特開 2024-114101 回転埋設先端拡大翼杭

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114101

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】回転埋設先端拡大翼杭

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/72 20060101AFI20240816BHJP

   E02D 5/56 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

E02D5/72

E02D5/56

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019539

(22)【出願日】2023-02-10

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】523050612

【氏名又は名称】田中 秋男

(74)【代理人】

【識別番号】100137899

【弁理士】

【氏名又は名称】大矢 広文

(72)【発明者】

【氏名】田中 秋男

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA12

2D041BA35

2D041CA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】従来の杭は、軸管の先端付近の外周に螺旋翼が螺旋状に突設されているため、地中への貫入時に、軸管の周囲の掘削土が、軸管の外周面からの突出部位にてほぐされたり、かき乱されることにより、安定した杭保持が実現できないおそれがある。
【解決手段】円筒杭本体１０と、円筒杭本体１０の先端側軸心に立設する筒状掘削刃３０と、筒状掘削刃３０の外周に沿って回動連結具を介して回動自在に配設する複数の拡大翼５０と、を備え、各拡大翼５０の表面には、正転方向側を下に傾斜する推進翼が突設され、各拡大翼５０は、正転方向側の一部が他の拡大翼５０の逆転方向側の一部で被覆され、正転方向に回転する状態では、各拡大翼５０の全てが回転埋設先端拡大翼杭１の外径１ｏ内に収容され、逆転方向に回転する状態では、各拡大翼５０の一部が回転埋設先端拡大翼杭１の外径１ｏ外に突出されることを特徴とした回転埋設先端拡大翼杭１である。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正転方向の回転によって地盤に貫入される回転埋設先端拡大翼杭であって、
円筒杭本体と、
前記円筒杭本体の先端側軸心に立設する筒状掘削刃と、
前記筒状掘削刃の外周に沿って回動連結具を介して回動自在に配設する複数の拡大翼と、を備え、
各前記拡大翼の表面には、正転方向側を下に傾斜する推進翼が突設され、
各前記拡大翼は、正転方向側の一部が他の前記拡大翼の逆転方向側の一部で被覆され、
正転方向に回転する状態では、各前記拡大翼の全てが前記回転埋設先端拡大翼杭の外径内に収容され、
逆転方向に回転する状態では、各前記拡大翼の一部が前記回転埋設先端拡大翼杭の外径外に突出されることを特徴とした回転埋設先端拡大翼杭。

【請求項2】

前記回転埋設先端拡大翼杭の先端側又は前記拡大翼の表面にストッパーを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の回転埋設先端拡大翼杭。

【請求項3】

前記拡大翼の逆転方向側の一部を外側に折曲げた折曲部としたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の回転埋設先端拡大翼杭。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転埋設先端拡大翼杭、より具体的には、軸回りの一方向の回転により地盤に貫入し、所望の地盤まで貫入埋設されたら、逆方向の回転によって突出する拡大翼で地盤支持力等を増強させることによって地盤に強固に立てることができる回転埋設先端拡大翼杭に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管杭を地中に埋め込む施工方法としては、各種ハンマー等による打込み工法がある。この打込み工法は、杭の先端部が支持層に達するまで杭の後端部（頭部）をハンマー等で打撃する工法であるため、杭の打撃に伴う振動、騒音等により、特に住宅密集地においては施工が困難な場合がある。そこで、回転貫入工法が好んで用いられている。この回転貫入工法は、螺旋状の羽根等の鋼片を下端部外周面に設けた鋼管杭を地面に配置し、該鋼管杭を回転させながら地中に押し込むことによって該鋼管杭を地中に埋め込むものである。
このような回転貫入工法で用いられる鋼管杭に関する文献の一例として、特許文献１が挙げられる。

【0003】

文献１に係る発明は、少なくとも１つの螺旋翼が先端付近の外周に螺旋状に突設され、少なくとも１つの切欠部が先端に形成された鋼管製の軸管と、この軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板が先端に固着され、前記軸管内に前記底板を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えたことを特徴とする鋼管杭で、地盤に対する先端支持力を向上できるものである。

【0004】

【特許文献1】特開２００３－１７６５３６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、文献１に係る発明は、鋼管製の軸管の先端付近の外周に螺旋翼が螺旋状に突設されているため、地中への貫入時に、軸管の周囲の掘削土が、軸管の外周面からの突出部位にてほぐされたり、かき乱されることにより、地中に貫入された状態下においては、軸管の外周面摩擦力が十分効果的に確保されない。このようなことから、軸管のぐらつきが生じ、安定した杭保持が実現できない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで、本発明は、軸回りの一方向の正転方向の回転により地盤に貫入し、所望の地盤まで貫入埋設されたら、逆方向の逆転方向の回転によって突出する拡大翼で地盤支持力等を増強させることによって地盤に強固に確保することができる回転埋設先端拡大翼杭を提供するものである。

【0007】

請求項１の発明は、正転方向の回転によって地盤に貫入される回転埋設先端拡大翼杭であって、円筒杭本体と、円筒杭本体の先端側軸心に立設する筒状掘削刃と、筒状掘削刃の外周に沿って回動連結具を介して回動自在に配設する複数の拡大翼と、を備え、各拡大翼の表面には、正転方向側を下に傾斜する推進翼が突設され、各拡大翼は、正転方向側の一部が他の前記拡大翼の逆転方向側の一部で被覆され、正転方向に回転する状態では、各拡大翼の全てが回転埋設先端拡大翼杭の外径内に収容され、逆転方向に回転する状態では、各拡大翼の一部が回転埋設先端拡大翼杭の外径外に突出されることを特徴とした回転埋設先端拡大翼杭である。

【0008】

請求項２の発明は、回転埋設先端拡大翼杭の先端側又は拡大翼の表面にストッパーを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の回転埋設先端拡大翼杭である。

【0009】

請求項３の発明は、拡大翼の逆転方向側の一部を外側に折曲げた折曲部としたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の回転埋設先端拡大翼杭である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の回転埋設先端拡大翼杭によれば、主に次のような効果を奏することができる。

【0011】

回転埋設先端拡大翼杭本体が、一方向への回転によって地中に所定の深さまで貫入された状態下で、地中への貫入時とは逆の方向に回転させることにより、拡大翼が、杭本体の先端部の外周縁から径方向外側に突出されることから、地中に貫入された回転埋設先端拡大翼杭本体を、地中への貫入時とは逆方向に回転させるだけの極めて簡単な作業を行うだけで、掘削片にて掘削された地中の掘削土に対する杭本体の先端部の接触面積が、杭本体の先端部の外周縁からの回動部材の突出部位の面積分だけ有利に増大する。

【0012】

地中への貫入状態下で、外周面摩擦力と、杭本体の先端部での掘削土との接触面積とが、何れも十分な大きさにおいて確保され得て、杭本体の外周面の全体において発揮される支持力と、杭本体の先端部において発揮される先端支持力の両方が、効果的に高められ得ることとなる。そして、その結果として、上部荷重を、より安定的に且つ確実に支持することが可能となり、以て、例えば、住宅等の基礎杭として使用された場合等において、かかる住宅等の不同沈下等の発生を、より一層効果的に防止することができる。しかも、そのような支持力の増大効果を得る上において、面倒な作業が強いられることもない。

【0013】

回転埋設先端拡大翼杭本体が一方向に回転させられて、地中に貫入せしめられるときに、複数の回動部材（拡大翼）と筒状掘削刃とが、杭本体の先端部の外周縁よりも径方向内側に収容位置し、杭本体の先端部の外周縁からの突出しないように配置されているため、例えば、杭本体の一方向への回転時に、かかる突出部位が地中の石等の障害物に接触し、それによって、当初設定していた杭打ち位置からずれてしまう芯ずれ（水平誤差）が生ずるようなことが、効果的に防止される。

【0014】

複数の回動部材（拡大翼）が、軸心方向への回動により、回転埋設先端拡大翼杭本体の先端部の外周縁よりも内側に収容されることから、例えば、運搬時等において、複数の回動部材（拡大翼）を、かかる内側への収容位置に配置させておけば、多数のものをまとめて運ぶ際にもかさばるようなことがなく、優れた取扱性が、有利に発揮される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】円筒杭本体と先端板の装着状態を示す斜視図である。

【図2】先端板の平面図である。

【図3】筒状掘削刃の側面図である。

【図4】筒状掘削刃の底面図である。

【図5】拡大翼を表面側から見た図である。

【図6】折曲部を備えた拡大翼を表面側から見た図である。

【図7】回転埋設先端拡大翼杭を先端から見た図である。

【図8】回転埋設先端拡大翼杭の先端側の拡大翼が縮小した状態の図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は後端側から見た一部透視図である。

【図9】回転埋設先端拡大翼杭の先端側の拡大翼が拡大した状態の図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は後端側から見た一部透視図である。

【図10】回転埋設先端拡大翼杭を後端側から見た各拡大翼の位置関係を示す一部透視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の回転埋設先端拡大翼杭（以下、単に「杭」とする場合がある。）１は、正転方向Ａの回転によって杭１径のまま地盤に埋設し、逆転方向Ｂの回転によって杭１先端に達する支持層にて拡大翼５０が拡大することによって、地盤支持力を増強させることができるものである。

【0017】

具体的には、地盤の杭１打ち箇所において、軸回りの一方向をなす正転方向Ａの回転によって、筒状掘削刃３０による地盤掘削で杭１径の外径１оの幅のまま地中に貫入し、所望の地盤まで貫入埋設されたら、軸回りの反対方向をなす逆転方向Ｂの回転によって突出する拡大翼５０により、杭１と地盤の間に先端支持力、摩擦力（外周面摩擦力、内周面摩擦力）、水平垂直力が働くことにより、地盤、特に軟弱地盤等における杭工事に強固に対応するための回転埋設先端拡大翼杭１を提供する。

【0018】

各図で図示するように、本発明の回転埋設先端拡大翼杭１は、円筒杭本体１０、先端板２０、筒状掘削刃３０、回動連結具４０、推進翼６０が突設された拡大翼５０等が組み合わさって構成されている。以下、本発明である回転埋設先端拡大翼杭１の各実施形態について説明する。

【0019】

円筒杭本体１０は、内部に空洞１３を備えた長尺な円筒状の筒体である。円筒杭本体１０としては、鋼管杭が挙げられるが、その他、ＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストレストコンクリート杭）、ＰＲＣ杭（プレストレスト鉄筋コンクリート杭）、ＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）等のコンクリート杭であってもよい。また、単杭であっても継ぎ杭であってもよい。また、円筒杭本体１０の長さ、内径、外径等も問わない。

【0020】

円筒杭本体１０の先端側Ｘには、先端板２０が備わる（図１参照）。この先端板２０は、中心位置に穴２２が穿設された円盤状の部材（鋼材円板）で、円筒杭本体１０の外径１０оに合致した外径２０оを備え、円筒杭本体１０の先端面１１に溶接等によって取り付けられる。円筒杭本体１０の空洞１３と先端板２０の穴２２は連通することとなる。

【0021】

先端板２０の外径２０оと円筒杭本体１０の外径１０оは同径又は略同径が望ましいが、先端板２０の外径２０оが円筒杭本体１０の外径１０оよりも小径であってもよく、したがって、例えば、先端板２０を円筒杭本体１０の空洞１３内（内壁面）に固設する構成であってもよい。

【0022】

円筒杭本体１０と先端板２０が別部材で円筒杭本体１０の先端面１１に先端板２０が固設される構成の他、円筒杭本体１０と先端板２０が一体成形される構成であってもよい。また、筒状掘削刃３０や拡大翼５０が円筒杭本体１０の先端面１１に備えることができれば、先端板２０を備えない構成であってもよい。

【0023】

先端板２０の材質は、鋼材製等の耐久性が高いものであればどのような材質であってもよい。また、肉厚、穴の内径等も問わない。

【0024】

円筒杭本体１０の先端側Ｘ軸心には、筒状掘削刃３０が備えられている。具体的には、先端板２０の表面２１軸心から筒状掘削刃３０が立設する構成である。なお、筒状掘削刃３０は先端板２０を介して備える他、上述のように、先端板２０を介さずに円筒杭本体１０の先端面１１軸心から直接筒状掘削刃３０が立設してもよい。

【0025】

この筒状掘削刃３０は、図３等で図示するように、先端に鋸刃形状の刃部３３を備え、内部に空洞３９を備えた筒体で、本体３１と本体上方の刃部３３に分けることができ、主に刃部３３によって地盤を掘削するものである。各図では円筒状の筒体で説明している。

【0026】

刃部３３は複数の山形状の山刃部３７、谷形状の谷刃部３８が組み合わさって構成されている。刃部３３の形状、構成は山刃部３７、谷刃部３８が繰り返し組み合わさって構成されていればどのようなものであってもよい。したがって、山刃部３７の高さ、谷刃部３８の深さ、数、角度、形状等も問わないため、各山刃部３７の高さが略同じであっても段違いであってもよい。また、図示しないが、山刃部３７、谷刃部３８をさらに鋸刃形状としてもよい。

【0027】

筒状掘削刃３０（本体３１）は、先端板２０の穴２２の内径２０ｉに略合致した内径３０ｉを備えており、先端板２０の穴２２の縁（表面２１）に筒状掘削刃３０（本体３１）が溶接等によって取り付けられている。円筒杭本体１０の空洞１３と先端板２０の穴２２と筒状掘削刃３０の空洞３９は連通することとなる。

【0028】

先端板２０の穴２２の内径２０ｉと筒状掘削刃３０（本体３１）の空洞３９の内径３０ｉは同径又は略同径が望ましいが、筒状掘削刃３０の空洞３９の内径３０ｉが先端板２０の穴２２の内径２０ｉよりも大径であってもよい。また、筒状掘削刃３０の空洞３９の内径３０ｉが先端板２０の穴２２の内径２０ｉよりも小径であってもよい。したがって、例えば、筒状掘削刃３０（本体３１の外周３５）を先端板２０の穴２２内（内壁面）に固設する構成であってもよい。

【0029】

筒状掘削刃３０と先端板２０が別部材で先端板２０の表面２１に筒状掘削刃３０が固設される構成の他、筒状掘削刃３０と先端板２０が一体成形される構成であってもよい。

【0030】

筒状掘削刃３０の材質は、鋼材製等の掘削性や耐久性が高いものであればどのような材質であってもよい。また、長さ、内径、外径等も問わない。筒状掘削刃３０は、各図で図示したような円筒状の他、図示しないが三角状、四角状、五角形状、六角形状等の多角形状であってもよい。なお、筒状掘削刃３０の形状に合わせて、拡大翼５０の数、形状等が適応される。

【0031】

円筒杭本体１０の先端側Ｘには、推進翼６０が突設された拡大翼５０が回動自在に配設されている。この拡大翼５０は、筒状掘削刃３０の外周３５に沿って回動連結具４０を介して回動自在に軸支されており、正転方向Ａへの回転では縮小状態（図７、図８（ｂ）参照）に、逆転方向Ｂへの回転では拡大状態（図９（ｂ）参照）となる。

【0032】

拡大翼５０は、所定の肉厚を備えた湾曲状の鋼板である。各拡大翼５０の形状は、各拡大翼５０が縮小状態のときに各拡大翼５０全体で筒状掘削刃３０の外周３５を囲繞、換言すれば、筒状掘削刃３０の本体３１を包み込むようにできればどのような形状であってもよく、図５等で図示した形状以外であってもよい。また、図示しないが、各拡大翼５０は、正転方向側５０ｆの角部分、端面又は逆転方向側５０ｒの角部分、端面を面取りしてもよい。このような面取りを行うことにより、各拡大翼５０が引っ掛かることなくスムーズに拡大又は縮小することができる。

【0033】

拡大翼５０は複数枚で配設構成されている。図７等では、四枚、具体的には、第一の拡大翼５１、第二の拡大翼５２、第三の拡大翼５３、第四の拡大翼５４で配置構成されているが、拡大翼５０は二枚、三枚、または五枚以上であってもよい。安定度からすれば、三枚以上が杭１の先端５にかかる安定力が増加するため望ましい。なお、配置構成される拡大翼５０の枚数によっては、各拡大翼５０の長手方向の長さが異なることは勿論である。本実施形態ではより望ましい四枚の例で説明する。

【0034】

第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４は、筒状掘削刃３０の外周３５（先端板２０の外周）に沿って等間隔で配置されている。図７では、第一の拡大翼５１と第三の拡大翼５３が対角線上に配置され、第二の拡大翼５２と第四の拡大翼５４が対角線上に配置されている。

【0035】

第一の推進翼６１の逆転方向側５１ｒの端部から第三の推進翼６３の逆転方向側５３ｒの端部を結ぶ仮想線Ｃ１と、第二の推進翼６２の逆転方向側５２ｒの端部から第四の推進翼６４の逆転方向側５４ｒの端部を結ぶ仮想線Ｃ２によって十字を形成する（図１０参照）。このように、第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４はバランス良く均等に配置構成されるのが望ましい。

【0036】

回転埋設先端拡大翼杭１が地中に貫入する際の各拡大翼５０が縮小した状態では、各拡大翼５０同士が一部重なって配置、すなわち、各拡大翼５０は、正転方向側５０ｆの一部が他の拡大翼５０の逆転方向側５０ｒの一部で被覆される。具体的には、回転埋設先端拡大翼杭１を先端５から見た図７によれば、第一の拡大翼５１の正転方向側５１ｆの一部が第四の拡大翼５４の逆転方向側５４ｒで被覆され、第二の拡大翼５２の正転方向側５２ｆの一部が第一の拡大翼５１の逆転方向側５１ｒで被覆され、第三の拡大翼５３の正転方向側５３ｆの一部が第二の拡大翼５２の逆向方向側ｒで被覆され、第四の拡大翼５４の正転方向側５４ｆの一部が第三の拡大翼５３の逆転方向側５３ｒで被覆される。このように、一部重なり合う第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４が風車状に配置される。

【0037】

また、各拡大翼５０が縮小状態では、第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４は、筒状掘削刃３０に凭れ掛るように傾斜状態で支持される。拡大翼５０の上端５０ｔが筒状掘削刃３０の外周３５に当接又は対峙した状態となる。具体的には、第一の拡大翼５１の上端５１ｔが筒状掘削刃３０の外周３５の一部に当接又は対峙し、第二の拡大翼５２の上端５２ｔが筒状掘削刃３０の外周３５の一部に当接又は対峙し、第三の拡大翼５３の上端５３ｔが筒状掘削刃３０の外周３５の一部に当接又は対峙し、第四の拡大翼５４の上端５４ｔが筒状掘削刃３０の外周３５の一部に当接又は対峙する。このように、拡大翼５０の上端５０ｔが筒状掘削刃３０の外周３５に当接又は対峙した位置が拡大翼５０の最縮小の範囲となる。各拡大翼５０が縮小した状態では、各拡大翼５０は杭１径の外径１оの幅内に収められ、杭１径の外径１оよりも外に出ることはない。

【0038】

拡大翼５０は全体的に内側に湾曲しているが、逆転方向側５０ｒの一部を外側に折曲げた折曲部５０ｚとしてもよい（図６参照）。拡大翼５０に折曲部５０ｚを形成することによって、各拡大翼５０が縮小した状態では、拡大翼５０と拡大翼５０との間にはスペースが介在することとなる。具体的には、第一の拡大翼５１の折曲部５１ｚと第二の拡大翼５２の正転方向側５２ｆにはスペースが介在し、第二の拡大翼５２の折曲部５２ｚと第三の拡大翼５３の正転方向側５３ｆにはスペースが介在し、第三の拡大翼５３の折曲部５３ｚと第四の拡大翼５４の正転方向側５４ｆにはスペースが介在し、第四の拡大翼５４の折曲部５４ｚと第一の拡大翼５１の正転方向側５１ｆにはスペースが介在する。回転埋設先端拡大翼杭１を逆転方向Ｂに回転する際においては、これらの各スペースから地盤（掘削土）が入り込むことによって拡大翼５０を押し広げることができるため、より少ない力で拡大翼５０を拡大させることができる。

【0039】

各拡大翼５０の表面５０ａには平面視弧状（略三日月状）で形成される推進翼６０が突設されている。具体的には、第一の拡大翼５１の表面５１ａには第一の推進翼６１が突設され、第二の拡大翼５２の表面５２ａには第二の推進翼６２が突設され、第三の拡大翼５３の表面５３ａには第三の推進翼６３が突設され、第四の拡大翼５４の表面５４ａには第四の推進翼６４が突設されている。推進翼６０は、平面視弧状（略三日月状）以外の形状でもよく、地盤に対する杭１の貫入性や推進性を考慮して各図で図示した形状とは異なる形状を選択することもできる。

【0040】

拡大翼５０に備えた推進翼６０には第一作用面６０ａ、第一作用面６０ａの裏側に第二作用面６０ｂを備える。具体的には、第一の拡大翼５１に備えた第一の推進翼６１には第一作用面６１ａ、第一作用面６１ａの裏側に第二作用面６１ｂを備える。第二の拡大翼５２に備えた第二の推進翼６２には第一作用面６２ａ、第一作用面６２ａの裏側に第二作用面６２ｂを備える。第三の拡大翼５３に備えた第三の推進翼６３には第一作用面６３ａ、第一作用面６３ａの裏側に第二作用面６３ｂを備える。第四の拡大翼５４に備えた第四の推進翼６４には第一作用面６４ａ、第一作用面６４ａの裏側に第二作用面６４ｂを備える。なお、推進翼６０は、回転埋設先端拡大翼杭１の正転方向Ａへの回転又は逆転方向Ｂへの回転を推進させることができれば、長手方向の長さや短手方向の高さ等は問わない。

【0041】

推進翼６０は、拡大翼５０の表面５０ａに溶接等により固設されており、拡大翼５０の表面５０ａに対して垂直に設けてもよく、また、傾斜して設けてもよい。

【0042】

推進翼６０の配置角度、向き等については、図５、図６で図示したように、拡大翼５０に対して軸回りの一方向をなす正転方向側６０ｆが下となるように傾斜、具体的には、水平に対して例えば、２０°から６０°、概ね３０°や４５°下に向かって傾斜させるのが望ましい。なお、推進翼６０は、回転埋設先端拡大翼杭１の正転方向Ａへの回転又は逆転方向Ｂへの回転を推進させることができれば配置角度等については問わない。

【0043】

各拡大翼５０が縮小した状態で全体として第一の推進翼６１乃至第四の推進翼６４を回転埋設先端拡大翼杭１の先端５から見ると螺旋状をなすように配置される。また、各拡大翼５０の表面５０ａから各推進翼６０が鍔状に突出しているが、第一の推進翼６１乃至第四の推進翼６４は回転埋設先端拡大翼杭１の杭１径（外径１о）より突出せず杭１径内（外径１о内）に収まる構成となっている。

【0044】

各拡大翼５０が縮小した状態で回転埋設先端拡大翼杭１を側面視した場合、各推進翼６０の位置関係については、同じ位置であっても、異なる位置であってもよい。すなわち、第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４が全て同じ位置であってもよい。また、第一の拡大翼５１に備えた第一の推進翼６１よりも第二の拡大翼５２に備えた第二の推進翼６２のほうが高くてもよく、第三の拡大翼５３に備えた第三の推進翼６３よりも第四の拡大翼５４に備えた第四の推進翼６４のほうが高くてもよい。

【0045】

推進翼６０の材質は、鋼材製等掘削性や耐久性が高いものであればどのような材質であってもよい。また、拡大翼５０と推進翼６０が別部材で拡大翼５０の表面５０ａに推進翼６０が固設される構成の他、拡大翼５０と推進翼６０が一体成形される構成であってもよい。

【0046】

このように、各拡大翼５０が縮小した状態においては、回転埋設先端拡大翼杭１の先端５の第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４が風車状に配置され、また、第一の推進翼６１乃至第四の推進翼６４が螺旋状に配置されることとなる（図７参照）。

【0047】

回転埋設先端拡大翼杭１の先端側Ｘには回動連結具４０を介して拡大翼５０が連結されている。具体的には、拡大翼５０は、回動連結具４０の支軸４８を支点として拡大方向（外径方向ＯＤ）に拡大し、また、回動連結具４０の支軸４８を支点として縮小方向（軸心方向ＡＸ）に縮小する。

【0048】

この回動連結具４０は、拡大翼５０が回動自在に連結されていればどのような構成であってもよい。したがって、耐久性に問題がなければヒンジ、丁番等の連結部材を使用してもよい。以下、回動連結具４０の実施形態の一例を説明する。

【0049】

筒状掘削刃３０の下方の外周３５からリブ４１が突設する。このリブ４１は、一枚の拡大翼５０に対して何本でもよい。したがって、図８（ｂ）や図９（ｂ）のように一枚の拡大翼５０に対して二本でもよく、また、図示しないが、一本、又は三本以上の複数本であってもよい。各リブ４１の先端側には支軸４８を挿通するための穴を穿設している。

【0050】

一方、拡大翼５０の裏面５０ｂ、具体的には、第一の拡大翼５１の裏面５１ｂ、第二の拡大翼５２の裏面５２ｂ、第三の拡大翼５３の裏面５３ｂ、第四の拡大翼５４の裏面５４ｂにはリブ４６を固設する。これらのリブ４６の固設については、第一の拡大翼５１の裏面５１ｂ、第二の拡大翼５２の裏面５２ｂ、第三の拡大翼５３の裏面５３ｂ、第四の拡大翼５４の裏面５４ｂにベース４９を設け、リブ４６の一端側をこのベース４９に固設する構成であってもよい。各リブ４６の先端側には支軸４８を挿通するための穴を穿設している。

【0051】

拡大翼５０の裏面５０ｂに固設したリブ４６の穴と筒状掘削刃３０から突設したリブ４１の穴を合わせ、両穴に支軸４８を挿通することによって、支軸４８を支点として拡大翼５０が回動可能となる。支軸４８は、どのような構成のものであってもよい。例えば、強化ボルト、超硬ボルト等を使用してもよい。ボルトに関しては、有効ネジ溝がない半ネジを使用するのが望ましい。

【0052】

他の構成としては、図示しないが、例えば、拡大翼５０の裏面５０ｂに、支軸４８を挿通するための穴を穿設した第一挟持板及び第二挟持板を併設し、第一挟持板と第二挟持板の間に拡大翼５０の裏面５０ｂに固設したリブ４６を配置し、拡大翼５０に固設したリブの穴と第一挟持板及び第二挟持板の穴を合わせ、各穴に支軸４８を挿通することによって、支軸４８を支点として拡大翼５０が回動自在となる構成が挙げられる。

【0053】

このように、拡大翼５０は回動連結具４０を介して、具体的には、回動連結具４０の支軸４８により回動自在に軸支されている。すなわち、正転方向Ａに回転する状態では、拡大翼５０が軸心方向ＡＸ、すなわち、筒状掘削刃３０に向かって回動することによって、拡大翼５０の全てが杭１の外径１о内に収容された状態とされ、逆転方向Ｂに回転する状態では、拡大翼５０が杭１の外径１о方向に回動することによって、拡大翼５０の一部が杭１の外径１о外に突出した状態とされる。なお、拡大翼５０が拡大状態の場合、図９（ｂ）のように、拡大翼５０の一部が他の拡大翼５０の一部と重なり合う場合もあるが、重なり合わない構成としてもよい。

【0054】

軸回りの反対方向をなす逆転方向Ｂの回転によって拡大した拡大翼５０の表面５０ａが円筒杭本体１０の先端面１１等に当接することによって、この先端面１１等がストッパーの役目を有することとなる。したがって、ストッパーで止まる位置が拡大翼５０の最大拡大範囲となる。

【0055】

ストッパーとしては、例えば、円筒杭本体１０の先端外周縁を突環状部１２とし、この突環状部１２をストッパーとすることができる。具体的には、円筒杭本体１０の空洞１３内に先端板２０を備える構成によれば、円筒杭本体１０の先端外周縁に突環状部１２が形成される。突環状部１２の高さは問わない。したがって、突環状部１２の高さによって拡大翼５０の開く角度を調節することができる。

【0056】

その他、拡大翼５０の表面５０ａに別途ストッパー（不図示）を設けてもよい。具体的には、ストッパーを拡大翼５０の表面５０ａに溶接等により固設されることによって拡大翼５０の表面５０ａから突設する。ストッパーの形状、長さ、高さ等は問わない。したがって、ストッパーの高さによって拡大翼５０の開く角度を調節することができる。

【0057】

また、筒状掘削刃３０の外周３５、具体的には、拡大翼５０の上端５０ｔが当たる位置にストッパーを設けてもよい。このストッパーを設けることによって拡大翼５０の最縮小の範囲を調節することができる。

【0058】

本発明の回転埋設先端拡大翼杭１に使用方法の一例について説明する。まず、回転埋設先端拡大翼杭１を貫入する地盤の掘削箇所において、所定の施工機械等（不図示）を用いて、回転埋設先端拡大翼杭１の先端５を下側にした状態で地盤上に直立させる。なお、杭１の打ち込み位置を出すためには、主に筒状の先端支持具（不図示）を用いて行われる。具体的には、打ち込み位置に先端支持具を設置し、この先端支持具の空洞内に回転埋設先端拡大翼杭１の先端５を入れて回転させることによって施工を行う。これにより、打ち込み位置に回転埋設先端拡大翼杭１の杭芯を合わせることができる。その他の周知の杭芯合わせにより行ってもよいことは勿論である。

【0059】

その後、図示しない施工機械に設けられる回転駆動装置により、回転埋設先端拡大翼杭１に対して、図７にて示される正転方向Ａに回転力が与えられて、回転埋設先端拡大翼杭１が筒状掘削刃３０と共に、右回りに一体回転させられる。これにより、筒状掘削刃３０によって、地中が掘削されつつ、回転埋設先端拡大翼杭１が先端５側から徐々に地中に貫入せしめられる。すなわち、軸回りの一方向をなす正転方向Ａに回転埋設先端拡大翼杭１を回転させることによって、回転埋設先端拡大翼杭１の先端５に突設する筒状掘削刃３０等で地盤を掘削し、これにより回転埋設先端拡大翼杭１が地中深くに貫入する。

【0060】

軸回りの一方向をなす正転方向Ａの回転による地盤を掘削する状態、すなわち、各拡大翼５０が縮小状態では、隣接する第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４は他の拡大翼５０によって一部被覆された状態を保持しながら地中に貫入するが、この状態においては、第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４の全てが、円筒杭本体１０の外径１０о方向内側に収容される位置に維持されている。

【0061】

軸回りの一方向をなす正転方向Ａの回転で抵抗（応力）を掛けることによって、地盤に埋設される。具体的には、第一の拡大翼５１に備えた第一の推進翼６１の第一作用面６１ａ（正転方向側６１ｆから徐々に）、第二の拡大翼５２に備えた第二の推進翼６２の第一作用面６２ａ（正転方向側６２ｆから徐々に）、第三の拡大翼５３に備えた第三の推進翼６３の第一作用面６３ａ（正転方向側６３ｆから徐々に）、第四の拡大翼５４に備えた第四の推進翼６４の第一作用面６４ａ（正転方向側６４ｆから徐々に）に抵抗（応力）が掛かり、回転埋設先端拡大翼杭１が地盤に埋設される。

【0062】

そして、回転埋設先端拡大翼杭１が所望の地盤（支持層）まで埋設されたら、今度は施工機械に設けられる回転駆動装置により回転埋設先端拡大翼杭１を軸回りの反対方向をなす逆転方向Ｂ、すなわち、左回りに回転させることによって拡大翼５０が杭１径よりも突出する。すなわち、拡大翼５０が地盤（壁面）に貫入埋設され、拡大翼５０により地盤支持力を増強させることができる。

【0063】

軸回りの反対方向をなす逆転方向Ｂの回転によって、抵抗（応力）が掛かり、拡大翼５０が、花びらが開くように外側に広がるように動いて拡大状態となる。具体的には、第一の拡大翼５１に備えた第一の推進翼６１の第二作用面６１ｂ（逆転方向側６１ｒから徐々に）、第二の拡大翼５２に備えた第二の推進翼６２の第二作用面６２ｂ（逆転方向側６２ｒから徐々に）、第三の拡大翼５３に備えた第三の推進翼６３の第二作用面６３ｂ（逆転方向側６３ｒから徐々に）、第四の拡大翼５４に備えた第四の推進翼６４の第二作用面６４ｂ（逆転方向側６４ｒから徐々に）に抵抗（応力）が掛かり、これにより第一の拡大翼５１乃至第四の拡大翼５４が回転埋設先端拡大翼杭１の外径１оから杭１の径方向外方に突出する。すなわち、拡大翼５０は、縮小状態で地中に貫入するが、この縮小状態から地盤支持力を増強する拡大状態となる。

【0064】

このように回転駆動装置により回転埋設先端拡大翼杭１を逆転方向Ｂに回転させることによって拡大翼５０が突出し、拡大翼５０が地盤壁面に貫入埋設されたら、施工機械に設けられる回転駆動装置から回転埋設先端拡大翼杭１を取り外して施工を完了する。

【0065】

本発明の回転埋設先端拡大翼杭１は、打込み工法ではなく回転貫入工法で用いられる杭１であるため、施工時においては、振動、騒音がない。また、埋め立てられ地下水を多く含む地盤、飽和した緩い砂地盤等の軟弱地盤においても施工が可能である。よって、建築土木の基礎工事の分野において多岐にわたって使用することができる。

【0066】

円筒杭本体１０の外周１５の面に摩擦力（外周面摩擦力）が働き、また、回転埋設先端拡大翼杭１の先端側Ｘに先端支持力が働き、極めて簡単な作業によって回転埋設先端拡大翼杭１を地盤に強固に立てることができる。

【0067】

本発明の回転埋設先端拡大翼杭１は、地盤を掘削する部位が円筒杭本体１０の外周１５の面から径方向外方（外径１о）に突出しない状態で回転され、筒状掘削刃３０にて地中が掘削されて、回転埋設先端拡大翼杭１が外径１оの範囲内で地中に貫入されるようになっている。したがって、地中への貫入時に、円筒杭本体１０の周囲の掘削土が、杭１本体の外周３面からの突出部位にてほぐされたり、かき乱されたりするようなことがなく、地中に貫入された状態下で、円筒杭本体１０の外周面摩擦力が十分な大きさにおいて効果的に確保され得る。

【0068】

掘削された箇所においては、杭１本来の原形を維持することができ、杭１の施工効率、支持力を大幅に向上させることができる。

【0069】

また、回転埋設先端拡大翼杭１の先端側Ｘに立設された筒状掘削刃３０の空洞３９と円筒杭本体１０の空洞１３が連通しているため、掘削土が円筒杭本体１０の内部に入り込むことによって円筒杭本体１０の内周面摩擦力も効果的に確保され得る。

【0070】

回転埋設先端拡大翼杭１の十分な安定化を図ることができ、安全、安心面においても良好な杭１を提供できる。先端支持力、周面摩擦力、水平垂直力が革新的な発明であるため、杭業界において大きな前進である。

【0071】

以上、各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態に記載の技術、又は、その他の公知や周知の技術を組み合わせるようにしてもよい。また、本発明と同様の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更、別の形態がとられてもよい。

【0072】

各図において各実施形態を図示したが、図を分かりやすくする等のために、一部構成を省略、簡略化した部分があるため、本発明は図示した実施形態に限定されるものではない。また、一部透視した部分もある。

【符号の説明】

【0073】

１：回転埋設先端拡大翼杭
１о：外径
３：外周面
５：先端
１０：円筒杭本体
１０о：外径
１１：先端面
１２：突環状部
１３：空洞
１５；外周
２０：先端板
２０ｉ：内径
２０о：外径
２１：表面
２２：穴
３０：筒状掘削刃
３０ｉ：内径
３０о：外径
３１：本体
３３：刃部
３５：外周
３７：山刃部
３８：谷刃部
３９：空洞
４０：回動連結具
４１：リブ
４６：リブ
４８：支軸
４９：ベース
５０：拡大翼
５０ａ：表面
５０ｆ：正転方向側
５０ｒ：逆転方向側
５０ｔ：上端
５０ｘ：下端
５０ｚ：折曲部
５１：第一の拡大翼
５１ａ：表面
５１ｂ：裏面
５１ｆ：正転方向側
５１ｒ：逆転方向側
５１ｔ：上端
５２：第二の拡大翼
５２ａ：表面
５２ｂ：裏面
５２ｆ：正転方向側
５２ｒ：逆転方向側
５２ｔ：上端
５３：第三の拡大翼
５３ａ：表面
５３ｂ：裏面
５３ｆ：正転方向側
５３ｒ：逆転方向側
５３ｔ：上端
５４：第四の拡大翼
５４ａ：表面
５４ｂ：裏面
５４ｆ：正転方向側
５４ｒ：逆転方向側
５４ｔ：上端
６０：推進翼
６０ａ：第一作用面
６０ｂ：第二作用面
６０ｆ：正転方向側
６０ｒ：逆転方向側
６１：第一の推進翼
６１ａ：第一作用面
６１ｂ：第二作用面
６１ｆ：正転方向側
６１ｒ：逆転方向側
６２：第二の推進翼
６２ａ：第一作用面
６２ｂ：第二作用面
６２ｆ：正転方向側
６２ｒ：逆転方向側
６３：第三の推進翼
６３ａ：第一作用面
６３ｂ：第二作用面
６３ｆ：正転方向側
６３ｒ：逆転方向側
６４：第四の推進翼
６４ａ：第一作用面
６４ｂ：第二作用面
６４ｆ：正転方向側
６４ｒ：逆転方向側
ＯＤ：外径方向
ＡＸ：軸心方向
Ａ：正転方向
Ｂ：逆転方向
Ｃ１：仮想線
Ｃ２：仮想線
Ｘ：先端側
Ｙ：後端側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】