JP3911073B2 - コンクリ−ト杭およびその遠心成形用型枠 - Google Patents
コンクリ−ト杭およびその遠心成形用型枠 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋状のつばを有するコンクリート杭およびこれを製造するための遠心成形用型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎を構築するための基礎杭として用いられるコンクリート杭の一つに、円筒状の本体とその周囲を螺旋状に取り巻くつばとを有するものがある。
【０００３】
従来、このつば付きのコンクリート杭の形成について、つばを有しない円筒状のコンクリート杭と同様、互いに突き合わされた一対の半円筒状体（半割体）からなるいわゆる二つ割りの型枠を用いる遠心成形によって行うことが提案されていた。しかし、つば付きのコンクリート杭の成形においては、つばなしのコンクリート杭の遠心成形とは異なり、前記型枠とその内部に成形された成形体におけるつばとの間に、１８０度の角度的間隔をおいて生じる相互干渉（引掛り）のため、脱型の際、前記成形体から各半割体を引き剥がすことができないという問題があった。
【０００４】
このような事情のもと、つば付きコンクリート杭のための遠心成型用型枠として、周方向に関して等分割された４つの枠体を有する遠心成形用型枠（特公昭６０−２９６０８号参照）が提案された。
【０００５】
この型枠によれば、遠心成形の後、前記４つの枠体のうちの互いに相対する２つの枠体は成形体の軸線と直角な方向へ移動させることにより前記成形体から分離することができる。他方、前記干渉位置に位置する他の２つの枠体は、それぞれ、前記軸線に対して非直角の方向へ移動させることにより前記成形体から分離することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、二対の枠体を前記直角方向および非直角方向のそれぞれに移動させて行う脱型作業には時間と労力とを要し、また、二対の枠体の組立作業にも時間と労力とを要するという問題があり、このために、前記コンクリート杭の製造能率は低く、その向上が望まれていた。
【０００７】
したがって、本発明の目的は螺旋状のつばを有するコンクリート杭の製造能率を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンクリート杭は、円筒状の周面を有する本体と該本体を取り巻くつばとを有し、該つばは台形または三角形の横断面形状を取り得る。前記コンクリート杭のつばは、前記本体の周面上を伸びる螺旋からなる２つの底縁と、前記本体と同軸の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる２つ（台形の断面形状を有する場合）または１つ（三角形の断面形状を有する場合）の頂縁とにより規定された二つの側面を有する。本発明の特徴は、前記本体の軸線を含む基準縦断面と平行な任意の縦断面内において、前記本体の軸線に直交しかつ各側面に相対する各横断面から前記底縁までの軸線方向距離が前記頂縁までの軸線方向距離より小さいことにある。
【０００９】
前記つばの頂縁は、交互に連なる螺旋部と非螺旋部とからなる。前記非螺旋部は、前記任意の縦断面内における、各横断面から前記底縁までの軸線方向距離(Z０)と各横断面から前記螺旋部の延長までの距離(Z１)との差(Z０-Z１) の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を前記螺旋部の延長線から他の底縁の側へ隔てた点を含む。距離(Z０-Z１) の差は、式(P/360)・[ θ０ - sin−１{(r０/r１) ・ sin θ０}] - ａで表わされる。ここで、Ｐは前記つばのピッチ、θ０ は前記基準縦断面から前記任意の縦断面と前記つばの底縁との交点までの前記軸線の周りの角度、r０は前記軸線から前記交点までの距離、r１は前記軸線から前記任意の縦断面と前記螺旋部の延長線との交点までの距離であり、また、ａは前記基準断面内に置ける前記底縁および頂縁間の軸線方向距離である。
【００１０】
前記台形状および前記三角形状の断面のつばを有するコンクリート杭の遠心成形用型枠は、それぞれ、半円筒状の２つの外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを備え、両外枠および両内枠の双方、または前記内枠のみが前記コンクリート杭の表面すなわち前記本体の周面と、前記つばの周面および両側面とを規定する。
【００１１】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、前記基準縦断面と平行な任意の縦断面内において、前記つばの各側面と相対する各横断面から当該側面を規定する底縁までの軸線方向距離が当該横断面から当該側面を規定する頂縁までの軸線方向距離以下であることから、コンクリート杭をその軸線と直角な方向から見たとき、前記つばの頂縁のいずれの箇所も前記底縁から前記横断面の側に位置しない。このため、本発明のコンクリート杭は、従来における型枠と成形品との間の相互干渉の原因、すなわち前記つばの頂縁の一部が前記底縁よりも前記横断面の側に位置することとなる外形を有しない。
【００１２】
このことから、本発明のコンクリート杭は、いわゆる二つ割りの型枠すなわち半円筒状の２つの外枠と、各外枠内に配置されかつ固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを有する本発明に係る遠心成形用型枠を用いての製造が可能であり、また、各外枠およびこれと一体の各内枠とをこれらの軸線に対して直角な方向へ移動しての脱型が可能である。また、前記型枠は、前記内枠と一体である２つの外枠を互いに突き合わせることにより組み立てることができるため、型枠の組立および脱型の各作業を短時間でまた容易に行うことができ、これにより、つばを有するコンクリート杭の製造能率を高めることができる。
【００１３】
前記コンクリート杭の表面は、その成形の際、各外枠および前記内枠の双方により、または前記内枠のみにより規定される。
【００１４】
前記コンクリート杭のつばの頂縁は、前記仮想円筒面上を交互に連なる螺旋部と非螺旋部とからなる。前記非螺旋部は、前記任意の縦断面内における、前記各横断面から前記底縁までの軸線方向距離(Z０)と前記各横断面から前記螺旋部の延長までの距離(Z１)との差(Z０-Z１)の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を前記螺旋部の延長線から他の底縁の側へ隔てた点の集合として定めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、コンクリート杭１０と、コンクリート杭１０を遠心成形するために用いられた脱型状態の遠心成形用型枠１２とが示されている。
【００１６】
コンクリート杭１０は、円筒状の本体１３と、該本体を螺旋状に取り巻く、台形の断面形状を有するつば１４とを備える。コンクリート杭１０については後に詳述する。
【００１７】
型枠１２は、半円筒状の上下一対の外枠１５と、各外枠１５内に配置されかつ該外枠に固定された内枠１６とを有する。
【００１８】
図２〜図４に示すように、両外枠１５は、両外枠１５を互いに突き合わせることにより、円筒状に組み立てられる。
【００１９】
また、各内枠１６は、外枠１５の軸線方向に互いに間隔をおいて配置されかつ該外枠に溶接され各外枠１５の内周面に沿って螺旋方向へ伸びる複数の内枠部材１８からなる。両外枠１５が円筒状に組み立てられるとき、両内枠１６の内枠部材１８の端部同士が互いに突き合わされ、これにより両内枠１６が螺旋状を呈するように組み立てられる。
【００２０】
各内枠部材１８は全体に台形の断面形状を有し、また、各外枠１５の内周面から該外枠の軸線側である内方へ張り出しており、コンクリート杭１０の成形の際、該コンクリート杭の表面の一部である本体１３の外周面１９（図１参照）およびつば１４の両側面２０，２１を規定する。また、内枠部材１８相互間にあって螺旋状に伸びる外枠１５の内周面１５ａの一部が、コンクリート杭１０の表面の残りの一部であるつば１４の頂面２２を規定する。
【００２１】
図示の例では、両外枠１５と両内枠１６とが互いに共同して成形体であるコンクリート杭１０の表面を規定する。これに代えて、両内枠のみで前記成形体の表面を規定するようにすることができる。この場合には、各内枠における各内枠部材がさらにコンクリート杭１０の頂面２２を規定する部分を有し、これらの内枠部材は前記外枠の軸線方向に互いに接して配置される。各内枠の互いに接する前記内枠部材は、個々に分割されていない一体のものとすることができる。
【００２２】
両外枠１５は、コンクリート杭１０の遠心成形に先立ち、複数のボルト２３と複数のナット２４との螺合により、互いに解除可能に締結される。ボルト２３は一方（上方）の外枠１５の各側部に固定され該側部に沿って伸びるアングル２５に設けられた孔（図示せず）に通され、また、ナット２４は他方（下方）の外枠１５の各側部に固定され該側部に沿って伸びるアングル２６に設けられた孔（図示せず）と整合するように該アングルに固定されている。ナット２４が固定された下方のアングル２６には該アングルと上方のアングル２５との間の隙間を埋める鋼板２７が張り付けられている。各鋼板２７には各ボルト２３を通すための孔（図示せず）が設けられている。
【００２３】
コンクリート杭１０の遠心成形は、両外枠１５の相互締結に先立ち、一方の外枠１５内にコンクリート（図示せず）を投入し、その後、型枠１２をその軸線の周りに回転させることにより行われる。型枠１２にはリング状の鉄輪からなる複数のタイヤ２８が設けられており、型枠１２はタイヤ２８を介して複数対の回転駆動ローラ（図示せず）上に載置される。前記駆動ローラの回転に伴い、型枠１２はタイヤ２８と共にその軸線の周りに回転され、遠心成形が行われる。
【００２４】
型枠１２には、さらに、コンクリート杭１０にプレストレスを導入するために配置される複数のＰＣ鋼材（図示せず）を緊張させ、該緊張状態を維持するための緊張維持手段３０が設けられている。緊張維持手段３０は、両外枠１５の一方（右方）の端部に配置された２つ割りの円板状の口金３２と、両外枠１５の他方（左方）の端部に配置された２つ割りの環状の板部材からなる定着板３４とを含む。口金３２および定着板３４は、それぞれ、両外枠１５の両端部にそれぞれ設けられた一対のフランジ３６に固定されている。
【００２５】
緊張維持手段３０は、さらに、口金３２の中央部を貫通しかつ型枠１２の軸線方向へ伸びるテンションバー３８と、型枠１２内に配置されかつテンションバー３８の一端に固定された緊張板４０とを備える。口金３２に対するテンションバー３８の前記軸線方向への移動により、前記ＰＣ部材を緊張させまたこれを解除することができる。テンションバー３８の他端部にはナット４２が螺合されており、該ナットの口金３２に対する当接により、型枠１２内の緊張板４０の前記軸線方向位置、したがって緊張状態が維持される。緊張板４０は、両外枠１５の内部に配置されかつ該外枠に固定された筒状の２つ割りの案内部材４４に接しており、テンションバー３８を軸線方向へ移動させるとき、案内部材４４の円筒面に沿って移動する。図示の例では、案内部材４４とこれに隣接する内枠部材１８とが１の板材を折り曲げて形成されている。
【００２６】
緊張板４０には、二つ割りのリング４６を介して、前記成形体の一方（図上右方）の端面を規定するための環状の端板４８が連結されている。前記成形体の他方の端面を規定するための環状の端板５０は、フランジの一方（図上左方）に解除可能に保持されている。前記ＰＣ鋼材は、その両端部において、両端板４８，５０に固定され該端板を前記軸線方向へ貫通する複数の定着部材５２を介して両端板４８，５０にそれぞれ固定されている。したがって、テンションバー３８を前記軸線方向へ移動させることにより、前記ＰＣ鋼材に引張り力を与えることができる。
【００２７】
再び図１を参照すると、コンクリート杭１０のつば１４の両側面２０，２１は、本体１３の外周面１９上を伸びる螺旋からなる２つの底縁５４，５６と、本体１３と同軸でありかつ外周面１９より大径の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる２つの頂縁５８，６０とにより規定され、また、円筒面の一部からなる頂面２２は両頂縁５８，６０により規定されている。
【００２８】
本発明のコンクリート杭１０にあっては、本体１３の軸線６１を含む基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面内Ａ1 における、本体の軸線６１に直交しかつ一方の側面２０に相対する横断面Ｂから該側面を規定する底縁５４までの軸線方向距離Ｌ1 が横断面Ｂから側面２０を規定する頂縁５８までの軸線方向距離Ｌ2 以下（Ｌ1 ≦Ｌ2 ）に設定されている。この関係は、もう一方の側面２１に相対する他の横断面（図示せず）と、側面２１を規定する底縁５６および頂縁６０との間のそれぞれの軸線方向距離についても同様である。
【００２９】
ところで、螺旋のみからなる頂縁を有する従来のつば付きコンクリート杭の場合、脱型の際に支障をきたすこととなる原因は、各頂縁の一部（後記螺旋部６２，６４の延長に相当する部分）が各縦断面内において各底縁の一部よりも各横断面に近接し、各横断面に向けて張り出していることにある。
【００３０】
本発明のコンクリート杭１０にあっては、前記両軸線方向長さの関係についてＬ1 ≦Ｌ2 としたことから、図上においてこれを上方からすなわち本体１３の軸線６１に直角な方向から見たとき、各頂縁５８，６０が各底縁５４，５６から張り出す部分はない。このため、脱型の際におけるコンクリート杭１０の成形体と型枠１２との間に引掛かりすなわち相互干渉が生じることはなく、したがって、各外枠１５およびこれに固定された各内枠１６を軸線６１と直角な方向へ移動して、前記成形体から引き剥すことができる。これにより、つばを有しないコンクリート杭の成形におけると同様、短時間でまた少ない労力で脱型することができる。また、このいわゆる２つ割りの型枠１２は、短時間でかつ少ない労力で組み立てることができる。
【００３１】
前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係を得るため、図示の例では、各頂縁５８，６０が、それぞれ、交互に連なる複数の螺旋部６２，６４と複数の非螺旋部６６，６８とからなる。各螺旋部６２，６４は螺旋の一部からなり、また、各非螺旋部６６，６８は非螺旋の曲線からなり、各非螺旋部６６，６８は本体１３の軸線６１の周りに１８０度の角度的間隔をおいてあらわれる。
【００３２】
各非螺旋部６６，６８の位置およびその曲線の形態は、次のようにして定めることができる。まず、図５を参照して、次に掲げる符号を以下のように定義する。
【００３３】
Ａ：軸線６１を含む基準縦断面
Ａ1 ，Ａ2 ：基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面
Ｂ1 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば１４の側面２０に相対する横断面
Ｂ2 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば１４の側面２１に相対する横断面
Ｚ0 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から底縁５４までの軸線方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から底縁５６までの軸線方向距離
Ｚ1 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から頂縁５８の螺旋部６２またはその延長７０までの軸方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から頂縁６０の螺旋部６４またはその延長７４までの軸方向距離
θ0 ：基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ1 と底縁５４との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ2 と底縁５６との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ0 ≧１８０）
θ1 ：基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ1 と螺旋部６２またはその延長７０との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ2 と螺旋部６４またはその延長７４との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ1 ≧１８０）
ａ：基準縦断面Ａ内における底縁５４と螺旋部６２またはその延長７０との間の軸線方向距離、または、基準縦断面Ａ内における底縁５６と螺旋部６４またはその延長７４との間の軸線方向距離
Ｐ：つば１４のピッチ
【００３４】
図５を参照すると、軸線距離Ｚ0 およびＺ1 は、それぞれ、Ｚ0 ＝(P/360)・θ0 、および、Ｚ1 ＝ａ＋(P/360)・θ1 である。ここで、軸線６１から交点ｑ0 ，ｑ1 までの距離（半径）をそれぞれｒ0 （つば１４の半径），ｒ1 （本体１３の外周面の半径）とすると、ｒ1 ・ sinθ1 ＝ｒ0 ・ sinθ0 である。この関係から、Ｚ0 −Ｚ1 ＝(P/360)・{ θ0 - sin-1(r0 /r1 ・ sin θ0)} - ａなる式が導かれる。
【００３５】
ここで、前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係が満たされるための条件は、Ｚ0 −Ｚ1 ≦０である。したがって、この条件を充足しないθ0 の角度範囲に非螺旋部６６が設けられる。また、非螺旋部６６を規定する曲線は、Ｚ0 −Ｚ1 の絶対値の大きさを軸線方向距離として頂面２２すなわち前記仮想円筒面上を点ｑ1 から他方の底縁５６または他方の側面２１の側へ隔てた点ｑ2 の集合からなる。非螺旋部６６と底縁５４とが規定する側面部分７２（斜線を付した部分）は、各縦断面Ａ1 内にあって非螺旋部６６上の各点ｑ2 から底縁５４に伸びる直線を含む。また、非螺旋部６８と底縁５６とが規定する側面部分７３（斜線を付した部分）は、各縦断面Ａ2 内にあって非螺旋部６８上の各点ｑ2 から底縁５６に伸びる直線を含むむ。
【００３６】
例えば、ｒ0 ＝４０cm、ｒ1 ＝５０cm、Ｐ＝５７．３cmおよびａ＝２．８９cmのコンクリート杭の場合、前記式から、Ｚ0 −Ｚ1 ＞０である角度範囲は、ほぼ１５５°≧θ0 ≧１８０°である。
【００３７】
非螺旋部６６を設けることは、実質的に、つば１４の一部の厚さ寸法すなわち両側面２０，２１間の距離を減少させることになる。しかし、前記した具体例におけるＺ0 −Ｚ1 の最大値は約３cmであり、つば１４の強度を損なうほどのものではない。また、非螺旋部６６を規定する前記曲線は、前記軸線方向に関して、点ｑ2 からさらに他方の側面２１の側に位置するように設定することができる。
【００３８】
他方の頂縁６０についても、頂縁５８におけると同様にして、非螺旋部６８を定めることができる。説明の重複を避けるため、任意の縦断面および横断面を除き、頂縁５８に関して使用した符号と同じ符号を付すに止め、その詳細を省略する。なお、図示の例では、符号ａの値が両側面２０，２１の側において同一であるが、これに限らず、異なる値であってもよい。異なる値の場合、両側面２０，２１は異なる傾斜角度を有する。
【００３９】
図示の例では、型枠１２、特に内枠１６の製作の便宜のためあるいは製作を容易にするため、非螺旋部６６，６８の終点すなわち基準縦断面Ａから時計回りに１８０度を隔てた点が両外枠１５または両内枠１６の相互突き合わせ面内にあるように設定されている。しかし、これに代えて、前記突き合わせ面が非螺旋部６６，６８の始点および終点間にあってもよい。
【００４０】
次に、図６〜図９を参照すると、前記つばの断面形状が三角形であるコンクリート杭８０と、該コンクリート杭を遠心成形するために用いられる型枠８２とが示されている。
【００４１】
コンクリート杭８０は、そのつば８４の形状が異なることを除き、図１〜図５に示すコンクリート杭１０と同様である。また、遠心成形用型枠８２は、コンクリート杭８０の表面の一部またはその全部を規定する内枠８６の形状を除き、図１〜図４に示す型枠１２と同様である。したがって、コンクリート杭８０およびその型枠８２については、相違点についてのみ説明し、共通点については、コンクリート杭１０およびその遠心成形用型枠１２の説明に用いたと同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図７に示すように、各内枠８６は、外枠１５の軸線方向に互いに間隔をおいて配置されかつ該外枠に溶接され各外枠１５の内周面に沿って螺旋方向へ伸びる複数の内枠部材８８からなる。両外枠１５が円筒状に組み立てられるとき、両内枠８６の内枠部材８８の端部同士が互いに突き合わされ、これにより両内枠８６が螺旋状を呈するように組み立てられる。
【００４３】
各内枠部材８８は全体に台形の断面形状を有し、各外枠１５の内周面から該外枠の内方へ張り出している。これらの内枠部材８８は、コンクリート杭８０の成形の際、該コンクリート杭の表面の一部である本体１３の外周面１９（図６参照）およびつば１４の両側面９０，９２を規定する。また、内枠部材８８相互間を螺旋状に伸びる外枠１５の内周面１５ｂの一部が、コンクリート杭１０の表面の残りの一部であるつば１４の頂部９５を規定する。
【００４４】
図示の例では、両外枠１５と両内枠８６とが互いに共同して成形体であるコンクリート杭８０の表面を規定する。これに代えて、両内枠８６のみで前記成形体の表面を規定するようにすることができる。この場合、各内枠における各内枠部材がさらにコンクリート杭８０の頂部９５を規定する部分を有し、これらの内枠が同士が互いに接して配置される。互いに接するこれらの内枠部材は、個々に分割されていない一体のものとすることができる。
【００４５】
図６を参照すると、コンクリート杭８０のつば８４の両側面９０，９２は、本体１３の外周面１９上を伸びる螺旋からなる２つの底縁９４，９６と、本体１３と同軸でありかつ外周面１９より大径の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる一つの頂縁からなる頂部９５とにより規定されている。
【００４６】
コンクリート杭８０のつば８４についても、本体１３の軸線６１を含む基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面内Ａ1 における軸線方向距離Ｌ1 ，Ｌ2 が次のような関係に設定されている。すなわち、本体の軸線６１に直交しかつ一方の側面９０に相対する横断面Ｂから該側面を規定する底縁９４までの軸線方向距離Ｌ1 が、横断面Ｂから側面９０を規定する頂縁９５までの軸線方向距離Ｌ2 以下（Ｌ1 ≦Ｌ2 ）に設定されている。この関係は、もう一方の側面９２に相対する他の横断面と、該側面を規定する底縁９６および頂縁９５との間のそれぞれの軸線方向距離についても同様である。
【００４７】
コンクリート杭８０においても、Ｌ1 ≦Ｌ2 としたことから、本体１３の軸線６１に直角な方向から見たとき、頂縁９５が各底縁９４，９６から張り出す部分を有しない。このため、脱型の際におけるコンクリート杭８０の成形体と型枠８２との間に引掛かりが生じることはなく、各外枠１５およびこれに固定された各内枠８６を軸線６１と直角な方向へ移動して、前記成形体から引き剥すことができる。これにより、つばを有しないコンクリート杭の成形におけると同様、短時間でまた少ない労力で脱型することができ、また、この２つ割りの型枠８２を短時間でかつ少ない労力で組み立てることができる。
【００４８】
コンクリート杭８０における前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係を得るため、コンクリート杭１０におけると同様、頂縁９５が、それぞれ、複数の螺旋部９８，１００と複数の非螺旋部１０２，１０４とからなる。各螺旋部９８，１００は螺旋の一部からなり、また、各非螺旋部１０２，１０４は非螺旋の曲線からなる。この例では、両螺旋部９８，１００が互いに連なり、また、両非螺旋部１０２，１０４が互いに連なっている。したがって、螺旋方向に関して、両螺旋部９８，１００と、両非螺旋部１０２，１０４とが交互にあらわれる。
【００４９】
各非螺旋部１０２，１０４の位置およびその曲線の形態も、また、コンクリート杭１２におけるとほぼ同様にして定めることができる。このことを説明するため、同様に、図１０を参照して、次に掲げる符号を以下のように定義する。
【００５０】
Ａ：軸線６１を含む基準縦断面
Ａ1 ，Ａ2 ：基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面
Ｂ1 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば８４の一方の側面９０に相対する横断面
Ｂ2 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば８４の他方の側面９２に相対する横断面
Ｚ0 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から底縁９４までの軸線方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から底縁９６までの軸線方向距離
Ｚ1 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から頂縁の螺旋部９８またはその延長１０６までの軸方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から頂縁の螺旋部１００またはその延長１０８までの軸方向距離
θ0 ：基準縦断面Ａから縦断面Ａ1 と底縁９４との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから縦断面Ａ2 と底縁９６との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ0 ≧１８０）
θ1 ：基準縦断面Ａから縦断面Ａ1 と螺旋部９８またはその延長１０６との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから縦断面Ａ2 と螺旋部１００またはその延長１０８との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ1 ≧１８０）
ａ：基準縦断面Ａ内における底縁９４と螺旋部９８またはその延長１０６との間の軸線方向距離、または、基準縦断面Ａ内における底縁９６と螺旋部１００またはその延長１０８との間の軸線方向距離
Ｐ：つば８４のピッチ
【００５１】
前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係が満たされるための条件は、コンクリート杭１０におけると同様、Ｚ0 −Ｚ1 ≦０であり、この条件を充足しないθ0 の角度範囲が非螺旋部１０２の範囲および非螺旋部１０４の範囲である。また、各非螺旋部を規定する曲線は、Ｚ0 −Ｚ1 の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を点ｑ1 から他方の底縁または他方の側面の側へ隔てた点ｑ2 の集合からなる。非螺旋部１０２と底縁９４とが規定する側面部分（斜線を施した部分）１１０は、各縦断面Ａ1 内における、非螺旋部１０２上の各点ｑ2 から底縁９４に伸びる直線を含み、また、非螺旋部１０４と底縁９６とが規定する側面部分（斜線を施した部分）１１２は、各縦断面Ａ1 内における、非螺旋部１０４上の各点ｑ2 から底縁９６に伸びる直線を含む。
【００５２】
この例においても、内枠８６の製作の便宜のため、非螺旋部１０２，１０４の終点すなわち基準縦断面Ａから時計回りに１８０度を隔てた点が両外枠１５または両内枠８６の相互突き合わせ面内にあるように設定されている。しかし、これに代えて、前記突き合わせ面が非螺旋部１０２，１０４の始点および終点間にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】台形の横断面形状を有するコンクリート杭と、脱型状態の型枠とを示すこれらの正面図である。
【図２】型枠の縦断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って得た横断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿って得た横断面図である。
【図５】コンクリート杭のつばの非螺旋部の設定方法を説明する図である。
【図６】三角形の横断面形状を有するコンクリート杭と、脱型状態の型枠とを示すこれらの正面図である。
【図７】図６に示すコンクリート杭の遠心成形用型枠の縦断面図である。
【図８】図６の線８−８に沿って得た横断面図である。
【図９】図２の線９−９に沿って得た横断面図である。
【図１０】図６に示すコンクリート杭のつばの非螺旋部の設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０，８０ コンクリート杭
１２ 遠心成形用型枠
１３，１４ コンクリート杭の本体およびつば
１５ 外枠
１６，８６ 内枠
２０，２１，９０，９２ つばの側面
２２ つばの頂面
５４，５６，９４，９６ 底縁
５８，６０，９５ 頂縁
６１ コンクリート杭の軸線
Ａ，Ａ1 ，Ａ2 軸線を含む縦断面およびこれに平行な任意の縦断面
Ｂ，Ｂ1 ，Ｂ2 軸線に直交する横断面
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｚ1 ，Ｚ2 軸線方向距離
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋状のつばを有するコンクリート杭およびこれを製造するための遠心成形用型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎を構築するための基礎杭として用いられるコンクリート杭の一つに、円筒状の本体とその周囲を螺旋状に取り巻くつばとを有するものがある。
【０００３】
従来、このつば付きのコンクリート杭の形成について、つばを有しない円筒状のコンクリート杭と同様、互いに突き合わされた一対の半円筒状体（半割体）からなるいわゆる二つ割りの型枠を用いる遠心成形によって行うことが提案されていた。しかし、つば付きのコンクリート杭の成形においては、つばなしのコンクリート杭の遠心成形とは異なり、前記型枠とその内部に成形された成形体におけるつばとの間に、１８０度の角度的間隔をおいて生じる相互干渉（引掛り）のため、脱型の際、前記成形体から各半割体を引き剥がすことができないという問題があった。
【０００４】
このような事情のもと、つば付きコンクリート杭のための遠心成型用型枠として、周方向に関して等分割された４つの枠体を有する遠心成形用型枠（特公昭６０−２９６０８号参照）が提案された。
【０００５】
この型枠によれば、遠心成形の後、前記４つの枠体のうちの互いに相対する２つの枠体は成形体の軸線と直角な方向へ移動させることにより前記成形体から分離することができる。他方、前記干渉位置に位置する他の２つの枠体は、それぞれ、前記軸線に対して非直角の方向へ移動させることにより前記成形体から分離することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、二対の枠体を前記直角方向および非直角方向のそれぞれに移動させて行う脱型作業には時間と労力とを要し、また、二対の枠体の組立作業にも時間と労力とを要するという問題があり、このために、前記コンクリート杭の製造能率は低く、その向上が望まれていた。
【０００７】
したがって、本発明の目的は螺旋状のつばを有するコンクリート杭の製造能率を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンクリート杭は、円筒状の周面を有する本体と該本体を取り巻くつばとを有し、該つばは台形または三角形の横断面形状を取り得る。前記コンクリート杭のつばは、前記本体の周面上を伸びる螺旋からなる２つの底縁と、前記本体と同軸の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる２つ（台形の断面形状を有する場合）または１つ（三角形の断面形状を有する場合）の頂縁とにより規定された二つの側面を有する。本発明の特徴は、前記本体の軸線を含む基準縦断面と平行な任意の縦断面内において、前記本体の軸線に直交しかつ各側面に相対する各横断面から前記底縁までの軸線方向距離が前記頂縁までの軸線方向距離より小さいことにある。
【０００９】
前記つばの頂縁は、交互に連なる螺旋部と非螺旋部とからなる。前記非螺旋部は、前記任意の縦断面内における、各横断面から前記底縁までの軸線方向距離(Z０)と各横断面から前記螺旋部の延長までの距離(Z１)との差(Z０-Z１) の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を前記螺旋部の延長線から他の底縁の側へ隔てた点を含む。距離(Z０-Z１) の差は、式(P/360)・[ θ０ - sin−１{(r０/r１) ・ sin θ０}] - ａで表わされる。ここで、Ｐは前記つばのピッチ、θ０ は前記基準縦断面から前記任意の縦断面と前記つばの底縁との交点までの前記軸線の周りの角度、r０は前記軸線から前記交点までの距離、r１は前記軸線から前記任意の縦断面と前記螺旋部の延長線との交点までの距離であり、また、ａは前記基準断面内に置ける前記底縁および頂縁間の軸線方向距離である。
【００１０】
前記台形状および前記三角形状の断面のつばを有するコンクリート杭の遠心成形用型枠は、それぞれ、半円筒状の２つの外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを備え、両外枠および両内枠の双方、または前記内枠のみが前記コンクリート杭の表面すなわち前記本体の周面と、前記つばの周面および両側面とを規定する。
【００１１】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、前記基準縦断面と平行な任意の縦断面内において、前記つばの各側面と相対する各横断面から当該側面を規定する底縁までの軸線方向距離が当該横断面から当該側面を規定する頂縁までの軸線方向距離以下であることから、コンクリート杭をその軸線と直角な方向から見たとき、前記つばの頂縁のいずれの箇所も前記底縁から前記横断面の側に位置しない。このため、本発明のコンクリート杭は、従来における型枠と成形品との間の相互干渉の原因、すなわち前記つばの頂縁の一部が前記底縁よりも前記横断面の側に位置することとなる外形を有しない。
【００１２】
このことから、本発明のコンクリート杭は、いわゆる二つ割りの型枠すなわち半円筒状の２つの外枠と、各外枠内に配置されかつ固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを有する本発明に係る遠心成形用型枠を用いての製造が可能であり、また、各外枠およびこれと一体の各内枠とをこれらの軸線に対して直角な方向へ移動しての脱型が可能である。また、前記型枠は、前記内枠と一体である２つの外枠を互いに突き合わせることにより組み立てることができるため、型枠の組立および脱型の各作業を短時間でまた容易に行うことができ、これにより、つばを有するコンクリート杭の製造能率を高めることができる。
【００１３】
前記コンクリート杭の表面は、その成形の際、各外枠および前記内枠の双方により、または前記内枠のみにより規定される。
【００１４】
前記コンクリート杭のつばの頂縁は、前記仮想円筒面上を交互に連なる螺旋部と非螺旋部とからなる。前記非螺旋部は、前記任意の縦断面内における、前記各横断面から前記底縁までの軸線方向距離(Z０)と前記各横断面から前記螺旋部の延長までの距離(Z１)との差(Z０-Z１)の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を前記螺旋部の延長線から他の底縁の側へ隔てた点の集合として定めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、コンクリート杭１０と、コンクリート杭１０を遠心成形するために用いられた脱型状態の遠心成形用型枠１２とが示されている。
【００１６】
コンクリート杭１０は、円筒状の本体１３と、該本体を螺旋状に取り巻く、台形の断面形状を有するつば１４とを備える。コンクリート杭１０については後に詳述する。
【００１７】
型枠１２は、半円筒状の上下一対の外枠１５と、各外枠１５内に配置されかつ該外枠に固定された内枠１６とを有する。
【００１８】
図２〜図４に示すように、両外枠１５は、両外枠１５を互いに突き合わせることにより、円筒状に組み立てられる。
【００１９】
また、各内枠１６は、外枠１５の軸線方向に互いに間隔をおいて配置されかつ該外枠に溶接され各外枠１５の内周面に沿って螺旋方向へ伸びる複数の内枠部材１８からなる。両外枠１５が円筒状に組み立てられるとき、両内枠１６の内枠部材１８の端部同士が互いに突き合わされ、これにより両内枠１６が螺旋状を呈するように組み立てられる。
【００２０】
各内枠部材１８は全体に台形の断面形状を有し、また、各外枠１５の内周面から該外枠の軸線側である内方へ張り出しており、コンクリート杭１０の成形の際、該コンクリート杭の表面の一部である本体１３の外周面１９（図１参照）およびつば１４の両側面２０，２１を規定する。また、内枠部材１８相互間にあって螺旋状に伸びる外枠１５の内周面１５ａの一部が、コンクリート杭１０の表面の残りの一部であるつば１４の頂面２２を規定する。
【００２１】
図示の例では、両外枠１５と両内枠１６とが互いに共同して成形体であるコンクリート杭１０の表面を規定する。これに代えて、両内枠のみで前記成形体の表面を規定するようにすることができる。この場合には、各内枠における各内枠部材がさらにコンクリート杭１０の頂面２２を規定する部分を有し、これらの内枠部材は前記外枠の軸線方向に互いに接して配置される。各内枠の互いに接する前記内枠部材は、個々に分割されていない一体のものとすることができる。
【００２２】
両外枠１５は、コンクリート杭１０の遠心成形に先立ち、複数のボルト２３と複数のナット２４との螺合により、互いに解除可能に締結される。ボルト２３は一方（上方）の外枠１５の各側部に固定され該側部に沿って伸びるアングル２５に設けられた孔（図示せず）に通され、また、ナット２４は他方（下方）の外枠１５の各側部に固定され該側部に沿って伸びるアングル２６に設けられた孔（図示せず）と整合するように該アングルに固定されている。ナット２４が固定された下方のアングル２６には該アングルと上方のアングル２５との間の隙間を埋める鋼板２７が張り付けられている。各鋼板２７には各ボルト２３を通すための孔（図示せず）が設けられている。
【００２３】
コンクリート杭１０の遠心成形は、両外枠１５の相互締結に先立ち、一方の外枠１５内にコンクリート（図示せず）を投入し、その後、型枠１２をその軸線の周りに回転させることにより行われる。型枠１２にはリング状の鉄輪からなる複数のタイヤ２８が設けられており、型枠１２はタイヤ２８を介して複数対の回転駆動ローラ（図示せず）上に載置される。前記駆動ローラの回転に伴い、型枠１２はタイヤ２８と共にその軸線の周りに回転され、遠心成形が行われる。
【００２４】
型枠１２には、さらに、コンクリート杭１０にプレストレスを導入するために配置される複数のＰＣ鋼材（図示せず）を緊張させ、該緊張状態を維持するための緊張維持手段３０が設けられている。緊張維持手段３０は、両外枠１５の一方（右方）の端部に配置された２つ割りの円板状の口金３２と、両外枠１５の他方（左方）の端部に配置された２つ割りの環状の板部材からなる定着板３４とを含む。口金３２および定着板３４は、それぞれ、両外枠１５の両端部にそれぞれ設けられた一対のフランジ３６に固定されている。
【００２５】
緊張維持手段３０は、さらに、口金３２の中央部を貫通しかつ型枠１２の軸線方向へ伸びるテンションバー３８と、型枠１２内に配置されかつテンションバー３８の一端に固定された緊張板４０とを備える。口金３２に対するテンションバー３８の前記軸線方向への移動により、前記ＰＣ部材を緊張させまたこれを解除することができる。テンションバー３８の他端部にはナット４２が螺合されており、該ナットの口金３２に対する当接により、型枠１２内の緊張板４０の前記軸線方向位置、したがって緊張状態が維持される。緊張板４０は、両外枠１５の内部に配置されかつ該外枠に固定された筒状の２つ割りの案内部材４４に接しており、テンションバー３８を軸線方向へ移動させるとき、案内部材４４の円筒面に沿って移動する。図示の例では、案内部材４４とこれに隣接する内枠部材１８とが１の板材を折り曲げて形成されている。
【００２６】
緊張板４０には、二つ割りのリング４６を介して、前記成形体の一方（図上右方）の端面を規定するための環状の端板４８が連結されている。前記成形体の他方の端面を規定するための環状の端板５０は、フランジの一方（図上左方）に解除可能に保持されている。前記ＰＣ鋼材は、その両端部において、両端板４８，５０に固定され該端板を前記軸線方向へ貫通する複数の定着部材５２を介して両端板４８，５０にそれぞれ固定されている。したがって、テンションバー３８を前記軸線方向へ移動させることにより、前記ＰＣ鋼材に引張り力を与えることができる。
【００２７】
再び図１を参照すると、コンクリート杭１０のつば１４の両側面２０，２１は、本体１３の外周面１９上を伸びる螺旋からなる２つの底縁５４，５６と、本体１３と同軸でありかつ外周面１９より大径の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる２つの頂縁５８，６０とにより規定され、また、円筒面の一部からなる頂面２２は両頂縁５８，６０により規定されている。
【００２８】
本発明のコンクリート杭１０にあっては、本体１３の軸線６１を含む基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面内Ａ1 における、本体の軸線６１に直交しかつ一方の側面２０に相対する横断面Ｂから該側面を規定する底縁５４までの軸線方向距離Ｌ1 が横断面Ｂから側面２０を規定する頂縁５８までの軸線方向距離Ｌ2 以下（Ｌ1 ≦Ｌ2 ）に設定されている。この関係は、もう一方の側面２１に相対する他の横断面（図示せず）と、側面２１を規定する底縁５６および頂縁６０との間のそれぞれの軸線方向距離についても同様である。
【００２９】
ところで、螺旋のみからなる頂縁を有する従来のつば付きコンクリート杭の場合、脱型の際に支障をきたすこととなる原因は、各頂縁の一部（後記螺旋部６２，６４の延長に相当する部分）が各縦断面内において各底縁の一部よりも各横断面に近接し、各横断面に向けて張り出していることにある。
【００３０】
本発明のコンクリート杭１０にあっては、前記両軸線方向長さの関係についてＬ1 ≦Ｌ2 としたことから、図上においてこれを上方からすなわち本体１３の軸線６１に直角な方向から見たとき、各頂縁５８，６０が各底縁５４，５６から張り出す部分はない。このため、脱型の際におけるコンクリート杭１０の成形体と型枠１２との間に引掛かりすなわち相互干渉が生じることはなく、したがって、各外枠１５およびこれに固定された各内枠１６を軸線６１と直角な方向へ移動して、前記成形体から引き剥すことができる。これにより、つばを有しないコンクリート杭の成形におけると同様、短時間でまた少ない労力で脱型することができる。また、このいわゆる２つ割りの型枠１２は、短時間でかつ少ない労力で組み立てることができる。
【００３１】
前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係を得るため、図示の例では、各頂縁５８，６０が、それぞれ、交互に連なる複数の螺旋部６２，６４と複数の非螺旋部６６，６８とからなる。各螺旋部６２，６４は螺旋の一部からなり、また、各非螺旋部６６，６８は非螺旋の曲線からなり、各非螺旋部６６，６８は本体１３の軸線６１の周りに１８０度の角度的間隔をおいてあらわれる。
【００３２】
各非螺旋部６６，６８の位置およびその曲線の形態は、次のようにして定めることができる。まず、図５を参照して、次に掲げる符号を以下のように定義する。
【００３３】
Ａ：軸線６１を含む基準縦断面
Ａ1 ，Ａ2 ：基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面
Ｂ1 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば１４の側面２０に相対する横断面
Ｂ2 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば１４の側面２１に相対する横断面
Ｚ0 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から底縁５４までの軸線方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から底縁５６までの軸線方向距離
Ｚ1 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から頂縁５８の螺旋部６２またはその延長７０までの軸方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から頂縁６０の螺旋部６４またはその延長７４までの軸方向距離
θ0 ：基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ1 と底縁５４との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ2 と底縁５６との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ0 ≧１８０）
θ1 ：基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ1 と螺旋部６２またはその延長７０との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから任意の縦断面Ａ2 と螺旋部６４またはその延長７４との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ1 ≧１８０）
ａ：基準縦断面Ａ内における底縁５４と螺旋部６２またはその延長７０との間の軸線方向距離、または、基準縦断面Ａ内における底縁５６と螺旋部６４またはその延長７４との間の軸線方向距離
Ｐ：つば１４のピッチ
【００３４】
図５を参照すると、軸線距離Ｚ0 およびＺ1 は、それぞれ、Ｚ0 ＝(P/360)・θ0 、および、Ｚ1 ＝ａ＋(P/360)・θ1 である。ここで、軸線６１から交点ｑ0 ，ｑ1 までの距離（半径）をそれぞれｒ0 （つば１４の半径），ｒ1 （本体１３の外周面の半径）とすると、ｒ1 ・ sinθ1 ＝ｒ0 ・ sinθ0 である。この関係から、Ｚ0 −Ｚ1 ＝(P/360)・{ θ0 - sin-1(r0 /r1 ・ sin θ0)} - ａなる式が導かれる。
【００３５】
ここで、前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係が満たされるための条件は、Ｚ0 −Ｚ1 ≦０である。したがって、この条件を充足しないθ0 の角度範囲に非螺旋部６６が設けられる。また、非螺旋部６６を規定する曲線は、Ｚ0 −Ｚ1 の絶対値の大きさを軸線方向距離として頂面２２すなわち前記仮想円筒面上を点ｑ1 から他方の底縁５６または他方の側面２１の側へ隔てた点ｑ2 の集合からなる。非螺旋部６６と底縁５４とが規定する側面部分７２（斜線を付した部分）は、各縦断面Ａ1 内にあって非螺旋部６６上の各点ｑ2 から底縁５４に伸びる直線を含む。また、非螺旋部６８と底縁５６とが規定する側面部分７３（斜線を付した部分）は、各縦断面Ａ2 内にあって非螺旋部６８上の各点ｑ2 から底縁５６に伸びる直線を含むむ。
【００３６】
例えば、ｒ0 ＝４０cm、ｒ1 ＝５０cm、Ｐ＝５７．３cmおよびａ＝２．８９cmのコンクリート杭の場合、前記式から、Ｚ0 −Ｚ1 ＞０である角度範囲は、ほぼ１５５°≧θ0 ≧１８０°である。
【００３７】
非螺旋部６６を設けることは、実質的に、つば１４の一部の厚さ寸法すなわち両側面２０，２１間の距離を減少させることになる。しかし、前記した具体例におけるＺ0 −Ｚ1 の最大値は約３cmであり、つば１４の強度を損なうほどのものではない。また、非螺旋部６６を規定する前記曲線は、前記軸線方向に関して、点ｑ2 からさらに他方の側面２１の側に位置するように設定することができる。
【００３８】
他方の頂縁６０についても、頂縁５８におけると同様にして、非螺旋部６８を定めることができる。説明の重複を避けるため、任意の縦断面および横断面を除き、頂縁５８に関して使用した符号と同じ符号を付すに止め、その詳細を省略する。なお、図示の例では、符号ａの値が両側面２０，２１の側において同一であるが、これに限らず、異なる値であってもよい。異なる値の場合、両側面２０，２１は異なる傾斜角度を有する。
【００３９】
図示の例では、型枠１２、特に内枠１６の製作の便宜のためあるいは製作を容易にするため、非螺旋部６６，６８の終点すなわち基準縦断面Ａから時計回りに１８０度を隔てた点が両外枠１５または両内枠１６の相互突き合わせ面内にあるように設定されている。しかし、これに代えて、前記突き合わせ面が非螺旋部６６，６８の始点および終点間にあってもよい。
【００４０】
次に、図６〜図９を参照すると、前記つばの断面形状が三角形であるコンクリート杭８０と、該コンクリート杭を遠心成形するために用いられる型枠８２とが示されている。
【００４１】
コンクリート杭８０は、そのつば８４の形状が異なることを除き、図１〜図５に示すコンクリート杭１０と同様である。また、遠心成形用型枠８２は、コンクリート杭８０の表面の一部またはその全部を規定する内枠８６の形状を除き、図１〜図４に示す型枠１２と同様である。したがって、コンクリート杭８０およびその型枠８２については、相違点についてのみ説明し、共通点については、コンクリート杭１０およびその遠心成形用型枠１２の説明に用いたと同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図７に示すように、各内枠８６は、外枠１５の軸線方向に互いに間隔をおいて配置されかつ該外枠に溶接され各外枠１５の内周面に沿って螺旋方向へ伸びる複数の内枠部材８８からなる。両外枠１５が円筒状に組み立てられるとき、両内枠８６の内枠部材８８の端部同士が互いに突き合わされ、これにより両内枠８６が螺旋状を呈するように組み立てられる。
【００４３】
各内枠部材８８は全体に台形の断面形状を有し、各外枠１５の内周面から該外枠の内方へ張り出している。これらの内枠部材８８は、コンクリート杭８０の成形の際、該コンクリート杭の表面の一部である本体１３の外周面１９（図６参照）およびつば１４の両側面９０，９２を規定する。また、内枠部材８８相互間を螺旋状に伸びる外枠１５の内周面１５ｂの一部が、コンクリート杭１０の表面の残りの一部であるつば１４の頂部９５を規定する。
【００４４】
図示の例では、両外枠１５と両内枠８６とが互いに共同して成形体であるコンクリート杭８０の表面を規定する。これに代えて、両内枠８６のみで前記成形体の表面を規定するようにすることができる。この場合、各内枠における各内枠部材がさらにコンクリート杭８０の頂部９５を規定する部分を有し、これらの内枠が同士が互いに接して配置される。互いに接するこれらの内枠部材は、個々に分割されていない一体のものとすることができる。
【００４５】
図６を参照すると、コンクリート杭８０のつば８４の両側面９０，９２は、本体１３の外周面１９上を伸びる螺旋からなる２つの底縁９４，９６と、本体１３と同軸でありかつ外周面１９より大径の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる一つの頂縁からなる頂部９５とにより規定されている。
【００４６】
コンクリート杭８０のつば８４についても、本体１３の軸線６１を含む基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面内Ａ1 における軸線方向距離Ｌ1 ，Ｌ2 が次のような関係に設定されている。すなわち、本体の軸線６１に直交しかつ一方の側面９０に相対する横断面Ｂから該側面を規定する底縁９４までの軸線方向距離Ｌ1 が、横断面Ｂから側面９０を規定する頂縁９５までの軸線方向距離Ｌ2 以下（Ｌ1 ≦Ｌ2 ）に設定されている。この関係は、もう一方の側面９２に相対する他の横断面と、該側面を規定する底縁９６および頂縁９５との間のそれぞれの軸線方向距離についても同様である。
【００４７】
コンクリート杭８０においても、Ｌ1 ≦Ｌ2 としたことから、本体１３の軸線６１に直角な方向から見たとき、頂縁９５が各底縁９４，９６から張り出す部分を有しない。このため、脱型の際におけるコンクリート杭８０の成形体と型枠８２との間に引掛かりが生じることはなく、各外枠１５およびこれに固定された各内枠８６を軸線６１と直角な方向へ移動して、前記成形体から引き剥すことができる。これにより、つばを有しないコンクリート杭の成形におけると同様、短時間でまた少ない労力で脱型することができ、また、この２つ割りの型枠８２を短時間でかつ少ない労力で組み立てることができる。
【００４８】
コンクリート杭８０における前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係を得るため、コンクリート杭１０におけると同様、頂縁９５が、それぞれ、複数の螺旋部９８，１００と複数の非螺旋部１０２，１０４とからなる。各螺旋部９８，１００は螺旋の一部からなり、また、各非螺旋部１０２，１０４は非螺旋の曲線からなる。この例では、両螺旋部９８，１００が互いに連なり、また、両非螺旋部１０２，１０４が互いに連なっている。したがって、螺旋方向に関して、両螺旋部９８，１００と、両非螺旋部１０２，１０４とが交互にあらわれる。
【００４９】
各非螺旋部１０２，１０４の位置およびその曲線の形態も、また、コンクリート杭１２におけるとほぼ同様にして定めることができる。このことを説明するため、同様に、図１０を参照して、次に掲げる符号を以下のように定義する。
【００５０】
Ａ：軸線６１を含む基準縦断面
Ａ1 ，Ａ2 ：基準縦断面Ａと平行な任意の縦断面
Ｂ1 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば８４の一方の側面９０に相対する横断面
Ｂ2 ：軸線６１に直交する横断面であって、つば８４の他方の側面９２に相対する横断面
Ｚ0 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から底縁９４までの軸線方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から底縁９６までの軸線方向距離
Ｚ1 ：縦断面Ａ1 内における、横断面Ｂ1 から頂縁の螺旋部９８またはその延長１０６までの軸方向距離、または、縦断面Ａ2 内における、横断面Ｂ2 から頂縁の螺旋部１００またはその延長１０８までの軸方向距離
θ0 ：基準縦断面Ａから縦断面Ａ1 と底縁９４との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから縦断面Ａ2 と底縁９６との交点ｑ0 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ0 ≧１８０）
θ1 ：基準縦断面Ａから縦断面Ａ1 と螺旋部９８またはその延長１０６との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度、または、基準縦断面Ａから縦断面Ａ2 と螺旋部１００またはその延長１０８との交点ｑ1 までの軸線６１の周りの角度（０≧θ1 ≧１８０）
ａ：基準縦断面Ａ内における底縁９４と螺旋部９８またはその延長１０６との間の軸線方向距離、または、基準縦断面Ａ内における底縁９６と螺旋部１００またはその延長１０８との間の軸線方向距離
Ｐ：つば８４のピッチ
【００５１】
前記Ｌ1 ≦Ｌ2 なる関係が満たされるための条件は、コンクリート杭１０におけると同様、Ｚ0 −Ｚ1 ≦０であり、この条件を充足しないθ0 の角度範囲が非螺旋部１０２の範囲および非螺旋部１０４の範囲である。また、各非螺旋部を規定する曲線は、Ｚ0 −Ｚ1 の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を点ｑ1 から他方の底縁または他方の側面の側へ隔てた点ｑ2 の集合からなる。非螺旋部１０２と底縁９４とが規定する側面部分（斜線を施した部分）１１０は、各縦断面Ａ1 内における、非螺旋部１０２上の各点ｑ2 から底縁９４に伸びる直線を含み、また、非螺旋部１０４と底縁９６とが規定する側面部分（斜線を施した部分）１１２は、各縦断面Ａ1 内における、非螺旋部１０４上の各点ｑ2 から底縁９６に伸びる直線を含む。
【００５２】
この例においても、内枠８６の製作の便宜のため、非螺旋部１０２，１０４の終点すなわち基準縦断面Ａから時計回りに１８０度を隔てた点が両外枠１５または両内枠８６の相互突き合わせ面内にあるように設定されている。しかし、これに代えて、前記突き合わせ面が非螺旋部１０２，１０４の始点および終点間にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】台形の横断面形状を有するコンクリート杭と、脱型状態の型枠とを示すこれらの正面図である。
【図２】型枠の縦断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って得た横断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿って得た横断面図である。
【図５】コンクリート杭のつばの非螺旋部の設定方法を説明する図である。
【図６】三角形の横断面形状を有するコンクリート杭と、脱型状態の型枠とを示すこれらの正面図である。
【図７】図６に示すコンクリート杭の遠心成形用型枠の縦断面図である。
【図８】図６の線８−８に沿って得た横断面図である。
【図９】図２の線９−９に沿って得た横断面図である。
【図１０】図６に示すコンクリート杭のつばの非螺旋部の設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０，８０ コンクリート杭
１２ 遠心成形用型枠
１３，１４ コンクリート杭の本体およびつば
１５ 外枠
１６，８６ 内枠
２０，２１，９０，９２ つばの側面
２２ つばの頂面
５４，５６，９４，９６ 底縁
５８，６０，９５ 頂縁
６１ コンクリート杭の軸線
Ａ，Ａ1 ，Ａ2 軸線を含む縦断面およびこれに平行な任意の縦断面
Ｂ，Ｂ1 ，Ｂ2 軸線に直交する横断面
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｚ1 ，Ｚ2 軸線方向距離
Claims (8)
- 円筒状の本体と、前記本体を取り巻くつばであって前記本体の周面上を伸びる螺旋からなる２つの底縁と、前記本体と同軸の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる２つの頂縁とにより規定された２つの側面を有するつばとを備えるコンクリート杭であって、前記本体の軸線を含む基準縦断面と平行な任意の縦断面内における、前記本体の軸線に直交しかつ各側面に相対する各横断面から各底縁までの軸線方向距離が各横断面から各頂縁までの軸線方向距離以下である、コンクリート杭。
- 円筒面からなる周面を有する本体と、前記本体を取り巻くつばであって前記本体の周面上を伸びる螺旋からなる２つの底縁と、前記本体と同軸の仮想円筒面上を螺旋状に伸びる１つの頂縁とにより規定された２つの側面を有するつばとを備えるコンクリート杭であって、前記本体の軸線を含む基準縦断面と平行な任意の縦断面内における、前記本体の軸線に直交しかつ各側面に相対する各横断面から各底縁までの軸線方向距離が各横断面から前記頂縁までの軸線方向距離以下である、コンクリート杭。
- 前記頂縁は、交互に連なる複数の螺旋部と複数の非螺旋部とからなる、請求項１または２に記載のコンクリート杭。
- 前記非螺旋部は、前記任意の縦断面内における、各横断面から一方の底縁までの軸線方向距離(Z０)と各横断面から前記螺旋部の延長までの軸線方向距離(Z１)との差(Z０-Z１) の絶対値の大きさを軸線方向距離として前記仮想円筒面上を前記螺旋部の延長から他方の底縁の側へ隔てた点を含み、前記距離の差(Z０-Z１) が式(P/360)・[ θ０ - sin−１ {(r０/r１) ・ sinθ０}] - ａで表わされ、ここに、Ｐは前記つばのピッチ、θ０ は前記基準縦断面から前記任意の縦断面と前記一方の底縁との交点までの前記軸線の周りの角度、r０は前記軸線から前記交点までの距離、r１は前記軸線から前記任意の縦断面と前記螺旋部の延長との交点までの距離であり、また、ａは前記基準縦断面内における前記底縁および頂縁間の軸線方向距離である、請求項３に記載のコンクリート杭。
- 請求項１に記載のコンクリート杭を成形するための遠心成形用型枠であって、半円筒状の一対の外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを含み、両外枠と両内枠とが共同して前記コンクリート杭の表面を規定する、遠心成形用型枠。
- 請求項１に記載のコンクリート杭を成形するための遠心成形用型枠であって、半円筒状の一対の外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを含み、両内枠が前記コンクリート杭の表面を規定する、遠心成形用型枠。
- 請求項２に記載のコンクリート杭を成形するための遠心成形用型枠であって、半円筒状の一対の外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを含み、両外枠と両内枠とが共同して前記コンクリート杭の表面を規定する、遠心成形用型枠。
- 請求項２に記載のコンクリート杭を成形するための遠心成形用型枠であって、半円筒状の一対の外枠と、各外枠内に配置されかつ該外枠に固定された１または複数の内枠部材からなる内枠とを含み、両内枠が前記コンクリート杭の表面を規定する、遠心成形用型枠。
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