JP5305522B2

JP5305522B2 - コア採取装置及びコア支持用バケット

Info

Publication number: JP5305522B2
Application number: JP2009173134A
Authority: JP
Inventors: 秀寿宿谷
Original assignee: 株式会社コア−パック
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011026824A

Description

本発明は、軟弱地質や崩壊地質、特に水分を多く含んだ超軟弱地質において地質調査用コアを採取する際に使用するコア採取装置及びこのコア採取装置用のコア支持用バケットに関する。

地質調査用コアを採取するためのコア採取装置は、インナーアッセンブリと、アウターアッセンブリを備え、インナーアッセンブリの外側にアウターアッセンブリを回転可能に設けた二重管構造のダブルコアバーレルが形成されている。
そして、アウターアッセンブリの回転に伴って先端に設けた掘削用ビットにより地盤を切削しながら掘り進み、その内側に削り残されたコアをインナーアッセンブリ内に取り込んでいき、ある一定の深さまで掘削するとダブルコアバーレルを上方に引上げてコアを切断し、地上に回収するようになっている。

このようなコアの採取に際し、軟弱地質や崩壊地質、特に水分を多く含んだ超軟弱地質においては、コアが崩れ易いため、コアの採取が困難になる。
そこで従来、このような軟弱地質や崩壊地質においてコアの採取を確実にするためにコアトラップ（本発明のコア支持用バケットに相当する）が組み込まれたコア採取装置が提案されている（特許文献１参照）。

この従来のコアトラップは、リング（本発明のリング本体に相当する）と、このリングの上面から上方に延長した少なくとも３本以上のブレード（本発明の薄板弾性爪に相当する）を備え、前記ブレードは、常時はその先端同士をリングの軸方向中心に向けた内向屈曲状態に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有する構造に形成されていた。

特開平１０−４６５６２号公報

従来のコアトラップを使用すると、地盤を掘り進んで行く際には、各ブレードがコアによって内側から押し広げられて内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形するため、コアトラップの存在がコアの取り込みの障害になることはない。
また、コアを切断して回収する際には、各ブレードがその弾性力より垂直起立状態から内向屈曲状態に向けて復元し、その各ブレードがコアに食い込んで支えるため、コアの脱落を防止することができる。

しかしながら、従来のコアトラップは、各ブレードがそれぞれ独立してリングの上面から上方に延長しただけの構造であるため、隣り合うブレード間に空隙が生じたままになっている。

このように、隣り合うブレード間に空隙が生じていると、特に、水分を多く含んだ超軟弱地質においては、その空隙からコアが水分と共に脱落してしまう。
また、各ブレードが独立しているため、内向屈曲状態に向けての復元状態に大きなバラ付きが生じるなど、コアを十分に支えることができず、コアの確実な回収ができないという問題があった。

本発明は、薄板弾性爪（従来のブレードに相当する）の内向屈曲状態から垂直起立状態への弾性変形と、その垂直起立状態から内向屈曲状態へ向けての復元性を確保し、その上で隣り合う薄板弾性爪間の空隙を覆うと共に、各薄板弾性爪同士の連動を促すことにより、水分を多く含んだ超軟弱地質においてもコアの脱落を防止させ、かつコアを十分に支えて確実に回収することができるようにしたコア採取装置及びコア支持用バケットを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）のコア採取装置は、
外管（１０）の下端に掘削用ビット（１１）が取り付けられているアウターアッセンブリ（１）と、
内管（２０）の下端にスリーブケース（２１）が取り付けられると共にこのスリーブケース（２１）の下端にコア支持用バケット（２２）を介してインナシュー（２３）が取り付けられているインナーアッセンブリ（２）と、を備え、
前記インナーアッセンブリ（２）の外側にアウターアッセンブリ（１）を回転可能に設けたダブルコアバーレル（３）が形成されているコア採取装置において、
前記コア支持用バケット（２２）は、スリーブケース（２１）とインナシュー（２３）との間に保持されるリング本体（２２ａ）と、このリング本体（２２ａ）の上面から上方に延長した少なくとも３本以上の薄板弾性爪（２２ｂ）を備え、
前記薄板弾性爪（２２ｂ）は、常時はその先端同士をリング本体（２２ａ）の軸方向中心に向けた内向屈曲状態に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有し、
かつ隣り合う薄板弾性爪（２２ｂ，２２ｂ）間の空隙（２２ｃ）を覆うように伸縮性を有さない合成樹脂シートやフィルム等による拡縮膜（２９）が形成され、
前記拡縮膜（２９）は、前記薄板弾性爪（２２ｂ）の垂直起立状態で展開拡大し、内向屈曲状態で折畳み縮小するように拡縮可能に形成されている構成とした。

また、本発明（請求項２）のコア支持用バケットは、
外管（１０）の下端に掘削用ビット（１１）が取り付けられているアウターアッセンブリ（１）と、
内管（２０）の下端にスリーブケース（２１）が取り付けられると共にこのスリーブケース（２１）の下端にコア支持用バケット（２２）を介してインナシュー（２３）が取り付けられているインナーアッセンブリ（２）と、を備え、
前記インナーアッセンブリ（２）の外側にアウターアッセンブリ（１）を回転可能に設けたダブルコアバーレル（３）が形成されているコア採取装置に用いられるコア支持用バケット（２２）であって、
このコア支持用バケット（２２）は、スリーブケース（２１）とインナシュー（２３）との間に保持されるリング本体（２２ａ）と、このリング本体（２２ａ）の上面から上方に延長した少なくとも３本以上の薄板弾性爪（２２ｂ）を備え、
前記薄板弾性爪（２２ｂ）は、常時はその先端同士をリング本体（２２ａ）の軸方向中心に向けた内向屈曲状態に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有し、
かつ隣り合う薄板弾性爪（２２ｂ，２２ｂ）間の空隙（２２ｃ）を覆うように伸縮性を有さない合成樹脂シートやフィルム等による拡縮膜（２９）が形成され、
前記拡縮膜（２９）は、前記薄板弾性爪（２２ｂ）の垂直起立状態で展開拡大し、内向屈曲状態で折畳み縮小するように拡縮可能に形成されている構成とした。

本発明のコア採取装置（請求項１）、コア支持用バケット（請求項２）は、隣り合う薄板弾性爪間の空隙を覆うように拡縮膜が形成されている構成に特徴がある。
この拡縮膜によって薄板弾性爪間の空隙を覆うことができるため、水分を多く含んだ超軟弱地質において、空隙から脱落しようとする水分とコアを受け止めて、その脱落を防止させることができる。

また、コアを切断して回収する際には、各薄板弾性爪が垂直起立状態から内向屈曲状態に向けて復元するもので、この場合、隣り合う薄板弾性爪同士が拡縮膜によって連結されているため、各薄板弾性爪を連動させて復元させることができ、各薄板弾性爪の復元状態に大きなバラ付きが生じるのを抑制してコアを確実に支えることができる。
即ち、薄板弾性爪の垂直起立状態では拡縮膜が展開拡大しているため、この状態から薄板弾性爪が内向屈曲状態に復元していく際に、この展開拡大状態の拡縮膜を介して隣り合う薄板弾性爪同士を連動させて内向きに引っ張ることができる。

尚、地盤を掘り進んで行く際には、各薄板弾性爪がコアによって内側から押し広げられて内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形していくもので、この内向屈曲状態では拡縮膜は折畳み縮小し、垂直起立状態になるに従って展開拡大していくため、この拡縮膜の存在が各薄板弾性爪の動作に影響を及ぼすことはなく、スムーズに薄板弾性爪を内向屈曲状態から垂直起立状態に弾性変形させることができる。

本発明の実施例に係るコア支持用バケットの一部切欠正面図。本発明の実施例に係るコア支持用バケットの一部切欠平面図。本発明の実施例に係るコア支持用バケットの斜視図。本発明の実施例に係るコア採取装置の要部を示す断面図。本発明の実施例に係るコア採取装置の概略全体を示す分解斜視図。

本発明のコア採取装置は、図４及び図５に示すように、アウターアッセンブリ１とインナーアッセンブリ２を備え、前記インナーアッセンブリ２の外側にアウターアッセンブリ１を回転可能に設けたダブルコアバーレル３が形成されている。

前記アウターアッセンブリ１は、スイベルジョイント４の外管ヘッド４０に連結された外管１０の下端に掘削用ビット１１が取り付けられたもので、その内部にインナーアッセンブリ２を収容した状態で、地上に据付けた動力部（図示せず）により回転し、この回転に伴い前記掘削用ビット１１により地盤を切削しながら掘り進んでいく。
なお、前記スイベルヘッド４は、アウターアッセンブリ１の回転がインナーアッセンブリ２に伝達されないようにするためのジョイントであり、軸受（図示省略）により軸支されると共にスプリング（図示省略）により下端方向に付勢されたシャフト４１が設けられ、このシャフト４１の先端に内管ヘッド４２が取り付けられている。

前記インナーアッセンブリ２は、前記掘削用ビット１１の切削に伴って内側に削り残されたコアを内部に取り込んでいくもので、前記内管ヘッド４２に連結された内管２０の下端にスリーブケース２１が取り付けられると共に、このスリーブケース２１の下端にコア支持用バケット２２を介してインナシュー２３が取り付けられ、かつアウターアッセンブリ１との間には水路５を形成するための隙が形成されている。

前記スリーブケース２１はスリーブ６の保持部となるものであって、上端から中程にかけての外周にスリーブ収納部２１ａが形成されている。
前記スリーブ６は、インナーアッセンブリ２内に取り込まれてくるコアを受け入れて保護するためのもので、柔軟で弾性のある透明なポリエチレン樹脂フィルムで円筒状に形成され、小さなジャバラ状の折り返しを多数形成した状態で前記スリーブ収納部２１ａに収納されている。

前記インナシュー２３は、水路５を掘削用ビット１１まで形成すると共にコアの導入口２３ａを形成するものであって、地盤に食い込み易くするためのテーパ面２３ｂが下端外周に形成されている。

前記コア支持用バケット２２は、図１〜図４で示すように、前記スリーブケース２１とインナシュー２３との間に保持されるリング本体２２ａと、このリング本体２２ａの上面から上方に先細りに延長した少なくとも３本以上（実施例では１２本）の薄板弾性爪２２ｂを備え、隣り合う薄板弾性爪２２ｂ，２２ｂ間に空隙２２ｃが形成されている。

前記薄板弾性爪２２ｂは、常時はその先端同士をリング本体２２ａの軸方向中心に向けた内向屈曲状態（図１実線状態）に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態（図１仮想線状態）に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有している。
このコア支持用バケット２２の材料としては、バネ鋼材、ステンレス鋼材、合成樹脂材等、基本的には弾性力を有するものを使用する。

そして、前記コア支持用バケット２２において、隣り合う薄板弾性爪２２ｂ，２２ｂ間の空隙２２ｃを覆うように拡縮膜２９が形成され、この拡縮膜２９は、前記薄板弾性爪２２ｂの垂直起立状態で展開拡大し、内向屈曲状態で折畳み縮小するように拡縮可能に形成されている。

この実施例では、１２個の薄板弾性爪２２ｂをその先端同士の間に空間Ｓ（図２で示す）が生じるように延長させ、各薄板弾性爪２２ｂの内外面（内面又は外面だけでもよい）を被膜すると同時に各空隙２２ｃを覆うように樹脂フィルムによる拡縮膜２９を張設している。
この薄板弾性爪２２ｂと拡縮膜２９の関係は、傘とは開閉方向が異なるものの、言わば各薄板弾性爪２２ｂを傘骨とし、この傘骨の上から張設する傘布を拡縮膜２９に例えることができる。
前記拡縮膜２９は、その折畳み縮小状態で、隣り合う薄板弾性爪２２ｂ，２２ｂ間の空隙２２ｃにおいて山折りや谷折りや蛇腹折りされるように折り癖をつけることができる。

本発明のコア支持用バケット２２は、図示した実施例に限定されるものではなく、例えば、薄板弾性爪２２ｂの本数は３本以上（好ましくは６本以上）であればよいし、その先端同士がほぼ突き合わされる状態に延長させてもよく、また、内向屈曲状態の曲率も適宜に設定できる。

また、前記拡縮膜２９は実施例のように薄板弾性爪２２ｂを被膜すると同時に空隙２２ｃを覆うように張設してもよいし、空隙２２ｃの範囲だけを覆うように張設してもよい。

また、拡縮膜２９の材料としては、柔軟で屈曲可能なシート材やフィルム材であって、伸縮性を有さない合成樹脂シートやフィルム、布や紙や繊維強化シート等（好ましくは撥水性、防水性に優れたもの）を使用してもよいし、透明、不透明も問わない。

また、拡縮膜２９の張設方法としては、接着剤を使用して張設する他、例えば、液状原料中にコア支持用バケット２２を浸漬させる、いわゆるドブ漬けによって張設することもできる。

従って、本実施例のコア採取装置を使用するに際しては、これを所定に組み立てた後、アウターアッセンブリ１を回転させると共に、水路５に水を供給させながら下端の掘削用ビット１１で地盤を掘削していく。
このようにして掘削用ビット１１により地盤を切削しながら掘り進み、その内側に削り残されたコアをインナーアッセンブリ２内に取り込んでスリーブ６内に受け入れていき、ある一定の深さまで掘削するとダブルコアバーレル３を上方に引上げでコアを切断し、地上に回収する。

この場合、本発明のコア支持用バケット２２には拡縮膜２９が張設されているため、この拡縮膜２９によって隣り合う薄板弾性爪２２ｂ，２２ｂ間の空隙２２ｃを塞ぐことができる。
これにより空隙２２ｃからコアが水分と共に脱落してしまうのを防止してコアを確実に回収することができ、特に、地質調査の対象となる地質が水分を多く含んだ超軟弱地質において好適に使用することができる。

１アウターアッセンブリ
１０外管
１１掘削用ビット
２インナーアッセンブリ
２０内管
２１スリーブケース
２１ａスリーブ収納部
２２コア支持用バケット
２２ａリング本体
２２ｂ薄板弾性爪
２２ｃ空隙
２３インナシュー
２３ａ導入口
２３ｂテーパ面
２９拡縮膜
３ダブルコアバーレル
４スイベルジョイント
４０外管ヘッド
４１シャフト
４２内管ヘッド
５水路
６スリーブ
Ｓ空間

Claims

外管（１０）の下端に掘削用ビット（１１）が取り付けられているアウターアッセンブリ（１）と、
内管（２０）の下端にスリーブケース（２１）が取り付けられると共にこのスリーブケース（２１）の下端にコア支持用バケット（２２）を介してインナシュー（２３）が取り付けられているインナーアッセンブリ（２）と、を備え、
前記インナーアッセンブリ（２）の外側にアウターアッセンブリ（１）を回転可能に設けたダブルコアバーレル（３）が形成されているコア採取装置において、
前記コア支持用バケット（２２）は、スリーブケース（２１）とインナシュー（２３）との間に保持されるリング本体（２２ａ）と、このリング本体（２２ａ）の上面から上方に延長した少なくとも３本以上の薄板弾性爪（２２ｂ）を備え、
前記薄板弾性爪（２２ｂ）は、常時はその先端同士をリング本体（２２ａ）の軸方向中心に向けた内向屈曲状態に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有し、
かつ隣り合う薄板弾性爪（２２ｂ，２２ｂ）間の空隙（２２ｃ）を覆うように伸縮性を有さない合成樹脂シートやフィルム等による拡縮膜（２９）が形成され、
前記拡縮膜（２９）は、前記薄板弾性爪（２２ｂ）の垂直起立状態で展開拡大し、内向屈曲状態で折畳み縮小するように拡縮可能に形成されていることを特徴とするコア採取装置。
外管（１０）の下端に掘削用ビット（１１）が取り付けられているアウターアッセンブリ（１）と、
内管（２０）の下端にスリーブケース（２１）が取り付けられると共にこのスリーブケース（２１）の下端にコア支持用バケット（２２）を介してインナシュー（２３）が取り付けられているインナーアッセンブリ（２）と、を備え、
前記インナーアッセンブリ（２）の外側にアウターアッセンブリ（１）を回転可能に設けたダブルコアバーレル（３）が形成されているコア採取装置に用いられるコア支持用バケット（２２）であって、
このコア支持用バケット（２２）は、スリーブケース（２１）とインナシュー（２３）との間に保持されるリング本体（２２ａ）と、このリング本体（２２ａ）の上面から上方に延長した少なくとも３本以上の薄板弾性爪（２２ｂ）を備え、
前記薄板弾性爪（２２ｂ）は、常時はその先端同士をリング本体（２２ａ）の軸方向中心に向けた内向屈曲状態に形成保持され、かつその内向屈曲状態から垂直に起立した垂直起立状態に弾性変形可能で、その垂直起立状態から前記内向屈曲状態に向けて復元する方向の弾性力を有し、
かつ隣り合う薄板弾性爪（２２ｂ，２２ｂ）間の空隙（２２ｃ）を覆うように伸縮性を有さない合成樹脂シートやフィルム等による拡縮膜（２９）が形成され、
前記拡縮膜（２９）は、前記薄板弾性爪（２２ｂ）の垂直起立状態で展開拡大し、内向屈曲状態で折畳み縮小するように拡縮可能に形成されていることを特徴とするコア支持用バケット。