JP2014177825A - 回転貫入鋼管杭 - Google Patents

Abstract

【課題】 本願発明は、翼刃にかかる負荷を低減することができると共に、翼刃の保持力を向上させた回転貫入鋼管杭を提供する。
【解決手段】 本願発明は、回転貫入鋼管杭１の切削部３が、鋼管杭本体２の板厚よりも厚い板厚を有する円筒状の保持部６と、該保持部６の先端に、回転方向前方に先端が低くなるように所定の角度で傾斜する一対の翼刃７，８からなる翼刃部９とによって構成され、前記翼刃７，８が、前記保持部６から扇状の延出する外刃部７０，８０と、前記保持部６内の内部空間６０に位置する開口部１０の二辺を形成する内刃部７１，８１とによって構成され、前記外刃部７０，８０は、回転方向前方端部に鋭角に突出する外刃７２，８２を具備し、前記内刃部７１，８１の前記外刃７２，８２に連設される一辺には、鋭角に突出する内刃７３，８３が形成されることにある。
【選択図】 図１

Description

この発明は、地盤に回転貫入され、構造物等に作用する荷重を支持する回転貫入鋼管杭であって、先端部に翼刃部が一体に接合された回転貫入鋼管杭に関する。

特許文献１は、先端部をほぼ螺旋状に切り欠いて取付部が形成された鋼管と、半径が前記鋼管の半径の１．２〜３倍程度で、内角の総和がほぼ３６０°になるように形成された２個又は３個の扇形状平板とを有し、これら扇形状平板を隣接する縁部同士を前記取付部で当接させてほぼ螺旋状の羽根を形成するように前記鋼管の取付部に結合したはねつき回転貫入鋼管杭において、前記扇形状平板の近傍上の鋼管に鋼管内に進入した土砂を鋼管外に導く側面開口部を形成した回転貫入鋼管杭を開示する。

また、本願発明と同一の発明者による特許文献２の第２の態様は、中空円筒状である鋼管杭本体と、該鋼管杭保内の先端にもうけられる２枚の翼刃とを具備し、前記鋼管杭本体内に位置する翼刃によって菱形の開口部が形成される回転貫入鋼管杭を開示する。

特開２００６−８９９３２号公報 特開２００９−４６８３３号公報

特許文献１に対して発明された特許文献２の第２の態様において、回転貫入のために、鋼管杭本体の上部に圧入回転力が加えられると、鋼管杭本体に装着された翼刃が回転し、鋼管杭本体が土中に回転介入されていく。このとき、鋼管杭本体の先端に配置された翼刃によって、鋼管杭本体の貫入方向前方の土砂が圧密されることになるが、鋼管杭本体の先端に形成された開口部によって貫入方向前方の土砂が鋼管杭本体内に接触的に取り込まれるために、貫入方向前方に土砂が圧密されることがないため、回転貫入鋼管杭の回転貫入を良好に行うことができるようになっているものである。

しかしながら、特許文献２に係る回転貫入鋼管杭では、翼刃が形成される鋼管杭が、通常の鋼管杭であることから、場合によって翼刃にかかる負荷を十分に保持することができないという不具合を有する。

このため、本願発明は、特許文献２の第２の態様に開示される回転貫入鋼管杭の不具合を解消するため、翼刃にかかる負荷を低減することができると共に、翼刃の保持力を向上させた回転貫入鋼管杭を提供することにある。

したがって、本願発明は、所定の板厚を有する中空円筒状の鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端に接合される切削部とによって少なくとも構成される回転貫入鋼管杭において、前記切削部が、前記鋼管杭本体の板厚よりも厚い板厚を有する円筒状の保持部と、該保持部の先端に、回転方向前方に先端が低くなるように所定の角度で傾斜する一対の翼刃からなる翼刃部とによって構成されること、前記翼刃が、前記保持部から扇状の延出する外刃部と、前記保持部内の内部空間に位置する開口部の二辺を形成する内刃部とによって構成されること、前記外刃部は、回転方向前方端部に鋭角に突出する外刃を具備すること、前記内刃部の前記外刃に連設される一辺には、鋭角に突出する内刃が形成されること、前記内刃部の他の一辺は前記外刃部の回転方向後方端部に直線状に連設されることにある。

これによって、翼刃の回転方向前方に鋭角に突出する外刃が形成され、さらに内刃部の回転方向前方に位置する一辺に鋭角に突出する内刃を形成したことによって、翼刃の切削力を向上させることができるため、逆に刃にかかる負荷を低減させることができるものである。さらに、前記保持部の板厚を厚くしたことによって翼刃に係る負荷を保持することが可能となるものである。

また、前記切削部と前記鋼管杭本体の接合部には、前記切削部の内径と略等しい外径を有する第１の外径部と、前記鋼管杭本体の内径と略等しい外径を有する第２の外径部とによって構成される接合部材が配されることが望ましい。また、前記切削部の保持部と前記鋼管杭本体の外径は、お互いに略等しいことが望ましい。

この接合部材を設けることによって、接合部分での溶接による保持を確実にすることができるので、鋼管杭本体と切削部とをしっかりと固定することができるものである。さらに、これによって、鋼管杭本体と保持部の内径が接合部材によって保持されると共に、鋼管杭本体と保持部の外周面が面一に形成できるものである。

さらに、前記翼刃部を構成する一対の翼刃は、点対称となるように配置され、前記内刃部の二辺が対向する辺となって開口部の四辺を形成することが望ましい。また、前記開口部は、回転方向前方に開口する側面開口部を有することが望ましい。

さらにまた、前記保持部と前記翼刃部のそれぞれの翼刃との接合部分には、前記保持部からそれぞれの翼刃に向かって延出する補強片が形成されることが望ましい。

また、前記外刃は回転方向に対して外側が回転方向後方となるように傾斜していることが望ましい。

さらに、前記内刃部の他の一辺と前記外刃部の回転方向後方端部とは、一直線状に形成されることが望ましい。

さらにまた、前記外刃は、回転方向前方に対して凸状となるように形成されることがのぞましく、また、前記外刃は、回転方向前方に対して凹状となるように形成されることが望ましい。

外刃の形状を変化させることによって、回転貫入鋼管杭を立設する土壌の条件に合わせて外刃を変化させることが可能となるものである。例えば、回転方向に対して外側が後方に傾斜する構造や、回転方向に対して凸状となる構造では、切削部の回転を容易にすることが考えられる。また、回転方向に対して凹状となる構造では、外刃の外周端部が回転方向に対して尖出することになるので、石や岩等に対する破砕能力が向上するものである。

以上のように、本願発明によれば、回転貫入鋼管杭の先端に鋼管杭本体よりも肉厚に形成された切削部を設けると共に、切削部に設けられる翼刃の回転方向先端に鋭角に突出する外刃及び内刃を設けたことによって、切削部での強度が向上すると共に、切削部による切削能力が向上するため、翼刃に係る負荷を低減させることができるので、回転貫入股間杭の貫入作業効率を向上させることができるものである。

本願発明に係る回転貫入鋼管杭の概略構成図である。 （ａ）は本願発明に係る回転貫入鋼管杭の切削部の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。 本願発明に係る回転貫入鋼管杭の切削部の斜視図である。 本願発明に係る回転貫入鋼管杭の切削部の翼刃の斜視図である。 本願発明の実施例１に係る翼刃部を示す分解平面図である。 本願発明の実施例２に係る翼刃部を示す分解平面図である。 本願発明の実施例３に係る翼刃部を示す分解平面図である。

以下、この発明の実施例について図面により説明する。

本願発明の実施例１に係る回転貫入鋼管杭１は、図１に示すように所定の板厚を有する中空円筒状の鋼管杭本体２と、鋼管杭本体２の先端に接合される切削部３とによって構成され、さらに前記鋼管杭本体２と前記切削部３とは接合部材４を介して連結され、さらに溶接５によって結合されるものである。前記接合部材４は、前記切削部３と前記鋼管杭本体２の接合部分に配されるもので、前記切削部３の内径と略等しい外径を有する第１の外径部４１と、前記鋼管杭本体２の内径と略等しい外径を有する第２の外径部４２とによって構成されるものである。

前記切削部３は、図２乃至図５に示すように、前記鋼管杭本体２の板厚よりも厚い板厚を有する円筒状の保持部６と、該保持部６の先端に、回転方向前方に先端が低くなるように所定の角度で傾斜する一対の翼刃７，８からなる翼刃部９とによって構成されるものである。

前記翼刃７，８は、前記保持部６から扇状の延出する外刃部７０，８０と、前記保持部６内の内部空間６０に位置する開口部１０の二辺を形成する内刃部７１，８１とによって構成され、前記外刃部７０，８０は、回転方向前方端部に鋭角に突出する外刃７２，８２を具備する。さらに、前記内刃部７１，８１の前記外刃７２，８２に連設される一辺には、鋭角に突出する内刃７３，８３が形成される。また、前記内刃部７１，８１の他の一辺７４，８４は、前記外刃部７０，８０の回転方向後方端部７５，８５に直線上に配設されるものである。

前記翼刃部９を構成する一対の翼刃７，８は、点対称となるように配置される。前記内刃部７１，８１の二辺が対向する辺となって開口部１０の四辺を形成する。また、前記開口部１０は、回転方向前方に開口する側面開口部１１を有する。さらに前記保持部６と前記翼刃部９のそれぞれの翼刃７，８との接合部分には、前記保持部６からそれぞれの翼刃７，８に向かって延出する補強片１２が形成される。これによって、翼刃７，８を保持部６に確実に固定することが可能となるものである。

この実施例１では、前記外刃７２，８２は回転方向に対して外側が回転方向後方となるように傾斜している。また、前記内刃部７１，８１の他の一辺７４，８４と前記外刃部７０，８０の回転方向後方端部７５，８５とは、一直線状に形成される。

以上の構造を有する回転貫入鋼管杭１において、図示しない回転貫入装置によって鋼管杭本体２に付与された圧入回転力によって、鋼管杭本体２が回転し、先端に取り付けられた切削部３の翼刃７，８が土砂をかき分けて回転貫入鋼管杭１は土中に進行していく。このとき、翼刃７，８に鋭角に突出する外刃７２，８２が形成されていることから、保持部６の外側において容易に且つ確実に土砂中に浸入し土砂を掻き上げることができるものである。同時に、鋭角に突出する内刃７３，８３が保持部６の内側において容易に且つ確実に土砂中に浸入し土砂を掻き上げることができるものである。このとき、内刃７３，８３によって掻き上げられた土砂は、前記側面開口部１１から開口部１０を経て保持部６の内部空間６０から鋼管杭本体２内に取り込まれるものである。

このように、翼刃７，８の回転方向前方に外刃７２，８２及び内刃７３，８３が形成されていることから、回転貫入鋼管杭１は従来よりも少ない動力で確実に土中に進行することができるものである。

本願発明の実施例２は、図６に示すように、上述した回転貫入鋼管杭１において、翼刃部９Ａの一対の翼刃７Ａ，８Ａは、回転方向前方の凸状に突出した円弧状の外刃７２Ａ，８２Ａを具備することを特徴とする。これによって、外刃７２Ａ，８２Ａが回転方向に沿って滑らかに変化することから、前記切削部３の回転貫入抵抗をさらに低減させることができるものである。

本願発明の実施例３は、図７で示すように、上述した回転貫入鋼管杭１において、翼刃部９Ｂの一対の翼刃７Ｂ，８Ｂは、回転方向前方に凹状に凹んだ円弧状の外刃７２Ｂ，８２Ｂを具備することを特徴とする。この形状の特徴は、外刃７２Ｂ，８２Ｂの外周端が尖出している構造となることであり、このため外刃７２Ｂ，８２Ｂの外周端では一点に大きな力を加えることが可能となるため、外刃７２Ｂ，８２Ｂの破砕力を向上させることができるものである。

１ 回転貫入鋼管杭
２ 鋼管杭本体
３ 切削部
４ 接合部材
５ 溶接
６ 保持部
７，８，７Ａ，８Ａ，７Ｂ，８Ｂ 翼刃
９，９Ａ，９Ｂ 翼刃部
１０ 開口部
１１ 側面開口部
１２ 補強リブ
７０，８０ 外刃部
７１，８１ 内刃部
７２，８２，７２Ａ，８２Ａ，７２Ｂ，８２Ｂ 外刃
７３，８３ 内刃

Claims (8)

1. 所定の板厚を有する中空円筒状の鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端に接合される切削部とによって少なくとも構成される回転貫入鋼管杭において、
   前記切削部が、前記鋼管杭本体の板厚よりも厚い板厚を有する円筒状の保持部と、該保持部の先端に、回転方向前方に先端が低くなるように所定の角度で傾斜する一対の翼刃からなる翼刃部とによって構成されること、
   前記翼刃が、前記保持部から扇状の延出する外刃部と、前記保持部内の内部空間に位置する開口部の二辺を形成する内刃部とによって構成されること、
   前記外刃部は、回転方向前方端部に鋭角に突出する外刃を具備すること、
   前記内刃部の前記外刃に連設される一辺には、鋭角に突出する内刃が形成されること、
   前記内刃部の他の一辺は前記外刃部の回転方向後方端部に直線状に連設されることを特徴とする回転貫入鋼管杭。
2. 前記切削部と前記鋼管杭本体の接合部には、前記切削部の内径と略等しい外径を有する第１の外径部と、前記鋼管杭本体の内径と略等しい外径を有する第２の外径部とによって構成される接合部材が配されることを特徴とする請求項１記載の回転貫入鋼管杭。
3. 前記翼刃部を構成する一対の翼刃は、点対称となるように配置され、前記内刃部の二辺が対向する辺となって開口部の四辺を形成すること、且つ、
   前記開口部は、回転方向前方に開口する側面開口部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の回転貫入鋼管杭。
4. 前記保持部と前記翼刃部のそれぞれの翼刃との接合部分には、前記保持部からそれぞれの翼刃に向かって延出する補強片が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに形成の回転貫入鋼管杭。
5. 前記外刃は回転方向に対して外側が回転方向後方となるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転貫入鋼管杭。
6. 前記内刃部の他の一辺と前記外刃部の回転方向後方端部とは、一直線状に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転貫入鋼管杭。
7. 前記外刃は、回転方向前方に対して凸状となるように形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転貫入鋼管杭。
8. 前記外刃は、回転方向前方に対して凹状となるように形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転貫入鋼管杭。

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