JP3921090B2 - 自走式地質調査機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地質調査を目的とする自走式の地質調査機に関する。更に詳しくは、オートマチックラムサウンデイングにより地中にコーン及びロッドを貫入して試験を行う自走式地質調査機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宅地建設予定地等の地盤調査においては、地盤の性状等土質検査のため、検査対象の地盤に先端にコーンを有する試験用ロッドを貫入させ、ロッドの自沈速度等の沈降状態を調査することが行われている。これはその土地に最適な基礎設計をなし、建物等の耐久性、耐震性をより高めるためになされるものである。地盤が軟弱な土地の場合、後で不同沈下、地盤沈下等が発生しないように対策を施すための基礎データを得るために行われる。
【０００３】
これはロッドに３種類の錘を負荷して自沈させ自沈停止時にはそれ以上の負荷をかけずに試験用ロッドを回転駆動するいわゆるスウェーデン式サウンデイングと、ハンマーを自由落下させ試験用ロッドを打撃して地中に貫入させ試験を行うオートマチックラムサウンディングが知られている。
【０００４】
スウェーデン式サウンデイングは、所定荷重による貫入と回転貫入により原位置を測定する試験であり、いわゆる住宅地等の地盤の静的貫入抵抗を測定して、その土質の硬軟等を判定し住宅等の建築地の地盤状況を把握することを目的としている。この試験方法は、装置及び操作が容易で迅速にできることから、深さが１０ｍ内程度の比較的浅い地盤を対象として、特に戸建住宅地の地盤調査方法として普及している。この方式の試験方法は手動操作によって行うのが一般的であるが、自動により行う方法も知られている。
【０００５】
一方、オートマチックラムサウンディングは、スウェーデンで開発された動的コーン貫入試験として知られており、所定の重さのハンマーを所定の高さから落下させることによりロッド及びコーンを地中に貫入させ、打撃回数を求めＮ値を評価する地盤の試験を行うことを目的としている。この試験方法による貫入能力は２０〜３０ｍの深さの調査が可能である。この方式の試験方法は、自動連続貫入方法によって行うのを原則としている。
【０００６】
いずれにしても住宅地等においては、規模の違いに応じて何らかの地盤調査が地質調査機等によって行われるのが一般的で、調査対象の地盤における土の貫入抵抗を測定し、その硬軟または締まり具合、あるいは土層の構成を判定するベースにしている。自走式試験機等により数多くの地点を測定をして、迅速、正確で能率のよい地盤調査をすることが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に住宅地等は狭いので、試験を行う範囲が限定されたり、自走式の試験機においては、その行動範囲に制約を受け、所定地盤の試験を行い難い場合もある。このため調査機または装置を出来るだけ小さくコンパクトにする必要がある。特にオートマチックラムサウンディングは、自動化を原則にしているので、そのための装置は欠かせず、小さくするのも限界がある。
【０００８】
スウェーデン式サウンデイングは、前述のように自動化されたものも提案されているが、駆動源を多く必要とし複雑な構成になっているのが現状である。仮にこの技術をオートマチックラムサウンディングに適用しても、単に操作を自動化したに過ぎず、かえって複雑にしてしまう場合が多い。このようなことから自動化され、さらに構成が簡素で迅速に調査の行える地質調査機の開発が望まれている。
【０００９】
本発明はこのような技術的背景に基づき開発されたものであり、特にオートマチックラムサウンディングに適用し、次の目的を達成するものである。本発明の目的は、ハンマー落下装置の構成を簡素化し自動連続貫入装置とした自走式地質調査機を提供することにある。本発明の他の目的は、構成（構造）を簡素化したことによりコストを低減した自走式地質調査機を提供することにある。更に本発明の他の目的は、試験したデータを迅速に処理し、その結果を表示可能な構成にした自走式地質調査機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
本発明１の自走式試験機の試験装置は、先端にコーンを取り付けた試験用ロッドを地中に貫入して試験する自走式地質調査機において、地面を自走する自走機に設けられ案内部を有して起伏自在なリーダと、このリーダの前記案内部に昇降自在に設けられ、内蔵するハンマーを昇降動作させ機械的な動作で落下可能にさせるハンマー装置と、前記リーダの前記案内部に昇降自在に設けられ、地中に貫入する前記試験用ロッドを把持し回転させる回転装置と、前記ハンマー装置、又は前記回転装置に、当接又は連結可能な係止部が形成された案内体と、前記リーダに設けられ、前記案内体を昇降自在に駆動し、前記案内体を介して、前記ハンマー装置、又は前記回転装置を個別に昇降動作可能な駆動装置とからなり、一つの前記駆動装置により、前記ハンマー装置、又は前記回転装置の昇降動作を切り替えて行えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明２の自走式地質調査機は、前記発明１において、前記リーダを起伏自在にするためのシリンダ装置を前記自走機に設け、前記自走機に設けられた支点を中心に前記リーダを回動させるように構成している。
【００１３】
本発明３の自走式地質調査機は、前記発明１において、前記ハンマー装置は、前記ハンマーと、このハンマーを上方に持ち上げるハンマーシリンダと、このハンマーシリンダの駆動により昇降動作し前記ハンマーに係合する係合部材と、この係合部材が前記ハンマーに係合して上昇したときこの係合を解除する解除部材とから構成している。
【００１４】
本発明４の自走式地質調査機は、前記発明１において、前記回転装置は、前記試験用ロッドを把持するチャック装置と、把持された前記試験用ロッドを回転させる回転駆動装置とから構成している。
【００１５】
本発明５の自走式地質調査機は、前記発明１において、前記ハンマー装置のハンマー動作を制御し、調査データを記憶し出力表示する制御装置を前記自走機に設けた構成にしている。
【００１６】
本発明６の自走式地質調査機は、前記発明１において、前記案内体には、差し替え可能な連結体が設けられ、前記回転装置と前記案内体の前記係止部とを前記連結体で連結して前記回転装置を昇降移動自在としたことを特徴とする。
【００１７】
本発明７の自走式地質調査機は、前記発明３において、前記係合部材は、前記ハンマーに固定されたフック部材と、前記ハンマーシリンダにより昇降する昇降体に設けられ前記フック部材と係合する爪部材とから構成され、前記ハンマーが下方にあるとき前記爪部材が下方に移動して前記フック部材に係合することを特徴としている。
【００１８】
本発明８の自走式地質調査機は、前記発明３において、前記解除部材は、前記ハンマー装置の上部に設けられたカム部材で構成され、前記ハンマーシリンダにより昇降する昇降体に設けられた前記爪部材が上昇したとき、このカム部材と係合することにより前記爪部材と前記ハンマーに固定された前記フック部材の係合を解除し、前記ハンマーを下方に落下させるようにしたことを特徴としている。
【００１９】
本発明９の自走式地質調査機は、前記発明３において、前記ハンマー装置の上部、又は前記ハンマーシリンダに検出手段を設け、前記ハンマーの動作位置を検出するようにしたことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の自走式地質調査機１の全体正面図であり、図２はその側面図である。この自走式地質調査機１は、フルオートマチックラムサウンド方式の地質調査機であって、自走可能な自走機２にハンマー装置３を搭載した構成が基本となっている。自走機２は、無端の軌道帯輪が走行駆動されることにより、あらゆる位置に走行が可能となっている。
【００２１】
この自走機２には、傾きを変えられ案内部４ａを有するリーダ４が設けられている。リーダ４の傾きは、自走機２の前部に設けられた支軸５を中心に回動して変えることができる。地面に垂直方向のみならず、仮想線位置のように傾斜状態に設置することもできる。又、このリーダ４は、自走機２を軌道帯輪上で水平旋回させることにより、自走機２の周囲に位置を変えることもできる。この傾斜動作は、自走機２に設けられたリーダ起倒シリンダ６の駆動により行う。
【００２２】
このリーダ起倒シリンダ６は、このシリンダ本体が自走機２に設けられた支軸６ａを介して揺動可能に設けられており、リーダ起倒シリンダ６のシリンダロッド６ｂがリーダ４に支軸６ｃを介して連結しているので、リーダ起倒シリンダ６に圧油が供給されると、シリンダロッド６ｂが伸縮してリーダ４の傾きを変えることができる。
【００２３】
又、リーダ４が所定位置に設置されたとき、地面は平坦でないのでリーダ４の高さ方向の位置を調整する必要がある。このために自走機２に調整用シリンダ７が設けられている。シリンダロッド６ｂはこの調整用シリンダ７を介してリーダ４に連結しているので、前述のリーダ４の傾斜を変えることは、この調整用シリンダ７を傾斜させることを意味する。
【００２４】
更に、このリーダ４の案内部４ａには、ハンマー装置３が昇降方向移動自在に搭載されている。このハンマー装置３は、リーダ４内に設けられた昇降シリンダ８によって、案内受け部３ａを介して昇降方向に向きが規制され移動が可能である。この昇降シリンダ８は、回転駆動をする油圧モータであってもよい。ハンマー装置３についての詳細は後述するが、先端部に試験用ロッド９を取り付け、規定に従って内蔵するハンマーの落下を繰り返し、試験用ロッド９を地中に貫入させ所定長さにおける打撃回数をカウントして地質を調査する。
【００２５】
リーダ４の地面側案内部４ａには、地中に貫入される試験用ロッド９を把持する油圧チャック１０と、この油圧チャック１０で把持された試験用ロッド９を回転させる回転駆動装置１１とで構成される回転装置が搭載されている。この回転装置は、ハンマー装置３と同様に案内受け部３ａを介して昇降方向移動自在にリーダ４に設けられている。この回転駆動装置１１の案内受け部１１ａとハンマー装置３の案内受け部３ａとは、独立してリーダ４に跨って搭載されている。
【００２６】
回転駆動装置１１とハンマー装置３は、昇降方向に同時に動作することはないので、各々個別に移動することが可能である。回転装置の移動は、前述のハンマー装置３の駆動用と同じ昇降シリンダ８により行う。ハンマー装置３と回転装置の昇降を同じ昇降シリンダ８を使用するが、相互に動作を切り替えて行うようにしている。この駆動形態について、図１４及び図１５によって詳細に説明する。昇降シリンダ８は、リーダ４内に設けられており、リーダ４の下方の支持軸４ｂに揺動自在に取り付けられている。
【００２７】
この昇降シリンダ８のロッド８ａ先端にロッド支持軸８ｂが設けられ、このロッド支持軸８ｂに案内体３３が連結されている。この案内体３３は、ボックス状に形成されていて、ロッド８ａの移動動作で、ロッド８ａがシリンダ内に入ると、図１４に示すように昇降シリンダ８の本体の一部が案内体３３に囲われる。図１５は、ロッド８ａが所定ストローク延長した状態を示すものである。案内体３３の先端に突起状に係止部３３ａが設けられている。この係止部３３ａにはピン穴３３ｂが明けられている。
【００２８】
駆動装置の基本構造は以上のようになっている。案内体３３がハンマー装置３、又は回転駆動装置１１のどちらかに後述するピンの連結体で切り替え連結が可能である。試験用ロッド９を貫入させるときは、案内体３３で当接させながらハンマー装置３をリーダ４上部へ移動させる。試験用ロッド９を引き抜くときは、案内体３３に対するハンマー装置３の当接を解除して回転駆動装置１１に連結させる。このように１つのシリンダにより、ハンマー装置３、又は回転駆動装置１１の２つの装置の昇降動作を切り替えて行うことが可能である。この結果、昇降駆動関係の構成は簡素化され、かつ駆動装置が一つであるからコスト低減となる。
【００２９】
一方、自走機２の後部には、制御装置１２が搭載されている。この制御装置１２は、前述した各装置の駆動を制御する制御部と、ハンマー装置３の動作による調査データ等を記憶する記憶部と、これらのデータを演算処理する演算部と、これらを操作するためのキー等の操作部等から構成されている。このような各装置から構成された本発明の自走式地質調査機１は、オートマチックサウンディング方式に基づき地質調査を行う構成となっている。
【００３０】
次に、オートマチックサウンディング方式を説明する。これは、スウェーデンで開発された動的コーン貫入試験であり、１９７４年に日本に導入され今日に至っている。基本的には、自動連続貫入装置、自動引き抜き装置、ロッド及びコーンで構成されている。この試験は、ロッドの先端にコーンを設け、このコーンを地中に打ち込むことで調査が行われる。このコーンは、外径４５ｍｍ、内径３２ｍｍ、先端角９０度、円筒部長９０ｍｍ、質量０．４ｋｇで定められていて、このコーンを外径３２ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、質量５ｋｇのロッドに取り付け、地中に打ち込まれる。
【００３１】
ロッドが１ｍを超えて地中に貫入されるときは、第２のロッドをカップリングにより継ぎ足していく。ハンマーの質量は６３．５ｋｇ、落下高さ５０ｃｍであり、自由落下により、ハンマーを打ち込み、貫入長さ２０ｃｍ毎の打撃回数を測定する。ロッドを回転させてトルクを測定することにより、周面摩擦の影響は次式により補正した打撃回数Ｎｄ値を考慮し評価される。
【００３２】
［式１］
Ｎｄ＝Ｎｄｍ―Ｎｍａｎｔｌｅ
＝Ｎｄｍ―０．０００４１Ｍｖ
｛Ｎｄ＝Ｎｄｍ―０．００４Ｍｖ｝
ここに、
Ｎｄ：補正された打撃回数
Ｎｄｍ：測定された打撃回数
Ｎｍａｎｔｌｅ：周面摩擦相当の打撃回数
Ｍｖ：回転トルク（Ｎ・ｃｍ）｛ｋｇｆ・ｃｍ｝
周面摩擦を補正するためのトルクの測定は、打撃回数が５回を超す場合は２０ｃｍ毎に、５回以下の場合はロッド接続時（１ｍ毎）に、ロッドを時計回りに２回転させて行われる。この試験の結果は、グラフ化され記録される。この調査方法の特徴は、貫入及び引き抜きが自動的に行われることである。貫入能力は、Ｎ値に換算して３０〜５０回程度の地盤であっても、２０〜３０ｍの貫入深度が可能である等である。本発明の自走式地質調査機１は、このような方法により試験を行うものであるが、次に本機について更に詳述し、本機の特徴を説明する。
【００３３】
図３は本発明の主要部をなすハンマー装置３の断面図である。図４はその平面図である。ハンマーフレーム１３はその断面が略四角形に構成されたフレーム体であり、端部にロッドガイド１４が設けられ、試験用ロッド９を取り付ける取り付け部となっている。このロッドガイド１４に支柱をなし、筒状のスリップケーシング１５が取り付けられ、ハンマーフレーム１３の中央部に貫通している。このスリップケーシング１５の他端は、ハンマーフレーム１３の上端部のスライドプレートガイド１６に固定されている。
【００３４】
このスリップケーシング１５の外形面に、ハンマーであるラム１７がスリップケーシング１５の長手方向に移動自在に設けられている。このラム１７には、ラムフック１８が径方向に対称的に２個設けられている。このラムフック１８は、一体で円柱体の部材であってもよい。このラムフック１８の先端は段差部１８ａを有している。一方、スライドプレートガイド１６には２つのガイド穴が設けられ、２本のガイドロッド１９が挿入されガイドされる。このガイドロッド１９下方の先端部は、キャッチャーボディ２０に固定され、このキャッチャーボディ２０に１対の爪部材２１が支軸２２を中心に揺動可能に取り付けられている。この爪部材２１はバネによりやや内側に傾くようにセットされている。
【００３５】
この爪部材２１の先端部は鉤２１ａになっていて、爪部材２１が下方に位置したとき、この鉤２１ａが支軸２２を中心に揺動動作してラムフック１８の段差部１８ａに引っかかり、係合するようになっている。又、スリップケーシング１５の上方には、先端がテーパ状の筒体をなすカム２３が固定されている。更に、スリップケーシング１５の上端部には、ハンマー用シリンダ２４がプレート２５を介して取り付けられている。このハンマー用シリンダ２４は、スリップケーシング１５に内挿状態で取り付けられている。
【００３６】
このハンマー用シリンダ２４の先端にシリンダロッド２４ａが進退自在に設けられ、端部が連結プレート２６に連結している。この連結プレート２６とガイドロッド１９とは、先端部でナット／ボルト締め固定されている。従って、ガイドロッド１９は、ハンマー用シリンダ２４の動作によりシリンダロッド２４ａが進退することにより、連結プレート２６を介して上下方向に移動可能である。プレート２５には近接スイッチ２７がアングル材２８を介して設けられ、また、連結プレート２６には、検出ロッド２９が設けられている。ガイドロッド１９の動作位置は、近接スイッチ２７が検出ロッド２９の位置を検出することで、確認することができる。
【００３７】
この検出ロッド２９の検出ストロークは、ラム１７の昇降ストロークに一致し、そのストロークは５０ｃｍである。又ハンマーを構成するのは、ラム１７とラムフック１８であり、その総重量は６３．５ｋｇである。図３は、下方のラムフック１８の段差部１８ａに爪部材２１の鉤２１ａが引っ掛かり係合している状態を示している。図５は、ラム１７をハンマー用シリンダ２４により５０ｃｍ引き上げ、爪部材２１がカム２３に乗り上げたところを示し、鉤２１ａがラムフック１８の段差部１８ａから外れる瞬間の状態を示している。
【００３８】
鉤２１ａが段差部１８ａから外れると、ラム１７は自由落下する。ラム１７は落下によりロッドガイド１４の端面を打撃し、この打撃によりロッドガイド１４の下面に取り付けられた試験用ロッド９を地中に貫入させる。ロッドガイド１４の端面には、カラー３０が設けられていて、実際はラム１７がこのカラー３０に当接することにより打撃する。このカラー３０は、ストロークの調整用ともなっており、ストロークが５０ｃｍに合う厚さのカラーとなっている。
【００３９】
打撃されたときの位置の検出は図示していないが、リーダ４に設けられた検出装置により、試験用ロッド９が２０ｃｍ貫入した状態を検出し、その情報は制御装置１２に送信される。近接スイッチ２７は、前述のように、スリップケーシング１５上部のプレート２５に取り付けられ、ハンマーの往復動作を検出する。
【００４０】
一方、ガイドロッド１９上部の連結プレート２６には、先端に連結プレート２６との取り付け部２９ａを有する検出ロッド２９が取り付けられていて、この検出ロッド２９が近接スイッチ２７に対応するようになっている。即ち、検出ロッド２９の移動に伴い近接スイッチ２７と検出ロッド２９の相対動作で、ハンマーの動作状態を検出している。
【００４１】
地質調査においては、この試験用ロッド９の貫入動作とラム１７の引き上げ動作を自動で繰り返し行う。試験用ロッド９を長さ方向に沿って貫入させるのは以上の方法によるが、周面摩擦の影響を補正するために、試験用ロッド９を回転させる必要があるが、試験用ロッド９を回転させる装置が前述の回転駆動装置１１である。
【００４２】
この回転駆動装置１１に隣接して上部に油圧チャック１０が設けられ、試験用ロッド９の端部を把持する。回転駆動装置１１の歯車伝動機構は図示していないが、試験用ロッド９が貫通する構造になっていて、壁面に設けられた油圧モータ３１により油圧チャック１０を回転させる。この油圧チャック１０の回転により把持された試験用ロッド９は回転し、トルクを検出する。
【００４３】
トルクの検出方法は図示していないが、公知の手段で電気的に検出し、そのトルク検出結果は制御装置１２に送信される。オートマチックサウンディング方式の規定では、トルクレンチで試験用ロッド９を回転させトルクを測定するようになっているが、本発明では、これを自動化している。これにより、本発明の構成は、全ての操作が自動で行えるようになっている。この自動操作を可能にするため、自走機２の後部に制御装置１２が設けられている。
【００４４】
この制御装置１２は、図６にブロック図で示すように、基本的に自走式地質調査機１に関する操作の操作部１２ａ、自走式地質調査機１の各装置を制御する制御部１２ｂ、検出された各データを保管する記憶部１２ｃとこのデータを出力する出力部１２ｄとで構成されている。この出力部１２ｄから、データはカード等、又、ケーブル、通信回線、無線等を介して外部の処理装置に伝えられる。
【００４５】
操作部１２ａは、各操作スイッチ類とパネル等の表示手段、ランプ等を有している。制御部１２ｂは、ＣＰＵとプログラム等で構成され、油圧シリンダ等の駆動装置１２ｅを制御する。記憶部１２ｃは、近接スイッチ等のセンサー１２ｆの応答数でカウントされた打撃回数や周面摩擦により補正したＮ値等のデータが記憶される。
【００４６】
この制御装置１２は、操作部１２ａの入力、各装置の検出信号を受け、各装置の負荷を制御部１２ｂで自動制御し、得られた貫入状況のデータを記憶部１２ｃで記憶し、これらのデータを出力部１２ｄから外部の装置へ出力する。本実施の形態の出力形態は、カード１２ｇを外部装置への接続記憶媒体として使用している。このカード１２ｇは、例えば作業現場の自走式地質調査機で、直接調査データを記憶された記憶媒体のカードとして持ち運び、事務所のパソコン等の端末機に入力して分析することが可能である。
【００４７】
図７に示すのはその一例である。カード１２ｇをカード情報を読み取るためのカードボックス４０に差し込む。カード情報は、パソコン本体４１のディスク等の記憶装置に格納されＣＰＵで予め入力してある分析プログラムに従い分析、計算等が行われる。データを確認したり追加の情報を入力したりするのはモニタ画面４２と、キーボード４３で行う。
【００４８】
分析結果は、表あるいはグラフ化されてモニタ画面４２に表示される。プリント出力を要する場合は、プリンタ４４により出力する。この出力結果は、例えば２０ｃｍごとのＮ値として表示されるので、試験用ロッドの貫入した地層の層厚、硬軟、締まり具合等が即座に把握できる。
【００４９】
次に、試験動作を説明する。図８は、リーダ４が地面に直角方向に設置された後、その案内部４ａに昇降ガイドされるハンマー装置３のロッドガイド１４に、試験用ロッド９を取り付けた構成を示している。この試験用ロッド９の地中側端部には、図示していないが、コーンが取り付けられている。
【００５０】
又、試験用ロッド９の長さは前述のとおり１０００ｍｍであるので、ハンマー装置３のストロークはそれに合わせた長さ１０００ｍｍ＋αになっていて、作業者が取り付け易い構成になっている。油圧チャック１０は開放されている。この取り付け状態が完了した後、前述の方法でラム１７の落下を繰り返す。試験用ロッド９が２０ｃｍ貫入するまでの打撃回数をカウントする。図９は、試験用ロッド９をハンマー装置３の昇降ストローク限度まで貫入させた状態を示している。
【００５１】
ハンマー装置３と案内体３３との関係を、図１６に模式的に示す。ハンマー装置３のロッドガイド１４の部分が案内体３３の係止部３３ａに当接している。ハンマー装置３をリーダ４上方へ移動させるときは、昇降シリンダ８の動作で係止部３３ａにロッドガイド１４を当接しながら案内体３３を移動させる。ハンマー装置３が下降するときは、試験用ロッド９がロッドガイド１４に当接している場合は、昇降シリンダ８の圧力を抜いておく。このときの案内体３３はハンマー装置３及び回転装置とは連結されていない状態である。
【００５２】
次に図１０のように、案内体３３により、ハンマー装置３を上方へストローク限度持ち上げ、この持ち上げたままの状態で、継ぎ試験用ロッド９ａを前の試験用ロッド９の頭部にカップリングを介してねじ込むことにより継ぎ足す。継ぎ試験用ロッド９ａの上端部に前述同様にロッドガイド１４を押し当て、前述同様に継ぎ試験用ロッド９ａが２０ｃｍ貫入するまでハンマー落下動作を繰り返し、その回数をカウントする。
【００５３】
この間に前述の条件に従い、例えば、回数が５回を超えた場合には，２０ｃｍ毎に試験用ロッドを油圧チャック１０で把持し、回転駆動装置１１で回転動作を行い回転トルクの検出を行う。このようにして、次々と継ぎ試験用ロッドを継ぎ足してハンマーの落下動作を地中深さ２０〜３０ｍまで繰り返す。
【００５４】
次に試験が完了し試験用ロッド（９，９ａ，・・・）を地中から引き抜くときの動作を説明する。図１１は、試験用ロッド引き抜きの準備状態を示している。ハンマー装置３は必要としないので、リーダ４上部へ退避させておく。このときハンマー装置３が下方へ移動し落下しないように、ハンマーストッパーのためのピン体３２をリーダ４にセットする。この詳細を図１７、図１８に示す。図１８（ａ）は図１７のＡ−Ａ線断面図で、図１８（ｂ）は図１７のＢ−Ｂ線断面図である。リーダ４の両側面に２つのピン支持体４ｃが溶接されており、ピン体３２がこのピン支持体４ｃの穴に差し替え可能に挿入されるようになっている。
【００５５】
一方、ハンマー装置３の下部にもピン挿入用のピン支持体３ｂが、リーダ４側のピン支持体４ｃに対応して溶接されている。従って、ハンマー装置３が上方の移動端にもたらされ双方のピン支持体３ｂ，４ｃが一致したところでピン体３２を２つのピン支持体３ｂ、４ｃに跨って挿入すると、リーダ４とハンマー装置３は連結することになる。このようにしてハンマー装置３がリーダ４上部で固定され落下するおそれがないことを確かめ、安全を考慮して試験用ロッド９の引き抜きの作業を行う。
【００５６】
次に、回転駆動装置１１を昇降シリンダ８で昇降方向に駆動される状態にセットする。昇降シリンダ８で駆動される案内体３３に第２のピン３２ａを介して回転駆動装置１１を結合させる。この状態を示したのが図１９、図２０である。図２０は図１９のＣ−Ｃ線断面図である。回転駆動装置１１にハンマー装置３側に張り出して係止体１１ｃが設けられ、この係止体１１ｃにピン穴１１ｂが明けられている。案内体３３がリーダ４の下方端に移動したとき係止部３３ａのピン穴３３ｂと係止体１１ｃのピン穴１１ｂが一致するので、この両方のピン穴３３ｂと１１ｂに跨って第２のピン３２ａを挿入すると、案内体３３と回転駆動装置１１は連結される。又、このときの回転駆動装置１１は、リーダ４下方に設けられたストッパー４ｄに当接していてこのストッパー４ｄから下方向には構造上移動しないようになっている。回転駆動装置１１に案内体３３が連結しているとき、ハンマー装置３は案内体３３に対してフリーとなる。
【００５７】
次に、引き抜く対象の試験用ロッド９を油圧チャック１０に把持させる。このような準備がなされた後、図１２のように、昇降シリンダ８の動作で油圧チャック１０と回転駆動装置１１の一体となった回転装置を上方へ持ち上げる。試験用ロッド９は油圧チャック１０に把持されているので、油圧チャック１０の上昇とともに上方へ引き上げられる。ストローク限度引き上げられた後、図１３に示すように、試験用ロッド９のカップリングのねじ止めを開放し、油圧チャック１０のクランプを開放し、試験用ロッド９を自走式地質調査機１から外す。
【００５８】
試験用ロッド９を外した後、油圧チャック１０を再び下降させ次の試験用ロッド９を把持する。試験用ロッド９を把持したら前述同様に油圧チャック１０を上昇させ、引き抜き作業を再度繰り返す。このような動作で、地中に貫入されたロッドを全て順々に引き抜く。コーンのみは、試験用ロッド９にはめ込んだままで貫入しているので、油圧チャック１０では把持することはできず地中に残すことになる。全ての作業を終えると各装置を所定位置に収納し移動することになるが、図２１はその状態を示したものである。重心は安全上できるだけ下げるようにしなければならない。
【００５９】
先ずリーダ４をリーダ起倒シリンダ６により図２１のように自走機２の運転席側に許容限度まで傾斜させる。次に回転駆動装置１１と案内体３３との連結関係を保ったまま、案内体３３を上方へ移動させハンマー装置３に当接させる。このとき下方向位置で回転駆動装置１１と案内体３３との連結関係を解除し、案内体３３のみを上方へ移動させてもよい。この状態でピン体３２をピン支持体３ｂ，４ｃから外し、ハンマー装置３をリーダ４に対しフリーの状態にする。続いて、昇降シリンダ８を駆動させ係止部３３ａでハンマー装置３を受けながら案内体３３を下降させ、下方位置に位置決めさせる。このようにハンマー装置３及び回転駆動装置１１を最下方位置に設置し、重心位置を下げる。
【００６０】
以上、この発明の実施の形態をオートマチックラムサウンデイング方式の自走式地質調査機として説明したが、本発明は本実施の形態の構造に限定されないことはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ハンマー落下装置の構成を簡素化し、回転トルク検出を含め自動連続貫入装置としたので能率の向上した作業ができる。又、構成を簡素化したことによりコストを低減した自走式地質調査機となった。更に、データは制御装置を介し分析され即座にその結果を自動的に表示することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の自走式地質調査機の全体を示す正面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、ハンマーが降下した状態を示すハンマー装置の断面図である。
【図４】図４は、ハンマー装置の平面図である。
【図５】図５は、ハンマーが上昇した状態を示すハンマー装置の断面図である。
【図６】図６は、制御装置のブロック図である。
【図７】図７は、カード情報を処理する外部の処理装置を示す説明図である。
【図８】図８は、試験用ロッドの取り付け工程を示す説明図である。
【図９】図９は、試験用ロッドの貫入工程を示す説明図である。
【図１０】図１０は、継ぎ試験用ロッドの取り付け工程を示す説明図である。
【図１１】図１１は、試験用ロッドの引き抜き準備状態を示す説明図である。
【図１２】図１２は、試験用ロッドが引き抜き上げられた状態を示す説明図である。
【図１３】図１３は、引き抜き上げられた試験用ロッドを自走式地質調査機から取り外した状態を示す説明図である。
【図１４】図１４は、昇降シリンダと案内体の取り付け状態を示した説明図である。
【図１５】図１５は、図１４で案内体が上方に位置した状態を示した説明図である。
【図１６】図１６は、案内体がハンマー装置に当接している状態を示した説明図である。
【図１７】図１７は、ハンマー装置をリーダに固定した状態を示す説明図である。
【図１８】図１８（ａ）は、図１７のＡ−Ａ断面図で、図１８（ｂ）は、図１７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１９】図１９は、回転駆動装置を案内体に結合させた状態を示す説明図である。
【図２０】図２０は、図１９のＣ−Ｃ断面図である。
【図２１】図２１は、移動状態を示す自走式地質調査機の正面図である。
【符号の説明】
１…自走式地質調査機
２…自走機
３…ハンマー装置
４…リーダ
６…リーダ起倒シリンダ
８…昇降シリンダ
９…試験用ロッド
１０…油圧チャック
１１…回転駆動装置
１２…制御装置
１３…ハンマーフレーム
１４…ロッドガイド
１５…スリップケーシング
１７…ラム
１８…ラムフック
２１…爪部材
２３…カム
２４…ハンマー用シリンダ
２７…近接スイッチ

Claims (9)

1. 先端にコーンを取り付けた試験用ロッドを地中に貫入して試験する自走式地質調査機において、
   地面を自走する自走機に設けられ案内部を有して起伏自在なリーダと、
   このリーダの前記案内部に昇降自在に設けられ、内蔵するハンマーを昇降動作させ機械的な動作で落下可能にさせるハンマー装置と、
   前記リーダの前記案内部に昇降自在に設けられ、地中に貫入する前記試験用ロッドを把持し回転させる回転装置と、
   前記ハンマー装置、又は前記回転装置に、当接又は連結可能な係止部が形成された案内体と、
   前記リーダに設けられ、前記案内体を昇降自在に駆動し、前記案内体を介して、前記ハンマー装置、又は前記回転装置を個別に昇降動作可能な駆動装置とからなり、
   一つの前記駆動装置により、前記ハンマー装置、又は前記回転装置の昇降動作を切り替えて行えるようにした
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
2. 請求項１記載の自走式地質調査機において、
   前記リーダを起伏自在にするためのシリンダ装置を前記自走機に設け、前記自走機に設けられた支点を中心に前記リーダを回動させるようにした
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
3. 請求項１記載の自走式地質調査機において、
   前記ハンマー装置は、前記ハンマーと、このハンマーを上方に持ち上げるハンマーシリンダと、このハンマーシリンダの駆動により昇降動作し前記ハンマーに係合する係合部材と、この係合部材が前記ハンマーに係合して上昇したときこの係合を解除する解除部材とからなる
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
4. 請求項１記載の自走式地質調査機において、
   前記回転装置は、前記試験用ロッドを把持するチャック装置と、把持された前記試験用ロッドを回転させる回転駆動装置とからなる
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
5. 請求項１記載の自走式地質調査機において、
   前記ハンマー装置のハンマー動作を制御し、調査データを記憶し出力表示する制御装置を前記自走機に設けた
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
6. 請求項１記載の自走式地質調査機において、
   前記案内体には、差し替え可能な連結体が設けられ、
   前記回転装置と前記案内体の前記係止部とを前記連結体で連結して前記回転装置を昇降移動自在とした
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
7. 請求項３記載の自走式地質調査機において、
   前記係合部材は、前記ハンマーに固定されたフック部材と、前記ハンマーシリンダにより昇降する昇降体に設けられ前記フック部材と係合する爪部材とから構成され、前記ハンマーが下方にあるとき前記爪部材が下方に移動して前記フック部材に係合する
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
8. 請求項３記載の自走式地質調査機において、
   前記解除部材は、前記ハンマー装置の上部固定位置に設けられたカム部材で構成され、前記ハンマーシリンダにより昇降する昇降体に設けられた前記爪部材が上昇したとき、このカム部材と係合することにより前記爪部材と前記ハンマーに固定された前記フック部材の係合を解除し、前記ハンマーを下方に落下させるようにした
   ことを特徴とする自走式地質調査機。
9. 請求項３記載の自走式地質調査機において、
   前記ハンマー装置の上部、又は前記ハンマーシリンダに検出手段を設け、前記ハンマーの動作位置を検出するようにした
   ことを特徴とする自走式地質調査機。

Images