(57)【要約】【課題】試料となる底質の採取を容易化する試料採取装置を提供する。【解決手段】底面に開口２０を有し、筒状を呈する採取管２ａと、底部に開閉蓋４ａを有し、前記採取管２ａを収容する外殻３ａと、からなり、前記外殻３ａの開閉蓋４ａを開放して前記採取管２ａ内に試料を収容し、収容後には開閉蓋４ａを閉塞することを特徴とし、或いは、底面に開口２０を有し、筒状を呈する採取管２ｂと、底部に開閉蓋４ｂを有し、摺動自在となるように前記採取管２ｂを収容する外殻３ｂと、からなり、前記採取管２ｂに対して前記外殻３ｂを上方に摺動させることで、外殻３ｂ底部の開閉蓋４ｂに採取管２ｂを押し当てて開口し、前記外殻３ｂを下方に摺動させることで閉口することを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に開口を有し、筒状を呈する採取管と、
底部に開閉蓋を有し、前記採取管を収容する外殻と、からなり、
前記外殻の開閉蓋を開放して前記採取管内に試料を収容し、収容後には開閉蓋を閉塞することを特徴とする、
試料採取装置。
【請求項２】
底面に開口を有し、筒状を呈する採取管と、
底部に開閉蓋を有し、摺動自在となるように前記採取管を収容する外殻と、からなり、
前記採取管に対して前記外殻を上方に摺動させることで、外殻底部の開閉蓋に採取管を押し当てて開口し、前記外殻を下方に摺動させることで閉口することを特徴とする、
試料採取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の試料採取装置において、
前記採取管に空気調整弁を設け、試料採取時における採取管の内圧を調整することを特徴とする、試料採取装置。
【請求項４】
請求項２に記載の試料採取装置において、
前記外殻の下端には、少なくとも前記採取管を通過させる開口を有し、且つ少なくとも前記開閉蓋に干渉しない位置に配設する底盤を有することを特徴とする、試料採取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浚渫工事や環境調査等の際に、水底の泥土等である底質を試料として回収して調査するための試料採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水底の泥土等である底質を試料として採取する手段としては、水上より採泥器を用いて行なう手段が知られている。この採泥器は、水底の底質を掴み取る構造となっているため、底質の採取時に底質が攪乱されてしまう。
このため、不攪乱状態の底質を採取する手段として、ダイバーが潜水して直接水底に赴き、公知のカラム（分離管）等によりコアサンプルを採取することが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の底質採取手段にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞　従来の採泥器による底質の採取では、水上から底質を掴み取る遠隔作業が必要であり、船上等からの遠隔操作による掴み取り作業は煩雑であった。また、作業の煩雑性から、必要以上に水底の底質を攪乱する恐れがあった。
＜ロ＞　ダイバーによる不攪乱状態の底質の採取は、採取に際し専門的な知識がダイバーに要求される。
＜ハ＞　ダイバーが直接潜って底質を採取するため、採取作業時間に加えて潜水作業時間が必要であり、採取に掛かる時間が多くなる。
＜ニ＞　また、例えば浚渫工事等と並行してダイバーの潜水による底質の採取作業を行なう場合、ダイバーの安全確保のために、工事地点の採取をリアルタイムに行なうことができない。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、試料となる底質の採取を簡略化する試料採取装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、遠隔操作による試料となる底質の採取が可能な試料採取装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、水底の底質を不攪乱状態で採取できる試料採取装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、採取した底質を保護する蓋を有する試料採取装置を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の試料採取装置は、底面に開口を有し、筒状を呈する採取管と、底部に開閉蓋を有し、前記採取管を収容する外殻と、からなり、前記外殻の開閉蓋を開放して前記採取管内に試料を収容し、収容後には開閉蓋を閉塞することを特徴とするものである。
ここで、「試料」とは、地質調査に際し採取する例えば地盤の一部であり、水底において堆積する底質等を指す。
【０００６】
本発明の試料採取装置は、底面に開口を有し、筒状を呈する採取管と、底部に開閉蓋を有し、摺動自在となるように前記採取管を収容する外殻と、からなり、前記採取管に対して前記外殻を上方に摺動させることで、外殻底部の開閉蓋に採取管を押し当てて開口し、前記外殻を下方に摺動させることで閉口することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の試料採取装置は、前記採取管に空気調整弁を設け、試料採取時における採取管の内圧を調整することを特徴とするものである。
ここで、「空気調整弁」とは、例えば逆止弁や、空気量を調整する空気弁や、空気を加圧・減圧することで気圧調整が可能な気圧調整弁等を含む。
【０００８】
更に、本発明の試料採取装置は、前記外殻の下端には、少なくとも前記採取管を通過させる開口を有し、且つ少なくとも前記開閉蓋に干渉しない位置に配設する底盤を有することを特徴とするものである。
ここで、「底盤」とは、公知の平盤であり、前述した通り採取管を通過させることができる開口を有し、開閉蓋の作動に干渉せず、本発明の試料採取装置が着底した際に、堆積土砂等の中に自沈することのないように荷重を分散できるだけの表面積を有するものであれば円形又は方形等公知の形状のものを採用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
以下、図１〜３を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
【００１０】
＜イ＞試料採取装置
本発明の試料採取装置１は、内部に採取した試料を収容する採取管２と、前記採取した試料の脱落を防止する開閉蓋４を有する外殻３とより構成する。
本発明の実施の形態において、試料採取装置１は、河川等の水底５の底質５０を試料として採取するために用いる一例について説明する。
以下、本発明の実施の形態１の試料採取装置１ａを構成する各部材について説明する。
【００１１】
＜ロ＞　採取管
採取管２は、試料である水底５の底質５０を不攪乱状態で収容するための管体である。
採取管２は、両端が開放の筒で、一方に底質５０等の試料を取り込むための開放端２０を有する。
採取管２の他方からは、内部の空気や水が通過し、後述する外殻３に設けた逆止弁２１ａから排出される。
採取管２は、後述する外殻３内部に取り外し自在に収容する。
【００１２】
＜ハ＞　外殻
外殻３は、前述した採取管２を収容する部材である。
外殻３には、少なくとも一方端に採取管２を収容するための開口３０を有する。
本例の外殻３ａは、採取管２ａ内へ試料である底質５０を取り込むために水底５中に差し込む部材である。
外殻３ａは、開口３０の先端部に水底５への差し込みを容易とするために刃部３１ａを有する。この刃部３１ａは、外殻３ａを刃型に直接形成してもよいし、刃型の別部材を取り付けてもよい。
【００１３】
また、外殻３ａには刃部３１ａの刃形に沿って後述する開閉蓋４であるシャッター４０ａ，４０ａが通過するための溝３２ａ，３２ａが形成してある。
即ち、外殻３ａの先端部分には対向する側面３３ａ，３３ａと開放面３４ａ，３４ａとを有し、この開放面３４ａ，３４ａに開閉蓋４を配設する。
【００１４】
また、外殻３ａは、遠隔操作を可能とするために他方端に継足し可能なロッド３５ａを有する。このロッド３５ａを継ぎ足すことで、試料採取装置１ａの全長を自由に調整可能である。
【００１５】
なお、本例の外殻３ａにおいては、他方端に公知の空気調整弁３６として例えば逆止弁３６ａが設けてある。逆止弁３６ａは、試料の採取に際し、前述した採取管２ａの一方より試料を取り込むと共に、内部の空気及び水を他方より外殻３ａの逆止弁３６ａを介して抜くことで試料を不攪乱状態で採取できると共に、抜けた空気を内部に戻すことなく陰圧に保つことで、後述する開閉蓋４の閉塞と協働して試料採取装置１ａの引き上げ時に採取管２ａからの試料の抜け落ちを防止する機能を発揮する。なお、空気調整弁３６としては、逆止弁３６ａに換えて、例えば弁を備える空気抜き管等を設け、これを台船等まで引き延ばして水上から採取管２内の気圧を調整することもできる。
【００１６】
＜ニ＞　開閉蓋
開閉蓋４は、前述した外殻３に組み込まれる蓋構造であり、外殻３の開口３０を開閉する。
開閉蓋４は、開放した状態で試料の採取に供され、前述した採取管２内に試料を収容した後に閉塞する。
本例の開閉蓋４ａとしては、例えば一対のシャッター４０ａ，４０ａを用いることができる。
シャッター４０ａ，４０ａは、外殻３ａの内周側に外縁に沿って形成した溝３２ａ，３２ａに配設し、開口３０を開閉する方向に作動するように、その端部同士が対向して突き合わさるように配設する。
【００１７】
シャッター４０ａ，４０ａの作動には、公知のシリンダ４１ａ，４１ａを採用でき、水上の台船等（図示せず）に搭載したコンプレッサやボンベ（図示せず）によりエアやオイル等の媒体を送り込んでシリンダ４１ａ，４１ａ内のピストン（図示せず）を作動させ、ロッド４２ａ，４２ａを介して作動力をシャッター４０ａ，４０ａに伝える。なお、本例においては、シリンダ４１ａの作動によりシャッター４０ａ，４０ａを作動して開放端を閉塞する一例について説明している。これに対して開放端を開放するにはシャッター４０ａ，４０ａをコイルスプリングや板バネ等の公知のバネ力を用いて作動してもよいし、閉塞時と同様にシリンダ４１ａにより作動してもよい。
【００１８】
シャッター４０ａとしては、可撓性を有する板体、又は複数枚の短冊状部材を互いの側面を可動可能に繋げて構成した公知のシャッター構造を呈するもの等を採用でき、構成する素材については鋼製或いは樹脂製等の公知素材を採用できる。
なお、シャッター４０ａの構造は、本例においては対向する板体を突き合わせる一例について説明しているが、これに限らず、外殻３ａの開口３０を閉塞できる構造であれば、公知の開閉構造を広く採用することができる。
【００１９】
以下に図１〜３を参照しながら本発明の試料採取装置１ａの使用方法について、採取する試料として水底５の底質５０を回収する一例について説明する。
【００２０】
＜イ＞　水底への配設
試料採取装置１ａは、台船等の水上設備より水底５に向けて降下させる。
この際、試料採取装置１の外殻３ａに複数のロッド３５ａを継ぎ足して、試料採取装置１ａを水底５まで到達させる。
【００２１】
＜ロ＞　底質（試料）の採取
水底５に到達した試料採取装置１は、ロッド３５ａを更に水底５方向に押し込むことで外殻３ａの刃部３１ａから水底５に差し込む。
この際、外殻３ａの開閉蓋４は開放した状態であり、外殻３の開口３０に採取管２ａの開放端２０が位置し、ここから水底５の底質５０を採取管２ａ内に収容する。
試料採取装置１は、採取管２ａ内へ所定量の底質５０を収容するまで差し込む。
この際、採取管２ａ内の空気或いは水は底質５０の収容と連動して外殻３ａの逆止弁３６ａより排出する。
【００２２】
＜ハ＞　底質（試料）の回収
採取管２内に充分な底質５０を回収した後に、開閉蓋４ａのシャッター４０ａ，４０ａをシリンダ４１ａ，４１ａの作動により閉塞する。
これにより試料採取装置１ａの外殻３ａの開口３０を閉塞し、且つ採取管２ａの内部を逆止弁３６ａで以って陰圧とすることで、外殻３ａ内に収容した採取管２ａ内の底質５０の落下を防止する。
この状態で、試料採取装置１ａを水底５より回収し、外殻３ａ内より採取管２ａを取り外す。
そして、取り外した採取管２ａ内より採取した底質５０を不攪乱状態で得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施の形態１においては、試料採取装置１ａとして、採取管２ａと、外殻３ａとを主要部材とし、開閉蓋４ａを有する構成の一例について説明している。
これに対して、図４〜６に示すように採取管２ｂと、外殻３ｂと、開閉蓋４ｂと、底盤６から構成する試料採取装置１ｂでもよい。
なお、本発明の実施の形態２における試料採取装置１ｂを構成する各構成部材については、前述した発明の実施の形態１で説明した試料採取装置１ａにおいて説明した部分と重複する構成についての説明を省略する。
【００２４】
＜イ＞　試料採取装置
本例の試料採取装置１ｂは、内部に採取した試料を収容する採取管２ｂと、前記採取した試料の脱落を防止する開閉蓋４ｂを有する外殻３ｂと、試料採取装置１ｂを水底５に着底した際の自沈を防止する底盤６とより構成する。
本例においても、試料採取装置１ｂは、試料として河川等の水底５の底質５０を採取するために用いる一例について説明する。
以下、試料採取装置１ｂの各構成について説明する。
【００２５】
＜ロ＞　採取管
採取管２ｂは、他方端に採取管２ｂを水上から水底５まで到達させるためのロッド２１ｂが連結してある。ロッド２１ｂは、例えば継足し式等により長さ調整が可能なものとする。
【００２６】
更に、採取管２ｂは、上述した外殻３ａに設けた逆止弁３６ａと同様の機能を発揮する空気調整弁２２として、例えば弁を備えた空気抜き管２２ｂが設けてある。これにより、試料を不攪乱状態での採取、試料採取装置１ｂの引き上げ時の試料の抜け落ちを防止、採取管２ｂからの試料の速やかな取り出しを達成する。
なお、採取管２ｂには、空気抜き管２２ｂに換えて例えば公知の逆止弁等を備えることもできる。
採取管２ｂには、後述する外殻３ｂに収容する。
【００２７】
また、採取管２ｂのロッド２１ｂには、後述する外殻３ｂの開閉蓋４ｂが閉じた位置で採取管２ｂを位置決めするために、例えば外殻３ｂの中空ロッド３５ｂに開設した穴３７ｂと合致する穴２３ｂを形成し、これらの穴３７ｂ，２３ｂを合致させて棒材２４ｂを挿通することで採取管２ｂを固定する手段を設けてもよい。
更に、採取管２ｂのロッド２１ｂには、採取管２ｂの水底５への差し込み深度を規制するために、後述する外殻３ｂの中空ロッド３５ｂの開放端に干渉するストッパ２５ｂを設けてもよい。
【００２８】
＜ハ＞　外殻
外殻３ｂは、前述した採取管２ｂを収容し、この採取管２ｂ内へ試料である底質５０を取り込むためのガイドとなる部材である。
外殻３ｂは、他方端に前述した採取管２ｂと同様に外殻３ｂを水上から水底５まで到達させるために、例えば継足し式等の中空ロッド３５ｂが連結してある。この中空ロッド３５ｂ内には、外殻３ｂ内に収容する採取管２ｂのロッド２１ｂが摺動自在に挿通してある。即ち、前述した採取管２ｂは、外殻３ｂの開口３０より、ロッド２１ｂを中空ロッド３５ｂに挿通するようにして収容する。これにより、採取管２ｂと外殻３ｂとは、ロッド２１ｂ或いは中空ロッド３５ｂを操作することにより互いに摺動自在となる。
【００２９】
また、中空ロッド３５ｂには、所定位置に採取管２ｂを固定するため、ロッド２１ｂに開設した穴２３ｂと合致する穴３７ｂが開設してある。
外殻３ｂの開口３０には、後述する開閉蓋４ｂが配設してある。
外殻３ｂは、前述した採取管２ｂに対して引き上げると開閉蓋４ｂにより開口３０を開放し、戻すと開口３０を閉塞する。
【００３０】
＜ニ＞　開閉蓋
開閉蓋４ｂは、例えば組み合わせて円盤状を呈する一対の半円形部材４０ｂ，４０ｂからなる。半円形部材４０ｂ，４０ｂは、コイルスプリングや板バネ等の公知のバネ力を用いて非作動時には外殻３ｂの開口３０を閉塞するように位置する。
開閉蓋４ｂは、開放した状態で採取管２ｂへの試料の採取に供され、試料の採取後に再び閉塞する。
開閉蓋４ｂは、採取管２ｂを外殻３ｂに対して摺動させることで半円形部材４０ｂ，４０ｂを押しながら通過する過程で開放され、外殻３ｂの開口３０を開放し、この状態で採取管２ｂ内に試料を採取する。また、外殻３ｂの開口３０を閉塞する場合、採取管２ｂが外殻３ｂに対して上昇することで開閉蓋４ｂの半円形部材４０ｂ，４０ｂが外殻３ｂの開口３０を閉塞する位置に戻る。
なお、開閉蓋４ｂは、前述した円盤状に限らず、外殻３ｂの開口３０を閉塞できる形状であれば、公知の様々な形状を採用できる。
【００３１】
＜ホ＞　底盤
底盤６は、試料採取装置１ｂが水底５に着底した際に自沈を防止するための部材である。
底盤６は、公知の平盤であり、本例の試料採取装置１ｂが水底５に着底した際に、堆積土砂等の中に自沈することのないように荷重を分散できるだけの表面積を有するものであれば円形又は方形等公知の形状のものを採用でき、素材も鋼製や樹脂製のものを採用できる。
底盤６は、外殻３ｂの最下端に配設し、その中央には採取管２ｂが通過可能な開口６０を有する。
【００３２】
以下に図４〜６を参照しながら本発明の実施の形態２に係る試料採取装置１ｂの使用方法について、水底５の底質５０の採取を一例に説明する。
【００３３】
＜イ＞　水底への配設
試料採取装置１ｂは、台船等の水上設備より水底５に向けて降下させる。
この際、試料採取装置１ｂを構成する採取管２ｂのロッド２１ｂ及び外殻３ｂの中空ロッド３５ｂを各々継ぎ足して、試料採取装置１ｂを水底５まで到達させる。
この際、採取管２ｂは、ロッド２１ｂに開設した穴２３ｂを外殻３ｂの中空ロッド３５ｂに開設した穴３７ｂと合致させ、ここに棒材２４ｂを挿通して外殻３ｂに対して固定することで、開閉蓋４ｂへの干渉による開口３０の開放を防止する。
水底５に到達した試料採取装置１ｂは、外殻３ｂに配設した底盤６により自沈しない。
【００３４】
＜ロ＞　底質（試料）の採取
水底５に到達した試料採取装置１ｂは、外殻３ｂの中空ロッド３５ｂを引き上げて、採取管２ｂの端部で開閉蓋４ｂの半円形部材４０ｂ，４０ｂを押し開いて外殻より突出させる。この際、ロッド２１ｂに配設したストッパ２５ｂが外殻３ｂの中空ロッド３５ｂ端部に干渉する位置まで推し出すと、所望量の底質５０を採取できる。
突出した採取管２ｂを外殻３ｂに配設した底盤６が着底する位置まで水底５に差し込んで、採取管２ｂ内に底質５０を取り込む。
この際、採取管２ｂ内の空気は底質５０の収容と連動して空気抜き管２１ｂより排出する。
【００３５】
＜ハ＞　底質（試料）の回収
採取管２ｂ内に充分な底質５０を回収した後に、引き上げていた外殻３ｂを降ろして採取管２ｂを外殻３ｂへ収容する。この際、開閉蓋４ｂの半円形部材４０ｂ，４０ｂは、採取管２ｂの最下端が外殻３ｂに収容された時点でバネ力により閉じ、開口３０を閉塞する。
この様に、試料採取装置１ｂの外殻３ｂの開口３０を閉塞し、且つ採取管２ｂの内部を空気抜き管２２ｂで以って陰圧とすることで、外殻３ｂ内に収容した採取管２ｂ内の底質５０の落下を防止する。
この状態で、試料採取装置１ｂを水底より回収し、外殻３ｂ内より採取管２ｂを取り外す。
そして、取り外した採取管２ｂ内より採取した底質５０を不攪乱状態で得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の試料採取装置は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞　本発明の試料採取装置による試料の採取は、従来の採泥器による水上から底質を掴み取る遠隔作業とは違い、底質に差し込む採取管により行なうから、船上等における遠隔操作による作業性が良好である。また、作業の単純性から、水底の底質を不攪乱状態で採取できる。
＜ロ＞　ダイバーによる底質の採取を行なうことなく、水上から遠隔操作により不攪乱で試料を採取することができる。
これにより、ダイバーが潜水することと比較して、潜水作業時間が不要であるかり、迅速な試料の採取が行なえる。
また、ダイバーの潜水を必要としないから、当然ダイバーの安全確保の必要がなく、工事地点の採取をリアルタイムに行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る試料採取装置の説明図
【図２】発明の実施の形態１の試料採取装置による底質回収時の説明図
【図３】発明の実施の形態１の試料採取装置による底質回収後の説明図
【図４】本発明の実施の形態２に係る試料採取装置の説明図
【図５】発明の実施の形態２の試料採取装置による底質回収後の説明図
【図６】発明の実施の形態２の試料採取装置による底質回収後の説明図
【符号の説明】
１　・・・試料採取装置
１ａ・・・試料採取装置
１ｂ・・・試料採取装置
２　・・・採取管
２ａ・・・採取管
２ｂ・・・採取管
２０・・・開放端
３　・・・外殻
３ａ・・・外殻
３ｂ・・・外殻
３０・・・開口
４　・・・開閉蓋
４ａ・・・開閉蓋
４ｂ・・・開閉蓋
４０ａ・・シャッター
４０ｂ・・半円形部材
５　・・・水底
５０・・・底質
６　・・・底盤
【図１】
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【図２】
2004045081.tif 000004
【図３】
2004045081.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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