(57)【要約】【課題】部品点数がより少なく構造が簡単で、所望の打ち込み深さから沈下することなく、また風による揚力等が生じても抜けることのない打ち込み杭を提供する。【解決手段】筒状の杭本体の下端から所定高さの部分に、自由端側が下方となるように第１舌状部を設け、第１舌状部と前記杭本体の軸方向に離隔した位置に、自由端側が上方となるように第２舌状部を設ける。ここで、前記杭本体の外周に、第１舌状部及び第２舌状部の自由端が外方に拡がるのを阻止する拘束位置と、前記阻止を解除する解除位置とに、前記杭本体の軸方向に移動可能な拘束部材を設けるのが好ましい。そして、前記杭本体を地中に所望深さまで打ち込んだ後、前記拘束部材を拘束位置から解除位置に移動させて、第１舌状部及び第２舌状部の自由端の外方への拡がりを可能とし、前記杭本体の沈下及び抜けを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の杭本体の下端から所定高さの部分に、自由端側が下方となるように第１舌状部が設けられ、第１舌状部と前記杭本体の軸方向に離隔した部分に、自由端側が上方となるように第２舌状部が設けられ、
第１舌状部及び第２舌状部の自由端が外方に拡がることによって前記杭本体の沈下及び抜けが防止されることを特徴とする打ち込み杭。
【請求項２】
第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方が、前記杭本体への切り込みによって形成されたものである請求項１記載の打ち込み杭。
【請求項３】
第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方が、前記杭本体とは別部材で成形され、前記杭本体の外周に設けられたものである請求項１又は２記載の打ち込み杭。
【請求項４】
前記杭本体の外周に、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方の自由端が外方に拡がるのを阻止する拘束位置と、前記阻止を解除する解除位置とに、前記杭本体の軸方向に移動可能な拘束部材がさらに設けられ、
前記杭本体を地中に所望深さまで打ち込み、前記拘束部材を拘束位置から解除位置に移動させて、第１舌状部及び／又は第２舌状部の自由端の外方への拡がりを可能とする請求項１〜３のいずれかに記載の打ち込み杭。
【請求項５】
前記拘束部材が、前記杭本体の下端に係合する係止部を有し、前記拘束部材が拘束位置にある状態で、前記係止部を前記杭本体の下端に係合させて、前記拘束部材が拘束位置から解除位置に移動するのを抑止する請求項４記載の打ち込み杭。
【請求項６】
前記拘束部材が、第１舌状部の自由端が外方に拡がるのを阻止するように、前記杭本体の外周に巻き付けられた筒状の第１拘束部と、第２舌状部の自由端が外方に拡がるのを阻止するように、前記杭本体の外周に巻き付けられた筒状の第２拘束部と、前記拘束部材を移動させるために外力を加える打撃部と、第１拘束部と第２拘束部とを連結する第１連結部と、第２拘束部と打撃部とを連結する第２連結部とを有する請求項４又は５記載の打ち込み杭。
【請求項７】
第１拘束部及び第２拘束部の少なくとも一方が、複数の円弧状片を連結片で連接したものであって、前記複数の円弧状片及び連結片の少なくとも１つが第１連結部及び第２連結部の少なくとも一方と連結し、
第１連結部又は第２連結部と連結した前記複数の円弧状片及び連結片の少なくとも１つが、前記杭本体の軸方向に移動することによって、前記の複数の円弧状片と連結片との連接が解かれ、第１拘束部及び第２拘束部の少なくとも一方による第１舌状部及び／又は第２舌状部の拘束が解除される請求項６記載の打ち込み杭。
【請求項８】
前記拘束部材が、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方を覆う筒状部材である請求項４又は５記載の打ち込み杭。
【請求項９】
前記筒状部材が、拡径部を有している請求項８記載の打ち込み杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は打ち込み杭に関し、より詳細には、沈下及び抜けが防止される打ち込み杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、工事現場において足場の基礎として用いられる打ち込み杭には、所定量の荷重がかかっても沈下しないことが要求される。このような要求に応えるため、本出願人は、杭本体の下端に複数のスリットを入れて舌状部を形成し、この舌状部が外側に向かって拡がることによって沈下を防止する打ち込み杭を提案した（特許文献１）。この提案の打ち込み杭によれば沈下が防止されると共に、引き抜きが容易すなわち足場などの撤収が容易という作用効果も得られる。
【０００３】
ところで、近年各地で建設されているメガソーラーの太陽光発電では、コンクリートによって強固な基礎を造り、その基礎上に架台を組み立てて、数万枚から数十万枚ものソーラーパネルを設置している。コンクリート基礎の作製には、多くの時間と労力とがかかることから、コンクリート基礎に代えて、設置が簡易な基礎杭を用いることが検討されている。
【０００４】
ソーラーパネルは、太陽光が多く当斜するように南向きに傾斜して設置されるため、風向きによっては大きな揚力が発生する。このため、例えば、特許文献２では、ソーラーパネルに風が当たって揚力が発生しても基礎杭が引き抜かれないように、打設した後で地中に埋まった部分を一部を変形させて引き抜きに対する抵抗力を大きくした基礎杭が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2011-236578号公報
【特許文献２】特開2013-199819号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記提案の基礎杭は、部品点数が多く構造が複雑で、大型化及び重量化するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、部品点数がより少なく構造が簡単で、所望の打ち込み深さから沈下することなく、また風による揚力等が生じても抜けることのない打ち込み杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明に係る打ち込み杭は、筒状の杭本体の下端から所定高さの部分に、自由端側が下方となるように第１舌状部が設けられ、第１舌状部と前記杭本体の軸方向に離隔した部分に、自由端側が上方となるように第２舌状部が設けられ、第１舌状部及び第２舌状部の自由端が外方に拡がることによって前記杭本体の沈下及び抜けが防止されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方は、前記杭本体への切り込みによって形成されたものであってもよい。
【００１０】
あるいは、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方は、前記杭本体とは別部材で成形され、前記杭本体の外周に設けられたものであってもよい。
【００１１】
前記杭本体の外周に、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方の自由端が外方に拡がるのを阻止する拘束位置と、前記阻止を解除する解除位置とに、前記杭本体の軸方向に移動可能な拘束部材をさらに設け、前記杭本体を地中に所望深さまで打ち込み、前記拘束部材を拘束位置から解除位置に移動させて、第１舌状部及び／又は第２舌状部の自由端の外方への拡がりを可能とするようにしてもよい。
【００１２】
前記拘束部材が、前記杭本体の下端に係合する係止部を有し、前記拘束部材が拘束位置にある状態で、前記係止部を前記杭本体の下端に係合させて、前記拘束部材が拘束位置から解除位置に移動するのを抑止するようにしてもよい。
【００１３】
前記拘束部材は、第１舌状部の自由端が外方に拡がるのを阻止するように、前記杭本体の外周に巻き付けられた筒状の第１拘束部と、第２舌状部の自由端が外方に拡がるのを阻止するように、前記杭本体の外周に巻き付けられた筒状の第２拘束部と、前記拘束部材を移動させるために外力を加える打撃部と、第１拘束部と第２拘束部とを連結する第１連結部と、第２拘束部と打撃部とを連結する第２連結部とを有するものであってもよい。
【００１４】
ここで、第１拘束部及び第２拘束部の少なくとも一方は、複数の円弧状片を連結片で連接したものであって、前記複数の円弧状片及び連結片の少なくとも１つが第１連結部及び第２連結部の少なくとも一方と連結し、第１連結部又は第２連結部と連結した前記複数の円弧状片及び連結片の少なくとも１つが、前記杭本体の軸方向に移動することによって、前記の複数の円弧状片と連結片との連接が解かれ、第１拘束部及び第２拘束部の少なくとも一方による第１舌状部及び／又は第２舌状部の拘束が解除されるものであってもよい。
【００１５】
また、前記拘束部材は、第１舌状部及び第２舌状部の少なくとも一方を覆う筒状部材であってもよい。
【００１６】
前記筒状部材は、拡径部を有しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る打ち込み杭では、杭を地中に打ち込むと、第１舌状部及び第２舌状部が外方に拡がり、第１舌状部及び第２舌状部が抵抗体となって杭本体の沈下及び抜けが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る打ち込み杭の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る打ち込み杭の下端の部分拡大斜視図である。
【図３】第１拘束部による第１舌状部の拘束が解除され、第１舌状部が半径方向外方に拡がった状態を示す斜視図である。
【図４】第２舌状部の杭本体への取り付けを説明する斜視図である。
【図５】第２拘束部が拘束位置と解除位置にあるときの第２舌状部の状態を示す斜視図である。
【図６】第２舌状部の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】第１拘束部の他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７の第１拘束部の一部分解図である。
【図９】本発明に係る打ち込み杭の他の例を示す斜視図である。
【図１０】第１拘束部の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る打ち込み杭について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書において、「下方」とは、打ち込み杭を打ち込む方向をいい、「上方」とは打ち込み方向と反対方向をいうものとする。
【００２０】
図１に、本発明に係る打ち込み杭の一例を示す斜視図を示す。図１に示す打ち込み杭は、円筒状の杭本体１と、杭本体１の下端に着脱自在に取り付けられた円錐状の尖頭部材３とを有する。そして、杭本体１には、杭本体１の下端から軸方向と略平行に形成された切り込み１２によって、自由端側が下方となるように複数の第１舌状部１１が形成されている。また、第１舌状部１１よりも杭本体１の軸方向上方に所定距離隔てた位置に、自由端側が上方となるように複数の第２舌状部２１が設けられている。第１舌状部１１及び第２舌状部２１は、自由端側が杭本体１の半径方向外方に拡がった形状に塑性変形されているが、筒状の第１拘束部５１及び第２拘束部５２が第１舌状部１１及び第２舌状部２１の外周を取り巻くように設けられていることによって、第１舌状部１１及び第２舌状部２１の自由端の半径方向外方への拡がりが阻止されている。
【００２１】
また、本発明の打ち込み杭を所望深さまで地中に打ち込んだ際に地表に現れている杭本体１の外周部分には、所定幅で円筒状の打撃部５３が設けられている。そして、第１拘束部５１と第２拘束部５２とは、杭本体１の軸方向と平行に設けられた帯状の第１連結部５４で連結され、第２拘束部５２と打撃部５３とは第２連結部５５で連結されている。なお、図１に示す打ち込み杭では、第１連結部５４と第２連結部５５とは一体成形されている。もちろん、第１連結部５４と第２連結部５５とは別々に成形してもよいし、周方向に異なった位置にそれぞれ設けても構わない。また、第１連結部５４と第２連結部５５とは、周方向に所定間隔で複数個設けてもよい。
【００２２】
本実施形態では、拘束部材５は、第１拘束部５１、第２拘束部５２、打撃部５３、第１連結部５４及び第２連結部５５から構成される。拘束部材５は、杭本体１の軸方向に移動自在である。具体的には、第１舌状部１１及び第２舌状部２１の自由端が外方に拡がるのを阻止する拘束位置と、前記阻止を解除する解除位置とに移動自在である。拘束部材５の移動は、打ち込み杭を地中に所定深さまで打ち込んだ後、地表に現れている打撃部５３に上向き又は下向きの力を加えることにより行う。通常、打ち込み杭を地中に打ち込んだ後に、拘束部材５を軸方向に移動させるには大きな力が必要であるため、ハンマー等を用いて打撃部５３に打撃を与えることになる。
【００２３】
図２に、本発明に係る打ち込み杭の下端部分の部分拡大斜視図を示す。図２は、第１拘束部５１が拘束位置にあるときの状態図であって、構造が理解しやすいように、尖頭部材３は杭本体１から取り外された状態としている。第１拘束部５１の下端周部には複数の爪部（係止部）５１ａが下方に向かって形成されている。そして、複数の爪部５１ａは、杭本体１の下端周部に係合するように折り曲げられ、第１拘束部５１は杭本体１の下端に係止している。このように、第１拘束部５１が杭本体１の下端に所定の強さで係止していることにより、打ち込み杭を地中に打ち込む際において、拘束部材５と地盤との摩擦抵抗によって、杭本体１に対して拘束部材５が軸方向上方に移動することが抑制される。一方、打ち込み杭を所定深さまで打ち込んだ後、拘束部材５を軸方向上方に移動させる際には、前記爪部５１ａによる杭本体１への係止の解除に過大な力を必要としなくて済むようになる。
【００２４】
なお、尖頭部材３は、円錐状の本体部３１と、本体部３１の底周部から軸方向外方に延出した複数個の係合片３２とを備える。複数個の係合片３２が杭本体１の下端開口に嵌め入れられることによって、尖頭部材３は杭本体１に取り付けられる。
【００２５】
打ち込み杭が地中の所定深さまで打ち込まれると、拘束部材５の打撃部５３に外力が加えられ、拘束部材５は拘束位置から解除位置に移動する。図３に、第１拘束部５１が拘束位置から解除位置に移動したときの状態を示す。第１舌状部１１は、前述のように、自由端側が杭本体１の半径方向外方に拡がった形状に塑性変形されているので、第１拘束部５１による拘束が解除されると、第１舌状部１１の自由端は杭本体１の半径方向外方にそれぞれ拡がる。このように第１舌状部１１の自由端が半径方向外方に拡がることによって、杭本体１の沈下に対して第１舌状部１１が大きな抵抗となり、沼地などの軟弱地盤であっても杭本体１の沈下が効果的に抑制されるようになる。なお、尖頭部材３は、第１舌状部１１が半径方向外方に拡がることによって、杭本体１との係合が解消されその位置に止まることになる。
【００２６】
図４に、第２舌状部２１の杭本体１への取り付けを説明する斜視図を示す。本実施形態では、第２舌状部２１は杭本体１とは別体で成形した後、杭本体１に取り付ける。具体的には、複数の第２舌状部２１が櫛歯状に一体成形された成形部材２を、第２舌状部２１の自由端側が上方となるように杭本体１の外周に巻き付けるように取り付ける。このとき、第２舌状部２１の自由端が外方に拡がることができるように取り付ける。すなわち、第２舌状部２１の基部側を杭本体１に取り付ける。取り付け方法に特に限定はなく、溶接や接着、ネジ止めなど従来公知の方法が用いられる。
【００２７】
図５に、第２拘束部５２が拘束位置及び解除位置にあるときの第２舌状部２１の状態を示す斜視図を示す。図５（ａ）に示すように、第２拘束部５２が拘束位置にあるとき、第２舌状部２１の外周を第２拘束部５２が取り巻いているため、第２舌状部２１の自由端は杭本体１の半径方向外方に拡がることができず、杭本体１に近接した位置にある。次に、拘束部材５の打撃部５３に外力が加えられ、第２拘束部５２が拘束位置から解除位置に移動すると、図５（ｂ）に示すように、第２舌状部２１は、前述のように、自由端側が杭本体１の半径方向外方に拡がった形状に塑性変形されているので、第２拘束部５２が解除位置になると、第２舌状部２１の自由端は杭本体１の半径方向外方にそれぞれ拡がる。このように第２舌状部２１の自由端が半径方向外方に拡がることによって、杭本体１の引き抜きに対して第２舌状部２１が大きな抵抗となり、風による揚力等が生じても、打ち込み杭の抜けが効果的に防止されるようになる。
【００２８】
以上説明した実施形態では、第１舌状部１１は杭本体１に切り込み１２を入れて形成していたが、第２舌状部２１と同様に、第１舌状部１１を有する櫛歯状の成形部材を杭本体１とは別に作製し、これを杭本体１に取り付けるようにしてもよい。また、第２舌状部２１についても、図６に示すように、杭本体１に切り込み１３を入れて形成するようにしてもよい。そしてまた、前記実施形態では、拘束部材５の拘束位置から解除位置への移動は、拘束部材５を杭本体１の軸方向上方に移動させていたが、軸方向下方に移動させてももちろん構わない。また、尖頭部材３は杭本体１に必ずしも取り付ける必要はない。例えば、地盤が比較的柔らかい場合や杭の打ち込み深さが比較的浅くてよい場合などには、杭本体１の下端に尖頭部材３を取り付けることなく、杭本体１を地中に打ち込んでもよい。
【００２９】
図７に、第１拘束部の他の実施形態を示す。図７に示す第１拘束部５６は、複数の円弧状片６が連結片７によって連結され円筒状に組み立てられたものである。具体的には、円弧状片６には、周方向両端部が外方に略１８０度折り曲げて第１係合部６１が形成されている。また、連結片７にも、周方向両端部が内方に略１８０度折り曲げられて第２係合部７１が形成されている。そして、円弧状片６の第１係合部６１と連結片７の第２係合部７１とが係合して、円弧状片６と連結片７とが交互に連接し第１拘束部５６が形成される。
【００３０】
図８に示すように、第１連結部５４ａの下端部には連結片５４１が一体成形されている。これにより、拘束部材５が拘束位置から解除位置に移動すると、第１連結部５４ａに形成された連結片５４１の第２係合部７１と、隣り合う円弧状片６の第１係合部６１との係合が解かれる。第１拘束部５６は、第１舌状部１１の外方への拡がりを拘束している、換言すると、第１拘束部５６は、第１舌状部１１から外方に拡がろうとする力を受けている。このため、円弧状片６と連結片７との係合が一部でも解かれると、第１舌状部１１の外方に拡がろうとする力によって、残りの円弧状片６と連結片７との係合は外され、円弧状片６及び連結片７はばらばらになる。そして、第１舌状部１１は、自由端が外方に拡がった状態となる（図３を参照）。
【００３１】
図７及び図８に示す実施形態では、第１拘束部５６を例に説明したが、第２拘束部についても、これらの図に示した構成としても勿論構わない。
【００３２】
図９に、本発明に係る打ち込み杭の他の実施形態を示す斜視図を示す。図９に示す打ち込み杭は、図４に示した、複数の第２舌状部２１が櫛歯状に一体成形された成形部材２が、杭本体１の下端部に取り付けられ、複数の第１舌状部４１が櫛歯状に一体成形された成形部材４が、第１舌状部２１よりも杭本体１の軸方向上方に所定距離を隔てた位置に取り付けられている。成形部材２及び成形部材４の杭本体１への取り付け方法に特に限定はなく、溶接や接着、ネジ止めなど従来公知の方法が用いられる。そして、筒状の第１拘束部材５７が、第１舌状部４１の外周を取り巻くように設けられ、第１舌状部４１の自由端が杭本体１の半径方向外方への拡がることが阻止されている（図９（ａ））。なお、第１拘束部材５７は、第１舌状部４１の自由端が杭本体１の半径方向外方への拡がることを阻止する拘束位置（図９（ａ））と、阻止を解除する解除位置（図９（ｂ））とに杭本体１の軸方向に移動可能である。
【００３３】
このような構成の打ち込み杭において、打ち込み初期では、第１舌状部４１は、第１拘束部材５７によって覆われているので、杭の打ち込みに対して大きな抵抗とはならない。また、第２舌状部２１についても、打ち込みに際して、自由端が縮径する方向に地盤から力を受けるので、第２舌状部２１の外周に拘束部材を設けなくても、杭の打ち込みに対して大きな抵抗とはならない。
【００３４】
杭が地盤にさらに打ち込まれると、第１拘束部材５７と地盤との摩擦抵抗が、第１拘束部材５７と成形部材４との摩擦抵抗よりも大きくなり、第１拘束部材５７は、拘束位置から解除位置へと徐々に移動する。そして、図９（ｂ）に示すような第１拘束部材５７が解除位置になると、第１舌状部４１は、杭の打ち込みにしたがって杭本体１の半径方向外方に徐々に拡がり、やがて杭の打ち込みに対して大きな抵抗となって、杭のそれ以上の打ち込みが不可能となる。換言すれば、杭のそれ以上の沈下が生じなくなる。
【００３５】
一方、地盤に打ち込まれた杭に対して引き抜く力が作用した場合には、第２舌状部２１と杭本体１との間に土や石などが取り込まれて第２舌状部２１が外方に拡がり、杭の引き抜きに対する大きな抵抗となる。これによって杭の引き抜きが防止される。
【００３６】
図１０に、第１拘束部材５７の他の実施形態を示す。図１０に示す第１拘束部材５７は、上方に向かって連続的に拡径する拡径部５７１を有する。第１拘束部材５７に拡径部５７１が形成されていることにより、杭を地盤に打ち込む際に地盤から受ける力が大きくなり、第１拘束部材５７が拘束位置から解除位置に移動しやすくなる。したがって、拡径部５７１の直径や傾斜などを調整することによって、杭の打ち込み完了深さを制御するようにしてもよい。なお、拡径部５７１は半径方向外方に突出した形状であればよく、連続的に拡径する傾斜面を有するものである他、フランジ形状などであってもよい。また、拡径部５７１は軸方向いずれの位置に設けてもよい。
【００３７】
図９及び図１０に示した実施形態では、第１舌状部４１に第１拘束部材５７を設け、第２舌状部２１には拘束部材を設けていなかったが、第１拘束部材５７と同じ構成の第２拘束部を第２舌状部２１に設けても勿論構わない。あるいはまた、杭の構成を簡単にする観点から、第１舌状部４１及び第２舌状部２１のいずれにも拘束部材を設けない形態としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る打ち込み杭では、杭本体を地中に打ち込むと、第１舌状部及び第２舌状部の自由端が外方に拡がる。これにより、第１舌状部及び第２舌状部が抵抗体となって杭本体の沈下及び抜けが防止され有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１    杭本体
２    成形部材
３    尖頭部材
４    成形部材
５    拘束部材
６    円弧状片
７    連結片
１１    第１舌状部
１２    切り込み
２１    第２舌状部
４１    第１舌状部
５１    第１拘束部
５２    第２拘束部
５３    打撃部
５４    第１連結部
５５    第２連結部
５７    第１拘束部材
６１    第１係合部
７１    第２係合部
５７１    拡径部
【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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