(57)【要約】      （修正有）【課題】確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる土質採取器、及び、土質採取装置を提供する。【解決手段】土質採取器１は、先端が開口し、側面に排出口１３が設けられた筒部材１０と、筒部材１０内に設けられ、一端が開口から突出し、他端が筒部材１０の後端の底部１４と接続され、筒部材１０の長手方向に沿って螺旋状に構成される板部材１１と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土質を採取する土質採取器であって、
先端が開口し、側面に排出口が設けられた筒部材と、
前記筒部材内に設けられ、一端が前記開口から突出し、他端が前記筒部材の後端の底部と接続され、前記筒部材の長手方向に沿って螺旋状に構成される板部材と、
を有する、土質採取器。
【請求項２】
前記排出口は、前記板部材を介して対向するように一対設けられる、
請求項１の土質採取器。
【請求項３】
前記排出口は、前記筒部材の長手方向の中点よりも後端側の位置から、前記底部にわたって形成される、
請求項１又は２の土質採取器。
【請求項４】
前記排出口は、前記筒部材の長手方向の中点よりも先端側の位置から、前記底部にわたって形成される、
請求項１又は２の土質採取器。
【請求項５】
前記板部材の他端における表面に、前記排出口の後端側の端部へと向かうスロープ部が設けられている、
請求項１から４のいずれか１項の土質採取器。
【請求項６】
前記筒部材は、先端が側面から開口へと縮径するテーパー状に構成されている、
請求項１から５のいずれか１項の土質採取器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の土質採取器と、
前記土質採取器の後端と接続され、前記土質採取器を先端方向に押圧しつつ、前記土質採取器を軸心を中心に回転させる掘削機と、
を有する土質採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土質採取器、及び、土質採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建築構造物の基礎地盤の土質の調査においては、所定の深度の土質をサンプルとして採取した後に、採取した土質サンプルにおける砂や粘土の構成を調べることが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、収納容器と、収納容器の外周側に回動可能に嵌合する円筒形の開閉筒とを有し、回転されながら土壌に押し込まれる試料土採取器が開示されている。この開閉筒は、抵抗板を備えているため、試料土採取器の回転方向に応じて開閉する。そこで、試料土採取器が所定の深度に達したタイミングで試料土採取器の回転方向を変えると、開閉筒が閉じられるので、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された試料土採取器においては、収納容器と開閉筒との間に砂が挟まってしまう場合などには、開閉筒の開閉が行われず、適切に土質サンプルを採取することができないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、土質サンプルを確実に採取することができる土質採取器、及び、土質採取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の土質採取器は、土質を採取する土質採取器であって、先端が開口し、側面に排出口が設けられた筒部材と、筒部材内に設けられ、一端が前記開口から突出し、他端が筒部材の後端の底部と接続され、筒部材の長手方向に沿って螺旋状に構成される板部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
この態様によれば、土質採取器を回転させながら土壌に押し込むと、筒部材の先端の開口から取り込まれた土質は、螺旋状に構成された板部材にガイドされて筒部材内に収容される。土質採取器が土壌内を下降して、さらに開口部から土質が筒部材内に取り込まれると、筒部材の後端に収容されている土質は排出口から押し出される。このようにして、所定の深度まで土質採取器を回転させながら下降させると、筒部材内には所定の深度の土質サンプルが収容される。
【０００９】
そして、土質採取器を所定の深度まで下降させた後に、土質採取器を地上まで上昇させて、筒部材内に収容された土質サンプルを取り出す。土質採取器を上昇させている間、筒部材内に収容された土質サンプルは、筒部材の内面及び板部材によって保持されるため、土質採取器の先端の開口からの土質サンプルの落下を防止することができる。したがって、土質採取器によって、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の土質採取器の斜視図である。
【図２】第１実施形態の土質採取器の先端の側面図である。
【図３】第１実施形態の土質採取器の後端の一部断面図である。
【図４】第１実施形態の土質採取器を用いた土質採取装置の概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態の土質採取器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の土質採取器１の斜視図である。
【００１２】
土質採取器１は、筒部材１０と、板部材１１とにより構成されている。筒部材１０及び板部材１１は、ともに鉄製であり、一定の剛性及び耐熱性を有している。なお、この図において、土質採取器１の長手方向の図面左端を先端と称し、図面右端を後端と称するものとする。
【００１３】
筒部材１０は、円筒状の部材であって、先端に開口部１２が設けられるとともに、側面に排出口１３が設けられている。また、以下では、筒部材１０の後端の中実部分は底部１４と称するものとする。なお、筒部材１０は、円筒状の部材でなく、多角柱状の断面を有する筒体であってもよい。
【００１４】
排出口１３は、筒部材１０の長手方向の中点よりも後端側の位置から、底部１４の先端側の端面（先端面）にわたって形成されている。また、排出口１３は、筒部材１０の側面において、筒部材１０内に設けられた板部材１１を介して一対設けられている。つまり、２つの排出口１３が互いに向かいあうように設けられている。
【００１５】
底部１４は、互いに平行でかつ互いに対向する２つの平面を有する二面幅を有する構造となっている。すなわち、底部１４の側面は、対向する２つの平面と、筒部材１０の筒部と同じ曲率の２つの曲面とにより構成される。底部１４の二面幅を構成する平面には、溶接孔１５が形成されている。また、底部１４の後端側の端面（後端面）にはネジ部１６が設けられている。
【００１６】
また、板部材１１は、筒部材１０内において、筒部材１０の長手方向に螺旋状に形成されている。板部材１１の幅は、筒部材１０の内径よりもわずかに小さい。
【００１７】
また、板部材１１は、先端（一端）が筒部材１０の開口部１２から突出するとともに、後端（他端）が筒部材１０の底部１４の先端面と溶接されている。また、板部材１１は、筒部材１０と、開口部１２及び排出口１３の縁などにて溶接されている。
【００１８】
図２は、土質採取器１の先端部の側面図である。
【００１９】
この図によれば、筒部材１０は、先端部において、側面から開口部１２へと縮径するように構成されたテーパー部２１を有する。
【００２０】
開口部１２から突出する板部材１１の先端は、４５度の鋭角にて構成された尖鋭部２２として構成されている。なお、尖鋭部２２は、螺旋状に構成されている。
【００２１】
図３は、土質採取器１の底部１４を含む後端周辺の一部断面図である。底部１４の図面上方側、及び、図面下方側において、二面幅を構成する平面が設けられている。
【００２２】
底部１４の先端面には、先端面の中心を通り排出口１３と平行に溝３１が設けられている。溝３１の幅は、板部材１１の厚さと等しい。なお、板部材１１の後端は、溝３１の深さ分だけ、螺旋状でなく平板状に構成されている。板部材１１の後端の平板状の部分は、溝３１に挿入された状態で底部１４と溶接されている。
【００２３】
また、板部材１１の後端の表面の、一方の面及び他方の面の両方の面に、排出口１３の後端部へと向かうスロープ部３２が設けられている。スロープ部３２は、板部材１１を底部１４と溶接する際の溶接部材により構成される。なお、スロープ部３２は、底部１４の先端面の一部を切欠くことにより構成してもよい。
【００２４】
底部１４には、後端面にネジ孔３３が設けられている。ネジ孔３３は、ネジ部１６と螺合する雌ネジ状に設けられている。なお、ネジ孔３３は、ネジ部１６よりも径が大きい円柱状の開口であってもよい。そのような場合には、ネジ孔３３に挿入されたネジ部１６が底部１４に溶接されている。
【００２５】
また、底部１４には、筒部材１０の中心を貫通するように溶接孔１５が設けられている。溶接孔１５は、ネジ孔３３と連通する。
【００２６】
ネジ部１６は、ネジ孔３３と螺合された状態で、溶接孔１５において底部１４と溶接されている。なお、図３においては、底部１４とネジ部１６とを溶接する溶接部材３４が示されている。
【００２７】
なお、土質採取器１は、例えば、以下のように製造することができる。まず、開口部１２から筒部材１０内に板部材１１となる平板を挿入し、この平板の後端を筒部材１０の底部１４の溝３１に挿入し、平板と底部１４とを溶接する。そして、板部材１１の先端に筒部材１０の軸を中心とする回転トルクを加えて、所定の旋回数だけ回転させる。このように螺旋状の板部材１１を形成した後に、板部材１１を筒部材１０に溶接する。
【００２８】
図４は、土質採取器１を用いた土質採取装置４０を示す図である。
【００２９】
土質採取装置４０は、土質採取器１と掘削機４１とにより構成される。
【００３０】
掘削機４１は、棒状の駆動部材４２を備えており、駆動部材４２を回転させながら下降させる。例えば、掘削機４１は、駆動部材４２を回転させながら駆動部材４２に加える荷重を増加させる単調載荷方式によって、駆動部材４２を土壌内にて下降させる。
【００３１】
駆動部材４２は、先端にネジ部１６と螺合する雌ねじ構造を備えており、当該雌ネジ構造を用いて土質採取器１と接続される。
【００３２】
掘削機４１は、土質サンプルを取得する土壌の上に配置され、駆動部材４２を回転させながら土壌に押圧する。すると、駆動部材４２と接続された土質採取器１は、軸心を中心に回転されながら、先端部分にて土壌に対して押圧され、土壌内にて下降する。
【００３３】
このように、土質採取器１を回転させながら土壌内を下降させると、開口部１２から筒部材１０内に土質が取り込まれる。筒部材１０内に取り込まれた土質は、螺旋状に形成された板部材１１にガイドされて、筒部材１０内に収容される。
【００３４】
さらに、土質採取器１を回転させながら下降させて、さらに開口部１２から筒部材１０内に土質が取り込まれると、筒部材１０の後端に収容されている土質が、スロープ部３２によってガイドされて、排出口１３から排出される。
【００３５】
このようにして、土質採取器１が所定の深度に達した時には、筒部材１０内には所定の深度の土質サンプルが収容されることになる。
【００３６】
土質採取器１が所定の深度に達した後に、掘削機４１は、土質採取器１と接続された駆動部材４２を地表まで上昇させる。筒部材１０内に収容された土質サンプルは、筒部材１０及び板部材１１により保持されているため、土質採取器１が上昇している間において、開口部１２からの土質サンプルの落下が防止される。
【００３７】
ここで、掘削機４１が駆動部材４２を回転させる速度が早い場合や、押圧する力が大きい場合などには、開口部１２から取り込まれた土質が、板部材１１の表面との摩擦によって焼き付いてしまうことがある。このような場合には、掘削機４１の駆動部材４２の回転数を遅くする、又は、駆動部材４２を押圧する力を小さくすることで、土質サンプルの焼き付きを防止することができる。また、筒部材１０内における板部材１１の旋回数の小さい土質採取器１を用いることでも、土質サンプルの焼き付きを防止することができる。
【００３８】
第１実施形態の土質採取器１によって、以下の効果を得ることができる。
【００３９】
第１実施形態の土質採取器１は、筒部材１０と板部材１１とによって構成される。筒部材１０は、先端に開口部１２が設けられるとともに、側面に排出口１３が設けられている。板部材１１は、筒部材１０内に設けられ、先端（一端）が開口部１２から突出し、後端（他端）が底部１４と接続され、筒部材１０の長手方向に沿って螺旋状に構成されている。
【００４０】
土質採取器１は、掘削機４１の駆動部材４２の先端に接続される。そして、掘削機４１によって、土質採取器１は回転されながら、先端が土壌に押し込まれる。これにより、開口部１２から筒部材１０内に取り込まれた土質は、螺旋状に構成された板部材１１にガイドされて、筒部材１０内に収容される。さらに、土質採取器１が下降されて、開口部１２からさらに土質が筒部材１０内に取り込まれると、筒部材１０内の後端に収容されている土質が排出口１３から排出される。このようにして、所定の深度まで土質採取器１を下降させると、筒部材１０内には所定の深度の土質サンプルが収容される。
【００４１】
その後、掘削機４１によって土質採取器１を地上まで上昇させて、筒部材１０内に収容された土質サンプルを取り出す。土質採取器１を上昇させている間においては、筒部材１０及び板部材１１によって、筒部材１０内に収容された土質サンプルが保持されているため、開口部１２からの土質サンプルの落下を防止することができる。したがって、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【００４２】
また、土質採取器１は、筒部材１０と板部材１１とが一体となって形成されており、可動部材を備えていない。一般に、土質を採取する際には、事前に所定の深度までガイド孔を掘削した後に、ガイド孔に土質採取器１を挿入して所定の深度の土質サンプルを採取する。本発明の土質採取器１は、土壌内を下降する間に土質を筒部材１０内に収容するため、ガイド孔を設けなくても土質サンプルを採取することができるため、ガイド孔を掘削する作業を省略することができる。また、可動部材に砂が噛んでしまうことなどがないため、壊れにくく耐久性を高めることができる。
【００４３】
また、第１実施形態の土質採取器１によれば、排出口１３は、板部材１１を介して対向するように一対設けられる。
【００４４】
土質採取器１が土壌内を下降している間、開口部１２から取り込まれた土質は、筒部材１０内にて、板部材１１の表面のうちの一方の面側、及び、他方の面側に収容される。このように、板部材１１を介して対向するように一対の排出口１３を設けることにより、板部材１１の一方の面側、及び、他方の面側に収容された土質の双方を、排出口１３から排出することができる。したがって、筒部材１０内の後端の土質は確実に排出口１３から排出され、筒部材１０内には所定の深度の土質サンプルが収容されることになるので、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【００４５】
また、第１実施形態の土質採取器１によれば、排出口１３が筒部材１０の長手方向の中点よりも後端側の位置から、底部１４の先端面にわたって形成されている。このようにすることで、砂質を多く含む砂質土を採取する場合であっても、土質サンプルを容易に採取することができる。
【００４６】
砂質土は粒度が粗いため、土質採取器１が所定の深度に達して土質サンプルを収容した後に、土質採取器１が地上まで上昇されている間に、開口部１２から砂質土が落下してしまうおそれがある。
【００４７】
しかしながら、本実施形態のように排出口１３は、筒部材１０の長手方向の中点よりも先端側に設けられていない。そのため、筒部材１０の先端側においては、筒部材１０に収容された土質と、筒部材１０の内面及び板部材１１との間に生じる摩擦力が大きくなる。
【００４８】
したがって、筒部材１０の長手方向の中点よりも先端側においては、筒部材１０内に収容された土質は、筒部材１０及び板部材１１によって確実に保持される。そのため、砂質土を採取する場合であっても、筒部材１０内に収容された土質サンプルの開口部１２からの落下が防止されるので、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【００４９】
また、第１実施形態の土質採取器１によれば、板部材１１の後端の表面の、一方の面及び他方の面に、排出口１３の後端部へと向かうスロープ部３２が設けられている。
【００５０】
このようにすることで、土質採取器１が下降されている間に、開口部１２から土質が筒部材１０内に取り込まれると、筒部材１０の後端にすでに収容されている土質は、スロープ部３２にガイドされて排出口１３の後端から排出される。したがって、土質採取器１が所定の深度に達した時には、筒部材１０には所定の深度の土質が収容されていることになるため、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【００５１】
また、第１実施形態の土質採取器１によれば、板部材１１の先端が、鋭角に形成された尖鋭部２２として構成されている。
【００５２】
このようにすることで、土質採取器１が土壌内を下降している間に発生する、板部材１１の先端部分と土質との摩擦を低減することができる。そのため、土壌が硬い場合であっても土質採取器１を下降させることができる。また、土質採取器１の先端における土質の焼け付きが防止される。したがって、適切に、土質サンプルを採取することができる。
【００５３】
また、第１実施形態の土質採取器１によれば、筒部材１０は、先端が側面から開口部１２へと縮径するテーパー部２１を有する。
【００５４】
このようにすることで、土質採取器１が土壌内を下降している間に発生する、筒部材１０の先端部分と土質との摩擦を低減することができる。そのため、土質サンプルを採取する際に土質採取器１を下降させやすくなるだけでなく、土質サンプルの焼け付きを防止することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
第１実施形態においては、排出口１３が筒部材１０の長手方向の中点よりも後端側に構成された例について説明した。本実施形態においては、排出口１３の他の構成について説明する。
【００５６】
図５は、第２実施形態の土質採取器１を示す図である。
【００５７】
この図に示されるように、排出口１３は、筒部材１０の長手方向の中点よりも先端側の位置から、底部１４の先端面にわたって形成されている。
【００５８】
第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
第２実施形態の土質採取器１によれば、排出口１３が筒部材１０の長手方向の中点よりも先端側の位置から、底部１４にわたって形成されている。このようにすることで、シルトや粘土を採取する場合であっても、土質サンプルを容易に採取することができる。
【００６０】
シルトや粘土は粘性が高いため、開口部１２から取り込まれたシルトや粘土は、筒部材１０の内面や板部材１１の表面に粘着してしまう。そのため、筒部材１０内に収容された土質は、排出口１３から排出されにくい。
【００６１】
しかしながら、本実施形態においては、第１実施形態と比較すると、筒部材１０の長手方向の中点よりも先端にも開口部１２が設けられている。そのため、筒部材１０の先端側においては、筒部材１０内に収容された土質と、筒部材１０の内面及び板部材１１との間に生じる摩擦力が小さい。そのため、例えば、土質採取器１が下降して開口部１２から粘土が筒部材１０内に取り込まれる場合には、筒部材１０の先端に収容されている粘土は、板部材１１にガイドされて、後端側に移動しやすい。したがって、シルトや粘土を採取する場合であっても、筒部材１０内に所定の深度の土質サンプルが収容されることになるので、確実に、所定の深度の土質サンプルを採取することができる。
【００６２】
また、所定の深度のシルトや粘土を収容した土質採取器１を地上に引き上げた後においては、排出口１３が筒部材１０の側面において大きく形成されているので、容易に筒部材１０内に収容されたシルトや粘土を取り出すことができる。
【符号の説明】
【００６３】
１    土質採取器
１０    筒部材
１１    板部材
１２    開口部
１３    排出口
１４    底部
１５    ネジ部
２１    テーパー部
２２    尖鋭部
３２    スロープ部
４０    土質採取装置
４１    掘削機
【図１】
2017025520.tif 000003
【図２】
2017025520.tif 000004
【図３】
2017025520.tif 000005
【図４】
2017025520.tif 000006
【図５】
2017025520.tif 000007