スクリューポイント
【課題】 地盤調査法であるスウェーデン式サウンディング試験に用いるスクリューポイントで、耐久性能がこれまでよりも格段優れたポイントを提供する。
【解決手段】
本体１とスタットボルト２をそれぞれ異種合金鋼で構成し、焼き嵌めで両者を一体化したスクリューポイント３であって、スタットボルト２は、その軸部４の焼き嵌めされた部分の断面形状が円形、楕円形、多角数を有する角形および周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかであって、スクリューポイント本体１に焼き嵌めされた部分より突き出た部分にはねじ５を有する。
【解決手段】
本体１とスタットボルト２をそれぞれ異種合金鋼で構成し、焼き嵌めで両者を一体化したスクリューポイント３であって、スタットボルト２は、その軸部４の焼き嵌めされた部分の断面形状が円形、楕円形、多角数を有する角形および周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかであって、スクリューポイント本体１に焼き嵌めされた部分より突き出た部分にはねじ５を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤調査法のひとつであるスウェーデン式サウンディング試験で使用するスクリューポイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤調査法でのスウェーデン式サウンディング試験は、簡易で安価な調査法として近年多用されるようになっている。スウェーデン式サウンディング試験は、例えば特開平６−３４６４２９号に掲載されているものであり、図３で示すように、スクリューポイント３にロッド１０を図示の矢印方向にねじ締結して図４の状態で使用するものである。すなわち、規定寸法の外径と長さをもったロッド１０先端のロッド雌ねじ１１に、規定形状の外形、寸法および長さをもったスクリューポイント３のねじ５を締結した構成の調査具を使用して、試験地盤の地点上で地盤に垂直に立てたロッド１０の上方より荷重及び回転を加え、沈み深さと回転数値を基にし、地耐力を求める試験方法である。試験の際、ロッド１０先端雌ねじ１１に締結したスクリューポイント３は地中の砂礫、粘土層等の地盤との擦れ合いで外周部が摩耗する工具であって、地上にあるロッド１０の上方部には機械式回転装置、或いは手動による工具を装着しているものである。スクリューポイント３が摩耗し、外径寸法が許容限界値を超えて減径したスクリューポイント３は、締結したスクリューポイント３のねじ５をロッド雌ねじ１１より取り外し、新しいスクリューポイント３に取り替える。更に必要な地耐力に達する深さを求めて、規定寸法のロッドを順次継ぎ足して、必要な地耐力に達する深さを求めて試験をする調査方法である。また、スクリューポイント３とロッド１０は、各々のねじ締結部９へ繰り返しトルクが加わり、ロッドの雌ねじ１１とスクリューポイント３ねじ５は強固に締結されていても、ロッド１０に締結したスクリューポイント３のねじ首部６付近には地中の砂礫、粘土層等の混在する層に至ってはトルクの他、曲げのモーメントが加わりスクリューポイント３のねじ首部６は繰り返しの過大負荷が加わる調査方法である。
【特許文献１】特開平６−３４６４２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記ロッド１０とスクリューポイント３は、スクリューポイント３が調査地盤との摩擦摩耗で、外径寸法が規定の限界値以下に減径するまでの間は繰り返し使用する。スクリューポイント３のねじ５とロッド雌ねじ１１のねじ連結部９には締め付けトルクと曲げのモーメントが繰り返し加わり、スウェーデン式サウンディング試験途上、スクリューポイント３のねじ首部６には過大負荷が発生しスクリューポイント３のねじ首部６付近で破断する事もあって、試験途上での破断はスクリューポイント３が数メートルの深い地中に残り、回収不可能になると共に破損のため、新しいスクリューポイント３へ交換を余儀なくされるとともに、同地点の再試験となり時間の大きなロスとなる。また地中でロッド１０先端のスクリューポイント３のねじ５が折損した際、地中より引き揚げたロッド雌ねじ１１内にはスクリューポイント３のねじ５が折れ込んでいて、この折れ込んだねじ５の除去が困難であって、新しいロッド１０への交換も必要となり経済的な損失が発生している。スクリューポイント３は、一般的に本体１とねじ部５は一体であって、本体１の耐摩耗性を求める材種及び熱処理と、ねじ首部６の高靱性の両特性を求める材種選択の範囲が少なく、スクリューポイント本体１の耐摩耗性を求めるとねじ首部６付近が破断し易く、ねじ首部６付近の破断を回避する材種と熱処理を選択するとスクリューポイント本体１が摩耗減径する速度が早まる材種となるように、それぞれ相反する材種及び熱処理となり、スクリューポイント３とロッド１０の消耗においても経済的な損失となっている。近年スウェーデン式サウンディング試験機械は、急激なハイテクノロジー化と試験機械の著しい技術革新と共に高トルク化の機械へ変革し、ロッド１０とスクリューポイント３の連結は更に強固な締め付けとなり、ねじ首部６への曲げのモーメントも益々増大傾向にあって、スウェーデン式サウンディング試験途上でスクリューポイント３の減径摩耗と共に破損消耗も多くなっている、すなわちスクリューポイント３本体１が求める耐摩耗性能と、ねじ首部６の耐破断靱性能を高めることが重要であって、スクリューポイント３の首部６の破断による破損ロッド１０の破損消耗においても経済的損失の問題は大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のスクリューポイント３は、スクリュー状の溝１aを外周面に有した砲弾形状のスクリューポイント本体１と、このスクリューポイント本体１の後端に、焼き嵌めで一体化された軸部４と、その軸部４の突出部分に形成されたねじ５をもち、かつスクリューポイント本体１とは異種合金で構成されたスタットボルト２とからなり、前記軸部４の焼き嵌めされた部分の断面形状は円形、楕円形、角形、及び周囲に凹凸条が交互に設けられた円形の何れかからなることを特徴とする。また、本発明のスクリューポイント３は、ポイント本体１がＣｒ−Ｍo−V合金鋼から構成され熱処理されたものであるか、または超硬合金から構成されていることを特徴とする。さらに本発明のスクリューポイント３のスタットボルト２は、引張強さが９３０Ｎ／ｍｍ2のＣｒ−Ｍｎ−Ｍo合金鋼からなり、ねじの付け根であるねじ首部６は、焼き嵌めされた軸部４に向けて径寸法が拡大するラッパ状の形状を備えているものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、スクリューポイント本体１の材種をＣｒ−Ｍo−V合金鋼とし、熱処理を施して耐摩耗性能、高靱性能に高めたことで耐久度を従来品と比較して格段に向上したものである。また本発明のスタットボルト２においては、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｍｏ合金鋼でその引張強さが約９３０Ｎ／ｍｍ2の鋼を選定し、高靱性能に特化させると共に、ねじ首部６での集中応力の分散を目的に、ねじ５から軸部４に向けて拡大径となるラッパ形状にして、この部分に集中する応力を分散させて耐破断強化を図り、耐久性に富んだ経済的なスクリューポイント３の提供を可能とした。
本発明の焼き嵌めされたスタットボルト２の軸部４の断面形状は、円形、楕円形、角形及び周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかからなり、相応するスクリューポイント本体１の後端に形成した内腔穴形状が、スタットボルト２の軸部４の断面形状と合致した形状で焼き嵌めされているものであり、軸方向の回転における滑りを拘束するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態の一例を、図１及び図２を用いて説明する。図１はスタットボルト２をスクリューポイント本体１に焼き嵌めする以前の部分破断図であり、図２は両者を焼き嵌めで一体化した後の破断図である。スタットボルト２の軸部４の直径寸法は１６ｍｍ、長さは２２ｍｍであり、ねじ５の外径寸法は１４ｍｍであって、ねじ５から軸部４に向いたねじ首部６は、直径で２ｍｍ拡大するラッパ状としている。本体１の後端の軸芯部８に直径１６ｍｍ、深さ２３ｍｍの,スタットボルト２と同形状の内腔穴７を設けたものであって、スタットボルト２の軸部４の長さと比較して１ｍｍ深くした２３ｍｍの深さの穴としている。焼き嵌めは、スクリューポイント本体１の後端を摂氏３００度〜４００度に加熱し、膨張させた内腔穴７に、スタットボルト２の軸部４を図１で示す矢印方向に挿入した後、放置冷却して本体１の内腔穴７にスタットボルト２の軸部４を焼き嵌めし、一体化させてスクリューポイント３としている。このスクリューポイント３本体１は、長さ２００ｍｍ、最大直径３３ｍｍの砲弾形状をしたＣｒ−Ｍo−V合金鋼の熱処理されたものから形成されていて、その周囲には最大深さ約５ｍｍの螺旋条の溝１aが長さ２００ｍｍにわたって１回転するひねりで４条設けられている。本体１とスタットボルト２を焼き嵌めした状態においては、スタットボルト２の材種はＣｒ−Ｍｎ−Ｍｏ合金鋼で、引張強さ約９３０Ｎ／ｍｍ2のものを用いて、図４で示す締結部９のように、スタットボルト２の軸部４は締結部９より本体の側へ１ｍｍ沈む仕様としていて、ロッド雌ねじ入り口１３がスクリューポイント３のねじ首部６と干渉を避けるようにしているので、スクリューポイント３とロッド１０の完全締結が図られ、従来品の摩擦消耗および破損消耗に比べて格段の耐久性能を実現した。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
調査地点の地質が砂礫、粘土層等の混在する層である場合は勿論のこと、砂礫や岩石の混在具合が少ない、軽度な衝撃の地質であっては、スクリューポイント本体１は前記の合金鋼で構成することで十分用に足りるが、スクリューポイント本体１を超硬合金仕様にすることによりさらに飛躍的に耐久度が増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図。
【図２】同スタットボルト２と本体１の焼き嵌め状態を示す図。
【図３】ロッド１０とスクリューポイント３締結前の形態の一例を示す図。
【図４】調査に使用するロッド１０とスクリューポイント３の締結状態を示す図。
【符号の説明】
【０００９】
１ 本体
１a 溝
２ スタットボルト
３ スクリューポイント
４ 軸部
５ ねじ
６ ねじ首部
７ 内腔穴
８ 軸芯部
９ 締結部
１０ ロッド
１１ ロッド雌ねじ
１２ ロッド雄ねじ
１３ ロッド雌ねじ入り口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤調査法のひとつであるスウェーデン式サウンディング試験で使用するスクリューポイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤調査法でのスウェーデン式サウンディング試験は、簡易で安価な調査法として近年多用されるようになっている。スウェーデン式サウンディング試験は、例えば特開平６−３４６４２９号に掲載されているものであり、図３で示すように、スクリューポイント３にロッド１０を図示の矢印方向にねじ締結して図４の状態で使用するものである。すなわち、規定寸法の外径と長さをもったロッド１０先端のロッド雌ねじ１１に、規定形状の外形、寸法および長さをもったスクリューポイント３のねじ５を締結した構成の調査具を使用して、試験地盤の地点上で地盤に垂直に立てたロッド１０の上方より荷重及び回転を加え、沈み深さと回転数値を基にし、地耐力を求める試験方法である。試験の際、ロッド１０先端雌ねじ１１に締結したスクリューポイント３は地中の砂礫、粘土層等の地盤との擦れ合いで外周部が摩耗する工具であって、地上にあるロッド１０の上方部には機械式回転装置、或いは手動による工具を装着しているものである。スクリューポイント３が摩耗し、外径寸法が許容限界値を超えて減径したスクリューポイント３は、締結したスクリューポイント３のねじ５をロッド雌ねじ１１より取り外し、新しいスクリューポイント３に取り替える。更に必要な地耐力に達する深さを求めて、規定寸法のロッドを順次継ぎ足して、必要な地耐力に達する深さを求めて試験をする調査方法である。また、スクリューポイント３とロッド１０は、各々のねじ締結部９へ繰り返しトルクが加わり、ロッドの雌ねじ１１とスクリューポイント３ねじ５は強固に締結されていても、ロッド１０に締結したスクリューポイント３のねじ首部６付近には地中の砂礫、粘土層等の混在する層に至ってはトルクの他、曲げのモーメントが加わりスクリューポイント３のねじ首部６は繰り返しの過大負荷が加わる調査方法である。
【特許文献１】特開平６−３４６４２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記ロッド１０とスクリューポイント３は、スクリューポイント３が調査地盤との摩擦摩耗で、外径寸法が規定の限界値以下に減径するまでの間は繰り返し使用する。スクリューポイント３のねじ５とロッド雌ねじ１１のねじ連結部９には締め付けトルクと曲げのモーメントが繰り返し加わり、スウェーデン式サウンディング試験途上、スクリューポイント３のねじ首部６には過大負荷が発生しスクリューポイント３のねじ首部６付近で破断する事もあって、試験途上での破断はスクリューポイント３が数メートルの深い地中に残り、回収不可能になると共に破損のため、新しいスクリューポイント３へ交換を余儀なくされるとともに、同地点の再試験となり時間の大きなロスとなる。また地中でロッド１０先端のスクリューポイント３のねじ５が折損した際、地中より引き揚げたロッド雌ねじ１１内にはスクリューポイント３のねじ５が折れ込んでいて、この折れ込んだねじ５の除去が困難であって、新しいロッド１０への交換も必要となり経済的な損失が発生している。スクリューポイント３は、一般的に本体１とねじ部５は一体であって、本体１の耐摩耗性を求める材種及び熱処理と、ねじ首部６の高靱性の両特性を求める材種選択の範囲が少なく、スクリューポイント本体１の耐摩耗性を求めるとねじ首部６付近が破断し易く、ねじ首部６付近の破断を回避する材種と熱処理を選択するとスクリューポイント本体１が摩耗減径する速度が早まる材種となるように、それぞれ相反する材種及び熱処理となり、スクリューポイント３とロッド１０の消耗においても経済的な損失となっている。近年スウェーデン式サウンディング試験機械は、急激なハイテクノロジー化と試験機械の著しい技術革新と共に高トルク化の機械へ変革し、ロッド１０とスクリューポイント３の連結は更に強固な締め付けとなり、ねじ首部６への曲げのモーメントも益々増大傾向にあって、スウェーデン式サウンディング試験途上でスクリューポイント３の減径摩耗と共に破損消耗も多くなっている、すなわちスクリューポイント３本体１が求める耐摩耗性能と、ねじ首部６の耐破断靱性能を高めることが重要であって、スクリューポイント３の首部６の破断による破損ロッド１０の破損消耗においても経済的損失の問題は大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のスクリューポイント３は、スクリュー状の溝１aを外周面に有した砲弾形状のスクリューポイント本体１と、このスクリューポイント本体１の後端に、焼き嵌めで一体化された軸部４と、その軸部４の突出部分に形成されたねじ５をもち、かつスクリューポイント本体１とは異種合金で構成されたスタットボルト２とからなり、前記軸部４の焼き嵌めされた部分の断面形状は円形、楕円形、角形、及び周囲に凹凸条が交互に設けられた円形の何れかからなることを特徴とする。また、本発明のスクリューポイント３は、ポイント本体１がＣｒ−Ｍo−V合金鋼から構成され熱処理されたものであるか、または超硬合金から構成されていることを特徴とする。さらに本発明のスクリューポイント３のスタットボルト２は、引張強さが９３０Ｎ／ｍｍ2のＣｒ−Ｍｎ−Ｍo合金鋼からなり、ねじの付け根であるねじ首部６は、焼き嵌めされた軸部４に向けて径寸法が拡大するラッパ状の形状を備えているものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、スクリューポイント本体１の材種をＣｒ−Ｍo−V合金鋼とし、熱処理を施して耐摩耗性能、高靱性能に高めたことで耐久度を従来品と比較して格段に向上したものである。また本発明のスタットボルト２においては、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｍｏ合金鋼でその引張強さが約９３０Ｎ／ｍｍ2の鋼を選定し、高靱性能に特化させると共に、ねじ首部６での集中応力の分散を目的に、ねじ５から軸部４に向けて拡大径となるラッパ形状にして、この部分に集中する応力を分散させて耐破断強化を図り、耐久性に富んだ経済的なスクリューポイント３の提供を可能とした。
本発明の焼き嵌めされたスタットボルト２の軸部４の断面形状は、円形、楕円形、角形及び周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかからなり、相応するスクリューポイント本体１の後端に形成した内腔穴形状が、スタットボルト２の軸部４の断面形状と合致した形状で焼き嵌めされているものであり、軸方向の回転における滑りを拘束するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態の一例を、図１及び図２を用いて説明する。図１はスタットボルト２をスクリューポイント本体１に焼き嵌めする以前の部分破断図であり、図２は両者を焼き嵌めで一体化した後の破断図である。スタットボルト２の軸部４の直径寸法は１６ｍｍ、長さは２２ｍｍであり、ねじ５の外径寸法は１４ｍｍであって、ねじ５から軸部４に向いたねじ首部６は、直径で２ｍｍ拡大するラッパ状としている。本体１の後端の軸芯部８に直径１６ｍｍ、深さ２３ｍｍの,スタットボルト２と同形状の内腔穴７を設けたものであって、スタットボルト２の軸部４の長さと比較して１ｍｍ深くした２３ｍｍの深さの穴としている。焼き嵌めは、スクリューポイント本体１の後端を摂氏３００度〜４００度に加熱し、膨張させた内腔穴７に、スタットボルト２の軸部４を図１で示す矢印方向に挿入した後、放置冷却して本体１の内腔穴７にスタットボルト２の軸部４を焼き嵌めし、一体化させてスクリューポイント３としている。このスクリューポイント３本体１は、長さ２００ｍｍ、最大直径３３ｍｍの砲弾形状をしたＣｒ−Ｍo−V合金鋼の熱処理されたものから形成されていて、その周囲には最大深さ約５ｍｍの螺旋条の溝１aが長さ２００ｍｍにわたって１回転するひねりで４条設けられている。本体１とスタットボルト２を焼き嵌めした状態においては、スタットボルト２の材種はＣｒ−Ｍｎ−Ｍｏ合金鋼で、引張強さ約９３０Ｎ／ｍｍ2のものを用いて、図４で示す締結部９のように、スタットボルト２の軸部４は締結部９より本体の側へ１ｍｍ沈む仕様としていて、ロッド雌ねじ入り口１３がスクリューポイント３のねじ首部６と干渉を避けるようにしているので、スクリューポイント３とロッド１０の完全締結が図られ、従来品の摩擦消耗および破損消耗に比べて格段の耐久性能を実現した。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
調査地点の地質が砂礫、粘土層等の混在する層である場合は勿論のこと、砂礫や岩石の混在具合が少ない、軽度な衝撃の地質であっては、スクリューポイント本体１は前記の合金鋼で構成することで十分用に足りるが、スクリューポイント本体１を超硬合金仕様にすることによりさらに飛躍的に耐久度が増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図。
【図２】同スタットボルト２と本体１の焼き嵌め状態を示す図。
【図３】ロッド１０とスクリューポイント３締結前の形態の一例を示す図。
【図４】調査に使用するロッド１０とスクリューポイント３の締結状態を示す図。
【符号の説明】
【０００９】
１ 本体
１a 溝
２ スタットボルト
３ スクリューポイント
４ 軸部
５ ねじ
６ ねじ首部
７ 内腔穴
８ 軸芯部
９ 締結部
１０ ロッド
１１ ロッド雌ねじ
１２ ロッド雄ねじ
１３ ロッド雌ねじ入り口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー状の溝（1ａ）を有した砲弾形状のスクリューポイント本体（１）と、このスクリューポイント本体（１）の後端に焼き嵌めで一体化された軸部（４）と、その軸部（４）の突出部分に形成されたねじ（５）を持ち、かつスクリューポイント本体（１）とは異種合金で構成されたスタットボルト（２）からなり、前記軸部（４）の焼き嵌めされた部分の断面形状は円形、楕円形、角形および周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかよりなるスクリューポイント。
【請求項２】
スクリューポイント本体（１）は熱処理されたＣｒ− Ｍo− V合金鋼または超硬合金からなる請求項１記載のスクリューポイント。
【請求項３】
スタットボルト（２）は、Ｃｒ− Ｍｎ− Mo合金鋼からなり、ねじ（５）の付け根であるねじ首部（６）は、焼き嵌めされた軸部（４）に向けて外径寸法が拡大するラッパ状の形状を備えている請求項１記載のスクリューポイント。
【請求項４】
スクリュー状の溝（1ａ）を外周面に有した砲弾形状で、Ｃｒ− Ｍo− V合金鋼又は超硬合金からなるスクリューポイント本体（１）と、このスクリューポイント本体（1）の後端に焼き嵌めで一体化された軸部（４）と、その軸部の突出部分に形成されたねじ（５）とをもち、かつＣｒ−Ｍｎ− Ｍo合金鋼から構成されたスタットボルト（２）とからなるスクリューポイント。
【請求項１】
スクリュー状の溝（1ａ）を有した砲弾形状のスクリューポイント本体（１）と、このスクリューポイント本体（１）の後端に焼き嵌めで一体化された軸部（４）と、その軸部（４）の突出部分に形成されたねじ（５）を持ち、かつスクリューポイント本体（１）とは異種合金で構成されたスタットボルト（２）からなり、前記軸部（４）の焼き嵌めされた部分の断面形状は円形、楕円形、角形および周囲に凹凸条が交互に設けられた円形のうちのいずれかよりなるスクリューポイント。
【請求項２】
スクリューポイント本体（１）は熱処理されたＣｒ− Ｍo− V合金鋼または超硬合金からなる請求項１記載のスクリューポイント。
【請求項３】
スタットボルト（２）は、Ｃｒ− Ｍｎ− Mo合金鋼からなり、ねじ（５）の付け根であるねじ首部（６）は、焼き嵌めされた軸部（４）に向けて外径寸法が拡大するラッパ状の形状を備えている請求項１記載のスクリューポイント。
【請求項４】
スクリュー状の溝（1ａ）を外周面に有した砲弾形状で、Ｃｒ− Ｍo− V合金鋼又は超硬合金からなるスクリューポイント本体（１）と、このスクリューポイント本体（1）の後端に焼き嵌めで一体化された軸部（４）と、その軸部の突出部分に形成されたねじ（５）とをもち、かつＣｒ−Ｍｎ− Ｍo合金鋼から構成されたスタットボルト（２）とからなるスクリューポイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８５４７２（Ｐ２００９−１８５４７２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７０３（Ｐ２００８−２４７０３）
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【特許番号】特許第４２７８６９８号（Ｐ４２７８６９８）
【特許公報発行日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（３０３００２０６６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【特許番号】特許第４２７８６９８号（Ｐ４２７８６９８）
【特許公報発行日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（３０３００２０６６）
【Ｆターム（参考）】
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