(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドの外周部に螺旋羽根が設けられ、当該螺旋羽根の上面は外側が次第に低くなるような傾斜面として、また螺旋羽根の下面は外側が次第に高くなるような傾斜面としてそれぞれ形成された穿孔用スクリューロッドであって、前記螺旋羽根は、上側の鋼板の肉厚が下側の鋼板の肉厚よりも大きい上下２枚の鋼板の外側端部を互いに溶接固着することにより断面概略楔状の中空状に形成され、かつ、上側の鋼板の端縁部が下側の鋼板の端縁部よりも外周側に張り出していることを特徴とする穿孔用スクリューロッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤等に穿孔するために使用される螺旋羽根付きのスクリューロッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤にコンクリート杭を埋設する場合や、軟弱地盤にセメントミルクを注入して地盤の改良を行う場合等の穿孔用に使用される穿孔装置として、外周部に螺旋羽根を有するスクリューロッドの先端部に螺旋刃を有する穿孔具を取り付け、該穿孔具を地盤に押し付けて強制回転させつつ穿孔を行う装置が広く使用されている。穿孔中は、掘り起こされた土砂が穿孔具とスクリューロッドの螺旋羽根を伝わって上方へ押し上げられ、穿孔された穴の外へ排出される。
【０００３】
上記従来のスクリューロッドの螺旋羽根は、細長い板を捩った形状に成形してロッドの筒軸部に溶接されていて、この羽根はその上面の横方向の接線がほぼ水平（軸方向と直角）となっている。図７は従来の同種のスクリューロッドを表すもので、このスクリューロッド５０は筒軸５２に螺旋羽根５３が固着されているが、この従来のスクリューロッドの螺旋羽根は、その上面の横向きの接線Ｌが垂直の軸心と直角、すなわち水平となっているので、当該水平な螺旋羽根上に載せられた土砂がこぼれ落ちず、該螺旋羽根の回転とともに穴の外まで移送され排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のスクリューロッドを用いて穿孔する時には多量の土砂が排出されるが、従来その土砂の処理にコストがかかるという問題点があった。また、この種のスクリューロッドは軟弱地盤で使用されることが多いので、穿孔された穴の内壁が崩れやすく、コンクリート杭の挿入やセメントミルクの注入がうまく行われなくなることがあった。そこで、本発明は、螺旋羽根を備えたスクリューロッドを用いて穿孔する場合に、土砂の排出量を少なくするとともに、穿孔された穴内壁の強度を高くすることを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明に係る穿孔用スクリューロッドは、ロッドの外周部に螺旋羽根が設けられ、当該螺旋羽根の上面は外側が次第に低くなるような傾斜面として、また螺旋羽根の下面は外側が次第に高くなるような傾斜面としてそれぞれ形成された穿孔用スクリューロッドであって、前記螺旋羽根は、上側の鋼板の肉厚が下側の鋼板の肉厚よりも大きい上下２枚の鋼板の外側端部を互いに溶接固着することにより断面概略楔状の中空状に形成され、かつ、上側の鋼板の端縁部が下側の鋼板の端縁部よりも外周側に張り出していることを特徴としている。
【０００６】
この穿孔ロッドは、その外周部の螺旋羽根の上面が、外側が次第に低くなるように傾斜し、下面は外側が次第に高くなるように傾斜した、概略楔状断面の羽根として形成されているので、上側の螺旋羽根の下面と下側の螺旋羽根の上面との間に押し込まれた土砂に、当該螺旋羽根の上下の傾斜面によって外向きの力が作用し、穿孔された穴内壁部へ押し付けられ、穴内壁の補強に使用される。このため、土砂の排出量が少なくなるとともに、軟弱な地盤に穿孔した穴内壁の密度が大幅に向上し、その分だけ穴内壁部の強度が向上するので、内壁の崩落等が生じにくくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態例について具体的に説明する。まず、図１乃至図３は本発明の穿孔用スクリューロッドの具体例を表すもので、このスクリューロッド１は、筒軸（ロッド）２の外周部に軸方向に沿って螺旋羽根３を設けている。螺旋羽根３は、上下一対の細長い鋼板４，５を螺旋状に捩った形に成形して、外側端縁部を互いに溶接するとともに、中央部は溶接でそれぞれ筒軸２に固着している。
【０００８】
この螺旋羽根３の上面は、外周側すなわち側方に張り出す部分が次第に低くなるような傾斜面３ａとして形成され、下面は逆に中央側が低く外周側が次第に高くなる傾斜面３ｂとして形成されている。これら両面の傾斜角Ａ，Ｂは、数度ないし数十度であり、使用条件に応じて角度を最適なものとすればよいが、通常の土砂の場合は例えば１５〜４５度とするのが好ましい。この傾斜角が小さ過ぎると所期の効果は得られにくく、大き過ぎると穴底からの土砂の移送がうまく行われにくくなるので、いずれも好ましくない。
【０００９】
図３は、この螺旋羽根の拡大断面図である。この螺旋羽根３は、２枚の鋼板４，５で概略楔状乃至算盤玉状の中空体として形成されており、中央側すなわちロッド２側は両者の間隔ｔが広く、外周側では両者が重ね合わせて溶接されている。この図示例では、上側の板４の厚みが下側の板５の厚みよりも数ミリメートルだけ厚くなっており、上側の板４の方が外側に張り出した形状となっている。両者の肉厚は、例えば上側の板４の肉厚が１５〜２５ｍｍ、下側の板５の肉厚が８〜１９ｍｍ程度である。また、上側の板の外周側への張り出し量ｄは１５〜２０ｍｍである。
【００１０】
上側の板の肉厚と下側の板の肉厚を変えた理由は、比較的摩耗しにくい下側の板の肉厚を小さくすることにより、全体の重量を低く抑えて取扱を容易にするためである。また、上側の板を下側の板よりも外周側へ張り出したのは、上側の板はその上面を土砂が移動するため下側の板よりも摩耗が激しいからである。上側と下側の板を両者の端縁部で突き合わせて溶接・接合しておくと、上側の板が摩耗した時に中空螺旋羽根に開口部ができて、水や土砂等が中空部に入り込み、重量の増加や内部腐食等の問題を生じる。これに対し、図示例のように、上側の板を下側の板よりも外周側へ張り出させておくと、上側の板の摩耗がある程度進行しても両板によって形成される螺旋羽根の中空部に連通する開口が生じにくく、水や土砂の中空部への侵入を長時間にわたって防止することができる。
【００１１】
このスクリューロッド１の先端部には、図４に示すように、螺旋刃を有する穿孔具１０が固着される。図示例では、スクリューロッドは従来のものとして表されているが、穿孔具の取り付け方法は本発明のスクリューロッドでも同じである。穿孔具１０の基部は角柱状に形成され、スクリューロッド５０（１）の先端部に設けた結合部の角穴に嵌合してピンｐ，ｐで固定されている。この穿孔具１０は、筒状の基軸１１の外周部に螺旋翼１２が固着されており、螺旋翼１２の先端部付近の適所に複数のビット１５，…が取り付けられて螺旋刃を構成している。また、穿孔具１０の基軸１１の先端開口部には、押え金具１６で一部が固定されたゴム板１７からなる弁１８が設けられている。この弁１８は、穿孔後にセメントミルクを注入するためのもので、外側に向かってのみ開き、内側には開かないようになっている。
【００１２】
このスクリューロッド１の使用に際しては、上端部を回転装置（図示を省略）に連結し、先端部の穿孔具１０を地盤等の穿孔箇所に押し付けた状態で所定方向に強制回転させつつ穿孔を行う。この回転により、穿孔具１０のビット１５，…によって地盤の掘削が行われ、穿孔具１０がスクリューロッド１と共に次第に下降して行く。この掘削によって生じた繰粉（土砂）は、穿孔具１０の、螺旋翼１２とスクリューロッド１の螺旋羽根３によって次第に上方へ送られるので、スクリューロッドの中間部では、上側の螺旋羽根と下側の螺旋羽根との間に土砂が詰まった状態となる。
【００１３】
上記スクリューロッドの螺旋羽根間に保持されている土砂には、螺旋羽根の傾斜面３ａ，３ｂによって外向きの力が作用するので、穴の外では羽根上からこぼれ落ちやすい。また、穴の中では、この外向きに作用する力により、土砂が螺旋羽根の外周部の穴内壁に強力に押し付けられるとともに、多くの土砂が軟弱な内壁から地盤へ押し込まれる。このため、穴内壁の密度と強度が著しく向上する（圧密効果）のである。また、螺旋羽根によって上方へ移送される土砂が穴壁から地盤に押し込まれるので、最終的に穴の外へ排出される土砂の量は比較的少なくてすみ、その処理も容易となる。穴外に達した土砂は、穴壁によって規制されていた側方への移動が自由となるため、螺旋羽根の傾斜面３ａに沿って側方へこぼれ落ちる。これにより、土砂をスクリューロッドから容易に除去することができるのである。
【００１４】
従来のスクリューロッドを使用した場合は、穿孔した穴の内壁が崩落しやすいため、当該崩落した土砂により穴深さが浅くなって、杭（パイプ）が十分に挿入できず、穴外に突出した状態となる（「高止り」という）ことが多かった。このような場合は、再度穿孔を行って所定深さとするか、または杭を叩き込んでいたが、本発明のスクリューロッドを使用すれば、上記の通り穴壁が強化され、崩落が生じにくくなるので、穿孔した穴の深さがそのまま維持される結果、所定長さの杭（パイプ）を穿孔された穴内に簡単に挿入することができるのである。なお、以上の説明では、垂直下向きの穿孔について述べたが、傾斜穿孔や横向き穿孔の場合も効果的であることは言うまでもない。また、このような螺旋羽根を有するロッドを他の流動物の移送等に使用することができることは明らかである。
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかるスクリューロッドは、螺旋羽根が断面楔状に傾斜しているので、穿孔によって生じた土砂がこの螺旋羽根によって運ばれる途中で穿孔された穴壁に強力に押し付けられ、当該穴壁の密度と強度が大幅に向上する結果、穴壁の崩落等が生じにくくなる。また、土砂が穴壁の補強に消費されるため、最終的に穴の外へ排出される土砂の量が少なくてすみ、その分だけ土砂の処理が容易となる。しかも、螺旋羽根が上下２枚の鋼板を溶接することにより中空状に形成されているので、螺旋羽根を概略楔状に形成しても重量がそれほど増加せず、取扱上問題とならない。この場合、土砂が流動する上側の鋼板の肉厚が下側の鋼板の肉厚よりも大きいので、摩耗による早期寿命を防止できる。また、上側の板を下側の板よりも外周側へ張り出させておくことにより、上側の板の摩耗がある程度進行しても両板によって形成される螺旋羽根の中空部に連通する開口が生じにくく、水や土砂の中空部への侵入を長時間にわたって防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリューロッドの具体例を表す外観図である。
【図２】その要部の拡大側面図である。
【図３】その縦断面図である。
【図４】穿孔具を取り付けた状態の説明図である。
【図５】その要部の断面図である。
【図６】その弁の下面図である。
【図７】従来のスクリューロッドの外観図である。
【符号の説明】
１  スクリューロッド
２  筒軸（ロッド）
３  螺旋羽根
４  上板
５  下板
１０  穿孔具
【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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