JP2507856Y2 - 円すい貫入試験機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は円すい貫入試験機に係り、特に円すい状の抵
抗体に貫入力を与えるための重錘の上昇移送並びに落下
が自動的に成し得る円すい貫入試験機に関するものであ
る。

［従来の技術］ 一般に、地中管埋設工事等の際に埋め戻した地面の硬
さの程度を測定する試験機として、第７図に示す円すい
貫入試験機が用いられている。円すい貫入試験機ａは、
地表ｂに設置される三脚構造の脚体ｃと、下部先端に円
すい状の抵抗体ｅを有し脚体ｃによって鉛直姿勢に支持
される貫入ロッドｄと、貫入ロッドｄに一定の貫入衝撃
を与えるべく落下される重錘ｅとで主に構成されてい
る。貫入ロッドｃの表面には軸方向に沿って10cm間隔で
目盛りｇが形成されている。貫入ロッドｄの上端部に
は、その長手方向に延出されて脚体ｃの上部に上下移動
自在に支持される案内ロッドｍが取り付けられ、この案
内ロッドｍに上記重錘ｅが昇降自在に係合している。案
内ロッドｍの上部には重錘ｅを落下させる際の高さ位置
を位置決めするためのストッパｊが固定して設けれら、
下端部には落下させた重錘ｅを衝突させるためのヘッド
部ｆが形成されている。重錘ｅの重さ並びに重錘ｅを落
下させる際のヘッド部ｆに対する高さ位置は、工事基準
により定められる。第７図の場合には、重錘ｅの重さが
5kg、落下高さが50cmに設定されている。重錘ｅには、
脚体ｃの上部に設けられた滑車ｉを経由させて牽引ワイ
ヤｈが接続されている。

貫入試験の際には、作業者はワイヤｈを引いてストッ
パｊに当接するまで重錘ｅを上昇移送させたのち落下さ
せてヘッド部ｆに衝突させる。この動作を繰り返し行
い、貫入ロッドｄが土中に10cm貫入されるのに要した重
錘ｅの落下回数をカウントすることにより、地表ｂの硬
さの程度が測定される。すなわち、重錘ｅの落下回数が
基準値以上であればその地表は最終舗装可能な硬さを有
すると判断され、基準値以下であれば更に地固めが必要
と判断される。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の貫入試験機ａにあっては、重錘
ｅを上昇移送させて落下させる動作を作業者が自ら繰り
返し行わなければならないため、作業者に対する負担が
大きいという問題があった。

また、重錘ｅに牽引ワイヤｈが接続されているため、
滑車ｉの回転が良好でない場合や作業者の力がワイヤｈ
に加わっている状態で重錘ｅを落下させた場合には、重
錘ｅの本来の重さによる落下衝撃が貫入ロッドｄに加え
られないことになり、試験が不正確なものになりやす
い。そのため、ワイヤｈを使用せずに、作業者が手で直
接重錘ｅを持ち上げて落下させる場合もある。この場
合、作業者が重錘ｅの持ち上げ・落下を繰返し行ってい
るうちに、不注意でヘッド部ｌと重錘ｅ間に手を挟んで
しまう等の事故も起こっている。

本考案は、上記課題を解消すべく創案されたものであ
り、その目的は重錘の上昇移送並びに落下が自動的に成
し得、容易且つ正確に貫入試験が行える円すい貫入試験
機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、土中に貫入される円錐体状の抵抗体を下端
部に有する貫入ロッドと、貫入ロッドの上端部にその長
手方向に延出されるべく一体的に取り付けられる案内ロ
ッドと、貫入ロッドの上端側部位に固定して設けられる
衝撃ヘッドと、案内ロッドに昇降自在に環装されて衝撃
ヘッドに衝撃荷重を付加するための重錘と、案内ロッド
に固定して設けられ重錘の昇降範囲を規制するストッパ
と、案内ロッドの上端部をその中央部に形成された開口
部内に遊挿する連結板により開閉自在に連結されて貫入
ロッド及び案内ロッドを鉛直方向に保持する脚体とを有
し、重錘の自由落下エネルギを衝撃ヘッドに衝撃力とし
て作用させて抵抗体の貫入度を測定する円すい貫入試験
機において、案内ロッドに昇降自在に遊嵌されたクラン
プ本体と、連結板上に横置して取り付けられたモータを
有しモータの回転軸に固定されたプーリによりクランプ
本体を牽引するワイヤを巻回させてクランプ本体をワイ
ヤの巻き取り及び繰出しにより昇降させるための巻上機
と、クランプ本体に重錘の半径方向に回動自在に設けら
れ下端部が重錘に接近するように付勢されたクランプレ
バと、クランプレバの下端部に形成されたクランプ本体
が巻上機により下降されたときに衝撃ヘッドに着座した
重錘に当接してクランプレバを適宜回動させることによ
り重錘の係合部に係合する爪部と、クランプレバの上端
部に形成されクランプ本体の上昇によりストッパと当接
してクランプレバを爪部が係合部から離脱する方向に回
動させる解除部と、クランプ本体に設けられ、ストッパ
に当接する離脱検知スイッチ及び衝撃ヘッドに着座した
重錘に当接する係合検知スイッチにより重錘に対するク
ランプレバの係合・離脱を検知するセンサ手段と、モー
タに設けられると共にセンサ手段にコイル状の信号線を
介して接続され、スイッチのON-OFF信号によりクランプ
本体を上昇或いは下降させる側にモータを駆動させるた
めの駆動制御部と、駆動制御部に接続され作業者側で巻
上機の運転操作を行うためのコントロールボックスとを
備えたものである。

［作用］ クランプ本体を下降させることにより、クランプレバ
の爪部が重錘に係合する。爪部の係合と同時にセンサ手
段によってこれが検知され、巻上機がワイヤ巻取側に駆
動して重錘と共にクランプ本体を上昇移動させる。クラ
ンプ本体の上昇移動によってクランプレバの解除部がス
トッパに当接する。クランプ本体がさらに上昇移動する
と、レバは解除部に案内されて回動する。これにより爪
部の重錘に対する係合が解除され、重錘が自由落下して
衝撃ヘッドに衝突する。爪部が重錘から離脱すると同時
にセンサ手段によってこれが検知され、巻上機が再びク
ランプ本体を下降させる側に駆動する。円錐貫入試験機
は上記一連の動作を繰り返し行うことになる。

このように、重錘を上昇移送させて落下させる動作が
自動的に行われるので、作業者に対する負担が大幅に軽
減されることになる。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例について説明する。

第１図に示すように円すい貫入試験機１は、地表２に
設置される三脚構造の脚体３と、下部先端に円すい状の
抵抗体４を有し脚体２によって鉛直姿勢に支持される貫
入ロッド５と、貫入ロッド５に所定の貫入衝撃を与える
べく落下される重錘６とを備えている。貫入ロッド５の
表面には軸方向に沿って所定間隔の目盛り７が形成され
ている。貫入ロッド５の上端部には、その長手方向に延
出されて案内ロッド８が取り付けられている。案内ロッ
ド８の下端部には重錘６を衝突させるための衝撃ヘッド
９がフランジ状に形成されている。貫入ロッド５と案内
ロッド８との接続は、衝撃ヘッド９の下部に貫入ロッド
５の上端部を螺着して固定することにより成されてい
る。案内ロッド８の上端部は脚体３の３本の脚10を開閉
自在に連結する連結板11の中央部に形成された開口部12
内に遊挿されており、貫入ロッド５と案内ロッド８とが
一体的に上下に移動できるようになっている。案内ロッ
ド８には上記重錘６が昇降自在に係合して設けられると
共に、重錘６を落下させる際の高さ位置を位置決めする
ためのストッパ13が固定して設けられている。ストッパ
13は、第２図に示すように案内ロッド８に環装されて固
定された内筒31と、内筒31の外周に一体的に固定された
外筒32とで構成されている。外筒32は、後述するクラン
プレバ16の上端部が当接されるべく内筒31よりも下方に
突出している。衝撃ヘッド９に対するストッパ13の高さ
位置並びに重錘６の重さは、工事基準に基いて設定され
ている。

案内ロッド８のストッパ13と重錘６間には、クランプ
本体14が昇降自在に遊嵌されて設けられている。そして
脚体３の上部には、クランプ本体14を牽引して上昇させ
るための巻上機15が設けられている。

クランプ本体14には、一端にクランプレバ16が設けら
れ、他端にセンサ手段25が設けられている。クランプレ
バ16は、第３図及び第４図に示すようにクランプ本体14
の一端に形成された固定ブラケット26にピン17で略中央
部が軸支されて取り付けられ、重力方向に回動自在に設
けられている。クランプレバ16には、下端部にクランプ
本体14の下降により重錘６の上部にフランジ状に形成さ
れた係合部21に係合する爪部18が形成され、上端部にク
ランプ本体14の上昇によりストッパ13の外筒32と当接し
てクランプレバ16を爪部18の離脱方向（第３図中、矢印
Ｂ方向）に回動させる解除部19がテーパ状に形成されて
いる。ピン17の一端にはばね20が巻回して設けられてい
る。ばね20の一端はクランプレバ16に、他端はクランプ
本体14に固定されており、ばね20によってクランプレバ
16が爪部18の係合方向（第３図中，矢印Ａ方向）に常時
付勢されている。クランプ本体14の上部にはクランプレ
バ16の矢印Ａ方向への回動範囲を規制するための当接部
材21が設けられている。

センサ手段25は、上方に突出させて設けられ上記スト
ッパ13の内筒31に当接する離脱検知スイッチ27と、下方
に突出させて設けられ衝撃ヘッド９に着座した重錘６に
当接する係合検知スイッチ28とを備えている。係合検知
スイッチ28の突出部の長さはクランプレバ16が重錘６に
係合する位置まで下降したときに先端が重錘６に当接す
るよう設定されており、重錘６との当接によって係合検
知スイッチ28がONになると巻上機15がクランプ本体14を
上昇させる側に駆動するようになっている。他方、離脱
検知スイッチ27の突出部の長さはクランプレバ16が重錘
６から離脱する位置まで上昇したときに先端がストッパ
13に当接するよう設定されており、ストッパ13との当接
によって離脱検知スイッチ27がONになると係合検知スイ
ッチ28がOFFになって巻上機15がクランプ本体14を下降
させる側に駆動するようになっている。

巻上機15は、脚体３の連結板11上に横置して取付けら
れたモータ22と、モータ22の回転軸に固定されクランプ
本体14を牽引するためのワイヤ23が巻回されるプーリ24
とで主に構成されている。このように巻上機15を脚体３
に一体的に設けたことで、全体がコンパクトでセットし
やすい構造にできる。そしてモータ22の駆動制御部29に
は上記センサ手段25がクランプ本体14の上下移動に支障
のない充分な長さを有するコイル状の信号線30を介して
接続されている。また、駆動制御部29には作業者側で巻
上機15の運転操作を行うためのコントロールボックス33
も接続されている。モータ22は、クランプ本体14を重錘
６と共に上昇させるのに充分な牽引力を有していると共
に、クランプ本体14を下降させる際にはクランプ本体14
の自重による落下を妨げることなくプーリ24をワイヤ23
の繰出し側に回転させるよう構成されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

先ず、第２図（ａ）に示すようにモータ22のプーリ24
の回転によるワイヤ23の繰出しによりクランプ本体14を
下降させる。クランプレバ16の先端が重錘６の係合部21
に当接すると、第２図（ｂ）に示すようにレバ16はその
側面に案内されて矢印Ｂ方向に回動する。クランプ本体
14がさらに下降すると、第２図（ｃ）に示すように、ク
ランプレバ16がばね20の付勢力により矢印Ａ方向に回動
して、爪部18が係合部21に係合する。爪部18の係合と同
時に係合検知スイッチ28が係合部21に当接してONにな
る。係合検知スイッチ28がONになると、巻上機15のプー
リ24がワイヤ23を巻き取る方向に回転されて、第２図
（ｄ）に示すように重錘６と共にクランプ本体14を上昇
移動させる。クランプ本体14の上昇移動によってクラン
プレバ16の解除部19がストッパ13の外筒32に当接する。
クランプ本体14がさらに上昇移動すると、レバ16は解除
部19のテーパ面に案内されて再び矢印Ｂ方向に回動す
る。これにより爪部18の係合部21に対する係合が解除さ
れ、第２図（ｆ）に示すように重錘６が自由落下して衝
撃ヘッド９に衝突する。爪部18の係合解除と同時に離脱
検知スイッチ27がONになり、巻上機15がクランプ本体14
を下降させる側に駆動して、第２図（ａ）〜（ｆ）に示
す一連の動作が繰り返し行われることになる。

このように、重錘６を上昇移送させて落下させる動作
が自動的に行われるので、作業者に対する負担が大幅に
軽減される。

また、従来のように重錘６に牽引ワイヤ等の付属物が
接続されていないので、重錘６の本来の重さによる落下
衝撃が貫入ロッド５に加えられることになり、試験の信
頼性が向上する。

尚、上記実施例にあっては重錘のタイプとして上端に
フランジ状の係合部21を有するものを対象としたが、重
錘にはこのような係合部を有していないものもある。そ
こで上記係合部21を有していない重錘を本考案の試験機
に適用しようとする場合には、第６図に示すようにクラ
ンプレバ16をその爪部18が重錘６の下面を係合部として
これに係合し得るように構成することにより、上述の動
作と同様に重錘６の自動的な上昇移送が達成できる。

また、重錘６の上昇移送をより確実なものとすべく、
第５図に示すように３個のクランプレバ16をクランプ本
体14の周方向に等間隔に設けてもよい。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、遠隔操作による巻上機
の駆動によりクランプ本体を昇降させることで、クラン
プレバの爪部を重錘に確実に係脱させ、重錘を安定して
連続的に上昇・落下させることができるので、円錐貫入
試験を容易に且つ正確に、しかも自動的に行うことがで
きる。すなわち作業者への負担を大幅に軽減できる。ま
た巻上機を脚体に一体的に設けたので、全体がコンパク
トでセットが容易な円すい貫入試験機とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す側面図、第２図（ａ）
〜（ｆ）は第１図の円すい貫入試験機の動作を示す図、
第３図は第１図の要部拡大図、第４図は第３図の平面
図、第５図，第６図は本考案の他の実施例を示す図、第
７図は従来例を示す図である。 図中、１は円すい貫入試験機、３は脚体、４は抵抗体、
５は貫入ロッド、６は重錘、８は案内ロッド、９は衝撃
ヘッド、13はストッパ、14はクランプ本体、15は巻上
機、16がクランプレバ、18は爪部、19は解除部である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】土中に貫入される円錐体状の抵抗体を下端
   部に有する貫入ロッドと、該貫入ロッドの上端部にその
   長手方向に延出されるべく一体的に取り付けられる案内
   ロッドと、上記貫入ロッドの上端側部位に固定して設け
   られる衝撃ヘッドと、上記案内ロッドに昇降自在に環装
   されて上記衝撃ヘッドに衝撃荷重を付加するための重錘
   と、上記案内ロッドに固定して設けられ上記重錘の昇降
   範囲を規制するストッパと、上記案内ロッドの上端部を
   その中央部に形成された開口部内に遊挿する連結板によ
   り開閉自在に連結されて上記貫入ロッド及び案内ロッド
   を鉛直方向に保持する脚体とを有し、上記重錘の自由落
   下エネルギを上記衝撃ヘッドに衝撃力として作用させて
   上記抵抗体の貫入度を測定する円すい貫入試験機におい
   て、上記案内ロッドに昇降自在に遊嵌されたクランプ本
   体と、上記連結板上に横置して取り付けられたモータを
   有し該モータの回転軸に固定されたプーリにより上記ク
   ランプ本体を牽引するワイヤを巻回させて該クランプ本
   体をワイヤの巻き取り及び繰出しにより昇降させるため
   の巻上機と、上記クランプ本体に上記重錘の半径方向に
   回動自在に設けられ下端部が重錘に接近するように付勢
   されたクランプレバと、該クランプレバの下端部に形成
   され上記クランプ本体が上記巻上機により下降されたと
   きに上記衝撃ヘッドに着座した上記重錘に当接してクラ
   ンプレバを適宜回動させることにより重錘の係合部に係
   合する爪部と、上記クランプレバの上端部に形成され上
   記クランプ本体の上昇により上記ストッパと当接してク
   ランプレバを上記爪部が上記係合部から離脱する方向に
   回動させる解除部と、上記クランプ本体に設けられ、上
   記ストッパに当接する離脱検知スイッチ及び上記衝撃ヘ
   ッドに着座した重錘に当接する係合検知スイッチにより
   上記重錘に対するクランプレバの係合・離脱を検知する
   センサ手段と、上記モータに設けられると共に該センサ
   手段にコイル状の信号線を介して接続され、上記スイッ
   チのON-OFF信号によりクランプ本体を上昇或いは下降さ
   せる側に上記モータを駆動させるための駆動制御部と、
   該駆動制御部に接続され作業者側で上記巻上機の運転操
   作を行うためのコントロールボックスとを備えたことを
   特徴とする円すい貫入試験機。