JP6170017B2

JP6170017B2 - 回転埋設型支柱及び支柱回転埋設方法

Info

Publication number: JP6170017B2
Application number: JP2014126743A
Authority: JP
Inventors: 英吾都
Original assignee: Daito Giken KK
Current assignee: Daito Giken KK
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: JP2016003549A

Description

本発明は回転埋設型支柱及び支柱回転埋設方法に関する。

従来、特許文献１に記載された回転埋設型支柱の通り、極めて簡単な構造により、騒音の発生や頭部の変形もなく、貫入速度を向上させると共に、十分な水平支持力を保持することができることを目的として、鋼管２の先端部を開口させた状態で、先端側外周に３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部３を形成し、この隣接する谷部３の間に谷部３と連続して形成されたブレード５の回転により、この先端で土６を掻き取りながら、先端開口部４から鋼管内側に土６を取り込むと同時に、谷部３の土を外側に排出して、地中１０に埋設させるようにした発明が提案されている。

また、特許文献２に記載された支柱埋設装置の通り、防護柵支柱のような小径の支柱を連続して埋設していくに際し、埋設時の騒音を抑えることができ、また硬質地盤への埋設も対応可能であり、さらにメンテナンス工事等における支柱の引き抜き・埋設を合理的に行える支柱埋設装置が提案されている。

特開２００５−３５０９２１号公報特開２００６−１８８８５５号公報

しかしながら、騒音は、ハンマーの打撃力により支柱が土の中に入っていくときに、騒音１が発生し、また、支柱上端に被せるキャップと支柱との間で打撃による騒音２が発生し、さらに、金属同士で叩かれることによる支柱からの騒音３が発生し、これらの騒音１〜３が相乗して音がかなり響くという問題があり、騒音の防止という観点からは未だ十分とはいえない現状である。

そこで本発明は、支柱埋設工事に際して、騒音防止効果を高めることを課題とする。

上記課題に鑑み本発明の回転埋設型支柱は、支柱本体と、支柱本体とは別体の刃状部材と、を備え、前記刃状部材は、横断面が円形の筒状の上部体と、該上部体と一体形成され、前記上部体の外径より大きな外径を有する下部体を備え、該下部体を軸方向から傾斜する方向に端面から切り欠くことにより先端に鋭利な部分を有する複数の刃を備え、前記上部体の外周面は軸方向の下方に向かって拡径し、前記支柱本体の下端部の内周面が上部体の外周面に嵌着され固定されることを特徴とする。

前記切り欠きは複数の傾斜した逆Ｕ字溝であり、前記鋭利な部分には、鋭角部と鈍角部とが形成されることが好ましい。

前記刃の下端面が、前記鋭角部から鈍角部にかけて、斜め上方に傾斜することが好ましい。

本発明の支柱回転埋設方法は、
請求項１に記載の支柱本体に前記刃状部材を嵌着固定し、回転埋設型支柱とするステップと、
前記回転埋設型支柱を回転圧入機に取り付け、地中に回転圧入するステップと、
を特徴とする支柱回転埋設方法であって、
前記回転圧入機は、ハンマー式打ち込み装置に機能を付加した構造を備え、
前記支柱を前記ハンマー式打ち込み装置に装着し、前記支柱を打ち込むステップを備えたことを特徴とする。

本発明の回転埋設型支柱及び支柱回転埋設方法は、支柱本体と、支柱本体の下端部に嵌合固定される円筒形状の刃状部材と、を備えるので、支柱本体を特殊な構造とする必要がなく、刃状部材を嵌合するだけで施工できる。また、下部体を軸方向から傾斜する方向に端面から複数箇所で切り欠くことにより先端に鋭利な部分を有する複数の刃を備えるので、騒音を激減させることができる。特に、夜間の工事には騒音防止について大きな効果がある。また、支柱の地中部分での固定が確実になる。

前記刃状部材の上部体は、軸方向の下方に向かって拡径するので、刃状部材を容易に支柱本体に固定することができる。また、刃状部材と支柱本体が強固に固定されるため、地中を回転して掘削しても外れることがない。

前記回転圧入機は、ハンマー式打ち込み装置に回転圧入機能を付加した構造を備えているので、騒音の発生許容範囲に応じて、ハンマー式打ち込み機能又は回転圧入機能のいずれでも利用でき、稼働率が向上し、経済的効果が高い。

（ａ）は本発明による実施形態１の回転埋設型支柱１の正面図、（ｂ）は同底面図、（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は同斜視図である。（ａ）は本発明による実施形態１の刃状部材３の正面図、（ｂ）は同背面図、（ｃ）は刃状部材３の斜視図である。実施形態１の刃状部材の鋭利な部分の部分拡大図である。（ａ）は本発明による実施形態２の回転埋設型支柱１０１の正面図、（ｂ）は同平面図である。（ａ）は本発明による実施形態２の回転埋設型支柱１０１の背面図、（ｂ）は斜視図である。（ａ）は本発明による実施形態２の刃状部材１０３の平面図、（ｂ）は同左側面図、（ｃ）は同正面図、（ｄ）は同右側面図である。同実施形態２の刃状部材１０３の展開した状態の正面図である。回転圧入機２０を搭載した車両の斜視図である。回転圧入機２０を搭載した車両の別の角度からの斜視図である。回転圧入機２０の正面図である。回転圧入機２０の右側面図である。図１１のＡ−Ａ断面図である。図１１のＢ−Ｂ断面図である。図１０のＣ−Ｃ断面図である。回転圧入機２０の斜視図である。

本発明の実施形態１による回転埋設型支柱１について図１〜図２を参照して説明する。回転埋設型支柱１は、支柱本体２と、支柱本体２の下端部２ａに嵌合固定される略円筒形状の刃状部材３と、を備えている。この刃状部材３は、軸方向の下方に向かって半径が拡径する横断面が円形の筒状の上部体４と、上部体４と一体形成される下部体５を備えている。この下部体５を軸方向から傾斜する方向に端面から複数箇所で切り欠くことにより先端に鋭利な部分を有する複数の刃６ａ〜６ｃを備えることを特徴とする。支柱本体２と刃状部材３は鉄鋼製が好ましい。

刃状部材３の肉厚は、図では直径の６％程度であるが、例えば、３〜９％等、この比率は強度や掘削能力等の諸般の事情を考慮して設定される。半径が拡径する横断面が円形の筒状の上部体４のテーパの角度は１〜３度が例示できるが、適宜設定され得る。上部体４と下部体５の高さは、図面では２．５：２であるが、この比率は適宜設定され得る。上部体４と下部体５の間には、支柱本体２の下端を受けるための円環状の段部が形成され、この部分で拡径している。支柱本体２の下端面がしっかりと、この段部に嵌合される場合があるからである。支柱本体２の下端部の内周面が上部体４の外周面に嵌着され固定される。緊締具を使わずに支柱本体２に刃状部材３が固定できる効果がある。

この切り欠きにより、輪郭が傾斜した逆Ｕ字形状の複数個の空隙７ａ〜７ｃが生じ、刃６ａ〜６ｃの下端部の両側端に先端が鋭利な部分である鋭角部６ｄと鈍角部６ｅ（図３参照）とが形成されている。

刃６ａ〜６ｃの下端面８ａ〜８ｃが、鋭角部６ｄから鈍角部６ｅにかけて、斜め上方に傾斜する。また、Ｕ字形状の曲面９ａ〜９ｃが形成される。下端面８ａ〜８ｃと曲面９ａ〜９ｃは連続面を形成している。

図３に示す通り、曲面９ａは、水平直線、左側の傾斜直線、右側の傾斜直線、水平直線と左側の傾斜直線とを結ぶ第１の弧状線Ｒ₁、水平直線と右側の傾斜直線とを結ぶ第２の弧状線Ｒ₂から構成される面である。曲面９ｃの左側の傾斜直線の面と下端面８ｃのなす角度θ₁は３５度、曲面９ｃの右側の傾斜直線と水平線となす角度θ₂は４５度、曲面９ｃの傾斜直線と水平線となす角度θ₃は６０度、曲面９ｃの傾斜直線と水平線となす角度θ₄は５０度、水平線の面と下端面８ａのなす角度θ₅は１０度にそれぞれ設定されている。第１の弧状線Ｒ₁の長さは第２の弧状線Ｒ₂の長さよりも小さく設定される。他の曲面９ａ，９ｂも同様の構成であるので、説明は援用する。θ₁〜θ₅は１０％の範囲内で増減が許容されることが好ましい。角度の大小関係は、θ₃>θ₄>θ₂>θ₁>θ₅であることが好ましい。

次に実施形態２の回転埋設型支柱１０１について説明する。この回転埋設型支柱１０１は、図４、図５に示す通り、支柱本体１０２と、支柱本体１０２の下端部１０２ａに固定される刃状部材１０３と、を備えている。この刃状部材１０３は、固定具１０４と、孔１０５を有し軸方向から傾斜する方向に端面から複数箇所で切り欠くことにより先端に鋭利な部分を有する複数の刃１０６ａ，１０６ｂを備えている。図４に示す通り、刃１０６ａ，１０６ｂが固定具１０４を孔１０５に緊締することにより、空隙１０７ａ，１０７ｂを空けて、支柱本体１０２に、それぞれ、２箇所固定される。第１実施形態と相違し、刃１０６ａ，１０６ｂを支柱本体１０２に固定具１０４で取り付ける作業が必要となるが、刃１０６ａ，１０６ｂをテーパ形状の円筒とする必要がない。

刃１０６ａ，１０６ｂは別体として構成され、支柱本体１０２の外径部に空隙１０７ａ，１０７ｂを空けて固定されている。刃１０６ａ，１０６ｂは同様の形状が好ましい。刃１０６ａ、１０６ｂは周方向に同一方向に向かって整列して、中心軸に関して対向して配置されている。刃１０６ａの左端面が刃１０６ｂの右端面と空隙１０７ｂを空け、また、刃１０６ａの右端面が刃１０６ｂの左端面と空隙１０７ａを空けて配置されている。

図６に示す通り、刃１０６ａの下端部の両側端に先端が鋭利な部分である２つの鋭角部１０６ｄ，１０６ｅと鈍角部１０６ｆとが形成されている。刃１０６ｂも同様であるので、説明は上記を援用する。

図６に示す通り、刃１０６ａは下端面１０８ａと上端面１０８ｂとを備えている。下端面１０８ａは、鋭角部１０６ｄ、鋭角部１０６ｅ、鈍角部１０６ｆにかけて連続的に形成されている。下端面１０８ａは、直線面１０９ａを含み、他は、弧状線Ｒ₁、Ｒ₂となる曲面であり、連続的に形成されている。鋭角部１０６ｄは、鋭角部１０６ｅの角度よりも大きくなっており、鋭角部１０６ｅの方が鋭くなっている。また、鋭角部１０６ｅの下端部の位置が鋭角部１０６ｄよりも低くなっている。鋭角部１０６ｅは下方に突出し下端が下方に向かって尖っている。鋭角部１０６ｄは下面が水平面となっている。弧状線Ｒ₂は弧状線Ｒ₁よりも緩やかになっていて、右肩上がりに上凸形状に形成されている。上端面１０８ｂは左端から第１傾斜面があり、これよりも緩やかな傾斜の第２傾斜面が連続し、右端に至る。右側面は垂直面である。孔１０５は左右に２個形成されている。

図７に示す通り、上端面１０８ｂは、右肩上がりの曲面であり、右肩上がりの角度は２０度に設定されている。鋭角部１０６ｄの角度は５６度、鋭角部１０６ｅの角度は６０度、鈍角部１０６ｆの角度は１１０度に設定されている。これらの角度は１０％の範囲内で増減が許容されることが好ましい。刃１０６ｂも刃１０６ａと同様であるので、説明は上記を援用する。

本実施形態１の支柱回転埋設方法を説明する。支柱本体２に刃状部材３を嵌合固定し、回転埋設型支柱１とするステップを行う。すなわち、刃状部材３の上方から支柱本体２の下端部２ａを嵌め込み固定し、一体化する。上部体４は軸方向の下方に向かって半径が拡径する横断面が円形の筒状体であるので、下端部２ａの下端面は上部体４の外周テーパ面の途中の位置で固定される。

次に、回転埋設型支柱１を図８〜図１５に示す回転圧入機２０に取り付け、地中に回転圧入するステップを行う。

このステップでは、まず、図１２に示す通り、支柱本体２の上端部の孔にローター２１の回転伝達ピン２２を径方向に挿通し、固定し、支柱本体２の下端部を保持部２３（図１３参照）で保持する。モータ２４を回転し、図２４の伝達機構２５を介して支柱本体２に回転力を付与する。

そうすると、回転埋設型支柱１が垂直軸を中心として回転し、地中を掘削しながら回転圧入され、垂直方向下方に推進されてゆく。このとき鋭角部６ｄが地中を掘削しながら回転する。空隙７ａ〜７ｃがあるため推進抵抗が低減される。

目標深さまで回転埋設型支柱１が回転されると、回転圧入機２０もモータ２４を停止し、回転伝達ピン２２を解除し、保持部２３から取り外し、回転埋設型支柱１から回転圧入機２０を離脱させる。

このような回転圧入により、回転埋設型支柱１が下方に回転しながら押し付けられるだけであるので、騒音が激減する。すなわち、ブレーカのような打撃によることがないため、本来叩いて出す打撃音というものをなくすことができ、まったく叩かずに仕事をすることができる。言うならばブレーカがないものとしての仕事になる。ブレーカを叩くことに代えて、地中に押し付けて回転させるだけであるので、騒音が激減する。回転圧入機でもよいし、ブレーカによる打撃機と回転圧入機を兼ね備えた兼用機械でもよい。

本実施形態では、回転圧入機２０はブレーカ兼用機であるので、回転圧入機能にハンマー式打ち込み装置を付加した構造を備えている。騒音が問題となる箇所では回転圧入を行い、騒音を出しても問題ない場所であれば、支柱をブレーカで直接打撃し支柱を埋設することができるので、稼働率や経済性が向上する。この場合、ブレーカ４０を上下運動させ、支柱本体２の上端に被せたキャップを打撃する。ブレーカ４０はピストンと呼ばれる金属の塊である。駆動源は、エアーでもよいし、油圧でもよい。ブレーカ４０を上下運動させるためのリーダー４１が設置されている。

実施形態２の回転埋設型支柱１０１の動作も回転埋設型支柱１と概ね同様であるので、説明は上記を援用する。ただし、刃１０６ａ、１０６ｂの取付態様が実施形態１とは相違し、刃１０６ａ，１０６ｂを固定具１０４で孔１０５に緊締することにより、支柱本体１０２に刃１０６ａ，１０６ｂが間隙を置いて固定される。

なお、本発明の実施の形態は、上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものである。また、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれ、該技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得る。

１・・・回転埋設型支柱
２・・・支柱本体
２ａ・・・下端部
３・・・刃状部材
４・・・上部体
５・・・下部体
６ａ〜６ｃ・・・刃
６ｄ・・・鋭角部
６ｅ・・・鈍角部
７ａ〜７ｃ・・・空隙
８ａ〜８ｃ・・・下端面
９ａ〜９ｃ・・・曲面
Ｒ₁・・・第１の弧状線
Ｒ₂・・・第２の弧状線
１０１・・・回転埋設型支柱
１０２・・・支柱本体
１０２ａ・・・下端部
１０３・・・刃状部材
１０４・・・固定具
１０５・・・孔
１０６ａ，１０６ｂ・・・刃
１０７ａ，１０７ｂ・・・空隙
１０６ｄ，１０６ｅ・・・鋭角部
１０６ｆ・・・鈍角部
１０８ａ・・・下端面
１０８ｂ・・・上端面
１０９ａ・・・直線面
Ｒ₁、Ｒ₂・・・弧状線
２０・・・回転圧入機
２１・・・ローター
２２・・・回転伝達ピン
２３・・・保持部
２４・・・モータ
２５・・・伝達機構
４０・・・ブレーカ
４１・・・リーダー

Claims

支柱本体と、
支柱本体とは別体の刃状部材と、を備え、
前記刃状部材は、横断面が円形の筒状の上部体と、該上部体と一体形成され、前記上部体の外径より大きな外径を有する下部体を備え、該下部体に軸方向から傾斜する方向に端面から切り欠くことにより先端に鋭利な部分を有する複数の刃を備え、前記上部体の外周面は軸方向の下方に向かって拡径し、前記支柱本体の下端部の内周面が上部体の外周面に嵌着され固定されることを特徴とする回転埋設型支柱。
請求項１に記載の回転埋設型支柱を用いて、支柱本体を回転埋設する支柱回転埋設方法であって、
支柱本体に前記刃状部材を嵌着固定し、回転埋設型支柱とするステップと、
前記回転埋設型支柱を回転圧入機に取り付け、地中に回転圧入するステップと、
を特徴とし、
前記回転圧入機は、ハンマー式打ち込み装置に機能を付加した構造を備え、
前記支柱を前記ハンマー式打ち込み装置に装着し、前記支柱を打ち込むステップを備えた支柱回転埋設方法。