(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に回転圧入する鋼管の下端部の外周面に複数の先端爪を設けた鋼管基礎において、各先端爪は鋼管の下端部に取り付けるための取付部と、各先端爪の先端側に形成した刃部とを有し、該刃部は鋼管の回転方向に鋭利な刃先を有すると共に、各先端爪の外側に向けて弧状に隆起した隆起部を有し、該隆起部は先端爪の外側面の上部付近から弧状に隆起しながら刃先のある下方向へなだらかに下る形状としたことを特徴とする鋼管基礎。
【請求項２】
先端爪の内側に設けた取付部と刃部との間に単一又は複数の段差面からなる隙間調整部を形成し、鋼管の下端部の外周面又は内周面に先端爪の取付面のみを当てるか、又は隙間調整部の所定箇所を当てた状態で固定することにより、該先端爪と掘削穴の壁面との隙間を調整するようにしたことを特徴とする請求項1記載の鋼管基礎。
【請求項３】
先端爪の内側に刃先から傾斜面をなす逃げ部が形成され、鋼管を土壌に回転圧入することによって先端爪の刃先が掘削穴の壁面で研磨されることにより、掘削開始から掘削終了まで同等の刃先角度を維持するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電柱等の柱体を地盤に建柱する際に使用する鋼管基礎に関するものであり、アースオーガで回転圧入する鋼管基礎の先端に地盤を切削するための先端爪を設けた鋼管基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼管基礎を所定の地盤に埋設し、鋼管基礎の内部に電柱や街路又は信号灯等の柱体を挿入して固定することにより、これらの柱体を建柱することが行われている。この際、小型汎用重機のアースオーガ車を用いて鋼管基礎を地盤に回転圧入して埋設することにより、施工の効率化を図ることが可能となる。
【０００３】
ここで、このような鋼管基礎の従来例として特許文献１を参照する。この文献では、鋼管基礎２０として、先端に複数の切削刃２１を固定した基礎パイプ２２を用いてあり、この基礎パイプ２２をアースオーガ車に設けたスクリューオーガで回動することによって地盤の所定深さに圧入し、埋設状態とするようにしている。
【０００４】
ところで、図８（ａ）、(ｂ)に示すように、従来の鋼管基礎２０の下端部の外周面に沿って固定された切削刃２１は板状の刃形状により形成されている。そこで、このような鋼管基礎２０を土壌に対してアースオーガ車で回転すると、図９（ａ）に示すように、鋼管基礎２０が回転するに従って切削刃２１が地盤Ｅを円形に切削しつつ掘削を進めることになる。
【０００５】
ところが、図９(ｂ)に示すように、掘削が進むにつれて夫々の切削刃２１が磨耗し、初期の鋭利な刃先角度が大きくなり、切削刃２１の掘削能率が著しく低下するという不都合が生じる。
【０００６】
さらに、各切削刃２１の磨耗が進むと、図９(ｂ)に示すように、鋼管基礎２０の外周が掘削穴Ｈの内周に接触する状況となり、アースオーガ車の回転動力に負荷が生じる。このため、掘削の作業効率を上げるには、大型のアースオーガ車が必要となる。
【０００７】
また、このような問題を解消するために、切削刃２１の厚さを厚くすると、切削刃２１の寿命は延びるが、掘削穴Ｈの内径が大きくなり、設置後の鋼管基礎２０と掘削穴Ｈとの隙間が拡大して、不安定な基礎になる。
【０００８】
さらに、従来の切削刃２１の形状によると、地盤Ｅの状態によって板厚を変えたり、刃の勾配角を変えることによって複数の種類の切削刃２１が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平８−６５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、電柱等の柱体を地盤に建柱する際に使用する鋼管基礎の改良に係るものであり、特に鋼管基礎の先端に設ける先端爪を改良することによって、掘削作業を効率的に行うことができるようにした鋼管基礎を提供することを目的とする。なお、本発明では、従来の技術における「切削刃」を「先端爪」と称することとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１は、地盤に回転圧入する鋼管の下端部の外周面に複数の先端爪を設けた鋼管基礎において、各先端爪は鋼管の下端部に取り付けるための取付部と、各先端爪の先端側に形成した刃部とを有し、該刃部は鋼管の回転方向に鋭利な刃先を有すると共に、各先端爪の外側に向けて弧状に隆起した隆起部を有し、該隆起部は先端爪の外側面の上部付近から弧状に隆起しながら刃先のある下方向へなだらかに下る形状としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２は、請求項１において、先端爪の内側に設けた取付部と刃部との間に単一又は複数の段差面からなる隙間調整部を形成し、鋼管の下端部の外周面又は内周面に先端爪の取付面のみを当てるか、又は隙間調整部の所定箇所を当てた状態で固定することにより、該先端爪と掘削穴の壁面との隙間を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項３は、請求項１又は２において、先端爪の内側に刃先から傾斜面をなす逃げ部が形成され、鋼管を土壌に回転圧入することによって先端爪の刃先が掘削穴の壁面で研磨されることにより、掘削開始から掘削終了まで同等の刃先角度を維持するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項1の鋼管基礎によれば、鋼管の下端部に固定した複数の先端爪が外側に向けて弧状に隆起した隆起部を有することにより、鋼管を土壌に回転圧入する際、先端爪の隆起部が掘削穴の壁面を押圧することによって押し広げ、その反動として掘削穴の壁面が復元しやすくなり、掘削穴に挿入した鋼管と掘削穴との隙間を埋めることが可能となる。
【００１５】
また、各先端爪の外側面が外側に向けて弧状に隆起した隆起部を有するため、鋼管の回転圧入によって各先端爪の隆起部が掘削穴の壁面によって研磨された後も、各先端爪の隆起形状を保つことができる。そのため、従来のように研磨された先端爪が掘削穴の壁面に密着して、回転時の負荷が大きくなるという不都合を解消することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２において、先端爪に設けた取付部と刃部との間に単一又は複数の段差面からなる隙間調整部を形成しているため、鋼管の下端部の周面に先端爪の取付面を当てるか、又は隙間調整部の所定箇所を当てた状態で固定することによって、外側に向けて傾斜した先端爪の隙間を調整することが可能となる。従って、このような構成において、先端爪の取付角度を調整した状態で固定することにより、先端爪の回転時の外径を変更することが可能となる。
【００１７】
さらに、上記のように先端爪の取付角度を調整した状態で固定することにより、切削径の変更が可能であり、地盤状態に応じて最適なフリクション性能、即ち掘削穴の壁面に対する磨耗を減少することが可能となる。
【００１８】
さらに、請求項３において、先端爪の取付面側に刃先から傾斜面をなす逃げ部が形成されているため、鋼管を土壌に回転圧入する際、掘削穴の壁面の土壌が研磨材となって、先端爪の刃先が研磨されることにより、鋭利な刃先を維持すると共に、掘削開始から掘削終了まで同等の刃先角度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る鋼管基礎を示す図であり、(ａ)は下端部の側面図、(ｂ)は鋼管の下端を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る鋼管基礎の先端爪を示す外観図であり、(ａ)は実施例１の先端爪、(ｂ)は実施例２の先端爪を示す。
【図３】本発明の実施例１に係る鋼管基礎の先端爪を示す図であり、(ａ)は内側面図、(ｂ)は外側面図、（c）は側面図、(ｄ)は取付部側の端面図、(ｅ)は刃部側の端面図である。
【図４】(ａ)及び(ｂ)は、本発明の実施例１に係る先端爪を鋼管の下端部の外周面に取付角度を変えて固定した状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る鋼管基礎の先端爪を示す図であり、(ａ)は内側面図、(ｂ)は外側面図、（c）は側面図、(ｄ)は取付部側の端面図、(ｅ)は刃部側の端面図である。
【図６】(ａ)〜(ｃ)は、本発明の実施例２に係る先端爪を鋼管の下端部の外周面に取付角度を変えて固定した状態を示す図である。
【図７】(ａ)及び(ｂ)は、本発明に係る鋼管基礎の先端爪が掘削穴の壁面で研磨されたときの刃先角度の状況を示す図である。
【図８】従来の鋼管基礎を示す図であり、(ａ)は下端部の側面図、(ｂ)は切削刃を示す斜視図である。
【図９】(ａ)及び(ｂ)は、従来の鋼管基礎の先端爪が掘削穴の壁面で研磨されたときの刃先角度の状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施例の鋼管基礎１は、図１（ａ）、(ｂ)に示すように、地盤に回転圧入する鋼管２の下端部の外周面２ａに沿って所定間隔で複数の先端爪３を固定したものである。なお、本実施例では、鋼管２の下端部の外周面２ａに沿って等間隔で４個の先端爪３を固定した構成としているが、この数に限定することなく、他の複数個の先端爪３を取り付けるようにしてもよい。また、鋼管２の内周面２ｂに沿って先端爪を固定しても良い。
【００２１】
また、本実施例では、鋼管２に取り付ける各先端爪３は、図２（ａ）、(ｂ)に示すように、２種の形態の先端爪３を実施例としているが、いずれの先端爪３であっても、鋼管２の下端部の外周面２ａに取り付けるための取付部４と、各先端爪３の先端側に形成した刃部５とを有するものである。また、刃部５は、鋼管２の回転方向に刃先６を有すると共に、各先端爪３の外側に向けて弧状に隆起した隆起部７を有する形状とされている。
【００２２】
また、上記の先端爪３は、図２（ａ）、(ｂ)に示すように、先端爪３の取付部４の内側面１１と刃部５との間に単一又は複数の段差面８、８ａ、８ｂからなる隙間調整部１０を形成したものとしている。このような構成により、図４、図６に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の内側面１１を当てるか、又は隙間調整部１０の段差面８、８ａ、８ｂのいずれかの所定箇所を当てた状態で固定することにより、先端爪３が外側の掘削孔Ｈの壁面Ｗとの隙間を調整することが可能となる。
【００２３】
さらに、上記の先端爪３は、その内側に刃先６から傾斜状の逃げ部１２が形成され、鋼管２を土壌に対して回転圧入することによって、先端爪３の刃先６が掘削穴Ｈの壁面Ｗで研磨されることにより、掘削開始から掘削終了まで同等の刃先角度を維持することが可能となる。
【００２４】
以下、本発明の実施例として図２(ａ)、(ｂ)に示す各先端爪の構成について、実施例１と実施例２に分けて説明する。
【実施例１】
【００２５】
この実施例の鋼管基礎１に固定してある先端爪３は、図２（ａ）に示すように、先端爪３の内側に設けた取付部４と刃部５との間に突出した単一の段差面８からなる隙間調整部１０を形成した構成を有するものである。
【００２６】
このような本実施例の構成について、図３（ａ）〜(ｅ)を参照しながら説明すると、各先端爪３は、図4（ａ）(ｂ)に示す鋼管２の下端部の外周面２ａに取り付けるための取付部４を有する。この取付部４は、鋼管２の外周面の曲率半径に対応した円弧形状に形成された内側面１１を有し、図４（ａ）に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３を固定する際、内側面１１を鋼管２の下端部の外周面２ａに定着した状態で当接して、先端爪３の上端を溶接部１６ａで接合すると共に、段差面８の部位を溶接部１６ｂで接合することが可能となる。
【００２７】
さらに、図４(ｂ)に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の内側面１１の上端縁１１ａを当接すると共に、鋼管２の下端部の外周面２ａに段差面８を当接した場合、内側面１１の上端縁１１ａと段差面８とに形成された円弧形状が鋼管２の下端部の外周面２ａに安定した状態で当接して溶接部１６ｂで接合することが可能となる。
【００２８】
また、先端爪３に形成した刃部５は、鋼管２の回転方向に、図３(ａ)(ｂ)(ｃ)に示すように鋭利な刃先６を有すると共に、この刃先６の外周は下端部が勾配を有する切欠き辺１３とすることにより、刃先６が地盤に食い付き易い形状としている。
【００２９】
また、この先端爪３の刃部５は、図３（ａ）に示すように、先端爪３の内側面１１において、刃部５の逆回転刃部１５に沿って所定幅の平坦部１４を有する。また、先端爪３の内側面１１に上記の形状を有する刃先６から平坦部１４に至るまで傾斜した逃げ部１２を形成し、図３(ｅ)に示すように、この逃げ部１２の勾配角が刃先角度αを形成している。なお、上記の逆回転刃部１５は、鋼管２を逆方向に回転したときの刃部として作用するものである。
【００３０】
さらに、本実施例の先端爪３は、外側に向けて弧状に隆起した隆起部７を有する。この先端爪３の隆起部７は、図３(ｃ)に示すように、先端爪３の外側面に上部付近から下方向に向けて外側面の突出方向に弧状に隆起した隆起部７を形成している。この隆起部７の線形は、平面視においては、図３(ｂ)に示すように、先端爪３の外側面の上部付近から下方へ至り、刃部５の切欠き辺１３に沿って屈曲して下端に至る形状を有する。また、図３(ｃ)に示すように、この隆起部７の線形を側方から見ると、先端爪３の外側面の上部付近から弧状に隆起しながら刃先６のある下方向へなだらかに下る形状を有するものとされている。
【００３１】
このような構成の先端爪３を鋼管２の下端部の外周面２ａに固定する態様として、図４（ａ）に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の内側面１１のみを当てるか、図４(ｂ)に示すように、隙間調整部１０の段差面８を当てた状態で溶接接合することにより、該先端爪３が掘削穴Ｈの壁面Ｗとの隙間Ｇ２を調整することが可能となる。
【００３２】
なお、図４(ａ)、(ｂ)は、鋼管２を地盤Ｅに立てて、該鋼管２の上部に設けた不図示のアタッチメントにアースオーガ車のスクリューオーガの先端を係止して回転圧入することにより、地盤Ｅに掘削穴Ｈを形成している途中の状況を図示したものである。
【００３３】
これらの図に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに固定した複数の先端爪３が外側に向けて弧状に隆起した隆起部７を有することにより、鋼管２を地盤Ｅに回転圧入する際、先端爪３の隆起部７が掘削穴Ｈの壁面Ｗを押圧することによって押し広げ、その反動として掘削穴Ｈの壁面Ｗが復元しやすくなり、掘削穴Ｈに挿入した鋼管２と掘削穴Ｈとの隙間Ｇを埋めることが可能となる。
【００３４】
また、図４(ｂ)に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の内側面１１の上端縁１１ａを当接すると共に、鋼管２の下端部の外周面２ａに段差面８を当接して溶接した場合、先端爪３の刃先角度を大きくすることによって、先端爪３の最大外径を変更することが可能となり、掘削穴Ｈの内径を拡大することが可能となる。
【００３５】
図４(ａ)(ｂ)に示すＧ１、Ｇ２は、同一径の鋼管２と掘削穴Ｈの壁面Ｗとの隙間を示し、先端爪３の刃先角度を大きくした場合にＧ１＜Ｇ２となって、図４(ｂ)の隙間Ｇ２が図４(ａ)の隙間Ｇ１よりも大きいことを示すものである。なお、後述する実施例２及び３に記載しているＧ１、Ｇ２、Ｇ３もまた、同一径の鋼管２と掘削穴Ｈの壁面Ｗとの隙間を示するものであり、夫々の先端爪３の刃先角度を大きくした場合にＧ１＜Ｇ２＜Ｇ３となって、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の順に隙間が大きくなることを示すものである。
【００３６】
また、本実施例では、図７（ａ）、(ｂ)に示すように、各先端爪３の外側面が弧状に隆起した隆起部７を有するため、鋼管２の回転圧入によって各先端爪３の外側面が掘削穴Ｈの壁面Ｗによって研磨された後も、各先端爪３の外側面の隆起部７を保つことが可能となる。従って、従来のように、先端爪３の磨耗によって該先端爪３が掘削穴Ｈの壁面に密着して回転の際の負荷が大きくなるという不都合を解消することが可能となる。
【００３７】
さらに、先端爪３の内側に刃先６から傾斜をなす逃げ部１２が形成されているため、鋼管２を土壌に回転圧入することによって先端爪３の刃先６が掘削穴Ｈの壁面Ｗで研磨されることにより、掘削開始から掘削終了まで同等の刃先角度を維持することが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
本実施例の先端爪３は、図２(ｂ)に示すように、先端爪３の内側に設けた取付部４と刃部５との間に二段階に突出した段差面８ａ、８ｂを形成した構成を有するものであり、その他の構成は、上記の実施例１と同様である。従って、本実施例においては、段差面８ａ、８ｂ以外の構成においては、図５(ａ)〜(ｅ)に示すように、実施例１の図３(ａ)〜(ｅ)と同様の構成を有し、同様の作用効果を有するものである。
【００３９】
ただし、本実施例の先端爪３を鋼管２の下端部の外周面２ａに固定する態様においては、図6（ａ）に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の内側面１１のみを当てることによって先端爪３の上端部を溶接部１６ａで接合すると共に、低い側の段差面８ａの部位を溶接部１６ｂで接合することが可能である。
【００４０】
また、図６(ｂ)に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の上端縁１１ａを当てることによって先端爪３の上端部を溶接部１６ａで接合すると共に、鋼管２の下端部の外周面２ａに低い側の段差面８ａを載せるように当てて溶接部１６ｂで接合することが可能である。
【００４１】
さらには、図６(ｃ)に示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに先端爪３の上端縁１１ａを当てることによって先端爪３の上端部を溶接部１６ａで接合すると共に、鋼管２の下端部の外周面２ａに高い側の段差面８ｂを載せるように当てて溶接部１６ｂで接合することが可能である。
【００４２】
このような実施例２の構成によれば、図６(ａ)〜(ｃ)で示すように、鋼管２の下端部の外周面２ａに取り付ける先端爪３の取り付け角度を３段階に調整することが可能であり、このように先端爪３の刃先角度を大きくすることによって、先端爪３の最大外径を変更することが可能となり、掘削穴Ｈの内径を拡大することが可能となる。
【００４３】
なお、上記の実施例１及び２において、先端爪３は鋼管基礎１の下端部の外側面２ａに取り付けた構成としてあるが、本発明はこのような実施例に限定されることなく、鋼管基礎１の下端部の内側面２ｂにも取り付けるようにしても良い。この場合、先端爪３の取付部４を先端爪３の外側面２ａに設けると共に、刃部５の外側面２ａに所定の高さだけ隆起した隆起部７を形成して刃先６を形成した構成とする必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の鋼管基礎は、電柱等の柱体を地盤に建柱する際に使用する鋼管基礎の改良に係るものであり、特に鋼管基礎の先端に設ける先端爪を改良することによって、掘削作業を効率的に行うことができるようにした鋼管基礎として利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  鋼管基礎
２  鋼管
２ａ  下端部の外周面
２ｂ  下端部の内周面
３  先端爪
４  取付部
５  刃部
６  刃先
７  隆起部
８  段差面
８ａ、８ｂ  段差面
９  勾配面
１０  隙間調整部
１１  内側面
１１ａ  上端縁
１２  逃げ部
１３  切欠き辺
１４  平坦部
１５  逆回転刃部
１６ａ、１６ｂ  溶接部
α  刃先角度
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  隙間
Ｅ  地盤
Ｈ  掘削穴
Ｗ  壁面
【図１】
0005833955.tif 000002
【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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