説明

回転埋設鋼管杭用ビット

【課題】鋼管杭に全周突き合わせ溶接され、少部品点数で溶接の効率と品質を向上できる回転埋設鋼管杭用ビットの提供。
【解決手段】ビット本体と螺旋羽根板とを備えた鋼管杭用ビットは、ビット本体の接合端に全周に亘って設けられ、鋼管杭の埋設先端部と協働して溶接用の開先を形成する環状の斜面を持つ開先斜面部と、接合端の全周に一体に設けられ、開先斜面部の斜面に接続されて鋼管杭の内周面に嵌合する環状の外周面を持つ裏当て部とを備えている。
【効果】鋼管杭へのビットの溶接を少部品点数で効率および品質の高い全周突き合わせ溶接でできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は回転埋設鋼管杭用ビットに関するものであり、特に中空の鋼管杭の埋設先端部に全周に亘る突き合わせ溶接により接合される回転埋設鋼管杭用ビットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、安全且つ施工が非常に簡単で、支持杭を使用することが困難な軟弱地盤に適用することができる基礎杭として、鋼管の先端部分を管部材に挿入して固定し、管部材の外周面には、鋼管の直径の5倍乃至6倍前後の直径を有する螺旋状翼をほぼ1巻溶接等により固定したものが提案されている。螺旋状翼が取り付けられた管部材を鋼管の先端部分に嵌合させて取り付けるためには、係止溝と係止突起とを係合させ、係止溝の開口に肉盛り溶接をして係止突起が係止溝から外れないようにする(例えば特許文献1参照)。
【0003】
また、鋼管杭に管状部材を全周溶接により接合する技術として、裏当て金を使用しないで鋼管杭へネジ継手を溶接する際に、溶接の作業性を向上させ、製造コストを低減させるために、ネジ継手に鋼管杭との間に開先を形成すると共に鋼管杭の底面に延びて重なる裏当て部を突出して設け、鋼管杭とネジ継手とを突き合わせ溶接することが提案されている。このようなネジ継手を用いれば、ネジ継手そのものに裏当て金の機能を付加したため、高価な裏当て金を用いる作業を必要としなくなり、また高い溶接品質を得ることができて、作業性を向上させ、製造コストを低減させることができる(例えば特許文献2参照)。
【0004】
また、鋼管同士の突き合わせ溶接継手における溶接間隔を適切なものとするために、継手部裏当てリングの外周面に位置決め用の突起を取り付けることも提案されている(例えば特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000−54375号公報
【特許文献2】特開2000−345558号公報
【特許文献3】特開2003−286718号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載されている基礎杭においては、鋼管と螺旋状翼付の管部材との接合を現場で行うことが前提であり、このため管部材の全周溶接は行わずに係合溝の開口を閉じるだけの局部的な溶接で充分であることがこの技術の利点であるとされており、中空の鋼管杭の埋設先端部に全周に亘る突き合わせ溶接により接合される回転埋設鋼管杭用ビットに適用するのは適切ではない。
【0007】
また、特許文献2に記載されているネジ継手においては、ネジ継手の円筒形の本体部分の厚さが鋼管杭の肉厚よりも大きいことを利用し、ネジ継手に開先形成のための切削加工をする際に鋼管杭よりも厚い部分を残して裏当て金とするものである。このため、ネジ継手の本体部分の厚さは常に鋼管杭よりも厚くなり、この技術を回転埋設鋼管杭用ビットを鋼管杭に連結するための継手に適用すれば、回転埋設鋼管杭用ビットに余分な材料が必要となり、重量が増し、また切削作業が必要となって、望ましい結果が得られず、回転埋設鋼管杭用ビットに適用するのは適切ではない。
【0008】
また、特許文献3に記載されている位置決め用突起付の裏当て金は、鋼管とは別体の独立した部品であり、また裏当て金自体もリング状の本体と、この本体に溶接、ネジなどにより突設された別体の突起とで構成されたものであり、部品点数が多く、製作に時間が掛かり、完成した突き合わせ溶接継手の信頼性が必ずしも高くないため、回転埋設鋼管杭用ビットに適用するのは適切ではない。
【0009】
さらに特許文献1〜3に記載されている技術は、それぞれが独立して完結したものであってそれなりの効果をもたらすものではあるが、中空の鋼管杭の埋設先端部に全周に亘る突き合わせ溶接により接合される回転埋設鋼管杭用ビットに適用するのが適切ではなかった。このため、部品点数を減少させ、溶接の効率および質を向上できる回転埋設鋼管杭用ビットの開発が望まれていた。
【0010】
従ってこの発明の目的は、鋼管杭の埋設先端部に全周に亘る突き合わせ溶接により接合され、部品点数を減少させ、溶接の効率および質を向上できる回転埋設鋼管杭用ビットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この発明の回転埋設鋼管杭用ビットは、鋼管杭の埋設先端部とほぼ同じ肉厚で、先端および上記埋設先端部に全周に亘って突き合わせ溶接される接合端を持つ中空のビット本体と、上記ビット本体から径方向外側に延びた螺旋羽根板とを備えた鋼管杭用ビットにおいて、上記接合端に全周に亘って設けられ、上記鋼管杭の埋設先端部と協働して溶接用の開先を形成する環状の斜面を持つ開先斜面部と、上記接合端に全周に亘って一体に設けられ、上記開先斜面部の上記斜面に接続されて上記鋼管杭の内周面に嵌合する環状の外周面を持つ裏当て部とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
この発明の回転埋設鋼管杭用ビットによれば、鋼管杭の埋設先端部に全周に亘る突き合わせ溶接により接合され、部品点数を減少させ、溶接の効率および質を向上できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】この発明の回転埋設鋼管杭用ビットの一実施の形態を示す側面図である。
【図2】図1に示す回転埋設鋼管杭用ビットを鋼管杭と共に示す縦断面図である。
【図3】図2の円IIIで囲んだ部分を溶接ビードを除去して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【0015】
実施の形態1.
図1〜3にはこの発明の回転埋設鋼管杭用ビットの一実施形態を示してあり、図示の回転埋設鋼管杭用ビットは、図2および3に示すような共に用いる鋼管杭1の埋設先端部2の肉厚tとほぼ同じ大きさの肉厚Tを持つ中空の筒体であるビット本体3と、ビット本体3の外周面4から径方向外側に延びた螺旋羽根板5とを備えている。ビット本体3は、筒体6と、筒体6の下端のドーム状の底壁7によって閉ざされた閉端8と、鋼管杭1の埋設先端部2に全周に亘って突き合わせ溶接される溶接継手部9を持つ接合端10とを備えている。閉端8のドーム状の底壁7には、掘削刃11が設けられている。回転埋設鋼管杭用ビットは鋳造によって作られているので、ビット本体3、螺旋羽根板5および掘削刃11は一体に連続した単一部品として作られている。
【0016】
ビット本体3の接合端10の溶接継手部9は、接合端10の全周に亘って設けられ、鋼管杭1の埋設先端部2の端面と協働して図3に示すような溶接用の開先12を形成する円錐面である環状の斜面13を持ち、接合端10から径方向内側に斜めに鋼管杭1に向かって延びた開先斜面部14を備えている。ビット本体3の溶接継手部9はまた、接合端10に全周に亘って一体に設けられ、開先斜面部14の斜面13に接続されて鋼管杭1の内周面15に嵌合する環状の外周面16を持つ環状の裏当て部17を備えている。
【0017】
溶接継手部9はさらに、開先斜面部14の斜面13上に設けられて、斜面13と埋設先端部2との間に軸方向寸法Gが一定の環状のルート間隙18を形成する位置決め用のストッパ19を備えている。ストッパ19は図示の例では周方向に等間隔に3個設けられた突起である。図2に示す溶接継手部9には、後に説明する溶接によって鋼管杭1との間に全周に亘って形成された溶接ビード20が形成されている。
【0018】
ビット本体3は、外径が鋼管杭1の外径とほぼ等しく、裏当て部17の外周面16の直径は鋼管杭1の内周面15の直径よりも僅かに小さく、裏当て部17が鋼管杭1に挿入できるようにしてあり、裏当て部17を鋼管杭1に挿入してビット本体3を鋼管杭1に組み合わせたときには、ビット本体3の筒体6の接合端10と鋼管杭1の埋設先端部2とが突き合わせ状態になり、鋼管杭1の全周に亘る突き合わせ溶接ができるようになる。ストッパ19の配置および形状は、このような突き合わせ溶接作業時に、鋼管杭1の埋設先端部2の端面とビット本体3の接合端10との間に適切な溶接大きさの開先12およびルート間隙18を形成するようにしてある。
【0019】
螺旋羽根板5は、全体として逆ロート状の形状にされている。すなわち、図2に良く表されているように、螺旋羽根板5は筒体6の外周面から径方向外側に向かって張り出しているが、全体として径方向内側から外側に向かって回転埋設鋼管杭用ビットの閉端8側に近付くように傾斜して、いわば円錐面を螺旋状に変型させた形状にしてあり、螺旋羽根板5の下面すなわちビットの閉端8側の面(図2で下方の主面)は傾斜角度αを持っている。また、螺旋羽根板5は、周縁部に立ち下がり縁部21を備えている。
【0020】
このような回転埋設鋼管杭用ビットを鋼管杭1に取り付けるためには、先ずビット本体3の裏当て部17を鋼管杭1の埋設先端部2の内周面15に合わせて、ストッパ19が埋設先端部2に当たるまで挿入する。この状態では、ビット本体3の溶接継手部9に関連して全周に亘って、裏当て部17およびストッパ19の位置決め作用により、適切な大きさの開先12およびルート間隙18が形成され、同時にルート間隙18の内側に裏当て板の作用をする裏当て部17が配置されることになる。この状態での溶接継手部9への溶接作業は、全周に亘って、容易かつ正確に、溶接材料の漏洩無しに、効率良く行うことができ、機械による自動化もでき、完成した溶接は高品質なものとなる。
【0021】
以上説明した回転埋設鋼管杭用ビットのビット本体3は、接合端10と、開先斜面部14と、裏当て部17とが全周に亘って設けられており、鋼管杭の埋設先端部と協働して溶接用の開先を形成する環状の斜面を持つ開先斜面部17が接合端10に全周に亘って設けられているので、全周溶接が可能であり、また、接合端10は、鋼管杭1の埋設先端部2の肉厚tとほぼ同じ肉厚Tであるので、埋設先端部2との間に突き合わせ溶接をすることができて、重量が増したり切削作業を必要とするようなことがない。さらに、開先斜面部14の斜面13に接続されて鋼管杭1の内周面15に嵌合する環状の外周面16を持つ裏当て部17が、接合端10に全周に亘って一体に設けられているので、部品点数が多くなって製作に時間が掛かるようなことがなく、完成した突き合わせ溶接継手の信頼性が高くなる。また、位置決めのためのストッパ19が、裏当て部17の外周面16上に設けられて、埋設先端部2との間に軸方向寸法Gが一定の環状のルート間隙18を形成するので、完成した突き合わせ溶接継手の品質が良く信頼性が高い。このような回転埋設鋼管杭用ビットの全体を鋳造によって一部品として製作すれば、生産コストを低く抑えることができる。
【0022】
また、螺旋羽根板5が逆ロート状であるため、この回転埋設鋼管杭用ビットを用いて地盤に鋼管杭を埋設した後の鋼管杭の地盤反力が大きくなり、螺旋羽根板5の周縁部に立ち下がり縁部21を設けると地盤反力はさらに大きくなる。
【0023】
以上に図示して説明した回転埋設鋼管杭用ビットは単なる例であって様々な変形が可能であり、またそれぞれの具体例の特徴を全てあるいは選択的に組み合わせて用いることもできる。例えば、溶接継手部9の開先斜面部14を省略して筒体6の接合端10と裏当て部17とを円錐面の斜面13で接続しないで、裏当て部17を接合端10の内側に重なって入り込むような形状として接合端10の直角な端面が直接裏当て部17の外周面16に接続されるようにすることもできる。またストッパ19はルート間隙を形成できるものであればどのような形状のものをどのように配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0024】
この発明は回転埋設鋼管杭用ビットに利用できるものである。
【符号の説明】
【0025】
1 鋼管杭、2 埋設先端部、3 ビット本体、4 外周面、5 螺旋羽根板、6 筒体、7 底壁、8 閉端、9 溶接継手部、10 接合端、11 掘削刃、12 開先、13 斜面、14 開先斜面部、15 内周面、16 外周面、17 裏当て部、18 ルート間隙、19 ストッパ、20 溶接ビード、21 縁部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼管杭の埋設先端部とほぼ同じ肉厚で、先端および上記埋設先端部に全周に亘って突き合わせ溶接される接合端を持つ中空のビット本体と、上記ビット本体から径方向外側に延びた螺旋羽根板とを備えた鋼管杭用ビットにおいて、
上記接合端に全周に亘って設けられ、上記鋼管杭の埋設先端部と協働して溶接用の開先を形成する環状の斜面を持つ開先斜面部と、
上記接合端に全周に亘って一体に設けられ、上記開先斜面部の上記斜面に接続されて上記鋼管杭の内周面に嵌合する環状の外周面を持つ裏当て部とを備えたことを特徴とする回転埋設鋼管杭用ビット。
【請求項2】
上記斜面上に設けられて、上記埋設先端部との間に軸方向寸法が一定の環状のルート間隙を形成する位置決めのためのストッパを備えたことを特徴とする請求項1に記載の回転埋設鋼管杭用ビット。
【請求項3】
上記螺旋羽根板が逆ロート状であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の回転埋設鋼管杭用ビット。
【請求項4】
上記螺旋羽根板が、周縁部に立ち下がり縁部を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転埋設鋼管杭用ビット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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