(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降可能に設けられた昇降台と、この昇降台に回転可能に配置されるチャックユニットと、このチャックユニットを正回転または逆回転させる駆動源部と、前記チャックユニットに保持される貫入ロッドと、この貫入ロッドの後端に連結される延長用ロッドとを備える自動貫入試験機において、
前記貫入ロッドおよび延長用ロッドが係止部を有し、また前記チャックユニットは、貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有して成り、
前記係合手段と前記貫入ロッドの係止部との係合を解除し前記昇降台を昇降動作させるとともに前記チャックユニットを正回転させることにより係合手段を前記延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、チャックユニットを一時的に逆回転させる構成であることを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項２】
昇降可能に設けられた昇降台と、この昇降台に回転可能に配置されるチャックユニットと、このチャックユニットを正回転または逆回転させる駆動源部と、前記チャックユニットに保持される貫入ロッドと、この貫入ロッドの後端に連結される延長用ロッドとを備える自動貫入試験機において、
前記貫入ロッドおよび延長用ロッドが係止部を有し、また前記チャックユニットは、貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有し、さらに前記駆動源部の駆動をチャックユニットへ伝達する経路には、チャックユニットを正回転させる方向のみに駆動源部の駆動を伝達するワンウェイクラッチが介在させてあり、
前記係合手段と前記貫入ロッドの係止部との係合を解除し前記昇降台を昇降動作させるとともに、前記チャックユニットを正回転させる方向に前記駆動源部を駆動することにより係合手段を前記延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、チャックユニットを逆回転させようとする方向に駆動源部を駆動する構成であることを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項３】
貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有するチャックユニットを昇降台に設け、
前記チャックユニットに保持されている貫入ロッドの後端に延長用ロッドを連結し、
前記チャックユニットの係合手段と前記貫入ロッドの係止部との係合を解除し、
前記昇降台を昇降動作させるとともにチャックユニットを正回転させることにより、係合手段を延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、前記チャックユニットを一時的に逆回転させることで延長用ロッドの取付を完了とすることを特徴とする延長用ロッドの取付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫入ロッドに延長用ロッドを順次継ぎ足して所定深度毎に地盤の硬軟から土質判定を行う自動貫入試験機および延長用ロッドの取付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動貫入試験に装着された貫入ロッドに延長用ロッドを取付ける方法としては、特許文献１に示すものがある。この取付け方法は、昇降動作可能な昇降台に設けられたチャックユニットに保持されている貫入ロッドに延長用ロッドを連結し、既にチャックユニットに保持されている貫入ロッドに設けられた係止部とチャックユニットとの係合を解除し、当該貫入ロッドの後端に延長用ロッドを連結して前記昇降台を昇降動作させた後、駆動源部の正転駆動に伴ってチャックユニットを正回転させることにより延長用ロッドの係止部に係合手段を合致させて取付けを完了とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、チャックユニットを正回転させるだけで延長用ロッドの取付けを完了とする方法では、強く係合し過ぎてしまうため、この状態で貫入ロッドを貫入させると、延長用ロッドの係合部にかかる負荷が大きく、損傷を引き起こす問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動貫入試験機は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、昇降可能に設けられた昇降台と、この昇降台に回転可能に配置されるチャックユニットと、このチャックユニットを正回転または逆回転させる駆動源部と、前記チャックユニットに保持される貫入ロッドと、この貫入ロッドの後端に連結される延長用ロッドとを備える自動貫入試験機において、前記貫入ロッドおよび延長用ロッドが係止部を有し、また前記チャックユニットは、貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有して成り、この係合手段と貫入ロッドの係止部との係合を解除し前記昇降台を昇降動作させるとともにチャックユニットを正回転させることにより、係合手段を延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、チャックユニットを一時的に逆回転させる構成である。
また、上記課題に鑑みて創成された他の自動貫入試験機は、昇降可能に設けられた昇降台と、この昇降台に回転可能に配置されるチャックユニットと、このチャックユニットを正回転または逆回転させる駆動源部と、前記チャックユニットに保持される貫入ロッドと、この貫入ロッドの後端に連結される延長用ロッドとを備える自動貫入試験機において、前記貫入ロッドおよび延長用ロッドが係止部を有し、また前記チャックユニットは、貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有し、さらに前記駆動源部の駆動をチャックユニットへ伝達する経路には、チャックユニットを正回転させる方向のみに駆動源部の駆動を伝達するワンウェイクラッチが介在させてあり、前記係合手段と前記貫入ロッドの係止部との係合を解除し前記昇降台を昇降動作させるとともに、前記チャックユニットを正回転させる方向に前記駆動源部を駆動することにより係合手段を前記延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、チャックユニットを逆回転させようとする方向に駆動源部を駆動する構成である。
【０００６】
また、本発明の延長用ロッドの取付け方法は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、貫入ロッド及び延長用ロッドが貫通して挿通可能に構成され、かつここに挿通する貫入ロッドおよび延長用ロッドの係止部に合致して係合可能な係合手段を有するチャックユニットを昇降台に設け、前記チャックユニットに保持されている貫入ロッドの後端に延長用ロッドを連結し、前記チャックユニットの係合手段と前記貫入ロッドの係止部との係合を解除し、前記昇降台を昇降動作させるとともにチャックユニットを正回転させることにより、係合手段を延長用ロッドの係止部に合致させて係合した後に、前記チャックユニットを一時的に逆回転させることで延長用ロッドの取付を完了とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、チャックユニットを正回転させて、延長用ロッドの係止部に係合手段を合致させて係合した後、一時的にチャックユニットが逆回転する方向に駆動源部を逆転駆動させて延長用ロッドの取付けを完了とするものである。これにより、正回転だけでは、強く係合し過ぎた係止部と係合手段とが逆回転により解放される。そのため、適正な係合状態となり、損傷等の問題を引き起こすことが皆無となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の自動貫入試験機の斜視図である。
【図２】本発明の自動貫入試験機の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】本発明の自動貫入試験機のチャックユニットを示す拡大断面図である。
【図５】本発明の自動貫入試験機のチャックユニットの動作説明図であり、（ａ）は貫入ロッドの係合を解除した状態、（ｂ）は延長用ロッドを保持した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は自動貫入試験機であり、スェーデン式サウンディング試験を自動で行うものである。その構成としては、支柱２に沿って昇降可能な昇降台３を有しており、この昇降台３には、所定重量の錘３ａと、貫入ロッド４および、図５に示す延長用ロッド５を回転可能に保持するチャックユニット６と、昇降台３を昇降動作するための昇降ユニット７とが載荷されている。そして、昇降台３は、図２に示すように、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８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。この昇降台３および昇降台３に載荷された総重量により、前記貫入ロッド４には１ＫＮの荷重が負荷できるように構成されている。
【００１０】
前記昇降ユニット７においては、図３に示すように、前記昇降用モータ９の正逆転可能な駆動軸９ａには、駆動歯車１０、中間歯車１１および伝達歯車１２が当該昇降用モータ９の駆動に伴い回転自在に設けられている。そして、これら歯車列および一方向クラッチ１３を介して伝達軸１４が連結されている。具体的には、前記伝達歯車１２は、円柱を成し、その周面に外歯を備える構成である。そして、この伝達歯車１２の内部には、一方向クラッチ１３が当該伝達歯車１２と一体に回転するよう圧入されるとともに、伝達軸１４に回転自在に支持されている。この一方向クラッチ１３の作用によって、スプロケット８には、昇降台３を上昇させる方向にのみ昇降用モータ９の駆動が伝達される。一方、下降時には一方向クラッチ１３がスプロケット８の伝達軸１４に対して空転する方向に駆動し、このためスプロケット８の伝達軸１４は一方向クラッチ１１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に沿って回転して昇降台３を自重により支柱２に沿って下降させる。
【００１１】
また、前記昇降ユニット７の伝達軸１４の先端には、ロータリエンコーダ１５が設けてあり、スプロケット８の回転に伴うパルス信号を出力できるように構成されている。そして、制御装置１６が当該ロータリエンコーダ１５の発するパルス信号を処理し、貫入ロッド４の貫入量、貫入速度等を求めるとともに、昇降台３が所定の高さまで上昇あるいは下降するよう昇降用モータ９に指令信号を発するように構成されている。
【００１２】
前記チャックユニット６は、図４あるいは図５に示すように、貫入ロッド４および延長用ロッド５が挿通可能な中空のチャック軸１７と、このチャック軸１７とマシンキー（図示せず）を介して固定され、当該チャック軸１７に沿って往復移動可能、かつ常時チャック軸端側へばね１８により付勢されたスリーブ１９と、このスリーブ１９のチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえ２０とを備えている。また、前記チャック軸１７の先端付近には、その外周から内周へ貫通する貫通穴２１が円周方向に３箇所穿設されており、この貫通穴２１にはそれぞれ、係合手段の一例である鋼球２２が動作可能に収納されている。さらに、スリーブ１９においては、その内径がチャック軸１７の外径とほぼ同一に形成されてチャック軸１７の外周と摺動するように構成されている。一方、スリーブ１９の先端近傍においては、その内周面がチャック軸１７の外径よりも大きく形成されており、すなわち、段付き状に形成されている。この構成により、図５（ａ）に示すように、ばね１８の付勢に逆らってスリーブ１９を下方に押下げると、鋼球２２が貫通穴２１から抜け落ちない程度に動作することができる。
【００１３】
前記チャックユニット６のチャック軸１７には、その下端にはスプロケット２３が取付けられており、一方昇降台３に載荷されているチャック用モータ２４の駆動軸２４ａにもスプロケット２５が取付られている。そして、これらスプロケット２３，２５にはチェーン２６が巻き掛けてあり、チャック用モータ２４の駆動に伴ってチャック軸１７が回転するように構成されている。なお、チャック用モータ２４側のスプロケット２５は、ワンウェイクラッチ２７を介して駆動軸２４ａに取付けられている。そのため、貫入ロッド４を回転貫入させる方向（以下、この方向を正回転とする。）へチャック用モータ２４を正転駆動すると、駆動軸２４ａとスプロケット２５とは一体に回転してチャック軸１７を正回転させる。一方、チャック用モータ２４を逆転駆動すると、当該スプロケット２５へは駆動が伝達されずに空転してチャック軸１７が回転しないよう構成されている。
【００１４】
前述の構成により、チャックユニット６には、貫入ロッド４が回転可能に保持される。この貫入ロッド４は、先端にスクリューポイント４ａを備える棒状部材である。また、この貫入ロッドの後端には雄ねじ部４ｂが一体成形されており、詳細を後述する延長用ロッド５の雌ねじ部５ａと螺合結合可能に構成されている。さらに、この貫入ロッド４の上部外周面を３等分するようにして係止溝４ｃが３箇所に削設されており、前記チャック軸１７の貫通穴２１に収納されている鋼球２２が当該係止溝４ｃに嵌合可能に構成されている。
【００１５】
一方、前記貫入ロッドの後端に連結される延長用ロッド５は、図５（ａ）に示すように、先端に雌ねじ部５ａを備えており、前記貫入ロッド４の雄ねじ部４ｂと連結可能に構成されている。また、後端には雄ねじ部５ｂが形成されており、この雄ねじ部５ｂに次の延長用ロッドを連結することにより、貫入ロッド４を延長可能に構成されている。さらに、延長用ロッド５の上部外周面にも、貫入ロッド４の係止溝４ｃと同じ構成の係止溝５ｃが削設されている。この構成により、貫入ロッド４に延長用ロッド５を継ぎ足す場合には、最後端の延長用ロッド５の係止溝５ｃに鋼球２２を嵌合させて保持するように構成されいてる。
【００１６】
以下、延長用ロッドの取付け動作を説明する。試験開始時、チャック軸１７には、貫入ロッド４のみが保持されており、延長用ロッド５は連結されていない。この状態で、昇降台３を下降させて所定深度まで貫入ロッド４を貫入させる。そして、貫入ロッド３の長さ分の貫入が完了すると、続いて延長用ロッド５の継ぎ足しを行う。まず、貫入ロッド４の後端に延長用ロッド５を連結する。続いて、図５（ａ）に示すように、スリーブ１９を押下げて鋼球２２と係止溝４ｃの嵌合を解いてチャック軸１７と貫入ロッド４の係合を解く。スリーブ１９が押下げられた状態で、当該スリーブ１９を円周方向に逆回転させることにより鋼球２２およびチャック軸１７も追従して回転させる。このとき、鋼球２２の位置は、貫入ロッド４の係止溝４ｃと係止溝４ｃの間、すなわち係止溝４ｃが削設されていない周面であり、鋼球２２がこの位置となるようスリーブ１９を回転させる。したがって、スリーブ１９はばね１８の付勢に逆らって押下げられた状態である。なお、この場合、スリーブ１９を回転させる方向は、ワンウェイクラッチ２７のクラッチ力が作用しない方向であり、すなわち逆回転であって手動で容易に回転させることができる。
【００１７】
貫入ロッド４とチャック軸１７の係合解除作業が終了すると、図５（ｂ）に示すように、貫入ロッド４を地中に貫入した状態で、チャック軸１７の鋼球２２が延長用ロッド５の係止溝に嵌合可能な位置まで、昇降台３を上昇させる。ここに昇降台３が到達すると、自動でチャック用モータ２４が正転駆動してチャック軸１７が正回転する。これに伴い鋼球２２が延長用ロッド５の係止溝５ｃに合致嵌合すると、スリーブ１９がばね１８の付勢によって押上げられる。これを図１に示す近接センサ２８が検知することにより、チャック用モータ２４へ駆動停止信号が発せられ、延長用ロッド５の取付けが一時完了する。しかしながら、スリーブ１９が押上げられてから回転が停止するまでには、若干のタイムラグが発生する。そのため、スリーブ１９が回転し過ぎて鋼球２２が係止溝５ｃに強く係合し過ぎてしまう。これに鑑みて、正転駆動終了後、チャック用モータ２４が一時的に逆転駆動することにより、強く係合し過ぎた鋼球２２と係止溝５ｃとが解放され、適正な係合状態となる。ただし、前記ワンウェイクラッチ２７の作用により、チャック用モータ２４を逆転駆動させても実際にスリーブ１９が逆回転することはない。したがって、厳密には、強く係合し過ぎた鋼球２２と係止溝５ｃとが解放される要因としては、ワンウェイクラッチ２７およびスプロケット２３，２５のバックララッシ分が逆回転するだけである。なお、本発明においては、ワンウェイクラッチ２７を取り外し、当該バックラッシ分以上にスリーブ１９が逆回転するよう構成してもよい。
【００１８】
本発明の自動貫入試験機１および延長用ロッドの取付け方法によれば、上記発明が解決しようとする課題の他、スリーブ１９が予期せぬ場面で押下げられて開放してしまう問題を解決することができる。具体的には、適正な係合状態で延長用ロッド５が取付けられて貫入ロッド４を貫入させた場合、係止溝５ｃ内部上端にある鋼球は、昇降台３の下降に伴って係止溝５ｃに沿って転がり、下端に到達する。一方、鋼球２２と係止溝５ｃが強く係合し過ぎた状態で貫入ロッド４を貫入させた場合、係止溝５ｃの内部上端にある鋼球２２は、強く係合し過ぎているため、昇降台３を下降させたところで、係止溝５ｃに沿って円滑に転がらない。それどころか、スリーブ１９の内周面に強く接しているため、昇降台３の下降に伴って鋼球２２がスリーブ１９を押下げてしまい、鋼球２２と延長用ロッド５との嵌合が解かれてしまう危険がある。そこで、前述したように、一時的にスリーブ１９を逆回転させる動作により、延長用ロッド５と鋼球２２が適正な係合状態となり、スリーブが押下げられ、ロッド４，５が抜けてしまう問題が発生しなくなる。
【符号の説明】
【００１９】
１  自動貫入試験機
２  支柱
２ａ  案内チェーン
３  昇降台
３ａ  錘
４  貫入ロッド
４ａ  スクリューポイント
４ｂ  雄ねじ部
４ｃ  係止溝
５  延長用ロッド
５ａ  雌ねじ部
５ｂ  雄ねじ部
５ｃ  係止溝
６  チャックユニット
７  昇降ユニット
８  スプロケット
９  昇降用モータ
９ａ  駆動軸
１０  駆動歯車
１１  中間歯車
１２  伝達歯車
１３  一方向クラッチ
１４  伝達軸
１５  ロータリエンコーダ
１６  制御装置
１７  チャック軸
１８  ばね
１９  スリーブ
２０  スリーブ押さえ
２１  貫通穴
２２  鋼球
２３  スプロケット
２４  チャック用モータ
２４ａ  駆動軸
２５  スプロケット
２６  チェーン
２７  ワンウェイクラッチ
２８  近接センサ
【図１】
0005722563.tif 000002
【図２】
0005722563.tif 000003
【図３】
0005722563.tif 000004
【図４】
0005722563.tif 000005
【図５】
0005722563.tif 000006