(57)【要約】【課題】上下の杭を容易にジョイントでき、しかも、地中に打ち込んだ杭を逆回転させる場合に上杭の回転トルクを確実に下杭に伝えることができる、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造を提供する。【解決手段】上杭２の下端部に設けられた上継ぎ手４に外周六角形の雄部６が備えられると共に、下杭１の上端部に設けられた下継ぎ手３に内周六角形の雌部５が備えられ、雄部６と雌部５を嵌合することで、上下の杭１，２が正逆両回転方向において上記の六角形形状同士の係合作用によって一体回転するようになされている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下杭の上端部に設けられた下継ぎ手と、上杭の下端部に設けられた上継ぎ手のいずれか一方が、外周非円形の雄部を備えると共に、もう一方が内周非円形の雌部を備え、雄部と雌部を嵌合することで、上下の杭が正逆両回転方向において上記の非円形形状同士の係合作用によって一体回転するようになされていることを特徴とする、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造。
【請求項２】
雌雄両部の嵌合状態において、抜止め部材が雌雄両部にわたるように側方より差し込まれて上下杭が抜止め状態にジョイントされている請求項１に記載の、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造。
【請求項３】
前記雄部の外周部が先細錐状に形成されていると共に、前記雌部の内周部が奥細錐状に形成され、雌雄両部が外周内周密接状態に錐状嵌合されている請求項１又は２に記載の、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造。
【請求項４】
前記抜止め部材が、差込み状態において、雌雄両部の外周内周を密接状態で押し合わせる作用をするものとなされている請求項３に記載の、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転圧入杭において、杭を地中深くへと打ち込んでいくため、一本目の杭を打ち込んだ後、その杭の上端部に新たに二本目の杭の下端部をジョイントし、そして更なる打込みを行っていくという杭継ぎ方法で杭打ちを行っていく場合がある。
【０００３】
そのような場合の上下杭のジョイント構造として、従来は、上下杭を溶接でジョイントしていたが、溶接によるジョイントでは、作業が天候に左右されやすく、また、接合部の品質管理が必ずしも容易ではなく、また接合に特殊技能を要してコストも高くつくことから、ネジ式の継ぎ手を用い、上下杭をネジでジョイントすることが行われるようになってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ネジ式のジョイントには、次のような問題がある。
【０００５】
即ち、杭打ちを回転圧入によって行う場合に、杭打ちの途中で杭を逆方向に回転させる必要のある場合がある。例えば、杭が側方に張り出す螺旋翼を備えているような場合には、打込み途中の杭を引抜き方向に一定高さ上昇させるとき、杭を逆回転させることが必須となる。また、永年経過後に上記のような螺旋翼付き杭を地中から抜いて撤去するような場合にも、杭を逆回転させることが必須となる。そのような場合に、上下の杭が単にネジでジョイントされているだけでは、杭を逆回転させると、ネジが緩んで地中の下杭に回転が伝わらなくなってしまう。
【０００６】
そこで、ネジ式のジョイントを採用する場合には、杭を逆回転させる際に上杭の回転がネジに頼ることなく下杭に伝えられるよう、ジョイント部において、緩止め部材を側方より上下の継ぎ手の肉にわたすように差し込むことが行われている。
【０００７】
ところが、それにもかかわず、逆回転時に、緩止め部材やその周辺部位が変形や破損を起こし、下杭に上杭の回転が伝わらなくなるという事態を生じることがあった。そのため、本発明者らは、原因究明に向けて種々調査を行ったところ、次のような事実を突き止めた。
【０００８】
即ち、上下の杭をジョイントしているネジ部は、上杭を正回転する場合には、上杭の回転トルクを下杭に伝えるのに寄与するが、上杭を逆回転させる場合には、上杭の回転トルクを下杭に伝えるのにほとんど寄与せず、そのため、上杭の回転トルクのすべてが緩止め部材を通じて下杭に伝えられることになり、しかも、逆回転を開始した時点で緩止め部材にかかる負荷は、杭と土砂との静止摩擦抵抗力であり、緩止め部材に大きな負荷がかかり、その負荷に緩止め部材やその周辺部位が耐えられず、変形や破損を起こし、下杭に上杭の回転が伝わらなくなるという事態を生じていたのであった。そして同時に、上記のようなネジ式のジョイントを前提として、逆回転時のそのような大きな負荷に確実に耐えうる緩止め機構を産み出すのは実際上容易なことではないこともわかった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題背景において、上下の杭を容易にジョイントすることができ、しかも、地中に打ち込んだ杭を逆回転させる場合に、上杭の回転トルクを確実に下杭に伝えることができる、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、下杭の上端部に設けられた下継ぎ手と、上杭の下端部に設けられた上継ぎ手のいずれか一方が、外周非円形の雄部を備えると共に、もう一方が内周非円形の雌部を備え、雄部と雌部を嵌合することで、上下の杭が正逆両回転方向において上記の非円形形状同士の係合作用によって一体回転するようになされていることを特徴とする、回転圧入杭における上下杭のジョイント構造によって解決される。
【００１１】
このジョイント構造では、上下の杭が正逆両回転方向において雄部雌部の非円形形状同士の係合作用によって一体回転するようになされているから、地中打込み中の正回転時はもとより、地中に打ち込まれた、あるいは、打ち込まれていく継ぎ杭を逆回転させる際も、上杭の回転トルクを確実に下杭に伝えることができる。
【００１２】
しかも、本ジョイント構造によれば、外周非円形の雄部と雌部とを嵌合するだけで一体回転するようにジョイントされ、ネジ式の継ぎ手の場合とは異なり、ジョイントの際に上杭を回転させる必要がなく、上下の杭を容易にジョイントすることができる。
【００１３】
上記のジョイント構造において、雌雄両部の嵌合状態において、抜止め部材が雌雄両部にわたるように側方より差し込まれて上下杭が抜止め状態にジョイントされている場合は、上下の杭を正転あるいは逆転させながら引き抜き方向に上昇させていくことができる。その場合に、上杭に対する引抜き力のすべてが抜止め部材を通じて下杭に作用するが、引抜き方向への上昇時には、上下の杭は地中で一体回転しているので、抜止め部材にかかる負荷は、杭と土砂との動摩擦抵抗力であって小さく、抜止め部材はその負荷に耐えることができて、破断するようなことは起こらない。
【００１４】
また、雄部の外周部が先細錐状に形成されていると共に、雌部の内周部が奥細錐状に形成され、雌雄両部が外周内周密接状態に錐状嵌合されている場合は、ジョイントの際の雌雄両部の差込み嵌合を容易に行うことができるのみならず、正逆回転時の上下杭の一体性が高められて上下の杭のジョイント部にガタツキを生じるのを防ぐことができる。
【００１５】
その場合に、抜止め部材が、差込み状態において、雌雄両部の外周内周を密接状態で押し合わせる作用をするものとなされている場合は、上下の杭の一体性がより高められて、曲げに対して非常に強い継ぎ杭を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図４に示す第１実施形態のジョイント構造において、１は下杭、２は上杭で、いずれの杭１，２も杭本体部１ａ，２ａが円形鋼管の鋼管杭からなっており、下杭１の上端部には下継ぎ手３が溶接などで予め接合一体化されて備えられていると共に、上杭２の下端部には上継ぎ手４が溶接などで予め接合一体化されて備えられており、これら上下の継ぎ手３，４をジョイントすることにより上下の杭１，２がジョイントされるようになされている。
【００１８】
このジョイントのため、本実施形態では、上下の継ぎ手３，４が次のような構造をしている。即ち、図１（イ）に示すように、下継ぎ手３は、内周六角形で奥細錐状の雌部５を備えると共に、上継ぎ手４は、それに対応する外周六角形で先細錐状の雄部６を備え、雄部６を雌部５に外周内周密接状態となるように差込み嵌合することで、上下の杭１，２が、図１（ロ）に示すように、正逆両回転方向において上記の六角形形状同士の係合作用によって一体回転するようになされている。
【００１９】
この嵌合状態において、上下の杭１，２を抜止め状態にジョイントするため、本実施形態では次のような構造が採用されている。即ち、図１では省略されているが、図２（イ）（ロ）に示すように、上継ぎ手４の雄部６には、その中間高さ位置において六角のいずれか一対の対辺に沿って横方向に延びる真っ直ぐな貫通溝７，７が設けられ、また、下継ぎ手３には、それに対応するように雌部５の中間高さ位置において横方向に延びる貫通孔８，８が設けられ、該貫通孔８，８によって、雌部５の六角の一対の対辺に沿う溝部８ａ，８ａが形成され、図３（イ）（ロ）に示すように、上継ぎ手４の雄部６を下継ぎ手３の雌部５に差込み嵌合した状態において、雄部６の溝７，７と、雌部５の貫通孔８，８の溝８ａ，８ａとが一致するようになされている。そこに、図３（ロ）に示すように、下継ぎ手３の外周側に面して開口する貫通孔８，８に抜止め部材としてのピン９，９を差し込むと、図４（イ）（ロ）に示すように、ピン９，９が雌雄両部５，６にわたるようにセットされ、上下杭１，２が抜止め状態に連結されるようになされている。
【００２０】
更に、本実施形態では、抜け止め材としての上記のピン９，９に次のような機能がもたされている。
【００２１】
即ち、各ピン９は、打込み側の先端部９ａが先細錐状に形成されていて、上下の継ぎ手３，４の雄雌両部５，６を嵌合させた状態でピン９をその先細錐状部９ａの側から下継ぎ手３の外周の貫通孔８，８に差し込んでいくと、より正確にいうと、強制的に打ち込んでいくと、両ピン９，９の先細錐状部９ａ，９ａが、上下の継ぎ手３，４の雄部６と雌部５とがより深く嵌合していく方向に付勢され、雄部６の先細錐状六角外周斜面部と雌部５の奥細錐状六角外周斜面部とが押し合うようにして密接するようになされている。
【００２２】
上記のジョイント構造では、上下の杭１，２が正逆両回転方向において雄部６と雌部５の六角形状同士の係合作用によって一体回転するようになされているから、地中打込み中の正回転時はもとより、地中に打ち込まれた、あるいは、打ち込まれていく継ぎ杭を逆回転させる際も、上杭２の回転トルクを確実に下杭１に伝えることができる。
【００２３】
しかも、外周六角の雄部６と雌部５とを嵌合するだけで一体回転するようにジョイントされるので、ネジ式の継ぎ手の場合とは異なり、ジョイントする際に上杭を回転させる必要がなく、上下の杭１，２を容易にジョイントすることができる。
【００２４】
また、雌雄両部５，６同士の嵌合状態において、ピン９，９が雌雄両部５，６にわたるように側方より差し込まれて上下杭１，２が抜止め状態にジョイントされているので、上下の杭１，２を正転あるいは逆転させながら引き抜き方向に上昇させていくことができる。
【００２５】
更に、本実施形態では、雄部６を先細錐状とし、雌部５を奥細錐状とし、それらの錐状面同士が密接して嵌合されるようになされているので、ジョイントの際の雌雄両部５，６の差込み嵌合を容易に行うことができるのみならず、錐状嵌合による錐状面同士の密接した嵌合によって、正逆回転時の上下杭１，２の一体性が高められて上下の杭１，２のジョイント部にガタツキを生じるのを防ぐことができる。
【００２６】
しかも、先細錐状部９ａ，９ａを備えたピン９，９の打込みによって、上下の継ぎ手３，４の雄部６と雌部５とがより深く嵌合していく方向に付勢され、雄部６の先細錐状六角外周斜面部と雌部５の奥細錐状六角外周斜面部とが押し合うようにして密接するようになされているので、上下の杭１，２の一体性がより高められて、曲げに対して非常に強い継ぎ杭を実現することができる。
【００２７】
図５及び図６に示す第２実施形態のジョイント構造は、雄部６、雌部５が錐状ではなくストレートに形成されており、ただ、図示しないけれども、雄部の先端外周縁部及び雌部５の入口側内周縁部は面取りがなされて、雄部６と雌部５との嵌合を容易に行うことができるようになされている。その他は上記の実施形態と同様である。本実施形態のジョイント構造においても、上下の杭１，２が正逆両回転方向において雄部６と雌部５の六角形状同士の係合作用によって一体回転するようになされているから、地中打込み中の正回転時はもとより、地中に打ち込まれた、あるいは、打ち込まれていく継ぎ杭を逆回転させる際も、上杭２の回転トルクを確実に下杭１に伝えることができる。
【００２８】
しかも、外周六角の雄部６と雌部５とを嵌合するだけで一体回転するようにジョイントされるので、ネジ式の継ぎ手の場合とは異なり、ジョイントする際に上杭を回転させる必要がなく、上下の杭１，２を容易にジョイントすることができる。
【００２９】
また、雌雄両部５，６同士の嵌合状態において、ピン９，９が雌雄両部５，６にわたるように側方より差し込まれて上下杭１，２が抜止め状態にジョイントされているので、上下の杭１，２を正転あるいは逆転させながら引き抜き方向に上昇させていくことができる。
【００３０】
図７及び図８に示す第３実施形態のジョイント構造は、第２実施形態と同様に、雄部６、雌部５が錐状ではなくストレートに形成され、図示しないけれども、雄部６の先端外周縁部及び雌部５の入口側内周縁部は面取りがなされて、雄部６と雌部５との嵌合を容易に行うことができるようになされている。ただ、第２実施形態と異なるところは、上下の杭１，２の抜止め機構機構部分である。
【００３１】
即ち、図７（イ）及び図８（イ）に示すように、上継ぎ手３，４の雄部６には、抜止め部材を差し込む差込み孔１０，１０，１０が、高さ位置を異ならせ、かつ、周方向位置を異ならせ、軸芯部を通るようにして横方向に貫通して、３つ備えられている。また、それに対応するように、下継ぎ手３，４の雌部５を囲む周壁部分には、同じく、抜止め部材を差し込む差込み孔１１，１１，１１が、高さ位置を異ならせ、かつ、周方向位置を異ならせ、軸芯部を通るようにして横方向に貫通して３つ備えられ、更に、差込み孔１１，１１，１１の一端はナット１２，１２，１２の埋込みでの取付けによって雌ネジ部が備えられている。
【００３２】
そして、抜止め部材として、３本の頭付きボルト１３，１３，１３が備えられ、雄部６と雌部５とを嵌合した状態において、３本のボルト１３，１３，１３を側方より、雄部６と雌部５の差込み孔１１，１１，１１；１０，１０，１０にわたすように挿入し、ナット１２，１２，１２と螺合し、ボルト１３，１３，１３の頭部を埋込み状態にすることによって、図７（ロ）及び図８（ロ）に示すように、上下の杭１，２が抜止め状態にジョイントされるようになされている。
【００３３】
このように、上下の杭１，２を抜止め状態にジョイントする構造は、第１、第２の実施形態に示すような構造に限らず、第３実施形態に示すような構造であってもよいし、各種抜止め構造が採用されてよい。
【００３４】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、雄部の外周非円形形状及び雌部の内周非円形形状として、六角形を採用した場合を示しているが、三角形でもよいし、四角形、五角形でもよいし、七角形以上の多角形であっもよいし、また、真円形以外なら楕円形や長円形であってもよいし、星形、十字形などであってもよいし、更に、雄部の外周形状と雌部の内周形状とは同じ形状でなくてもよい。要は、形状同士の係合作用によって上下の杭を一体回転させることができるような形状であればよい。
【００３５】
また、上記の実施形態では、杭本体として、円形鋼管を用いた場合を示しているが、Ｈ形鋼などの各種形鋼類からなっていてもよいし、杭本体の種類や形態に特に制限はない。更に、下継ぎ手に雄部を上継ぎ手に雌部を備えさせるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、上下の杭を容易にジョイントすることができ、しかも、地中に打ち込んだ杭を逆回転させる場合に、上杭の回転トルクを確実に下杭に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示すもので、図（イ）は上下の杭を分離状態にして示す斜視図、図（ロ）はジョイントした状態のジョイント部の水平断面図である。
【図２】図（イ）は上下の杭を分離状態にして示す側面断面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面図、図（ハ）は図（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図（イ）は上下の杭を嵌合状態にした側面断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図（イ）は上下の杭を抜止め状態にジョイントした側面断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】第２実施形態を示すもので、図（イ）は上下の杭を分離状態にして示す斜視図、図（ロ）はジョイントした状態のジョイント部の水平断面図である。
【図６】図（イ）は上下の杭を抜止め状態にジョイントした側面断面図、図（ロ）は図（イ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図７】第３実施形態を示すもので、図（イ）は上下の杭を分離状態にして示す断面側面図、図（ロ）はジョイントした断面側面図である。
【図８】図（イ）はジョイント部の嵌合状態を示す水平断面図、図（ロ）は図７（ロ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【符号の説明】
１…下杭
２…上杭
３…下継ぎ手
４…上継ぎ手
５…雌部
６…雄部
９…ピン（抜止め材）
【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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