パイル構造体及びその製造方法
【課題】杭本体と掘削体との間を十分強固に固着することができるパイル構造体を提供する。
【解決手段】パイル構造体２００は、筒状の鋼管からなるパイル本体２１０と、パイル本体の先端に取り付けられるフィン２２０と、から構成される。パイル本体の内壁には、３本のボルト２１２がその中心軸がパイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、パイル本体の先端から突出するように、溶接されている。フィンは、パイル本体の先端側の開口を覆う中央部と、中央部から外側に延びる４個の翼状部と、からなり、中央部にはボルトを通過させる開口が形成されており、翼状部は中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されている。
【解決手段】パイル構造体２００は、筒状の鋼管からなるパイル本体２１０と、パイル本体の先端に取り付けられるフィン２２０と、から構成される。パイル本体の内壁には、３本のボルト２１２がその中心軸がパイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、パイル本体の先端から突出するように、溶接されている。フィンは、パイル本体の先端側の開口を覆う中央部と、中央部から外側に延びる４個の翼状部と、からなり、中央部にはボルトを通過させる開口が形成されており、翼状部は中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイル本体とその先端に取り付けられたフィンとからなるパイル構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の建造に際しては、基礎杭として鋼管製の鋼管杭が地中に埋設される。従来より、このような基礎杭として種々のものが提案されている。
【０００３】
その一例として、特開２００５−１２６９２６号公報に記載されている鋼管杭を図１５及び図１６に示す。図１５は同公報に記載されている鋼管杭の分解斜視図であり、図１６は同公報に記載されている鋼管杭の断面図である。
【０００４】
図１５及び図１６に示す鋼管杭１００は、鋼鉄製の円筒状の杭本体１２０と、杭本体１２０の先端側に設けられる鋼鉄製の円盤状の掘削体１４０とを備えている。
【０００５】
掘削体１４０は、図１５に示すように、杭本体１２０の先端面に当接するリング状の領域である当接部１４０ａと、当接部１４０ａに連なり、杭本体１２０の外周から外側に延びる掘削翼部１４０ｂと、当接部１４０ａに連なり、杭本体１２０の先端の開口を塞ぐ塞ぎ部１４０ｃと、から構成されている。
【０００６】
塞ぎ部１４０ｃの中央には貫通孔１４１が形成されており、塞ぎ部１４０ｃの一方の表面には先端に向かって尖っている平板状の突出部材１４２が溶接で固定されている。
【０００７】
掘削翼部１４０ｂは、図１５に示すように、円周方向に等間隔にほぼＴ字状の２つの切り欠き１４３が形成されている。掘削翼部１４０ｂには、各切り欠き１４３を中心として、上方に曲折された第１曲折部１４４ａと、下方に曲折された第２曲折部１４４ｂとが形成されている。
【０００８】
杭本体１２０と掘削体１４０とは溶接により相互に固定されている。具体的には、杭本体１２０の先端面に掘削体１４０の当接部１４０ａを当接させ、塞ぎ部１４０ｃで杭本体１２０の先端開口を塞いだ状態において、杭本体１２０と掘削体１４０とが相互に溶接される。
【０００９】
図１６に示すように、溶接は、杭本体１２０の外周面と掘削体１４０の上面とが接する部位１４５ａと、杭本体１２０の外周面と第１曲折部１４４ａの内側縁部とが接する部際１４５ｂとの双方において行われる。
【００１０】
図１５及び図１６に示した鋼管杭１００は、中心軸の回りに回転させながら、自重を利用して、地中にねじ込まれる。この際、まず、突出部材１４２が地中に食い込み、次いで、掘削体１４０の掘削翼部１４０ｂにより土砂が掘削され、鋼管杭１００の周囲に押し出される。
【特許文献１】特開２００５−１２６９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１５及び図１６に示した鋼管杭１００を地中にねじ込む際、掘削体１４０が土砂を押し退ける力は杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接部位１４５ａ、１４５ｂに作用することになる。
【００１２】
しかしながら、杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接部位１４５ａ、１４５ｂは溶接のための面積が少なく、このため、杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接によっては、杭本体１２０と掘削体１４０とを相互に十分強固に固着する力を得ることは必ずしも可能ではなかった。
【００１３】
このため、図１５及び図１６に示した従来の鋼管杭１００には、鋼管杭１００を地中にねじ込む際に、掘削体１４０が土砂から受ける圧力が杭本体１２０と掘削体１４０との間の接着力を上回り、結果的に、掘削体１４０が杭本体１２０から外れてしまうという問題点があった。
【００１４】
さらに、従来の鋼管杭１００においては、工事現場で掘削体１４０を杭本体１２０に溶接することが行われていたが、工事現場におけるこのような溶接は非常に煩わしい作業であるとともに、雨天の場合には、溶接作業を行うことができず、従来の鋼管杭１００の製造作業は非効率的であった。
【００１５】
掘削体１４０を杭本体１２０に溶接する作業は工事現場とは別の工場において行うことも可能であったが、この場合には、工場から工事現場に運搬する際に、掘削体１４０が嵩張るため、効率的な運搬を行うことができなかった。
【００１６】
本発明はこのような従来の鋼管杭における問題点に鑑みてなされたものであり、杭本体と掘削体との間を十分強固に固着することができるとともに、製造及び運搬を効率的に行うことができるパイル構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）と、前記パイル本体（２１０）の先端に取り付けられるフィン（２２０）と、からなるパイル構造体であって、前記パイル本体（２１０）の内壁または外壁には、少なくとも２本の鉄棒がその中心軸が前記パイル本体（２１０）の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体（２１０）の前記先端から突出するように、固定的に取り付けられており、前記フィン（２２０）は、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆う中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなり、前記中央部（２２１）には前記鉄棒を通過させる開口（２２３）が形成されており、前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体を提供する。
【００１９】
さらに、本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）と、前記パイル本体（２１０）の先端に取り付けられるフィン（２２０）と、からなるパイル構造体であって、前記パイル本体（２１０）の先端には少なくとも２つの突出した突出部分が形成されており、前記フィン（２２０）は、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆う中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなり、前記中央部（２２１）には前記突出部分を通過させる開口（２２３）が形成されており、前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体を提供する。
【００２０】
前記鉄棒または前記突出部分は等間隔に配置されていることが好ましい。
【００２１】
例えば、前記鉄棒はボルト（２１２）からなることが好ましい。
【００２２】
前記中央部（２２１）は正方形をなしており、前記フィン（２２０）は４個の翼状部（２２２）を有していることが好ましい。
【００２３】
前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して曲折する角度は１５度乃至４５度であることが好ましい。
【００２４】
前記中央部（２２１）の中心には、前記パイル本体（２１０）とは反対側に延び、先端が尖っている棒状の突出棒が取り付けられていることが好ましい。
【００２５】
前記中央部（２２１）には、前記パイル本体（２１０）の外壁に嵌合する内壁を有する環状体が取り付けられていることが好ましい。
【００２６】
本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）の内壁または外壁に、少なくとも２本の鉄棒を、その中心軸が前記パイル本体（２１０）の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体（２１０）の先端から突出するように、固定的に取り付ける第一の過程と、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆うとともに、前記鉄棒を通過させる開口（２２３）が形成されている中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延び、かつ、前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されている少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなるフィン（２２０）を、前記鉄棒を前記開口（２２３）に通すことにより、前記パイル本体（２１０）に係合させる第二の過程と、前記鉄棒を前記フィン（２２０）に対して固定する第三の過程と、からなるパイル構造体の製造方法を提供する。
【００２７】
前記鉄棒は、例えば、ボルトからなり、この場合、前記第三の過程においては、前記鉄棒は前記フィン（２２０）に対してナットで固定される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、パイル本体とフィンとは、パイル本体に固定的に取り付けられた鉄棒を介して、例えば、溶接により、相互に固定される。従来の鋼鉄杭１００と比較して、溶接する部位の面積が小さいため、溶接に要する時間及び手間を短縮することができる。
【００２９】
さらに、鉄棒に代えて、ボルトを用いる場合には、パイル本体とフィンとは、パイル本体に取り付けられたボルトとナットとを介して、相互に固定される。ナットを十分にボルトに対して締め付けることにより、フィンがパイル本体から外れることを防止することができ、杭本体１２０と掘削体１４０とを溶接していた従来の鋼管杭１００と比較して、より確実に、地中への埋め込みを行うことが可能になる。
【００３０】
さらに、ボルトに対するナットの締め付けは、掘削体１４０の杭本体１２０への溶接と比較して、作業としてははるかに容易であり、かつ、より短い時間で行うことが可能である。
【００３１】
また、掘削体１４０を杭本体１２０に対して溶接する場合、工事現場では、溶接を行うことが困難な場合があるので、多くの場合、鋼管杭１００の製造工場において、掘削体１４０は杭本体１２０に対して溶接される。このため、製造工場から工事現場までは、掘削体１４０が溶接された状態の杭本体１２０を運搬しなければならず、運搬効率の低下を招いていた。
【００３２】
これに対して、ボルトを用いることにより、フィンのパイル本体への取り付けは工事現場において容易に行うことができるため、製造工場から工事現場までは、フィンとパイル本体とを別々に運搬することが可能であり、従来の鋼管杭１００と比較して、運搬効率を上げることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体２００の正面図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態に係るパイル構造体２００は、円筒状の鋼管からなるパイル本体２１０と、パイル本体２１０の先端に取り付けられるフィン２２０と、から構成されている。
【００３５】
図２はパイル本体２１０の先端の斜視図である。
【００３６】
図２に示すように、パイル本体２１０の内壁２１１には、３本のボルト２１２がそれらの中心軸がパイル本体２１０の中心軸と平行になるように、かつ、パイル本体２１０の先端から外側に突出するように固定的に取り付けられている。例えば、ボルト２１２は溶接によりパイル本体２１０の内壁２１１に固定されている。
【００３７】
３本のボルト２１２は相互に等間隔に配置されている。すなわち、３本のボルト２１２は、パイル本体２１０の中心軸を中心として１２０度の円周角の位置においてパイル本体２１０の内壁２１１にそれぞれ取り付けられている。
【００３８】
図３はフィン２２０の平面図、図４はフィン２２０の正面図、図５はフィン２２０の側面図、図６はフィン２２０の斜視図である。
【００３９】
図３に示すように、フィン２２０は、パイル本体２１０の先端に当接し、パイル本体２１０の先端側の開口を覆うほぼ正方形をなす中央部２２１と、中央部２２１の４つの辺の各々から外側に延びる４個の翼状部２２２と、から構成されている。
【００４０】
図３に示すように、フィン２２０の中央部２２１には３つの開口２２３が形成されており、３つの開口２２３は、フィン２２０の中央部２２１をパイル本体２１０の先端の開口に当接させたときに、３本のボルト２１２の各々を通すことができる位置に設けられている。
【００４１】
図４または図５に示すように、４個の翼状部２２２の各々は中央部２２１に対して交互に上方及び下方に曲折されている。
【００４２】
具体的には、例えば図４を参照すると、第１番目の翼状部２２２ａ（４個の翼状部２２２のうちの任意の１個）は中央部２２１に対して上方に曲折されており、第１番目の翼状部２２２ａに隣接する第２番目の翼状部２２２ｂは中央部２２１に対して下方に曲折されており、第２番目の翼状部２２２ｂに隣接する第３番目の翼状部２２２ｃ（第１番目の翼状部２２２ａに対向する翼状部）は中央部２２１に対して上方に曲折されており、第３番目の翼状部２２２ｃに隣接する第４番目の翼状部２２２ｄ（第２番目の翼状部２２２ｂに対向する翼状部）は中央部２２１に対して下方に曲折されている。
【００４３】
すなわち、相互に対向する第１番目及び第３番目の翼状部２２２ａ、２２２ｃはともに中央部２２１に対して上方に曲折されており、相互に対向する第２番目及び第４番目の翼状部２２２ｂ、２２２ｄはともに中央部２２１に対して下方に曲折されている。
【００４４】
発明者が行った実験によれば、翼状部２２２が中央部２２１に対して曲折する角度は１５度乃至４５度の範囲内にあることが好ましく、１５度乃至３０度の範囲内にあることがより好ましい。
【００４５】
フィン２２０は一枚の鋼板からつくることができる。
【００４６】
例えば、図３を参照すると、一枚の鋼板に開口２２３を形成し、さらに、鋼板の外縁から中央部２２１の角に達する切り込み２２４を入れる。その後、切り込み２２４を境界として、各翼状部２２２を上方または下方に曲折する。このようにして、フィン２２０は一枚の鋼板を加工して作成することが可能である。
【００４７】
本実施形態に係るパイル構造体２００は以下のようにして組み立てられる。
【００４８】
先ず、パイル本体２１０に取り付けられた３本のボルト２１２の各々にフィン２２０の中央部２２１に形成された３個の開口２２３の各々を嵌合させる。
【００４９】
次いで、フィン２２０の中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接するまで、フィン２２０をパイル本体２１０の方向に移動させる。
【００５０】
フィン２２０の中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接した後、図１に示すように、３本のボルト２１２の各々にナット２３０を螺合させ、ナット２３０をボルト２１２に対して締める。
【００５１】
これにより、フィン２２０はパイル本体２１０に対して固定される。
【００５２】
図７は本実施形態に係るパイル構造体２００の使用方法を示す概略図である。
【００５３】
パイル構造体２００を地中に打ち込む際には、パイル本体２１０を回転させながら下降させることができるパイル回転圧入装置２４０を備えた重機２５０を用いる。
【００５４】
パイル回転圧入装置２４０は、ピラー２４１と、ピラー２４１に取り付けられ、垂直軸を回転軸として回転可能であり、かつ、ピラー２４１に対して上下動可能な回転ヘッド２４２と、から構成されている。
【００５５】
先ず、パイル回転圧入装置２４０の回転ヘッド２４２にパイル本体２１０の上端を取り付ける。パイル本体２１０の上端は回転ヘッド２４２に対して固定的に取り付けられている。
【００５６】
この時点においては、パイル本体２１０の下端に取り付けられているフィン２２０は地面２６０よりも上方に位置している。
【００５７】
次いで、パイル回転圧入装置２４０を作動させ、回転ヘッド２４２を回転させる。回転ヘッド２４２の回転に伴い、パイル構造体２００も回転を始める。
【００５８】
回転ヘッド２４２は回転しつつ、パイル構造体２００の自重によって、徐々にピラー２４１に沿って下降する。
【００５９】
回転ヘッド２４２の下降に伴い、パイル構造体２００も回転しつつ、下降する。
【００６０】
フィン２２０が地面２６０に到達すると、フィン２２０は土砂の掘削を開始する。掘削された土砂はパイル本体２１０の周囲に押し出される。
【００６１】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、パイル本体２１０とフィン２２０とは、パイル本体２１０に取り付けられたボルト２１２とナット２３０とを介して、相互に固定される。ナット２３０を十分にボルト２１２に対して締め付けることにより、フィン２２０がパイル本体２１０から外れることを防止することができ、杭本体１２０と掘削体１４０とを溶接していた従来の鋼管杭１００と比較して、より確実に、地中への埋め込みを行うことが可能になる。
【００６２】
さらに、ボルト２１２に対するナット２３０の締め付けは、掘削体１４０の杭本体１２０への溶接と比較して、作業としてははるかに容易であり、かつ、より短い時間で行うことが可能である。
【００６３】
また、掘削体１４０を杭本体１２０に対して溶接する場合、工事現場では、溶接を行うことが困難な場合があるので、多くの場合、鋼管杭１００の製造工場において、掘削体１４０は杭本体１２０に対して溶接される。このため、製造工場から工事現場までは、掘削体１４０が溶接された状態の杭本体１２０を運搬しなければならず、運搬効率の低下を招いていた。
【００６４】
これに対して、本実施形態に係るパイル構造体２００によれば、フィン２２０のパイル本体２１０への取り付けは工事現場において容易に行うことができるため、製造工場から工事現場までは、フィン２２０とパイル本体２１０とを別々に運搬することが可能であり、従来の鋼管杭１００と比較して、運搬効率を上げることが可能である。
【００６５】
図８は、本実施形態に係るパイル構造体２００の製造方法における各製造過程を示すフローチャートである。
【００６６】
先ず、図２に示すように、３本のボルト２１２をパイル本体２１０の内壁２１１に固定的に取り付ける（ステップＳ１０１）。
【００６７】
次いで、フィン２２０を製造する（ステップＳ１０２）。上述したように、フィン２２０は一枚の鋼板から作成することが可能である。
【００６８】
次いで、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３をボルト２１２に通し、フィン２２０を中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接するまで移動させる（ステップＳ１０３）。
【００６９】
次いで、図１に示すように、ナット２３０をボルト２１２に対して締め付けることにより、フィン２２０をパイル本体２１０に対して固定する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
本実施形態に係るパイル構造体２００は上述の構造に限定されるものではなく、その構造は種々の改変が可能である。
【００７１】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、パイル本体２１０は円筒形状をなしているが、筒状をなしている限り、パイル本体２１０の横断面は円には限定されない。円以外の形状の横断面を有していてもよい。
【００７２】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２を使用しているが、ボルト２１２の個数は３には限定されない。例えば、２本のボルト２１２を用いることもでき、あるいは、４本以上のボルト２１２を用いることも可能である。
【００７３】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、フィン２２０の中央部２２１はほぼ正方形の形状をなしているが、中央部２２１の形状は正方形には限定されない。パイル本体２１０の先端側の開口を塞ぐことができる形状である限り、中央部２２１の形状として長方形その他の四角形、円形その他の形状を採用することが可能である。
【００７４】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、フィン２２０は４個の翼状部２２２を有するものとして形成されているが、翼状部２２２の数は４個には限定されない。４個以上の偶数個の翼状部２２２を形成することが可能である。
【００７５】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２は相互に等間隔に配置されているが、３本のボルト２１２を等間隔に配置することは必ずしも必要ではない。パイル本体２１０またはフィン２２０の大きさ、ボルト２１２の大きさその他の条件に応じて、各ボルト２１２を任意の位置に配置することが可能である。
【００７６】
（第二の実施形態）
上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００においては、ボルト２１２を使用したが、ボルト２１２に代えて、円筒形状の鉄棒を使用することも可能である。
【００７７】
この場合には、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３を鉄棒に嵌合させた後、各開口２２３の円周に沿って、フィン２２０と鉄棒とを溶接する。
【００７８】
溶接する点においては図１５及び図１６に示した従来の鋼鉄杭１００と同様であるが、従来の鋼鉄杭１００と比較して、溶接する部位の面積が小さいため、溶接に要する時間及び手間を短縮することができる。
【００７９】
（第三の実施形態）
図９は本発明の第三の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体２１０の斜視図である。
【００８０】
上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２の各々はパイル本体２１０の内壁２１１に固定されていたが、本実施形態に係るパイル構造体においては、３本のボルト２１２の各々はパイル本体２１０の外壁２１３に固定されている。３本のボルト２１２の各々がパイル本体２１０の外壁２１３に固定されている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【００８１】
ボルト２１２をパイル本体２１０の外壁２１３に取り付けることにより、ボルト２１２をパイル本体２１０の内壁２１１に取り付ける場合と比較して、例えば、溶接を行う場合には、溶接作業を行いやすくなる。
【００８２】
第三の実施形態に係るパイル構造体によっても、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、第三の実施形態に係るパイル構造体においても、上述の第二の実施形態に係るパイル構造体と同様に、ボルト２１２に代えて、鉄棒を用いることも可能である。
【００８４】
（第四の実施形態）
図１０は本発明の第四の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体２１０Ａの斜視図である。
【００８５】
本実施形態に係るパイル構造体においては、上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００とは異なり、ボルト２１２を用いない。すなわち、本実施形態に係るパイル構造体においては、ボルト２１２を用いることに代えて、図１０に示すように、パイル本体２１０Ａの先端には３個の突出部分２１４が形成されている。
【００８６】
突出部分２１４は、パイル本体２１０Ａの先端の突出部分２１４以外の領域を除去することにより、形成することができる。あるいは、パイル本体２１０Ａの先端に突出部分２１４に相当する鋼材を溶接により取り付けることも可能である。
【００８７】
フィン２２０の中央部２２１に形成される開口２２３は突出部分２１４の形状に合わせた形状を有するものとして形成される。
【００８８】
また、本実施形態に係るパイル構造体においては、パイル本体２１０Ａとフィン２２０とは、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３を突出部分２１４に嵌合させた後、各開口２２３の外周に沿って、フィン２２０と突出部分２１４とを溶接することにより、相互に固定される。
【００８９】
第四の実施形態に係るパイル構造体によっても、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
また、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様に、突出部分２１４の数は３個に限定されるものではなく、２個以上の任意の数を選択することができる。
【００９１】
（第五の実施形態）
図１１は本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィン２２０Ａの平面図であり、図１２はフィン２２０Ａの正面図である。
【００９２】
本実施形態におけるフィン２２０Ａの中央部２２１の中心には、パイル本体２１０に取り付けられる面と反対側の面において、先端が尖っている鋼鉄製の突出棒２２５が、例えば、溶接により、固定的に取り付けられている。
【００９３】
突出棒２２５が設けられている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【００９４】
突出棒２２５は、フィン２２０Ａが地上に到達する前に、地上に到達し、地中に突き刺さる。これにより、フィン２２０Ａが地中に食い込むことを容易にすることができる。
【００９５】
なお、突出棒２２５の数は１個に限定されるものではなく、例えば、円弧状に複数の突出棒２２５を配列することも可能である。
【００９６】
（第六の実施形態）
図１３は本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィン２２０Ｂの平面図であり、図１４はフィン２２０Ｂの正面図である。
【００９７】
本実施形態におけるフィン２２０Ｂには、パイル本体２１０に取り付けられる面において、リング状の環状体２２６が、例えば、溶接により、固定的に取り付けられている。
【００９８】
環状体２２６はフィン２２０Ｂの中央部２２１の中心と同心に配置されている。
【００９９】
環状体２２６の内径はパイル本体２１０の外径に等しく、パイル本体２１０の外側に嵌め込むことが可能であるようになっている。
【０１００】
環状体２２６が設けられている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【０１０１】
パイル本体２１０とフィン２２０Ｂとを接合する場合には、各ボルト２１２をフィン２２０Ｂの中央部２２１に形成された開口２２３に通すとともに、図１４に示すように、環状体２２６をパイル本体２１０に嵌合させる。
【０１０２】
このように環状体２２６を設けたことにより、パイル本体２１０とフィン２２０Ｂとの間の水平方向における接合強度を高めることができ、例えば、フィン２２０Ｂを地中に食い込ませる際に、フィン２２０Ｂに対して水平方向に剪断力が作用しても、環状体２２６によりその剪断力を吸収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の正面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるパイル本体の先端の斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの平面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの正面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの側面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの斜視図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の使用方法を示す概略図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の製造方法における各製造過程を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第三の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体の斜視図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体の斜視図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの平面図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの正面図である。
【図１３】本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの平面図である。
【図１４】本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの正面図である。
【図１５】従来の鋼管杭の分解斜視図である。
【図１６】図１５に示した従来の鋼管杭の断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
２００ 本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体
２１０、２１０Ａ パイル本体
２１１ パイル本体の内壁
２１２ ボルト
２１３ パイル本体の外壁
２１４ 突出部分
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ フィン
２２１ 中央部
２２２ 翼状部
２２３ 開口
２２４ 切り込み
２２５ 突出棒
２２６ 環状体
２３０ ナット
２４０ パイル回転圧入装置
２４１ ピラー
２４２ 回転ヘッド
２５０ 重機
２６０ 地面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイル本体とその先端に取り付けられたフィンとからなるパイル構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の建造に際しては、基礎杭として鋼管製の鋼管杭が地中に埋設される。従来より、このような基礎杭として種々のものが提案されている。
【０００３】
その一例として、特開２００５−１２６９２６号公報に記載されている鋼管杭を図１５及び図１６に示す。図１５は同公報に記載されている鋼管杭の分解斜視図であり、図１６は同公報に記載されている鋼管杭の断面図である。
【０００４】
図１５及び図１６に示す鋼管杭１００は、鋼鉄製の円筒状の杭本体１２０と、杭本体１２０の先端側に設けられる鋼鉄製の円盤状の掘削体１４０とを備えている。
【０００５】
掘削体１４０は、図１５に示すように、杭本体１２０の先端面に当接するリング状の領域である当接部１４０ａと、当接部１４０ａに連なり、杭本体１２０の外周から外側に延びる掘削翼部１４０ｂと、当接部１４０ａに連なり、杭本体１２０の先端の開口を塞ぐ塞ぎ部１４０ｃと、から構成されている。
【０００６】
塞ぎ部１４０ｃの中央には貫通孔１４１が形成されており、塞ぎ部１４０ｃの一方の表面には先端に向かって尖っている平板状の突出部材１４２が溶接で固定されている。
【０００７】
掘削翼部１４０ｂは、図１５に示すように、円周方向に等間隔にほぼＴ字状の２つの切り欠き１４３が形成されている。掘削翼部１４０ｂには、各切り欠き１４３を中心として、上方に曲折された第１曲折部１４４ａと、下方に曲折された第２曲折部１４４ｂとが形成されている。
【０００８】
杭本体１２０と掘削体１４０とは溶接により相互に固定されている。具体的には、杭本体１２０の先端面に掘削体１４０の当接部１４０ａを当接させ、塞ぎ部１４０ｃで杭本体１２０の先端開口を塞いだ状態において、杭本体１２０と掘削体１４０とが相互に溶接される。
【０００９】
図１６に示すように、溶接は、杭本体１２０の外周面と掘削体１４０の上面とが接する部位１４５ａと、杭本体１２０の外周面と第１曲折部１４４ａの内側縁部とが接する部際１４５ｂとの双方において行われる。
【００１０】
図１５及び図１６に示した鋼管杭１００は、中心軸の回りに回転させながら、自重を利用して、地中にねじ込まれる。この際、まず、突出部材１４２が地中に食い込み、次いで、掘削体１４０の掘削翼部１４０ｂにより土砂が掘削され、鋼管杭１００の周囲に押し出される。
【特許文献１】特開２００５−１２６９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１５及び図１６に示した鋼管杭１００を地中にねじ込む際、掘削体１４０が土砂を押し退ける力は杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接部位１４５ａ、１４５ｂに作用することになる。
【００１２】
しかしながら、杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接部位１４５ａ、１４５ｂは溶接のための面積が少なく、このため、杭本体１２０と掘削体１４０との間の溶接によっては、杭本体１２０と掘削体１４０とを相互に十分強固に固着する力を得ることは必ずしも可能ではなかった。
【００１３】
このため、図１５及び図１６に示した従来の鋼管杭１００には、鋼管杭１００を地中にねじ込む際に、掘削体１４０が土砂から受ける圧力が杭本体１２０と掘削体１４０との間の接着力を上回り、結果的に、掘削体１４０が杭本体１２０から外れてしまうという問題点があった。
【００１４】
さらに、従来の鋼管杭１００においては、工事現場で掘削体１４０を杭本体１２０に溶接することが行われていたが、工事現場におけるこのような溶接は非常に煩わしい作業であるとともに、雨天の場合には、溶接作業を行うことができず、従来の鋼管杭１００の製造作業は非効率的であった。
【００１５】
掘削体１４０を杭本体１２０に溶接する作業は工事現場とは別の工場において行うことも可能であったが、この場合には、工場から工事現場に運搬する際に、掘削体１４０が嵩張るため、効率的な運搬を行うことができなかった。
【００１６】
本発明はこのような従来の鋼管杭における問題点に鑑みてなされたものであり、杭本体と掘削体との間を十分強固に固着することができるとともに、製造及び運搬を効率的に行うことができるパイル構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）と、前記パイル本体（２１０）の先端に取り付けられるフィン（２２０）と、からなるパイル構造体であって、前記パイル本体（２１０）の内壁または外壁には、少なくとも２本の鉄棒がその中心軸が前記パイル本体（２１０）の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体（２１０）の前記先端から突出するように、固定的に取り付けられており、前記フィン（２２０）は、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆う中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなり、前記中央部（２２１）には前記鉄棒を通過させる開口（２２３）が形成されており、前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体を提供する。
【００１９】
さらに、本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）と、前記パイル本体（２１０）の先端に取り付けられるフィン（２２０）と、からなるパイル構造体であって、前記パイル本体（２１０）の先端には少なくとも２つの突出した突出部分が形成されており、前記フィン（２２０）は、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆う中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなり、前記中央部（２２１）には前記突出部分を通過させる開口（２２３）が形成されており、前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体を提供する。
【００２０】
前記鉄棒または前記突出部分は等間隔に配置されていることが好ましい。
【００２１】
例えば、前記鉄棒はボルト（２１２）からなることが好ましい。
【００２２】
前記中央部（２２１）は正方形をなしており、前記フィン（２２０）は４個の翼状部（２２２）を有していることが好ましい。
【００２３】
前記翼状部（２２２）は前記中央部（２２１）に対して曲折する角度は１５度乃至４５度であることが好ましい。
【００２４】
前記中央部（２２１）の中心には、前記パイル本体（２１０）とは反対側に延び、先端が尖っている棒状の突出棒が取り付けられていることが好ましい。
【００２５】
前記中央部（２２１）には、前記パイル本体（２１０）の外壁に嵌合する内壁を有する環状体が取り付けられていることが好ましい。
【００２６】
本発明は、筒状の鋼管からなるパイル本体（２１０）の内壁または外壁に、少なくとも２本の鉄棒を、その中心軸が前記パイル本体（２１０）の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体（２１０）の先端から突出するように、固定的に取り付ける第一の過程と、前記パイル本体（２１０）の前記先端に当接し、前記パイル本体（２１０）の前記先端側の開口（２２３）を覆うとともに、前記鉄棒を通過させる開口（２２３）が形成されている中央部（２２１）と、前記中央部（２２１）から外側に延び、かつ、前記中央部（２２１）に対して交互に上方及び下方に曲折されている少なくとも４個かつ偶数個の翼状部（２２２）と、からなるフィン（２２０）を、前記鉄棒を前記開口（２２３）に通すことにより、前記パイル本体（２１０）に係合させる第二の過程と、前記鉄棒を前記フィン（２２０）に対して固定する第三の過程と、からなるパイル構造体の製造方法を提供する。
【００２７】
前記鉄棒は、例えば、ボルトからなり、この場合、前記第三の過程においては、前記鉄棒は前記フィン（２２０）に対してナットで固定される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、パイル本体とフィンとは、パイル本体に固定的に取り付けられた鉄棒を介して、例えば、溶接により、相互に固定される。従来の鋼鉄杭１００と比較して、溶接する部位の面積が小さいため、溶接に要する時間及び手間を短縮することができる。
【００２９】
さらに、鉄棒に代えて、ボルトを用いる場合には、パイル本体とフィンとは、パイル本体に取り付けられたボルトとナットとを介して、相互に固定される。ナットを十分にボルトに対して締め付けることにより、フィンがパイル本体から外れることを防止することができ、杭本体１２０と掘削体１４０とを溶接していた従来の鋼管杭１００と比較して、より確実に、地中への埋め込みを行うことが可能になる。
【００３０】
さらに、ボルトに対するナットの締め付けは、掘削体１４０の杭本体１２０への溶接と比較して、作業としてははるかに容易であり、かつ、より短い時間で行うことが可能である。
【００３１】
また、掘削体１４０を杭本体１２０に対して溶接する場合、工事現場では、溶接を行うことが困難な場合があるので、多くの場合、鋼管杭１００の製造工場において、掘削体１４０は杭本体１２０に対して溶接される。このため、製造工場から工事現場までは、掘削体１４０が溶接された状態の杭本体１２０を運搬しなければならず、運搬効率の低下を招いていた。
【００３２】
これに対して、ボルトを用いることにより、フィンのパイル本体への取り付けは工事現場において容易に行うことができるため、製造工場から工事現場までは、フィンとパイル本体とを別々に運搬することが可能であり、従来の鋼管杭１００と比較して、運搬効率を上げることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体２００の正面図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態に係るパイル構造体２００は、円筒状の鋼管からなるパイル本体２１０と、パイル本体２１０の先端に取り付けられるフィン２２０と、から構成されている。
【００３５】
図２はパイル本体２１０の先端の斜視図である。
【００３６】
図２に示すように、パイル本体２１０の内壁２１１には、３本のボルト２１２がそれらの中心軸がパイル本体２１０の中心軸と平行になるように、かつ、パイル本体２１０の先端から外側に突出するように固定的に取り付けられている。例えば、ボルト２１２は溶接によりパイル本体２１０の内壁２１１に固定されている。
【００３７】
３本のボルト２１２は相互に等間隔に配置されている。すなわち、３本のボルト２１２は、パイル本体２１０の中心軸を中心として１２０度の円周角の位置においてパイル本体２１０の内壁２１１にそれぞれ取り付けられている。
【００３８】
図３はフィン２２０の平面図、図４はフィン２２０の正面図、図５はフィン２２０の側面図、図６はフィン２２０の斜視図である。
【００３９】
図３に示すように、フィン２２０は、パイル本体２１０の先端に当接し、パイル本体２１０の先端側の開口を覆うほぼ正方形をなす中央部２２１と、中央部２２１の４つの辺の各々から外側に延びる４個の翼状部２２２と、から構成されている。
【００４０】
図３に示すように、フィン２２０の中央部２２１には３つの開口２２３が形成されており、３つの開口２２３は、フィン２２０の中央部２２１をパイル本体２１０の先端の開口に当接させたときに、３本のボルト２１２の各々を通すことができる位置に設けられている。
【００４１】
図４または図５に示すように、４個の翼状部２２２の各々は中央部２２１に対して交互に上方及び下方に曲折されている。
【００４２】
具体的には、例えば図４を参照すると、第１番目の翼状部２２２ａ（４個の翼状部２２２のうちの任意の１個）は中央部２２１に対して上方に曲折されており、第１番目の翼状部２２２ａに隣接する第２番目の翼状部２２２ｂは中央部２２１に対して下方に曲折されており、第２番目の翼状部２２２ｂに隣接する第３番目の翼状部２２２ｃ（第１番目の翼状部２２２ａに対向する翼状部）は中央部２２１に対して上方に曲折されており、第３番目の翼状部２２２ｃに隣接する第４番目の翼状部２２２ｄ（第２番目の翼状部２２２ｂに対向する翼状部）は中央部２２１に対して下方に曲折されている。
【００４３】
すなわち、相互に対向する第１番目及び第３番目の翼状部２２２ａ、２２２ｃはともに中央部２２１に対して上方に曲折されており、相互に対向する第２番目及び第４番目の翼状部２２２ｂ、２２２ｄはともに中央部２２１に対して下方に曲折されている。
【００４４】
発明者が行った実験によれば、翼状部２２２が中央部２２１に対して曲折する角度は１５度乃至４５度の範囲内にあることが好ましく、１５度乃至３０度の範囲内にあることがより好ましい。
【００４５】
フィン２２０は一枚の鋼板からつくることができる。
【００４６】
例えば、図３を参照すると、一枚の鋼板に開口２２３を形成し、さらに、鋼板の外縁から中央部２２１の角に達する切り込み２２４を入れる。その後、切り込み２２４を境界として、各翼状部２２２を上方または下方に曲折する。このようにして、フィン２２０は一枚の鋼板を加工して作成することが可能である。
【００４７】
本実施形態に係るパイル構造体２００は以下のようにして組み立てられる。
【００４８】
先ず、パイル本体２１０に取り付けられた３本のボルト２１２の各々にフィン２２０の中央部２２１に形成された３個の開口２２３の各々を嵌合させる。
【００４９】
次いで、フィン２２０の中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接するまで、フィン２２０をパイル本体２１０の方向に移動させる。
【００５０】
フィン２２０の中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接した後、図１に示すように、３本のボルト２１２の各々にナット２３０を螺合させ、ナット２３０をボルト２１２に対して締める。
【００５１】
これにより、フィン２２０はパイル本体２１０に対して固定される。
【００５２】
図７は本実施形態に係るパイル構造体２００の使用方法を示す概略図である。
【００５３】
パイル構造体２００を地中に打ち込む際には、パイル本体２１０を回転させながら下降させることができるパイル回転圧入装置２４０を備えた重機２５０を用いる。
【００５４】
パイル回転圧入装置２４０は、ピラー２４１と、ピラー２４１に取り付けられ、垂直軸を回転軸として回転可能であり、かつ、ピラー２４１に対して上下動可能な回転ヘッド２４２と、から構成されている。
【００５５】
先ず、パイル回転圧入装置２４０の回転ヘッド２４２にパイル本体２１０の上端を取り付ける。パイル本体２１０の上端は回転ヘッド２４２に対して固定的に取り付けられている。
【００５６】
この時点においては、パイル本体２１０の下端に取り付けられているフィン２２０は地面２６０よりも上方に位置している。
【００５７】
次いで、パイル回転圧入装置２４０を作動させ、回転ヘッド２４２を回転させる。回転ヘッド２４２の回転に伴い、パイル構造体２００も回転を始める。
【００５８】
回転ヘッド２４２は回転しつつ、パイル構造体２００の自重によって、徐々にピラー２４１に沿って下降する。
【００５９】
回転ヘッド２４２の下降に伴い、パイル構造体２００も回転しつつ、下降する。
【００６０】
フィン２２０が地面２６０に到達すると、フィン２２０は土砂の掘削を開始する。掘削された土砂はパイル本体２１０の周囲に押し出される。
【００６１】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、パイル本体２１０とフィン２２０とは、パイル本体２１０に取り付けられたボルト２１２とナット２３０とを介して、相互に固定される。ナット２３０を十分にボルト２１２に対して締め付けることにより、フィン２２０がパイル本体２１０から外れることを防止することができ、杭本体１２０と掘削体１４０とを溶接していた従来の鋼管杭１００と比較して、より確実に、地中への埋め込みを行うことが可能になる。
【００６２】
さらに、ボルト２１２に対するナット２３０の締め付けは、掘削体１４０の杭本体１２０への溶接と比較して、作業としてははるかに容易であり、かつ、より短い時間で行うことが可能である。
【００６３】
また、掘削体１４０を杭本体１２０に対して溶接する場合、工事現場では、溶接を行うことが困難な場合があるので、多くの場合、鋼管杭１００の製造工場において、掘削体１４０は杭本体１２０に対して溶接される。このため、製造工場から工事現場までは、掘削体１４０が溶接された状態の杭本体１２０を運搬しなければならず、運搬効率の低下を招いていた。
【００６４】
これに対して、本実施形態に係るパイル構造体２００によれば、フィン２２０のパイル本体２１０への取り付けは工事現場において容易に行うことができるため、製造工場から工事現場までは、フィン２２０とパイル本体２１０とを別々に運搬することが可能であり、従来の鋼管杭１００と比較して、運搬効率を上げることが可能である。
【００６５】
図８は、本実施形態に係るパイル構造体２００の製造方法における各製造過程を示すフローチャートである。
【００６６】
先ず、図２に示すように、３本のボルト２１２をパイル本体２１０の内壁２１１に固定的に取り付ける（ステップＳ１０１）。
【００６７】
次いで、フィン２２０を製造する（ステップＳ１０２）。上述したように、フィン２２０は一枚の鋼板から作成することが可能である。
【００６８】
次いで、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３をボルト２１２に通し、フィン２２０を中央部２２１がパイル本体２１０の先端に当接するまで移動させる（ステップＳ１０３）。
【００６９】
次いで、図１に示すように、ナット２３０をボルト２１２に対して締め付けることにより、フィン２２０をパイル本体２１０に対して固定する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
本実施形態に係るパイル構造体２００は上述の構造に限定されるものではなく、その構造は種々の改変が可能である。
【００７１】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、パイル本体２１０は円筒形状をなしているが、筒状をなしている限り、パイル本体２１０の横断面は円には限定されない。円以外の形状の横断面を有していてもよい。
【００７２】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２を使用しているが、ボルト２１２の個数は３には限定されない。例えば、２本のボルト２１２を用いることもでき、あるいは、４本以上のボルト２１２を用いることも可能である。
【００７３】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、フィン２２０の中央部２２１はほぼ正方形の形状をなしているが、中央部２２１の形状は正方形には限定されない。パイル本体２１０の先端側の開口を塞ぐことができる形状である限り、中央部２２１の形状として長方形その他の四角形、円形その他の形状を採用することが可能である。
【００７４】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、フィン２２０は４個の翼状部２２２を有するものとして形成されているが、翼状部２２２の数は４個には限定されない。４個以上の偶数個の翼状部２２２を形成することが可能である。
【００７５】
本実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２は相互に等間隔に配置されているが、３本のボルト２１２を等間隔に配置することは必ずしも必要ではない。パイル本体２１０またはフィン２２０の大きさ、ボルト２１２の大きさその他の条件に応じて、各ボルト２１２を任意の位置に配置することが可能である。
【００７６】
（第二の実施形態）
上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００においては、ボルト２１２を使用したが、ボルト２１２に代えて、円筒形状の鉄棒を使用することも可能である。
【００７７】
この場合には、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３を鉄棒に嵌合させた後、各開口２２３の円周に沿って、フィン２２０と鉄棒とを溶接する。
【００７８】
溶接する点においては図１５及び図１６に示した従来の鋼鉄杭１００と同様であるが、従来の鋼鉄杭１００と比較して、溶接する部位の面積が小さいため、溶接に要する時間及び手間を短縮することができる。
【００７９】
（第三の実施形態）
図９は本発明の第三の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体２１０の斜視図である。
【００８０】
上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００においては、３本のボルト２１２の各々はパイル本体２１０の内壁２１１に固定されていたが、本実施形態に係るパイル構造体においては、３本のボルト２１２の各々はパイル本体２１０の外壁２１３に固定されている。３本のボルト２１２の各々がパイル本体２１０の外壁２１３に固定されている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【００８１】
ボルト２１２をパイル本体２１０の外壁２１３に取り付けることにより、ボルト２１２をパイル本体２１０の内壁２１１に取り付ける場合と比較して、例えば、溶接を行う場合には、溶接作業を行いやすくなる。
【００８２】
第三の実施形態に係るパイル構造体によっても、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、第三の実施形態に係るパイル構造体においても、上述の第二の実施形態に係るパイル構造体と同様に、ボルト２１２に代えて、鉄棒を用いることも可能である。
【００８４】
（第四の実施形態）
図１０は本発明の第四の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体２１０Ａの斜視図である。
【００８５】
本実施形態に係るパイル構造体においては、上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００とは異なり、ボルト２１２を用いない。すなわち、本実施形態に係るパイル構造体においては、ボルト２１２を用いることに代えて、図１０に示すように、パイル本体２１０Ａの先端には３個の突出部分２１４が形成されている。
【００８６】
突出部分２１４は、パイル本体２１０Ａの先端の突出部分２１４以外の領域を除去することにより、形成することができる。あるいは、パイル本体２１０Ａの先端に突出部分２１４に相当する鋼材を溶接により取り付けることも可能である。
【００８７】
フィン２２０の中央部２２１に形成される開口２２３は突出部分２１４の形状に合わせた形状を有するものとして形成される。
【００８８】
また、本実施形態に係るパイル構造体においては、パイル本体２１０Ａとフィン２２０とは、フィン２２０の中央部２２１に形成された開口２２３を突出部分２１４に嵌合させた後、各開口２２３の外周に沿って、フィン２２０と突出部分２１４とを溶接することにより、相互に固定される。
【００８９】
第四の実施形態に係るパイル構造体によっても、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
また、第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様に、突出部分２１４の数は３個に限定されるものではなく、２個以上の任意の数を選択することができる。
【００９１】
（第五の実施形態）
図１１は本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィン２２０Ａの平面図であり、図１２はフィン２２０Ａの正面図である。
【００９２】
本実施形態におけるフィン２２０Ａの中央部２２１の中心には、パイル本体２１０に取り付けられる面と反対側の面において、先端が尖っている鋼鉄製の突出棒２２５が、例えば、溶接により、固定的に取り付けられている。
【００９３】
突出棒２２５が設けられている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【００９４】
突出棒２２５は、フィン２２０Ａが地上に到達する前に、地上に到達し、地中に突き刺さる。これにより、フィン２２０Ａが地中に食い込むことを容易にすることができる。
【００９５】
なお、突出棒２２５の数は１個に限定されるものではなく、例えば、円弧状に複数の突出棒２２５を配列することも可能である。
【００９６】
（第六の実施形態）
図１３は本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィン２２０Ｂの平面図であり、図１４はフィン２２０Ｂの正面図である。
【００９７】
本実施形態におけるフィン２２０Ｂには、パイル本体２１０に取り付けられる面において、リング状の環状体２２６が、例えば、溶接により、固定的に取り付けられている。
【００９８】
環状体２２６はフィン２２０Ｂの中央部２２１の中心と同心に配置されている。
【００９９】
環状体２２６の内径はパイル本体２１０の外径に等しく、パイル本体２１０の外側に嵌め込むことが可能であるようになっている。
【０１００】
環状体２２６が設けられている点を除いて、本実施形態に係るパイル構造体は上述の第一の実施形態に係るパイル構造体２００と同様の構造を有している。
【０１０１】
パイル本体２１０とフィン２２０Ｂとを接合する場合には、各ボルト２１２をフィン２２０Ｂの中央部２２１に形成された開口２２３に通すとともに、図１４に示すように、環状体２２６をパイル本体２１０に嵌合させる。
【０１０２】
このように環状体２２６を設けたことにより、パイル本体２１０とフィン２２０Ｂとの間の水平方向における接合強度を高めることができ、例えば、フィン２２０Ｂを地中に食い込ませる際に、フィン２２０Ｂに対して水平方向に剪断力が作用しても、環状体２２６によりその剪断力を吸収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の正面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるパイル本体の先端の斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの平面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの正面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの側面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体におけるフィンの斜視図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の使用方法を示す概略図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体の製造方法における各製造過程を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第三の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体の斜視図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態に係るパイル構造体において用いるパイル本体の斜視図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの平面図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの正面図である。
【図１３】本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの平面図である。
【図１４】本発明の第六の実施形態に係るパイル構造体において用いるフィンの正面図である。
【図１５】従来の鋼管杭の分解斜視図である。
【図１６】図１５に示した従来の鋼管杭の断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
２００ 本発明の第一の実施形態に係るパイル構造体
２１０、２１０Ａ パイル本体
２１１ パイル本体の内壁
２１２ ボルト
２１３ パイル本体の外壁
２１４ 突出部分
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ フィン
２２１ 中央部
２２２ 翼状部
２２３ 開口
２２４ 切り込み
２２５ 突出棒
２２６ 環状体
２３０ ナット
２４０ パイル回転圧入装置
２４１ ピラー
２４２ 回転ヘッド
２５０ 重機
２６０ 地面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の鋼管からなるパイル本体と、
前記パイル本体の先端に取り付けられるフィンと、
からなるパイル構造体であって、
前記パイル本体の内壁または外壁には、少なくとも２本の鉄棒がその中心軸が前記パイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体の前記先端から突出するように、固定的に取り付けられており、
前記フィンは、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆う中央部と、
前記中央部から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、
からなり、
前記中央部には前記鉄棒を通過させる開口が形成されており、
前記翼状部は前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体。
【請求項２】
筒状の鋼管からなるパイル本体と、
前記パイル本体の先端に取り付けられるフィンと、
からなるパイル構造体であって、
前記パイル本体の先端には少なくとも２つの突出した突出部分が形成されており、
前記フィンは、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆う中央部と、
前記中央部から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、
からなり、
前記中央部には前記突出部分を通過させる開口が形成されており、
前記翼状部は前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体。
【請求項３】
前記鉄棒または前記突出部分は等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパイル構造体。
【請求項４】
前記鉄棒はボルトからなるものであることを特徴とする請求項１または３に記載のパイル構造体。
【請求項５】
前記中央部は正方形をなしており、前記フィンは４個の翼状部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項６】
前記翼状部は前記中央部に対して曲折する角度は１５度乃至４５度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項７】
前記中央部の中心には、前記パイル本体とは反対側に延び、先端が尖っている棒状の突出棒が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項８】
前記中央部には、前記パイル本体の外壁に嵌合する内壁を有する環状体が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項９】
筒状の鋼管からなるパイル本体の内壁または外壁に、少なくとも２本の鉄棒を、その中心軸が前記パイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体の先端から突出するように、固定的に取り付ける第一の過程と、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆うとともに、前記鉄棒を通過させる開口が形成されている中央部と、前記中央部から外側に延び、かつ、前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されている少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、からなるフィンを、前記鉄棒を前記開口に通すことにより、前記パイル本体に係合させる第二の過程と、
前記鉄棒を前記フィンに対して固定する第三の過程と、
からなるパイル構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記鉄棒はボルトからなり、前記第三の過程において、前記鉄棒を前記フィンに対してナットで固定することを特徴とする請求項９に記載のパイル構造体の製造方法。
【請求項１】
筒状の鋼管からなるパイル本体と、
前記パイル本体の先端に取り付けられるフィンと、
からなるパイル構造体であって、
前記パイル本体の内壁または外壁には、少なくとも２本の鉄棒がその中心軸が前記パイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体の前記先端から突出するように、固定的に取り付けられており、
前記フィンは、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆う中央部と、
前記中央部から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、
からなり、
前記中央部には前記鉄棒を通過させる開口が形成されており、
前記翼状部は前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体。
【請求項２】
筒状の鋼管からなるパイル本体と、
前記パイル本体の先端に取り付けられるフィンと、
からなるパイル構造体であって、
前記パイル本体の先端には少なくとも２つの突出した突出部分が形成されており、
前記フィンは、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆う中央部と、
前記中央部から外側に延びる少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、
からなり、
前記中央部には前記突出部分を通過させる開口が形成されており、
前記翼状部は前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されているものであるパイル構造体。
【請求項３】
前記鉄棒または前記突出部分は等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパイル構造体。
【請求項４】
前記鉄棒はボルトからなるものであることを特徴とする請求項１または３に記載のパイル構造体。
【請求項５】
前記中央部は正方形をなしており、前記フィンは４個の翼状部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項６】
前記翼状部は前記中央部に対して曲折する角度は１５度乃至４５度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項７】
前記中央部の中心には、前記パイル本体とは反対側に延び、先端が尖っている棒状の突出棒が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項８】
前記中央部には、前記パイル本体の外壁に嵌合する内壁を有する環状体が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のパイル構造体。
【請求項９】
筒状の鋼管からなるパイル本体の内壁または外壁に、少なくとも２本の鉄棒を、その中心軸が前記パイル本体の中心軸と平行になるように、かつ、前記パイル本体の先端から突出するように、固定的に取り付ける第一の過程と、
前記パイル本体の前記先端に当接し、前記パイル本体の前記先端側の開口を覆うとともに、前記鉄棒を通過させる開口が形成されている中央部と、前記中央部から外側に延び、かつ、前記中央部に対して交互に上方及び下方に曲折されている少なくとも４個かつ偶数個の翼状部と、からなるフィンを、前記鉄棒を前記開口に通すことにより、前記パイル本体に係合させる第二の過程と、
前記鉄棒を前記フィンに対して固定する第三の過程と、
からなるパイル構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記鉄棒はボルトからなり、前記第三の過程において、前記鉄棒を前記フィンに対してナットで固定することを特徴とする請求項９に記載のパイル構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１９５９６（Ｐ２００８−１９５９６Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９１２９７（Ｐ２００６−１９１２９７）
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（５００４３５４７０）有限会社丸高重量 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（５００４３５４７０）有限会社丸高重量 (3)
【Ｆターム（参考）】
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