(57)【要約】【課題】掘削作業中に掘削部材と管体部の継ぎ目から土砂等が流入するのを防止すること。【解決手段】掘削部材１は、下端が閉塞した筒状の基体２を有し、この基体２の外周面に、この基体２とともに軸周りに回転して土壌を掘削する回転羽根３を設ける。さらに、前記外周面にその径方向外向きに突出して円柱状の突起部４を設ける。管体部５は、筒状の管本体６を有し、この管本体６の下端部に、下向きに突出する当接部７を設ける。この当接部７は、互いに交差してＬ字形をなす第一延伸部８ａと第二延伸部８ｂとから構成され、両延伸部８ａ、８ｂが交差して構成される内角に斜め上向きの面法線を有する当接面９を形成する。この当接面９に突起部４を当接して当接力を作用させることにより、掘削部材１を管体部５に押し付け、掘削部材１と管体部５の継ぎ目に隙間ｇが生じてこの隙間ｇから土砂等が流入するのを防止する。【選択図】図１
2015200092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端が閉塞した筒状の基体（２）と、前記基体（２）の外周面に設けられ前記基体（２）とともに軸周りに回転して地盤を掘削する回転羽根（３）と、及び前記外周面にその径方向外向きに突出して設けられる突起部（４）と、を備える掘削部材（１）と、
筒状の管本体（６）と、前記掘削部材（１）を前記管本体（６）に接続してこの管本体（６）を掘削方向に軸周りに回転した際に、前記突起部（４）と当接してこの突起部（４）を前記管本体（６）側に引き寄せる、前記管本体（６）の下端部に下向きに突出して設けられる当接部（７）と、を備える管体部（５）と、
を有する掘削部材の接続構造。
【請求項２】
前記当接部（７）が、互いに交差する第一延伸部（８ａ）と第二延伸部（８ｂ）とから構成され、両延伸部（８ａ、８ｂ）が交差して構成される内角に斜め上向きの面法線を有する当接面（９）が形成されており、この当接面（９）に前記突起部（４）が当接するようにした請求項１に記載の掘削部材の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基礎杭の先端に用いられ、建築物の基礎として機能する掘削部材と、この掘削部材の上端に接続される管体部との間の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
基礎杭は、住宅やビルディング等の建築物を建築する際に用いられるものである。この基礎杭で建築物を安定的に支持することによって、この建築物に不同沈下等の不具合が発生するのを防止している。例えば、特許文献１に開示された基礎杭を例示して説明すると、この基礎杭（鋼管杭）は、杭本体の先端部に、二枚の回転羽根（羽根板）を互いに平行にかつ軸方向から所定角度だけ傾斜させて設けたものである。この杭本体を軸周りに回転させると、回転羽根が地盤にめり込んで地中深くに埋設される。杭本体よりも大径の回転羽根が埋設されることによって、確実な支持安定性を得ることができる。
【０００３】
この特許文献１に係る構成においては、好ましくは表層地盤よりも深い位置にある硬質の支持地盤まで回転羽根を埋設する必要があり、この支持地盤が地中深くに位置する場合、長尺の鋼管からなる杭本体を使用する必要がある。ところが、近年の鋼材価格の上昇に伴い、長尺の鋼管を使用する工法は、コストが嵩みやすいという問題がある。
【０００４】
そこで、このコストの低減を図るために、本願の発明者は、特許文献２に示すように、回転羽根を形成した掘削部材と、この掘削部材の上部に連結され、掘削部材を軸周りに回転させる鋼管からなる管体部とを自在に連結及び分離できるように構成し、掘削部材及び管体部を所定深さまで埋設した後に、この管体部内に紙管を掘削部材に到達するまで挿入し、この紙管の挿入後に管体部のみ地中から引き抜く工法について発明した。この紙管の内部には充填剤（例えばセメント）が充填され、この充填剤が硬化することによって、最下部に掘削部材を有し、所定の強度を備えた基礎杭が完成する。地中から引き抜いた管体部は他の基礎杭を設置するために再利用される。地中に埋設した紙管及び充填剤の価格は、鋼管からなる管体部の価格と比較して安価なので、材料コストの大幅な削減を図ることができる。
【０００５】
この掘削部材１及び管体部５として、例えば図４に示す構成のものが採用される。掘削部材１は、下端が閉塞した筒状の基体２と、この基体２の外周面に設けられ、この基体２とともに軸周りに回転して地盤を掘削する回転羽根３と、前記外周面にその径方向外向きに突出して設けられる突起部４と、を備えている。管体部５は、筒状の管本体６と、この管本体６の下端部に下向きに突出して設けられ、突起部４に係合する当接部７と、を備えている（図４（ａ）参照）。掘削部材１の上端に管体部５の下端を挿し込み、この管体部５を掘削方向に軸周りに相対回転すると、Ｌ字形の当接部７に突起部４が係合して、管体部５からの掘削部材１の抜け止め作用が発揮される（図４（ｂ）参照）。この管体部５を上記とは逆方向に相対回転すると、当接部７と突起部４の係合が外れて、管体部５を掘削部材１から引き抜くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９１５２３号公報
【特許文献２】特願２０１３−２０９８２７（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に係る構成においては、掘削部材１に管体部５をスムーズに挿し込み得るようにするため、突起部４と当接部７との間には若干遊びが設けられており、その挿し込み方向に相対的に若干動くようになっている。この掘削部材１と管体部５とを連結し、管体部５を軸周りに所定回転速度ｒで回転させつつ下向きに速度ｖで推進した場合、地盤がある程度硬質であれば、図５（ａ）に示すように、この地盤によって掘削部材１が上向きの抵抗力Ｆｒｅｓを受け、この掘削部材１が管体部５に押し付けられて、両者が密接した状態が確保される。
【０００８】
これに対し、地盤が軟質の場合、掘削部材１と管体部５との間に隙間ｇが生じることがある。これは、管体部５を所定回転速度ｒで軸周りに回転させつつ下向きに速度ｖで推進した場合、掘削部材１に形成した回転羽根３が容易に地盤にめり込み、この回転羽根３の傾斜角度によっては、図５（ｂ）に示すように、管体部５を推進させる速度ｖよりも大きい速度で掘削部材１を推進させようとする下向きの推進力Ｆｐｒｏが、この掘削部材１に作用することがあるためである。このように掘削部材１に推進力Ｆｐｒｏが作用する結果、前記遊びの量に対応する隙間ｇが生じる。
【０００９】
隙間ｇが生じることにより、掘削作業中に周囲の土砂や泥水がその隙間を通って掘削部材１の内部に流入する（図５（ｂ）中の矢印ｆ参照）。このように、土砂等が掘削部材１の内部に流入すると、特許文献２に示すように掘削作業後に紙管を管体部５に挿入する際にこの土砂等が障害となって、例えば紙管を挿入する構成においては、この紙管をスムーズに挿入することができない。このため、掘削部材１内に流入した土砂等を取り除く作業が必要となり、作業コストの上昇をもたらす問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、掘削作業中に掘削部材と管体部の継ぎ目から土砂等が流入するのを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明は、下端が閉塞した筒状の基体と、前記基体の外周面に設けられ前記基体とともに軸周りに回転して地盤を掘削する回転羽根と、及び前記外周面にその径方向外向きに突出して設けられる突起部と、を備える掘削部材と、筒状の管本体と、前記掘削部材を前記管本体に接続してこの管本体を掘削方向に軸周りに回転した際に、前記突起部と当接してこの突起部を前記管本体側に引き寄せる、前記管本体の下端部に下向きに突出して設けられる当接部と、を備える管体部と、を有する掘削部材の接続構造を構成した。
【００１２】
このように、当接部と突起部を当接させて、その当接力によって掘削部材を管体部側に引き寄せることによって、地盤が硬質の場合は勿論のこと、軟質の場合でも掘削部材と管体部とが密接して、両者の間に隙間が生じて、その隙間から土砂や泥水が流入するのを防ぐことができる。このため、例えば管体部内に紙管を挿入する際にその挿入をスムーズに行うことができる。
【００１３】
前記構成においては、前記当接部が、互いに交差する第一延伸部と第二延伸部とから構成され、両延伸部が交差して構成される内角に斜め上向きの面法線を有する当接面が形成されており、この当接面に前記突起部が当接するように構成するのが好ましい。
【００１４】
上記のように傾斜した面法線を有する当接面と突起部とを当接させることにより、掘削作業中（管体部が軸周りに回転している間）は、両者の当接力によって常に掘削部材を管体部に密接させることができ、隙間からの土砂等の流入を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、下端が閉塞した筒状の基体と、前記基体の外周面に設けられ前記基体とともに軸周りに回転して地盤を掘削する回転羽根と、及び前記外周面にその径方向外向きに突出して設けられる突起部と、を備える掘削部材と、筒状の管本体と、前記掘削部材を前記管本体に接続してこの管本体を掘削方向に軸周りに回転した際に、前記突起部と当接してこの突起部を前記管本体側に引き寄せる、前記管本体の下端部に下向きに突出して設けられる当接部と、を備える管体部と、を有する掘削部材の接続構造を構成した。このように、掘削部材に形成した突起部と、管体部に形成した当接部とを当接させ、その当接力で掘削部材と管体部とを密接させることにより、両者の継ぎ目から、土砂等が掘削部材の内部に流入するのを防ぐことができる。このため、例えば管体部の内部に紙管を挿入する際に、その作業をスムーズに行うことができ、作業コストの抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明に係る掘削部材の接続構造の第一実施形態を示す斜視図であって、（ａ）は掘削部材と管体部を分離した状態、（ｂ）は掘削部材と管体部を連結した状態
【図２】図１に示す掘削部材の接続構造を示す側面図
【図３】本願発明に係る掘削部材の接続構造の第二実施形態を示す側面図
【図４】従来技術に係る掘削部材の接続構造を示す斜視図であって、（ａ）は掘削部材と管体部を分離した状態、（ｂ）は掘削部材と管体部を連結した状態
【図５】図４に示す掘削部材の接続構造を示す側面図であって、（ａ）は地盤が硬質の場合、（ｂ）は地盤が軟質の場合
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明に係る掘削部材の接続構造の第一実施形態を図１及び図２に示す。掘削部材１は、下端が閉塞した筒状の基体２を有し、この基体２の外周面に、この基体２とともに軸周りに回転して地盤を掘削する回転羽根３が設けられている。また、前記外周面には、その径方向外向きに突出して円柱状の突起部４が設けられている（図１（ａ）参照）。管体部５は、筒状の管本体６を有し、この管本体６の下端部に、下向きに突出する当接部７が設けられている。この当接部７は、互いに交差してＬ字形をなす第一延伸部８ａと第二延伸部８ｂとから構成され、両延伸部８ａ、８ｂが交差して構成される内角に斜め上向きの面法線を有する当接面９が形成されている（図１（ａ）参照）。
【００１８】
掘削部材１の上端に管体部５の下端を挿し込み（図１（ａ）中の下向き矢印参照）、この管体部５を掘削方向に軸周りに相対回転すると（図１（ｂ）中の左右向き矢印参照）、Ｌ字形の当接部７に突起部４が係合して、管体部５からの掘削部材１の抜け止め作用が発揮される（図１（ｂ）参照）。このとき、当接部７の当接面９には、掘削部材１に設けられた突起部４が当接する。この管体部５を上記とは逆向きに相対回転すると、当接部７と突起部４の係合が容易に外れて、管体部５を掘削部材１から引き抜くことができる。
【００１９】
突起部４が当接面９から受ける当接力Ｆは垂直方向（上向き）への分力ＦＶと水平方向への分力ＦＨに分解することができる（図２参照）。地盤がある程度硬質である場合、この地盤によって掘削部材１は上向きの抵抗力Ｆｒｅｓを受ける。この抵抗力Ｆｒｅｓと垂直方向への分力ＦＶによって、掘削部材１が管体部５に押し付けられて、両者が密接した状態が確保される。このため、掘削部材１と管体部５との継ぎ目から、土砂や泥水が流入するのを防ぐことができる。
【００２０】
これに対し、地盤が軟質の場合、管体部５を所定回転速度ｒで回転させつつ下向きに速度ｖで推進した場合、掘削部材１に形成した回転羽根３が容易に地盤にめり込み、この回転羽根３の傾斜角度によっては、管体部５の速度ｖよりも大きい速度で掘削部材１を推進させようとする下向きの推進力Ｆｐｒｏが、この掘削部材１に作用することがある。このように下向きの推進力Ｆｐｒｏが作用したとしても、それと同時に垂直方向上向きの分力ＦＶが作用するため、この分力ＦＶの大きさと推進力Ｆｐｒｏの大きさを比較して分力ＦＶの方が大きい場合、上記と同様に、掘削部材１が管体部５に押し付けられて、両者が密接した状態が確保される。この押し付け作用が発揮されるように、当接面９の傾斜角、所定回転速度ｒ、管体部の速度ｖが決定される。
【００２１】
このように、掘削部材１と管体部５の継ぎ目を密接して、掘削部材１の内部に土砂等が流入しないようにしたことにより、例えば、管体部５の内部を通って掘削部材１に至る紙管等の部材（特許文献２の図２参照）を挿入する際に、この掘削部材１の内部に流入した土砂等を除去する作業が不要となり、作業の迅速性の向上と、作業コストの削減を図ることができる。
【００２２】
この発明に係る掘削部材１の接続構造の第二実施形態を図３に示す。掘削部材１及び管体部５の基本的な構成は、第一実施形態に係る構成と同じであるが、掘削部材１に形成した突起部４の形状が角柱状である点で異なっている。このように、当接部７の当接面９と突起部４との間に生じた当接力Ｆ（垂直方向の分力ＦＶ）によって、管体部５への掘削部材１の押し付け効果が発揮されるのであれば、適宜突起部４の形状を変更してもよい。
【００２３】
上記の各実施形態はあくまでも一例であって、本願発明の、掘削作業中に掘削部材１と管体部５の継ぎ目から土砂等が流入するのを防止する、という課題を解決し得る限りにおいて、各構成部材の形状を適宜変更することも許容される。
【符号の説明】
【００２４】
１  掘削部材
２  基体
３  回転羽根
４  突起部
５  管体部
６  管本体
７  当接部
８ａ  第一延伸部
８ｂ  第二延伸部
９  当接面
【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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