置を決定して固定するのではなく、ベースレール３０を設置しながら調節部材の傾斜角や水平方向位置を決定できるため、杭１０の傾斜角の施工誤差を容易に調整できる。
【０１１０】
なお、第二変形例のプレート１０２０の開口部１０２２は、図２２及び図２３の例のように複数形成されてもよいし、第一変形例の板状部材９２２−１の開口部９２６−１と同様に、開口部１０３２，１０４４を間に挟んで、両側に一つずつ形成されてもよい。開口部１０２２は、開口部１０３２，１０４４を間に挟んで、両側に複数設けられることにより、杭１０の水平方向の誤差の調整範囲を広げることができる。
【０１１１】
次に、図２３を参照して、調節部材（一体化したプレート１０２０、箱形部材１０３０及び円形プレート１０４０からなる。）と、ベースレール３０を用いて、杭１０の水平方向の施工誤差を調整する方法について説明する。図２３は、本実施形態に係る杭頭接合構造の第二変更例と上部構造物を示す上面図である。
【０１１２】
第一変形例では、アイボルト１１０の位置に対応して、ベースレール３０に開口部３２を設けた。しかし、図１９及び図２０に示したように、開口面積が大きくなり、ベースレール３０の部材欠損が大きくなるという問題がある。そこで、第二変形例のように、プレート１０２０と円形プレート１０４０の間に箱形部材１０３０を設ける構成とすることで、アイボルト１１０がベースレール３０に干渉する問題を避けることができる。また、上述した通り、ベースレール３０を調節部材のプレート１０２０上に設置してから、ナット１３４，１３６を本締めできるようになる。
【０１１３】
図２３では、プレート１０２０に開口部１０２２を五つ設けた例を示しており、開口部１０２２ａの四方にそれぞれ一つずつ開口部１０２２ｂ，１０２２ｃ，１０２２ｄ，１０２２ｅが形成される。また、ベースレール３０の開口部３２は、図２３に示すように、ルーズホールとなっている。
【０１１４】
プレート１０２０の水平方向の位置は、円形プレート１０４０が杭１０に固定されるため、杭１０の設置位置によっておおよそ決定されてしまう。したがって、ベースレール３０の開口部３２が、ボルト９３０の軸の断面に比べて広い開口面積を有していることによって、杭１０の水平方向の施工誤差を吸収でき、ベースレール３０を水平に設置できる。例えば、図２３に示すように、ボルト９３０をプレート１０２０の開口部１０２２ａとベースレール３０の開口部３２に貫通させる場合、ボルト９３０が開口部３２の中央を貫通すれば、ベースレール３０は実線に示す位置に配置できる。ボルト９３０の位置が杭１０によって決定されてしまっても、開口部３２はルーズホールであるため、ボルト９３０に対して、開口部３２を例えば図２３の３２−Ｂの位置となるようにベースレール３０を移動できる。その結果、ベースレール３０は、例えば図２３上の右上方向である二点鎖線の位置（３０−Ｂ）まで移動でき、杭１０の水平方向の施工誤差を吸収できる。同様に、ベースレール３０は、図２３において実線で示したベースレール３０に対して、図２３上の右下、左上、左下方向に移動できる。
【０１１５】
また、図２３に示すように、ボルト９３０−Ｂをプレート１０２０の開口部１０２２ｃに貫通させる場合、ベースレール３０が図２３の左下方向及び右上方向に移動できる範囲は、図２３上の３０−Ｂの位置から３０−Ｃの位置までの範囲となる。このとき、ベースレール３０の開口部３２は、３２−Ｂから３２−Ｃの間を移動する。図示しないが、ベースレール３０は、開口部１０２２ｃに貫通したボルト９３０−Ｂに対して、図２３の右下方向及び左上方向にも移動できる。また、ボルト９３０−Ｂをプレート１０２０の開口部１０２２ｂ、開口部１０２２ｄ又は開口部１０２２ｅに貫通させる場合も、ベースレール３０は図２３上の右上、右下、左上、左下方向に移動できる。このように、開口部１０２２を複数設けることによって、ベースレール３０の設置可能な位置を広げることができる。
【０１１６】
なお、図２３で示した例では、プレート１０２０が固定していると仮定して、ベースレール３０が３０−Ｂの位置にあるときは、ボルト９３０，９３０−Ｂを開口部３２−Ｂに貫通させるためには、ボルト９３０を開口部１０２２ａに貫通させこともできるし、ボルト９３０−Ｂを開口部１０２２ｃに貫通させることもできる。すなわち、ベースレール３０が３０−Ｂの位置にあるとき、ボルト９３０，９３０−Ｂを開口部３２−Ｂに貫通させることができるように、プレート１０２０の開口部１０２２ａ，１０２２ｃの位置と大きさ、ベースレール３０の開口部３２の大きさが決定されている。このように決定しておくことで、杭１０の水平方向の誤差を広い範囲で調整できる。なお、開口部１０２２ｂ，１０２２ｄ，１０２２ｅについても同様である。
【０１１７】
上述した通り、本発明の第一〜第四の実施形態によれば、杭１０の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差を調整でき、上部構造物を支持し固定することができる。また、杭頭接合構造を構成する部分に溶接がなく、簡易なボルトのみで杭１０と上部構造物を接合でき、容易な施工が可能となる。更に、杭頭接合構造を構成する部品の多くを汎用品で構成できるため、低コスト化を図ることができる。
【０１１８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、杭頭接合構造に適用可能であり、特に杭と杭上部に設置される構造物を接合する杭頭接合構造に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０      杭
１２      ボルト孔
２０      フレーム
３０      ベースレール
３２，３３      開口部
４０      ソーラーパネル
１００    杭頭接合構造
１０２，９３０    ボルト
１０４    軸部
１０６    ナット
１０７，１０８    ワッシャー
１１０    アイボルト
１１２    リング部
１１４    軸部
１１６，４２２，５２２，６２２，８２６，８２８，９２６，９２７，９２８，１０２２，１０３２，１０４４    開口部
１２２    くさび形プレート
１３２，４３２，４４２，４５２，９３２，９３３    ワッシャー
１３４，１３６，４３４，４３６，４４４，４４６，４５４，４５６，６３６，７３６，９３４，９３６    ナット
１４２，５２０，６２０，９４２，１０２０    プレート
２２０，３２０    調節部材
２２２，２２４，２２６，３２２，３２６    ライナープレート
２２３    挿入溝
３２４    ゴム板
４２０    くさび形プレート
５３２    くさび形ワッシャー
６３４    球座付きナット
６３５    球座部
７３２    球面ワッシャー
７３４    球面座付きフランジナット
７３５    球面部
８２０，９２０    球座付きプレート
９２０−１    円錐台付きプレート
８２２，９２２    板状部材
８２４，９２４    球状部材
９２４−１    円柱部材
９２９−１    円錐台部材
９２５，１０３４    内側底面
１０３０    箱形部材
１０４０    円形プレート
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0005467983.tif 000018
【図１８】
0005467983.tif 000019
【図１９】
0005467983.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0005467983.tif 000023
【図２３】
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