JP2023117435A - Penetration rod disconnection device - Google Patents

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Abstract

To provide a penetration rod disconnection device which can simply separate a rod used in a penetration testing machine.SOLUTION: A penetration rod disconnection device 100 includes a chuck 5 capable of rotatably holding a penetration rod 4 accompanying driving of a motor 6, and is used in a penetration testing machine that is configured to rotatably penetrate a rod 104a for extension into the ground while sequentially extending the rod 104a for extension by screw connection. The penetration rod disconnection device 100 includes a device body 110 capable of holding the extended rod for extension, and fixing means 120 for regulating rotation of the device body by being fixed to the penetration testing machine 1, and is configured to release screw connection of the rod by driving the motor of the chuck and rotating the penetration rod.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ロッドの先端に貫入体を備える貫入ロッドに、ロッドを順次継ぎ足しながら地中へ貫入体を貫入させる貫入試験で使用されるロッドの連結を解除するための貫入ロッド連結解除器具に関する。 The present invention relates to a penetrating rod decoupling device for decoupling a rod used in a penetration test in which a penetrating body is inserted into the ground while successively adding rods to a penetrating rod provided with a penetrating body at the tip of the rod.

従来から、貫入試験機の一例としては、特許文献1に示すものがある。この貫入試験機は、貫入試験の一例であるスウェーデン式サウンディング試験を行うためのものであり、ロッドの先端に貫入体の一例であるスクリューポイントを備えて成る貫入ロッドを地中に回転貫入するように構成されている。貫入ロッドは、モータの駆動によって昇降可能な昇降台に設けたチャックに係合保持されており、昇降台の下降に伴って先端のスクリューポイントが地中へ貫入する。昇降台が最下点に到達すると、作業者は、ロッドの後端に次のロッドをねじ連結により継ぎ足す。そして、貫入ロッドとチャックの係合を解き、昇降台を上昇させ、チャックに継ぎ足されたロッドを係合保持した状態で再び昇降台を下降させることにより、スクリューポイントをさらに深い深度まで貫入させる。このようなロッドの連結作業を繰り返しながら、スクリューポイントは、所定の深度まで貫入させられる。 Conventionally, there is one shown in Patent Document 1 as an example of a penetration tester. This penetration tester is for conducting a Swedish sounding test, which is an example of a penetration test. is configured to The penetrating rod is engaged and held by a chuck provided on a lifting table that can be raised and lowered by driving a motor, and the screw point at the tip penetrates into the ground as the lifting table descends. When the platform reaches the lowest point, the worker adds the next rod to the rear end of the rod by screw connection. Then, the engagement of the penetration rod and the chuck is released, the lifting table is raised, and the lifting table is lowered again while the rod added to the chuck is engaged and held to penetrate the screw point to a deeper depth. The screw point is penetrated to a predetermined depth while repeating such rod connecting work.

試験終了後には、貫入ロッドとチャックを係合した状態で昇降台を上昇させることによりロッドを地中から引き抜き、作業者がロッドの連結を解除する。ロッドの連結部分は、ねじによって硬く結びついているため、作業者はパイプレンチを用いて連結を解除する。 After the test is completed, the rod is pulled out from the ground by raising the platform while the penetration rod and chuck are engaged, and the operator releases the connection of the rod. Since the connecting portions of the rods are tightly connected by screws, the worker uses a pipe wrench to release the connection.

特開2004-92202号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-92202

しかしながら、パイプレンチの取り扱いは初心者には難しく、熟練の必要な作業である。このように、ロッドの連結解除作業は、作業性に問題を抱えていた。 However, handling a pipe wrench is difficult for beginners and requires skill. In this way, the work of disconnecting the rod has a problem in terms of workability.

本発明は、貫入試験機に使用するロッドを簡単に切り離すことができる貫入ロッド連結解除器具を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a penetration rod decoupling instrument that can easily disconnect a rod used in a penetration tester.

上記課題は、モータの駆動に伴って貫入ロッドを回転自在に保持可能なチャックを備え、延長用ロッドをねじ連結により順次継ぎ足して延長しながら地中に回転貫入するように構成された貫入試験機に利用される貫入ロッド連結解除器具であって、継ぎ足された延長用ロッドを保持可能な器具本体と、貫入試験機に固定し、器具本体の回転を規制する固定手段とを備え、チャックのモータを駆動して貫入ロッドを回転させることにより、これらロッドのねじ連結を解除するように構成されている貫入ロッド連結解除器具によって解決できる。 The above problem is a penetration tester equipped with a chuck capable of rotatably holding a penetration rod in accordance with the drive of a motor, and configured to rotate and penetrate into the ground while sequentially extending the extension rod by screw connection. A penetration rod disconnecting instrument used for , comprising an instrument body capable of holding a spliced extension rod, and a fixing means fixed to a penetration tester and regulating the rotation of the instrument body, and a chuck motor A solution can be provided by a penetration rod decoupling device that is configured to detach the threaded connection of these rods by driving them to rotate them.

前記器具本体は、延長用ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、チャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、スリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される鋼球とを備え、延長用ロッドの両端部の外周面に形成された係合溝に前記鋼球を嵌合させる一方、前記スリーブを押し下げることにより係合溝と鋼球との嵌合を解くことで、延長用ロッドに対して着脱自在に構成されていることが好ましい。 The instrument body includes a hollow chuck shaft having an inner hole through which an extension rod can be inserted, a sleeve reciprocally movable along the chuck shaft and always biased toward the chuck shaft end side, and a chuck shaft end side of the sleeve. and a steel ball arranged on the chuck shaft and always supported by the sleeve so as to protrude into the inner hole of the chuck shaft. The steel ball is fitted into the formed engagement groove, and the engagement groove and the steel ball are disengaged by pushing down the sleeve so that the steel ball can be attached to and detached from the extension rod. is preferred.

本発明の貫入ロッド連結解除器具は、貫入試験機に装着するだけで、作業者が直接手を下すこと無く、簡単に貫入ロッドの連結を解除できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The penetration rod decoupling device of the present invention can be easily decoupled from the penetration rod by simply attaching it to the penetration tester without direct intervention by the operator.

自動貫入試験機の斜視図である。It is a perspective view of an automatic penetration tester. 自動貫入試験機の側面図である。It is a side view of an automatic penetration tester. 図2のA-A線拡大一部切欠断面図である。FIG. 3 is an enlarged partially cutaway cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2; 自動貫入試験機のチャックの構成を示す要部拡大一部切欠断面図である。Fig. 2 is an enlarged, partially cutaway cross-sectional view of a main part showing the configuration of the chuck of the automatic penetration tester; 荷重センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a load sensor. 本発明の貫入ロッド連結解除器具の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the penetration rod decoupling instrument of the present invention;

まず、本発明の貫入ロッド連結解除器具100が用いられる貫入試験機を図面に基づいて説明する。図1において、1は自動貫入試験機であり、支柱2に沿って昇降可能な昇降台3を有している。この昇降台3には、所定重量の錘3aと、回転用モータ6と、この回転用モータ6の駆動を受けて回転可能なチャック5と、このチャック5に保持されて一体に回転可能な貫入ロッド4と、昇降台3を昇降操作させるための昇降用モータ8とが載荷されている。 First, a penetration tester using the penetration rod disconnecting instrument 100 of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic penetration tester, which has a lifting platform 3 that can be lifted and lowered along a support 2. As shown in FIG. The lifting table 3 includes a weight 3a having a predetermined weight, a rotating motor 6, a chuck 5 rotatable by receiving the drive of the rotating motor 6, and a penetrating device which is held by the chuck 5 and can rotate integrally. A rod 4 and an elevating motor 8 for raising and lowering the platform 3 are loaded.

貫入ロッド4は、ロッド4aと、その先端(下端)に接続されるスクリューポイント4bとから構成されている。ロッド4aは、上端外周を3等分する位置に3個の係合溝4cを有しており、下端にもその外周を3等分する位置に3個の係合溝4dを有している。 The penetration rod 4 is composed of a rod 4a and a screw point 4b connected to its tip (lower end). The rod 4a has three engaging grooves 4c at positions dividing the outer circumference of the upper end into three equal parts, and also has three engaging grooves 4d at positions dividing the outer circumference into three equal parts at the lower end. .

図2に示すように、前記昇降台3は、支柱2に沿って垂直に配された案内チェーン2aに沿って回転するスプロケット7を有し、このスプロケット7が案内チェーン2aに沿って回転することで昇降するように構成されている。この昇降台3および昇降台3に載荷された前述の総重量により、前記貫入ロッド4には1KNの荷重が負荷できるように構成されている。 As shown in FIG. 2, the lifting platform 3 has a sprocket 7 rotating along a guide chain 2a arranged vertically along the column 2, and the sprocket 7 rotates along the guide chain 2a. It is configured to be raised and lowered by Due to the lifting table 3 and the above-mentioned total weight loaded on the lifting table 3, the penetration rod 4 is constructed so that a load of 1 KN can be applied.

図3に示すように、前記スプロケット7は、遊星歯車機構11を介して伝達軸12と一体に回転するように連結されている。また、前記昇降用モータ8の正逆転可能な駆動軸8aの先端には駆動歯車13が一体に回転するように取付けられている。さらに、この駆動歯車13には、中間歯車14および伝達歯車15が順に噛合しており、当該昇降用モータ8の駆動を伝達軸12に伝達するように構成されている。 As shown in FIG. 3, the sprocket 7 is connected to a transmission shaft 12 via a planetary gear mechanism 11 so as to rotate together. A drive gear 13 is attached to the tip of the drive shaft 8a of the lift motor 8, which can be rotated forward and backward, so as to rotate integrally with the drive shaft 8a. Furthermore, an intermediate gear 14 and a transmission gear 15 are meshed with the drive gear 13 in order, and are configured to transmit the drive of the lifting motor 8 to the transmission shaft 12 .

また、前記伝達歯車15は、中空の円柱を成し、その外周面に外歯を備える構成である。そして、この伝達歯車15の内部には、一方向クラッチ16が当該伝達歯車15と一体に回転するよう圧入されるとともに、伝達軸12に回転自在に支持されている。この第1の一方向クラッチ16により、昇降台3が上昇しようとする方向にスプロケット7を回転させるよう昇降用モータ8が駆動(便宜上、この駆動を正転駆動とする)したとき、昇降用モータ8の駆動が伝達されるように構成されている。この構成により、(昇降台の総重力に基づく荷重)-(昇降用モータ8の出力トルクに応じた上昇力)で決定される荷重が試験荷重として貫入ロッド4に負荷される。 Further, the transmission gear 15 is a hollow cylinder having external teeth on its outer peripheral surface. A one-way clutch 16 is press-fitted into the transmission gear 15 so as to rotate together with the transmission gear 15 and is rotatably supported by the transmission shaft 12 . The first one-way clutch 16 causes the lifting motor 8 to rotate the sprocket 7 in the direction in which the lifting table 3 is to be raised (for convenience, this drive is forward rotation). 8 drive is transmitted. With this configuration, a load determined by (the load based on the total gravity of the lifting platform) - (the lifting force corresponding to the output torque of the lifting motor 8) is applied to the penetration rod 4 as a test load.

一方、これとは逆に昇降用モータ8が駆動(便宜上、この駆動を逆転駆動とする)すると、一方向クラッチ16は空転する。これにより、昇降用モータ8の駆動が伝達軸12に伝達されない状態を創出でき、貫入ロッド4には昇降台の質量に基づく1KN(最大試験荷重)を負荷することができる。 On the other hand, when the lifting motor 8 is driven (for convenience, this driving is referred to as reverse driving), the one-way clutch 16 is idly rotated. As a result, it is possible to create a state in which the drive of the lifting motor 8 is not transmitted to the transmission shaft 12, and the penetration rod 4 can be loaded with 1KN (maximum test load) based on the mass of the lifting platform.

また、前記伝達軸12には、ロータリエンコーダ17が取付けられており、スプロケット7の回転に伴うパルス信号を出力する。そして、詳細を後述する制御ユニット50が当該パルス信号を処理し、昇降台3の昇降量、昇降速度に基づき貫入ロッド4の貫入量、貫入速度等を演算する。 A rotary encoder 17 is attached to the transmission shaft 12 and outputs a pulse signal accompanying the rotation of the sprocket 7 . Then, the control unit 50, whose details will be described later, processes the pulse signal, and calculates the penetration amount, the penetration speed, etc. of the penetration rod 4 based on the elevation amount and the elevation speed of the lifting table 3.

また、前記昇降用モータ8は、インダクションモータであり、インバータ制御部53によって駆動制御される。この昇降用モータ8の駆動軸8aの後端には、主動プーリ18が一体に回転可能に取付けられている。この主動プーリ18から所定の間隔をおいた位置には従動プーリ19が配置されており、これらプーリ18,19には無端ベルト20が巻き掛けられている。そして、従動プーリ19には、昇降用モータ8の加速度検出手段として、ロータリエンコーダ21が取付けられており、昇降用モータ8の駆動軸8aの回転に伴うパルス信号を検出するように構成されている。このロータリエンコーダ21によるパルス信号は、昇降用モータ8のインバータ制御部53および演算処理部51へ送られる。 The lifting motor 8 is an induction motor and is driven and controlled by the inverter control section 53 . A driving pulley 18 is attached to the rear end of the driving shaft 8a of the lifting motor 8 so as to be integrally rotatable. A driven pulley 19 is arranged at a predetermined distance from the driving pulley 18, and an endless belt 20 is wound around the pulleys 18,19. A rotary encoder 21 is attached to the driven pulley 19 as acceleration detection means for the lifting motor 8, and is configured to detect a pulse signal associated with the rotation of the driving shaft 8a of the lifting motor 8. . A pulse signal from the rotary encoder 21 is sent to the inverter control section 53 and the arithmetic processing section 51 of the lifting motor 8 .

なお、インダクションモータに代えてACサーボモータを用いてこれに準じた駆動制御部を備える構成であっても同等の機能を実現することができる。 Equivalent functions can be realized by using an AC servomotor instead of the induction motor and providing a drive control unit conforming to the AC servomotor.

図4に示すように、前記チャック5は、軸受45,46,47,48によって回転自在に支持された中空のチャック軸31と、このチャック軸31にマシンキー(図示せず)を介して挿入されるフランジ型のスリーブ32とから構成されている。このスリーブ32は、ばね33によって上方へ常時付勢されており、チャック軸31の外周面を摺動しながら移動可能に構成されている。一方、円周方向へはチャック軸31と一体に回転するように構成されている。また、チャック軸31にはその外周を3等分する位置に鋼球34を収納可能な収納孔が穿設されている。この鋼球34が貫入ロッド4の係合溝4cに嵌合し、貫入ロッド4を保持する。また、スリーブ32の上部の内径はチャック軸31の内径より大径に形成されており、スリーブ32をばね33の付勢に逆らって手動で押下げると、鋼球34が貫入ロッド4の係合溝4cから外れる。さらに、この状態でスリーブ32とともにチャック軸31を回転し、鋼球34を貫入ロッド4の係合溝4cが形成されていない位置まで移動させると、スリーブ32から手を離しても貫入ロッド4とチャック軸31との係合が解かれた状態となる。 As shown in FIG. 4, the chuck 5 includes a hollow chuck shaft 31 rotatably supported by bearings 45, 46, 47 and 48, and a machine key (not shown) inserted into the chuck shaft 31. and a flange-type sleeve 32 that The sleeve 32 is constantly biased upward by a spring 33 and is configured to be movable while sliding on the outer peripheral surface of the chuck shaft 31 . On the other hand, it is configured to rotate integrally with the chuck shaft 31 in the circumferential direction. Further, the chuck shaft 31 is provided with storage holes capable of accommodating the steel balls 34 at positions dividing the outer circumference into three equal parts. This steel ball 34 fits into the engagement groove 4c of the penetration rod 4 to hold the penetration rod 4. As shown in FIG. The inner diameter of the upper portion of the sleeve 32 is formed to be larger than the inner diameter of the chuck shaft 31 , and when the sleeve 32 is manually pushed down against the bias of the spring 33 , the steel ball 34 engages the penetration rod 4 . It is removed from the groove 4c. Further, in this state, when the chuck shaft 31 is rotated together with the sleeve 32 and the steel ball 34 is moved to a position where the engagement groove 4c of the penetration rod 4 is not formed, even if the sleeve 32 is released, the penetration rod 4 will not move. The engagement with the chuck shaft 31 is released.

前記チャック軸31には、環状の押さえ部材32aが挿入され、当該チャック軸31に固定されている。この押さえ部材32aは、前記スリーブ32と同一の内径に成形されており、スリーブ32を上方から押さえて抜け止めするように構成されている。また、押さえ部材32aは、チャック軸31の上端から突出するように配置されており、その理由は後述する。 An annular pressing member 32 a is inserted into the chuck shaft 31 and fixed to the chuck shaft 31 . The pressing member 32a is formed to have the same inner diameter as the sleeve 32, and is configured to press the sleeve 32 from above to prevent it from coming off. Further, the pressing member 32a is arranged so as to protrude from the upper end of the chuck shaft 31, the reason for which will be described later.

また、前記昇降台3には回転用モータ6が載荷されている。回転用モータ6は、インダクションモータであり、インバータ制御部54によって駆動制御される。この回転用モータ6の駆動軸6aには、一方向クラッチ35を介して主動スプロケット36が取付けられている。さらに、チャック軸31の下端には従動スプロケット37が取付けられており、これらスプロケット36,37に無端チェーン38を巻き掛けて回転用モータ6の回転駆動をチャック軸31へ伝達できるように構成されている。 A motor 6 for rotation is mounted on the lift table 3 . The rotation motor 6 is an induction motor and is driven and controlled by the inverter control section 54 . A driving sprocket 36 is attached to the drive shaft 6a of the rotation motor 6 via a one-way clutch 35. As shown in FIG. Further, a driven sprocket 37 is attached to the lower end of the chuck shaft 31 , and an endless chain 38 is wound around these sprockets 36 and 37 so that the rotational drive of the rotation motor 6 can be transmitted to the chuck shaft 31 . there is

ここで、前記貫入ロッド4先端のスクリューポイント4bは、日本工業規格A1221に示されるように、長さ200mmに対して1回の捻りが加えられたドリル形状を成すものである。したがって、前記一方向クラッチ35は、スクリューポイント4bの捻りに合わせて貫入ロッド4を地中にねじ込む方向に回転用モータ6が駆動(以下、便宜上、この駆動を正転駆動とする)しときにはその駆動を主動スプロケット35に伝達する。一方、これとは逆方向に回転用モータ6が駆動(以下、便宜上、この駆動を逆転駆動とする)したときには空転するので、駆動を貫入ロッド4へ伝達しないように構成されている。 Here, the screw point 4b at the tip of the penetration rod 4 has a drill shape that is twisted once with respect to a length of 200 mm, as shown in Japanese Industrial Standard A1221. Therefore, the one-way clutch 35 is driven by the rotation motor 6 in the direction in which the penetration rod 4 is screwed into the ground according to the twist of the screw point 4b (hereinafter, for convenience, this drive is referred to as normal rotation drive). It transmits drive to the driving sprocket 35 . On the other hand, when the rotating motor 6 is driven in the opposite direction (hereinafter, this driving is referred to as reverse driving for convenience), the driving is not transmitted to the penetration rod 4 because it idles.

また、前記チャック軸31には荷重センサの一例としてワッシャ型ロードセル39が挿入されている。このワッシャ型ロードセル39は、図5に示すように、センサ本体40の下面に円周方向に対して等間隔に成形される受圧部41と、センサ本体40の上面に円周方向に対して等間隔に成形される支持部42と、センサ本体40に貼付けられる歪みゲージ43とから構成されている。この構成により、貫入ロッド4に実際にかかるスラスト荷重がチャック軸31を支持するアンギュラ玉軸受45,46および円筒ころ軸受47を介して受圧部41へ伝達され、これに応じて支持部42が受圧板44に対して支点となりセンサ本体40に歪みが生じる。この歪みを歪みゲージ43が検出することにより、貫入ロッド4にかかる荷重を精度良く検出できる。 A washer type load cell 39 is inserted in the chuck shaft 31 as an example of a load sensor. As shown in FIG. 5, the washer-type load cell 39 includes pressure receiving portions 41 formed on the lower surface of the sensor main body 40 at equal intervals in the circumferential direction, and pressure receiving portions 41 formed on the upper surface of the sensor main body 40 at equal intervals in the circumferential direction. It is composed of a support portion 42 formed at intervals and a strain gauge 43 attached to the sensor main body 40 . With this configuration, the thrust load actually applied to the penetration rod 4 is transmitted to the pressure receiving portion 41 via the angular ball bearings 45 and 46 and the cylindrical roller bearing 47 that support the chuck shaft 31, and the support portion 42 receives pressure accordingly. It becomes a fulcrum with respect to the plate 44 and the sensor main body 40 is distorted. By detecting this strain with the strain gauge 43, the load applied to the penetration rod 4 can be detected with high accuracy.

図2に示すように、本発明の自動貫入試験機1の作動および荷重制御を行う制御ユニット50は、演算処理部51と、昇降用モータ8を駆動制御するインバータ制御部53と、回転用モータを駆動制御するインバータ制御部54と、記憶部55と、入力部56とを備えている。 As shown in FIG. 2, the control unit 50 that performs the operation and load control of the automatic penetration tester 1 of the present invention includes an arithmetic processing unit 51, an inverter control unit 53 that drives and controls the lifting motor 8, a rotation motor , a storage unit 55, and an input unit 56.

前記記憶部55には、試験荷重に対応するトルク指令値が記憶されており、所定の試験荷重設定時に演算処理部51が当該トルク指令値を選択する。そして、このトルク指令値をインバータ制御部53に出力し、昇降用モータ8が当該トルク指令値に応じた上昇力を発揮することにより、貫入ロッド4に所定の試験荷重をかけるように構成されている。 A torque command value corresponding to a test load is stored in the storage unit 55, and the arithmetic processing unit 51 selects the torque command value when setting a predetermined test load. Then, this torque command value is output to the inverter control unit 53, and the lifting motor 8 exerts a lifting force according to the torque command value, thereby applying a predetermined test load to the penetration rod 4. there is

前記インバータ制御部53は、前記演算処理部51から出力されるトルク指令値で昇降用モータ8が駆動するよう当該昇降用モータ8を駆動制御する。具体的には、インバータ制御部53は、ロータリエンコーダ21のパルス信号に基づくベクトル制御により、昇降用モータ8の回転数および出力トルクを制御する。 The inverter control section 53 drives and controls the elevation motor 8 so that the elevation motor 8 is driven by the torque command value output from the arithmetic processing section 51 . Specifically, the inverter control unit 53 controls the rotation speed and the output torque of the lifting motor 8 by vector control based on the pulse signal of the rotary encoder 21 .

前記演算処理部51は、前記昇降用モータ8のロータリエンコーダ21によるパルス信号に基づいて昇降用モータ8の駆動軸8aの回転加速度を演算する。 The arithmetic processing unit 51 calculates the rotational acceleration of the drive shaft 8a of the elevator motor 8 based on the pulse signal from the rotary encoder 21 of the elevator motor 8. FIG.

続いて、上記自動貫入試験機1の動作を説明する。自動貫入試験機1では、スウェーデン式サウンディング試験に準じて、貫入ロッド4に負荷される荷重が、50N,150N,250N,500N,750N,1KNの6段階の値に設定されている。例えば、250N荷重で貫入速度が遅くなった場合には、貫入ロッド4にかけられる荷重を増加する。一方、貫入速度が速くなった場合には、貫入ロッド4にかけられる荷重を減少する。このように、貫入段階で貫入速度が遅くなるごとに500N、750N、1KNの順に荷重が増すよう指令値が変更される。そして1KNの荷重がかけられた状態で、かつ貫入速度が遅くなった時には、回転用モータ6が駆動してチャック5と貫入ロッド4を一体に回転させ、荷重を負荷した状態で回転貫入が行われる。 Next, the operation of the automatic penetration tester 1 will be described. In the automatic penetration tester 1, the load applied to the penetration rod 4 is set to six levels of values of 50N, 150N, 250N, 500N, 750N, and 1KN according to the Swedish sounding test. For example, when the penetration speed slows down with a load of 250 N, the load applied to the penetration rod 4 is increased. On the other hand, when the penetration speed increases, the load applied to the penetration rod 4 is reduced. Thus, the command value is changed so that the load increases in the order of 500N, 750N, and 1KN each time the penetration speed slows down in the penetration stage. Then, when a load of 1 KN is applied and the penetration speed becomes slow, the rotation motor 6 is driven to rotate the chuck 5 and the penetration rod 4 together, and rotary penetration is performed while the load is applied. will be

また、貫入試験中、昇降台3が地表に到達し、貫入ロッド4の全長が地中に貫入すると貫入ロッド4の後端に延長用ロッド104aを継ぎ足す。 Further, during the penetration test, when the lifting platform 3 reaches the ground surface and the full length of the penetration rod 4 penetrates into the ground, the extension rod 104a is added to the rear end of the penetration rod 4.

延長用ロッド104aは、貫入ロッド4のロッド4aと同様の構成を成している。また、貫入ロッド4のロッド4aおよび延長用ロッド104aは、いずれも先端には雌ねじ部が形成されており、後端には雄ねじ部が形成されている。この構成により、貫入ロッド4の後端の雄ねじ部に、延長用ロッド104aの雌ねじ部を螺合する。そして、貫入ロッド4とチャック5の係合を解き、昇降台3を上昇させ、チャック5の鋼球34を延長用ロッドの係合溝104cに嵌合させることにより延長が完了する。再び昇降台3を下降させることにより、スクリューポイント4bをさらに深い深度まで貫入させる。このようなロッドの連結作業を繰り返しながら、スクリューポイント4bは、所定の深度まで貫入させられる。 The extension rod 104a has the same configuration as the rod 4a of the penetration rod 4. As shown in FIG. Moreover, both the rod 4a of the penetration rod 4 and the extension rod 104a are formed with a female threaded portion at the tip and a male threaded portion at the rear end. With this configuration, the female threaded portion of the extension rod 104 a is screwed into the male threaded portion at the rear end of the penetration rod 4 . Then, the engagement between the penetration rod 4 and the chuck 5 is released, the lifting table 3 is raised, and the steel balls 34 of the chuck 5 are fitted into the engagement grooves 104c of the extension rod, thereby completing the extension. By lowering the platform 3 again, the screw point 4b is penetrated to a deeper depth. While repeating such rod connecting work, the screw point 4b is penetrated to a predetermined depth.

試験終了後には、延長用ロッド104aとチャック5を係合させた状態で、昇降台3を上昇させることにより、延長用ロッド104aを地中から引き抜く。そして、延長用ロッド104aとチャック5の係合を解き、昇降台3を下側の貫入ロッド4の位置するところまで下降させ、当該貫入ロッド4のロッド4aの係合溝4c(あるいは延長用ロッド104aの係合溝104c)にチャック5の鋼球34を嵌合させる。ここで、本発明の貫入ロッド連結解除器具100を上側の延長用ロッド104aに装着する。 After the end of the test, the extension rod 104a is pulled out from the ground by raising the lifting table 3 while the extension rod 104a and the chuck 5 are engaged with each other. Then, the engagement between the extension rod 104a and the chuck 5 is released, the lifting table 3 is lowered to the position of the lower penetration rod 4, and the engagement groove 4c of the rod 4a of the penetration rod 4 (or the extension rod The steel ball 34 of the chuck 5 is fitted into the engagement groove 104c) of 104a. The penetration rod decoupling instrument 100 of the present invention is now attached to the upper extension rod 104a.

本発明の貫入ロッド連結解除器具100は、図6に示すように、器具本体110と、この器具本体110を前記自動貫入試験機1に固定するための固定手段120とから構成される。 The penetration rod disconnecting instrument 100 of the present invention comprises an instrument body 110 and fixing means 120 for fixing the instrument body 110 to the automatic penetration tester 1, as shown in FIG.

器具本体110は、前記チャック5と同様の構成をしており、延長用ロッド104aを挿通可能な貫通孔を有する中空のチャック軸131と、このチャック軸131に外装されるスリーブ132とから構成されている。このスリーブ132は、ばね133によって上方へ常時付勢されており、チャック軸131の外周面を摺動しながら移動可能に構成されている。一方、円周方向へはチャック軸131と一体に回転するように構成されている。 The instrument main body 110 has the same structure as the chuck 5, and is composed of a hollow chuck shaft 131 having a through-hole through which the extension rod 104a can be inserted, and a sleeve 132 fitted around the chuck shaft 131. ing. The sleeve 132 is constantly biased upward by a spring 133 and is configured to be movable while sliding on the outer peripheral surface of the chuck shaft 131 . On the other hand, it is configured to rotate integrally with the chuck shaft 131 in the circumferential direction.

また、器具本体110のチャック軸131にはその外周を3等分する位置に鋼球134を収納可能な収納孔が穿設されている。この鋼球134が延長用ロッド104aの下端外周面に形成された係合溝104dと嵌合し、延長用ロッド104aを保持する。また、スリーブ132の上部の内径はチャック軸131の内径より大径に形成されており、スリーブ132をばね133の付勢に逆らって手動で押下げると、鋼球134が延長用ロッド104aの係合溝104dから外れるように構成されている。 The chuck shaft 131 of the tool body 110 is provided with storage holes capable of storing steel balls 134 at positions dividing the outer circumference into three equal parts. The steel ball 134 is engaged with an engagement groove 104d formed on the outer peripheral surface of the lower end of the extension rod 104a to hold the extension rod 104a. The inner diameter of the upper portion of the sleeve 132 is larger than the inner diameter of the chuck shaft 131. When the sleeve 132 is manually pushed down against the force of the spring 133, the steel ball 134 engages the extension rod 104a. It is configured to be separated from the matching groove 104d.

固定手段120は、器具本体110の下部に連結されるブロック部材であり、器具本体110のチャック軸131の貫通孔に連通する連通孔121を有している。また、固定手段120は、昇降台3に設けられたフレーム101に嵌合可能な保持溝122を有している。なお、便宜上、フレーム101は、図6以外の図面には図示していない。 The fixing means 120 is a block member connected to the lower part of the instrument body 110 and has a communication hole 121 communicating with the through hole of the chuck shaft 131 of the instrument body 110 . Moreover, the fixing means 120 has a holding groove 122 that can be fitted to the frame 101 provided on the platform 3 . For convenience, the frame 101 is not shown in drawings other than FIG.

また、固定手段120は、連通孔121の開口部にインロー部123を有しており、チャック軸31の上端に位置決め可能に構成されている。 Further, the fixing means 120 has a spigot portion 123 at the opening of the communication hole 121 and is configured to be positioned on the upper end of the chuck shaft 31 .

上記貫入ロッド連結解除器具1の使用方法としては、上述したように、貫入試験終了後の自動貫入試験機1による所定の引き抜き動作をした後に、上側の延長用ロッド104aの係合溝104dに貫入ロッド連結解除器具100の器具本体110を装着するとともに、昇降台3のフレーム101に固定手段120を固定する。 As described above, the method of using the penetration rod disconnection device 1 is as follows. The device main body 110 of the rod disconnecting device 100 is mounted, and the fixing means 120 is fixed to the frame 101 of the lifting platform 3 .

この状態で、回転用モータ6を駆動してチャック5を回転することにより、下側の貫入ロッド4が回転する。一方、上側の延長用ロッド104aは、貫入ロッド連結解除器具100によって回転方向が固定されているので、これらロッドを接続しているねじ部の螺合が解かれる。 In this state, driving the rotation motor 6 to rotate the chuck 5 causes the lower penetration rod 4 to rotate. On the other hand, since the upper extension rod 104a is rotationally fixed by the penetrating rod decoupling tool 100, the threads connecting these rods are unscrewed.

螺合が解かれた後に、スリーブ132をばね133の付勢に逆らって手動で押下げると、鋼球134が延長用ロッド104aの係合溝104dから外れるので、この状態で延長用ロッド104aを手動で回転し、延長用ロッド104aの係合溝104dを鋼球134の無い位置まで回転移動させると、スリーブ132から手を離しても延長用ロッド104aとチャック軸131との係合が解かれた状態となり、延長用ロッド104aを器具本体から取り外することができる。貫入ロッド連結解除器具1を自動貫入試験機1から取り外し、再度、自動貫入試験機1による所定の引き抜き動作を繰り返し、都度貫入ロッド連結解除器具100を用いることにより、順次延長用ロッド104aの連結を解除することができる。 When the sleeve 132 is manually pushed down against the force of the spring 133 after the screwing is released, the steel ball 134 is disengaged from the engagement groove 104d of the extension rod 104a. When the engagement groove 104d of the extension rod 104a is rotated manually to a position where the steel ball 134 is absent, the engagement between the extension rod 104a and the chuck shaft 131 is released even if the sleeve 132 is released. In this state, the extension rod 104a can be removed from the instrument main body. Remove the penetration rod connection release device 1 from the automatic penetration tester 1, repeat the predetermined withdrawal operation by the automatic penetration tester 1 again, and use the penetration rod connection release device 100 each time to sequentially connect the extension rod 104a. can be released.

1 自動貫入試験機
2 支柱
2a 案内チェーン
3 昇降台
3a 錘
4 貫入ロッド
4b スクリューポイント
4c 係合溝
5 チャック
6 回転用モータ
6a 駆動軸
8 昇降用モータ
8a 駆動軸
11 遊星歯車機構
12 伝達軸
13 駆動歯車
14 中間歯車
15 伝達歯車
16 一方向クラッチ
17 ロータリエンコーダ
18 主動プーリ
19 従動プーリ
20 無端ベルト
21 ロータリエンコーダ
31 チャック軸
32 スリーブ
32a 押さえ部材
33 ばね
34 鋼球
35 一方向クラッチ
36 主動スプロケット
37 従動スプロケット
38 無端チェーン
39 ワッシャ型ロードセル
40 ロードセル本体
41 受圧部
42 支持部
43 歪みゲージ
44 受圧板
45,46 アンギュラ玉軸受
47,48 円筒ころ軸受
50 制御ユニット
51 演算処理部
53 インバータ制御部
54 インバータ制御部
55 記憶部
56 入力部
100 貫入ロッド連結解除器具
101 フレーム
104a 延長用ロッド
104c、104d 係合溝
110 器具本体
120 固定手段
121 連通孔
122 保持溝
123 インロー部
131 チャック軸
132 スリーブ
133 ばね
134 鋼球
1 Automatic Penetration Tester 2 Post 2a Guide Chain 3 Lifting Table 3a Weight 4 Penetration Rod 4b Screw Point 4c Engagement Groove 5 Chuck 6 Rotation Motor 6a Drive Shaft 8 Lifting Motor 8a Drive Shaft 11 Planetary Gear Mechanism 12 Transmission Shaft 13 Drive Gear 14 Intermediate gear 15 Transmission gear 16 One-way clutch 17 Rotary encoder 18 Drive pulley 19 Driven pulley 20 Endless belt 21 Rotary encoder 31 Chuck shaft 32 Sleeve 32a Holding member 33 Spring 34 Steel ball 35 One-way clutch 36 Drive sprocket 37 Driven sprocket 38 Endless chain 39 Washer-type load cell 40 Load cell body 41 Pressure receiving part 42 Support part 43 Strain gauge 44 Pressure receiving plates 45, 46 Angular ball bearings 47, 48 Cylindrical roller bearing 50 Control unit 51 Arithmetic processing part 53 Inverter control part 54 Inverter control part 55 Memory Part 56 Input part 100 Penetration rod decoupling tool 101 Frame 104a Extension rods 104c, 104d Engagement groove
110 Tool body 120 Fixing means 121 Communication hole 122 Holding groove 123 Inlay part 131 Chuck shaft 132 Sleeve 133 Spring 134 Steel ball

Claims (2)

モータの駆動に伴って貫入ロッドを回転自在に保持可能なチャックを備え、延長用ロッドをねじ連結により順次継ぎ足して延長しながら地中に回転貫入するように構成された貫入試験機に利用される貫入ロッド連結解除器具であって、
継ぎ足された延長用ロッドを保持可能な器具本体と、
貫入試験機に固定し、器具本体の回転を規制する固定手段と、
を備え、
チャックのモータを駆動して貫入ロッドを回転させることにより、これらロッドのねじ連結を解除するように構成されていること、
を特徴とする貫入ロッド連結解除器具。
It is used in a penetration tester that is equipped with a chuck that can rotatably hold a penetration rod in accordance with the drive of a motor, and that rotates and penetrates the ground while extending the extension rod by successively connecting it with screws. A penetration rod decoupling instrument, comprising:
a device body capable of holding the spliced extension rod;
Fixing means for fixing to the penetration tester and restricting rotation of the instrument body;
with
configured to drive a motor of the chuck to rotate the penetration rods to disengage the threaded connection of the rods;
A penetration rod decoupling instrument, comprising:
器具本体は、
延長用ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、
チャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、
スリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、
前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される鋼球と、
を備え、
延長用ロッドの両端部の外周面に形成された係合溝に前記鋼球を嵌合させる一方、前記スリーブを押し下げることにより係合溝と鋼球との嵌合を解くことで、延長用ロッドに対して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の貫入ロッド連結解除器具。
The instrument body
a hollow chuck shaft having an inner hole through which the extension rod can be inserted;
a sleeve reciprocally movable along the chuck shaft and always biased toward the end of the chuck shaft;
a sleeve retainer that restricts movement of the sleeve toward the chuck shaft end;
a steel ball arranged on the chuck shaft and always supported by the sleeve so as to protrude into an inner hole of the chuck shaft;
with
The steel balls are fitted into the engagement grooves formed on the outer peripheral surfaces of both ends of the extension rod, and the sleeves are pushed down to disengage the engagement grooves and the steel balls. 2. The penetration rod decoupling instrument of claim 1, wherein the penetration rod decoupling instrument is configured to be detachable from.
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