JPH0810253B2

JPH0810253B2 - 音波発生装置

Info

Publication number: JPH0810253B2
Application number: JP62072989A
Authority: JP
Inventors: 英俊世一; 昭則蓮井; 亮山下
Original assignee: 株式会社間組
Priority date: 1987-03-28
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS63241376A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は音波発生装置、特に土質構造を探索するのに
用いる音波発生装置に関するものである。

＜従来の技術＞土木工事現場等において、施工に先だって工事現場の
土質を音波の発生、及びこれの検知によって調査する操
作がよく行われるが、このような音波により土質構造の
探索を行うため音波発生装置の一従来例を第４図に示
す。この音波発生装置は、シリンダ構造をした装置本体
１と、この装置本体１の内部に配置され且つこの内部で
ストローク運動するハイドロピストン２と、ハイドロピ
ストン２のピストンロッド３の先端に取付けられたロッ
キングベル４と、装置本体１内においてロッキングベル
４の先方に配置されたハンマ５と、装置本体１の先端部
分に設けられた金床６と、この金床と一体的に構成され
立孔の内側壁に圧着して装置全体を固定する固定部材７
と、前記ハイドロピストン２及び固定部材７を流体圧に
よって作動させる流体圧作動部材とを有して成る。

装置本体１は、第４図に示された状態で、上端部分に
ハイドロピストン２がストローク運動するためのシリン
ダ室８がストッパ９によつて画成されており、ピストン
ロッド３は、このストッパ９を貫通して下方に延びてい
る。ハンマ５は金床６に衝突する槌部5aと、この槌部5a
から上方に延びロッキングベル４に係合する被把持部と
してのロッド部5bとから成る。また装置本体１内におい
ては、ストッパ９の下方、所定の位置に支持ストッパ10
が設けられ、この支持ストッパ10とハンマ５の槌部5aと
の間には、ハンマ５を下向きに付勢するばね11が装填さ
れている。

固定部材７は、装置本体１の長さ方向に対してほぼ直
角の互いに反対方向に開口した第１のシリンダ室12及び
第２のシリンダ室13と、それぞれのシリンダ室12,13内
に配置され互いに反対方向にストローク運動する第１の
クランププレート14及び第２のクランププレート15とか
ら成る。そしてシリンダ室８及び固定部材７の第１及び
第２のシリンダ室12,13にはハイドロピストン２及び第
１及び第２のクランププレート14,15を作動させるため
の流体圧作動部材が接続され、作動用流体を供給又は排
出するホース16,17がシリンダ室８及び固定部材７に結
合されている。

そして、音波を発生させるに当っては、音波発生装置
を地中に掘削形成した立孔内に吊り下げ、ホース16に作
動用流体を供給してハイドロピストン２を降下させる
と、このハイドロピストン２と共にロッキングベル４が
ばね11の作用に抗して降下し、ハンマ５のロッド5b先端
部に係合してこれを把持する。次いで音波発生装置を立
孔内の所定の深さ位置に調整し、この設置深さが決った
所で流体作動部材を作動させてホース17に作動用流体を
供給する一方、前記ホース16に供給されていた作動用流
体を排出させる。この操作によって、ハイドロピストン
２は上方へ移動する一方、固定部材７の第１及び第２の
シリンダ室12,13に作動用流体が供給され、クランププ
レート14,15が装置本体１の外側面から外方へせり出し
て立孔の壁面に突当り音波発生全体を固定保持する。こ
の間ハイドロピストン２は上昇し続け、ロッキングベル
４がストッパ９に突当るようになると、当該ロッキング
ベル４からハンマ５のロッド5bが外れる。するとハンマ
５は、その自重及びばね11の付勢力によって下方へ勢い
よく落下し金床６に衝突して音波を発生する。この音波
が弾性波として地中を伝播するから、他の地点に設けら
れた弾性波検出装置によって弾性波が検出され、地中の
組織が解析される。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら、このような従来の音波発生装置にあっ
ては、ハイドロピストン２を上昇させるための作動用流
体と装置を立孔内で保持するための作動用流体とが同じ
ホース17によって供給される構成となっているため、例
えば同じ深さ位置で音波を二回発生させたいという場
合、一回ハンマ５による打撃を行った後ハイドロピスト
ン２を降下させるためにはホース17から作動用流体を排
出させなければならない。この操作によって固定部材７
においても作動解除となり音波発生装置全体が立孔内に
保持されなくなって動いてしまう。そのため、一回目と
二回目の音波発生操作では互いに異なった位置から音波
が発生せしめられたような状態となり、弾性波検出精度
が低下する恐れがあった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、立孔内の一定個所に固定したまま
何回でも音波を発生させることが出来る音波発生装置を
提供することである。

＜問題点を解決するための手段＞本発明は前記目的を達成するため、装置本体内でスト
ローク運動するピストンと、立孔の内側壁に圧着して装
置を保持する固定部材とを音波発生装置に設ける一方、
前記ピストンを流体圧によって装置本体内で移動させる
第１の作動部材と、前記固定部材を流体圧によって立孔
の内側壁に圧着させる第２の作動部材とを別個独立して
設置したことを要旨とするものである。

＜作用＞音波を発生させるに当っては、音波発生装置を立孔内
に吊り下すと共に深さ調節を行い、所定の位置にて第２
の作動部材によって固定部材に作動用流体を供給し装置
の固定保持を行う。次いで、或いは前記装置固定操作を
並行して、把持部材をハンマの被把持部に係合させたピ
ストンが第１の作動部材によって作動せしめられ、当該
ハンマの持上げ操作が行われる。そしてハンマが所定の
高さまで持上げられると、係合解除部材により把持部材
と被把持部との係合が解除され、ハンマが落下して金床
に衝突する。この時の衝撃音が弾性波となって地中に伝
わるから、音波発生装置から一定の距離だけ離れた位置
に設置された検出装置によって弾性波が検出され、更に
解析される。これで一回目の音波発生及び検出操作が終
る。引続き同じ条件で再度音波を発生させたい時は第１
の作動部材と第２の作動部材とは互いに別個独立である
から、第２の作動部材を作動させたまま第１の作動部材
を再度作動させれば、二回目のハンマの把持及びハンマ
の持上げ操作が行われ、音波が発生せしめられる。以下
必要であれば第１の作動部材を作動させることによって
何回でも音波の発生が行われる。

＜実施例＞第１図乃至第３図は本発明による音波発生装置の一実
施例を示す図である。

この実施例に係る音波発生装置は、上下方向に延び且
つシリンダ構造をした装置本体18と、この装置本体18の
上部に形成されたシリンダ室19内に収容され装置本体18
内部で流体作動によってストローク運動するピストン20
と、ピストン20のピストンロッド21の先端に取付けられ
た把持部材即ちロッキングベル22と、装置本体18内にお
いてロッキングベル22の先方、即ち下方に配置されロッ
キングベル22によって把持されるハンマ23と、装置本体
18の先端部分に設けられた金床24と、この金床とほぼ一
体的に形成され立孔の内側壁に互いに反対向きに圧着し
て装置全体を固定保持する二基の固定部材25と、前記ピ
ストン20を流体圧によって装置本体18内で移動させる第
１の作動部材即ち第１の作動流体供給ホース26と、この
第１のホース26とは別個に設けられ、前記固定部材25を
流体圧によって立孔の内側壁に圧着させる第２の作動部
材、即ち第２の作動流体供給ホース27とから成る。

装置本体18は、シリンダ室19を画成する第１のストッ
パ28と、この第１のストッパ28から所定の距離だけ下方
へ離れた位置に設けられた第２のストッパ29が設けられ
ると共に天頂部分から装置本体18のほぼ中心軸に沿って
垂下した棒体部30aとこの棒体部30aの先端に設けられた
球体部30bとから成る係合解除部材としてのロッキング
解除部材30が設けられている。ピストンロッド21は第１
のストッパ28とシール状態を保ってこの第１のストッパ
28を貫通して延びている。また、ピストンロッド21の先
端に設けられたロッキングベル22は、前記ピストンロッ
ド21の先端部分に一体成形され且つ下方に略Ｕ字形に開
口したアングル部材22aと、このアングル部材22aの先端
部分にヒンジ22bを介して回転可能に結合された挟持部
材22cとから成る。挟持部材22cの上端部分内側にはテー
パ状の当接部22dが設けられる一方、下端部分にはハン
マ23を把持すべく内向きに曲ったかぎ部22eが設けられ
ている。そして、解除部材30は装置本体１の天頂からピ
ストンロッド21内を貫通してロッキングベル22内に延
び、球体部30bがアングル部材22a内部に設置される。

ハンマ23は、金床24に衝突する槌部23aと、この槌部2
3aから上方に延びるロッド23bとから成り、ロッド部23b
の先端には、ロッキングベル22のかぎ部22eに係合すべ
く他の部分よりも小径に形成された被把持部としてのウ
エスト部23cが形成されている。また、装置本体１内に
おいては、ピストン20と第１のストッパ28との間に引張
ばね31が装填されてピストン20を常時下方へ付勢する一
方、ハンマ23の槌部23aと第２のストッパ29との間には
圧縮ばね32が装填され、ハンマ23を常時下方へ付勢して
いる。

固定部材25は、装置本体18の金床24下部に形成された
第１のシリンダ室33と、この第１のシリンダ室33に連通
する第２のシリンダ室34と、これら第１及び第２のシリ
ンダ室33,34にわたってストローク運動可能に収容され
た移動子35とから成る。移動子35は、立孔40の内壁に押
当てられて装置全体の支持力を得る押圧部35aと、押圧
部35aに対向して螺着して設けられたストッパ部（ナッ
ト）35bと、前記押圧部35aとストッパ部35bとを一体的
に連結するロッド部35cとが一体成形されて成る。そし
て、押圧部35aは第１のシリンダ室33内にＯ−リング36
によって気密を保たれた状態で収容される一方、ストッ
パ部35bは第２のシリンダ室34内に所定のスペースをあ
けて収容される。また、第１のシリンダ室33内において
は、押圧部35aとシリンダ室底面との間に、第２の作動
流体供給ホース27に接続され且つ圧縮空気のような作動
流体が供給される流体供給通路38が接続される一方、第
２のシリンダ室34内においては、ストッパ部35bとシリ
ンダ室底面との間に圧縮コイルばね37が装填されてい
る。このため、通路38から高圧流体が供給されると各移
動子35が圧縮コイルばね37の作用に抗して第３図中後
方、即ち矢印S₁,S₂の方向へ進み、押圧部35aが立孔40の
内側壁に圧着する。また作動流体の供給を解除すれば移
動子35は圧縮コイルばね37の作用によって復帰する。

また一方の、第１の作動流体供給ホース26はシリンダ
室19のピストン20下側の部分に接続されている。このた
め、ピストン20は作動流体供給ホース26を通してシリン
ダ室19に供給された作動流体によって上昇せしめられる
一方、シリンダ室19から作動流体を排出すると、引張ば
ね31の作用によって降下せしめられ、この繰返しにより
シリンダ室19内でストローク運動をする。

かかる構成を有する音波発生装置によって音波を発生
させるには、前記音波発生装置を立孔内に吊り下し、当
該立孔内での装置の位置（深さ位置）調整を行う。そし
て第２の作動部材である第２の作動流体供給ホース27を
通して作動流体が固定部材25に供給され、これによって
立孔内への装置固定を行う。次に第１の作動部材である
第１の作動流体供給ホース26を通してシリンダ室19内の
作動流体を排出させると、ピストン20が引張ばね31の作
用によって下方へ移動せしめられ、これに伴ってロッキ
ングベル22も降下する。そして、ロッキングベル22がハ
ンマ23のロッド23b先端に達すると、かぎ部22eがウェス
ト部23cに係合してロッキングベル22がハンマ23を把持
する（第１図）。次いで第１の作動流体供給ホース26を
通してシリンダ室19内に作動油を供給するとピストン20
が上昇し、これに伴ってロッキングベル22及びハンマが
圧縮ばね32の作用に抗して装置本体18内で上昇する（第
２図）。そして所定の高さまでロッキングベル22が上昇
すると、当該ロッキングベル22に対してロッキング解除
部材30が相対的に下方へ移動し、球体部30bと当接部22d
とが突当る。当接部22dは傾斜面構造となっているか
ら、球体部30bからの押圧力が挟持部材22cには横方向に
加わってこの挟持部材22cをヒンジ22bを中心にして外向
きに回転させる。これによりかぎ部22eとウェスト部23c
の係合が外れ、ハンマ23はその自重及び圧縮ばね32の作
用を受けて装置本体18内を落下し金床に突当って音波を
発する。この音波は弾性波として地中を伝わり検出装置
に検出されて地中の様子が解析される。

次に再度音波を発したいときは、第１の作動流体供給
用ホース26から作動流体を排出すればピストン20及びロ
ッキングベル22が降下してハンマ23を把持し、更にシリ
ンダ室19に作動流体を供給すればピストン20の上昇と共
にハンマ23が上昇せしめられ、再びロッキング解除部材
30の作用によってロッキングベル22の把持操作が解除さ
れるのでハンマ23が落下して音波が発生する。こうして
何回でもハンマ23の上昇、落下を繰返すことができる。
そしてこのハンマ23の上昇、落下操作中、固定部材25に
は作動流体が供給されたままに維持されるから、音波発
生装置は立孔内の所定の深さ位置に保持されたままであ
る。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明によれば流体圧によって
作動されるピストンと固定部材とを備えた音波発生装置
に、ピストン作動用の第１の作動部材と固定部材作動用
の第２の作動部材とを別個独立に設けたため、立孔内の
同一場所から何回も音波を発生させるに際して固定部材
の作動が停止せしめられることがなくなり、装置の位置
ずれ等の不具合もなくすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る音波発生装置の構造及
びピストンが降下する作動状態を示す図、第２図は前記
実施例においてハンマを把持して持ち上げる作動状態を
示す図、第３図は前記実施例に係る音波発生装置の固定
部材の部分を示す図、第４図は従来の音波発生装置を示
す図である。 18……装置本体、19……シリンダ室、20……ピストン、
21……ピストンロッド、22……ロッキングベル、23……
ハンマ、24……金床、25……固定部材、26……第１の作
動流体供給ホース（第１の作動部材）、27……第２の作
動流体供給ホース（第２の作動部材）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ構造をした装置本体と、装置本体
内をストローク運動するピストンと、ピストンに固定取
付けされた把持部材と、装置本体の先端部分に設けられ
た金床と、把持部材と金床との間に配置されかつ把持部
材に係合する被把持部を有するハンマ部材と、このハン
マー部材が前記金床から所定の距離だけ離れた際、前記
把持部材と前記被把持部との係合を解除させる係合解除
部材と、金床の先端側の装置本体内に配置され、立孔の
内側壁に圧着する固定部材と、前記ピストンを流体圧に
よって装置本体内で移動させる第１の作動部材と、この
第１の作動部材とは別個に設けられ、前記固定部材を流
体圧によって立孔の内側壁に圧着させる第２の作動部材
と、からなる音波発生装置。