JP2005256431A - スクリュー杭の建込み方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
スクリュー杭の建込みにあたり、地中の土または地盤を本質的に破壊することなく建て込むことができるスクリュー杭の建込み装置を提供する。
【解決手段】
スクリュー杭の建込装置は、作業機のアームに取り付けて使用されるリーダ(1)と、リーダ(1)の所要位置に着脱可能でスクリュー杭(4)を案内する案内装置(2)と、リーダ(1)に沿って移動可能でありスクリュー杭(4)を軸周方向に回転させる回転駆動装置(3)とを備えている。案内装置(2)は、閉じた状態でスクリュー杭(4)のスクリュー部(40)を回転可能に通すことができる開閉部材(21,21a)を有し、開閉部材(21,21a)の下にはスクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにスクリュー部(40)を案内する案内ローラ(22,22a)を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリュー杭の建込み方法及び装置に関するものである。更に詳しくは、スクリュー杭の建込みにあたり、地中の土または地盤を本質的に破壊することなく建て込むことができ、建込み後には、スクリュー杭本来の上下方向の強い耐力が確実に得られるようにしたものに関する。

建築物の基礎用の地中杭等に利用されるスクリュー杭は、例えば金属製の帯状板を螺旋状に捻って形成したスクリュー部を有しており、必要に応じ、そのスクリュー部を先部として、鋼管等を継ぎ足して形成された構造を有している。
スクリュー杭は、特にスクリュー部の作用により、建込み後の上下方向の耐力に優れており、軟弱な地盤に施工されることも多い。

スクリュー杭の建込みは、例えばクレーンやバックホーのアーム先端に取り付けたリーダに案内され、建込み方向（通常は垂直方向）に所要の荷重をかけながら杭を軸周方向へ回転させ、スクリュー部の回転力を推進力に変えていわば地中にねじ込むようにして行われている。その際には、スクリュー杭の建込み箇所である地盤からの反作用を押さえるために、作業機のアームやブームでスクリュー杭に押圧力をかける。

しかしながら、スクリュー杭を地中に建て込む際、無造作に荷重をかけて軸周方向に回転させたのでは、杭の回転数と送り量がスクリュー部の螺旋と一致せず施工が難しい。
更には、地盤は固いところも軟らかいところもあり、スクリュー杭の種類も螺旋のピッチが違う等、一種類ではない。このため、地盤の固さの程度とスクリュー杭の組み合わせは多岐にわたり、杭を押圧する力の調整は難しい。

すなわち、スクリュー杭は、スクリュー部が一回転するごとに螺旋の一ピッチ分を送るようにすれば、地中には横断面形状がスクリュー部の幅分の細い直線状の穴が螺旋状に開くだけで、土または地盤を破壊することなく施工できる。
しかし、上記したように、実際の施工においては、このように施工するのは極めて困難であり、回転数に対し、荷重による送り量が小さすぎたりあるいは大きすぎて、スクリュー部が地盤中で空転して攪拌してしまい、これによってスクリュー部の周りの土または地盤を破壊してしまうことがあった。

これでは、スクリュー杭を所定の深さまで建て込んだとしても、杭が固定されないか、スクリュー杭本来の上下方向の強い耐力が得られない。更には、回転数に対し、荷重が大きすぎた場合は、杭がその力に耐えきれず、スクリュー部と鋼管の継ぎ目部分から折れ曲がることがあり、大変危険であった。

このように、スクリュー杭を建て込む際の杭の回転数に対する押圧力による送り量の加減（調整）は、機械を操作する作業者の経験と勘が頼りであるが、実際の現場では人の感覚で作業を行うには、作業の正確性や工期において限界があった。
本願発明者は、このような人の感覚に頼った建込み作業を行う代わりに、道具を使って機械的または自動的にスクリュー杭を建込む手段を模索し、研究を重ねて本願発明を完成した。

（本発明の目的）
本発明は、スクリュー杭の建込みにあたり、地中の土または地盤を本質的に破壊することなく建て込むことができ、建込み後には、スクリュー杭本来の上下方向の強い耐力が確実に得られるようにした、スクリュー杭の建込み方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
第１の発明にあっては、
スクリューガイドを使用してスクリュー杭の回転力を推進力に変えることにより、スクリュー杭の建込み速度と回転速度を連動させたことを特徴とする、
スクリュー杭の建込み方法である。

第２の発明にあっては、
固定状態にあるスクリューガイドによってスクリュー部を案内し、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
スクリュー杭の建込み方法である。

第３の発明にあっては、
スクリュー杭の回転力を推進力に変えることによりスクリュー杭を建込む建込装置であって、スクリュー杭の建込み速度と回転速度を連動させるスクリューガイドを備えていることを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置である。

第４の発明にあっては、
固定状態にあるスクリューガイドによってスクリュー部が案内され、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置である。

第５の発明にあっては、
スクリュー杭を建込み方向へ案内する手段と、
スクリュー杭を軸周方向へ回転させる手段と、
を備えており、
上記スクリュー杭を建込み方向へ案内する手段は、
固定状態にあるスクリューガイドによってスクリュー部を案内し、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置である。

第６の発明にあっては、
スクリューガイドは、スクリュー杭のうちスクリュー部以外の部分が通るときは、拡開してまたは取り外して通すことができるよう構成されていることを特徴とする、
第３、第４または第５の発明に係るスクリュー杭の建込装置である。

第７の発明にあっては、
スクリューガイドは、回転面がスクリュー部の表裏面に接する回転体を含んでおり、
回転体は、建て込まれるスクリュー杭の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されていることを特徴とする、
第３、第４、第５または第６の発明に係るスクリュー杭の建込装置である。

第８の発明にあっては、
作業機のアームまたはブームに取り付けて使用されるリーダと、
リーダの所要位置に設けられ、スクリュー杭を案内する案内装置と、
リーダに沿って移動可能であり、スクリュー杭を軸周方向に回転させる回転駆動装置と、
を備えており、
上記案内装置は、
閉じた状態で、スクリュー杭のスクリュー部を回転可能に通すことができる開閉部材と、
建込み方向において固定できるよう開閉部材に設けてあり、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにスクリュー部を案内するスクリューガイドと、
を備えていることを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置である。

第９の発明にあっては、
リーダに取り付けて使用され、スクリュー杭の回転力を推進力に変える案内装置であって、
スクリュー杭の建込み速度と回転速度を連動させるスクリューガイドを備えていることを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置である。

第１０の発明にあっては、
リーダに取り付けて使用され、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにする案内装置であって、
スクリュー部を回転可能に保持するスクリューガイドを有し、スクリュー部はスクリューガイドによって案内されるよう構成してあることを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置である。

第１１の発明にあっては、
作業機のアームまたはブームに着脱可能なリーダに取り付けて使用される案内装置であって、
閉じた状態で、スクリュー杭のスクリュー部を回転可能に通すことができる開閉部材と、
建込み方向において固定できるよう開閉部材に設けてあり、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにスクリュー部を案内するスクリューガイドと、
を備えていることを特徴とする、
スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置である。

第１２の発明にあっては、
スクリューガイドは、回転面がスクリュー部の表裏面に接する回転体を含んでおり、回転体は、建て込まれるスクリュー杭の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されていることを特徴とする、
第９、第１０または第１１の発明に係るスクリュー杭の建込装置に使用する案内装置である。

スクリュー杭の建込装置としては、バックホーやクレーン等の作業機のアームやブームに取り付けることができる作業用アタッチメントの形態を有するもの、作業機を使用しないで、作業者による手動で建込み作業ができるように、作業機に取り付けるための付帯手段を設けないもの等をあげることができる。

本発明による建込みの対象となるスクリュー杭としては、例えば全体がリボンスクリューやスクリューオーガ様等のスクリュー部で構成されたもの、このようなスクリュー部と管体等の延長部材を接続したもの、あるいは管体等の外周部に長さ方向の一部または全部に螺旋羽根を設けたもの等があげられる。

回転体の形状は、回転軸の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されているもの（タイコ形状といわれることもある）の他、球形状、楕円球形状、更に円柱形状等も採用できる。
また、回転体は、例えばスクリュー部がリボンスクリューの場合、スクリュー部の表裏面のうち一方の面に対して単数設けてもよいし、複数設けてもよい。複数設ける場合は、スクリュー部の幅方向（または直径方向）に並設してもよいし、長手方向（または軸線方向）に設けてもよく、更にそれらを複合することもできる。

固定状態にあるスクリューガイドによってスクリュー部を案内し、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにするものとしては、例えばスクリュー部を雄ネジとすれば、その雄ネジが螺合可能な雌ネジに相当する案内機能を有するものであれば、その構造は特に限定するものではない。
例えば、ローラやコマ状の回転体をスクリュー部を挟むように配置した構造の他、部材にスクリュー部の横断面形状と同様の穴を空けた構造、スクリュー部が螺合可能な雌ネジ状のもの、またはそれらの構造において更にスクリュー部との接触部に滑り手段や回転手段を設けた構造等である。

（作用）
本発明に係るスクリュー杭の建込装置の作用を、建込まれるスクリュー杭のスクリュー部がリボンスクリューの場合を例にとり説明する。
なお、ここでは説明を分かりやすくするために、本発明の各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与し説明するが、この符号の付与は、あくまで説明を理解しやすくするためであって各構成要件の上記各部への限定を意味するものではない。

スクリュー杭(4)は、軸線方向が建込み方向になるようにして保持される。この保持は、例えばリーダ(1)、案内装置(2)、回転駆動装置(3)等で構成されるスクリュー杭(4)を建込み方向へ案内する手段及び軸周方向へ回転させる手段等によって行われる。

回転駆動装置(3)を駆動すると、スクリュー杭(4)は軸周方向へ回転する。そして、スクリュー部(40)は、固定状態にあるスクリューガイド(22,22a)によって案内され、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにして建込み方向へ送られる。また、このとき、スクリューガイド(22,22a)はスクリュー杭(4)の回転力を推進力に変えるとともに、スクリュー杭の建込み速度と回転速度を連動させている。
これにより、スクリュー杭(4)のスクリュー部(40)は、地中に横断面形状がスクリュー部(40)の幅分の細い直線状の穴を螺旋状につくりながら、土または地盤を破壊することなく建て込まれる。

スクリュー部(40)を案内するスクリューガイド(22,22a)が、スクリュー杭(4)のうちスクリュー部(40)以外の部分が通るときは、拡開してまたは取り外して通すことができるよう構成されているものは、スクリュー杭(4)がスクリュー部(40)に鋼管(41)等を継ぎ足した構造である場合に、スクリュー部(40)が通過し、その後鋼管部(41)が通るときに拡開するかまたは取り外せば、スクリュー杭(4)を更にねじ込む際に邪魔になることなく通過させることができる。

スクリューガイド(22,22a)が、回転面がスクリュー部(40)の表裏面に接する回転体を含むものは、スクリュー部(40)の回転に伴う、スクリュー部(40)が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部(40)の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に送る動きを円滑に行うことができる。

スクリューガイド(22,22a)が、回転面がスクリュー部(40)の表裏面に接する回転体を含んでおり、回転体は、建て込まれるスクリュー杭(4)の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸(220,220a)の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されているものは、スクリュー部(40)が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部(40)の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に送る動きを円滑に行うことができると共に、スクリュー部(40)の回転時には、スクリュー部(40)の幅方向両端側が、回転軸(220,220a)の軸線方向両側へ縮小しながら湾曲傾斜している表面にそれぞれ強く接触しながら回転する。これにより、スクリュー部(40)のうち回転体と接触する部分には、回転体の最大径部分に向かう力が作用し、スクリュー杭(4)の回転軸心が安定するので、ブレも発生しにくい。

（ａ）本発明によれば、スクリュー杭の建込みにあたり、スクリュー部は固定状態にあるスクリューガイドによって案内され、スクリュー部の一回転によって進む距離がスクリュー部のピッチと同じになるようにして建込み方向へ送られる。また、このとき、スクリューガイドはスクリュー杭の回転力を推進力に変えるとともに、スクリュー杭の建込み速度と回転速度を連動させている。これにより、スクリュー杭のスクリュー部は、地中に横断面形状がスクリュー部の穴を螺旋状につくりながら、土または地盤を破壊することなく建て込まれる。従って、建込み後には、スクリュー杭本来の上下方向の強い耐力が確実に得られる。

（ｂ）スクリュー部を案内する手段が、スクリュー杭のうちスクリュー部以外の部分が通るときは、拡開してまたは取り外して通すことができるよう構成されているものは、スクリュー杭がスクリュー部に鋼管等を継ぎ足した構造である場合に、スクリュー部が通過し、その後鋼管部が通るときに拡開するかまたは取り外せば、スクリュー杭を更にねじ込む際に邪魔になることなく通過させることができる。
これにより、スクリュー部だけでなくスクリュー部に鋼管等を継ぎ足した構造のスクリュー杭も支障なく建て込むことができる。

（ｃ）スクリュー部を案内する手段が、回転面がスクリュー部の表裏面に接する回転体を含むものは、スクリュー部の回転に伴う、スクリュー部が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に送る動きを円滑に行うことができる。

（ｄ）スクリュー部を案内する手段が、回転面がスクリュー部の表裏面に接する回転体を含んでおり、回転体は、建て込まれるスクリュー杭の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されているものは、スクリュー部が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に送る動きを円滑に行うことができると共に、スクリュー部の回転時には、スクリュー部の幅方向両端側が、回転軸の軸線方向両側へ縮小しながら湾曲傾斜している表面にそれぞれ強く接触しながら回転する。これにより、スクリュー部のうち回転体と接触する部分には、回転体の最大径部分に向かう力が作用し、スクリュー杭の回転軸心が安定するので、ブレも発生しにくい。

本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。

図１は本発明に係るスクリュー杭の建込装置をバックホーに取り付けた状態を示す説明図、
図２は本発明に係るスクリュー杭の建込装置を示し、スクリュー杭を表した正面視要部説明図、
図３はスクリュー杭の建込装置を示し、スクリュー杭を表した側面視要部説明図、
図４はスクリュー杭の建込装置を示す斜視要部説明図で、（ａ）はスクリュー杭を表した図、（ｂ）はスクリュー杭を表していない図、
図５はスクリュー杭の建込装置を示し、開閉部材の拡開状態を示す斜視要部説明図で、（ａ）はスクリュー杭を表した図、（ｂ）はスクリュー杭を表していない図、
図６はスクリュー杭の建込装置を示す一部を断面した平面視説明図、
図７はスクリュー杭の建込装置を示し、開閉部材の拡開状態を示す一部を断面した平面視説明図である。

なお、以下の説明において、前後左右の表現は、図２を基準とする。すなわち、前側は図２において手前側（紙面側）、後側は図２において奥側（紙背側）、左側は図２において左側、右側は図２において右側である。
また、建込みの対象となるスクリュー杭は、スクリュー部がリボンスクリューであるが、スクリュー杭はこれに限定されず、他の構造のスクリュー杭でも、案内装置の各部寸法を適宜変えることにより実施可能である。

スクリュー杭の建込装置Ａ１は、図１及び後述する図１２に示すように、本実施の形態においては、バックホーやクレーン等の作業機のアームやブームに取り付けることができる作業用アタッチメントとなるものである。
スクリュー杭の建込装置Ａ１は、リーダ１、案内装置２、回転駆動装置３を有している。リーダ１と案内装置２は、スクリュー杭を建込み方向へ案内する手段を構成する。また、回転駆動装置３は、スクリュー杭を軸周方向へ回転させる手段と建込み方向へ案内する手段を構成する。

（リーダ１）
図１ないし図７を参照して説明する。
リーダ１は、所要長さを有するリーダ本体１０を有している。リーダ本体１０は、複数の角管を並設して形成されている。リーダ本体１０の左右両側には、溝状の案内部１１がほぼ全長にわたり設けてある。
リーダ本体１０には、案内部１１と一部を係合して上下移動可能に回転駆動装置３が取り付けてある。回転駆動装置３の構造については、後述する。

リーダ本体１０の下部（先部側）の所要位置には、左右両面間を貫通する固定用孔１２が設けてある。固定用孔１２は後述する案内装置２を上下方向に動かないように固定するためのもので、上下方向（長手方向）へ複数設けることにより、案内装置２を上下方向の位置を変えて取り付けたり、複数取り付けることもできる。

リーダ本体１０の下端部には、前後に張り出して安定用の接地部材１３が設けてある。また、リーダ本体１０の後面側のほぼ中間部には、バックホー等の作業機のアーム先端を取り付けるための取付用ブラケット１４が設けてある。

リーダ本体１０の後面側の取付用ブラケット１４より下方には、ウインチ１５が設けてある。電動のウインチ１５のワイヤ１５０は、リーダ本体１０の上端部に設けてある吊掛具１６の滑車１６０に回し掛けてあり、その先端部は後述する回転駆動装置３に設けてある油圧モータ３１の上部に取り付けてある。
なお、リーダ１の構造は、上記構造に限定されるものではなく、例えば伸縮自在なもの等、各種構造のものが採用できる。

（案内装置２）
リーダ本体１０の下部側には、案内装置２が着脱自在に固定してある。案内装置２はリーダ本体１０に一体に設けてもよい。案内装置２は、リーダ本体１０に取り付けるための取付部材２０と、取付部材２０の前部に左右方向へ開閉可能に設けられた開閉部材２１、２１ａと、開閉部材２１、２１ａの下にそれぞれ設けられた案内ローラ２２、２２ａを有している。
案内ローラ２２、２２ａはスクリューガイドを構成し、開閉部材２１、２１ａが閉じた状態で、スクリュー杭４のスクリュー部４０が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部４０の螺旋の一ピッチ分が軸線方向に送られるようスクリュー部４０を案内することができる。

取付部材２０は、リーダ本体１０を軸周方向の全周にわたり囲むよう形成されたほぼ角管状であり、後述する固定用ピン２３で固定されない状態では、リーダ本体１０に沿ってスライド可能である。
取付部材２０には、左右両面間に貫通した固定用孔２００（図６、図７参照）が設けてある。取付部材２０は、上記固定用孔１２に同じ高さで合致する位置に設けてある。取付部材２０は、固定用ピン２３を固定用孔２００、１２に両端を止めた状態で挿通することにより固定される。

取付部材２０前部の左右両側には、ヒンジ部２４、２４ａを構成する一方の要素（符号省略）が設けてある。これら各要素には、ヒンジ部２４、２４ａを構成する他方の要素（符号省略）を軸ピン２４０によって軸着して、上記開閉部材２１、２１ａが水平方向に回動し、開閉できるよう取り付けてある。

開閉部材２１、２１ａは、閉じたときには図６に示すようにほぼ角筒状となるフレーム２１０、２１０ａを有している。フレーム２１０、２１０ａの基部側（ヒンジ部２４、２４ａ側）の上下方向中間部には、固定用ピン２５を挿通するための挿通管２６、２６ａが、閉じたときに同軸上に繋がって左右方向に連通するよう設けてある。

また、開閉部材２１、２１ａの内部側には、各挿通管２６、２６ａの前部側に、閉じたときに合わさって円筒形状となる横断面半円弧状の筒構成体２７、２７ａが設けてある。筒構成体２７、２７ａは、フレーム２１０、２１０ａのほぼ全高にわたり設けてある。

左側のフレーム２１０の前面には、係合アーム板２１１が上下二箇所に向けてある。係合アーム板２１１は、基端側を軸ピン２１２で軸着し、縦方向に回動可能に設けてある。係合アーム板２１１の先部寄りの下側には、係合凹部２１３が設けてある。
また、右側のフレーム２１０ａの前面には、係合アーム板２１１の係合凹部２１３が係合可能な係合ピン２１４が上下二箇所に設けてある。

開閉部材２１、２１ａは、閉じた状態で係合アーム板２１１の係合凹部２１３を係合ピン２１４に係合し、更に固定用ピン２５を挿通管２６、２６ａに両端を止めて抜けないように挿通することによって、開く方向に力が作用しても閉じた状態を維持できる。

開閉部材２１、２１ａの下端部には、空転可能な案内ローラ２２、２２ａが軸受具２２１、２２１ａによって同じ高さに設けてある。案内ローラ２２は開閉部材２１に設けてあり、案内ローラ２２ａは開閉部材２１ａに設けてある。案内ローラ２２、２２ａは、開閉部材２１、２１ａを閉じたときに、回転軸２２０、２２０ａの方向がそれぞれ前後方向かつ水平方向になるよう設けてある。

案内ローラ２２、２２ａは、軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されており、いわゆるタイコ（太鼓）形状となっている。案内ローラ２２、２２ａは、建て込まれるスクリュー杭４が回転する際、スクリュー部４０が間に入り、その表裏面側が回転表面に接触可能なように所要間隔で設けてある。案内ローラ２２、２２ａの高さは、リーダ本体１０の先端部よりやや高くなるようにしてある。

（回転駆動装置３）
回転駆動装置３は、上記したように、リーダ本体１０に沿って移動可能に取り付けてある。回転駆動装置３は、移動体３０と油圧モータ３１を有している。
移動体３０は、リーダ本体１０の案内部１１と一部を係合させ、リーダ本体１０の軸周方向に回動しない状態で、リーダ本体１０の上下方向にほぼ全長にわたり移動可能である。

油圧モータ３１は、回転軸３１０を下方へ向け移動体３０に固定してある。また、油圧モータ３１の上部には、上記したようにウインチ１５のワイヤ１５０の先端部が取り付けてある。回転駆動装置３は、ワイヤ１５０の繰り出しと巻き取りによって上下方向に移動できる。

回転軸３１０の先端部には、スクリュー杭４の基端部（作業時においては上端部）を取り付けるための取付手段（図示、符号省略）が設けてある。取付手段は、公知手段が採用され、スクリュー杭４に回転軸３１０の回転力を伝えることができるものである。
なお、図１においては、油圧モータ３１を駆動するためのオイルライン（油圧経路）の図示は省略している（後述する図１２も同様）。

また、移動体３０の側部には滑車３００が設けてある。リーダ本体１０の下部後面側には、取付片１７が設けてあり、取付片１７には吊りロープ１７０の一端部が取り付けてある。吊りロープ１７０は所要長さを有し、その先端部にはフック１７１が設けられ、フック１７１には更にスクリュー杭４の上部に掛けるための吊り輪１７２が取り付けてある。
吊り輪１７２の径はスクリュー杭４の鋼管部４１の直径よりやや径大に形成してある。吊りロープ１７０は、滑車３００に上方から回し掛けられ、その先部側は垂らしてある。

（作用）
図８はスクリュー杭の吊り上げ方法を示す説明図、
図９はスクリュー杭の建込み終了状態を示す説明図である。
図１ないし図９を参照して、本実施の形態に係るスクリュー杭の建込装置Ａ１の作用を説明する。

ここで、建て込まれるスクリュー杭４の構造を説明する。スクリュー杭４は、スクリュー部４０と鋼管部４１で構成されている。スクリュー部４０は、金属（鋼）製の帯状板を所要のピッチで螺旋状に捻って形成したリボンスクリューといわれるものである。
スクリュー部４０の一端部には直板部４００が設けてある。スクリュー部４０には、円筒形の鋼管部４１が、直板部４００が直径線に合わさるように内径部を嵌め入れ、接触部を溶接して接続してある。

（１）スクリュー杭４を建て込む箇所に、必要に応じて、土または地盤の状態、障害物の有無等を確認するための深さ１ｍ程度の穴５を堀り、穴縁に枕木６を置く。
（２）一方、スクリュー杭の建込装置Ａ１をバックホー７のアーム７０の先端に取り付ける。

（３）スクリュー杭４を図１に示すようにスクリュー杭の建込装置Ａ１に装着する。スクリュー杭４は、吊りロープ１７０で吊り上げて装着する。
その方法を図８を参照し説明する。まず、吊りワイヤ１５０を繰り出して回転駆動装置３を所要位置まで下げ、吊りロープ１７０先端部に設けてある吊り輪１７２を地面に寝かして置いてあるスクリュー杭４の鋼管部４１の上端部分に掛ける。次に、吊りワイヤ１５０を巻き取り、回転駆動装置３を引き上げる。これにより、スクリュー杭４は回転駆動装置３の上昇ストロークの二倍のストロークで吊り上げられる。
そして、スクリュー杭４のスクリュー部４０を、開閉部材２１、２１ａを閉じた案内装置２の案内ローラ２２、２２ａ間を通るように筒構成体２７、２７ａ内に挿通し、スクリュー杭４の鋼管部４１の上端部を油圧モータ３１の回転軸３１０に取り付ける。

（４）バックホー７を操作し、リーダ１を所要角度（通常は鉛直方向）で立てて、リーダ１の下端部を枕木６に乗せる。このとき、リーダ１には、下方向へやや応力をかけて枕木６に押し付けるようにしてもよい。枕木６により、穴５の縁部の破壊を防止し、リーダ１を安定させることができる。

（５）回転駆動装置３の油圧モータ３１を駆動し、スクリュー杭４を螺旋のねじ込み方向に回転させる。なお、吊りロープ１７０の吊り輪１７２はスクリュー杭４から外さないでもよい。つまり、吊り輪１７２は回転駆動装置３の下降に伴って緩むのでスクリュー杭４と一緒には回転せず、作業に支障を来すことはない。
スクリュー杭４は、回転すると同時に、位置が固定されている案内ローラ２２、２２ａによってスクリュー部４０が軸周方向に一回転するごとにスクリュー部４０の螺旋の一ピッチ分が軸線方向に円滑に送られる。これにより、スクリュー杭４のスクリュー部４０は、地中に横断面形状がスクリュー部４０の幅分の細い直線状の穴を螺旋状につくりながら、土または地盤を破壊することなく建て込まれる。
また、スクリュー部４０を案内する案内ローラ２２、２２ａが、軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されているので、スクリュー部４０の回転時において、スクリュー部４０の幅方向両端側が、案内ローラ２２、２２ａの軸線方向両側へ縮小しながら湾曲傾斜している表面にそれぞれ強く接触しながら回転する。これにより、スクリュー部４０のうち案内ローラ２２、２２ａと接触する部分には、案内ローラ２２、２２ａの最大径部分に向かう力が作用し、スクリュー杭４の回転軸心が安定するので、ブレも発生しにくい。

（６）更に油圧モータ３１でスクリュー杭４を回転させ、スクリュー部４０を地中に建て込んでいく。そして、スクリュー部４０の上端が案内ローラ２２、２２ａに近くなったら、油圧モータ３１の駆動を停止する。
（７）案内装置２の係合アーム板２１１を上方へ回動させて係合凹部２１３と係合ピン２１４の係合を外し、更に固定用ピン２５を挿通管２６、２６ａから抜いて開閉部材２１、２１ａを拡開する。これにより、スクリュー杭４の鋼管部４１の通過に支障のないようにする。

（８）開閉部材２１、２１ａを拡開した状態で再び油圧モータ３１を駆動してスクリュー杭４を回転させ、スクリュー部４０を地中に建て込んでいく。スクリュー杭４は、この位置まで建て込むと、地盤に形成された螺旋穴が雌ネジのような機能を果たし、後は案内ローラ２２、２２ａによる案内がなくても回転させるだけでねじ込まれるように進む。そして、スクリュー杭４をあらかじめ決められた高さまで建て込んだところで油圧モータ３１を停止させる。なお、必要に応じて、鋼管部４１に延長管（図示省略）を接続し、延長管の上部を油圧モータ３１の回転軸３１０に取り付けて更に回転させて深く建て込むこともできる。
（９）最後に穴５に土を必要なだけ埋め戻し、スクリュー杭４の建込みを終了する（図９参照）。

図１０はスクリュー杭の建込装置を構成する案内装置の第２の実施形態を示す平面視説明図である。

本実施の形態に係る案内ローラ２２ｂ、２２ｃは、一方の案内ローラ２２ｂが回転軸２２０ｂの一端側に位置させてあり、他方の案内ローラ２２ｃは回転軸２２０ｃの他端側（案内ローラ２２ｂとは反対側）に位置させてある。また、案内ローラ２２ｂ、２２ｃは、それぞれ球に近いタイコ形状に形成してある。

（作用）
案内ローラ２２ｂ、２２ｃは、スクリュー杭４のスクリュー部４０を間に通し、軸周方向に回転させることによって、上記案内ローラ２２、２２ａと同様に、スクリュー部４０を軸周方向に一回転するごとにスクリュー部４０の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に円滑に送ることができる。なお、他の作用は、大体において上記実施例１と同様である。

図１１はスクリュー杭の建込装置を構成する案内装置の第３の実施形態を示す側面視説明図である。

本実施の形態に係る案内ローラ２２ｄ、２２ｅは、案内ローラ２２、２２ａと同様の構造であり、回転軸２２０ｄ、２２０ｅを互いに逆方向にやや傾斜させて設けてある。

（作用）
案内ローラ２２ｄ、２２ｅは、スクリュー杭４のスクリュー部４０を間に通し、軸周方向に回転させることによって、上記案内ローラ２２、２２ａと同様に、スクリュー部４０を軸周方向に一回転するごとにスクリュー部４０の螺旋の一ピッチ分を軸線方向に円滑に送ることができる。なお、他の作用は、大体において上記実施例１と同様である。

図１２は本発明に係るスクリュー杭の建込装置をクレーンに取り付けた状態を示す説明図である。

クレーン８に取り付けてあるスクリュー杭の建込装置Ａ２は、リーダ１上部の吊掛具１６と滑車１６０及び取付用ブラケット１４が設けられていない点、リーダ１上端部がブーム８０先端部に縦横方向に回動可能に軸着して設けてある点、及び回転駆動装置３がクレーン８のウインチ８１で昇降するようになっている点が上記スクリュー杭の建込装置Ａ１と相違しているが、他の部分はほぼ同様の構造を有している。

（作用）
クレーン８はブーム８０の伸縮範囲が大きいので、スクリュー杭の建込装置Ａ２をクレーン８に取り付けて作業を行うことにより、クレーン８の設置箇所から離れた箇所、あるいは地面の高さが大きく異なる箇所でのスクリュー杭４の建込み作業が可能となる。
また、リーダ１上端部がブーム８０先端部に縦横方向に回動可能に設けてあることにより、リーダ１を吊り上げれば自動的に垂直になる。リーダ１を垂直に立てて地盤上に固定した後は、上記バックホー７に取り付けたスクリュー杭の建込装置Ａ１と同様に作用する。

図１３は本発明に係るスクリュー杭の建込装置を建柱作業車に取り付けた状態を示す側面視説明図、
図１４は本発明に係るスクリュー杭の建込装置を建柱作業車に取り付けた状態を示す平面視説明図である。

建柱作業車９に取り付けてあるスクリュー杭の建込装置Ａ３は、上記スクリュー杭の建込装置Ａ２と同様に、リーダ１上部の吊掛具１６と滑車１６０及び取付用ブラケット１４が設けられていない点、リーダ１上端部がアーム９０先端部に縦横方向に軸９３、９４によって回動可能に軸着してある点、及び回転駆動装置３が建柱作業車９のウインチで駆動される吊り滑車９１で昇降するようになっている点が上記スクリュー杭の建込装置Ａ１と相違しているが、他の部分はほぼ同様の構造を有している。

（作用）
建柱作業車９に取り付けてあるスクリュー杭の建込装置Ａ３によれば、建柱作業車９の機動性を活かした迅速な建込み作業が可能になる。
また、リーダ１上端部がアーム９０先端部に縦横方向に回動可能に設けてあることにより、リーダ１を吊り上げれば自動的に垂直になる。リーダ１を垂直に立てて地盤上に固定した後は、上記バックホー７に取り付けたスクリュー杭の建込装置Ａ１と同様に作用する。
そして、建柱作業車９が走行する場合は、スクリュー杭の建込装置Ａ３をスクリューオーガ９２と同様に折り畳んで荷台に載せ、抱き込んで台フレームに固定した状態で走行できる。なお、スクリュー杭の建込装置Ａ３は、上記のように自由な方向へ向けることができるようアーム９０に取り付けてあるので、抱き込む際も支持柱等に当たらないように方向を調整できる。

なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。

本発明に係るスクリュー杭の建込装置をバックホーに取り付けた状態を示す説明図。 本発明に係るスクリュー杭の建込装置を示し、スクリュー杭を表した正面視要部説明図。 スクリュー杭の建込装置を示し、スクリュー杭を表した側面視要部説明図。 スクリュー杭の建込装置を示す斜視要部説明図で、（ａ）はスクリュー杭を表した図、（ｂ）はスクリュー杭を表していない図。 スクリュー杭の建込装置を示し、開閉部材の拡開状態を示す斜視要部説明図で、（ａ）はスクリュー杭を表した図、（ｂ）はスクリュー杭を表していない図。 スクリュー杭の建込装置を示す一部を断面した平面視説明図。 スクリュー杭の建込装置を示し、開閉部材の拡開状態を示す一部を断面した平面視説明図。 スクリュー杭の吊り上げ方法を示す説明図。 スクリュー杭の建込み終了状態を示す説明図。 スクリュー杭の建込装置を構成する案内装置の第２の実施形態を示す平面視説明図。 スクリュー杭の建込装置を構成する案内装置の第３の実施形態を示す側面視説明図。 本発明に係るスクリュー杭の建込装置をクレーンに取り付けた状態を示す説明図。 本発明に係るスクリュー杭の建込装置を建柱作業車に取り付けた状態を示す側面視説明図。 本発明に係るスクリュー杭の建込装置を建柱作業車に取り付けた状態を示す平面視説明図。

符号の説明

Ａ１ スクリュー杭の建込装置
１ リーダ
１０ リーダ本体
１１ 案内部
１２ 固定用孔
１３ 接地部材
１４ 取付用ブラケット
１５ ウインチ
１５０ ワイヤ
１６ 吊掛具
１６０ 滑車
１７ 取付片
１７０ 吊りロープ
１７１ フック
１７２ 吊り輪
２ 案内装置
２０ 取付部材
２００ 固定用孔
２１、２１ａ 開閉部材
２１０、２１０ａ フレーム
２１１ 係合アーム板
２１２ 軸ピン
２１３ 係合凹部
２１４ 係合ピン
２２、２２ａ 案内ローラ
２２０、２２０ａ 回転軸
２２１、２２１ａ 軸受具
２３ 固定用ピン
２４、２４ａ ヒンジ部
２４０ 軸ピン
２５ 固定用ピン
２６、２６ａ 挿通管
２７、２７ａ 筒構成体
３ 回転駆動装置
３０ 移動体
３００ 滑車
３１ 油圧モータ
３１０ 回転軸
５ 穴
６ 枕木
７ バックホー
７０ アーム
２２ｂ、２２ｃ 案内ローラ
２２０ｂ、２２０ｃ 回転軸
２２ｄ、２２ｅ 案内ローラ
２２０ｄ、２２０ｅ 回転軸
４ スクリュー杭
４０ スクリュー部
４００ 直板部
４１ 鋼管部
８ クレーン
８０ ブーム
８１ ウインチ
９ 建柱作業車
９０ アーム
９１ 吊り滑車
９２ スクリューオーガ
９３、９４ 軸

Claims (12)

1. スクリューガイド(22,22a)を使用してスクリュー杭(4)の回転力を推進力に変えることにより、スクリュー杭(4)の建込み速度と回転速度を連動させたことを特徴とする、
   スクリュー杭の建込み方法。
2. 固定状態にあるスクリューガイド(22,22a)によってスクリュー部(40)を案内し、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
   スクリュー杭の建込み方法。
3. スクリュー杭(4)の回転力を推進力に変えることによりスクリュー杭(4)を建込む建込装置であって、スクリュー杭(4)の建込み速度と回転速度を連動させるスクリューガイド(22,22a)を備えていることを特徴とする、
   スクリュー杭の建込装置。
4. 固定状態にあるスクリューガイド(22,22a)によってスクリュー部(40)が案内され、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
   スクリュー杭の建込装置。
5. スクリュー杭(4)を建込み方向へ案内する手段(1,2)と、
   スクリュー杭(4)を軸周方向へ回転させる手段(3)と、
   を備えており、
   上記スクリュー杭(4)を建込み方向へ案内する手段(1,2)は、
   固定状態にあるスクリューガイド(22,22a)によってスクリュー部(40)を案内し、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにしたことを特徴とする、
   スクリュー杭の建込装置。
6. スクリューガイド(22,22a)は、スクリュー杭(4)のうちスクリュー部(40)以外の部分(41)が通るときは、拡開してまたは取り外して通すことができるよう構成されていることを特徴とする、
   請求項３、４または５記載のスクリュー杭の建込装置。
7. スクリューガイド(22,22a)は、回転面がスクリュー部(40)の表裏面に接する回転体を含んでおり、
   回転体は、建て込まれるスクリュー杭(4)の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸(220,220a)の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されていることを特徴とする、
   請求項３、４、５または６記載のスクリュー杭の建込装置。
8. 作業機(7)のアーム(70)またはブームに取り付けて使用されるリーダ(1)と、
   リーダ(1)の所要位置に設けられ、スクリュー杭(4)を案内する案内装置(2)と、
   リーダ(1)に沿って移動可能であり、スクリュー杭(4)を軸周方向に回転させる回転駆動装置(3)と、
   を備えており、
   上記案内装置(2)は、
   閉じた状態で、スクリュー杭(4)のスクリュー部(40)を回転可能に通すことができる開閉部材(21,21a)と、
   建込み方向において固定できるよう開閉部材(21,21a)に設けてあり、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにスクリュー部(40)を案内するスクリューガイド(22,22a)と、
   を備えていることを特徴とする、
   スクリュー杭の建込装置。
9. リーダ(1)に取り付けて使用され、スクリュー杭(4)の回転力を推進力に変える案内装置(2)であって、
   スクリュー杭(4)の建込み速度と回転速度を連動させるスクリューガイド(22,22a)を備えていることを特徴とする、
   スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置。
10. リーダに取り付けて使用され、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにする案内装置であって、
    スクリュー部(40)を回転可能に保持するスクリューガイド(22,22a)を有し、スクリュー部(40)はスクリューガイド(22,22a)によって案内されるよう構成してあることを特徴とする、
    スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置。
11. 作業機(7)のアーム(70)またはブームに着脱可能なリーダ(1)に取り付けて使用される案内装置(2)であって、
    閉じた状態で、スクリュー杭(4)のスクリュー部(40)を回転可能に通すことができる開閉部材(21,21a)と、
    建込み方向において固定できるよう開閉部材(21,21a)に設けてあり、スクリュー部(40)の一回転によって進む距離がスクリュー部(40)のピッチと同じになるようにスクリュー部(40)を案内するスクリューガイド(22,22a)と、
    を備えていることを特徴とする、
    スクリュー杭の建込装置に使用する案内装置。
12. スクリューガイド(22,22a)は、回転面がスクリュー部(40)の表裏面に接する回転体を含んでおり、回転体は、建て込まれるスクリュー杭(4)の表裏面側の二箇所に設けてあり、回転軸(220,220a)の軸線方向の中間部が次第に径大となるよう構成されていることを特徴とする、
    請求項９、１０または１１記載のスクリュー杭の建込装置に使用する案内装置。

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