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技術 プラスチック製筒状体の地中埋設方法

出願人 株式会社タイボー株式会社タフコン
発明者 平野二十四田中宏成
出願日 2012年8月6日 (7年10ヶ月経過) 出願番号 2012-173659
公開日 2014年2月20日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2014-031668
状態 特許登録済
技術分野 杭、矢板の設置・撤去及びそれらの付属品
主要キーワード 同筒状体 プラスチック製パイプ 適宜サイズ 横断面形 エアハンマー グラスファイバー製 基端位置 円筒形形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年2月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

地中に残ってしまう掘削用ヘッド部材を用いずに孔を掘削でき、プラスチック製パイプ1のみを地中に埋設することができるプラスチック製パイプ1の地中埋設方法を提供すること。

解決手段

プラスチック製のパイプ1に対して同パイプ1の全長よりも長尺ペグ本体4を有しペグ本体4の先端位置に尖頭部5を有するとともに基端位置にパイプ1よりも大径のフランジ6を有する硬質のペグ3を尖頭部5先端側から挿通させ、尖頭部5先端を下端としてペグ3を地面に起立させ、フランジ6に対して上方から荷重を与えることでペグ3を地中に埋設させるようにし、ペグ3の下動に伴って下動するフランジ6によってパイプ1をその上端側から押圧してペグ3を案内として地中に埋設させていき、パイプ1の埋設後にペグ3のみを取り出すようにした。

概要

背景

例えば、土地が軟弱である場合の地盤改良工事としてパイプ打ち込んで地中埋設する施工工事が行われている。また、地下水の排水のためにも同様にパイプを打ち込むことがある。更に、これら以外にも種々の用途としてパイプを地中に打ち込む施工は一般的なものである。このようなパイプを地中に埋設する埋設方法の一例を特許文献1及び2として挙げる。特許文献1〜3はいずれも埋設されるパイプの先端に掘削用ヘッド部材を取り付け、パイプの上方から内部にロッドを挿入し、このヘッド部材に対してロッドを介して荷重(例えばエアハンマー油圧ショベルショベルによる叩打など)を与え地面を掘削していく構成である。

概要

地中に残ってしまう掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削でき、プラスチック製パイプ1のみを地中に埋設することができるプラスチック製パイプ1の地中埋設方法を提供すること。プラスチック製のパイプ1に対して同パイプ1の全長よりも長尺ペグ本体4を有しペグ本体4の先端位置に尖頭部5を有するとともに基端位置にパイプ1よりも大径のフランジ6を有する硬質のペグ3を尖頭部5先端側から挿通させ、尖頭部5先端を下端としてペグ3を地面に起立させ、フランジ6に対して上方から荷重を与えることでペグ3を地中に埋設させるようにし、ペグ3の下動に伴って下動するフランジ6によってパイプ1をその上端側から押圧してペグ3を案内として地中に埋設させていき、パイプ1の埋設後にペグ3のみを取り出すようにした。

目的

しかしながら、上記各特許文献ではパイプ埋設後にヘッド部材を地中に残さなくてはならず、多くのパイプを打ち込むことはその数だけヘッド部材を用意しなければならないこととなって高コスト化を招来する。ヘッド部材を使用しないようにするには、例えばパイプの上端側を叩いたり押し込んだりして地中に埋め込むようにすればよいのであるが、金属製のパイプであれば騒音振動を無視すれば可能であるものの、一般的にプラスチック製のパイプではパイプの上端に荷重をかけると割れてしまう可能性が高いためそのような施工方法を選択することはできない。そのため、プラスチック製筒状体を地中に埋設する際に上記のようなヘッド部材を用いずに施工できる方法が求められていた。
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、地中に残ってしまう掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削でき、プラスチック製筒状体のみを地中に埋設することができるプラスチック製筒状体の地中埋設方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

プラスチック製の筒状体に対して同筒状体全長よりも長尺の本体部分を有し前記本体部分の先端位置に尖頭部を有するとともに基端位置に前記筒状体の少なくとも肉厚幅以上の領域に及ぶ張り出し部を有する硬質の尖頭柱状部材を前記尖頭部先端側から挿通させ、前記尖頭部先端を下端として前記尖頭柱状部材を地面に起立させ、前記張り出し部に対して上方から荷重を与えることで前記尖頭柱状部材を地中埋設させるようにし、前記尖頭柱状部材の下動に伴って下動する前記張り出し部によって前記筒状体をその上端側から押圧して前記尖頭柱状部材を案内として地中に埋設させていき、前記筒状体の埋設後に前記尖頭柱状部材のみを取り出すようにしたことを特徴とするプラスチック製筒状体の地中埋設方法

請求項2

前記尖頭柱状部材の本体部分の外周面横断面形状は挿入されるべき前記筒状体の内周面の横断面形状と相似形状とされていることを特徴とする請求項1に記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項3

前記尖頭柱状部材の本体部分の外周面と前記筒状体の内周面は近接していることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項4

前もって前記尖頭柱状部材によって前記筒状体を埋設する位置に案内孔を形成しておくことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項5

前記筒状体を埋設している途中で地上面寄りよりも固い層に突き当たった場合に、その層を最下層として前記尖頭柱状部材を取り出し、地上部に残った前記筒状体をカットするようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項6

前記筒状体の下端面はその先端が狭角となるように軸線方向に対して斜め方向の角度で形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項7

前記筒状体の下端面の厚み方向の断面形状は錐状に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項8

前記筒状体は断面円形形状であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項9

前記尖頭柱状部材の前記張り出し部の外周位置には先端方向に向いて延出される第2の張り出し部が形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

請求項10

前記筒状体と前記尖頭柱状部材の前記張り出し部の間には緩衝部材が配設されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のプラスチック製筒状体の地中埋設方法。

技術分野

0001

本発明は、プラスチック製筒状体押圧して地中埋設する埋設方法に関するものである。

背景技術

0002

例えば、土地が軟弱である場合の地盤改良工事としてパイプ打ち込んで地中に埋設する施工工事が行われている。また、地下水の排水のためにも同様にパイプを打ち込むことがある。更に、これら以外にも種々の用途としてパイプを地中に打ち込む施工は一般的なものである。このようなパイプを地中に埋設する埋設方法の一例を特許文献1及び2として挙げる。特許文献1〜3はいずれも埋設されるパイプの先端に掘削用ヘッド部材を取り付け、パイプの上方から内部にロッドを挿入し、このヘッド部材に対してロッドを介して荷重(例えばエアハンマー油圧ショベルショベルによる叩打など)を与え地面を掘削していく構成である。

先行技術

0003

特開平8−209697号公報
実開平3−69037号公報
登録実用新案第3107557号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記各特許文献ではパイプ埋設後にヘッド部材を地中に残さなくてはならず、多くのパイプを打ち込むことはその数だけヘッド部材を用意しなければならないこととなって高コスト化を招来する。ヘッド部材を使用しないようにするには、例えばパイプの上端側を叩いたり押し込んだりして地中に埋め込むようにすればよいのであるが、金属製のパイプであれば騒音振動を無視すれば可能であるものの、一般的にプラスチック製のパイプではパイプの上端に荷重をかけると割れてしまう可能性が高いためそのような施工方法を選択することはできない。そのため、プラスチック製筒状体を地中に埋設する際に上記のようなヘッド部材を用いずに施工できる方法が求められていた。
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、地中に残ってしまう掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削でき、プラスチック製筒状体のみを地中に埋設することができるプラスチック製筒状体の地中埋設方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、プラスチック製の筒状体に対して同筒状体全長よりも長尺の本体部分を有し前記本体部分の先端位置に尖頭部を有するとともに基端位置に前記筒状体の少なくとも肉厚幅以上の領域に及ぶ張り出し部を有する硬質の尖頭柱状部材を前記尖頭部先端側から挿通させ、前記尖頭部先端を下端として前記尖頭柱状部材を地面に起立させ、前記張り出し部に対して上方から荷重を与えることで前記尖頭柱状部材を地中に埋設させるようにし、前記尖頭柱状部材の下動に伴って下動する前記張り出し部によって前記筒状体をその上端側から押圧して前記尖頭柱状部材を案内として地中に埋設させていき、前記筒状体の埋設後に前記尖頭柱状部材のみを取り出すようにしたことをその要旨とする。
また、請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明の構成に加え、前記尖頭柱状部材の本体部分の外周面横断面形状は挿入されるべき前記筒状体の内周面の横断面形状と相似形状とされていることをその要旨とする。
また、請求項3に記載の発明では請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、前記尖頭柱状部材の本体部分の外周面と前記筒状体の内周面は近接していることをその要旨とする。

0006

また、請求項4に記載の発明では請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加え、前もって前記尖頭柱状部材によって前記筒状体を埋設する位置に案内孔を形成しておくことをその要旨とする。
また、請求項5に記載の発明では請求項1〜4のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記筒状体を埋設している途中で地上面寄りよりも固い層に突き当たった場合に、その層を最下層として前記尖頭柱状部材を取り出し、地上部に残った前記筒状体をカットするようにしたことをその要旨とする。
また、請求項6に記載の発明では請求項1〜5のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記筒状体の下端面はその先端が狭角となるように軸線方向に対して斜め方向の角度で形成されていることをその要旨とする。
また、請求項7に記載の発明では請求項1〜6のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記筒状体の下端面の厚み方向の断面形状は錐状に形成されていることをその要旨とする。
また、請求項8に記載の発明では請求項1〜7のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記筒状体は断面円形形状であることをその要旨とする。
また、請求項9に記載の発明では請求項1〜8のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記尖頭柱状部材の前記張り出し部の外周位置には先端方向に向いて延出される第2の張り出し部が形成されていることをその要旨とする。
また、請求項10に記載の発明では請求項1〜9のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記筒状体と前記尖頭柱状部材の前記張り出し部の間には緩衝部材が配設されることをその要旨とする。

0007

上記のような構成とすることで、プラスチック製の筒状体を地中に埋設する際に尖頭柱状部材の張り出し部に対して上方から荷重を与えることで、筒状体は張り出し部の下動によってその上端側から押圧されることとなる。そして、筒状体を埋設した段階でそのまま尖頭柱状部材を取り出せば筒状体のみが地中に残ることとなる。これによって、ヘッド部材のような掘削に必要な部材は不要となり、また、プラスチック製の筒状体はその上端から押圧されるものの、尖頭柱状部材の本体部分によって案内されながら埋め込まれていくため撓みにくく曲げ応力が発生しにくく、軸方向への圧縮応力耐力が十分大きければ押圧力によって尖頭柱状部材の尖頭部先端によって掘削された孔内に筒状体は進出していく。そして、筒状体が埋設された状態で尖頭柱状部材を取り出せば筒状体のみが地中に埋設されることとなる。
これによって、地中に残ってしまうような掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削してプラスチック製筒状体を埋設することができ、プラスチック製筒状体のみを地中に残して尖頭柱状部材を回収することが可能となる。

0008

ここに「上方から荷重を与えることで前記尖頭柱状部材を地中に埋設させる」とは尖頭柱状部材に対して上方から叩打したり重量物押さえつけることで下方に進出する力を付与することである。尖頭柱状部材自体をを回動させて尖頭部先端をドリルのように使用するようにしてもよい。
パイプの長さ、径、横断面方向の厚み(肉厚)等は用途に応じて適宜変更可能である。また、長さや径によって肉厚も適宜変更される。また、材質も特に限定されるものではなく、安価な再生材料などを使用することは好ましい。
硬質の尖頭柱状部材の材質としては合金製、プラスチック製、グラスファイバー製、木製等が想定される。材質としてプラスチック製も含んでいるが、プラスチック製であっても中実に構成することで十分な剛性を得られれば本発明の尖頭柱状部材として使用可能であるからである。

0009

尖頭柱状部材の本体部分の外周面の横断面形状は挿入されるべき筒状体の内周面の横断面形状と相似形状とされていることが好ましい。相似形状としないと両者間に無駄な隙間が発生し、筒状体が上端側から押圧された際に曲げ応力が発生しやすくなるからである。また、そして、尖頭柱状部材の本体部分の外周面と筒状体の内周面は近接していることが好ましい。近接していれば筒状体が上端側から押圧された際に曲がりにくくなるためである。但し、完全に密着するほど近接していると、周囲の雰囲気の変化による膨張によって、あるいは若干の撓みによって筒状体の埋設後に尖頭柱状部材を取り出せなくなってしまう可能性がある。近接という場合には挿入状態で若干の(2〜10mm程度の)隙間が形成される状態である。
筒状体を埋設する前に筒状体を埋設する位置に前もって尖頭柱状部材によって案内孔を形成しておくことが好ましい。これによって、筒状体がより割れにくくなり、速やかに地中に埋設することができる。尖頭柱状部材はその筒状体を埋設する際に使用するものと同タイプの尖頭柱状部材であることが最も好ましいが、必ずしも同タイプの尖頭柱状部材でなくとも構わない。
また、筒状体を埋設している途中で地上面寄りよりも固い層に突き当たった場合に、その層をベース層として尖頭柱状部材を取り出し、地上部に残った筒状体をカットするようにしてもよい(どの位置でカットするかは任意である)。

0010

筒状体をその上端側から押圧して地中に埋設させていく際に好ましい形態がある。つまり筒状体の先端(下端)を地中に食い込みやすい形状とすることである。
そのために、筒状体の下端面を先端が狭角となるように軸線方向に対して斜め方向の角度で形成することが考えられる。つまり、筒状体の先端寄りを斜めにカットしたように形成することである。
また、筒状体の下端面の厚み方向の断面形状を尖錐状に形成することが考えられる。これは例えば下端面の厚み方向の断面形状を外側から内側へ、あるいはその逆にテーパ状となるように形成することである。均等なテーパ状でなくとも断面形状を尖錐状であれば構わない。

0011

また、筒状体は断面円形形状であることが好ましい。断面円形形状がもっとも応力バランスがよく、尖頭柱状部材も製造しやすいからである。但し、断面円形形状以外の形状を採用することは自由である。
また、尖頭柱状部材の張り出し部の外周位置には先端方向に向いて延出される第2の張り出し部が形成されていることが、筒状体を押圧する際の衝撃等から上端付近を保護するのに好ましい。
同様に筒状体と尖頭柱状部材の張り出し部の間に緩衝部材を配設することが衝撃の緩和の点から好ましい。

発明の効果

0012

上記各請求項に記載の発明によれば、地中に残ってしまうような掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削してプラスチック製筒状体を埋設することができ、プラスチック製筒状体のみを地中に残して尖頭柱状部材を回収することが可能となる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施の形態に使用されるパイプの(a)は一部省略斜視図、(b)は一部省略縦断面図。
同じ実施の形態に使用されるペグの(a)は一部省略斜視図、(b)は一部省略縦断面図。
上記パイプにペグを挿通した状態の一部省略正面図。
(a)はペグによって案内孔を形成している状態の説明図、(b)は地面に対して立設させた状態の説明図、(c)は地中にパイプ及びペグを埋設している状態を説明する説明図、(d)はパイプの埋設完了状態でペグを引き上げた状態の説明図。
他の実施の形態で使用されるパイプの一例を説明する端面図
他の実施の形態で使用されるパイプの下端部分の形状であって(a)は斜視図、(b)は正面図。
他の実施の形態においてパッキンを介在させてパイプにペグを挿通した状態の一部省略正面図。
他の実施の形態におけるパイプにペグを挿通した状態の(a)は部分拡大正面図、(b)は部分拡大縦断面図。

実施例

0014

以下、本発明のプラスチック製筒状体の地中埋設方法の具体的な実施の形態として地盤改良工事に応用した例を図面に基づいて説明する。
図1(a)及び(b)は本発明の方法に使用する筒状体としてのパイプ1である。パイプ1は全長にわたって同じ内径外径に形成された円筒形形状塩化ビニール製とされている。本実施の形態では全長3000mm、厚み7mm、外径が200mmに構成されている。図1(b)に示すように、パイプ1の先端(下端)は外方から内方に向かって厚み方向が徐々に薄くなるようなテーパ状に形成して尖らせた斜状面2が形成されている。
図2(a)及び(b)は本発明の方法に使用する尖頭柱状部材としてのペグ3である。ペグ3はアルミ合金製の断面円形の中空パイプ材からなるペグ本体4と、ペグ本体4の先端に溶着された尖頭部5とペグ本体の基端に溶着された円板形状のフランジ6とから構成されている。ペグ本体4の長さは3010mm、外径は180mmに構成されている。尖頭部5は全長150mmで円錐形状に構成されている。フランジ6は直径240mm、厚み15mmに構成されている。
このようなパイプ1にペグ3を挿入すると、挿入状態でパイプ1とペグ本体4との横断面方向の間隔は平均で3mmの近接状態とされる。また、図3に示すように、パイプ1が最も上部位置、つまりフランジ6の裏面に当接した状態でペグ本体はパイプ1の下端からわずかに下方位置に進出し、その延長位置に尖頭部5が配置されることとなる。フランジ6はパイプ1の径よりも大きいため平面視でパイプ1の上端は隠されてフランジ6のみ目視されることとなる。

0015

次にこのようなパイプ1とペグ3を使用した地盤改良工事におけるパイプ1の埋設方法について説明する。
まず、図4(a)に示すようにパイプ1を埋設する位置にペグ3を単独で尖頭部5先端が地上面に刺さるように起立させて保持をして、上方から断続的に荷重をかけるようにする。これは例えばエアハンマーや油圧ショベルのショベルによる叩打によって行われる。この作業によってパイプ1を埋設する際の案内孔Hが形成される。
次いで図4(b)に示すように、図3のパイプ1を挿通した状態のペグ3を尖頭部5先端が案内孔Hに刺さるように起立させて保持をする。そして、上方から断続的に荷重をかけるようにする。これも上記と同様にエアハンマーや油圧ショベルのショベルによる叩打によって行われる。
このように荷重がかけられるとペグ3は徐々に地中埋設されていき、パイプ1も上端側からフランジ6に押圧されてペグ3の下動に伴って下動することとなる。本実施の形態では図4(c)のようにペグ3のフランジ6が地上面に達するまで荷重を与え続ける。そして、図4(d)のようにペグ3のみを上方に引き上げることでパイプ1の埋設が完了する。その後は、必要に応じてパイプ1に図示しない蓋を取り付けて一回のパイプ1の埋設作業は終了する。以後は同様の操作で所定の間隔でパイプ1を埋設していく。

0016

上記のように構成したことにより本実施の形態では次のような効果が奏される。
(1)地中に残ってしまうような掘削用のヘッド部材を用いずに孔を掘削してパイプ1を埋設することができ、パイプ1のみを地中に残してペグ3を回収することができる。
(2)パイプ1は下降時にペグ本体4によって案内されるため撓みにくく、上方からフランジ6によって押圧されても容易に割れることがない。
(3)まず初めにペグ3で案内孔Hを形成してから、その同じペグ3を使用して案内孔Hに案内させながらパイプ1を埋設するようにしているため、パイプ1にかかる土の抵抗は比較的小さく、パイプ1へのダメージが小さくなる。
(4)パイプ1先端には斜状面2が形成され地面に食い込みやすくなっている。また、斜状面2は外方から内方に向かって厚み方向が徐々に薄くなるようなテーパ状に形成しているため、パイプ1の下動に伴って土が外方に押し除かれるような作用がありパイプ1の食い込みやすさに貢献する。

0017

尚、本発明は次のように具体化してもよい。
・パイプ1の形状は上記以外に図5のような様々な断面形状のものに変更して実施することが可能である。尚、上記は地盤改良工事用のパイプ1であるため、比較的長く大径であったが用途に応じて適宜サイズは変更可能である。また、ペグ本体4との間の隙間も適宜変更可能である。
・ペグ3は上記ではペグ本体4と尖頭部5を溶着するようにしていたが、他の形態で実施することは自由である。例えば、全体を中実体として一体で成形するようにしても、あるいは2つの部材を連結機構で接続するようにしても構わない。
・パイプ1やペグ3の材質は上記以外を使用しても構わない。
・パイプ1の先端の形状は上記実施の形態以外に例えば、図6(a)及び(b)のように下端面の先端が狭角となるように軸線方向に対して斜め方向の角度でカット面9を形成するようにしてもよい。また、必ずしもこのように地中に食い込みやすい形状でなくともよい。例えば、パイプ1の肉厚が薄ければ、あるいは地盤が固くなければこのような加工の必要性は少ない。
図7に示すように、ペグ3をパイプ1に挿通した状態でフランジ6とパイプ1の間にパッキン10を配置するようにしてもよい。このように構成すればパイプ1への衝撃が緩和されることとなる。
図8(a)及び(b)に示すように、フランジ6の周縁全体(あるいは一部分)を先端側に屈曲形成して垂壁部11を形成し、ペグ本体4とフランジ6と垂壁部11によって形成される空間内にパイプ1の上部寄り部分を包囲するようにしてもよい。これによってパイプ1がより広範囲に衝撃から保護されることとなる。パッキン10と組み合わせてももちろん構わない。
・パイプ1は完全に埋設しなければならないわけではない。例えば、非常に固い基盤に先端が接地した場合にはそれ以上の進入はパイプ1が割れてしまう可能性もあるため、無理をせず、そこでペグ3を取り出して、地上に残った不要部分をカットしてもよい。
・案内孔Hはなくともよい。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは構わない。

0018

1…プラスチック製の筒状体としてのパイプ、3…尖頭柱状部材としてのペグ、4…本体部分としてのペグ本体、5…尖頭部、6…張り出し部としてのフランジ。

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