(57)【要約】【課題】貫入ロッドを地中からより確実に引き抜くことのできる自動貫入試験機および貫入ロッドの引き抜き方法の提供。【解決手段】本発明は、支柱２に沿って昇降動作可能な昇降台３と、この昇降台３に設けられ、昇降台３を昇降操作する昇降ユニット７と、前記昇降台３に配置されたチャック回転駆動手段５と、このチャック回転駆動手段５の駆動を受けて回転可能なロッドチャック４と、このロッドチャックと一体に回転可能に保持される貫入ロッド６と、この貫入ロッド６を地中に貫入した後に引き抜く時、ロッドチャック４に貫入ロッド６を保持したまま昇降台３が上昇するよう昇降ユニット７を駆動するとともに、必要に応じてチャック回転駆動手段５を駆動して前記ロッドチャック４を回転させる制御手段４０を有する。【選択図】図１
2005009253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立設された支柱に沿って昇降動作可能な昇降台と、
この昇降台に設けられ、昇降台を昇降操作する昇降ユニットと、
前記昇降台に配置された正・逆転駆動可能なチャック回転駆動手段と、
このチャック回転駆動手段の駆動を受けて正・逆回転可能なロッドチャックと、このロッドチャックと一体に回転可能に保持される貫入ロッドと
を備えていることを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項２】
貫入ロッドを地中に貫入した後に引き抜く時、ロッドチャックに貫入ロッドを保持したまま昇降台が上昇するよう昇降ユニットを駆動するとともに、必要に応じてチャック回転駆動手段を駆動して前記ロッドチャックを回転させる制御手段を有す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】
立設された支柱に沿って昇降動作可能な昇降台と、
この昇降台に設けられ、昇降台を昇降操作する昇降ユニットと、
前記昇降台に配置されたチャック回転駆動手段と、
このチャック回転駆動手段の駆動を受けて回転可能なロッドチャックと、
このロッドチャックと一体に回転可能に保持される貫入ロッドと、
この貫入ロッドを地中に貫入した後に引き抜く時、ロッドチャックに貫入ロッドを保持したまま昇降台が上昇するよう昇降ユニットを駆動するとともに、必要に応じてチャック回転駆動手段を駆動して前記ロッドチャックを回転させる制御手段と
を有することを特徴とする自動貫入試験機。
【請求項４】
支柱に沿って昇降台が上昇可能な位置において、昇降台に設けられたロッドチャックに地中に貫入した貫入ロッドを保持し、次に昇降ユニットの駆動により昇降台を上昇させるとともに必要に応じてチャック回転駆動手段の駆動によりロッドチャックを回転させながらロッドチャックに保持した貫入ロッドを地中から引き抜くことを特徴とする貫入ロッドの引き抜き方法。
【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し、調査終了後には貫入ロッドを引き抜いて回収する自動貫入試験機および貫入ロッドの引き抜き方法に関する。
【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１に示される貫入試験装置は、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。こういった貫入試験装置を用いて貫入試験を行った場合、あるいは手作業で貫入試験を行った場合の何れにおいても、貫入試験が終わった時、調査ポイントにはロッドが所定深度まで貫入しているため、これを抜き取る必要がある。通常、このロッドの引き抜きには特許文献２に示されるような引き抜き装置が用いられるが、特許文献１の貫入試験装置は、試験装置そのものによってロッドの引き抜きを実現する。すなわち、この貫入試験装置によりロッドを引き抜く場合は、ロッドの所要部をチャック部にクランプした状態で持ち上げ用シリンダを伸長作動させ、これにより載荷部を所定長さ持ち上げることにより、その分、ロッドを引き抜く。次にチャック部によるロッドのクランプを解放するとともにロッドを落下防止用チャックで保持した後、載荷部を下降させる。続いて再度チャック部にロッドを保持して落下防止用チャックからロッドを解放し、以降は前述の操作を繰り返す。この結果、ロッドは載荷部の上昇ストローク分ずつ地中から引き抜かれる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０５６４４２号公報
【特許文献２】特許第２７５１０４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の貫入試験装置は、持ち上げ用シリンダによる載荷部の持ち上げ操作を利用し、貫入試験装置そのものによるロッドの引き抜きをしようとするものである。しかし、引き抜き作業時にはロッドに土の抵抗が作用するため、持ち上げ用シリンダの揚力だけでは対応できない場合が多く、貫入試験装置のみによって確実にロッドを引き抜くことは困難である。特に、砂質土・水分を多く含む粘性土等においては、ロッドに作用する抵抗が大きいため、このことが顕著となる。こういった場合は、上記貫入試験装置に代えて引き抜き装置を使用することとなる。このように従来の貫入試験装置においては、貫入ロッドを確実に引き抜くことはできず、そのために専用の引き抜き装置へ段取り替えするための相応の時間と手間を要することになる等の問題が発生していた。
【０００７】
【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、貫入ロッドを地中からより確実に引き抜くことができる自動貫入試験機および貫入ロッドの引き抜き方法の提供を目的とする。
【０００８】
前記目的を達成するために本発明は、立設された支柱に沿って昇降動作可能な昇降台と、この昇降台に設けられ、昇降台を昇降操作する昇降ユニットと、前記昇降台に配置された正・逆転駆動可能なチャック回転駆動手段と、このチャック回転駆動手段の駆動を受けて正・逆回転可能なロッドチャックと、このロッドチャックと一体に回転可能に保持される貫入ロッドとを備えていることを特徴とする。なお、前記貫入ロッドを地中に貫入した後に引き抜く時、ロッドチャックに貫入ロッドを保持したまま昇降台が上昇するよう昇降ユニットを駆動するとともに、必要に応じてチャック回転駆動手段を駆動して前記ロッドチャックを回転させる制御手段を有することが望ましい。
【０００９】
また、前記目的を達成するために本発明は、立設された支柱に沿って昇降動作可能な昇降台と、この昇降台に設けられ、昇降台を昇降操作する昇降ユニットと、前記昇降台に配置されたチャック回転駆動手段と、このチャック回転駆動手段の駆動を受けて回転可能なロッドチャックと、このロッドチャックと一体に回転可能に保持される貫入ロッドと、この貫入ロッドを地中に貫入した後に引き抜く時、ロッドチャックに貫入ロッドを保持したまま昇降台が上昇するよう昇降ユニットを駆動するとともに、必要に応じてチャック回転駆動手段を駆動して前記ロッドチャックを回転させる制御手段とを有するものでもある。
【００１０】
また、前記目的を達成するために本発明は、支柱に沿って昇降台が上昇可能な位置において、昇降台に設けられたロッドチャックに地中に貫入した貫入ロッドを保持し、次に昇降ユニットの駆動により昇降台を上昇させるとともに必要に応じてチャック回転駆動手段の駆動によりロッドチャックを回転させながらロッドチャックに保持した貫入ロッドを地中から引き抜くことを特徴とするものでもある。
【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６において、１は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。このスプロケット１３には、その回転中心回りに１８個の円形穴１３ａが等分形成されており、この円形穴１３ａの通過を検出できるよう、前記昇降台３にはセンサＳが取り付けられている。このセンサＳは、スプロケット１３の回転に伴う円形穴１３ａの通過を検出してオン・オフし、その信号を制御手段４０に送るように構成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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（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。
【００１９】
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係合回転部材の一例たるスプロケット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に噛合して回転することにより、昇降台３は昇降動作する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
前記チャック回転駆動手段５と昇降用回転駆動手段２２とは、制御手段４０によって制御される。この制御手段４０は、制御部４１と、この制御部４１からの指令を受けてチャック回転駆動手段５，昇降用回転駆動手段２２をそれぞれ駆動制御するインバータ４２，４３と、パウダクラッチ２３を通電制御するクラッチ制御部４４と、試験スタート信号、引抜きスタート信号、試験終了信号、チャック正回転指令信号および非常停止信号等の各種指令信号ならびに制御に必要な各種設定値をスイッチ、テンキー等から入力可能な入力部４５と、制御プログラム，制御用データおよび試験データ等を記憶する記憶部４６と、各種情報表示用の表示部４７とを備える。
【００２８】
前記制御部４１は、前記エンコーダ３８の出力するパルス信号を処理し、貫入ロッド６の地中への貫入量、貫入速度等を求めるとともに、クラッチ制御部４４からパウダクラッチ２３への通電指令を基に、貫入ロッド６に負荷されている荷重を求める。また制御部４１は、前記センサＳからのオン・オフ信号によって形成されるパルス信号から貫入ロッド６を回転貫入している時の半回転数、貫入ロッドの回転数を随時求める。
【００２９】
図７は、チャック回転駆動手段５および昇降用回転駆動手段２２として採用しているインバータモータの駆動周波数に対する出力トルクと回転数との特性を示したものである。この図７に示すように、チャック回転駆動手段５と昇降用回転駆動手段２２とは、ある周波数帯域（４０〜６０Ｈｚ）において最大の出力トルクを発揮する。制御部４１は、この特性に基づき、貫入状況に応じてチャック回転駆動手段５および昇降用回転駆動手段２２の駆動周波数を調節するように構成されている。
【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４０の入力部４５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、入力部４５から試験スタート信号を入力すると、制御部４１はインバータ４３に逆駆動指令を与える。これを受け、インバータ４３は昇降用回転駆動手段２２を逆駆動する。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、制御部４１はクラッチ制御部４４に所定の荷重変更指令を与える。これを受け、クラッチ制御部４４はパウダクラッチ２３の通電制御を行い、パウダクラッチ２３のクラッチ力を調整する。
【００３２】
スクリューポイント１７先端が地表に接していることから、昇降用回転駆動手段２２が逆駆動することで、ギヤ軸２４は一方向クラッチ２５の作用により、ストッパギヤ２６に対し、これよりも十分に速い速度で空転する。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、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。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への通電が断たれる。これにより磁性パウダの励磁が解除されて入力軸３０に対して出力軸３１が回転自在になり、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。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を超えた場合、パウダクラッチ２３が通電制御されて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、制御部４１は、インバータ４２に正駆動指令を与える。これを受け、インバータ４２は所定の周波数でチャック回転駆動手段５を正駆動する。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の正駆動により、貫入ロッド６が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へ確実な回転伝達を行うことが可能である。この回転貫入中、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、制御部４１はインバータ４２に駆動停止指令を与え、これを受けてインバータ４２はチャック回転駆動手段５の駆動を停止する。その後は、前述の自沈貫入に制御が切り替えられる。
【００３６】
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を一旦停止し、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）を継ぎ足す。そして、スライドスリーブ１５を押し下げつつチャック４を回転させ、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の作用があるため、チャック４は容易に回転させられる。この状態で、制御部４１の正駆動指令により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になるまで昇降台３を上昇させる。この段階で、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。また、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を回転させ、鋼球１２を長溝に係合させる。
【００３７】
貫入試験中、制御手段４０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憶部４６に記録され、また、回転貫入の時には、貫入ロッド６が２５０ｍｍ貫入する毎に当該貫入に要した半回転数が記憶部４６に記録される。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。
【００３８】
貫入試験が終了し、貫入ロッド６を引き抜く時は、入力部４５から引抜きスタート信号を入力する。これを受け、制御部４１はインバータ４３に所定トルクでの正駆動指令を与えるとともに、クラッチ制御部４４に解放指令を与える。この結果、インバータ４３は最適な出力トルクが得られる周波数で昇降用回転駆動手段２２を正駆動し、またクラッチ制御部４４は、パウダクラッチ２３への通電を断ち、入力軸３０に対して出力軸３１を回転自在とする。これにより、貫入ロッド６の引き抜きに必要な力で昇降台３を上昇させることができ、チャック４に保持された貫入ロッド７を地中から引き抜くことができる。この時、入力部４５からチャック正回転指令信号が入力されると、制御部４１はインバータ４２に正駆動指令を与え、これによりチャック回転駆動手段が正駆動する。これにより、チャック４ないし貫入ロッド６を回転貫入時と同じ方向に回転させ、貫入ロッド６に接する土の抵抗を低減することができる。よって、砂質土・水分の多い粘性土等の抵抗の大きい土層からも、確実に貫入ロッド６を引き抜くことができる。
【００３９】
貫入ロッド６の引き抜き作業時、昇降台３が上昇限界まで上昇した時は、チャック４に下方のロッド部１６を保持し直す必要がある。これについては、昇降用回転駆動手段２２を一旦停止し、ロッド部１６を継ぎ足す時と同様にチャック４から貫入ロッド６を解放する。続いて、昇降台３を下降させて下方のロッド部１６をチャック４に保持した後、引き抜き作業を継続する。
【００４０】
なお、前述のチャック正回転指令信号の他、チャック逆回転指令信号を入力できるように入力部を構成し、ここからチャック逆回転指令信号が入力された場合、制御部４１はインバータ４２に逆駆動指令を与え、チャック回転駆動手段を逆駆動するようにしてもよい。これにより、チャック４ないし貫入ロッド６をスクリューポイント１７をねじ戻す方向に逆回転させることができ、引き抜き時の土の抵抗をより低減し、貫入ロッド６をより確実に引き抜くことが可能になる。ただし、この場合には次の２点について、上記自動貫入試験機１の構造を変更する必要がある。第１に一方向クラッチ１８を設けず、駆動軸５ａにスプロケット１９を直接取り付ける構造とする。これにより、チャック回転駆動手段５の逆駆動をチャック４ないし貫入ロッド６に伝達可能となる。第２に図８に示すように、ロッド部１６とスクリューポイント１７との端部を嵌合させ、これらをねじ４８で締結する接続構造とする。ここで図示はしないが、ロッド部１６と延長用ロッドとの接続構造も同様にする必要がある。これにより、貫入ロッド６が正・逆何れの方向に回転しても、ロッド部１６とスクリューポイント１７あるいは延長用ロッドとの各結合部分が緩まないようになる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、正・逆転駆動可能なチャック回転駆動手段と、このチャック回転駆動手段の駆動を受けて正・逆回転可能なロッドチャックを有している。そして、ロッドチャックに貫入ロッドを保持した状態で昇降台を上昇させ、以て地中から貫入ロッドを引き抜く時、貫入ロッドを正・逆回転させるものである。よって、土の抵抗により貫入ロッドが抜けにくい状況等においても、貫入ロッドをより確実に引き抜くことが可能になる。また、このことから専用の引き抜き機具等を用いるケースを減らせるため、これらの機具に段取り換えする手間・時間を減らし、迅速に貫入ロッドの引き抜き作業を済ませることができる等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動貫入試験機のブロック説明図である。
【図２】本発明の自動貫入試験機の主要部の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に係る拡大断面図である。
【図４】本発明の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Ｂ−Ｂに係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図７】チャック回転駆動手段および昇降用回転駆動手段の出力トルク特性を示すグラフである。
【図８】貫入ロッドとスクリューポイントの接続構造の他の例を示す要部拡大一部切欠断面図である。
【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
４０  制御手段
【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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