(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周の両端部または全面にネジを備えた鉄パイプ内に銅パイプを固定して形成し、アース機能を長期間維持可能にしたことを特徴とするアース電極。
【請求項２】
鉄パイプは両端部に末広がり状内側端が備えられた大内径管部を有し、銅パイプはその内面から押し広げられて前記両大内径管部内面に密着させた大径管部を有し、前記銅パイプの両大径管部に銅接続具またはリードキャツプを嵌入固定し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載のアース電極。
【請求項３】
アース電極にビットを螺合結合したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアース電極。
【請求項４】
同型の一対のメスネジを同螺旋方向に備え、かつ、前記各メスネジ間に螺入不能部分を備えてなる鉄製カプラーと、大径鍔部が長手方向の中央に位置するとともに嵌入部が前記大径鍔部の両側に位置する形状を備えた銅接続具とからなり、前記銅接続具の大径鍔部が前記鉄製のカプラーの螺入不能部分に位置するように前記銅接続具をアース電極相互の大内径部に圧入して前記鉄製カプラーによりアース電極相互を結合するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極に使用される連結具。
【請求項５】
アース電極を削孔機により、地盤に削孔して定着させることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極が使用されるアース電極の施工方法。
【請求項６】
接続前のアース電極を削孔機により、地盤に削孔して定着させる第１工程と、
その状態で、前記接続前のアース電極に銅接続具を嵌入した後、前記アース電極に鉄製カプラーを螺入する第２工程と、
連結すべき新たなアース電極を削孔機により、前記鉄製カプラーに螺入して前記接続前のアース電極に連結するとともに両アース電極を地盤に削孔して定着させる第３工程と、
必要に応じて、前記の第２工程と第３工程を繰り返してアース電極を長尺にする４工程と、
とで構成したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極と請求項４記載の連結具とが使用されるアース電極の施工方法。
【請求項７】
定着が終了したアース電極にリードキャツプを連結する工程を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法。
【請求項８】
削孔機に把持した追込工具により、リードキャップをアース電極に嵌入連結しながら該アース電極をも定着する工程を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法。
【請求項９】
削孔機により地盤の所定位置に削孔して定着させたアース電極の周囲に抵抗低減用材料を注入する工程を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周にネジを備えた鉄パイプと、この鉄パイプの内面に固設される銅製パイプとからなり、地中に打設されて電線、機器等に接続されるアース電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアース電極としては、強力な打設を可能にする鉄パイプまたは導電率の高い銅線が用いられるが一般的である。しかしながら、鉄パイプは酸化鉄化し易いため、その形状が早期に崩壊してアース電極としての寿命が短く、他方の銅線は酸化の進行度合が小さく、アース電極としての寿命が長期間維持可能ではあるものの打設能力に限界がある。また、これらのアース電極を設置する従来工方法にあっては、一旦地盤を削孔してから接続前のアース電極を打設し、更にこの接続前のアース電極と新たなアース電極とを接続具により連結固定した後に再び打設し、削孔に掘削残土を埋め戻すのが一般的で、この種従来の施工方法においては接続具による連結固定、削孔、埋め戻し等の作業を必須とするために作業効率が悪く、しかも軟弱な地盤に施工する場合には削孔に際して孔壁が崩壊して適切な削孔ができないためにアース電極の設置が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記施工方法に用いられる従来のアース電極おける問題に鑑みてなされたものであって、寿命を長期間維持可能となし、軟弱な地盤への敷設をも可能にするアース電極および施工作業を効率化することができるアース電極の施工方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１では、外周の両端部または全面にネジを備えた鉄パイプ内に銅パイプを固定して形成した構成が採用され、アース機能を長期間維持可能にしたことを特徴とし、本発明の請求項２では、請求項１記載のアース電極が、末広がり状内側端が備えられた大内径管部を両端部に有する鉄パイプと、前記両大内径管部内でその内面から押し広げられて密着した大径管部を有する銅パイプとからなり、前記銅パイプの両大径管部に銅接続具またはリードキャツプを嵌入固定し得るようにしたことを特徴とし、本発明の請求項３では、アース電極にビットを螺合結合したアース電極構造が採用され、自穿孔による強力な打設を可能にすることを特徴とし、本発明の請求項４では、前記の請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極に、同型の一対のメスネジを同螺旋方向に備え、かつ、前記各メスネジ間に螺入不能部分を備えてなる鉄製のカプラーと、大径鍔部が長手方向の中央に位置するとともに嵌入部が前記大径鍔部の両側に位置する形状を備えた銅接続具とが使用されて、アース電極相互の結合を長期間に亙って持続するようにしたことを特徴とする。また、本発明の請求項５では、前記の請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極が使用され、アース電極を削孔機により、地盤に削孔して定着させるアース電極の施工方法が採用され、アース電極を迅速、かつ、確実に設置することを特徴とし、本発明の請求項６では、請求項１、請求項２又は請求項３記載のアース電極と請求項４記載の連結具とが使用されるアース電極のが採用され、接続前のアース電極を削孔機により、地盤に削孔して定着させる第１工程と、その状態で、前記接続前のアース電極に銅接続具を嵌入した後、前記アース電極に鉄製カプラーを螺入する第２工程と、連結すべき新たなアース電極を削孔機により、前記鉄製カプラーに螺入して前記接続前のアース電極に連結するとともに両アース電極を地盤に削孔して定着させる第３工程と、必要に応じて、前記の第２工程と第３工程を繰り返してアース電極を長尺にする４工程と、で構成したアース電極の施工方法が採用され、アース電極の長尺化に際してのアース電極相互の連結を簡易化することを特徴とする。そして、本発明の請求項７では、請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法で定着が終了したアース電極にリードキャツプを連結する工程が採用され、アース電極と電線、機器等とを接続することを特徴とし、本発明の請求項８では、請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法において削孔機に把持した追込工具により、リードキャップをアース電極に嵌入連結しながら該アース電極をも定着する工程が採用され、作業性の向上を図ることを特徴とし、本発明の請求項９では、請求項５又は請求項６記載のアース電極の設置方法に削孔機により地盤の所定位置に削孔して定着させたアース電極の周囲に抵抗低減用材料を注入する工程を付加し、アース機能の促進化を図ることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、鉄パイプ内面に銅パイプを固定した構造のアース電極を採用することにより、鉄パイプの強度を地盤への打ち込みに活かしてアース電極としての寿命が長期間維持可能である銅パイプ共々適正に設置し、また、本発明のアース電極の施工方法は、前記構造のアース電極と連結具が採用されるとともに削孔機（例えば、ドリフター等）が投入されることで、施工作業の効率化を図るとともに軟弱地盤への施工を可能とするものである。
【０００６】
以下、図面により本発明のアース電極に係る実施例について詳述する。
【０００７】
図１〜図３は、本発明のアース電極の一実施例に係る説明図であり、前記図１はアース電極１の断面図であり、前記図２および前記図３の夫々はアース電極１の各構成体である鉄パイプ２および銅パイプ３に係る断面図である。  また、図４は、本発明のアース電極の連結構造に係るもので、前記図１に示したアース電極１の複数を連結して長尺化したアース電極の断面図であり、図５は鉄製ビット６を前記図４に示すアース電極１、１の先端部に取り付けたアース電極１０の断面図であり、更に、図６ａ〜図６ｃは前記図５に示した形体のアース電極１０を打ち込み、新たなアース電極１を連結しながら順次打設するアース施工方法の説明図である。
【０００８】
初めに、図１〜図３に基づいて一実施例であるアース電極１を説明する。
【０００９】
図３は、末広がり状側端３１１を備えた大径管部３１と小径管部３２からなり、各大径管部３１、３１が小径管部３２の両端に位置して連通した１本の銅パイプ３である。
【００１０】
図２は、末広がり状内側端２３１を備えた大内径管部２３と小内径管部２２からなり、各大内径管部２３、２３が小内径管部２２の両端に位置して連通した１本の鉄パイプ２であって、該鉄パイプ２における小内径管部２２は銅パイプ３における末広がり状側端３１１の外径より大きい内径であり、該鉄パイプ２の外周の両端（または全面でも良い）にはネジ（縄ネジを含む）２１が備えられている。
【００１１】
図１は、前記図２および図３に示した鉄パイプ２に銅パイプ３が組み込まれたアース電極１であり、鉄パイプ２内に銅パイプ３を挿入した後、銅の延展性を利用して銅パイプ３の両大径管部３１、３１をその内面から押し広げ、鉄パイプ２の両大内径管部２３、２３内に密着させて一体にしたものであり、その両端には末広がり状側端１１１を備えた大内径部１１、１１が形成される。前記ネジ２１、２１は、削孔機（例えば、ドリフター等であって、アース電極を把持して該アース電極に回転と打撃と押し込みの各作用を付与し、また、回転と打撃、回転と押し込み等の複合作用をも付与してアース電極の設置を行うための装置。）にアース電極を把持する際に用いられ、また、複数のアース電極を連結して長尺にする場合およびビットをアース電極に結合する場合等に用いられる。また、大内径部１１は、アース電極相互の連結具による連結、アース電極へのリードキャツプ（導電性有する、例えば、銅、鉄等の材料から形成される。）の連結等に使用され、末広がり状側端１１１は、アース電極１、１相互、リードキャツプ（図中、点線参照のこと。）７等の連結に際して銅パイプ端相互の密着性を良好にするものである。なお、前記銅パイプ３は、予め鉄パイプ２の内面に相似した形状に成形加工されたものであるが、このような加工がなされていない単なる直管状のものであっても何等差し支えない。
【００１２】
次に、アース電極相互の連結を図４の態様に基づいて説明する。アース電極の設置すべき深度が大なる場合には、地盤に打ち込まれて定着されたアース電極に新たなアース電極を連結してアース電極を長尺にしながら削孔機により打ち込むこととなる。この各アース電極１、１同士の連結には、予めそれらの端部に形成された大内径部１１、１１相互に、鉄製カプラー４と銅接続具５が適用される。
【００１３】
前記鉄製カプラー４は、螺旋方向とピッチとが同一の一対のメスネジ４２、４２を備え、かつ、各メスネジ４２、４２間にメスネジ不連続部分または前記メスネジとはピッチを異にするメスネジ部分である螺入不能部分４３を備えており、即ち、同型の一対のメスネジ４２、４２を同螺旋方向に備え、かつ、前記各メスネジ間に螺入不能部分を備えている。他方、前記銅接続具５は、大径鍔部５１が長手方向の中央に位置するとともに嵌入部５３、５３が前記大径鍔部５１の両側に位置する形状を備えており、前記嵌入部５３、５３は前記大内径部１１の内径よりも大なる外径を有し、その端部に錐体状部５２、５２を備えている。
【００１４】
前記銅接続具５を介在するとともに鉄製カプラー４の螺合結合によって前記各アース電極１、１が連結された後、連結された前記の新たなアース電極１が削孔機からの回転と打撃の両作用を承けて螺入される。この螺入作用に伴って各銅パイプ３、３の末広がり状内側端相互が内面に変形して退避しようとするが、この変形による退避は、前記接続具５における大径部５１および両嵌入部５３、５３により防止される。この結果、銅パイプ３の両大径管部３１、３１が各鉄パイプ２、２端部相互と共に密着結合されることから、連結具４、５を介して長尺化したアース電極であってもアース機能が損なわれることはない。
【００１５】
図５は、アース電極を地盤に打設する際に、強力な直進力を得ることができる他の実施例に係るアース電極１０の側面図であり、着脱自在なビット６がアース電極１の一端部に固設される構造である。前記ビット６におけるアース電極１への固設部６１の内面にはメスネジ６２が備えられ、該メスネジ６２に対してアース電極１の外周に備えられたオスネジ２１が螺合結合可能となっている。このようなビット付きアース電極１０は、前記削孔機の回転と打撃の両作用を承けてアース電極１の一端部がビット６のメスネジ６２に一段と螺入しながら、強力な直進力を得ることができ、また、前記メスネジ６２への一段の螺入作用を承けるアース電極１における銅パイプ３の末広がり状内側端３１１がビット６の内面に密着してビット６とアース電極１相互が強固に密着接続される。そして、アース電極を敷設すべき深度が大なる場合には、前記初段階の打設が終了した後に、前記図４に示した連結具４、５を介して新たなアース電極１を連結し、引き続いて削孔機により順次に打ち込むこととなる。
【００１６】
図６ａは、前記図５に示したビット付きアース電極（例えば、長さが３ｍ）１０を適用してアース設置する施工方法の一部説明図であり、削孔機８が使用される。この方法は、埋設物等の確認をすべく、予め、所望の地盤を所定の深さ（例えば、０．７５ｍ）まで試掘し、削孔機８に把持したアース電極１０を、削孔機８の位置調整操作により前記試掘穴９に位置決めした後、削孔機８を回転と打撃の複合操作しながら前記アース電極１０の後端がＧＬ（地表）近傍に達する迄打ち込む。このアース電極１０のみ（浅打ち）によってアース電極の施工が終了される場合には、後述する図６ｃ示のリードキャップの連結、抵抗低減用ゲルの注入の施工作業に移行すればよい。
【００１７】
しかしながら、地盤によっては地中深くまで長尺化されたアース電極を設置（深打ち）しなければならない。このようなアース電極の設置は、図６ａの施工作業に続いて図６ｂに示したアース設置する施工作業に移行し、新たなアース電極（例えば、長さが３ｍ）１を接続前の前記アース電極１０の後端に連結して両アース電極１、１０を打ち込むこととなる。この連結作用を拡大部分図であるＡ（一点鎖線部を参照されたい。）に基づいて説明すると、前記アース電極１０の後端の大内径部１１に接続具５の一方の錐体状部５２が嵌合して植立した状態下で、前記アース電極１０のオスネジ２１後端にカプラー４の一方のメスネジ４２端を螺合しておく。そして、削孔機８に把持した新たなアース電極１を、前記削孔機８によりカプラー４の他方のメスネジ４２端に合致させた上で前記削孔機８に回転と押し込みの複合操作を付与する。この操作により、前記新たなアース電極１のオスネジ２１とアース電極１０のオスネジ２１とがカプラー４中央部の螺入不能部分（メスネジ不連続部分または前記メスネジとはピッチを異にするメスネジ部分である）４３迄螺入して両アース電極１、１０が連結される一方、両アース電極１、１０の前記連結作用に並行して、銅接続具５中央部の大径鍔部５１に各アース電極１、１０における大内径部１１、１１の端面が衝合するように前記銅接続具５の両嵌入部５３、５３が大内径部１１、１１に強引に嵌入され、各銅パイプ３、３の末広がり状の端部相互が内面に変形して退避することがなく、銅接続具５と銅パイプ３、３とが密に接続されてアース機能を損なうことはない。
【００１８】
前記各アース電極１、１０の連結後には、図６ｃに示したアース設置する施工作業に移行し、抵抗低減用ゲル２０の注入を行い、再び削孔機８の回転と打撃の複合作用をアース電極１に付与することにより、連結されて長尺化されたアース電極１、１０が打ち込まれる。なお、抵抗低減用ゲル２０は全アース極の設置施工終了後に注入してもよい。そして、アース電極１の連結および回転と打撃の複合作用が繰り返されて所望のアース設置がなされた後は、削孔機８に把持した追込工具４０により、リード線７１が連結されたリードキャップ（例えば、銅材料から形成される）７をアース電極１の大内径部１１に強引に嵌入しながら長尺化されたアース電極を所定の深度まで追い込み、そして、試掘残土の埋め戻しを行って施工は完了する。なお、前記のアース施工にはビット付きアース電極を採用したが、軟弱地盤等へのアース施工にはビットなしのアース電極を採用してコストの低減を図り得ることは明白である。
【００１９】
上記の施工方法により敷設されたアース電極は、鉄パイプおよび銅パイプを通してアース機能を達成するもので、時間の経過に伴って酸化し易い鉄パイプはその形状を早期に消滅するものの、酸化作用による影響の少ない銅パイプ相互は銅製の連結具により密な連結が維持されて長期間に亙ってアース機能を果たすこととなる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のとおりの構成である本発明のアース電極は、ネジを外周に備えた鉄パイプ内に銅パイプを固定した構造からなり、強力、かつ、迅速な打設を可能にするとともにアース電極としての寿命を長期間維持可能となし、また、本発明のアース電極の施工方法は、前記の構造からなるアース電極と接続具が採用されるとともに削孔機が投入されることから、試掘り以外での削孔、埋め戻し等の作業を必要とすることなく、いかなる地盤においてもアース電極の施工作業が迅速化され、コストの低減が図られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアース電極の一実施例に係る断面図である。
【図２】図１のアース電極を構成する鉄パイプの断面図である。
【図３】図１のアース電極を構成する銅パイプの断面図である。
【図４】図１のアース電極相互の連結構造に係る説明図である。
【図５】図１のアース電極の先端部にビットを取り付けた他のアース電極の実施例に係る断面図である。
【図６ａ】図５のアース電極を採用してアース設置する工法において、削孔機を回転と打撃の複合操作しながら前記アース電極の後端がＧＬ（地表）近傍に達する迄打ち込む作業の説明図である。
【図６ｂ】図５のアース電極を採用してアース設置する施工方法において、削孔機により、前記アース電極の後端に新たなアース電極を連結して打ち込む作業の説明図である。
【図６ｃ】図５のアース電極を採用してアース設置する施工方法において、削孔機により、リード線が連結されたリードキャップを新たなアース電極の後端に結合する工程の説明図である。
【符号の説明】
１  、１０アース電極
２鉄パイプ
３銅パイプ
４  カプラー
５  接続具
６  ビット
７リードキャップ
８削孔機
９試掘穴
２０  抵抗低減用ゲル
３０試掘残土
４０  追込工具
【図１】
0004013213.tif 000002
【図２】
0004013213.tif 000003
【図３】
0004013213.tif 000004
【図４】
0004013213.tif 000005
【図５】
0004013213.tif 000006
【図６ａ】
0004013213.tif 000007
【図６ｂ】
0004013213.tif 000008
【図６ｃ】
0004013213.tif 000009