JP2008240494A - 土質試験用円筒試料採取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な補助用具を使用せずに人力により操作することができて、かつ未固結な地山でのブロックサンプリングも容易に行うことができる土質試験用円筒試料採取装置を提供する。
【解決手段】カッター刃６を有する外筒部３をその軸心Ｍを中心として押し込み／回転させるためのハンドル２と、外筒部３を掘削方向に押圧する押圧レバー２０とを設けたことから、作業員が押圧レバー２０に掘削方向に向けてその体重をかけつつ、ハンドル２を回転させることができ、これにより未固結な地山を簡易にかつ効率良く掘削してサンプリングできる。
【選択図】図１

Description

本発明は簡易に未固結な地山試料をサンプリングできる土質試験用円筒試料採取装置に関する。

従来より、土質試験に用いる不撹乱試料の採取方法の一つに押し切り式のブロックサンプリング法がある。このブロックサンプリング法は、円筒試料管の周囲の地山を掘り出した上で、円筒試料管の大きさに合うように地山を徐々に整形しながら、人力にてゆっくり円筒試料管を地山内に押し込むものであるが、このようなブロックサンプリング法で使用される円筒試料管は、単なる筒状体であり、作業員がスコップなどの器具を別途用いて地山の掘り起こしをするなど、地山試料のサンプリングに大変に手間の掛かるものであった。また、試料採取に関連した特許技術として、以下の特許文献１〜４がある。特許文献１に示される土壌サンプリング装置は、土壌の表面に設置される打ち込みガイドと、該打ち込みガイド内に垂直に打ち込まれる外管及び内管とを有するものであって、該打ち込みガイド内に打ち込まれた後、土壌が入り込んだ内管は、外管とともに引き上げられ、これにより内管内に土壌が採取される。なお、外管及び内管を打ち込みガイド内に打ち込む場合には、大型木製ハンマーなどの掛矢が使用される。

特許文献２に示される地質調査用試料サンプラーは、サンプルヘッドに固定されてその下部にカッティングシューを有するサンプラー外筒と、このサンプラー外筒内に配置されてカッティンシューで切り出された土壌を内部に収容するサンプルケースと、を有するものであって、サンプルヘッドの上部は、掘削機のドリルヘッドに連結されている。

特許文献３に示されるホールカッターは、ハンドル部の下端に固定された円筒状のカッター部と、このカッター部の下部に設けられたカッター刃と、を有するものであって、このカッター刃は、円筒状のカッター部の底面積の３０％以上を占め、ハンドル部を押し下げることにより、カッター刃により土壌を切り出すとともに該土壌をカッター部内に収容する。

特許文献４に示される芝生補修具は、下端部にカッタとなるエッジが設けられた円筒状カッターと、この円筒状カッターの上部に筒体を介して固定されたハンドルと、円筒状カッター内に上下方向に移動自在に設けられた押出板と、筒体内に挿通されてその下端部が押出板に連結されかつその上端部に操作板が設けられた操作ロッドと、を有するものであって、ハンドルを押し下げることによって、エッジで切り出された土壌が円筒状カッター内に収容される。その後、操作ロッドを下方に押し下げることで降下した押出板により、円筒状カッター内に収容された土壌が放出される。
特開２００５−８２９９８号公報 特開平１１−７１７４４号公報 実開平５−４４１６０号公報 実用新案登録３００３２２７号公報

ところで、上記特許文献１〜４に示される技術はいずれも土壌を切り出し、筒状の収納ケース内に収納できるものである。しかしながら、特許文献１及び２に示される技術は、大型木製ハンマーなどの掛矢、掘削機のドリルヘッドを利用するものであって、土壌サンプリング装置の使用が大掛かりとなるという問題があった。また、広い範囲で地山を掘り込む場合に、大掛かりであるために多くの時間と労力を要するとともに、試料の採取方向が主に鉛直下向き方向となり、試料採取にも制約が発生していた。また、特許文献３及び４に示される技術は、大型木製ハンマー・掘削機などを使用せず、作業員によって把持されるハンドルで簡易に操作されるものではあるが、これらハンドルの操作で切り出される土壌は、いずれも柔軟なゴルフ場の芝生であり、例えば硬い地山にて試料をサンプリングする場合に適さないという問題があった。

本発明は、従来の有していた問題を解決しようとするものであって、特別な補助用具を使用せずに人力により操作することができて、かつ、ある程度の硬度を有する未固結な地山でのブロックサンプリングも容易に行うことができる土質試験用円筒試料採取装置の提供を目的とする。

そして、上記目的を達成するために本発明の課題解決手段では、下部にカッター刃を有する外筒部と、該外筒部内に脱着自在に設けられて該外筒部のカッター刃によって掘削された未固結な地山試料をその内部に収容する内筒部と、前記外筒部の上部に設けられて該外筒部を支持する支持部材と、該支持部材の側部に設けられて外筒部をその軸心を中心として地山中へ該外筒部を押し込むと同時に、該外筒部を回転させるためのハンドルと、前記支持部材の上部に設けられて外筒部を掘削方向に押圧するための押圧レバーと、を有する。

また、本発明の課題解決手段では、前記押圧レバーを、作業員によって押圧される押圧板と、該押圧板を支持するロッドと、外筒部の中心軸と同軸に前記支持部材に対して前記ロッドを回転自在に支持する軸受と、から構成する。

また、本発明の課題解決手段では、前記内筒部を、外筒部のカッター刃によって掘削された未固結な地山試料を収容する円筒状のサンプリング筒と、該サンプリング筒を外筒部内に保持するための保持手段とから構成し、前記サンプリング筒を、前記外筒部と保持手段との間に挟持されかつ外筒部に対して同軸上に回転自在に配置する。

また、本発明の課題解決手段では、前記外筒部を、締結手段を介して支持部材に脱着自在に設ける。

また、本発明の課題解決手段では、前記サンプリング筒の上方に位置する保持部材の内部に、該サンプリング筒を経由した未固結な地山試料が収容される空間を形成する。

本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、作業員の操作によってハンドルにて装置全体を地山へゆっくりと押し込みつつ必要に応じてわずかに回転させると、外筒部下部のカッター刃が、サンプリングするための地山を切削する。その際、作業員が押圧レバーに掘削方向に向けてその体重をかけることにより、外筒部のカッター刃が未固結な地山内（硬度を有している）に押し込まれ、これにより外筒部下部のカッター刃が、地山を切削しながら該地山内を進行する。そして、外筒部のカッター刃により切削された地山は、外筒部内に挿入されている内筒部内に押し込まれて収容され、その後、ハンドルにより装置全体を持ち上げることにより、内筒部内に収容されたサンプリング試料が、地山より取り出される。すなわち、本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、カッター刃を有する外筒部をその軸心を中心として装置全体を地山へゆっくりと押し込みつつ必要に応じてわずかに回転させるためのハンドルと、該外筒部を掘削方向に押圧する押圧レバーとにより、未固結な地山の試料を簡易にかつ効率良くサンプリングすることができる。また、ハンドルの操作により、斜めであっても垂直であっても自在に掘削方向を調整することができ、地山の状態に応じて最適なサンプリングを行うことができる。

また、本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、カッター刃を有する外筒部を掘削方向に押圧する押圧レバーを、作業員によって押圧される押圧板と、該押圧板を支持するロッドと、外筒部の中心軸と同軸に支持部材に対してロッドを回転自在に支持する軸受と、から構成したので、外筒部を掘削方向に押圧するための押圧板と、該外筒部を回転させるためのハンドルとが、該外筒部の軸心を中心として相対回転する。これにより作業員が押圧板に掘削方向に向けてその体重をかけて掘削方向に押圧しつつ、ハンドルを回転させた場合であっても、該ハンドルの回転力は押圧板には伝達されず、かつ該押圧板は相対的に静止した状態となり、カッター刃を下部に有する外筒部を回転させ、かつ掘削方向に押圧するという２つの作業を同時にかつ効率良く行うことができる。

また、本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、内筒部を、外筒部のカッター刃によって掘削された地山試料を収容する円筒状のサンプリング筒と、該サンプリング筒を外筒部内に保持するための保持手段とから構成するとともに、該サンプリング筒を、外筒部と保持手段との間に挟持しかつ外筒部に対して同軸上に相対回転自在に設けるようにしたので、ハンドルによって外筒部を回転させたとしても、該外筒部に対して相対回転するサンプリング筒は静止した状態となり、該サンプリング筒内に収容される試料が掻き乱されることなく、地山中に存在していた状態で、そのまま円柱状に切り取ってサンプリング筒内に収容することができる。

また、本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、外筒部は締結手段を介して支持部材に脱着自在に設けられているので、この締結手段を介して外筒部を外し、掘削完了後にサンプリング試料が収容されている内筒部内のサンプリング筒を、該外筒部から容易に取り出すことができる。

また、本発明の土質試験用円筒試料採取装置では、サンプリング筒の上方に位置する保持部材の内部に、該サンプリング筒を経由した試料が収容される空間が形成されているので、土壌サンプリング時の掘削初期の緩んだ試料を、保持部材内の空間に収容し、最適な部分の試料のみをサンプリング筒内に収容することができる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明に係わる土質試験用円筒試料採取装置の全体図であって、この図において符号１で示すものは支持部材である。この支持部材１は図２に示されるように全体として円筒状に形成されたものであって、その外周壁には、径方向外方に向けて突出するように２本のハンドル２が設けられている。これら2本のハンドル２は、円筒状の支持部材１の径方向に１８０度の位置関係となるように一直線状に配置されているものであって、作業員が把持することにより中央に位置する軸心Ｍを中心として押し込み／回転される。また、これらハンドル２は基端部に設けられた締結手段２Ａによって支持部材１に脱着自在とされる。

支持部材１の下端部には円筒状の外筒部３が設けられている。この外筒部３は、締結手段であるネジ４を介して支持部材１に脱着自在に設けられた外筒本体５と、この外筒本体５の下部にて一体に固定されてサンプルとなる未固結な地山を掘削する山型のカッター刃６（図３参照）と、から構成されている。

この外筒部３の内部には、カッター刃６により掘削された未固結な地山サンプルを収容するための内筒部７が設けられている。この内筒部７は、外筒部３内に脱着自在に設けられてその内部にサンプルとなる未固結な地山試料が収容される円筒状のサンプリング筒８（図４参照）と、このサンプリング筒８を外筒部３内に保持するための保持手段９とから構成されている。また、保持手段９は、カップ状に形成されて下端部内側の段部１０Ａでサンプリング筒８の上端部を支持するカップリング部１０と（図５参照）、このカップリング部１０の底部１０Ｂに対してネジ１１により軸心Ｍに沿うように締結固定されたロッド１２と、からなるものであって、ロッド１２は、外筒本体５の上端位置にて径方向に沿って配置された連結バー１３に締結されている。また、サンプリング筒８の設置箇所上方に位置するカップリング１０内には、空間１０Ｃが形成されており、この空間１０Ｃ内に、サンプリング筒８を通過した初期の緩んだ試料が収容される。

また、カップリング部１０の底部１０Ｂには、図５に示されるように複数の貫通孔１４が設けられ、これら貫通孔１４を通じてサンプリング筒８に収容された初期の緩んだ試料が上方に押し出される。また、サンプリング筒８は、カップリング部１０の段部１０Ａと、カッター刃６の内側に形成された段部６Ａとの間に挟持され、これら段部６Ａ・１０Ａ間において、軸心Ｍを中心として外筒部３に対して相対回転自在となっている。また、図５において符号１０Ｄで示されるものは、ロッド１２が締結固定されるロッド取付孔である。

また、外筒本体５の連結バー１３には押圧レバー２０（図１及び図２参照）が固定されている。この押圧レバー２０は、連結バー１３上に固定された台座２１と、この台座２１に軸受２２を介して軸心Ｍを中心として回転自在に支持されたロッド２３と、このロッド２３の上端に設けられて作業員によって掘削方向に押圧される押圧板２４と、から構成されるものであって、このような構成により、軸心Ｍを中心として外筒部３を掘削方向に押圧する押圧板２４と、該外筒部３を回転させるハンドル２とが相対回転可能となる。これにより、作業員が押圧板２４に掘削方向に向けてその体重をかけて押圧しつつ（例えば胸で押圧する）、ハンドル２を回転させた場合であっても、その回転力は押圧板２４には伝達されず、かつ該押圧板２４は相対的に静止した状態となり、カッター刃６を下部に有する外筒部３を回転させる／掘削方向に押圧するという２つの作業を同時に行うことができる。また、軸受２２を介してロッド２３を保持する台座２１内には空間２５が設けられており、この空間２５に、上述した貫通孔１４を通じて初期の緩んだ試料が押し上げられる。また、図１及び図２に符号１３Aで示すものは、外筒本体５の連結バー１３の中央に形成されて、保持手段９のロッド１２がねじ込まれる貫通孔である。

なお、上記支持部材１、外筒部３、内筒部７のサンプリング筒８、保持手段９のカップリング部１０、ロッド１２、押圧レバー２０のロッド２３は、全て中央に位置する軸心Ｍを中心として配置されている。

以上のように構成された土質試験用円筒試料採取装置では、作業員の操作によってハンドル２にて装置全体を地山へゆっくりと押し込みつつ必要に応じてわずかに回転させると、外筒部３のカッター刃６が、サンプリングするための未固結な地山を切削する。その際、作業員が押圧レバー２０に対して掘削方向に向けてその体重をかけることにより、外筒部３のカッター刃６が未固結な地山内に押し込まれ、これにより外筒部３のカッター刃６が、該地山を切削しながら該地山内を進行する。そして、外筒部３のカッター刃６により切削された地山は、外筒部３内に挿入されている内筒部７のサンプリング筒８内に収容される。このとき、サンプリング筒８は、軸心Ｍを中心として外筒部３に対して回転自在に保持手段９に保持されているので、ハンドル２によって外筒部３を回転させたとしても、該外筒部３に対して相対回転するサンプリング筒８は静止した状態となり、該サンプリング筒８内に収容される土壌が掻き乱されることなく、地山中に存在していた状態で、そのまま円柱状に切り取ってサンプリング筒８内に収容することができる。また、内筒部７のサンプリング筒８内に地山試料が収容されるに際して、初期の緩んだ部分の試料は、サンプリング筒８を経由した後、カップリング部１０内の空間１０Ｃに収容される。その後、ハンドル２により装置全体を持ち上げることにより、内筒部７のサンプリング筒８内に収容されたサンプリング試料が、地山より取り出される。

すなわち、上記土質試験用円筒試料採取装置では、カッター刃６を有する外筒部３をその軸心Ｍを中心に装置全体を地山へゆっくりと押し込みつつ必要に応じてわずかに回転させるためのハンドル２と、該外筒部３を掘削方向に押圧する押圧レバー２０とにより、作業員が押圧レバー２０に掘削方向に向けてその体重をかけつつ、ハンドル２を押し込み／回転させることができ、未固結な地山（硬度を有している）を簡易にかつ効率良く掘削してサンプリングすることができる。また、掘削作業が終了した場合には、ネジ４を緩めることにより支持部材１から外筒部３を取り外した後、地山試料が収容されたサンプリング筒８を取り外せば、該サンプリング筒８内の試料をそのまま土質試験に供することができる。また、ハンドル２の操作により、斜めであっても垂直であっても自在に掘削方向を調整することができ、地山の状態に応じて最適なサンプリングを行うことができる。

また、上記土質試験用円筒試料採取装置では、カッター刃６を有する外筒部３を掘削方向に押圧する押圧レバー２０を、作業員によって押圧される押圧板２４と、該押圧板２４を支持するロッド２３と、外筒部３の軸心Ｍと同軸に支持部材１に対してロッド２３を回転自在に支持する軸受２２と、から構成したので、外筒部３を掘削方向に押圧するための押圧板２４と、該外筒部３を回転させるためのハンドル２とが、該外筒部３の軸心Ｍを中心として相対回転する。これにより作業員が押圧板２４に掘削方向に向けてその体重をかけて押圧しつつ、ハンドル２を回転させた場合であっても、ハンドル２の回転力は押圧板２４には伝達されず、かつ該押圧板２４は相対的に静止した状態となり、カッター刃６を下部に有する外筒部３を回転させる／掘削方向に押圧するという２つの作業を同時にかつ効率良く行うことができる。

また、上記土質試験用円筒試料採取装置では、外筒部３がネジ４を介して支持部材１に脱着自在に設けられているので、このネジ４を介して外筒部３を外し、掘削完了後にサンプリングした試料が収容されている内筒部７内のサンプリング筒８を、該外筒部３から容易に取り出すことができる。

また、上記土質試験用円筒試料採取装置では、サンプリング筒８の上方に位置するカップリング部材１０の内部に、該サンプリング筒８を経由した未固結な地山が収容される空間１０Ｃが形成されているので、地山サンプリング時の掘削初期の緩んだ地山試料を、その空間１０Ｃに収容し、最適な部分の地山試料のみをサンプリング筒８内に収容することができる。

土質試験用円筒試料採取装置の全体図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図 支持部材１を示す図であって、（ａ）は正断面図、（ｂ）は下面図 外筒部３のカッター刃６を示す斜視図 内筒部７のサンプリング筒８を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図 内筒部７のカップリング部１０を示す図であって、（ａ）は正断面図、（ｂ）は下面図 押圧レバー２０の台座２１を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図

符号の説明

１ 支持部材
２ ハンドル
３ 外筒部
４ ねじ（締結手段）
５ 外筒本体部
６ カッター刃
８ サンプリング筒
９ 保持手段
１０ カップリング部
１０Ｃ 空間
２０ 押圧レバー
２４ 押圧板
２５ 空間
Ｍ 軸心

Claims (5)

1. 下部にカッター刃を有する外筒部と、該外筒部内に脱着自在に設けられて該外筒部のカッター刃によって掘削された未固結な地山試料をその内部に収容する内筒部と、前記外筒部の上部に設けられて該外筒部を支持する支持部材と、該支持部材の側部に設けられて外筒部をその軸心を中心として地山中へ該外筒部を押し込むと同時に、該外筒部を回転させるためのハンドルと、前記支持部材の上部に設けられて外筒部を掘削方向に押圧するための押圧レバーと、を有することを特徴とする土質試験用円筒試料採取装置。
2. 前記押圧レバーは、作業員によって押圧される押圧板と、該押圧板を支持するロッドと、外筒部の中心軸と同軸に前記支持部材に対して前記ロッドを回転自在に支持する軸受と、からなることを特徴とする請求項１に記載の土質試験用円筒試料採取装置。
3. 前記内筒部は、外筒部のカッター刃によって掘削された未固結な地山試料を収容する円筒状のサンプリング筒と、該サンプリング筒を外筒部内に保持するための保持手段とから構成されてなり、
   前記サンプリング筒は、前記外筒部と保持手段との間に挟持されかつ外筒部に対して同軸上に回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の土質試験用円筒試料採取装置。
4. 前記外筒部は締結手段を介して支持部材に脱着自在に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の土質試験用円筒試料採取装置。
5. 前記サンプリング筒の上方に位置する保持部材の内部には、該サンプリング筒を経由した未固結な地山試料が収容される空間が形成されていることを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の土質試験用円筒試料採取装置。

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