(57)【要約】【課題】迅速かつ正確な荷重変更を実現する自動貫入試験機の提供。【解決手段】本発明は、支柱に沿って昇降可能な昇降台３と、この昇降台３に回転可能に設けられたチャック４と、このチャック４を回転駆動するチャック回転駆動手段５と、前記チャック４に保持される貫入ロッド６と、昇降台３を支柱２に沿って昇降させる昇降ユニット７とを有する。前記昇降ユニット７は、昇降用回転駆動手段２２の駆動を受けて回転し、当該回転によって昇降台３の昇降動作を創出し得るスプロケット２１と、このスプロケット２１と昇降用回転駆動手段２２とを所定のクラッチ力で連結可能なパウダクラッチ２３とを備える。【選択図】図１
2004263417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱に沿って昇降可能な昇降台と、この昇降台に回転可能に設けられたチャックと、このチャックを回転駆動するチャック回転駆動手段と、前記チャックに保持される貫入ロッドと、昇降台を支柱に沿って昇降させる昇降ユニットとを有する自動貫入試験機であって、
前記昇降ユニットは、
回転によって昇降台の昇降動作を創出し得る回転部材と、
この回転部材を回転駆動可能な昇降用回転駆動手段と、
この昇降用回転駆動手段の駆動に伴う回転を所定のクラッチ力で前記回転部材に伝達可能なクラッチ手段とを備えて成ることを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項２】
クラッチ手段は、パウダクラッチで成ることを特徴とする請求項１に記載の自動貫入試験機。
【請求項３】
昇降用回転駆動手段は、貫入ロッドを地中に貫入する場合、貫入ロッドが地中に貫入するに伴って回転する回転部材に対し、クラッチ手段のクラッチ力により所定の回転抵抗が伝達されるよう駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動貫入試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貫入ロッドを地中に貫入して各種データを収集し、その土地の地耐力等を調査する自動貫入試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宅地等の比較的小規模な建物を建築する場合、その建築予定地の地盤の耐力を調査する必要がある。この調査に当たっては、近年、日本工業規格Ａ１２２１「スウェーデン式サウンディング試験方法」に従った試験（以下、貫入試験という）が広く実施されるようになっている。
【０００３】
貫入試験は、荷重を２５０Ｎ単位で増減しながら荷重のみで貫入ロッドが地中に貫入する様子を観察する自沈貫入と、１ＫＮ（１０００Ｎ）の荷重を負荷した状態で貫入ロッドを回転駆動して貫入する様子を観察する回転貫入とを組み合わせて行われる。すなわち、荷重を２５０Ｎ単位で増減しながら貫入ロッドを自沈貫入させ、貫入ロッドが１ＫＮの荷重のみで自沈貫入しなくなると、その荷重負荷状態のまま貫入ロッドを回転駆動して回転貫入させる。この回転貫入中、貫入ロッドの貫入速度が速くなる場合には、回転を止めて荷重のみを負荷した自沈貫入に切り替える。この時、一般には貫入速度が所定の速度以下になるまで荷重が減じられる。このような貫入試験においては、自沈貫入の時は荷重値が、また回転貫入の時は所定貫入量毎の貫入ロッドの半回転数（ロッドの１回転を２としてカウントした回転回数）が、試験データとして記録される。試験後、これら試験データから換算Ｎ値が求められ、地盤の耐力を推測することができる。
【０００４】
特許文献に示される試験機は、上述の貫入試験を自動化して実施するものとして知られているものであり、同規格に基づき、必要に応じて試験用ロッド（貫入ロッド）に負荷する荷重を変更できる機構を有する。すなわち、同試験機においては、第１錘、第２錘および第３錘を有し、第２錘に試験用ロッドをクランプするためのクランプ手段と、試験用ロッドに回転駆動力を与える回転駆動装置とを配置してある。また、前記第１錘はワイヤーで吊られ、このワイヤーはウィンチ装置によって巻き取り、繰り出し操作されるように構成される。
【０００５】
前記第１錘は、ワイヤーが緩められると第２錘に重力により載置される。また、前記第３錘は、第１錘が第２錘に載置される前に第２錘に重力により載置されるとともに、ワイヤーが巻き取られて第１錘が第２錘から離れる過程で、第１錘によって第２錘から押し上げられるようになっている。このような構造と操作により、試験用ロッドには第２錘による荷重、第２錘と第３錘とによる荷重、第１錘と第２錘と第３錘とによる荷重、の３種類の荷重が負荷できる。
【０００６】
【特許文献】特開平１０−３８７８１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献に示された試験機の構造では、試験用ロッドに負荷される荷重を変更するために、第１錘と第３錘とを第２錘に対して載置・離反させなければならない。この操作には、ウィンチ装置の作動によるワイヤーの繰り出し・巻き取りにともなう時間的ロス、第１錘、第２錘および第３錘の構造上の関係から生まれる時間的ロス等が伴う。従って、これらの時間的ロスにより、特許文献の試験機では、必要な時に必要な荷重を速やかに貫入ロッドに負荷することができない問題が発生する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、迅速かつ正確な荷重変更が可能な自動貫入試験機の提供を目的とする。
【０００９】
前記目的を達成するために本発明は、支柱に沿って昇降可能な昇降台と、この昇降台に回転可能に設けられたチャックと、このチャックを回転駆動するチャック回転駆動手段と、前記チャックに保持される貫入ロッドと、昇降台を支柱に沿って昇降させる昇降ユニットとを有する自動貫入試験機であって、前記昇降ユニットは、回転によって昇降台の昇降動作を創出し得る回転部材と、この回転部材を回転駆動可能な昇降用回転駆動手段と、この昇降用回転駆動手段の駆動に伴う回転を所定のクラッチ力で前記回転部材に伝達可能なクラッチ手段とを備えて成ることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記クラッチ手段は、パウダクラッチで成ることが好ましく、また、前記昇降用回転駆動手段は、貫入ロッドを地中に貫入する場合、貫入ロッドが地中に貫入するに伴って回転する回転部材に対し、クラッチ手段のクラッチ力により所定の回転抵抗が伝達されるよう駆動することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５において、１は本発明の第一実施形態の自動貫入試験機であり、支柱２に沿って昇降可能な昇降台３と、この昇降台３に回転可能に設けられたチャック４と、このチャック４を回転駆動するチャック回転駆動手段５と、前記チャック４に保持される貫入ロッド６と、前記昇降台３を支柱２に沿って昇降させる昇降ユニット７とを有する。
【００１２】
前記支柱２は、脚部２ａに立設されており、その背面には、案内路の一例としてチェーン部材８が直線状に配置固定されている。このチェーン部材８には、詳細を後述する昇降ユニット７のスプロケット２１が噛合する。
【００１３】
前記昇降台３は、支柱２の両側面に形成されたレール部２ｂ，２ｂに沿う昇降ガイド部９を有する。この昇降ガイド部９は、上下両端部にレール部２ｂ，２ｂを挟むカムフォロア９ａを内蔵し、このカムフォロア９ａの回転で、支柱２に沿った昇降台３の滑らかな昇降動作を実現する。また、昇降台３の前部には、質量調整用の錘１０が配置されている。この錘１０による質量調整により、昇降台３、チャック４、チャック回転駆動手段５、昇降ユニット７等の総質量による荷重が１ＫＮになるよう調整されている。
【００１４】
前記チャック４は、昇降台３に回転可能に配置されている。その構造は、基本的に特許第２９２７７０４号公報に示されている通りであり、貫入ロッド６が挿通可能かつ回転可能に支持された中空スリーブ１１を持つ。この中空スリーブ１１には、貫入ロッド６に形成された長溝６ａに係合する鋼球１２が配置されるとともに、その下部にはスプロケット１３が設けられている。前記鋼球１２は、ばね１４で付勢されたスライドスリーブ１５により、常時中空スリーブ１１の中空穴部１１ａに突出する位置に支持されており、この状態で貫入ロッド６の長溝６ａに係合する。なお、スライドスリーブ１５をばね１４の付勢に抗して押し下げると、鋼球１２は動作可能となり、以て貫入ロッド６の保持を解くことができる。
【００１５】
前記貫入ロッド６は、前述の長溝６ａが上部に形成されたロッド部１６と、このロッド部１６の先端に連結されたドリル形状のスクリューポイント１７とから成る。ロッド部１６は、上端に雄ねじ部１６ａ、下端に雌ねじ部（図示せず）が形成されたもので、次々と継ぎ足して延長できる。
【００１６】
前記チャック回転駆動手段５はインバータモータであり、電源周波数を変化させることにより、出力トルクと回転数とを変化させられるものである。このチャック回転駆動手段５の駆動軸５ａには、一方向クラッチ１８を介してスプロケット１９が取付けられている。このスプロケット１９と前記チャック４下部のスプロケット１３とには、無端チェーン２０が巻き掛けられ、チャック回転駆動手段５からチャック４へ回転伝達可能に構成されている。一方向クラッチ１８は、貫入ロッド６の地中への自沈貫入時、ねじり形状のスクリューポイント１７に土の抵抗が作用することで貫入ロッド６が回転しようとするのを許容する。つまり、その方向の回転が貫入ロッド６側（チャック４側）から伝達された場合、一方向クラッチ１８は空転し、チャック回転駆動手段５の減速抵抗等が貫入ロッド６の回転の妨げとならないよう機能する。
【００１７】
前記昇降ユニット７は、昇降台３の後部に設けられ、前記チェーン部材８に噛合して回転可能な回転部材の一例であるスプロケット２１と、このスプロケット２１を回転駆動可能な昇降用回転駆動手段２２と、クラッチ手段の一例たるパウダクラッチ２３とを備える。この昇降ユニット７のスプロケット２１がチェーン部材８に沿って回転移動することにより、昇降台３は昇降動作する。
【００１８】
前記昇降用回転駆動手段２２は、通電が遮断された場合、駆動軸２２ａを回転不能にロックするブレーキ機構（図示せず）を内蔵したインバータモータであり、チャック回転駆動手段５同様、電源周波数を変動させることにより、出力トルクおよび回転数を変化させることが可能である。この昇降用回転駆動手段２２の駆動軸２２ａには、駆動ギヤ２４ａを一体形成したギヤ軸２４が同軸上に連結されており、このギヤ軸２４には、同軸上に一方向クラッチ２５を介してストッパギヤ２６が取付けられている。また、前記駆動ギヤ２４ａは、回転自在に配置された中間ギヤ２７と噛合しており、さらにこの中間ギヤ２７はパウダクラッチ２３に取付けられた入力ギヤ２８と噛合させてある。
【００１９】
前記パウダクラッチ２３は、ケーシング２９に回転可能に設けられた入力軸３０と、この入力軸３０を貫通して回転可能に設けられた出力軸３１とを有する。
前記入力軸３０は２分割構造になっており、その内部には、出力軸３１と一体のカップリング３２が所定の隙間を持って配置されている。これらの隙間部分には、微小な磁性パウダ（図示せず）が封入される。また、ケーシング２９には、この磁性パウダを励磁するための電磁石３３が設けられる。
【００２０】
前記パウダクラッチ２３は、電磁石３３への通電により生じる磁束により磁性パウダを励磁し、磁束に沿った磁性パウダ同士の磁力吸着状態を創出し、これに伴って生じる磁性パウダ同士の摩擦抵抗により、入力軸３０とカップリング３２との間に所定のクラッチ力を生じさせるものである。磁性パウダの磁力吸着状態は、磁束密度の大きさ、すなわち電磁石３３への通電量によって変動する。このため、電磁石３３の通電制御により、入力軸３０と出力軸３１の滑り具合を変化させ、入力軸３０と出力軸３１とを所定のクラッチ力で接続することが可能である。しかも、このパウダクラッチ２３は、微小な磁性パウダ同士の摩擦抵抗からクラッチ力を生むものであるため、通電量を変動させた場合、極めて滑らかにクラッチ力の変動を得ることができる。
【００２１】
前記パウダクラッチ２３の入力軸３０には、前記入力ギヤ２８が連結されており、これを以て、入力軸３０は昇降用回転駆動手段２２に連結されて回転可能に構成されている。また、出力軸３１の一端は、遊星歯車減速機３４を介して前記スプロケット２１に連結されている。これにより、昇降用回転駆動手段２２の駆動による回転が、パウダクラッチ２３の生む所定のクラッチ力により、スプロケット２１に伝達される構成となっている。
【００２２】
前記遊星歯車減速機３４は、出力軸３１に一体に連結された太陽ギヤ軸３５と、この太陽ギヤ軸３５の先端に形成された太陽ギヤ３５ａに噛合する３個の遊星ギヤ３６・・と、この遊星ギヤ３６・・を回転自在に支持したキャリア３７とから成る。前記スプロケット２１はキャリア３７に一体に連結してあり、太陽ギヤ３５ａと遊星ギヤ３６・・との作用によって減速された回転伝達を受ける。また、キャリア３７にはエンコーダ３８が連結してあり、スプロケット２１の回転に伴うパルス信号を出力できるよう構成されている。このエンコーダ３８の出力するパルス信号を制御ユニット（図示せず）で分析することにより、貫入ロッド６の地中への貫入量、貫入速度等、自動貫入試験機の制御に必要なデータが求められる。
【００２３】
一方、出力軸３１の他端には、前記ストッパギヤ２６と噛合する伝達ギヤ３９が一体に連結されている。これにより、スプロケット２１の回転が遊星歯車減速機３４、出力軸３１、伝達ギヤ３９を介してストッパギヤ２６に伝達できるよう構成されている。なお、ストッパギヤ２６とギヤ軸２４との間に介在する一方向クラッチ２５は、昇降用回転駆動手段２２の駆動軸２２ａがロックされている状態を考えると、昇降台３が下降する時のスプロケット２１の回転がスプロケット２１側からストッパギヤ２６に伝達された時にはギヤ軸２４に対してロックし、逆方向の回転がスプロケット２１側からストッパギヤ２６に伝達された時にはギヤ軸２４に対して空転する。
【００２４】
次に本自動貫入試験機１の作用を貫入試験の手順に沿って述べる。
まず、試験前の電源が切られた状態において、パウダクラッチ２３の磁性パウダは励磁されないため、入力軸３０に対して出力軸３１は回転自在な状態にある。従って、昇降台３は自重で下降しようとするが、この時、昇降用回転駆動手段２２の駆動軸２２ａはブレーキ機構の作用で回転不能にロックされているため、昇降台３下降方向のスプロケット２１の回転がストッパギヤ２６に伝達されることで一方向クラッチ２５はロックする。よって、昇降台３は下降することができない。このように、電源が断たれてパウダクラッチ２３の磁性パウダの励磁が解かれた状態では、昇降台３は機械的にロックされるため、電源遮断時の昇降台３の落下等を防止し、試験機１を安全な状態に保つことができる。
【００２５】
貫入試験を始める時は、制御ユニットによる制御でスクリューポイント１７の先端が接地する所まで昇降台３を下降させる。この時の昇降用回転駆動手段２２の駆動軸２２ａの回転は、昇降台３が自重で下降する時のスプロケット２１の回転よりも十分に遅い。このため昇降台３は、昇降用回転駆動手段２２の回転駆動に依存して下降する。
【００２６】
続いて、制御ユニットのスタートスイッチ（図示せず）を押すと、昇降台３が上昇する方向にスプロケット２１を回転させるよう、昇降用回転駆動手段２２が駆動する（以下、このような昇降用回転駆動手段の駆動を「逆駆動」といい、これとは逆の駆動を「正駆動」という）。以後、貫入ロッド６に荷重を負荷する状況下において、昇降用回転駆動手段２２は逆駆動を継続する。この昇降用回転駆動手段２２の駆動と同時に、パウダクラッチ２３の通電制御が行われ、パウダクラッチ２３のクラッチ力が調整される。
【００２７】
昇降用回転駆動手段２２の逆駆動により、ギヤ軸２４は一方向クラッチ２５の作用でストッパギヤ２６に対して空転する。このため、貫入ロッド６には昇降台３、チャック４、チャック回転駆動手段５、昇降ユニット７、錘１０等の合計質量による荷重が負荷される。その一方で、パウダクラッチ２３のクラッチ力が生じていることから、スプロケット２１には昇降用回転駆動手段２２の逆駆動による回転抵抗（昇降台３を上昇させる方向の力：以下、上昇力という）が伝達される。従って、貫入ロッド６には、昇降台３等の合計質量による荷重から上昇力を差し引いた荷重が負荷される。
【００２８】
前述のようにして貫入ロッド６に負荷される荷重は、最初２５０Ｎに設定され、貫入ロッド６の自沈貫入が停止する度に５００Ｎ、７５０Ｎ、１ＫＮの順に増やされる。つまり、パウダクラッチ２３が通電制御されてクラッチ力が調整されることにより、荷重の変更がなされるのである。なお、１ＫＮの荷重は昇降台３等の合計質量による荷重であるから、１ＫＮの荷重を負荷する時には、パウダクラッチ２３は入力軸３０と出力軸３１とがフリーの状態になるようオフにされる。また、自沈貫入中のある荷重下において、貫入ロッド６の貫入速度が所定値を超える場合は、パウダクラッチ２３の通電制御により、貫入速度が所定値以下となるまで荷重が減じられる。
【００２９】
自沈貫入中、一方向クラッチ１８の作用により、スクリューポイント１７のねじりが土の抵抗を受けることで貫入ロッド６は回転することができる。このため、土の抵抗による貫入抵抗を減らして正確な自沈貫入を実施することができる。
【００３０】
１ＫＮの荷重下で貫入ロッド６の自沈貫入が停止すると、その荷重状態を保ったままチャック回転駆動手段５が駆動し、貫入ロッド６の回転貫入が行われる。
この回転貫入においては、貫入ロッド６の長溝６ａに鋼球１２が係合しているため、貫入ロッド６とチャック４との間に滑りが生じず、よってチャック４から貫入ロッド６に確実な回転伝達を行うことが可能である。なお、この回転貫入中、貫入速度が所定値を超える場合には、チャック回転駆動手段５が停止し、自沈貫入に切り替えられる。
【００３１】
前述のように、貫入試験は自沈貫入と回転貫入とを切り替えながら行われる。
その途中で、貫入ロッド６には順次ロッド部１６が継ぎ足される。ロッド部１６を継ぎ足す時には、昇降用回転駆動手段２２およびチャック回転駆動手段５を停止し、ロッド部１６に延長用のロッド部（図示しないが、ロッド部１６と同様の構成）を継ぎ足す。そして、チャック４のスライドスリーブ１５を押し下げて回転させ、鋼球１２を長溝６ａから離脱させて貫入ロッド６の保持を解く。この時、一方向クラッチ１８の作用があるので、チャック４は容易に回転させられる。
この状態で昇降用回転駆動手段２２が正駆動し、チャック４の鋼球１２が延長用のロッド部の長溝と同じ高さ位置になるまで昇降台３を上昇させる。この位置で鋼球１２と長溝との位相が一致していれば、鋼球１２は長溝に係合し、スライドスリーブ１５がばね１４の付勢を受けて上昇復帰して鋼球１２を押さえるため、自動的に貫入ロッド６の保持が完了する。鋼球１２と長溝との位相がずれている場合には、チャック回転駆動手段５が駆動してチャック４を低速で回転させ、鋼球１２と長溝とを係合させる。
【００３２】
貫入試験中、制御ユニットにおいては、自沈貫入の時には荷重が変更される度に、その時の貫入ロッド６の貫入量と荷重値が記録され、また、回転貫入の時には、貫入ロッド６が２５０ｍｍ貫入する毎に要した半回転数が記録される。この試験データは、試験終了後、地盤の耐力判定を行うための基礎データとして用いられる。
【００３３】
自沈貫入および回転貫入の何れの場合にも、貫入ロッド６が地中の岩盤、れき等に当たって貫入できなくなる場合がある。この場合には、昇降用回転駆動手段２２、チャック回転駆動手段５を一旦停止し、貫入ロッド６の打撃貫入が行われることがある。この時、貫入ロッド６は長溝６ａに鋼球１２が係合することでチャック４に保持されているため、チャック４に対して長溝６ａ分、軸方向に移動できる。従って、打撃による衝撃がチャック４、昇降台３等に伝わるのを防止できる。また、貫入ロッド６は、鋼球１２で支持される以外、チャック４の中空穴部１１ａと所要の隙間を有する。このため、貫入ロッド６は鋼球１２での支持位置を支点に振れることが可能である。このことは、地中への貫入途中でれき等に当たった時の回避性能向上と、その際のチャック４等への負荷伝達の防止に寄与する。
【００３４】
本自動貫入試験機１は、パウダクラッチ２３の生むクラッチ力によって、貫入ロッド６に負荷される荷重を調整するものである。このため、定期的に荷重の校正を行うことが推奨される。この荷重校正では、まず、貫入ロッド６をロードセル等の荷重計（図示せず）に当接させ、この状態で昇降用回転駆動手段２２を逆駆動し、パウダクラッチ２３への通電制御を行う。そして、荷重計の値に照らしてパウダクラッチ２３への通電量を適正に調節する。
【００３５】
本自動貫入試験機１は、パウダクラッチ２３のクラッチ力によって昇降用回転駆動手段２２の逆駆動に伴う上昇力をスプロケット２１に伝達するものである。
従って、前述の荷重校正においては、軽い荷重から順次重い荷重へ荷重の校正を進める方式と、重い荷重から順次軽い荷重へと荷重の校正を進める方式の双方において、昇降台３を昇降させることなく校正作業を行うことができる。つまり、昇降台３を昇降動作させることなく、様々な荷重増減パターンで荷重校正を行うことが可能になる。このため、高精度の荷重校正が可能になるとともに、昇降台３が昇降動作しないことから、荷重校正作業時の静寂性と安全性を高めることができる。
【００３６】
図６に示したのは、本発明の第二実施形態の自動貫入試験機における昇降ユニット７′の構造である。この昇降ユニット７′は、上記自動貫入試験機１における一方向クラッチ２５、ストッパギヤ２６および伝達ギヤ３９を排除するとともに、パウダクラッチ２３の出力軸３１にブレーキ手段４０を連結して構成してある。ブレーキ手段４０は、昇降用回転駆動手段２２への通電が遮断された場合にロック作用を生じる摩擦ブレーキ機構である。
【００３７】
前記昇降ユニット７′を備えた自動貫入試験機においては、昇降用回転駆動手段２２の正・逆駆動の切り替えと、パウダクラッチ２３の通電制御によるクラッチ力の調整とにより、昇降台３等の合計質量による荷重以上の荷重を貫入ロッド６に負荷することができる。例として、昇降台３等の合計質量による荷重が５００Ｎになるよう、昇降台３等を軽量化した自動貫入試験機を考える。この自動貫入試験機では、５００Ｎまでの荷重を負荷する段階では昇降用回転駆動手段２２を逆駆動しつつパウダクラッチ２３を通電制御し、５００Ｎを超える荷重を負荷する時は昇降用回転駆動手段２２を正駆動しつつパウダクラッチ２３を通電制御する。これにより、５００Ｎまでの荷重は上記同様の原理によって与えられ、５００Ｎを超える荷重については、昇降台３等の質量による荷重５００Ｎに、昇降用回転駆動手段２２の正駆動とパウダクラッチ２３のクラッチ力とによって生じる昇降台下降方向の押圧力を加算した値によって与えられる。
【００３８】
また、前記昇降ユニット７′を備えた自動貫入試験機においては、貫入ロッド６が地中の岩盤、れき等に当たって貫入できなくなる場合、打撃を行う前に、入力軸３０と出力軸３１とがロックするようにパウダクラッチ２３を通電制御しつつ、昇降用回転駆動手段２２を正駆動するとよい。これにより、貫入ロッド６は貫入方向に押圧されるため、岩盤、れき等が比較的脆い場合には、これらを破砕し、打撃を行わずに貫入ロッド６の貫入を継続することが可能になる。
【００３９】
図７に示したのは、本発明の第三実施形態の自動貫入試験機１′、また図８に示したのは、本発明の第四実施形態の自動貫入試験機１″である。これらは何れも、昇降ユニットとして、ワイヤ７１を巻き取り・繰り出し操作可能なウィンチ装置７０を有する。自動貫入試験機１′では、このウィンチ装置７０が昇降台３′に搭載され、ワイヤ７１が支柱２上部に連結されている。また、自動貫入試験機１″では、ウィンチ装置７０が支柱２下部に設置され、ワイヤ７１が昇降台３″に連結されている。なお、何れの自動貫入試験機１′，１″においても、昇降台等の合計質量による荷重は１ＫＮに設定されている。
【００４０】
前記ウィンチ装置７０の構造は何れも同じであるので、それを図９に従って説明する。同図に示す通り、ウィンチ装置７０は前記ワイヤ７１の一端が接続された回転部材の一例である回転ドラム７２と、この回転ドラム７２を回転駆動可能な昇降用回転駆動手段２２とを有する。この回転ドラム７２と昇降用回転駆動手段２２とは、クラッチ手段の一例であるパウダクラッチ２３を介して連結される。すなわち、昇降用回転駆動手段２２の駆動軸２２ａは、パウダクラッチ２３の入力軸３０に連結され、回転ドラム７２はパウダクラッチ２３の出力軸３１に連結されている。また、パウダクラッチ２３の出力軸３１には、昇降用回転駆動手段２２への通電が遮断された場合にロックするブレーキ手段４０が連結してある。
【００４１】
前記構成の自動貫入試験機１′，１″においては、上記自動貫入試験機１同様にパウダクラッチ２３の通電制御によりクラッチ力を変更し、貫入ロッド６に負荷される荷重を変更する。すなわち、パウダクラッチ２３がオフの時には、入力軸３０に対して出力軸３１が回転自在となり、貫入ロッド６には昇降台３等の合計質量による荷重１ＫＮが負荷される。１ＫＮよりも軽い荷重を貫入ロッド６に負荷する場合には、ワイヤ７１を巻き取る方向に回転ドラム７２を回転させるべく昇降用回転駆動手段２２を駆動しつつ、パウダクラッチ２３を通電制御する。
これにより、昇降台３′（または３″）にパウダクラッチ２３のクラッチ力に応じた上昇力を伝達し、貫入ロッド６に負荷される荷重を変更することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の自動貫入試験機によれば、クラッチ手段のクラッチ力の調整により、荷重変更を極めて迅速かつ正確に行うことができ、高精度の貫入試験結果を得ることができる等の利点がある。また、貫入ロッドが何かに突き当たって貫入できない状態でも、貫入ロッドに負荷される荷重を増減することができるため、昇降台を所定位置に停止させた状態で荷重の校正を行うことが可能になり、荷重校正に要する時間を短縮できるとともに、安全に荷重の校正作業を行うことができる等の利点がある。さらに、昇降台、チャック、昇降ユニットを含む装備質量以上の荷重を貫入ロッドに負荷することも可能であるため、昇降台等を軽量化し、以て自動貫入試験機の軽量化を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図５のＣ−Ｃ線に係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る自動貫入試験機の正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に係る拡大断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る自動貫入試験機の要部拡大一部切欠断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａに係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る自動貫入試験機の要部拡大一部切欠断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る自動貫入試験機の正面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る自動貫入試験機の正面図である。
【図９】本発明の第三，第四実施形態の自動貫入試験機におけるウィンチ装置の説明用断面図である。
【符号の説明】
１  自動貫入試験機
２  支柱
３  昇降台
４  チャック
５  チャック回転駆動手段
６  貫入ロッド
６ａ  長溝
７  昇降ユニット
８  チェーン部材
１０  錘
１１  中空スリーブ
１２  鋼球
１３  スプロケット
１４  ばね
１５  スライドスリーブ
１６  ロッド部
１７  スクリューポイント
１８  一方向クラッチ
１９  スプロケット
２０  無端チェーン
２１  スプロケット
２２  昇降用回転駆動手段
２３  パウダクラッチ
２４  ギヤ軸
２４ａ  駆動ギヤ
２５  一方向クラッチ
２６  ストッパギヤ
２７  中間ギヤ
２８  入力ギヤ
２９  ケーシング
３０  入力軸
３１  出力軸
３２  カップリング
３３  電磁石
３４  遊星歯車減速機
３５  太陽ギヤ軸
３５ａ  太陽ギヤ
３６  遊星ギヤ
３７  キャリア
３８  エンコーダ
３９  伝達ギヤ
【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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【図８】
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【図９】
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