特許 7629241 標準貫入試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-04

(45)【発行日】2025-02-13

(54)【発明の名称】標準貫入試験装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/02 20060101AFI20250205BHJP

【ＦＩ】

E02D1/02

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2024091794

(22)【出願日】2024-06-05

【審査請求日】2024-06-05

【審判番号】

【審判請求日】2024-11-07

【早期審理対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591223404

【氏名又は名称】株式会社トラバース

(74)【代理人】

【識別番号】100160990

【弁理士】

【氏名又は名称】亀崎 伸宏

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克彦

(72)【発明者】

【氏名】大野 真幸

【合議体】

【審判長】有家 秀郎

【審判官】津熊 哲朗

【審判官】土屋 真理子

(56)【参考文献】

【文献】特許第６６６１１６０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特許第６６６４６４９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平４－２３８９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２０１６／１９４０２３（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開平９－３１６９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２４５１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

E02D 1/00-3/115

G01N 3/00-3/62

E21B 1/00-19/24

E21B 44/00-44/10

E02D 7/00-13/10

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掘削具が下部に接続されているロッドを回転かつ下降可能に保持し、前記掘削具によって地盤に、Ｎ値を求める測定位置となる穴を掘削する掘削機構と、
前記掘削機構を平面視で旋回可能に支持することで、前記掘削機構を前記測定位置から退避可能にする第１旋回支柱と、
前記第１旋回支柱の上端に設けられ、ギアを介して、前記掘削機構が保持するロッドを回転させる動力源となる油圧モーターと、
前記掘削機構が掘削した穴に配置されているサンプラーにロッドを介して接続されて、前記サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める打撃機構と、
前記打撃機構を平面視で旋回可能に支持することで、前記打撃機構を前記測定位置から退避可能にする第２旋回支柱と、を備え、
前記掘削機構は、平面視で、前記第１旋回支柱を中心として旋回可能であり、
前記打撃機構は、平面視で、前記第２旋回支柱を中心として旋回可能であることを特徴とする
標準貫入試験装置。

【請求項2】

前記油圧モーターに作動油を供給するためのホースを備えていることを特徴とする
請求項１に記載の標準貫入試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、標準貫入試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び２には、地盤に穴を掘削する掘削機構と、サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める打撃機構と、を備えている標準貫入試験装置が開示されている。

【0003】

これら標準貫入試験装置において、掘削機構は、ベース本体に対してスライドフレームが前後にスライドすることで、Ｎ値を求める測定位置から退避可能になっている。また、打撃機構は、ベース本体に対してスライドフレームが前後にスライドすると共に、当該打撃機構が旋回支柱を中心に旋回することで、Ｎ値を求める測定位置から退避可能になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６６６１１６０号公報

【文献】特許第６６６４６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような標準貫入試験装置は、ベース本体に対してスライドフレームが前後にスライドする構造を有しているため、装置の小型化に限界があった。

【0006】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、小型化を実現させることができる標準貫入試験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】

（１）本発明は、掘削具が下部に接続されているロッドを回転かつ下降可能に保持し、前記掘削具によって地盤に、Ｎ値を求める測定位置となる穴を掘削する掘削機構（例えば、後述する掘削機構３）と、前記掘削機構を平面視で旋回可能に支持することで、前記掘削機構を前記測定位置から退避可能にする第１旋回支柱（例えば、後述する第１旋回支柱４）と、前記第１旋回支柱の上端に設けられ、ギアを介して、前記掘削機構が保持するロッドを回転させる動力源となる油圧モーター（例えば、後述する油圧モーター５）と、前記掘削機構が掘削した穴に配置されているサンプラーにロッドを介して接続されて、前記サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める打撃機構（例えば、後述する打撃機構６）と、前記打撃機構を平面視で旋回可能に支持することで、前記打撃機構を前記測定位置から退避可能にする第２旋回支柱（例えば、後述する第２旋回支柱７）と、を備え、前記掘削機構は、平面視で、前記第１旋回支柱を中心として旋回可能であり、前記打撃機構は、平面視で、前記第２旋回支柱を中心として旋回可能であることを特徴とする標準貫入試験装置である。
（２）本発明はまた、前記油圧モーターに作動油を供給するためのホースを備えていることを特徴とする上記（１）に記載の標準貫入試験装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明の標準貫入試験装置によれば、掘削機構が保持するロッドを回転させる動力源として、油圧モーターを採用し、当該油圧モーターを第１旋回支柱の上端に設け、掘削機構を第１旋回支柱に旋回可能に支持させることで、掘削機構を、Ｎ値を求める測定位置から退避可能にしたので、装置の小型化を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】本発明の実施形態に係る標準貫入試験装置の正面図であり、掘削機構及び打撃機構の各々を測定位置から退避させた状態を示す。

【図1B】標準貫入試験装置の平面模式図であり、掘削機構及び打撃機構の各々を測定位置から退避させた状態を示す。

【図2A】標準貫入試験装置の正面図であり、掘削機構を測定位置に配置させ、打撃機構を測定位置から退避させた状態を示す。

【図2B】標準貫入試験装置の平面模式図であり、掘削機構を測定位置に配置させ、打撃機構を測定位置から退避させた状態を示す。

【図3A】標準貫入試験装置の正面図であり、掘削機構を測定位置から退避させ、打撃機構を測定位置に配置させた状態を示す。

【図3B】標準貫入試験装置の平面模式図であり、掘削機構を測定位置から退避させ、打撃機構を測定位置に配置させた状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明の実施形態に係る標準貫入試験装置１について詳細に説明する。なお、各図において、矢印Ｆは前方を、矢印Ｂは後方を、矢印Ｌは左方を、矢印Ｒは右方を、矢印Ｕは上方を、矢印Ｄは下方を、それぞれ示す。

【0011】

まず、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、実施形態に係る標準貫入試験装置１の構成について説明する。図１Ａは、標準貫入試験装置１の正面図であり、掘削機構３及び打撃機構６の各々を測定位置から退避させた状態を示す。図１Ｂは、標準貫入試験装置１の平面模式図であり、掘削機構３及び打撃機構６の各々を測定位置から退避させた状態を示す。図２Ａは、標準貫入試験装置１の正面図であり、掘削機構３を測定位置に配置させ、打撃機構６を測定位置から退避させた状態を示す。図２Ｂは、標準貫入試験装置１の平面模式図であり、掘削機構３を測定位置に配置させ、打撃機構６を測定位置から退避させた状態を示す。図３Ａは、標準貫入試験装置１の正面図であり、掘削機構３を測定位置から退避させ、打撃機構６を測定位置に配置させた状態を示す。図３Ｂは、標準貫入試験装置１の平面模式図であり、掘削機構３を測定位置から退避させ、打撃機構６を測定位置に配置させた状態を示す。

【0012】

図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示す標準貫入試験装置１は、地盤の強度を求める標準貫入試験に用いられ、深度に応じた本数のロッドを互いに連結させた状態で使用する。

【0013】

標準貫入試験とは、日本産業規格（ＪＩＳ Ａ １２１９：２０２３）に規定される標準貫入試験方法による試験のことである。標準貫入試験では、地盤の穴にサンプラーを立てて、当該サンプラーにロッドを介してガイドロッド６０を連結させてから、ガイドロッド６０に固定したアンビル６２に、６３．５±０．５ｋｇのハンマー６１を７６０±１０ｍｍの高さから落下させて、サンプラーを打ち込む。この標準貫入試験では、サンプラーを３００ｍｍ打ち込むのに必要な打撃回数を、地盤の強度を示すＮ値として求める。なお、ロッド、掘削具、サンプラー、ガイドロッド６０及びアンビル６２は、互いの連結部分がねじになっており、互いに回転させることで連結し又は取り外される。

【0014】

具体的に、標準貫入試験装置１は、ベースマシン２と、掘削機構３と、第１旋回支柱４と、油圧モーター５と、打撃機構６と、第２旋回支柱７と、吊下げ機構８と、等を備えている。

【0015】

ベースマシン２は、標準貫入試験装置１を自走可能にする。具体的に、ベースマシン２は、ベース本体２０と、左右一対のキャタピラ２１と、前後左右のアウトリガ２２と、等を備えている。

【0016】

ベース本体２０には、左右に一対のキャタピラ２１が取り付けられている。このベース本体２０には、前後左右にアウトリガ２２が取り付けられている。

【0017】

掘削機構３は、ベース本体２０の前方右寄りに設けられている第１旋回支柱４に、旋回可能に支持されている。この掘削機構３は、互いに連結され、下部に掘削具（図示省略）が接続され、上部にスイベルジョイント（図示省略）が接続されるロッド（図示省略）が上下方向に挿入可能で、当該ロッド（図示省略）を回転かつ下降可能に保持する。また、掘削機構３は、掘削具（図示省略）によって地盤に、Ｎ値を求める測定位置となる穴を掘削する。

【0018】

第１旋回支柱４は、ベース本体２０の前方右寄りに設けられ、油圧シリンダ（図示省略）によって動作する。この第１旋回支柱４は、掘削機構３を旋回可能に支持することで、掘削機構３を測定位置から退避可能にする。

【0019】

油圧モーター５は、第１旋回支柱４の上端に設けられている。この油圧モーター５は、ホース（図示省略）を介して作動油が供給されることで、ギア（図示省略）を介して、掘削機構３が保持するロッドを回転させる動力源となる。

【0020】

打撃機構６は、ベース本体２０の左前方に設けられている第２旋回支柱７に、旋回可能に支持されている。この打撃機構６は、掘削機構３が掘削した穴に配置されているサンプラーにロッドを介して接続されて、サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める。

【0021】

具体的に、打撃機構６は、ガイドロッド６０と、ハンマー６１と、アンビル６２と、ガイドロッド用リーダ６３と、ハンマーチャック６４と、ハンマーチャック昇降機構（図示省略）と、等を備えている。

【0022】

ガイドロッド６０は、下部にサンプラーが接続されているロッドの上端に、アンビル６２を介して接続されて、ハンマー６１の自由落下を案内する。このガイドロッド６０は、ガイドロッド用リーダ６３の前方に当該ガイドロッド用リーダ６３と平行となるように、当該ガイドロッド用リーダ６３に対して上下動可能に支持されている。また、ガイドロッド６０は、当該ガイドロッド６０の途中（例えば、下端から７６０±１０ｍｍの高さの位置）にこぶ６０ａを有している。こぶ６０ａは、当該こぶ６０ａにハンマーチャック６４が到達した時に、ハンマーチャック６４によるハンマー６１の保持を解除して、ハンマー６１を自由落下させる。

【0023】

ハンマー６１は、ガイドロッド６０に沿って移動可能に設けられている。このハンマー６１は、ガイドロッド６０に沿って自由落下してアンビル６２に衝突することで、アンビル６２を打撃して、サンプラーを間接的に打撃する。

【0024】

アンビル６２は、下部にサンプラーが接続されているロッドの上端と、ガイドロッド６０の下端と、の間に介在して、自由落下したハンマー６１に打撃される。

【0025】

ガイドロッド用リーダ６３は、ガイドロッド６０の後方に当該ガイドロッド６０と平行となるように、ベース本体２０の左前方に、第２旋回支柱７を介して立設される。ガイドロッド用リーダ６３には、当該ガイドロッド用リーダ６３に沿って移動可能にハンマーチャック６４が取り付けられている。このガイドロッド用リーダ６３は、ハンマーチャック昇降機構（図示省略）を内蔵している。

【0026】

ハンマーチャック６４は、ガイドロッド６０及びガイドロッド用リーダ６３に沿って移動可能に設けられており、ハンマー６１を保持すると共に、保持したハンマー６１を上方に移動させてから当該ハンマー６１の保持を解除して、当該ハンマー６１を自由落下させる。

【0027】

ハンマーチャック昇降機構（図示省略）は、ハンマーチャック６４が固定されているエンドレスチェーン（図示省略）と、エンドレスチェーン（図示省略）を走行させるスプロケット（図示省略）と、等から構成されており、エンドレスチェーン（図示省略）の走行に伴って、ハンマーチャック６４をガイドロッド用リーダ６３に沿って昇降させる。

【0028】

第２旋回支柱７は、ベース本体２０の左前方に設けられ、油圧シリンダ（図示省略）によって動作する。この第２旋回支柱７は、打撃機構６を旋回可能に支持することで、打撃機構６を測定位置から退避可能にすると共に、吊下げ機構８を測定位置に配置可能にする。

【0029】

吊下げ機構８は、ガイドロッド用リーダ６３の後方に設けられている。この吊下げ機構８は、サンプラーを穴から吊り下げる際に用いられる。具体的に、吊下げ機構８は、ウインチ８０と、ワイヤー８１と、滑車８２と、フック８３と、等を備えている。

【0030】

ウインチ８０は、ガイドロッド用リーダ６３の背面に設けられている。このウインチ８０は、ワイヤー８１の巻取り及び繰出しを行うことで、ワイヤー８１の先端に取り付けられたフック８３の上げ下げを行う。

【0031】

ワイヤー８１は、ウインチ８０からガイドロッド用リーダ６３に沿って上方の滑車８２に向かって延びていると共に、滑車８２で折り返して下方に延びている。このワイヤー８１は、ウインチ８０に巻き取られ及び繰り出されることで、当該ワイヤー８１の先端に設けられたフック８３を上げ下げする。

【0032】

滑車８２は、ガイドロッド用リーダ６３の上方に設けられている。この滑車８２は、ウインチ８０からガイドロッド用リーダ６３に沿って延びているワイヤー８１を引っ掛けていて、当該ワイヤー８１を下方に向けて折り返されている。

【0033】

フック８３は、ワイヤー８１の先端に取り付けられている。このフック８３は、ワイヤー８１に吊り下げられていて、ワイヤー８１の巻取り及び繰出しが行われることで、上げ下げが行われる。

【0034】

次に、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、標準貫入試験装置１の作用について説明する。

【0035】

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、標準貫入試験装置１は、初期状態において、掘削機構３及び打撃機構６の各々が測定位置から退避している。

【0036】

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、標準貫入試験装置１は、地盤に穴を掘削する場合、掘削機構３を測定位置に配置させ、打撃機構６を測定位置から退避させておく。

【0037】

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、標準貫入試験装置１は、Ｎ値を求める場合、掘削機構を測定位置から退避させ、打撃機構６を測定位置に配置させておく。

【0038】

すなわち、標準貫入試験装置１は、地盤に穴を掘削する場合、測定位置から退避している掘削機構３を測定位置に移動させ、測定位置から退避している打撃機構６をそのままとし、打撃機構６の測定位置から退避している状態を維持する。地盤に穴を掘削した後、標準貫入試験装置１は、掘削機構３を測定位置から退避させる。

【0039】

標準貫入試験装置１は、Ｎ値を求める場合、測定位置から退避している打撃機構６を測定位置に移動させ、測定位置から退避している掘削機構３をそのままとし、掘削機構３の測定位置から退避している状態を維持する。Ｎ値を求めた後、標準貫入試験装置１は、打撃機構６を測定位置から退避させる。

【0040】

このように、標準貫入試験装置１は、掘削具が下部に接続されているロッドを回転かつ下降可能に保持し、掘削具によって地盤に、Ｎ値を求める測定位置となる穴を掘削する掘削機構３と、掘削機構３を旋回可能に支持することで、掘削機構３を測定位置から退避可能にする第１旋回支柱４と、第１旋回支柱４の上端に設けられ、ギアを介して、掘削機構３が保持するロッドを回転させる動力源となる油圧モーター５と、掘削機構３が掘削した穴に配置されているサンプラーにロッドを介して接続されて、サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める打撃機構６と、打撃機構６を旋回可能に支持することで、打撃機構６を測定位置から退避可能にする第２旋回支柱７と、を備えている。

【0041】

したがって、標準貫入試験装置１によれば、掘削機構３が保持するロッドを回転させる動力源として、油圧モーター５を採用し、当該油圧モーター５を第１旋回支柱４の上端に設け、掘削機構３を第１旋回支柱４に旋回可能に支持させることで、掘削機構３を、Ｎ値を求める測定位置から退避可能にしたので、装置の小型化を実現させることができる。

【0042】

本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、各構成の位置、大きさ、長さ、数量、形状、材質などは適宜変更できる。

【符号の説明】

【0043】

１ 標準貫入試験装置
２ ベースマシン
２０ ベース本体
２１ キャタピラ
２２ アウトリガ
３ 掘削機構
４ 第１旋回支柱
５ 油圧モーター
６ 打撃機構
６０ ガイドロッド
６０ａ こぶ
６１ ハンマー
６２ アンビル
６３ ガイドロッド用リーダ
６４ ハンマーチャック
７ 第２旋回支柱
８ 吊下げ機構
８０ ウインチ
８１ ワイヤー
８２ 滑車
８３ フック
Ｆ 前方
Ｂ 後方
Ｌ 左方
Ｒ 右方
Ｕ 上方
Ｄ 下方

【要約】

【課題】小型化を実現させることができる標準貫入試験装置を提供する。
【解決手段】標準貫入試験装置１は、掘削具が下部に接続されているロッドを回転かつ下降可能に保持し、掘削具によって地盤に、Ｎ値を求める測定位置となる穴を掘削する掘削機構３と、掘削機構３を旋回可能に支持することで、掘削機構３を測定位置から退避可能にする第１旋回支柱４と、第１旋回支柱４の上端に設けられ、ギアを介して、掘削機構３が保持するロッドを回転させる油圧モーター５と、掘削機構３が掘削した穴に配置されているサンプラーにロッドを介して接続されて、サンプラーを地盤に打ち込んでＮ値を求める打撃機構６と、打撃機構６を旋回可能に支持することで、打撃機構６を測定位置から退避可能にする第２旋回支柱７と、を備えている。
【選択図】図１Ｂ

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】