(57)【要約】【課題】強度およびメンテナンス性の高い貫入試験機のロッドチャックの提供。【解決手段】本発明は、チャック軸４１の内孔４１ａに貫入ロッド６を挿通し、この貫入ロッド６の長溝６ａに鋼球４２を係合させて貫入ロッド６を保持するように構成されている。前記内孔４１ａに鋼球４２を突出した状態に支持するスリーブ４６は、チャック軸４１の軸端側に付勢され、スリーブ押さえ４７に接している。このスリーブ押さえ４７は、チャック軸４１と押さえ本体４７ａとに分割形成された断面円形の係合穴４７ｂに係合ピン４７ｃを挿通させ、これを弾性リング４７ｄで抜け止めする構成である。また、前記チャック軸４１は一の部材で成り、その一端側には前記鋼球４２が配置され、他端側は一様な外径で軸受４３ａ〜４３ｄを挿通して延びチャック回転駆動手段に連結されている。【選択図】図１
2005002731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、このスリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、
前記スリーブ押さえは、チャック軸端部に嵌合可能な押さえ本体と、この押さえ本体と前記チャック軸端部とに渡って分割形成される係合穴に合致して挿通する係止部材と、この係止部材を押さえ本体から抜け止めする抜け止め部材とから成ることを特徴とする貫入試験機のロッドチャック。
【請求項２】
抜け止め部材は、係合穴を塞ぐよう押さえ本体に嵌め合わされた弾性リングであることを特徴とする請求項１に記載の貫入試験機のロッドチャック。
【請求項３】
係合穴は、断面円形を成してチャック軸と直交する方向に延び、かつチャック軸および押さえ本体に渡って分割形成されているとともに、係止部材は係合穴に合致挿通する円柱状を成すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貫入試験機のロッドチャック。
【請求項４】
チャック軸の端部は、前記スリーブ押さえから突出していることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の貫入試験機のロッドチャック。
【請求項５】
チャック軸は、一の部材で成り、その一端には保持部材が配置され、また他端は一様な外径で軸受を挿通して延び回転駆動手段に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の貫入試験機のロッドチャック。
【請求項６】
貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、このスリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、
前記チャック軸端部は前記スリーブ押さえから突出して構成されていることを特徴とする貫入試験機のロッドチャック。
【請求項７】
回転駆動手段の駆動を受けて回転可能かつ貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に配置されて常時チャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、
前記チャック軸は、一の部材で成り、その一端側には前記保持部材が配置され、他端側は一様な外径で軸受を挿通して延び回転駆動手段に連結されることを特徴とする貫入試験機のロッドチャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に貫入ロッドを貫入して試験を行う貫入試験機において、前記貫入ロッドを保持するためのロッドチャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅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自動貫入試験機は、上述の貫入試験を自動化して実施できるものとして知られている。この自動貫入試験機において、貫入ロッドを保持するロッドチャック５０は、図８に示すように、貫入ロッド６が挿通可能な内孔５１を有する中空のチャック軸５２と、このチャック軸５２に沿って往復移動可能かつばねで常時チャック軸５２軸端側に付勢されたスリーブ５３と、このスリーブ５３のチャック軸５２軸端側への移動を規制するスリーブ押さえ５４と、前記チャック軸５２に配置されて常時前記スリーブ５３によりチャック軸５２の内孔５１に突出した状態に支持される保持部材５５とを備えている。このロッドチャック５０では、保持部材５５は鋼球であり、これが貫入ロッド６に形成された長溝６ａに係合することで、貫入ロッド６を保持するようになっている。
【０００５】
【特許文献】特開平８−２８４１４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
貫入試験においては、貫入ロッド６が地中に貫入する過程で石・極めて堅い土層等に突き当たって貫入できなくなった場合、貫入ロッド６を打撃して貫入を試みる。これに対し、上記自動貫入試験機のロッドチャック５０においては、スリーブ押さえ５４がチャック軸５２の上端に載せられ、ねじ５４ａで止められる構造であるため、貫入ロッド６を打撃する際に誤ってスリーブ押さえ５４を打撃してしまい、スリーブ押さえ５４を破損してしまう不具合が発生していた。また、スリーブ押さえ５４を止めるねじ５４ａには、前記打撃による力等の外力が断続的に作用する。このため、ねじ５４ａが緩んで試験中にスリーブ押さえ５４が外れてしまう等の不具合も発生していた。
【０００７】
また、上記自動貫入試験機のロッドチャック５０は、チャック軸５２が上側５２ａと下側５２ｂの２分割構造とされ、これらをねじ部５２ｃの螺合で同軸上に連結するように構成されている。そして、これらで軸受５６ａ，５６ｂ，５６ｃを挟持する構成になっている。これに対し、貫入試験においてはロッドチャック５０が回転駆動されて貫入ロッド６の回転貫入が行われる。この結果、ねじ部５２ｃには捩りモーメントが作用し、チャック軸上側５２ａと下側５２ｂとが強固に締結されてしまう。よって、ロッドチャック５０の各部、特に軸受５６ａ〜５６ｃを取り外して点検・交換するためには、チャック軸５２を分割しなければならないが、これが極めて困難になる等の問題が発生していた。また、ねじ部５２ｃが強固に締まるため、この部分の内部応力が増大し、例えばロッドチャック５０が打撃された場合など、チャック軸５２に外力が作用した場合に容易にねじ部５２ｃ箇所が破断してしまう等の問題も発生していた。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みて創生されたものであり、強度の高いチャックの提供を第１の目的とし、またメンテナンス性の高いチャックの提供を第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１および第２の各目的を達成するため、本発明は、貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、このスリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、前記スリーブ押さえは、チャック軸端部に嵌合可能な押さえ本体と、この押さえ本体と前記チャック軸端部とに渡って分割形成される係合穴に合致して挿通する係止部材と、この係止部材を押さえ本体から抜け止めする抜け止め部材とから成ることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記抜け止め部材は、係合穴を塞ぐよう押さえ本体に嵌め合わされた弾性リングであることが望ましい。また、前記係合穴は、断面円形を成してチャック軸と直交する方向に延び、かつチャック軸および押さえ本体に渡って分割形成されているとともに、係止部材は係合穴に合致挿通する円柱状を成すことが望ましい。また、前記チャック軸の端部は、前記スリーブ押さえから突出していることが好ましい。さらに、前記チャック軸は、一の部材で成り、その一端には保持部材が配置され、また他端は一様な外径で軸受を挿通して延び回転駆動手段に連結されていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明は上記第１の目的を達成するため、貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に沿って往復移動可能かつ常時チャック軸端側に付勢されたスリーブと、このスリーブのチャック軸端側への移動を規制するスリーブ押さえと、前記チャック軸に配置されて常時前記スリーブによりチャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、前記チャック軸端部は前記スリーブ押さえから突出して構成されていることを特徴とするものでもある。
【００１２】
また、本発明は上記第１および第２の各目的を達成するため、回転駆動手段の駆動を受けて回転可能かつ貫入ロッドが挿通可能な内孔を有する中空のチャック軸と、このチャック軸に配置されて常時チャック軸の内孔に突出した状態に支持される保持部材とを備えて成る貫入試験機のロッドチャックにおいて、前記チャック軸は、一の部材で成り、その一端側には前記保持部材が配置され、他端側は一様な外径で軸受を挿通して延び回転駆動手段に連結されることを特徴とするものでもある。
【００１３】
【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７において、１は貫入試験機であり、図２および図３に示すように、立設された支柱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ロッドチャック４と、このロッドチャック４を回転駆動するチャック回転駆動手段５と、前記ロッドチャック４に保持された貫入ロッド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。
【００１４】
前記支柱２は、脚部２ａに立設されており、その背面には、係合部材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が噛合している。
【００１５】
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、ロッドチャック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。
【００１６】
前記ロッドチャック４は、図１および図４に示すように、貫入ロッド６が貫通可能な内孔４１ａを有する中空のチャック軸４１を有する。このチャック軸４１は全長に渡って一の部材で構成されており、その上部には、貫入ロッド６に形成された長溝６ａに係合する保持部材の一例である鋼球４２が３個、同一面上に等分配置されている。また、チャック軸４１の中間部から下部にかけての部位４１ｂは一様な外径に形成されており、この部位４１ｂは軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを挿通して下方に延び、下部にはスプロケット４４が一体に取り付けられている。このため、スプロケット４４を取り外せば、軸受４３ａ〜４３ｄからチャック軸４１を引き抜くことができる。従って、ロッドチャック４の点検時等における分解を容易に行える。
【００１７】
前記鋼球４２は、ばね４５で常時上方に付勢されたスリーブ４６により、常時チャック軸４１の内孔４１ａに突出する位置に支持され、この状態で貫入ロッド６の長溝６ａに係合する。なお、スリーブ４６をばね４５の付勢に抗して押し下げると、鋼球４２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。この鋼球４２と貫入ロッド６の長溝６ａとにより、貫入ロッド６を基準とした場合、ロッドチャック４が貫入ロッド６に対して軸方向に長溝６ａの長さ分移動可能となり、かつ貫入ロッド６に回転を伝達可能とする保持構造が実現されている。
【００１８】
前記スリーブ４６は、チャック軸４１端部に配置したスリーブ押さえ４７により、上方への移動を規制されている。このスリーブ押さえ４７は、チャック軸４１端部外周に嵌合する環状の押さえ本体４７ａと、この押さえ本体４７ａとチャック軸４１端部とに渡って分割形成された係合穴４７ｂ，４７ｂに合致して挿通する係止部材の一例である係止ピン４７ｃ，４７ｃと、前記押さえ本体４７ａの外周に嵌め合わされて係止ピン４７ｃ，４７ｃを係合穴から抜け止めする抜け止め部材の一例であるゴム製の弾性リング４７ｄとから成る。チャック軸４１の端部は、このスリーブ押さえ４７から突出するように構成されている。また、前記係止ピン４７ｃ，４７ｃは、図５に示すように、チャック軸４１の軸線と直角を成す方向に延びて平行に配置されており、その外周面で押さえ本体４７ａに作用する様々な外力を受けられるようになっている。
【００１９】
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。
【００２０】
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と前記チャック軸４１下部のスプロケット４４とには、無端チェーン２０が巻き掛けられており（図４参照）、これにより前記チャック軸４１は、チャック回転駆動手段５の駆動を受けて回転するように構成されている。
【００２１】
前記一方向クラッチ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（ロッドチャック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。
【００２２】
前記昇降ユニット７は、昇降台３の後部に設けられており、図６および図７に示すように、前記チェーン部材８に噛合して回転可能なスプロケット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、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に噛合して回転することにより、昇降台３は昇降動作する。
【００２３】
前記昇降用回転駆動手段２２は、電源が遮断された場合、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。
【００２４】
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配置された出力軸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。
【００２５】
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を変動させることができる。
【００２６】
前記パウダクラッチ２３の入力軸３０には、前記入力ギヤ２８が連結してある。これにより、前記駆動ギヤ２４ａ、中間ギヤ２７および入力ギヤ２８を通じ、入力軸３０に昇降用回転駆動手段２２の駆動を伝達できる。
【００２７】
また、パウダクラッチ２３の出力軸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。この遊星歯車減速機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。このキャリア３７には、前記スプロケット２１が一体に連結してあり、よってスプロケット２１は、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。
【００２８】
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。この結果、前記ギヤ軸２４、一方向クラッチ２５、ストッパギヤ２６および伝達ギヤ３９を通じて、出力軸３１に昇降用回転駆動手段２２の駆動を伝達できるようになっている。この駆動伝達系は、前記入力軸３０への駆動伝達系よりもギヤが１個少ない。このため、昇降用回転駆動手段２２が駆動した時、出力軸３１には入力軸３０に伝達されるのとは逆方向の回転が伝達される。
【００２９】
スプロケット２１が回転する時、その回転は、出力軸３１等を介してストッパギヤ２６まで伝達される。その際、一方向クラッチ２５は、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。換言すると、ギヤ軸２４→ストッパギヤ２６→伝達ギヤ３９→出力軸３１→遊星歯車減速機３４→スプロケット２１の駆動伝達系において、昇降台３が下降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が駆動した時（以下、この昇降用回転駆動手段２２の駆動を「逆駆動」という）には、ギヤ軸２４は一方向クラッチ２５の作用でストッパギヤ２６に対して空転し、これとは逆方向に昇降用回転駆動手段２２が駆動した時（以下、この昇降用回転駆動手段２２の駆動を「正駆動」という）には、ギヤ軸２４は一方向クラッチ２５の作用でストッパギヤ２６と一体に回転可能となる。但し、ストッパギヤ２６がギヤ軸２４と同じ方向にギヤ軸２４よりも高速で回転している場合は、この限りではない。
【００３０】
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は共に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。このため、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がロックする。よって、昇降台３は下降することができない。
【００３１】
貫入試験を始める時は、制御手段（図示せず）からの入力操作により昇降用回転駆動手段２２を逆駆動し、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。続いて、試験スタート信号を入力すると、昇降用回転駆動手段２２が逆駆動する。これ以降、貫入ロッド６に荷重を負荷する状況下では、昇降用回転駆動手段２２は逆駆動を継続する。また、昇降用回転駆動手段２２の逆駆動開始と同時に、パウダクラッチ２３が作動して所定のクラッチ力を発生する。
【００３２】
昇降用回転駆動手段２２の逆駆動を受け、ギヤ軸２４はストッパギヤ２６よりも十分に速い速度で回転する。よって、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。このため昇降台３は下降可能となり、貫入ロッド６には昇降台３、ロッドチャック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、昇降用回転駆動手段２２の逆駆動により、入力軸３０には、ギヤ軸２４ないし入力ギヤ２８の駆動伝達系を通じ、昇降台３を上昇させる方向にスプロケット２１を回転させ得る方向の回転（出力軸３１の回転方向とは逆方向の回転）が伝達される。そして、これがパウダクラッチ２３のクラッチ力により出力軸３１に伝えられる。このため、スプロケット２１には相応の回転抵抗力（昇降台３を上昇させようとする力：以下、上昇力という）が作用する。この結果、貫入ロッド６には、昇降台３等の合計質量による荷重１ＫＮから上昇力を差し引いた荷重が負荷される。
【００３３】
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、土の抵抗等で貫入ロッド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の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。このため、荷重変更が必要な時には即座に対応することができる。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ため、１ＫＮの荷重を負荷する時は、パウダクラッチ２３は入力軸３０に対して出力軸３１を回転自在とする。また、自沈貫入中のある荷重下において、エンコーダ３８の単位時間当たりのパルス信号数が所定値以上となった場合、すなわち、貫入ロッド６の貫入速度が所定値以上となった場合は、貫入速度が所定値以下になるまで荷重が減らされる。
【００３４】
前述の自沈貫入中、貫入ロッド６は一方向クラッチ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回転する。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。
【００３５】
１ＫＮの荷重下で貫入ロッド６の自沈貫入が停止すると、チャック回転駆動手段５が駆動する。この時、１ＫＮの荷重はそのまま維持される。このチャック回転駆動手段５の駆動により、ロッドチャック４ないし貫入ロッド６に回転伝達がなされ、これにより貫入ロッド６はスクリューポイント１７のねじ込み方向に回転し、回転貫入が実行される。この回転貫入においては、貫入ロッド６の長溝６ａに鋼球４２が係合しているため、貫入ロッド６とロッドチャック４との間に滑りが生じず、よって、ロッドチャック４から貫入ロッド６へ確実に回転伝達を行うことが可能である。この回転貫入中、貫入ロッド６の貫入速度が所定値以上となった場合、チャック回転駆動手段５の駆動が停止し、その後は、前述の自沈貫入に制御が切り替えられる。
【００３６】
前述の回転貫入時、貫入ロッド６にかかる回転抵抗が大きい程、チャック軸４１には大きな捩りモーメントが働く。これに対しチャック軸４１は、スプロケット４４が連結される部位から鋼球４２が配置される部位までが一の部材で構成されているため、従来のロッドチャックに見られた捩りモーメントに対する内部応力の増大が生じない。よって、例えば後述の貫入ロッド６の打撃作業において、誤ってロッドチャック４が打撃されても、その衝撃によりチャック軸４１が容易に破断するようなこともない。
【００３７】
貫入試験中に貫入ロッド６が石等に突き当たって貫入しない場合は、貫入ロッド６を打撃して貫入が試みられる。この時、チャック軸４１の端部はスリーブ押さえ４７から突出しているので、スリーブ押さえ４７が直接打撃される可能性を減らし、スリーブ押さえ４７の損壊を防止することができる。また、誤ってスリーブ押さえ４７に打撃が加えられた場合など、スリーブ押さえ４７に様々な外力が作用する場合においても、この外力を係合穴４７ｂおよび係止ピン４７ｃの周面で分散して受けられる。よって、スリーブ押さえ４７の強度は高い。さらに、係止ピン４７ｃは弾性リング４７ｄによって抜け止めされているので、スリーブ押さえ４７に外力が断続的に作用しようとも係止ピン４７ｃが抜けることはなく、よって、スリーブ押さえ４７が突然外れてしまうような不具合の発生もなくなる。しかも、ゴム製の弾性リング４７ｄは弾力を有するため、簡単に取り外すことができる。よって、弾性リング４７ｄを外して係止ピン４７ｃを抜けば、特に工具を使用することなくチャック軸４１からスリーブ押さえ４７を取り外すことができる。
【００３８】
貫入試験は、前述の自沈貫入と回転貫入とを切り替えながら行われる。その過程で、制御手段においては、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。そして、これら試験データは、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。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の貫入試験機のロッドチャックは、スリーブ押さえの本体とチャック軸とに分割形成された係合穴に係止部材を挿入し、これを抜け止め部材で抜け止めするようになっている。よって、スリーブ押さえを常に確実にチャック軸に取り付けておくことが可能になり、スリーブ押さえがチャック軸から外れてしまう等の不具合の発生をなくすことができる。また、抜け止め部材はゴム等で成る弾性リングであることから、これを外して係合穴から係止部材を抜くのに工具を用いずともよく、メンテナンス等のための分解作業を容易かつ迅速に行うことができる等の利点がある。さらに、チャック軸の端部はスリーブ押さえから突出しているため、貫入ロッドを打撃する時に誤ってスリーブ押さえが打撃される可能性が減少する。もしスリーブ押さえが打撃されても、係合穴は断面円形で係止部材は円柱状を成し、これらをチャック軸に対して直交する方向に延びて配しているため、打撃力を係合穴および係止部材の周面で分散して受けられる。よって、打撃に対するスリーブ押さえの強度を高めることができる。
【００４０】
また、チャック軸は一の部材で成り、その一端側には保持部材が配置され、他端側は一様な外径で軸受を挿通して回転駆動手段に連結される構成である。よって、チャック軸を分割構造としていた従来のロッドチャックに比べ、捩りモーメント等が作用しても内部応力の増大が生じず、チャック軸の強度を高めることができる。このため、例えばロッドチャックが打撃された場合等、チャック軸に外力が作用した場合にも、この外力によってチャック軸が容易に破断するのを防止することが可能になる。また、軸受からチャック軸を引き抜くことで分離できるようになり、ロッドチャックを分解してメンテナンス作業を行う時等の作業性が向上する等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貫入試験機のロッドチャックの拡大断面図である。
【図２】本発明に係る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】本発明に係る貫入試験機の要部拡大一部切欠断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線に係る要部拡大断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線に係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図８】従来の貫入試験機のロッドチャックの拡大断面図である。
【符号の説明】
１  自動貫入試験機
２  支柱
３  昇降台
４  ロッドチャック
４１  チャック軸
４１ａ  内孔
４２  鋼球
４３ａ〜４３ｄ  軸受
４４  スプロケット
４５  ばね
４６  スリーブ
４７  スリーブ押さえ
４７ａ  押さえ本体
４７ｂ  係合穴
４７ｃ  係止ピン
４７ｄ  弾性リング
５  チャック回転駆動手段
６  貫入ロッド
７  昇降ユニット
８  チェーン部材
１０  錘
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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