JP2018028469A - Automatic Simple Dynamic Cone penetration tester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地質調査機の技術に関し、詳しくは、モーター駆動により回転する駆動ローラーを押圧機構により打撃装置に押し付けて、該打撃装置を所定の高さまで上昇させた後、離脱機構によって該打撃装置を自由落下させて貫入ロッドを打撃し、該貫入ロッドの一打撃あたりの貫入量を電気的に測定及び記録するという一連の動作を繰り返すものであり、従来の地質調査機と比して測定の高精度化、並びに作業時間の短縮を可能にする自動簡易動的コーン貫入試験機の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a geological surveying machine, and more specifically, after a driving roller that is rotated by a motor is pressed against a striking device by a pressing mechanism, the striking device is raised to a predetermined height, and then the striking device is separated by a release mechanism. This is a series of operations in which the penetrating rod is hit freely and the penetrating rod is hit, and the penetrating amount per hit of the penetrating rod is electrically measured and recorded. The present invention relates to a technology of an automatic simple dynamic cone penetration testing machine that enables high accuracy and shortening of working time.
近年における地盤の調査では、工学的な評価を得ることができる「土研式簡易貫入試験機」や「小型貫入試験機」を利用した簡易貫入試験法が用いられるようになっている。簡易貫入試験法は、5.00±0.05kgのハンマーを、500±10mmの高さから自由落下させ、先端のコーンが100mm貫入するのに要する回数、すなわちN値を測定する方法である。係る試験機は、2名程度の少人数の作業者でも操作が可能で、簡便かつ経済的であるという特徴を有するものであった。 In recent ground surveys, a simple penetration test method using a "Satken-type simple penetration tester" or a "small penetration tester" that can obtain engineering evaluation has been used. The simple penetration test method is a method in which a hammer of 5.00 ± 0.05 kg is freely dropped from a height of 500 ± 10 mm, and the number of times required for the tip cone to penetrate 100 mm, that is, the N value is measured. Such a testing machine can be operated even by a small number of workers of about two people, and has a feature that it is simple and economical.
簡易貫入試験機等では、コーンを貫入させるのに必要とされるエネルギーをハンマーの位置エネルギーによって与えるため、このハンマーを相対的に500mm引上げ持上げて自由落下させる作業と、打撃によるコーン貫入量の測定を同時にかつ繰り返して実施する必要があり得るため、これらを全て人力で行なう方式では、打撃回数の数え間違いや、貫入量の記入の際の誤記を起こしやすい。更に、1回の地質調査に際して重さ5kgのハンマーを数百回ないし数千回引き上げる作業が必要とされるため、作業者の労力負担も大きいことから、疲労回復のために相当な休憩時間も必要となり、作業効率も悪いという問題があった。また、ロッドを手で支える構成のものでは、ハンマーとノッキングヘッドの間に手や指を挟む労働災害事故を惹起しやすいため、このような危険性を排除して安全性を確保する必要もある。 In a simple penetration tester, etc., the energy required for penetrating the cone is given by the hammer's potential energy, so that the hammer is lifted up by a relative distance of 500 mm and dropped freely, and the amount of cone penetration by striking is measured. Since it may be necessary to carry out these operations simultaneously and repeatedly, a method in which all of these are performed manually is likely to cause a mistake in counting the number of hits and an error in entering the penetration amount. In addition, since it is necessary to lift a hammer weighing 5 kg several hundred to several thousand times in one geological survey, the labor burden on the worker is large, so considerable rest time is required to recover from fatigue. There was a problem that it was necessary and work efficiency was poor. In addition, with a structure that supports the rod by hand, it is easy to cause an occupational accident where the hand and fingers are pinched between the hammer and the knocking head. Therefore, it is necessary to eliminate this danger and ensure safety. .
係る問題を解決しようと、従来からも種々の技術が提案されている。例えば、電動式の「自動簡易動的コーン貫入試験機」(特許文献1)が提案されている。該自動簡易動的コーン貫入試験機は、「スーパーカンドウ君」の商品名で商品化されているもので、天井部に、駆動モーターから構成される駆動部位を設け、打撃装置から成る稼動部位を上昇させる手段を採っているものである。しかし、該自動簡易動的コーン貫入試験機は、駆動部位が稼動部位に常時接触しているため、駆動部位と稼動部位の摩擦抵抗ならびに接触磨耗が発生するものであり、その観点から厳密に言えば、稼動部位の無接触状態での自由落下を前提とした貫入量を正確に得ることができず、また、昇降運動を切り替える駆動部位を電気的に制御する装置の操作に時間を要するものである。即ち、1回の地質調査で何百回と打撃されて昇降する稼動部位の作業の効率化が図れないものである。 Conventionally, various techniques have been proposed to solve such problems. For example, an electric “automatic simple dynamic cone penetration tester” (Patent Document 1) has been proposed. The automatic simple dynamic cone penetration tester is commercialized under the trade name of “Super Kando-kun”, and a drive part composed of a drive motor is provided on the ceiling, and an operation part composed of a striking device is provided. The means to raise is taken. However, the automatic simple dynamic cone penetration tester always has frictional resistance and contact wear between the driving part and the working part because the driving part is always in contact with the working part. For example, it is not possible to accurately obtain the penetration amount based on the premise of the free fall in the contactless state of the operating part, and it takes time to operate the device that electrically controls the driving part that switches the lifting movement. is there. In other words, it is impossible to improve the efficiency of the working part that is hit and lowered hundreds of times in one geological survey.
また、他にも電動化したものとして、試験器本体に駆動モーターでエンドレスに回転するチェーンの係合片でハンマーを持ち上げ、上方で解放してハンマーを落下させ、この衝撃で貫入バーを土中に打ち込むとともにカウンターにより打ち込み回数をカウントし、その積算値を表示する「土研式自動貫入試験器」がある(特許文献2)。確かに三脚を用いないので、狭い場所でも容易に試験ができるというメリットを有している。しかしながら、該土研式自動貫入試験器は、試験器本体と貫入バーが一体化しており、試験器本体の荷重も貫入バーに作用するため、前記0002項で記した試験条件を充足していないという問題点があった。 In addition, as another electrification, the hammer is lifted with the engagement piece of the chain that is rotated endlessly by the drive motor to the tester body, released upward, and the hammer is dropped. There is a “DOKEN automatic penetration tester” that counts the number of shots with a counter and displays the integrated value (Patent Document 2). Certainly, since a tripod is not used, it has the merit that it can be easily tested even in a small place. However, the Doken automatic penetration tester does not satisfy the test conditions described in the above section 0002 because the tester body and the penetration bar are integrated, and the load of the tester body also acts on the penetration bar. There was a problem.
また、連結自在なロッドを下端部に縦向き姿勢で且つ着脱自在に連結できるケース本体と、ケース本体の下端部に連結された縦向き姿勢のロッドを間接的に打撃する打撃位置と、この位置から上方へ一定距離だけ離間する落下開始位置とを取り得るハンマーと、打撃位置にあるハンマーを落下開始位置まで持ち上げてこの位置でハンマーを自由落下させるハンマー持上げ機構を有する構成の「貫入試験機」(特許文献3)もある。しかしながら、該貫入試験機は貫入ロッドに直接接合させたノッキングブロックをハンマーで直接打撃する機構を採用しておらず、前記0002項で記した試験条件を充足していないという問題点があった。 Further, a case main body capable of detachably connecting a connectable rod to a lower end portion in a vertical posture, a striking position for indirectly hitting a rod in a vertical posture connected to the lower end portion of the case main body, and this position "Penetration testing machine" with a hammer that can take a fall start position that is spaced apart from the top by a certain distance, and a hammer lifting mechanism that lifts the hammer at the strike position to the drop start position and allows the hammer to fall freely at this position There is also (patent document 3). However, the penetration testing machine does not employ a mechanism for directly hitting a knocking block joined directly to the penetration rod with a hammer, and has a problem that the test conditions described in the paragraph 0002 are not satisfied.
そこで、本発明者は、打撃装置を貫入ロッドと分離した状態で操作してハンマーのみの打撃荷重を貫入ロッドに伝達し、かつその打撃装置の上昇と落下を連続して自動的に繰り返すことを可能にする為にどのような機構を採用すればよいのかという課題を解決すべく、回転する駆動ローラーを打撃装置に押しつけて、その押圧によって該打撃装置を上昇させた後にこれを離脱させる機構を備えればこれらの問題を解決できるのではないかとの着想の下、係る動作を具体化する装置を開発し、本発明に係る「自動簡易動的コーン貫入試験機」の完成に至ったものである。 Therefore, the present inventor operates the striking device in a state separated from the penetrating rod, transmits the striking load of only the hammer to the penetrating rod, and automatically repeats the rising and falling of the striking device continuously. In order to solve the problem of what kind of mechanism should be adopted to make it possible, a mechanism for pressing the rotating driving roller against the striking device and raising the striking device by the pressing and then releasing it is released. With the idea that these problems could be solved if equipped, we developed a device that embodies such an operation, and led to the completion of the "automatic simple dynamic cone penetration tester" according to the present invention. is there.
上記問題点に鑑み、本発明は地質調査機を用いた地盤調査における測定精度の向上、計測の自動化、労働者の安全、作業時間の短縮、並びに、軟弱地や傾斜地にも設置可能な電動式の自動簡易動的コーン貫入試験機の提供を図ることを課題とするものである。 In view of the above problems, the present invention improves the measurement accuracy in ground survey using a geological survey machine, automation of measurement, safety of workers, shortening of work time, and electric type that can be installed on soft or sloping land It is an object of the present invention to provide an automatic simple dynamic cone penetration tester.
上記目的を達成すべく、本発明は、簡易動的コーン貫入試験機であって、本体ケースと、貫入ロッドと、該貫入ロッドを打撃する打撃装置と、該打撃装置を上昇させる上昇装置と、該上昇装置を駆動する駆動装置と、該駆動装置を制御する制御装置と、前記打撃装置による一打撃毎のカウント信号と前記貫入ロッドの貫入量を測定及び記録する測定記録装置と、前記本体ケースを立脚させ、その高さと水平を調整する立脚部材と、から成り、前記貫入ロッドは、先端に貫入コーンを、後端にはノッキングヘッド及びガイドロッドをそれぞれ連結して備え、前記打撃装置は、ガイドパイプとハンマーから構成され、前記上昇装置は、複数のガイドローラーと、駆動ローラーと、受動ローラーと、駆動ローラー離脱機構とから構成され、前記駆動装置は前記駆動ローラーを回転させるための動力を発生させる装置であり、前記制御装置は、前記駆動装置の回転動力制御及び電源回路等を備え、前記駆動ローラーは、前記駆動装置によって連続回転駆動されるとともに、外周縁部及び凹状溝部に周設あるいは巻装される弾性素材を駆動ローラー側押圧機構によって前記ガイドパイプに押し付けて前記打撃装置を上昇させ、前記受動ローラーは、前記駆動ローラーからの押圧を受けて前記打撃装置を上昇させるために前記ガイドパイプを挟持するとともに回転し、前記複数のガイドローラーは、打撃装置が垂直に上昇及び落下するよう昇降動作をガイドし、前記駆動ローラー離脱機構は、前記駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、前記打撃装置が自重により落下させる構成を有し、前記駆動ローラーの回転によって前記打撃装置への接触状態及び非接触状態を繰り返すことで、前記打撃装置を連続的に上昇及び落下させる構成を採用した。 In order to achieve the above object, the present invention is a simple dynamic cone penetration tester, a main body case, a penetration rod, a striking device for striking the penetrating rod, a lifting device for raising the striking device, Drive device for driving the ascending device, control device for controlling the drive device, measurement recording device for measuring and recording the count signal for each hit by the hitting device and the penetration amount of the penetrating rod, and the main body case , And a penetrating member that adjusts the height and level of the penetrating rod, and the penetrating rod includes a penetrating cone connected to the tip and a knocking head and a guide rod connected to the trailing end, respectively. The lifting device is composed of a plurality of guide rollers, a driving roller, a passive roller, and a driving roller detachment mechanism. The device is a device that generates power for rotating the drive roller, and the control device includes rotational power control and a power supply circuit of the drive device, and the drive roller is continuously rotated by the drive device. In addition, the impact material is raised by pressing an elastic material provided around or wound around the outer peripheral edge and the concave groove portion against the guide pipe by a driving roller side pressing mechanism, and the passive roller is pressed by the driving roller. The guide pipe is clamped and rotated in order to raise the striking device in response to the rotation, the plurality of guide rollers guide the lifting operation so that the striking device rises and falls vertically, and the drive roller detachment mechanism is The driving roller and the guide pipe are separated from the contact state by being brought into a non-contact state, and the striking device There has a structure of dropping by its own weight, by the rotation of the drive roller repeats a contact state and a non-contact state to the percussion device, it adopts the configuration to continuously rise and fall the percussion device.
また本発明は、前記駆動ローラー離脱機構が、駆動ローラーに突出部を設けたカム機構によって、前記駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、前記打撃装置の自重により落下させる機構である構成を採用することもできる。 Further, according to the present invention, the drive roller detachment mechanism is separated by changing the contact state between the drive roller and the guide pipe from the contact state between the drive roller and the guide pipe by a cam mechanism provided with a protrusion on the drive roller. It is also possible to adopt a configuration that is a mechanism for dropping by its own weight.
また本発明は、前記駆動ローラー離脱機構が、前記駆動ローラーの回転数を検知する回転変位測定器と、前記駆動ローラー側押圧機構に電磁ソレノイドを備え、該回転変位測定器から得られた回転変位情報に基づき電磁ソレノイドを電子制御して駆動し、該駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、前記打撃装置の自重により落下させる機構である構成を採用することもできる。 According to the present invention, the drive roller separation mechanism includes a rotational displacement measuring device that detects the rotational speed of the driving roller, and an electromagnetic solenoid in the driving roller side pressing mechanism, and the rotational displacement obtained from the rotational displacement measuring device. Adopting a structure that is driven by electronically controlling the electromagnetic solenoid based on the information, disengaging it from the contact state between the drive roller and the guide pipe and removing it by its own weight. You can also.
本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機によれば、従来、人力で行っていたハンマーの引き上げを、制御化したモーター駆動により自動化したことから、正確な引き上げ上昇高さの制御と大幅な労力負担の軽減が可能となるという優れた効果を奏する。 According to the automatic simple dynamic cone penetration tester according to the present invention, since the conventional hammer driving has been automated by a controlled motor drive, accurate lifting and raising height control and significant There is an excellent effect that the labor burden can be reduced.
本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機によれば、貫入ロッドの貫入量と単位貫入量あたりの打撃回数が電気信号により自動的に記録、演算されるため、正確、且つ迅速な試験の実施が可能となるという優れた効果を奏する。 According to the automatic simple dynamic cone penetration testing machine according to the present invention, the penetration amount of the penetration rod and the number of hits per unit penetration amount are automatically recorded and calculated by an electric signal, so that an accurate and quick test can be performed. There is an excellent effect that it can be implemented.
本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機によれば、測定に係る作業をほぼ自動で行うことが出来るため、従来のような打撃部材によって手を挟んでしまう等の労働災害事故の回避が可能となるという有利な効果を奏する。 According to the automatic simple dynamic cone penetration tester according to the present invention, the work related to the measurement can be performed almost automatically, so that it is possible to avoid occupational accidents such as hitting a hand with a hitting member as in the past. There is an advantageous effect that it becomes possible.
本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機によれば、コンパクトな三脚仕様とすることで、狭地や傾斜地においても、立脚高さや水平の調整を容易にできるという優れた効果を奏する。 According to the automatic simple dynamic cone penetration tester according to the present invention, the compact tripod specification provides an excellent effect that the height of the stance and the horizontal adjustment can be easily performed even in a narrow area or an inclined area.
本発明は、回転する駆動ローラー42を、打撃装置30の構成部材であるガイドパイプ31に押圧状態で接触させて該打撃装置30を所定の高さまで正確に引き上げ持上げた後、駆動ローラー離脱機構46により、接触状態であった駆動ローラー42とガイドパイプ31とを非接触状態にすることで、該打撃装置30を自由落下させて貫入ロッド20を打撃し、係る動作を連続的に繰り返しながら、一打撃毎の信号と貫入量を電気的に記憶、演算する構成を採用したことを最大の特徴とする。以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。 In the present invention, a rotating driving roller 42 is brought into contact with a guide pipe 31 that is a constituent member of the striking device 30 in a pressed state, and the striking device 30 is accurately lifted and lifted to a predetermined height. Thus, the driving roller 42 and the guide pipe 31 that have been in contact with each other are brought into a non-contact state, so that the impacting device 30 is freely dropped and the penetrating rod 20 is hit. The greatest feature is that a configuration for electrically storing and calculating the signal and penetration amount for each impact is adopted. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、図2、及び図4から図7において、各図面の上部に、本体ケース10の内部を上方から見た状態を示すが、これは、上昇装置40の作動を理解し易くするための参考図であり、駆動ローラー42、受動ローラー45及び駆動ローラー離脱機構46の動作関係を示し、ガイドローラー41及びその他の構成については記載を省略している。なお、本発明は以下の図面の説明として記載された寸法や形状に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として実質的な価値の及ぶ範囲内において変更可能なものである。 2 and FIGS. 4 to 7, the upper part of each drawing shows the state of the inside of the main body case 10 as viewed from above. This is a reference for facilitating understanding of the operation of the lifting device 40. It is a figure, the operation | movement relationship of the drive roller 42, the passive roller 45, and the drive roller detachment mechanism 46 is shown, and description is abbreviate | omitted about the guide roller 41 and other structures. In addition, this invention is not limited to the dimension and shape described as description of the following drawings, It can change within the range which has substantial value as creation of the technical idea of this invention.
図1は、本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機1の全体構成を示す全体模式図であり、図2は、本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機1の各機構を説明するための拡大説明図である。本発明における自動簡易動的コーン貫入試験機1は、本体ケース10と、貫入ロッド20と、該貫入ロッド20を打撃する打撃装置30と、該打撃装置30を上昇させる上昇装置40と、該上昇装置40を駆動する駆動装置50と、該駆動装置50を制御する制御装置60と、前記打撃装置30の上昇及び落下状態を測定並びに記録する測定記録装置62と、前記本体ケース10を立脚させ、その高さと水平を調整する立脚部材80とから構成されるものである。 FIG. 1 is an overall schematic diagram showing the overall configuration of an automatic simple dynamic cone penetration tester 1 according to the present invention, and FIG. 2 explains each mechanism of the automatic simple dynamic cone penetration tester 1 according to the present invention. It is an enlarged explanatory view for doing. The automatic simple dynamic cone penetration testing machine 1 according to the present invention includes a main body case 10, a penetration rod 20, a striking device 30 that strikes the penetrating rod 20, a lifting device 40 that lifts the striking device 30, and the lift. A driving device 50 for driving the device 40, a control device 60 for controlling the driving device 50, a measurement recording device 62 for measuring and recording the rising and falling states of the striking device 30, and the main body case 10 as a stand. It is comprised from the stance member 80 which adjusts the height and level.
図1(a)は平坦地における設置状態を示すものである。本発明における自動簡易動的コーン貫入試験機1は、立脚部材80の脚の長さを調節することによって平坦地における表層地盤の簡易的な支持力の判定に用いることができるものである。 Fig.1 (a) shows the installation state in flat ground. The automatic simple dynamic cone penetration testing machine 1 according to the present invention can be used for simple support force determination of the surface ground on a flat ground by adjusting the leg length of the standing member 80.
図1(b)は傾斜地における設置状態を示すものである。本発明における自動簡易動的コーン貫入試験機1は、立脚部材80の脚の長さを調節することによって盛土、切土、法面、狭地、軟弱地等の傾斜地における表層地盤の簡易的な支持力の判定に用いることができるものである。 FIG.1 (b) shows the installation state in a sloping ground. The automatic simple dynamic cone penetration testing machine 1 according to the present invention is a simple method for surface layer ground on sloped land such as embankment, cutting, slope, narrow land, and soft ground by adjusting the length of the leg of the standing member 80. It can be used for the determination of the supporting force.
本体ケース10は、金属製等の高強度素材を用いて、直方体のボックス状収容体を形成したものであり、内部に上昇装置40を内装し、側面に駆動装置50を装着し、下面に立脚部材80を装着して構成される。図示上では駆動装置50を収容体外壁面に備えているように示しているが、これに限定されるものではなく、駆動装置50を内装しても良い。なお、図2は、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aを用いる機械要素的機構を採用した場合の例示であり、初期設定状態若しくは該カム機構46aにより駆動ローラー42がガイドパイプ31を挟持状態から離脱させた状態を示すものである。 The main body case 10 is formed by using a high-strength material such as metal to form a rectangular parallelepiped box-shaped container. The main body case 10 includes a rising device 40 inside, a driving device 50 mounted on a side surface, and a stand on the lower surface. The member 80 is mounted and configured. In the drawing, the drive device 50 is shown as being provided on the outer wall surface of the container. However, the present invention is not limited to this, and the drive device 50 may be provided internally. FIG. 2 is an illustration of a case where a mechanical element mechanism using a cam mechanism 46a is employed as means for raising and dropping the impacting device 30, and the driving roller 42 is guided to the guide pipe 31 by the initial setting state or the cam mechanism 46a. This shows a state in which is removed from the sandwiched state.
貫入ロッド20は、先端に鋼製の先端角60°、底面積4.9cm2の貫入コーン21を装着する外径16±0.2mm、長さ500mmを標準とする複数本の鋼製ロッドであり、上端部にはノッキングヘッド35の先端部、又は貫入量が大きくなるに従い連続的に継ぎ足される鋼製ロッドの先端部と、螺合等により連結するための連結部を有して形成される。 The penetrating rod 20 is a plurality of steel rods with an outer diameter of 16 ± 0.2 mm and a length of 500 mm as a standard on which a penetrating cone 21 made of steel with a tip angle of 60 ° and a bottom area of 4.9 cm 2 is mounted. The upper end portion is formed with a connecting portion for connecting with a tip portion of the knocking head 35 or a tip portion of a steel rod continuously added as the penetration amount increases by screwing or the like.
打撃装置30は、上昇装置40と駆動ローラー離脱機構46とにより上昇と落下を繰り返し、ノッキングヘッド35を比高500mmの高さから打撃する装置で、ハンマー32とガイドパイプ31とで構成されている。該ガイドパイプ31は、ガイドロッド33を案内するためのガイド貫通穴31bを有し、外周表面は駆動ローラー42やガイドローラー41等との接触面となる。また、所定の領域面では、ロータリーエンコーダー側押圧機構44により、ロータリーエンコーダー70に取り付けられるゴムローラー等と接触する貫入量標尺部31aとなる。そして、ガイドパイプ31の先端部にはハンマー32が螺合等により着脱自在に装着される。係るハンマー32とガイドパイプ31との合計質量は5.00±0.05kgとなるように構成される。なお、該ガイドパイプ31は押圧機構44によって絶えず軸方向に対して垂直方向の押圧を受ける中空パイプであるため、曲げ応力等に対して強い素材を用いることが望ましい。 The striking device 30 is a device that repeatedly ascends and falls by the ascending device 40 and the drive roller detaching mechanism 46, and strikes the knocking head 35 from a height of a specific height of 500 mm, and includes a hammer 32 and a guide pipe 31. . The guide pipe 31 has a guide through hole 31b for guiding the guide rod 33, and the outer peripheral surface is a contact surface with the driving roller 42, the guide roller 41, and the like. Further, in a predetermined area surface, the penetrating amount measuring portion 31a is brought into contact with a rubber roller or the like attached to the rotary encoder 70 by the rotary encoder side pressing mechanism 44. A hammer 32 is detachably attached to the tip of the guide pipe 31 by screwing or the like. The total mass of the hammer 32 and the guide pipe 31 is configured to be 5.00 ± 0.05 kg. Since the guide pipe 31 is a hollow pipe that is constantly pressed in the direction perpendicular to the axial direction by the pressing mechanism 44, it is desirable to use a material that is strong against bending stress and the like.
上昇装置40は、ガイドローラー41と駆動ローラー42と受動ローラー45と駆動ローラー離脱機構46とから構成される。ガイドローラー41は、打撃装置30のガイドパイプ31を常に接触状態にて回転自在に支持し、受動ローラー45は駆動ローラー42からの押圧を受けてガイドパイプ31を挟持し、該ガイドパイプ31の動作に伴って回転する。 The lifting device 40 includes a guide roller 41, a driving roller 42, a passive roller 45, and a driving roller detaching mechanism 46. The guide roller 41 rotatably supports the guide pipe 31 of the striking device 30 in a contact state at all times, and the passive roller 45 sandwiches the guide pipe 31 by receiving pressure from the driving roller 42, and the operation of the guide pipe 31 Rotate with.
駆動ローラー42は駆動装置50からの回転動力を打撃装置30に伝達する部材であり、外円周縁部に形成される略半円形の凹状溝部をガイドパイプ31に押し付けて打撃装置30を上昇させるため、該駆動ローラー42の外円周縁部及び該凹状溝部には摩擦抵抗係数が大きく、衝撃を緩衝する特性を有する弾性素材43を周設若しくは巻装する。 The driving roller 42 is a member that transmits the rotational power from the driving device 50 to the striking device 30, and presses a substantially semicircular concave groove formed on the outer peripheral edge portion against the guide pipe 31 to raise the striking device 30. An elastic material 43 having a large frictional resistance coefficient and shock-absorbing characteristics is provided around or wound around the outer circumferential edge of the drive roller 42 and the concave groove.
駆動ローラー42の円周長は、少なくとも500mm以上を必要とし、離脱機構に図2、及び図4から図7に示すようなカム機構46aによる機械要素的機構を採用する場合には、押圧接触状態継続挟持による500mmの上昇距離の確保に加えて、ハンマー32が自由落下し貫入コーン21を打撃するまでの非接触状態を確保するための円周長と大きさ等を追加する必要がある。但し駆動ローラー離脱機構46に機械要素的機構を採用する具体例は係るカム機構46aに限定されるものではなく、例えば駆動ローラー42の外周の一部を非接触となるように小径領域を設ける構成でもよい。 The circumferential length of the drive roller 42 needs to be at least 500 mm or more, and when a mechanical element mechanism such as the cam mechanism 46a as shown in FIGS. In addition to securing a rising distance of 500 mm by continuous clamping, it is necessary to add a circumferential length and size for ensuring a non-contact state until the hammer 32 freely falls and hits the penetrating cone 21. However, a specific example in which a mechanical element mechanism is adopted as the driving roller detachment mechanism 46 is not limited to the cam mechanism 46a. For example, a configuration in which a small diameter region is provided so that a part of the outer periphery of the driving roller 42 is not in contact with the driving roller separation mechanism 46. But you can.
他方、打撃装置30を上昇並びに落下させるのに、電子制御的機構による構成を採用する場合には、前記との構成とは異なり駆動ローラー42の外周は小さくてもよい。係る構成を採用する場合には円周長と回転角度から上昇距離を演算することにより回転回数によらず対応することが出来る。即ち、図示はしていないが、センサーによる信号と、ロータリーエンコーダー側押圧機構44により押しつけられたロータリーエンコーダー70から入力される回転角度情報を演算して上昇距離に置き換える制御を行う。 On the other hand, when adopting a configuration using an electronic control mechanism to raise and drop the striking device 30, the outer periphery of the drive roller 42 may be small unlike the configuration described above. In the case of adopting such a configuration, it is possible to respond regardless of the number of rotations by calculating the ascent distance from the circumferential length and the rotation angle. In other words, although not shown in the figure, a signal from the sensor and rotation angle information input from the rotary encoder 70 pressed by the rotary encoder side pressing mechanism 44 are calculated and replaced with an ascending distance.
次に図4から図6を用い、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aを用いる場合の構成について説明する。駆動ローラー42の円周上にカム機構46aを設け、駆動ローラー側押圧機構43により駆動ローラー42をガイドパイプ31に接触させて押し上げ、該カム機構46aによって離脱し、ガイドパイプ31を自由落下させる。このとき、該カム機構46aはガイドパイプ31とは接触していない。また駆動ローラー42の外径はカム機構46aの縁部長さと前記ガイドパイプ31の持ち上げ高さ500±10mmとを加算した値で決定する。なお、このときのカム機構46aによる離脱時間は、カム機構46aの縁部円周長と回転速度により決定されるため、地盤の状態とガイドパイプ31の落下状態に応じて駆動装置50の回転速度を調整する。 Next, the configuration in the case where the cam mechanism 46a is used as a means for raising and dropping the impacting device 30 will be described with reference to FIGS. A cam mechanism 46 a is provided on the circumference of the drive roller 42, the drive roller 42 is pushed up by bringing the drive roller 42 into contact with the guide pipe 31 by the drive roller side pressing mechanism 43, and is released by the cam mechanism 46 a, so that the guide pipe 31 is freely dropped. At this time, the cam mechanism 46 a is not in contact with the guide pipe 31. The outer diameter of the drive roller 42 is determined by a value obtained by adding the edge length of the cam mechanism 46a and the lifting height of the guide pipe 31 of 500 ± 10 mm. Note that the separation time by the cam mechanism 46a at this time is determined by the circumferential length of the edge of the cam mechanism 46a and the rotation speed, and therefore the rotation speed of the driving device 50 according to the ground state and the fall state of the guide pipe 31. Adjust.
前記カム機構46aによる機械要素的機構とは異なり、打撃装置30の上昇と落下の手段に電磁ソレノイド91を制御して行う電子制御的機構を採用した場合では、図7に示すように、駆動ローラー42の回転状態を把握するため、ロータリーエンコーダー70と同様に回転変位測定器90を用いて駆動ローラー42の回転変位量及び位置等の情報を取得し、これらの信号を演算してその結果を出力するものである。なお、測定記録装置62に記憶させておいた設定ファイルリストの中から、条件に応じて1ファイルを選択し、駆動ローラー42の回転速度や電磁ソレノイド91のオンオフ動作タイミングを制御する。なお、回転変位測定器90は、駆動ローラー42の円周上に等間隔のスリットや突起を設け、光学的に位置情報や速度情報を得るなどの簡易なものでもよく、より正確に制御するのであればロータリーエンコーダー70を用いて細やかな変位量の測定をすることも有効である。また、リミットスイッチ71を設けて機械的なオンオフの信号により電磁ソレノイド91を制御する最も簡易な制御や、ロータリーエンコーダー70を用いて回転変位を検出し、係る信号からオンボードマイコン等で制御する等のシーケンス制御によることも考え得る。 Unlike the mechanical element mechanism by the cam mechanism 46a, when an electronic control mechanism that controls the electromagnetic solenoid 91 as a means for raising and dropping the impacting device 30 is employed, as shown in FIG. In order to grasp the rotational state of 42, information such as the rotational displacement amount and position of the driving roller 42 is obtained using the rotational displacement measuring device 90 in the same manner as the rotary encoder 70, and these signals are calculated and the result is output. To do. One file is selected from the setting file list stored in the measurement recording device 62 according to the conditions, and the rotational speed of the driving roller 42 and the on / off operation timing of the electromagnetic solenoid 91 are controlled. Note that the rotational displacement measuring device 90 may be a simple device such as optically obtaining positional information and velocity information by providing slits and projections at equal intervals on the circumference of the driving roller 42, and is controlled more accurately. It is also effective to measure the amount of displacement with a rotary encoder 70 if there is any. Further, the simplest control in which a limit switch 71 is provided to control the electromagnetic solenoid 91 by a mechanical on / off signal, the rotational displacement is detected by using the rotary encoder 70, and the onboard microcomputer or the like is controlled from the signal. It is conceivable that this is due to sequence control.
駆動装置50は駆動ローラー42を回転させるための動力を発生させる装置であり、使用するモーターは交流又は直流のいずれかを特に限定するものではなく、例えば交流100V、出力60W、定格電流1.1A、回転数1600rpmのモーターにギア比60:1の減速ギアヘッドが付いたものを使用し、本体ケース10の側面に装着して駆動ローラー42の回転軸に直結する。 The driving device 50 is a device that generates power for rotating the driving roller 42, and the motor to be used is not particularly limited to either AC or DC, and for example, AC 100V, output 60W, rated current 1.1A. Using a motor with a rotation speed of 1600 rpm and a reduction gear head with a gear ratio of 60: 1, it is mounted on the side surface of the main body case 10 and directly connected to the rotation shaft of the drive roller 42.
制御装置60は、駆動装置50のモーター制御手段及び電源回路等を備える。これらの制御手段等についても前記モーターの種類と同様に特に限定するものはなく、例えば、駆動装置50に用いるモーターが交流100V仕様の場合であれば、インバーター制御により周波数に比例する電圧を変化させて回転制御を行なうVVVF制御(Variable Voltage Variable Frequency)や、12V仕様の直流モーターを用いる場合にはパルス幅の変調で制御するPWM制御(Pulse Width Moduration)等、使用するモーターに応じて適宜選択してこれを制御する。 The control device 60 includes a motor control unit of the driving device 50, a power supply circuit, and the like. These control means and the like are not particularly limited in the same manner as the type of the motor. For example, if the motor used in the driving device 50 is an AC 100V specification, the voltage proportional to the frequency is changed by inverter control. VVVF control (Variable Voltage Variable Frequency) that performs rotation control and PWM control (Pulse Width Modulation) that is controlled by pulse width modulation when using a 12V DC motor is selected as appropriate according to the motor used. Control this.
図7は、本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機1において、打撃装置30の上昇及び落下を、電磁ソレノイド91を電子制御することによって動作する構成を採用した場合の構成説明図である。打撃装置30の上昇と離脱を電子的に制御するためには、図示はしていないが、ロータリーエンコーダーや光学的なセンサー、或いはリミットスイッチ71等を用いて打撃装置30を上昇並びに落下させるためのタイミングを指令することが必要である。具体的には、駆動ローラー42を電磁ソレノイド91によりガイドパイプ31に押し付け、所定の高さ(500mm)まで打撃装置30を上昇させた後、電磁ソレノイド91により押圧を解除することにより、上昇した打撃装置30を所定の高さ(500mm)から落下させる。 FIG. 7 is an explanatory diagram of the configuration when the automatic simple dynamic cone penetration testing machine 1 according to the present invention adopts a configuration that operates by electronically controlling the electromagnetic solenoid 91 to raise and drop the impact device 30. . Although not shown in order to electronically control the ascent and detachment of the striking device 30, for raising and dropping the striking device 30 using a rotary encoder, an optical sensor, a limit switch 71 or the like. It is necessary to command the timing. Specifically, the driving roller 42 is pressed against the guide pipe 31 by the electromagnetic solenoid 91, the impact device 30 is raised to a predetermined height (500 mm), and then the pressure is released by the electromagnetic solenoid 91 to raise the impact. The device 30 is dropped from a predetermined height (500 mm).
ロータリーエンコーダー70は、図2、及び図4から図7に例示したように、本体ケース10の一部に取り付けられるエンコーダーブラケット44bの一端に取り付けられ、受動ローラー45の回転を測定することで受動ローラー45の円周長と回転角度から演算によって求める構成でもよく、また図7に示すように、ロータリーエンコーダー70により直接駆動ローラー42の角速度や変位量を測定する構成でもよい。前記エンコーダーブラケット44bを用いる構成では、計測軸に取り付けるゴムローラー縁部を引張りばね、又は圧縮ばね44a等の弾性部材によって常時ガイドパイプ31の貫入量標尺部31aに押圧し、貫入ロッド20の地中への貫入量を変換して測定するものである。なお、各図に示した押圧方法は、圧縮ばね44aによりエンコーダーブラケット44bを介してロータリーエンコーダー70の計測軸に取り付けるゴムローラー縁部をガイドパイプ31に押し付けている状態を簡易的に例示したものである。但し、係る構成に限定されるものではなく、ロータリーエンコーダー70が正確に作動する構成であれば、引っ張りによるか圧縮によるかの構成を特に限定するものではない。なお、適切な押圧を与えるために、本体ケース10内の空間スペースを考慮して、鋼材・コイル径・巻数・ばね定数・ばね長・本体ケース10への反力の取り方等を決定する。係る貫入量測定には、前記ロータリーエンコーダー70を接触状態で用いる態様の他にも、磁気式やレーザー光を用いた非接触型の距離測定器を用いるのも有効である。 As illustrated in FIGS. 2 and 4 to 7, the rotary encoder 70 is attached to one end of an encoder bracket 44 b attached to a part of the main body case 10, and measures the rotation of the passive roller 45 to measure the passive roller 45. A configuration may be obtained by calculation from the circumferential length of 45 and the rotation angle, or a configuration in which the angular velocity and displacement of the drive roller 42 are directly measured by the rotary encoder 70 as shown in FIG. In the configuration using the encoder bracket 44b, the rubber roller edge attached to the measuring shaft is constantly pressed against the penetration amount measuring portion 31a of the guide pipe 31 by an elastic member such as a tension spring or a compression spring 44a, and the penetration rod 20 is underground. The amount of penetration into is measured. The pressing method shown in each figure is a simple example of a state in which the rubber roller edge attached to the measurement shaft of the rotary encoder 70 is pressed against the guide pipe 31 by the compression spring 44a via the encoder bracket 44b. is there. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the configuration of whether the rotary encoder 70 is operated accurately or not is not particularly limited. In order to give an appropriate pressure, the space in the main body case 10 is taken into consideration, and the steel material, coil diameter, number of turns, spring constant, spring length, how to take the reaction force on the main body case 10, etc. are determined. For the penetration amount measurement, it is also effective to use a non-contact type distance measuring device using a magnetic type or a laser beam in addition to the aspect in which the rotary encoder 70 is used in a contact state.
リミットスイッチ71は、本体ケース10の一部に取り付けられ、駆動ローラー42の回転軸周縁に突設され、駆動ローラー42の回転により通過する検出突起48を検出して、打撃装置30による一打撃毎のタイミング信号を出力するものである。 The limit switch 71 is attached to a part of the main body case 10, protrudes from the periphery of the rotation shaft of the drive roller 42, detects the detection protrusion 48 that passes through the rotation of the drive roller 42, and performs each hit by the impact device 30. This timing signal is output.
測定記録装置62は、ロータリーエンコーダー70からの貫入量、リミットスイッチ71からの一打撃毎のタイミング信号、或いは回転変位測定器90や電磁ソレノイド91等、本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機1における全ての電気的信号を入力・記憶・演算・出力するものであり、一般的なデータロガー等を用いるか、或いはオンボードマイコンにメモリーを搭載する等した専用装置としてもよい。いずれの構成態様を採用するにしても、該測定記録装置62内で処理された電子情報は、USB(Universal Serial Bus: ユニバーサル・シリアル・バス)等によりPC(Personal Computer)へ送信できる構成とする。また、測定現場でも数値等が確認できるように、制御盤61に液晶パネルへの表示機能や印刷機能を具備させることも有効である。なお、図示上では測定記録装置62を制御盤61内に配設されるように示しているが、本体ケース10の内部若しくは外部でも良く、例えばデータを記憶するだけとして、A−D変換や演算等をPC等の情報処理端末に行わせても良い。 The measurement recording device 62 is an automatic simple dynamic cone penetration tester according to the present invention, such as the penetration amount from the rotary encoder 70, the timing signal for each impact from the limit switch 71, or the rotational displacement measuring instrument 90 and the electromagnetic solenoid 91. 1 is used to input / store / calculate / output all the electrical signals in FIG. 1, and may be a dedicated device using a general data logger or the like, or having a memory mounted on an on-board microcomputer. Regardless of which configuration is adopted, the electronic information processed in the measurement recording device 62 can be transmitted to a PC (Personal Computer) via a USB (Universal Serial Bus) or the like. . It is also effective to provide the control panel 61 with a display function for a liquid crystal panel and a printing function so that numerical values and the like can be confirmed at the measurement site. In the drawing, the measurement recording device 62 is shown as being disposed in the control panel 61. However, the measurement recording device 62 may be inside or outside the main body case 10, for example, only by storing data, AD conversion or calculation. Etc. may be performed by an information processing terminal such as a PC.
制御盤61は、前記制御装置60及び前記測定記録装置62を操作するための表示器、スイッチ、ボリューム及びPC等への端末接続部などが設けられる。 The control panel 61 is provided with a display for operating the control device 60 and the measurement recording device 62, a switch, a volume, a terminal connection unit to a PC, and the like.
立脚部材80は、本体ケース10の下面に装着されて開脚角度と長さ調整ができる三本ロッドの三脚で構成されている。係る構成の脚部を有することにより、図1(b)に示すように傾斜地でも本体ケース10を水平にすることが可能である。なお、図示はしていないが、より正確に水平を出すための微調整機能を設けておくことが望ましい。 The standing leg member 80 is composed of a tripod of three rods that are attached to the lower surface of the main body case 10 and can adjust the leg angle and length. By having the leg portion having such a configuration, the main body case 10 can be leveled even on an inclined ground as shown in FIG. Although not shown, it is desirable to provide a fine adjustment function for leveling more accurately.
図3は、本発明に係る自動簡易動的コーン貫入試験機1の設置組立て作業状態を示す説明図である。ガイドパイプ31を本体ケース10の上方又は下方から、複数のガイドローラー41、受動ローラー45、及び駆動ローラー42間を通して挿入させ、該ガイドパイプ31の先端にハンマー32を螺合等により取り付けて、打撃装置30を測量点上に配置する。そして、下方からガイドロッド33をガイド貫通穴31bに内挿し、ノッキングヘッド35を螺合等により取り付け、さらに貫入コーン21を装着した貫入ロッド20をノッキングヘッド35に螺合等により連結する。立脚部材80の三本の脚を調整して本体ケース10が水平であることを確認し、地表Gの試験位置に配置する。以下、作動状態については、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aと電磁ソレノイド91を制御して行う場合と、それぞれ分けて説明する。 FIG. 3 is an explanatory view showing an installation / assembly operation state of the automatic simple dynamic cone penetration tester 1 according to the present invention. The guide pipe 31 is inserted from above or below the main body case 10 through the plurality of guide rollers 41, the passive rollers 45, and the driving rollers 42, and a hammer 32 is attached to the tip of the guide pipe 31 by screwing or the like. The device 30 is placed on the survey point. Then, the guide rod 33 is inserted into the guide through hole 31b from below, the knocking head 35 is attached by screwing or the like, and the penetrating rod 20 equipped with the penetrating cone 21 is connected to the knocking head 35 by screwing or the like. The three legs of the standing member 80 are adjusted to confirm that the main body case 10 is horizontal and placed at the test position on the ground surface G. Hereinafter, the operation state will be described separately from the case where the cam mechanism 46a and the electromagnetic solenoid 91 are controlled as the means for raising and dropping the impacting device 30.
図4から図6は、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aを用いた場合の作動状態を示す説明図であり、図4は初期設定状態を示し、図5は駆動ローラー42が回転中において、カム機構46aと受動ローラー45が非接触である状態を示し、図6は、駆動ローラー42が回転中において、カム機構46aと受動ローラー45が接触している状態をそれぞれ示している。 4 to 6 are explanatory views showing an operating state when the cam mechanism 46a is used as a means for raising and dropping the impacting device 30, FIG. 4 shows an initial setting state, and FIG. 6 shows a state where the cam mechanism 46a and the passive roller 45 are not in contact with each other during rotation, and FIG. 6 shows a state where the cam mechanism 46a and the passive roller 45 are in contact with each other while the drive roller 42 is rotating. .
図4は、駆動ローラー離脱機構46の構成にカム機構46aを用いた場合の初期設定状態を示す説明図である。貫入コーン21を装着した貫入ロッド20を地表Gの測量点位置に合わせるとともに、ガイドロッド33が挿入された打撃装置30を上昇装置40の駆動ローラー42に設けられたカム機構46aと受動ローラー45が接触した状態(駆動ローラー42とガイドパイプ31は非接触状態)とし、貫入ロッド20が地中に自然落下するか確認する。貫入して行く場合は止まるまで待ち、止まったところで貫入量を計測する。この値を荷重49N(5kgf)による貫入量の初期値として記録する。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing an initial setting state when the cam mechanism 46 a is used in the configuration of the drive roller detachment mechanism 46. The penetrating rod 20 fitted with the penetrating cone 21 is aligned with the survey point position on the ground surface G, and the striking device 30 into which the guide rod 33 is inserted includes a cam mechanism 46a and a passive roller 45 provided on the driving roller 42 of the lifting device 40. The contacted state (the drive roller 42 and the guide pipe 31 are in a non-contact state) is checked to see if the penetrating rod 20 naturally falls into the ground. If you want to penetrate, wait until it stops and measure the amount of penetration when it stops. This value is recorded as an initial value of the penetration amount with a load of 49 N (5 kgf).
図5は、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aを用いた場合の上昇装置40の作動機構(カム機構46aと受動ローラー45が非接触状態)を示す説明図である。前記初期設定状態から駆動装置(可変速モーター)50を駆動させ、カム機構46aと受動ローラー45が非接触状態となる位置まで駆動ローラー42が回転すると、駆動ローラー側押圧機構43の圧縮ばね43aによって、駆動ローラー42を支持している駆動ローラー支持ブラケット47を介して駆動ローラー42がガイドパイプ31に押しつけられる。そうすると、該ガイドパイプ31は、受動ローラー45と駆動ローラー42との間に生じる押圧により両ローラーに挟持され、さらに駆動ローラー42が回転することによって、下側から上側に打撃装置30を所定の高さ(500±10mm)まで持上げる。 FIG. 5 is an explanatory view showing an operating mechanism of the lifting device 40 (the cam mechanism 46a and the passive roller 45 are in a non-contact state) when the cam mechanism 46a is used as a means for lifting and dropping the impacting device 30. When the driving device (variable speed motor) 50 is driven from the initial setting state and the driving roller 42 rotates to a position where the cam mechanism 46a and the passive roller 45 are in a non-contact state, the compression spring 43a of the driving roller side pressing mechanism 43 The driving roller 42 is pressed against the guide pipe 31 through the driving roller support bracket 47 that supports the driving roller 42. Then, the guide pipe 31 is sandwiched between the two rollers by the pressure generated between the passive roller 45 and the drive roller 42, and the drive roller 42 further rotates, so that the impact device 30 is moved from the lower side to the upper side by a predetermined height. Lift up to (500 ± 10mm).
図6は、打撃装置30の上昇と落下の手段にカム機構46aを用いた場合の打撃装置の作動状態(カム機構46aと受動ローラー45が接触状態)を示す説明図である。カム機構46aが受動ローラー45と再び接触状態になると、駆動ローラー42を支持している駆動ローラー支持ブラケット47が駆動ローラー側押圧機構43の圧縮ばね43aを押し戻し、受動ローラー45と駆動ローラー42は非接触状態となりガイドパイプ31の挟持状態が開放され、打撃装置30は所定の高さ(500±10mm)からガイドロッド33に沿ってノッキングヘッド35に衝突する位置まで自然落下する。その時のガイドパイプ31の降下距離を貫入ロッド20の貫入量として、貫入量標尺部31aからロータリーエンコーダー70で測定するとともに、駆動ローラー42の回転をリミットスイッチ71で検出し、ガイドパイプ31の一打撃毎のタイミング信号をカウントする。ハンマー32と地表Gの距離が100mmから200mm程度になったときは、一旦測定作業を中断し、図5に示すようにガイドパイプ31と駆動ローラー42が接触状態であるのを確認し、駆動ローラーの回転をストップさせ、貫入ロッド20を継ぎ足す。つぎに打撃装置30を所定の位置にセットし、測定作業を再開する。以上のような工程を繰り返し、打撃装置30による打撃数と該一打撃毎の貫入ロッド20の貫入量より、累積貫入量と総打撃回数を記録する。 FIG. 6 is an explanatory view showing the operating state of the striking device (the cam mechanism 46a and the passive roller 45 are in contact) when the cam mechanism 46a is used as a means for raising and dropping the striking device 30. When the cam mechanism 46a comes into contact with the passive roller 45 again, the driving roller support bracket 47 supporting the driving roller 42 pushes back the compression spring 43a of the driving roller side pressing mechanism 43, and the passive roller 45 and the driving roller 42 are not in contact with each other. The contact state is established, the clamping state of the guide pipe 31 is released, and the striking device 30 naturally falls from a predetermined height (500 ± 10 mm) to a position where it collides with the knocking head 35 along the guide rod 33. The lowering distance of the guide pipe 31 at that time is used as the penetration amount of the penetration rod 20 and measured by the rotary encoder 70 from the penetration amount measuring portion 31a, and the rotation of the driving roller 42 is detected by the limit switch 71, Each timing signal is counted. When the distance between the hammer 32 and the ground surface G is about 100 mm to 200 mm, the measurement operation is temporarily stopped, and it is confirmed that the guide pipe 31 and the driving roller 42 are in contact with each other as shown in FIG. Is stopped and the penetrating rod 20 is added. Next, the striking device 30 is set at a predetermined position, and the measurement operation is resumed. The above steps are repeated, and the cumulative penetration amount and the total number of strikes are recorded from the number of strikes by the strike device 30 and the penetration amount of the penetration rod 20 for each strike.
撤去作業は、カム機構46aが受動ローラー45と接触状態となる位置に戻して、駆動ローラー支持ブラケット47により駆動ローラー側押圧機構43の圧縮ばね43aを押し戻し、受動ローラー45と駆動ローラー42との押圧によるガイドパイプ31の挟持状態を開放させ、貫入コーン21と貫入ロッド20とノッキングヘッド35とガイドロッド33、及び、ガイドパイプ31とハンマー32との、螺合等による結合部からそれぞれ分割し、これらを持ち運び収納バッグに収納して撤収する。 The removal operation returns the cam mechanism 46a to a position where it is in contact with the passive roller 45, pushes back the compression spring 43a of the driving roller side pressing mechanism 43 by the driving roller support bracket 47, and presses the passive roller 45 and the driving roller 42 together. The guide pipe 31 is released from the clamping state, and the penetration cone 21, the penetration rod 20, the knocking head 35 and the guide rod 33, and the guide pipe 31 and the hammer 32 are separated from the joint portions by screwing or the like. Carry it out and store it in a storage bag.
次に、打撃装置30の上昇及び落下に電磁ソレノイド91を用いた電子制御的機構を採用した自動簡易動的コーン貫入試験機1について説明する。図7は係る実施形態を示す説明図である。図7に示すように、駆動ローラー42の回転数や変位量を検知する回転変位測定器90と押圧機構44として電磁ソレノイド91とを備え、該回転変位測定器90から得られた回転変位情報に基づき電磁ソレノイド91を電子的に制御して駆動し、該駆動ローラー42を打撃装置30の構成部材であるガイドパイプ31に接触させて所定の高さ(500±10mm)まで上昇させた後、駆動ローラー離脱装置46により駆動ローラー42とガイドパイプ31を非接触状態とすることで離脱させ、打撃装置30の自重により落下させる構成を採用している。回転変位測定器90には一般的なロータリーエンコーダーを用いれば、製作及び制御も容易である。なお、動作状態までは図示しないが、駆動ローラー42とガイドパイプ31との接触又は非接触状態をカム機構によらず、電磁ソレノイド91を電子制御による駆動にて行なうため、カム機構の作動音がなく静粛性に優れる。また、係る構成では打撃装置30を所定の高さ(500±10mm)まで上昇させるために、駆動ローラー42の外周を500mm以上とする必要はなく小型化できるというメリットもある。 Next, the automatic simple dynamic cone penetration testing machine 1 that employs an electronic control mechanism using an electromagnetic solenoid 91 for raising and dropping the impacting device 30 will be described. FIG. 7 is an explanatory view showing such an embodiment. As shown in FIG. 7, a rotational displacement measuring device 90 that detects the rotational speed and the amount of displacement of the drive roller 42 and an electromagnetic solenoid 91 as the pressing mechanism 44 are provided, and rotational displacement information obtained from the rotational displacement measuring device 90 is included in the rotational displacement information. Based on this, the electromagnetic solenoid 91 is electronically controlled and driven, and the drive roller 42 is brought into contact with the guide pipe 31 which is a constituent member of the striking device 30 and is raised to a predetermined height (500 ± 10 mm). A configuration is adopted in which the driving roller 42 and the guide pipe 31 are separated from each other by the roller detaching device 46 so that the driving roller 42 and the guide pipe 31 are separated from each other and dropped by the weight of the impacting device 30. If a general rotary encoder is used for the rotational displacement measuring device 90, manufacture and control are also easy. Although not shown until the operating state, the contact or non-contact state between the driving roller 42 and the guide pipe 31 is not driven by the cam mechanism but the electromagnetic solenoid 91 is driven by electronic control, so that the operating sound of the cam mechanism is generated. Excellent quietness. In addition, in such a configuration, in order to raise the striking device 30 to a predetermined height (500 ± 10 mm), there is an advantage that the outer periphery of the driving roller 42 does not need to be 500 mm or more and can be miniaturized.
1 自動簡易動的コーン貫入試験機
10 本体ケース
20 貫入ロッド
21 貫入コーン
30 打撃装置
31 ガイドパイプ
31a 貫入量標尺部
31b ガイド貫通穴
32 ハンマー
33 ガイドロッド
35 ノッキングヘッド
40 上昇装置
41 ガイドローラー
42 駆動ローラー
43 駆動ローラー側押圧機構
43a 圧縮ばね
44 ロータリーエンコーダー側押圧機構
44a 圧縮ばね
44b エンコーダーブラケット
45 受動ローラー
46 駆動ローラー離脱機構
46a カム機構
47 駆動ローラー支持ブラケット
48 検出突起
50 駆動装置
60 制御装置
61 制御盤
62 測定記録装置
70 ロータリーエンコーダー
71 リミットスイッチ
80 立脚部材
90 回転変位測定器
91 電磁ソレノイド
G 地表
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic simple dynamic cone penetration test machine 10 Main body case 20 Penetration rod 21 Penetration cone 30 Impact device 31 Guide pipe 31a Penetration amount measure part 31b Guide through hole 32 Hammer 33 Guide rod 35 Knocking head 40 Lifting device 41 Guide roller 42 Driving roller 43 Driving roller side pressing mechanism 43a Compression spring 44 Rotary encoder side pressing mechanism 44a Compression spring 44b Encoder bracket 45 Passive roller 46 Driving roller release mechanism 46a Cam mechanism 47 Driving roller support bracket 48 Detection protrusion 50 Driving device 60 Control device 61 Control panel 62 Measurement recording device 70 Rotary encoder 71 Limit switch 80 Standing member 90 Rotational displacement measuring instrument 91 Electromagnetic solenoid G Ground surface
Claims (3)
本体ケースと、
貫入ロッドと、
該貫入ロッドを打撃する打撃装置と、
該打撃装置を上昇させる上昇装置と、
該上昇装置を駆動する駆動装置と、
該駆動装置を制御する制御装置と、
前記打撃装置による一打撃毎のカウント信号と前記貫入ロッドの貫入量を測定及び記録する測定記録装置と、
前記本体ケースを立脚させ、その高さと水平を調整する立脚部材と、
から成り、
前記貫入ロッドは、先端に貫入コーンを、後端にはノッキングヘッド及びガイドロッドをそれぞれ連結して備え、
前記打撃装置は、ガイドパイプとハンマーから構成され、
前記上昇装置は、複数のガイドローラーと、駆動ローラーと、受動ローラーと、駆動ローラー離脱機構とから構成され、
前記駆動装置は前記駆動ローラーを回転させるための動力を発生させる装置であり、
前記制御装置は、前記駆動装置の回転動力制御及び電源回路等を備え、
前記駆動ローラーは、前記駆動装置によって連続回転駆動されるとともに、外周縁部及び凹状溝部に周設あるいは巻装される弾性素材を押圧機構によって前記ガイドパイプに押し付けて前記打撃装置を上昇させ、
前記受動ローラーは、前記駆動ローラーからの押圧を受けて前記打撃装置を上昇させるために前記ガイドパイプを挟持するとともに回転し、
前記複数のガイドローラーは、打撃装置が垂直に上昇及び落下するよう昇降動作をガイドし、
前記駆動ローラー離脱機構は、前記駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、前記打撃装置が自重により落下させる構成を有し、
前記駆動ローラーの回転によって前記打撃装置への接触状態及び非接触状態を繰り返すことで、前記打撃装置を連続的に上昇及び落下させることを特徴とする自動簡易動的コーン貫入試験機。 A simple dynamic cone penetration tester,
A body case,
A penetrating rod,
A striking device for striking the penetrating rod;
A lifting device for lifting the striking device;
A driving device for driving the lifting device;
A control device for controlling the driving device;
A measurement recording device for measuring and recording a count signal for each hit by the hitting device and an amount of penetration of the penetrating rod;
Standing up the main body case, and a standing member for adjusting the height and level,
Consisting of
The penetrating rod comprises a penetrating cone at the front end and a knocking head and a guide rod connected to the rear end, respectively.
The striking device is composed of a guide pipe and a hammer,
The lifting device is composed of a plurality of guide rollers, a driving roller, a passive roller, and a driving roller detachment mechanism,
The drive device is a device that generates power for rotating the drive roller,
The control device includes rotational power control and a power supply circuit of the driving device,
The drive roller is continuously rotated by the drive device, and an elastic material provided around or wound around the outer peripheral edge portion and the concave groove portion is pressed against the guide pipe by a pressing mechanism to raise the impact device,
The passive roller rotates while sandwiching the guide pipe in order to raise the striking device in response to pressure from the driving roller,
The plurality of guide rollers guide the lifting operation so that the striking device rises and falls vertically,
The drive roller detachment mechanism has a configuration in which the drive roller and the guide pipe are separated from each other by being brought into a non-contact state, and the striking device is dropped by its own weight,
An automatic simple dynamic cone penetration tester characterized in that the hitting device is continuously raised and dropped by repeating the contact state and non-contact state with the hitting device by the rotation of the driving roller.
駆動ローラーに突出部を設けたカム機構によって、
前記駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、
前記打撃装置の自重により落下させる機構であることを特徴とする請求項1記載の自動簡易動的コーン貫入試験機。 The drive roller detachment mechanism is
By a cam mechanism with a protrusion on the drive roller,
The contact between the drive roller and the guide pipe is removed from the contact state, and is released.
2. The automatic simple dynamic cone penetration testing machine according to claim 1, wherein the automatic falling dynamic cone penetration testing machine is a mechanism for dropping by the dead weight of the impacting device.
前記駆動ローラーの回転数を検知する回転変位測定器と、
前記駆動ローラー側押圧機構に電磁ソレノイドを備え、
該回転変位測定器から得られた回転変位情報に基づき電磁ソレノイドを電子制御して駆動し、
該駆動ローラーと前記ガイドパイプとの接触状態から非接触状態とすることで離脱させ、
前記打撃装置の自重により落下させる機構であることを特徴とする請求項1記載の自動簡易動的コーン貫入試験機。
The drive roller detachment mechanism is
A rotational displacement measuring device for detecting the rotational speed of the driving roller;
The drive roller side pressing mechanism is equipped with an electromagnetic solenoid,
Based on the rotational displacement information obtained from the rotational displacement measuring device, the electromagnetic solenoid is electronically controlled and driven,
The drive roller and the guide pipe are separated from the contact state by being brought into a non-contact state,
2. The automatic simple dynamic cone penetration testing machine according to claim 1, wherein the automatic falling dynamic cone penetration testing machine is a mechanism for dropping by the dead weight of the impacting device.
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