(57)【要約】 【課題】  土の圧密試験を行うための試験機に関するものであって、全体のコンパクト化と静的荷重の付加が極めて安定かつ精密性の高い設定を図ることが可能化されるように構成した新規の圧密試験機の提供を図ったものである。【解決手段】  試料載置用基板10の上面に載置する試料Ｔ上面に対して、上端部分で押下げ圧力を付与するための荷重付与用枠杆11を、当該基板10に貫通させることによって昇降自在に設け、当該荷重付与用枠杆11の下端に、低圧用エアシリンダー14の進退杆14aと、高圧用エアシリンダー15の進退杆15aとを、当該荷重付与用枠杆11を引下げる力として合算して作動するように連結したことを特徴とする圧密試験機。【選択図】  図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
試料載置用基板(10)の上面に載置する試料(Ｔ)上面に対して、上端部分で押下げ圧力を付与するための荷重付与用枠杆(11)を、当該基板(10)に貫通させることによって昇降自在に設け、当該荷重付与用枠杆(11)の下端に、低圧用エアシリンダー(14)の進退杆(14a)と、高圧用エアシリンダー(15)の進退杆(15a)とを、当該荷重付与用枠杆(11)を引下げる力として合算して作動することができるように連結したことを特徴とする圧密試験機。
【請求項２】
試料載置用基板(10)の上面に載置された試料(Ｔ)をその上端部分で押圧するための荷重付与用枠杆(11)を、上位水平杆部(11a)と下位水平杆部(11ｂ)とこれを両側部で連結する垂直杆部(11c,11c)とで矩形枠状に形成し、当該荷重付与用枠杆(11)は、試料載置用基板(10)の上面に載置された試料(Ｔ)をその上位水平杆部(11a)で押圧できるような位置で当該基板(10)に対して貫通させて昇降自在に設け、当該基板(10)の試料(Ｔ)載置部の裏面側に高圧用エアシリンダー(15)を下向きに取付け、当該基板(10)の下面に吊設した基枠(13)上に低圧用エアシリンダー(14)を上向きに取付け、両シリンダー(14,15)の進退杆(14a,15a)を上記した荷重付与用枠杆(11)の下位水平杆部(11ｂ)に連結するように構成した請求項1に記載の圧密試験機。
【請求項３】
低圧用エアシリンダー(14)として０から2.0KN程度までの引張力を発揮するものを用い、また、高圧用エアシリンダー(15)として０から14.0KN程度の圧縮力を発揮するようなものを用い、両エアシリンダー(14,15)が合算して試料に最大16.0KNの荷重を加えることが出来るように構成した請求項１または請求項２に記載の圧密試験機。
【請求項４】
低圧用エアシリンダー(14)と高圧用エアシリンダー(15)に対して、既存のタイマー装置を連結することにより、指定時間毎の荷重の倍増的付与を自動的に行わせるように構成した請求項１乃至請求項３の何れかに記載の圧密試験機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、土の圧密試験を行うための試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
「圧密」とは、「透水性の低い土が静的荷重を受けて間隙水を徐々に排出して密度を増加すること」を意味し、当該圧密計測のために用いる機具を「圧密試験機」と称している。
【０００３】
室内で行う圧密試験は、通常、「試料である土塊」に対して「分銅による荷重」を加えて２４時間の土塊の沈下量を測定するものである。  そして、当該試験は、２４時間毎に前の段階の重さと同じ重さの分銅を順次乗せるという手段を、８〜９段階連続して行い、それぞれの荷重ごとの沈下量を測定するものである。（日本工業規格「土の段階載荷による圧密試験方法」JIS A 1217）  すなわち、その試験形態を例示すれば図４に示す段階載荷表に示すとおりであり、これは、それぞれ２４時間ごとに９段階にわたって加える圧密圧力を、次段階には前段階の倍の荷重を加えると言う作業を次々と繰返すようにした試験例である。
【０００４】
当該圧密試験は、具体的には、図５に示すように、供試体(土塊)ａを透水性を具えた支持枠ｂを介して支持させると共に、水ｃが満たされた水浸容器ｄ内にセットしてなる試料Ｔを、当該供試体ａの上面部分に、荷重を加えるための加圧盤ｅを載置すると共に、当該加圧盤ｅの中心位置に設けた突起部分に対して段階的に荷重を付加し、当該付加荷重に対応する供試体ａの歪変位（付荷重に基づく供試体ａの降下量）を変位計Ｍで読取り、その変化を計測するものである。  なお、供試体ａの一般的な寸法は高さ２センチメートル、直径６センチメートル程度の円盤状を呈するものである。  
【０００５】
ところで、上記した段階的荷重を付加するための手段であるが、従来は図６及び図７に示すように、基端に分銅吊り下げ棒２を取付けた天秤杆1の先端を、基台板３の下面に対して当該先端を支点とするように枢着固定し、更に、当該基台板３上には、前記したように供試体ａをセットした試料Ａを所定の位置に載置し、当該試料Ａの上面から突出する前記加圧盤ｅの突起部分に対してこれを押圧することが出来るように位置させた作用点形成用引下げ用枠状レバー４の下端を、上記天秤杆1の所定の作用点位置に連結して成るものであった。  そして、試料の位置と分銅吊り下げ棒２の位置の距離比率は、一般的には図示のように１：８の比率となるように構成したものであった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したような天秤式の荷重付圧方式を採る従来試験機であると、定まった時間ごと（例えば２４時間ごと）に手作業的に分銅の追加を行うため、その作業は著しい煩雑性が伴うばかりでなく、当該試験作業は数日に亘って行う関係上、例えば休日が絡んでしまった場合、担当員は休日出勤をせざるを得ないというような労働条件上の問題が必然伴った。              
【０００７】
更に、このような天秤式の従来試験機の場合は分銅による荷重付加方式のため、供試体ａに対して大きな力を加える関係上、作用点と力点の距離的比率が例えば１対８というように大きな比率を採らなければならない。  そのため、天秤杆１の寸法が長くなると共に、使用する分銅も時間的段階ごとに倍重量の分銅を載せていかなければならないため、分銅吊り下げ棒２も相当の長さのものとせざる得ないこととなる。  従って、試験機全体の形態スペースが極めて大きくならざるを得ない、という問題が必然的に伴った。
【０００８】
本考案は、このような従来の問題を解消した新規の圧密試験機の提供を図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、試料載置用基板10の上面に載置する試料Ｔ上面に対して、上端部分で押下げ圧力を付与するための荷重付与用枠杆11を、当該基板10に貫通させることによって昇降自在に設け、当該荷重付与用枠杆11の下端に、低圧用エアシリンダー14の進退杆14aと、高圧用エアシリンダー15の進退杆15aとを、当該荷重付与用枠杆11を引下げる力として合算して作動することができるように連結したことを特徴とする圧密試験機に係るものである。  
【００１０】
そして、本考案の具体的な実施例としては、請求項２に記載したように、試料載置用基板10の上面に載置された試料Ｔをその上端部分で押圧するための荷重付与用枠杆11を、上位水平杆部11aと下位水平杆部11ｂとこれを両側部で連結する垂直杆部11c,11cとで矩形枠状に形成し、当該荷重付与用枠杆11は、試料載置用基板10の上面に載置された試料Ｔをその上位水平杆部11aで押圧できるような位置で当該基板10に対して貫通させて昇降自在に設け、当該基板10の試料Ｔ載置部の裏面側に高圧用エアシリンダー15を下向きに取付け、当該基板10の下面に吊設した基枠13上に低圧用エアシリンダー14を上向きに取付け、両シリンダー14,15の進退杆14a,15aを上記した荷重付与用枠杆11の下位水平杆部11ｂに連結するように構成する。
【００１１】
また、本考案は請求項３に記載のように、低圧用エアシリンダー14として０から2.0KN（キロニュートン）程度までの引張力を発揮するものを用い、また、高圧用エアシリンダー15として０から14.0KN程度の圧縮力を発揮するようなものを用い、両エアシリンダー14,15が合算して試料に対して最大16.0KNの荷重を加えることが出来るように構成することが好ましい。
【００１２】
また、本考案は請求項４に記載のように、低圧用エアシリンダー14と高圧用エアシリンダー15に対して、既存のタイマー装置を連結することにより、指定時間毎の荷重の倍増的付与を自動的に行わせるように構成することも実施態様の１つとするものである。
【考案の効果】
【００１３】
本考案に係る圧密試験機は、請求項1に記載したような構成を採っているから、すなわち、荷重付与を低圧用エアシリンダー14と高圧用エアシリンダー15に依存するように構成したから、従来のような天秤式の分銅に依存していたもの比して、荷重付与部分の構成が著しくコンパクト化されることとなる。  従って、狭い場所に対する多数台の設置が可能化されるばかりでなく、分銅の手作業的積み増しというような煩雑性は全く解消される。
【００１４】
また、請求項２に記載したような構成を採ることにより、既存の圧密試験機を本考案に係る圧密試験機に容易に変更することが出来るばかりでなく、構造が極めてシンプルとなりその取扱が容易化されると共に、機械的なトラブルを生じさせることがない。
【００１５】
更に、請求項３に記載のような構成を採ることにより、図４に示すような段階的荷重の倍増化目的が安定して果されることとなる。
【００１６】
そして、本考案は請求項4に記載したように、低圧用エアシリンダー14と高圧用エアシリンダー15に対して、既存のタイマー装置を連結して、指定時間毎の荷重の倍増的付与を自動的に行わせるような構成を採ることにより、全自動にしてかつ無人的に圧密試験を行うことが出来る。  そのため、従来のように作業員に依る荷重変更操作を必要とした場合に生じた、「作業に著しい煩雑性が伴うと言う問題」、及び「当該試験作業は数日に亘って行う関係上、例えば休日が絡んでしまった場合、担当員は休日出勤をせざるを得ないというような労働条件上の問題」は、本考案にあっては全く解消されることとなる。  
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
図1乃至図３に於いて、10は試料載置用基板、11は荷重付与用枠杆であって、当該枠杆11は矩形枠状を呈するものである。  そして、当該枠杆11を構成する上位水平杆部11aは、基板10上に載置した試料Ｔの上面側に接触させて負荷を加えるための押下げ用杆としての役割を担い、また、基板10の下面側に位置する下位水平杆部11ｂは、下記する低圧用エアシリンダー14と、高圧用エアシリンダー15の力が連結され、荷重付与用枠杆11全体を引下げる力として作用させるための引下げ杆としての役割を担うように構成してある。  11c,11cは当該上位水平杆11aと下位水平杆11ｂとを連結するための垂直杆部であって、基板10を貫通して昇降自在とするように支持されている。
【００１８】
13は試料載置用基板10の下面に吊設した基枠であって、その上面には低圧用エアシリンダー14が載設してある。  そして、当該低圧用エアシリンダー14の進退杆14aは、上記した荷重付与用枠杆11の下位水平杆11ｂの下面に対して連環12を介して連結してある。
【００１９】
15は高圧用エアシリンダーであつて、前記試料載置用基板10の下面側にして試料Ｔの載置用箇所の真下に逆向きに固設してある。  そして、当該高圧用エアシリンダー15の進退杆15aは、上記した荷重付与用枠杆11の下位水平杆11ｂの上面に対して連結してある。  なお、図１及び図２に示す実施例においては、当該高圧用エアシリンダー15は２台を並列に用いることによって、荷重付与の強力化を図るように構成してあるが、これは絶対的な要件ではない。  すなわち、強力な高圧用エアシリンダーを１つ用いるか、或いは、３台以上を用いるように構成しても良い。  すなわち、必要とする荷重を得ることが重要であり、そのためのエアシリンダーの数は問題とされるものではない。
【００２０】
なお、上記した低圧用エアシリンダー14は０から2.0KN程度までの引張力を発揮する程度のもの、また、上記した高圧用エアシリンダー15は０から14.0KN程度の圧縮力を発揮するようなものを用い、両エアシリンダー14,15が合算して試料に対して最大16.0KN程度の荷重を掛けることが出来るように構成することが好ましい。
【００２１】
なお、図面に於いては省略しているが、試料Ｔ部分には歪変位（付荷重に基づく供試体ａの降下量）を計測するための変位計Ｍを図６に示すように設けるものとする。
【００２２】
上述した低圧用エアシリンダー14と高圧用エアシリンダー15であるが、これは例えば図４に示す段階載荷表に表されたような荷重付与作動を行わせるためのものである。  すなわち、図１及び図２に示す状態に於いて、低圧用エアシリンダー14を作動させて荷重付与用枠杆11を引下げ、その上位水平杆部11aで試料Ｔにセットされている供試体(土塊) ａに対する予定の荷重を加える。  そして、当該低圧用エアシリンダー14は同段階載荷表に示す１段階から６段階までの荷重付与に従事し、0.028KN、0.056KN、0.112KN、0.224KN、0.448KN、0.896KNというような６段階の荷重付与を行う。
【００２３】
次に、引続いて行われる７段階から10段階であるが、この場合は低圧用エアシリンダー14を上記のような最大荷重に保った状態で、これと並行して高圧用エアシリンダー15を作動させて、その下位水平杆部11bを押下げることによって荷重付与用枠杆11を引下げる。  これにより、試料Ｔにセットされている供試体(土塊)ａに対する24時間ごとの付与荷重の倍増化が行われる。
【００２４】
上記のような24時間毎の荷重の倍増的付与の都度、供試体(土塊)ａの歪量を読取ることにより圧密数値の測定が果されることとなる。        
【００２５】
ところで、低圧用エアシリンダー14と高圧用エアシリンダー15であるが、両シリンダーに対して適宜既存のタイマー装置を連結することにより、例えば24時間毎の荷重の倍増的付与というような上記した作動を、自動的に行うことができる。  本考案はこのような形態で実施することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案に係る圧密試験機の要部を表した正面図である。
【図２】本考案に係る圧密試験機の要部を表した側面図である。
【図３】本考案に係る圧密試験機の要部を表した説明用略図である。
【図４】圧密試験の試験工程を表した段階載荷表である。
【図５】圧密試験に用いる試供体のセット形態を表した説明用断面図である。
【図６】従来の天秤式圧密試験機を表した側面図である。
【図７】従来の天秤式圧密試験機を表した正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
10  試料載置用基板
11  荷重付与用枠杆
11a 上位水平杆部
11b 下位水平杆部
11c 垂直杆部
12  連環
13  基枠
14  低圧用エアシリンダー
14a 進退杆
15  高圧用エアシリンダー
15a進退杆
Ｔ  試料
ａ  供試体(土塊)
ｂ  支持枠
ｃ  水
ｄ  水浸容器
ｅ  加圧盤
Ｍ  変位計
１  天秤杆
２  分銅吊り下げ棒
３  基台板
４  作用点形成用引下げ用枠状レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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