(57)【要約】【課題】シール性に優れた杭構築装置用の逆止弁付きノズル、それを用いた逆止弁付き杭構築装置、及び、杭構築方法を提供する。【解決手段】杭構築装置用の逆止弁付きノズルは、杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置に対し流路を開閉可能に適用される杭構築装置用の逆止弁付きノズルにおいて、流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、弁体に接続された一端部を有し、弁体から流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、流体の供給方向にて弁座よりも上流側に設けられ、弁棒を弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、支持部とばね座部との間に配置され、弁体を弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に適用される杭構築装置用の逆止弁付きノズルにおいて、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する、
ことを特徴とする杭構築装置用の逆止弁付きノズル。
【請求項２】
前記弁座は下流に向けて拡開するテーパ面によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の杭構築装置用の逆止弁付きノズル。
【請求項３】
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置と、
前記杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に取り付けられた逆止弁付きノズルと、を備える逆止弁付き杭構築装置において、
前記逆止弁付きノズルは、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する、
ことを特徴とする逆止弁付き杭構築装置。
【請求項４】
前記杭構築装置はビット付きケーシングであり、
前記ビット付きケーシングは、
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシングの一端に取り付けられたビットと、
前記ケーシングの外周面上に配置され、前記流路を構成するパイプと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の逆止弁付き杭構築装置。
【請求項５】
前記杭構築装置は掘削ドリルであり、
前記掘削ドリルは前記流路が形成された胴部と、
前記胴部と一体に設けられた翼部と、
前記翼部と一体に設けられたビットと、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の逆止弁付き杭構築装置。
【請求項６】
前記杭構築装置は、前記流路を構成するトレミー管である、
ことを特徴とする請求項３に記載の逆止弁付き杭構築装置。
【請求項７】
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置と、
前記杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に取り付けられた逆止弁付きノズルと、を備える逆止弁付き杭構築装置を用いた杭構築方法において、
前記流路及び前記逆止弁付きノズルを通じて、前記杭孔内に流体を供給する流体供給工程を備え、
前記逆止弁付きノズルは、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持するによって貫通される支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する、
ことを特徴とする杭構築方法。
【請求項８】
前記杭構築装置はビット付きケーシングであり、
前記流体供給工程において、前記流体として掘削液、安定液又はセメントミルクを供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載の杭構築方法。
【請求項９】
前記杭構築装置は掘削ドリルであり、
前記流体供給工程において、前記流体として掘削液、安定液又はセメントミルクを供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載の杭構築方法。
【請求項１０】
前記杭構築装置はトレミー管であり、
前記流体供給工程において、前記流体としてコンクリートを供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載の杭構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、杭構築装置用の逆止弁付きノズル、逆止弁付き杭構築装置、及び、杭構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭を構築するために杭孔内に配置される杭構築装置として、例えば、ビット付きケーシング、掘削ドリル及びトレミー管等をあげることができる。これら杭構築装置のうち、トレミー管は勿論、ビット付きケーシングや掘削ドリルにおいても、杭孔内に流体を供給可能な流路を有しているものがある。
例えば、特許文献１が開示する土木工事用削孔ケーシングは、高圧流体を噴出させるためのパイプ及びノズルを有しており、高圧流体によって掘削力低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８２４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示する土木工事用削孔ケーシングでは、ノズルに取り付けられた逆止弁の弁体であるボールと座面との間に土砂や骨材等が詰まると除去が困難なため、ネジ口金Ｓを取り外す必要がある。ネジ口金Ｓの取外しには、掘削作業全体を長時間停止させなければならないので、作業効率が低下する。
また、コンクリートを噴出する噴出孔Ｏ４はストレート形状であるため、直進方向、即ち深度方向に集中的にコンクリートが供給されて径方向、即ち外周方向には供給されにくい。このため、コンクリートを供給後に、長時間にわたって撹拌作業を行わなければならない。
さらに、弁体がボールなので、骨材等によってノズル内の径方向に押し付けられてバネから外れてしまう。係る状態でボールとノズル内周面との間に詰まるとシール性能が低下する。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、シール性に優れた杭構築装置用の逆止弁付きノズル、それを用いた逆止弁付き杭構築装置、及び、杭構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭構築装置用の逆止弁付きノズルは、
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に適用される杭構築装置用の逆止弁付きノズルにおいて、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する。
【０００７】
上記構成（１）によれば、弁体は弁座に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばねの力が弁体の外周部分、即ち線接触部分に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座が下流側に向けられており、弁座と弁体が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒が支持部によって摺動自在に支持されていることにより弁棒は直進性に優れており、ノズルの径方向に傾く事を抑制できる。このため、弁座からの弁体のリフト量が弁体の周方向にて均一になり、開弁時に弁体と弁座の隙間からコンクリート等を弁座の外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリート等を撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記弁座は下流に向けて拡開するテーパ面によって構成されている。
上記構成（２）によれば、弁座が下流に向けて拡開するテーパ面によって構成されているので、開弁時に弁体と弁座の隙間からコンクリート等を弁座の外周方向により多く供給することができる。
【０００９】
（３）本発明の少なくとも一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置は、
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置と、
前記杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に取り付けられた逆止弁付きノズルと、を備える逆止弁付き杭構築装置において、
前記逆止弁付きノズルは、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する。
【００１０】
上記構成（３）によれば、弁体は弁座に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばねの力が弁体の外周部分、即ち線接触部分に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座が下流側に向けられており、弁座と弁体が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒が支持部によって摺動自在に支持されていることにより弁棒は直進性に優れており、ノズルの径方向に傾く事を抑制できる。このため、弁座からの弁体のリフト量が弁体の周方向にて均一になり、開弁時に弁体と弁座の隙間からコンクリート等を外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリート等を撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
【００１１】
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（３）において、
前記杭構築装置はビット付きケーシングであり、
前記ビット付きケーシングは、
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシングの一端に取り付けられたビットと、
前記ケーシングの外周面上に配置され、前記流路を構成するパイプと、
を備える。
上記構成（４）によれば、掘削した土砂がビット付きケーシングの流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
【００１２】
（５）幾つかの実施形態では、上記構成（３）において、
前記杭構築装置は掘削ドリルであり、
前記掘削ドリルは前記流路が形成された胴部と、
前記胴部と一体に設けられた翼部と、
前記翼部と一体に設けられたビットと、
を備える。
上記構成（５）によれば、掘削した土砂が掘削ドリルの流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
【００１３】
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（３）において、
前記杭構築装置は、前記流路を構成するトレミー管である。
上記構成（６）によれば、杭孔に貯まった水がトレミー管の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、逆流を防止しながら流路を通じてコンクリートを杭孔内に供給することができる。
【００１４】
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭構築方法は、
杭孔内に流体を供給するための流路を有する杭構築装置と、
前記杭構築装置に対し前記流路を開閉可能に取り付けられた逆止弁付きノズルと、を備える逆止弁付き杭構築装置を用いた杭構築方法において、
前記流路及び前記逆止弁付きノズルを通じて、前記杭孔内に流体を供給する流体供給工程を備え、
前記逆止弁付きノズルは、
前記流体の供給方向にて下流側に向けられた環状の弁座と、
前記弁座に対し接離可能なシール縁を有する弁体と、
前記弁体に接続された一端部を有し、前記弁体から前記流体の供給方向にて上流側に向けて延在する弁棒と、
前記流体の供給方向にて前記弁座よりも上流側に設けられ、前記弁棒を前記弁棒の軸線方向に摺動自在に支持する支持部と、
前記弁棒の他端側に取り付けられたばね座部と、
前記支持部と前記ばね座部との間に配置され、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねと、を備え、
前記逆止弁付きノズルの閉弁時に前記弁体は前記弁座に対して線接触する。
【００１５】
上記構成（７）によれば、弁体は弁座に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばねの力が弁体の外周部分、即ち線接触部分に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座が下流側に向けられており、弁座と弁体が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒が支持部によって摺動自在に支持されていることにより弁棒は直進性に優れており、ノズルの径方向に傾く事を抑制できる。このため、弁座からの弁体のリフト量が弁体の周方向にて均一になり、開弁時に弁体と弁座の隙間からコンクリート等を外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリートを撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
【００１６】
（８）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
前記杭構築装置はビット付きケーシングであり、
前記流体供給工程において、前記流体として掘削液、安定液又はセメントミルクを供給する。
上記構成（８）によれば、掘削した土砂がビット付きケーシングの流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
【００１７】
（９）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
前記杭構築装置は掘削ドリルであり、
前記流体供給工程において、前記流体として掘削液、安定液又はセメントミルクを供給する。
上記構成（９）によれば、掘削した土砂が掘削ドリルの流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
【００１８】
（１０）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
前記杭構築装置はトレミー管であり、
前記流体供給工程において、前記流体としてコンクリートを供給する、
上記構成（１０）によれば、杭孔に貯まった水がトレミー管の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、逆流を防止しながら流路を通じてコンクリートを杭孔内に供給することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、シール性に優れた杭構築装置用の逆止弁付きノズル、それを用いた逆止弁付き杭構築装置、及び、杭構築方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置として、逆止弁付きノズルが適用されたビット付きケーシングを概略的に示す側面図である。
【図２】図１中の逆止弁付きノズルの概略的な側面図である。
【図３】図１中の逆止弁付きノズルの閉弁時の概略的な縦断面図である。
【図４】図１中の逆止弁付きノズルの開弁時の概略的な縦断面図である。
【図５】図１中の逆止弁付きノズルの概略的な上面図である。
【図６】図１中の逆止弁付きノズルの概略的な下面図である。
【図７】本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置として、逆止弁付きノズルが適用された掘削ドリルを概略的に示す側面図である。
【図８】図７中の逆止弁付きノズルの閉弁時の概略的な縦断面図である。
【図９】図７中の逆止弁付きノズルの開弁時の概略的な縦断面図である。
【図１０】図７中の逆止弁付きノズルの概略的な上面図である。
【図１１】図７中の逆止弁付きノズルの概略的な下面図である。
【図１２】本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置として、逆止弁付きノズルが適用されたトレミー管を概略的に示す側面図である。
【図１３】図１２中の逆止弁付きノズルの閉弁時の概略的な縦断面図である。
【図１４】本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付きノズルの閉弁時の概略的な縦断面図である。
【図１５】本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付きノズルの閉弁時の概略的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置としての、逆止弁付きノズル１０が適用されたビット付きケーシング１を概略的に示す側面図である。
ビット付きケーシング１は、円筒形状の本体部３と、本体部３の下端に取り付けられた複数のビット５と、本体部３の外周面に固定されたパイプ７と、パイプ７の下端に取り付けられた逆止弁付きノズル１０とを備えている。
パイプ７は、本体部３の軸線方向に延び、流体の流路を構成している。逆止弁付きノズル１０は、パイプ７を通じて供給された流体を杭孔内に吐出可能である。流体としては、例えば、掘削液としての水をあげることができるが、ベンドナイトを含む安定液であってもよい。また、流体はセメントミルク等であってもよい。
【００２３】
図２は、逆止弁付きノズル１０の概略的な側面図である。図３は、逆止弁付きノズル１０の閉弁時の概略的な縦断面図である。図４は、逆止弁付きノズル１０の開弁時の概略的な縦断面図である。図５は、逆止弁付きノズル１０の概略的な上面図である。図６は、逆止弁付きノズル１０の概略的な下面図である。
【００２４】
図２〜図６に示したように、逆止弁付きノズル１０は、弁ケーシング１２と、弁座１４と、弁体１６と、弁棒１８と、支持部２０と、ばね座部２２と、コイルばね２４とを備えている。
弁ケーシング１２は中空の筒形状を有し、弁ケーシング１２の先端部１２ａは六角柱形状の外形を有している。弁ケーシング１２の基端部１２ｂは、円筒形状の外形を有しており、外周面にねじ山が形成されている。基端部１２ｂのねじ山は、パイプ７の下端に設けられたねじ山と螺合可能であり、ねじ山を介して、逆止弁付きノズル１０はパイプ７に取り付け可能である。なお、弁ケーシング１２の先端部１２ａが六角柱形状の外形を有しているので、スパナ等の工具を用いて、逆止弁付きノズル１０の取り付け又は取り外しを容易に行うことができる。
【００２５】
弁ケーシング１２の先端部１２ａには、弁ケーシング１２の軸線方向に延在する弁孔２６が形成されている。そして、弁孔２６の出口側を囲むように、先端部１２ａに弁座１４が形成されている。弁座１４は、環状をなし、流体の供給方向にて下流側、つまり弁ケーシング１２の外側に向けられている。
【００２６】
弁体１６は、弁ケーシング１２の軸線方向にて弁座１４に対し接離可能なシール縁２８を有している。例えば、弁体１６は中央部が肉厚に形成された円盤形状を有し、シール縁２８を構成する円形の外周縁を有している。
弁棒１８は、弁ケーシング１２の軸線方向に延在しており、弁棒１８の一端は弁体１６の径方向中心に接続されている。弁棒１８は、弁体１６から流体の供給方向にて上流側に向かって延在している。例えば、弁棒１８の一端部は弁体１６に螺合された後に溶接により固定されている。
【００２７】
支持部２０は、流体の供給方向にて弁座１４よりも上流側に設けられ、弁棒１８を弁棒１８の軸線方向に摺動自在に支持している。本実施形態では、支持部１８は、支持フレーム２０ａと支持スリーブ２０ｂによって構成されている。
支持フレーム２０ａは、弁ケーシング１２に対して固定されている。支持フレーム２０ａは、弁ケーシング１２の軸線方向と直交する方向に延在する横断部３０を有している。弁ケーシング１２の軸線方向でみたときの横断部３０の面積は、可及的に小さくなるように設定され、流体の流れをなるべく妨げないようになっている。例えば、支持フレーム２０ａはコの字形状の断面形状を有し、弁孔２６を跨ぐように、弁ケーシング１２内にて弁孔２６の周りに存する先端部１２ａの上流面に一体になるように設けられている。例えば、支持フレーム２０ａと弁ケーシング１２の先端部１２ａは金属材料を切削して一体に形成されている。このように支持フレーム２０ａと弁ケーシング１２の先端部１２ａは一体に形成されているため、支持フレーム２０ａに作用する力を弁ケーシング１２の先端部１２ａに全て伝達することができるので支持フレーム２０ａの強度が向上する。なお、支持フレーム２０ａと先端部１２ａを別体としてそれぞれ形成し、これらを溶接等にて接続してもよい。
【００２８】
また、横断部３０には、弁棒１８によって貫通される貫通孔３２が形成され、貫通孔３２に支持スリーブ２０ｂが挿入されている。支持スリーブ２０ｂは、一端に鍔を有する鍔付きの円筒形状を有し、横断部３０の上流側に支持スリーブ２０ｂの鍔が位置し、支持スリーブ２０ｂの筒部が貫通孔３２を貫通して下流側に向かって延びている。支持スリーブ２０ｂは、支持フレーム２０ａによって弁ケーシング１２と同軸に保持され、支持スリーブ２０ｂに弁棒１８が摺動自在に挿通されている。かくして、支持フレーム２０ａ及び支持スリーブ２０ｂによって、弁棒１８は、弁ケーシング１２と同軸に配置され、弁棒１８の軸線方向、あるいは弁ケーシング１２の軸線方向に摺動自在に支持されている。
【００２９】
ばね座部２２は、弁棒１８の他端側に取り付けられ、弁ケーシング１２の軸線方向にて弁座１４に対し横断部３０よりも遠くに位置している。例えば、ばね座部２２は円環形状を有し、弁棒１８によって貫通されている。弁棒１８の他端側にはねじ山が設けられ、ナット３４が螺合されている。ナット３４はばね座部２２の抜け止めを構成している。
コイルばね２４は、圧縮コイルばねであり、支持スリーブ２０ｂの鍔とばね座部２２との間に配置されている。コイルばね２４は、支持部２０によって支持されながら、ばね座部２２、ナット３４及び弁棒１８を介して、弁体１６を弁座１４に向けて付勢している。
【００３０】
従って、パイプ７を通じて供給される流体の圧力が低いとき、弁体１６のシール縁２８は弁座１４に接触しており、逆止弁付きノズル１０によって流路は閉じられる。一方、供給される流体の圧力が高くなると、弁体１６のシール縁２８が弁座１４から離れ、弁孔２６を通じて流体が吐出される。
【００３１】
ここで、弁体１６のシール縁２８及び弁座１４は、閉弁時に相互に線接触可能な形状を有する。
上記構成によれば、弁体１６は弁座１４に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばね２４の力が弁体１６の外周部分、即ち線接触するシール縁２８に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座１４が下流側に向けられており、弁座１４と弁体１６が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒１８が支持部２０によって摺動自在に支持されていることにより弁棒１８は直進性に優れており、逆止弁付きノズル１０の径方向（弁ケーシング１２の径方向）に傾く事を抑制できる。このため、弁座１４からの弁体１６のリフト量が弁体１６の周方向にて均一になり、開弁時に弁体１６と弁座１４の隙間からコンクリート等を弁座１４の外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリート等を撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、図３及び図４に示したように、弁座１４は下流に向けて拡開するテーパ面によって構成されている。すなわち、弁座１４は雌テーパ面によって構成されている。弁体１６のシール縁２８の直径は、弁座１４の雌テーパ面の最小径よりも大きく、弁座１４の雌テーパ面の最大径よりも小さい。
【００３３】
上記構成の逆止弁付きノズル１０によれば、弁座１４がテーパ面によって構成されているので、開弁時に弁体１６と弁座１４の隙間からコンクリート等を弁座１４の外周方向により多く供給することができる。
また上記構成の逆止弁付きノズル１０が適用されたビット付きケーシング１によれば、掘削した土砂がパイプ７によって構成される流路内へ浸入することを逆止弁付きノズル１０によって防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
【００３４】
図７は、本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置として、逆止弁付きノズル５０が適用された掘削ドリル４０を概略的に示す側面図である。なお、以下の実施形態の説明では、先に説明した構成と同一又は類似の構成については、同一の名称及び／又は符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３５】
掘削ドリル４０は、円筒形状の胴部４２と、胴部４２と一体に設けられた翼部４４と、翼部４４と一体に設けられたビット４６とを備えている。胴部４２の内部には、胴部４２を軸線方向に貫通する貫通孔４８が設けられている。貫通孔４８は流体を供給するための流路を構成しており、流路を通じて杭孔内に流体を供給可能である。流体としては、掘削液としての水、ベンドナイトを含む安定液、又は、セメントミルク等をあげることができる。
そして、胴部４２の下端部に、流路を開閉可能な逆止弁付きノズル５０が取り付けられている。
【００３６】
図８は、掘削ドリル４０に適用された逆止弁付きノズル５０の閉弁時の概略的な縦断面図である。図９は、図８の逆止弁付きノズル５０の開弁時の概略的な縦断面図である。図１０は、図８の逆止弁付きノズル５０の概略的な上面図である。図１１は、図８の逆止弁付きノズル５０の概略的な下面図である。
【００３７】
図８〜図１１に示したように、逆止弁付きノズル５０は、仕切板５２と、弁座５４と、弁体５６と、弁棒１８と、支持部２０と、ばね座部２２と、コイルばね２４とを備えている。
【００３８】
仕切板５２は、環板形状を有し、流路の出口を絞るように、例えばボルトによって胴部４２に取り付けられている。仕切板５２は、胴部４２とともに弁ハウジングを構成している。仕切板５２の中央孔は弁孔５８として機能する。
仕切板５２の外面には、弁孔５８を囲むように円筒形状の囲繞壁６４が同軸且つ一体に設けられ、囲繞壁６４の下流側の内周面は雌テーパ面形状の弁座５４を構成している。
弁体５６は、弁孔５８よりも大径の円盤形状を有し、弁体５６の内面の外周部はシール縁６０を構成している。弁体５６のシール縁６０及び弁座５４は、相互に線接触可能な形状を有している。
【００３９】
上記構成によれば、弁体５６は弁座５４に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばね２４の力が弁体５６の外周部分、即ち線接触するシール縁６０に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座５４が下流側に向けられており、弁座５４と弁体５６が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒１８が支持部２０によって摺動自在に支持されていることにより弁棒１８は直進性に優れており、逆止弁付きノズル５０の径方向（弁ハウジングの径方向）に傾く事を抑制できる。このため、弁座５４からの弁体５６のリフト量が弁体５６の周方向にて均一になり、開弁時に弁体５６と弁座５４の隙間からコンクリート等を弁座５４の外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリート等を撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
また、上記構成の逆止弁付きノズル５０が適用された掘削ドリル４０によれば、掘削した土砂が掘削ドリル４０の流路内へ浸入することを防止することができるとともに、逆流を防止しながら流路を通じて掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を杭孔内に供給することができる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、胴部４２の下端面には、貫通孔４８及び仕切板５２よりも大径の円柱形状の凹所６２が形成されている。凹所６２は貫通孔４８と同軸に形成され、凹所６２の底面の中央に貫通孔４８が開口している。そして、凹所６２の深さは、開弁状態でも弁体５６が凹所６２内に収まるように設定されている。
上記構成によれば、弁体５６が胴部４２の下端面よりも下方に突出することがないので、弁体５６が損傷することを防止することができる。
【００４１】
図１２は、本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付き杭構築装置として、逆止弁付きノズル５０が適用されたトレミー管７０を概略的に示す側面図である。図１３は、トレミー管７０に適用された逆止弁付きノズル５０の閉弁時の概略的な縦断面図である。
【００４２】
図１２及び図１３に示したように、トレミー管７０は、それ自体がコンクリート等の流体の流路を構成している。トレミー管７０は、例えば一端にフランジ部７２を有し、フランジ部７２に逆止弁付きノズル５０がボルトによって固定される。
上記構成の逆止弁付きノズル５０が適用されたトレミー管７０によれば、杭孔に貯まった水がトレミー管７０の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、逆流を防止しながら流路を通じてコンクリートを杭孔内に供給することができる。
【００４３】
図１４は、本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付きノズル８０の閉弁時の概略的な縦断面図である。
逆止弁付きノズル８０は、支持部８２が平坦な板形状の横断部８４によって構成され、横断部８４の両端が弁ケーシング１２に固定されている点において、逆止弁付きノズル１０と異なっている。
逆止弁付きノズル８０においても、逆止弁付きノズル５０と同様、良好なシール性が確保される。
【００４４】
図１５は、本発明の他の一実施形態に係る逆止弁付きノズル９０の閉弁時の概略的な縦断面図である。
逆止弁付きノズル９０は、円筒形状のカバー９２によって、弁棒１８の他端側及びコイルばね２４が覆われている点において、逆止弁付きノズル５０と異なっている。カバー９２は、例えば支持部２０に固定されている。
逆止弁付きノズル９０においても、逆止弁付きノズル５０と同様、良好なシール性が確保される。
また、逆止弁付きノズル９０においては、カバー９２によってコイルばね２４が覆われているので、コイルばね２４の隙間に骨材等が詰まることが防止される。この結果、逆止弁付きノズル９０は、流体の性状にかかわらずに安定して動作可能である。
【００４５】
以下、本発明の一実施形態として、上述した逆止弁付き杭構築装置を用いた杭構築方法について説明する。
杭構築方法は、杭構築装置の流路及び逆止弁付きノズル１０，５０，８０，９０を通じて杭孔内に流体を供給する流体供給工程を備えている。
上記構成によれば、弁体１６，５６は弁座１４，５４に線接触するので、土砂や骨材等を挟み込む可能性が少ない。また、土砂や骨材等を挟み込んだ場合にも、コイルばね２４の力が弁体１６，５６の外周部分、即ち線接触するシール縁２８，６０に集中するため、土砂や骨材等を砕いて除去することができる。このため、良好なシール性を維持することができる。
また、万が一、土砂や骨材等を挟み込んでも、弁座１４，５４が下流側に向けられており、弁座１４，５４と弁体１６，５６が露出しているため、土砂や骨材等を短時間で容易に除去することができる。
さらに、弁棒１８が支持部２０によって摺動自在に支持されていることにより弁棒１８は直進性に優れており、逆止弁付きノズル１０，５０，８０，９０の径方向（弁ケーシング１２や弁ハウジングの径方向）に傾く事を抑制できる。このため、弁座１４，５４からの弁体１６，５６のリフト量が弁体１６，５６の周方向にて均一になり、開弁時に弁体１６，５６と弁座１４，５４の隙間からコンクリート等を弁座１４，５４の外周方向に均等に供給することができる。したがって、杭孔内に供給されたコンクリート等を撹拌する場合、撹拌の作業時間を従来よりも大幅に短縮することができる。
なお、杭構築方法は、場所打ち杭の構築のみならず、既製杭を用いた基礎杭の構築にも適用可能である。
【００４６】
幾つかの実施形態では、杭構築装置はビット付きケーシング１であり、流体供給工程において供給される流体は掘削液、安定液又はセメントミルクである。
上記構成によれば、掘削した土砂がビット付きケーシング１の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
なお、掘削液又は安定液は、ビット付きケーシング１によって杭孔を掘削している間に供給され、セメントミルクは、杭孔内に沈設される既製杭の周囲に根固め部又は杭周部を形成する際に供給される。
【００４７】
幾つかの実施形態では、杭構築装置は掘削ドリル４０であり、流体供給工程において供給される流体は、掘削液、安定液又はセメントミルクである。
上記構成によれば、掘削した土砂が掘削ドリル４０の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、掘削液、安定液又はセメントミルク等の流体を、逆流を防止しながら流路を通じて杭孔内に供給することができる。
なお、掘削液又は安定液は、掘削ドリル４０によって杭孔を掘削している間に供給され、セメントミルクは、杭孔内に沈設される既製杭の周囲に根固め部又は杭周部を形成する際に供給される。
【００４８】
幾つかの実施形態では、杭構築装置はトレミー管７０であり、流体供給工程において供給される流体はコンクリートである。
上記構成によれば、杭孔に貯まった水がトレミー管７０の流路内へ浸入するのを防止することができるとともに、逆流を防止しながら流路を通じてコンクリートを杭孔内に供給することができる。
【００４９】
最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、逆止弁付きノズル１０，５０，８０，９０のコイルばね２４は圧縮コイルばねであったが、配置を変更することにより、引っ張りコイルばねを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１      ビット付きケーシング
３      本体部
５，４６      ビット
７      パイプ
１０，５０，８０，９０    逆止弁付きノズル
１２    弁ケーシング
１２ａ  先端部
１２ｂ  基端部
１４，５４    弁座
１６，５６    弁体
１８    弁棒
２０，８２    支持部
２０ａ  支持フレーム
２０ｂ  支持スリーブ
２２    ばね座部
２４    コイルばね
２６，５８    弁孔
２８，６０    シール縁
３０，８４    横断部
３２    貫通孔
３４    ナット
４０    掘削ドリル
４２    胴部
４４    翼部
４８    貫通孔
５２    仕切板
６２    凹所
６４    囲繞壁
７０    トレミー管
７２    フランジ部
９２    カバー
【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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