JP2000110154A

JP2000110154A - 全自動貫入試験装置

Info

Publication number: JP2000110154A
Application number: JP10282900A
Authority: JP
Inventors: Susumu Tanaka; 中進田; Naoki Kino; 野直樹木; Ritsuo Suzuki; 木律夫鈴
Original assignee: KANO BORING KK; Shizuoka Prefecture
Current assignee: KANO BORING KK; Shizuoka Prefecture
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-05
Also published as: JP3458125B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハンマーの引き上げ及び自由落下の操作と、
打撃回数のカウント、標準貫入試験用サンプラーの貫入
量の測定、Ｎ値算出を全自動で行なう全自動貫入試験装
置を提供する。【解決手段】サンプラーが取付けられボーリングロッ
ドと、当該ボーリングロッドを地中に打ち込むために紐
状体にて吊下されるハンマーと、紐状体を巻取りドラム
で巻取ってハンマーを所定高さに上昇させるハンマー上
昇手段と、当該ハンマーの上昇長を検出するハンマー上
昇長検出手段と、このハンマー上昇長検出手段にて所定
の上昇長が検出されると当該ハンマーを自由落下させて
ボーリングロッドを地中に打ち込むハンマー落下手段
と、当該打ち込みによりサンプラーの貫入量を検出する
貫入量検出手段と、この検出される貫入量が所定量に達
するまでハンマーの上昇及び自由落下を繰り返し行なう
繰返し制御手段と、この繰り返しの回数を記録する記録
手段と、測定データの表示を行なう表示手段と、測定デ
ータの保存を行なう出力手段と、キーボードや非常停止
スイッチ等の入力手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地盤の調査を行なう
ための標準貫入試験装置に関し、特に、当該貫入試験を
全自動にて行なう全自動貫入試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビル，工場等の建造物の建築や高速道
路，ダム等の土木工事を行なう際には地盤の調査が行な
われる。この調査はＪＩＳに基づく「標準貫入試験」が
最も普及した調査方法として広く行なわれている。この
「標準貫入試験」は、６３．５Ｋｇのハンマーを地上７
５ｃｍの高さより自由落下させ、標準貫入試験用のサン
プラーを地中に打ち込み、当該サンプラーが地中３０ｃ
ｍに沈み込むのに要する打撃の回数をＮ値として当該地
盤の支持強度を表している。このような試験を各調査地
点における地中１ｍ毎に行う。

【０００３】図６は、前記従来における標準貫入試験を
行なうための装置とその試験方法を説明する図である。
図において、この試験装置１０１は、その先端部に、図
示しない前記サンプラーが取り付けられるとともにその
中程にノッキングヘッド１０２ａが固設されて地中に打
ち込まれるボーリングロッド１０２と、このボーリング
ロッド１０２に貫通して上下動する重量６３．５Ｋｇの
ハンマー１０３と、このハンマー１０３を吊下するマニ
ラロープ１０４及び、吊下げ滑車１０５，コーンプーリ
１０６から概略構成されている。滑車１０５を吊り下げ
るためのやぐらの図示は省略している。また、符号１０
７は、地中１ｍ毎の調査用孔を穿孔するためのボーリン
グマシンである。

【０００４】以上のような装置構成により、作業者がマ
ニラロープ１０４を引き、ハンマー１０３を、ノッキン
グヘッド１０２ａの取り付け位置から７５ｃｍの高さに
目測にて持ち上げ、次いで自由落下させる。これにより
ハンマー１０３は、ノッキングヘッド１０２ａまで落下
し、この落下の衝撃により、当該ボーリングロッド、し
たがってその先端に取り付けられているサンプラーが地
中に打ち込まれる。このようなハンマー１０３の持ち上
げ，自由落下を、前記サンプラーが地中に３０ｃｍ打ち
込まれるまで行なう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法では次のような問題点が指摘される。 (1) ハンマー１０３を７５ｃｍの高さに引き上げるとい
う、引き上げ高さの確認を目測で行なっているために、
各持ち上げ毎にばらつきが生じやすく、正確な打撃エネ
ルギーが得られない。 (2) ハンマーの引き上げは、マニラロープ１０４を作業
者が引くという、人力で行なっているが、一回の地盤調
査中に、数十回から数百回の引き上げを行なうことか
ら、たいへんな重労働となっている。 (3) ３０ｃｍ貫入したことの記録は、何回打撃したかを
作業者がカウントし、ノートに記入する方法で行なって
いるが、カウント間違いや記入間違いが発生することが
あり、また、作業者による意識的なデータ改ざんの虞が
ある。 (4) 機械化によるＮ値の測定が待望されているにもかか
わらず、実用的な自動装置が開発されておらず、今だ従
来の手動式に頼っている。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑みて創案された
ものであり、ハンマーの引き上げ及び自由落下の操作
と、打撃回数のカウント、標準貫入試験用サンプラーの
貫入量の測定、Ｎ値算出を全自動で行なう全自動貫入試
験装置の提供をその目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題を解決
するために、先端にサンプラーが取り付けられて地盤に
没入されるボーリングロッド（３）と、このボーリング
ロッドを地中に打ち込むために紐状体（５）にて吊下さ
れるハンマー（４）と、前記紐状体を巻取りドラム（１
０ｈ）にて巻き取って前記ハンマーを所定高さに上昇さ
せるハンマー上昇手段（９，１０，１２）と、当該ハン
マーの上昇長を検出するハンマー上昇長検出手段（１０
ｍ，１２）と、このハンマー上昇長検出手段にて所定の
上昇長が検出されると当該ハンマーを自由落下させて前
記ボーリングロッドを地中に打ち込むハンマー落下手段
（９ｄ，１０ｉ，１２）と、当該打ち込みにより前記サ
ンプラーの貫入量を検出する貫入量検出手段（１０ｍ，
１２）と、当該貫入量検出手段にて検出される貫入量が
所定量に達するまで前記ハンマーの上昇及び自由落下を
繰り返す繰返し制御手段（１２）と、この繰り返しの回
数を記録する記録手段（１２）とを備える構成とするも
のである。

【０００８】また、前記巻取りドラムの回転軸（１０
ｇ）と、動力源にて駆動される入力軸（９ｃ）とを備
え、当該巻取りドラムの回転軸と入力軸の間に、任意に
軸間の接続，切り離しが可能な軸接続手段を設け、前記
ハンマー上昇長検出手段は、前記紐状体の巻取り量を検
出するための巻取り量検出手段（１０ｍ，１２）と、前
記紐状体を巻き取る際の余長の紐状体の巻き取りが終了
して前記ハンマーの上昇開始を検出する上昇開始検出手
段（９ｅ，１０ｉ，１２）とを備え、前記巻取り量検出
手段は、前記上昇開始検出手段にて検出された上昇開始
点から前記巻き取り量の検出を行う構成とするものであ
る。

【０００９】また、前記上昇開始検出手段は、前記巻取
りドラムに固設された第１の接触カム（１０ｉ5 ）と、
当該巻取りドラム軸の軸方向に移動可能に、かつ弾性部
材（１０ｉ2 ）にて前記第１の接触カム方向に弾圧され
て接触するように取り付けられた第２の接触カム（１０
ｉ4 ）とを備えるとともに、前記第１の接触カムと第２
の接触カムのそれぞれの接触面をスパイラル形状に形成
し、前記上昇開始点において前記紐状体の張力が増大す
る際に、前記第２の接触カムが前記弾性部材の弾性力に
抗して前記スパイラル面を滑って軸方向に移動する際の
当該移動を移動検出手段（９ｅ）にて検出し、この移動
検出手段は、前記第２の接触カムに固設されて巻取りド
ラム軸の周囲に放射状に取り付けられる円盤部（１０ｉ
3）と、前記上昇開始点において当該円盤部が軸方向に
移動するのを検出するセンサ（９ｅ）からなり、前記巻
取り量検出手段は、巻取りドラムの回転量に応じて信号
を出力する信号出力手段（１０ｍ）と、当該信号出力手
段の発する信号を計測するする信号計測手段（１３）
と、この信号計測手段にて計測された信号に基づいて巻
取り量を演算する演算手段（１３）とからなる構成とす
るものである。

【００１０】また、前記貫入量検出手段は、前記ハンマ
ーを所定距離上昇させる際における巻取りドラムの回転
量及び当該ハンマーが自由落下する際における巻取りド
ラムの回転量に応じて信号を出力する信号出力手段（１
０ｍ）と、当該信号出力手段の発する信号を計測する信
号計測手段（１３）と、当該信号計測手段にて計測され
た信号に基づいて前記貫入量を演算する演算手段（１
３）とからなる構成とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を説明する。図１は本発明に係る全自動貫入
試験装置の全体外観図である。図において、この全自動
貫入試験装置１は、試験用孔形成のためのボーリングマ
シン２と、ノッキングヘッド３ａが固設されたボーリン
グロッド３と、このボーリングロッド３に貫通して上下
慴動するウエイトハンマー４と、このウエイトハンマー
４を吊下するための、前記紐状体としてのロープ５と、
このロープ５が掛け回されるスナッチブロック６及びヤ
グラ７と、前記ロープ５を巻き取るための巻取り装置８
と、装置制御を行なう制御装置１２とから概略構成され
ている。

【００１２】前記ボーリングロッド３は、その先端に、
図示しない前記サンプラーが取り付けられて、穿孔され
た試験用孔に当該先端部が嵌入されている。そして、図
示の例では、長手方向地面から上方三分の一程度の位置
にノッキングヘッド３ａが固設されている。このノッキ
ングヘッド３ａの上方には、ウエイトハンマー４が当該
ボーリングロッド３の軸方向上下に慴動可能に嵌合して
いる。このウエイトハンマー４は、前記ロープ５の一端
に結び付けられており、当該ロープ５はヤグラ７の突端
部に吊り下げられたスナッチブロック６に掛回され、そ
の他端が巻取り装置８に巻き取られるようになってい
る。この巻取り装置８にロープ５が巻き取られると、ウ
エイトハンマー４が、嵌合するボーリングロッド３の軸
線に沿って７５ｃｍ上昇し、この位置から前記ノッキン
グヘッド３ａまで自由落下する。この落下時の衝撃によ
り、ボーリングロッド３、したがってその先端に取り付
けられている図示しないサンプラーが地中に打ち込まれ
る。

【００１３】図２は前記巻取り装置８の正面断面図であ
る。前記図１には、当該巻取り装置８の左側面が図示さ
れている。図２において、この巻取り装置８は、入力軸
部９と巻取りドラム部１０とから概略構成される。入力
軸部９は、ブラケット９ａにボルトで固設されたベアリ
ング部９ｂと、このベアリング部９ｂに回転可能に軸支
される第１の入力軸９ｃと、この第１の入力軸９ｃの先
端部に取り付けられて回転する入力軸側の電磁クラッチ
部９ｄとからなる。図２に示す入力軸部９の右方には、
図示しないスプロケットが取り付けられており、このス
プロケットと、前記図１に示すボーリングマシン２の回
転軸とがチェーン（図１に示す符号Ｂ）に掛合されて、
当該入力軸部９が駆動される。

【００１４】前記入力軸側の電磁クラッチ部９ｄは、制
御信号による電流に基づいて励磁されるコイル部９ｄ1
と、このコイル部９ｄ1 と一体に形成されて前記励磁に
よる吸着力を伝達するための吸着円盤部９ｄ2 とからな
る。励磁された吸着円盤部９ｄ2 に、後述する吸着突起
部１０ｉ1 が吸着されて、入力軸部９側の回転を、巻取
りドラム部１０に伝達するようになっている。

【００１５】次に、巻取りドラム部１０について説明す
る。この巻取りドラム部１０は、ブラケット１０ａ，１
０ｂ，１０ｃにベアリング部１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが
固設されており、このベアリング部１０ｄ，１０ｅ，１
０ｆにドラム軸１０ｇが回転自在に軸支されている。そ
して、このドラム軸１０ｇに、前記ロープ５を巻き取る
ための巻取りドラム１０ｈが固設されている。

【００１６】前記ドラム軸１０ｇの右端には、ドラム軸
側の電磁クラッチ部１０ｉが取り付けられている。この
電磁クラッチ部１０ｉは、前記入力軸部９の吸着円盤部
９ｄ2 に吸着される吸着突起部１０ｉ1 と、この吸着突
起部１０ｉ1 に弾性部材としてのスプリング１０ｉ2 を
介して一体に取り付けられる円盤部１０ｉ3とからな
る。そして、このドラム軸側の電磁クラッチ部１０ｉ
は、ドラム軸１０ｇに設けられた滑りキー１０ｊを介し
て取り付けられており、この滑りキー１０ｊによってド
ラム軸１０ｇの軸方向に移動可能に取り付けられてい
る。

【００１７】すなわち、前記入力軸側の電磁クラッチ部
９ｄが励磁されて作動すると、発生した磁力により吸着
突起部１０ｉ1 を引きつける。この吸着突起部１０ｉ1
は弾性部材に支持されて取り付けられていることから、
前記引きつけにより当該吸着突起１０ｉ1 は入力軸側の
電磁クラッチ部９ｄに移動して吸着され、これにより入
力軸部９の回転がドラム軸１０ｇに伝えられてロープ５
の巻き取りが行なわれるようになっている。また、後述
するように前記励磁が停止されると、電磁クラッチ部９
ｄと吸着突起部１０ｉ1 相互の接続が解除されることか
らロープ５の巻き取りが停止され、同時に、上昇したウ
エイトハンマー４が自由落下して打ち込みが行なわれ
る。

【００１８】次に、円盤部１０ｉ3 について説明する。
この円盤部１０ｉ3 は、巻取りドラム１０ｈにてロープ
５を巻き取る際において、ウエイトハンマー４の上昇長
を正確に計測するために、余長ロープの巻き取りが終了
してウエイトハンマー４が上昇する瞬間を検出するため
のものである。すなわち、図３に示すように、円盤部１
０ｉ3 は、この円盤部１０ｉ3 と一体に形成された接触
カム１０ｉ4を備えている。他方、この接触カム１０ｉ4
と接触する接触カム１０ｉ5 がドラム１０ｈに固設さ
れている。そして、接触カム１０ｉ4 と接触カム１０ｉ
5 のそれぞれの接触面Ｃは、相互にスパイラル状に形成
されて、密着，接続されている。

【００１９】接触カム１０ｉ4 は、スプリング１０ｉ2
の弾性力により図面左方に押圧されているが、このスプ
リング１０ｉ2 の弾性力は、巻き取られるロープ５に大
きな負荷がかかっていない場合、すなわち、ロープ５の
張力が小さい余長ロープの巻き取りの際には、接触面Ｃ
の摩擦抵抗力はスプリング１０ｉ2 の弾性力となり、ス
プリング１０ｉ2 の弾性力にて接触カム１０ｉ4 を他方
の接触カム１０ｉ5に押しつけて接触させる状態を保
つ。余長ロープ５の巻き取りがすすみ、ウエイトハンマ
ー４の持ち上げが開始されるとロープ５の張力が増加す
るが、前記スプリング１０ｉ2 は、この張力の増加に耐
えきれない程度の弾性力に設定されている。

【００２０】したがって、ウエイトハンマー４の持ち上
げが開始されてロープ５の張力が増加すると、接触カム
１０ｉ4 は、スプリング１０ｉ2 の弾性力に抗して前記
スパイラル状の接触面Ｃを滑動し、図面右方に移動す
る。この移動により、当該接触カム１０ｉ4 と一体に形
成されている前記円盤部１０ｉ3 も右移動し、この右移
動を、前記原点検出センサとしてこの実施の形態で用い
られる近接センサ９ｅが検出する。このように、ウエイ
トハンマー４の上昇の瞬間を正確に検出可能となってい
る。

【００２１】次に、巻取りドラム１０ｈの左方には、コ
イル部１０ｋ1 を有する電磁ブレーキ１０ｋが取り付け
られている。この電磁ブレーキ１０ｋは、後述する制御
信号に基づき、ドラム軸１０ｇに固設されたブレーキ円
盤部１０ｌをコイル部１０ｋ1 に吸着して、回転するド
ラム軸１０ｇ、したがって巻取りドラム１０ｈにブレー
キをかけてその回転を止めるものである。

【００２２】また、ドラム軸１０ｇの左端には、当該ド
ラム軸１０ｇの正転及び逆転のそれぞれの回転量すなわ
ち回転数を検出するための前記信号出力手段であり、ま
た、距離計測センサとして、この実施の形態で用いられ
るロータリーエンコーダ１０ｍが、前記ブラケット１０
ｃに一体として取り付けられている。このロータリーエ
ンコーダ１０ｍの出力するパルス数をカウントすること
により、前記ウエイトハンマー４の持ち上げ高さ、すな
わち７５ｃｍの持ち上げ高さや、前記サンプラーが３０
ｃｍ貫入したこと等を演算，検出する。この実施の形態
では、出力される１パルスがロープ長１ｍｍに設定され
ている。

【００２３】したがって、前記余長ロープの巻き取り
後、ロープ５の巻き取り時における出力信号を計測し、
前記上昇開始点から、マイナス７５０パルス（ロープ巻
き取り時の信号の方向をマイナスとする）を検出するこ
とにより、電磁クラッチ部９ｄの励磁を解除して、巻き
取りを中止すると共に、ウエイトハンマー４を自由落下
させる。またウエイトハンマー４を自由落下させる際に
は、ロープ５の繰り出し時における出力信号を計測し、
検出原点からプラス３００パルス、すなわち前記ボーリ
ングロッド３の先端に取り付けた前記サンプラーが３０
ｃｍ貫入したことを検出，演算するまで、余長ロープの
巻き取りと、ロープ５の巻き取り及びウエイトハンマー
４の自由落下の一連の動作を繰り返す。この結果、Ｎ値
の算出を行なう。

【００２４】また、この巻取り装置８は、巻取りドラム
１０ｈ部分を除いて、装置カバー９ｆ，１０ｎにてカバ
ーされるとともに、取り付け台８ａにて、図１に示す基
台１１に載置，固設されている。そして、装置近傍に配
置される制御装置１２が接続線にて接続されている。

【００２５】図４は制御装置１２の構成を示す図であ
る。この制御装置１２は、ＣＰＵ，メモリ，カウンタ，
タイマ，演算部等から構成されてデータ処理を行なう処
理部１３と、データ表示を行なうためのＣＲＴ等の表示
装置１４、キーボード，スタートスイッチ，非常停止ス
イッチ等の入力機構１５、プリンタやフロッピーディス
ク，ＭＯ等のドライブなどからなる測定データ出力装置
１６から概略構成されている。前記処理部１３のメモリ
には、装置制御用のプログラムが格納されるとともに、
打撃回数が記録される。同じくカウンタは、前記ロータ
リーエンコーダ１０ｍから出力されるパルス数をカウン
トする。タイマは、ウエイトハンマー４が自由落下し
て、ロープ５の繰り出し量を検出する時間をカウントす
る。

【００２６】また、インターフェース１７を備え、この
インターフェース１７には、前記上昇開始点検出センサ
としての近接センサ９ｅと、前記距離計測センサとして
のロータリーエンコーダ１０ｍと、巻き上げ，落下，停
止機構１８としての、前記電磁クラッチ部９ｄ，電磁ブ
レーキ１０ｋ，エンジン機構等のデータ線が接続され
る。なお、この制御装置１２は、パーソナルコンピュー
タ、いわゆるパソコンシステムにそのまま代替すること
が可能である。

【００２７】以上のように構成される全自動貫入試験装
置１の作動を図５のフローチャートを参照して説明す
る。以下の作動は、制御装置１２が所定のプログラムに
基づいて装置各部を制御するものである。先ず、検出原
点の設定を行なう（ステップＳ０）。検出原点の設定
は、前記ロータリーエンコーダ１０ｍから出力されるパ
ルス数をカウントするカウンタをゼロに初期化するもの
であり、これを基準として予備打ち、本打ち及び後打ち
時の貫入量の計測を行なう。検出原点の設定は、一番最
初の余長ロープの巻き取りが終了した瞬間にのみカウン
タをゼロに初期化するものであり、ひき続き、ロープ５
の巻き取りを行い予備打ち（ステップＳ１）う行なう。
この予備打ちは、所定の深度までボーリングされた試験
用孔の孔底にサンプラーを降ろし、ノッキングヘッド３
ａをウエイトハンマーにて打撃し、当該サンプラーを１
５ｃｍ貫入させるものである。すなわち、作業者が、図
１に示すボーリングマシン２を始動させる。これによ
り、図示しない単気筒ディーゼルエンジンが始動し、所
定のレバー操作により、当該単気筒ディーゼルエンジン
の回転力が巻取り装置８の入力軸部９に伝達され、第１
の入力軸９ｃが回転を始める。

【００２８】次いで、前記入力機構１５に備えるスター
トスイッチのオン操作により、電磁クラッチ部９ｄ，１
０ｉをオン（接続）とするとともに、電磁ブレーキ部１
０ｉをオフ（開放）とする。これにより巻取りドラム１
０ｈが回転して余長ロープを巻き取り始める。余長ロー
プの巻き取りが終了した瞬間にカウンタをゼロに初期化
し、検出原点の設定を行なう。ひき続きロープ５を巻き
取ってウエイトハンマー４を所定の高さに持ち上げ、自
由落下させる。ただし、検出原点の設定は、一回のみで
あり、これ以後のロープ５の巻き取り時にはカウンタの
初期化は行なわない。前記自由落下により打ち込みが行
なわれ、サンプラーを１５ｃｍまで貫入させる。この１
５ｃｍ貫入したことの検出は、ウエイトハンマー４を持
ち上げる際のロープ５の巻取り量と、ウエイトハンマー
４を自由落下させた際のロープ５の繰り出し量との差を
処理部１３の演算部にて演算することにより行なう。こ
の点については後に詳述する。

【００２９】前記予備打ちによりサンプラーの貫入量が
１５ｃｍに達すると（ステップＳ２）、続いて本打ちを
行なう（ステップＳ３）。この本打ちは５０回を限度と
して行なわれ（ステップＳ４）、サンプラーの貫入量が
３０ｃｍに達する前に打撃回数が５０回に達すると、処
理部１３のメモリに打撃回数５０を記録し（ステップＳ
９）、終了となる。

【００３０】前記ステップ３における本打ちはサンプラ
ーの貫入量が３０ｃｍに達するまで行なわれるが、この
貫入量の検出について説明する。先ず、余長ロープの巻
き取りが終了してウエイトハンマー４の持ち上げが開始
される瞬間には、前記のように電磁クラッチ部１０ｉの
円盤部１０ｉ3 が瞬間的に右移動することから、この右
移動を近接センサ９ｅにて上昇開始点を検出する。この
検出に基づき一回の打撃数がカウントされて、このカウ
ント数を前記処理部１３のメモリに記憶する。

【００３１】次いで、巻取りドラム１０ｈの回転により
ロープ５の巻き取りが行なわれる。この巻き取りにより
ウエイトハンマー４が上昇する。ロープ５の巻取りの際
のドラム軸１０ｇの回転量はロータリーエンコーダ１０
ｍの出力するパルス数として出力され、当該出力された
パルスは、制御装置１２の処理部１３に備えるカウンタ
にてカウントされる。ロープ５の１ｍｍの移動に１パル
ス出力するように設定されていることから、上昇開始点
からマイナス方向に７５０パルスがカウントされると、
コイル部９ｄ1 の励磁を停止し、吸着円盤部９ｄ2 と吸
着突起部１０ｉ1 の接続が解除される。これにより、入
力軸部９と巻取りドラム部１０との係合が外れることか
らウエイトハンマー４は自由落下する。この自由落下し
たウエイトハンマー４がノッキングヘッド３ａに衝突し
て打ち込みが行なわれる。

【００３２】ウエイトハンマー４の自由落下の際のロー
プ５の繰り出しに伴うドラム軸１０ｇの回転と同時に、
前記ロータリーエンコーダ１０ｍが正転（この方向を正
転とする）し、プラス方向の信号を出力してカウンタが
加算する。次いで、電磁ブレーキ１０ｋをオフ（開
放）、電磁クラッチ９ｄ，１０ｉをオン（接続）し、余
長ロープの巻き取りを行なうと同時に、前記ロータリー
エンコーダ１０ｍが逆転しマイナス方向の信号を出力し
てカウンタが減算する。この余長ロープの巻き取りが終
了した瞬間に、前記のように近接センサ９ｇが作動し、
一回の打撃数が記録される。この際に、ロータリーエン
コーダ１０ｍの正転と逆転に伴うカウンタの加減算の結
果に基づいて貫入量が算出される。この算出は、上昇開
始点からのロープ５の巻取り量である７５０の減算と自
由落下でのロープ５の繰り出し量の加算及び、余長ロー
プの巻取り量の減算の結果である。この貫入量が３０ｃ
ｍに達するまで前記ステップＳ３に戻り、ロープの巻き
取りとハンマーの打ち込みを行なう（ステップＳ５）。

【００３３】３０ｃｍの貫入が検出されると、打撃回数
を前記処理部１３のメモリに記録するとともに（ステッ
プＳ６）、後打ちが行なわれる（ステップＳ７）。この
後打ちは、５ｃｍの貫入量が検出されるまで行ない（ス
テップＳ８）、終了となる。

【００３４】以上のような装置制御により、標準貫入試
験が全自動で行なわれる。処理部１３のメモリには打ち
込みの回数等のデータが記録されており、Ｎ値算出等の
所定のデータ加工が行なわれる。このデータは、入力機
構１５に備えるキーボードの操作により、所定のフォー
マットに基づいたデータシートがプリンター１８にて打
ち出される。また、ＣＲＴ１５に出力して確認すること
もできる。

【００３５】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
ることなく、自由に改変が可能であり、例えば、前記ロ
ープ５は、巻き取り，繰り出し長の計測が可能な例えば
細身のワイヤーロープ等を用いてもよい。また、原点検
出センサとして、前記近接センサ９ｅ以外にも例えば、
軸方向に移動する円盤部１０ｉ3 にアクチュエータのア
ーム部を配して、機械的に検出するようにしてもよい。
さらに、ロープ５の巻き取り，繰り出し長の検出には、
例えば当該ロープ５にローラを当接させ、このローラの
回転量をカウントする構成としてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、ハン
マーの引き上げ及び自由落下の操作と打撃回数のカウン
ト、標準貫入試験用サンプラーの貫入量の測定、Ｎ値算
出を全自動で行なう全自動貫入試験装置を実現すること
ができる。これにより、ハンマーの引き上げ高さが常に
一定になり、データ改ざんの虞もなく、また、従来のよ
うに人手によってハンマーを引き上げる作業が不要にな
ることから、安全，正確かつ迅速に、また、楽な作業に
て貫入試験を行なうことができるようになる等の優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る全自動貫入試験装置の全体外観図
である。

【図２】巻取り装置８の正面断面図である。

【図３】接触カム１０ｉ4 ，１０ｉ5 の接触部の詳細を
説明する図である。

【図４】制御の構成を示す図である。

【図５】本発明の作動を説明するフローチャートであ
る。

【図６】従来における前記標準貫入試験を行なうための
装置とその試験方法を説明する図である。

【符号の説明】

１全自動貫入試験装置２ボーリングマシン３ボーリングロッド４ウエイトハンマー５ロープ８巻取り装置９入力軸部９ｃ第１の入力軸９ｄ電磁クラッチ部（入力軸側の）９ｄ2 吸着円板部９ｅ近接センサ１０巻取ドラム部１０ｇドラム軸１０ｈ巻取りドラム１０ｉ電磁クラッチ部（ドラム軸側の）１０ｉ1 吸着突起１０ｉ2 スプリング１０ｉ3 円板部１０ｉ4 接触カム１０ｉ5 接触カム１０ｋ電磁ブレーキ部１０ｌブレーキ円板部１０ｍロータリーエンコーダ１２制御装置１３処理部１４表示装置１５入力機構１６測定データ出力装置１７インターフェース１８停止機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木野直樹静岡県静岡市牧ケ谷2078番地静岡県静岡工業技術センター内 (72)発明者鈴木律夫静岡県藤枝市横内800番地の30 Ｆターム(参考） 2D043 AA01 AB02 BA08 BB04 2F069 AA02 AA06 BB01 DD16 GG25 GG43 GG58 HH15 HH30 QQ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端にサンプラーが取り付けられて地盤
に没入されるボーリングロッドと、このボーリングロッ
ドを地中に打ち込むために紐状体にて吊下されるハンマ
ーと、前記紐状体を巻取りドラムにて巻き取って前記ハ
ンマーを所定高さに上昇させるハンマー上昇手段と、当
該ハンマーの上昇長を検出するハンマー上昇長検出手段
と、このハンマー上昇長検出手段にて所定の上昇長が検
出されると当該ハンマーを自由落下させて前記ボーリン
グロッドを地中に打ち込むハンマー落下手段と、当該打
ち込みにより前記サンプラーの貫入量を検出する貫入量
検出手段と、当該貫入量検出手段にて検出される貫入量
が所定量に達するまで前記ハンマーの上昇及び自由落下
を繰り返す繰返し制御手段と、この繰り返しの回数を記
録する記録手段とを備えたことを特徴とする全自動貫入
試験装置。
【請求項２】前記巻取りドラムの回転軸と、動力源に
て駆動される入力軸とを備え、当該巻取りドラムの回転
軸と入力軸の間に、任意に軸間の接続，切り離しが可能
な軸接続手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
全自動貫入試験装置。
【請求項３】前記ハンマー上昇長検出手段は、前記紐
状体の巻取り量を検出するための巻取り量検出手段と、
前記紐状体を巻き取る際の余長の紐状体の巻き取りが終
了して前記ハンマーの上昇開始を検出する上昇開始検出
手段とを備え、前記巻取り量検出手段は、前記上昇開始
検出手段にて検出された上昇開始点から前記巻取り量の
検出を行なうことを特徴とする請求項１記載の全自動貫
入試験装置。
【請求項４】前記上昇開始検出手段は、前記巻取りド
ラムに固設された第１の接触カムと、当該巻取りドラム
軸の軸方向に移動可能に、かつ弾性部材にて前記第１の
接触カム方向に弾圧されて接触するように取り付けられ
た第２の接触カムとを備えるとともに、前記第１の接触
カムと第２の接触カムのそれぞれの接触面をスパイラル
形状に形成し、前記上昇開始点において前記紐状体の張
力が増大する際に、前記第２の接触カムが前記弾性部材
の弾性力に抗して前記スパイラル面を滑って軸方向に移
動する際の当該移動を移動検出手段にて検出するもので
あることを特徴とする請求項３記載の全自動貫入試験装
置。
【請求項５】前記移動検出手段は、前記第２の接触カ
ムに固設されて巻取りドラム軸の周囲に放射状に取り付
けられる円盤部と、前記上昇開始点において当該円盤部
が軸方向に移動するのを検出するセンサからなることを
特徴とする請求項４記載の全自動貫入試験装置。
【請求項６】前記巻取り量検出手段は、巻取りドラム
の回転量に応じて信号を出力する信号出力手段と、当該
信号出力手段の発する信号を計測する信号計測手段と、
この信号計測手段にて計測された信号に基づいて巻取り
量を演算する演算手段とからなることを特徴とする請求
項３記載の全自動貫入試験装置。
【請求項７】前記貫入量検出手段は、前記ハンマーを
所定距離上昇させる際における巻取りドラムの回転量及
び当該ハンマーが自由落下する際における巻取りドラム
の回転量に応じて信号を出力する信号出力手段と、当該
信号出力手段の発する信号を計測する信号計測手段と、
当該信号計測手段にて計測された信号に基づいて前記貫
入量を演算する演算手段とからなることを特徴とする請
求項１記載の全自動貫入試験装置。