立坑構築用鋼製ケーシング
【課題】軟岩地盤での立抗構築に使用する杭用鋼製ケーシングにおいて、鋼製刃先の摩耗や変形を抑える。
【解決手段】鋼製ケーシング1のノコギリ刃状刃先２に刃先母材より高い硬度の肉盛部３が形成されている立抗構築用鋼製ケーシング。肉盛部３は硬化肉盛り溶接又は溶射により形成される。鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先は鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングとしてもよい。また、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合してもよい。
【解決手段】鋼製ケーシング1のノコギリ刃状刃先２に刃先母材より高い硬度の肉盛部３が形成されている立抗構築用鋼製ケーシング。肉盛部３は硬化肉盛り溶接又は溶射により形成される。鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先は鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングとしてもよい。また、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑を構築する際に使用する立坑構築用鋼製ケーシングの刃先に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に岩地盤以外での立坑構築には、立坑構築用鋼製ケーシングが使用される。この立坑構築用鋼製ケーシングの先端には、ノコギリ刃状に加工した鋼製刃先が形成されている。立坑構築現場では、立坑構築用鋼製ケーシングを揺動式掘削機により円周方向に揺動させながら地盤に押し込み、立坑構築用鋼製ケーシング内に溜まる土砂を搬出し立坑を形成していく。掘削が進むにつれて、立坑構築用鋼製ケーシングを順次継ぎ足して所定の深さまで掘削を続け、立坑を構築する。
【０００３】
しかしながら、軟岩地盤での立坑構築用鋼製ケーシングによる施工では、軟岩との摩擦により鋼製刃先が著しく摩耗、又は変形してしまい施工が困難であった。そこで、立坑構築用鋼製ケーシング先端にビットと呼ばれる超硬合金の掘削刃部品を複数個取り付け、立坑構築用鋼製ケーシングを回転させることで、ビットがケーシング径に沿って軟岩を削り、又は砕きながら自重により又は圧入することで立坑構築用鋼製ケーシングを地中に掘削させていた。立坑構築用鋼製ケーシングを利用した立坑構築は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６３５２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２７７６号公報
【特許文献３】特開２００１−１３２３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、立坑構築現場では、前述の高価なビットを施工終了時に回収することが難しいことで、使い捨てになることから、安価なビットや代替え品によるコストの低減が求められている。
【０００５】
また、立坑構築用鋼製ケーシングに使用するビットの多くには取り付け方向（切削方向）があるため、掘進する場合の鋼製ケーシングの回転方向が１方向に限定される。揺動掘進タイプの様な２方向に回転させるためには高価なビットを逆方向にも取り付けなければならず費用も２倍必要となる。このために揺動タイプでの採用に踏み切る施工業者は非常に少ないのが現状である。以上のような理由から立坑構築に使用する機器は旋回掘進タイプに限定され、市場の９割を占める揺動掘進タイプでの施工には対応できていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、軟岩地盤での立坑構築に使用する立杭構築用鋼製ケーシングにおいて、鋼製刃先の摩耗や変形を抑えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の立坑構築用鋼製ケーシングは、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に刃先母材より高い硬度の肉盛部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
肉盛部は硬化肉盛り溶接又は溶射により形成される。鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先は鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングとしてもよい。
【０００９】
また、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状鋼製刃先の表面に高い硬度の肉盛部を形成しているので、軟岩地盤での立坑構築において、鋼製刃先の摩耗や変形を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明は、従来の立坑構築用鋼製ケーシングの先端に手間を掛けて高価な超硬合金のビットを取り付けるのに比べて、刃先に肉盛部を硬化肉盛溶接又は溶射することにより手間を掛けずに容易に形成することができる。さらに、ビット取り付けタイプの鋼製ケーシングよりも安価な軟岩対応の鋼製ケーシング刃先の製作が可能となる。
【００１２】
さらに、従来のノコギリ状刃先を有する立坑構築用鋼製ケーシングの場合、軟岩地盤での立坑構築に使用される機械は、揺動掘進タイプでの施工には対応できずに旋回掘進タイプに限定されていたが、本発明は刃先の肉盛部の形状を自由に変更することができることから、回転方向も限定されないため、刃先に肉盛部を形成した立坑構築用鋼製ケーシングを使用することで、揺動掘進タイプでも軟岩地盤での施工に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は刃先に肉盛部を形成した本発明の立坑構築用鋼製ケーシングの概略図を示す図である。
【００１４】
鋼製ケーシング１の先端に形成されている、鋼製ケーシング外径と同径または若干大きな径のノコギリ刃状刃先２の表面の一部に硬化肉盛用の溶接材料を使用して刃先母材より高い硬度の肉盛部３を形成、あるいは硬化肉盛溶接に代えて溶射により刃先母材より高い硬度の肉盛部を形成してノコギリ刃状刃先の表面に凹凸を付ける。
【００１５】
また、リングに形成されたノコギリ刃状刃先の一部に硬化肉盛溶接あるいは溶射により肉盛部を形成したのち、リングをケーシング本体に溶接して立坑構築用鋼製ケーシングにしてもよい。
【００１６】
肉盛部は、刃先全面でなく、特定部分について形成してもよい。また、立坑構築用鋼製ケーシングを回転又は揺動させて掘進していく方法では、土中に立坑構築用鋼製ケーシングが掘進するにしたがい、立坑構築用鋼製ケーシング表面と土砂（又は軟岩）との摩擦抵抗が大きくなる。そこで、軟岩対応の刃先として硬化肉盛を行った刃先は、鋼製ケーシング外周より若干張り出す形で、鋼製ケーシング外径よりも大きくなるように肉盛溶接を行う。これにより鋼製ケーシング本体表面と上砂との間に空間を作ることで、摩擦抵抗を減少させることができる。
【００１７】
一般の立坑構築用鋼製ケーシング刃先の材料はＳＳ４００であり、硬化肉盛溶接棒には、これより硬質となる溶接材料を使用し、例えば、マルテンサイトスチール系、オーステナイトスチール系、タングステンカーバイド系等を土質により選択して使用する。
【００１８】
肉盛部の厚さは４〜１０ｍｍ程度とし、１ケ所の肉盛部の幅は２０〜５０ｍｍ程度として、土質により調整する。
【実施例１】
【００１９】
図２（ａ）は立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に硬化肉盛をした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
本実施例では、立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先２の刃先端部及びその上部を２０〜５０ｍｍ幅で且つ内側及び外側に直接硬化肉盛溶接により高さ４〜１０ｍｍの肉盛部３を形成したものである。本実施例では、特にノコギリ刃状刃先２の変形を防ぐ場合に利用できる。
【００２１】
なお、刃先の変形が少ない土質の場合には、刃先端部及び外側のみに肉盛部を形成するだけでもよい。
【実施例２】
【００２２】
図３（ａ）はノコギリ刃状リングの刃先に硬化肉盛をした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２３】
本実施例では、ノコギリ刃状刃付リング４の刃先の先端部に硬化肉盛溶接により４〜１０ｍｍ高さの肉盛部３を形成した後、ノコギリ刃状刃付リング４を溶接により鋼製ケーシング１に接合したものである。ノコギリ刃状刃付リング４の使用は、鋼製ケーシング１の材質や形状により直接肉盛溶接により肉盛部３を形成しにくい場合に適している。
【実施例３】
【００２４】
図４（ａ）〜（ｃ）は刃先に形成する肉盛部の各種形状を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）は刃先の先端部及びその上部に２０〜５０ｍｍ幅の肉盛部３を形成して、刃先の先端部の摩耗と刃先の変形を抑えるのに適している。
【００２６】
図４（ｂ）は刃先全体に網目状に肉盛部３を形成して刃先全体の摩耗を抑えるのに適している。
【００２７】
図４（ｃ）は刃先の先端部分の山及び谷に肉盛部３を形成して刃先の先端部分の摩耗を抑えるのに適している。
【実施例４】
【００２８】
図５は刃先部分にさらにノコギリ刃状刃付リングを接合した例を示す図である。
【００２９】
本実施例では、鋼製ケーシングの刃先の外周にさらにノコギリ刃状刃付リング５を重ねて接合してダブル刃先にしたものである。鋼製ケーシングの刃先はケーシングの刃先に直接肉盛部を形成したもの、あるいは鋼製ケーシングの先端に刃付リングを接合したものの刃先部分の外周にさらにノコギリ刃状刃付リング５を接合する。接合の際には、外周に接合されるノコギリ刃状刃付リング５の刃先が内側のケーシングの刃先より下側に位置するようにする。接合が完了すると、鋼製ケーシングの刃先及びノコギリ刃状刃付リング５の刃先に肉盛部３を形成する。肉盛部３の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図２〜４に示す形状から刃先に要求される特性により選択する。
【００３０】
本実施例では、鋼製ケーシングの刃先及びノコギリ刃状刃付リング５の刃先により切削が向上し、また外周のノコギリ刃状刃付リング５により鋼製ケーシングの刃先を補強する作用がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】刃先に肉盛部を形成した本発明の立坑構築用鋼製ケーシングの概略図を示す図である
【図２】（ａ）は鋼製ケーシング刃先に硬化肉盛りをした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）はリングの刃先に硬化肉盛りをした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】刃先に形成する肉盛部の各種形状を示す図である。
【図５】刃先部分にさらに刃付リングを接合した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ ケーシング
２ ノコギリ刃状刃先
３ 肉盛部
４ 刃付リング
５ ノコギリ刃状刃付リング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑を構築する際に使用する立坑構築用鋼製ケーシングの刃先に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に岩地盤以外での立坑構築には、立坑構築用鋼製ケーシングが使用される。この立坑構築用鋼製ケーシングの先端には、ノコギリ刃状に加工した鋼製刃先が形成されている。立坑構築現場では、立坑構築用鋼製ケーシングを揺動式掘削機により円周方向に揺動させながら地盤に押し込み、立坑構築用鋼製ケーシング内に溜まる土砂を搬出し立坑を形成していく。掘削が進むにつれて、立坑構築用鋼製ケーシングを順次継ぎ足して所定の深さまで掘削を続け、立坑を構築する。
【０００３】
しかしながら、軟岩地盤での立坑構築用鋼製ケーシングによる施工では、軟岩との摩擦により鋼製刃先が著しく摩耗、又は変形してしまい施工が困難であった。そこで、立坑構築用鋼製ケーシング先端にビットと呼ばれる超硬合金の掘削刃部品を複数個取り付け、立坑構築用鋼製ケーシングを回転させることで、ビットがケーシング径に沿って軟岩を削り、又は砕きながら自重により又は圧入することで立坑構築用鋼製ケーシングを地中に掘削させていた。立坑構築用鋼製ケーシングを利用した立坑構築は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６３５２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２７７６号公報
【特許文献３】特開２００１−１３２３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、立坑構築現場では、前述の高価なビットを施工終了時に回収することが難しいことで、使い捨てになることから、安価なビットや代替え品によるコストの低減が求められている。
【０００５】
また、立坑構築用鋼製ケーシングに使用するビットの多くには取り付け方向（切削方向）があるため、掘進する場合の鋼製ケーシングの回転方向が１方向に限定される。揺動掘進タイプの様な２方向に回転させるためには高価なビットを逆方向にも取り付けなければならず費用も２倍必要となる。このために揺動タイプでの採用に踏み切る施工業者は非常に少ないのが現状である。以上のような理由から立坑構築に使用する機器は旋回掘進タイプに限定され、市場の９割を占める揺動掘進タイプでの施工には対応できていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、軟岩地盤での立坑構築に使用する立杭構築用鋼製ケーシングにおいて、鋼製刃先の摩耗や変形を抑えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の立坑構築用鋼製ケーシングは、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に刃先母材より高い硬度の肉盛部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
肉盛部は硬化肉盛り溶接又は溶射により形成される。鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先は鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングとしてもよい。
【０００９】
また、鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状鋼製刃先の表面に高い硬度の肉盛部を形成しているので、軟岩地盤での立坑構築において、鋼製刃先の摩耗や変形を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明は、従来の立坑構築用鋼製ケーシングの先端に手間を掛けて高価な超硬合金のビットを取り付けるのに比べて、刃先に肉盛部を硬化肉盛溶接又は溶射することにより手間を掛けずに容易に形成することができる。さらに、ビット取り付けタイプの鋼製ケーシングよりも安価な軟岩対応の鋼製ケーシング刃先の製作が可能となる。
【００１２】
さらに、従来のノコギリ状刃先を有する立坑構築用鋼製ケーシングの場合、軟岩地盤での立坑構築に使用される機械は、揺動掘進タイプでの施工には対応できずに旋回掘進タイプに限定されていたが、本発明は刃先の肉盛部の形状を自由に変更することができることから、回転方向も限定されないため、刃先に肉盛部を形成した立坑構築用鋼製ケーシングを使用することで、揺動掘進タイプでも軟岩地盤での施工に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は刃先に肉盛部を形成した本発明の立坑構築用鋼製ケーシングの概略図を示す図である。
【００１４】
鋼製ケーシング１の先端に形成されている、鋼製ケーシング外径と同径または若干大きな径のノコギリ刃状刃先２の表面の一部に硬化肉盛用の溶接材料を使用して刃先母材より高い硬度の肉盛部３を形成、あるいは硬化肉盛溶接に代えて溶射により刃先母材より高い硬度の肉盛部を形成してノコギリ刃状刃先の表面に凹凸を付ける。
【００１５】
また、リングに形成されたノコギリ刃状刃先の一部に硬化肉盛溶接あるいは溶射により肉盛部を形成したのち、リングをケーシング本体に溶接して立坑構築用鋼製ケーシングにしてもよい。
【００１６】
肉盛部は、刃先全面でなく、特定部分について形成してもよい。また、立坑構築用鋼製ケーシングを回転又は揺動させて掘進していく方法では、土中に立坑構築用鋼製ケーシングが掘進するにしたがい、立坑構築用鋼製ケーシング表面と土砂（又は軟岩）との摩擦抵抗が大きくなる。そこで、軟岩対応の刃先として硬化肉盛を行った刃先は、鋼製ケーシング外周より若干張り出す形で、鋼製ケーシング外径よりも大きくなるように肉盛溶接を行う。これにより鋼製ケーシング本体表面と上砂との間に空間を作ることで、摩擦抵抗を減少させることができる。
【００１７】
一般の立坑構築用鋼製ケーシング刃先の材料はＳＳ４００であり、硬化肉盛溶接棒には、これより硬質となる溶接材料を使用し、例えば、マルテンサイトスチール系、オーステナイトスチール系、タングステンカーバイド系等を土質により選択して使用する。
【００１８】
肉盛部の厚さは４〜１０ｍｍ程度とし、１ケ所の肉盛部の幅は２０〜５０ｍｍ程度として、土質により調整する。
【実施例１】
【００１９】
図２（ａ）は立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に硬化肉盛をした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
本実施例では、立坑構築用鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先２の刃先端部及びその上部を２０〜５０ｍｍ幅で且つ内側及び外側に直接硬化肉盛溶接により高さ４〜１０ｍｍの肉盛部３を形成したものである。本実施例では、特にノコギリ刃状刃先２の変形を防ぐ場合に利用できる。
【００２１】
なお、刃先の変形が少ない土質の場合には、刃先端部及び外側のみに肉盛部を形成するだけでもよい。
【実施例２】
【００２２】
図３（ａ）はノコギリ刃状リングの刃先に硬化肉盛をした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２３】
本実施例では、ノコギリ刃状刃付リング４の刃先の先端部に硬化肉盛溶接により４〜１０ｍｍ高さの肉盛部３を形成した後、ノコギリ刃状刃付リング４を溶接により鋼製ケーシング１に接合したものである。ノコギリ刃状刃付リング４の使用は、鋼製ケーシング１の材質や形状により直接肉盛溶接により肉盛部３を形成しにくい場合に適している。
【実施例３】
【００２４】
図４（ａ）〜（ｃ）は刃先に形成する肉盛部の各種形状を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）は刃先の先端部及びその上部に２０〜５０ｍｍ幅の肉盛部３を形成して、刃先の先端部の摩耗と刃先の変形を抑えるのに適している。
【００２６】
図４（ｂ）は刃先全体に網目状に肉盛部３を形成して刃先全体の摩耗を抑えるのに適している。
【００２７】
図４（ｃ）は刃先の先端部分の山及び谷に肉盛部３を形成して刃先の先端部分の摩耗を抑えるのに適している。
【実施例４】
【００２８】
図５は刃先部分にさらにノコギリ刃状刃付リングを接合した例を示す図である。
【００２９】
本実施例では、鋼製ケーシングの刃先の外周にさらにノコギリ刃状刃付リング５を重ねて接合してダブル刃先にしたものである。鋼製ケーシングの刃先はケーシングの刃先に直接肉盛部を形成したもの、あるいは鋼製ケーシングの先端に刃付リングを接合したものの刃先部分の外周にさらにノコギリ刃状刃付リング５を接合する。接合の際には、外周に接合されるノコギリ刃状刃付リング５の刃先が内側のケーシングの刃先より下側に位置するようにする。接合が完了すると、鋼製ケーシングの刃先及びノコギリ刃状刃付リング５の刃先に肉盛部３を形成する。肉盛部３の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図２〜４に示す形状から刃先に要求される特性により選択する。
【００３０】
本実施例では、鋼製ケーシングの刃先及びノコギリ刃状刃付リング５の刃先により切削が向上し、また外周のノコギリ刃状刃付リング５により鋼製ケーシングの刃先を補強する作用がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】刃先に肉盛部を形成した本発明の立坑構築用鋼製ケーシングの概略図を示す図である
【図２】（ａ）は鋼製ケーシング刃先に硬化肉盛りをした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）はリングの刃先に硬化肉盛りをした実施例を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】刃先に形成する肉盛部の各種形状を示す図である。
【図５】刃先部分にさらに刃付リングを接合した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ ケーシング
２ ノコギリ刃状刃先
３ 肉盛部
４ 刃付リング
５ ノコギリ刃状刃付リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に刃先母材より高い硬度の肉盛部が形成されていることを特徴とする立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項２】
肉盛部が硬化肉盛溶接又は溶射により形成されていることを特徴とする請求項１記載の立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項３】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先が、鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングであることを特徴とする請求項１又は２記載の立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項４】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合したことを特徴とする請求項１、２又は３記載立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項１】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先に刃先母材より高い硬度の肉盛部が形成されていることを特徴とする立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項２】
肉盛部が硬化肉盛溶接又は溶射により形成されていることを特徴とする請求項１記載の立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項３】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先が、鋼製ケーシングの先端に接合されたノコギリ刃状刃先付リングであることを特徴とする請求項１又は２記載の立坑構築用鋼製ケーシング。
【請求項４】
鋼製ケーシングのノコギリ刃状刃先の外周にノコギリ刃状刃先付リングを接合したことを特徴とする請求項１、２又は３記載立坑構築用鋼製ケーシング。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２２５８９６（Ｐ２００６−２２５８９６Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８３８６（Ｐ２００５−３８３８６）
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（３９００３１８６４）東亜機械工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（３９００３１８６４）東亜機械工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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