JP5386136B2

JP5386136B2 - ワイヤーラインサンプラー

Info

Publication number: JP5386136B2
Application number: JP2008253896A
Authority: JP
Inventors: 真幸大野; 傑橋元
Original assignee: TOA-TONE BORING CO., LTD.
Current assignee: TOA-TONE BORING CO., LTD.
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010084401A

Description

この発明は、バイブレーション機の振動に対応したワイヤーラインサンプラーに関し、更に詳しくは、掘削中の振動力によるインナーチューブアッセンブリーのラッチ外れによる所定位置にセット不能状態となるのを防止し、インナーチューブアッセンブリーが所定位置にセットされたか否かを確認し、加えて良質の土壌サンプルを採取することができるようにしたものである。

従来のワイヤーラインサンプラーのインナーチューブアッセンブリー２のアウターチューブアッセンブリー１内へのセット方法は、図６に示すように、インナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセンブリー１側のリング１９とインナーチューブアッセンブリー側のリング２０が接触して停止するまで挿入する。この時、アウターチューブアッセンブリー１の内面に形成された溝２１にバネ３２で外側に付勢されたＶ字型ラッチ３１が外側に開いて入り、インナーチューブアッセンブリー２がアウターアッセンブリー１に固定される。
この状態で保持用のコイルバネ３３がＶ字型ラッチ３１を図面において左側に付勢してインナーチューブアッセンブリー２の固定状態を保持する。
Ｖ字型ラッチ３１を閉じて固定を解除するには、コイルバネ３３の保持力以上の力でスライドパイプ３６を右側に移動させてＶ字型ラッチ３１をバネ３２による拡開力に対抗して閉じることによって、スライドパイプ３６の中に収納するとＶ字型ラッチ３１が溝２１から外れるのでインナーチューブアッセンブリー２の固定が解除される。
スライドパイプ３６は、コイルバネ３３の弾発力によって図において左側に押されており、振動しない通常のロータリー掘削ではＶ字型ラッチが解除されることはなく、掘削中は、水をアウターチューブアッセンブリー１内部に常に送水し、シュー１０１とビット１０の隙間からビット先端に排出させながら掘削をおこなっている。６は土壌サンプルを採取するためのコアチューブである。
特開平１０−１５９４７７号公報特開平１０−１６９３５６号公報特開平１１−４３９３０号公報特開２００１−２３４６８６号公報特開平１１−６１７９３号公報特開２００２−２６６５８５号公報

この従来機構のワイヤーラインサンプラーを振動を利用して掘削をおこなうバイブレーション機で使用した場合、掘削中に発生する振動力がＶ字型ラッチ３１を拡開方向に付勢しているバネ３２の力よりも、対抗してＶ字型ラッチ３１を閉じようとする力が過大に作用し、溝２１から外れてしまう現象が発生する。また、スライドパイプ３６に使用している保持用のコイルバネ３３の保持力も掘削中に発生する振動力に耐えられず、スライドパイプ３６が右側に移動してＶ字型ラッチ３１を閉じ、溝２１から外れてしまうため、掘削中にインナーチューブアッセンブリー２の固定が解除されてしまうことがあり、振動を利用するバイブレーション機での使用が困難であった。

また、インナーチューブアッセンブリー２が所定位置にセットされたか否かを確認するには、インナーチューブアッセンブリー２とアウターチューブアッセンブリー１の間の間隙に形成される送水ラインに設けた逆止弁２２を開く送水圧によって確認しているが、掘削中は逆止弁２２を常に開いていないといけないので、一定の高い送水圧が必要であり、送水ポンプの効率が悪かった。
Ｖ字型ラッチ３１に関しては、セット位置でバネ３２のバネ力にて開く構造であり、Ｖ字型ラッチ３１が開いたか否かの確認を、溝２１にＶ字型ラッチ３１がセットされるときに発生する音で判断するしかなく、作業者の経験に頼る部分が多く、確実性が低かった。

更に、掘削中に使用する水をシュー１０１とビット１０の隙間から排出させながら掘削を行うため、採取する土壌中に含まれている水で流されやすい性質の砂や粘土等の土壌が流されてしまって採取することができず、近年の土壌調査に求められている原位置における状態のままの良質な土壌サンプルを採取できないという問題があった。
以上のことから、本発明は、インナーチューブアッセンブリーを所定位置に固定するラッチが振動機を使用した場合でも簡単に外れることがないようにし、インナーチューブアッセンブリーが所定の位置にセットされたか否かを簡単に、かつ、確実に確認できるようにすると共に、原位置における状態のままの良質な土壌サンプルを採取できるようにするものである。

アウターチューブアッセンブリーとその内部にセットされるインナーチューブアッセンブリーを有するワイヤーラインサンプラーであって、アウターチューブアッセンブリーの内壁面にはインナーチューブアッセンブリーを固定する溝が形成してあり、インナーチューブアッセンブリーにはロッド先端の蟻溝テーパー面によって開閉するラッチ、アウターチューブに通ずる通水口が設けてあり、ラッチがインナーチューブアッセンブリーより突出してアウターチューブアッセンブリーの溝に嵌め込まれて固定される位置にあるときに、通水口が開放され、水がアウターチューブアッセンブリーとインナーチューブアッセンブリーの間の間隙を流れるようにしたものであり、振動によってインナーチューブの固定が外れる方向に力作用すると、通水口が閉じて水圧が作用して固定状態を自動的に維持するものである。
また、アウターチューブアッセンブリーの先端には、先端部に通水口が設けてあるビットを連結し、ビット内壁とコアチューブ先端外壁の隙間にパッキングを設けることによって土壌サンプルが掘削水によって洗い流されるのを防止したものである。

本発明によれば、掘削中に使用する水の水圧力を利用し、ラッチ外れによる所定位置でのセット不能状態を防止し、インナーチューブアッセンブリーが所定位置にセットされているかの確認が、掘削中の送水圧を監視するというだけで簡単にできるようになる。また掘削中に使用する水に影響されない良質の土壌サンプルを採取することができる。
また、更に、ビットとコアチューブ先端の隙間にパッキングを設けて止水し、ビット側面の通水口から水を外に排出することにより、コアチューブ内の土壌サンプルが水で洗い流されるのを防止し、現状のままの良質な土壌サンプルを採取することができるのである。

実施例
図１に示すように、ワイヤーラインサンプラーは、アウターチューブアッセンブリー１とその内部にセットされるインナーチューブアッセンブリー２とインナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセンブリー１から外して回収するためのオーバーショットアッセンブリー３からなる。

アウターチューブアッセンブリー１の先端部には、ビット１０が連結固定してあり、その上部の内部にはインナーチューブアッセンブリー２を所定位置に停止させるリング４があり、さらに上部にはインナーチューブアッセンブリー２を固定させるラッチを引っ掛ける溝５が設けてある。

図１及び図２に示すように、インナーチューブアッセンブリー２の先端部には土壌サンプルを収容するためのコアチューブ６が設けてあり、コアチューブ６の先端外周には掘削中に使用する水がコアチューブ６内に入るのを防止するパッキング７が設けてある。
コアチューブ６の上側には、ラッチ９が出没する収納口１６、通水口１５及び上部外周にパッキング１７が設けてあるケース１４が連結してある。ケース１４の先端にはインナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセンブリー１内において所定位置に停止させるリング８が設けてあり、ケース１４内部にはインナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセブリー１に固定するためのラッチ９が設けてある。ラッチ９の構造の詳細は後述するが、ケース１４内に挿入されているロッド１１の軸方向の移動によって開閉するものであり、ロッド１１の先端にはラッチ９を開閉するためのテーパー面と蟻溝凸２３が形成してある駆動部が設けてある。ロッド１１は、オーバーショットアッセンブリー３と連結されるために中空であり、この中空部は掘削用の送水路ともなるものである。ロッド１１の通水口１２の周囲にはパッキング１３が設けてあり、ロッド１１が軸方向に移動して通水口１２とケース１４の通水口１５の位置が合致すると、ロッド１１の送水路内の水は、インナーチューブアッセンブリー２とアウターチューブアッセンブリーの間の間隙に送り出される。

図２及び図３に示すように、ラッチ９は、テーパー状の蟻溝凹部２２が形成されているテーパー面を有するブロックであり、ケース１４の収納口１６に対称に２箇配置されている。ロッド１１の先端に形成されているテーパー状の蟻溝凸２３にラッチ９の蟻溝凹２２が互いの凹凸にかみ合うように組み込まれており、図においてロッド１１を左右に動かすことでラッチ９がテーパー状の蟻溝に沿って収納口１６より出し入れする動作をする。
ロッド１１を右側に動かしたときは、図２の状態となりラッチ９は収納口１６から突出せずにケース１４内に格納された状態となり、ロッド１１を左側に動かしたときは、図３の状態となり、ラッチ９は収納口１６から突出し、アウターチューブアッセンブリー１の内壁面の溝５に嵌まり込んでインナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセンブリー１に固定する。

ロッド１１の通水口１２の周囲に設けたパッキング１３は、図２の状態ではケース１４の通水口１５を内側から塞いでいるため、ロッド１１内の水は、流れ出さない。ロッド１１を左側に動かして図３の状態とすると、通水口１２と通水口１５が合致し、ロッド１１内の水が通過できるようになる。

オーバーショットアッセンブリー３は、スピアー１８とスピアー１８内部に組み込まれたＶ字型ラッチ３１で構成されており、インナーチューブアッセンブリー２のロッド１１内部にスピアー１８を挿入して接続し、回収する方向に引く力を利用してインナーチューブアッセンブリー２を固定しているラッチ９をケース１４内に格納し、インナーチューブアッセンブリー２をアウターチューブアッセンブリー１から切り離して回収することに使用するものである。

図２に示す状態のインナーチューブアッセンブリー２を、アウターチューブアッセンブリー１内部に投入していくと、アウターチューブアッセンブリー１のリング４とインナーチューブアッセンブリーのリング８が接触し、インナーチューブアッセンブリー２が所定位置に停止し、コアチューブ６先端がビット１０内部に挿入され、パッキング７が、ビット１０とコアチューブ６先端の隙間に組み込まれた状態となり、図１に示す状態となる。

図１に示す状態で、アウターチューブアッセンブリー１内部に送水ポンプで掘削用の水を送ると、水はインナーチューブアッセンブリー２とアウターチューブアッセンブリー間隙を通過しようとするが、ケース１４のパッキング１７が間隙を通過するのを阻止し、ロッド１１内部の中空部を流れようとする。ロッド１１の通水口１２はパッキング１３によって塞がれているため、行き場を失った水は送水ポンプの力により水圧が上昇し、水圧が上昇するとロッド１１内面を押す力が発生するので、図において、ロッド１１が水圧力により左側に移動する。ロッド１１が左側に移動したことによりラッチ９が収納口１６より突出してアウターチューブアッセンブリー１の溝５に嵌まり込み、図４の状態となる。

通水口１２及び通水口１５が合致して開通し、ロッド１１内の水がアウターチューブアッセンブリー１内壁とインナーチューブアッセンブリー２の外壁の隙間に流れこみ水圧が低下する。この低圧の水はリング８に設けられた通水口２０を通過し、ビット１０に設けられた通水口２１を通過し、アウターチューブアッセンブリー１より外に排出され、ビット１０に掘削用の水を供給する。コアチューブ６の先端はパッキング７によって止水されており、コアチューブ内部には掘削用の水が入り込むことはない。

図４の状態で、アウターチューブアッセンブリー１内部に継続的に送水しながら掘削サンプリングを実行する。掘削中の送水圧は低い状態でアウターチューブアッセンブリー１内部とインナーチューブアッセンブリー２内部の各通水口を流れるので、送水に要するエネルギーを節約することができる。

掘削時に使用する振動体の振幅方向は、図においてロッド１１の左右に動く方向と同じであるため、振動力は、ロッド１１を右側に移動させ、ラッチ９をケース１４内に格納しようとする動作を発生させ、インナーチューブアッセンブリー２の所定位置の固定を解除しようとする。

ロッド１１が右側に移動すると同時に、開いた状態の通水口１２及び通水口１５を塞ぐ動作が発生し、通水口１２、１５の塞がれた割合に応じて送水圧が上昇するため、再びロッド１１内面を押す水圧力が発生し、ロッド１１を左側に移動させる力が作用する。この結果、ロッド１１に対して掘削中の振動力により発生する右方向の押し力と、送水圧力による左方向の押し力がバランスするようにしてあれば、ロッド１１は図４の状態の位置を常に維持することになる。

従って、ロッド１１の軸方向への移動によって動作するラッチ９は、バイブレーション掘削中でもケース１４より突出した状態（図３参照）を保つことができるため、ラッチ９が溝５から外れることがなく、インナーチューブアッセンブリー２は、所定位置に固定し続けられることになる。

水圧力によってロッド１１が左側に移動し、ラッチ９がケース１４より突出した時に通水口１２と通水口１５が合致して通水口が開通して水圧が低下する機構としたので、ラッチ９がケース１４より突出した時はインナーチューブアッセンブリー２が固定された状態であり、インナーチューブアッセンブリー２を固定する位置である溝５が設けてある位置でのみでラッチ９がケース１４より突出可能であり、溝５以外の位置ではアウターチューブアッセンブリー１の内壁によってラッチ９は、ケース１４より突出することができない。

従って、ラッチ９がケース１４より突出している時は送水圧が低下し、ラッチ９がケース１４内に格納されている時は送水圧が上昇することから、送水圧を圧力ゲージで確認することにより、インナーチューブアッセンブリー２が所定位置に固定されたか否かの判断が可能となる。また、掘削中の送水圧を監視することでインナーチューブアッセンブリー２の状態を常に把握することが可能となる。

また、掘削中の送水圧は低い状態でインナーチューブアッセンブリー２内の各通水口を流れており、掘削中の送水圧を常に高く維持する必要がなく送水ポンプの効率を高めることができる。

更に、ビット１０とコアチューブ６先端の隙間にパッキング７を設けて掘削中の水を止水し、ビット１０側面の通水口２１から水を外に排出することにより、コアチューブ６の先端への水流出によって掘削中の土壌サンプルを水で洗い流す現象を防止し、良質の土壌を採取することが可能となる。

本発明のワイヤーラインサンプラーの断面図。ラッチが格納状態のインナーチューブアッセンブリーの断面図。ラッチが突出状態のインナーチューブアッセンブリーの断面図。インナーチューブアッセンブリーがアウターチューブアッセンブリーに固定された状態の断面図。オーバーショットアッセンブリーの平面図。従来のワイヤーラインサンプラーの断面図。

符号の説明

１アウターチューブアッセンブリー
２インナーチューブアッセンブリー
３オーバーショットアッセンブリー
４リング
５溝
６コアチューブ
７パッキング
８リング
９ラッチ
１０ビット
１１ロッド
１２、１５通水口
１３パッキング
１４ケース
１７パッキング

Claims

アウターチューブアッセンブリーとその内部にセットされるインナーチューブアッセンブリーを有するワイヤーラインサンプラーであって、アウターチューブアッセンブリーの内壁面にはインナーチューブアッセンブリーを固定する溝が形成してあり、インナーチューブアッセンブリーには中空のロッド先端の蟻溝テーパー面を有する駆動部によって開閉するラッチとアウターチューブに通ずる通水口が設けてあり、インナーチューブアッセンブリーとアウターチューブアッセンブリーの間隙を封止するパッキングが設けてあり、中空のロッドを通じて送り込まれる掘削水によってラッチのロッド先端の駆動部が圧力を受け、ロッドの通水口が塞がれている間は掘削水の圧力によってロッドがラッチをインナーチューブアッセンブリーから突出させてアウターチューブアッセンブリーの溝に嵌りこませて固定させようとすると共に中空のロッドの通水口を開にして掘削水がアウターチューブアッセンブリーとインナーチューブアッセンブリーの間の間隙を流れるようにし、インナーチューブアッセンブリーの固定を解除する力が作用してロッドが移動すると中空のロッドの通水口が閉止され、掘削水の圧力によってロッドを所定の固定位置に戻す力が作用するようにしたワイヤーラインサンプラー。