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(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】
(24)【登録日】2023-06-30
(45)【発行日】2023-07-10
(54)【発明の名称】掘削孔測定器
(51)【国際特許分類】
   E21B 47/04 20120101AFI20230703BHJP
   G01C 15/00 20060101ALI20230703BHJP
【FI】
E21B47/04
G01C15/00 104B
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2019211196
(22)【出願日】2019-11-22
(65)【公開番号】P2021080794
(43)【公開日】2021-05-27
【審査請求日】2022-09-09
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第2項適用 株式会社総合土木研究所発行の令和1年10月28日、「月刊 基礎工 2019年11月号」に発表
(73)【特許権者】
【識別番号】391039829
【氏名又は名称】東洋テクノ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095337
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100174425
【弁理士】
【氏名又は名称】水崎 慎
(74)【代理人】
【識別番号】100203932
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 克宗
(72)【発明者】
【氏名】宮本 和徹
【審査官】彦田 克文
(56)【参考文献】
【文献】特開昭63-255489(JP,A)
【文献】特開2008-122118(JP,A)
【文献】実公昭48-37443(JP,Y1)
【文献】特開平3-252520(JP,A)
【文献】特開平9-243363(JP,A)
【文献】米国特許第4461015(US,A)
【文献】特開平5-18179(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E21B 47/04
G01C 15/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケリーバと、
地中に設けられた垂直な掘削孔に前記ケリーバを昇降させる昇降機構部と、
前記ケリーバの先端に取付ける測定治具と、
前記測定治具に設けられた挿通孔に挿通され、前記掘削孔の深さを示す目盛りを有するテープ状部材と、
前記テープ状部材の一端に取付けられるおもりと、
を備え、
前記測定治具は、
長手形状の基台部と、
前記ケリーバに接続するように形成され、前記基台部の長手方向の一端に設けられた接続部と、
前記テープ状部材を挿通させる挿通孔を有し、前記基台部の長手方向の他端に設けられたおもり支持部と、
前記テープ状部材を挿通させる挿通孔を有し、前記基台部の前記接続部と前記おもり支持部との間に設けられたガイド部と、
を有し、
前記基台部は、前記接続部に前記ケリーバが接続されたとき、水平方向に延設され、
前記ガイド部は、前記テープ状部材が前記掘削孔の深さ方向に移動することができるように前記テープ状部材を支持し、
前記おもり支持部は、前記おもりとともに前記テープ状部材が下降または上昇することができるように該テープ状部材を支持する、
ことを特徴とする掘削孔測定器。
【請求項2】
前記基台部は、
前記掘削孔の拡底部の張出し部分に前記測定治具を下降させたとき前記拡底部の底部分に前記おもりを配置させる前記長手形状である、
ことを特徴とする請求項1に記載の掘削孔測定器。
【請求項3】
前記基台部は、
前記掘削孔の拡底部に前記おもりを配置させる前記長手形状である、
ことを特徴とする請求項1に記載の掘削測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、掘削孔の底部分の深さを測定する掘削孔測定器に関する。
【背景技術】
【0002】
地中に垂直に形成する、例えば杭孔などを掘削する場合、所定深さまで掘削を終えた後、当該孔の深度を実測することが行われている。
杭孔などの深度を測るとき、一般的には、例えば、掘削バケットに替えておもりと検測テープを孔内部へ下降させ、おもりが孔底部に到達したときの深度を測定している。
また、杭孔などの掘削孔の深度を測定する装置として、掘削装置を吊り下げているロープに、深度計、傾斜計またはレートセンサ等を有する検出装置を設置するものがある(例えば、特許文献1)。この装置は、掘削装置の直上に検出装置を設置しており、掘削孔の底部分等に直接、接触することなく深度を測定することができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平5-18179号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
掘削孔の底部分には、掘削の際に生じた土砂が除去されずに溜まっている場合がある。そのため、この位置の深度を測定することによって、掘削孔が予め設定した深度を有しているか否かを検測する必要がある。
従来の測定器は、以上のように構成されているので、掘削孔の中心部分、もしくはその近傍の深度は、良好に測定することができる。しかしながら、掘削孔に設けられた拡底部は、孔径の外側に向かって張出す形状をしており、この張出部分の深度を測定することは困難であった。
【0005】
本開示は、上記の問題点に鑑みなされたもので、掘削孔の側壁近傍の底部分に接触して深度を測る掘削孔測定器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る掘削孔測定器は、ケリーバと、地中に設けられた垂直な掘削孔に前記ケリーバを昇降させる昇降機構部と、前記ケリーバの先端に取付ける測定治具と、前記測定治具に設けられた挿通孔に挿通され、前記掘削孔の深さを示す目盛りを有するテープ状部材と、前記テープ状部材の一端に取付けられるおもりと、を備え、前記測定治具は、長手形状の基台部と、前記ケリーバに接続するように形成され、前記基台部の長手方向の一端に設けられた接続部と、前記テープ状部材を挿通させる挿通孔を有し、前記基台部の長手方向の他端に設けられたおもり支持部と、前記テープ状部材を挿通させる挿通孔を有し、前記基台部の前記接続部と前記おもり支持部との間に設けられたガイド部と、を有し、前記基台部は、前記接続部に前記ケリーバが接続されたとき、水平方向に延設され、前記ガイド部は、前記テープ状部材が前記掘削孔の深さ方向に移動することができるように前記テープ状部材を支持し、前記おもり支持部は、前記おもりとともに前記テープ状部材が下降または上昇することができるように該テープ状部材を支持することを特徴とする。
【0007】
また、前記基台部は、前記掘削孔の拡底部の張出し部分に前記測定治具を下降させたとき前記拡底部の底部分に前記おもりを配置させる前記長手形状であることを特徴とする。
【0008】
また、前記基台部は、前記掘削孔の拡底部に前記おもりを配置させる前記長手形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、掘削孔に形成された拡底部などの、底部分の深度を測定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本開示の実施の形態による掘削孔測定器の測定治具を側方から見た場合の形状を示す説明図である。
図2図1の測定治具を上方から見た場合の形状を示す説明図である。
図3図1の測定治具を設置したアースドリル機を示す説明図である。
図4】第1の掘削孔に図1の測定治具等を挿入した状態を示す説明図である。
図5】第2の掘削孔に図1の測定治具等を挿入した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
(実施の形態)
図1は、本開示の実施の形態による掘削孔測定器の測定治具20を側方から見た場合の形状を示す説明図である。また、図2は、図1の測定治具20を上方から見た場合の形状を示す説明図である。
測定治具20は、例えば、直線状のH鋼材によって形成されており、長手形状の部材である基台部21、基台部21の長手一端に設けられたケリーバ接続部22、基台部21の長手他端に設けられたおもり支持部24、おもり支持部24の近傍であって、おもり支持部24とケリーバ接続部22との間に設けられたガイド部23を備えている。
ケリーバ接続部22、ガイド部23、おもり支持部24は、例えば、基台部21と同様な強度を有する鋼材を用いて形成されている。
【0012】
ケリーバ接続部22は、例えば、2つのプレートの間に、後述するケリーバ8の先端(ジョイント構造部分)を挟み込んで接続固定するように形成されている。
おもり支持部24は、後述するように、おもり25を接続した検測テープ26(テープ状部材)を挿通させる挿通孔(図示省略)を有し、基台部21の長手方向の他端から検測テープ26およびおもり25を基台部21の下方へ垂らすことができるように形成されている。
【0013】
ガイド部23は、基台部21の長手方向に対して垂直方向に延設されており、検測テープ26を挿通させる挿通孔(図示省略)を有し、おもり支持部24に挿通された検測テープ26の延設部分(おもり25が接続されていない側)を測定治具20の上方へ導くように、また、掘削孔の外部から孔内部へ引き込まれた検測テープ26を、おもり支持部24へ導くように形成されている。
なお、おもり支持部24の挿通孔、および、ガイド部23の挿通孔は、いずれも基台部21の長手方向に沿って検測テープ26を挿通させるように形成されている。
【0014】
図3は、図1の測定治具20を設置したアースドリル機1を示す説明図である。図示したアースドリル機1は、本体2、走行機構部3、運転席4、ブーム5を備えて構成されている。
ブーム5の先端には、滑車等によって構成されたトップシーブ6を備えている。トップシーブ6には、主巻ロープ7が掛けられており、主巻ロープ7の先端はトップシーブ6を介してケリーバ8の上端に接続されている。なお、主巻ロープ7の基端(図示省略)は、例えば、運転席4の後方に配置されたリール(図示省略)に巻回されている。主巻ロープ7は、当該リールから送り出し自在に、また、巻き戻し自在に備えられている。
【0015】
ケリーバ8は、ケリー駆動装置9によって回転駆動されるように、アースドリル機1に備えられている。ケリー駆動装置9は、ブーム5の基端側に設置されたフロントフレーム10によって支持されている。また、ケリー駆動装置9は、調整ダンパー11が接続され、当該調整用ダンパー11によって(本体2の)前後方向へ移動可能に備えられている。
ケリーバ8の下端には、測定治具20(ケリーバ接続部22)が接続固定されている。測定治具20は、ケリーバ8に接続されることにより、基台部21が水平方向(掘削孔の深さ方向等に直交する方向)に延設されるように構成されている。
【0016】
測定治具20のガイド部23、おもり支持部24の各挿通孔には、前述のように検測テープ26が挿通されている。これらの各挿通孔は、挿通された検測テープ26が孔内部を自在に移動することができるように形成されている。
詳しくは、ガイド部20は、ガイド部20の挿通孔に挿通された検測テープ26が、掘削孔の深さ方向に自在に移動できるように、検測テープ26を支持している。
また、おもり支持部24は、おもり支持部の挿通孔に挿通された検測テープ26が、おもり25の下降(または上昇)にともなって、掘削孔の深さ方向に自在に移動することができる(下降または上昇する)ように、検測テープ26を支持している。
【0017】
検測テープ26は、前述のように、下端におもり25が接続されており、当該検測テープ26の上端は、掘削孔の外部、例えば、図示されない杭孔に設けられた表層ケーシングに配置されている。
検測テープ26は、例えば、合成繊維製やアルミ合金製であり、孔深さを示す目盛りを有するテープ状部材である。
おもり25は、前述のように、検測テープ26を挿通させたおもり支持部24によって基台部21の端部から下方へ垂れ下がるように設置されている。
おもり25が接続された検測テープ26は、おもり25の自重によって測定治具20の下方に引っ張られ、撓むことなくおもり支持部24およびガイド部23に支持される。
【0018】
アースドリル機1は、主巻ロープ7の送り出し長さを検知するエンコーダ(図示省略)、および、エンコーダの出力信号から、掘削に使用する軸掘り用バケット(図示省略)、拡底バケット(図示省略)等の位置(深度)を表示する表示装置等(図示省略)を運転席4に備えている。
即ち、アースドリル機1は、ケリーバ8等を昇降させる昇降機構部を備えており、また、運転席4においてアースドリル機1を操作する使用者等に、掘削孔の深度を知らせる、もしくは認識させることができる装置等を備えている。
また、アースドリル機1は、掘削孔の内部へ下降させたケリーバ8を、孔内部において水平方向に若干移動させ、ケリーバ8の配置位置を調整する(掘削孔の内部において測定治具20を水平方向に移動させる)調整機構を備えている。
【0019】
次に動作について説明する。
図4は、第1の掘削孔に図1の測定治具20等を挿入した状態を示す説明図である。図4は、第1の掘削孔を上方から見た場合の孔形状と、第1の掘削孔を側方から見た場合の孔形状とを相互に対応させて示している。
第1の掘削孔は、例えば、アースドリル機1に第1の軸掘り用バケットを取付けて掘削を行い、軸孔40aを形成する。その後、アースドリル機1に第1の拡底バケットを取付けて軸孔40aの底部分を掘削し、張出し部分を含む拡底部41aを形成したものである。
【0020】
上記のように、軸孔40aおよび拡底部41aを形成した後、地上において、図3に示したようにアースドリル機1のケリーバ8に測定治具20を取付け、また、おもり25を一端部に取付けた検測テープ26をおもり支持部24およびガイド部23の各挿通孔に挿通させる。
運転席4に搭乗した使用者がアースドリル機1を稼働させ、本体2に備えられたリール等から主巻ロープ7を送り出してケリーバ8、測定治具20等を第1の掘削孔内に挿入し、拡底部41aに向かって下降させる。このとき、検測テープ26の他端は、例えば、上記の掘削を行う際に第1の掘削孔の開口部(地表近傍)に設けた表層ケーシングの位置に配置させておく。
【0021】
アースドリル機1の使用者は、ケリーバ8もしくは測定治具20が、拡底部41aを形成させた深度に到達したところで、運転席4において所定の操作を行い、測定治具20等の下降を停止させる。
次に、例えば、ブーム3等を稼働させて、ケリーバ8を第1の掘削孔の中心軸近傍に配置し、測定治具20のおもり支持部24ならびにおもり25を、拡底部41aの側壁近傍へ近付ける。また、アースドリル機1を旋回させることにより、測定点Aまたは測定点Bなど所望の位置へおもり25を移動させる。
【0022】
換言すると、測定治具20の水平方向(基台部21の長手方向)の長さは、軸孔40aの直径よりも短い(軸孔40aに挿入可能な)長さであり、また、拡底部41aの張出し部分に測定治具20を下降(移動)させたとき、拡底部41aの底部分において、任意の位置におもり25を配置することができる長さである。即ち、基台部21は、拡底部41aの底部分全体のうち、所望の位置におもり25を配置することができる長手形状に形成されている。
なお、測定治具20を第1の掘削孔の底部分へ下降させ、測定点Aまたは測定点Bなどの位置におもり25を移動するまでの期間に、測定治具20から不意におもり25が下降しないように、例えば、使用者等の操作などによって、または、抑制機構(装置)などを用いて、検測テープ26の地上に配置されている部分の設置状態を制御(第1の掘削孔内への送り込みを抑止)する。
【0023】
前述のように、おもり25を測定点Aまたは測定点Bなどに移動した後、例えば、地上に配置されている検測テープ26を第1の掘削孔内へ送り込み、おもり25を測定治具20から下降させ、拡底部41aの底部分、即ち、第1の掘削孔の底部分におもり25を接触させる(載置する)。
おもり25が上記の底部分に接触したときの深度を、検測テープ26の地上(表層ケーシング)に配置されている部分の目盛りを読み取り、第1の掘削孔の深度の実測値を取得する。即ち、ケリーバ8もしくは測定治具20の深度を一定にした後、おもり25が第1の掘削孔の底部分に接触するまでに送り込まれた検測テープ26の長さから、第1の掘削孔の深さの実測値を取得する。
【0024】
図5は、第2の掘削孔に図1の測定治具20等を挿入した状態を示す説明図である。図5は、第2の掘削孔を上方から見た場合の孔形状と、第2の掘削孔を側方から見た場合の孔形状とを相互に対応させて示している。
第2の掘削孔は、例えば、アースドリル機1に第2の軸掘り用バケットを取付けて掘削を行い、軸孔40bを形成する。その後、アースドリル機1に第2の拡底バケットを取付けて軸孔40bの底部分を掘削し、拡底部41bを形成したものである。なお、図5に例示した第2の掘削孔は、前述の第1の掘削孔よりも大きく形成されたものである。
第2の掘削孔は、例えば、アースドリル機1に第2の軸掘り用バケットを取付けて掘削し、軸孔40bを形成した後、アースドリル機1に第2の拡底バケットを取付けて軸孔40bの底部分を掘削し、張出し部分を含む拡底部41bを形成したものである。
【0025】
軸孔40bおよび拡底部41bを形成した後、アースドリル機1のケリーバ8に測定治具20等を取付け、また、おもり25を一端に取付けた検測テープ26を、おもり支持部24およびガイド部23の各部の挿通孔に挿通させる。
また、第1の掘削孔の深度を測定した場合と同様に、使用者がアースドリル機1を稼働させて、測定治具20等を第2の掘削孔内に挿入し、拡底部41bに向かって下降させる。
アースドリル機1の使用者は、ケリーバ8もしくは測定治具20が、拡底部41bを形成させた深度に到達したところで、運転席4において所定の操作を行い、測定治具20等の下降を停止させる。
【0026】
次に、例えば、ブーム3等を稼働させて、ケリーバ8を第2の掘削孔の適当な位置に配置し、測定治具20のおもり支持部24、ならびに、おもり25を、拡底部41bの張出し部へ近付ける。また、アースドリル機1を旋回させて、測定点Cまたは測定点Dなど所望の位置へおもり25を移動させる。
なお、このとき、おもり25を、測定治具20から不意におもり25が下降しないように、例えば、第1の掘削孔の深度を測定した場合と同様に、検測テープ26の地上に配置されている部分を調整(第2の掘削孔内への送り込みを抑止)しておく。
おもり25を測定点Cまたは測定点Dなどに移動した後、おもり25を第2の掘削孔の底部分へ接触させて(載置して)、第2の掘削孔の深度を測定する動作等は、第1の掘削孔の深度を測定した場合と同様である。
【0027】
ここでは、図4および図5に基づいて拡底部41a,41bの深度を測定する場合の動作を説明したが、本開示の掘削孔測定装置は、拡底部を有していない、例えば、孔径が一定の軸孔等についても、底部分(側壁近傍の位置)の深度測定を行うことができる。なお、孔径が一定の軸孔等の深度を測定するときには、軸孔等の孔径に対応する(軸孔等に挿入可能であって、軸孔等の底部分全体のうちの任意の位置におもり25を配置することができる)長さの基台部21を備えた測定治具20を使用する。
また、測定治具20に、例えば油圧装置を備え、この油圧装置を動作させることにより、アースドリル機1を旋回させることなく、ガイド部23およびおもり支持部24が、拡底部41a,41b等の張出し部へ接近(移動)するように構成してもよい。
【符号の説明】
【0028】
1 アースドリル機
2 本体
3 走行機構部
4 運転席
5 ブーム
6 トップシーブ
7 主巻ロープ
8 ケリーバ
9 ケリー駆動装置
10 フロントフレーム
11 調整ダンパー
20 測定治具
21 基台部
22 ケリーバ接続部
23 ガイド部
24 おもり支持部
25 おもり
26 検測テープ
40a,40b 軸部
41a,41b 拡底部
図1
図2
図3
図4
図5