JP2005315897A - 土壌採取器及び土壌採取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土壌を採取する際の掘進作業が容易で、採取した土壌も地質検査が容易である土壌採取器を提供する。
【解決手段】円筒形状の一端に設けられた掘削刃２３及び円筒形状の内周面に設けられた送りねじ２４を有する筒部２と、筒部２に回転力を伝達する伝動部１と、底板には内部の空気を外部に出す空気孔が設けられ筒部２の内部に挿入される交換自在な透明容器３と、を備え、筒部２の軸方向の長さを超える深さの土壌を採取する土壌採取器であって、掘削刃２３は、円筒形状の内側に鋭角となる傾斜面が形成され、筒部２は、掘削刃２３が土壌に接地して伝動部１を介して回転され、土壌が送りねじ２４の斜面に沿って筒内に送られ、透明容器３の開口部側より収納されると、透明容器３を筒内部から取り出して新たな透明容器３に交換しながら採取をすることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、土壌を採取して地質検査を行う際に用いる土壌採取器及び土壌採取方法に関する。

耕地土壌の肥沃(ひよく)性や農業害虫の発生状況を理化学的に判定したり、埋め立てた堆積物を分析し土壌の成因を調べるために、地質調査が行われる。この地質調査は、土壌の垂直断面形態を観察する必要があり、目的に応じて１ｍ程度の深さの垂直断面を観察、分析実験するために試料の採取（サンプリング）が行われる。

かかる１ｍ程度の試料を採取するために従来、回転式の土壌採取器が使用される。回転式の土壌採取器は、図７に示すように、地面Ｅに直接押し込んで試料としての土壌Ｓを内部に収容する筒部２と、この筒部２に回転力を伝達する伝動部１と、を主要部として備えている。

伝動部１は、図８（ａ）に示すように、回転軸１１と、この回転軸１１の一端側に直交するハンドル１２と、回転軸１１の他端側に鍔１４を介して段付き状に連設する円柱形状のグリップ１３と、を主要部とて構成される。グリップ１３の周壁には回転軸１１の軸方向と直交する向きに棒状の突起１５が設けられている。この突起１５は周壁に対して１８０度位置に２箇所設けられている。また、グリップ１３には、軸方向に空気孔１６が穿設されている。

筒部２は、図８（ｂ）に示すように、その両端が開口した円筒形状を有する筒本体２１と、筒本体２１の一端側に設けたＬ型溝２２と、他端側に設けた掘削刃（ビット）２３と、を主要部として構成される。筒本体２１の内径はグリップ１３の外径と同じかやや大きく形成されている。また、Ｌ型溝２２の溝幅は棒状の突起１５の外径と同じかやや大きく形成されている。そして、伝動部１を筒部２に連結する際に、突起１５をＬ型溝２２に沿って挿入すると共に、グリップ１３を筒本体２１内に挿入し、筒本体２１の一端が鍔１４と当接した時、突起１５をＬ型溝２２に沿って時計回りに回転させることで、伝動部１と筒部２を軸方向に分離しないように連結する。掘削刃（ビット）２３は筒本体２１の内周壁に沿って先端が鋭角となるように形成されている。

そして、この土壌採取器は、図７に示すように、掘削刃２３を地面Ｅに突き立て伝動部１のハンドル１２を時計回りに回転させることで筒部２を地面Ｅに押し込んで筒部２内部に土壌Ｓを収納する。そして、通常は筒部２内に予め透明容器３（サンプラー）が挿入されており、土壌Ｓはこの透明容器３に収納する。

透明容器３は、図８（ｃ）に示すように、胴３１と底板３２からなる有底円筒形状を有し、底板３２には土壌Ｓを収納する際、筒内部の空気をグリップ１３側の空気孔１６を介して外部に出すための空気抜き穴３２ａが設けられている。

そして、地質検査は、透明容器３内に収納した土壌Ｓを用いて、まず垂直断面をみて、色、構造、植物根の入り方、母材の地質（腐葉土か、砂か、火山灰か等々）の上下方向の変わり方を観察し、比較的にそれらの性状が急変する部分に水平方向の境界線を引いて層位の区別をする。また、各層位ごとに耕地土壌の肥沃(ひよく)性や農業害虫の発生状況を理化学的に判定したり、埋め立てた堆積物を分析し土壌の成因を調べる。

ところで、従来の土壌採取器は、地面Ｅを掘削刃（ビット）２３で回転切削しながら筒部２を押し込み掘進するものであるが、筒部２を掘進させるために多大な労力を要するといった問題があった。また、労力によって得られた土壌Ｓは筒部２３を押し込む際に押し固められ、外観検査の際に土壌Ｓの性状が判りずらいといった問題や透明容器３から土壌Ｓを取り出して検査する際に押し固められた土壌Ｓを粒子状に崩すための労力が別途必要になるといった問題もあった。

本発明は、土壌を採取する際の掘進作業が容易で、採取した土壌も地質検査が容易である土壌採取器及び土壌採取方法を提供することを技術的課題とする。

本発明の土壌採取器は前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。

すなわち、本発明の土壌採取器は、円筒形状の一端に設けられた掘削刃及び前記円筒形状の内周面に設けられた送りねじを有する筒部と、
前記筒部に回転力を伝達する伝動部と、
胴と底板からなる有底円筒形状を有し、前記底板には内部の空気を外部に出す空気孔が設けられ、前記筒部の内部に挿入される交換自在な透明容器と、
を備え、
前記筒部の軸方向の長さを超える深さの土壌を採取する土壌採取器であって、
前記掘削刃は、前記円筒形状の内側に鋭角となる傾斜面が形成され、
前記筒部は、前記掘削刃が土壌に接地して前記伝動部を介して回転され、前記土壌が前記送りねじの斜面に沿って筒内に送られ、前記透明容器の開口部側より透明容器内に収納されると、前記透明容器を筒内部から取り出して新たな透明容器に交換しながら採取をすることを特徴とする。また、本発明の土壌採取器において、前記掘削刃は鋸刃形状であることが好ましい。更に、前記透明容器は、その内部に収納した前記土壌を開口部側より密閉する蓋を有することが好ましい。

筒部先端の掘削刃が鋸刃形状なので、鋸刃が土壌を切断すると共に筒部内に送る作用をする。また、筒部の内周面に送りねじを設けた構成により、掘削刃で切断し筒部内に送られた土壌が更に送りねじの斜面に沿って筒部内に送られるので、筒部内周面と土壌との摩擦係数が減少するので多大な労力を必要とせず、土壌を採取する際の掘進作業が容易となる。また、掘削刃で切削された土壌が従来のように直接筒部内をせり上がるのではなく、送りねじに沿って回転移動しながら筒部内に送られるので、土壌が粉れた柔らかい状態で採取でき、後工程の地質検査も容易にできる。

また、本発明の土壌採取器において、前記送りねじは前記掘削刃に連接して設けられることが好ましい。すなわち、送りねじが掘削刃に連接して設けられることで、掘削刃で切断し筒部内に送られた土壌が直ちに送りねじに沿って送ることができる。

更に、本発明の土壌採取器において、送りねじが右ねじであれば、通常の送り回転である時計回り方向で伝動部を操作できる。更にまた、本発明の土壌採取器において、前記送りねじのねじピッチが３〜５ｍｍであることが好ましく、特に耕地土壌での試験結果によれば、３ｍｍのねじピッチを用いたものが容易に掘進できたという結果を得た。

更にまた、本発明の土壌採取方法は、円筒形状の一端に設けられ前記円筒形状の内側に鋭角となる傾斜面が形成された掘削刃、及び前記円筒形状の内周面に設けられた送りねじ
を有する筒部と、
前記筒部に回転力を伝達する伝動部と、
胴と底板からなる有底円筒形状を有し、前記底板には内部の空気を外部に出す空気孔が設けられ、前記筒部の内部に挿入される交換自在な透明容器と、
を備え、
前記筒部の軸方向の長さを超える深さの土壌を採取する土壌採取器の土壌採取方法であって、
前記掘削刃を土壌に接地して前記伝動部を介して前記筒部を回転させ、
前記土壌が前記送りねじの斜面に沿って筒内に送られ、前記透明容器の開口部側より透明容器内に収納し、
前記筒部の軸方向の所定深さまで前記土壌を採取すると、前記透明容器を筒内部から取り出して新たな透明容器に交換しながら採取することを必要な深さに達するまで繰り返し、前記軸方向の長さを超えて土壌を採取することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、筒部先端の掘削刃が鋸刃形状なので、鋸刃が土壌を切断すると共に筒部内に送る作用をする。また、筒部の内周面に送りねじを設けた構成により、掘削刃で切断し筒部内に送られた土壌が更に送りねじの斜面に沿って筒部内に送られるので、筒部内周面と土壌との摩擦係数が減少するので多大な労力を必要とせず、土壌を採取する際の掘進作業が容易となる。また、掘削刃で切削された土壌が従来のように直接筒部内をせり上がるのではなく、送りねじに沿って回転移動しながら筒部内に送られるので、土壌が粉れた柔らかい状態で採取でき、後工程の地質検査も容易にできる。

以下、本発明の一実施の形態である土壌採取器を添付した図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、耕地土壌の肥沃(ひよく)性や農業害虫の発生状況を理化学的に判定したり、埋め立てた堆積物を分析し土壌の成因を調べるために、１ｍ程度の深さの土壌を採取するハンドフィード型の土壌採取器を用いた場合で説明する。

すなわち、土壌採取器は、図１及び図２に示すように、地面Ｅに直接押し込んで試料としての土壌Ｓを内部に収容する筒部２と、この筒部２に回転力を伝達する伝動部１と、を主要部として備えている。

伝動部１は、回転軸１１と、この回転軸１１の一端側に直交するハンドル１２と、回転軸１１の他端側に鍔１４を介して段付き状に連設する円柱形状のグリップ１３と、を主要部とて構成される。グリップ１３の周壁には回転軸１１の軸方向と直交する向きに棒状の突起１５が設けられている。この突起１５は周壁に対して１８０度位置に２箇所設けられている。また、グリップ１３には、軸方向に空気孔１６が穿設されている。

筒部２は、その両端が開口した円筒形状を有する筒本体２１と、筒本体２１の一端側に設けたＬ型溝２２と、他端側に内周壁に沿って設けた掘削刃（ビット）２３と、掘削刃２３と連接して筒本体内に穿設された送りねじ２４と、を主要部として構成される。なお、筒部２（筒本体２１）の長手方向寸法は２５ｃｍであり、径は５０ｍｍである。筒部２の長手方向寸法を２５ｃｍとした理由は、耕地に耕耘機が入って土を起こす深さが２５ｃｍ程度であることによる。

筒本体２１の内径はグリップ１３の外径と同じかやや大きく形成されている。また、Ｌ型溝２２の溝幅は棒状の突起１５の外径と同じかやや大きく形成されている。そして、伝動部１を筒部２に連結する際に、突起１５をＬ型溝２２に沿って挿入すると共に、グリップ１３を筒本体２１内に挿入し、筒本体２１の一端が鍔１４と当接した時、突起１５をＬ
型溝２２に沿って時計回りに回転させることで、伝動部１と筒部２を軸方向に分離しないように連結する。

掘削刃（ビット）２３は、図３及び図４に示すように、鋸刃形状であり、その歯が径５０ｍｍに対し内周壁に沿って１８個設けられている。また、歯は筒本体２１の内側に鋭角となる傾斜面が形成されている（図４（ｂ）参照）。

送りねじは筒本体２１の内周面に穿設された右ねじであり、そのピッチは３ｍｍの１条ねじである。

そして、この土壌採取器は、図１に示すように、掘削刃２３を地面Ｅに突き立て伝動部１のハンドル１２を時計回りに回転させることで筒部２を地面Ｅに押し込んで筒部２内部に土壌Ｓを収納する。そして、この筒部２内には予め透明容器３（サンプラー）が挿入されており、土壌Ｓはこの透明容器３に収納する。

透明容器３は、図５に示すように、胴３１と底板３２からなる有底円筒形状を有し、底板３２には土壌Ｓを収納する際、筒内部の空気をグリップ１３側の空気孔１６を介して外部に出すための空気抜き穴３２ａが設けられている。なお、この透明容器３は土壌Ｓを収納した後、開口部側に蓋３３をして採取した土壌Ｓを密閉する。また、この透明容器３の材質は加工や使用時の硬度を考慮すると塩化ビニル等の樹脂が好ましい。

次に、この実施の形態の作用を説明する。

すなわち、筒部２先端の掘削刃２３が鋸刃形状なので、鋸刃の歯が土壌を切断すると共に傾斜面を介して筒部２内に送る作用をする。また、筒部２の内周面に送りねじ２４を設けた構成により、掘削刃２３で切断し筒部２内に送られた土壌Ｓが更に送りねじ２４の斜面に沿って筒部２内に送られる。従って、掘削刃２３で切削された土壌Ｓが従来のように直接筒部２内をせり上がるのではなく、送りなじ２４の斜面に沿って収納されるので、筒部２内周面と土壌Ｓとの摩擦係数が減少し、多大な労力を必要とせずに掘進作業が容易にできる。そして、図１に示すように、１回目の２５ｃｍの掘削Ｌ１が終了すると、筒部２より透明容器３を取り出して蓋３３をする。次に、筒部２に新たな透明容器３を装着して掘削Ｌ１に続けて２回目の掘削Ｌ２を５０ｃｍの深さまで行う。同様に順次掘削Ｌ３，Ｌ４と続けることにより、１ｍ程度掘進する。

そして、地質検査は、透明容器３内に収納した土壌Ｓを用いて、まず垂直断面をみて、色、構造、植物根の入り方、母材の地質（腐葉土か、砂か、火山灰か等々）の上下方向の変わり方を観察し、比較的にそれらの性状が急変する部分に水平方向の境界線を引いて層位の区別をする。また、各層位ごとに耕地土壌の肥沃(ひよく)性や農業害虫の発生状況を理化学的に判定したり、埋め立てた堆積物を分析し土壌の成因を調べる。従って、この実施形態によれば、掘削された土壌Ｓが送りねじ２４に沿って回転移動しながら筒部２内に送られるので、土壌Ｓが粉れた柔らかい状態で採取でき、後工程の地質検査も容易にできる。

また、この実施の形態において、送りねじ２４は掘削刃２３に連接して設けられることで、掘削刃２３で切削した土壌Ｓが直ちに送りねじ２４に沿って送ることができる。更に、この実施の形態において、送りねじが右ねじであれば、通常の送り回転である時計回り方向で伝動部を操作できる。

なお、この実施の形態では、耕地土壌での試験結果が良好であったので、掘削刃（ビット）２３の歯を径５０ｍｍに対し１８個設け、かつ送りねじ２４のピッチを３ｍｍに設計
した土壌採取器の場合で説明したが、掘削刃２３の歯数や送りねじ２４のピッチはこの実施の形態のものに限定されるものではなく、掘削する土壌の性質に応じて適宜決定されるものである。但し、耕地土壌で用いる場合は、歯数が１８個前後、ねじピッチが３〜５ｍｍであることが好ましい。

また、この実施の形態では、ハンドフィード型（手動）の土壌採取器として説明したが、別の実施の形態として、図６に示すように、伝動部１００がが駆動源（例えば、電動モータ）１１０を有する構成のものも本発明に含まれる。すなわち、伝動部１００が、回転軸１０１と、この回転軸１０１と変速機１１１を介して連接する電動モータ１１０と、電動モータ１１０を囲むように設けたハンドル１０２と、回転軸１０１の他端側に鍔１１４を介して段付き状に連設する円柱形状のグリップ１１３と、を主要部とて構成される。そして、グリップ１１３の周壁には回転軸１０１の軸方向と直交する向きに棒状の突起１１５が設けられている。この突起１１５は周壁に対して１８０度位置に２箇所設けられている。なお、筒部２及び透明容器３の構成は前述の実施の形態と同様なのでその説明は省略する。上下駆動方向のものも含まれる。

この別の実施の形態によれば、駆動源１１０を用いて筒部２に回転力を伝達する構成なので、駆動源１１０に多大な負荷が掛かることなく掘削できる。従って、従来土壌採取器では不可能とされていた６ｍから７ｍ程度の掘削も可能となる。その結果、埋め立て地におけるダイオキシン検査等も本発明を用いて可能となる。

本発明の土壌採取器の外観図である。 本発明の土壌採取器の斜視図である。 筒部先端の詳細図である。 掘削刃と送りねじの詳細図であり、図４（ａ）は掘削刃の歯部を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。 土壌収納部（サンプラー）の詳細図である。 本発明の別の実施の形態に係る土壌採取器の外観図である。 従来の土壌採取器の外観図である。 従来の土壌採取器の構成部分の詳細図であり、図８（ａ）は伝動部を示し、図８（ｂ）は筒部を示し、図８（ｃ）は土壌収納部（サンプラー）を示す。

符号の説明

１…伝動部
２…筒部
３…透明容器（サンプラー）
１１…回転軸
１２…ハンドル
１３…グリップ
１４…鍔
１５…突起
１６…空気孔
２１…筒本体
２２…Ｌ型溝
２３…掘削刃
２４…送りねじ
３１…胴
３２…底板
３２ａ…空気抜き穴
１００…伝動部
１１０…駆動源（電動モータ）
１１１…変速機

Claims (3)

1. 円筒形状の一端に設けられた掘削刃及び前記円筒形状の内周面に設けられた送りねじを有する筒部と、
   前記筒部に回転力を伝達する伝動部と、
   胴と底板からなる有底円筒形状を有し、前記底板には内部の空気を外部に出す空気孔が設けられ、前記筒部の内部に挿入される交換自在な透明容器と、
   を備え、
   前記筒部の軸方向の長さを超える深さの土壌を採取する土壌採取器であって、
   前記掘削刃は、前記円筒形状の内側に鋭角となる傾斜面が形成され、
   前記筒部は、前記掘削刃が土壌に接地して前記伝動部を介して回転され、前記土壌が前記送りねじの斜面に沿って筒内に送られ、前記透明容器の開口部側より透明容器内に収納されると、前記透明容器を筒内部から取り出して新たな透明容器に交換しながら採取をすることを特徴とする土壌採取器。
2. 前記透明容器は、その内部に収納した前記土壌を開口部側より密閉する蓋を有する請求項１に記載の土壌採取器。
3. 円筒形状の一端に設けられ前記円筒形状の内側に鋭角となる傾斜面が形成された掘削刃、及び前記円筒形状の内周面に設けられた送りねじを有する筒部と、
   前記筒部に回転力を伝達する伝動部と、
   胴と底板からなる有底円筒形状を有し、前記底板には内部の空気を外部に出す空気孔が設けられ、前記筒部の内部に挿入される交換自在な透明容器と、
   を備え、
   前記筒部の軸方向の長さを超える深さの土壌を採取する土壌採取器の土壌採取方法であって、
   前記掘削刃を土壌に接地して前記伝動部を介して前記筒部を回転させ、
   前記土壌が前記送りねじの斜面に沿って筒内に送られ、前記透明容器の開口部側より透明容器内に収納し、
   前記筒部の軸方向の所定深さまで前記土壌を採取すると、前記透明容器を筒内部から取り出して新たな透明容器に交換しながら採取することを必要な深さに達するまで繰り返し、前記軸方向の長さを超えて土壌を採取することを特徴とする土壌採取方法。

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