JP5203095B2 - 地下水採水装置 - Google Patents

Description

本発明は、地下水採水装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、地盤に掘削されたボーリング孔内に挿入されて孔内の地下水を採水する装置に関する。

地盤に掘削されたボーリング孔内に挿入されて孔内の地下水を採水する従来の地下水採水装置としては例えば、図３に示すように、真空源としての真空ポンプ（図示せず）と、開閉弁１０３を有して真空ポンプによって予め真空引きされると共に開閉弁１０３を閉じた状態でボーリング孔１０９内の所定の採水区間に挿入される採水容器１０１と、地上に設けられたアクチュエータ制御部１０４と、開閉弁１０３に連結されると共にアクチュエータ制御部１０４によって制御されて開閉弁１０３を開くことにより真空引きされた採水容器１０１内に地下水を採水すると共に開閉弁１０３を閉じることにより地下水を採水した採水容器１０１を密封するアクチュエータ１０２とを備え、滑車１０６を介してウインチ１０７に巻かれたケーブル１０５に吊り下げられて地盤１０８に掘削されたボーリング孔１０９内に挿入されて孔内の地下水を採水するものがある（特許文献１）。

特開２００６−１８８８５７号

しかしながら、特許文献１の地下水採水装置では、採水容器１０１の開閉弁１０３を開閉するためのアクチュエータ１０２が必要であり、当該アクチュエータ１０２と採水容器１０１とを連結させて一緒にボーリング孔１０９内を昇降させる必要があるので、これらを昇降させるために地上に設置される昇降装置であるウインチ１０７として大きな昇降出力を有するものが必要とされると共に当該ウインチ１０７を含む昇降設備が大掛かりなものになるという問題がある。このため、現場までの設備の運搬及び採水作業を行うための設備の設置や撤収に多大な手間がかかり、汎用性が高いとは言い難い。

また、特許文献１の地下水採水装置では、アクチュエータ１０２を制御するためのアクチュエータ制御部１０４が必要であり、設備の構成及び装置の操作が複雑になって取扱いが煩雑になると共に設備の整備コストが高くなるという問題がある。また、アクチュエータ１０２を採水容器１０１と一緒にボーリング孔１０９内に挿入すると共にアクチュエータ１０２を制御するためのアクチュエータ制御部１０４を地上に設置するようにしているので、アクチュエータ１０２及び採水容器１０１を吊り下げ可能な強度を有すると共にアクチュエータ制御部１０４からの制御信号（電気的な信号）を伝送可能な仕様のものがケーブル１０５として必要であり、ケーブルの径が太く且つ重量が重くなるのでこの点からもウインチ１０７が大規模なものになると共にケーブル１０５のコストが高くなるという問題がある。

さらに、特許文献１の地下水採水装置では、採水作業にあたって採水容器１０１を予め真空引きしておく必要があり、手間がかかるという問題がある。この点からも、汎用性が高いとは言い難い。

そこで、本発明は、簡易な構成且つ簡便な操作によってボーリング孔内の地下水を被圧不活性状態で採水することができる地下水採水装置を提供することを目的とする。

なお、本明細書においては、被圧不活性状態とは、採水対象地下水の原位置の水圧を保持し且つ空気と接触させない状態であるという意味で用いる。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の地下水採水装置は、地下水を溜める採水容器と、該採水容器と連通する流路の流路開口部を側面に有し且つ上端面に開口部を有する凹部が形成され更に該凹部の周壁に穿孔が形成されると共に採水容器の上端に連接される上部基部と、上部基部凹部周壁との当接面に嵌合溝部が形成され更に外側面から上部基部側面との当接面に達する貫通孔が形成されると共に上部基部側面に摺動可能に配設される上部スライドポートと、錘受けと該錘受けから下方に突出する軸部とを有し且つ軸部の周面に嵌合溝部が形成されると共に軸部が上部基部凹部に摺動可能に挿入されて配設されるトリガーと、上部基部凹部周壁の穿孔に嵌められる嵌合部材と、トリガーと上部基部との間に介在して上部基部を基準にしてトリガーを押し上げる力を付勢するトリガー押上げばねと、上部スライドポートと上部基部との間に介在して上部基部を基準にして上部スライドポートを押し上げる力を付勢するスライドポート押上げばねと、採水容器と連通する流路の流路開口部を側面に有すると共に採水容器の下端に連接される下部基部と、外側面から下部基部側面との当接面に達する貫通孔が形成されると共に下部基部側面に摺動可能に配設される下部スライドポートと、上部スライドポートと下部スライドポートとを連結する支柱と、上記構造とは別体の錘とを有すると共に、上部基部凹部周壁の穿孔の位置と上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部の位置とが一致しているときに上部基部側面の流路開口部の位置と上部スライドポートの貫通孔の位置とが一致し且つ下部基部側面の流路開口部の位置と下部スライドポートの貫通孔の位置とが一致するようになっており、上部基部凹部周壁の穿孔の位置と上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部の位置とが一致して両者に嵌合部材が嵌って上部基部と上部スライドポートとの位置関係並びに下部基部と下部スライドポートとの位置関係が固定されると共にトリガー押上げばねによって上部基部に対してトリガーが押し上げられてトリガー軸部周面の嵌合溝部が上部基部凹部周壁の穿孔に嵌る嵌合部材よりも上方にある状態から、落下してきた錘が錘受けに衝突してトリガーが押し下げられることによって、嵌合部材がトリガー軸部周面の嵌合溝部に嵌ると共に上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部から外れ、スライドポート押上げばねの付勢力によって上部基部に対して上部スライドポートが押し上げられると共に支柱を介して下部基部に対して下部スライドポートが押し上げられて上部基部側面の流路開口部が上部スライドポートによって閉鎖されると共に下部基部側面の流路開口部が下部スライドポートによって閉鎖されるようにしている。

したがって、この地下水採水装置によると、地上から落下させた錘を衝突させてトリガーを押し下げることによって採水容器と連通する流路の開口部が閉鎖されるので、採水容器の開閉弁を電動駆動させるための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水が行われる。さらに、この地下水採水装置によると、採水容器の開閉弁を電動駆動させる装置をも一緒にボーリング孔内を昇降させる必要がないので、昇降装置の昇降出力が小さくて済むと共に昇降装置を含む昇降設備が小規模で済む。

また、この地下水採水装置によると、採水容器と連通する流路の開口部が錘を落下させることによって閉鎖されるので、採水容器の開閉弁を電動駆動させる装置を制御するための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水が行われる。さらに、この地下水採水装置によると、採水容器の開閉弁の電動駆動を制御するための電気的な信号を地下水内の地下水採水装置に伝送する必要がないので、地下水採水装置を吊り下げるものは単なるワイヤで済む。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の地下水採水装置において、上部スライドポートの貫通孔と下部スライドポートの貫通孔との間に、中央に穴を有すると共に上部スライドポート及び下部スライドポートの軸心と直角に配設される少なくとも一枚のディスクラバーを更に有するようにしている。この場合には、地下水採水装置の外径に対してボーリング孔の直径が大きい場合であっても、地下水採水装置が地下水中を降下する際の地下水採水装置周囲の地下水にとってディスクラバーが障害になるので、地下水は地下水採水装置内部を通過するようになって採水容器内の地下水が常に入れ替わり、地下水採水装置周囲の地下水即ち地下水採水装置が存在する深度の地下水が採水容器の中に確実に取り込まれる。さらに、ディスクラバーはセントラライザーとしても働くので、地下水採水装置本体の位置がボーリング孔内のほぼ中心に常に保たれる。

請求項１記載の地下水採水装置によれば、採水容器の開閉弁を電動駆動させるための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水を行うことができるので、地下水採水装置全体の構成を簡易なものにすることができると共に装置の操作を簡便なものにすることができ、汎用性の向上を図ることが可能になる。さらに、昇降装置の昇降出力が小さくて済むと共に昇降装置を含む昇降設備を小規模で済むので、現場までの設備の運搬及び採水作業を行うための設備の設置や撤収にかかる手間を抑えることができ、汎用性の向上を図ることが可能になる。

また、請求項１記載の地下水採水装置によれば、採水容器の開閉弁を電動駆動させる装置を制御するための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水を行うことができるので、地下水採水装置全体の構成を簡易にすると共に装置の操作を簡便にすることができ、装置の取扱いを容易にすると共に設備の整備コストを抑えることが可能になる。さらに、地下水採水装置を吊り下げるものは単なるワイヤで済むので、地下水採水装置全体の構成を簡易なものにして設備の整備コストを抑えることが可能になる。

さらに、請求項２記載の地下水採水装置によれば、地下水採水装置が存在する深度の地下水を採水容器の中に確実に取り込むようにすることができるので、地下水試料の採水作業の信頼性をより一層高めることが可能になる。また、地下水採水装置本体の位置をボーリング孔内のほぼ中心に常に保つことによって装置本体がボーリング孔の周壁に衝突することを防ぐことができるので、地下水採水装置の破損を防ぐことが可能になる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に、本発明の地下水採水装置の実施形態の一例を示す。この地下水採水装置１は、ワイヤ２０によって吊り下げられてボーリング孔内に挿入されて孔内の地下水を採水する装置であって、地下水を溜める採水容器２と、該採水容器２と連通する流路(４ａ’−４ａ)の流路開口部を側面に有し且つ上端面に開口部を有する凹部４ｅが形成され更に該凹部４ｅの周壁に穿孔４ｇが形成されると共に採水容器２の上端に連接される上部基部４と、上部基部凹部４ｅ周壁との当接面に嵌合溝部６ｄが形成され更に外側面から上部基部４側面との当接面に達する貫通孔６ｃが形成されると共に上部基部４側面に摺動可能に配設される上部スライドポート６と、錘受け８ｂと該錘受け８ｂから下方に突出する軸部８ａとを有し且つ軸部８ａの周面に嵌合溝部８ｅが形成されると共に軸部８ａが上部基部凹部４ｅに摺動可能に挿入されて配設されるトリガー８と、上部基部凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇに嵌められる嵌合部材９と、トリガー８と上部基部４との間に介在して上部基部４を基準にしてトリガー８を押し上げる力を付勢するトリガー押上げばね１４と、上部スライドポート６と上部基部４との間に介在して上部基部４を基準にして上部スライドポート６を押し上げる力を付勢するスライドポート押上げばね１５と、採水容器２と連通する流路(５ａ’−５ａ)の流路開口部を側面に有すると共に採水容器２の下端に連接される下部基部５と、外側面から下部基部５側面との当接面に達する貫通孔７ｃが形成されると共に下部基部５側面に摺動可能に配設される下部スライドポート７と、上部スライドポート６と下部スライドポート７とを連結する支柱１３と、上記構造とは別体の錘１０とを有すると共に、上部基部凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇの位置と上部スライドポート６の上部基部凹部４ｅ周壁との当接面の嵌合溝部６ｄの位置とが一致しているときに上部基部４側面の流路開口部の位置と上部スライドポート６の貫通孔６ｃの位置とが一致し且つ下部基部５側面の流路開口部の位置と下部スライドポート７の貫通孔７ｃの位置とが一致するようになっている。

そして、この地下水採水装置１は、図１に示すように、上部基部凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇの位置と上部スライドポート６の上部基部凹部４ｅ周壁との当接面の嵌合溝部６ｄの位置とが一致して両者に嵌合部材９が嵌って上部基部４と上部スライドポート６との位置関係並びに下部基部５と下部スライドポート７との位置関係が固定されると共にトリガー押上げばね１４によって上部基部４に対してトリガー８が押し上げられてトリガー軸部８ａ周面の嵌合溝部８ｅが上部基部凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇに嵌る嵌合部材９よりも上方にある状態から、図２に示すように、落下してきた錘１０が錘受け８ｂに衝突してトリガー８が押し下げられることによって、嵌合部材９がトリガー軸部８ａ周面の嵌合溝部８ｅに嵌ると共に上部スライドポート６の上部基部凹部４ｅ周壁との当接面の嵌合溝部６ｄから外れ、スライドポート押上げばね１５の付勢力によって上部基部４に対して上部スライドポート６が押し上げられると共に支柱１３を介して下部基部５に対して下部スライドポート７が押し上げられて上部基部４側面の流路開口部が上部スライドポート６によって閉鎖されると共に下部基部５側面の流路開口部が下部スライドポート７によって閉鎖されるようにしている。

ここで、本明細書においては、地下水採水装置１がワイヤ２０に吊り下げられている使用状態を基準にして、上，下，上部，下部，上端，下端を用いる。

なお、図１及び図２は本実施形態の地下水採水装置１の軸心を通る断面の図であるが、ばね１４及び１５は断面ではなく側面図としてあらわしている。

採水容器２はボーリング孔内の地下水を内部に溜めるためのものであり、中空部２ａを有する筒状の部材である。本実施形態では、具体的には、採水容器２として銅パイプが用いられている。なお、採水容器２の長さ及び外径・内径は、地下水採水装置１が挿入されるボーリング孔の直径や地下水の採水量などを勘案して適当に設定される。具体的には例えば、長さ３０〜５０ｃｍ程度、外径１ｃｍ・内径０．６ｃｍ程度のものを用いることができる。

採水容器２の両端にはコネクタ３が取り付けられる。コネクタ３は採水容器２の開封と密封とを切り換えるものである。コネクタ３は、軸心位置に貫通孔３ｄを有する円柱形状の部材であり、採水容器２側の端部の接続部３ａと、反対側の端部の連結部３ｂと、接続部３ａと連結部３ｂとの間のプラグバルブ３ｃとを有する。

コネクタ３は、採水容器２の端部がコネクタ３の接続部３ａに差し込まれて例えばねじ止めされて固定され、水密性を確保して採水容器２に取り付けられる。

コネクタ３のプラグバルブ３ｃは、バルブ開状態においては地下水が貫通孔３ｄを通過することを許容すると共に、バルブ閉状態においては地下水の貫通孔３ｄの通過を遮断して水密性を確保して採水容器２を密封する。

上部基部４は、上端に形成されたフランジ４ｃと、下端部分の連結部４ｄと、フランジ４ｃと連結部４ｄとの間の本体４ｂとを有する。

上部基部４と採水容器２上端に取り付けられているコネクタ３とは、上部基部４の連結部４ｄがコネクタ３の連結部３ｂにねじ込まれて水密性を確保して連結される。なお、上部基部４とコネクタ３とは着脱可能に連結される。

本体４ｂは円柱形状をなし、本体４ｂの上下中央付近には軸心方向と直交する方向の横貫通孔４ａ’が設けられ、さらに、当該横貫通孔４ａ’と連通すると共に横貫通孔４ａ’から上部基部４の下端まで軸心位置を貫通する縦孔４ａが設けられる。これにより、すなわち、軸心方向と直交する横貫通孔４ａ’及び軸心方向の縦孔４ａによって全体としてＴ字をなす流路(４ａ’−４ａ)が形成される。

下部基部５は、本体５ｂと上端部分の連結部５ｃとを有する。

下部基部５と採水容器２下端に取り付けられているコネクタ３とは、下部基部５の連結部５ｃがコネクタ３の連結部３ｂにねじ込まれて水密性を確保して連結される。なお、下部基部５とコネクタ３とは着脱可能に連結される。

本体５ｂは円柱形状をなし、本体５ｂの下端寄りの位置には軸心方向と直交する方向の横貫通孔５ａ’が設けられ、さらに、当該横貫通孔５ａ’と連通すると共に横貫通孔５ａ’から下部基部５の上端まで軸心位置を貫通する縦孔５ａが設けられる。これにより、すなわち、軸心方向と直交する横貫通孔５ａ’及び軸心方向の縦孔５ａによって全体としてＴ字をなす流路(５ａ’−５ａ)が形成される。

以上の構成により、上部基部４の流路(４ａ’−４ａ)と採水容器２の中空部２ａと下部基部５の流路(５ａ’−５ａ)とがコネクタ３の貫通孔３ｄを介して水密性を確保して連通する。

また、上部基部４の上端部分には、フランジ４ｃの上端面に開口部を有する凹部４ｅが形成される。なお、凹部４ｅの深さは横貫通孔４ａ’には達しない深さに調整される。

上部基部４の凹部４ｅ部分の周壁には当該周壁を貫通する穿孔４ｇが設けられる。当該穿孔は凹部４ｅ部分の周壁に少なくとも一つ設けられれば良く、周方向に二つ以上設けられることが好ましい。なお、穿孔が二つ設けられる場合にはお互いに対向する位置関係に設けられることが好ましく、三つ以上設けられる場合には周方向に等間隔に設けられることが好ましい。本実施形態では、凹部４ｅ部分の周壁の上下中央付近に円形の穿孔４ｇが周方向等間隔に四つ設けられる。

また、上部基部４の凹部４ｅには、ロッド１１が軸心位置に設けられる。ロッド１１は凹部４ｅの底部において本体４ｂに差し込まれて固定されると共に凹部４ｅの軸心に沿って上部基部４の上端よりも上方に突出する長さを有する。

ロッド１１の上端には連結部材１２が取り付けられる。連結部材１２は上端においてワイヤ２０の下端と接続すると共に下端においてロッド１１の上端と接続する。これにより、ワイヤ２０と地下水採水装置１とが連結され、地下水採水装置１がワイヤ２０によって吊り下げられる。

上部基部４の凹部４ｅには、さらに、トリガー８が嵌められる。トリガー８は、凹部４ｅに摺動可能に差し込まれる軸部８ａと当該軸部８ａよりも外径が大きい上端の錘受け８ｂとを有する。そして、軸部８ａの下端部分には、軸部８ａの下端面に開口部を有する凹部８ｄが形成される。

そして、トリガー８の軸部８ａの外周面には、周方向の溝が設けられる。本実施形態では、軸部８ａの上下中央付近に軸部８ａの周方向に一回りする断面Ｖ字型の溝８ｅが設けられる。なお、溝８ｅは、穿孔４ｇの配置に合わせて、具体的には穿孔４ｇが設けられている範囲を少なくとも覆う範囲で設けられれば良いので、本実施形態のように軸部８ｂを一回りする必要は必ずしもない。

トリガー８には、さらに、錘受け８ｂと軸部８ａとを軸心方向に貫いて凹部８ｄと連通する貫通孔８ｃが形成される。そして、トリガー８の貫通孔８ｃをロッド１１が摺動可能に貫通すると共に、トリガー８の軸部８ａが上部基部４の凹部４ｅに摺動可能に差し込まれる。

そして、トリガー８の軸部８ａが上部基部４の凹部４ｅに嵌められた状態においてトリガー８の凹部８ｄと上部基部４の凹部４ｅとによって形成される空間にトリガー押上げばね１４が備えられる。なお、トリガー押上げばね１４は軸心方向の穴にロッド１１を貫通させて備えられる。上部基部４とトリガー８との間にトリガー押上げばね１４が介在することによって、上部基部４を基準にして押し上げる力がトリガー８に与えられる。

また、上部基部４の本体４ｂの外周面には、下端部分の連結部４ｄ寄りの位置に外周面を一回りする帯状突起のばね受け４ｆが設けられる。そして、ばね受け４ｆの上にスライドポート押上げばね１５が備えられる。なお、スライドポート押上げばね１５は軸心方向の穴に上部基部４の本体４ｂを貫通させて備えられる。

スライドポート押上げばね１５と上部基部４のフランジ４ｃとの間の本体４ｂの外周に上部スライドポート６が取り付けられる。上部スライドポート６は、円筒状の本体６ａと下端に形成されたフランジ６ｂとを有し、円筒の中空部である軸心方向の貫通孔に上部基部４の本体４ｂを摺動可能に貫通させて取り付けられる。

以上の構成により、上部スライドポート６のフランジ６ｂと上部基部４のばね受け４ｆとの間にスライドポート押上げばね１５が介在することになり、これにより、上部基部４を基準にして押し上げる力が上部スライドポート６に与えられる。

上部スライドポート６の本体６ａには、本体６ａを構成する周壁を貫通する貫通孔６ｃが設けられる。本実施形態では、本体６ａの軸心と直交する方向で対向する位置関係の二つの貫通孔６ｃが本体６ａの上下中央付近に設けられる。なお、上部基部４の横貫通孔４ａ’に係る上部基部４と上部スライドポート６との間の水密性を確保するために上部基部本体４ｂ外周の横貫通孔４ａ’の上下にはＯリング４ｈが取り付けられる。

また、上部スライドポート６の本体６ａには、さらに、本体６ａを構成する周壁の内周面に周方向の溝が設けられる。本実施形態では、貫通孔６ｃよりも上であって本体６ａの上端寄りの位置に内周面を一回りする断面Ｖ字型の溝６ｄが設けられる。なお、溝６ｄは、穿孔４ｇの配置に合わせて、具体的には穿孔４ｇが設けられている範囲を少なくとも覆う範囲で設けられれば良いので、本実施形態のように本体６ａの内周面を一回りする必要は必ずしもない。

そして、上部基部４の各穿孔４ｇには球状の嵌合部材９が備えられる。嵌合部材９は穿孔４ｇと上部スライドポート６の嵌合溝部６ｄ若しくはトリガー８の嵌合溝部８ｅのどちらか一方とに嵌る大きさに調整される。本実施形態では、四つの嵌合部材９が備えられる。

また、下部基部５の本体５ｂの外周に下部スライドポート７が取り付けられる。下部スライドポート７は、円筒状の本体７ａと上端に形成されたフランジ７ｂとを有し、円筒の中空部である軸心方向の貫通孔に下部基部５の本体５ｂを摺動可能に貫通させて取り付けられる。

下部スライドポート７の本体７ａには、本体７ａを構成する周壁を貫通する貫通孔７ｃが設けられる。本実施形態では、本体７ａの軸心と直交する方向で対向する位置関係の二つの貫通孔７ｃが本体７ａの上下中央付近に設けられる。なお、下部基部５の横貫通孔５ａ’に係る下部基部５と下部スライドポート７との間の水密性を確保するために下部基部本体５ｂ外周の横貫通孔５ａ’の上下にはＯリング５ｄが取り付けられる。

また、本実施形態では、下部スライドポート７の下端にヘッド１４が取り付けられる。ヘッド１４は、採水容器２の中空部２ａが空の状態で地下水中を降下させる際に地下水採水装置１の姿勢を安定させる重りの役割を果す。

上部スライドポート６と下部スライドポート７とは相互の位置関係が固定される。本実施形態では、上部スライドポート６のフランジ６ｂと下部スライドポート７のフランジ７ｂとが二本の支柱１３によって連結されて上部スライドポート６と下部スライドポート７との位置関係が固定される。本実施形態の支柱１３は、棒状の部材であって上端部にはねじ部１３ａが形成されると共に下端部にはヘッド部１３ｂ及び当該ヘッド部１３ｂの上方に貫通孔１３ｃが形成され、フランジ６ｂとフランジ７ｂとを貫通する。そして、ねじ部１３ａがフランジ６ｂを貫通しながらねじ結合することによって支柱１３上端部と上部スライドポート６とが固定されると共に、ヘッド部１３ｂと貫通孔１３ｃに嵌められる松葉ピン（図示せず）とで挟むことによって支柱１３下端部と下部スライドポート７とが固定される。

ここで、本発明では、図１に示すように、嵌合部材９が備えられている上部基部４の凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇの位置と上部スライドポート６の嵌合溝部６ｄの位置とが一致している状態であって穿孔４ｇと嵌合溝部６ｄとによって形成される空間に嵌合部材９が嵌っている状態においては、上部基部４の横貫通孔４ａ’の開口部（即ち流路(４ａ’−４ａ)の開口部）の位置と上部スライドポート６の貫通孔６ｃの位置とが一致すると共に下部基部５の横貫通孔５ａ’の開口部（即ち流路(５ａ’−５ａ)の開口部）の位置と下部スライドポート７の貫通孔７ｃの位置とが一致する。

そして、上記状態においては、穿孔４ｇと嵌合溝部６ｄとに嵌合部材９が嵌っていることによって上部基部４と上部スライドポート６との位置関係が固定される。そして、上記状態においては、スライドポート押上げばね１５が押し縮められて上部基部４を基準にして上部スライドポート６を押し上げる力を溜めている。さらに、上記状態においては、上部基部４と下部基部５との位置関係が採水容器２及びその両端のコネクタ３によって固定されると共に、上部スライドポート６と下部スライドポート７との位置関係が支柱１３によって固定される。

また、上記状態では、トリガー８の嵌合溝部８ｅが穿孔４ｇと嵌合溝部６ｄとに嵌っている嵌合部材９よりも上方に位置している状態がトリガー押上げばね１４によって保たれると共に、トリガー８は上部基部４に対して軸方向に摺動可能な状態になっている。

なお、上記状態における、トリガー８の錘受け８ｂ下端面と上部基部４のフランジ４ｃ上端面との上下方向の間隔と、トリガー８の嵌合溝部８ｅと嵌合部材９との上下方向の間隔とは等しい。

また、本発明では、図２に示すように、トリガー８の軸部８ａが上部基部４の凹部４ｅ内に進入して嵌合部材９が備えられている上部基部４の凹部４ｅ周壁の穿孔４ｇの位置とトリガー８の嵌合溝部８ｅの位置とが一致している状態においては、嵌合部材９は嵌合溝部８ｅに嵌る。なお、トリガー８の錘受け８ｂ下端面が上部基部４のフランジ４ｃ上端面に当接することによって軸部８ａの進入が制限されるので嵌合溝部８ｅが穿孔４ｇよりも下方にいくことはない。

嵌合部材９が上部基部４の穿孔４ｇと上部スライドポート６の嵌合溝部６ｄとによって形成される空間に嵌っている状態からトリガー８の嵌合溝部８ｅに嵌るのは、具体的には、嵌合溝部８ｅの位置と穿孔４ｇの位置とが一致するとスライドポート押上げばね１５によって上部スライドポート６が上部基部４を基準にして上方に押し上げられるので、嵌合部材９が断面Ｖ字の嵌合溝部６ｄから徐々に押し出されて穿孔４ｇ内を移動して嵌合溝部８ｅに達することによる。

そして、穿孔４ｇと嵌合溝部８ｅとによって形成される空間に嵌合部材９が収まり、上部スライドポート６の嵌合溝部６ｄからは嵌合部材９が外れる。そして、嵌合溝部６ｄから嵌合部材９が外れることによって上部基部４に対して上部スライドポート６が軸方向に摺動可能になり、スライドポート押上げばね１５によって上部基部４を基準にして上部スライドポート６がフランジ４ｃに当接するまで押し上げられる。さらに、これにより、支柱１３によって上部スライドポート６と連結する下部スライドポート７が下部基部５を基準にして押し上げられる。

この状態においては、上部基部４の横貫通孔４ａ’の開口部（即ち流路(４ａ’−４ａ)の開口部）が上部スライドポート６の本体６ａの周壁によって閉鎖されると共に下部基部５の横貫通孔５ａ’の開口部（即ち流路(５ａ’−５ａ)の開口部）が下部スライドポート７の本体７ａの周壁によって閉鎖される。このとき、横貫通孔４ａ’上方のＯリング４ｈによって横貫通孔４ａ’への地下水の流入が遮断されると共に横貫通孔５ａ’上方のＯリング５ｄによって横貫通孔５ａ’への地下水の流入が遮断される。

本発明の地下水採水装置は、ワイヤ２０によって吊り下げられ、当該ワイヤ２０が送り出されてボーリング孔内を降下して地下水を採水すると共にワイヤ２０が巻上げられてボーリング孔内から回収される。このため、ワイヤ２０は、最大目標採水深度分の長さを有し、地上に設置されてワイヤ２０の送り出しと巻き取りとを行う装置（図示せず）に巻かれている。

ここで、本発明の地下水採水装置１は単純な機構であって採水容器２に連通する流路の開口部を閉鎖するための電動駆動装置を備えておらず重量はそれほど重くないので、ワイヤ２０の送り出しと巻き取りとを行う装置として大規模・大出力のものを用いる必要はなく、具体的には例えば釣り用の電動リールを用いることができる。また、ワイヤ２０の送出し・巻取り装置を地上において固定する設備も大掛かりなものにする必要はなく、例えば、送出し・巻取り装置を頂部に固定して地下水採水装置１を真っ直ぐに吊り下げることができる高さを有する三脚を用いることができる。

そして、本発明の地下水採水装置１は、軸心方向の貫通孔１０ａにワイヤ２０を貫通させた錘１０を有する。なお、貫通孔１０ａは連結部材１２の外径よりも大きい直径を有する。

錘１０は、目標採水深度にある地下水採水装置１に向けて地上からワイヤ２０に沿って落下しトリガー錘受け８ｂに衝突してトリガー軸部８ａを上部基部凹部４ｅ内に押し込むためのものである。このため、錘１０は、地上から落下してトリガー錘受け８ｂに衝突したときにトリガー錘受け８ｂがフランジ４ｃに当接するまでトリガー押上げばね１４の付勢力に対抗してトリガー８を押し下げることができる重さのものであれば良い。

また、本発明の地下水採水装置は、上部スライドポート６の貫通孔６ｃと下部スライドポート７の貫通孔７ｃとの間に、中央に穴を有すると共にスライドポート６，７の軸心と直角若しくはほぼ直角に配設されたディスクラバーが取り付けられるようにしても良い。本実施形態では、中央に円形の穴を有するディスクラバー１６が当該穴に下部基部５を貫通させて下部スライドポート７のフランジ７ｂの上面に当接して取り付けられる。

ディスクラバー１６を設けることにより、地下水採水装置１が地下水中を降下する際の地下水採水装置１周囲の地下水にとってディスクラバー１６が障害になるので、地下水は下部スライドポート７の貫通孔７ｃから流入して地下水採水装置１の内部を通過し上部スライドポート６の貫通孔６ｃから流出するようになる。このため、ディスクラバー１６の外径は、地下水採水装置１の周囲の地下水にとって障害になるようにボーリング孔の直径に合わせて適宜調整される。

また、ディスクラバー１６は、貫通孔６ｃと貫通孔７ｃとの間に少なくとも一枚設けられれば良く、本実施形態のように貫通孔７ｃ上方近傍に一枚設けられるようにしても良いし、貫通孔６ｃ下方近傍に一枚設けられるようにしても良いし、貫通孔７ｃと貫通孔６ｃとの中間付近に一枚設けられるようにしても良いし、貫通孔７ｃ上方近傍と貫通孔６ｃ下方近傍とにそれぞれ一枚ずつ設けられるようにしても良い。

上述した地下水採水装置１を用いた地下水試料の採水の手順並びに地下水採水装置１の操作及び動作を以下に説明する。

まず、図１に示すように、地盤に掘削されたボーリング孔内に挿入する際の状態であって地下水を採水する前の状態として、まず、採水容器２の両端のコネクタ３のプラグバルブ３ｃをどちらも開いた状態にする。

また、上部基部４と上部スライドポート６との軸方向の位置関係を調整して穿孔４ｇの位置と嵌合溝部６ｄの位置とを一致させると共にトリガー８の錘受け８ｂと上部基部４のフランジ４ｃとを離し、嵌合部材９が穿孔４ｇと嵌合溝部６ｄとに嵌って嵌合溝部８ｅには嵌っていないようにして上部スライドポート６の上部基部４に対する軸方向の動きが制限されると共にトリガー８は軸方向に摺動可能な状態にする。

なお、この状態においては、上部基部４の横貫通孔４ａ’の開口部（即ち流路(４ａ’−４ａ)の開口部）の位置と上部スライドポート６の貫通孔６ｃの位置とが一致していると共に下部基部５の横貫通孔５ａ’の開口部（即ち流路(５ａ’−５ａ)の開口部）の位置と下部スライドポート７の貫通孔７ｃの位置とが一致している。そして、嵌合部材９とトリガー押上げばね１４との働きによってこの状態が維持される。

そして、ワイヤ２０によって吊り下げて地下水採水装置１をボーリング孔内に挿入する。このとき、貫通孔１０ａにワイヤ２０を貫通させて取り付けられている錘１０は地上に設置されているワイヤ２０の送り出しと巻き取りとを行う装置の近傍に保持しておき、貫通孔１０ａを通過させてワイヤ２０を送り出すようにする。

ワイヤ２０を送り出し、地下水採水装置１を、ボーリング孔内を降下させ更に地下水中を降下させる。

なお、地下水採水装置１が地下水中を降下している間、地下水が、下部スライドポート７の貫通孔７ｃから流入して下部基部５の流路(５ａ’−５ａ)と下側のコネクタ３の貫通孔３ｄと採水容器２の中空部２ａと上側のコネクタ３の貫通孔３ｄと上部基部４の流路(４ａ−４ａ’)とを通過し上部スライドポート６の貫通孔６ｃから流出する。すなわち、採水容器２の中空部２ａには地下水採水装置１の周囲の地下水が随時取り込まれて入れ替わる。

そして、調査・検査用の地下水を採水する目標採水深度になったときにワイヤ２０の送り出しを停止して当該目標採水深度に地下水採水装置１を固定する。

続いて、地上で保持していた錘１０を自由にしてワイヤ２０に沿わせてボーリング孔内を落下させる。

錘１０はワイヤ２０に沿って地下水採水装置１に向けて落下し、連結部材１２を通過してトリガー８の錘受け８ｂに衝突する。

図２に示すように、錘１０が衝突することによってトリガー８が押し下げられる。そして、トリガー錘受け８ｂが上部基部フランジ４ｃに当接するまでトリガー８が押し下げられてトリガー軸部８ａの嵌合溝部８ｅの位置が嵌合部材９の位置まで押し下げられたときに、嵌合部材９が嵌合溝部８ｅに嵌って穿孔４ｇと嵌合溝部８ｅとに収まり且つ上部スライドポート６の嵌合溝部６ｄからは外れ、これにより、スライドポート押上げばね１５によって上部基部４を基準にして上部スライドポート６が押し上げられると共に支柱１３によって連結されている下部スライドポート７が下部基部５を基準にして押し上げられる。

上記動作により、上部基部４の横貫通孔４ａ’の開口部（即ち流路(４ａ’−４ａ)の開口部）が上部スライドポート６の本体６ａの周壁によって閉鎖されると共に下部基部５の横貫通孔５ａ’の開口部（即ち流路(５ａ’−５ａ)の開口部）が下部スライドポート７の本体７ａの周壁によって閉鎖される。そして、所定の目標採水深度の地下水であって地下水採水装置１の周囲における状態を保ったままの地下水を取り込んだ採水容器２が密封される。

続いて、ワイヤ２０を巻き上げて地下水採水装置１を地上まで持ち上げて回収する。そして、採水容器２の両端のコネクタ３のプラグバルブ３ｃを閉じる。これにより、採水容器２が密封される。

そして、採水容器２の両端のコネクタ３を上部基部４及び下部基部５から外して地下水採水装置１から採水容器２を取り外す。これにより、所定の目標採水深度における状態を保ったままの地下水試料が得られる。

そして、地下水試料を更に採水する必要があるときは、両端にコネクタ３を取り付けた別の採水容器２を上部基部４と下部基部５との間に取り付け、地下水採水装置１全体を地下水を採水する前の状態にあらためてセッティングし、ワイヤ２０によって吊り下げて地下水採水装置１をボーリング孔内に挿入して地下水の採水を行う。

以上の構成を有する本発明の地下水採水装置によれば、地上から落下させた錘１０を衝突させてトリガー８を押し下げることによって採水容器２と連通する流路(４ａ−４ａ’)及び(５ａ−５ａ’)の開口部が閉鎖されるので、採水容器２の開閉弁（本発明ではスライドポート６，７）を電動駆動させるための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水を行うことができる。また、本発明の地下水採水装置によれば、採水容器２の開閉弁を電動駆動させる装置をも一緒にボーリング孔内を昇降させる必要がないので、昇降装置の昇降出力が小さくて済むと共に昇降装置を含む昇降設備が小規模で済む。また、本発明の地下水採水装置によれば、採水容器２と連通する流路(４ａ−４ａ’)及び(５ａ−５ａ’)の開口部が錘１０を落下させることによって閉鎖されるので、採水容器２の開閉弁を電動駆動させる装置を制御するための装置を用いることなく目標採水深度において被圧不活性状態で地下水の採水を行うことができる。

さらに、本発明の地下水採水装置によれば、地下水採水装置１の外径に対してボーリング孔の直径が大きい場合であっても、地下水採水装置１が地下水中を降下する際の地下水採水装置１周囲の地下水にとってディスクラバー１６が障害になるので、地下水は地下水採水装置１内部を通過するようになって採水容器２内の地下水が常に入れ替わり、目標採水深度に降下した地下水採水装置１周囲の地下水を採水容器２の中に確実に取り込むことができる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、上部基部４内の流路(４ａ’−４ａ)及び下部基部５内の流路(５ａ’−５ａ)をＴ字型にして側面の流路開口部を二つずつ設けるようにすると共に上部スライドポート６周壁の貫通孔６ｃ及び下部スライドポート７周壁の貫通孔７ｃも二つずつ設けるようにしているが、これに限られず、基部内の流路をＬ字型にして側面の流路開口部を一つだけ設けるようにすると共にスライドポート周壁の貫通孔も一つだけ設けるようにしても良い。

本発明の地下水採水装置は、例えば、地盤に掘削されたボーリング孔内の地下水を簡便に且つ原位置の状態を保ったまま採水することができるので、環境調査、地下水調査、土木工学、地盤工学、地層処分技術等の分野で利用価値が高い。

本発明の地下水採水装置の実施形態の一例を示す断面図であり、ボーリング孔内に挿入するとき（即ち地下水を採水する前）の状態を示す図である。 本発明の地下水採水装置の実施形態の一例を示す断面図であり、地下水を採水して採水容器を密封している状態を示す図である。 従来の地下水採水装置を示す装置構成図である。

符号の説明

１ 地下水採水装置
２ 採水容器
４ 上部基部
４ａ 流路（縦孔）
４ａ’流路（横貫通孔）
４ｅ 凹部
４ｇ 穿孔
５ 下部基部
５ａ 流路（縦孔）
５ａ’流路（横貫通孔）
６ 上部スライドポート
６ｃ 貫通孔
６ｄ 嵌合溝部
７ 下部スライドポート
７ｃ 貫通孔
８ トリガー
８ａ 軸部
８ｂ 錘受け
８ｅ 嵌合溝部
９ 嵌合部材
１０ 錘
１３ 支柱
１３ａ ねじ部
１３ｂ ヘッド部
１３ｃ 貫通孔
１４ トリガー押上げばね
１５ スライドポート押上げばね

Claims (2)

1. 地下水を溜める採水容器と、該採水容器と連通する流路の流路開口部を側面に有し且つ上端面に開口部を有する凹部が形成され更に該凹部の周壁に穿孔が形成されると共に前記採水容器の上端に連接される上部基部と、前記上部基部凹部周壁との当接面に嵌合溝部が形成され更に外側面から前記上部基部側面との当接面に達する貫通孔が形成されると共に前記上部基部側面に摺動可能に配設される上部スライドポートと、錘受けと該錘受けから下方に突出する軸部とを有し且つ前記軸部の周面に嵌合溝部が形成されると共に前記軸部が前記上部基部凹部に摺動可能に挿入されて配設されるトリガーと、前記上部基部凹部周壁の穿孔に嵌められる嵌合部材と、前記トリガーと前記上部基部との間に介在して前記上部基部を基準にして前記トリガーを押し上げる力を付勢するトリガー押上げばねと、前記上部スライドポートと前記上部基部との間に介在して前記上部基部を基準にして前記上部スライドポートを押し上げる力を付勢するスライドポート押上げばねと、前記採水容器と連通する流路の流路開口部を側面に有すると共に前記採水容器の下端に連接される下部基部と、外側面から前記下部基部側面との当接面に達する貫通孔が形成されると共に前記下部基部側面に摺動可能に配設される下部スライドポートと、前記上部スライドポートと前記下部スライドポートとを連結する支柱と、上記構造とは別体の錘とを有すると共に、前記上部基部凹部周壁の穿孔の位置と前記上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部の位置とが一致しているときに前記上部基部側面の流路開口部の位置と前記上部スライドポートの貫通孔の位置とが一致し且つ前記下部基部側面の流路開口部の位置と前記下部スライドポートの貫通孔の位置とが一致するようになっており、前記上部基部凹部周壁の穿孔の位置と前記上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部の位置とが一致して両者に前記嵌合部材が嵌って前記上部基部と前記上部スライドポートとの位置関係並びに前記下部基部と前記下部スライドポートとの位置関係が固定されると共に前記トリガー押上げばねによって前記上部基部に対して前記トリガーが押し上げられて前記トリガー軸部周面の嵌合溝部が前記上部基部凹部周壁の穿孔に嵌る前記嵌合部材よりも上方にある状態から、落下してきた前記錘が前記錘受けに衝突して前記トリガーが押し下げられることによって、前記嵌合部材が前記トリガー軸部周面の嵌合溝部に嵌ると共に前記上部スライドポートの上部基部凹部周壁との当接面の嵌合溝部から外れ、前記スライドポート押上げばねの付勢力によって前記上部基部に対して前記上部スライドポートが押し上げられると共に前記支柱を介して前記下部基部に対して前記下部スライドポートが押し上げられて前記上部基部側面の流路開口部が前記上部スライドポートによって閉鎖されると共に前記下部基部側面の流路開口部が前記下部スライドポートによって閉鎖されることを特徴とする地下水採水装置。
2. 前記上部スライドポートの貫通孔と前記下部スライドポートの貫通孔との間に、中央に穴を有すると共に前記上部スライドポート及び前記下部スライドポートの軸心と直角に配設される少なくとも一枚のディスクラバーを更に有することを特徴とする請求項１記載の地下水採水装置。

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