JPH0726382B2 - コーン貫入試験における信号伝送方法及び信号中継器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地質測定のためのコー
ン貫入試験において、ボーリングロッド先端部のコーン
内部からの各種計測信号を、ケーブルを用いることなく
地上のデータ処理装置に伝送するようにした信号伝送方
法と、その方法に使用する信号中継器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】地質を測定する装置として、コーン貫入
試験機が公知である。

【０００３】このコーン貫入試験機は、図７に示すよう
に、ボーリングロッド１を油圧装置２によって地中Ａに
圧入していき、圧入の過程において、測定地点の各種要
素（コーン貫入抵抗、周面摩擦抵抗、間隙水圧、等）を
測定していく装置であり、ボーリングロッド１の先端部
は、計測部３を内蔵したコーン１０１となっており、当
該コーン１０１を地中Ａに貫入していくに従って、単位
ロッド１０２を次々と継ぎ足していくようになってい
る。また、上記コーン１０１及び単位ロッド１０２の構
造的諸元はＪＩＳ規格によって規定されている。

【０００４】ボーリングロッド１を図８によって詳しく
説明する。

【０００５】コーン１０１は、先端部１０１Ａが所定角
度の円錐形状をした円柱形状に形成され、内部に各種計
測センサ、信号増幅用アンプ、及び作動電源用電池等で
なる計測部３が収納されており、上記円錐形状の先端部
１０１Ａとは反対側の後端部１０１Ｂには、雌ねじ１０
１Ｃが切られていて単位ロッド１０２との連結部を形成
している。

【０００６】また、単位ロッド１０２は、中空の円筒形
状に形成され、内部空間１０２Ａは両端部１０２Ｂ、１
０２Ｃに貫通しており、一方の端部１０２Ｂには雄ねじ
１０２Ｄが切られていて、コーン１０１又は他の単位ロ
ッド１０２との連結部を形成しており、他方の端部１０
２Ｃには雌ねじ１０２Ｅが切られていて単位ロッド１０
２相互の連結部を形成している。

【０００７】コーン１０１に内蔵された計測部３からの
信号ケーブル４には、通常、キャブタイヤケーブルが用
いられ、当該信号ケーブル４は、連結した単位ロッド１
０２の各内部空間１０２Ａを通してデータ処理装置５
（図７）に接続されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコーン貫入
試験機では、計測部３とデータ処理装置５とを、信号ケ
ーブルを用いて有線結合しているために、次のような問
題がある。

【０００９】（Ａ）測定は、ボーリングロッド１を地中
に圧入しながら行なわれるため、計測部３とデータ処理
装置５との接続は、ボーリングロッド１の圧入作業中維
持しなければならず、従って信号ケーブル４に予め必要
個数の単位ロッド１０２を珠数つなぎに嵌め込んでおく
必要があり、取り扱いが非常に面倒である。

【００１０】（Ｂ）測定は、通常土木工事に伴って行な
われるので、信号ケーブル４にはキャブタイヤケーブル
のような耐摩擦性ケーブルを使用する必要があり、扱い
にくく、また、このようなケーブルを使用しても測定途
中での信号ケーブル４の断線が皆無となる保証はない。

【００１１】（Ｃ）信号ケーブル４は、ボーリング深さ
以上の極めて長いケーブルを必要とし、取り扱いが非常
に面倒である。

【００１２】本発明は、以上の問題点を解決すべく提案
するもので、ボーリングロッド先端のコーン内計測部か
らの信号のボーリングロッド内での伝送を、ケーブルを
用いることなく行なうことのできる信号伝送方法と、こ
の方法に使用する信号中継器を得ることを課題とするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、単位ロッドに無線結合方式の信号中継器
を内蔵させるとともに、当該信号中継器の信号送出部と
信号受領部とを上記単位ロッドの２つの連結部（単位ロ
ッド相互の連結部）にそれぞれ配置し、当該単位ロッド
を複数個連結したとき、隣接する単位ロッド中の信号中
継器がそれぞれの信号授受部（信号送出部と信号受領
部）を介して互に無線結合されることにより、連結した
全ての単位ロッド中の信号中継器による無線結合連鎖が
形成され、当該無線結合連鎖を通してコーン内計測部か
らの信号を地上（データ処理装置）に伝送するようにし
たものである。

【００１４】

【作用】ボーリングロッド先端コーン内の計測部からの
信号は、連結された単位ロッド内の信号中継器によって
無線伝送されるので、ボーリングロッド内に信号ケーブ
ルを必要とせず、信号ケーブルの存在に起因する諸問題
が解決される。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図６に示す。図１は
コーン貫入試験機による地質測定の説明図、図２は回路
図、図３（Ａ）〜（Ｄ）は他の実施例の回路図、図４
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれボーリングロッド先端部分
（コーン及び先端の単位ロッド）と後端部分（後端の単
位ロッド及び信号受領キャップ）の構造断面図、図５は
単位ロッドの連結部の他の実施例の構造断面図、図６
（Ａ）、（Ｂ）は更に他の実施例の構造断面図で、図４
（Ａ）、（Ｂ）と同一個所を示したものである。

【００１６】図１に示すように、油圧装置２によって、
単位ロッド１０２を次々と継ぎ足しながらボーリングロ
ッド１を地中Ａに圧入していく測定方法自体は、本発明
においても従来と同じであるが、ボーリングロッド１内
の信号伝送方法が、従来と異なる。

【００１７】すなわち、各単位ロッド１０２内には、無
線方式による信号中継器６が設けられており、この信号
中継器６は、互に隣接する単位ロッド１０２中のものが
互に無線結合されるようになっていて、連結された全て
の単位ロッド１０２−１〜１０２−Ｎ（単位ロッド相互
で区別する必要のあるときのみ添字「−１」〜「−Ｎ」
を付す。）にわたり直列結合的に無線結合連鎖が形成さ
れ、コーン１０１内の計測部３からの信号は、最先端の
単位ロッド１０２−１に伝送されたのち、上記無線結合
連鎖を介して最後端の単位ロッド１０２−Ｎに伝送され
る。

【００１８】上記最後端の単位ロッド１０２−Ｎには、
信号受領キャップ（以下、キャップという。）７が取付
けられており、このキャップ７にはデータ処理装置５へ
の信号ケーブル４が接続されていて、上記単位ロッド１
０２−Ｎまで伝送された信号は、当該キャップ７及び信
号ケーブル４を介してデータ処理装置５に入力される。

【００１９】測定作業が進行し、最後端の単位ロッド１
０２−Ｎに更に単位ロッド１０２を継ぎ足すときには、
キャップ７を単位ロッド１０２−Ｎから外し、当該単位
ロッド１０２−Ｎに新たな単位ロッド１０２を連結した
のち、当該新たな単位ロッド１０２に上記キャップ７を
取付ける。この作業を単位ロッド１０２を継ぎ足す毎に
繰り返す。

【００２０】図２により実施例の回路構成を説明する。

【００２１】ボーリングロッド１の最先端のコーン１０
１内には計測部３が収納されており、該計測部３は、地
質の各種測定データを出力するデータ送出部３０１、該
データ送出部３０１から出力される信号（測定データ）
を増幅する増幅器３０２、該増幅器３０２で増幅された
信号を、単位ロッド１０２（先端の単位ロッド１０２−
１）で送出するための信号送出部を構成する電磁コイル
３０３、信号の伝送効率を上げるために上記電磁コイル
３０３と並列に接続されて共振回路を構成するコンデン
サ３０４及びデータ送出部３０１と増幅器３０２の駆動
用電池３０５を有する。

【００２２】データ送出部３０１は、地質の各種要素を
測定する各種センサ及び該各種センサからのデータを伝
送形態の信号に変調する変調器を含み、変調器は、例え
ば搬送周波数が５０ＫＨＺ〜１ＭＨＺのＦＭ変調器を使
用する。また、データの種類が複数のときには、当該デ
ータを時分割ＦＭ変調して伝送する。データの伝送形態
はアナログ信号形態のまま（すなわち、各種センサから
の信号形態のまま）又はデジタル信号形態に変換しても
よい。

【００２３】複数個が縦列に連結されてボーリングロッ
ド１の中間部をなす単位ロッド１０２のおのおのには、
信号中継器６が収納されており、該信号中継器６は、コ
ーン１０１内の計測部３からの信号又は前段の信号中継
器６からの信号を受取るための信号受領部を構成する電
磁コイル６０１、該電磁コイル６０１で受領した信号を
増幅することにより信号の減衰を補償して後段に伝える
ための増幅器６０２、該増幅器６０２で増幅された信号
を、次段の信号中継器６又はキャップ７内の電磁コイル
７０１に送出するための信号送出部を構成する電磁コイ
ル６０３、信号の伝送効率を上げるために上記電磁コイ
ル６０１及び６０３と並列に接続されて共振回路を構成
するコンデンサ６０４，６０５，及び上記増幅器６０２
の駆動用電池６０６を有する。

【００２４】キャップ７は、ボーリングロッド１の最後
端に連結された単位ロッド１０２−Ｎ内の信号中継器６
から送出される信号を受領するための電磁コイル７０１
と、信号の伝送効率を上げるために電磁コイル７０１と
並列に接続されたコンデンサ７０２を有し、電磁コイル
７０１にはデータ処理装置５に信号を入力するための信
号ケーブル４が接続されている。

【００２５】以上に説明した各部の電磁コイル３０３、
６０１、６０３及び７０１は、例えばポットコアに巻回
したコイルによって構成されるが、信号の周波数を比較
的高く設定する場合には空心コイルで構成することもで
きる。また、当該電磁コイル３０３，６０１，６０３，
７０１と並列に接続されるコンデンサ３０４，６０４，
６０５，７０２は、例えば信号の伝送帯域幅の設定によ
っては、使用しない場合もある（例えば当該帯域幅が広
い場合）。

【００２６】回路動作を説明すると、コーン１０１内の
計測部３において、データ送出部３０１から出力された
ＦＭ変調信号等による計測信号は、増幅器３０２で増幅
されたのち、電磁コイル３０３に印加される。この電磁
コイル３０３に印加された信号は、電磁結合によって第
１段目の信号中継器６（最先端の単位ロッド１０２−１
内の信号中継器）の電磁コイル６０１に伝送される。

【００２７】第１段目の信号中継器６において、電磁コ
イル６０１で受領した信号は、前記電磁コイル３０３と
上記電磁コイル６０１との間の伝送の際の信号の減衰分
を増幅器６０２で増幅したのち、電磁コイル６０３に印
加される。この電磁コイル６０３に印加された信号は、
電磁結合によって第２段目の信号中継器６（単位ロッド
１０２−１に連結された単位ロッド１０２−２内の信号
中継器）の電磁コイル６０１に伝送され、以降、同様に
して計測部３からの信号は、連結された各単位ロッド１
０２内の信号中継器６に次々と中継されてキャップ７内
の電磁コイル７０１に達し、信号ケーブル４を経てデー
タ処理装置５に入力される。このように、計測部３から
の信号は、連結された単位ロッド１０２−１〜１０２−
Ｎ中の各信号中継器６が直列的に無線結合されて形成さ
れた無線結合連鎖を通して、データ処理装置５に伝送さ
れる。

【００２８】次に、図３により、他の実施例の回路構成
を説明する。

【００２９】図３（Ａ）は、前記図２で説明した実施例
の信号中継器６から増幅器６０２を除いた実施例で、信
号受領部をなす電磁コイル６０１と、信号送出部をなす
電磁コイル６０３とをコンデンサ６０６により結合して
構成される。この実施例では、信号伝送時の減衰補償機
能がないが、増幅器６０２及び電池６０６が不要である
ので、回路構成が簡単で安価に構成できる。

【００３０】前記図２で説明した信号中継器６の増幅器
６０２が、Ｋ段分の信号減衰の補償をなすように構成さ
れている場合には、連結する単位ロッド１０２中の信号
中継器６は、Ｋ個を連結するうちの１個を図２に示す信
号中継器とし、（Ｋ−１）個を図３（Ａ）に示す信号中
継器とすることができ、ボーリングロッド１を安価に構
成することが可能となる。また、コーン１０１中の計測
部３から出力される信号のレベルが充分に高い場合、又
は単位ロッド１０２相互での信号授受時に受ける減衰が
少ないように工夫されている場合には、増幅器６０２を
有する信号中継器６をより少なくできるか、もしくは測
定条件によっては（例えば浅い深度の測定で単位ロッド
１０２の連結数が少ない場合等）、増幅器６０２を有す
る信号中継器６を使用する必要はなく、全てを当該図３
（Ａ）に示した信号中継器６とすることも可能である。

【００３１】以上の実施例では、信号の無線授受手段と
して電磁結合手段（電磁コイル）を用いているが、当該
信号の無線授受手段として光結合手段を使用することが
できる。この光結合手段を使用した実施例を図３
（Ｂ）、（Ｃ）に示す。

【００３２】図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す実施例では、信
号受領部を半導体受光素子、具体的には例えばフォトト
ランジスタ６０７で構成し、信号送出部を半導体発光素
子、具体的には発光ダイオード６０８で構成してあり、
図３（Ｂ）に示す実施例が増幅器６０２を有していて信
号減衰補償機能を有するもの、図３（Ｃ）に示す実施例
が増幅器６０２がなく信号減衰補償機能を有しないもの
であり、この実施例でも、前記図２と図３（Ａ）に示す
実施例と同様、図３（Ｂ）のもののみの使用及び図３
（Ｂ）のものと（Ｃ）のものの混用、使用が可能であ
り、また、条件によっては図３（Ｃ）のもののみの使用
も可能である。

【００３３】また、フォトトランジスタ６０７と発光ダ
イオード６０８を使用する実施例では、図３（Ｃ）に示
すように、増幅器６０２が設けられていない場合であっ
ても、フォトトランジスタ６０７と発光ダイオード６０
８を駆動するために電池６０６が必要である。

【００３４】また、当然のことながら、図３（Ｂ）、
（Ｃ）に示す実施例の信号中継器６を使用する場合に
は、コーン１０１内の計測部３からの信号も発光ダイオ
ードを介して出力されなければならず、更にキャップ７
内の信号受領手段もフォトトランジスタで構成される必
要がある。これらの構成は、図２において、電磁コイル
３０３を発光ダイオードに、電磁コイル７０１をフォト
トランジスタに置き替えて考察することにより容易に理
解できるので、詳細な説明は省略する。なお、受光側は
フォトトランジスタに代えてフォトダイオードを使用す
ることも若干の回路変更で可能である。

【００３５】また、光結合手段を用いる更に他の実施例
として、例えばプラスチック光ファイバで構成したライ
トガイドを使用することもできる。すなわち、単位ロッ
ド１０２の内部に、上記ライトガイドを、その光伝達方
向両端面（この両端面にはレンズユニットが通常取付け
られる。）が上記単位ロッド１０２の２つの連結部に配
置されるように収納し、コーン１０１内の計測部３から
光を媒体として出力される信号を単位ロッド１０２内の
上記ライトガイドで中継するように構成する。この構成
では、電池６０６を必要とせず、また、電気回路部品を
必要としないので構成が更に簡単となる。なお、この構
成では、当然ながら信号の減衰補償機能がないので、図
３（Ｃ）の実施例と同様の使用方法が用いられる。

【００３６】以上に説明した実施例において、電池６０
６にはリチウム電池を使用する。このリチウム電池の容
量は比較的大きく（例えば、８００ｍＡ・Ｈ）例えば図
２に示す信号中継器６において、最適に構成すればアイ
ドル電流を３０μＡ、駆動時電流（信号が入力されたと
きの電流）を２ｍＡ程度にすることができ、このように
すれば電池６０６は、単位ロッド１０２の保存だけを考
慮すれば約３年間、１日に１時間単位ロッド１０２を使
用するものとすれば約１０ケ月間使用できるので、電池
６０６の交換回数は非常に少なくてよい。然しながら、
電池６０６の寿命を更に長くし、又は少容量で安価な電
池を使用することもでき、このようにした実施例を図３
（Ｄ）に示す。

【００３７】図３（Ｄ）において、６１０は電池６０６
からの電流供給路に挿入接続されたスイッチであり、こ
のスイッチ６１０には、例えば、絶縁体容器内に２つの
接点部材と水銀が密閉封止されて構成された傾斜感応型
のスイッチが使用され、単位ロッド１０２が保管時の姿
勢にあるとき（通常、横長にねかせられたとき）には当
該スイッチ６１０はオフとなっていて被給電回路部６１
１（前記実施例の増幅器６０２又は／及びフォトトラン
ジスタ６０７及び発光ダイオード６０８）には電池６０
６からの電流が流れず、単位ロッド１０２が使用される
とき、すなわち地中への圧入時の姿勢になったとき（通
常、垂直状に立てられたとき）、当該スイッチ６１０が
オンして上記被給電回路部６１１に電池６０６からの電
流が流れる。なお、この図３（Ｄ）に示す実施例は、計
測部３内の電池３０５に対しても実施することができ
る。

【００３８】次に、実施例の構造を説明する。

【００３９】図４（Ａ）、（Ｂ）は、前記図２に示す実
施例又は図３（Ａ）に示す実施例の構造を示したもので
ある。

【００４０】ボーリングロッド１の最先端にはコーン１
０１が、最後端にはキャップ７がそれぞれ連結され、コ
ーン１０１とキャップ７との間には、必要数Ｎ個（この
Ｎ個は測定が進むにつれて増やされていく。）の単位ロ
ッド１０２が連結される。

【００４１】コーン１０１について説明すると、その構
造的形状（図８において、符号１０１Ａ〜１０１Ｃを付
して説明した形状）及び当該コーン１０１内部に計測部
３が設けられていることは、前記従来例と同じである。

【００４２】計測部３には、図２に示すデータ送出部３
０１、増幅器３０２、電池３０３が含まれ、信号の送出
部である電磁コイル３０３は、後端部１０１Ｂの雌ねじ
１０１Ｃが施された部分（単位ロッド１０２との連結
部）の内部底面１０１Ｄの中央に取付けられている。

【００４３】電磁コイル３０３は、例えばポットコア３
０３Ａにコイル３０３Ｂが巻回されて構成され、ポット
コア３０３Ａの開口面が後述する単位ロッド１０２の電
磁コイル６０１に対向するように、上記底面１０１Ｄに
取付けられている。

【００４４】次に単位ロッド１０２について説明する
と、その構造的形状（図８において、符号１０２Ａ〜１
０２Ｅを付して説明した部分）は、前記従来例と同様で
あるが、内部空間１０２Ａに信号中継器６が収納されて
いる点で従来例と異なる。

【００４５】信号中継器６は、例えばプラスチック管材
で形成したケース６１４の両端に前記コーン１０１の電
磁コイル６０１、６０３が固定的に取付けられ、その内
部に増幅器６０２、コンデンサ６０４、６０５、電池６
０６等が収納されて構成され、単位ロッド１０２の内部
空間１０２Ａに挿入することができるようになってい
る。

【００４６】上記信号中継器６を単位ロッド１０２に挿
入したとき、当該単位ロッドの雄ねじ１０２Ｄが施され
た端部１０２Ｂ（コーン１０１又は他の単位ロッド１０
２との連結部）の先端中央には、上記信号中継器６の電
磁コイル６０１が、そのポットコアの開口面を外側に向
けて配置され、この電磁コイル６０１は、コーン１０１
内の計測部３又は他の単位ロッド１０２内の信号中継器
６から送出される信号の受領部を構成する。

【００４７】また、雌ねじ１０２Ｅが施された端部１０
２Ｃ（他の単位ロッド１０２又はキャップ７との連結
部）の内部底面中央には、上記信号中継器６の電磁コイ
ル６０３が上記と同様の方向で配置され、この電磁コイ
ル６０３は他の単位ロッド１０２内の信号中継器６又は
キャップ７の信号受領部（電磁コイル７０１）に送出す
る信号の送出部を構成する。

【００４８】次にキャップ７について説明すると、当該
キャップ７は、端部７０３に単位ロッド１０２の外径に
等しい穴７０４が形成され、この穴７０４の底面中央に
は単位ロッド１０２の端部１０２Ｃに施された雌ねじ１
０２Ｅの内径（ねじ山間の径）より若干小さい外径を有
する円筒部７０５が形成されていて、その先端に前記と
同じ構造の電磁コイル７０１が取付けられ、単位ロッド
１０２から送出される信号の受領部を構成している。

【００４９】上記電磁コイル７０１にはコンデンサ７０
２が並列に接続されるとともに、信号ケーブル４が接続
され、該信号ケーブル４は保護ブッシング７０６を介し
てキャップ７の側面から導出されている。

【００５０】以上に説明したコーン１０１と単位ロッド
１０２及び単位ロッド１０２相互はねじ込みにより連結
され、単位ロッド１０２とキャップ７とは嵌込みによっ
て連結される。連結された状態では、信号送出側の電磁
コイル３０３、６０３と信号受領側の電磁コイル６０
１、７０１とが、若干の隙間を隔てて対向する。

【００５１】また、測定途中のボーリングロッド１内へ
の地下水の侵入、測定時の衝激等を考慮し、計測部３及
びその電磁コイル３０３、信号中継器６及び電磁コイル
６０１、６０３、キャップ７の電磁コイル７０１には、
防水及び耐衝激処理が施されている。

【００５２】前記図３（Ａ）で説明した信号中継器６を
使用する場合の単位ロッド１０２の構造は、図４
（Ａ）、（Ｂ）に示す構造と同様であるが、信号中継器
６のケース６１４の内部には、コンデンサ６０４〜６０
６が収納されるのみで、極めて簡単な構成となる。

【００５３】また、前記図３（Ｂ）又は（Ｃ）で説明し
た信号中継器６を使用する場合の信号中継器６の構造
は、図４（Ａ）、（Ｂ）において、信号受領部側の電磁
コイル６０１の取付位置に、当該電磁コイル６０１に代
えてフォトトランジスタ６０７を取付け、信号送出部側
の電磁コイル６０３の取付位置に、当該電磁コイル６０
３に代えて発光ダイオード６０８を取付け、ケース６１
４の内部に増幅器６０２、電池６０６及び抵抗６１２，
６１３（図４（Ｃ）の場合には、電池６０６、抵抗６１
２，６１３）等を収納する。

【００５４】更に、前記図３（Ｄ）で説明した信号中継
器６の場合には、ケース６１４の内部に上記各電気部品
の他、傾斜感応型の例えば水銀スイッチ（スイッチ６１
０）を、単位ロッド１０２を水平にねかせた姿勢でオ
フ、垂直に立てた姿勢でオンとなるような方向に取付
け、収納する。

【００５５】次に図５に示す実施例を説明する。この実
施例は、信号受領部と信号送出部に電磁コイルを使用す
る場合及び半導体受光素子と半導体発光素子を使用する
場合の双方に実施可能であるが、図５は電磁コイルを使
用した例で示してある。

【００５６】この実施例と前記図４（Ａ）、（Ｂ）で説
明した実施例との違いは、２つの電磁コイル６０１と６
０３を弾性力により密着突合させ、相互間の空隙をなく
すようにした点である。

【００５７】すなわち、信号送出部側の電磁コイル６０
３は、例えばゴムのような弾性部材で形成した取付部材
６１５を介してケース６１４の一端に取付けられてお
り、この構造により、電磁コイル６０３は上記ケース６
１４の内壁面をガイドとして当該ケース６１４の長手方
向、すなわち、単位ロッド１０２相互の連結方向に若干
の弾性力が付与されて取付けられている。そして、１つ
の単位ロッド１０２において、２つの電磁コイル６０
１、６０３のポットコア開口面間の差渡し寸法（単位ロ
ッド相互を連結する前の差渡し寸法）が当該単位ロッド
１０２の連結面間の差渡し寸法（図４（Ａ）にＬで示す
寸法）より若干長く設定してあり、単位ロッド１０２相
互を連結すると、上記ポットコア開口面間の差渡し寸法
が上記寸法Ｌまで圧縮され、２つの電磁コイル６０１と
６０３とは弾圧的に密着突合することとなる。

【００５８】また、図５において、双方の電磁コイル６
０１、６０３を上記と同様の弾性取付部材６１５を介し
て取付けるようにしてもよい。

【００５９】この図５に示す実施例では、信号中継器６
相互の結合部に構造的空隙が形成されないことから、信
号授受時の信号の減衰を非常に少なくできる。従って増
幅器６０２を使用しない信号中継器６を内蔵する単位ロ
ッド１０２を多数用いることができ（測定の条件によっ
ては、全て増幅器なしの単位ロッドとすることも可能で
ある。）、測定コストが安価になる利点がある。

【００６０】なお、図５に示す構造で信号中継器６を構
成する場合では、コーン１０１内の計測部３の信号送出
部（電磁コイル３０３又はこれに代わる発光ダイオー
ド）又は／及びキャップ７内の信号受領部（電磁コイル
７０１又はこれに代わるフォトトランジスタ）を図５に
示す様な弾性取付構造とすると、コーン１０１と単位ロ
ッド１０２との連結部分及び単位ロッド１０２とキャッ
プ７との連結部分においても信号送出部と信号受領部と
の間に空隙が形成されないので、より効果的である。

【００６１】次に図６（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例を説
明する。

【００６２】今まで説明してきた実施例は、いずれも単
位ロッド１０２中に電気部品で構成した信号中継器６を
使用したものであるが、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す実施
例では、電気部品を使用しないで信号中継機能を実現し
ている。

【００６３】すなわち、単位ロッド１０２の内部空間１
０２Ａには、例えば両端にレンズユニット８０１が嵌め
込まれたプラスチック光ファイバで構成したライトガイ
ド８が収納されており、コーン１０１の計測部３から発
光ダイオード３０６によって出力された光信号は、上記
単位ロッド１０２内のライトガイド８の光入力端面８０
２に入力され、当該ライトガイド８中を伝送されて、そ
の光出力端面８０３から放出され、この動作が連結され
た各単位ロッド１０２内で繰り返えされてキャップ７の
信号受領部であるフォトトランジスタ７０７に達し、こ
こで電気的信号に変換されて信号ケーブル４を介し、デ
ータ処理装置５に入力される。

【００６４】この実施例においては、キャップ７にフォ
トトランジスタ７０７の駆動手段が必要であり、そのた
めの駆動回路７０８がキャップ７内に収納されている。

【００６５】なお、この実施例は、電気回路部品を必要
としないから極めて簡単かつ安価に構成できるが、光信
号の減衰補償がなされないため、単位ロッド１０２を多
数本使用する測定では、前記図３（Ｂ）で説明した単位
ロッド１０２を併用する必要がある。

【００６６】また、この実施例においても、プラスチッ
ク光ファイバが可撓性を有することから、前記図５で説
明した実施例と同様の構造、すなわち、ライトガイド８
の光入出力両端面８０２、８０３の一方又は双方を弾性
力を付与して取付ける構造とすることも可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、単位
ロッドに無線結合方式による信号中継器を内蔵させ、連
結された全ての単位ロッド中の信号中継器によって形成
される無線結合連鎖を介してコーン内の計測部からの信
号を地上のデータ処理装置に伝送するようにしたもので
あり、信号ケーブルをボーリングロッド内に必要としな
いため、測定器具の取扱いが容易であり、かつ測定作業
も極めて容易に、かつ能率良く行なうことができる。

【００６８】また、信号ケーブルの切断事故が多発する
ボーリングロッド内に当該信号ケーブルを必要としない
ため、信号ケーブルの切断事故は殆んど生じないので、
測定のやり直し等は殆んど生じない（地中にボーリング
ロッドを圧入する作業を繰り返すことは非常に面倒であ
り、また、やり直しをする場合には測定ポイントをずら
す必要が生ずるので、場合によって測定不能となる場合
もある。）。

【００６９】更に、複数種類の単位ロッド例えば信号減
衰補償機能を有する単位ロッドと、これを有しない単位
ロッドとの混用も可能であるので、測定の条件、例えば
被測定深度等を勘案し、単位ロッドの組合せを最適に設
定することにより、測定コストの安価な地質測定が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のコーン貫入試験機による地質測
定の説明図。

【図２】本実施例の回路図。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本実施例の回路図。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は本実施例の構造を示す断面
図。

【図５】本実施例の構造を示す要部断面図。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は本実施例の構造を示す断面
図。

【図７】従来例のコーン貫入試験機による地質測定の説
明図。

【図８】従来例の構造を示す断面図。

【符号の説明】

１…ボーリングロッド １０１…コーン １０２…単位ロッ
ド １０２Ｂ、１０２Ｃ…端部 ３…計測部 ３０１…データ送出部 ３０３…電磁コイ
ル ３０６…発光ダイオード ５…データ処理装置 ６…信号中継器 ６０１、６０３…電磁コイル ６０２…増幅器 ６０６…駆動用電池 ６０７…フォトト
ランジスタ ６０８…発光ダイオード ６１０…傾斜感応
型スイッチ ６１５…弾性取付部材 ７…信号受領キャップ ７０１…電磁コイル ７０７…フォトト
ランジスタ ８…ライトガイド ８０２…光入力端面 ８０３…光出力端
面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐誠二 東京都文京区小石川２丁目５番７号 明星 電気株式会社内 (72)発明者 大井久一 東京都文京区小石川２丁目５番７号 明星 電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−135935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−120110（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測部を内蔵したコーンに単位ロッドを
   次々と継ぎ足しながら当該コーンを地中に圧入してい
   き、当該コーンの圧入過程で各種地質測定を行なうよう
   にしたコーン貫入試験において、上記単位ロッドに無線
   結合方式の信号中継器を内蔵させるとともに、当該信号
   中継器の信号送出部と信号受領部とを、上記単位ロッド
   相互を連結する２つの連結部にそれぞれ配置し、単位ロ
   ッドを複数個連結したとき、隣接する単位ロッド中の信
   号中継器がそれぞれの信号送出部と信号受領部を介して
   互に無線結合されることにより、連結した全ての単位ロ
   ッド中の信号中継器群による無線結合連鎖が形成され、
   該無線結合連鎖を通して上記コーン内の計測部から出力
   される信号を地上のデータ処理装置に伝送するようにし
   たコーン貫入試験における信号伝送方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の信号伝送方法に使用す
   る信号中継器であって、単位ロッド相互を連結する２つ
   の連結部にそれぞれ配置した電磁コイルでなる信号送出
   部と信号受領部を有する信号中継器。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の信号伝送方法に使用す
   る信号中継器であって、単位ロッド相互を連結する２つ
   の連結部の一方に配置した半導体発光素子でなる信号送
   出部と、上記連結部の他方に配置した半導体受光素子で
   なる信号受領部と、上記半導体発光素子及び半導体受光
   素子の駆動用電池を有する信号中継器。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の信号伝送方法に使用す
   る信号中継器であって、単位ロッド相互を連結する２つ
   の連結部に光伝達方向両端面を配置したライトガイドで
   構成した信号中継器。
5. 【請求項５】 信号送出部と信号受領部との間に設けた
   信号減衰補償用の増幅器と、該増幅器の駆動用電池を有
   する請求項２又は３に記載の信号中継器。
6. 【請求項６】 信号送出部と信号受領部の一方又は双方
   は、単位ロッド相互の連結方向に弾性力を有する部材に
   取付けられており、連結した一方の単位ロッドの信号中
   継器の信号送出部と他方の単位ロッドの信号中継器の信
   号受領部とを上記弾性力により弾圧的に密着突合させる
   ようにした請求項２，３又は４に記載の信号中継器。
7. 【請求項７】 単位ロッドの圧入時姿勢によってオンと
   なり、駆動用電池からの電流供給を開始する傾斜感応型
   のスイッチを有する請求項３又は５に記載の信号中継
   器。