JP3516230B2 - 貫入ロッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貫入試験により土
質の調査を行う貫入試験機において利用される貫入ロッ
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、土質の調査を行う貫入試験には貫
入試験機が使用されている。この貫入試験機はフレ−ム
に沿って昇降自在な載荷台を有し、この載荷台にはモ−
タと、このモ−タの駆動を受けて回転するチャックユニ
ットとが装備されており、チャックユニットには貫入ロ
ッドが一体に回転可能に保持されている。この貫入ロッ
ドは、一般に外周面に凹凸のない軸状部材の先端に略円
錐形状の貫入体を取り付けた構成から成る。このような
構成の貫入ロッドを保持するため、前記チャックユニッ
トとしては、例えば部品切削加工機である旋盤において
広く用いられているハンマチャック等の軸状部品を挟持
するタイプのものが利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】貫入試験では、チャッ
クユニットに貫入ロッドを保持し、この貫入ロッドを地
中に貫入していき、各種試験データが取得される。この
貫入試験においては、貫入中に貫入体が岩、礫等に突き
当たり、それ以上貫入できなくなる場合があるが、その
場合には、作業者が貫入ロッドをハンマ等で打撃し、貫
入を試みる打撃作業が行われている。しかし、従来の貫
入ロッドはチャックユニットに挟持されているため、そ
のまま打撃すると打撃の衝撃がチャックユニット、載荷
台等の貫入試験機の各部に伝達されてしまい、各部の故
障を招いてしまう恐れがあった。このため、従来の貫入
試験機では、チャックユニットによる貫入ロッドの保持
を一旦解除してから打撃作業を行わなければならなかっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みて創成されたものであり、フレームに沿って昇降可能
に設けられた載荷台と、この載荷台に回転可能に配置さ
れるとともに全長に渡って貫通する内孔を有しかつ当該
内孔に常時突出するように付勢された係合手段を備えた
チャックユニットと、このチャックユニットを回転駆動
する駆動源部とを備えた貫入試験機において利用される
貫入ロッドであって、前記チャックユニットの内孔を貫
通して挿通可能な本体軸部を有し、この本体軸部に前記
チャックユニットの係合手段が係合可能かつ当該係合手
段が係合した状態で本体軸部が長手方向に移動できる長
さの係止部を形成するとともに、この本体軸部を常時は
前記係合手段と接し前記内孔とは所要の隙間を有する太
さに形成して成ることを特徴とする。

【０００５】なお、前記係止部は、チャックユニットに
係合手段として備えられた鋼球が嵌合可能な横断面円弧
形状の長溝に形成されていることが望ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４において１０は貫入試験機で
あり、一対のフレ−ム１１を有し、このフレ−ム１１に
は載荷台１２が昇降自在に嵌合されている。この載荷台
１２には駆動源であるモ−タ１３と、このモ−タ１３と
チェ−ン１４により連結されてモ−タ１３の駆動を受け
て回転するチャックユニット１５と、載荷台１２に重量
負荷を加えるための各種重量の錘１６と、この錘１６を
懸架する錘掛け１７と、前記モ−タ１３とチャックユニ
ット１５とを繋ぐチェ−ン１４に噛合するスプロケット
１８が入力軸１９に連結されたトルク検出部２０とが装
備されており、チャックユニット１５には貫入ロッド１
が保持される。

【０００７】この貫入試験機におけるチャックユニット
１５は、図５に示すように載荷台１２に取り付けられる
取付け板２１を有し、この取付け板２１の下面には載荷
台１２下面側に突出する軸受ケ−ス２２が固設され、こ
の軸受ケ−ス２２内にはスラスト軸受、ラジアル軸受が
収納されるとともに、この各軸受を介して中空円筒状の
下端スリ−ブ２３が貫挿されている。この下端スリ−ブ
２３の下部には前記チェ−ン１４が巻回されるスプロケ
ット２４が、また上端には下端スリ−ブ２３同様の貫通
内孔を有する中継スリ−ブ２５がそれぞれ一体に回転可
能に配置され、中継スリ−ブ２５には下端スリ−ブ２３
から連続する貫通内孔を有する案内スリ−ブ２６が一体
に回転可能に取り付けられている。

【０００８】案内スリ−ブ２６上部にはその外周を３等
分して内孔側が僅かに小径に絞られた収納孔２６ａが穿
設されており、この収納孔２６ａ内には係合手段の一例
として鋼球２７が内孔側に所定量突出可能に収納されて
いる。また、この案内スリ−ブ２６外周面にはばね２８
が嵌装されるとともに、このばね２８により常時上方に
付勢される中空円筒状の摺動スリ−ブ２９が挿通してお
り、この摺動スリ−ブ２９内孔上部は他よりも大なる径
に構成されている。

【０００９】前記チャックユニット１４には前記貫入ロ
ッド１が挿通している。この貫入ロッド１は図１に示す
ように軸状の本体軸部２と、この本体軸部２の一端に設
けられる略円錐形状の貫入体３と、本体軸部２他端に一
体成形される雄ねじ部４とからなり、本体軸部２他端側
の雄ねじ部４が成形されていない外周には、外周を３等
分して同一長さの係止部５が成形されている。

【００１０】係止部５は図２に示すように横断面形状が
円弧状を成す長溝であり、前述のチャックユニット１５
の鋼球の突出分が係合するに適当な深さ・形状に形成さ
れている。なお、貫入試験に際してはこの貫入ロッド１
だけでは長さが不足するため、図３に示す延長ロッド６
も用意されている。この延長ロッド６は一端に貫入ロッ
ド１の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部７が成形され、また
他端には貫入ロッド１同様雄ねじ部４および係止部５が
一体成形されている。つまり、この延長ロッド６は貫入
ロッド１の貫入体３に代え、雌ねじ部７を成形したもの
である。

【００１１】上記貫入試験機１０を用いて貫入試験を行
う際には、まず載荷台１２をフレ−ム１１に沿って所定
位置まで上昇させる。この状態でチャックユニット１５
の摺動スリ−ブ２９を下方に引き下げると、上部内孔が
案内スリ−ブ２６の鋼球２７位置に達して鋼球２７を収
納孔２６ａ内で動作可能とする。続いて、摺動スリ−ブ
２９を引き下げた状態を保ち、チャックユニット１５に
貫入ロッド１を挿通させると、貫入ロッド１によって鋼
球２７は収納孔２６ａ内に押し込まれ、案内スリ−ブ２
６外周面から突出する。

【００１２】この状態で、摺動スリ−ブ２９を引き下げ
る力を解除すると、摺動スリ−ブ２９はばね２８の復帰
力によって上方に摺動しようとするが、鋼球２７が貫入
ロッド１の係止部５と一致していない場合、上部内孔と
これに連続する内孔との境界、すなわち径の違いによっ
て段となった部分に鋼球２７が当接するため、摺動スリ
−ブ２９はそれ以上上方へ摺動することはできなくな
り、その位置で停止する。この状態から貫入ロッド１の
係止部５が案内スリ−ブ６の収納孔２６ａ位置に移動す
るように貫入ロッド１を操作すると、鋼球２７は摺動ス
リ−ブ２９に押圧されているため、係止部５と一致する
と速やかに係止部５に係合し、それに伴って摺動スリ−
ブ２９は上方に摺動し、内孔によって収納孔２６ａを覆
い鋼球２７の動作を封じる。このことによって貫入ロッ
ド１はチャックユニット１５に保持される。

【００１３】貫入ロッド１の保持が終了して後、錘掛け
１７に所定重量の錘１６を掛け、貫入ロッド１の貫入体
３先端が地表に接地するまで載荷台１２を下降させる。
この状態から載荷台１２を錘１６の重量を併せた自重に
よって下降させるとともに、モ−タ１３を駆動してチャ
ックユニット１５に回転を与え、貫入体３を回転させな
がら地中に貫入すると、土中で貫入体３が受ける回転負
荷トルクはトルク検出部２０によって検出され、また所
定貫入量ごとの貫入体３の回転量も逐次記録される。こ
れらの試験デ−タは貫入試験終了後、土質判定のための
判断材料として用いられる。

【００１４】貫入ロッド１の外周面には係止部５が形成
されているため、この係止部５にチャックユニット１５
の鋼球２７が係合し、チャックユニット１５に貫入ロッ
ド１を確実に保持することができる。よって、チャック
ユニット１５と貫入ロッド１との間の滑りを防止して貫
入ロッド１にモ−タ１３の駆動を確実に伝達することが
可能になるとともに、貫入体３が土から受ける回転負荷
トルクを確実に取出すことも可能になる。また、貫入ロ
ッド１の係止部５は横断面形状が円弧状であるため、鋼
球２７との接触面積が多くでき、回転負荷トルク等によ
る応力の集中を防止することができる。

【００１５】貫入体３を地中に貫入していく過程で、貫
入体３が岩、礫等に突き当たって貫入しなくなった場合
には、一旦貫入試験機１０を停止し、貫入ロッド１（又
は延長ロッド６）の端部をハンマ（図示せず）等で打撃
する打撃作業が行われる。この時、貫入ロッド１の係止
部５が長溝であり、これにチャックユニット１５の鋼球
２７が嵌合しているため、貫入ロッド１は係止部５の長
さ分、軸方向に移動できる。このため、チャックユニッ
ト１５による貫入ロッド１の保持を解除せずに打撃作業
を行っても、チャックユニット１５、載荷台１２等の貫
入試験機１０の各部に打撃による衝撃が伝播されること
がない。またこの時、係止部５が横断面半円弧状の長溝
であり、これにチャックユニット１５の鋼球２７が嵌合
している構成なので、チャックユニット１５に対する貫
入ロッド１の移動は非常に円滑である。

【００１６】打撃作業により、貫入体３が突き当たって
いるのが薄い岩、礫または小さい岩、礫等であれば、こ
れらを粉砕するなどして回避することができ、再度貫入
試験機１を作動して貫入試験を続行することが可能であ
る。なお、所定回数の打撃を行っても貫入体３が貫入で
きない状態が続く場合は、そこで貫入試験が中止され
る。この打撃作業における打撃回数も、試験後の土質判
定のための試験データとして記録される。

【００１７】貫入試験は一般的に１５ｍ程度の深度まで
行われるため、試験中には何回か延長ロッド６の継ぎ足
しが行われる。ここでは貫入ロッド１に延長ロッド６を
継ぎ足す作業について説明するが、延長ロッド６同士の
継ぎ足し作業も同様である。

【００１８】貫入ロッド１に延長ロッド６を継ぎ足すに
は、まずモ−タ１３の駆動を停止し、地中に貫入してい
る貫入ロッド１の雄ねじ部４に延長ロッド６の雌ねじ部
７を螺合させる。次に、チャックユニット１５の摺動ス
リ−ブ２９を下方に摺動しつつ鋼球２７が係止部５から
外れるまでチャックユニット１５を回転させると、前述
のように摺動スリ−ブ２９は鋼球２７に阻まれて上方に
復帰できなくなる。この状態から載荷台１２を上昇させ
てチャックユニット１５を延長ロッド６の係止部５が形
成されている位置に移動させ、再度チャックユニット１
５を回転させると、鋼球２７は延長ロッド６の係止部５
に嵌合して延長ロッド６を保持することができる。その
後は、貫入試験機が再起動され、前述同様にして貫入試
験が続行される。

【００１９】

【発明の効果】本発明の貫入ロッドは、チャックユニッ
トの内孔を貫通して挿通可能な本体軸部を有し、この本
体軸部に前記チャックユニットの係合手段が係合可能か
つ当該係合手段が係合した状態で本体軸部が長手方向に
移動できる長さの係止部を形成するとともに、この本体
軸部を常時は前記係合手段と接し前記内孔とは所要の隙
間を有する太さに形成して成るものである。これによ
り、チャックユニットに貫入ロッドを保持したまま打撃
作業を行っても、係止部の長さ分貫入ロッドが軸方向に
移動できるため、チャックユニット等に衝撃が伝播され
ない。よって、従来に比べ、貫入ロッドの保持解除等に
係る作業の煩わしさから作業者を解放し、なおかつ迅速
な打撃作業の実施が可能になる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る貫入ロッドの正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】延長ロッドの正面図である。

【図４】貫入試験機の側面図である。

【図５】本発明に係る貫入ロッドを保持した状態を示す
チャックユニットの断面図である。

【符号の説明】

１ 貫入ロッド ２ 本体軸部 ３ 貫入体 ４ 雄ねじ部 ５ 係止部 ６ 延長ロッド ７ 雌ねじ部 １０ 貫入試験機 １１ フレ−ム １２ 載荷台 １３ モ−タ １４ チェ−ン １５ チャックユニット １６ 錘 １７ 錘掛け １８ スプロケット １９ 入力軸 ２０ トルク検出部 ２１ 取付け板 ２２ 軸受ケ−ス ２３ 下端スリ−ブ ２４ スプロケット ２５ 中継スリ−ブ ２６ 案内スリ−ブ ２６ａ 収納孔 ２７ 鋼球 ２８ ばね ２９ 摺動スリ−ブ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに沿って昇降可能に設けられた載
   荷台と、この載荷台に回転可能に配置されるとともに全
   長に渡って貫通する内孔を有しかつ当該内孔に常時突出
   するように付勢された係合手段を備えたチャックユニッ
   トと、このチャックユニットを回転駆動する駆動源部と
   を備えた貫入試験機において利用される貫入ロッドであ
   って、 前記チャックユニットの内孔を貫通して挿通可能な本体
   軸部を有し、 この本体軸部に前記チャックユニットの係合手段が係合
   可能かつ当該係合手段が係合した状態で本体軸部が長手
   方向に移動できる長さの係止部を形成するとともに、 この本体軸部を常時は前記係合手段と接し前記内孔とは
   所要の隙間を有する太さに 形成して成ることを特徴とす
   る貫入ロッド。
2. 【請求項２】係止部は、チャックユニットに係合手段と
   して備えられた鋼球が嵌合可能な横断面円弧形状の長溝
   に形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。