JP2002322894A - 地質試料採取装置および地質試料採取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 採取管引き抜き時の試料の乱れや脱落を確実
に防止する。 【解決手段】 凹状断面形状の試料採取管１の下部にブ
リッジプレート３を固定し、その部分を閉断面形状の脱
落防止部Ｐとする。脱落防止部Ｐにはヒンジ回転式の開
閉蓋５を主体とする開閉機構６を設け、開閉蓋５と同軸
一体にフラッパ８を設ける。地中への圧入時にはフラッ
パ８が受ける圧入抵抗で開閉蓋５を開く一方、採取管１
の引き抜き時にはフラッパ８が受ける引き抜き抵抗で開
閉蓋５を強制的に閉じて、内部に取り込んだ試料の脱落
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種建設工事の設
計，施工のための地質（土質）調査あるいは地盤改良工
事後の品質確認等に際して対象となる地層の地質試料を
不攪乱土として採取するための地質試料採取装置および
地質試料採取方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】この種の
地質試料採取技術の代表的なものとしては、ボーリング
マシンによるシンウォールサンプリング法のほか簡便法
として塩ビパイプ等の単純円筒形状の試料採取管を地中
に圧入する方法があるが、前者においては設備が大がか
りなものとなってコストアップが余儀なくされ、また、
後者においては試料採取管を地中から引き抜く際の試料
の脱落が不可避とされることから、両者ともになおも改
善の余地を残している。

【０００３】そこで、上記簡便法をさらに改良したもの
として、例えば特開２０００−１８４４号公報に記載さ
れているように、両端が開口した筒状体の側壁を長手方
向に沿って切除しつつ一部をブリッジ状の残置部として
残すとともに、その筒状体の先端部にカッターと試料土
脱落防止爪を設けたものが提案されている。

【０００４】しかしながら、この公報記載の技術では、
筒状体の側壁の一部を切除したことによって地中への圧
入時および引き抜き時の摩擦抵抗は減少することになる
ものの、筒状体の下端内周には微小高さで固定式の試料
土脱落防止爪が設けられているにすぎないため、その脱
落防止効果が必ずしも十分でなく、試料の脱落を完全に
は防止することができない。

【０００５】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、簡便法であるところのパイプ状の試料採取
管を圧入する方式を前提としつつも、とりわけ地中から
の採取管引き抜き時の試料土の脱落を確実に防止できる
ようにした地質試料採取装置とその採取方法を提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、筒状をなす試料採取管を地中に圧入することにより
その圧入深さ相当分の地質試料を採取する装置であっ
て、試料採取管の側壁の一部を長手方向に沿って切除す
ることによりその切除部をもって開放してなる凹状断面
形状の導入部と、上記試料採取管の導入部の下端部側に
連続して設けられてその側壁が未開放の閉断面形状をな
す脱落防止部と、上記脱落防止部にその下端開口部を開
閉するように設けられて、地中に対する試料採取管の圧
入時には開状態に保持される一方で地中からの試料採取
管の引き抜き時には閉状態に保持されてその採取管内部
の試料の脱落を阻止する開閉機構と、を備えたことを特
徴している。

【０００７】この場合、上記開閉機構は、請求項２に記
載の発明のように、脱落防止部にその下端開口部を開閉
するようにヒンジピンを介して回転可能に支持された開
閉蓋と、上記脱落防止部の外部に配置されるとともに開
閉蓋と同軸一体に形成された抵抗板を兼ねたフラッパと
を備えていて、上記フラッパが受ける圧入抵抗もしくは
引き抜き抵抗に応じて開閉蓋をそのフラッパとともに開
位置と閉位置との間で強制回転させるようになっている
ことがその開閉操作を自律的に行わせる上で望ましい。

【０００８】したがって、これら請求項１，２に記載の
発明では、開閉機構は脱落防止部を積極的に開閉できる
可動式のものとなっているため、試料採取管の引き抜き
時にこれを閉状態とすることにより、その試料採取管の
内部に取り込まれた地質試料の脱落を確実に防止できる
ようになる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、試料採取管を地
中に圧入することによりその圧入深さ相当分の地質試料
を採取する装置であって、上記試料採取管は、凹状断面
形状の採取管本体と、上記採取管本体とほぼ同じ長さに
形成され、この採取管本体の開放部を開閉するべく該採
取管本体にその長手方向に沿って相対移動可能に嵌合保
持されるシャッター部材と、から構成されていることを
特徴としている。

【００１０】この場合、上記シャッター部材は単純な平
板状のものでもよいが、請求項４に記載のように、その
シャッター部材は採取管本体とほぼ同じ凹状断面形状の
ものとして形成されていて、両者の相互嵌合状態をもっ
て所定の閉断面形状の試料採取管が形成されるようにな
っていることが試料採取容積拡大化の上で望ましい。

【００１１】同様に、請求項５に記載のように、上記採
取管本体およびシャッター部材のうちいずれか一方には
案内溝が、他方には案内リブがそれぞれ形成されてい
て、これら案内溝と案内リブとをもって採取管本体とシ
ャッター部材とが相対移動可能に相互嵌合していること
が両者の相対位置決めを行う上で望ましい。

【００１２】したがって、これら請求項３〜５に記載の
発明では、試料採取管が採取管本体とシャッター部材と
で構成されているために、実際の施工に際して、例えば
最初に採取管本体のみを地中に圧入したのちに採取管本
体に沿わせるようにしてシャッター部材を圧入して、地
中からの引き抜き時にはそれら採取管本体とシャッター
部材とを一体のものとして引き抜くことが可能となる。
なお、この試料採取方法は請求項１０に記載の発明に対
応している。このように採取管本体とシャッター部材と
を個別に地中に圧入することにより、その両者をまとめ
て圧入する場合と比べて圧入抵抗を大幅に減少させるこ
とができるようになり、しかも相前後して地中に圧入さ
れた採取管本体とシャッター部材とで地質試料を挟み込
むようにして確実に地中から取り出すことが可能とな
る。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の
いずれかに記載の地質試料採取装置を前提とした上で、
実質的に請求項１に記載のものと同様の開閉機構を設け
たものである。より詳しくは、請求項６に記載の発明
は、採取管本体の下端部に、試料採取管の下端開口部を
開閉するべく、地中に対する試料採取管の圧入時には開
状態に保持される一方で地中からの試料採取管の引き抜
き時には閉状態に保持されてその試料採取管内部の試料
の脱落を阻止する開閉機構が設けられていることを特徴
としている。

【００１４】この場合、請求項７に記載の発明のよう
に、上記開閉機構は、採取管本体にその下端開口部を開
閉するようにヒンジピンを介して回転可能に支持された
開閉蓋と、上記採取管本体の外部に配置されるとともに
開閉蓋と同軸一体に形成された抵抗板を兼ねたフラッパ
と、を備えていて、そのフラッパが受ける圧入抵抗もし
くは引き抜き抵抗に応じて開閉蓋をそのフラッパととも
に開位置と閉位置との間で強制回転させるようになって
いることが望ましい。

【００１５】したがって、これら請求項６，７に記載の
発明では、採取管本体とシャッター部材とで挟み込むよ
うにして地質試料を取り出す際に、同時に試料採取管の
下端開口部を閉状態とすることで、より確実に地質試料
の脱落を防止することができるようになる。

【００１６】請求項８に記載の発明は、上記請求項３〜
７のいずれかに記載の地質試料採取装置を前提とした上
で、試料採取管を形成する採取管本体およびシャッター
部材のうち少なくともいずれか一方に、試料とともに試
料採取管内の取り込まれた水分を排出するための水抜き
穴が形成されていることを特徴としている。

【００１７】したがって、この請求項８に記載の発明で
は、河川あるいは湖沼等のように水面下の地質試料を採
取しようとする場合に、試料採取管を川底等に圧入する
とその試料採取管への水の浸入が不可避であるものの、
引き抜き時は上記水抜き穴を使って採取管内部に入った
水の排出が可能であり、その水を除いた地質試料のみを
確実に取り出すことが可能となる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項３〜７の
いずれかに記載の地質試料採取装置を用いることを前提
とした地質試料採取方法であって、採取管本体のみを先
に地中に圧入し、次いでその採取管本体とシャッター部
材とを相互嵌合状態とした上で採取管本体に沿わせるよ
うにシャッター部材を地中に圧入し、試料採取管の引き
抜き時には上記採取管本体およびシャッター部材の両者
を一体的に引き抜くことを特徴としている。

【００１９】したがって、この請求項９に記載の発明で
は、採取管本体とシャッター部材とをまとめて圧入する
場合と比べて圧入抵抗を大幅に減少させることができる
ようになり、しかも相前後して地中に圧入された採取管
本体とシャッター部材とで地質試料を挟み込むようにし
て確実に地中から取り出すことが可能となる。

【００２０】ここで、必要に応じて、請求項１０に記載
の発明のように採取管本体とシャッター部材とを相互嵌
合状態とした上で両者を一体的に地中に圧入し、上記シ
ャッター部材のみを所定量だけ引き抜いたのちに再度元
の位置まで圧入し、その後に上記採取管本体およびシャ
ッター部材の両者を一体的に引き抜くようにしてもよ
く、また、請求項１１に記載の発明のように、採取管本
体とシャッター部材とを相互嵌合状態とした上で両者を
一体的に地中に圧入し、シャッター部材のみを先に地中
から単独で引き抜いた後に採取管本体を引き抜くように
してもよい。

【００２１】請求項１２に記載の発明は、上記請求項１
に記載の地質試料採取装置を前提とした上で、上記試料
採取管は、その軸心を通る分割面をもって二つの採取管
素片に分割されているとともに、その採取管素片同士が
ヒンジを介して開閉可能に結合されていることにより、
閉状態では導入部が所定の凹状断面形状をなし且つ脱落
防止部が所定の閉断面形状をなすように形成されている
一方、上記開閉機構は、脱落防止部にその下端開口部を
開閉するようにヒンジピンを介して回転可能に支持され
た開閉蓋と、試料採取管の上端部に回転可能に設けられ
た操作ハンドルとを備えていて、少なくとも試料採取管
の圧入状態下における開閉蓋の閉操作は操作ハンドルの
回転操作に連動して行われるようになっていることを特
徴としている。

【００２２】したがって、この請求項１２に記載の発明
では、開閉機構の開閉動作が試料採取管の圧入もしくは
引き抜き動作に依存することなく、試料採取管の上端部
に付設された操作ハンドルの回転操作すなわち例えば人
為操作によって操作ハンドルを回転操作することで少な
くとも試料採取管の圧入状態下での開閉蓋の閉操作が行
われる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、試料採
取管の下端部の脱落防止部にその開口部を積極的に開閉
するための開閉機構を設けたため、地中からの試料採取
管の引き抜き時に地質試料が試料採取管から脱落するの
を確実に防止しつつその地質試料を不攪乱土として取り
出すことができるようになり、従来のものと比べてその
信頼性が向上する効果がある。

【００２４】特に請求項２に記載の発明によれば、開閉
機構を形成している開閉蓋が、フラッパが受ける圧入抵
抗もしくは引き抜き抵抗に応じてそのフラッパとともに
開閉することから、その開閉機構の動作信頼性も著しく
高いものとなる利点がある。

【００２５】請求項３に記載の発明によれば、試料採取
管が凹状断面形状の採取管本体とこれを開閉するシャッ
ター部材とで形成されているものであるから、例えばタ
イミングをずらしてそれぞれを順次圧入した上で引き抜
き時には両者を一体ものとして引き抜くことにより、そ
の両者で地質試料を挟み込むようにして取り出すことこ
とができ、地質試料の脱落防止を図りながらその試料採
取効率が向上するほか、両者をそれぞれ個別に圧入する
ことによりその圧入抵抗を小さくすることができる利点
がある。

【００２６】特に請求項４に記載の発明によれば、シャ
ッター部材が採取管本体とほぼ同形状に形成されている
ものであるから、試料採取管の試料採取管容積を飛躍的
に大きく確保できる利点がある。

【００２７】請求項５に記載の発明によれば、上記採取
管本体とシャッター部材とを、案内溝と案内リブとによ
る相互嵌合構造としたものであるから、両者の相対位置
決め精度が向上し、特に先に述べたように採取管本体と
シャッター部材とを個別に圧入する場合であっても、後
から圧入すべき部材をきわめてスムーズに圧入できる利
点がある。

【００２８】請求項６，７に記載の発明によれば、採取
管本体とシャッター部材とから形成される試料採取管に
請求項１もしくは請求項２に記載のものと同様の開閉機
構を設けたものであるから、試料採取管に一旦取り込ま
れた地質試料の脱落をより確実に防止できる利点があ
る。

【００２９】請求項８に記載の発明によれば、採取管本
体とシャッター部材とから形成される試料採取管に水抜
き穴を形成したものであるから、河川や湖沼等のように
水面下の地質試料を採取する場合であっても、試料採取
管に一旦浸入した水を抜いた上で地質試料のみを不攪乱
土として確実に採取できる利点がある。

【００３０】請求項９に記載の発明によれば、採取管本
体とシャッター部材とから形成される試料採取管を用い
て試料採取を行うにあたり、採取管本体を先に圧入した
上で後からシャッター部材を圧入し、引き抜き時には両
者を一体のものとして引き抜くようにしたものであるか
ら、それぞれを個別に圧入することによってその圧入抵
抗を減少させることができる利点がある。

【００３１】請求項１０に記載の発明によれば、採取管
本体とシャッター部材とを一体のものとして圧入した上
でシャッター部材のみの引き抜きと再圧入とを行うよう
にしたものであるから、採取管本体側への地質試料の取
り込みをより確実に行える利点がある。

【００３２】請求項１１に記載の発明によれば、採取管
本体とシャッター部材とを一体ものとして圧入するも、
引き抜き時にはそれぞれを個別に引き抜くようにしたも
のでるあるから、特に両者を一体のものとして引き抜く
場合と比べてその引き抜き抵抗を減少させることができ
る利点がある。

【００３３】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１に記載の試料採取管を前提としてこれにハンドル操作
に応じて開閉する開閉機構を設けたものであるから、開
閉機構の開閉動作がより確実に行われるようになり、そ
の開閉機構の動作信頼性ひいては試料採取の信頼性が一
段と高いものとなる。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１の（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に
係る地質試料採取装置の好ましい第１の実施の形態を示
す図である。

【００３５】同図に示すように、地質試料採取装置は十
分に剛性のある長尺な採取管すなわち断面略Ｕ字状もし
くは凹状断面形状の試料採取管１を主要素として形成さ
れていて、その下端部には凹状断面の開放部を閉塞する
べく両側壁２，２間にまたがるように所定幅寸法のブリ
ッジプレート３が溶接等により固定されている。これに
より、試料採取管１のうちブリッジプレート３がある部
分では凹状断面ではなく閉断面形状のものとして形成さ
れていて、後述するように凹状断面形状をなす部分が導
入部Ｍとして外部に開放されているが故に、地中への圧
入時にこの導入部Ｍが下端開口部とともに地質試料を積
極的に試料採取管内部に取り込む機能を発揮するととも
に、ブリッジプレート３をもって閉断面形状をなすよう
に形成された部分が採取管引き抜き時の試料の脱落防止
部Ｐとして機能するように設定してある。

【００３６】なお、必要に応じて導入部Ｍとなるべき部
分にも適宜幅狭なブリッジプレートを設けると試料採取
管１そのものの剛性向上の上でより好ましいものとな
る。また、試料採取管１の上端部には地中からの引き抜
き時に作用点となる引き抜き穴４が形成されているが、
これに代えてフック等を固定してもよい。

【００３７】上記脱落防止部Ｐには開閉蓋５を主要素と
する開閉機構６が設けられている。この開閉機構６は、
脱落防止部Ｐの水平断面形状よりも一回り小さな矩形状
の開閉蓋５をこれの両側に溶接等にて一体に固定された
ヒンジピン７を介して両側壁２，２間に回転可能に支持
させたもので、開閉蓋５は図１の（Ｃ）に示す直立姿勢
位置（開位置）Ｐ１と水平姿勢位置（閉位置）Ｐ２との
なすおよそ９０°の範囲内で回転可能となっている。

【００３８】上記一対のヒンジピン７は側壁２の外側ま
で突出していて、その突出端には平板状のフラッパ８が
溶接等にてそれぞれに固定されている。このフラッパ８
と開閉蓋５とは上記のようにヒンジピン７を共有しつつ
も互いにその位相を所定量だけずらしてあり、図１の
（Ｃ）に示すように開閉蓋５が直立姿勢位置Ｐ１にある
状態ではフラッパ８が所定角度だけ傾斜姿勢となるよう
に設定してある。したがって、フラッパ８を回転させれ
ばそれに応じて開閉蓋５が回転するようになっている。
また、試料採取管１の側壁２には一対のストッパ９，１
０が突設されており、これらのストッパ９，１０とフラ
ッパ８との当接によって上記フラッパ８の回転範囲ひい
ては開閉蓋５の回転範囲が規制されている。

【００３９】なお、脱落防止部Ｐにおける下端開口縁部
には図２に示すようにテーパ状のカッター１１を形成す
るか、もしくは別体に形成された同等のカッターを溶接
等にて固定するのが望ましい。

【００４０】したがって、本実施の形態の地質試料採取
装置によれば、図１のほか図３の（Ａ），（Ｂ）に示す
ように試料採取の対象となる地盤の地面Ｇに対して脱落
防止部Ｐ側を下側にして試料採取管１をほぼ直立姿勢と
なるように起立させ、例えばバックホーのホッパ等を使
って所定の深さとなるまで地中深く圧入する。この時、
試料採取管１の自由状態では開閉蓋５がその自重のため
に閉位置Ｐ２にあったとしても、図１の（Ａ）に示すよ
うに地中への圧入が開始されるとその試料採取管１回り
の土壌の圧入抵抗をフラッパ８が受けて（ただし、図３
では図面の錯綜化を避けるためにフラッパ８は図示省略
してある）、フラッパ８が開閉蓋５とともに回転して開
閉蓋５は開位置Ｐ１に自律的に保持される。そして、上
記の圧入過程において試料採取管１の下端開口部から地
層である試料Ｓが内部に連続的に取り込まれて、その試
料採取量が圧入量とともに増大して図３の（Ｂ）の状態
となる。

【００４１】試料採取管１が所定深さまで圧入されたな
らば、その試料採取管１の上端部の引き抜き穴４にワイ
ヤロープ等を通した上でバックホーのバケット等に引っ
掛けて、試料採取管１を地中から引き抜く。試料採取管
１に引き抜き力が加わると、図３の（Ｃ）に示すように
その試料採取管１回りの土壌の引き抜き抵抗をフラッパ
８が受けて、フラッパ８が開閉蓋５とともに回転して開
閉蓋５は閉位置Ｐ２に保持される。これにより、試料採
取管１の内部に不攪乱土として取り込まれている試料Ｓ
の脱落が阻止され、同図（Ｄ）に示すようにその試料Ｓ
は試料採取管１とともに取り出される。

【００４２】なお、試料Ｓは試料採取管１から丁寧に取
り出された上で、例えば含水比、間隙比および科学的組
成等の土質判定のための供試体となる。

【００４３】このように本実施の形態によれば、きわめ
て簡易な工法にて連続的な試料採取を行えることはもち
ろんのこと、一旦取り込んだ試料Ｓの脱落が開閉蓋５に
よって確実に阻止されるためにその試料採取効率に優
れ、とりわけ地盤改良後の地質調査等のような試料採取
にきわめて有効である。

【００４４】図４に本発明に係る試料採取装置の第２の
実施の形態を示す。

【００４５】この第２の実施の形態では、断面略Ｕ字状
もしくは凹状断面形状をなす採取管本体１２とこれとほ
ぼ同形状のシャッター部材１３とをそれぞれの開放側を
突き合わせ面として互いに突き合わせるとともに、両者
を長手方向に相対移動可能に嵌合保持させることで閉断
面形状をなす角筒状の試料採取管１４としてある。

【００４６】より詳しくは、上記採取管本体１２および
シャッター部材１３のうちのいずれか一方、例えば採取
管本体１２の開放部側の両開口縁には長手方向に沿うよ
うに外フランジの如き形態をもって案内リブ１５が形成
されているとともに、他方の部材となるシャッター部材
１３の開放部側の両開口縁には長手方向に沿うようにチ
ャンネル部１６が形成されていて、このチャンネル部１
６の内側が上記案内リブ１５に対応する案内溝１７とな
っている。そして、案内リブ１５と案内溝１７とを相互
に嵌合させることで、採取管本体１２とシャッター部材
１３とが長手方向に沿って相対移動可能となっている。

【００４７】なお、これら採取管本体１２およびシャッ
ター部材１３のいずれについても、第１の実施の形態と
同様に引き抜き穴１８を設けるとともに、その下端部に
は図２と同様のカッター１１を設けるものとする。

【００４８】この第２の実施の形態に係る装置を用いて
の試料採取にあたっては、図５の（Ａ），（Ｂ）に示す
ように最初に採取管本体１２のみを単独で所定深さとな
るまで地中に圧入し、次いで採取管本体１２の上端部と
シャッター部材１３の下端部とを上記案内リブ１５およ
び案内溝１７をもって相互に凹凸嵌合させた上、先に地
中に圧入されている採取管本体１２に沿わせるようにし
てシャッター部材１３を単独で圧入する。そして、同図
（Ｃ）に示すように採取管本体１２とシャッター部材１
３とが共に同じ圧入レベルとなって採取管１４が閉断面
形状をなす角筒状のものとなったならば、両者を一体的
に地中から引き抜く（同図（Ｄ））。

【００４９】この第２の実施の形態によれば、凹状断面
形状の採取管本体１２とシャッター部材１３とをそれぞ
れ個別に圧入することにより、両者を一体のものとして
圧入する場合と比べて圧入に要する抵抗を減ずることが
でき、それによって地質の乱れを未然に防止できること
から試料Ｓを不攪乱土として確実に採取できることにな
る。その上、採取管本体１２とシャッター部材１３とが
それぞれ個別に切り出した試料Ｓをそれら両者で挟み込
むようにして取り出すことになるため、第１の実施の形
態のような開閉機構がないにもかかわらずその試料Ｓを
地表側に確実に取り出すことができることになる。

【００５０】図６には上記試料採取管１４を用いた別の
施工手順を示し、同図（Ａ），（Ｂ）に示すように、最
初に相互嵌合状態とした採取管本体１２とシャッター部
材１３とを対にして地面Ｇに所定深さまで圧入し、次い
で同図（Ｃ）に示すようにシャッター部材１３のみを先
に引き抜き、その後から採取管本体１２を引き抜くよう
にする（同図（Ｄ），（Ｅ））。この方法によれば、特
に地盤が軟弱な場合に、同図（Ｃ）に示すようにシャッ
ター部材１３を先に引き抜くことでその軟弱な地層の試
料Ｓを残された採取管本体１２側に積極的に取り込むこ
とができるようになる。

【００５１】図７には上記試料採取管１４を用いたさら
に別の施工手順を示し、同図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、最初に相互嵌合状態とした採取管本体１２とシャッ
ター部材１３とを対にして地面Ｇに所定深さまで圧入
し、次いで同図（Ｃ），（Ｄ）に示すようにシャッター
部材１３のみを一旦引き抜いた上で再度圧入し、最終的
には同図（Ｅ），（Ｆ）に示すように相互嵌合状態とし
た採取管本体１２とシャッター部材１３とを対にして地
面Ｇから引き抜くようにする。この方法によってもまた
採取管本体１２側に積極的に試料Ｓを取り込むことがで
きるようになる。

【００５２】図８は本発明に係る試料採取装置の第３の
実施の形態を示す図で、この実施の形態では、採取管本
体１９およびシャッター部材２０をそれぞれ断面略半円
状のものとした上で、先の実施の形態と同様に案内リブ
１５および案内溝１７をそれぞれ設けて相互嵌合構造と
することで中空円筒状の試料採取管２１としたものであ
る。

【００５３】また、図９は本発明に係る試料採取装置の
第４の実施の形態を示す図で、この実施の形態では、採
取管本体２２については第２の実施の形態（図４参照）
と同様に凹状断面形状のものとするもシャッター部材２
３については平板状のものとした上で、第２の実施の形
態と同様に案内リブ１５および案内溝１７をそれぞれ設
けて相互嵌合構造とすることで角筒状の試料採取管２４
としたものである。

【００５４】これら第３，第４の実施の形態においても
先の第２の実施の形態と同様の機能が発揮されるほか、
第３の実施の形態のように試料採取管２１が円筒形状で
ある場合には、角筒状の試料採取管のように角部あるい
は隅部がないために試料Ｓの乱れを未然に防止できるほ
か、第４の実施の形態のように平板状のシャッター部材
２３を用いた場合には、試料採取容積は減少することに
なるものの圧入時もしくは引き抜き時の抵抗が小さくな
り、その抵抗による試料Ｓの乱れを未然に防止できる利
点がある。

【００５５】図１０は本発明に係る試料採取装置の第５
の実施の形態を示す図で、この実施の形態では、上記第
４の実施の形態（図９参照）と同様に凹状断面形状の採
取管本体２５と平板状のシャッター部材２６との組み合
わせからなる試料採取管２４を前提として、その採取管
本体２５の下端部に第１の実施の形態（図１参照）と全
く同様の開閉機構６を設けたものである。なお、この開
閉機構６については第１の実施の形態と同一部位に同一
符号を付してその詳細な説明は省略するものとする。

【００５６】したがって、この第５の実施の形態によれ
ば、第４の実施の形態と同様の機能が発揮されるほか、
第１の実施の形態と同様に開閉機構６による試料Ｓの脱
落防止機能が発揮されるため、採取管引き抜き時におけ
る試料Ｓの脱落を一段と確実に防止できるようになる。

【００５７】なお、上記開閉機構６の機能よりして、図
４に示した試料採取管１４における採取管本体１２およ
びシャッター部材１３のうちそのいずれか一方もしくは
双方に同様の開閉機構６を設けることも必要に応じて可
能であることは言うまでもない。

【００５８】図１１は本発明に係る試料採取装置の第６
の実施の形態を示す図で、この実施の形態では、先に示
した第５の実施の形態（図１０参照）の試料採取管２４
を前提として、シャッター部材２７の上部に多数の水抜
き穴２８を形成したものである。なお、第５の実施の形
態と共通する部分には同一符号を付してその詳細な説明
は省略するものとする。

【００５９】この第６の実施の形態によれば、図１２に
示すように河川あるいは湖沼等のように表層が水でその
水面Ｗよりも下側の地層Ｇの試料を採取しようとする場
合に、試料採取管２４の圧入に伴いその試料採取管２４
には試料とともに水までも浸入することになるものの、
試料採取管２４を引き抜く際には一旦は試料採取管２４
に浸入した水が上記水抜き穴２８から排出されることに
なるので、必要な資料Ｓのみを不攪乱土として確実に取
り出すことができる利点がある。

【００６０】ここで、図８〜１１に示したそれぞれの試
料採取管を用いた施工方法として、必要に応じ図５〜７
の示したいずれかの施工方法を適宜選択できるものであ
ることは言うまでもない。

【００６１】図１３以下の図面は本発明に係る試料採取
装置の第７の実施の形態を示す図で、この実施の形態で
は、採取後の試料を試料採取管３１から取り出しやすい
ようにするために、試料採取管３１そのものを半割り可
能な構造として開閉可能としたものである。

【００６２】図１３〜１５に示すように、凹状断面形状
もしくは断面Ｕ字状をなす長尺な試料採取管３１は、そ
の上下両端部および中央部に複数のブリッジプレート３
２，３３を備えているものであるが、その採取管自体の
軸心を通りつつ長手方向に沿う分割面Ｑをもってブリッ
ジプレート３２，３３ごと左右対称な一対の採取管素片
３４Ａ，３４Ｂとして二分割されていて、それら一対の
採取管素片３４Ａ，３４Ｂ同士は背面側の複数のヒンジ
３５をもって開閉可能に結合されている。そして、試料
採取管３１の開状態では、図１７に示すようにその開放
部を大きく口開きさせることができるようになっている
一方、試料採取管３１の閉状態では図１４に示すように
元のＵ字状断面形状のものとなり、且つブリッジプレー
ト３２，３３に相当する部分ではそのブリッジプレート
３２，３３を二分割したことによって形成されるプレー
ト素片３２ａ，３２ｂ同士および３３ａ，３３ｂ同士が
互いに突き合わされて試料採取管３１とともに実質的に
閉断面形状のものとなるように設定されている。

【００６３】以上の説明から明らかなように、試料採取
管３１に付設された複数のブリッジプレート３２，３３
のうち最下端のブリッジプレート３３に相当する部分が
第１の実施の形態と同様の脱落防止部Ｐとして機能する
ことになり、それ以外のブリッジプレート３２は導入部
Ｍの剛性もしくは強度を高める役目をすることになる。
また、その脱落防止部Ｐを形成している各採取管素片３
４Ａ，３４Ｂの下端部には断面ウエッジ状をなすカッタ
ー３６が溶接等にて固定されている。

【００６４】上記の各ブリッジプレート３２，３３を形
成することになる一方のプレート素片３２ｂ，３３ｂの
前面には、図１６に示すように開放長穴３７が形成され
た掛け金３８が回転可能に装着されているとともに、他
方のプレート素片３２ａ，３３ａには止めねじ３９が装
着されていて、上記試料採取管３１の閉状態において掛
け金３８の開放長穴３７を止めねじ３９に係合させた上
でその止めねじ３９を締め込むことにより、その試料採
取管３１を開動作不能に保持することができるようにな
っている。

【００６５】上記脱落防止部Ｐには第１の実施の形態と
同様に開閉蓋４０を主要素とする開閉機構４１が設けら
れている。この開閉機構４１は、図１４，１６に示すよ
うに、脱落防止部Ｐの水平断面形状よりも一回り小さな
矩形状の開閉蓋４０を外ヒンジタイプのヒンジピン４２
を介して一方の採取管素片３４Ａの側壁に回転可能に支
持させたもので、その一方の採取管素片３４Ａの側壁に
は開閉蓋４０を臨ませるスリット状の開口部４３を形成
してあることから、開閉蓋４０は図１６に示す直立姿勢
位置（開位置）Ｐ１と水平姿勢位置（閉位置）Ｐ２との
なすおよそ９０°の範囲内で回転可能となっている。

【００６６】また、上記開閉蓋４０がヒンジ結合された
採取管素片３４Ａの側壁の外側には長手方向に沿って連
結ロッド４４が配設されていて、この連結ロッド４４は
その採取管素片３４Ａに溶接接合されたガイドスリーブ
４５に回転可能で且つ上下動不能に案内支持されてい
る。そして、連結ロッド４４の上端には操作ハンドル４
６が、その下端にはプッシュバー４７がそれぞれ一体に
結合されていて、両者は平面視においてその位相を所定
量だけ互いにずらせるように設定してあるとともに、連
結ロッド４４とともにおよそ９０°の範囲内で回転可能
に構成してある。したがって、図１４に示すように操作
ハンドル４６が開位置Ｒ２にある時にはプッシュバー４
７が採取管素片３４Ａの外側に退避していることから、
開閉蓋４０は図１５に示す直立姿勢位置Ｐ１と水平姿勢
位置Ｐ２とのなすおよそ９０°の範囲内で回転可能であ
り、他方、操作ハンドル４６が閉位置Ｒ１にある時には
プッシュバー４７が開口部４３を通して脱落防止部Ｐ内
に入り込むことから、このプッシュバー４７と開閉蓋４
０との当接によってその開閉蓋４０が閉位置である水平
姿勢位置Ｐ２に保持されるようになっている。

【００６７】したがって、本実施の形態によれば、図１
３に示すように採取管素片３４Ａ，３４Ｂ同士を閉状態
として掛け金３８と止めねじ３９とで開動作不能に拘束
し、かつ開閉機構４１の操作ハンドル４６を開位置Ｒ２
に保持した状態でその試料採取管３１を第１の実施の形
態と同様に直立姿勢にて地中に圧入する。この時、開閉
蓋４０が自重により閉状態にあったとしてもプッシュバ
ー４７が外部に退避していることから、開閉蓋４０は地
中への圧入抵抗を受けて自律的に開状態となり、地中へ
の圧入の進行に応じて試料Ｓが試料採取管３１内に連続
的に取り込まれることになり、以降は開閉蓋４０は開状
態に保持される。

【００６８】試料採取管３１が所定深さまで圧入された
ならば、その試料採取管３１を引き抜く前に開閉機構４
１の操作ハンドル４６を閉位置Ｒ１まで回転操作する。
この回転操作に応じてプッシュバー４７が開口部４３か
ら脱落防止部Ｐの内部に入り込み、かつ開状態にある開
閉蓋４０に当接してこれを押圧操作することから、図１
６に示すように開閉蓋４０は強制的に閉状態に保持され
る。

【００６９】この後、第１の実施の形態と同様にして試
料採取管３１を地中から引き抜くことになるのである
が、上記のように試料採取管３１の下端部が開閉蓋４０
によって予め閉じられているので、一旦試料採取管３１
の内部に取り込まれた試料が脱落するようなことはな
い。

【００７０】こうして試料採取管３１を引き抜いたなら
ば、その試料採取管３１をほぼ水平状態となるように倒
した上、各掛け金３８と止めねじ３９との係合を外すと
ともに操作ハンドル４６を開位置Ｒ２まで回転操作する
一方、開閉蓋４０を開状態となるように押し戻しながら
採取管素片３４Ａ，３４Ｂ同士を図１７のように開いた
後に、丁寧に試料を取り出す。

【００７１】このように本実施の形態によれば、少なく
とも試料採取後の開閉蓋４０の閉操作が人為操作によっ
て強制的に行われるために、試料採取管３１内に一旦取
り込んだ試料の脱落を確実に防止できるようになる。そ
の上、試料採取管３１そのものが半割り状態にて開閉可
能であるので、試料採取管３１からの試料の取り出しを
きわめて容易に行え、その取り出し時における試料の乱
れも未然に防止できるほか、試料採取管３１は繰り返し
使用することが可能であり、設備コストの低減化の上で
も有利となる。

【００７２】図１８は本発明に係る試料採取装置の第８
の実施の形態を示す図で、図４に示しものと同様の採取
管本体１２とシャッター部材１３との組み合わせをもっ
て外筒５１とするとともにその内側に内筒５２を設け
て、実質的に二重筒構造の試料採取管５０として形成し
たものである。

【００７３】より詳しくは、断面略Ｕ字状もしくは凹状
断面形状をなす採取管本体１２とシャッター部材１３
は、例えば溝形鋼等の剛性の高い材料をもって均一断面
形状のものとして形成されていて、両者は図４に示した
ものと同様に案内リブ１５とチャンネル部１６との相互
嵌合をもって相対移動可能に嵌合されることにより外筒
５１として機能することになる。また、採取管本体１２
とシャッター部材１３のそれぞれの内側には、例えば塩
化ビニールに代表されるような樹脂製のパイプを二分割
することにより形成された断面半円状の半割りパイプ５
２，５３が装着されていて、同図（Ｂ）に示すように採
取管本体１２とシャッター部材１３とを相互に嵌合させ
たときには半割りパイプ５２，５３同士が相互に突き合
わされて内筒５４として機能するようになっている。

【００７４】なお、各半割りパイプ５２，５３は採取管
本体１２もしくはシャッター部材１３に対して図示しな
い複数のボルトあるいはその他の係止手段にて着脱可能
に固定されている。要は、試料採取管５０を地中に圧入
する際および地中から引き抜く際に、採取管本体１２や
シャッター部材１３に対して、内筒５４として機能する
各半割りパイプ５２，５３が相対移動しないように固定
されていればよい。

【００７５】したがって、本実施の形態によれば、外筒
５１と内筒５４とを一体のものとして地中への圧入と引
き抜きとを行うか、もしくは図５〜７に示したいずれか
の手順で試料採取を行った後に、例えば採取管本体１２
やシャッター部材１３に対する各半割りパイプ５２，５
３の固定を解除した上で、内筒５４として機能する一対
の半割りパイプ５２，５３を内部の試料とともに外筒５
１から抜き取るようにする。こうすることにより試料と
して円形での採取とその整形が容易であり、特に一軸圧
縮試験等に供する場合に好都合となるほか、必要に応じ
て一対の半割りパイプ５２，５３からなる内筒５４をそ
の内部の試料とともに所定の長さに切り出せば、試料を
試験用の別の容器に移し替えることがないので不攪乱土
の試料を上記一軸圧縮試験等に供することが可能とな
る。

【００７６】図１９は本発明に係る試料採取装置の第９
の実施の形態を示す図で、図１８と比較すると明らかな
ように、外筒５１として機能することになる採取管本体
５５とシャッター部材５６との分割接合面を対角線上に
設定したもので、それ以外の構成は図１８に示したもの
と同様である。本実施の形態においても図１８に示した
ものと同様の作用効果が得られることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地質試料採取装置の第１の実施の
形態を示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面
図、（Ｃ）は同図（Ｂ）の右側面図。

【図２】図１の（Ｂ）のａ部拡大図。

【図３】図１の試料採取装置を用いた採取方法の工程説
明図。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す斜視図。

【図５】図４の試料採取装置を用いた採取方法の工程説
明図。

【図６】図５に示した採取方法の変形例を示す工程説明
図。

【図７】図５に示した採取方法のさらに別の変形例を示
す工程説明図。

【図８】本発明の第３の実施の形態を示す平面図。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示す平面図。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す図で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図。

【図１１】本発明の第６の実施の形態を示す図で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は同図（Ｂ）
の右側面図。

【図１２】図１１の試料採取装置を用いた採取方法の説
明図。

【図１３】本発明の第７の実施の形態を示す正面図。

【図１４】図１３の平面図。

【図１５】図１３の背面図。

【図１６】図１３のＦ部拡大図。

【図１７】図１４の試料採取管を開いた状態を示す説明
図。

【図１８】本発明の第８の実施の形態を示す図で、
（Ａ）は採取管本体とシャッター部材との離脱状態を示
す平面図、（Ｂ）はその相互嵌合状態を示す平面図。

【図１９】本発明の第９の実施の形態を示す図で、
（Ａ）は採取管本体とシャッター部材との離脱状態を示
す平面図、（Ｂ）はその相互嵌合状態を示す平面図。

【符号の説明】

１…試料採取管 ３…ブリッジプレート ５…開閉蓋 ６…開閉機構 ７…ヒンジピン ８…フラッパ １２…採取管本体 １３…シャッター部材 １４…試料採取管 １５…案内リブ １７…案内溝 １９…採取管本体 ２０…シャッター部材 ２２…採取管本体 ２３…シャッター部材 ２４…試料採取管 ２５…採取管本体 ２６…シャッター部材 ２７…シャッター部材 ２８…水抜き穴 ３１…試料採取管 ３２，３３…ブリッジプレート ３４Ａ，３４Ｂ…採取管素片 ３５…ヒンジ ４０…開閉蓋 ４１…開閉機構 ４２…ヒンジピン ４４…連結ロッド ４６…操作ハンドル ４７…プッシュバー ５０…試料採取管 ５１…外筒 ５２，５３…半割りパイプ ５４…内筒 ５５…採取管本体 ５６…シャッター部材 Ｍ…導入部 Ｐ…脱落防止部 Ｑ…分割面 Ｓ…試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 実 愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字下市場 19番地の１ 株式会社加藤建設内 (72)発明者 市原 延彦 愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字下市場 19番地の１ 株式会社加藤建設内 Ｆターム(参考） 2D043 BA08 BB09 2G052 AA19 AC03 AD12 BA13 BA21 CA02 CA16 EC08 JA07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなす試料採取管を地中に圧入する
   ことによりその圧入深さ相当分の地質試料を採取する装
   置であって、 試料採取管の側壁の一部を長手方向に沿って切除するこ
   とによりその切除部をもって開放してなる凹状断面形状
   の導入部と、 上記試料採取管の導入部の下端部側に連続して設けられ
   てその側壁が未開放の閉断面形状をなす脱落防止部と、 上記脱落防止部にその下端開口部を開閉するように設け
   られて、地中に対する試料採取管の圧入時には開状態に
   保持される一方で地中からの試料採取管の引き抜き時に
   は閉状態に保持されてその試料採取管内部の試料の脱落
   を阻止する開閉機構と、 を備えたことを特徴とする地質試料採取装置。
2. 【請求項２】 上記開閉機構は、 脱落防止部にその下端開口部を開閉するようにヒンジピ
   ンを介して回転可能に支持された開閉蓋と、 上記脱落防止部の外部に配置されるとともに開閉蓋と同
   軸一体に形成された抵抗板を兼ねたフラッパと、 を備えてなり、 上記フラッパが受ける圧入抵抗もしくは引き抜き抵抗に
   応じて開閉蓋をそのフラッパとともに開位置と閉位置と
   の間で強制回転させるようになっていることを特徴とす
   る請求項１に記載の地質試料採取装置。
3. 【請求項３】 試料採取管を地中に圧入することにより
   その圧入深さ相当分の地質試料を採取する装置であっ
   て、 上記試料採取管は、 凹状断面形状の採取管本体と、 上記採取管本体とほぼ同じ長さに形成され、この採取管
   本体の開放部を開閉するべく該採取管本体にその長手方
   向に沿って相対移動可能に嵌合保持されるシャッター部
   材と、 から構成されていることを特徴とする地質試料採取装
   置。
4. 【請求項４】 上記シャッター部材は採取管本体とほぼ
   同じ凹状断面形状のものとして形成されていて、両者の
   相互嵌合状態をもって所定の閉断面形状の試料採取管が
   形成されるようになっていることを特徴とする請求項３
   に記載の地質試料採取装置。
5. 【請求項５】 上記採取管本体およびシャッター部材の
   うちいずれか一方には案内溝が、他方には案内リブがそ
   れぞれ形成されていて、これら案内溝と案内リブとをも
   って採取管本体とシャッター部材とが相対移動可能に相
   互嵌合していることを特徴とする請求項３または４に記
   載の地質試料採取装置。
6. 【請求項６】 採取管本体の下端部に、試料採取管の下
   端開口部を開閉するべく、地中に対する試料採取管の圧
   入時には開状態に保持される一方で地中からの試料採取
   管の引き抜き時には閉状態に保持されてその試料採取管
   内部の試料の脱落を阻止する開閉機構が設けられている
   こと特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の地質試
   料採取装置。
7. 【請求項７】 上記開閉機構は、 採取管本体にその下端開口部を開閉するようにヒンジピ
   ンを介して回転可能に支持された開閉蓋と、 上記採取管本体の外部に配置されるとともに開閉蓋と同
   軸一体に形成された抵抗板を兼ねたフラッパと、 を備えていて、 上記フラッパが受ける圧入抵抗もしくは引き抜き抵抗に
   応じて開閉蓋をそのフラッパとともに開位置と閉位置と
   の間で強制回転させるようになっていることを特徴とす
   る請求項６に記載の地質試料採取装置。
8. 【請求項８】 試料採取管を形成する採取管本体および
   シャッター部材のうち少なくともいずれか一方に、試料
   とともに試料採取管内の取り込まれた水分を排出するた
   めの水抜き穴が形成されていることを特徴とする請求項
   ３〜７のいずれかに記載の地質試料採取装置。
9. 【請求項９】 請求項３〜７のいずれかに記載の地質試
   料採取装置を用いて行う地質試料採取方法であって、 採取管本体のみを先に地中に圧入し、次いでその採取管
   本体とシャッター部材とを相互嵌合状態とした上で採取
   管本体に沿わせるようにシャッター部材を地中に圧入
   し、試料採取管の引き抜き時には上記採取管本体および
   シャッター部材の両者を一体的に引き抜くことを特徴と
   する地質試料採取方法。
10. 【請求項１０】 請求項３〜７のいずれかに記載の地質
    試料採取装置を用いて行う地質試料採取方法であって、 試料採取管を形成する採取管本体とシャッター部材とを
    相互嵌合状態とした上で両者を一体的に地中に圧入し、 上記シャッター部材のみを所定量だけ引き抜いたのちに
    再度元の位置まで圧入し、 その後に上記採取管本体およびシャッター部材の両者を
    一体的に引き抜くことを特徴とする地質試料採取方法。
11. 【請求項１１】 請求項３〜７のいずれかに記載の地質
    試料採取装置を用いて行う地質試料採取方法であって、 試料採取管を形成する採取管本体とシャッター部材とを
    相互嵌合状態とした上で両者を一体的に地中に圧入し、 シャッター部材のみを先に地中から単独で引き抜いた後
    に採取管本体を引き抜くことを特徴とする地質試料採取
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載の地質試料採取装置に
    おいて、 上記試料採取管は、その軸心を通る分割面をもって二つ
    の採取管素片に分割されているとともに、その採取管素
    片同士がヒンジを介して開閉可能に結合されていること
    により、閉状態では導入部が所定の凹状断面形状をなし
    且つ脱落防止部が所定の閉断面形状をなすように形成さ
    れている一方、 上記開閉機構は、脱落防止部にその下端開口部を開閉す
    るようにヒンジピンを介して回転可能に支持された開閉
    蓋と、試料採取管の上端部に回転可能に設けられた操作
    ハンドルとを備えていて、少なくとも試料採取管の圧入
    状態下における開閉蓋の閉操作は操作ハンドルの回転操
    作に連動して行われるようになっていることを特徴とす
    る地質試料採取装置。