(57)【要約】【課題】  打設する場所の土壌と土中の状況に応じて適切に選択可能で、どのような土壌や地中の状況であっても、地中に容易に打設することができるとともに、安定に地中に固定することができ、地盤上の施設に対して十分な支持力と方向性を与えることができる地中打設用杭の実現を課題としている。【解決手段】  土壌の性質、状況に応じて選択可能な地中に打設される中空円筒形状の金属の杭であって、その周囲にらせん状の複数の刃１１６を備え、この刃１１６のらせん方向に沿ってその中心軸周囲を回転させることによって地盤に貫入可能であることを特徴とする。【選択図】  図１
2013253406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌の性質、状況に応じて選択可能な地中に打設される中空円筒形状の金属の杭であって、その周囲にらせん状の複数の刃を備え、この刃のらせん方向に沿ってその中心軸周囲を回転させることによって地盤に貫入可能であることを特徴とする地中打設用杭。
【請求項２】
一般の土壌向けの杭であって、前記らせん状の複数の刃が杭の周囲に所定の上下長さに亙って連続していることを特徴とする請求項１に記載の地中打設用杭。
【請求項３】
先端が先細りとなる底部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の一般の土壌向けの地中打設用杭。
【請求項４】
先端が斜めに切断されて中空内部が開放されていることを特徴とする請求項２に記載の一般の土壌向けの地中打設用杭。
【請求項５】
杭の回転に応じて回転する複数の羽を備え、この羽の回転によって土壌中の小石などの固形物を杭の中空内部に取り込み可能な小石収集部を杭先端に備えたことを特徴とする請求項２に記載の一般の土壌向けの地中打設用杭。
【請求項６】
砂地用の杭であって、前記らせん状の刃は、杭の先端部分にあるものと、杭の中央部分にあるものとの１対に限られていることを特徴とする請求項１に記載の地中打設用杭。
【請求項７】
先端が先細りとなる底部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の砂地用の地中打設用杭。
【請求項８】
先端が斜めに切断されて中空内部が開放されていることを特徴とする請求項６に記載の砂地用の地中打設用杭。
【請求項９】
杭の回転に応じて回転する複数の羽を備え、この羽の回転によって土壌中の小石などの固形物を杭の中空内部に取り込み可能な小石収集部を杭先端に備えたことを特徴とする請求項６に記載の砂地用の地中打設用杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤上に施設を建設するための支柱として地中に打設される金属製の地中打設用杭に関し、ことに、らせん状の歯を備え、場所の土壌や地中の条件に応じて杭の種類を選択して自身の中心軸に沿って回転させながら打ち込むことによって、地面の傾斜や凹凸に関係なく正確な位置と方位に打ち込むことができ、かつ、常に十分な支柱としての支持力を得ることが可能な地中打設用杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の施設の支柱として用いられる金属製の地中打設用杭は、そのらせん状の歯（ねじ山）が、杭の先端部分にのみ集中して設けられている場合が多かった（例えば、特許文献１参照）。このような杭の場合、地中に含まれる小石などが歯によって地中で持ち上げられ、杭の上部に接触して杭の亜鉛メッキを傷め、これによって杭の寿命を縮めるなどの不具合が生じることがある。また、摩擦力が先端部分だけであって充分でないため、杭が緩んでぐらつく虞がある。さらに、打ち込む場所が砂地の場合では、歯と歯の間隔が短いと、雨が降った際に、砂が歯と杭本体に沿って流れてしまうために、杭がぐらつくという不具合が起きやすい。
【０００３】
本発明はこのような問題を解決するため、杭を打ち込む土壌の質によって杭の種類を選択して、地中の小石によって杭が傷つくのを避けることができ、かつ、砂地においても雨の影響で杭が緩んでぐらつくことがなく、地盤上に設ける施設に対して十分な支持力を与えうる地中打設用杭の提供を目的とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、打設する場所の土壌と土中の状況に応じて適切に選択可能で、どのような土壌や地中の状況であっても、地中に容易に打設することができるとともに、安定に地中に固定することができ、地盤上の施設に対して十分な支持力と方向性を与えることができる地中打設用杭の実現を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明では、土壌の性質、状況に応じて選択可能な地中に打設される中空円筒形状の金属の杭であって、その周囲にらせん状の複数の刃を備え、この刃のらせん方向に沿ってその中心軸周囲に回転させることによって地盤に容易に貫入可能であることを特徴とする。
【０００７】
ここで、一般の土壌向けの地中打設用杭であって、前記らせん状の複数の刃が杭の周囲に所定の上下方向の長さに亙って連続していることを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記の一般の土壌向けの地中打設用杭であって、杭先端に先細りとなる底部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記の一般の土壌向けの地中打設用杭であって、杭の先端が斜めに切断されて中空内部が開放されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、上記の一般の土壌向けの地中打設用杭であって、杭の回転に応じて回転する複数の羽を備え、この羽の回転によって土壌中の小石などの固形物を杭の中空内部に取り込み可能な小石収集部を杭先端に備えたことを特徴とする。
【００１１】
一方、砂地用の地中打設用杭であって、前記らせん状の刃は、杭の先端部分にあるものと、杭の中央部分にあるものとの１対に限られていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記の砂地用の地中打設用杭であって、杭先端に先細りとなる底部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の砂地用の地中打設用杭であって、先端が斜めに切断されて中空内部が開放されていることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、上記の砂地用の地中打設用杭であって、杭の回転に応じて回転する複数の羽を備え、この羽の回転によって土壌中の小石などの固形物を杭の中空内部に取り込み可能な小石収集部を杭先端に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上に述べたように構成されているので、一般の土壌や砂地の土壌に応じて、また、先端が岩盤に当接する場合や小石の多い土壌に対応する場合とに応じて選択されて、地中の小石によって杭が傷つくのを避けることができるとともに、砂地においても雨の影響で杭が緩んで支持がぐらつくことがなく、地盤上に設ける施設に対して十分な支持力を与えうる地中打設用杭を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ここで、本発明の地中打設用杭は、打ち込む土壌種類に応じて一般の土壌用と砂地の土壌用に大別され、さらに、それぞれについて、先端が岩盤に当接する場合と、小石の多い土壌に対応する場合とで区別された構成を備えている。
【００１７】
以下、図面に沿って、それぞれの種類の地中打設用杭について説明する。
１）一般の土壌用の杭
まず、一般土壌用の杭１１の一実施形態について図に沿って説明する。
図１に一般土壌用杭１１のこの実施形態の外観斜視図を示す。また、図２にこの実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面から見た一部切断図（ｂ）、切断部詳細図（ｃ）、先端詳細図（ｄ）、中心軸に対して水平方向の横断面図（ｅ）を示す。
【００１８】
図１および図２（ａ）、（ｂ）などに示すように、この実施形態の杭１１は、中空円筒の鋼管をもとにして形成され、その杭本体１１１は、先端部１１２、円錐部１１３、円筒部１１４および基礎円筒部１１５の各部から構成されている。
【００１９】
この実施形態では、これらの各部のうち、先端部１１２と円錐部１１３の接続部分から軸の地上側に向かっての円錐部１１３と円筒部１１４からなる杭本体１１１の全長のほぼ２／３の長さに当たる部分には、自動溶接によってらせん状に歯１１６が連続して設けられている。
【００２０】
また、円錐部１１３は円筒部１１４との接合部から先端部１１２との接合部まで徐々に先細になるように構成されている。ここで、この円錐部１１３先細になって行く傾斜は、さほど急なものではなく、比較的緩やかなものになっている。傾斜が急すぎると、地中に打ち込む際に土壌中の小石などを歯１１５と杭本体１１１の外周に沿って上まで持ち上げて、小石が杭１１の上部の亜鉛めっきを傷つけて剥がし、杭１１の寿命を短くする危険があるからである。
【００２１】
さらに、図１（ｄ）の先端詳細図からわかるように、杭１１の先端部１１２は、先細になっているので、地中に入り込みやすく、また、先端部１１２には、水抜け穴１１７が設けられていて、杭本体１１１内部に水が溜まった場合に、溜まったままにはせず、地中に流して抜き去れるように作られている。
【００２２】
このような構成であるので、本実施形態の杭本体１１１は、その中心軸の周囲を歯１１６のらせん方向に合わせて回転させながら加圧することによって、地表面の傾斜や凹凸に関係なく、決められた杭１１の打ち込み方向に向けて容易に土壌中に打ち込むことができる。また、一旦、地中に打設されると、杭１１に上下方向に引き抜きの力が加わっても簡単には抜けない。これによって、地上の建設施設に対して十分な支柱としての支持力と方向性を与えることができる。
【００２３】
また、この杭を打設するにあたり、方向性のガイドとなる支柱に沿って下降するモータによって、杭を刃のらせん方向に合わせて回転させながら打ち込む。これにより、支柱に沿った方位と位置にあわせて正確な場所に杭を打ち込むことができる。
【００２４】
ついで、この一般土壌用の地中打設用杭の変形例として、一般土壌の底部に岩盤があるような場合に用いられる杭１２について説明する。
図３に、この実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面図（ｂ）、動作状況図（ｃ）を示す。
【００２５】
この一般土壌岩盤用の杭１２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒部１２４および基礎円筒部１２５からなる杭本体１２１で構成され、円筒部１２４には自動溶接によってらせん状に歯１２６が設けられているとともに、その先端は斜めに切断された構造を備えている。
【００２６】
この杭１２を回転させながら加圧して土壌３１中に打ち込み、図３（ｃ）の動作状況図のように、斜めに切断された先端が岩盤３２に打ち込まれた後、杭本体１２１の中空部を介して基礎円筒部１２５から円筒部１２４の先端にコンクリート４１を流し込み、コンクリート４１で杭本体１２１を岩盤３２に固着させるようにする。
これにより、岩盤３２に無理に打ち込むことを避けながら杭本体１２１を岩盤３２に十分強固に固定することができ、岩盤３２がある場合でも杭１２を安定に地面に保持させることができる。
【００２７】
この一般土壌用の地中打設用杭のさらに別の変形例として、小石の多い土壌に打ち込む際に適した変形例を図４に示す。図４には、この実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面図（ｂ）、下面図（ｃ）および先端詳細図（ｄ）が示されている。
【００２８】
この杭１３は、円筒部１３４および基礎円筒部１３５とからなる杭本体１３１で構成され、円筒部１３４には自動溶接によってらせん状に歯１３６が設けられているとともに、その先端に、十文字に４枚の羽１３７を備えた小石収集部１３８を備えた構成になっている。
【００２９】
この杭１３を歯１３６のらせん方向にあわせて回転させながら地中に打ち込むと、地中にある小石などの固形物は、小石収集部１３８の羽１３７によって拾われ、円筒部１３４内部の中空部分に溜まっていく。したがって、杭１３の歯１３６と杭本体１３１の外周に沿って小石が登っていくことが少なく、小石が多い土壌でも歯１３６や杭本体１３１の外周を傷めることなく杭１３を安定に打ち込むことができる。
【００３０】
２）砂地用の地中打設用杭
次に、砂地用の地中打設用杭２１の実施形態について図に沿って説明する。
図５に砂地用の杭２１の一実施形態の外観斜視図を示す。また、図６にこの実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面図（ｂ）、中心軸に対して水平方向の上面図（ｃ）および先端詳細図（ｄ）を示す。
【００３１】
図５、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、この砂地用の杭の実施形態で杭本体２１１は、中空円筒の鋼管をもとに形成され、先端部２１２、円筒部２１３および基礎円筒部２１４の各部から構成され、円筒部２１３の両端に当たる杭本体２１１の先端付近と中央付近に一対のらせん状の歯２１５ａ、２１５ｂが設けられている。
【００３２】
砂地では、歯と歯の間隔が狭いと、雨が降った際に、砂が歯と杭本体の側面に沿って流れてしまうため、杭がぐらついてしまうという問題がある。したがって、本実施形態では、歯の数を一対と少なくし、少ない歯２１５ａと歯２１５ｂの間に砂を十分多くくわえ込むようにして杭２１が土壌中に安定に支持されるようにした。
【００３３】
このような構成であるので、杭２１をその中心軸を中心に回転させながら加圧することによって、容易に砂地の土壌中に打ち込むことができるとともに、雨が降っても杭２１がぐらついたり、支持力が不安定になったりすることはない。
砂地用杭２１の先端部２１１は、先端が先細になっているので地中に入り込みやすい。また、先端部２１１には、水抜け穴２１６が設けられていて、杭本体２１内部に溜まった水を地中に流して抜き取れるように作られている。
【００３４】
この砂地用の地中打設用杭の変形例として、一般土壌向の場合と同様に砂時土壌３１の底部に岩盤３２があるような場合に用いられる砂地向岩盤用の杭２２について説明する。
図７にこの実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面図（ｂ）、動作状況図（ｃ）を示す。
【００３５】
この砂地向岩盤用の杭２２は、図７に示すように、円筒部２２３および基礎円筒部２２４で構成され、円筒部２２３の両端に当たる杭本体２２１の中央付近と先端付近に自動溶接によって一対のらせん状の歯２３５ａ、２３５ｂが設けられている。また、円筒部２２３の地中側の先端部は斜めに切断されて中空部が開放された構造となっている。
【００３６】
図７（ｃ）の動作状況図に示すように、この杭２２を回転させながら加圧して土壌３１中に打ち込み、斜めに切断された先端が岩盤３２に打ち込まれた後、杭２２の中空部を介して基礎円筒部２２４から円筒部２２３先端にコンクリート４１を流し込み、コンクリート４１で杭２２を岩盤３２に固着させるようにする。
これにより、岩盤３２に無理に打ち込むことを避けながら杭２２を岩盤３２に十分強固に固定することができ、岩盤３２がある場合でも杭２２を安定に地面に保持させることができる。
【００３７】
この砂地用の地中打設用杭のさらに別の変形例として、小石の多い土壌に打ち込む際に適した変形例を図８に示す。
図８には、この実施形態の側面図（ａ）、側面図（ａ）から中心軸の周囲に９０度回転させた側面図（ｂ）、下面図（ｃ）および先端詳細図（ｄ）が示されている。
【００３８】
この杭２３は、円筒部２３３および基礎円筒部２３４で構成され、円筒部２３３の両端に当たる杭本体２３１の先端付近と中央付近に一対のらせん状の歯２３５ａ、２３５ｂが設けられている。また、円筒部２３３の先端に、十文字に４枚の羽２３７を備えた小石収集部２３６を備えた構成になっている。
【００３９】
この杭２３を回転させながら地中に打ち込むと、地中にある小石などの固形物は、小石収集部２３６の羽２３７によって拾われ、円筒部２３３内部に溜まっていく。したがって、杭２３の外壁に沿って小石が登っていくことが少なく、小石が多い砂地土壌でも杭の外周を傷めずに杭２３を安定に打ち込むことができる。
【産業上の利用の可能性】
【００４０】
以上に述べたように、本発明の地中打設用杭は、土壌の状態によってその種類を選択することにより、打ち込む地面の土壌の種類や状況に関係なく、常に安定な支持力を地上の施設に与えることができるとともに、打ち込む位置や方位を正確にきめて打ち込むことができる。
したがって、地上設備の位置や方向性に正確さが要求される太陽光発電設備の支持用などに特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の地中打設用杭の一実施形態である一般土壌用杭の外観斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図、一部切断図、切断詳細図、先端詳細図および断面図である。
【図３】本発明の地中打設用杭の他の実施形態である一般土壌用杭の側面図と動作状況図である。
【図４】本発明の地中打設用杭の他の実施形態である一般土壌用杭の側面図と先端詳細図である。
【図５】本発明の地中打設用杭の他の実施形態である砂地用杭の外観斜視図である。
【図６】図５に示す実施形態の側面図、上面図および先端詳細図である。
【図７】本発明の地中打設用杭の他の実施形態である砂地用杭の側面図と動作状況図である。
【図８】本発明の地中打設用杭の他の実施形態である砂地用杭の側面図、下面図および先端詳細図である。
【図１】
2013253406.tif 000003
【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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