(57)【要約】【課題】手動式貫入試験に近い状態でロッドを貫入し、正確なデータを得る。【解決手段】所定重量の昇降台７を昇降可能にするとともに、ロッド２７に回転力と重量とを加えて地中に貫入する自動貫入試験機であって、ロッド２７とチャック回転用駆動源との間の回転伝達系２１に動力入り切り手段を設け、昇降台７にこれの下降速度を検出する速度検出センサ１５を配置し、速度検出センサ１５に前記動力入り切り手段に信号を与える制御部９を接続し、速度検出センサ１５から設定下降速度以上の信号が入ると、解除してロッド２７を空転状態にし、必要に応じてロッド２７を連結状態する自動貫入試験機であるので、チャック部とチャック回転用駆動源とは自沈時には動力入り切り手段が働いてこの連結が完全に解除される。このため、土の抵抗によってロッドが自己回転して貫入できる。これにより、自沈の発生する地層に対して正確に軟弱な地層と判定できる。【選択図】　　図１
2004019224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱（３）に沿って昇降可能な昇降台（７）を設け、この昇降台にロッド（２７）を保持するチャック部（８）をチャック回転用駆動源に連結して回転可能に配置し、ロッドを地中に貫入する構成の自動貫入試験機において、
ロッドとチャック回転用駆動源との間の回転伝達系（２１）にチャック回転用駆動源からの回転力を入り切りする動力入り切り手段を設け、前記昇降台にこれの下降速度を検出する速度検出センサ（１５）を配置し、一方、この速度検出センサにこれからの信号を受けると前記動力入り切り手段に入り切り信号を与える制御部（９）を接続したことを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項２】
動力入り切り手段は前記速度検出センサからあらかじめ設定されている下降速度以上の信号が入ると、自沈と判定し、この自沈時にはチャック回転用駆動源とチャック部との回転伝達を解除してロッドを空転状態にし、それ以外ではチャック回転用駆動源とチャック部との回転伝達を維持してロッドを連結状態にし、この連結状態においても必要に応じてロッドを空転状態可能にすることを特徴とする請求項１記載の自動貫入試験機。
【請求項３】
支柱に沿って昇降可能な昇降台を設け、この昇降台にロッドを保持するチャック部をチャック回転用駆動源に連結して回転可能に配置し、ロッドを地中に貫入する構成の自動貫入試験機において、
ロッドとチャック回転用駆動源との間の回転伝達系にチャック回転用駆動源からの回転力を入り切りする動力入り切り手段を設け、前記昇降台にこれの下降速度を検出する速度検出センサを配置し、一方、前記回転伝達系に地中への貫入によるロッドの反力及び回転トルクを検出する反力検出センサ（４０）及びトルク検出センサ（４１）を設け、これらセンサを必要に応じて前記速度検出センサと組み合わせ、これらセンサから必要な信号を受けると前記動力入り切り手段に入り切り信号を与える制御部を接続したことを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項４】
動力入り切り手段は前記速度検出センサ、反力検出センサ、トルク検出センサの全てあるいはいずれかからあらかじめ設定されている夫々の基準値に達したことを示す信号が入ると、自沈と判定し、この自沈時にはチャック回転用駆動源とチャック部との回転伝達を解除してロッドを空転状態にし、それ以外ではチャック回転用駆動源とチャック部との回転伝達を維持してロッドを連結状態にし、この連結状態においても必要に応じてロッドを空転状態可能にすることを特徴とする請求項３記載の自動貫入試験機。
【請求項５】
動力入り切り手段は自沈時におけるロッドの回転トルクが得られるよう必要に応じてチャック回転用駆動源とチャック部とを連結する構成であることを特徴とする請求項３又は４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、地盤の地耐力を知るためにこれの基礎データの測定を行う自動貫入試験機であって、特に、荷重により自然に貫入する、所謂自沈の場合とロッドの回転により強制的に貫入させる場合とを判断してその動作を変更するようにした自動貫入試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の建造物を建造する上で、その土地の地盤の地質を調査し、その土地の地耐力を知ることは極めて重要であり、このような地盤地質は一般にボーリング試験を実施して調査されるが、その前段、あるいは住宅等の小規模建造物を建造する場合には、簡易的な地盤地質調査として地中１５ｍ程度までの深度を対象として貫入試験が実施されている。この貫入試験においては、ロッドに錘の重量及び回転力を付与して地中に貫入する各種の貫入試験機が使用されており、この種、貫入試験機は図４に示すように、支柱１０３に沿って昇降動可能で、且つ所定重量の錘１３１を載荷可能な昇降台１０７を有しており、この昇降台１０７にはロッド１２７を保持するためのチャック部１０８と、このチャック部１０８を回転駆動するためのモータ１２０等の回転駆動源とが配置されている。そして、貫入試験時には、昇降台１０７に所定重量の錘１３１を載荷してロッド１２７に荷重を負荷するとともに、回転駆動源の駆動により、チャック部１０８に保持されたロッド１２７を回転させて地中に貫入し、所定の深度単位毎に、この所定深度貫入するのに要したロッド１２７の回転回数とその時負荷されている荷重とが測定されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この貫入試験においては、ロッドが回転とは関係なく、荷重のみによって地中に貫入していく現象、即ち、自沈現象が発生する。これは地盤が軟弱であるが故に起こる現象であり、この自沈発生時には回転駆動源の駆動を一旦停止して、必要に応じて荷重を変化させ、荷重のみでロッドが地中に貫入するか否かを観察する必要がある。一般にロッドの先端には四角錐にねじりを与えた先端先鋭な形状のスクリューポイントが取り付けてあり、これにはこのねじりによる角の稜線に対して直角方向の断面において、稜線間に螺旋状の溝形状となった所謂、螺旋溝がある。このため、自沈が発生するような軟弱な地質であれば、このスクリューポイントに作用する土の抵抗によってロッドが自己回転し、荷重のみで貫入できるように構成されている。しかし、このような貫入試験機においてはチャック部と回転駆動源とは直結されているため、回転駆動源の駆動を停止すると、ロッドは回転駆動源の減速比等の関係から全く回転できない状態あるいは回転し難い状態となり、本来ならば、ロッドが自己回転すれば貫入可能な地質中であっても、スクリューポイントの螺旋溝が土の抵抗を受けて貫入が停止する可能性がある。従って、本来自沈が生じる地層であるにもかかわらず、自沈が発生しない地層と誤って判断し、地盤沈下発生等の危険性を事前に察知することができず、建造物の不等沈下や耐震性等に大きな影響を及ぼす原因となっている。
【０００４】
また、これを解消するために一方向への回転のみ、回転駆動源の駆動力を伝達するようにした一方向クラッチが採用されたものもあるが、この場合、継ぎ足されて長くなったロッドを貫入試験終了後に、ロッドの継ぎ目となっているねじ部（図示せず）から切り離す際に、一方向クラッチに大きな力が加わることになり、一方向クラッチの強度あるいは信頼性等の面からこの大きな力を加えることができない。このため、ロッドの切り離し作業における作業性が悪い。更に、一方向クラッチを使用した場合は、自沈時のロッド自身の回転トルクを測定しようとしても、これができないことから自沈時の詳細なデータが得られない等の課題が生じている。
【０００５】
本発明は上記課題を解消するとともに手動式の貫入試験に近い状態でロッドを地中に貫入し、正確な地質データを詳細に知ることが可能な自動貫入試験機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、支柱３に沿って昇降可能な昇降台７を設け、この昇降台にロッド２７を保持するチャック部８をチャック回転用駆動源に連結して回転可能に配置し、ロッド２７を地中に貫入する構成の自動貫入試験機において、ロッド２７とチャック回転用駆動源との間の回転伝達系２１にチャック回転用駆動源からの回転力を入り切りする動力入り切り手段を設け、前記昇降台７にこれの下降速度を検出する速度検出センサ１５を配置し、一方、この速度検出センサ１５にこれからの信号を受けると前記動力入り切り手段に入り切り信号を与える制御部９を接続した自動貫入試験機を提供することで達成される。
【０００７】
また、この構成において、動力入り切り手段は前記速度検出センサ１５からあらかじめ設定されている下降速度以上の信号が入ると、自沈と判定し、この自沈時にはチャック回転用駆動源とチャック部８との回転伝達を解除してロッド２７を空転状態にし、それ以外ではチャック回転用駆動源とチャック部８との回転伝達を維持してロッド２７を連結状態にし、この連結状態においても必要に応じてロッド２７を空転状態可能にするものであってもよい。
【０００８】
更に、前記目的は、支柱３に沿って昇降可能な昇降台７を設け、この昇降台７にロッド２７を保持するチャック部８をチャック回転用駆動源に連結して回転可能に配置し、ロッド２７を地中に貫入する構成の自動貫入試験機において、ロッド２７とチャック回転用駆動源との間の回転伝達系２１にチャック回転用駆動源からの回転力を入り切りする動力入り切り手段を設け、前記昇降台７にこれの下降速度を検出する速度検出センサ１５を配置し、一方、前記回転伝達系２１に地中への貫入によるロッド２７の反力及び回転トルクを検出する反力検出センサ４０及びトルク検出センサ４１を設け、これらセンサを必要に応じて前記速度検出センサ１５と組み合わせ、これらセンサから必要な信号を受けると前記動力入り切り手段に入り切り信号を与える制御部９を接続した自動貫入試験機を提供することでも達成される。
【０００９】
しかも、この構成における動力入り切り手段は前記速度検出センサ１５、反力検出センサ４０、トルク検出センサ４１の全てあるいはいずれかからあらかじめ設定されている夫々の基準値に達したことを示す信号が入ると、自沈と判定し、この自沈時にはチャック回転用駆動源とチャック部８との回転伝達を解除してロッド２７を空転状態にし、それ以外ではチャック回転用駆動源とチャック部８との回転伝達を維持してロッド２７を連結状態にし、この連結状態においても必要に応じてロッド２７を空転状態可能にするものである。
【００１０】
その上、動力入り切り手段は自沈時におけるロッドの回転トルクが得られるよう必要に応じてチャック回転用駆動源とチャック部とを連結する構成されることで、自沈時の回転トルクも測定でき、より詳細なデータが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図３に基づき説明する。図１及び図２において、１は自動貫入試験機であり、平行に配置した２本の基台２と、これに垂直に立設された支柱３と、この支柱３に沿って昇降可能な載荷台ユニット６と、各駆動部分の制御を行う制御部９とを備えてなる。貫入試験の種類は標準貫入試験、オランダ式コーン貫入試験等多種に渡るが、本実施の形態で述べる自動貫入試験機は、ＪＩＳ（日本工業規格）Ａ１２２１に定められているスウェーデン式サウンディング試験と称するものである。この試験機において、前記２本の基台２はその中間付近において互いに連結されており、この連結部分に前記支柱３が着脱可能に立設される。この支柱３は、両側面に案内路４を成形し、その背面には噛合部材としての案内チェーン５が支柱３の長手方向に沿い配置固定されている。
【００１２】
前記載荷台ユニット６は、支柱３に沿って昇降可能な昇降台７と、この昇降台７に取り付けられるチャック部８と、昇降台７を昇降駆動する昇降ユニット１０とからなる。この昇降台７は支柱３に沿って昇降可能となっており、この昇降台７は支柱３を包囲するように設置されている。この昇降台７の後部には、前記昇降ユニット１０が取り付けられているとともに、昇降台７の昇降に伴う上限位置及び下限位置の検出を行う位置検出センサ（図示せず）が取付けられている。
【００１３】
前記昇降ユニット１０は、昇降台７の後部に設置されている昇降用駆動源としての第１モータ１１を有しており、この第１モータ１１の出力軸（図示せず）には減速機構（図示せず）を含む昇降伝達系１２を介してスプロケット軸１３に連結されている。これにより、第１モータ１１の回転が前記スプロケット軸１３に伝達される構成となっている。この第１モータ１１は、正逆回転駆動が可能で、かつ停止時には出力軸を回転不能に固定するロック機構（図示せず）を備えている。また、このスプロケット軸１３には前記支柱３の案内チェーン５と噛合する複数の歯が成形された歯付き回転部材の一例である昇降伝達スプロケット１４が一体に取り付てあり、前記第１モータ１１と昇降伝達スプロケット１４との間の昇降伝達系１２には電圧を変化させることによってブレーキ抵抗の調整が可能なブレーキ手段としてのパウダブレーキ（図示せず）が配置されている。これは電圧の負荷により内部に封入された磁性粉体（図示せず）に密度変化を発生させ、これにより粉体同士の摩擦作用あるいは噛合作用等によって発生する正確な滑りトルクで前記昇降伝達系１２にブレーキ抵抗を加えるように構成されている。
【００１４】
この昇降伝達系１２には、一方向クラッチ（図示せず）が介在しており、前記第１モータ１１の駆動により載荷台ユニット６が上昇する時のみ一方向クラッチが接続されて、昇降伝達スプロケット１４を回転駆動するようになっており、載荷台ユニット６の下降時には一方向クラッチが外れるようになっている。また、昇降伝達スプロケット１４の歯の回転移動面に直交する位置には、速度検出手段の一例である速度検出センサ１５が設けてあり、載荷台ユニット６の下降時の昇降伝達スプロケット１４の歯の通過をパルス信号として検出し、昇降伝達スプロケット１４の回転を検出して載荷台ユニット６の下降速度を検出するように構成されている。
【００１５】
前記チャック部８を取り付けている前記昇降台７上に設置されたベース１６には減速機構（図示せず）を備えた正逆回転駆動可能なチャック回転用駆動源としての第２モータ２０が配置されているとともに、これの軸線と平行な軸線を有するチャック部８が第２モータ２０に回転伝達系２１を介して連結されて設置されている。この回転伝達系２１は、第２モータ２０の出力軸（図示せず）にこれの回転を入り切りする動力入り切り手段としてのクラッチ部２２を介して取付けられる主動スプロケット２３と、チャック部８の下端に取付けられる従動スプロケット２４と、これら各スプロケット２３、２４を連結する無端チェーン２５とからなり、このクラッチ部２２は第２モータ２０が後記するスクリューポイント２６を地中にねじ込み貫入する方向に回転させるよう駆動する時に、第２モータ２０の出力軸と主動スプロケット側とが接続されて出力軸と主動スプロケット２３とを一体回転させ、チャック部８に回転が伝達される構成となっている。この動力入り切り手段としてのクラッチ部２２は正逆いずれの回転でも接続あるいは解除するもので、具体的には通常の噛み合いクラッチ、遠心力クラッチ、摩擦クラッチ、電磁クラッチ等であり、この動力入り切り手段は後記した制御部９からの信号により接続あるいは解除されるようになっている。
【００１６】
前記チャック部８はベース１６に対して回転自在となっており、このチャック部８には貫入試験時、ロッド２７が着脱可能に挿通保持される。このチャック部８は所定長さのロッド２７を挿通して保持するようになっており、このロッド２７の一端には雌ねじ部（図示せず）、他端には延長用ロッド２７の継ぎ足し手段である雄ねじ部（図示せず）が成形されている。この雌ねじ部には、角錐状の材料に右ねじりを施すことにより、このねじりの稜線に対する直角方向の断面において溝形状で、しかも、全長に渡って溝形状となった所謂、螺旋溝が成形されてねじ込み方向を規定したスクリューポイント２６が螺合されている。一方、スクリューポイント２６の他端の雄ねじ部は、貫入試験の際に同形状の延長用ロッド（図示せず）を、スクリューポイント２６を地中に貫入する時のねじ込み方向と同一方向に回転させて順次継ぎ足し、スクリューポイント２６が所望の深度に到達するまで貫入試験を継続できるように構成されている。また、前記ベース１６には、前方に突出した載荷アーム３０が固定してあり、貫入試験時、この載荷アーム３０には前記載荷台ユニット６の重量を１０００Ｎとするため、不足重量分の錘３１が載荷される。
【００１７】
更に、前記制御部９は、速度検出センサ１５及び位置検出センサ（図示せず）の信号、若しくは手動入力キー操作により第１モータ１１と第２モータ２０の駆動を制御するとともに、前記速度検出センサ１５により検出される所定時間当たりのパルス数を、あらかじめ設定されている基準パルス数と比較して昇降伝達系１２のパウダブレーキ（図示せず）に負荷する電圧の調整を行い、パウダブレーキのブレーキ抵抗を調整するように構成されている。一方、この制御部９からは前記速度検出センサ１５の制御信号を前記動力入り切り手段のクラッチ部２２に与えるようになっているとともに、手動操作によってもこのクラッチ部に前記制御信号を与えることも可能になっている。しかも、この制御部９は、ロッド２７への負荷荷重、ロッド２７の回転回数及びロッド２７の貫入量等の貫入試験データを処理するように構成されている。尚、昇降用駆動源の第１モータ１１の駆動は、この制御部９により自沈が発生していない通常貫入試験時における載荷台ユニット下降時の昇降伝達系１２の伝達軸（図示せず）の回転よりも速い速度で一方向クラッチを空転させるよう制御される。
【００１８】
上記自動貫入試験機１により貫入試験を行う場合、まず、昇降用駆動源としての第１モータ１１が正駆動して載荷台ユニット６を支柱３に沿って上限位置まで上昇させる。載荷台ユニット６が上限位置に達すると、第１モータ１１の駆動は一旦停止し、昇降伝達系１２はロック機構（図示せず）により即時固定される。一方、昇降伝達スプロケット１４は常時載荷台ユニット６の重量を受けて載荷台ユニット６が下降する方向へ回転しようとするが、昇降伝達系１２が固定状態にあるため、載荷台ユニット６は上限位置において静止する。
【００１９】
この状態で、載荷台ユニット６のチャック部８にはロッド２７が装着されるとともに載荷台ユニット６の総重量を１０００Ｎとする錘３１が載荷アーム３０に載荷される。この後、図３に示すように、スタート信号が入ると、載荷台ユニット上昇時の駆動とは逆に第１モータ１１が駆動（以下、逆駆動という）すると、一方向クラッチの作用によりそれまで停止していたスプロケット軸１３は回転自在となり、これにより載荷台ユニット６は下降を開始し、スクリューポイント２６の先端を地表付近に位置決めする。尚、載荷台ユニット６の下降を停止させるためには前述のように第１モータ１１の駆動を停止させるのみでよい。
【００２０】
このようにしてスクリューポイント２６を位置決めして後、パウダブレーキに負荷される電圧の調整が行われ、適宜ブレーキ抵抗を付加する。この状態で、再度第１モータ１１を逆駆動して前述のように載荷台ユニット６を下降させると、スクリューポイント２６は載荷台ユニット６の重量を受けて地中に押圧貫入される。以後、第１モータ１１は延長ロッド（図示せず）を継ぎ足す時まで逆駆動を継続し、昇降伝達系１２の一方向クラッチを空転させる。本実施の形態においては、載荷台ユニット６の下降は通常貫入時において、その重量のみによるため、ロッド２７には正確な荷重が負荷されることになる。また、チャック部８にロッド２７を装着せずに載荷台ユニット６を下降させるような場合においては、ロッド２７に働く貫入抵抗が存在しないため、載荷台ユニット６は自由落下しようとする。しかし、昇降伝達系１２の一方向クラッチの作用により載荷台ユニット６は第１モータ１１の逆駆動によって下降することになり、安全である。
【００２１】
貫入開始時においては、前記昇降伝達系１２のパウダブレーキのブレーキ抵抗により、昇降伝達スプロケット１４の回転は抑制される。この時のブレーキ抵抗は、ロッド２７に作用する載荷台ユニット６の重さを５００Ｎとするものであり、ロッド２７は５００Ｎの荷重が負荷された時と同じ状態で地中に貫入する。この荷重状態でロッド２７が貫入しなくなると、載荷台ユニット６が停止し、これに伴って速度検出センサ１５からパルスが検出されなくなる。これを受けてパウダブレーキの電圧調整が行われ、ブレーキ抵抗が軽減されて、ロッド２７に７５０Ｎの荷重が負荷された時と同じ状態が創出される。更に、この荷重下でロッド２７の沈下が停止すると、最終的にパウダブレーキの電圧負荷が停止されて、ロッド２７には載荷台ユニット６本来の重量である１０００Ｎの荷重が負荷される。
【００２２】
このようにして自沈測定制御が行われ、制御部９での自沈判定が繰り返されて１０００Ｎの荷重でもロッド２７の沈下が停止した状態になると、速度検出センサ１５からの信号により自沈が終了と判定され、続いて、ロッド回転開始状態になり、動力入り切り手段が作用してクラッチ部２２が接続される。そして、第２モータ２０がロッド２７をスクリューポイント２６のねじ込み方向に回転するよう駆動し、ロッド２７に１０００Ｎの荷重が負荷された状態で回転して地中にロッド２７を貫入（以下、回転貫入という）させ、回転貫入測定が行われる。この回転貫入に際して、荷重は自沈が発生しない限り１０００Ｎに保たれる。自沈は軟弱な地層にスクリューポイント２６が到達した時に発生する現象で、ロッド２７に負荷されている荷重が重過ぎるため、ロッド２７が回転に関係なく早く沈降する現象であり、前述した荷重のみでロッド２７が貫入する現象をいう。
【００２３】
一方、自沈発生時には、ロッド２７の沈降に伴って載荷台ユニット６の下降速度が急激に増加するため、昇降伝達スプロケット１４の回転速度が増し、速度検出センサ１５により検出される所定時間当たりのパルス数が増加する。この所定時間当たりのパルス数は貫入試験中、常に制御部９によって監視されており、あらかじめ制御部９に設定された基準パルス数を超えるパルス数が検出されると、自沈発生となり、第２モータ２０の駆動が停止する。この状態で１０００Ｎの自沈測定を行い、下降速度が速くなった場合はパウダブレーキの電圧調整が行われてロッド２７に作用する荷重が段階的に除荷され、自沈貫入測定状態となる。この貫入速度が遅くなると、前述の貫入試験の最初の段階と同様に荷重が１０００Ｎになるまで段階的に荷重が増加され、自沈測定状態が続き、基準パルス数に達すると、再度ロッド回転開始となり、第２モータ２０を駆動してロッド２７の回転貫入を行う。尚、この基準パルス数を越えるパルス数が検出されると、この信号により動力入り切り手段であるクラッチ部２２が解除され、ロッド２７は空転状態となっている。そして、反対に自沈測定状態が終了すると、クラッチ部２２が連結し、ロッド２７は回転貫入状態となっている。
【００２４】
この自沈時、即ち第２モータ２０の駆動が停止している状態において、スクリューポイント２６の螺旋溝には土の抵抗が作用し、スクリューポイント２６に回転力を与える。この回転力はロッド２７を通じてチャック部８に伝達され、更には従動スプロケット２４、無端チェーン２５を介して主動スプロケット２３に伝達される。この時の回転方向は主動スプロケット２３をスクリューポイント２６の螺旋溝の巻き方向、即ちスクリューポイント２６のねじ込み方向に回転させるものであるが、既にクラッチ部２２が解除されロッド２７は空転状態となっているので、ロッド２７は、第２モータ２０の抵抗を受けることなくスクリューポイント２６に作用する土の抵抗のみによって、極めて手動貫入に近い状態で回転する。
【００２５】
貫入試験中、載荷台ユニット６が下限位置に達すると、第１モータ１１及び第２モータ２０の駆動が停止する。この時、貫入試験を継続する場合はロッド２７に延長用ロッド２７を継ぎ足す。この延長用ロッド２７を継ぎ足して後は、所定設定深度に達するまで延長用ロッド２７の継ぎ足しを繰り返しながら貫入試験が続けられ、所望深度あるいは硬さに達すると、貫入終了となり貫入測定が完了する。
【００２６】
また、この実施の形態においては、自沈の有無を速度検出センサ１５のみで判定するようにしているが、これに加えて図１に示すように、ロッド２７に接して配置し、ロッド２７が地中に貫入される際にロッドが受ける反力を検出する反力検出センサ４０と、回転伝達系２１に接して配置し、ロッド２７の回転抵抗を検出することであらかじめ設定されたトルクの夫々の基準値より少ないか否かを判定するトルク検出センサ４１を適宜必要に応じて組み合わせて使用することもでき、このようにすることで、より詳細なデータを得ることができる。更に、この反力検出センサ４０、トルク検出センサ４１を単独で使用することによっても、その目的に沿う必要なデータを得ることができる。
【００２７】
尚、上記実施の形態において、前記チャック回転用駆動源の第２モータ２０とチャック部８との回転伝達を維持してにロッド２７を連結した状態にある場合であっても、制御部９から必要に応じてクラッチ部２２にこれを入り切り操作する信号を与えることで、ロッド２７を空転状態にすることができ、反対に、自沈時におけるロッド２７の回転トルクを測定する必要がある場合は、前記クラッチ部２２に信号を与えて必要な時間だけ連結することで、容易にそのデータを得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上説明した実施の形態から明らかなように、所定重量の昇降台７を昇降可能にするとともに、ロッド２７を保持するチャック部８をチャック回転用駆動源に連結して回転可能とし、ロッド２７に回転力と重量とを加えて地中に貫入する自動貫入試験機であって、ロッド２７とチャック回転用駆動源との間の回転伝達系２１に回転力を入り切りする動力入り切り手段を設け、昇降台７にこれの下降速度を検出する速度検出センサ１５を配置し、この速度検出センサ１５に前記動力入り切り手段に入り切り信号を与える制御部９を接続し、速度検出センサ１５からあらかじめ設定されている下降速度以上の信号が入ると、自沈と判定し、回転駆動を解除してロッド２７を空転状態にし、それ以外では必要に応じてチャック回転用駆動源とロッド２７とを連結状態にした自動貫入試験機である。
【００２９】
このため、貫入試験において、荷重を変化させて荷重のみでロッドが地中に貫入するか否かを作業者が常時観察する必要がない。また、チャック部とチャック回転用駆動源とが常時連結されておらず、自沈時には動力入り切り手段が働いてこの連結が完全に解除されるので、螺旋溝に作用する土の抵抗によってロッドが自己回転し、荷重のみで貫入できる。これにより、自沈の発生する地層に対して正確に軟弱な地層と判定できるので、地盤沈下発生等の危険性を事前に察知でき、建造物の不等沈下や耐震性等に対応することが可能になる。
【００３０】
更に、この自動貫入試験機において、速度検出センサ１５の他に、前記回転伝達系２１にロッド２７の反力及び回転トルクを検出する反力検出センサ４０及びトルク検出センサ４１を設け、これらセンサを必要に応じて速度検出センサと組み合わせたり、単独で使用して必要な信号を受けるようにすることで、自沈時の詳細なデータが得られる。
【００３１】
また、前記構成における動力入り切り手段でロッド２７の正逆回転を接続あるいは解除する構成なので、貫入試験終了後に継ぎ足されて長くなっているロッドを切り離す際に、クラッチ部を接続することで、ロッド切り作業の作業性が向上する。その上、クラッチ部の解除中は正逆空転可能になるから、ロッド先端のスクリューポイントが貫入作業中に地中の礫等に噛み込み、ロッドの回転がそれ以上できなくなった場合に、従来であれば、ロッドの回転駆動力を除去すると、ロッドに蓄えられているねじり方向の反力により逆方向の回転が発生するが、クラッチ部の解除によってこの反力が除去され、これによるチャック回転用駆動源の損傷がなくなる。しかも、ロッドからクラッチ部の間の回転伝達系にトルク検出センサを設け、自沈中にクラッチ部を必要な時間だけ連結するようにすれば、自沈時のロッド自身の回転トルクも簡単に測定でき、詳細なデータが得られる等の特有の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動貫入試験機の要部概略断面図である。
【図２】本発明に係る自動貫入試験機の側面図である。
【図３】本発明に係る自動貫入試験機の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の自動貫入試験機の説明図である。
【符号の説明】
１　自動貫入試験機
２　基台
３　支柱
４　案内路
５　案内チェーン
６　載荷台ユニット
７　昇降台
８　チャック部
９　制御部
１０　昇降ユニット
１１　第１モータ
１２　昇降伝達系
１３　スプロケット軸
１４　昇降伝達スプロケット
１５　速度検出センサ
１６　ベース
２０　第２モータ
２１　回転伝達系
２２　クラッチ部
２３　主動スプロケット
２４　従動スプロケット
２５　無端チェーン
２６　スクリューポイント
２７　ロッド
３０　載荷アーム
３１　錘
４０　推力検出センサ
４１　トルク検出センサ
【図１】
2004019224.tif 000003
【図２】
2004019224.tif 000004
【図３】
2004019224.tif 000005
【図４】
2004019224.tif 000006