特許 6461335 コア採取装置、ボーリング装置およびコアの採取方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461335

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】コア採取装置、ボーリング装置およびコアの採取方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 25/00 20060101AFI20190121BHJP

   E02D 1/04 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   E21B25/00

   E02D1/04

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-522439(P2017-522439)

(86)(22)【出願日】2016年6月13日

(86)【国際出願番号】JP2016067563

(87)【国際公開番号】WO2017216852

(87)【国際公開日】20171221

【審査請求日】2017年5月23日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】399089677

【氏名又は名称】ハイテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100190702

【弁理士】

【氏名又は名称】筧田 博章

(72)【発明者】

【氏名】小宮 国盛

(72)【発明者】

【氏名】丸井 敦尚

(72)【発明者】

【氏名】横田 修一郎

(72)【発明者】

【氏名】清水 公二

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１４５４５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−２７９４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２６５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２３７７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ ２５／００

Ｅ０２Ｄ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボーリング装置のロッドの一端に着脱可能であり、地盤のコアを採取するコア採取部を内部に有する管状のコアバーレルと、
前記コア採取部に進入する前記コアの変位を計測する第一の変位計と、を備え、
前記第一の変位計は、ワイヤが前記コア採取部において前記コアバーレルの軸と略平行な方向に進退するワイヤ式変位計であり、前記ワイヤの先端に、前記コアが接触する接触部を備え、
前記接触部の上に吸水材を備えていることを特徴とするコア採取装置。

【請求項2】

変位計で計測した計測信号を情報処理装置に送信可能なボーリング装置であって、
ロッドと、
前記ロッドの一端に連結し、地盤のコアを採取するコア採取部を内部に有する管状のコアバーレルと、前記コア採取部に進入する前記コアの変位を計測する第一の変位計と、を有するコア採取装置と、
前記ロッドをその軸を中心として回転させ、その軸方向に進退させるボーリング装置本体と、
前記ロッドの進退の変位を計測する第二の変位計と、
前記第一の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第一の送信部と、
前記第二の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第二の送信部と、を備え、
前記コアバーレルは、前記ロッドの一端に連結する管状の外管と、外管と間隔を保ち、同軸で外管内に配され、外管に対し非回転となるように連結ロッドを介して外管に連結し、内部が前記コア採取部となる管状の内管と、を有するダブルコアバーレルであり、
前記第一の変位計は、前記内管に備えられ、
前記ロッドは、管状であって、内部に空間を有し、
前記第一の送信部は、ケーブルと、回転体と非回転体とを電気的に接続する第一の回転コネクタと、回転体と非回転体とを電気的に接続する第二の回転コネクタと、を備え、
前記ケーブルは、一端が前記第一の変位計に接続され、前記コアバーレルおよびロッドの内部を通って前記ロッドの外側に延び、他端が前記情報処理装置に接続可能となっており、
前記ケーブルのうち一部のケーブルは、前記コアバーレルおよび前記ロッドの両方または一方に固定され、前記ロッドの回転に伴い回転するものであり、
前記一部のケーブル以外のケーブルには、前記ロッドの回転に伴い回転しない前記第一の変位計に接続するものと、前記ロッドの回転に伴い回転しない前記情報処理装置に接続可能なものが含まれ、
前記一部のケーブルと前記第一の変位計に接続するケーブルが、前記第一の回転コネクタを介して接続されており、
前記一部のケーブルと前記情報処理装置に接続可能なケーブルが、前記第二の回転コネクタを介して接続されていることを特徴とするボーリング装置。

【請求項3】

変位計で計測した計測信号を情報処理装置に送信可能なボーリング装置であって、
ロッドと、
前記ロッドの一端に連結し、地盤のコアを採取するコア採取部を内部に有する管状のコアバーレルと、前記コア採取部に進入する前記コアの変位を計測する第一の変位計と、を有するコア採取装置と、
前記ロッドをその軸を中心として回転させ、その軸方向に進退させるボーリング装置本体と、
前記ロッドの進退の変位を計測する第二の変位計と、
前記第一の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第一の送信部と、
前記第二の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第二の送信部と、を備え、
前記第一の変位計は、ワイヤが前記コア採取部において前記コアバーレルの軸と略平行な方向に進退するワイヤ式変位計であり、前記ワイヤの先端に、前記コアが接触する接触部を備え、
前記接触部の上に吸水材を備えていることを特徴とするボーリング装置。

【請求項4】

ボーリング装置のロッドの一端に連結し、内部に地盤のコアを採取する空間となるコア採取部を有する管状のコアバーレルを回転および進退させ、前記コア採取部に前記コアを採取しながら、前記コア採取部に進入する前記コアの変位とコア採取時における前記ロッドの進退の変位を計測する工程と、
前記コアの変位から前記コア採取部に進入した前記コアの進入長さを求める工程と、
前記ロッドの進退の変位から前記ロッドの進退距離を求める工程と、
前記コアの進入長さと前記ロッドの進退距離の長さを比較する工程と、を備えることを特徴とするコアの採取方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤からコアを採取するコア採取装置、とボーリング装置およびコアの採取方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地質調査の資料として地盤からコアを採取する場合、ロッドにコアバーレル（コア採取装置）を連結し、ロッドおよびコアバーレルを回転および昇降させながらコアバーレル内にコアを採取するボーリング装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

上記ボーリング装置は、地盤が密なところでコアを採取すると、その地盤を精度よく反映したコアを採取することができる。しかしながら、上記ボーリング装置は、地盤内に空隙があるところでコアを採取すると、コアバーレル内において、空隙の下側に位置するコアが地盤の掘削に伴って上側に押し上げられ、空隙の上側に位置するコアとつながり、空隙が消滅してしまうため、その地盤を精度よく反映したコアを採取することができない。また、上記ボーリング装置では、地盤を精度よく反映したコアを採取したかどうかを判断することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−３２３７７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、採取したコアの精度を検討するためのデータを取得することができるコア採取装置、これを用いたボーリング装置およびコアの採取方法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】

【0006】

コア採取装置は、ボーリング装置のロッドの一端に着脱可能であり、地盤のコアを採取するコア採取部を内部に有する管状のコアバーレルと、コア採取部に進入するコアの変位を計測する第一の変位計と、を備えている。

【0007】

コア採取装置は、第一の変位計を、ワイヤがコア採取部においてコアバーレルの軸と略平行な方向に進退するワイヤ式変位計とし、ワイヤの先端に、コアが接触する接触部を備えるようにしてもよい。

【0008】

ボーリング装置は、変位計で計測した計測信号を情報処理装置に送信可能であって、ロッドと、ロッドの一端に連結し、地盤のコアを採取するコア採取部を内部に有する管状のコアバーレルと、コア採取部に進入するコアの変位を計測する第一の変位計と、を有するコア採取装置と、ロッドをその軸を中心として回転させ、その軸方向に進退させるボーリング装置本体と、ロッドの進退の変位を計測する第二の変位計と、第一の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第一の送信部と、第二の変位計の計測信号を情報処理装置に送信するための第二の送信部と、を備えている。

【0009】

ボーリング装置は、コアバーレルが、ロッドの一端に連結する管状の外管と、外管と間隔を保ち、同軸で外管内に配され、外管に対し非回転となるように連結ロッドを介して外管に連結し、内部がコア採取部となる管状の内管とを有するダブルコアバーレルであり、第一の変位計が、内管に備えられ、ロッドが、管状であって、内部に空間を有し、第一の送信部が、ケーブルと、回転体と非回転体とを電気的に接続する第一の回転コネクタと、回転体と非回転体とを電気的に接続する第二の回転コネクタと、を備えるものであってもよい。
この場合、ケーブルは、一端が前記第一の変位計に接続され、前記コアバーレルおよびロッドの内部を通って前記ロッドの外側に延び、他端が前記情報処理装置に接続可能となっており、ケーブルのうち一部のケーブルは、コアバーレルおよびロッドの両方または一方に固定され、ロッドの回転に伴い回転するものであり、一部のケーブル以外のケーブルには、ロッドの回転に伴い回転しない第一の変位計に接続するものと、ロッドの回転に伴い回転しない情報処理装置に接続可能なものが含まれ、一部のケーブルと第一の変位計に接続するケーブルが、第一の回転コネクタを介して接続されており、一部のケーブルと情報処理装置に接続可能なケーブルが、第二の回転コネクタを介して接続されている。

【0010】

コアの採取方法は、ボーリング装置のロッドの一端に連結し、内部に地盤のコアを採取する空間となるコア採取部を有する管状のコアバーレルを回転および進退させ、コア採取部にコアを採取しながら、コア採取部に進入するコアの変位とコア採取時におけるロッドの進退の変位を計測する工程と、コアの変位からコア採取部に進入したコアの進入長さを求める工程と、ロッドの進退の変位からロッドの進退距離を求める工程と、コアの進入長さとロッドの進退距離の長さを比較する工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0011】

コア採取装置およびこれを備えるボーリング装置によると、コアの変位を計測する第一の変位計またはこれとロッドの変位を計測する第二の変位計を備えることにより、採取したコアの精度を判定するためのデータとしてコアの変位またはこの変位とロッドの進退の変位を計測することができる。また、コアバーレルに進入したコアの変位（コア先端の変位）またはコアの進入長さをリアルタイムで把握することもできるので、コア採取作業を行いながら、コアの採取状況を確認したり、採取したコアの精度を判定したりすることもできる。

【0012】

また、コアの採取方法によると、採取したコアの精度を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】コア採取装置を示す一部縦断面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線端面図である。

【図3】ボーリング装置を示す模式図である。

【図4】ロッドを示す正面図である。

【図5】コア採取装置、ロッド体およびケーブル体の接続前の状態を示す一部縦断面図である。

【図6】図５のＶＩ−ＶＩ線端面図である。

【図7】第一の回転コネクタ周辺を拡大して示す一部縦断面図である。

【図8】第二の回転コネクタ周辺を拡大して示す正面図である。

【図9】ボーリング装置によるコアの採取の様子を示す一部縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態のコア採取装置、ボーリング装置およびコアの採取方法について説明する。
図１および図２は本発明の実施形態のコア採取装置１を示す。コア採取装置１は、コアバーレル３と、第一の変位計４０と、を備えている。

【0015】

コアバーレル３は、いわゆるダブルコアバーレルであって、外管１０と、内管２０と、を備えている。

【0016】

外管１０は、外管本体１２と、外管ヘッド１４と、ビット１６と、を備えている。外管本体１２は、形状が管状である。外管ヘッド１４は、外管本体１２の上端に取り付けられており、外管本体１２の上側の開口を塞いでいる。外管ヘッド１４には、後述するロッド５０（ロッド体５２）の一端が連結している。外管ヘッド１４と連結したロッド５０は、外管本体１２と同軸となる。外管ヘッド１４とロッド５０は、その一方に設けられる雄ネジと他方に設けられる雌ネジとにより着脱自在となっている。外管ヘッド１４には、流体Ｆが流れる流路であって、後述する第二の導流路３４とロッド５０の内部とを接続する第一の導流路３２が設けられている。ビット１６は、地盤Ｇを掘削するためのものであり、環状であって、外管本体１２の先端（下端）に取り付けられている。外管１０は、ロッド５０の回転に伴って回転する。

【0017】

内管２０は、内管本体２１と、内管ヘッド２３と、を備えている。内管本体２１は、形状が管状である。内管本体２１は、外管本体１２と同軸で、かつ流体Ｆが流れる流路となる第二の導流路３４を外管１０との間に設けるために外管１０と間隔を保つようにして外管１０内に配されている。内管本体２１の内部の空間は、地盤Ｇから切り出したコアＣが採取されるコア採取部２２となっている。ロッド５０の内部、第一の導流路３２および第二の導流路３４を順次流れてきた流体Ｆは、コアバーレル３の下端から放出される。第一の導流路３２および第二の導流路３４は、導流路３０に対応する。内管ヘッド２３は内管本体２１の上端に取り付けられており、内管本体２１の上側の開口を塞いでいる。内管ヘッド２３は、連結ロッド２４を介して、外管ヘッド１４に吊り下げられている。内管ヘッド２３は、軸受２５を介して連結ロッド２４に連結している。そのため内管２０は、ロッド５０および外管１０の回転に伴って回転しない。

【0018】

なお、コアバーレル３は、シングルコアバーレルなどダブルコアバーレル以外のものであってもよい。

【0019】

第一の変位計４０は、コア採取部２２に進入してくるコアＣの変位を計測するためのものであり、内管本体２１の内部の上側に取り付けられている。ここで、コアＣの変位とは、内管本体２１の内部に進入するコアＣの上下方向（内管本体２１の軸に平行な方向）の変位のことを意味する。

【0020】

本実施形態では、第一の変位計４０として、ワイヤ４１の進退をポテンショメータで検出するワイヤ式変位計を用いている。ワイヤ４１は、内管本体２１の内部において上下方向（内管本体２１の軸と平行な方向）に進退する。

【0021】

第一の変位計４０は、内管本体２１の内部に進入するコアＣの変位にワイヤ４１を確実に追随させるために、ワイヤ４１の先端に接触部４２を備えている。接触部４２は、接触部本体４３と、押圧部４４と、滑り止め部４５と、を備えている。接触部本体４３は、内管本体２１よりやや径の小さい円柱状のものであり、金属で形成されている。接触部本体４３は、内管本体２１の内部において内管本体２１と同軸に配されている。押圧部４４は、ゴムまたは樹脂からなる板状またはシート状のものであり、接触部４２が内管本体２１の内面を押圧し、かつ接触部４２が内管本体２１の内部で軸方向に移動可能となるように、接触部本体４３の側周に設けられている。滑り止め部４５は、ゴムまたは樹脂からなる板状またはシート状のものであり、接触部本体４３の下面に設けられている。接触部４２は、所定の外力が上下方向に作用すれば上下方向に移動する。

【0022】

第一の変位計４０は、コア採取部２２にコアＣが侵入してくると、接触部４２にコアＣの先端面（上端面）が接触し、接触部４２がコアＣにより上に押し上げられ、ワイヤ４１が後退する。これにより、第一の変位計４０は、コアＣの変位としてコアＣの先端面（上端面）の変位を計測する。
接触部４２は、内管本体２１を押圧することにより、コアＣに押し上げられる際、コアＣに対する抵抗としても機能するので、コアＣの乱れが抑えられ、良質なコアＣを採取することができる。また、接触部４２に滑り止め部４５を備えることにより、コアＣの上端の乱れがより一層抑えられるので、さらに質の良いコアＣを採取することができる。

【0023】

接触部４２の上には、高分子吸水材などの吸水材４６を配してもよい。このようにすると、吸水材４６がコア採取部２２に進入してくる水などの流体を吸水するので、流体による第一の変位計４０の損傷を防止することができる。

【0024】

なお、第一の変位計４０は、レーザー変位計など、コア採取部２２に進入するコアＣの変位を計測できるものであれば、どのようなものであってもよい。また、接触部４２は、接触部本体４３のみ備えるものであってもよい。

【0025】

次に本発明の実施形態のボーリング装置について説明する。図３はボーリング装置を示す。ボーリング装置は、上記コア採取装置１と、ロッド５０と、ボーリング装置本体７０と、貯留部８０と、給水路８２と、第一の送信部と、情報処理装置１３０と、第二の変位計１４０と、第二の送信部と、を備えている。コア採取装置１については、上記した部分の説明は省略する。

【0026】

ロッド５０は、複数のロッド体５２を長手方向に連結したものである。ロッド体５２は、図４および図５に示すように、管状であって、一端に雄ネジ５４が設けられ、他端にこの雄ネジ５４に締結可能な雌ネジ５６が設けられている。一方のロッド体５２の雄ネジ５４を他方のロッド体５２の雌ネジ５６に締結することによりロッド体５２が連結される。
ボーリング装置は、ロッド５０にロッド体５２を継ぎ足すことにより、ロッド５０の長さを延長し、掘削深度を深くすることができる。
なお、ロッド５０は、単一のロッド体５２で構成されていてもよい。

【0027】

ロッド５０の下端には、上記コア採取装置１が連結している。

【0028】

ロッド体５２の内部には、後述するケーブル体９２を固定するケーブル固定部６０が備えられている。ケーブル固定部６０は、図６に示すように、外枠部６２と、固定部６４と、支持部６６と、を備えている。外枠部６２は、環状であり、その外周面がロッド体５２の内面に接した状態でロッド体５２に固定されている。固定部６４は、外枠部６２の中心に位置しており、複数の支持部６６により外枠部６２と連結している。固定部６４には、ケーブル体９２を通すための貫通孔６７が備えられている。ケーブル固定部６０は、外枠部６２、支持部６６および固定部６４により囲まれる部分が空間（孔）になっている。この空間により、流体Ｆは、ケーブル固定部６０に遮られることなく、ロッド体５２内を流れる。

【0029】

ボーリング装置本体７０は、ロッド５０を、その軸が上下方向に略平行となるように支持している。ボーリング装置本体７０は、ロッド５０をその軸を中心として回転させ、上下方向（ロッド５０の軸方向）に進退させる駆動装置７２を備えている。

【0030】

貯留部８０は、内部に水などの流体Ｆを貯留するものである。貯留部８０の内部は、ロッド５０の内部と給水路８２により接続している。給水路８２は、ロッド５０の回転に伴って回転しないようにスイベル８３を介してロッド５０の上端に接続している。給水路８２には、流体Ｆを移流させる移流装置として、ポンプ８４が備えられている。
貯留部８０の流体Ｆは、ポンプ８４により、給水路８２、ロッド５０およびコア採取装置１の導流路３０を通って、コアバーレル３の先端（下端）から放出される。

【0031】

第一の送信部は、第一の変位計４０で計測した計測信号を情報処理装置１３０に送信するためのものである。第一の送信部は、有線であっても無線であってかまわないが、本実施形態では、有線であるケーブル９０と、第一の回転コネクタ１００と、第二の回転コネクタ１１０と、により構成されている。

【0032】

ケーブル９０は、変位計の計測信号を送信可能なケーブル体９２を複数接続することにより構成されている。ケーブル体９２は、コア採取装置１および全てのロッド体５２に備えられている。またケーブル体９２は、ロッド体５２のケーブル９０と情報処理装置１３０とを接続するものとして、地上においてロッド５０の外側にも備えられている。ケーブル体９２のうち、隣り合うケーブル体９２と接続するものは、その両端または一端に、着脱自在にケーブル体９２同士を接続するための接続部９４を備えている。ロッド５０（ロッド体５２）とコア採取装置１とを連結する場合またはロッド体５２同士を連結する場合には、これらに備えられるケーブル体９２の接続部９４を接続することにより接続する。
なお、ロッド体５２に備えられるケーブル体９２は、全てのロッド体５２に備えられるものでなくてもよく、一部のロッド体５２に備えられるものであってもよい。
以下の説明において、ケーブル９０とは、複数のケーブル体９２を接続したものや、その接続したものに回転コネクタが備えられているもののことを言うものとする。

【0033】

コア採取装置１に備えられるケーブル体９２は２つある。これらのケーブル体９２は、第一の回転コネクタ１００を介して接続されている。これらのケーブル体９２のうち一方は、一端（下端）が第一の変位計４０に接続し、他端（上端）が第一の回転コネクタ１００に接続している。他方は、一端（下端）が第一の回転コネクタ１００に接続し、そこから内管ヘッド２３、連結ロッド２４および外管ヘッド１４に設けられたケーブル９０を通すためのケーブル孔３６と、ケーブル孔３６と接続する外管１０の第一の導流路３２とに通されており、他端（上端が）がロッド体５２のケーブル体９２に接続される。この他方のケーブル体９２は、外管１０の第一の導流路３２に固定されたケーブル固定部６０の貫通孔６７に通されており、貫通孔６７に押圧または接着され、外管１０に固定されている。また、この他方のケーブル体９２は、必要に応じてケーブル固定部６０や軸受などによりケーブル孔３６にも固定される。この他方のケーブル体９２は、その他端に接続部９４を備えており、コア採取装置１に連結するロッド体５２のケーブル体９２と、互いの接続部９４を接続することにより接続している。この他方のケーブル体９２は、その長さが接続部９４を外管ヘッド１４の外側に出すことが可能な長さとなっている。
ケーブル孔３６の所定の箇所においては、外管１０の第一の導流路３２から流体Ｆが流れ込まないように、ケーブル孔３６とケーブル体９２との隙間にシール材が充てんされている。

【0034】

各ロッド体５２に備えられるケーブル体９２は、その内部に備えられたケーブル固定部６０の貫通孔６７に通されており、貫通孔６７に押圧または接着され、ロッド体５２に固定されている。各ロッド体５２に備えられるケーブル体９２は、各ロッド体５２より長さが長く、その両端の接続部９４，９４をロッド体５２の各開口から外側に出せるようになっている。

【0035】

ロッド体５２に備えられるケーブル体９２のうち最も上側に位置するものは、地上に位置するロッド体５２に備えられている。このケーブル体９２は、一端（下端）に接続部９４を備え、隣り合う下側のケーブル体９２と互いの接続部９４を接続することにより接続している。また、このケーブル体９２の他端（上端）は、第二の回転コネクタ１１０に接続している。

【0036】

ロッド５０の外側に配されるケーブル体９２は、一端が第二の回転コネクタ１１０に接続し、他端が情報処理装置１３０に接続している。

【0037】

上記ケーブル体９２のうち、コア採取装置１またはロッド体５２に固定されているものは、ロッド５０の回転に伴って回転する。

【0038】

第一の回転コネクタ１００は、回転体と非回転体とを電気的に接続するためのコネクタである。第一の回転コネクタ１００は、いわゆるスリップリングが用いられており、図７に示すように、リング部１０１と、ブラシ部１０４と、を備えている。

【0039】

第一の回転コネクタ１００のリング部１０１は、環状のリング部本体１０２と、リング部本体１０２の外周に設けられる金属製の環状のリング１０３と、を備えている。第一の回転コネクタ１００のリング部１０１は、上記のコア採取装置１に備えられるケーブル体９２のうちロッド体５２のケーブル体９２に接続するものの一端側（下端側）において、リング部本体１０２の中空部分にケーブル体９２を通した状態で固定されている。リング部１０１のリング１０３は、このケーブル体９２と電気的に接続している。第一の回転コネクタ１００のリング部１０１は、固定されているケーブル体９２とともにロッド５０の回転に伴って回転する。

【0040】

第一の回転コネクタ１００のブラシ部１０４は、ブラシ部本体１０５と、ブラシ部本体１０５に設けられる金属製のブラシ１０６とを有している。ブラシ１０６は、リング部１０１のリング１０３に接している。ブラシ部１０４のブラシ１０６と第一の変位計４０は、上記の通りケーブル体９２により電気的に接続している。第一の回転コネクタ１００のブラシ部１０４、第一の変位計４０およびこれらを接続するケーブル体９２は、ロッド５０の回転に伴って回転しない。

【0041】

ボーリング装置は、第一の回転コネクタ１００を備えることにより、コア採取装置１に備えられるケーブル体９２であって、ロッド５０の回転に伴って回転するケーブル体９２（ケーブル９０）と、回転しないケーブル体９２（ケーブル９０）とを、ロッド５０の回転に伴って捩じらせることなく電気的に接続することができる。

【0042】

なお、コア採取装置１のコアバーレル３がシングルコアバーレルの場合、ロッド５０の回転に伴ってコアバーレル３とこれに備えられる第一の変位計４０も回転するので、第一の回転コネクタ１００は不要である。この場合、第一の変位計４０は、コア採取装置１に連結されるロッド体５２に備えられるケーブル体９２に、単一のケーブル体９２で直接接続することができる。

【0043】

第二の回転コネクタ１１０は、第一の回転コネクタ１００と同じものであり、図８に示すように、リング部１１１と、ブラシ部１１４と、を備えている。

【0044】

第二の回転コネクタ１１０のリング部１１１は、最も上側に位置するケーブル体９２が備えられているロッド体５２に、リング部本体１１２の中空部分にロッド体５２を通した状態で固定されている。また、リング部１１１のリング１１３は、最も上側に位置するケーブル体９２の一端と電気的に接続している。第二の回転コネクタ１１０のリング部１１１は、ロッド５０の回転に伴って回転する。

【0045】

第二の回転コネクタ１１０のブラシ部１１４は、ブラシ部本体１１５に設けられたブラシ１１６がリング部１１１のリング１１３に接している。ブラシ部１１４のブラシ１１６と情報処理装置１３０は、上記の通りロッド５０の外側に位置するケーブル体９２により電気的に接続している。第二の回転コネクタ１１０のブラシ部１１４と、これに接続するケーブル体９２は、ロッド５０の回転に伴って回転しない。

【0046】

ボーリング装置は、第二の回転コネクタ１１０を備えることにより、コア採取装置１およびロッド体５２に備えられ、ロッド５０の回転に伴って回転するケーブル体９２（ケーブル９０）と、ロッド体５２の外側に備えられ、ロッド体５２の回転に伴って回転しないケーブル体９２（ケーブル９０）とを、ロッド５０の回転に伴って捩じらせることなく電気的に接続することができる。

【0047】

以上のように、ボーリング装置は、上記のケーブル９０、第一の回転コネクタ１００および第二の回転コネクタ１１０を備えることにより、ロッド５０の回転に伴ってケーブル９０を捩じらせることなく、第一の変位計４０で計測した計測信号を情報処理装置１３０に送信することができる。また、ボーリング装置は、ロッド体５２ごとにケーブル体９２が備えられているので、ロッド５０（ロッド体５２）とコア採取装置１との連結またはロッド体５２同士の連結を行う場合に、これらの連結とケーブル体９２同士の接続を短時間で容易に行うことができる。

【0048】

なお、ロッド５０内や第一の導水路には流体Ｆが流れるので、接続部９４を含めたケーブル体９２、第一の回転コネクタ１００および第二の回転コネクタ１１０は、防水性を備えるものが好ましい。

【0049】

情報処理装置１３０は、変位計で計測した計測信号を変位データとして記憶したり、変位データを処理したりするものである。情報処理装置１３０は、データ収集部１３２と、情報処理部１３４と、を備えている。

【0050】

データ収集部１３２は、変位計の計測信号をＡＤ変換して所定の時間ごとの変位データとして記憶したり、表示または出力したりするものである。データ収集部１３２は、ロッド５０の外側に位置するケーブル体９２により、第二の回転コネクタ１１０のブラシ部１１４のブラシ１１６と電気的に接続している。また、データ収集部１３２は、ケーブル体９２により情報処理部１３４と電気的に接続している。データ収集部１３２としては、例えばデータロガーを用いることができる。

【0051】

情報処理部１３４は、変位データを記憶したり、処理したりするものである。情報処理部１３４は、ＣＰＵやメモリを含む制御部と、変位計の計測信号またはこれを処理したデータを送受信する通信部と、ディスプレイやプリンタなどの出力部と、ハードディスクなどの記憶部と、キーボードやマウスなどの入力部と、を備えており、これらの構成はバスなどにより接続されている。情報処理部１３４としては、例えばパーソナルコンピュータを用いることができる。
情報処理部１３４は、機能的構成として、制御部の制御により変位計の変位データを処理する処理部を備えている。

【0052】

情報処理装置１３０は、少なくとも変位計の計測信号をＡＤ変換して変位データを記憶または表示もしくは出力するものであればどのような装置であってもよい。

【0053】

第二の変位計１４０は、ロッド５０の上下方向の進退の変位を計測するためのものである。第二の変位計１４０としては、本実施形態では、第一の変位計４０と同様にワイヤ式変位計を用いている。第二の変位計１４０は、ロッド体５２のうち地上にあるものの近くに位置するようボーリング装置本体７０に取り付けられている。
ロッド体５２のうち第二の変位計１４０より下側に位置する部分には、ワイヤ固定部１４４が備えられている。ワイヤ固定部１４４は、ロッド５０の回転に伴って回転しない非回転部を備えている。ワイヤ固定部１４４には、例えば軸受などを用いことができる。
第二の変位計１４０は、ワイヤ１４２の先端がワイヤ固定部１４４の非回転部に取り付けられており、ワイヤ１４２が上下方向に進退するようになっている。
このような構成により、第二の変位計１４０はロッド５０の回転に伴って回転しないようになっている。

【0054】

ボーリング装置は、第二の変位計１４０がロッド５０の回転に伴って回転しないので、回転するロッド５０の上下方向の進退の変位を、ワイヤ１４２を捩じらせたり、絡ませたりすることなく、正確に計測することができる。

【0055】

なお、第二の変位計１４０は、レーザー変位計など、ロッド５０の変位を計測できるものであれば、どのようなものであってもよい。

【0056】

第二の送信部は、第二の変位計１４０で計測した計測信号を情報処理装置１３０（データ収集部１３２）に送信するためのものである。第二の送信部は、有線であっても無線であってもよいが、本実施形態では、第一の送信部と同様に有線であるケーブル１５０（ケーブル体１５２）を用いている。

【0057】

次に、上記ボーリング装置を用いたコアの採取方法について説明する。ボーリング装置の使用にあたり、第一の変位計４０に備えられる接触部４２は、初期位置として、その底面（滑り止め部４５）が内管本体２１の下端と略同じ高さとなるように配しておく。これにより第一の変位計４０で内管本体２１の下端を基準としたコアＣの進入長さを計測することができる。第二の変位計１４０で計測するロッド５０の変位の基準位置は、コア採取開始時のワイヤ１４２の先端の位置とする。

【0058】

次いで、ボーリング装置本体７０を駆動してロッド５０を回転させながら下降（進退）させていく。これにより、コア採取装置１が、ビット１６を有する外管１０を回転させながら下降して地盤Ｇを掘削し、内管本体２１のコア採取部２２にコアＣを採取していく（図９参照）。地盤Ｇが固い場合には、ビット１６を冷却するため、貯留部８０からコア採取装置１に流体Ｆを供給し、コアバーレル３の先端から流体Ｆを放出しながら掘削する。所定区間のコアＣの採取が完了したら、ロッド５０を上昇させ、コア採取装置１を地上に引き上げてコア採取部２２に採取されたコアＣを回収する。必要に応じて、コア採取装置１を掘削孔に戻し、再び上記掘削、コアＣの採取およびコアＣの回収を行う。このような掘削、コアＣの採取およびコアＣの回収といった一連の行為を、所定の深さのコアＣを採取するまで繰り返し行う。コアＣの採取作業において、掘削深度が深くなりロッド５０の長さが足りなくなった場合には、ボーリング装置に備えられているロッド５０およびケーブル９０に、別途ロッド体５２およびこれに備えられるケーブル体９２を上記方法により連結または接続し、ロッド５０およびケーブル９０を延長する。

【0059】

コアＣを採取する際には、第一の変位計４０により、コア採取部２２に進入してくるコアＣの先端（上端）の上下方向の変位を計測する。また、第二の変位計１４０により、ロッド５０の進退の変位を計測する。

【0060】

第一の変位計４０および第二の変位計１４０で計測された計測信号は情報処理装置１３０に送信され、情報処理装置１３０のデータ収集部１３２によりＡＤ変換され、所定の時間ごとの変位データとしてデータ収集部１３２に記憶される。

【0061】

情報処理部１３４の処理部は、以下に示すように、記憶した変位データに基づいて、コア採取時におけるロッド５０の進退距離およびコア採取部２２に採取されたコアＣの進入長さを求めることや、これらの比較を行うことができる。

【0062】

ロッド５０の進退距離は、第二の変位計１４０で計測された変位データのうち、コア採取開始時の値とコア採取完了時の値との差またはこの差の絶対値を計算することにより求められる。ロッド５０の進退距離は、正の値となる。

【0063】

コアＣの進入長さは、第一の変位計４０の変位データのうち、コア採取開始時の値すなわち接触部４２が初期位置にある時の値とコア採取完了時の値との差またはこの差の絶対値を計算することにより求められる。コアＣの進入長さは、正の値となる。

【0064】

ロッド５０の進退距離とコアＣの進入長さの比較に関しては、ロッド５０の進退距離とコアＣの進入長さの差またはこの差の絶対値を求め、求めた値と閾値の大きさを比較する。この求めた値および閾値は、正の値となる。
求めた値が閾値よりも小さい場合、コア採取部２２にはロッド５０の進退距離とほぼ同じ長さのコアＣが採取されているので、採取したコアＣは、実際の地盤Ｇを精度よく反映している可能性が高いと判断することができる。
逆に、求めた値が閾値よりも大きい場合、地盤Ｇに空隙があるなどの理由によりコア採取部２２にロッド５０の進退距離に対応する長さのコアＣが採取されていないので、採取したコアＣは実際の地盤Ｇを精度よく反映していない可能性が高いと判断することができる。

【0065】

コア採取装置１およびこれを備えるボーリング装置によると、コアＣの変位を計測する変位計またはこれとロッド５０の変位を計測する変位計を備えることにより、採取したコアＣの精度を判定するためのデータとしてコアＣの変位またはこの変位とロッド５０の進退の変位を計測することができる。また、内管本体２１（コアバーレル３）に進入したコアＣの変位（先端の変位）や進入長さをリアルタイムで把握することもできるので、コア採取作業を行いながら、コアＣの採取状況を確認したり、採取したコアＣの精度を判定したりすることもできる。

【0066】

また、コア採取装置１およびこれを備えるボーリング装置は、変位計で計測した計測信号をケーブル９０で送信する場合、回転コネクタを備えることにより、ケーブル９０を捩じらせることなく、計測信号を送信することができる。

【0067】

また、コア採取装置１およびこれを備えるボーリング装置は、ロッド５０が、複数のロッド体５２で構成される場合に、ロッド体５２ごとにケーブル体９２を備えることにより、ロッド５０およびケーブル９０の延長を短時間で容易に行うことができる。

【0068】

また、コアの採取方法によると、採取したコアＣの精度を判定することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ コア採取装置
３ コアバーレル
１０ 外管
１２ 外管本体
１４ 外管ヘッド
１６ ビット
２０ 内管
２１ 内管本体
２２ コア採取部
２３ 内管ヘッド
２４ 連結ロッド
２５ 軸受
３０ 導流路
３２ 第一の導流路
３４ 第二の導流路
３６ ケーブル孔
４０ 第一の変位計
４１ ワイヤ
４２ 接触部
４３ 接触部本体
４４ 押圧部
４５ 滑り止め部
４６ 吸水材
５０ ロッド
５２ ロッド体
５４ 雄ネジ
５６ 雌ネジ
６０ ケーブル固定部
６２ 外枠部
６４ 固定部
６６ 支持部
６７ 貫通孔
７０ ボーリング装置本体
７２ 駆動装置
８０ 貯留部
８２ 給水路
８３ スイベル
８４ ポンプ
９０ ケーブル（第一の送信部）
９２ ケーブル体
９４ 接続部
１００ 第一の回転コネクタ
１０１ リング部
１０２ リング部本体
１０３ リング
１０４ ブラシ部
１０５ ブラシ部本体
１０６ ブラシ
１１０ 第二の回転コネクタ
１１１ リング部
１１２ リング部本体
１１３ リング
１１４ ブラシ部
１１５ ブラシ部本体
１１６ ブラシ
１３０ 情報処理装置
１３２ データ収集部
１３４ 情報処理部
１４０ 第二の変位計
１４２ ワイヤ
１４４ ワイヤ固定部
１５０ ケーブル（第二の送信部）
１５２ ケーブル体
Ｃ コア
Ｆ 流体
Ｇ 地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】