(57)【要約】      （修正有）【課題】衝撃等に対する耐久性を有し、且つ貫入時の偏荷重や構成のわずかなずれによって、測定値にばらつきが生じることが無く、正しい測定値を得ることができるコーンペネトロメーターを提供する。【解決手段】コーンペネトロメーターは、ロードセル２２およびロードセル２２の測定値を表する表示部２４を有する試験機本体２、この試験機本体２の上部付近に設けられた貫入用ハンドル３、試験機本体の下部に接続可能なロッド、およびロッドの他端に設けられたコーンを備えたコーンペネトロメーターであり、コーンペネトロメーターを土壌に貫入した際に生じる貫入用ハンドル３とロッド間に生じる力をロードセル２２で測定するものである。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ロードセルおよびロードセルの測定値を表示する表示部を有する試験機本体、上記試験機本体の上部付近に設けられた貫入用ハンドル、上記試験機本体の下部に接続可能なロッド、およびロッドの他端に設けられたコーンを備えたコーンペネトロメータ―であって、
当該コーンペネトロメータ―を土壌に貫入した際に生じる上記貫入用ハンドルと上記ロッド間に生じる力をロードセルで測定する
ことを特徴とするコーンペネトロメータ―。
【請求項２】
上記表示部は、上記試験機本体の上部に設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載のコーンペネトロメータ―。
【請求項３】
上記貫入用ハンドルと上記ロッド間に撓みを生じる構成とした
ことを特徴とする請求項１また２に記載のコーンペネトロメータ―。
【請求項４】
上記ロードセルは、上記試験本体を実装するケースと直接接していない
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコーンペネトロメータ―。
【請求項５】
上記ロードセルは、曲げ型である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコーンペネトロメータ―。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、地盤にコーンを貫入させることによって、コーン貫入抵抗を測定する装置に関する。特に、出力信号をデジタル表示あるいはデジタル処理可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーンペネトロメータ―は、粘性土や腐植土などの軟弱地盤の地層構造や硬軟の程度を測定するために広く用いらている。
従来から一般に用いられている試験機は、貫入抵抗をリング式の力計によって測定している（例えば、非特許文献１、特に図１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】地盤工学会基準（案）ＪＧＳ１４３１：ＸＸＸＸ  ポータブルコーン貫入試験方法、［平成２５年３月１３日検索］、インターネット＜http://www.jiban.or.jp/file/organi/bu/kijyunbu/kouji/201111/JGS1431_201107.pdf#search='%E5%9C%B0%E7%9B%A4%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E4%BC%9A%E5%9F%BA%E6%BA%96+%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%B3%E8%B2%AB%E5%85%A5'＞
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のコーンペネトロメータ―においては、リング式の力計を使用しているため、リングの変形を測定するダイヤルゲージが、急激な負荷や落下等により破損しやすいという問題点があった。
また、人が貫入用ハンドルを両手で持ち、人力でコーンペネトロメータ―を地盤に貫入させる場合、どうしても両手のバランスが崩れてしまい、リング式の力計に偏荷重がかかる。リング式の力計は、中央一点負荷のもと荷重変換しているため、偏荷重がかかると正規の測定値が得られないという課題もあった。
【０００５】
さらに、リング式力計のリング部の上下２か所において荷重を受けているが、この荷重点は、リング形状ゆえに線接触となってしまい、接触部のわずかなずれが有意な測定誤差を生じてしまうという問題点もあった。
また、ダイヤルゲージの表示面は、側方方向を向いているため、荷重を掛けている人が測定値を読み取ることが困難であり、二人で作業しなければならないこともあった。鏡を取付けることで、作業者が読み取りやすくする工夫もなされているが、ゲージの指針の回転が、鏡で見た場合には逆回転になってしまい、数値の読み取りが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に係るコーンペネトロメータ―は、ロードセルおよびロードセルの測定値を表示する表示部を有する試験機本体、上記試験機本体の上部付近に設けられた貫入用ハンドル、上記試験機本体の下部に接続可能なロッド、およびロッドの他端に設けられたコーンを備えたコーンペネトロメータ―であって、
当該コーンペネトロメータ―を土壌に貫入した際に生じる貫入用ハンドルとロッド間に生じる力をロードセルで測定することを特徴とする。
【０００７】
特に、本考案に係るコーンペネトロメータ―は、上記表示部が、上記試験機本体の上部に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
また、特に、本考案に係るコーンペネトロメータ―は、上記貫入用ハンドルと上記ロッド間に撓みを生じる構成としたことを特徴とする。
【０００９】
また、特に、本考案に係るコーンペネトロメータ―は、
上記ロードセルが、上記試験本体を実装するケースと直接接していない
ことを特徴とする。
【００１０】
また、特に、本考案に係るコーンペネトロメータ―は、上記ロードセルが、曲げ型であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案に係るコーンペネトロメータ―は上記のように構成されるため、衝撃等に対する耐久性を有し、且つ貫入時の偏荷重や構成のわずかなずれによって、測定値にばらつきが生じることが無く、正しい測定値を得ることができる。
また、試験機本体の上部に測定部を設けることで、測定者が貫入動作を行う姿勢のままで測定値を読み取ることができるため、一人でも容易に測定を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案に係るコーンペネトロメータ―の正面図である。
【図２】本考案に係るコーンペネトロメータ―本体の内部説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態．
貫入抵抗を測定する測定試験機である本考案に係るコーンペネトロメータ―の構成等に関して、以下において、図１および図２を用いて説明する。なお、以下の説明は本考案に関する良好な一例を開示するものであり、本考案が当該実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、コーンペネトロメータ―１の正面図である。
コーンペネトロメータ―１は、試験機本体２、試験機本体２の上部付近に設けられた貫入用ハンドル３、試験機本体２の下部付近に設けられたロッド保持用ブロック４、保持用ブロック４と接続可能なロッド５、およびロッド５の下端に設けられたコーン６からなる。
【００１５】
試験機本体２は、コーン貫入抵抗を測定する測定部であり、その詳細な構成に関しては後述する。
【００１６】
貫入用ハンドル３は、測定者が両手で保持できるよう、試験機本体から左右に２本設けられている。貫入用ハンドル３の太さは、測定者が握りやすい太さであり、その表面には、滑り止め加工を施しても良い。
【００１７】
ロッド保持用ブロック４の下部には、図２に示すようにロッド５を接続するための雌ネジ４１が切られており、ロッド５をねじ込んで固定できる。
ロッド５は、貫入深さに応じた長さを有する棒状体である。
ロッド５の先端にはコーン６をねじ込み等により取り付けることができる。コーン６は、試験法に応じた適切な形状を選択する。
【００１８】
次に、図２を用いて、試験機本体２の構成について説明する。図２は、試験機本体２の内部の構成を説明するための図である。
本体ケース２１は、例えば、直方体のケースであり、必要に応じて、外側にデザイン等が施される。その内部には、ロードセル２２が設けられ、後述する上部プレート２７によって、本体ケース２１に直接接触しないように固定される。ロードセル２２が本体ケース２１に直接接触しない位置に設けられているのは、試験機本体２が地面に落下する等により衝撃を受けた際に、本体ケース２１とロードセル２２の間の空隙が、その衝撃を和らげ、ロードセル２２が破損や故障することを防ぐためである。
【００１９】
また、ロードセル２２は、歪測定素子を支える支点位置と荷重が作用する位置が異なる曲げ型のロードセルであり、歪測定素子の梁部の曲げ歪によって耐荷荷重を測定するため、大きな歪出力とロードセルの小型化を両立可能である。この際、荷重点が上面や下面の中心からずれた場合であっても、ずれ量によって計測値が変化しないタイプのロードセルを用いている。なお、ロードセル２２としては、曲げ型に限らず圧縮型のものであれば、原理的には使用可能である。
【００２０】
本体ケース２１の上部には、液晶パネルや有機ＥＬパネルからなる表示部２４が設けられている。表示部２４は、配線２５によってロードセル２２と電気的に接続されており、ロードセル２２で計測した荷重値を表示部２４にデジタル表示することができる。
なお、表示部２４を設ける位置は、本体ケース２１の外面であれば、どの位置に設けても良いが、本実施の形態においては、測定者が測定時に最も見やすい本体ケースの上面に表示部２４を設けている。
【００２１】
ロードセル２２および表示部２４の電源として、ボタン電池等のバッテリーを収納する電池ケース２６が設けられている。本実施の形態においては、ロードセル２２に隣接する位置に電池ケース２６を設けたが、その他の位置であっても良い。また、必要に応じて、電源の入り切りを行うスイッチを適切な位置に設けても良い。
【００２２】
左右の貫入用ハンドル３は、試験機本体２の内部で貫入用ハンドル接続部３１によって接続されている。そして、貫入用ハンドル接続部３１は、上部プレート２７とネジ止め等によって接続されている。さらに、上部プレート２７は、ネジ止め等によってロードセル２２の上面と固定される。上部プレート２７は、図２に示すような２段形状のプレートである。このような２段形状のプレートを用いることによって、ロードセル２２の上面中央との間にわずかな空隙を設けている。
【００２３】
ロッド保持用ブロック４は、下部プレート２８とネジ止め等によって接続されている。さらに、下部プレート２８は、ネジ止め等によってロードセル２２の下面に固定される。下部プレート２８は、上部プレート２７と同様な２段形状のプレートであり、ロードセル２２の下面中央との間にわずかな空隙を設けている。
【００２４】
次に、ポータブルコーン貫入試験機１の使用法及び動作について説明する。
まず、収納時及び運搬時には、ロッド５をロッド保持用ブロック４から取り外すことで、コンパクトな状態で収納および運搬ができる。
一方、使用時には、ロッド５をロッド保持用ブロック４のロッド接続部４１に接続し、コーン６をロッド５の先端に取り付け、図1に示す状態にする。
【００２５】
そして、ロッドを垂直に立て、左右の貫入用ハンドル３を両手で持ち、コーン６を土壌の所定の深さまで、所定の速さで押し込む。コーン６に対する貫入抵抗は、ロッド５とロッド保持用ブロック４等を介して、ロードセル２２に伝わり、ロードセル２２において貫入抵抗が測定される。測定値は、表示部２４に表示され、測定者によってこの表示が読まれる。コーンペネトロメータ―１を押し込む際、測定者は上から試験機本体２を見るため、本体ケース２１の上部に設けられた表示部２４に表示された測定値をそのままの姿勢で読み取ることができる。
【００２６】
なお、測定者が土壌にコーン６を強く貫入する際には、大きな衝撃がロードセル２２に掛かり、ロードセル２２を破損したり、測定値に誤差が生じたりすることが懸念される。特に、所定の速さで押し込んでいる時に堅い土壌や石等にぶつかった場合には、大きな衝撃を受ける。しかし、上部プレート２７および下部プレート２８とロードセル２２の上下面との間に空隙を設けているため、上部プレート２７および下部プレート２８が撓むことで、大きな衝撃を吸収し、このような不具合が起こることを防止している。
【００２７】
すなわち、貫入時の衝撃に対して、左右の貫入用ハンドル３とコーン５間において、撓みを生じる構成とすることで、ロードセル２２を保護するとともに、正確な測定値を得ることが可能となる。撓みを生じる構成に関しては、本実施の形態に開示した構成に限定されるものでは無く、その他の構成であってっも良い。
【００２８】
また、本実施の形態においては、曲げ型のロードセル２２を用いたが、ロッド保持用ブロック４とロードセルの上面とが接続され、貫入用ハンドル接続部３１とロードセルの下面が接続されるような構成とし、引張型のロードセルを用いても、本実施の形態で開示した場合と同様の特長が得られる。ただし、本実施の形態で開示したように曲げ型のロードセル２２を用いた方が、構成が簡素で、軽量且つコンパクトな試験機本体が得られるという長所がある。
【００２９】
次に本考案の特徴について説明する。
本考案においては、リング式の力計に代えてロードセルを用いているため、試験機本体を落下させたり、何かにぶつけたりした場合でも、計測器であるロードセルが破損したり故障したりするリスクを抑えることができる。特に、試験機本体のケースとロードセルが直接接しない構成としているため、衝撃があっても、ロードセルに生じる衝撃が緩和され、より耐衝撃性の高い構成となっている。特に、曲げ型のロードセルを用いた場合には、装置全体のコンパクト化が可能である。
【００３０】
また、上下のプレートを用いて、広い面積でロードセルとの接触を取っているため、左右の貫入用ハンドルに偏荷重が生じた場合でも、測定値に大きなばらつきが生じることは無い。また、わずかな構成のずれが生じても、ほとんど測定値には影響が無く、安定した測定が可能である。
【００３１】
さらに、測定部を上部に設けているため、測定者がコーンを押し込む際に、押し込む姿勢のままで測定値を読み取ることができるため、一人でも容易に測定作業を実施することができる。特に、ロードセルを用いたことで、測定値をデジタル値で表示することが可能であり、さらに作業が容易となる。
【００３２】
また、貫入用ハンドルとロッド間に撓みを生じる構成としたことで、測定者が土壌にコーンを強く貫入する際に生じる瞬間的な大きな衝撃を緩和し、ロードセルを保護することができる。ロードセルの許容負荷を超える荷重がロードセルに掛かると、ロードセルを構成する構造体に復帰不能な歪が生じて、それ以降の測定に誤差が生じたり、測定が困難になる場合があるが、瞬間的な大きな衝撃を貫入用ハンドルとロッド間が撓むことで吸収し、ロードセルを保護することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  コーンペネトロメータ―
２  試験機本体
３  貫入用ハンドル
４  ロッド保持用ブロック
５  ロッド
６  コーン
３１  貫入用ハンドル接続部
４１  ロッド接続部
２１  本体ケース
２２  ロードセル
２４  表示部
２５  配線
２６  電池ケース
２７  上部プレート
２８  下部プレート
【図１】
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【図２】
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