(57)【要約】【課題】スタビライザの先端と中空杭内周面との間にクリアランスをなくし、掘削ロッドの安定性と鉛直精度を高めながら、スタビライザを中空杭内周面に突設される突起に追従可能にする。【解決手段】掘削ロッド７の外周にその回転から絶縁された状態で装着されるロッド装着部２から中空杭８内周面側へ張り出すブラケット３と、ロッド装着部２のブラケット３に屈曲自在に連結され、中空杭８側の先端に、ブラケット３から張り出した張出状態のときに中空杭８の内周面に当接し得る当接部５を持つ可倒翼４と、可倒翼４を張出状態で保持すると共に、可倒翼４を屈曲状態に許容し得る保持部材６からスタビライザ１を構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドの外周にその回転から絶縁された状態で装着されるロッド装着部から中空杭内周面側へ張り出すブラケットと、ロッド装着部のブラケットに屈曲自在に連結され、中空杭側の先端に、ブラケットから張り出した張出状態のときに中空杭の内周面に当接し得る当接部を持つ可倒翼と、可倒翼を張出状態で保持すると共に、可倒翼を屈曲状態に許容し得る保持部材から構成される中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザ。
【請求項２】
保持部材は可倒翼が垂れ下がった垂下状態から張出状態に復帰する向きに可倒翼を付勢する付勢部材である請求項１記載の中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザ。
【請求項３】
保持部材は可倒翼が垂れ下がった垂下状態から張出状態に復帰する向きと、張出状態から立ち上がった起立状態から張出状態に復帰する向きに可倒翼を付勢する付勢部材である請求項１記載の中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザ。
【請求項４】
保持部材はロッド装着部のブラケットと可倒翼の一部を貫通し、可倒翼が力を受けたときに破断するシャーピンである請求項１記載の中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は中空杭の沈設のために使用される掘削ロッドの中空杭に対する位置を保持するスタビライザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
中空杭の沈設は中空杭の内部に配置される掘削ロッドの先端部において地盤を掘削しながら、あるいは掘削ロッドによる地盤の掘削と共に固化材液との攪拌を行いながら中空杭を降下させることにより行われ、掘削ロッドの掘進時の芯ズレ防止のために、掘削ロッドが中空杭の中心に位置するよう、中空杭に内接し得るスタビライザを掘削ロッドに装着することが必要になっている。
【０００３】
スタビライザは掘削ロッドが鉛直に対して傾斜しようとするときに中空杭の内周面に接触することにより掘削ロッドの一定角度以上の傾斜を防止し、中空杭の沈設終了後には中空杭の内部を通じて引き抜かれるが、中空杭の沈設深度が大きく、複数本の中空杭を継ぎ足しながら降下させる場合には中空杭同士を溶接することが行われることから、中空杭継手部の内周面には図１２−（ａ）　，（ｂ）　に示すような溶接金属を受けるための裏当て金とそれを支持するための板が配置されるため、スタビライザはその破損防止上、引き抜き時に裏当て金等との衝突を回避できる大きさであるか、接触しながら追従できる機能を持つ必要がある。
【０００４】
通常は掘削ロッドの中心からスタビライザの先端までの距離を中空杭の内法の半径より裏当て金等の中空杭からの突出幅分程度小さくし、スタビライザの先端と中空杭内周面との間にクリアランスを確保することにより引き抜き時の衝突や接触を回避しているが、クリアランス分だけ中空杭に対して掘削ロッドが揺れるため、掘削ロッドの安定性と鉛直精度が低下する可能性がある。
【０００５】
スタビライザの先端と中空杭内周面との間のクリアランスを小さくし、スタビライザの先端に裏当て金等との衝突時や接触時に弾性変形可能な材料を付けておくことも考えられるが、摩耗や破損し易くなるため、耐久性に欠ける。
【０００６】
この発明は上記背景より、中空杭内周面との間のクリアランスをなくしながら、裏当て金等に追従可能なスタビライザを提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では掘削ロッドの外周にその回転から絶縁された状態で装着されるロッド装着部から中空杭内周面側へ張り出すブラケットと、ロッド装着部のブラケットに屈曲自在に連結され、中空杭側の先端に、ブラケットから張り出した張出状態のときに中空杭の内周面に当接し得る当接部を持つ可倒翼と、可倒翼を張出状態で保持すると共に、可倒翼を屈曲状態に許容し得る保持部材から中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザを構成することにより、可倒翼先端の当接部と中空杭内面との間のクリアランスをなくしながら、当接部を裏当て金等に追従可能にする。
【０００８】
可倒翼がロッド装着部のブラケットに対して屈曲自在に連結され、張出状態のときに保持部材によってその状態に保持されることで、例えば中空杭の沈設時には可倒翼の当接部が中空杭の内周面にクリアランスがない状態で当接することが可能になり、中空杭に対する掘削ロッドの安定性が確保される。屈曲自在とは可倒翼が張出状態から垂れ下がった状態に移行することの他、張出状態から立ち上がった状態に移行することが自在であることを言う。
【０００９】
また可倒翼がロッド装着部のブラケットに屈曲自在に連結されることと、保持部材によって屈曲した状態になり得ることで、張出状態から屈曲状態に、例えば垂れ下がった状態に移行可能であるため、例えば中空杭沈設後の掘削ロッドの引き抜き時には可倒翼が裏当て金等との衝突や接触によって垂下状態となり、裏当て金等に係止することがなくなる。このため、中空杭の沈設時に当接部と中空杭内周面との間のクリアランスをなくしながらも、可倒翼が掘削ロッドの引き抜き時の障害になることがない。
【００１０】
このように可倒翼の当接部と中空杭内周面との間のクリアランスを実質的になくすことができることで、掘削ロッドを、中空杭の沈設時に可倒翼の当接部を中空杭内周面に密着させるかそれに近い状態とすることが可能なスタビライザを装着した掘削ロッドとすることが可能になり、中空杭に対する掘削ロッドの揺れがなくなり、中空杭の沈設時の掘削ロッドの安定性と鉛直精度が向上する。
【００１１】
また当接部が中空杭内周面に密着し、掘削ロッドの回転から絶縁された状態でロッド装着部が掘削ロッドに装着されることで、掘削ロッドの回転中、当接部を常に中空杭内周面に接触させた状態に保つことができるため、当接部が中空杭の内周面に沿って摺動することによる当接部の摩耗が抑制される。
【００１２】
保持部材は少なくとも中空杭の沈設時に可倒翼の張出状態を保持すれば、掘削ロッドの安定性と鉛直精度を確保することができることから、可倒翼の裏当て金等との衝突時や接触時に可倒翼が垂下状態になることを阻害しない程度に可倒翼の張出状態を保持していればよく、請求項２，３に記載のように可倒翼が垂下状態になった後に可倒翼を張出状態に復帰させる場合と、請求項４に記載のように可倒翼が垂下状態になった後に可倒翼を復帰させることなくそのまま放置する場合がある。
【００１３】
可倒翼を張出状態に復帰可能にした請求項２，３の場合、張出状態では当接部と中空杭内周面との間のクリアランスがない状態で掘削ロッドの中心を中空杭の中心に位置させることができ、中空杭沈設時の掘削ロッドの引き抜き時に可倒翼が一時的に垂下状態になっても、復帰により掘削ロッドの中心が中空杭の中心に対して偏心することがない。
【００１４】
可倒翼を復帰させない請求項４の場合には中空杭沈設時の掘削ロッドの引き抜き時に掘削ロッドの中心を常に中空杭の中心に位置させることが難しくなるものの、張出状態では請求項２，３の場合と同様に当接部と中空杭内周面との間のクリアランスがない状態で掘削ロッドの中心を中空杭の中心に位置させることができる。この場合、掘削ロッドの引き抜き時に掘削ロッドの中心を中空杭の中心に位置させることができなくとも、掘削ロッドの引き抜き時に当接部が中空杭内周面に摺接することによる摩耗が軽減される利点がある。
【００１５】
請求項２に記載のように保持部材が、可倒翼が垂下状態から張出状態に復帰する向きに可倒翼を付勢する付勢部材である場合は、可倒翼が裏当て金等との衝突や接触によって垂下状態になった後に張出状態に復帰するため、掘削ロッドの引き抜き後、そのままの状態でスタビライザを繰り返して使用することが可能である。
【００１６】
また請求項３に記載のように保持部材が、可倒翼が垂下状態から張出状態に復帰する向きと、張出状態から立ち上がった起立状態から張出状態に復帰する向きに可倒翼を付勢する機能を持てば、中空杭の沈設後の掘削ロッドの引き抜きの他、中空杭の沈設開始時の中空杭内への掘削ロッドの落とし込みによる掘削ロッドの配置にも対応することが可能になる。
【００１７】
請求項４に記載のように保持部材がロッド装着部のブラケットと可倒翼の一部を貫通し、可倒翼が裏当て金等との衝突時や接触時に力を受けたときに破断するシャーピンである場合は、付勢部材を取り付ける必要がないため、スタビライザの構造が単純化される利点がある。この場合、スタビライザを繰り返して使用する上ではシャーピンを再度溶接する等により可倒翼が起立状態を維持できるように保持部材を復元することになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
請求項１のスタビライザ１は図１〜図３に示すように掘削ロッド７の外周に装着されるロッド装着部２と、ロッド装着部２に一体的に接合されたブラケット３と、ブラケット３に屈曲自在に連結される可倒翼４と、可倒翼４をロッド装着部２から張り出した状態に保持する保持部材６から構成される。
【００１９】
ロッド装着部２は掘削ロッド７を包囲する筒状をし、掘削ロッド７の外周に周方向に連続して形成された装着用溝に掘削ロッド７の回転から絶縁された状態で装着され、掘削ロッド７に対して屈曲自在に支持される。掘削ロッド７の回転時には可倒翼４の中空杭８側の先端部に取り付けられる当接部５が中空杭８の内周面に接触した状態を維持することにより中空杭８と共に回転し、掘削ロッド７に対して相対的に回転する。
【００２０】
掘削ロッド７が掘進しながら回転するときには中空杭８は回転しない場合と掘削ロッド７の回転の向きと逆向きに回転する場合があるが、前者の場合は中空杭８が回転しないため、ロッド装着部２は掘削ロッド７の回転によっては回転しない状態、すなわち静止状態を維持しようとし、後者の場合は中空杭８の回転に伴い、中空杭８と共に回転しようとする。いずれの場合も中空杭８に対しては静止状態を維持しようとするため、可倒翼４の当接部５が中空杭８の内周面に沿って摺動することが少なくなり、当接部５の摩耗を極力低減することができる。
【００２１】
ロッド装着部２は筒を縦割りにした形の、リング２ｂ付きの複数個のユニット２ａ，２ａから構成され、ユニット２ａ，２ａの外周面に形成されるフランジ２ｃ，２ｃがスペーサ２ｄを挟んで互いにボルト２ｅやピン等で接合されることによりリング２ｂが掘削ロッド７の装着用溝に嵌合し、掘削ロッド７の回転から絶縁された状態で装着される。
【００２２】
ブラケット３はロッド装着部２の外周に中空杭８の内周面側へ張り出すように、周方向に均等に突設される。突設方法は問われないが、図面では図２に示すようにユニット２ａ，２ａを互いに接合するフランジ２ｃ，２ｃを利用し、フランジ２ｃ，２ｃ間にブラケット３を挟み込み、フランジ２ｃ，２ｃとブラケット３を貫通するボルト３ａ等によりブラケット３をロッド装着部２に突設している。
【００２３】
ブラケット３の本体には可倒翼４が直接屈曲自在に支持されることもあるが、図面ではブラケット３の中空杭８側に並列する受け板３ｂ，３ｂを溶接し、受け板３ｂ，３ｂによって可倒翼４を挟み込み、可倒翼４を屈曲自在に支持している。
【００２４】
可倒翼４はブラケット３や受け板３ｂ，３ｂに両者を貫通するピン４ａ等で連結されることにより屈曲自在となり、垂れ下がった垂下状態から立ち上がった起立状態まで自由に回転可能となり、掘削ロッド７の掘進時の使用時には保持部材６によって図２に示すようにブラケット３から最も張り出した水平な状態に保たれる。
【００２５】
可倒翼４が図１，図２に示すように水平な状態になったとき、可倒翼４の中空杭８側の先端の当接部５が中空杭８の内周面に当接し得る。すなわち中空杭８の内周面に密着するかそれに近い状態となる。
【００２６】
当接部５の中空杭８と対向する部分には中空杭８の内周面に接触し得る当接材５ａが取り付けられるが、図面では当接材５ａのみの交換を容易にするために、中空杭８と対面する箱形の受け材５ｂを可倒翼４に一体化させ、受け材５ｂを両側等から挟み込む保持材５ｃ，５ｃから当接部５を構成し、当接材５ａを受け材５ｂに差し込み、両保持材５ｃ，５ｃをボルト５ｄ等で連結することにより当接材５ａを受け材５ｂに着脱自在に取り付けている。当接材５ａには中空杭８の内周面を保護しながら、その内周面との間で適度な摩擦力を発生する硬質ゴム等が使用される。
【００２７】
保持部材６は中空杭８の沈設時に可倒翼４を張出状態に保ち、その当接部５を中空杭８の内周面に当接した状態を保持し、少なくとも中空杭８の沈設後の掘削ロッド７の引き抜き時に可倒翼４が中空杭８の内周面に突設されている突起８ａとの衝突や接触により垂れ下がることを許容する機能を持ち、可倒翼４が垂れ下がった後に張出状態に復帰させる場合と垂れ下がったまま放置する場合がある。
【００２８】
突起８ａは図１２に示すように継ぎ足される中空杭８，８同士を溶接するための裏当て金とそれを支持するために中空杭８の内周面に固定される板を含む。
【００２９】
図１〜図５は保持部材６が可倒翼４を垂下状態から張出状態に復帰させる向きにのみ付勢する付勢部材６１である請求項２の実施例を示す。図１〜図３は特に付勢部材６１にコイルスプリングを使用した場合を示す。
【００３０】
コイルスプリングの伸長時の復元力を利用する場合、付勢部材６１は図２に示すように可倒翼４が張出状態にあるときから図３に示すように垂下状態になったときに伸長するように調整され状態でブラケット３と当接部５間に架設される。図示しないが、収縮時の復元力を利用する場合は垂下状態になったときに収縮するように調整された状態でブラケット３と当接部５間に架設される。
【００３１】
いずれの場合も付勢部材６１はその復元力によって可倒翼４が張出状態で安定するように配置される。また可倒翼４が垂下状態になった後に付勢部材６１によって張出状態に復帰できるよう、図１〜図３の場合は可倒翼４が垂下状態になったときに付勢部材６１の軸が可倒翼４の回転軸であるピン４ａの中心より上に位置するように付勢部材６１の架設位置が決められる。
【００３２】
図４，図５は付勢部材６１に板バネを使用した場合を示す。この場合、付勢部材６１は可倒翼４が張出状態にあるときにその下面に接触した状態でブラケット３や受け板３ｂ，３ｂに固定される等、可倒翼４が垂下状態になったときに可倒翼４に上向きに復元力を作用させる位置に取り付けられる。
【００３３】
図１〜図３の場合と図４，図５の場合のいずれにおいても、可倒翼４を垂下状態から張出状態に復帰させる付勢部材６１の復元機能を発揮させる上で、可倒翼４が一定の垂下状態から更に屈曲しないようにするために、ブラケット３と可倒翼４のいずれか一方、もしくは付勢部材６１には必要によりストッパ３ｃが付けられる。
【００３４】
図６〜図９は保持部材６が可倒翼４を垂下状態から張出状態に復帰させる向きと、起立状態から張出状態に復帰させる向きに付勢する付勢部材６２である請求項３の実施例を示す。
【００３５】
図６，図７は付勢部材６２として図１〜図３に示すコイルスプリングの付勢部材６１，６１を可倒翼４の上下に配置することにより、図８，図９は図４，図５に示す板バネの付勢部材６１，６１を可倒翼４の上下に配置することにより可倒翼４が張出状態からいずれの側に回転しても可倒翼４を張出状態に復帰させるようにした場合である。
【００３６】
この他、可倒翼４を支持するピン４ａを自然長状態のコイルスプリングに挿通させ、その一端を可倒翼４に、他端をブラケット３にそれぞれ接続することによっても可倒翼４が張出状態からいずれの側に回転しても可倒翼４を張出状態に復帰させることができる。
【００３７】
図１０，図１１は保持部材６がロッド装着部２のブラケット３と可倒翼４の一部を貫通し、可倒翼４が突起８ａから下向きの力を受けたときに破断するシャーピン６３である請求項４の実施例を示す。
【００３８】
シャーピン６３は可倒翼４の張出状態のときにブラケット３と可倒翼４を貫通して可倒翼４の張出状態を保持しており、掘削ロッド７の引き抜き時に当接部５が中空杭８の突起８ａに接触、もしくは衝突して可倒翼４が下向きの力を受けたときのせん断力によって破断し、可倒翼４を垂下状態にする。
【００３９】
【発明の効果】
この発明の中空杭施工用掘削ロッドのスタビライザは、掘削ロッドの外周にその回転から絶縁された状態で装着されるロッド装着部から中空杭内周面側へ張り出すブラケットと、ブラケットに屈曲自在に連結され、ブラケットから張り出した張出状態のときに中空杭の内周面に当接し得る当接部を持つ可倒翼と、可倒翼を張出状態で保持すると共に、可倒翼を屈曲状態に許容し得る保持部材から構成されているため、中空杭の沈設時には可倒翼がブラケットから張り出した張出状態を保持部材で保持し、可倒翼先端の当接部と中空杭内面との間のクリアランスをなくすことができる。
【００４０】
また掘削ロッドの引き抜き時には裏当て金等との衝突や接触によって可倒翼の垂れ下がりを許容することができる他、掘削ロッドの落とし込み時には裏当て金等との衝突や接触によって可倒翼の立ち上がりを許容することができる。
【００４１】
この結果、可倒翼が裏当て金等に係止されることがなくなるため、可倒翼先端の当接部と中空杭内面との間のクリアランスをなくした状態とすることができると共に、可倒翼を裏当て金等に追従可能にすることができ、掘削ロッドの引き抜き時、もしくは落とし込み時に可倒翼が障害になることがなくなる。
【００４２】
当接部と中空杭内面との間のクリアランスを実質的になくすことができることで、中空杭の沈設時に可倒翼の当接部中空杭内周面に密着させるかそれに近い状態でスタビライザを掘削ロッドに装着することが可能になり、中空杭に対する掘削ロッドの揺れがなくなり、中空杭の沈設時の掘削ロッドの安定性と鉛直精度が向上する。
【００４３】
また当接部が中空杭内周面に密着し、掘削ロッドの回転から絶縁された状態でロッド装着部が掘削ロッドに装着されることで、掘削ロッドの回転中、当接部を常に中空杭内周面に接触させた状態に保つことができるため、当接部が中空杭の内周面に沿って摺動することによる当接部の摩耗を減少させることができる。
【００４４】
請求項２では保持部材が可倒翼を垂下状態から張出状態に復帰する向きに付勢する付勢部材であるため、可倒翼が裏当て金等との衝突や接触によって垂下状態になった後に張出状態に復帰させることができ、スタビライザを繰り返して使用することができる。
【００４５】
請求項３では保持部材が可倒翼を垂下状態から張出状態に復帰する向きと、起立状態から張出状態に復帰する向きに付勢する付勢部材であるため、中空杭の沈設後の掘削ロッドの引き抜きの他、中空杭の沈設開始時の中空杭内への掘削ロッドの落とし込みにも対応することが可能になる。
【００４６】
請求項４では保持部材がロッド装着部のブラケットと可倒翼の一部を貫通し、可倒翼が力を受けたときに破断するシャーピンであるため、スタビライザの構造が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２のスタビライザの構成例を示した平面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】可倒翼が突起に衝突したときの状態を示した縦断面図である。
【図４】請求項２のスタビライザの他の構成例を示した縦断面図である。
【図５】可倒翼が突起に衝突したときの状態を示した縦断面図である。
【図６】請求項３のスタビライザの構成例を示した縦断面図である。
【図７】可倒翼が突起に衝突したときの状態を示した縦断面図である。
【図８】請求項３のスタビライザの他の構成例を示した縦断面図である。
【図９】可倒翼が突起に衝突したときの状態を示した縦断面図である。
【図１０】請求項４のスタビライザの構成例を示した縦断面図である。
【図１１】可倒翼が突起に衝突したときの状態を示した縦断面図である。
【図１２】（ａ）　，（ｂ）　は中空杭を継ぎ足す場合に中空杭の内周面に配置される裏当て金とそれを受ける板の配置状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１……スタビライザ、２……ロッド装着部、２ａ……ユニット、２ｂ……リング、２ｃ……フランジ、２ｄ……スペーサ、２ｅ……ボルト、３……ブラケット、３ａ……ボルト、３ｂ……受け板、３ｃ……ストッパ、４……可倒翼、４ａ……ピン、５……当接部、５ａ……当接材、５ｂ……受け材、５ｃ……保持材、５ｄ……ボルト、６……保持部材、６１，６２……付勢部材、６３……シャーピン、７……掘削ロッド、８……中空杭。
【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】
2004019340.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004019340.tif 000011
【図１０】
2004019340.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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