JP6466745B2 - ロッドの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、高圧噴射撹拌工法で使用するロッドの接続構造に関するものであり、多重管構造のロッドを複数接続することにより所定深度において地盤改良を行う際に、接続する各ロッドの軸方向の向きがずれることがないロッドの接続構造に関するものである。

地盤改良を行うための装置として、多重管（例えば、二重管）を用いて削孔を行い、地盤中に改良材を注入する多重管削孔装置が種々存在する。このような多重管削孔装置を用いて地盤改良を行う際には、所定の深度までロッドを挿入する必要があり、複数本のロッドを軸方向に接続して、長尺のロッドとするのが一般的であり、ロッドの接続構造について種々の提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特許文献１に記載された技術は、埋設管ユニットの端部に設けられた雄管部及び埋設管ユニットの相対する端部に設けられた雌管部を備えるとともに、雄管部及び雌管部が嵌合した状態で相互に噛み合う複数条の歯形の雄側突条及び複数条の歯形の雌型突条とを備えている。そして、これらの突条は、周方向に間隔をあけて設けられており、雌雄の一方の突条が他方の突条の周方向の間を通って管部を相互に嵌合し、その後、管部を相対的に回転して歯形の突条を相互に噛み合わせるようになっている。

特許文献２に記載された技術は、ロッドの接続部の外側に位置する管体の内周面に雌ねじを設けるとともに、接続部の内側に位置する管体の外周面に雄ねじを設けてある。そして、雌ねじと雄ねじを螺合することにより、ロッドを軸方向に連続して接続するようになっている。

特許文献３に記載された技術は、軸方向に接続する前後のロッド（管）に設けた各前後のカップリングに接続用穴を設け、当該接続用穴に接続用ピンを挿し込むことにより、前後のロッド（管）を接続するようになっている。

特開２００３−１２９７８７号公報 特開２００３−１７２０８６号公報 特開平８−２０９６８０号公報

上述したように、地盤改良に使用するロッドは、複数のロッドを軸方向に接続することにより長尺のロッドを形成して、所定深度における地盤改良を行うようになっており、ロッドの接続構造として、大別してネジ式とピン式とが存在する。

ネジ式の接続構造は、ロッドを接続あるいは離脱する際に、チャック等の保持装置により前後のロッドをそれぞれ保持して、前後のロッドを相対的に回転させて雄ネジ部及び雌ネジ部を噛み合わせ、あるいは噛み合わせを解除することにより、ロッドを接続あるいは離脱するようになっている。したがって、チャック等の保持装置で保持することができない大口径（大重量）のロッドには適用することができない。このため、大口径（大重量）のロッドを使用する機械撹拌工法では、ネジ式の接続構造を適用することはできず、ピン式の接続構造を適用せざるを得ない。

また、ネジ式の接続構造とした場合には、複数のロッドを接続してゆく工程でネジが締まり、あるいはネジが緩んで、先端部のロッドが軸方向でどのような向きになっているかを把握することができない。例えば、高圧噴射撹拌工法では、複数のロッドを一連に接続して地盤中に挿入し、ロッドの先端部に設けた噴射口から噴射物を噴射することにより所望形状の地盤改良体を造成するため、先端部のロッドにおいて噴射口の向きが管理項目の一つとなる場合がある。すなわち、ロッドの先端部に設けた噴射口の軸方向の向きを把握できないと、目標とする方向に地盤改良体を造成することができない。

また、ネジ式の接続構造とした場合には、チャック等の保持装置を用いてロッドを保持して回転させる必要があり、装置が大がかりなものとなってしまう。この点、例えば、小規模な高圧噴射撹拌工法では、ロッドの径も小さいため人力で保持できる程度の重量であるため、人手でロッドを保持して接続作業を行うことが可能である。しかし、ネジ式の接続構造とした場合には、ロッドを回転させる作業が必要であり、必ずしも作業効率がよいとは言えなかった。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、ロッドを接続する際に、大がかりな装置を必要とせず、簡便かつ短時間で接続作業を行うことが可能なロッドの接続構造を提供することを目的とする。

本発明のロッドの接続構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明のロッドの接続構造は、複数のロッドを一連に接続して地盤中に挿入し、ロッドの先端部から噴射物を噴射することにより地盤改良体を造成する際に、ロッドを接続するための構造に関するものである。なお、噴射物とは、地盤改良に用いる水、硬化材、改良材、空気等のことである（以下同様）。

この接続構造は、各ロッドの先端部を切り欠いて形成され、軸方向の係合面と径方向の係合面とを有する先端係合部と、各ロッドの後端部を切り欠いて形成され、先端係合部と係合する軸方向の係合面と径方向の係合面とを有する後端係合部と、先端係合部と後端係合部とを係合した状態で、一連となるピン挿通孔と、一組のロッドを軸方向に連続させて、先端係合部と後端係合部とを係合した状態で、ピン挿通孔に挿通することにより、当該一組のロッドの係合状態を維持するとともに、ピン挿通孔から抜去することにより、当該一組のロッドの係合状態を解除する接続ピンとを備えている。

そして、接続ピンは、軸方向に沿って連続した開口溝を有する鞘管と、当該鞘管の内部に挿入することにより当該鞘管を拡径する挿入棒とからなることを特徴とするものである。

また、上述した構成に加えて、各ロッドの外周面には、複数のロッドの先端係合部と後端係合部とを係合した状態で一連となって、ロッドの軸方向の向きを示す方向指示部を設けたことを特徴とするものである。

本発明に係るロッドの接続構造によれば、ロッドの先端部及び後端部に、それぞれ軸方向の係合面と径方向の係合面とを有する先端係合部と後端係合部を設けている。これにより、ロッドを軸方向に接続する際に、ロッドを回転させる必要がなく、先端係合部と後端係合部を係合させるだけでロッドを一連に接続することができる。

また、一組のロッドを軸方向に連続させて、先端係合部と後端係合部とを係合した状態で、ピン挿通孔に接続ピンを挿通することにより、当該一組のロッドの係合状態を維持することができる。一方、ピン挿通孔から接続ピンを抜去することにより、先端係合部と後端係合部との係合状態を解除することができる。

また、接続ピンを、軸方向に沿って連続した開口溝を有する鞘管と、当該鞘管の内部に挿入することにより当該鞘管を拡径する挿入棒とにより形成することにより、ピン挿通孔に接続ピンを押し込めば、鞘管が拡径してピン挿通孔の内周面に密着し、確実にピン挿通孔内に接続ピンを保持することができる。

また、接合面同士を突き合わせて接合を行うため、ネジ式の接合のようにロッドの軸方向の位置がずれることがない。さらに、ロッドの軸方向の向きを示す方向指示部を設けることにより、噴射物の噴射方向を確実に把握することができる。

したがって、大がかりな装置を必要とせず、簡便かつ短時間でロッドの接続作業を行うことが可能となる。また、噴射物の噴射方向を適切に管理することができる。

本発明の実施形態に係るロッドの一部を横断面とした側面図。 本発明の実施形態に係るロッドの一部を横断面とした側面図。 本発明の実施形態に係るロッドの側面図。 本発明の実施形態に係るロッドを接続した状態の接続部の側面図。 本発明の実施形態に係るロッドに用いる接続ピンの分解斜視図。 本発明の実施形態に係るロッドを接続した状態の側面図（方向指示部）。

以下、図面を参照して、本発明に係るロッドの接続構造の実施形態を説明する。図１〜６は本発明の実施形態に係るロッドの接続構造を説明するもので、図１及び図２はロッドの一部を横断面とした側面図、図３はロッドの側面図、図４はロッドを接続した状態の接続部の側面図、図５は接続ピンの分解斜視図、図６は方向指示部を示すロッドの側面図である。なお、図１と図２とでは、軸方向の位相を９０度異ならせてある。

＜ロッドの接続構造＞
本実施形態に係るロッドの接続構造は、図１〜図４、図６に示すように、複数のロッド１０を一連に接続して地盤中に挿入し、ロッド１０の先端部に設けた噴射口７０から噴射物を噴射することにより地盤改良体を造成する際に、ロッド１０を軸方向に連続して接続するための構造である。

＜ロッド＞
ロッド１０は、例えば、図１及び図２に示すように、二重管からなり、外管１１の内部に保持プレート１２を介して内管１３が収容されている。また、ロッド１０の先端部及び後端部には、それぞれ先端係合部２０と後端係合部３０とを設けてある。なお、ロッド１０は二重管に限られず、三重管等の多重管であってもよい。

＜先端係合部／後端係合部＞
先端係合部２０は、ロッド１０の先端部を切り欠いて形成されており、軸方向の係合面２１と径方向の係合面２２とを有している。また、後端係合部３０は、ロッド１０の後端部を切り欠いて形成されており、先端係合部２０と係合する軸方向の係合面３１と径方向の係合面３２とを有している。すなわち、一組のロッド１０を軸方向に接続するには、先端側（地中側）のロッド１０の後端係合部３０に対して、後端側（地上部側）のロッド１０の先端係合部２０を係合させればよい。

＜ピン挿通孔＞
ピン挿通孔４０は、図１〜図３に示すように、先端係合部２０と後端係合部３０とを係合した状態で、一連となるように形成されている。詳しくは、外管１１に設けたピン挿通孔４０は、両端部に設けた開口部４１と、中間部に設けられ、内管１３側に開放した外管溝部４２とからなり、開口部４１と外管溝部４２とが一連となっている。一方、内管１３に設けたピン挿通孔４０は、外管１１に設けたピン挿通孔４０に向かって開放した内管溝部４３からなる。本実施形態のピン挿通孔４０は、ロッド１０の軸方向に対して対称となるように２箇所（一対）設けられている。

＜接続ピン＞
接続ピン５０は、図５に示すように、軸方向に沿って連続した開口溝を有する鞘管５１と、当該鞘管５１の内部に挿入することにより当該鞘管５１を拡径する挿入棒５２とからなる。すなわち、挿入棒５２は鞘管５１内に挿入可能となっており、鞘管５１内に挿入棒５２を挿入することにより鞘管５１が拡径する。接続ピン５０により一組のロッド１０を接続するには、一連となったピン挿通孔４０内に鞘管５１を挿入し、鞘管５１内に挿入棒５２を押し込めばよい。これにより、鞘管５１が拡径してピン挿通孔４０の内周面に密着し、確実にピン挿通孔４０内に接続ピン５０を保持することができる。

＜方向指示部＞
方向指示部６０は、図６に示すように、複数のロッド１０の先端係合部２０と後端係合部３０とを係合した状態で、ロッド１０の軸方向の向き（例えば，噴射口７０の向き）を示すためのマーク等からなる。この方向指示部６０は、ロッド１０の軸方向の向きを示すことができればどのような態様であってもよく、例えば、直線状のマーク（ライン）であってもよいし、所定間隔で設けたマーク（ポインタ）であってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。硬化材や空気の噴射口７０に相対させて方向指示部６０を設けることにより、噴射物の噴射方向を確実に把握することができる。

なお、方向指示部６０を設ける位置は単数であってもよいし複数であってもよい。すなわち、噴射物の噴射口７０が同一の軸線上に存在する場合には、当該位置に対応して方向指示部６０を設ければよいし、噴射物の噴射口７０が軸方向の位相をずらして設けられている場合には、各位相に対応させてそれぞれ方向指示部６０を設ければよい。本発明のロッド１０の接続構造によれば、複数のロッド１０を接続した際に、ロッド１０の軸方向の位置がずれることがないので、方向指示部６０により、噴射物の噴射方向を確実に把握することができる。

＜ロッドの接続＞
本実施形態のロッド１０の接続構造によりロッド１０を接続するには、まず、先端側のロッド１０の後端係合部３０に対して、後端側のロッド１０の先端係合部２０を係合させる。そして、一連となった一対のピン挿通孔４０にそれぞれ接続ピン５０を挿入する。この際、まず、一連となったピン挿通孔４０内に鞘管５１を挿入し、その後、鞘管５１内に挿入棒５２を押し込めばよい。なお、ピン挿通孔４０内に鞘管５１及び挿入棒５２を押し込むには、棒状の挿入治具（図示せず）を接続ピン５０の片側に押し付け、ハンマー等で挿入治具を叩けばよい。ピン挿通孔４０に接続ピン５０を挿入することにより、外管１１で内管１３を挟み込み、軸方向に隣り合うロッド１０を一連に係合することができる。

一方、ロッド１０の接続を解除するには、ピン挿通孔４０から接続ピン５０を抜去する。この際にも、棒状の挿入治具（図示せず）を接続ピン５０の片側に押し付け、ハンマー等で挿入治具を叩けばよい。この際、ロッド１０に設けた接続解除凹部９０（図３及び図４参照）に棒材（図示せず）を差し込み、テコの原理を用いて隣り合うロッド１０を押し離すことができる。

１０ ロッド
１１ 外管
１２ 保持プレート
１３ 内管
２０ 先端係合部
２１ 軸方向の係合面
２２ 径方向の係合面
３０ 後端係合部
３１ 軸方向の係合面
３２ 径方向の係合面
４０ ピン挿通孔
４１ 開口部
４２ 外管溝部
４３ 内管溝部
５０ 接続ピン
５１ 鞘管
５２ 挿入棒
６０ 方向指示部
７０ 噴射口
９０ 接続解除凹部

Claims (2)

1. 複数のロッドを一連に接続して地盤中に挿入し、前記ロッドの先端部から噴射物を噴射することにより地盤改良体を造成する際に、前記ロッドを接続するための構造であって、
   前記各ロッドの先端部を切り欠いて形成され、軸方向の係合面と径方向の係合面とを有する先端係合部と、
   前記各ロッドの後端部を切り欠いて形成され、前記先端係合部と係合する軸方向の係合面と径方向の係合面とを有する後端係合部と、
   前記先端係合部と前記後端係合部とを係合した状態で、一連となるピン挿通孔と、
   一組のロッドを軸方向に連続させて、前記先端係合部と前記後端係合部とを係合した状態で、前記ピン挿通孔に挿通することにより、当該一組のロッドの係合状態を維持するとともに、前記ピン挿通孔から抜去することにより、当該一組のロッドの係合状態を解除する接続ピンと、を備え、
   前記接続ピンは、軸方向に沿って連続した開口溝を有する鞘管と、当該鞘管の内部に挿入することにより当該鞘管を拡径する挿入棒とからなることを特徴とするロッドの接続構造。
2. 前記各ロッドの外周面には、前記複数のロッドの前記先端係合部と前記後端係合部とを係合した状態で一連となって、前記ロッドの軸方向の向きを示す方向指示部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のロッドの接続構造。

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