JPH0995931A - 自動貫入試験機 - Google Patents
自動貫入試験機Info
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- JPH0995931A JPH0995931A JP29465895A JP29465895A JPH0995931A JP H0995931 A JPH0995931 A JP H0995931A JP 29465895 A JP29465895 A JP 29465895A JP 29465895 A JP29465895 A JP 29465895A JP H0995931 A JPH0995931 A JP H0995931A
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- penetrating rod
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- chuck
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】実際に貫入ロッド先端にかかっている荷重を測
定し、この荷重を正確な荷重に補正する自動貫入試験機
を提供する。 【構成】所定重量の錘を載荷可能な載荷台３を支柱に沿
って昇降可能に設け、この載荷台３を自重によって下降
するように構成し、この載荷台３には、貫入ロッド７を
保持するチャック８を回転駆動源の駆動により回転可能
に設けるとともに、通電量に応じて所定の制動力を発生
するパウダブレーキを設け、このパウダブレーキによっ
て載荷台３の下降速度を変更し、貫入ロッド７にかかる
荷重を変更するよう構成する。また、前記チャック８に
は貫入ロッド７先端にかかる荷重による歪みを検出する
歪み検出手段１１が設けられており、制御装置におい
て、歪み検出手段１１の出力値と所定の荷重によって出
力されるべき歪み検出手段１１の基準値とを比較し、パ
ウダブレーキへの通電量の補正を行うように構成されて
いる。
定し、この荷重を正確な荷重に補正する自動貫入試験機
を提供する。 【構成】所定重量の錘を載荷可能な載荷台３を支柱に沿
って昇降可能に設け、この載荷台３を自重によって下降
するように構成し、この載荷台３には、貫入ロッド７を
保持するチャック８を回転駆動源の駆動により回転可能
に設けるとともに、通電量に応じて所定の制動力を発生
するパウダブレーキを設け、このパウダブレーキによっ
て載荷台３の下降速度を変更し、貫入ロッド７にかかる
荷重を変更するよう構成する。また、前記チャック８に
は貫入ロッド７先端にかかる荷重による歪みを検出する
歪み検出手段１１が設けられており、制御装置におい
て、歪み検出手段１１の出力値と所定の荷重によって出
力されるべき歪み検出手段１１の基準値とを比較し、パ
ウダブレーキへの通電量の補正を行うように構成されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパウダブレ
ーキなどの、制御装置からの指令値に応じた制動力を発
生するブレーキ手段により載荷台の下降速度を調整して
貫入試験における荷重の変更を行う自動貫入試験機に関
し、詳しくは実際に作用している荷重値を測定してブレ
ーキ手段への指令値の補正を行う自動貫入試験機に関す
る。
ーキなどの、制御装置からの指令値に応じた制動力を発
生するブレーキ手段により載荷台の下降速度を調整して
貫入試験における荷重の変更を行う自動貫入試験機に関
し、詳しくは実際に作用している荷重値を測定してブレ
ーキ手段への指令値の補正を行う自動貫入試験機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、土地の地耐力を調査するために、
貫入ロッドに荷重と回転とを付加して地中に貫入し、所
定深度毎の貫入ロッドの回転回数、荷重などのデータを
基にその土地の地層構造を判定する貫入試験が一般に広
く行われている。この貫入試験に際しては、貫入ロッド
に負荷される荷重の変更、回転の付与などを自動で行う
貫入試験機が使用されている。この貫入試験機は、支柱
に沿って昇降可能でかつ所定重量の錘が載荷される載荷
台と、この載荷台に回転自在に配されて貫入ロッドを保
持可能なチャックと、このチャックを回転駆動する回転
駆動源とを備えているのが一般的であり、貫入試験の際
には、載荷台に載荷される錘を増減して貫入ロッドにか
かる荷重を変更するようになっている。しかし、このよ
うに錘を増減するものでは、荷重の変更が遅れる、荷重
が正確でない等の作業ロスが極めて大きいため、最近で
は前記載荷台を自重のみによって下降するように構成
し、この載荷台に制動力を付加して下降速度を調整する
パウダブレーキを設け、載荷台の下降速度を調整するこ
とで貫入ロッドにかかる荷重を調整する自動貫入試験機
が登場している。この自動貫入試験機におけるパウダブ
レーキは、制御装置からの指令値を受けて動作するよう
になっており、指令値に基づく電流が励磁コイルに通電
されると、ケーシング内に封入した粉末状のパウダが励
磁され、パウダ同士が互いに結合することによって制動
力を発生するように構成されている。
貫入ロッドに荷重と回転とを付加して地中に貫入し、所
定深度毎の貫入ロッドの回転回数、荷重などのデータを
基にその土地の地層構造を判定する貫入試験が一般に広
く行われている。この貫入試験に際しては、貫入ロッド
に負荷される荷重の変更、回転の付与などを自動で行う
貫入試験機が使用されている。この貫入試験機は、支柱
に沿って昇降可能でかつ所定重量の錘が載荷される載荷
台と、この載荷台に回転自在に配されて貫入ロッドを保
持可能なチャックと、このチャックを回転駆動する回転
駆動源とを備えているのが一般的であり、貫入試験の際
には、載荷台に載荷される錘を増減して貫入ロッドにか
かる荷重を変更するようになっている。しかし、このよ
うに錘を増減するものでは、荷重の変更が遅れる、荷重
が正確でない等の作業ロスが極めて大きいため、最近で
は前記載荷台を自重のみによって下降するように構成
し、この載荷台に制動力を付加して下降速度を調整する
パウダブレーキを設け、載荷台の下降速度を調整するこ
とで貫入ロッドにかかる荷重を調整する自動貫入試験機
が登場している。この自動貫入試験機におけるパウダブ
レーキは、制御装置からの指令値を受けて動作するよう
になっており、指令値に基づく電流が励磁コイルに通電
されると、ケーシング内に封入した粉末状のパウダが励
磁され、パウダ同士が互いに結合することによって制動
力を発生するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記自動貫入試験機
は、載荷台の下降速度をパウダブレーキにより制御する
ことにより、荷重変更の自動化を図るものであるが、パ
ウダブレーキのパウダは粉末状であるため、長年の使用
による経年劣化、外気温、湿度などの影響による体積変
化を起こしやすく、同一の指令値であってもパウダブレ
ーキの制動力が変わってしまうことがあり、このことに
よって貫入ロッドに負荷される荷重が安定せず、正確な
貫入試験を行うことができない等の問題が発生してい
る。また、パウダブレーキの制動力を正確に調整しなけ
れば貫入ロッドにかかる荷重が実際の荷重から外れてし
まうため、パウダブレーキに出力される指令値の設定作
業が極めて困難である等の問題も発生している。
は、載荷台の下降速度をパウダブレーキにより制御する
ことにより、荷重変更の自動化を図るものであるが、パ
ウダブレーキのパウダは粉末状であるため、長年の使用
による経年劣化、外気温、湿度などの影響による体積変
化を起こしやすく、同一の指令値であってもパウダブレ
ーキの制動力が変わってしまうことがあり、このことに
よって貫入ロッドに負荷される荷重が安定せず、正確な
貫入試験を行うことができない等の問題が発生してい
る。また、パウダブレーキの制動力を正確に調整しなけ
れば貫入ロッドにかかる荷重が実際の荷重から外れてし
まうため、パウダブレーキに出力される指令値の設定作
業が極めて困難である等の問題も発生している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】所定重量の錘を載荷可能
な載荷台を支柱に沿って昇降可能に設け、この載荷台を
自重によって下降するように構成するとともに、この載
荷台に貫入ロッドを保持可能かつ回転駆動源の駆動によ
り貫入ロッドを一体に回転させるチャックを配置し、チ
ャックに保持した貫入ロッドに載荷台の重量と回転駆動
源の駆動とを負荷して地中に貫入するよう構成する一
方、前記載荷台にブレーキ手段を設け、このブレーキ手
段の制動力によって載荷台の下降速度を調整して貫入ロ
ッドにかかる荷重を所定の荷重に変更するよう構成し、
前記チャックには歪み検出手段を設けているため、貫入
ロッドにかかる荷重によるチャックの歪みを検出し、貫
入ロッドを地中に貫入している時に貫入ロッドに作用し
ている荷重値を知ることができる。また、歪み検出手段
の出力値と、所定の荷重において歪み検出手段が出力す
べき目標値とを比較し、ブレーキ手段を作動させるため
の指令値を補正する制御装置を設けているため、フィー
ドバック制御により都度ブレーキ手段の指令値を補正す
ることができる。
な載荷台を支柱に沿って昇降可能に設け、この載荷台を
自重によって下降するように構成するとともに、この載
荷台に貫入ロッドを保持可能かつ回転駆動源の駆動によ
り貫入ロッドを一体に回転させるチャックを配置し、チ
ャックに保持した貫入ロッドに載荷台の重量と回転駆動
源の駆動とを負荷して地中に貫入するよう構成する一
方、前記載荷台にブレーキ手段を設け、このブレーキ手
段の制動力によって載荷台の下降速度を調整して貫入ロ
ッドにかかる荷重を所定の荷重に変更するよう構成し、
前記チャックには歪み検出手段を設けているため、貫入
ロッドにかかる荷重によるチャックの歪みを検出し、貫
入ロッドを地中に貫入している時に貫入ロッドに作用し
ている荷重値を知ることができる。また、歪み検出手段
の出力値と、所定の荷重において歪み検出手段が出力す
べき目標値とを比較し、ブレーキ手段を作動させるため
の指令値を補正する制御装置を設けているため、フィー
ドバック制御により都度ブレーキ手段の指令値を補正す
ることができる。
【０００５】なお、上記自動貫入試験機においては、制
御装置で検出手段の出力値と目標値とに差がある場合に
のみ指令値を補正するようにしてもよく、あるいは検出
手段の検出データに基づく荷重値を所定時間ごとに計測
し、所定時間経過後ブレーキ手段への通電量に基づく荷
重値との比較を行うようにしてもよく、いずれにしても
上記課題の達成は可能である。
御装置で検出手段の出力値と目標値とに差がある場合に
のみ指令値を補正するようにしてもよく、あるいは検出
手段の検出データに基づく荷重値を所定時間ごとに計測
し、所定時間経過後ブレーキ手段への通電量に基づく荷
重値との比較を行うようにしてもよく、いずれにしても
上記課題の達成は可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１ないし図３において、１は自動
貫入試験機であり、支柱２に沿って昇降可能かつ所定重
量の錘１３を載荷可能な載荷台３を有している。この載
荷台３は、支柱２に沿って垂直に配された案内チェーン
２ａに沿って回転するスプロケット３ａを有し、このス
プロケット３ａが案内チェーン２ａに沿って回転するこ
とで昇降するように構成されている。このスプロケット
３ａの駆動軸３ｂは、モータなどの正逆転可能な主回転
駆動源４と一方向クラッチ５を介して連結されており、
スプロケット３ａには、載荷台３を上昇させる方向にの
み主回転駆動源４の駆動が伝達されるようになってい
る。また、スプロケット３ａの駆動軸３ｂには、通電さ
れる電流に応じて所定の制動力を発生するブレーキ手段
の一例であるパウダブレーキ６が連結されており、この
パウダブレーキ６の制動力で前記載荷台３の下降速度が
変更されて、載荷台３に設けられたチャック８に保持さ
れる貫入ロッド７にかかる荷重が変更されるように構成
されている。
の形態を説明する。図１ないし図３において、１は自動
貫入試験機であり、支柱２に沿って昇降可能かつ所定重
量の錘１３を載荷可能な載荷台３を有している。この載
荷台３は、支柱２に沿って垂直に配された案内チェーン
２ａに沿って回転するスプロケット３ａを有し、このス
プロケット３ａが案内チェーン２ａに沿って回転するこ
とで昇降するように構成されている。このスプロケット
３ａの駆動軸３ｂは、モータなどの正逆転可能な主回転
駆動源４と一方向クラッチ５を介して連結されており、
スプロケット３ａには、載荷台３を上昇させる方向にの
み主回転駆動源４の駆動が伝達されるようになってい
る。また、スプロケット３ａの駆動軸３ｂには、通電さ
れる電流に応じて所定の制動力を発生するブレーキ手段
の一例であるパウダブレーキ６が連結されており、この
パウダブレーキ６の制動力で前記載荷台３の下降速度が
変更されて、載荷台３に設けられたチャック８に保持さ
れる貫入ロッド７にかかる荷重が変更されるように構成
されている。
【０００７】前記パウダブレーキ６は、図４に示すよう
に、スプロケット３ａの駆動軸３ｂなどの被制動側の軸
が挿通可能なケーシング６ａを有し、このケーシング６
ａ内には、粉末状パウダ６ｃが封入されている。このパ
ウダ６ｃは、制御装置１２からの指令値に基づく電流を
励磁コイル６ｂに通電することによって励磁されるよう
になっており、互いの結合によって被制動軸（スプロケ
ット３ａの駆動軸３ｂ）の回転を制動するように構成さ
れている。
に、スプロケット３ａの駆動軸３ｂなどの被制動側の軸
が挿通可能なケーシング６ａを有し、このケーシング６
ａ内には、粉末状パウダ６ｃが封入されている。このパ
ウダ６ｃは、制御装置１２からの指令値に基づく電流を
励磁コイル６ｂに通電することによって励磁されるよう
になっており、互いの結合によって被制動軸（スプロケ
ット３ａの駆動軸３ｂ）の回転を制動するように構成さ
れている。
【０００８】前記載荷台３には、貫入ロッド７を保持す
るためのチャック８が取り付けられており、このチャッ
ク８は、載荷台３上に設けられる回転駆動源９と無端チ
ェーン１０によって連結されて回転可能に構成されてい
る。このチャック８は、鋼球８ａを貫入ロッド７の凹状
溝７ａに嵌合させて貫入ロッド７を保持するようになっ
ており、保持した貫入ロッド７と一体に回転可能な内筒
８ｂと、この内筒８ｂを回転自在に支持して載荷台３に
固定される固定台８ｃとを備えて構成される。このチャ
ック８の固定台８ｃは、円盤状のフランジを一体成形し
た筒状を成し、その外周には、歪みゲージ１１ａが貼付
された荷重検出手段の一例である歪み検出手段１１がそ
れぞれ一体に取り付けられている。この歪み検出手段１
１は、貫入ロッド７にかかる荷重による固定台８ｃの歪
みを検出するためのものであり、この歪み検出手段１１
の歪みゲージ１１ａは前記制御装置１２に接続されて、
固定台８ｃの歪みによる出力値を制御装置１２に送るよ
うに構成されている。
るためのチャック８が取り付けられており、このチャッ
ク８は、載荷台３上に設けられる回転駆動源９と無端チ
ェーン１０によって連結されて回転可能に構成されてい
る。このチャック８は、鋼球８ａを貫入ロッド７の凹状
溝７ａに嵌合させて貫入ロッド７を保持するようになっ
ており、保持した貫入ロッド７と一体に回転可能な内筒
８ｂと、この内筒８ｂを回転自在に支持して載荷台３に
固定される固定台８ｃとを備えて構成される。このチャ
ック８の固定台８ｃは、円盤状のフランジを一体成形し
た筒状を成し、その外周には、歪みゲージ１１ａが貼付
された荷重検出手段の一例である歪み検出手段１１がそ
れぞれ一体に取り付けられている。この歪み検出手段１
１は、貫入ロッド７にかかる荷重による固定台８ｃの歪
みを検出するためのものであり、この歪み検出手段１１
の歪みゲージ１１ａは前記制御装置１２に接続されて、
固定台８ｃの歪みによる出力値を制御装置１２に送るよ
うに構成されている。
【０００９】前記制御装置１２は、自動貫入試験機１の
動作を制御するものであり、主回転駆動源４および回転
駆動源９の駆動制御、貫入状況に応じた荷重設定などを
それぞれ相互に関連づけて行うように構成されている。
また、この制御装置１２には、所定の荷重がかかった時
に歪みゲージ１１ａが出力すべき目標値と、所定の荷重
ごとにパウダブレーキ６へ通電する電流値を大まかに定
めた指令値とが登録されており、所定荷重設定時に前記
目標値と指令値とを選択し、この指令値を予めパウダブ
レーキ６に出力して、貫入ロッド７にかかる荷重を所定
の荷重に近づけておくように構成されている。さらに、
この制御装置１２は前記歪み検出手段の歪みゲージ１１
ａの出力値をフィードバックするように構成されてお
り、フィードバックされた出力値と前記目標値とを比較
してパウダブレーキ６の指令値を繰り返し補正し、パウ
ダブレーキ６の制動力を正すことにより貫入ロッド７に
かかる荷重を正確な値に補正するフィードバック制御を
行うように構成されている。
動作を制御するものであり、主回転駆動源４および回転
駆動源９の駆動制御、貫入状況に応じた荷重設定などを
それぞれ相互に関連づけて行うように構成されている。
また、この制御装置１２には、所定の荷重がかかった時
に歪みゲージ１１ａが出力すべき目標値と、所定の荷重
ごとにパウダブレーキ６へ通電する電流値を大まかに定
めた指令値とが登録されており、所定荷重設定時に前記
目標値と指令値とを選択し、この指令値を予めパウダブ
レーキ６に出力して、貫入ロッド７にかかる荷重を所定
の荷重に近づけておくように構成されている。さらに、
この制御装置１２は前記歪み検出手段の歪みゲージ１１
ａの出力値をフィードバックするように構成されてお
り、フィードバックされた出力値と前記目標値とを比較
してパウダブレーキ６の指令値を繰り返し補正し、パウ
ダブレーキ６の制動力を正すことにより貫入ロッド７に
かかる荷重を正確な値に補正するフィードバック制御を
行うように構成されている。
【００１０】上記自動貫入試験機１は、載荷台３が上昇
した位置で載荷台３に所定重量の錘１３が載荷され、チ
ャック８に貫入ロッド７が保持されると、制御装置１２
からのスタート指令により主回転駆動源４が駆動する。
この時、主回転駆動源４は一方向クラッチ５がスプロケ
ット３ａの駆動軸３ｂに対して空転する方向に駆動し、
このためスプロケット３ａの駆動軸３ｂは一方向クラッ
チ５の回転数以下の範囲内で回転自在となって、案内チ
ェーン２ａに沿って回転して載荷台３を自重により支柱
２に沿って下降させる。載荷台３の下降にともなって、
貫入ロッド７が地表に当接すると、貫入ロッド７先端に
は載荷台３の荷重がかかるため、貫入ロッド７はその荷
重で地中に貫入する。
した位置で載荷台３に所定重量の錘１３が載荷され、チ
ャック８に貫入ロッド７が保持されると、制御装置１２
からのスタート指令により主回転駆動源４が駆動する。
この時、主回転駆動源４は一方向クラッチ５がスプロケ
ット３ａの駆動軸３ｂに対して空転する方向に駆動し、
このためスプロケット３ａの駆動軸３ｂは一方向クラッ
チ５の回転数以下の範囲内で回転自在となって、案内チ
ェーン２ａに沿って回転して載荷台３を自重により支柱
２に沿って下降させる。載荷台３の下降にともなって、
貫入ロッド７が地表に当接すると、貫入ロッド７先端に
は載荷台３の荷重がかかるため、貫入ロッド７はその荷
重で地中に貫入する。
【００１１】貫入試験では、貫入ロッド７に負荷される
荷重が、２４５Ｎ｛２５ｋｇｆ｝、４９０Ｎ｛５０ｋｇ
ｆ｝、７３５Ｎ｛７５ｋｇｆ｝、９８０Ｎ｛１００ｋｇ
ｆ｝の所定の値に設定されており、最初パウダブレーキ
６には、貫入ロッド７にかかる所定の荷重が２４５Ｎと
なるように載荷台３の下降速度を減ずる指令値が出力さ
れ、貫入段階で貫入速度が遅くなるごとに４９０Ｎ、７
３５Ｎ、９８０Ｎの順に荷重が増すよう指令値が変更さ
れる。そして９８０Ｎの荷重がかけられた状態で、かつ
貫入速度が遅くなった時には、回転駆動源９が駆動して
チャック８と貫入ロッド７とを一体に回転させ、荷重を
負荷した状態で回転貫入が行われる。なお、前述のパウ
ダブレーキ６による荷重変更は、貫入速度が遅くなる時
以外にも、貫入ロッド７が軟弱な地層に達して貫入速度
が増すような場合などにも行われる。すなわち荷重変更
は、貫入ロッド７の貫入が定速運動から加速運動（加速
度をともなう運動）に変化するような場合に行われ、こ
のことによって、貫入ロッド７の加速を最小限に押さ
え、これを極力定速で貫入させるようになっている。
荷重が、２４５Ｎ｛２５ｋｇｆ｝、４９０Ｎ｛５０ｋｇ
ｆ｝、７３５Ｎ｛７５ｋｇｆ｝、９８０Ｎ｛１００ｋｇ
ｆ｝の所定の値に設定されており、最初パウダブレーキ
６には、貫入ロッド７にかかる所定の荷重が２４５Ｎと
なるように載荷台３の下降速度を減ずる指令値が出力さ
れ、貫入段階で貫入速度が遅くなるごとに４９０Ｎ、７
３５Ｎ、９８０Ｎの順に荷重が増すよう指令値が変更さ
れる。そして９８０Ｎの荷重がかけられた状態で、かつ
貫入速度が遅くなった時には、回転駆動源９が駆動して
チャック８と貫入ロッド７とを一体に回転させ、荷重を
負荷した状態で回転貫入が行われる。なお、前述のパウ
ダブレーキ６による荷重変更は、貫入速度が遅くなる時
以外にも、貫入ロッド７が軟弱な地層に達して貫入速度
が増すような場合などにも行われる。すなわち荷重変更
は、貫入ロッド７の貫入が定速運動から加速運動（加速
度をともなう運動）に変化するような場合に行われ、こ
のことによって、貫入ロッド７の加速を最小限に押さ
え、これを極力定速で貫入させるようになっている。
【００１２】この貫入ロッド７の貫入課程において、制
御装置１２内では図５に示すように、まず貫入状況に応
じて必要な所定荷重が設定されてその荷重をかけたとき
に歪みゲージ１１ａが出力すべき目標値が選択される。
同時に、予め登録されている指令値の中からその荷重に
対応するものが選択され、この指令値がパウダブレーキ
６に出力される。このことによって、パウダブレーキ６
は指令値に応じた制動力を発生し、スプロケット３ａの
駆動軸３ｂの回転を制動して載荷台３の下降速度を変更
して貫入ロッド７先端にかかる荷重を所定荷重に近づく
値に変更する。このように、予め大まかな指令値をパウ
ダブレーキ６に出力しておけば、貫入ロッド７先端にか
かる荷重を所定の荷重に近づけておくことができるた
め、制御の応答性が良好になり、作業能率を向上させる
ことができる。
御装置１２内では図５に示すように、まず貫入状況に応
じて必要な所定荷重が設定されてその荷重をかけたとき
に歪みゲージ１１ａが出力すべき目標値が選択される。
同時に、予め登録されている指令値の中からその荷重に
対応するものが選択され、この指令値がパウダブレーキ
６に出力される。このことによって、パウダブレーキ６
は指令値に応じた制動力を発生し、スプロケット３ａの
駆動軸３ｂの回転を制動して載荷台３の下降速度を変更
して貫入ロッド７先端にかかる荷重を所定荷重に近づく
値に変更する。このように、予め大まかな指令値をパウ
ダブレーキ６に出力しておけば、貫入ロッド７先端にか
かる荷重を所定の荷重に近づけておくことができるた
め、制御の応答性が良好になり、作業能率を向上させる
ことができる。
【００１３】続いて、貫入ロッド７先端にかかる荷重は
チャック８の内筒８ｂに及び、これによりチャック８の
固定台８ｃには相応の歪みが発生するため、これを歪み
検出手段１１の歪みゲージ１１ａが検出する。次に、こ
の歪みゲージ１１ａの出力値は、制御装置１２にフィー
ドバックされて目標値と比較される。この時、目標値と
出力値とが同じであれば、パウダブレーキ６の通電量を
定める指令値は変更されないが、外気温、湿度、経年変
化などによってパウダブレーキ６における励磁コイル６
ｂ、パウダ６ｃの状態が変化している時、あるいはパウ
ダブレーキ６元来の精度などの影響によって、パウダブ
レーキ６の制動力が変動している場合は、両者に若干の
差が現れるため、これを補正する制御が行われる。
チャック８の内筒８ｂに及び、これによりチャック８の
固定台８ｃには相応の歪みが発生するため、これを歪み
検出手段１１の歪みゲージ１１ａが検出する。次に、こ
の歪みゲージ１１ａの出力値は、制御装置１２にフィー
ドバックされて目標値と比較される。この時、目標値と
出力値とが同じであれば、パウダブレーキ６の通電量を
定める指令値は変更されないが、外気温、湿度、経年変
化などによってパウダブレーキ６における励磁コイル６
ｂ、パウダ６ｃの状態が変化している時、あるいはパウ
ダブレーキ６元来の精度などの影響によって、パウダブ
レーキ６の制動力が変動している場合は、両者に若干の
差が現れるため、これを補正する制御が行われる。
【００１４】前述のように、目標値と出力値とに差があ
る場合、制御装置１２はその差に応じてパウダブレーキ
６に出力される指令値を増減し、この指令値を再度パウ
ダブレーキ６に出力する。すなわち、出力値が目標値よ
り大きい時は、パウダブレーキ６の制動力が弱く貫入ロ
ッド７にかかる荷重が大きくなっているのであるから、
制御装置１２は指令値を増やして、この指令値をパウダ
ブレーキ６に出力する。また、出力値が目標値より小さ
い場合は、パウダブレーキ６の制動力が強く貫入ロッド
７にかかる荷重が小さくなっているのであるから、制御
装置１２は、指令値を減らして、この指令値をパウダブ
レーキ６に出力する。このことによって、パウダブレー
キ６の制動力が変更され、載荷台３の下降速度が増減す
ることで貫入ロッド７先端にかかる荷重も変化する。本
自動貫入試験機１では、以下、前述のように歪みゲージ
１１ａの出力値を連続的にフィードバックして、これを
目標値と比較し、両者の差に応じてパウダブレーキ６へ
出力される指令値を補正するようになっている。
る場合、制御装置１２はその差に応じてパウダブレーキ
６に出力される指令値を増減し、この指令値を再度パウ
ダブレーキ６に出力する。すなわち、出力値が目標値よ
り大きい時は、パウダブレーキ６の制動力が弱く貫入ロ
ッド７にかかる荷重が大きくなっているのであるから、
制御装置１２は指令値を増やして、この指令値をパウダ
ブレーキ６に出力する。また、出力値が目標値より小さ
い場合は、パウダブレーキ６の制動力が強く貫入ロッド
７にかかる荷重が小さくなっているのであるから、制御
装置１２は、指令値を減らして、この指令値をパウダブ
レーキ６に出力する。このことによって、パウダブレー
キ６の制動力が変更され、載荷台３の下降速度が増減す
ることで貫入ロッド７先端にかかる荷重も変化する。本
自動貫入試験機１では、以下、前述のように歪みゲージ
１１ａの出力値を連続的にフィードバックして、これを
目標値と比較し、両者の差に応じてパウダブレーキ６へ
出力される指令値を補正するようになっている。
【００１５】なお、フィードバック制御は、前述のよう
に絶えずパウダブレーキ６の通電量が変更されるように
連続的に行うことが貫入ロッド７に正確な荷重を負荷す
る上で理想的であるが、図６に示すように、歪みゲージ
の出力値と目標値とが同一または近似する時はパウダブ
レーキ６の指令値を変更することなく歪みゲージの出力
値を取得し、歪みゲージの出力値と目標値とに差異がみ
られる場合にのみパウダブレーキの指令値を変更するよ
うにしても得られる効果は同様であり、また、図７に示
すように、歪みゲージの出力値と目標値とを比較してパ
ウダブレーキ６の指令値を変更し、これをパウダブレー
キ６に出力して後、所定時間をみて、この所定時間経過
後の歪みゲージの出力値をフィードバックするよう、制
御を断続的に行っても特に問題はない。
に絶えずパウダブレーキ６の通電量が変更されるように
連続的に行うことが貫入ロッド７に正確な荷重を負荷す
る上で理想的であるが、図６に示すように、歪みゲージ
の出力値と目標値とが同一または近似する時はパウダブ
レーキ６の指令値を変更することなく歪みゲージの出力
値を取得し、歪みゲージの出力値と目標値とに差異がみ
られる場合にのみパウダブレーキの指令値を変更するよ
うにしても得られる効果は同様であり、また、図７に示
すように、歪みゲージの出力値と目標値とを比較してパ
ウダブレーキ６の指令値を変更し、これをパウダブレー
キ６に出力して後、所定時間をみて、この所定時間経過
後の歪みゲージの出力値をフィードバックするよう、制
御を断続的に行っても特に問題はない。
【００１６】また、地層の変化によって貫入ロッド７が
受ける土の抵抗が変化したような場合、貫入ロッド７の
貫入速度が一時的に変化するため、その加速度の影響に
より歪みゲージ１１ａの出力値に誤差が生じる恐れがあ
るが、本実施例における自動貫入試験機１では、加速度
が発生するのは極僅かな間であるため、これを無視でき
るものとし、貫入ロッド７は常に定速運動（加速度＝
０）を行うものとみなしている。さらに、本実施例にお
いては、荷重検出手段の一例として歪みゲージ１１ａを
用いた歪み検出手段１１を用いたが、何もこれに限定さ
れるものではなく、例えばロードセルなどの直接荷重を
検出することのできる手段をチャック８の内筒８ｂと固
定台８ｃ、あるいはその他貫入ロッド７にかかっている
荷重が作用する部所に設けてもよく、このように実施例
に記載した以外の荷重検出手段を選択することによって
も得られる効果は同様である。
受ける土の抵抗が変化したような場合、貫入ロッド７の
貫入速度が一時的に変化するため、その加速度の影響に
より歪みゲージ１１ａの出力値に誤差が生じる恐れがあ
るが、本実施例における自動貫入試験機１では、加速度
が発生するのは極僅かな間であるため、これを無視でき
るものとし、貫入ロッド７は常に定速運動（加速度＝
０）を行うものとみなしている。さらに、本実施例にお
いては、荷重検出手段の一例として歪みゲージ１１ａを
用いた歪み検出手段１１を用いたが、何もこれに限定さ
れるものではなく、例えばロードセルなどの直接荷重を
検出することのできる手段をチャック８の内筒８ｂと固
定台８ｃ、あるいはその他貫入ロッド７にかかっている
荷重が作用する部所に設けてもよく、このように実施例
に記載した以外の荷重検出手段を選択することによって
も得られる効果は同様である。
【００１７】
【発明の効果】本発明の自動貫入試験機は、チャックに
歪み検出手段を取り付けて、貫入ロッドにかかる荷重に
よるチャックの歪みを検出しているため、貫入ロッドに
作用している真の荷重を知ることができる。また、歪み
検出手段の出力値と、所定の荷重がかかっている時に歪
み検出手段が出力すべき目標値とを制御装置内で比較
し、パウダブレーキを作動させて制動力を発生させるた
めの指令値を補正しているため、パウダブレーキの指令
値を実際に貫入ロッドに作用している荷重を基に適正化
することができ、パウダブレーキなどのブレーキ手段の
経年劣化、あるいは外気温、湿度などの影響によるパウ
ダブレーキのパウダの体積変化などによる制動力の変動
を防ぎ、貫入ロッドにかかる荷重を安定させることがで
きる。さらに、歪みゲージの出力をみてパウダブレーキ
の指令値の補正を行っているため、パウダブレーキの指
令値を予め厳密に設定しておく必要がなくなり、貫入試
験の準備段階における労力を著しく軽減させることがで
きる。
歪み検出手段を取り付けて、貫入ロッドにかかる荷重に
よるチャックの歪みを検出しているため、貫入ロッドに
作用している真の荷重を知ることができる。また、歪み
検出手段の出力値と、所定の荷重がかかっている時に歪
み検出手段が出力すべき目標値とを制御装置内で比較
し、パウダブレーキを作動させて制動力を発生させるた
めの指令値を補正しているため、パウダブレーキの指令
値を実際に貫入ロッドに作用している荷重を基に適正化
することができ、パウダブレーキなどのブレーキ手段の
経年劣化、あるいは外気温、湿度などの影響によるパウ
ダブレーキのパウダの体積変化などによる制動力の変動
を防ぎ、貫入ロッドにかかる荷重を安定させることがで
きる。さらに、歪みゲージの出力をみてパウダブレーキ
の指令値の補正を行っているため、パウダブレーキの指
令値を予め厳密に設定しておく必要がなくなり、貫入試
験の準備段階における労力を著しく軽減させることがで
きる。
【図１】本発明に係る自動貫入試験機の斜視説明図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る自動貫入試験機の要部拡大断面図
である。
である。
【図３】本発明に係る自動貫入試験機の要部拡大断面図
である。
である。
【図４】パウダブレーキの断面説明図である。
【図５】パウダブレーキの指令値の補正を連続的に行う
フィードバック制御のフローチャートである。
フィードバック制御のフローチャートである。
【図６】パウダブレーキの指令値の補正を目標値と出力
値とに差がある場合にのみ行うフィードバック制御のフ
ローチャートである。
値とに差がある場合にのみ行うフィードバック制御のフ
ローチャートである。
【図７】パウダブレーキの指令値の補正を所定時間経過
ごとに行うフィードバック制御のフローチャートであ
る。
ごとに行うフィードバック制御のフローチャートであ
る。
１ 自動貫入試験機 ２ 支柱 ２ａ 案内チェーン ３ 載荷台 ３ａ スプロケット ３ｂ 駆動軸 ４ 主回転駆動源 ５ 一方向クラッチ ６ パウダブレーキ ６ａ ケーシング ６ｂ 励磁コイル ６ｃ パウダ ７ 貫入ロッド ７ａ 凹状溝 ８ チャック ８ａ 鋼球 ８ｂ 内筒 ８ｃ 固定台 ９ 回転駆動源 １０ 無端チェーン １１ 歪み検出手段 １１ａ 歪みゲージ １２ 制御装置 １３ 錘
Claims (6)
- 【請求項１】所定重量の錘を載荷可能な載荷台を支柱に
沿って昇降可能に設け、この載荷台を自重によって下降
するように構成するとともに、この載荷台に貫入ロッド
を保持可能かつ回転駆動源の駆動により貫入ロッドを一
体に回転させるチャックを配置し、チャックに保持した
貫入ロッドに載荷台の重量と回転駆動源の駆動とをかけ
て地中に貫入するよう構成する一方、 前記載荷台にブレーキ手段を設け、このブレーキ手段の
制動力によって載荷台の下降速度を調整して貫入ロッド
にかかる荷重を所定の荷重に変更するよう構成するとと
もに、貫入ロッドにかかる荷重を検出する荷重検出手段
を設けたことを特徴とする自動貫入試験機。 - 【請求項２】荷重検出手段の出力値と所定の荷重によっ
て荷重検出手段が出力すべき目標値とを比較し、ブレー
キ手段を作動させるための指令値を補正する制御装置を
設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動貫入試験
機。 - 【請求項３】所定重量の錘を載荷可能な載荷台を支柱に
沿って昇降可能に設け、この載荷台を自重によって下降
するように構成するとともに、この載荷台に貫入ロッド
を保持可能かつ回転駆動源の駆動により貫入ロッドを一
体に回転させるチャックを配置し、チャックに保持した
貫入ロッドに載荷台の重量と回転駆動源の駆動とをかけ
て地中に貫入するよう構成する一方、 前記載荷台にブレーキ手段を設け、このブレーキ手段の
制動力によって載荷台の下降速度を調整して貫入ロッド
にかかる荷重を所定の荷重に変更するよう構成するとと
もに、 前記チャックには歪み検出手段を設け、貫入ロッドにか
かる荷重によるチャックの歪みを検出するとともに、こ
の歪み検出手段の出力値と所定の荷重によって歪み検出
手段が出力すべき目標値とを比較し、ブレーキ手段を作
動させるための指令値を補正する制御装置を設けたこと
を特徴とする自動貫入試験機。 - 【請求項４】制御装置は、補正された指令値による歪み
検出手段の出力値と所定の荷重によって出力されるべき
歪み検出手段の目標値とをフィードバック制御により繰
り返し比較して、都度指令値を補正するように構成され
ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自
動貫入試験機。 - 【請求項５】制御装置は、歪み検出手段の出力値と目標
値とに差がある場合にのみ指令値を補正するよう構成さ
れることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項
４に記載の自動貫入試験機。 - 【請求項６】制御装置は、歪み検出手段の出力値を所定
時間ごとに計測し、その都度所定の荷重によって出力さ
れるべき歪み検出手段の目標値との比較を行うよう構成
されることを特徴とする請求項２、請求項３または請求
項４に記載の自動貫入試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29465895A JPH0995931A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 自動貫入試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29465895A JPH0995931A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 自動貫入試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995931A true JPH0995931A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17810627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29465895A Pending JPH0995931A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 自動貫入試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0995931A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085261A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nitto Seiko Co Ltd | 貫入試験機用の荷重測定装置 |
| JP2012077489A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nitto Seiko Co Ltd | 自動貫入試験機 |
| JP2012077490A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nitto Seiko Co Ltd | 自動貫入試験機 |
| JP2015132162A (ja) * | 2015-03-06 | 2015-07-23 | 日東精工株式会社 | 自動貫入試験機 |
| JP2015132161A (ja) * | 2015-03-06 | 2015-07-23 | 日東精工株式会社 | 自動貫入試験機 |
| CN109406385A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种适用于圆柱形炸药代用材料的侵入加载装置 |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP29465895A patent/JPH0995931A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085261A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nitto Seiko Co Ltd | 貫入試験機用の荷重測定装置 |
| JP2012077489A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nitto Seiko Co Ltd | 自動貫入試験機 |
| JP2012077490A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nitto Seiko Co Ltd | 自動貫入試験機 |
| JP2015132162A (ja) * | 2015-03-06 | 2015-07-23 | 日東精工株式会社 | 自動貫入試験機 |
| JP2015132161A (ja) * | 2015-03-06 | 2015-07-23 | 日東精工株式会社 | 自動貫入試験機 |
| CN109406385A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种适用于圆柱形炸药代用材料的侵入加载装置 |
| CN109406385B (zh) * | 2018-12-14 | 2023-12-01 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种适用于圆柱形炸药代用材料的侵入加载装置 |
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