JP5856516B2

JP5856516B2 - 基礎杭及びその製造方法

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Description

本発明は、前記地盤内に侵入する部分の外周面に地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に構築物が配置固定される基礎杭及びその製造方法に係り、例えば、ソーラーパネル設置架台や、建築現場用仮設足場、さらには、仮設住宅等の各種の構築物を地盤に固定するための基礎杭に利用できるものである。

地表面に露出する杭頭部に構築物が配置固定される基礎杭では、この構築物を地盤に強固に設置できて、基礎杭の地盤からの引き抜きに対する強度を向上させるために、基礎杭の地盤内に侵入する部分の外周面に地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられる。このような基礎杭は、下記の特許文献１に示されている。この基礎杭は、地盤内に侵入する下端部の外周面に、総和が３６０度となった螺旋羽根、すなわち、一巻き分の螺旋羽根を設けたものとなっている。

特開２００９−２０９５７６号公報

地表面に露出する杭頭部に構築物が配置固定される基礎杭には、構築物が受ける横風等の外力が作用するため、この基礎杭には、地盤からの引き抜きに対する大きな強度が要求され、この強度は地盤内にねじ込まれる螺旋羽根によって生ずるため、基礎杭の螺旋羽根には、地盤からの引き抜きに対する強度が大きくなっていることが求められ、また、製造コストを低減するために、この螺旋羽根を容易に製造できることも求められる。

本発明の目的は、螺旋羽根が地盤からの引き抜きに対する大きな強度を有し、また、この螺旋羽根を容易に製造できるようになる基礎杭及びその製造方法を提供するところにある。

本発明に係る基礎杭は、地盤上に設置される構築物のための基礎杭であって、前記地盤内に侵入する部分の外周面に、前記地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に前記構築物が配置固定される基礎杭において、前記螺旋羽根が前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されているとともに、この螺旋羽根は、板金製の複数個のピース部材を螺旋方向に並べることにより形成されており、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へ見たときのそれぞれの前記ピース部材についての杭円周方向の周長が、前記部分の一回り分又は略一回り分と同じ長さ又は一回り分よりも短い長さになっていることを特徴とするものである。

本発明に係る基礎杭では、螺旋羽根が前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されているため、螺旋羽根は、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を有することになり、また、この螺旋羽根は、板金製の複数個のピース部材を螺旋方向に並べることにより形成されているため、螺旋羽根を、前記部分の外周面に棒材を螺旋状に巻き付けることで形成した場合よりも、複数個のピース部材で形成される螺旋羽根についての杭半径方向の幅寸法を大きくでき、これにより、螺旋羽根を、地盤からの引き抜きに対する一層大きな強度を有するものにできる。

また、螺旋羽根を形成するそれぞれのピース部材についての杭円周方向の周長は、前記部分の一回り分又は略一回り分と同じ長さ又は一回り分よりも短い長さになっているため、それぞれのピース部材を板金の打ち抜き加工によって容易に製造できることになり、これにより、螺旋羽根の製造の容易化を達成できる。

本発明において、それぞれのピース部材の前記周長は、前記部分の一回り分又は略一回り分と同じ長さであってもよく、このようにそれぞれのピース部材の前記周長を前記部分の一回り分又は略一回り分と同じ長さとする場合には、それぞれのピース部材を隙間なく螺旋方向に並べられていることにより、螺旋羽根を形成してもよい。

また、前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されている螺旋羽根の個数は、１個としてもよく、杭軸方向の間隔を開けて設けられた複数個としてもよい。

後者のように前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されている螺旋羽根の個数を、杭軸方向の間隔を開けて設けられた複数個とした場合には、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を一層大きくすることができる。

また、本発明において、それぞれのピース部材の前記周長は、前記部分の一回り分よりも短い長さであってもよい。このようにそれぞれのピース部材の前記周長を、前記部分の一回り分よりも短い長さとする場合には、この周長は、それぞれのピース部材について異ならせてもよく、同じとしてもよい。

それぞれのピース部材の前記周長を同じとした場合には、板金の打ち抜き加工により製造するそれぞれのピース部材の寸法を同じにできるため、それぞれのピース部材を製造する作業、言い換えると、螺旋羽根を製造する作業を一層容易に行えることになる。

また、以上のようにそれぞれのピース部材の前記周長を、前記部分の一回り分よりも短い長さとする場合には、それぞれのピース部材を隙間を開けずに螺旋方向に並べることにより、前記螺旋羽根を形成してもよく、あるいは、それぞれのピース部材を隙間を開けて螺旋方向に並べることにより、前記螺旋羽根を形成してもよい。

後者によると、それぞれのピース部材の間には螺旋方向の隙間が存在するため、それぞれのピース部材を螺旋方向に並べて螺旋羽根を形成する際に、それぞれのピース部材が正確な形状、寸法に製造されていなくても、それぞれのピース部材を螺旋方向に並べる作業を容易に行え、言い換えると、それぞれのピース部材に形状誤差や寸法誤差があっても、これらの誤差に影響されずに、それぞれのピース部材を螺旋方向に並べる作業を容易に行え、これにより、螺旋羽根を容易に形成できるようになる。

また、それぞれのピース部材を隙間を開けて螺旋方向に並べることによって螺旋羽根を形成する場合には、前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されている螺旋羽根は、杭軸方向に並んでいる複数個の螺旋羽根部分により形成されていることになる。このような複数個の螺旋羽根部分のうち、杭軸方向に互いに隣接している２個の螺旋羽根部分同士における隙間の位置は、杭円周方向における同じ位置としてもよいが、これらの隙間の位置を、杭円周方向にずらせることが好ましい。

後者によると、杭軸方向に互いに隣接している２個の螺旋羽根部分における隙間の位置は、杭円周方向にずれた位置となるため、螺旋羽根が、隙間が存在するものとなって杭の前記部分の外周面に形成されていても、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を確保できることになる。

また、前述したように前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されている螺旋羽根を、前記周長が前記部分の一回り分よりも短い長さとなっているピース部材を螺旋方向に並べることで形成する場合には、この螺旋羽根の個数を１個としてもよく、杭軸方向の間隔を開けて設けられた複数個としてもよい。

後者のように螺旋羽根の個数を、杭軸方向の間隔を開けて設けられた複数個とした場合には、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を一層大きくすることができる。

また、螺旋羽根の個数を、杭軸方向の間隔を開けて設けられた複数個とする場合には、これらの螺旋羽根におけるピース部材の杭半径方向の幅寸法を同じにしてもよく、あるいは、これらの螺旋羽根におけるピース部材の杭半径方向の幅寸法を、杭先端部に近い螺旋羽根のピース部材については小さく、杭頭部の近い螺旋羽根のピース部材については大きくしてもよい。

後者によると、先に地盤内にねじ込まれる杭先端部に近い螺旋羽根のピース部材については、前記幅寸法が小さく、杭頭部に近い螺旋羽根のピース部材については、この幅寸法が大きくなるため、基礎杭を小さな回転力で地盤内にねじ込むことができるとともに、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を確保できるようになる。

本発明に係る基礎杭の製造方法は、地盤上に設置される構築物のための基礎杭を製造する方法であって、前記地盤内に侵入する部分の外周面に、前記地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に前記構築物が配置固定される基礎杭の製造方法において、前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回される前記螺旋羽根を複数個で形成するためのピース部材の素材を製造するために、板金を、内径が前記部分の外径よりも少し大きいリング状に打ち抜き加工するとともに、このリングの円周方向の一箇所を切断するための打ち抜き切断工程と、この打ち抜き切断工程によって製造されたそれぞれの前記素材の前記切断で生じた円周方向の両端部を、前記螺旋羽根の１回の巻回分に相当する螺旋ピッチ分だけ杭軸方向にずらせるための捻り加工により、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へ見たときの杭円周方向の周長が前記部分の一回り分又は略一回り分と同じ長さになっている前記ピース部材を製造する捻り工程と、それぞれの前記羽根ピースを隙間なく螺旋方向に並べるとともに、これらのピース部材の内周面を前記部分の外周面に結合することにより、前記螺旋羽根を形成するための螺旋羽根形成工程と、を含んでいることを特徴とするものである。

また、本発明に係る基礎杭の製造方法は、地盤上に設置される構築物のための基礎杭を製造する方法であって、前記地盤内に侵入する部分の外周面に、前記地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に前記構築物が配置固定される基礎杭の製造方法において、前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回される前記螺旋羽根を複数個で形成するためのピース部材の素材を製造するために、板金を、内径が前記部分の外径よりも少し大きい扇形状に打ち抜くための打ち抜き工程と、この打ち抜き工程によって製造されたそれぞれの扇形状の前記素材の円周方向の両端部を、前記螺旋羽根の１回よりも少ない巻回分に相当するピッチ分だけ杭軸方向にずらせるための捻り加工により、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へ見たときの杭円周方向の周長が前記部分の一回り分よりも短い長さになっている前記ピース部材を製造する捻り工程と、それぞれの前記羽根ピースを隙間を開けて螺旋方向に並べるとともに、これらのピース部材の内周面を前記部分の外周面に結合することにより、前記螺旋羽根を形成するための螺旋羽根形成工程と、を含んでいることを特徴とするものである。

これらの製造方法によると、螺旋羽根を複数個で形成するためのピース部材のそれぞれを、板金の打ち抜き加工により製造することができるため、螺旋羽根の製造を容易に製造できることになる。

なお、本発明において、前述した「略一回り分と同じ長さ」とは、「一回り分と同じ長さ」と比較したときに、加工誤差等が含まれていてもよいとの意味である。

また、上述した「扇形状」には、扇角度が１８０度を超えて３６０度未満の角度になっているものが含まれる。

以上説明した本発明は、任意の構築物を地盤上に設置するための基礎杭に適用することができ、この構築物は、例えば、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台でもよく、建築現場や解体現場等で構築される仮設足場でもよく、さらには仮設住宅等でもよい。

また、構築物を地盤上に設置するために用いられる本発明に係る基礎杭の本数は、１本でもよく、複数本でもよい。すなわち、本発明に係る基礎杭は、１本だけで構築物を地盤上に設置するものでよく、複数本により構築物を地盤上に設置するものでよい。

本発明によると、螺旋羽根が地盤からの引き抜きに対する大きな強度を有するものとなり、また、この螺旋羽根を容易に製造できるようになるという効果を得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る基礎杭が用いられている杭基礎構造で地盤上に設置された構築物となっている太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台を示す側面図である。図２は、図１のソーラーパネル設置架台の要部を示す正面図である。図３は、図１及び図２で示されている杭基礎構造の全体を示す正面図である。図４は、図３で示されている杭基礎構造の分解図である。図５は、図４で示されている基礎杭を示す斜視図である。図６は、図５の基礎杭を示し、（Ａ）は、正面図、（Ｂ）は、背面図、（Ｃ）は、底面図である。図７は、図６で示されている基礎杭の螺旋羽根を形成するためのピース部材の素材を板金の打ち抜き加工で製造したときを示す平面図である。図８は、図７で示されている素材を捻り加工することによって製造されたピース部材を示す斜視図である。図９は、別実施形態に係る基礎杭を示す斜視図である。図１０は、図９の基礎杭を示し、（Ａ）は、正面図、（Ｂ）は、背面図、（Ｃ）は、底面図である。図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図９で示されている基礎杭のそれぞれの螺旋羽根を形成するためのピース部材の素材を板金の打ち抜き加工で製造したときを示す平面図である。図１２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図１１で示されているそれぞれの素材を捻り加工することによって製造されたピース部材を示す斜視図である。図１３は、図１０（Ａ）におけるＳ１３−Ｓ１３線断面図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る基礎杭３０が用いられた杭基礎構造１０で地盤５上に設置された構築物の側面図が示されており、この構築物は、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台１である。多数のソーラーパネル２が設置されるこの架台１のベース部材３は、後側（図１では右側）に開口したチャンネル材であり、架台１の桁材となって２本設けられているベース部材３のそれぞれが、杭基礎構造１０により地盤５上に固定設置されている。

本発明の一実施形態に係る基礎杭３０の具体的構造を説明する前に、杭基礎構造１０について説明する。

図２には、１本のベース部材３について複数個設けられている杭基礎構造１０の正面図が拡大して示されており、また、図３には、杭基礎構造１０の全体正面図が示され、図４には、杭基礎構造１０の分解正面図が示されている。図４から分かるように、杭基礎構造１０は、基礎杭３０と、この基礎杭３０の頭部に立設固定される雄ねじ棒１１と、この雄ねじ棒１１を介して基礎杭３０の頭部に取り付けられる筒状の昇降部材１２と、この昇降部材１２の上面に載置される水平方向調整部材１３とを含んで構成され、この水平方向調整部材１３の上面に上述のベース部材３が載置固定される。なお、地表面５Ａ（図１〜図３を参照）に露出する基礎杭３０の頭部には、キャップ部材１４は被冠固定されており、このため、基礎杭３０の頭部は、キャップ部材１４となっている。

雄ねじ棒１１は、キャップ部材１４に結合されている固定ナット１５に上方から螺入され、雄ねじ棒１１は、この雄ねじ棒１１に螺合しておいたロックナット１６を固定ナット１５に締め付けることにより、キャップ部材１４に、すなわち、基礎杭３０の頭部に立設固定される。雄ねじ棒１１の上部には、筒状の昇降部材１２の上部下面に取り付けられている昇降ナット１７が上方から螺入され、昇降部材１２を正逆回転させることにより、基礎杭３０に対する昇降部材１２の高さを調整した後に、この昇降部材１２の上面に水平方向調整部材１３が載置される。

水平方向調整部材１３は、高位部材１３Ａと、この高位部材１３Ａよりも下側の低位部材１３Ｂとからなり、図３に示されているように、低位部材１３Ｂを下から貫通させた雄ねじ棒１１の上部１１Ａに角座金１８とばね座金１９を挿入して固定ナット２０を螺合し、この固定ナット２０を締め付けることにより、昇降部材１２に水平方向調整部材１３が結合される。この水平方向調整部材１３の上面に上述のベース部材３が載置され、このベース部材３は、図２で示されているように、水平方向調整部材１３の高位部材１３Ａに下から挿入されたボルト２１と、チャンネル材からなるベース部材３の下フランジ部３Ａを下から貫通したボルト２１の軸部に平座金２２とばね座金２３を介して螺合された固定ナット２４とにより、水平方向調整部材１３に結合される。

そして、ベース部材３が桁材となっているソーラーパネル設置架台１についての地表面５Ａからの高さレベルは、上述のように正逆回転させることで昇降する昇降部材１２の高さ調整機能により、所定の高さレベルとすることができる。また、雄ねじ棒１１の上部１１Ａが挿入されている水平方向調整部材１３の低位部材１３Ｂの孔と、ボルト２１の軸部が挿入されている水平方向調整部材１３の高位部材１３Ａの孔は、互いに直交する水平二方向に長い長孔になっているため、これらの長孔の調整機能により、ソーラーパネル設置架台１の設置位置を、杭基礎構造１０に対して互いに直交する水平二方向（南北方向と東西方向）に調整することができる。

次に、本実施形態に係る基礎杭３０について説明する。図３〜図５に示されているように、頭部にキャップ部材１４が被冠固定されている基礎杭３０の本体３０Ａは、鋼管で形成されており、また、本体３０Ａの下端部には、三角錐状の先端部３０Ｂが設けられ、この先端部３０Ｂの外周面には切削刃３１が取り付けられている。

基礎杭３０の本体３０Ａにおける図１〜図３で示されている地盤５内に侵入する箇所には、螺旋羽根３２が設けられ、この螺旋羽根３２は、本体３０Ａの長さ方向、言い換えると、杭軸方向の間隔を開けて３個設けられており、それぞれの螺旋羽根３２は、本体３０Ａの外周面に１回を超える回数、具体的には、３回又は略３回の回数で巻回されている。そして、それぞれの螺旋羽根３２が、図３に示されているように、地盤５内にねじ込まれることにより、基礎杭３０は地盤５に侵入固定されることになり、このときの基礎杭３０の頭部は、前述したように地表面５Ａに露出している。

また、それぞれの螺旋羽根３２は、図５から分かるように、複数個のピース部材３３を螺旋方向に並べることにより形成されている。これらのピース部材３３についての杭円周方向の周長は、本体３０Ａの一回り分又は略一回り分と同じ長さになっている。このため、螺旋羽根３２は、３個のピース部材３３を隙間なく螺旋方向に並べることにより形成されている。このような構成となっている螺旋羽根３２を備えている基礎杭３０の正面図、背面図、底面図は、図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されている。それぞれの螺旋羽根３２における１回の巻回によるそれぞれの杭軸方向のピッチの大きさ、すなわち、螺旋ピッチはＰであり、また、これらの螺旋羽根３２についての杭軸方向の間隔は、螺旋ピッチＰの整数倍となっているため、それぞれの螺旋羽根３２の螺旋延長線上にそれぞれの螺旋羽根３２が存在していることになる。

図７及び図８は、螺旋羽根３２の構成部材となっているピース部材３３の製造方法を示している。ピース部材３３の製造するためには、初めに、図７（Ａ）に示すように、板金の打ち抜き加工により、板金製のリング状の素材３３’を製造するとともに、この素材３３’の円周方向の一箇所を切断し、これにより、切断箇所３３’Ａ付きの素材３３’を得る。なお、リング状の素材３３’の内径Ｄ２は、図６（Ａ）で示す基礎杭３０の本体３０Ａの外径Ｄ１よりも少し大きい寸法（例えば、螺旋ピッチＰが４０mmで、Ｄ１が４８．６ｍｍであるときに、Ｄ２は５０ｍｍ〜５１ｍｍ程度。）とする。そして、上述の切断加工は、板金の打ち抜き加工と同時に行ってもよく、板金の打ち抜き加工の後作業として行ってもよい。

次いで、図８に示すように、リング状の素材３３’の円周方向の両端部を、すなわち、切断箇所３３’Ａの両端部を、上述の螺旋ピッチＰ分だけ杭軸方向にずらせるための捻り加工を行い、これにより、素材３３’からピース部材３３を製造する。なお、上述の捻り加工は、プレス機械等の装置で行ってもよく、作業者の手作業で行ってもよい。

このようにして製造されたピース部材３３は、内径Ｄ２が基礎杭３０の本体３０Ａの外径Ｄ１よりも大きい寸法となっているため、このピース部材３３を、螺旋羽根３２を設けるべき部分となっている本体３０Ａの箇所にセットしたときであって、基礎杭３０の杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材３３を見たときに、ピース部材３３の杭円周方向の周長が本体３０Ａの一回り分又は略一回り分と同じ長さになっている。

これを言い換えると、基礎杭３０の杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材３３を見たときに、ピース部材３３の杭円周方向の周長が本体３０Ａの一回り分又は略一回り分と同じ長さになるように、ピース部材３３の素材３３’の内径Ｄ２を本体３０Ａの外径Ｄ１よりも少し大きい寸法とする。なお、ここでいう「略一回り分と同じ長さ」とは、「一回り分と同じ長さ」と比較したときに、加工誤差等が含まれていてもよいとの意味である。

このようなピース部材３３を多数製造した後に、３個のピース部材３３を基礎杭３０の本体３０Ａの所定箇所に隙間なく螺旋方向に連続させて並べるとともに、これらのピース部材３３の内周面を本体３０Ａの外周面に溶接で結合し、また、隙間なく螺旋方向に並べたピース部材３３同士を溶接で接合する。

これにより、１個の螺旋羽根３２が基礎杭３０の本体３０Ａに形成されることになり、上述の作業を、本体３０Ａの三箇所について行うことにより、この本体３０Ａに３個の螺旋羽根３２が形成されることになる。

なお、それぞれのピース部材３３を本体３０Ａの正確な所定箇所に配置できるようにするために、例えば、回転装置で回転させた本体３０Ａの外周面に、送りねじ式送り装置によって送られるケガキ針や筆記具等のマーキング部材により、螺旋ラインを表示し、この螺旋ラインに沿ってそれぞれのピース部材３３を並べて配置するようにしてもよい。

この実施形態によると、基礎杭３０の本体３０Ａに設けられていて地盤５内にねじ込まれる螺旋羽根３２が、１回を超える回数で巻回されているため、螺旋羽根３２は、地盤５からの引き抜きに対する大きな強度を有することになる。また、螺旋羽根３２は、板金製の複数個のピース部材３３を螺旋方向に並べることにより形成されているため、螺旋羽根を、本体３０Ａの外周面に棒材を螺旋状に巻き付けることで形成した場合よりも、螺旋羽根３２についての杭半径方向の幅寸法を大きくでき、これにより、螺旋羽根３２を、地盤５からの引き抜きに対する一層大きな強度を有するものにできる。

また、螺旋羽根３２は、杭軸方向に間隔を開けて３個設けられているため、地盤５からの引き抜きに対する螺旋羽根３２の強度をさらに一層大きくすることができる。

さらに、螺旋羽根３２の構成部材となっているそれぞれのピース部材３３についての杭円周方向の周長は、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材３３を見たときに、本体３０Ａの一回り分又は略一回り分と同じ長さになっているため、それぞれのピース部材３３を板金の打ち抜き加工によって容易に製造できることになり、これにより、螺旋羽根５２の製造の容易化を達成できる。

また、ピース部材３３の素材３３’を板金の打ち抜き加工により製造する際に、素材３３’の内径Ｄ２を本体３０Ａの外径Ｄ１よりも少し大きい寸法としているため、ピース部材３３の両端部に螺旋ピッチＰを設けても、ピース部材３３についての杭円周方向の周長を、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材３３を見たときに、本体３０Ａの一回り分又は略一回り分と同じ長さにすることができる。

図９は、別実施形態に係る基礎杭５０を示し、図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、この基礎杭５０の正面図、背面図、底面図である。

この実施形態でも、頭部にキャップ部材１４が被冠固定されている基礎杭５０の本体５０Ａは、鋼管で形成されており、また、本体５０Ａの下端部には、三角錐状の先端部５０Ｂが設けられていて、この先端部５０Ｂの外周面には切削刃５１が取り付けられている。

そして、基礎杭５０の本体５０Ａにおける地盤５内に侵入する箇所には、螺旋羽根５２が設けられ、この螺旋羽根５２は、本体５０Ａの長さ方向である杭軸方向の間隔を開けて３個設けられており、それぞれの螺旋羽根５２は、本体５０Ａの外周面に３回又は略３回の回数で巻回されている。そして、それぞれの螺旋羽根５２が地盤５内にねじ込まれることにより、基礎杭５０は地盤５に侵入固定されることになり、このときの基礎杭５０の頭部は、地表面５Ａに露出する。

また、それぞれの螺旋羽根５２は、図９から分かるように、複数個のピース部材５３を螺旋方向に並べることにより形成されている。これらのピース部材５３についての杭円周方向の周長は、本体３０Ａの一回り分よりも短い長さになっており、それぞれの螺旋羽根５２は、９個のピース部材５３を隙間Ｓを開けて螺旋方向に並べることにより形成されている。また、図１０に示されているように、それぞれの螺旋羽根５２における１回の巻回による螺旋ピッチはＰであり、そして、これらの螺旋羽根５２についての杭軸方向の間隔は、螺旋ピッチＰの整数倍となっているため、この実施形態でも、それぞれの螺旋羽根５２の螺旋延長線上にそれぞれの螺旋羽根５２が存在していることになる。

さらに、図９から分かるように、この実施形態のそれぞれの螺旋羽根５２におけるピース部材５３は、螺旋羽根５２ごとに、杭半径方向の幅寸法が異なっている。すなわち、螺旋羽根５２のうち、杭先端部に最も近い螺旋羽根５２のピース部材５３Ａの幅寸法は最も小さく、杭先端部に２番目に近い螺旋羽根５２のピース部材５３Ｂの幅寸法は２番目に小さく、杭頭部に近い螺旋羽根５２のピース部材５３Ｃの幅寸法は最も大きい。すなわち、杭軸方向の間隔を開けて３個設けられている螺旋羽根５２におけるピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの杭半径方向の幅寸法は、杭先端部から杭頭部へとの次第に大きくなっている。

図１１及び図１２は、ピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの製造方法を示している。ピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを製造するためには、初めに、図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、板金の打ち抜き及び切断加工により、扇形状の素材５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃを製造する。図示例では、１回の打ち抜き及び切断加工により、扇角度がα（例えば、８０度）となっているそれぞれ４個の素材５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃが同時に製造されている。なお、素材５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃの内径Ｄ２は、前述した実施形態と同様に、図１０（Ａ）で示されている基礎杭５０の本体５０Ａの外径Ｄ１よりも少し大きい寸法とする。そして、上述の切断加工は、板金の打ち抜き加工と同時に行ってもよく、板金の打ち抜き加工の後作業として行ってもよい。

また、素材５３’Ａの幅寸法Ｗ１は最も小さく，素材５３’Ｂの幅寸法は２番目に小さく、素材５３’Ｃの幅寸法Ｗ３は最も大きい。

次いで、図１２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、扇形状の素材５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃの円周方向の両端部を、前述した螺旋ピッチＰよりも小さいピッチＰ’分だけ杭軸方向にずらせるための捻り加工を行い、これにより、素材５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃからピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを製造する。なお、ピッチＰ’は、螺旋ピッチＰよりも小さいため、このピッチＰ’は、螺旋羽根５２の１回よりも少ない巻回分に相当する大きさのものであって、３６０度に対する上述の角度αによって決定される大きさのものである。また、上述の捻り加工は、プレス機械等の装置で行ってもよく、作業者の手作業で行ってもよい。

このようなピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを多数製造した後に、螺旋羽根５２のうち、杭先端部に最も近い螺旋羽根５２を形成するためには、複数個（例えば、９個）のピース部材５３Ａを隙間Ｓを開けて螺旋方向に並べ、杭先端部に２番目に近い螺旋羽根５２を形成するためには、ピース部材５３Ａと同数のピース部材５３Ｂを隙間Ｓを開けて螺旋羽根方向に並べ、杭頭部に近い螺旋羽根５２を形成するためには、ピース部材５３Ａと同数のピース部材５３Ｃを隙間Ｓを開けて螺旋方向に並べ、そして、それぞれのピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの内周面を基礎杭５０の本体５０Ａの外周面に溶接で結合する。これにより、本体５０Ａの外周面に、それぞれ３回又は略３回の回数で巻回された螺旋羽根５２が３個形成されることになる。

図１０（Ａ）のＳ１３−Ｓ１３線断面図である図１３には、上述のようにピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの内周面を基礎杭５０の本体５０Ａの外周面に溶接で結合したときの状態が示されている。この図１３において、それぞれの隙間Ｓは、杭中心部を中心とする角度β（例えば、３０度）の大きさのものとなっている。また、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを見たときに、それぞれのピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃについての杭円周方向の周長は、本体５０Ａの一回り分よりも短い長さになっている。

以上のようにそれぞれの螺旋羽根５２を形成するために、それぞれ複数個のピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを隙間Ｓを開けて基礎杭５０の本体５０Ａに螺旋方向に配置し、そして、ピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを本体５０Ａに結合したときには、それぞれの螺旋羽根５２は、図９に示されているように、杭軸方向に並んでいる３個の螺旋羽根部分５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにより形成されている。そして、これらの螺旋羽根部分５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにおける隙間Ｓの位置は、図９から分かるように、杭円周方向にずれている。

これを言い換えると、この実施形態では、図１１の角度α及び図１３の角度βを、螺旋羽根部分５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにおける隙間Ｓの位置が杭円周方向にずれるように設定するのであり、例えば、角度αを８０度、角度βを３０度としたときであっても、すなわち、α＋βの３回の合計値が３６０度となっていても、ピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの両端部を、図１２で説明したように、ピッチＰ’分だけ杭軸方向にずらせることにより、このピッチＰ’により、螺旋羽根部分５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃにおける隙間Ｓの位置を杭円周方向にずらせることができる。

この実施形態でも、基礎杭５０の本体５０Ａに設けられる螺旋羽根５２が、１回を超える回数で巻回されていること、及び螺旋羽根５２は、板金製の複数個のピース部材５３を螺旋方向に並べることによって形成されていることにより、螺旋羽根５２を、地盤５からの引き抜きに対する大きな強度を有するものにでき、また、螺旋羽根５２は、杭軸方向に間隔を開けて３個設けられているため、地盤５からの引き抜きに対する螺旋羽根５２の強度を一層大きくすることができる。

さらに、螺旋羽根５２を形成しているそれぞれのピース部材５３についての杭円周方向の周長は、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へピース部材５３を見たときに、本体５０Ａの一回り分よりも短い長さになっているため、それぞれのピース部材５３を板金の打ち抜き加工によって容易に製造できることになり、これにより、螺旋羽根５２の製造の容易化を達成できる。

また、杭先端部に最も近い螺旋羽根５２を形成しているそれぞれのピース部材５３Ａ同士、杭先端部に２番目に近い螺旋羽根５２を形成しているそれぞれのピース部材５３Ｂ同士、杭部に近い螺旋羽根５２を形成しているそれぞれのピース部材５３Ｃ同士は、前述の周長及び幅寸法が同じなっているため、これらのピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの多数を板金の打ち抜き加工により容易に製造することができ、これにより、それぞれの螺旋羽根５２の製造の容易化を達成できる。

また、この実施形態によると、それぞれのピース部材５３を隙間Ｓを開けて螺旋方向に並べることで螺旋羽根５２を形成しているため、それぞれのピース部材５３が正確な形状、寸法に製造されていなくても、具体的には、ピッチＰ’がそれ程正確な寸法になっていなくても、複数個のピース部材を隙間なく螺旋方向に連続させて並べる場合よりも、それぞれのピース部材５３を螺旋方向に並べる作業を容易に行えることになり、このため、これらのピース部材５３で螺旋羽根５２を形成する作業の容易化を実現できる。

また、それぞれのピース部材５３を隙間Ｓを開けて螺旋方向に並べることによって螺旋羽根５２を形成しても、互いに杭軸方向に隣接している２個の螺旋羽根部分同士の隙間Ｓの位置、すなわち、螺旋羽根部分５２Ａと５２Ｂの隙間Ｓの位置、螺旋羽根部分５２Ｂと５２Ｃの隙間Ｓの位置は、杭円周方向にずれているため、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を確保できることになる。

また、杭軸方向の間隔を開けて３個設けられている螺旋羽根５２を形成するためのピース部材５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃは、図１１で示した杭半径方向の幅寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を有するものとなっており、これらの幅寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、杭先端部に近い螺旋羽根のピース部材については小さく、杭頭部の近い螺旋羽根のピース部材については大きくなっているため、基礎杭を小さな回転力で地盤内にねじ込むことができるとともに、このねじ込み後は、地盤からの引き抜きに対する大きな強度を確保できるようになる。

本発明は、例えば、ソーラーパネル設置架台や、建築現場用仮設足場、さらには、仮設住宅等の各種の構築物を地盤に固定するために利用することができる。

１構築物であるソーラーパネル設置架台
５地盤
５Ａ地表面
１０杭基礎
３０，５０基礎杭
３２，５２螺旋羽根
５２Ａ，５２Ｂ，５３Ｃ螺旋羽根部分
３３，５３ピース部材
３３’，５３’Ａ，５３’Ｂ，５３’Ｃピース部材の素材
３３’Ａ切断箇所
Ｐ螺旋ピッチ
Ｐ’ ピッチ
Ｓ隙間
Ｄ１螺旋羽根が設けられる部分である基礎杭の本体の外径
Ｄ２素材の内径
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３幅寸法

Claims

地盤上に設置される構築物のための基礎杭であって、
前記地盤内に侵入する部分の外周面に、前記地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に前記構築物が配置固定される基礎杭において、
前記螺旋羽根が前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されているとともに、この螺旋羽根は、板金製の複数個のピース部材を螺旋方向に並べることにより形成されており、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へ見たときのそれぞれの前記ピース部材についての杭円周方向の周長が、前記部分の一回り分よりも短い長さになっており、
前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回されている前記螺旋羽根は、杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられており、
杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられている前記螺旋羽根における前記ピース部材の杭半径方向の幅寸法は、杭先端部に近い前記螺旋羽根のピース部材については小さく、杭頭部に近い前記螺旋羽根のピース部材については大きくなっており、
杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられている前記螺旋羽根のそれぞれにおいて、同じ螺旋羽根を形成するために螺旋方向に並べられている複数個の前記ピース部材は、杭半径方向の幅寸法が同じになっていることを特徴する基礎杭。
請求項１に記載の基礎杭において、杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられている前記螺旋羽根のそれぞれにおいて、同じ螺旋羽根を形成するために螺旋方向に並べられている複数個の前記ピース部材は、杭円周方向の周長が同じになっていることを特徴する基礎杭。
請求項１又は２に記載の基礎杭において、杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられている前記螺旋羽根のそれぞれは、１回の巻回による螺旋ピッチが同じものになっているとともに、これらの螺旋羽根についての杭軸方向の間隔は、前記螺旋ピッチの整数倍となっており、それぞれの前記螺旋羽根の螺旋延長線上にそれぞれの螺旋羽根が存在していることを特徴する基礎杭。
請求項１〜３のいずれかに記載の基礎杭において、杭軸方向の間隔を開けて複数個設けられている前記螺旋羽根のそれぞれにおいて、同じ螺旋羽根を形成するために螺旋方向に並べられている複数個の前記ピース部材は、隙間を開けて螺旋方向に並べられていることを特徴する基礎杭。
地盤上に設置される構築物のための基礎杭を製造する方法であって、
前記地盤内に侵入する部分の外周面に、前記地盤内にねじ込まれる螺旋羽根が設けられ、地表面に露出する杭頭部に前記構築物が配置固定される基礎杭の製造方法において、
前記部分の外周面に１回を超える回数で巻回される前記螺旋羽根を複数個で形成するためのピース部材の素材を製造するために、板金を、内径が前記部分の外径よりも少し大きい扇形状に打ち抜くための打ち抜き工程と、
この打ち抜き工程によって製造されたそれぞれの扇形状の前記素材の円周方向の両端部を、前記螺旋羽根の１回よりも少ない巻回分に相当するピッチ分だけ杭軸方向にずらせるための捻り加工により、杭軸線と直交する断面において杭軸線方向へ見たときの杭円周方向の周長が前記部分の一回り分よりも短い長さになっている前記ピース部材を製造する捻り工程と、
杭半径方向の幅寸法が同じになっているそれぞれの前記ピース部材を杭円周方向の隙間を開けて螺旋方向に並べるとともに、これらのピース部材の内周面を前記部分の外周面に結合することにより、前記螺旋羽根を形成するための螺旋羽根形成工程と、
を含んでおり、
前記螺旋羽根を杭軸方向の間隔を開けて複数個設け、かつ、これらの螺旋羽根において、前記ピース部材の杭半径方向の幅寸法を、杭先端部に近い螺旋羽根のピース部材については小さく、杭頭部に近い螺旋羽根のピース部材については大きくするために、前記打ち抜き工程において、前記板金の打ち抜きにより、前記ピース部材の前記素材であって、扇角度が同じになっている扇形状の素材を複数個製造するとともに、杭半径方向の幅寸法が異なっている扇形状の素材も製造することを特徴する基礎杭の製造方法。