(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持棒の先端側に螺旋状掘削刃を有し、押圧回転されることにより地中に進入して埋設される地中アンカにおいて、
（ａ）前記支持棒の先端にドリル部が、そのドリル部の上側に前記螺旋状掘削刃が設けられ、かつ、前記支持棒と、前記螺旋状掘削刃と、ドリル部とが一体に鋳造され、
（ｂ）前記螺旋状掘削刃は、前記支持棒の長手方向に間欠的に複数個設けられているとともに、前記螺旋状掘削刃の径は前記支持棒の先端から後端方向に遠ざかるに連れて大きくされ、かつ、前記各螺旋状掘削刃の進入方向先端及び外周縁は尖鋭に形成されており、
（ｃ）前記ドリル部は、コーン状に形成され、そのコーンの先端部から基端部にかけてほぼ直線状の切込刃を有するものであり、
（ｄ）前記支持棒の前記ドリル部の直近上側にくびれ部を設けてあり、
（ｅ）前記支持棒の最も先端側の螺旋状掘削刃の先端は前記くびれ部に設けてある、
ことを特徴とする地中アンカ。
【請求項２】
支持棒、螺旋状掘削刃及びドリル部が球状黒鉛鋳鉄で鋳造され、上部ベイナイト処理されていることを特徴とする請求項１に記載の地中アンカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電柱の支線あるいは建築構造物等を地中において支持する地中アンカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の地中アンカは、例えば、特開平８−２８４１６０号公報に示されるように、地中に埋設される支持棒の先端側に間欠的に螺旋状掘削刃が設けられて構成されている。
【０００３】
この螺旋状掘削刃を有する地中アンカは、回転機械（ロータリマシン）により押圧しながら所定方向に回転させると、螺旋状掘削刃が地中に食い込み推進する力が発生するため徐々に地中に進入する。これにより地中アンカの埋設が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の螺旋状掘削刃を有する地中アンカは、これを地中に回転進入させるために大型の回転機械を必要とするとともに、地盤が堅いときは、地中アンカが進入しにくいという欠点があった。また、螺旋状掘削刃は、支持棒に溶接して設けられるので、製造コストが高くなるという欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、小型の回転機械を用いて堅い地盤にも容易に回転進入させることができ、それでいて、低コストに製造することのできる地中アンカを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、支持棒の先端側に螺旋状掘削刃を有し、押圧回転されることにより地中に進入して埋設される地中アンカにおいて、（ａ）前記支持棒の先端にドリル部が、そのドリル部の上側に前記螺旋状掘削刃が設けられ、かつ、前記支持棒と、前記螺旋状掘削刃と、ドリル部とが一体に鋳造され、（ｂ）前記螺旋状掘削刃は、前記支持棒の長手方向に間欠的に複数個設けられているとともに、前記螺旋状掘削刃の径は前記支持棒の先端から後端方向に遠ざかるに連れて大きくされ、かつ、前記各螺旋状掘削刃の進入方向先端及び外周縁は尖鋭に形成されており、（ｃ）前記ドリル部は、コーン状に形成され、そのコーンの先端部から基端部にかけてほぼ直線状の切込刃を有するものであり、（ｄ）前記支持棒の前記ドリル部の直近上側にくびれ部を設けてあり、（ｅ）前記支持棒の最も先端側の螺旋状掘削刃の先端は前記くびれ部に設けてあることを特徴としている。
また、本発明の好ましい形態においては、上記地中アンカは、支持棒、螺旋状掘削刃及びドリル部が球状黒鉛鋳鉄で鋳造され、上部ベイナイト処理されていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る地中アンカａを地中Ｇに埋設した状態の斜視図である。
【０００８】
概括的に説明すると、地中アンカａは、支持棒１と、その支持棒１の先端部付近の外周に間欠的に設けられた螺旋状掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、支持棒１の先端に設けられたドリル部２０と、その支持棒のドリル部２０のすぐ上側に近接して形成されたくびれ部３０とを一体に有している。
【０００９】
支持棒１は、所定長さを有する２本の棒材からなる支持棒１ａ，１ｂを接続して所望の長さに形成されている。すなわち、下方に位置する支持棒１ａの６角柱からなる頭部２の軸心には、その支持棒１ａを拡大して示した図２に示されるように、ねじ穴３が設けられており、そのねじ穴３に上方の支持棒１ｂの下部に設けられているねじ棒（図示せず）が捩じ込まれて１本の支持棒１が構成されている。
【００１０】
上方の支持棒１ｂの上部も、下方の支持棒１ａの上部と同様にねじ穴３を有する６角柱からなる頭部２が設けられている。そして、この支持棒１ｂの頭部２のねじ穴３には、地中アンカａが図１に示されるように埋設された後に、アイボルト４が捩じ込まれ、そのアイボルト４を介して電柱の支線等が取付けられるように構成されている。
【００１１】
各支持棒１ａ，１ｂの頭部２，２にそれぞれ設けられている貫通孔５，５は、各頭部２，２の軸心方向と直交する方向に設けられていて、後述する回転機械Ｍ（図２参照）に頭部２が挿入してセットされたときに、その状態を保持するピン（図示せず）の挿入のために用いられるものである。
【００１２】
図１に示された支持棒１ｂは、いわば付加された補助支持棒であり、支持棒１は、図１の例では、２本の支持棒１ａ，１ｂから構成されているが、地中Ｇの土質、つまり、地盤の性状により埋設深さがさらに必要なときは、さらに他の支持棒（１ｂ）が連結される。また、その地盤の土質により、１本の支持棒（１ａ）で足りるときは、上部の支持棒１ｂを省略することができる。
【００１３】
なお、支持棒１を上述のように連結型とすることなく、１本で構成することも可能であるが、上述のように、地盤の性質により長さを調整できること、長さが比較的短いと鋳造による製造が容易なこと、及び運搬が容易になる等の利点を得ることができる。
【００１４】
図中、１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、下方の支持棒１ａの先端側（図１及び図２において下側）に所定の間隔を保って、すなわち、間欠的に設けられた螺旋状掘削刃（以下、「掘削刃」という）である。また、２０はドリル部であり、さらに、３０はくびれ部である。そして、４０はつば部である。以下、これらを図２〜図４を用いて説明する。
【００１５】
掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、支持棒１ａの後端側（図１及び図２において上側）ほど、すなわち、ドリル部２０から遠ざかるほど外径が大きく形成されているとともに、螺旋のピッチが大きくなるように形成されている。各掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、その外径及びピッチの相違以外は同一であるので、上方に位置する掘削刃１０ｃを例に説明すると、この掘削刃１０ｃの螺旋は、支持棒１ａを１．５回転する長さを有している。したがって、支持棒１ａが地中Ｇ内で一方向（図示の例では右方向）に１回転させられると、掘削刃１０ｃの螺旋のピッチ分だけ軸心方向に進行（進入）することができる。
【００１６】
掘削刃１０ｃの地中Ｇ（以下、「地中」を「地盤」と言うときもある。）に進入する先端、すなわち、図２の符号イで示される部分は尖鋭に形成されているとともに、掘削刃１０ｃの外周縁、すなわち、図２の符号ロで示される部分も、図３に示されるように尖鋭に形成されている。また、掘削刃１０ｃの後端側、すなわち、図２の符号ハで示される部分は、他の部分よりも螺旋のピッチが大きく形成されていて、跳ね上がった状態に形成されている。
【００１７】
ドリル部２０は、支持棒１ａの先端に設けられていて、機械工作で用いられる周知のドリルの先端部の形状を呈している。すなわち、ドリル部２０はほぼコーン状に形成されている。そして、そのコーンの先端部から基端部にかけてほぼ直線状に突出する切込刃２１ａ，２１ｂが支持棒１ａの軸心に対して互いに反対側に設けられている。図４に示されるように、切込刃２１ａ，２１ｂの掘削時のドリル回転方向（図４の矢印参照）と反対側部分は、周知のドリルと同様に切込効果を高めるために、鎖線で示されるように逃げが設けられている。また、切込刃２１ａ，２１ｂを設けることにより、当然の形状として、各切込刃の掘削時ドリル回転方向前側に凹み部２１ｃが形成されている。
螺旋刃を有するドリルは、堅い地盤に切り込む場合に強度不足により先端が屈曲されたり、破損されたりする虞がある。しかし、本発明による地中アンカのドリル部２０は、コーン状であって、コーンの先端部から基端部にかけてほぼ直線状の切込刃２１ａ，２１ｂを有するものであるから、強度と耐久性が非常に大きいため、岩盤などの堅い地盤でもこれを容易に切込み破砕して進入することができる。
【００１８】
くびれ部３０は、ドリル部２０の直近上方に設けられていて、支持棒１ａを他の部分よりも直径を小さく形成して構成されている。そして、切込刃２１ａ，２１ｂが形成されているドリル部２０の直近上方に設けられているので、掘削時は、ドリル部２０の回転により切込刃２１ａ，２１ｂによって生成される、いわゆる削粉が凹み部２１ｃからその凹み部を通ってくびれ部３０に移動して収容される。そして、最も先端側の掘削刃１０ａの進入側先端はそのくびれ部３０に設けてある。従って、切込刃２１ａ，２１ｂによって生成される削粉が凹み部２１ｃを通ってくびれ部３０に収容されると、その削粉は直ちに掘削刃１０ａによって上方に排出されるため、ドリル部２０の地盤切削能率が向上し、くびれ部３０が設けられていない場合よりも地盤への進入が格段に容易になる。
【００１９】
つば部４０は、頭部２の下部に設けられていて、支持棒１ａよりも大径に形成されて構成されている。このつば部４０は、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃの回転により排出されようとする排土を押さえることができ、いわゆる無排土工法の効果をより高めることができる。なお、このつば部４０は、頭部２を大径に形成することにより省略することができる。
【００２０】
上述の支持棒１ａ、頭部２、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、ドリル部２０、くびれ部３０、及びつば部４０は、鋳造により一体構造とされている。しかも、その鋳造においては、支持棒１ａの軸心に沿って分割できる鋳型を用いることにより、中子を必要とすることなく、極めて容易に製造することができる。
【００２１】
地中アンカａは、球状黒鉛鋳鉄で鋳造され、恒温で９００〜９３０℃×１．０〜１．５Ｈｒの焼入れをした後、恒温で３７０〜３８０℃×１．０〜１．５Ｈｒの塩浴（熱浴）による上部ベイナイト処理（上部ベイナイト組織を得るための焼戻し処理）が施されている。したがって、この地中アンカａは、特にドリル部２０を含めて全体の硬度及び靭性が非常に高いので、堅い地盤Ｇに対しても優れた掘削機能を有する。
【００２２】
頭部２のねじ穴３及び貫通孔５は、鋳造後、機械加工により作られる。
【００２３】
上記構成の地中アンカａを地中Ｇに埋設するには、バックホー等の比較的小型の土木機械に油圧で回転力を得ることのできる回転機械Ｍを取付けて行われる。
【００２４】
回転機械Ｍには、頭部２の６角柱に対応した挿入口（図示せず）が設けられているので、その挿入口に支持棒１ａの頭部２を挿入したのち、貫通孔５にピン（図示せず）を挿入して支持棒１ａが回転機械Ｍに保持される。
【００２５】
回転機械Ｍが回転されると、ドリル部２０は地盤Ｇを切込む形で、つまり、ドリルが穴をあける形で地盤Ｇに進入する。次いで、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ドリル部２０であけられた穴に案内される形で地盤Ｇに進入される。しかも、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、間欠的に設けられ、先端のものほど外径が小さく、また、先端及び外周が尖鋭に形成されているので、地盤Ｇへの食込みの抵抗が少なく、したがって、従来よりも小さい回転力で埋設を行うことができる。また、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃが間欠的に設けられていること、掘削刃１０ａ，１０ｂ，１０ｃの螺旋状のピッチが後端側へ向かって次第に大きくなること、及びつば部４０を有していることにより、地中アンカａの埋設に伴う地中Ｇ外への排土を行うことなく、無排土工法で埋設することができる。さらに、排土量を減少させて、圧密な土壌の周壁が得られる。このため、支持棒１ａの周囲に空間が生じることなく所望の支持力を得ることができる。
【００２６】
支持棒１ａの頭部２が地表面近くまで埋設されたときに、その頭部２のねじ穴３に上方の支持棒１ｂが捩じ込まれて接続され、その接続後、上方の支持棒１ｂの頭部２が回転機械Ｍにセットされて地中アンカａの回転進入が続行される。
【００２７】
上方の支持棒１ｂの頭部２が地上面近くまで埋設されたときは（図１参照）、回転機械Ｍが外され、頭部２のねじ穴３にアイボルト４が捩じ込まれて地中アンカａの埋設が完了となる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、第１に、支持棒と螺旋状掘削刃とドリル部とが一体に鋳造されているから、地中アンカが総体的に非常に強靭である。第２に、螺旋状掘削刃は、支持棒の長手方向に間欠的に複数個設けられているとともに、螺旋状掘削刃の径は支持棒の先端から後端方向に遠ざかるに連れて大きくされ、かつ、各螺旋状掘削刃の進入方向先端及び外周縁は尖鋭に形成されているので、地盤掘削時に受ける抵抗が小さくなるため、所要掘削力が小さくなる。第３に、支持棒の先端のドリル部はコーン状であって、コーンの先端部から基端部にかけてほぼ直線状の切込刃を有するから、強度と耐久性が非常に大きいため、岩盤などの堅い地盤でもこれを容易に切込み破砕して進入することができる。第４に、ドリル部の切込刃の支持棒回転方向前側には凹み部が形成され、そのドリル部の直近上側にくびれ部が設けられ、支持棒の最も先端側の螺旋状掘削刃の先端はくびれ部に設けてあるので、切込刃によって生成される削粉が凹み部を通ってくびれ部に収容されると、その削粉は直ちに掘削刃によってくびれ部から上方に排出されるため、ドリル部の地盤切削能率が向上し、地盤への穿孔進入が格段に容易になる。
従って、本発明によれば、地中アンカが総体的に非常に強靭であること、ドリル部が非常に大きい強度と耐久性を有すること、掘削により生成する削粉がくびれ部に収容され、かつ、直ちに最も先端側の螺旋状掘削刃によりくびれ部から排出されてドリル部の地盤切削能率が向上すること、複数の螺旋状掘削刃の径が支持棒の後端方向に漸増し、かつ、各螺旋状掘削刃の進入方向先端及び外周縁が尖鋭に形成されて所要掘削力が小さくて良いことが組み合わされて、小型の回転機械を用いてかなり堅い地盤にも容易に回転進入させることができるという従来の地中アンカでは到底得られない格別の効果が奏される。
【００２９】
請求項２の発明によれば、上記構造の地中アンカが、球状黒鉛鋳鉄で鋳造され、上部ベイナイト処理されているので、特にドリル部を含めて全体の硬度及び靭性が非常に高いため、堅い地盤に対しても優れた掘削機能を発揮する。従って、堅い地盤でも地中アンカの強度を気にすることなく容易に回転進入させて埋設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係る地中アンカを埋設した状態の斜視図である。
【図２】  下方の支持棒の拡大斜視図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】  ドリル部を下から見た拡大図である。
【符号の説明】
ａ  地中アンカ
１，１ａ，１ｂ  支持棒
２  頭部
３  ねじ穴
４  アイボルト
５  貫通孔
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  螺旋状掘削刃（掘削刃）
２０  ドリル部
２１ａ，２１ｂ  切込刃
２１ｃ  凹み部
３０  くびれ部
４０  つば部
Ｇ  地中（地盤）
【図１】
0004248622.tif 000002
【図２】
0004248622.tif 000003
【図３】
0004248622.tif 000004
【図４】
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