JPH08201258A

JPH08201258A - 円錐貫入試験機

Info

Publication number: JPH08201258A
Application number: JP811695A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Arakawa; 建一郎荒川
Original assignee: TOUDENTSUU KK
Current assignee: TOUDENTSUU KK
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤによるトラブルのない円錐貫入試験機
を提供する。【構成】重錘３の自由落下による打撃で貫入ロッド２
を地中に貫入させる円錐貫入試験機において、貫入ロッ
ド２の延長上に取り付けられた案内ロッド２１と、重錘
３に係合することによりこれを把持する把持手段３０を
有して案内ロッド２１に摺動自在に嵌装された摺動部材
２２と、案内ロッド２１と並行して設けられ摺動部材２
２を昇降させるためのロッドレスシリンダ２３と、案内
ロッド２１の所定位置に取り付けられ重錘３を把持した
状態で上昇してきた把持手段３０を当接させることによ
りその把持を解除させるストッパ２４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤に対して動的な貫
入試験を行うための円錐貫入試験機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は先に、自動的に動的貫入試験
を行うことのできる新規な円錐貫入試験機を提案した
（実開平４−４３２５２号公報）。図６に示すように、
この円錐貫入試験機は、先端に円錐状の抵抗体（コー
ン）１を備えた貫入ロッド２を、重錘３の自由落下エネ
ルギによって貫入させ、その貫入度を測定することで地
盤４の強度を調査するためのものであり、貫入ロッド２
に接続した案内ロッド５を適宜保持する三脚６に、ワイ
ヤ７の巻き取り・繰出しを行う巻上機８を設け、重錘３
を把持したクランプ９にワイヤ７を連結することで、重
錘３を持ち上げるようになっている。そして所定の高さ
に設けたストッパ１０にクランプ９のレバー１１を当接
させることで、クランプ９の把持を解除させて重錘３を
自由落下させ、貫入ロッド２のノッキングヘッド１２を
打撃して、規定の貫入試験を行うものである。すなわち
巻上機８を駆動させるだけで、重錘３を安定して連続的
に上昇・落下させることができ、旧来の手作業による貫
入試験よりも大幅に作業負担の軽減が達成されることと
なった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記提案にあ
っては、クランプ９（重錘３）を昇降させるためにワイ
ヤ７を使用しているので、このワイヤ７が緩んだときに
巻上機８のプーリ軸やクランプレバー１１に絡んで所定
の昇降動作が不能になる、といったトラブルが発生する
おそれがあった。

【０００４】そこで本発明は、ワイヤによるトラブルが
なく自動的な重錘落下ができる円錐貫入試験機を提供す
べく創案されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、重錘の自由落
下による打撃で貫入ロッドを地中に貫入させる円錐貫入
試験機において、貫入ロッドの延長上に取り付けられた
案内ロッドと、重錘に係合することによりこれを把持す
る把持手段を有して案内ロッドに摺動自在に嵌装された
摺動部材と、案内ロッドと並行して設けられ摺動部材を
昇降させるためのシリンダと、案内ロッドの所定位置に
取り付けられ重錘を把持した状態で上昇してきた把持手
段を当接させることによりその把持を解除させるストッ
パとを備えたものである。上記シリンダは、作動用流体
の流路を適宜切り換えることにより往復動させるための
流体圧回路を備えることが好ましい。またシリンダは、
エアによって作動するロッドレスシリンダであってよ
い。

【０００６】

【作用】上記構成によって、シリンダは、摺動部材を下
降させてその把持手段を重錘に係合させることにより把
持させてから、これらを案内ロッドに沿って上昇させ、
ストッパに把持手段を当接させる。把持手段はこの当接
により重錘の把持を解除し、重錘を自由落下させて貫入
ロッドに規定の打撃を与える。流体圧回路を備えたシリ
ンダは、流路の切り換えにより摺動部材の上昇・下降を
繰り返し行う。ロッドレスシリンダは、その全長に略相
当するストロークで摺動部材を昇降させる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【０００８】図１及び図２は、本発明に係わる円錐貫入
試験機の第一の実施例を示したものである。この円錐貫
入試験機は、重錘３の自由落下による打撃で貫入ロッド
２を地中に貫入させてその貫入度を測定するものであっ
て、貫入ロッド２の延長上に接続した案内ロッド２１
と、案内ロッド２１に摺動自在に嵌装された摺動部材２
２と、摺動部材２２を昇降させるべく案内ロッド２１と
並行して設けられたシリンダたるロッドレスシリンダ２
３と、案内ロッド２１の所定位置に取り付けられたスト
ッパ２４とにより主として構成されている。

【０００９】貫入ロッド２は、従来と同様に、下端に土
中に貫入されるコーン（図示せず）を有し、上端には重
錘を受けるノッキングヘッド１２が取り付けられてい
る。重錘３は、規定の質量(5kg) を有した略円柱状の金
属体で成り、案内ロッド２１に沿って昇降できるよう
に、案内ロッド２１の外径よりも若干大きい径の軸孔２
５が穿たれている。案内ロッド２１は、貫入ロッド２と
同等の外径（25mm）で成り、貫入ロッド２と同軸に伸び
るように取り付けられる。この取り付けには、例えばノ
ッキングヘッド１２にメネジを螺刻しておき、これに螺
合するオネジをロッド端に形成しておけばよい。案内ロ
ッド２１及び貫入ロッド２は三脚２６により略鉛直に保
持されるようになっており、三脚２６の頂部となる連結
板２７に形成された穴２８に、案内ロッド２１の上部が
挿通されている。

【００１０】摺動部材２２は、案内ロッド２１に遊嵌す
る筒体２９と、筒体２９に設けられた把持手段３０とで
構成されている。把持手段３０は、重錘３の上面に形成
された鍔板３１に掛かる爪部３２が下端に形成された三
枚のクランプレバー３３と、クランプレバー３３を鍔板
３１に掛止させる方向に付勢するバネ３４とで成る。ク
ランプレバー３３は、筒体２９に取り付けられたブラケ
ット３５にピン３６を介して軸支され、半径方向に揺動
自在となっている。そして爪部３２の先端側には傾斜面
３７が形成され、バネ３４の付勢力で径方向内方に閉じ
た状態で摺動部材２２（クランプレバー３３）が重錘３
の上方から下ろされると、傾斜面３７が鍔板３１の縁に
摺動することで一旦外側に開き、さらに下降すると傾斜
面３７が鍔板３１から離脱することでバネ３４の付勢力
により閉じて、爪部３２が鍔板３１に掛かるようになっ
ている。クランプレバー３３の上端側はストッパ２４に
適宜係合すべく径方向内方に適宜屈折している。ストッ
パ２４は案内ロッド２１よりも大きな外径の短円柱体で
成り、その下面側に凹部３８が形成されている。すなわ
ち重錘３を把持した状態で上昇してきたクランプレバー
３３の上端部３９を凹部３８に当接させることにより、
爪部３２が径方向外方に移動するように揺動させて、そ
の把持を解除させるようになっている。従って、重錘落
下距離としては、把持手段３０の下限位置（ノッキング
ヘッド１２に乗っている重錘３に係合した状態）におけ
るクランプレバー３３の上端部３９から、ストッパ２４
の下面までの距離Ｈとなり、この距離Ｈが貫入試験の規
定落下距離（500mm ）として調節されることになる。

【００１１】ロッドレスシリンダ２３は、エアの供給に
よって往復動するように構成されており、エア流路を適
宜切り換えるための空気圧回路４１が備えられている。
ロッドレスシリンダ２３の本体４２は、上端がブラケッ
ト４３を介して案内ロッド２１に支持され、その長手方
向に沿って移動する移動体４４がブラケット４５を介し
て摺動筒体２９に取り付けられている。移動体４４は、
シリンダ本体４２に内蔵されたピストン（図示せず）に
直結され、シリンダ本体４２の上部にエアが供給された
ときに下降し、下部にエアが供給されたときに上昇する
ようになっている。空気圧回路４１は、シリンダ本体４
２の上端近傍に接続した第一エアパイプ４６と、シリン
ダ本体４２の下端近傍に接続した第二エアパイプ４７
と、これらエアパイプ４６，４７のいずれか一方にガス
ボンベ４８からのエアを供給するための電磁弁４９とを
備えて構成されている。電磁弁４９には第一エアパイプ
４６とガスボンベ４８とを連通させる第一流路部５０
と、第二エアパイプ４７とガスボンベ４８とを連通させ
る第二流路部５１とが形成され、励磁・励磁解除により
動作して、流路部５０，５１の選択を行うようになって
いる。エアパイプ４６，４７の途中にはエアの供給速度
を調節するためのスピードコントローラ５２がそれぞれ
設けられている。またシリンダ本体２３には、移動体４
４の位置を検出してシリンダ操作部（図示せず）のコン
トローラに入力させるためのセンサー５３，５４が設け
られている。すなわちセンサー５３，５４が移動体４４
の上限及び下限を検出して、その検出により電磁弁４９
が動作するようになっている。

【００１２】次に本実施例の作用を説明する。

【００１３】地盤の動的貫入試験を行うに際して、まず
貫入ロッド２のノッキングヘッド１２に重錘３を置い
て、ロッドレスシリンダ２３及び摺動部材２２がセット
された案内ロッド２１を接続し、三脚２６により略鉛直
に保持する。なおロッドレスシリンダ２３及び摺動部材
２２は、案内ロッド２１と別個に用意しておき、案内ロ
ッド２１を三脚２６に挿通させた後に、案内ロッド２１
にセットするようにしてもよい。そしてロッドレスシリ
ンダ２３の移動体４４を下降位置させて、クランプレバ
ー３３に重錘３を把持させる（図１の状態）。この状態
で操作部において開始スイッチを入れると、電磁弁４９
が動作して、第二流路部５１がガスボンベ４８とエアパ
イプ４６，４７との間に位置されて、第二エアパイプ４
７にエアが供給される。これで移動体４４が上方に移動
し、摺動部材２２及びこれに把持された重錘３が案内ロ
ッド２１に沿って上昇する。摺動部材２２が上昇してク
ランプレバー３３がストッパ２４に当接すると、バネ３
４に抗して径方向外方に開き、爪部３２が鍔板３１から
離れ、重錘３の把持を解除する。重錘３はこの位置から
自由落下して貫入ロッド２のノッキングヘッド１２を打
撃し、土中に貫入させる。この摺動部材２２の上限位置
において、センサー５３が移動体４４を感知することで
電磁弁４９が作動し、第一エアパイプ４６にエアが供給
されることで移動体４４が下降する。この下降により、
クランプレバー３３の爪部３２がノッキングヘッド１２
上に落下した重錘３に係合し、これを把持する。この動
作を重錘３の打撃回数をカウントしながら繰り返し、貫
入が規定の量に、例えば10cmに達したなら昇降を停止
し、その打撃回数をこの地点の地盤強さとして記録す
る。

【００１４】このように、重錘３を把持する把持手段３
０を有した摺動部材２２の昇降を、エア供給にて往復動
するロッドレスシリンダ２３にて行うようにしたので、
ワイヤを使用して行う従来の貫入試験にくらべて、ワイ
ヤによるトラブルの心配が全くないことで、安全且つ確
実に行うことができる。すなわちロッドレスシリンダ２
３を駆動させるだけで、クランプレバ３３の爪部３２を
重錘３に対して確実に係脱させることができ、重錘３を
安定して連続的に上昇・落下させることができる。また
ロッドレスシリンダ２３に空気圧回路４１を備えたの
で、ワイヤの巻き上げ・繰出しを行う巻上機を備えた円
錐貫入試験機よりも迅速に昇降の切り換えを行うことが
でき、作業時間の短縮が達成される。またロッドレスシ
リンダ２３は、シリンダ本体４２から長手方向に出没す
る部材がないので、上下方向に過大なスペースを占める
ことがなく、装置全体をコンパクトにすることができ
る。

【００１５】なお本実施例にあっては、ロッドレスシリ
ンダ２３の本体４２は案内ロッド２１に取り付けるもの
としたが、貫入量が小さいと予想される場合、或いは貫
入に伴ってロッド２，２１が下降してもそれに対応でき
るだけの充分なストロークがある場合は、本体４２の上
端を三脚２６の連結板２７に支持させるようにしてもよ
い。このように構成すれば、ロッドレスシリンダ２３を
より安定した状態で保持することができる。

【００１６】次に本発明の第二の実施例を図３乃至図５
によって説明する。この実施例では、シリンダとして復
動式のエアシリンダ６１を使用し、そのピストンロッド
６２の先端部６３に、ブラケット６４を介して摺動部材
２９が取り付けられている。エアシリンダ本体６５は、
基端を上に向けた状態で立設されており、その下端部６
６において、ブラケット６７及び取付具６８を介してス
トッパ３８よりも上方の位置で、案内ロッド２１に固定
されている。取付具６８は、半割りのブロック６９と、
これらを案内ロッド２１に固定するための一対のボルト
７０とで成り、案内ロッド２１の適宜位置に固定できる
ようになっている。

【００１７】このエアシリンダ６１は、持ち運びできる
操作ボックス７１において操作できるようになってい
る。操作ボックス７１にはセンサー５３，５４のコード
７０が結線されたコントローラ（制御回路）７２と、コ
ントローラ７２により動作されてエアパイプ４６，４７
を切り換える電磁弁７３と、圧気供給源となるガスボン
ベ７４とが収容されている。そして操作ボックス７１の
前面パネル７５に設けられた四個のスイッチ７６によ
り、電源の入切、自動・手動の別、シリンダ起動・停
止、上昇・下降がそれぞれ操作できるようになってい
る。このスイッチ７６に並んで電源の入切或いは起動の
有無を表示するランプ７７が設けられ、さらにピストン
往復動の回数（打撃回数）をカウントし、表示するサイ
クルカウンター７８が設けられている。

【００１８】この構成では、三脚２６に挿通した状態の
案内ロッド２１にエアシリンダ６１及び摺動部材２２を
支持させておくことができ、貫入試験を開始するに際し
ては、重錘３をノッキングヘッド１２に置いた後、その
案内ロッド２１を貫通ロッド２に接続するだけで、比較
的簡単にセットできる。また操作ボックス７１にガスボ
ンベ７４及び電磁弁７３を内蔵させたので、コンパクト
で取り扱いが容易な装置とすることができる。またピス
トンロッド６２と摺動部材２２（ブラケット６４）との
接続部を、適度な自由度を以て枢支する継手にて構成す
れば、本体６５と案内ロッド２１とを完全に平行に保持
させる必要がなくなり、ブラケット６７及び取付具６８
の構造を簡略化することができる。このほかの構成及び
作用効果は前記第一の実施例と同様である。

【００１９】なおシリンダとしては、以上の実施例で示
したロッドレスシリンダ２３或いはエアシリンダ６１に
限るものではなく、油圧等により駆動されるシリンダ、
或いは電動式等のシリンダを用いても当然構わない。

【００２０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００２１】(1) 請求項１記載の構成によれば、シリン
ダの駆動による摺動部材の昇降だけで、重錘を安定して
連続的に上昇・落下させることができ、しかもワイヤに
よるトラブルをなくすることができる。

【００２２】(2) 請求項２記載の構成によれば、シリン
ダによる摺動部材の昇降切り換えを迅速に行うことがで
き、作業時間の短縮が達成される。

【００２３】(3) 請求項３記載の構成によれば、シリン
ダ周囲の省スペースが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる円錐貫入試験機の第一の実施例
を示した側面図である。

【図２】図１の要部を示した平面図である。

【図３】本発明の第二の実施例を示した斜視図である。

【図４】図３の要部を示した斜視図である。

【図５】図４の操作ボックスを示した分解平面図であ
る。

【図６】従来の円錐貫入試験機を示した側面図である。

【符号の説明】

２貫入ロッド３重錘１２ノッキングヘッド２１案内ロッド２２摺動部材２３ロッドレスシリンダ（シリンダ）２４ストッパ３０把持手段４１空気圧回路（流体圧回路）４６，４７エアパイプ（作動用流体の流路）４９電磁弁６１エアシリンダ（シリンダ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重錘の自由落下による打撃で貫入ロッド
を地中に貫入させる円錐貫入試験機において、上記貫入
ロッドの延長上に取り付けられた案内ロッドと、上記重
錘に係合することによりこれを把持する把持手段を有し
て上記案内ロッドに摺動自在に嵌装された摺動部材と、
上記案内ロッドと並行して設けられ上記摺動部材を昇降
させるためのシリンダと、上記案内ロッドの所定位置に
取り付けられ重錘を把持した状態で上昇してきた把持手
段を当接させることによりその把持を解除させるストッ
パとを備えたことを特徴とする円錐貫入試験機。
【請求項２】上記シリンダが、作動用流体の流路を適
宜切り換えることにより往復動させるための流体圧回路
を備えた請求項１記載の円錐貫入試験機。
【請求項３】上記シリンダが、エアによって作動する
ロッドレスシリンダである請求項１又は２に記載の円錐
貫入試験機。