(57)【要約】【課題】鋼管に対する接合強度を確保することができる鋼管杭用羽根及びそれを使用した鋼管杭を提供する。【解決手段】羽根２１，３１の内周縁には当該内周縁を鋼管の外周面に密接させる密接構造を設けるようにした。具体的には、羽根２１の内周縁には傾斜面２６ａ，２６ｂを形成し、羽根３１の内周縁には傾斜面３６ａ，３６ｂを形成するようにした。そして、羽根２１，３１を鋼管の外周面にとりつけたとき、傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂがそれぞれ鋼管の外周面に密接するように傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂの傾斜角度を設定するようにした。このため、羽根２１，３１の肉厚を大きくしても、当該羽根２１，３１の内周縁は鋼管の外周面に密接し、鋼管に対する接合強度が確保される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の下部外周面に当該鋼管の中心軸に直交する平面に対して所定の取付角度をなすように且つ地盤へのねじ込みの際の鋼管の回転方向へ下方傾斜するように取付けるようにした鋼管杭用羽根において、
鋼管杭用羽根の内周縁には当該内周縁を鋼管の外周面に密接させる密接構造を設けるようにした鋼管杭用羽根。
【請求項２】
前記密接構造は、鋼管杭用羽根の内周縁が鋼管の外周面に密接するように当該内周縁に形成された傾斜面である請求項１に記載の鋼管杭用羽根。
【請求項３】
前記鋼管の外周面に対する鋼管杭用羽根の取付角度をθ（θ＜９０度）としたとき、鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度（９０度−θ）をなすように前記傾斜面を形成した請求項２に記載の鋼管杭用羽根。
【請求項４】
鋼管杭用羽根の始端縁及び終端縁のうち少なくとも始端縁には当該鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度をなす傾斜面を形成するようにした請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根。
【請求項５】
鋼管の下部に取付けた複数の羽根を利用して地盤にねじ込むようにした鋼管杭において、
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根を使用した鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建設物の基礎として使用されるねじ込み式の鋼管杭用羽根及びそれを使用した鋼管杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、次のような鋼管杭が知られている。即ち、図９（ａ）に示すように、鋼管杭５１は鋼管５２及び当該鋼管５２の先端部付近の外周面に所定の角度で傾斜するように固定された一対の羽根５３ａ，５３ｂを備えている。そして、地上に設置した施工装置（図示略）により鋼管杭５１に回転力及びねじ込み方向への押圧力を与えると、当該鋼管杭５１は羽根５３ａ，５３ｂのねじ作用により地中にねじ込まれる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２９２３７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の鋼管杭には次のような問題があった。即ち、図９（ｂ）に示すように、鋼管杭５１の地盤へのねじ込みに伴って、羽根５３ａ，５３ｂは地盤からの反力（地盤反力）を受け、当該羽根５３ａ，５３ｂには上方への曲げモーメントが作用する。この結果、羽根５３ａ，５３ｂは上向きに反り返り、当該鋼管杭５１の地盤支持力が低下する。
【０００５】
この問題を解決するために羽根５３ａ，５３ｂの肉厚ｔを大きくすることが考えられる。このようにすれば羽根５３ａ，５３ｂの剛性が高められて変形しにくくなるものの、図１０に示すように、肉厚ｔを大きくするほど鋼管５２と羽根５３ａ，５３ｂの内周縁（特に上部）との間の隙間ｇが拡大する。このため、羽根５３ａ，５３ｂの内周縁と鋼管５２の外周面との間にはがたつきが発生し、当該羽根５３ａ，５３ｂの内周縁と鋼管５２の外周面との間を仮に溶接により強引に固着したとしても当該羽根５３ａ，５３ｂの鋼管５２に対する接合強度が確保できないおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、鋼管に対する接合強度を確保することができる鋼管杭用羽根及びそれを使用した鋼管杭を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、鋼管の下部外周面に当該鋼管の中心軸に直交する平面に対して所定の取付角度をなすように且つ地盤へのねじ込みの際の鋼管の回転方向へ下方傾斜するように取付けるようにした鋼管杭用羽根において、鋼管杭用羽根の内周縁には当該内周縁を鋼管の外周面に密接させる密接構造を設けるようにしたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記密接構造は、鋼管杭用羽根の内周縁が鋼管の外周面に密接するように当該内周縁に形成された傾斜面であることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記鋼管の外周面に対する鋼管杭用羽根の取付角度をθ（θ＜９０度）としたとき、鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度（９０度−θ）をなすように前記傾斜面を形成したことを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、鋼管杭用羽根の始端縁及び終端縁のうち少なくとも始端縁には当該鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度をなす傾斜面を形成するようにしたことを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、鋼管の下部に取付けた複数の羽根を利用して地盤にねじ込むようにした鋼管杭において、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根を使用したことを要旨とする。
【００１２】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、鋼管の外周面に所定の取付角度で鋼管杭用羽根を取付けたとき、当該鋼管杭用羽根の内周縁は鋼管の外周面に密接する。このため、鋼管杭用羽根の内周縁と鋼管の外周面との間のがたつきの発生が抑制される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、鋼管杭用羽根はその内周縁に形成された傾斜面を介して鋼管の外周面に密接する。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、鋼管杭用羽根の内周縁に形成された傾斜面は鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度（９０度−θ）をなす。このため、鋼管杭用羽根を鋼管杭の外周面に対して取付角度がθで取付けたとき、当該鋼管杭用羽根の内周縁に形成された傾斜面は鋼管杭の外周面に密接する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、鋼管杭用羽根の始端縁及び終端縁のうち少なくとも始端縁には当該鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度をなす傾斜面が形成される。このため、鋼管杭用羽根に加わる地盤の抵抗が軽減される。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、鋼管杭には請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根が使用される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を例えば建設物の基礎として使用されるねじ込み式の鋼管杭に具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
【００１７】
（全体の構成）
図１、図２及び図７に示すように、鋼管杭１１は両端が開口した筒状の鋼管１２、この鋼管１２の下端開口部を閉塞する板状の閉塞部材１３、この閉塞部材１３の下面、即ち鋼管１２の先端面に設けられた先端ビット１４、及び同じく鋼管１２の下部外周面に設けられた一対の羽根２１，３１を備えている。
【００１８】
（閉塞部材）
前記閉塞部材１３は鋼管１２の下端開口部に溶接により固定されている。この閉塞部材１３は鋼管杭１１を地中にねじ込む際には当該鋼管杭１１の下端側の土砂や砂礫を当該鋼管杭１１の外周側に押し出し、ねじ込み完了後には地盤からの反力（以下、「地盤反力」という。）を受けて地盤支持力を発揮する。
【００１９】
（先端ビット）
前記先端ビット１４（掘削刃）は板材により五角形状に形成されている。この先端ビット１４は、閉塞部材１３下面の中心に向かうほど当該閉塞部材１３下面からの突出高さが高くなり、同じく外周縁に向かうほど当該閉塞部材１３下面からの突出高さが低くなるように当該閉塞部材１３の下面に直交するように固定されている。鋼管杭１１を地盤にねじ込む際、先端ビット１４は当該鋼管杭１１の下端側（先端側）の土砂や砂礫を掘削軟化すると共に当該鋼管杭１１の地盤へのねじ込みを案内する掘削ガイドとして機能する。
【００２０】
（羽根）
次に、羽根２１，３１について図４に従って詳細に説明する。図４は後述するレーザ光Ｌにより１枚の板材から切り出した状態の羽根２１，３１を示すものであり、鋼管１２へ取付けた状態を示すものではない。図４において、羽根２１は紙面手前側が下面となり、羽根３１は紙面手前側が上面となっている。本実施形態において、上面及び下面とは羽根２１，３１を鋼管１２の外周面に取付けた状態における上側の面及び下側の面をいう。
【００２１】
図４に示すように、羽根２１，３１は、外径が鋼管１２の外径よりも大きく且つ内径が鋼管１２の外径とほぼ同じとされたドーナツ形の板材を中心で２分割することにより扇形に形成されている。そして、羽根２１，３１はそれぞれの内周縁において鋼管１２の先端外周面に溶接により固定されている。羽根２１，３１はそれぞれ鋼管１２の中心軸に直交する平面Ｓ１（図１参照）に対して同一の取付角度θで且つ地盤へのねじ込みの際の鋼管１２の回転方向（図１及び図２に示す矢印Ａ方向）へ下方傾斜するように鋼管１２の外周面に取付けられている。
【００２２】
羽根２１，３１の取付角度θの採り得る範囲は０度を超え、かつ１５度以下とされており、本実施形態では１５度に設定されている。取付角度θが１５度を超えると羽根２１，３１による地盤支持力が確保できず、鋼管杭１１が沈下するおそれがある。また、取付角度θを０度とした場合には、鋼管杭１１の地盤へのねじ込みが円滑に行われないおそれがある。
【００２３】
羽根２１，３１の始端部２２ａ，３２ａは同じく終端部２２ｂ，３２ｂよりも鋼管１２の下端側（図１における下方）に位置している。羽根２１，３１の始端部２２ａ，３２ａとは当該羽根２１，３１における鋼管杭５１の回転方向Ａ側の端部をいい、同じく終端部２２ｂ，３２ｂとは当該羽根２１，３１における鋼管杭５１の回転方向Ａとは反対側の端部をいう。
【００２４】
（外周縁）
（羽根２１の外周縁）
図３、図４及び図５（ｃ）に示すように、羽根２１の外周縁において、始端部２２ａ側の半分にはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面２３ａが形成され、同じく終端部２２ｂ側の半分にはその下面側が鋭角にカットされることにより傾斜面２３ｂが形成されている。傾斜面２３ａと傾斜面２３ｂとは羽根２１の外周縁中央を境に相互に連続している。
【００２５】
即ち、図４に示すように、羽根２１を下面側又は上面側から見たとき、傾斜面２３ａの幅は羽根２１の始端縁２４ａにおいて最大となっており、当該羽根２１の外周縁中央へ向かうにつれて傾斜面２３ａの幅は徐々に小さくなり当該外周縁中央において傾斜面２３ａの幅は０（ゼロ）となっている。そして、当該外周縁中央から羽根２１の終端部２２ｂへ向かうにつれて傾斜面２３ｂの幅が徐々に大きくなり当該羽根２１の終端縁２４ｂにおいて最大となっている。
【００２６】
（羽根３１の外周縁）
図３、図４及び図５（ｄ）に示すように、羽根３１の外周縁において、始端部３２ａ側の半分にはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３３ａが形成され、同じく終端部３２ｂ側の半分にはその下面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３３ｂが形成されている。傾斜面３３ａと傾斜面３３ｂとは羽根２１の外周縁中央を境に相互に連続している。
【００２７】
即ち、図４に示すように、羽根３１を下面側又は上面側から見たとき、傾斜面３３ａの幅は羽根３１の始端縁２４ａにおいて最大となっており、当該羽根３１の外周縁中央へ向かうにつれて傾斜面３３ａの幅は徐々に小さくなり当該外周縁中央において傾斜面３３ａの幅は０（ゼロ）となっている。そして、当該外周縁中央から羽根３１の終端部３２ｂへ向かうにつれて傾斜面３３ｂの幅が徐々に大きくなり当該羽根３１の終端縁３４ｂにおいて最大となっている。
【００２８】
図３及び図５（ｃ）に示すように、傾斜面２３ａ，２３ｂはそれぞれ羽根２１の外周縁において当該羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ２をなすように形成されている。また、図３及び図５（ｄ）に示すように、傾斜面３３ａ，３３ｂはそれぞれ羽根３１の外周縁において当該羽根３１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ２をなすように形成されている。傾斜角度θ２は羽根２１，３１の取付角度θに応じて設定されており、当該傾斜角度θ２は（９０−θ）度とされている。本実施形態では、取付角度θ＝１５度としているので、θ２＝７５度とされている。
【００２９】
従って、羽根２１，３１を鋼管１２の外周面に所定の取付角度θで取付けた状態において、羽根２１，３１の外周縁、即ち傾斜面２３ａ，３３ｂを含む平面及び傾斜面３３ａ，２３ｂを含む平面はそれぞれ鋼管１２の中心軸に直交する平面Ｓ１に直交する。
【００３０】
（始端縁・終端縁）
図４及び図５（ａ）に示すように、羽根２１の始端縁２４ａにはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面２５ａが形成されている。図４及び図５（ｂ）に示すように、羽根２１の終端縁２４ｂにはその上面が鋭角にカットされることにより傾斜面２５ｂが形成されている。また、図４及び図５（ａ）に示すように、羽根３１の終端縁３４ｂにはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３５ｂが形成されている。図４及び図５（ｂ）に示すように、羽根３１の始端縁３４ａにはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３５ａが形成されている。
【００３１】
傾斜面２５ａ，２５ｂはそれぞれ羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ３をなすように形成されている。また、傾斜面３５ａ，３５ｂはそれぞれ羽根３１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ３をなすように形成されている。  傾斜角度θ３の採り得る範囲は２０度以上９０度未満、望ましい範囲は３０〜６０度、最適な範囲は３５〜９０度であり、本実実施形態では４５度とされている。この範囲を超えると、傾斜面２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂの加工が困難となる。これは、後述するレーザ加工装置４１のテーブル４２の傾斜可能範囲を超えるためである。この範囲を下回ると、羽根２１，３１の強度不足となる。
【００３２】
（内周縁）
（羽根２１の内周縁）
図４及び図５（ｃ）に示すように、羽根２１の内周縁における始端部２２ａ側の半分にはその下面側が鋭角にカットされることにより傾斜面２６ａが形成され、同じく終端部２２ｂ側の半分にはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面２６ｂが形成されている。傾斜面２６ａと傾斜面２６ｂとは羽根２１の内周縁中央を境に相互に連続している。
【００３３】
即ち、図４に示すように、羽根２１を下面側又は上面側から見たとき、傾斜面２６ａの幅は羽根２１の始端縁２４ａにおいて最大となっており、当該羽根２１の内周縁中央へ向かうにつれて傾斜面２６ａの幅は徐々に小さくなり当該外周縁中央において傾斜面２６ａの幅は０（ゼロ）となっている。そして、当該内周縁中央から羽根２１の終端部２２ｂへ向かうにつれて傾斜面２６ｂの幅が徐々に大きくなり当該羽根２１の終端縁２４ｂにおいて最大となっている。
【００３４】
（羽根３１の内周縁）
図４及び図５（ｃ）に示すように、羽根３１の内周縁における始端部３２ａ側の半分にはその下面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３６ａが形成され、同じく終端部３２ｂ側の半分にはその上面側が鋭角にカットされることにより傾斜面３６ｂが形成されている。傾斜面３６ａと傾斜面３６ｂとは羽根３１の内周縁中央を境に相互に連続している。
【００３５】
即ち、図４に示すように、羽根３１を下面側又は上面側から見たとき、傾斜面３６ａの幅は羽根３１の終端縁３４ｂにおいて最大となっており、当該羽根３１の内周縁中央へ向かうにつれて傾斜面３６ａの幅は徐々に小さくなり当該外周縁中央において傾斜面３６ａの幅は０（ゼロ）となっている。そして、当該内周縁中央から羽根３１の始端部２２ａへ向かうにつれて傾斜面３６ｂの幅が徐々に大きくなり当該羽根３１の始端縁２４ａにおいて最大となっている。
【００３６】
傾斜面２６ａ，２６ｂはそれぞれ羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ４をなすように形成されている。また、傾斜面３６ａ，３６ｂはそれぞれ羽根３１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ４をなすように形成されている。傾斜角度θ４は羽根２１，３１の取付角度θに応じて設定されており、当該傾斜角度θ４は（９０−θ）度とされている。本実施形態では、取付角度θ＝１５度としているので、θ４＝７５度とされている。
【００３７】
従って、羽根２１，３１を鋼管１２の外周面に所定の取付角度θで取付けた状態において、羽根２１，３１の内周縁、即ち傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂはそれぞれ鋼管１２の外周面に密接する。
【００３８】
さて、鋼管杭１１を地盤にねじ込む際、鋼管杭１１の回転により羽根２１，３１は当該鋼管杭１１の外周側の未掘削地盤（土砂や砂礫）に食込み、この羽根２１，３１の上部には土砂や砂礫の耐力が反力として作用する。このため、鋼管杭１１にはねじ込み方向の推進力が作用する。鋼管杭１１のねじ込み完了後は前記閉塞部材１３と共に地盤反力を受けて地盤支持力を発揮する。
【００３９】
（羽根の製造方法）
次に、羽根２１，３１の製造方法について説明する。本実施形態では、平板状のワークをレーザ加工装置のノズルから照射されたレーザ光により所定形状（例えばドーナツ形）に切り抜き、この所定形状の板部材をその中心で半分に切断することにより羽根２１，３１を形成する。
【００４０】
即ち、図６に示すように、まず平板状のワークＷをレーザ加工装置４１のテーブル４２に載置し、ワーク固定治具（  図示略）  によりワークＷをテーブル４２に対して移動不能に固定する。
【００４１】
ここで、テーブル４２はテーブル駆動機構（  図示略）  の作動により軸４３を中心に図６における左右方向に揺動可能とされている。また、レーザ加工装置４１は移動自在とされた加工ヘッド４４を備えており、この加工ヘッド４４にはレーザ光Ｌを照射するノズル４５が設けられている。このノズル４５から照射されたレーザ光Ｌが水平面Ｓｈに直交するように当該ノズル４５は加工ヘッド４４に設けられている。
【００４２】
次に、前記テーブル駆動機構を作動させ、テーブル４２を水平面Ｓｈに対して所定のテーブル傾斜角度θｔだけ傾斜させる。このとき、テーブル傾斜角度θｔは所望の切り口の傾斜角度（例えば傾斜角度θ２，θ３，θ４）に応じて設定される。この状態でレーザ加工装置４１のノズル４５からレーザ光ＬをワークＷに照射しながら、当該ノズル４５を加工形状に合わせて移動させる（例えば円運動や直線運動をさせる）。この結果、ワークＷの切り口の傾斜角度は前記仮想平面Ｓ２に対して（９０−θｔ）度となる。
【００４３】
具体的に説明すると、羽根２１，３１の外周縁を形成する際には、テーブル傾斜角度θｔ＝１５度とする。この状態で前記水平面Ｓｈに対して直交するようにレーザ光ＬをワークＷに照射しながらノズル４５を円を描くように移動させる。すると、図４に示すように、ワークＷから円形の板部材が切り出され、その外周縁（羽根２１，３１の外周縁に相当する。）には、前記仮想平面Ｓ２に対して７５度をなす傾斜面が形成される。即ち、傾斜角度θ２＝７５度の傾斜面２３ａ，２３ｂ及び傾斜面３３ａ，３３ｂがそれぞれ一括して形成される（第１工程）。
【００４４】
次に、羽根２１，３１の内周縁を形成する際には、前述した外周縁を形成する場合とは反対側にテーブル４２を傾斜させ、テーブル傾斜角度θｔ＝１５度とする。この状態で前記水平面Ｓｈに対して直交するようにレーザ光ＬをワークＷに照射しながらノズル４５を円を描くように移動させる。すると、図４に示すように、ドーナツ形の板部材が切り出され、その内周縁（羽根２１，３１の内周縁に相当する。）には、前記仮想平面Ｓ２に対して７５度をなす傾斜面が形成される。即ち、傾斜角度θ４＝７５度の傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂがそれぞれ一括して形成される（第２工程）。
【００４５】
最後に、羽根２１，３１の始端縁及び終端縁を形成する際には、テーブル傾斜角度θｔ＝４５度とする。この状態で前記水平面Ｓｈに対して直交するようにドーナツ形の板部材をその中心で半分に切断する。すると、図４に示すように、その切断縁（始端縁２４ａ，３４ａ及び終端縁２４ｂ，３４ｂに相当する。）には、前記仮想平面Ｓ２に対して４５度をなす傾斜面が形成される。即ち、傾斜角度θ３＝４５度の傾斜面２５ａ，２５ｂ及び傾斜面３５ａ，３５ｂがそれぞれ一括して形成される（第３工程）。
【００４６】
以上で羽根２１，３１の製造が完了となる。このように、羽根２１，３１の形成と共に各傾斜面が形成されるので、各傾斜面を別々に形成するようにした場合や鋼管１２に羽根２１，３１を固定した後に各傾斜面を形成するようにした場合に比べて、羽根２１，３１の製造が簡単になる。また、羽根２１，３１の製造工数を低減可能となる。
【００４７】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した鋼管杭の施工時の作用について説明する。
鋼管杭１１を地中に埋設する際には、地上に設置した施工装置（図示略）により鋼管杭１１を埋設しようとする地面に起立させ、この状態で鋼管杭１１に回転力及びねじ込み方向への押圧力を与える。すると、鋼管杭１１は先端ビット１４により地盤を掘削軟化しながら羽根２１，３１のねじ作用により地盤（地中）にねじ込まれる。即ち、羽根２１，３１は鋼管杭１１の外周側の地盤に食い込み、当該羽根２１，３１の上面に作用する土砂や砂礫の耐力を反力として鋼管杭１１を地中に回転推進させる。鋼管杭１１の下端側の土砂や砂礫は鋼管杭１１のねじ込みに伴って当該鋼管杭１１の外周側に押し出される。鋼管杭１１の下端（先端）が所定の支持層（  図示略）  に達すると、鋼管杭１１の地盤へのねじ込み作業は完了となる。
【００４８】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）羽根２１，３１の内周縁には当該内周縁を鋼管１２の外周面に密接させる密接構造を設けるようにした。具体的には、羽根２１の内周縁には傾斜面２６ａ，２６ｂを連続して形成し、羽根３１の内周縁には傾斜面３６ａ，３６ｂを連続して形成するようにした。そして、羽根２１，３１を鋼管１２の外周面にとりつけたとき、当該外周面に傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂがそれぞれ密接するように傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂの傾斜角度θ４を設定するようにした。
【００４９】
このため、鋼管杭１１の地盤へのねじ込みに伴う羽根２１，３１の変形を抑制するために当該羽根２１，３１の肉厚ｔを大きくしても、当該羽根２１，３１の内周縁は鋼管１２の外周面に密接し、羽根２１，３１の内周縁と鋼管１２の外周面との間にがたつきが発生することは無い。従って、羽根２１，３１の鋼管１２の外周面に対する接合強度（溶接強度）を確保することができる。また、肉厚ｔを厚くするほど羽根２１，３１の剛性が高められ、鋼管杭１１の地盤へのねじ込みに伴う羽根２１，３１の上方への反り返りが抑制される。ひいては、羽根２１，３１による地盤支持力を確保することができ、当該羽根２１，３１の外径ｄ（図２参照）を小さくすることができる。
【００５０】
（２）鋼管１２の外周面に対する羽根２１，３１の取付角度をθ（θ＜９０度）としたとき、傾斜面２６ａ，２６ｂ及び傾斜面３６ａ，３６ｂは、羽根２１，３１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度（９０度−θ）をなすように形成した。このため、羽根２１，３１の鋼管１２の外周面に対する取付角度θに応じて、当該羽根２１，３１の内周縁を鋼管１２の外周縁に密接させることができる。
【００５１】
（３）羽根２１の始端縁２４ａ及び終端縁２４ｂにはそれぞれ当該羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ３をなす傾斜面２５ａ及び傾斜面２５ｂを形成するようにした。また、羽根３１の始端縁３４ａ及び終端縁３４ｂにはそれぞれ当該羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ３をなす傾斜面３５ａ及び傾斜面３５ｂを形成するようにした。このため、鋼管杭１１を地盤にねじ込む際、羽根２１の始端縁２４ａ，終端縁２４ｂ及び羽根３１の始端縁３４ａ，終端縁３４ｂに加わる地盤の抵抗が軽減される。従って、鋼管杭１１を地盤にねじ込む際に必要なトルクが低減し、当該鋼管杭１１を地盤にねじ込みやすくすることができる。
【００５２】
（４）羽根２１の外周縁には当該羽根２１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ２をなす傾斜面２３ａ，２３ｂを連続して形成するようにした。また、羽根３１の外周縁には当該羽根３１の表面及び裏面に平行をなす仮想平面Ｓ２に対して所定の傾斜角度θ２をなす傾斜面３３ａ，３３ｂを連続して形成するようにした。このため、鋼管杭１１の外周側の地盤からの抵抗が軽減され、当該地盤に羽根２１，３１が食い込みやすくなる。従って、鋼管杭１１の地盤へのねじ込み時、当該鋼管杭１１の回転をより円滑にすることができる。
【００５３】
（５）レーザ光Ｌにより板状のワークＷからドーナツ形の板部材を切り出し、この板部材をその中心で半分に切断することにより羽根２１，３１を形成するようにした。この際、ワークＷを水平面Ｓｈに対して所定のテーブル傾斜角度θｔだけ傾斜させた状態で当該ワークＷにレーザ光Ｌを水平面Ｓｈに直交するように照射して加工するようにした。テーブル傾斜角度θｔは羽根２１，３１における加工部位に応じて変更するようにした。
【００５４】
このため、羽根２１，３１の形成と同時に各傾斜面２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，２６ａ，２６ｂ，３６ａ，３６ｂがそれぞれ形成される。従って、羽根２１，３１の製造が簡単になる。また、羽根２１，３１の製造工数を低減させ、当該羽根２１，３１の製造効率を向上させることができる。ひいては、鋼管杭１１の製造工数を低減させ、当該鋼管杭１１の製造効率を向上させることができる。
【００５５】
（別例）
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・本実施形態では、羽根２１の始端縁２４ａ及び終端縁２４ｂにはそれぞれ傾斜面２５ａ及び傾斜面２５ｂを形成し、羽根３１の始端縁３４ａ及び終端縁３４ｂにはそれぞれ傾斜面３５ａ及び傾斜面３５ｂを形成するようにしたが次のようにしてもよい。即ち、羽根２１，３１の始端縁２４ａ，３４ａにのみ傾斜面２５ａ，３５ａを形成するようにしてもよい。換言すれば、終端縁２４ｂ，３４ｂの傾斜面２５ｂ，３５ｂを形成しないようにする。
【００５６】
・本実施形態では、羽根２１の始端縁２４ａ及び終端縁２４ｂにはそれぞれ傾斜面２５ａ及び傾斜面２５ｂを形成し、羽根３１の始端縁３４ａ及び終端縁３４ｂにはそれぞれ傾斜面３５ａ及び傾斜面３５ｂを形成するようにしたが次のようにしてもよい。即ち、各傾斜面２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂを形成しないようにする。
【００５７】
・本実施形態では、羽根２１の外周縁には傾斜面２３ａ，２３ｂを形成し、羽根３１の外周縁には傾斜面３３ａ，３３ｂを形成するようにしたが、各傾斜面２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂを形成しないようにしてもよい。この場合、例えば羽根２１，３１の外周縁をそれぞれ前記仮想平面Ｓ２に対して直交するように形成する。
【００５８】
・本実施形態では、羽根２１，３１の外周縁を形成してから、当該羽根２１，３１の内周縁を形成するようにしたが、逆の順番で形成するようにしてもよい。即ち、羽根２１，３１の内周縁を形成してから、当該羽根２１，３１の外周縁を形成する。
【００５９】
・本実施形態では、羽根２１，３１の製造時、ワークＷを水平面Ｓｈに対して所定のテーブル傾斜角度θｔだけ傾斜させ、この状態でレーザ光Ｌを前記水平面Ｓｈに対して直交するように照射して前記ワークＷを加工するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、図８に示すように、ノズル４５を水平面Ｓｈに対して所定角度だけ傾斜させた状態でワークＷを加工するようにしてもよい。
【００６０】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）鋼管の下部外周面に対して当該鋼管の中心軸に直交する平面に対して所定の取付角度で且つ地盤へのねじ込みの際の鋼管の回転方向へ下方傾斜するように取付けるようにした鋼管杭用羽根の製造方法において、板状のワークを水平面に対して所定角度だけ傾斜させ、この状態でレーザ光を前記水平面に対して直交するように照射して前記ワークを加工するようにした鋼管杭用羽根の製造方法。この構成によれば、鋼管杭用羽根の形成と共に傾斜面が形成される。
【００６１】
（ロ）前記レーザ光によりワークから所定形状の板部材を切り出し、この板部材をその中心で半分に切断することにより鋼管杭用羽根を形成するようにし、前記所定形状はドーナツ形とし、その外周縁及び内周縁のうち少なくとも内周縁を形成する際には前記ワークを前記水平面に対して所定の傾斜角度（θｔ）だけ傾斜させるようにした前記（イ）項に記載の鋼管杭用羽根の製造方法。この構成によれば、鋼管杭用羽根の形成と共に少なくとも内周縁には傾斜面が形成される。
【００６２】
（ハ）前記ドーナツ形の板部材をその中心で半分に切断する際にも前記ワークを水平面に対して所定の傾斜角度（θｔ）だけ傾斜させるようにした鋼管杭用羽根の製造方法。この構成によれば、複数の鋼管杭用羽根の形成と共に各鋼管杭用羽根の始端縁及び終端縁にはそれぞれ傾斜面が形成される。
【００６３】
（ニ）前記ワークから所定形状の板部材を切り出す際にも当該ワークを前記水平面に対して所定の傾斜角度（θｔ）だけ傾斜させるようにした前記（イ）〜）（ハ）項のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根の製造方法。この構成によれば、鋼管杭用羽根の形成と共に当該鋼管杭用羽根の外周縁には傾斜面が形成される。
【００６４】
（ホ）前記始端縁における傾斜面の傾斜角度は２０度以上９０度未満の範囲において設定するようにした請求項４に記載の鋼管杭用羽根。
（ヘ）鋼管杭用羽根の外周縁には鋼管杭用羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面に対して所定の傾斜角度をなす傾斜面を連続して形成するようにした請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の鋼管杭用羽根。この構成によれば、鋼管杭の外周側の地盤の抵抗が軽減され、当該地盤に鋼管杭用羽根が食い込みやすくなる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼管杭用羽根の内周縁が鋼管の外周面に密接することにより、当該鋼管杭用羽根の鋼管に対する接合強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における鋼管杭の正面図。
【図２】本実施形態における鋼管杭の下面図。
【図３】本実施形態における鋼管杭の要部正断面図。
【図４】本実施形態における鋼管杭用羽根の加工時の正面図。
【図５】（ａ）は図４における１−１線断面図、
（ｂ）は図４における２−２線断面図、
（ｃ）は図４における３−３線断面図、
（ｄ）は図４における４−４線断面図。
【図６】本実施形態における鋼管杭用羽根の加工状態を示すレーザ加工装置の概略構成図。
【図７】本実施形態における鋼管杭の側面図。
【図８】本実施形態における鋼管杭用羽根の加工状態を示す別のレーザ加工装置の概略構成図。
【図９】（ａ）は、従来の鋼管杭の要部正面図、
（ｂ）は、従来の鋼管杭用羽根の反り返りを示す要部正面図。
【図１０】従来の鋼管杭の要部拡大正断面図。
【符号の説明】
１１…鋼管杭、１２…鋼管、２１，３１…羽根（鋼管杭用羽根）、
２３ａ，２３ｂ…鋼管杭用羽根の外周縁に形成された傾斜面、
２４ａ，３４ａ…鋼管杭用羽根の始端縁、
２４ｂ，３４ｂ…鋼管杭用羽根の終端縁、
２５ａ，３５ａ…羽根の始端縁に形成された傾斜面、
２５ｂ，３５ｂ…羽根の終端縁に形成された傾斜面、
２６ａ，２６ｂ…密接構造を構成する傾斜面、
３３ａ，３３ｂ…鋼管杭用羽根の外周縁に形成された傾斜面、
３６ａ，３６ｂ…密接構造を構成する傾斜面、
Ａ…鋼管の回転方向、Ｌ…レーザ光、Ｓ１…鋼管の中心軸に直交する平面、
Ｓ２…羽根の表面及び裏面に平行をなす仮想平面、
Ｓｈ…水平面、Ｗ…ワーク、θ…鋼管杭用羽根の取付角度、
θ２…鋼管杭用羽根の外周縁に形成された傾斜面の傾斜角度、
θ３…羽根の始端縁に形成された傾斜面の傾斜角度、
θ４…羽根の内周縁に形成された傾斜面の傾斜角度、
θｔ…テーブル傾斜角度。
【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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