JP6767700B2 - Eccentric joint and ground investigation machine using it - Google Patents
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Description
本発明は、地盤調査機の貫入体に取り付けられる偏心継手及びそれを用いた地盤調査機に関する。 The present invention relates to an eccentric joint attached to an intruder of a ground investigation machine and a ground investigation machine using the eccentric joint.
従来、建造物を建築する予定地等の地盤を調査する方法として、例えば、スウェーデン式サウンディング試験等が知られている(非特許文献1参照)。スウェーデン式サウンディング試験では、ロッドの先端に略円錐形状のスクリューポイントが取り付けられた貫入体を地面に突き立てて貫入させる。このとき、貫入体に加えられる垂直荷重や回転数、スクリューポイントの貫入深度等から地盤強度等が判定される。 Conventionally, for example, a Swedish sounding test or the like is known as a method for investigating the ground such as a planned site for building a building (see Non-Patent Document 1). In the Swedish sounding test, an intruder with a substantially conical screw point attached to the tip of the rod is thrust into the ground to penetrate. At this time, the ground strength and the like are determined from the vertical load applied to the penetrating body, the number of rotations, the penetrating depth of the screw point, and the like.
また、上記のスウェーデン式サウンディング試験に準じた貫入試験を自動で行う試験機が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。この種の試験機は、錘等による荷重を制御して貫入体に所定の垂直荷重を加える荷重制御手段と、貫入体を必要に応じて回転させる回転制御手段と、貫入体の深度、回転数等を検出して記録する計測手段と、を備える。これにより、所定の試験条件で貫入体が自動的に貫入されて、所望のデータが得られる。
Further, there are known testing machines that automatically perform an penetration test according to the above-mentioned Swedish sounding test (for example,
しかしながら、上記のように貫入体を地盤に貫入させて地盤強度を判定する試験では、礫等によって貫入体の貫入が妨げられるという問題点があった。具体的には、砕石等によって地表が締め固められている造成地等の場合、地表付近の礫等を含む層にスクリューポイントを貫入させることができなかった。そのため、貫入体を貫入する前に、予め鋼棒等を打ち込んで地表付近の礫等を含む層を貫通する穴をあける、若しくは地表付近を掘削して礫等を除去する等の作業が必要であった。 However, in the test for determining the ground strength by penetrating the intruder into the ground as described above, there is a problem that the intrusion of the intruder is hindered by gravel or the like. Specifically, in the case of a reclaimed land where the ground surface is compacted by crushed stone or the like, it was not possible to penetrate the screw point into the layer containing gravel or the like near the ground surface. Therefore, before penetrating the intruder, it is necessary to drive a steel rod or the like in advance to make a hole through the layer containing gravel near the ground surface, or excavate the ground surface to remove gravel or the like. there were.
また、地中に礫等が埋まっていると、スクリューポイントの先端が礫等に当たった際に、貫入体の沈下が停止してしまい、回転力を付加しても貫入体をそれ以上貫入させることできなくなる場合があった。礫等によって貫入体の貫入が不可能になった場合、貫入体を引き抜き、礫等を除去する若しくは貫入体の貫入位置を僅かにずらす等して、貫入試験をやり直す必要があった。 In addition, if gravel or the like is buried in the ground, the sinking of the intruder will stop when the tip of the screw point hits the gravel or the like, and even if a rotational force is applied, the intruder will penetrate further. Sometimes I couldn't do it. When the intrusion of the intruder became impossible due to gravel or the like, it was necessary to pull out the intruder, remove the gravel or the like, or slightly shift the intrusion position of the intruder and repeat the intrusion test.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、礫等を含む地層であっても貫入体の貫入を可能とする偏心継手及びそれを用いた地盤調査機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is an eccentric joint capable of penetrating an intruder even in a stratum containing gravel and the like, and a ground investigation machine using the same. Is to provide.
本発明の偏心継手は、地盤調査機のロッドの軸を中心として回転する貫入体に用いられる偏心継手であって、前記貫入体を構成する前記ロッドが接続される上ねじ部と、前記貫入体を構成するスクリューポイントが接続される下ねじ部と、を有し、前記上ねじ部と前記下ねじ部は、互いの中心軸をずらして設けられることを特徴とする。
また、本発明の偏心継手は、連結される複数のロッドを有し上部の前記ロッドの軸を中心として回転する貫入体を備えた地盤調査機の前記貫入体に用いられる偏心継手であって、前記貫入体を構成する上部の前記ロッドが接続される上ねじ部と、前記貫入体を構成する下部の前記ロッドが接続される下ねじ部と、を有し、前記上ねじ部と前記下ねじ部は、互いの中心軸をずらして設けられることを特徴とする。
The eccentric joint of the present invention is an eccentric joint used for an intruder that rotates around the axis of a rod of a ground survey machine, and has an upper threaded portion to which the rod constituting the intruder is connected and the intruder. It has a lower threaded portion to which the screw points constituting the above are connected, and the upper threaded portion and the lower threaded portion are provided with their central axes offset from each other.
Further, the eccentric joint of the present invention is an eccentric joint used for the intruder of a ground surveying machine having a plurality of rods to be connected and having an intruder that rotates about the axis of the upper rod. It has an upper threaded portion to which the upper rod constituting the intruder is connected and a lower threaded portion to which the lower rod constituting the intruder is connected, and the upper threaded portion and the lower threaded portion. The portions are characterized in that they are provided with their central axes offset from each other.
また、本発明の地盤調査機は、ロッドとその先端近傍に取り付けられるスクリューポイントを有し前記スクリューポイントの先端を下方に向けて地面に貫入される貫入体と、前記貫入体に貫入方向の力を加える荷重装置と、前記貫入体を前記ロッドの軸を中心として回転させる回転装置と、前記貫入体の貫入深度及び回転数を測定する測定装置と、を備え、前記ロッドと前記スクリューポイントは、前記ロッドが接続される上ねじ部の中心軸と前記スクリューポイントが接続される下ねじ部の中心軸が偏心している偏心継手によって連結され、前記スクリューポイントの中心軸は、前記貫入体の回転軸から偏心していることを特徴とする。
また、本発明の地盤調査機は、連結される複数のロッドとその先端近傍に取り付けられるスクリューポイントとを有し前記スクリューポイントの先端を下方に向けて地面に貫入される貫入体と、前記貫入体に貫入方向の力を加える荷重装置と、前記貫入体を上部の前記ロッドの軸を中心として回転させる回転装置と、前記貫入体の貫入深度及び回転数を測定する測定装置と、を備え、前記貫入体を構成する上部の前記ロッドと下部の前記ロッドは、上部の前記ロッドが接続される上ねじ部の中心軸と下部の前記ロッドが接続される下ねじ部の中心軸が偏心している偏心継手によって連結され、前記スクリューポイントの中心軸は、前記貫入体の回転軸から偏心していることを特徴とする。
Further, the ground survey machine of the present invention has a screw point attached near the rod and its tip, and has a penetrating body that penetrates into the ground with the tip of the screw point facing downward and a force in the penetrating direction into the penetrating body. The rod and the screw point are provided with a load device for applying a load device, a rotating device for rotating the intruder about the axis of the rod, and a measuring device for measuring the intrusion depth and the number of rotations of the intruder. The central axis of the upper threaded portion to which the rod is connected and the central axis of the lower threaded portion to which the screw point is connected are connected by an eccentric joint, and the central axis of the screw point is the rotation axis of the intruder. It is characterized by being eccentric from .
Further, the ground survey machine of the present invention has a plurality of rods to be connected and a screw point attached in the vicinity of the tip thereof, and has an intruder that penetrates into the ground with the tip of the screw point facing downward and the penetration. It is provided with a loading device that applies a force in the penetration direction to the body, a rotating device that rotates the penetrating body about the axis of the upper rod, and a measuring device that measures the penetrating depth and the number of rotations of the penetrating body. The upper rod and the lower rod constituting the intruder are eccentric with the central axis of the upper threaded portion to which the upper rod is connected and the central axis of the lower threaded portion to which the lower rod is connected. It is connected by an eccentric joint, and the central axis of the screw point is eccentric from the rotation axis of the intruder.
本発明の偏心継手によれば、地盤調査機の貫入体を構成する上部の部材が接続される上ねじ部と、前記貫入体を構成する下部の部材が接続される下ねじ部と、を有し、前記上ねじ部と前記下ねじ部は、互いの中心軸をずらして形成されている。このような構成の偏心継手によって、貫入体の上部の部材と下部の部材は、互いの中心軸をずらして連結される。そのため、上部の部材の中心軸を回転軸として貫入体を回転させることにより、貫入体の下端のスクリューポイントを回転軸から偏心した状態で回転させることができ、スクリューポイントの先端は、平面視において略円状の軌跡を描いて移動する。その結果、例えば、スクリューポイントの先端が礫等に接触して貫入が止まった際に、貫入体を回転させてスクリューポイントの先端を移動させることにより、スクリューポイントの先端は礫等を回避または排除することができる。そのため、貫入体を引き抜いて礫等を除去することなく、スクリューポイントの貫入を継続することができる。 According to the eccentric joint of the present invention, there is an upper threaded portion to which the upper member constituting the intruder of the ground investigation machine is connected and a lower threaded portion to which the lower member constituting the intruder is connected. However, the upper screw portion and the lower screw portion are formed by shifting their central axes from each other. With the eccentric joint having such a structure, the upper member and the lower member of the intruder are connected by shifting their central axes. Therefore, by rotating the intruder with the central axis of the upper member as the rotation axis, the screw point at the lower end of the intruder can be rotated in an eccentric state from the rotation axis, and the tip of the screw point is in a plan view. It moves in a substantially circular trajectory. As a result, for example, when the tip of the screw point comes into contact with gravel or the like and the penetration stops, the tip of the screw point avoids or eliminates the gravel or the like by rotating the intruding body to move the tip of the screw point. can do. Therefore, the penetration of the screw point can be continued without pulling out the penetrating body to remove gravel and the like.
また、貫入体の上部の部材及び下部の部材は、偏心継手の上ねじ部及び下ねじ部に夫々螺合によって接続されるため、取り付け及び取り外しが容易である。 Further, since the upper member and the lower member of the penetration body are connected to the upper threaded portion and the lower threaded portion of the eccentric joint by screwing, respectively, they can be easily attached and detached.
また、本発明の偏心継手によれば、前記上ねじ部には、前記貫入体のロッドが接続され、前記下ねじ部には、前記貫入体のスクリューポイントが接続されても良い。これにより、ロッドを回転させた際に、スクリューポイントのみを回転軸から偏心した状態で回転させることができ、貫入体の回転抵抗を小さくすることができる。 Further, according to the eccentric joint of the present invention, the rod of the penetrating body may be connected to the upper threaded portion, and the screw point of the penetrating body may be connected to the lower threaded portion. As a result, when the rod is rotated, only the screw point can be rotated in a state of being eccentric from the rotation axis, and the rotation resistance of the intruder can be reduced.
また、本発明の偏心継手によれば、前記上ねじ部が形成された駆動側部材と、前記下ねじ部が形成されて前記駆動側部材に係脱自在に結合された従動側部材と、を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材の相対位置を変えることにより、前記上ねじ部の中心軸と前記下ねじ部の中心軸が偏心する状態と、前記上ねじ部の中心軸と前記下ねじ部の中心軸が同軸になる状態と、を切り替え可能であっても良い。これにより、偏心継手を貫入体から取り外すことなく、スクリューポイントが偏心している状態と、スクリューポイントが偏心していない状態と、を容易に切り替えることができる。 Further, according to the eccentric joint of the present invention, the drive side member on which the upper threaded portion is formed and the driven side member on which the lower threaded portion is formed and freely coupled to the drive side member. By changing the relative positions of the driving side member and the driven side member, the central axis of the upper threaded portion and the central axis of the lower threaded portion are eccentric, and the central axis of the upper threaded portion and the above. It may be possible to switch between a state in which the central axis of the lower thread portion is coaxial and a state in which the central axis is coaxial. This makes it possible to easily switch between a state in which the screw point is eccentric and a state in which the screw point is not eccentric without removing the eccentric joint from the intruder.
また、本発明の地盤調査機によれば、ロッドとその先端近傍に取り付けられるスクリューポイントを有し前記スクリューポイントの先端を下方に向けて地面に貫入される貫入体と、前記貫入体に貫入方向の力を加える荷重装置と、前記貫入体を前記ロッドの軸を中心として回転させる回転装置と、前記貫入体の貫入深度及び回転数を測定する測定装置と、を備え、前記貫入体を構成する上部の部材と下部の部材は、前記上部の部材が接続される上ねじ部の中心軸と前記下部の部材が接続される下ねじ部の中心軸が偏心している偏心継手によって連結される。これにより、回転装置によって貫入体を回転させた際に、スクリューポイントを貫入体の回転軸から偏心した状態で回転させることができる。そのため、スクリューポイントは礫等を回避または除去することができ、礫等を多く含む地層であっても貫入体を容易に貫入させることができる。 Further, according to the ground survey machine of the present invention, an intruder having a screw point attached near the rod and its tip and penetrating into the ground with the tip of the screw point facing downward, and a penetrating body into the penetrating body. A load device for applying the force of the above, a rotating device for rotating the intruding body around the axis of the rod, and a measuring device for measuring the intrusion depth and the number of rotations of the intruding body are provided to form the intruding body. The upper member and the lower member are connected by an eccentric joint in which the central axis of the upper threaded portion to which the upper member is connected and the central axis of the lower threaded portion to which the lower member is connected are eccentric. As a result, when the intruder is rotated by the rotating device, the screw point can be rotated in an eccentric state from the rotation axis of the intruder. Therefore, the screw point can avoid or remove gravel and the like, and the intruder can be easily penetrated even in a stratum containing a large amount of gravel and the like.
以下、本発明の実施形態に係る偏心継手及びそれを用いた地盤調査機を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る偏心継手13を用いた地盤調査機1の側面図である。地盤調査機1は、略棒状の貫入体10を地面に貫入させて地盤強度等を判定する装置である。
Hereinafter, the eccentric joint according to the embodiment of the present invention and the ground investigation machine using the eccentric joint will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of the
図1に示すように、地盤調査機1は、地盤調査機1を構成する後述する各種装置を搭載するための基台45を有する。基台45の下方には、地盤調査機1を移動可能とする車輪46が設けられている。なお、地盤調査機1の移動を容易にするため、地盤調査機1には、車輪46を駆動するモータやエンジン等の図示しない駆動装置が設けられても良い。また、不整地における走行性を高めるために、車輪46には、無限軌道が取り付けられても良い。
As shown in FIG. 1, the
基台45の上部には、支柱40が略垂直に立設される。支柱40には、上下方向に移動可能に昇降台30が取り付けられている。昇降台30の上部には、後述する貫入体10を支持するためのチャック31と、チャック31を回転させる回転装置33と、が設けられる。
A
チャック31は、昇降台30に対して回転可能に設けられる。チャック31の略中央には、貫入体10が挿通されて支持される貫通部が形成されており、貫入体10のロッド12が該貫通部に挿通されて挟持される。これにより、貫入体10は、ロッド12の中心軸を回転軸として、昇降台30に対して回転可能に支持される。
The
回転装置33は、チャック31の近傍の昇降台30に設けられる。回転装置33は、チャック31を回転させるための駆動源として、例えば、モータ等を有する。該モータ等は、チェーン及びスプロケット等の動力伝達手段34を介してチャック31に連結され、これにより、チャック31に支持された貫入体10を回転させることができる。
The
昇降台30には、貫入体10に下方向の荷重を加える荷重装置となる錘32が取り付けられる。錘32の質量を変えることにより、昇降台30に加わる荷重が変化し、貫入体10に加わる荷重を調節することができる。
A
また、昇降台30には、昇降台30を昇降させ且つ貫入体10への荷重を制御するためのチェーン38が接続される。チェーン38の一方の端部は、前述の通り昇降台30に固定され、チェーン38の他方の端部は、支柱40の上下方向の略中央に固定される。なお、チェーン38の他端は、基台45若しくはエアシリンダ35のシリンダ部に固定されても良い。チェーン38は、基台45に立設されるエアシリンダ35のピストンの上端近傍に設けられるスプロケット37に掛けられ噛合している。
Further, a
また、地盤調査機1は、エアシリンダ35に駆動用の圧縮空気を供給するコンプレッサ36と、エアシリンダ35に供給される空気の圧力を制御するエアレギュレータ55(図5参照)と、を備えている。これにより、エアシリンダ35に所定の圧力の圧縮空気を供給して、エアシリンダ35のピストンを往復移動させると共に、所定の大きさの力を発揮させることができる。
Further, the
このような構成により、所定の空気圧を供給してエアシリンダ35のピストンを上方に押し上げるようにしてスプロケット37に上向きの力を加えることにより、チェーン38を介して昇降台30に対して上向きの力が作用する。このようにエアシリンダ35を利用して、昇降台30に対して、錘32による下向きの力に対向する上向きの力を加えることにより、貫入体10に作用する荷重を調節することができる。
With such a configuration, an upward force is applied to the
即ち、エアシリンダ35は、荷重装置の荷重制御手段として機能し、貫入体10に加えられる荷重を制御する。測定時に貫入体10に加えられる荷重は、昇降台30等と錘32による下方向の力と、エアシリンダ35による上方向の力と、の差によって決定され、エアシリンダ35に供給される空気圧によって調節される。
That is, the
なお、貫入体10による荷重を校正用の荷重計等で測定し、測定された荷重の値が所望の値になるようにエアレギュレータ55の設定条件を調整することにより、貫入体10への荷重を容易に校正することができる。これにより、貫入体10に正確な大きさの荷重を加えることができる。
The load of the
なお、貫入体10への荷重を制御する方法としては、上記のエアシリンダ35を用いる方法に代えて、スプロケット37等を制動するパウダーブレーキによる方法や、油圧シリンダを用いる方法、電動モータを用いる方法等、その他の方法を採用しても良い。
As a method of controlling the load on the penetrating
また、エアシリンダ35は、昇降台30を昇降させる昇降手段としても機能する。即ち、エアシリンダ35のピストンを下降させることにより、昇降台30を下降させることができ、エアシリンダ35のピストンを上昇させることにより、昇降台30を上昇させることができる。エアシリンダ35の往復動力は、前述のとおりスプロケット37及びチェーン38を介して昇降台30に伝達されるので、昇降台30の上下動のストロークが大きく確保される。
The
貫入体10は、スクリューポイント11と、ロッド12と、偏心継手13と、を有する。スクリューポイント11は、地盤に貫入される部分であり、下方が尖った略円錐形状に形成され、貫入体10の下端に設けられる。スクリューポイント11の上部には、偏心継手13を介してロッド12が接続される。
The
ロッド12は、鋼棒等であり、複数本を継ぎ足して延長できるように形成されている。具体的には、ロッド12の上端に雄ねじ14が形成され、ロッド12の下端に雄ねじ14と同サイズの雌ねじ(図示せず)が形成される。このような構成により、2本以上のロッド12を用いて、下位のロッド12の上端の雄ねじ14に上位のロッド12の下端の雌ねじを螺合させることにより、貫入体10を延長することができる。
The
貫入体10の上端には、回転台20を介して振動検出器としての振動センサ53が取り付けられる。これにより、貫入体10を伝播する振動を検出することができる。なお、回転台20は、貫入体10に対して回転自在且つ着脱自在に設けられている。詳細については、後述する。
A
地盤調査機1は、貫入体10へ加えられる荷重や回転を制御する制御装置25を備えている。制御装置25は、基台45の上部に搭載されているが、別置されても良い。また、地盤調査機1は、貫入体10の貫入深度を検出するための深度センサ51と、貫入体10の回転数を検出する回転センサ52と、を備えている。
The
深度センサ51は、例えば、昇降台30の昇降をガイドする図示しないガイドローラ等の回転や昇降台30の位置を検出するエンコーダ等であり、これにより、昇降台30の上下方向の移動量、即ち貫入体10の貫入量を計測することができる。
The
回転センサ52は、例えば、回転装置33やチャック31等の回転体の回転を検出する近接スイッチ等であり、これにより、チャック31に保持された貫入体10の回転数を計測することができる。
The
また、貫入体10の地盤に貫入される部分、例えば下端近傍には、図示しない圧力センサが設けられても良い。これにより、地盤中の間隙水圧を検出することが可能となる。例えば、別途設けられる図示しない加振装置等によって所定の深さの地盤に振動を与え、図示しない圧力センサによって検出される圧力情報を振動センサ53で検出される振動情報と共に解析することにより、液状化に対する評価等を高精度に行うことができる。
Further, a pressure sensor (not shown) may be provided at a portion of the
図2は、貫入体10の下端近傍の側面図である。なお、図2に示す2点鎖線は、貫入体10を回転させた際に、スクリューポイント11が通過する部分を示している。図2に示すように、貫入体10を構成する最下位のロッド12の下端には、偏心継手13が接続され、偏心継手13の下端には、スクリューポイント11が取り付けられる。
FIG. 2 is a side view of the vicinity of the lower end of the
偏心継手13の上部の略中央には、貫入体10の上部の部材となるロッド12が取り付けられる。そのため、偏心継手13の中心軸は、ロッド12の中心軸CL1と同軸上に設けられる。
A
偏心継手13の上部には、接続されるロッド12の側面から外側に向かって傾斜するテーパ部18が形成される。また、偏心継手13の上面は、ロッド12の下面と略同じ大きさに形成される。これにより、ロッド12の側面と偏心継手13の側面とを滑らかに接続することができ、偏心継手13とロッド12との接続部分近傍に土等が堆積することを防止できる。また、テーパ部18によって、貫入体10を引き抜く際の抵抗が低減され、貫入体10の引き抜きが容易になる。
A tapered
偏心継手13の下部には、貫入体10の下部の部材となるスクリューポイント11が取り付けられる。スクリューポイント11は、偏心継手13の中心軸(CL1)からずれた位置に取り付けられており、スクリューポイント11の中心軸CL2は、ロッド12の中心軸CL1からずれた位置にある。
A
ここで、貫入体10は、前述のとおり、回転装置33(図1参照)によって回転され、ロッド12の中心軸CL1を回転軸として回転する。即ち、スクリューポイント11の中心軸CL2は、貫入体10の回転軸(CL1)から偏心している。
Here, as described above, the penetrating
これにより、回転装置33によって貫入体10を回転させることにより、スクリューポイント11は、中心軸CL1の周囲を回り、スクリューポイント11の先端は、貫入体10の回転軸(CL1)を回転中心として平面視で略円状の軌跡を描いて移動することになる。
As a result, by rotating the
そのため、例えば、スクリューポイント11の先端が地盤中の礫等に接触して貫入体10の貫入が止まった際に、ロッド12を回転させてスクリューポイント11の先端を移動させることにより、スクリューポイント11の先端は礫等を回避または排除することができる。即ち、礫等を含む地層であっても貫入体10を容易に貫入させることができる。
Therefore, for example, when the tip of the
また、偏心継手13の下部にスクリューポイント11を直接取り付けることにより、スクリューポイント11のみが偏心した状態となる。そのため、偏心継手13とスクリューポイント11との間にロッド12等の他の部材が接続されている場合と比べて、貫入体10の回転抵抗を小さくすることができ、貫入体10の貫入を効率良く行うことができる。
Further, by directly attaching the
また、偏心継手13の外径は、スクリューポイント11の外径よりも小さく形成される。これにより、偏心継手13と地盤との抵抗が小さくなり、貫入体10を容易に貫入させることができる。
Further, the outer diameter of the eccentric joint 13 is formed to be smaller than the outer diameter of the
また、スクリューポイント11は回転軸(CL1)から偏心しているため、スクリューポイント11が偏心していない場合と比べ、貫入体10を回転させた際にスクリューポイント11からロッド12に伝播する振動が大きくなる。そのため、振動センサ53(図1参照)は、貫入体10から伝わる振動を高精度に検出することができる。
Further, since the
図3(A)は、偏心継手13の側面図であり、図3(B)は、同底面図である。図3(A)及び(B)に示すように、偏心継手13は、略円柱状に形成される。なお、偏心継手13の形状は、これに限定されず、例えば、略角柱状等に形成されても良い。 FIG. 3A is a side view of the eccentric joint 13, and FIG. 3B is a bottom view of the eccentric joint 13. As shown in FIGS. 3A and 3B, the eccentric joint 13 is formed in a substantially columnar shape. The shape of the eccentric joint 13 is not limited to this, and may be formed into, for example, a substantially prismatic shape.
図3(A)に示すように、偏心継手13の上部の略中央には、ロッド12(図2参照)を固定する上ねじ部15が形成される。上ねじ部は、雄ねじであり、ロッド12の下部に形成される雌ねじ(図示せず)と同じ大きさに形成され、該雌ねじと螺合する。これにより、ロッド12と偏心継手13との取り付け及び取り外しが容易である。また、上ねじ部15の中心軸は、ロッド12の中心軸CL1(図2参照)と同軸である。
As shown in FIG. 3A, an upper threaded
図3(B)に示すように、偏心継手13の下部には、スクリューポイント11(図2参照)を固定するための下ねじ部16が形成される。下ねじ部は、雌ねじであり、スクリューポイント11の上部に形成される雄ねじ(図示せず)と同じ大きさに形成され、該雄ねじと螺合する。これにより、スクリューポイント11と偏心継手13との取り付け及び取り外しが容易である。また、下ねじ部の中心軸は、スクリューポイント11の中心軸CL2と同軸である。
As shown in FIG. 3B, a lower threaded
下ねじ部16の中心軸(CL2)は、上ねじ部15の中心軸(CL1)から偏心継手13の径方向に距離L1離れた位置にある。即ち、下ねじ部16は、その中心軸(CL2)が偏心継手13の中心から距離L1離れた位置になるように形成される。これにより、偏心継手13は、下ねじ部16に固定されるスクリューポイント11を回転軸(CL1)から偏心した状態で固定することができる。
The central axis (CL2) of the lower threaded
偏心の距離L1として好ましくは1mmから5mmであり、より好ましくは2mmから4mmである。このように、偏心の距離L1を好適に設定することにより、スクリューポイント11の先端の移動する範囲を好適に保つことができる。また、偏心の距離L1が長すぎる場合と比べて、スクリューポイント11の回転抵抗を小さくすることができ、スクリューポイント11の破損を防止することができる。
The eccentric distance L1 is preferably 1 mm to 5 mm, more preferably 2 mm to 4 mm. By appropriately setting the eccentric distance L1 in this way, the range in which the tip of the
また、上ねじ部15と下ねじ部16は、互いの中心軸(CL1、CL2)が平行になるよう形成される。これにより、ロッド12を地面に対して垂直にした際に、スクリューポイント11も地面に対して垂直になる。そのため、スクリューポイント11を地面に対して略垂直な状態で貫入させることができ、スクリューポイント11が斜め方向に貫入されることを防止できる。
Further, the
図3(A)及び(B)に示すように、偏心継手13の外周面には、偏心継手13の中心軸を挟んで対向する位置に、互いに平行な一対の平面部17が形成される。これにより、スパナ等の工具等によって平面部17を挟むことにより、偏心継手13が回動しないように押さえることができる。そのため、偏心継手13にねじ止めされるスクリューポイント11及びロッド12の取り付け及び取り外しが更に容易になる。なお、平面部17は、二対以上形成されても良い。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a pair of
上述のように、互いに偏心した上ねじ部15及び下ねじ部16を有する偏心継手13を用いることにより、スクリューポイント11をロッド12に対して容易に偏心させることができる。これにより、先端が偏心した特別なスクリューポイントや、曲り部等を有する特別なロッド等を新たに設計、生産等することなく、従来用いられている日本工業規格に準拠するスクリューポイント11やロッド12を利用することができる。
As described above, the
また、偏心継手13は、ロッド12及びスクリューポイント11に対して着脱自在であるので、図2に示すように、偏心継手13によってロッド12とスクリューポイント11を連結してスクリューポイント11の中心軸CL2が貫入体10の回転軸(CL1)からずれている状態と、偏心継手13を用いずにロッド12とスクリューポイント11が直接連結されて両者の中心軸CL1、CL2が同軸上に形成される場合と、を容易に切り替えることができる。これにより、地盤調査機1は、スクリューポイント11を偏心させた貫入体10によって地盤に穴を形成した後に、偏心継手13を取り外し、ロッド12の中心軸CL1とスクリューポイント11の中心軸CL2が同軸にある貫入体10を用いた従来の地盤調査方法を実行することができる。
Further, since the eccentric joint 13 is detachable from the
なお、偏心継手13の下部にスクリューポイント11が接続されるとしたが、例えば、偏心継手13の上部及び下部にロッド12を接続しても良い。即ち、貫入体10を構成する複数のロッド12の間に偏心継手13を設けても良い。これによっても、偏心継手13の下部に接続されたロッド12を介して、スクリューポイント11を偏心した状態で回転させることができ、貫入体10の貫入を容易にできる。
Although the
図4は、振動センサ53の取り付け部近傍を示す図である。図4に示すように、振動センサ53は、貫入体10のスクリューポイント11(図2参照)からロッド12に伝わる振動を測定するものであり、回転台20を介して貫入体10の上端、即ち最上位のロッド12の上端に取り付けられる。
FIG. 4 is a diagram showing the vicinity of the mounting portion of the
回転台20は、略円板状の形態を成し、鉄材等の磁性体から形成され、例えば、転がり軸受等の軸受21を介してロッド12に対して回転自在に設けられる。具体的には、回転台20の下面には、平面視略円形状の凹部である嵌合穴20aが形成され、嵌合穴20aには、軸受21の一方の軌道輪である、例えば、外輪が嵌合する。
The
他方、軸受21の他方の軌道輪である、例えば、内輪は、略円筒状の形態を成す接続具22の外周面に形成される嵌合軸22aに嵌合する。そして、接続具22がロッド12の上端に着脱自在に取り付けられる。詳しくは、接続具22の内周には、ねじ部23が形成されており、ねじ部23にロッド12の上端の雄ねじ14が螺合する。そして、接続具22の下端面22bがロッド12の上端の肩部12bに当接し、接続具22が固定される。
On the other hand, the other raceway ring of the
なお、軸受21の外輪と嵌合穴20aとの嵌合は、所定の締め代を設けた締まり嵌めが望ましが、別途設けられる図示しない止め輪等の固定具によって軸受21の外輪が回転台20に固定される構成でも良い。また、望ましくは、軸受21の外輪の上面は、少なくとも一部分が、嵌合穴20aの上面20bに当接する。これにより、振動の伝達が良好になる。
It is desirable that the outer ring of the
また、軸受21の内輪と嵌合軸22aとの嵌合は、締まり嵌めでも良いし、所定の隙間を有する隙間嵌めでも良い。軸受21の内輪と嵌合軸22aとが締まり嵌めで嵌合する構成では、振動の伝達が良好になる。他方、軸受21の内輪と嵌合軸22aとが隙間嵌めで嵌合する構成では、軸受21と接続具22とが着脱自在となるので、ロッド12への回転台20の着脱が容易になるという利点を有する。
Further, the inner ring of the
また、軸受21の内輪の下面は、少なくとも一部分が、接続具22の上方を向く面である肩部22cに当接することが望ましい。これにより、ロッド12からの振動が伝播し易くなる。また、図示しない止め輪や軸受ナット等の固定具を用いて軸受21の内輪と接続具22が固定されても良い。
Further, it is desirable that at least a part of the lower surface of the inner ring of the
上記のように軸受21を介して回転台20が設けられることにより、回転台20は、ロッド12に対して回転自在となる。これにより、ロッド12が回転しても回転台20を回転させずに所定の回転位置に保持することができる。特に、転がり軸受等の軸受21が介装されることにより、回転台20の回転抵抗を小さく抑えることができる。また、接続具22に形成されたねじ部23にロッド12の雄ねじ14が螺合する構成により、ロッド12への回転台20の取り付け及び取り外しも容易である。
By providing the
なお、接続具22の外周部には、スパナ等を使用するための図示しない一対の平面部等が形成されても良い。また、接続具22には、接続具22を押さえる略棒状等の治具等を接続するための図示しないねじ穴等が形成されても良い。このような構成により、回転台20の取り付け及び取り外しが更に容易になる。
A pair of flat surfaces (not shown) for using a spanner or the like may be formed on the outer peripheral portion of the
振動センサ53は、マグネット等によって回転台20の上面に固定される。上記のとおり回転台20は、貫入体10のロッド12に対して回転自在且つ着脱自在であるので、振動センサ53は、貫入体10に対して回転自在且つ着脱自在となる。これにより、回転装置33(図1参照)によって貫入体10が回転された際に、振動センサ53が貫入体10に連れて回転してしまうことを抑えることができる。これにより、振動センサ53につながる配線53a等の取り回しが容易になる。
また、振動センサ53が貫入体10に対して着脱自在に取り付けられることにより、ロッド12を継ぎ足して貫入体10を延長する作業が容易になる。
The
Further, since the
また、上記のようにロッド12の上端に設けられる回転台20を用いて振動センサ53が貫入体10の上端に取り付けられることにより、貫入体10を伝播してくる振動、特に縦方向の振動を高精度に検出することができる。
Further, as described above, the
また、回転台20には、回転台20から径方向、即ち略水平方向、に延在する支持棒24が取り付けられる。支持棒24は、例えば、板材や丸棒、角棒、パイプ材等の長尺の部材であり、図示しないボルト等によって回転台に固定される。支持棒24が設けられることにより、回転台20が貫入体10に連れて回転してしまうことが抑えられる。
Further, a
また、支持棒24には、振動センサ53の配線53aが固定される。即ち、支持棒24は、回転台20の回転を抑える機能と、振動センサ53の配線53aを支持する機能と、を兼ね備えている。支持棒24によって配線53aが支持されることにより、配線53aの揺れや配線53aを伝播する振動等の影響が低減され、ロッド12から伝播される振動を高精度に検出することができる。
Further, the
また、配線53aが支持棒24に支持されることにより、配線53aの絡まりや、配線53aと昇降台30(図1参照)等との不要な接触等を避けることができる。これにより配線53aの損傷等を抑制することができる。
Further, since the
なお、回転台20は、軸受21及び接続具22を用いて取り付けられるとしたが、これに代えて、例えば、軸受21等を設けずに、回転台がロッド12に対して摺動自在に直接的に取り付けられる構成でも良い。これにより、部品数を削減できると共に、回転台の取り付け及び取り外しが容易になる。
It is said that the
図5は、地盤調査機1の概略を示す制御ブロック図である。図5に示すように、制御装置25は、深度センサ51等から入力される深度情報等に基づき所定の演算を実行する演算部27と、深度情報等の検出値や演算値等を記憶する記憶部26と、を有する。
FIG. 5 is a control block diagram showing an outline of the
制御装置25は、例えば、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)等であり、前述のとおり、貫入体10(図1参照)へ加えられる荷重や回転を制御する。また、制御装置25は、荷重条件や深度情報、振動情報等の各種設定値や検出値を記憶部26に記録して演算部27で解析する計測装置としての機能を有する。
The
なお、制御装置25を構成する制御機能を発揮する装置と、記録、計測機能を発揮する装置は、1つの装置として構成されても良いし、分離された個別の装置として構成されて互いに通信可能に接続されても良い。
The device that exerts the control function and the device that exerts the recording / measuring function that constitute the
制御装置25には、測定装置を構成する深度センサ51、回転センサ52、振動センサ53が信号入力可能に接続される。また、制御装置25には、エアシリンダ35(図1参照)に供給される空気圧を制御するエアレギュレータ55及び回転装置33のモータ等が接続される。
A
制御装置25は、深度センサ51で検出される深度情報等に基づき、演算部27で所定の演算を実行し、エアレギュレータ55及び回転装置33を制御する信号を出力する。これにより、貫入体10へ加えられる荷重や回転が自動制御され、所定の条件で貫入試験が実行される。
The
また、貫入体10への荷重情報、深度センサ51で検出される深度情報、回転センサ52で検出される回転数情報、振動センサ53で検出される振動情報等は、記憶部26に計測データとして記録される。
Further, load information on the
そして、前記の計測データは、演算部27によって解析され、地盤の土質等が判定される。特に、本実施形態では、振動センサ53で検出される貫入体10の振動情報について、振幅や加速度のピーク値のみならず、周波数解析等によって波形を詳細に分析して、スクリューポイント11(図1参照)近傍の土質等を正確に判定することができる。
Then, the measurement data is analyzed by the
また、制御装置25には、表示装置56が接続されても良い。これにより、荷重条件等の試験条件や、振動情報等の計測データ、演算部27による解析結果等を、リアルタイムで若しくは試験後に記憶部26から読み込んで、表示装置56に表示させて確認することができる。
Further, the
次に、図6を参照して、地盤調査機1を用いた地盤調査方法の一例について詳細に説明する。
図6(A)は、地盤調査機1の貫入体10が地面に貫入される前の状態を示す側面図であり、図6(B)は、同地盤調査機1の貫入体10が地面に貫入されている状態を示す側面図である。
Next, an example of a ground survey method using the
FIG. 6 (A) is a side view showing a state before the
図6(A)に示す地層G1は、盛土若しくは切土等された基の地盤である地層G2の上に形成され、砕石等の礫によって締め固められている地表付近の礫層である。図6(A)に示すように、例えば、地盤調査機1は、地表が礫等を含む地層G1によって覆われている場所における地盤調査に使用される。初めに、ロッド12とスクリューポイント11とが偏心継手13によって連結された貫入体10を準備する。
The stratum G1 shown in FIG. 6 (A) is a gravel layer near the ground surface formed on the stratum G2 which is the base ground of embankment or cut, and is compacted by gravel such as crushed stone. As shown in FIG. 6A, for example, the
地盤調査機1の昇降台30を上昇させた状態で、昇降台30に回転自在に設けられているチャック31に、貫入体10を挿通して固定する。なお、貫入体10は、スクリューポイント11の先端を下方に向けてセットされる。そして、貫入体10の上部に、回転台20を介して、振動センサ53を取り付ける。
With the elevating table 30 of the
次に、エアレギュレータ55(図5参照)によって、エアシリンダ35に送られる空気圧を調節することにより、昇降台30を下降させ、スクリューポイント11の先端を地表面に当接させる。そして、この状態を基準として、貫入体10の貫入深度及び振動情報等のデータ計測を開始する。
Next, the air regulator 55 (see FIG. 5) adjusts the air pressure sent to the
次に、エアシリンダ35に送られる空気圧を調節し、貫入体10に、昇降台30及び錘32による下方向の荷重を加える。そして、回転装置33を駆動させ、ロッド12の中心軸CL1を回転軸として貫入体10を回転させる。これにより、貫入体10は、荷重と回転によって地層G1に貫入され、図6(B)に示すように、地層G2まで貫通する穴を形成する。なお、貫入体10を貫入させた際に、地層G2まで届かなかった場合には、ロッド12を継ぎ足して貫入体10を延長し、更に深く貫入体10を貫入させる。
Next, the air pressure sent to the
また、前述のように、地盤調査機1は、貫入体10の貫入深度及び振動情報等のデータを計測しているため、スクリューポイント11近傍の土質等を判断することができ、地層G2まで貫入体10が貫入されたか否かを判断することができる。
Further, as described above, since the
次に、地層G2まで貫通する穴が形成された後、回転装置33を停止させて、昇降台30を上昇させ、貫入体10を該穴から引き抜く。そして、貫入体10に取り付けられている偏心継手13を取り外し、ロッド12とスクリューポイント11とを直接的に接続する。これにより、貫入体10は、スクリューポイント11が回転軸(CL1、図2参照)から偏心していない状態になり、地盤調査機1には、スクリューポイント11が偏心していない貫入体10が固定される。
Next, after the hole penetrating to the stratum G2 is formed, the rotating
そして、再び昇降台30を下降させ、貫入体10を地層G1に形成された穴に挿入し、日本工業規格に規定されているスウェーデン式サウンディング試験に準じた条件で貫入体10を貫入させて地盤強度の測定を行う。
Then, the
上記のように、本実施形態に係る地盤調査機1は、地表付近が礫等で締め固められている場合であっても、スクリューポイント11が回転軸(CL1)から偏心している貫入体10を用いることによって、地表付近の礫等を含む地層を掘削し礫等を除去することができる。そのため、地表付近の礫層を貫通する穴を形成する作業を容易に行うことができ、従来の測定方法を用いて地盤の調査を行うことができる。また、礫層の掘削と地盤の調査とを同じ装置で行うことができるため、礫等を含む地層を掘削するための特別な装置等が不要である。
As described above, the
次に、図7から図11を参照して、実施形態を変形した例として、偏心継手113について詳細に説明する。偏心継手113は、上ねじ部115の中心軸と下ねじ部116の中心軸が偏心する状態と、上ねじ部115の中心軸と下ねじ部116の中心軸が同軸になる状態と、を切り替え可能な継手である。なお、既に説明した実施形態と同一若しくは同様の作用、効果を奏する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, with reference to FIGS. 7 to 11, the eccentric joint 113 will be described in detail as an example of modifying the embodiment. The eccentric joint 113 switches between a state in which the central axis of the upper threaded
図7(A)は、本発明の他の実施形態に係る偏心継手113の係合凸部169と係合凹部168とが係合している状態を示す側面図であり、図7(B)は、同偏心継手113の係合凸部169と係合凹部168とが係合していない状態を示す側面図である。
FIG. 7A is a side view showing a state in which the engaging
図7(A)及び(B)に示すように、偏心継手113は、略円柱状に形成される。偏心継手113は、上部に設けられる駆動側部材161と、下部に設けられる従動側部材163と、を有する。詳しくは後述するが、従動側部材163は、駆動側部材161に対して、上下方向に摺動可能に連結されている。具体的には、図7(A)に示す偏心継手113の従動側部材163に下方向の力を加えることにより、従動側部材163が下方向にスライドし、図7(B)に示す状態になる。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the eccentric joint 113 is formed in a substantially columnar shape. The eccentric joint 113 has a drive-
図8(A)は、偏心継手113の駆動側部材161の平面図であり、図8(B)は、同側面図であり、図8(C)は、同底面図である。図8(A)ないし(C)に示すように、駆動側部材161は、略円柱状に形成される本体部171と、本体部171の上面から上方に突出する上ねじ部115と、本体部171の下面172から下方に突出する嵌合軸165と、嵌合軸165の下端に取り付けられるばね押さえ部164と、を有する。
8 (A) is a plan view of the
図8(B)に示すように、駆動側部材161の上部、即ち偏心継手113の上部には、上ねじ部115が形成される。上ねじ部115は、雄ねじであり、図3に示す偏心継手13の上ねじ部15と同様に、ロッド12(図11参照)下端の雌ねじに螺合する。即ち、上ねじ部115の中心軸は、貫入体110(図11参照)の回転軸となるロッド12の中心軸CL1と同軸上にある。
As shown in FIG. 8B, an upper threaded
駆動側部材161の下部には、駆動側部材161の本体部171の外径よりも小さい略円柱状の嵌合軸165が形成される。なお、本実施形態では、嵌合軸165の中心軸CL3は、駆動側部材161の本体部171の中心軸、即ち偏心継手113の中心軸と同軸にある例を示すが、嵌合軸165の中心軸CL3と偏心継手113の中心軸は、必ずしも同軸である必要はない。
A substantially cylindrical
ここで、図8(A)及び(B)に示すように、上ねじ部115の中心軸(CL1)は、嵌合軸165の中心軸CL3から径方向に距離L2離れた位置にある。即ち、上ねじ部115は、その中心軸(CL1)が嵌合軸165の中心軸CL3から距離L2離れた位置になるように形成される。偏心の距離L2として好ましくは0.5mmから2.5mmであり、より好ましくは1mmから2mmである。
Here, as shown in FIGS. 8A and 8B, the central axis (CL1) of the upper threaded
図8(B)及び(C)に示すように、ばね押さえ部164は、略円板状に形成され、例えば、ボルト等によって嵌合軸165の下端に固定される。ばね押さえ部164の中心軸は、嵌合軸165の中心軸CL3と同軸にある。また、ばね押さえ部164の直径は、嵌合軸165の直径よりも大きく、本体部171の直径よりも小さい。
As shown in FIGS. 8B and 8C, the
本体部171の下部には、断面略コ字状で下方に向かって開口し径方向に延在する一対の係合凹部168が形成される。係合凹部168は、本体部171の嵌合軸165を挟んで対向する位置に形成される。
A pair of engaging
図8(A)及び(B)に示すように、本体部171の上部には、上ねじ部115近傍から下方外側に向かって傾斜するテーパ部118が形成される。テーパ部118が形成されることにより、貫入体110を引き抜く際の抵抗を減らすことができ、貫入体110を容易に引き抜くことができる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a tapered
また、本体部171の側面には、駆動側部材161の中心軸(CL3)を挟んで対向する位置に平面部177が形成される。これにより、スパナ等の工具等によって平面部177を挟むことにより、駆動側部材161が回動しないように押さえることができ、偏心継手113にねじ止めされるロッド12の取り付け及び取り外しが容易になる。なお、平面部177は、二対以上形成されても良い。
Further, a
図9(A)は、偏心継手113の従動側部材163の平面図であり、図9(B)は、同側面図であり、図9(C)は、従動側部材163の図9(A)に示すA−A線断面図であり、図9(D)は、従動側部材163の底面図である。
9 (A) is a plan view of the driven
図9(B)及び(C)に示すように、従動側部材163は、本体部173と、係合ナット162と、を有する。本体部173は、略円柱状に形成され、本体部173の上部には、上方に開口する嵌合穴167が形成される。
As shown in FIGS. 9B and 9C, the driven
図9(C)及び(D)に示すように、嵌合穴167の中心軸は、従動側部材163の本体部173の中心軸と同軸にあり、駆動側部材161(図8参照)の嵌合軸165(図8参照)の中心軸CL3と同軸になる。即ち、嵌合穴167の中心軸(CL3)は、偏心継手113の中心軸と同軸にある。なお、嵌合穴167の中心軸(CL3)と偏心継手113の中心軸は、必ずしも同軸である必要はない。
As shown in FIGS. 9C and 9D, the central axis of the
従動側部材163の下部、即ち偏心継手113の下部には、下ねじ部116が形成される。下ねじ部116は、雌ねじであり、図3に示す偏心継手13の下ねじ部16と同様に、スクリューポイント11(図11参照)の雄ねじと螺合する。即ち、下ねじ部116の中心軸は、スクリューポイント11の中心軸CL2と同軸上にある。
A
下ねじ部116の中心軸(CL2)は、嵌合穴167の中心軸(CL3)から径方向に距離L3離れた位置にある。即ち、下ねじ部116は、その中心軸(CL2)が嵌合穴167の中心軸(CL3)から距離L3離れた位置になるように形成される。偏心の距離L3は、偏心の距離L2(図8(A)参照)と同じであり、偏心の距離L3として好ましくは0.5mmから2.5mm、より好ましくは1mmから2mmである。
The central axis (CL2) of the bottom threaded
図9(A)ないし(C)に示すように、係合ナット162は、嵌合穴167を覆うように取り付けられ、螺合によって本体部173の上部に固定される。また、係合ナット162には、略中央に上下方向に貫通する穴が形成されており、該穴の内径は、駆動側部材161(図8参照)の嵌合軸165(図8(B)参照)の外径に対応しており、嵌合穴167の内径よりも小さい。
As shown in FIGS. 9A to 9C, the
係合ナット162の上面174には、一対の係合凸部169が形成される。係合凸部169は、上方に向かって突出しており、断面略コ字状で径方向に延在し、嵌合穴167の中心軸(CL3)を挟んで対向する位置に形成される。
A pair of engaging
図9(B)及び(C)に示すように、本体部173の外周面には、従動側部材163の中心軸(CL3)を挟んで対向する位置に、互いに平行な一対の平面部117が形成される。これにより、スパナ等の工具等によって平面部117を挟むことにより、従動側部材163が回動しないように押さえることができる。なお、平面部117は、二対以上形成されても良い。
As shown in FIGS. 9B and 9C, a pair of
本体部173の下部には、本体部173の外周面から下方内側に向かって傾斜するテーパ部178が形成される。テーパ部178が形成されることにより、貫入体110(図11参照)を貫入させる際の偏心継手113の抵抗を減らすことができる。そのため、貫入体110の貫入を容易にできる。
A tapered
図10(A)は、偏心継手113の係合凸部169と係合凹部168とが係合している状態を示す部分縦断面図であり、図10(B)は、偏心継手113の係合凸部169と係合凹部168とが係合していない状態を示す部分縦断面図である。
FIG. 10A is a partial vertical cross-sectional view showing a state in which the engaging
図10(A)及び(B)に示すように、駆動側部材161の嵌合軸165と従動側部材163の嵌合穴167が摺動自在に嵌合し、従動側部材163と駆動側部材161が連結される。これにより、嵌合軸165及び嵌合穴167の中心軸CL3を回転軸として、従動側部材163は、駆動側部材161に対して回転可能となり、駆動側部材161と従動側部材163との相対位置を変えることができる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
また、嵌合軸165が嵌合穴167に摺動自在に挿通されることにより、駆動側部材161と従動側部材163は、軸方向に相対移動可能である。即ち、図10(A)に示す如く、従動側部材163が駆動側部材161に押し込まれた状態から、図10(B)に示す如く、従動側部材163を駆動側部材161から引き出すことができる。
Further, since the
ここで、ばね押さえ部164の直径は、前述のとおり嵌合軸165の外径より大きく、係合ナット162に形成される嵌合軸165が挿通される穴の内径よりも大きい。よって、従動側部材163を移動させても、ばね押さえ部164は係合ナット162に形成される穴を通過することができず、これにより、駆動側部材161と従動側部材163の連結が外れることはない。
Here, the diameter of the
また、図10(A)に示すように、従動側部材163を駆動側部材161に向かって押し込むように軸方向にスライドさせることにより、駆動側部材161の下面172と従動側部材163の上面174とが当接し、係合凸部169と係合凹部168とが係合する。これにより、駆動側部材161から従動側部材163への回転動力の伝達が可能となり、駆動側部材161を回転させた際に、駆動側部材161と従動側部材163とを連動させることができる。
Further, as shown in FIG. 10A, the driven
また、上ねじ部115の偏心の距離L2と、下ねじ部116の偏心の距離L3は、略同じである。そのため、上ねじ部115の中心軸(CL1)と下ねじ部116の中心軸(CL2)とを同軸上に設けることができる。
Further, the eccentric distance L2 of the upper threaded
嵌合軸165には、駆動側部材161と従動側部材163とを係合方向に付勢する付勢手段である、ばね166が取り付けられている。ばね166は、例えば、圧縮コイルばね等の弾性体であり、ばね166の下端は、ばね押さえ部164の上面に当接し、ばね166の上端は、係合ナット162の穴の縁部近傍の下面に当接する。これにより、ばね166は、上下方向から挟まれて圧縮変形し、弾性復元力によって、駆動側部材161に下向きの力を加えると共に従動側部材163に上向きの力を加え、夫々の部材を係合方向に付勢することができる。即ち、ばね166によって、係合凸部169と係合凹部168との係合が外れることを防止できる。
A
また、図10(A)に示す状態から、従動側部材163に下向きの力を加えることにより、従動側部材163が下方向にスライドして、ばね166が縮み、図10(B)に示す状態になる。他方、従動側部材163に加えられていた下向きの力がなくなることにより、駆動側部材161及び従動側部材163は、ばね166によって係合方向に押され、再び図10(A)に示す状態になる。このように、ばね166を用いることにより、駆動側部材161及び従動側部材163の係脱を容易にすることができる。
Further, from the state shown in FIG. 10 (A), by applying a downward force to the driven
次に、図11を参照して、偏心継手113を有する貫入体110におけるスクリューポイント11の中心軸CL2の切り替え方法について詳細に説明する。
図11(A)は、偏心継手113を有する貫入体110のスクリューポイント11の中心軸CL2と貫入体10の回転軸(CL1)とが同軸にある状態を示す側面図であり、図11(B)は、偏心継手113の係合凸部169と係合凹部168とが係合していない状態を示す側面図であり、図11(C)は、スクリューポイント11の中心軸CL2が貫入体10の回転軸(CL1)から偏心している状態を示す側面図である。
Next, with reference to FIG. 11, a method of switching the central axis CL2 of the
FIG. 11A is a side view showing a state in which the central axis CL2 of the
図11(A)に示すように、スクリューポイント11の中心軸CL2と貫入体10の回転軸(CL1)とが同軸にある状態から、従動側部材163を下方に向かって引っ張ることにより、図11(B)に示すように、従動側部材163がスライドし、係合凸部169と係合凹部168との係合が外れる。そして、嵌合軸165及び嵌合穴167の中心軸CL3を回転軸として従動側部材163を180度回転させ、図11(C)に示すように、従動側部材163を上方に戻して、係合凸部169と係合凹部168とを係合させる。
As shown in FIG. 11 (A), by pulling the driven
上記のような操作を行うことにより、スクリューポイント11の中心軸CL2は、嵌合軸165及び嵌合穴167の中心軸CL3を挟んで、貫入体10の回転軸(CL1)の反対側となり、回転軸(CL1)から偏心した状態となる。この時、スクリューポイント11の中心軸CL2は、貫入体110の回転軸(CL1)から径方向に距離L4離れた位置となる。
By performing the above operation, the central shaft CL2 of the
なお、距離L4は、偏心継手113の上ねじ部115の偏心の距離L2(図8(A)参照)と、下ねじ部116の偏心の距離L3(図9(D)参照)を足し合わせた距離である。前述のように、距離L2と距離L3は同じであるため、偏心の距離L4は、距離L2または距離L3の2倍の距離となる。
The distance L4 is the sum of the eccentric distance L2 of the upper threaded
また、図11(C)に示すように、スクリューポイント11の中心軸CL2が貫入体110の回転軸(CL1)から偏心した状態から、図11(B)に示すように、従動側部材163を下方に引き出して半回転させることにより、図11(A)に示すように、スクリューポイント11の中心軸CL2が回転軸(CL1)と同軸である状態に戻すことができる。
Further, as shown in FIG. 11 (C), from the state where the central axis CL2 of the
上記のように、偏心継手113を用いることにより、貫入体110から偏心継手113を取り外すことなく、スクリューポイント11が回転軸(CL1)から偏心している状態と、偏心していない状態と、を容易に切り替えることができる。また、偏心の切り替え作業には、特殊な工具等を必要としない。
As described above, by using the eccentric joint 113, the
なお、以上の説明では、偏心継手13を取り外し、若しくは偏心継手113を切り替えて、スクリューポイント11がロッド12に対して同軸に接続された貫入体10若しくは貫入体110を用いて、日本工業規格のスウェーデン式サウンディング試験に準じた貫入試験を行うとした。しかしながら、地盤調査の方法は、上記の例に限定されず、例えば、スクリューポイント11が貫入体10、110の回転軸(CL1)から偏心した状態のまま貫入試験を行って、貫入体10、110の貫入深度や振動等を計測し、土質等の判定を行っても良い。
In the above description, the eccentric joint 13 is removed or the eccentric joint 113 is switched, and the penetrating
上記のようにスクリューポイント11を回転軸(CL1)から偏心させた状態で行う貫入試験の一例を図12及び図13を参照して詳細に説明する。
図12は、本発明の実施形態に係る貫入体10若しくは貫入体110が地盤Gに貫入された状態を示す図であり、図13は、従来技術の貫入体210が地盤Gに貫入された状態を示す図である。図12及び図13に示すように、軟弱地盤の強度を高める地盤改良法の1つとして、地中に砂や礫等からなる柱状構造物Pを形成することが公知である。
An example of the penetration test performed in a state where the
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the
図13に示すように、従来は、礫等から構成される柱状構造物Pの内部に貫入体210を貫入させることができなかったので、柱状構造物Pの内部ではなく、柱状構造物Pの外周近傍の土壌等の地盤Gに貫入体210を貫入して、柱状構造物Pの内部の状態を推定する方法が採られていた。このように従来の調査方法は、貫入体210のスクリューポイント211で柱状構造物Pの内部の状態を直接的に検知するものではなく、また、ロッド212が撓みスクリューポイント211が柱状構造物Pから逸れてしまう恐れもあり、正確性に欠けていた。
As shown in FIG. 13, conventionally, since the
図12に示すように、本実施形態では、スクリューポイント11の先端がロッド12の中心軸CL1(図2参照)に対して偏心して設けられる貫入体10、110を用いることにより、礫等を含む地層であってもその内部に貫入体10、110を容易に貫入させることができる。よって、地盤改良のために形成された礫等からなる柱状構造物Pの内部に貫入体10、110を直接的に貫入させることができる。
As shown in FIG. 12, in the present embodiment, gravel and the like are included by using the
そして、柱状構造物Pの内部に貫入されて礫等に直接的に接触するスクリューポイント11の振動を振動センサ53(図1参照)で検出し、その検出される振動情報を解析することにより、礫等の充填状況や空洞の有無等を正確に判定することができる。
Then, the vibration of the
なお、偏心継手13若しくは偏心継手113を用いる場合のスクリューポイント11の形状は、上記の例に限定されるものではなく、例えば、掘削される地層の土質等に合わせて特殊な形状のスクリューポイントが用いられても良い。
The shape of the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 地盤調査機
10 貫入体
11 スクリューポイント
12 ロッド
13 偏心継手
15 上ねじ部
16 下ねじ部
17 平面部
20 回転台
25 制御装置
30 昇降台
31 チャック
32 錘
33 回転装置
34 動力伝達手段
35 エアシリンダ
36 コンプレッサ
37 スプロケット
38 チェーン
40 支柱
51 深度センサ
52 回転センサ
53 振動センサ
55 エアレギュレータ
113 偏心継手
115 上ねじ部
116 下ねじ部
161 駆動側部材
163 従動側部材
165 嵌合軸
166 ばね
167 嵌合穴
168 係合凹部
169 係合凸部
1
Claims (6)
前記貫入体を構成する前記ロッドが接続される上ねじ部と、
前記貫入体を構成するスクリューポイントが接続される下ねじ部と、を有し、
前記上ねじ部と前記下ねじ部は、互いの中心軸をずらして設けられることを特徴とする偏心継手。 An eccentric joint used for an intruder that rotates around the axis of the rod of a ground investigation machine.
The upper threaded portion to which the rod constituting the intruder is connected and
It has a lower thread portion to which the screw points constituting the intruder are connected, and has.
An eccentric joint characterized in that the upper screw portion and the lower screw portion are provided with their central axes offset from each other.
前記貫入体を構成する上部の前記ロッドが接続される上ねじ部と、
前記貫入体を構成する下部の前記ロッドが接続される下ねじ部と、を有し、
前記上ねじ部と前記下ねじ部は、互いの中心軸をずらして設けられることを特徴とする偏心継手。 A eccentric joint used for the penetration of having a penetration body rotating about the axis of the rod of the upper having a plurality of rods which are connected ground survey machine,
An upper threaded portion to which the rod on the upper portion constituting the intruder is connected,
It has a lower threaded portion to which the rod of the lower portion constituting the intruder is connected.
An eccentric joint characterized in that the upper threaded portion and the lower threaded portion are provided with their central axes offset from each other.
前記下ねじ部が形成されて前記駆動側部材に係脱自在に結合された従動側部材と、を有し、
前記駆動側部材と前記従動側部材の相対位置を変えることにより、前記上ねじ部の中心軸と前記下ねじ部の中心軸が偏心する状態と、前記上ねじ部の中心軸と前記下ねじ部の中心軸が同軸になる状態と、を切り替え可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏心継手。 The drive side member on which the upper screw portion is formed and
It has a driven side member in which the lower threaded portion is formed and is detachably coupled to the drive side member.
By changing the relative positions of the driving side member and the driven side member, the central axis of the upper threaded portion and the central axis of the lower threaded portion are eccentric, and the central axis of the upper threaded portion and the lower threaded portion. The eccentric joint according to claim 1 or 2, wherein the central axis of the eccentric joint is coaxial and the state can be switched.
前記貫入体に貫入方向の力を加える荷重装置と、
前記貫入体を前記ロッドの軸を中心として回転させる回転装置と、
前記貫入体の貫入深度及び回転数を測定する測定装置と、を備え、
前記ロッドと前記スクリューポイントは、前記ロッドが接続される上ねじ部の中心軸と前記スクリューポイントが接続される下ねじ部の中心軸が偏心している偏心継手によって連結され、
前記スクリューポイントの中心軸は、前記貫入体の回転軸から偏心していることを特徴とする地盤調査機。 An intruder having a screw point attached near the rod and its tip and penetrating into the ground with the tip of the screw point facing downward.
A load device that applies a force in the penetration direction to the penetration body,
A rotating device that rotates the intruder around the axis of the rod,
A measuring device for measuring the penetration depth and the number of rotations of the penetration body is provided.
The rod and the screw point, the central axis of the lower screw portion central axis and the screw point is connected on the screw portion into which the rod is connected is connected by the eccentric joint is eccentric,
A ground survey machine characterized in that the central axis of the screw point is eccentric from the rotation axis of the intruder .
前記貫入体に貫入方向の力を加える荷重装置と、
前記貫入体を上部の前記ロッドの軸を中心として回転させる回転装置と、
前記貫入体の貫入深度及び回転数を測定する測定装置と、を備え、
前記貫入体を構成する上部の前記ロッドと下部の前記ロッドは、上部の前記ロッドが接続される上ねじ部の中心軸と下部の前記ロッドが接続される下ねじ部の中心軸が偏心している偏心継手によって連結され、
前記スクリューポイントの中心軸は、前記貫入体の回転軸から偏心していることを特徴とする地盤調査機。 An intruder having a plurality of rods to be connected and a screw point attached near the tip thereof and penetrating into the ground with the tip of the screw point facing downward.
A load device that applies a force in the penetration direction to the penetration body,
A rotating device that rotates the intruder around the axis of the rod at the top ,
A measuring device for measuring the penetration depth and the number of rotations of the penetration body is provided.
The top of the rod and the lower portion of the rod that constitutes the penetration body, the central axis of the lower screw portion center axis and bottom of the rod of the upper threaded portion upper portion of the rod is connected is connected is decentered Connected by an eccentric joint ,
A geotechnical investigation machine characterized in that the central axis of the screw point is eccentric from the rotation axis of the intruder .
前記駆動側部材と前記従動側部材の相対位置を変えることにより、前記スクリューポイントの中心軸が前記貫入体の回転軸から偏心する状態と、前記スクリューポイントの中心軸が前記貫入体の回転軸と同軸になる状態と、を切り替え可能であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の地盤調査機。 The eccentric joint has a drive-side member in which the upper-threaded portion is formed and a driven-side member in which the lower-threaded portion is formed and is detachably coupled to the drive-side member.
By changing the relative positions of the driving side member and the driven side member, the central axis of the screw point is eccentric from the rotation axis of the penetration body, and the central axis of the screw point is the rotation axis of the penetration body. The ground survey machine according to claim 4 or 5, wherein the state of being coaxial and the state of being coaxial can be switched.
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