(57)【要約】【課題】コアの方位情報を取得できるダブルコアチューブ・サンプラーを提供する。【解決手段】アウターチューブの上部分に固定され、下面に貫通穴が設けられた方位確認部と、方位確認部の内壁全周に設置された定規と、下端がインナーチューブの上部分に固定され、貫通穴を貫通し、上端が方位確認部内に延び、上端に方位指示部材が取り付けられた連結ロッドと、方位確認部内を撮影し、撮影された画像を地上のモニタで視認できるカメラとを備え、インナーチューブ内にコアが収容された時点において方位指示部材が指示する第１方位と、コアを地上に引き上げた時点において方位指示部材が指示する第２方位とを比較して、コアの方位情報を取得できるように構成されていることを特徴とするダブルコアチューブ・サンプラーが提供される。【選択図】  図１
2020070609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削部が下端に設けられたアウターチューブと、前記アウターチューブ内に収容され、上部分で前記アウターチューブに回転可能に連結されたインナーチューブとを備えたダブルコアチューブ・サンプラーにおいて、
前記アウターチューブの上部分に固定され、下面に貫通穴が設けられた方位確認部と、
前記方位確認部の内壁全周に設置された定規と、
下端が前記インナーチューブの上部分に固定され、前記貫通穴を貫通し、上端が前記方位確認部内に延び、前記上端に方位指示部材が取り付けられた連結ロッドと、
前記方位確認部内を撮影し、撮影された画像を地上のモニタで視認できるカメラとを備え、
前記インナーチューブ内にコアが収容された時点において前記方位指示部材が指示する第１方位と、前記コアを地上に引き上げた時点において前記方位指示部材が指示する第２方位とを比較して、前記コアの方位情報を取得できるように構成されていることを特徴とするダブルコアチューブ・サンプラー。
【請求項２】
前記定規が、可撓性材料で形成された定規板を湾曲させることによって前記方位確認部の内壁に設置されていることを特徴とする請求項１に記載されたダブルコアチューブ・サンプラー。
【請求項３】
前記内壁に滑り止め用の突起が設けられていることを特徴とする請求項２に記載されたダブルコアチューブ・サンプラー。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたダブルコアチューブ・サンプラーの使用方法であって、
コアを採取した後、前記方位確認部内において前記方位指示部材が指し示す第１方位を前記モニタで確認する段階と、
前記コアの下端を切り離して地上に引き上げる段階と、
前記方位確認部内において前記方位指示部材が指し示す第２方位を前記モニタで確認する段階と、
前記第１方位と前記第２方位を比較することにより、前記コアの方位情報を取得する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ダブルコアチューブ・サンプラーに関する。より詳細には、本発明は、コアの方位情報を取得できるダブルコアチューブ・サンプラーおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地層は、図４に示されるように傾きをもっているため、その広がりにはある方向性（構造）がある。また、地層の中には、亀裂・断層・滑り面などのように地層とは別の方向性をもつ構造が含まれることがある。このため、岩盤や地盤のサンプリングを行う際、地層の傾斜方向や亀裂などの方位の情報を取得できるのが理想的であり、コアの方位情報の取得は非常に重要な意味をもつ。したがって、サンプリングされたコアにおいてその方位情報を取得できるようになると、地層に含まれる様々な三次元の地質情報が得られることとなる。
【０００３】
図５は、従来のダブルコアチューブ・サンプラーを用いてサンプリングを行っている例を示した模式図である。すなわち、図５（ａ）は、サンプラーが所定深度まで到達した状態を示している。この状態では、コアは周囲の地盤と連続しているので、アウターチューブを回転させて地中に押し込んでいく場合にも、（インナーチューブは、地盤とつながったコアとの摩擦があるため回転しないので）コアは方位に関する情報をもっている。一方、図５（ｂ）は、インナーチューブ内にコアが収容されたので、コアの下端を切り離した状態を示している。この状態では、コアは周囲の地盤から切り離されているので、アウターチューブの回転に伴い、インナーチューブもベアリングを介して自由に回転するようになる。したがって、コアは方位に関する情報を失ったこととなる（換言すると、コアの下端を切り離した後にコアを地上に引き上げたとしても、地中においてインナーチューブが既に回転してしまっているため、コアの正確な方位を知ることができない）。このように、従来のサンプラーを用いてサンプリングした場合には、採取したコアの方位に関する情報を得ることができないという不都合があった。
【０００４】
このような不都合を解消すべく、本発明者は、採取したコアの方位に関する情報を取得できる装置を提案した（特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９２６２９５号公報
【特許文献２】特許第５０２５０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の装置は、幸いにも好評を博したが、サンプリングしようとする地層が深い場合であっても、より正確な方位情報を取得できる手段が望まれている。本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、コアの方位情報を取得できるダブルコアチューブ・サンプラーおよびその使用方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に記載の、切削部が下端に設けられたアウターチューブと、前記アウターチューブ内に収容され、上部分で前記アウターチューブに回転可能に連結されたインナーチューブとを備えたダブルコアチューブ・サンプラーは、前記アウターチューブの上部分に固定され、下面に貫通穴が設けられた方位確認部と、前記方位確認部の内壁全周に設置された定規と、下端が前記インナーチューブの上部分に固定され、前記貫通穴を貫通し、上端が前記方位確認部内に延び、前記上端に方位指示部材が取り付けられた連結ロッドと、前記方位確認部内を撮影し、撮影された画像を地上のモニタで視認できるカメラとを備え、前記インナーチューブ内にコアが収容された時点において前記方位指示部材が指示する第１方位と、前記コアを地上に引き上げた時点において前記方位指示部材が指示する第２方位とを比較して、前記コアの方位情報を取得できるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載のダブルコアチューブ・サンプラーは、前記請求項１のダブルコアチューブ・サンプラーにおいて、前記定規が、可撓性材料で形成された定規板を湾曲させることによって前記方位確認部の内壁に設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項３に記載のダブルコアチューブ・サンプラーは、前記請求項２のダブルコアチューブ・サンプラーにおいて、前記内壁に滑り止め用の突起が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本願請求項４に記載の、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたダブルコアチューブ・サンプラーの使用方法は、コアを採取した後、前記方位確認部内において前記方位指示部材が指し示す第１方位を前記モニタで確認する段階と、前記コアの下端を切り離して地上に引き上げる段階と、前記方位確認部内において前記方位指示部材が指し示す第２方位を前記モニタで確認する段階と、前記第１方位と前記第２方位を比較することにより、前記コアの方位情報を取得する段階とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダブルコアチューブ・サンプラーにより、コアの正確な方位情報、すなわち地層の正確な三次元的な情報を取得することができ、これにより地層、亀裂、断層などの走向傾斜や滑り面、漏水、湧水個所の方向などを推定することが可能になる。とりわけ、本発明のダブルコアチューブ・サンプラーは、深度が深い場合でも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係るダブルコアチューブ・サンプラーの長さ方向断面を示した模式図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の線２ａ‐２ａに沿って見た図、図２（ｂ）は、可撓性材料製の定規板を示した模式図、図２（ｃ）は、図１の部分２ｃの拡大図である。
【図３】図１のダブルコアチューブ・サンプラーの使用方法を示した一連の図である。
【図４】サンプラーによりサンプリングしている状態を示した模式図である。
【図５】従来のダブルコアチューブ・サンプラーを用いてサンプリングを行っている例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係るコアの方位情報を取得できるダブルコアチューブ・サンプラー（以下、単に「ダブルコアチューブ・サンプラー」という）について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係るダブルコアチューブ・サンプラーの長さ方向断面を模式的に示した図である。
【００１４】
図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施形態に係るダブルコアチューブ・サンプラーは、ダイヤビットなどの切削部１４が下端に設けられたアウターチューブ（外管）１２と、アウターチューブ１２内に収容されたインナーチューブ（内管）１６とを備えている。
【００１５】
アウターチューブ１２およびインナーチューブ１６は、円筒形の管状部材によってそれぞれ形成されており、両者とも、下端が開放し、上端が上部分（アウターヘッド１２ａ、インナーヘッド１６ａ）によって閉鎖されている。アウターチューブ１２とインナーチューブ１６は、上部分１２ａ、１６ａのところで、ベアリングケース１８を介して回転可能に連結されており、これにより、アウターチューブ１２とインナーチューブ１６は、互いに自由に回転するようになっている。
【００１６】
なお、インナーチューブ１６の先端には、採取したコアを地上に引き上げるのに使用するリフターケース１６ｂが配置されている。以上の構成は、従来のダブルコアチューブ・サンプラーに用いられているものと同様である。
【００１７】
ダブルコアチューブ・サンプラー１０はまた、アウターヘッド１２ａの上端にネジ（図示せず）などにより固定された方位確認部２０を備えている。方位確認部２０は、円筒形又は正多角形（例えば、正六角形、正八角形）の形状を有している。方位確認部２０の下面には、貫通穴２０ａが設けられており、方位確認部２０の上部には、ボーリングロッド１２ｂがねじで連結されている。
【００１８】
方位確認部２０の内壁全周には、定規２２が設置されている。定規２２は、方位確認部２０の内壁に直接表記又は刻印してもよいし、可撓性材料（合成樹脂材料、金属材料）で形成された定規板を湾曲させたもの（図２（ｂ）参照）を方位確認部２０の内壁に設置してもよい。
【００１９】
定規２２として、図２（ｂ）に示されるようなものを用いる場合には、方位確認部２０の内壁に、滑り止め用の突起２０ｂを設けるのが好ましい(図２（ｃ）参照)。
【００２０】
ダブルコアチューブ・サンプラー１０はまた、下端がクランプ２６によってインナーヘッド１６ａに固定された連結ロッド２４が、方位確認部２０の貫通穴２０ａを貫通し、上端が方位確認部２０内に延びている。連結ロッド２４の上端には、平面視で一方向を指し示す方位指示部材２４ａが取り付けられている。なお、クランプ２６は、公知のものを使用してよい。
【００２１】
図２（ａ）は、図１の線２ａ‐２ａに沿って見た図である。図２（ａ）において方位指示部材２４ａは涙滴形状を有しているが、平面視で一方向を指し示すことができるものであれば、他の形状（例えば、矢印形状、二等辺三角形状）を有するものでもよい。図２（ａ）に示される方位指示部材２４ａは、先端部２４ａ１によって特定の方向（一方向）が指し示される。
【００２２】
方位確認部２０の内部に、上端が開放した円筒形状の拘束部２８を設けてもよい。拘束部２８は、前記特許文献１に記載された拘束部３２ｂと同様の役割を果たす構成要素であり、拘束部２８内に鋼球（図示せず）を投入することにより、連結ロッド２４の回転を阻止するためのものである。ダブルコアチューブ・サンプラー１０に拘束部２８を設けた型式では、使用状況等に応じて、後述するカメラを用いてコアの方位情報を取得するか、或いは鋼球投入タイプを用いてコアの方位情報を取得するか、いずれかの型式を選択することができる。
【００２３】
ダブルコアチューブ・サンプラー１０はさらに、方位確認部２０内を撮影し、撮影された画像を地上で視認できるカメラ３０を備えている。カメラ３０は、カメラ本体３０ａと、カメラ本体３０ａによって撮影された画像を表示するためのモニタ３０ｂと、カメラ本体３０ａとモニタ３０ｂとを接続し、画像情報をモニタ３０ｂに送るためのケーブル３０ｃとを有している。カメラ３０としては、例えば、市販されている釣り用の水中カメラを用いてもよい。また、図示したカメラ３０は、有線であるが、画像情報をカメラ本体３０ａからモニタ３０ｂに無線で送る型式のものを使用してもよい。
【００２４】
次に図３を参照して、ダブルコアチューブ・サンプラー１０の使用方法について説明する。まず、サンプリング作業を開始する。サンプリング作業においては、アウターチューブ１２を回転させて土を切削しながら、サンプラーを地中に押し込み、サンプリングを行う。そして、サンプリングが終了した後（すなわち、インナーチューブ１６内にコアが押し込まれた後）、方位確認部２０内において方位指示部材２４ａが指し示す定規２２の個所（第１方位）をカメラ本体３０ａを通じて地上のモニタ３０ｂで確認する（図３（ａ）参照）。次いで、リフターケース１６ｂでコアの下端を切り離して（図３（ｂ）参照）、コアを地上に引き上げる（その際、インナーチューブ１２は回転する可能性がある）。その後、方位確認部２０内において方位指示部材２４ａが指し示す定規２２の個所（第２方位）をモニタ３０ｂで確認する（図３（ｃ）参照）。そして、第１方位と第２方位を比較することにより、コアの方位情報を取得する。
【００２５】
すなわち、例えば、前記第１方位が北から右方向（時計回り）に１５度の個所、前記第２方位が北から右方向（時計回り）に３５度の個所であったとすると、コアを地上に引き上げる過程で、コアが右方向（時計回り）に２０度回転したことが分かるので、採取されたコアの正確な方位情報を取得できることとなる。
【００２６】
ダブルコアチューブ・サンプラー１０は、深度が比較的浅い垂直ボーリングから深い垂直ボーリングまで適応しており、深度が深くなる場合であっても、正確な方位情報を取得することができる。大深度でもコアの方位情報を取得できる点では、前記特許文献１の装置と共通するが、前記特許文献１の装置がアウターチューブとインナーチューブの相対的な回転を阻止することにより、方位情報を取得しようとするのに対して、本発明は、第１方位（地中での方位情報）と第２方位(地上での方位情報)とを比較することによって方位情報を取得しようとするものであり、発想を異にしている。
【００２７】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２８】
たとえば、図示されている各構成要素の寸法や細部などは、単なる例示的なものにすぎず、他の適当な形態を採用してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ダブルコアチューブ・サンプラー
１２  アウターチューブ（外管）
１２ａ  アウターヘッド（上部分）
１２ｂ  ロッド
１４  切削部
１６  インナーチューブ（内管）
１６ａ  インナーヘッド（上部分）
１６ｂ  リフターケース
１８  ベアリングケース
２０  方位確認部
２０ａ  貫通穴
２０ｂ  滑り止め用の突起
２２  定規
２４  連結ロッド
２４ａ  方位指示部材
２６  クランプ
２８  拘束部
３０  カメラ
３０ａ  カメラ本体
３０ｂ  モニタ
３０ｃ  ケーブル
【図１】
2020070609.tif 000003
【図２】
2020070609.tif 000004
【図３】
2020070609.tif 000005
【図４】
2020070609.tif 000006
【図５】
2020070609.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月24日(2019.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削部が下端に設けられたアウターチューブと、前記アウターチューブ内に収容され、上部分で前記アウターチューブに回転可能に連結されたインナーチューブとを備えたダブルコアチューブ・サンプラーにおいて、
前記アウターチューブの上部分に固定され、下面に貫通穴が設けられた方位確認部と、
前記方位確認部の内壁全周に設置された定規と、
下端が前記インナーチューブの上部分に固定され、前記貫通穴を貫通し、上端が前記方位確認部内に延び、前記上端に方位指示部材が取り付けられた連結ロッドと、
前記方位確認部内を撮影し、撮影された画像を地上のモニタで視認できるカメラとを備え、
前記定規が、可撓性材料で形成された定規板を湾曲させることによって前記方位確認部の内壁に設置されており、
前記インナーチューブ内にコアが収容された時点において前記方位指示部材が指示する第１方位と、前記コアを地上に引き上げた時点において前記方位指示部材が指示する第２方位とを比較して、前記コアの方位情報を取得できるように構成されていることを特徴とするダブルコアチューブ・サンプラー。
【請求項２】
前記内壁に滑り止め用の突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたダブルコアチューブ・サンプラー。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は一般に、ダブルコアチューブ・サンプラーに関する。より詳細には、本発明は、コアの方位情報を取得できるダブルコアチューブ・サンプラーに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本願請求項１に記載の、切削部が下端に設けられたアウターチューブと、前記アウターチューブ内に収容され、上部分で前記アウターチューブに回転可能に連結されたインナーチューブとを備えたダブルコアチューブ・サンプラーは、前記アウターチューブの上部分に固定され、下面に貫通穴が設けられた方位確認部と、前記方位確認部の内壁全周に設置された定規と、下端が前記インナーチューブの上部分に固定され、前記貫通穴を貫通し、上端が前記方位確認部内に延び、前記上端に方位指示部材が取り付けられた連結ロッドと、前記方位確認部内を撮影し、撮影された画像を地上のモニタで視認できるカメラとを備え、前記定規が、可撓性材料で形成された定規板を湾曲させることによって前記方位確認部の内壁に設置されており、前記インナーチューブ内にコアが収容された時点において前記方位指示部材が指示する第１方位と、前記コアを地上に引き上げた時点において前記方位指示部材が指示する第２方位とを比較して、前記コアの方位情報を取得できるように構成されていることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本願請求項２に記載のダブルコアチューブ・サンプラーは、前記請求項１のダブルコアチューブ・サンプラーにおいて、前記内壁に滑り止め用の突起が設けられていることを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】