(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体部の側面に少なくとも二対の羽根板を有する杭であって、
前記本体部の一方端付近の位置である第一の位置の側面に設けられた第一羽根板対と、
前記第一の位置よりも他端側の位置である第二の位置の側面に設けられた第二の羽根板と、
前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、
を備え、
前記第一の羽根板対は、略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなり、
前記第一羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第一羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
前記第二の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第二羽根板からなり、
前記第二羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第二羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられている、
杭。
【請求項２】
前記第一羽根板と前記第二羽根板とは、いずれも形状が同一である、
請求項１に記載の杭。
【請求項３】
前記第一羽根板と前記第二羽根板は、それぞれ平行に設けられている、
請求項１又は２に記載の杭。
【請求項４】
前記第一羽根板対及び前記第二羽根板対は、前記本体部の一方端側から視認した際に、円又は楕円形状に視認される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の杭。
【請求項５】
前記第一羽根板同士、又は前記第二羽根板同士は、前記本体部の一方端側から視認した際に、互いに重ならない、
請求項４に記載の杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基礎として地面等にねじ込んで使用される杭として、様々な種類の杭が知られている。例えば、特許文献１には、先端部の外周に、螺旋状の複数の掘進翼を回転方向に対して互いに位相をずらせ、かつ、端縁部同士を軸方向に対してオーバーラップさせた鋼管杭が記載されている。こうすることにより、多重に設けられた掘進翼が土砂を左右に排除しながら突き進み、バランスよく鉛直姿勢に維持することができる。また、特許文献２には、杭本体の先端部に、一対の羽根板を杭の本体の長手方向と直交する面に対して所定角度傾斜し、かつ、長手方向に所定間隔をおいて互いに平行する位置に取り付けられた杭が記載されている。こうすることにより、従来の螺旋型の羽根と同程度の性能を有する杭を安価に制作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１５２３号公報
【特許文献２】特開平８−２０９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、種々の形状を有する杭が知られているが、いずれの杭も地面等に埋設することのみについて着目しており、埋設された後のことには何ら着目されていない。特に、杭が埋設された後に、杭が引き抜かれる可能性については、何ら考慮されていない。これは、地面等に埋設する杭は、通常住宅等の基礎として使用されるため、一度埋設してしまえば、住宅等の自重により杭が地面に押さえつけられ、埋設した後に杭が引き抜かれることについては、想定する必要が無いためである。
【０００５】
一方、近年の自然エネルギーに対する需要の高まりから、自然エネルギーとして太陽光を利用する太陽光発電用パネルの設置の需要が高まっている。このような太陽光発電用パネルの基礎として杭を用いるためには、埋設時の施工性も要求されるが、埋設した後に抜けにくいことも必要とされる。太陽光発電用パネルの設置用の杭として用いた場合には、太陽光発電用パネルの下部を風が通過すると、風力により上方向への力がかかり、杭が抜ける可能性があるためである。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、設置面に埋設しやすく、かつ、一度埋設した後には、抜け難い杭を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の杭は、
筒状の本体部の側面に少なくとも二対の羽根板を有する杭であって、
前記本体部の一方端付近の位置である第一の位置の側面に設けられた第一羽根板対と、
前記第一の位置よりも他方端側の位置である第二の位置の側面に設けられた第二の羽根板と、
前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、
を備え、
前記第一の羽根板対は、略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなり、
前記第一羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第一羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
前記第二の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第二羽根板からなり、
前記第二羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第二羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられている、
ものである。
【０００９】
この杭には、筒状の本体部の第一の位置に第一の羽根板対が、第二の位置に第二の羽根板対が、それぞれ設けられている。この第一の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなる。この一対の第一羽根板は、互いに本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、第一羽根板の直径が軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定されている。こうすることにより、一対の第一羽根板は本体部を挟んで、互いに反対方向に同一の角度だけ傾いた状態で固定されることになる。言い換えると、第一羽根板は、お互いの上面側が互いに交差する位置関係に配置されていると言える。このため、杭を鉛直に回転させて埋入する際には、両側に設けられた一対の第一羽根板の下部が同時に設置面を掘削することになるため、容易に鉛直に杭を埋入することができる。一方、杭を設置面に埋設した後に、杭に上方向の力がかかった場合には、杭が上方向に移動するに伴って、一対の第一羽根板の上面に傾きに沿った力がかかることになるが、一対の第一羽根板の上面にそれぞれ反対方向に回転する力が加えられるため、杭が回転することはない。このため、杭が容易に抜けることはない。なお、一対の第二羽根板からなる第二羽根板対についても、第一羽根板対と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１０】
このとき、前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、を備え、一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられているため、杭を埋入する際に、設置面に対して杭の角度が変化したり、設置面の表面を杭が移動して設置位置が移動したりする可能性を未然に低減することができる。
【００１１】
本発明の杭において、前記第一羽根板と前記第二羽根板とは、いずれも形状が同一であってもよい。こうすれば、本体部に取り付けられる全ての羽根板の形状が同一となり、杭を設置面に埋入する際に杭の中心方向に均等に力が加えられることになる。こうすることにより、抜けにくい杭を設置面に対して杭を鉛直に埋入することができる。
【００１２】
本発明の杭において、前記第一羽根板と前記第二羽根板は、それぞれ平行に設けられていてもよい。こうすれば、杭が設置面に埋入される際に、杭の埋入速度と杭の回転速度を所定の速度にすることにより、第一羽根板と第二羽根板とが同一の軌跡を描くことになり、杭を設置面に埋入する際に、第一羽根板及び第二羽根板によって掘削される領域を最小限にすることができる。このため、杭を設置した後に上向きの力が加えられた場合には、杭が引き抜かれるためには埋入時に掘削されていない部分を第二羽根板が通過する必要があるため、杭の引き抜きに対する抵抗力が大きくなり、より杭が抜けにくい。
【００１３】
本発明の杭において、前記第一羽根板対及び前記第二羽根板対は、前記本体部の一方端側から視認した際に、円又は楕円形状に視認されてもよい。こうすれば、少なくとも杭の周囲全体に第一羽根板及び第二羽根板が位置することになるため、杭を設置する際に均等に力がかかることになるため、杭を埋入する際に設置面に対して鉛直に埋入することができる。
【００１４】
本発明の杭において、前記第一羽根板同士、又は前記第二羽根板同士は、前記本体部の一方端側から視認した際に、互いに重ならなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、鋼管杭２０の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、鋼管杭２０の構成の概略を示す側面図である。
【図３】図３Ａは、羽根板４０の構成の概略を示す平面図であり、図３Ｂは，羽根板４０が鋼管杭２０に取り付けられている状態を示す底面図である。
【図４】図４は、鋼管杭２０の埋入方法を説明するための説明図であり、図４（Ａ）は、鋼管杭２０を埋入する前の状態を、図４（Ｂ）は、羽根板４０が設置面に当接した状態を、図４（Ｃ）は、鋼管杭２０を埋設した状態を、それぞれ示している。
【図５】図５は、比較例２である、一対の羽根板４０を先端に有する鋼管杭の斜視図である。
【図６】図６は、鋼管杭２０の引き抜き実験の結果を示す一覧表及びグラフである。
【図７】図７は、比較例１の引き抜き実験の結果を示す一覧表及びグラフである。
【図８】図８は、比較例２の引き抜き実験の結果を示す一覧表及びグラフである。
【図９】図９は、鋼管杭２０が引き抜かれる際にかかる力を説明するための模式図であり、図９Ａは、比較例２の鋼管杭を用いた場合を、図９Ｂは、鋼管杭２０を用いた場合を、それぞれ示している。
【図１０】図１０は、鋼管杭１２０を一方端側から視認した状態を示す底面図である。
【図１１】図１１は、鋼管杭１２０の構成の概略を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図１及び図２を用いて、本発明の杭の実施の形態の一例である鋼管杭２０の構成について詳しく説明する。ここで、図１は、鋼管杭２０の構成の概略を示す斜視図であり、図２は、鋼管杭２０の構成の概略を示す側面図である。本発明の実施の形態の一例である鋼管杭２０は、筒状の本体部３０と、本体部３０の側面にそれぞれ２対設けられた羽根板４０（羽根板４０ａ〜羽根板４０ｄ）と、を備えている。この鋼管杭２０としては、全長が１５００ｍｍ、本体部３０の径が約９０ｍｍ、鋼管厚が約４ｍｍ程度のものが多く用いられるが、この大きさに限定されるものではなく、使用用途に応じて適宜自由なサイズを用いることができる。
【００１７】
本体部３０は、図１に示すように、鋼鉄製の筒状部材であり、一端側（図１中下方側であって、設置面に埋設する際の進行方向側）には、一端側に突出するビット３２が設けられている（図２参照）。このビット３２は、本体部３０の一端側であって、本体部３０の内側面に溶接された鋼鉄製の部材である。また、ビット３２は、略五角形形状の板状部材であり、ビット３２の頂点の一つは、本体部３０の回転軸上に突出して設けられている。このため、鋼管杭２０を設置面に回転して埋入すると、鋼管杭２０の回転に伴ってビット３２も回転し、本体部３０の回転軸を中心として設置面を掘削する。こうすることにより、鋼管杭２０を容易に埋入することができる。
【００１８】
羽根板４０ａ〜羽根板４０ｄは、図３に示すように、中心部が略半円形に取り除かれた略半円形を有する鋼鉄製の板状部材であり、全て同一の形状を有する扇面形状の部材である（図３Ａ参照）。この羽根板４０は、厚さが約６ｍｍ、半円の半径が約２５０ｍｍの鋼鉄製の板状部材であり、半円の半径に相当する位置には、本体部３０の外径と同一の半円が切り抜かれており、本体部３０の側面に密接することが可能である。また、羽根板４０の表面と側面とは直角に形成されており、テーパ等の傾斜面を有していない。このため、鋼管杭２０が地中等に埋設された状態で本体部３０の回転に伴って羽根板４０が回転すると、羽根板４０の側面が土等に押圧され、テーパ等の傾斜面を有している場合と比較して、本体部３０が回転しにくい。この羽根板４０は、本体部３０の側面に溶接されることによって本体部３０の所定の位置に取り付けられる（図１参照）。このように、羽根板４０を板状に形成することにより、羽根板４０を螺旋状に形成する場合と比較して、製造時の労力を低減することができる。
【００１９】
この羽根板４０は、本体部３０を水平に切断する仮想断面に対して、この仮想断面状の軸Ａ（図１中の破線Ａ）を軸として、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｃは約１５°、羽根板４０ｂ及び羽根板４０ｄは−１５°それぞれ傾いて取り付けられている。このように、一対の羽根板４０ａと羽根板４０ｂ（本発明の、第一羽根板対に相当）、羽根板４０ｃと羽根板４０ｄ（本発明の、第二羽根板対に相当）が、それぞれ同一の軸を中心に傾いて取り付けられているため、羽根板４０ａと羽根板４０ｃ、羽根板４０ｂと羽根板４０ｄはそれぞれ平行の関係となる。同時に羽根板４０ａと羽根板４０ｃの上端及び下端となる位置も、羽根板４０ａと羽根板４０ｃとで同一平面上となる。このため、鋼管杭２０を設置面に対して鉛直に埋入する際には、羽根板４０ａと羽根板４０ｃとの下端が同一平面上に位置することになり、鋼管杭２０が傾くことなく、容易に鉛直に埋入することができる。
【００２０】
また、それぞれ略半円の扇形形状の羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂは、本体部３０を挟んで互いに反対側に溶接されているため、図３Ｂに示すように、先端側から視認した際には、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂにより、円形に見える。このとき、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂは略半円形状であり、それぞれ本体部３０の反対側に設けられているため、羽根板４０ａと羽根板４０ｂが重なる位置がない。こうすることにより、鋼管杭２０を地中等に設置した後に、鋼管杭２０に対して上方向の力がかかった場合であっても、地中からの力が羽根板４０の上面側に均等に係ることになり、鋼管杭２０が回転する可能性を未然に低減することができる。なお、羽根板４０ｃと羽根板４０ｄについては、羽根板４０ａと羽根板４０ｂと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２１】
ここで、本体部３０に取り付けられる羽根板４０の位置について、詳しく説明する。羽根板４０は、図１に示すように、本体部３０の右側側面及び左側側面であって、一端側の先端位置（本発明の、第一の位置に相当する位置）に羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂが、一端側の先端から所定の距離だけ離間した中間位置（本発明の、第二の位置に相当する位置）に羽根板４０ｃ及び羽根板４０ｄが、それぞれ一対ずつ溶接されている。なお、ここで中間位置とは、一端側から任意の距離だけ離れた位置であり、例えば、５００ｍｍ離れた位置であってもよい。この中間位置は、一端側から離れていることが望ましいが、鋼管杭２０が設置面に埋入された際に設置面よりも下方にある必要があることから、３００ｍｍ〜７００ｍｍが好ましく、４００ｍｍ〜５００ｍｍがより好ましい。
【００２２】
続いて、鋼管杭２０を地面に埋入する埋入方法について、図４を用いて説明する。図４は、鋼管杭２０を地面に埋入する方法を模式的に示した模式図である。鋼管杭２０を地面に埋入する際には、鋼管杭２０の他端側（図４中、上方側）に図示しないフランジを取り付け、このフランジを重機に固定して回転させることにより、鋼管杭２０を回転させて地面に埋入する（図４（Ａ）参照）。
【００２３】
鋼管杭２０の回転に伴い、鋼管杭２０の進行方向側の先端に位置するビット３２が回転し、地面を掘削する。ビット３２が回転することにより柔らかくなった土は、鋼管杭２０が埋入するに従って、筒上の鋼管杭２０の内部に導入されることになる。
【００２４】
同時に、本体部３０の一端側に設けられた羽根板４０も、鋼管杭２０の回転に伴って、本体部３０の周囲の地面を掘削する（図４（Ｂ）参照）。このとき、羽根板４０は、それぞれ本体部３０の鉛直断面に対して、一端側方向及び他端側方向にそれぞれ同じ角度（例えば、１５°）の角度で同一の位置に付けられているため、羽根板４０ａの最下端部と羽根板４０ｂの最下端部の位置は本体部３０の鉛直断面と平行な平面上に位置する（図４（Ａ）中の破線Ｂの位置）。この状態で鋼管杭２０を回転させることにより、側面方向を均等に掘削することができるため、鋼管杭２０が地面に対して傾くことなく、鉛直に埋入することができる。
【００２５】
続いて、一度埋入した鋼管杭２０が、引き抜かれる際について詳説する。例えば、鋼管杭２０の他端側に太陽光発電用のパネルを設置した場合には、太陽光発電用パネルの下側を風が吹き抜けると太陽光発電用パネルに上向きの力がかかり、鋼管杭２０が地面から引き抜かれる方向（上向き）に力がかかる。鋼管杭２０に対して上向きの力がかかると、羽根板４０のそれぞれの上面側が土等に引っかかって鋼管杭２０が抜けることを防止する。このとき、羽根板４０ａと羽根板４０ｂ及び羽根板４０ｃと羽根板４０ｄは、それぞれ反対方向に傾いた状態で本体部３０に溶接されているため、羽根板４０ａと羽根板４０ｃの上面側が土等によって下方向に押圧されて本体部３０を回転させようとする方向と、羽根板４０ｂと羽根板４０ｄの上面側が土等によって下方向に押圧されて本体部３０を回転させようとする方向が反対方向になるため、本体部３０が一方に回転することがない。このため、螺旋状の羽根板を有している杭の場合には、杭が回転することにより上方向に移動して抜けやすくなるが、鋼管杭２０の場合には、そのような可能性がないため、螺旋状の羽根板を有する杭と比較して、抜けにくいと言える。加えて、羽根板４０にかかる力は本体部３０と羽根板４０との溶接部にかかることになるが、鋼管杭２０には２対で合計４枚の羽根板４０（羽根板４０ａ〜羽根板４０ｄ）が設けられているため、１対（２枚）備えられたものと比較して、より強い力まで耐えることができる。言い換えると、より抜けにくいと言える。
【００２６】
ここで、上方向に力がかかった場合に、どの程度の力まで耐えることができるかを行った実験結果を以下に示す。ここでは、鋼管杭２０（実験例１）、螺旋状の羽根板を備えた鋼管杭（比較例１）、図５に示すような先端部に１対（２枚）の羽根板を備えた鋼管杭（比較例２）のそれぞれの杭を、同一の条件で地中に埋入し、上方向に力を加えて実験を行った。
【００２７】
まず、実験例１の結果を図６に示す。図６は、鋼管杭２０を地中に埋入した後に、２．０ＫＮ毎に３０．０ＫＮまで上方向に力を加え、続いて上方向に加える力を徐々に減少させた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図６から明らかなように、鋼管杭２０を使用した場合には、３０ＫＮで約１．３１ｍｍ移動したのみであり、ほとんど引き抜かれていないことは明らかである。
【００２８】
次に、比較例１の結果を図７に示す。図７は、先端部から５００ｍｍの領域に螺旋状の羽根板を有する鋼管杭を地中に埋入した後に、２．０ＫＮ毎に２５．０ＫＮまで上方向に力を加えたさせた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図７から明らかなように、比較例１の鋼管杭を使用した場合には、２５ＫＮで約１０ｍｍ引き抜かれている。
【００２９】
最後に、比較例２の結果を図８に示す。図８は、図５に示した鋼管杭を地中に埋入した後に、２．０ＫＮ毎に３０．０ＫＮまで上方向に力を加え、続いて上方向に加える力を徐々に減少させた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図８から明らかなように、比較例２の鋼管杭を使用した場合には、３０ＫＮで約３．４２ｍｍ引き抜かれている。
【００３０】
実験例１と比較例１とを比較すると、比較例１では２５ＫＮで約１０ｍｍ引き抜かれていることに対し、実施例１では比較例１の場合より大きな力である３０ＫＮの力を加えても、約１．３１ｍｍしか引き抜かれておらず、１０倍近く引き抜かれにくいと言える。このような結果が得られる理由は定かではないが、発明者らは、以下のような理由であると考えている。比較例１のように、螺旋状の羽根板を有する場合、鋼管杭に上方向の力が加えられると、地中に埋められた螺旋状の羽根板に、螺旋に沿って地中から力が加えられる。このとき、例えば、羽根板が右回転の螺旋であれば羽根板の上面に力が加えられることにより杭が左回転することになり、杭が回転することにより羽根板４０の下面が地面を押圧し、杭が上方向に移動し、容易に抜けてしまう。一方、鋼管杭２０の場合には、羽根板が螺旋状の場合と異なり、板状の羽根板４０がそれぞれ交差するように本体部３０に溶接されているため、鋼管杭２０に上方向の力が加えられた場合であっても、鋼管杭２０は回転しない。このため、比較例１と比較して、実験例１では引き抜かれにくいと考えられる。
【００３１】
次に、実験例１と比較例２とを比較すると、比較例１では３０ＫＮで約３．４ｍｍ引き抜かれていることに対して、実験例１では約１．３１ｍｍしか引き抜かれておらず、約３倍程度引き抜かれにくいと言える。このような結果が得られる理由は定かではないが、発明者らは、以下のような理由であると考えている。比較例２の場合には、図９Ａに示すように、鋼管杭に上方向の力が加えられた場合には、点線よりも鋼管杭に近い側の土に引き抜きが妨げられ、この部分に相当する力が、本体部３０と羽根板４０との溶接部に対して加えられることになる。一方で、実験例１の場合には、図９Ｂに示すように、鋼管杭２０に上方向の力が加えられた場合には、点線よりも鋼管杭に近い側の土に引き抜きが妨げられ、この部分に相当する力が、本体部３０と羽根板４０との溶接部に対して加えられることになる。図９Ａと図９Ｂとを比較すると明らかなように、実験例１の場合には、１枚当たりの羽根板４０と本体部３０との溶接部に加えられる力（つまり、点線で囲まれる範囲）が小さくなるため、比較例２の場合と比較して、実験例１の場合にはより引き抜かれにくくなると考えられる。
【００３２】
次に、実験例１と比較例２とを、上方向への力が一度３０ＫＮ加えられた後の場合について比較する。実験例１では、上方向への力が加えられた後に再び０ＫＮまで加える力を戻すと、約０．４８ｍｍまで戻っている。一方、比較例２の場合には、同様の場合であっても、約２．６４ｍｍまでしか戻っていない。このことから、上方向への力が繰り返し加えられた場合には、実験例１では約０．４８ｍｍずつ引き抜かれることに対して、比較例２の場合には２．６ｍｍずつ引き抜かれることになり、比較例２は、実験例１の場合と比較して、約５倍以上引き抜きにくいと言える。
【００３３】
以上の結果から、鋼管杭２０は、螺旋状の羽根板を有する比較例１と比較して、１０倍近く引き抜かれにくいという非常に優れた性能を有することは明らかである。一方、先端部に一対の羽根板を有する比較例２と比較しても、１回の引き抜きに対して約３倍引き抜かれにくいという優れた性質を有する。加えて、鋼管杭２０は、比較例２の杭と比較して、上方向に移動した場合であっても再び下方向により移動しやすいため、繰り返し力が加えられた場合には、比較例２と比較して約５倍以上引き抜かれにくい。例えば、太陽光発電用パネルの設置のために使用した場合には、繰り返して風等の力で上方高への力が加えられることが想定されることから、繰り返して力が加えられた場合に優れた性能を有する鋼管杭２０が特に有用であることは明らかである。
【００３４】
次に、第二の実施の形態の鋼管杭１２０について、図１０及び図１１を用いて説明する。ここで、図１０は、鋼管杭１２０を一方端側から視認した状態を示す底面図であり、図１１は、鋼管杭１２０の構成の概略を示す側面図である。第二の実施の形態の鋼管杭１２０は、第一の実施の形態の鋼管杭２０と比較して、鋼管杭２０の一端側に設けられているビット３２を一対の柱部材１３２に変更したこと以外は第一の実施の形態の鋼管杭２０と同様であるため、鋼管杭２０と同様の部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
第二の実施の形態における鋼管杭１２０は、筒状の本体部３０と、本体部３０の側面にそれぞれ２対設けられた羽根板４０（羽根板４０ａ〜羽根板４０ｄ）と、を備えている。また、本体部３０は、図１１に示すように、鋼鉄製の筒状部材であり、一端側（図１１中下方側であって、設置面に埋設する際の進行方向側）には、一端側に突出する一対の柱部材１３２（柱部材１３２ａ及び柱部材１３２ｂ）が設けられている。この一対の柱部材１３２は、図１０に示すように、鋼鉄製の柱条部材であり、略直方体形状を有している。また、一対の柱部材１３２は、それぞれ本体部３０の内側面と溶接されることにより、本体部３０に取り付けられる。このとき、それぞれの柱部材１３２の形状は同様であり、本体部３０の同様の位置に取り付けられているため、柱部材１３２ａ及び柱部材１３２ｂは、本体部３０からそれぞれ同じ長さだけ一方側に突出することになる。このため、鋼管杭１２０を設置面に埋入する際、設置面に柱部材１３２を当接させると、設置面に対して鋼管杭１２０が垂直に位置することになるため、頂点を有するビット３２と比較して、設置面に対して鋼管杭１２０を垂直に配置しやすい。加えて、この柱部材１３２の少なくとも一部を予め設置面に埋入することで、鋼管杭１２０を埋入する前に、仮の位置決めをすることができる。このとき、柱部材１３２は鋼管杭１２０の先端部と比較して小さいため、柱部材１３２の一方側の一部を埋入して埋入位置を仮決めする場合と比較して、仮決めしやすい。
【００３６】
以上詳述した本実施の形態の鋼管杭２０によれば、本体部３０の一端側に羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂが本体部３０の両側に同じ角度だけ傾いた状態で固定されているため、鋼管杭２０を回転させて埋入する際には、同時に掘削することになり、容易に鉛直に埋入することができる。また、埋設した後に、鋼管杭２０に上向きの力が加えられた場合であっても、４枚の羽根板４０にそれぞれ下向きの力が加えられることになるため、鋼管杭２０が回転しない。つまり、鋼管杭２０を抜き出すためには、鉛直方向にそのまま引き抜かれることになるため、鋼管杭２０は非常に抜けにくい。更に、鋼管杭２０には、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂだけでなく、約５００ｍ離れた位置に羽根板４０ｃ及び羽根板４０ｄがそれぞれ設けられているため、より抜けにくい。
【００３７】
また、第一の実施の形態の本体部３０の先端にはビット３２が設けられているため、鋼管杭２０を回転させて埋入する際には、ビット３２によって掘削されることになり、ビット３２を有しない場合と比較して、より容易に埋入することができる。また、第二の実施の形態の本体部３０の先端には一対の柱部材１３２が設けられているため、鋼管杭１２０を埋入する際に、埋入しやすい。
【００３８】
更に、本体部３０に固定された羽根板４０は全て同一の形状であるため、鋼管杭２０を埋入する際には、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂが埋入する際に掘削された領域を羽根板４０ｃ及び羽根板４０ｄが通過することになり、羽根板４０の形状が異なる場合と比較して、埋入する際の労力をより低減することができる。
【００３９】
更にまた、羽根板４０ａと羽根板４０ｃ、羽根板４０ｂと羽根板４０ｄはそれぞれ平行に設けられているため、鋼管杭２０を埋入する際に鋼管杭２０の埋入速度と鋼管杭２０の回転速度を所定の速度にすることにより、羽根板４０ａ及び羽根板４０ｂが描く軌跡と羽根板４０ｃ及び羽根板４０ｄが描く軌跡とが同一となり、これらの軌跡が異なる場合と比較して、埋入する際の労力をより低減することができる。
【００４０】
そして、鋼管杭２０を先端方向から視認した際に羽根板４０が円形に見える位置に羽根板４０が固定されているため、鋼管杭２０を設置する際には均等に力がかかることになり、容易に鋼管杭２０を鉛直に埋入することができる。
【００４１】
そしてまた、鋼管杭２０を先端方向から視認した際に、羽根板４０ａと羽根板４０ｂ、羽根板４０ｃと羽根板４０ｄは、それぞれ重ならない位置に固定されているため、最小の面積の羽根板４０で鋼管杭２０の周囲全域を覆うことができる。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、上述した実施の形態では、一対の羽根板４０を本体部３０の側面に本体部３０の水平断面に対してそれぞれ１５°づつ反対方向に傾けるものとしたが、この角度は、１５°に限定されるものではなく、５°以上３０°未満の角度であっても良いし、１５°以上２０°未満の角度であってもよい。羽根板４０を傾ける角度を大きくすることにより、引き抜かれる際に羽根板４０が土より受ける力（図６Ｂ中の点線より本体部３０に近い側の容積）が大きくなるため引き抜き力に対する抵抗は大きくなるが、本体部３０と羽根板４０との溶接部の負荷も大きくなるため、羽根板４０の強度や土壌の状態、想定される引き抜き力を勘案して、羽根板４０を傾ける角度を適宜定めることができる。
【００４４】
上述した実施の形態では、一対の羽根板４０同士の間隔を５００ｍｍとしたが、この間隔は、５００ｍｍに限定されるものではなく、４００ｍｍ以上５００ｍｍ未満であってもよいし、４５０ｍｍ以上５００ｍｍ未満であってもよい。この間隔が短くなると、上方側に設けられた一対の羽根板４０が土から受ける力と下方側に設けられた一対の羽根板４０が土から受ける力の差（図９Ｂ中、斜線部分の容積の差）が小さくなるため、上方側の羽根板４０と本体部３０との溶接部の負荷が大きくなる。このため、この間隔が４００ｍｍの場合と比較すると、５００ｍｍの場合の方が、より引き抜き力に対する抵抗が大きくなる。
【００４５】
上述した実施の形態では、全ての羽根板４０が同じ大きさであるものとしたが、下方側に取り付ける一対の羽根板４０が上方側に取り付けられる一対の羽根板４０よりも小さくても良い。こうすれば、鋼管杭２０を地中に埋入する際には、まず下方側に設けられた小さな羽根板４０で掘削した後に上方側に設けられた大きな羽根板４０で掘削することになるため、埋入際の労力を低減することができる。一方、鋼管杭２０が引き抜かれる際には、上方側に設けられた大きな羽根板４０によって広い範囲の土から力を受けることができるため、引き抜かれにくい。言い換えると、全ての羽根板４０の大きさが同一である場合と比較して、より埋入しやすく引き抜きにくいと言える。
【００４６】
上述した実施の形態では、２対の羽根板４０を本体部３０の側面に溶接するものとしたが、羽根板４０は、３対であっても、それ以上であっても良い。このような場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
上述した実施の形態では、羽根板４０は半円形状の板材であるものとしたが、楕円形状の板材であってもよい。このとき、本体部３０に取り付けられた羽根板４０の径が鋼管杭２０の進行方向側に向かうにつれて短くなるように本体部３０にとりつけることにより、埋入する際には進行方向側の羽根板４０の側面積が小さくなるため、埋入しやすい。一方、上方向に力がかかった場合には、本体部３０の回転方向における羽根板４０の側面積が大きくなるため、回転に対する抵抗力が大きくなり、より引き抜かれにくいと言える。言い換えると、羽根板４０が半円形状の板材である場合と比較して、埋入しやすく引き抜きにくいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述した実施の形態で示すように、地中に埋設する杭として、特に、太陽光発電用パネルを設置するための鋼管杭として利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２０…鋼管杭、３０…本体部、３２…ビット、４０…羽根板、４０ａ…羽根板、４０ｂ…羽根板、４０ｃ…羽根板、４０ｄ…羽根板、１２０…鋼管杭、１３２ａ…柱部材、１３２ｂ…柱部材。
【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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