JP3643579B2

JP3643579B2 - 土壌採取装置

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Publication number: JP3643579B2
Application number: JP2002278226A
Authority: JP
Inventors: スコットグレゴリー
Original assignee: Kejr Inc
Current assignee: Kejr Inc
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP2004117074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌汚染等の調査のために目的の地下深度の地層から土壌を採取するサンプラーと呼ばれる土壌採取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば３ｍ以上の地下深度から土壌を採取する採取装置としては、目的の深度まで金属製の筒を打ち込んで抜き取るという手法が、簡便なことからよく使用されている。しかし、ただ単に筒を打ち込んでいっただけでは、目的深度に達するまでの目的外の土壌も筒内に入り込むことから、これによる影響が避けられない。たとえば、深度３ｍの地質調査が目的であっても、その上の１ｍ前後の土壌がダイオキシン等で汚染されていると、当該汚染土壌が先に筒内に入り込む結果、筒内が汚染されてしまい、目的の３ｍ深度の土壌が汚染の影響を受けてしまう。
【０００３】
そこで、目的深度までは土壌が筒内に入り込まないようにした土壌採取装置が特許文献１に開示されている。この土壌採取装置は、サンプルチューブ（採取筒）１０の先端から突出させたピストンチップ（コーン）１８を備え、このピストンチップ１８をロッド２６で押さえつけることにより、サンプルチューブ１０に蓋をする構造をもつ。ロッド２６は、先端部がピストンチップ１８に螺合し、後端部２８がサンプルチューブ１０内を貫通して反対側のドライブヘッド３２まで延びており、その後端部２８を、ピストンストップ４２で押さえられている。
【０００４】
このような土壌採取装置は、サンプルチューブ１０の後端を油圧ハンマー等で打撃することにより地中へ打ち込み、そして、ドライブヘッド３２によりサンプルチューブ１０から上にプローブエクステンション４８を多数継ぎ足していくことで、目的の深度まで先端のサンプルチューブ１０を到達させる。このときには、ピストンストップ４２にてロッド２６が押さえられているので、ピストンチップ１８はサンプルチューブ１０に蓋をした状態を維持する。
【０００５】
目的深度へ到達したところでピストンストップ４２の螺合を解いて取り外し、さらにプローブエクステンション４８を継ぎ足して打ち込むと、このときには押さえが無くなっているので、ピストンチップ１８は、サンプルチューブ１０内を土壌に押されて相対的に上昇する。したがって、先端のサンプルチューブ１０内に、目的とする深度の土壌を採取することができる。
【０００６】
このように、目的とする深度まではピストンチップ１８により蓋がされているので、目的外の深度の土壌による汚染が防止される。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５１８６２６３号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１記載の発明は、目的外の土壌による汚染の防止という点で非常に優れたものであるが、ピストンストップ４２をドライブヘッド３２に螺合させてロッド２６を押さえつける構造のため、地中への打ち込み時に、地中を突き進むピストンチップ１８を受け止めるロッド２６からピストンストップ４２へかかる力で、ねじ山がつぶれてしまう可能性があり、これによりピストンストップ４２がとれなくなると、土壌の採取ができなくなる。この現象は、サンプルチューブ１０の径が大きくなってピストンチップ１８へかかる力が大きくなるほど発生しやすくなるので、特許文献１の構造では、サンプルチューブ１０の直径はあまり大きくすることができない。
【０００９】
また、ピストンチップ１８とロッド２６も螺合させる構造であることから、そのねじ山もつぶれてしまう可能性があり、これによってもサンプルチューブ１０を大径（たとえば１０ｃｍほど）とすることが簡単にはできない。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目したものであり、より衝撃に強く、採取筒の径を大きくできるような土壌採取装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の土壌採取装置は、両端が開口した採取筒と、この採取筒の先端開口を塞ぐ径をもち且つ採取筒内を移動可能なコーンと、当該採取筒の後端部への螺合面を形成した先端側及び後続の延長筒の先端部への螺合面を形成した後端側をもつ中空のドライブヘッドと、採取筒の先端開口に位置したコーンが採取筒内へ移動しないように押さえつけるための先端部をもち、後端部がドライブヘッド内まで延びたロッドと、ドライブヘッド内へ挿入されてロッドの後端部を収容することで調芯を行うロッドストッパと、ドライブヘッドの後端側に装着され、ロッドストッパの頭部へ当接して位置決めを行うドライブキャップと、を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
この土壌採取装置は、ドライブキャップを油圧ハンマー等で打撃することにより地中へ打ち込まれるものであるが、ロッドストッパがロッド後端部を単に収容する構造で、螺合する構造とはなっておらず、さらに、ロッドストッパとドライブキャップとについても、ドライブキャップにロッドストッパの頭部が当接する構造になっている。すなわち、ロッドの力を受け止める部分に螺合構造が無い構成となっているので、従来技術に比べて耐衝撃性が高い。また、そのドライブキャップについても、ドライブヘッドの後端側に装着するだけの螺合させない構造となっていれば、打撃力による噛み付きも効果的に防止することができる。
【００１３】
そのロッドについて、採取筒の先端開口に位置したコーンに先端面が当接する構造とすると、この部分にも螺合構造が無くなることになるので、さらに耐衝撃性が高くなる。特にこのためのロッドは、先端部がコーンに当接する当接ロッドと、該当接ロッドの後端部に連結される継ぎ足しロッドと、からなる構成にしておくと、当接ロッドの先端部を肉厚に形成して衝撃でつぶれにくいものとすることができ、コーンとロッドとのかみつきをより確実に防止できるのでよい。
【００１４】
また、ドライブヘッドの先端側端面は、採取筒内に挿入された樹脂製内筒の後端を受け止めるストッパ壁となるようにしておくと、より好ましい。樹脂製内筒は、採取した土壌を取り出すときに非常に便利で、地質状態をそのまま採取し保存しておくことが簡単にできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、組立断面図と分解断面図で本発明の土壌採取装置の一例を示す。
【００１６】
この土壌採取装置Ｓは、両端が開口した採取筒１０、その先端開口１１に蓋をするコーン２０、採取筒１０の後端開口１２に螺合するドライブヘッド３０、コーン２０からドライブヘッド３０にわたって採取筒１０内に延在するロッド４０、ドライブヘッド３０内でロッド４０を受け止め調芯を行うロッドストッパ５０、そして、ドライブヘッド３０に被さるとともにロッドストッパ５０を位置決めするドライブキャップ６０から構成されている。また、本例の場合、採取筒１０内に、プラスチック製の内筒Ｉが挿入されている。
【００１７】
採取筒１０は、その先端部が、肉厚のコーン受け部材１３で構成されており、このコーン受け部材１３により先端開口１１が形成されている。該コーン受け部材１３は、採取筒１０の本体に螺合する構造とされ、この肉厚のコーン受け部材１３を螺合させて先端部とすることにより、地中を進むときの強度を十分にとることができるようになっている。また、本例のコーン受け部材１３は、内筒ＩのスペーサＰを保持する役割も担っている。
【００１８】
先端開口１１を形成するコーン受け部材１３の内壁には、段部１４が形成されており、この段部１４に、コーン２０の外周面に形成された段部２１が係止することで、コーン２０が先端開口１１から飛び出ないように保持される。
【００１９】
コーン２０は、採取筒１０内に挿入された内筒Ｉの中を移動可能な直径とされ、先端開口１１に位置したときの密閉性を向上させるために、弾性のｏ−リング２２が外周面のスリット内にはめ込まれている。このコーン２０の後端面には、ロッド４０を当接させるための当接凹部２３が凹設されている。
【００２０】
ドライブヘッド３０は、両端が開口した中空とされ、先端側３１の外周が採取筒１０の後端開口１２の内周面に螺合する螺合面、後端側３２の外周が後続の延長筒の先端開口内周面に螺合する螺合面とされている。また、先端側３１の端部が肉厚に形成され、これにより先端側端面３３が内筒Ｉのストッパ壁となるようになっている。
【００２１】
ロッド４０は、コーン２０へ当接する当接ロッド４１と、この当接ロッド４１に螺合してドライブヘッド３０の内部空間３４内まで延びる継ぎ足しロッド４２とから構成されている。当接ロッド４１は、先端面４３がコーン２０の当接凹部２３内に収容されて底面に当接し、コーン２０を押さえつける役割を担う。この先端面４３及び先端部分にはねじ切りなど一切されておらず、衝撃に対し強いものとなっている。この耐衝撃性を増すために、当接ロッド４１を中実とすることも可能である。このように当接ロッド４１がコーン２０に当接するだけにしてあり、螺合部分などない構造になっているので、噛み付き等なくコーン２０から簡単に外すことができる。
【００２２】
継ぎ足しロッド４２は、先端部４４の内周面が螺合面とされ、当接ロッド４１の後端部外周面へ螺合するようにしてある。そして、この継ぎ足しロッド４２の後端部４５がドライブヘッド３０の内部空間３４内まで延び、ロッドストッパ５０に収容される。
【００２３】
ロッドストッパ５０は、大径部５１と小径部５２とからなる概略ハット形状とされ、その大径部５１の径が、ドライブヘッド３０の内部空間３４の径と同程度にしてある。そして、その大径部５１の端面中央部分に収容凹部５３が凹設され、この収容凹部５３に継ぎ足しロッド４２の後端部４５を収容することで、ロッド４０の調芯を行えるようになっている。
【００２４】
ドライブキャップ６０は、中実棒状のものであり、ドライブヘッド３０の後端側３２を収容する収容凹部６１が一端面から凹設され、そして、その収容凹部６１の底面中央部分に、ロッドストッパ５０における小径部５２の頭部を当接させる凹部６２が形成されている。このドライブキャップ６０は、収容凹部６１により後端側３２に装着され、そして、凹部６２にロッドストッパ５０を当接させることにより位置決めを行うようになっている。収容凹部６１には螺合構造がないことから、打ち込み時の衝撃による噛み付きが防止される。
【００２５】
以上の構成をもつ土壌採取装置Ｓの組み立ては、まず、コーン受け部材１３にコーン２０及びスペーサＰをセットして採取筒１０の本体に螺合させて組み付け、そして、採取筒１０内にプラスチック製の内筒Ｉを後端開口１２から差し込み、さらに、採取筒１０の後端開口１２にドライブヘッド３０の先端側３１を螺合させて組み付ける。次いで、ロッド４０をドライブヘッド３０から採取筒１０内へ挿入して当接ロッド４１をコーン２０の当接凹部２３へ当接させ、そして、ロッドストッパ５０をドライブヘッド３０内へ挿入し、その収容凹部５３内にロッド４０の後端部４５を収容する。この上に、ドライブキャップ６０を、その収容凹部６１内にドライブヘッド３０の後端側３２を収容するようにして被せ、ロッドストッパ５０の頭部が収容凹部６１底面の凹部６２に当接するようにする。
【００２６】
このようにして組みあがった土壌採取装置Ｓは、ドライブキャップ６０を打撃することで、コーン２０から地中へ打ち込まれていくが、その際、コーン２０とロッド４０、ロッド４０とロッドストッパ５０、ロッドストッパ５０とドライブキャップ６０、そしてドライブキャップ６０とドライブヘッド３０のいずれの間にも螺合部分が形成されていないことから、各部品どうしの噛み付きが確実に防止される。
【００２７】
以上のような土壌採取装置Ｓを使用した採取方法につき、図３及び図４を参照して説明する。
【００２８】
まず最初は、図１の状態に組み立てた土壌採取装置Ｓを、その長さの２／３ほどまで地中に打ち込む。この状態で、ドライブキャップ６０及びロッドストッパ５０を取り外し、延長筒Ｅをドライブヘッド３０の後端側３２に螺合させて組み付ける。この延長筒Ｅは、先端部を構成するコーン受け部材１３を取り払った採取筒１０と同じものであり、当該コーン受け部材１３のない採取筒１０を逆さまにし、その後端開口（１２）を先端部としてドライブヘッド３０の後端側３２に螺合させることで組み付けられる。
【００２９】
延長筒Ｅの組み付け後（組み付け前でも可）、ロッド４０を構成する継ぎ足しロッド４２と同じものである延長ロッド４２を組み付ける。すなわち、ロッド４０の後端部４５に、延長ロッド４２の先端部４４の螺合面を螺合させる。そして、この延長ロッド４２の後端部４５を収容凹部５３に収容するようにしてロッドストッパ５０を延長筒Ｅ内にセットし、その上からドライブキャップ６０を被せる。すると、延長筒Ｅの後端部（すなわち、本来ならコーン受け部材１３との螺合部）がドライブキャップ６０の収容凹部６１に収容され、且つピストンストッパ５０の頭部が凹部６２へ当接する。なお、延長筒Ｅ（すなわち採取筒１０）の内径と、ドライブヘッド３０の内径（内部空間３４の直径）とは、本例の場合一致させてある。
【００３０】
この後、ドライブキャップ６０への打撃によりさらに土壌採取装置Ｓを地中へ打ち込み、延長筒Ｅの２／３ほどが地中へ入ったところで止め、ドライブキャップ６０及びロッドストッパ５０を取り外す。次いで、その延長筒Ｅの後端部に、新たな延長筒Ｅを上記同様にして螺合させて組み付け、そして、延長ロッド４２の後端部４５に、新たな延長ロッド４２の先端部４４を螺合させて組み付ける。後は、上記同様にピストンストッパ５０及びドライブキャップ６０をセットして打撃する。
【００３１】
以降、延長筒Ｅ及び延長ロッド４２を必要個数組み付けて延長しながら、目的の深度まで土壌採取装置Ｓを打ち込んでいく。
【００３２】
目的の深度に達したところで、ドライブキャップ６０及びロッドストッパ５０を取り外し、相互につながっている各延長ロッド４２及びロッド４０を引き上げる。これにより、採取筒１０の先端開口１１に位置しているコーン２０が、押さえのないフリー状態となる。
【００３３】
この状態で、最後尾の延長筒Ｅにドライブキャップ６０を被せ、これを打撃して打ち込んでいくと、採取筒１０は進む一方、コーン２０は押さえが無くなるのでその場に留まる状態、つまり進行する採取筒１０内を相対的に後退していくことになり、内筒Ｉ内に目的とする深度の土壌が取り込まれていく。必要量、土壌採取装置Ｓを打ち込んだ後、全体を地中から引き出せば、目的深度の土壌が採取筒１０内に取り込まれた状態で抜き出される。後は、採取筒１０内から内筒Ｉごと採取土壌を取り出せばよい。プラスチック製の内筒Ｉにより包まれた状態で土壌を取り出せるので、保存、運搬等に非常に都合がよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の土壌採取装置によれば、コーン、ロッド、ロッドストッパ、ドライブキャップのいずれの連結部分にもねじが形成されていない構造とすることができるので、打撃に強い構造が提供され、従来品よりも格段に寿命が長くなる。また、耐衝撃性が高まるので、従来品よりも採取筒の直径を大きくすることが可能となり、必要十分な量の土壌を採取するのに好都合となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土壌採取装置の組立断面図。
【図２】本発明に係る土壌採取装置の分解断面図。
【図３】本発明に係る土壌採取装置の使用例を示す断面図。
【図４】本発明に係る土壌採取装置の土壌採取時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
Ｓ土壌採取装置
１０採取筒
１１先端開口
１２後端開口
１３コーン受け部材
１４段部
２０コーン
２１段部
２２ｏ−リング（弾性リング）
２３当接凹部
３０ドライブヘッド
３１先端側
３２後端側
３３先端側端面
３４内部空間
４０ロッド
４１当接ロッド
４２継ぎ足しロッド
４３先端面
４４先端部
４５後端部
５０ロッドストッパ
５１大径部
５２小径部
５３収容凹部
６０ドライブキャップ
６１収容凹部
６２凹部
Ｉ内筒
Ｐスペーサ
Ｅ延長筒

Claims

両端が開口した採取筒と、該採取筒の先端開口を塞ぐ径をもち且つ前記採取筒内を移動可能なコーンと、前記採取筒の後端部への螺合面を形成した先端側及び後続の延長筒の先端部への螺合面を形成した後端側をもつ中空のドライブヘッドと、前記採取筒の先端開口に位置した前記コーンが前記採取筒内へ移動しないように押さえつけるための先端部をもち、後端部が前記ドライブヘッド内まで延びたロッドと、前記ドライブヘッド内へ挿入されて前記ロッドの後端部を収容することで調芯を行うロッドストッパと、前記ドライブヘッドの後端側に装着され、前記ロッドストッパの頭部へ当接して位置決めを行うドライブキャップと、を備えてなることを特徴とする土壌採取装置。
ロッドは、採取筒の先端開口に位置したコーンに先端面が当接する構造となっている請求項１記載の土壌採取装置。
ロッドは、先端部がコーンに当接する当接ロッドと、該当接ロッドの後端部に連結される継ぎ足しロッドと、からなる請求項２記載の土壌採取装置。
ドライブヘッドの先端側端面が、採取筒内に挿入された樹脂製内筒の後端を受け止めるストッパ壁となる請求項１〜３のいずれか１項に記載の土壌採取装置。