(57)【要約】【課題】回転圧入杭において、先端部から径方向外方へ向けた排土性を更に一層高めて地盤への圧入を高効率で行えるようにした。【解決手段】管杭本体２と掘削ヘッド３とを有し、掘削ヘッド３は蓋板５と、この蓋板前面５ａを直径方向へ切れ目無く横切る帯板状爪体６とを有しており、この爪体６は、回転方向前面６ａが回転方向前方へせり出し、回転中心Ｐから回転方向前面６ａ途中の前頂部１０までに中心拡散勾配が設けられ、前頂部１０から爪端７までに放出勾配が設けられている。【選択図】図１
2006274749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸を回転中心（Ｐ）とする管形状をした杭本体（２）と、この杭本体（２）の先端に設けられた掘削ヘッド（３）とを有し、この掘削ヘッド（３）は、杭本体（２）の回転中心（Ｐ）に略直交して杭本体（２）の先端部を覆う蓋板（５）と、この蓋板前面（５ａ）から回転中心（Ｐ）に沿って先方へ突出しつつ蓋板前面（５ａ）を直径方向へ切れ目無く横切り且つ両端部が蓋板（５）外周部を超えて張り出すことで爪端（７）を形成させた帯板状爪体（６）とを有しており、この爪体（６）は、爪端（７）と蓋板前面（５ａ）の回転中心（Ｐ）との間の約半径領域を結ぶ仮想半径線（Ｓ）内での回転方向前面（６ａ）が当該仮想半径線（Ｓ）より回転方向前方へせり出して形成されていると共に、この回転方向前面（６ａ）には、上記仮想半径線（Ｓ）の中途位置に回転方向前方へ最も膨出した前頂部（１０）が存在するものとされたうえで、蓋板前面（５ａ）の回転中心（Ｐ）から前頂部（１０）に近づくほど上記仮想半径線（Ｓ）からの離反度を高める向きの中心拡散勾配と、この前頂部（１０）から爪端（７）に近づくほど上記仮想半径線（Ｓ）への近接度を高める向きの放出勾配とが設けられていることを特徴とする回転圧入杭。
【請求項２】
前記爪体（６）は、両側の爪端（７）相互間を結んだ仮想直径線の中点が蓋板前面（５ａ）の回転中心（Ｐ）を通る配置とされていることを特徴とする請求項１記載の回転圧入杭。
【請求項３】
前記放出勾配と中心拡散勾配との交差角（θ）が鈍角とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転圧入杭。
【請求項４】
前記爪体（６）の回転方向前面（６ａ）は前頂部（１０）を凸曲面としつつその両端部へ向けて連続した円弧カーブを描くように形成されており、この場合、前記放出勾配は爪端（７）から前頂部（１０）の凸曲面へ向けた接線として与えられ、前記中心拡散勾配は蓋板（５）の回転中心（Ｐ）側から前頂部（１０）の凸曲面へ向けた接線として与えられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転圧入杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、回転されながら地盤に圧入される無排土式の回転圧入杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無排土式の回転圧入杭は、管形状で、先端面が軸心に略直交する面とされ、先端部外周面には螺旋翼が固着されたものであって、圧入式杭打機により、螺旋翼でねじ込み作用が得られるように回転されながら地盤に打ち込まれる（特許文献１等参照）。圧入式杭打機は、クレーンで吊り下げたタワーを地盤上に固定し、クレーンにより昇降するフックでタワーに沿ってモータを上下動させるようになっている。モータには回転圧入杭の杭頭（上端部）を掴むキャッチャーが設けられている。
回転圧入杭の先端部（下端部）には回転中心に直交する蓋板が設けられ、この蓋板には地盤を削って土を膨軟化させるための爪が設けられている。この爪は、回転圧入杭の回転中心に沿って蓋板の先方側へ長方形板片状に突出したもので、蓋板の回転中心付近で二分割されている。
【０００３】
すなわち、蓋板の回転中心部付近では爪と爪との相互間が空間とされている。またこれらの爪は、蓋板上の回転中心と交差する線分（直径軸線）と平行し、且つそれぞれの爪が上記の線分に対して回転方向前方側に位置付けられていた。
なお、杭先端のまわりに２つを超える爪（例えば４つ）を設けたような技術も知られている（例えば、特許文献２等参照）が、このように爪数を増やすと土抵抗が大きくなり、回転圧入杭の地盤への圧入に不利であることを本出願人は知見している。
【特許文献１】特開平７−１７３８３２号公報
【特許文献２】実開昭５２−１３０９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転圧入杭では、二つの爪を相互位置関係を保持させつつ蓋体に固着する作業が面倒であり、製作コストの低廉化にとってネックとなっていた。
また回転圧入杭の回転時に、地盤が削られて膨軟化した土が蓋板の回転中心付近（即ち、爪と爪との相互間にできた空間）で滞留し、蓋板の径方向外方へ排除する作用が不十分であるということがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製作コストを低廉化できる回転圧入杭を提供することを目的とする。
【０００５】
また本発明は、先端部から径方向外方へ向けた排土性を更に一層高めて地盤への圧入を高効率で行えるようにした回転圧入杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る回転圧入杭は、管軸を回転中心とする管形状をした杭本体と、この杭本体の先端に設けられた掘削ヘッドとを有している。また掘削ヘッドは、杭本体の回転
中心に略直交して杭本体の先端部を覆う蓋板と、この蓋板前面から回転中心に沿って先方へ突出する帯板状爪体とを有している。
爪体は、蓋板前面を直径方向へ切れ目無く横切るもので、その両端部は蓋板外周部を超えて張り出している。爪体において、蓋体外周部から張り出す部分は爪端を形成している。またこの爪体は、爪端と蓋板前面の回転中心との間の約半径領域を結ぶ仮想半径線内での回転方向前面が、この仮想半径線より回転方向前方へせり出して形成されている。
【０００７】
この回転方向前面には、上記仮想半径線の中途位置に回転方向前方へ最も膨出した前頂部が存在している。そして蓋板前面の回転中心から前頂部に近づくほど上記仮想半径線からの離反度を高める向きの中心拡散勾配と、この前頂部から爪端に近づくほど上記仮想半径線への近接度を高める向きの放出勾配とが設けられている。
このような構成の回転圧入杭では、爪体が一本の帯状板材を素材として形成することができるものであり、この爪体の製作、この爪体と蓋体との固着（位置決め作業等を含む）などが極めて簡単になる。従って掘削ヘッドとして、また勿論、回転圧入杭の全体としても製作コストの大幅な低廉化が図れる。
【０００８】
また蓋体前面の回転中心付近を爪体が切れ目無く横切っているので、この蓋体前面の回転中心付近には土溜まりとなるような空間が存在しない。従って、この回転圧入杭を回転させ地盤へ圧入してゆく過程で、先端部（掘削ヘッド）から径方向外方へ向けた排土性が良好となり、地盤への圧入が高効率で行える。
更に、爪体における回転方向前面に対して前頂部、及びこの前頂部の両側の中心拡散勾配と放出勾配とが設けられていることから、蓋体前面の回転中心付近の土が、中心拡散勾配から前頂部及び放出勾配を経て径方向外方向へと速やかに排出される。そのため、上記排土性は益々高められたものとなっている。
【０００９】
爪体は、両側の爪端相互間を結んだ仮想直径線（上記した仮想半径線の２倍長に相当するもの）の中点が蓋板前面の回転中心を通る配置とするのが好適である。
このようにすることは、蓋体前面に爪体を設けるうえで、その全体として、削った土を膨軟化する作用と排土性、回転円滑性などのバランスを良好にさせる一つの目安である。しかも、爪体の回転方向前面を回転方向へせり出させること、及び前頂部を形成させるようにするうえで、等厚の帯板材を使用できることに繋がる。すなわち、一般に流通する低廉な材料を使用できることになり、製作の容易性及び廉価性が図れるものである。
【００１０】
放出勾配と中心拡散勾配との交差角は鈍角とするのが好適である。
このような条件下では、仮想半径線に対する放出勾配の傾きや、仮想半径線に対する中心拡散勾配の傾きが極端に大きくならないようにできる（所定範囲内の狭角に保持できる）。従って、放出勾配に沿った排土性や中心拡散勾配に沿った排土性を良好にできる。
爪体の回転方向前面は前頂部を凸曲面としつつその両端部へ向けて連続した円弧カーブを描くように形成することができる。この場合、放出勾配は、爪端から前頂部の凸曲面へ向けた接線として与えられる。また中心拡散勾配は、蓋板前面の回転中心側から前頂部の凸曲面へ向けた接線として与えられる。
【００１１】
このように、前頂部を凸曲面の円弧カーブに形成することで、爪体の回転方向前面に沿った土の送り出しが円滑化し、排土性を一層高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る回転圧入杭は製作コストを低廉化できる。また本発明に係る回転圧入杭は、地盤への圧入を一層高効率で行えるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２は、本発明に係る回転圧入杭１における第１実施形態を示している。この回転圧入杭１は、杭本体２と、この杭本体２の先端に設けられた掘削ヘッド３とを有している。
この回転圧入杭１は、従来と同様に例えばクレーンを用いた圧入式杭打機（図示略）により、杭本体２の管軸を回転中心Ｐとして回転されつつ、地盤に打ち込まれる。そのため杭本体２の先端部まわり（掘削ヘッド３が設けられる方の外周面）には、１〜２条程度の螺旋翼４が設けられている。なお、本第１実施形態において、回転圧入杭１の回転方向Ｒは掘削ヘッド３を下から見た状態（図２）として時計回り方向とする。
【００１４】
杭本体２は中空で両端が円形開口した管形状に形成されており、その先端に設けられた掘削ヘッド３は杭本体２の一端部を塞ぐかたちとなっている。この掘削ヘッド３は杭本体２の先端部を覆う蓋板５を基板として形成されている。この蓋体５は杭本体２の管軸に略直交して設けられている。そしてこの蓋板５には、これを下から見た平面（以下、「蓋体前面５ａ」と言う）から杭本体２の管軸に沿って先方へ突出する爪体６が設けられている。
爪体６は、蓋板前面５ａをその直径方向へ切れ目無く横切るかたちで帯板状に設けられている。蓋体５と爪体６との取り付けは溶接により行われている。爪体６の両端部は、蓋板５の外周部を超えて張り出している。爪体６において、この蓋体５の外周部から張り出す部分は爪端７を形成したものとなっている。
【００１５】
この回転圧入杭１が上記した回転方向Ｒで回転されるとき、爪体６には、その長手方向において回転中心Ｐを境とする左右両側に、回転方向に先行する面（以下、「回転方向前面６ａ」と言う）と追従する面（以下、「回転方向後面６ｂ」と言う）との表裏組み合わせが、表裏関係を相対逆にして一対（二組）存在することになる。
言うまでもなく、各組の回転方向前面６ａ及び回転方向後面６ｂは、爪端７と回転中心Ｐとの間の約半径領域を結ぶ仮想半径線Ｓ内で形成されることになる。
回転方向前面６ａは、この仮想半径線Ｓより回転方向前方へせり出して形成されている。そしてこの回転方向前面６ａには、仮想半径線Ｓの中途位置に回転方向前方へ最も膨出した前頂部１０が存在している。
【００１６】
すなわち、この回転方向前面６ａは直線的なものではなく、蓋板前面５ａの回転中心Ｐから前頂部１０に近づくほど仮想半径線Ｓからの離反度を高める向きの中心拡散勾配（角度αで示す勾配）と、この前頂部１０から爪端７に近づくほど仮想半径線Ｓへの近接度を高める向きの放出勾配（角度βで示す勾配）とが設けられている。
本第１実施形態において、回転方向前面６ａは前頂部１０が凸曲面とされており、前頂部１０の両端部へ向けて連続した円弧カーブを描くように形成されている。爪体６を全体として見れば緩慢なＳ字カーブ形状である。この形状はプレス加工によって付与させてあ
る。
【００１７】
ここにおいて放出勾配（角度β）は、爪端７から前頂部１０の凸曲面へ向けた接線として与えられている。また中心拡散勾配（角度α）は、蓋板前面５ａの回転中心Ｐ側から前頂部１０の凸曲面へ向けた接線として与えられている。
従って放出勾配と中心拡散勾配との交点が、回転中心Ｐから見て、上記した前頂部１０の位置付けられる半径位置ということになる。このことから、放出勾配が大きくなればなる程、前頂部１０は爪端７に近寄る位置付けとなり、反対に中心拡散勾配が大きくなればなる程、前頂部１０は回転中心Ｐに近寄る位置付けとなる、と言うことができる。ただ、放出勾配及び中心拡散勾配は、いずれも小さすぎても、また大きすぎても望ましくない。
【００１８】
例えば、放出勾配がβ＝０°に近ければ蓋体前面５ａの外周寄り部分の土を径方向外方へ向かわせる作用が乏しく、排土性が低下することになり、また逆にβ＝９０°を超えるほどの角度にすると、蓋体前面５ａの外周寄り部分の土に対する接触面積（排土量）が極端に少なくなり、やはり排土性が低下することになる。
同様に、中心拡散勾配がα＝０°に近ければ蓋体前面５ａの回転中心Ｐ寄り部分の土を径方向外方へ向かわせる作用が乏しく、排土性が低下することになり、また逆にα＝９０°を超えるほどの角度にすると、蓋体前面５ａの回転中心Ｐ寄り部分の土に対する接触面積（排土量）が少なくなるばかりか、径方向外方へ向かわせる作用すら得られなくなり、やはり排土性が低下乃至失われることになる。
【００１９】
これらのことから、一つの目安として、放出勾配と中心拡散勾配との交差角θが鈍角（即ち、９０°を超える広角）となるようにしつつ、放出勾配及び中心拡散勾配に、それぞれ最適な角度を設定するのがよい。
本第１実施形態では、放出勾配をおおよそβ＝２０°とし、中心拡散勾配をおおよそα＝１５°として、これらの交差角をθ＝１４５°とした。
また本第１実施形態において、爪体６の回転方向前面６ａを回転方向Ｒの前方側にせり出させる程度としては、回転方向後面６ｂが、蓋体前面５ａの仮想半径線Ｓを少し超えるか超えない程度のものとした。このことから、この仮想半径線Ｓに対して爪体６の厚み程度を回転方向前方へせり出させている、と換言することもできる。
【００２０】
なお、両側の爪端７相互間を結んだ仮想直径線（上記した仮想半径線Ｓの２倍長に相当するもの）の中点が蓋板前面５ａ上の回転中心Ｐを通るようにすることも、蓋体前面５ａ内に爪体６を設けるうえで、その全体として、削った土を膨軟化する作用と排土性、回転円滑性などのバランスを良好にさせる一つの目安である。
以上詳説したところから明らかなように、本発明に係る回転圧入杭１では、爪体６が一本の帯状板材を素材として形成でき、爪体６の製作をはじめ、爪体６と蓋体５との固着（位置決め作業等を含む）などが極めて簡単になり、掘削ヘッド３の製作コストの大幅な低廉化が図れる。従って、回転圧入杭１の全体としても製作コストの大幅な低廉化が図れる。
【００２１】
また本発明に係る回転圧入杭１は、圧入式杭打機（図示略）等により回転方向Ｒへ回転させつつ地盤へ圧入させれば、爪体６の回転方向前面６ａが土から受ける反力を巧く径方向外方へ向けて作用させることができる。即ち、掘削ヘッド３から径方向外方へ向けた排土性が良好となる。
殊に、爪体６の回転方向前面６ａに前頂部１０が設けられ、且つ中心拡散勾配や放出勾配が設けられていることから、この排土性は益々良好となる。しかも爪体６は、蓋体前面５ａの回転中心Ｐ付近を切れ目無く横切っているものであるから、この回転中心Ｐ付近で土溜まり（土の滞留）が生じることがなく、これらが有機的に結合して、この回転圧入杭１を地盤へ打ち込む作業が高効率で行えるものである。
【００２２】
図３は、本発明に係る回転圧入杭１の第２実施形態を示している。この第２実施形態が上記した第１実施形態と最も異なるところは、爪体６が回転中心Ｐを通る斜め方向の連結部１５を有してクランク折れした形状に形成されている点にある。
爪体６の連結部１５は、例えば帯状素材を、プレス加工等により、その長手方向中央部でクランク折れさせることで形成させることができる。
なお、短い板片を溶接によって繋ぎ合わせてクランク折れ形体を形成させることも可能である。
【００２３】
その他の構成、及び作用効果は第１実施形態と略同様である。
ところで、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】本発明に係る回転圧入杭の第１実施形態を示した側面図である。
【図３】本発明に係る回転圧入杭の第２実施形態について図２と同視角で示した図（掘削ヘッドの底面図）である。
【符号の説明】
【００２５】
１  回転圧入杭
２  杭本体
３  掘削ヘッド
５  蓋板
５ａ  蓋板前面
６  爪体
６ａ  回転方向前面
７  爪端
１０  前頂部
Ｓ  仮想半径線
Ｐ  回転中心
α  中心拡散勾配の角度
β  放出勾配の角度
θ  放出勾配と中心拡散勾配との交差角
【図１】
2006274749.tif 000003
【図２】
2006274749.tif 000004
【図３】
2006274749.tif 000005