JP4303845B2 - 地質ボーリング調査における試料採取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中の粘土質、シルト層等の地質の状態を調べる地質ボーリング調査において、試料採取筒により試料を採取するときに、その試料採取筒が振動しないようにした試料採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の地質ボーリング調査では、図６に示すように、試錐機４に連結管３を順次継ぎ足し、その最下端の連結管３に接続された試料採取装置の装置本体２を掘削孔１に挿入した後、装置本体２の外筒を回転駆動して地層を掘削することより、外筒内に嵌挿された内筒たる試料採取筒内に試料を採取し、次に上記とは逆の手順で装置本体２を地上に引き上げ、上記試料採取筒内から図７に示すような試料５を取り出している。
【０００３】
従来の試料採取装置では、試料採取筒の上端部は外筒に軸受を介して支持されているが、その下端部は何も支持されていないため、外筒の回転駆動力による振動が試料採取筒の上端部に伝達されると、試料採取筒の下部がその上端部を支点として振動し、試料採取筒内に採取された試料５が攪乱されるおそれがあり、その試料５の各地層５ａ〜５ｅが地中にあった状態のままであるかどうか、分からなかった。
【０００４】
上記のように試料採取筒が振動するのを防止するために、本出願人は、外筒の下端部内側に試料採取筒の下端部を支持する振れ止めリングを取り付けるようにした試料採取筒支持体を以前に提案した。この振れ止めリングによれば、土壌の掘削時に、外筒の回転駆動力による振動が試料採取筒の上端部に伝達されても、試料採取筒の下部が当該リングにより支持されているので、試料採取筒の下部がその上端部を支点として揺動するおそれがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の振れ止めリングでは、リング自体は外筒側に固定されているが、リング内周面の周方向全域が試料採取筒の外周面に接しているため、試料採取筒の外周面に対する振れ止めリングの摩擦抵抗が大きく、外筒の回転時に試料採取筒が共回りするおそれがある。しかして、試料採取筒が共回りした場合には、試料採取筒に採取された試料が捩じれるなどして乱れることがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑み、試料採取筒の外周面に対する振れ止めリングの接触摩擦抵抗が極力小さくなるようにした試料採取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の地質ボーリング調査における試料採取装置は、試錐機４に連結管１０を介して掘削用外筒１２を回転駆動可能に接続し、この外筒１２内に試料採取筒６を同心状に嵌挿すると共に、試料採取筒６の上端部を軸受２６を介して前記外筒１２に支持すると共に、前記外筒１２の下端部内側に、試料採取筒６の下端部を支持する振れ止めリング３１を取り付けてなる地質ボーリング調査における試料採取装置において、振れ止めリング３１にはその内周面に、試料採取筒６の外周面に摺接する支持用凸部３１ａを周方向所要間隔おきに複数形成し、これら凸部３１ａ相互間と試料採取筒６の外周面との間に圧力水通過用空隙３１ｂを形成するようにしてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１に記載の地質ボーリング調査における試料採取装置において、振れ止めリング３１の各支持用凸部３１ａは、試料採取筒６の外周面に接する先端支持面ａの上下端部ｂが夫々面取りされていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る試料採取装置に装備された振れ止めリング３１の取付状態を拡大して示す横断面図及び縦断面図、図３及び図４は試料採取装置の夫々縦断面図である。この振れ止めリング３１は、試料採取筒６と、この試料採取筒６に対し同心状に外嵌されている掘削用外筒１２との間に配設されたもので、振れ止めリング３１の内周面には試料採取筒６の外周面に摺接する支持用凸部３１ａが周方向一定間隔おきに例えば５つ形成されていて、これら支持用凸部３１ａ相互間と試料採取筒６の外周面との間に圧力水通過用空隙３１ｂが形成される。そして、この振れ止めリング３１は、その外周部が掘削用外筒１２の下端部内側の段部３４に係止され、外筒１２の回転駆動力による振動を受けて試料採取筒６の下部外筒１２その上端部を支点として揺動しないようにしている。
【００１０】
上記振れ止めリング３１の各支持用凸部３１ａの先端支持面ａは、試料採取筒６外周面の凸曲面に対応する緩い凹曲面状に形成されているが、図１に示すように試料採取筒６の外周面に接触する周方向幅が狭くなっており、またこの先端支持面ａの上下両端部は図２に示すように面取りされて傾斜面ｂを形成しているから、その軸方向長さも短くなり、従って外筒１２の回転駆動時における試料採取筒６の共回りを確実に回避することができる。また、各支持用凸部３１ａの先端支持面ａの上下両端部ｃ，ｃが夫々面取りされていることによって、試料採取筒６に対する振れ止めリング３１の嵌合操作を容易に行うことができる。
【００１１】
試料採取装置の概略構造は、図５の（Ａ）に示すように、装置本体１３と、これに順次連結される連結管１０とからなり、装置本体１３内に試料採取筒６が設けられている。尚、図５の（Ａ）において４は、連結管１０を垂直状態に支持すると共にこれを地中に送り出すための試錐機である。
【００１２】
この試料採取装置の構造を詳述すると、図３に示すように、円筒状の装置本体１３の上端部に、連結管１０との連結部１７を設けると共に、上下に摺動自在な弁体たるスプール１５を内装した通路１４を形成している。この通路１４は、前記連結部１０の管路１０ａに連通する第１圧力水供給通路２０と、装置本体１３の上端部に一体連設された外筒１２内に連通する第２圧力水供給通路２１とからなり、スプール１５と第２圧力水供給通路２１の上端部とに、スプール１５が上方へ揺動したときに（図４参照）、第１及び第２の圧力水供給通路２０，２１を互いに連通させる連通孔２２, ２３を設けている。
【００１３】
また装置本体１３の上端部下面に外筒１２と同心状に突設された中心軸２５にスラスト及びラジアルの軸受２６を解して遊転ブロック２７を遊転自在に取り付け、この遊転ブロック２７に試料採取筒６をビス３０によって一体に連設している。尚、２８は遊転ブロック用抜け止めナットである。更に装置本体１３の上端部の第２圧力水供給通路２１から周方向に偏位してこれに並行に穿設した孔に連結ピン１６の上端部を上下摺動自在に嵌入し、この連結ピン１６の上端部を連結杆を介してスプール１５に連結すると共に、その下端部を遊転ブロック１７の係合孔２９に係合させ、これにより試料採取筒６が回転しないようにしている。
【００１４】
前記試料採取筒６は、その先端縁６ａが前記外筒１２より若干下方へ突出し、外筒１２よりも先に被採取土壌Ｗに当たるようにしている。尚、装置本体１３の上端部に、試料採取筒６の内部の空気を外部に放出するための逆止弁３２付き空気抜き孔３３を前記中心軸２５の中空部ａに連通して設けている。
【００１５】
上記構成において、連結管１０の管路１０ａには、試料採取時に地上から圧力水が圧送されるようになっており、この圧力水は装置本体１３の第１圧力水供給通路２０を通って、図４に示すように、スプール１５を上方へ押し上げるため、連結孔２２，２３が合致して第１及び第２圧力水供給通路２０，２１が連通状態に切り換わるから、圧力水は更に第２圧力水供給通路２１を介して外筒１２内に供給され、外筒１２と試料採取筒６との間から外部に噴出され、試料採取時の掘削作業を促進する。また、それと同時に、スプール１５の上動により連結ピン１６が上動して遊転ブロック２７の係合孔２９から抜け、試料採取筒６と外筒１２との連結状態が解除される。
【００１６】
試料採取方法について説明すると、図５の（Ａ）に示すように、先ず試錐機４に設けたチャック筒３５を油圧シリンダ３６によって上昇させた状態において、チャック筒３５の筒内部に連結管１０を挿通し、上述した連結管１０どうしの連結手順と同様の手順で最下端の連結管１０に装置本体１３を連結する（図３参照）。
【００１７】
次に、連結管１０を下降させて装置本体１３を掘削孔１に挿入し、装置本体１３が試料採取位置に達するまで、順次、連結管１０を継ぎ足す。そして、所定深度に達し、装置本体１３内の試料採取筒６の先端縁６ａが被採取土壌Ｗに喰い込んだ時点で、図５の（Ａ）に示すように、チャック３７によって最上部の連結管１０を掴持し、続いて水圧ポンプ３８を作動させて連結管１０の管路１０ａを通って圧力水を装置本体１３内に導入する。
【００１８】
これにより、スプール１５が上動して連結ピン１６による試料採取筒６と外筒１２との連結状態が解除され、試錐機４の原動機３９により連結管１０を介して外筒１２が回転駆動されて、被採取土壌Ｗが掘削されると共に、圧力水が試料採取筒６と掘削用外筒１２との間から外部に噴出し、掘削作業を促進する。この時、掘削用外筒１２の回転駆動力による振動が試料採取筒６の上端部に伝達されても、試料採取筒６の下端部が外筒１２の下端部に設けた振れ止めリング３１に支持されるので、試料採取筒６の下部がその上端部を支点として揺動するようなことがない。
【００１９】
また、試料採取筒６の先端縁６ａが被採取土壌Ｗに当接しているため、装置本体１３及び掘削用外筒１２が回転するも、試料採取筒６は回転することなく、被採取土壌Ｗ中に押し込まれてゆく。特にこの場合、振れ止めリング３１は、その内周面に周方向一定間隔おきに設けた支持用凸部３１ａの先端支持面ａが試料採取筒６の外周面に対し摺接するようになっていて、試料採取筒６の外周面に対するリング３１の接触摩擦抵抗が小さいから、外筒１２の回転によって試料採取筒６が共回りすることがない。
【００２０】
しかして、試料採取筒６内に所定量の試料７が採取されたならば、試錐機４による押し込み及び圧力水の供給を停止し、そのまま連結管１０を順次引き上げ、試料採取筒６内から試料７を取出す。この場合、試料採取筒６が回転しないため、図５の（Ｂ）に示すように、試料７には乱れがなく、地層７ａ〜７ｄが地中にあったままの状態を正確に検知することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、振れ止めリングの内周面に、試料採取筒の外周面に摺接する支持用凸部を周方向所要間隔おきに形成し、これら凸部相互間と試料採取筒の外周面との間に圧力水通過用空隙を形成するようにしたから、試料採取筒の外周面に接触する振れ止めリングの接触面が少なくなって、試料採取筒の外周面に対する振れ止めリングの接触摩擦抵抗が小さくなり、掘削用外筒の回転による試料採取筒の共回りを回避できる。
【００２２】
請求項２に記載のように、各支持用凸部の先端支持面の上下端部が夫々面取りされているから、試料採取筒の外周面に接触する振れ止めリングの接触面を一層少なくできると共に、試料採取筒に対する振れ止めリングの嵌合操作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る試料採取装置に装備された振れ止めリングの取付状態を示す拡大横断面図で、図３のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図２】 図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図３】 試料採取装置の縦断面図である。
【図４】 同試料採取装置の作動状態を示す縦断面図である。
【図５】 （Ａ）は試料採取装置の使用状態を示す全体概略図、（Ｂ）は同試料採取装置によって採取された試料の拡大斜視図である。
【図６】 従来例の使用状態を示す概略説明図である。
【図７】 同従来例によって採取される試料の積層状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 掘削孔
４ 試錐機
６ 試料採取筒
７ 試料
１０ 連結管
１２ 掘削用外筒
３１ 振れ止めリング
３１ａ 支持用凸部
ａ 支持用凸部の先端支持面
ｂ 面取り部
３１ｂ 圧力水通過用空隙

Claims (2)

1. 試錐機に連結管を介して掘削用外筒を回転駆動可能に接続し、この外筒内に試料採取筒を同心状に嵌挿すると共に、試料採取筒の上端部を軸受を介して前記外筒に支持すると共に、前記外筒の下端部内側に、試料採取筒の下端部を支持する振れ止めリングを取り付けてなる地質ボーリング調査における試料採取装置において、振れ止めリングにはその内周面に、試料採取筒の外周面に摺接する支持用凸部を周方向所要間隔おきに複数形成し、これら凸部相互間と試料採取筒の外周面との間に圧力水通過用空隙を形成するようにしてなることを特徴とする地質ボーリング調査における試料採取装置。
2. 振れ止めリングの各支持用凸部は、試料採取筒の外周面に接する先端支持面の上下端部が夫々面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の地質ボーリング調査における試料採取装置。

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