図１に示すように、実施形態に係るスクリュー回転体を使用した掘削推進装置１は、掘削装置２と、推進装置３と、抽出装置４と、制御装置５とを備え、推進装置３で掘削装置２を推進させるとともに掘削装置２のスクリュー回転体２０で掘削対象部としての例えば地盤Ｅを掘削する。
As shown in FIG. 1, an excavation propulsion apparatus 1 using a screw rotor according to an embodiment includes an excavation apparatus 2, a propulsion apparatus 3, an extraction apparatus 4, and a control apparatus 5. The device 2 is propelled and, for example, the ground E as the excavation target portion is excavated by the screw rotating body 20 of the excavating device 2.
掘削装置２は、いわゆるアースオーガであり、スクリュー回転体２０と、スクリュー回転体２０を駆動する駆動源としてのモーター５１と、折曲自在に構成された筒状体（ケーシング）６と、筒状体６の先端に設けられたスカート部７とを備えて構成される。
The excavator 2 is a so-called earth auger, and includes a screw rotator 20, a motor 51 as a drive source for driving the screw rotator 20, a tubular body (casing) 6 configured to be foldable, and a tubular shape. A skirt portion 7 provided at the tip of the body 6 is provided.
図２に示すようにスクリュー回転体２０は、回転軸２１と、回転軸２１に沿った方向に螺旋状に延長するように回転軸２１の周りに設けられた螺旋体としての螺旋羽根２２と、回転軸２１及び螺旋羽根２２の先端側に設けられた掘削手段としての掘削ビット２３とを備え、回転軸２１が折曲可能に構成されている。
即ち、スクリュー回転体２０は、回転軸２１に沿った方向に螺旋状に延長するように回転軸２１の周りに螺旋羽根２２が取付けられた構成であるスクリュー２４の先端に掘削ビット２３を備えた構成である。
As shown in FIG. 2, the screw rotating body 20 includes a rotating shaft 21, a spiral blade 22 as a spiral body provided around the rotating shaft 21 so as to extend spirally in a direction along the rotating shaft 21, The shaft 21 and the excavation bit 23 as excavation means provided on the tip side of the spiral blade 22 are provided, and the rotary shaft 21 is configured to be bendable.
That is, the screw rotating body 20 includes a drilling bit 23 at the tip of a screw 24 having a configuration in which a spiral blade 22 is attached around the rotating shaft 21 so as to extend spirally in a direction along the rotating shaft 21. It is a configuration.
スクリュー２４は、回転軸に沿った方向に螺旋状に延長するように回転軸の周りに螺旋羽根が取付けられて構成された例えば１本のスクリュー（言い換えれば、回転軸が螺旋羽根の回転中心軸を形成する剛体により構成された１本のスクリュー）を、軸の長さが所定の長さとなるように複数に分割した複数の分割スクリュー２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを用いて構成される。
The screw 24 is configured by, for example, one screw (in other words, the rotation axis is the rotation center axis of the spiral blade) that is configured by attaching the spiral blade around the rotation axis so as to extend spirally in a direction along the rotation axis. Is formed using a plurality of divided screws 24A, 24B, and 24C that are divided into a plurality of such that the length of the shaft is a predetermined length.
つまり、スクリュー２４は、複数の分割スクリュー２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの回転軸の端部同士が軸連結部２６を介して連結され、先端側に位置する分割スクリュー２４Ａの先端に掘削ビット２３を備え、軸連結部２６が折曲自在に形成された構成である。
That is, the screw 24 is provided with the excavation bit 23 at the tip of the split screw 24A located on the tip side, with the ends of the rotation shafts of the plurality of split screws 24A, 24B, 24C being connected to each other via the shaft connecting portion 26. The shaft connecting portion 26 is configured to be bent.
スクリュー２４は、スクリュー２４の先端部を形成する分割スクリューとしての先端側スクリュー２４Ａと、スクリュー２４の中間部を形成する分割スクリューとしての１つ以上の中間側スクリュー２４Ｂと、スクリュー２４の後端部を形成する分割スクリューとしての後端側スクリュー２４Ｃとを備える。
The screw 24 includes a front end side screw 24 </ b> A as a split screw that forms a front end portion of the screw 24, one or more intermediate side screws 24 </ b> B as a split screw that forms an intermediate portion of the screw 24, and a rear end portion of the screw 24. And a rear end side screw 24C as a split screw.
スクリュー２４は、例えば図２に示すように、先端側スクリュー２４Ａと、２つの中間側スクリュー２４Ｂと、後端側スクリュー２４Ｃと、先端側スクリュー２４Ａの後端と先端側に位置する中間側スクリュー２４Ｂの前端とを連結する軸連結部２６と、先端側に位置する中間側スクリュー２４Ｂの後端と後端側に位置する中間側スクリュー２４Ｂの前端とを連結する軸連結部２６と、後端側に位置する中間側スクリュー２４Ｂの後端と後端側スクリュー２４Ｃの前端とを連結する軸連結部２６とを備え、後端側スクリュー２４Ｃの後端とモーター５１の出力軸とがカップリング等の軸連結部材２７により連結されて構成される。
For example, as shown in FIG. 2, the screw 24 includes a front end side screw 24A, two intermediate side screws 24B, a rear end side screw 24C, and an intermediate side screw 24B located on the rear end and front end side of the front end side screw 24A. A shaft connecting portion 26 that connects the front end of the intermediate screw 24B, a shaft connecting portion 26 that connects the rear end of the intermediate screw 24B located on the front end side and the front end of the intermediate screw 24B located on the rear end side, and the rear end side And a shaft connecting portion 26 that connects the rear end of the intermediate screw 24B and the front end of the rear end screw 24C, and the rear end of the rear end screw 24C and the output shaft of the motor 51 are coupled to each other. It is configured by being connected by a shaft connecting member 27.
スクリュー２４は、例えば合成樹脂等の非金属や金属等を素材とする剛体軸により形成された１本の回転軸を複数に分割した複数の分割回転軸（例えば図２に示すように先端側分割回転軸２１Ａ、２つの中間側分割回転軸２１Ｂ、後端側分割回転軸２１Ｃ）の端部同士が軸連結部２６を介して折曲可能、かつ回転力を伝達可能なように連結され、各分割回転軸の周りに分割回転軸に沿った方向に螺旋状に延長する例えば合成樹脂等の非金属や金属等を素材とする剛体により形成された螺旋羽根（例えば図２に示すように先端側螺旋羽根２２Ａ、２つの中間側螺旋羽根２２Ｂ、後端側螺旋羽根２２Ｃ）が取付けられている。先端側螺旋羽根２２Ａの後端側、２つの中間側螺旋羽根２２Ｂの先端側及び後端側、後端側螺旋羽根２２Ｃの先端側には、螺旋羽根２８ｂを取り付けるための取付部が設けられる。
The screw 24 is divided into a plurality of divided rotation shafts (for example, as shown in FIG. 2, for example, a tip side division) formed by dividing a single rotation shaft formed by a rigid shaft made of a non-metal such as a synthetic resin or a metal. The ends of the rotary shaft 21A, the two intermediate side split rotary shafts 21B, and the rear end side split rotary shaft 21C) are connected to each other via a shaft connecting portion 26 so that they can be bent and transmit rotational force, A spiral blade formed of a rigid body made of a non-metal such as a synthetic resin or a metal, etc., which extends in a spiral shape in a direction along the divided rotation axis (for example, as shown in FIG. A spiral blade 22A, two intermediate spiral blades 22B, and a rear end spiral blade 22C) are attached. At the rear end side of the front end side spiral blade 22A, the front end side and rear end side of the two intermediate side spiral blades 22B, and the front end side of the rear end side spiral blade 22C are provided with attachment portions for attaching the spiral blade 28b.
軸連結部２６は、上述した各分割回転軸の端部同士を折曲可能でかつ回転力を伝達可能に連結する例えば自在継手（ユニバーサルジョイント）により構成される。
The shaft connecting portion 26 is constituted by, for example, a universal joint that connects the end portions of the above-described divided rotating shafts so that they can be bent and transmit a rotational force.
尚、スクリュー２４は、各軸連結部２６の周囲に何も設けない構成としても良い。しかしながら、このように各軸連結部２６の周囲に何も設けずに、各軸連結部２６の周囲において螺旋羽根が欠落した構成の場合、当該螺旋羽根が欠落した部分を掘削物としての例えば掘削土が通過する際に、スクリュー２４を回転させるためのトルクが上昇し、モーター５１の負荷が大きくなる可能性がある。
そこで、スクリュー２４は、各軸連結部２６の周囲に折曲可能な可撓性を有した螺旋部として、例えば板バネ製の螺旋羽根部２８を設けることで、螺旋羽根が欠落せずに連続する構成とすることが好ましい。当該螺旋羽根部２８は、例えば図２に示すように、軸連結部２６の軸の径とほぼ同径の円筒状に形成されて軸連結部２６の外周面を覆うゴム製の円筒体２８ａと、当該ゴム製の円筒体２８ａの外周面に対して所定の隙間、換言すれば非固着の状態で設けられた板バネ製の螺旋羽根２８ｂとを備える。
The screw 24 may be configured so that nothing is provided around each shaft coupling portion 26. However, when nothing is provided around each shaft coupling portion 26 and the spiral blades are missing around each shaft coupling portion 26, the portion lacking the spiral blades is excavated as, for example, excavation. When the soil passes, the torque for rotating the screw 24 increases, and the load on the motor 51 may increase.
Therefore, the screw 24 is provided with a spiral blade portion 28 made of, for example, a leaf spring as a flexible spiral portion that can be bent around each shaft coupling portion 26, so that the spiral blade is not lost. It is preferable to adopt a configuration to do so. For example, as shown in FIG. 2, the spiral blade portion 28 is formed in a cylindrical shape having substantially the same diameter as the shaft diameter of the shaft coupling portion 26, and a rubber cylindrical body 28 a that covers the outer peripheral surface of the shaft coupling portion 26. And a predetermined gap with respect to the outer peripheral surface of the rubber cylindrical body 28a, in other words, a spiral blade 28b made of a leaf spring provided in a non-fixed state.
図３（ａ）に示すように、螺旋羽根２８ｂは、例えば、ばね鋼を素材とする薄肉の板材をＣ字状に切り抜いて形成される。螺旋羽根２８ｂは、周方向の各端部ｔ１；ｔ２には、先端側螺旋羽根２２Ａ、２つの中間側螺旋羽根２２Ｂ、後端側螺旋羽根２２Ｃに取り付けるための取付部としての複数の貫通孔Ｈを備える。本実施形態における螺旋羽根２８ｂは、スクリュー２４の一ピッチ分に相当するように形成されている。即ち、螺旋羽根２８ｂは、一方の端部ｔ１を固定し、他方の端部ｔ２を一ピッチ分垂直方向に離間させて螺旋羽根２８ｂの内周を軸方向に平面視したときの直径が軸連結部２６の直径よりも大きな寸法に設定される。
As shown in FIG. 3A, the spiral blade 28b is formed, for example, by cutting a thin plate material made of spring steel into a C shape. The spiral blade 28b has a plurality of through-holes H as attachment portions for attachment to the front end side spiral blade 22A, the two intermediate side spiral blades 22B, and the rear end side spiral blade 22C at each end t1; t2 in the circumferential direction. Is provided. The spiral blade 28 b in the present embodiment is formed to correspond to one pitch of the screw 24. That is, the diameter of the spiral blade 28b is fixed when one end t1 is fixed and the other end t2 is vertically spaced apart by one pitch, and the inner diameter of the spiral blade 28b is viewed in plan in the axial direction. The dimension is set to be larger than the diameter of the portion 26.
図３（ｂ）−１は、先端側スクリュー２４Ａを後端側から見た平面図、図３（ｂ）−２は、先端側スクリュー２４Ａに連結される中間側スクリュー２４Ｂを先端側から見た平面図を示している。先端側スクリュー２４Ａにおける先端側螺旋羽根２２Ａの後端側には、螺旋羽根２８ｂの一方の端部に設けられた貫通孔Ｈに対応する取付部としての貫通孔Ｆ、中間側先端側スクリュー２４Ｂにおける先端側螺旋羽根２２Ａの先端側には、螺旋羽根２８ｂの他方の端部に設けられた貫通孔Ｈに対応する取付部としての貫通孔Ｇが設けられている。螺旋羽根２８ｂは、スクリュー２４の一ピッチ分に相当するように形成されていることから、先端側スクリュー２４Ａと中間側スクリュー２４Ｂは、先端側螺旋羽根２２Ａの貫通孔Ｆと中間側螺旋羽根２２Ｂの貫通孔Ｇとが対向するように軸連結部２６により連結される。そして、螺旋羽根２８ｂは、軸連結部２６を覆うように一方の端部ｔ１の貫通孔Ｈを先端側螺旋羽根２２Ａの貫通孔Ｆに一致させてねじ止め固定した後に、他方の端部ｔ２を中間側スクリュー２４Ｂ方向に移動させて中間側螺旋羽根２２Ｂの貫通孔Ｇに一致させてねじ止め固定することで取り付けられる。このように取り付けられた螺旋羽根２８ｂは、一方の端部ｔ１を固定し、他方の端部ｔ２を一ピッチ分垂直方向に離間させて螺旋羽根２８ｂの内周を軸方向に平面視したときの直径が軸連結部２６の直径よりも大きな寸法に設定され、軸連結部２６の外周との間に所定の隙間Ｓを有して取り付けられる。なお、他の軸連結部２６においても同様に螺旋羽根２８ｂが取り付けられる。
3 (b) -1 is a plan view of the front end side screw 24A viewed from the rear end side, and FIG. 3 (b) -2 is an intermediate side screw 24B coupled to the front end side screw 24A viewed from the front end side. A plan view is shown. At the rear end side of the distal end side spiral blade 22A in the distal end side screw 24A, a through hole F as an attachment portion corresponding to the through hole H provided at one end portion of the spiral blade 28b, in the intermediate distal end side screw 24B. A through hole G as an attachment portion corresponding to the through hole H provided at the other end of the spiral blade 28b is provided on the distal end side of the distal side spiral blade 22A. Since the spiral blade 28b is formed so as to correspond to one pitch of the screw 24, the distal screw 24A and the intermediate screw 24B are connected to the through hole F of the distal spiral blade 22A and the intermediate spiral blade 22B. It is connected by the shaft connection part 26 so that the through-hole G may oppose. Then, the spiral blade 28b is screwed and fixed so that the through hole H of one end t1 coincides with the through hole F of the front end side spiral blade 22A so as to cover the shaft coupling portion 26, and then the other end t2 is fixed. It is attached by moving it in the direction of the intermediate screw 24B and matching with the through hole G of the intermediate spiral blade 22B. The spiral blade 28b attached in this way is fixed when one end t1 is fixed and the other end t2 is spaced apart by one pitch in the vertical direction, and the inner periphery of the spiral blade 28b is viewed in plan in the axial direction. The diameter is set to be larger than the diameter of the shaft connecting portion 26, and the shaft connecting portion 26 is attached with a predetermined gap S between the outer periphery. The spiral blades 28b are similarly attached to the other shaft coupling portions 26.
このように、螺旋羽根が欠落せずに連続するように構成されたスクリュー２４であれば、軸連結部２６の外側で板バネ製の螺旋羽根２８ｂが張力をもって変形可能であることにより掘削土が破砕され、回転軸２１に沿って連続して設けられた螺旋羽根により掘削土が連続してスムーズに後方に搬送されるようになるため、スクリュー２４を回転させるためのトルクの上昇を抑制でき、モーター５１の負荷を軽減できるようになる。
In this way, if the screw 24 is configured such that the spiral blade is continuous without being lost, the excavated soil is formed by the fact that the spiral blade 28b made of a leaf spring can be deformed with tension outside the shaft coupling portion 26. Since the excavated soil is continuously and smoothly conveyed backward by the spiral blades that are crushed and continuously provided along the rotation shaft 21, an increase in torque for rotating the screw 24 can be suppressed, The load on the motor 51 can be reduced.
また、螺旋羽根２８ｂが軸連結部２６と所定の隙間Ｓを有して非固着の状態で設けられているため、スクリュー２４が屈曲しても軸連結部２６に接触することなく、モーター５１の負荷を軽減することができる。また、軸連結部２６の外周面を覆うゴム製の円筒体２８ａを備えていることにより、軸連結部２６の折れ曲がりに追従できて、かつ、軸連結部２６への防塵効果も得られる。なお、螺旋羽根２８ｂは、軸連結部２６と接触しても良いが、軸と独立的に動作可能となっていれば良く、より好ましくは、非接触であることが好ましい。
Further, since the spiral blade 28b is provided in a non-fixed state with a predetermined gap S from the shaft coupling portion 26, the motor 51 does not contact the shaft coupling portion 26 even if the screw 24 is bent. The load can be reduced. Further, by providing the rubber cylindrical body 28 a that covers the outer peripheral surface of the shaft coupling portion 26, it is possible to follow the bending of the shaft coupling portion 26 and to obtain a dustproof effect on the shaft coupling portion 26. The spiral blade 28b may be in contact with the shaft connecting portion 26, but may be operable independently of the shaft, and more preferably non-contact.
このように、スクリュー２４は、軸連結部２６を備えたことにより、モーター５１の回転力を後端側から先端側に伝達できるとともに、折れ曲がり可能に構成されている。即ち、スクリュー回転体２０は、地盤Ｅを掘削ビット２３により掘削しながら折れ曲がって進行可能であり、掘削ビット２３で掘削された掘削土が螺旋羽根２２の螺旋回転により後方に搬送されるように構成されている。
As described above, the screw 24 includes the shaft coupling portion 26, so that the rotational force of the motor 51 can be transmitted from the rear end side to the front end side and can be bent. That is, the screw rotating body 20 can be bent and advanced while excavating the ground E with the excavating bit 23, and the excavated soil excavated with the excavating bit 23 is conveyed backward by the helical rotation of the spiral blade 22. Has been.
上記スクリュー２４が内部に配置される筒状体６は、例えば合成樹脂等の非金属や金属等を素材とする剛体により形成された１つの円筒を複数に分割した複数の分割円筒を用いて構成される。即ち、筒状体６は、複数の分割円筒６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃの端部同士が、折曲自在に形成された筒連結部６１を介して連結され、当該筒連結部６１で折曲可能に構成された円筒体６２と、制御装置５によって制御されて各筒連結部６１を折曲させる折曲装置６３とを備えた構成である。
The cylindrical body 6 in which the screw 24 is disposed is configured by using a plurality of divided cylinders obtained by dividing a single cylinder formed by a rigid body made of a non-metal such as a synthetic resin or a metal, for example. Is done. That is, the cylindrical body 6 is configured such that the end portions of the plurality of divided cylinders 62A, 62B, and 62C are connected to each other via a tube connecting portion 61 formed to be bendable, and can be bent at the tube connecting portion 61. It is the structure provided with the comprised cylindrical body 62 and the bending apparatus 63 which is controlled by the control apparatus 5 and bends each cylinder connection part 61. As shown in FIG.
円筒体６２は、円筒体６２の先端部を形成する分割円筒としての先端側円筒６２Ａと、円筒体６２の中間部を形成する分割円筒としての１つ以上の中間側円筒６２Ｂと、円筒体６２の後端部を形成する分割円筒としての後端側円筒６２Ｃとを備える。なお、先端側円筒６２Ａ、中間側円筒６２Ｂ、後端側円筒６２Ｃの構成の詳細については後述する。
The cylindrical body 62 includes a distal end side cylinder 62A as a divided cylinder that forms the distal end portion of the cylindrical body 62, one or more intermediate side cylinders 62B as divided cylinders that form an intermediate portion of the cylindrical body 62, and the cylindrical body 62. And a rear end side cylinder 62C as a divided cylinder forming the rear end portion. Details of the configuration of the front end side cylinder 62A, the intermediate side cylinder 62B, and the rear end side cylinder 62C will be described later.
図４に示すように、筒状体６は、先端側円筒６２Ａと、中間側円筒６２Ｂと、後端側円筒６２Ｃと、先端側円筒６２Ａの後端と中間側円筒６２Ｂの前端とを連結する筒連結部６１と、中間側円筒６２Ｂの後端と後端側円筒６２Ｃの前端とを連結する筒連結部６１とを備え、先端側円筒６２Ａの前端が筒連結部６１を介してスカート部７の後端と連結された構成である。図１に示すように、各筒連結部６１の外周側には、後述の折曲装置６３が配設されており、折曲装置６３の駆動により、筒連結部６１が独立して折曲することにより、全体を自在に折曲可能とされている。
尚、図示しないが、中間側円筒６２Ｂを２つ以上備える場合は、先端側に近い中間側円筒６２Ｂの後端と後端側に近い中間側円筒６２Ｂの前端とを筒連結部６１を介して連結し、かつ、当該筒連結部６１と対応する位置に折曲装置６３を配設すればよい。
As shown in FIG. 4, the cylindrical body 6 connects the front end side cylinder 62A, the intermediate side cylinder 62B, the rear end side cylinder 62C, the rear end of the front end side cylinder 62A, and the front end of the intermediate side cylinder 62B. The tube connecting portion 61 and a tube connecting portion 61 that connects the rear end of the intermediate cylinder 62B and the front end of the rear end cylinder 62C are provided, and the front end of the front end side cylinder 62A is connected to the skirt portion 7 via the tube connecting portion 61. It is the structure connected with the rear end. As shown in FIG. 1, a bending device 63 described later is disposed on the outer peripheral side of each tube connecting portion 61, and the tube connecting portion 61 is bent independently by driving the bending device 63. Therefore, the whole can be bent freely.
Although not shown, when two or more intermediate cylinders 62B are provided, the rear end of the intermediate cylinder 62B close to the front end side and the front end of the intermediate cylinder 62B close to the rear end side are connected via the tube connecting portion 61. The bending device 63 may be disposed at a position that is connected and corresponding to the tube connecting portion 61.
筒連結部６１の構成としては例えば可撓性を有する蛇腹状部材（例えばゴム製の蛇腹）等を用いるのが好適である。
As the configuration of the tube connecting portion 61, for example, a flexible bellows-like member (for example, a rubber bellows) or the like is preferably used.
以下、折曲装置６３の一例を示す。
本例における折曲装置６３は、例えば図５に示す伸縮ユニット６３Ａにより構成される。伸縮ユニット６３Ａは、先端側円筒６２Ａ、中間側円筒６２Ｂ、後端側円筒６２Ｃにそれぞれ対応して設けられる後述の推進装置３を構成する推進ユニット８（図６等参照）が備えるフランジ６５；６５間に連結された伸縮体である。伸縮ユニット６３Ａ内には、空気等の流体を導入可能となっており、制御装置５が伸縮ユニット６３Ａに対する流体の給排量を制御することで、伸縮ユニット６３Ａが軸方向に伸縮し、筒連結部６１を自在に曲げることが可能となる（図５（ｂ）参照）。尚、伸縮ユニット６３Ａは、筒連結部６１の周囲に例えば等間隔に３箇所以上設けられ（好ましくは例えば筒連結部６１の中心軸を中心として筒連結部６１の周方向に９０度間隔で伸縮ユニット６３Ａを４箇所に設ける）、制御装置５で各伸縮ユニット６３Ａを制御することにより、筒連結部６１を全方位に曲げることが可能となる。図５に示すように、伸縮ユニット６３Ａは、両端の開口がそれぞれ蓋部材６３ａ，６３ａで閉塞された両端閉塞の筒状のゴム等の弾性体からなる伸縮体６３ｂと、伸縮体６３ｂの筒の中央側の外周を取り囲むように設けられて伸縮体６３ｂの膨張を制限するリング６３ｃとを備える。伸縮体６３ｂを構成する弾性体の内部には、軸方向に沿って延長する複数のカーボンロービング繊維等により形成された繊維層６３ｄが内挿されており、当該繊維層６３ｄの両端部は、弾性体と共に蓋部材６３ａ，６３ａによって拘束される。そして、このように構成された伸縮ユニット６３Ａの伸縮体６３ｂ内に、蓋部材６３ａに形成された図外の流体供給口及びゴムチューブ等の流路を介して流体が導入された場合、伸縮体６３ｂの膨張が繊維層６３ｄの拘束によって半径方向のみに規制される結果、その全体長が軸方向に収縮することとなる。一方、蓋部材６３ａに形成された図外の流体供給口及び流路を介して流体が排出された場合、伸縮体６３ｂの弾性力によってその全体長が伸長し、自然長に復帰する。複数のリング６３ｃは、伸縮体６３ｂの長さ方向に等しい間隔を隔てて複数個設けられており、伸縮体６３ｂの半径方向への膨張を抑制する。よって、その数は、使用環境に応じて適宜設定可能である。
なお、伸縮ユニット６３Ａの構成を、個別に形成された複数の伸縮体６３ｂを軸方向に連結した構成としてもよい。当該構成を採用する場合、各伸縮体６３ｂを上記蓋部材６３ａ，６３ａによって個々に閉塞する。そして、個々に閉塞された各伸縮体６３ｂ同士を軸方向に連結するとともに、各伸縮体６３ｂに個別に流体を給排可能なチューブ等を接続することにより、各伸縮体６３ｂを独立して伸長させることができる。そして、制御装置５によって給排対象とする伸縮体６３ｂ及び流体の給排量を制御することにより、筒連結部６１をより細かく全方位に曲げることが可能となる。なお、図示では省略しているが、フランジ６５の径方向外側には、図１に示すように折曲装置６３の外周側を覆う可撓性を有する防塵カバー６６が配置されている。
Hereinafter, an example of the bending device 63 is shown.
The folding device 63 in this example is configured by, for example, an extendable unit 63A shown in FIG. The expansion / contraction unit 63A includes flanges 65; 65 included in a propulsion unit 8 (see FIG. 6 and the like) constituting the propulsion device 3 described later provided corresponding to the front end side cylinder 62A, the intermediate side cylinder 62B, and the rear end side cylinder 62C. It is a stretchable body connected between them. A fluid such as air can be introduced into the expansion / contraction unit 63A, and the control unit 5 controls the supply / discharge amount of the fluid to / from the expansion / contraction unit 63A, so that the expansion / contraction unit 63A expands / contracts in the axial direction. The part 61 can be freely bent (see FIG. 5B). The expansion / contraction units 63A are provided at, for example, three or more locations around the tube connection portion 61 at equal intervals (preferably, for example, extend / contract at 90 ° intervals in the circumferential direction of the tube connection portion 61 around the central axis of the tube connection portion 61). The unit 63A is provided at four locations), and the control device 5 controls each of the telescopic units 63A, whereby the tube connecting portion 61 can be bent in all directions. As shown in FIG. 5, the expansion / contraction unit 63A includes an expansion / contraction body 63b made of an elastic body such as a cylindrical rubber whose both ends are closed by lid members 63a and 63a, and a cylinder of the expansion / contraction body 63b. A ring 63c that is provided so as to surround the outer periphery on the center side and restricts expansion of the stretchable body 63b. A fiber layer 63d formed of a plurality of carbon roving fibers or the like extending along the axial direction is inserted inside the elastic body constituting the stretchable body 63b, and both ends of the fiber layer 63d are elastic. It is restrained by the lid members 63a and 63a together with the body. When the fluid is introduced into the expansion / contraction body 63b of the expansion / contraction unit 63A configured as described above via a fluid supply port (not shown) formed in the lid member 63a and a flow path such as a rubber tube, the expansion / contraction body As a result of the expansion of 63b being restricted only in the radial direction by the restraint of the fiber layer 63d, the entire length thereof contracts in the axial direction. On the other hand, when the fluid is discharged through a fluid supply port and a flow path (not shown) formed in the lid member 63a, the entire length is extended by the elastic force of the stretchable body 63b and returns to the natural length. The plurality of rings 63c are provided at equal intervals in the length direction of the stretchable body 63b, and suppress the expansion of the stretchable body 63b in the radial direction. Therefore, the number can be appropriately set according to the use environment.
The configuration of the expansion / contraction unit 63A may be a configuration in which a plurality of individually formed expansion / contraction bodies 63b are connected in the axial direction. In the case of adopting this configuration, the respective elastic bodies 63b are individually closed by the lid members 63a and 63a. Then, the elastic bodies 63b that are individually closed are connected to each other in the axial direction, and each elastic body 63b is independently extended by connecting a tube or the like capable of supplying and discharging a fluid individually to the elastic bodies 63b. Can be made. And it becomes possible to bend the pipe | tube connection part 61 more finely to all the directions by controlling the expansion-contraction body 63b made into supply / discharge object and the supply / discharge amount of the fluid by the control apparatus 5. FIG. Although not shown in the drawing, a flexible dust-proof cover 66 that covers the outer peripheral side of the bending device 63 is disposed outside the flange 65 in the radial direction, as shown in FIG.
スカート部７は、後端開口の直径が、円筒体６２の先端開口の直径と対応するように形成され、先端開口の直径が、後端開口の直径よりも大きい寸法に形成されて、かつ、スクリュー２４の螺旋羽根２２の先端の回転径よりも小さい寸法に形成された筒体により構成される。即ち、スカート部７の筒孔の直径は、後端開口側から先端開口側に向かうに従って徐々に漸増するように形成される。つまり、スカート部７の筒孔の内周面は、円錐台の外周面と対応した面に形成されている。
The skirt portion 7 is formed such that the diameter of the rear end opening corresponds to the diameter of the front end opening of the cylindrical body 62, the diameter of the front end opening is larger than the diameter of the rear end opening, and It is comprised by the cylinder formed in the dimension smaller than the rotation diameter of the front-end | tip of the spiral blade 22 of the screw 24. FIG. That is, the diameter of the cylindrical hole of the skirt portion 7 is formed so as to gradually increase from the rear end opening side toward the front end opening side. That is, the inner peripheral surface of the cylindrical hole of the skirt portion 7 is formed on a surface corresponding to the outer peripheral surface of the truncated cone.
図１に示すように、筒状体６及びスカート部７の筒孔を貫通して筒状体６の後端開口６ｅより後方に突出するスクリュー２４の後端に連結されたモーター５１が、モーター固定部５２に固定される。そして、当該モーター固定部５２が支持部５３を介して筒状体６の後端のフランジに連結されていることで、筒状体６の中心軸とスクリュー２４の中心軸とが一致して、かつ、スクリュー２４の先端側がスカート部７の先端開口７ｅよりも前方に位置するように、スクリュー２４が配置される。また、スクリュー２４の先端側がスカート部７の先端開口７ｅよりも前方に位置し、かつ、スクリュー２４の螺旋羽根２２の先端の回転径がスカート部７の先端開口７ｅの外周の直径よりも大きく形成されていることにより、既に掘削した掘削穴の内壁から掘削土が崩れて穴底側に落下した場合でも、当該崩れた掘削土がスクリュー２４により後方に搬送されるので、効率よく掘削することができる。
As shown in FIG. 1, a motor 51 connected to the rear end of a screw 24 that penetrates through the cylindrical hole of the cylindrical body 6 and the skirt portion 7 and projects rearward from the rear end opening 6 e of the cylindrical body 6 is a motor. It is fixed to the fixing part 52. And since the said motor fixing | fixed part 52 is connected with the flange of the rear end of the cylindrical body 6 via the support part 53, the central axis of the cylindrical body 6 and the central axis of the screw 24 correspond, And the screw 24 is arrange | positioned so that the front end side of the screw 24 may be located ahead of the front-end | tip opening 7e of the skirt part 7. FIG. In addition, the distal end side of the screw 24 is positioned in front of the distal end opening 7e of the skirt portion 7, and the rotational diameter of the distal end of the spiral blade 22 of the screw 24 is formed larger than the outer diameter of the distal end opening 7e of the skirt portion 7. As a result, even when the excavated soil collapses from the inner wall of the excavated hole and falls to the bottom of the hole, the collapsed excavated soil is conveyed backward by the screw 24, so that the excavation can be efficiently performed. it can.
尚、筒状体６の筒連結部６１及びスクリュー回転体２０の軸連結部２６は、筒状体６及びスクリュー回転体２０の中心軸と直交する同一平面上、又は、当該同一平面近傍位置に設けられることが好ましい。このようにすることで、筒連結部６１を曲げた場合に追従して曲がる軸連結部２６の追従性が良好になり、掘削装置２の進行方向制御を正確に行うことができるようになる。
In addition, the cylinder coupling part 61 of the cylindrical body 6 and the shaft coupling part 26 of the screw rotating body 20 are on the same plane orthogonal to the central axis of the cylindrical body 6 and the screw rotating body 20 or at positions near the same plane. It is preferable to be provided. By doing in this way, the followability of the shaft coupling part 26 that follows and bends when the tube coupling part 61 is bent becomes good, and the traveling direction control of the excavator 2 can be performed accurately.
即ち、実施形態１の掘削装置２は、スクリュー回転体２０と、筒内にスクリュー回転体２０が設置された状態で折曲可能に構成された筒状体６と、スクリュー回転体２０の駆動源としてのモーター５１と、制御装置５とを備え、筒状体６は、複数の分割円筒６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃの端部同士が折曲可能な筒連結部６１を介して連結されるとともに、筒連結部６１を折曲させる折曲装置６３を備え、スクリュー回転体２０は、回転軸２１が筒状体６の中心軸に沿って延長するように筒状体６の内側に配置され、制御装置５が、モーター５１を制御してスクリュー回転体２０の回転軸２１を回転させるとともに、折曲装置６３を制御して筒連結部６１を折曲させることにより、筒連結部６１の折れ曲がりに追従してスクリュー回転体２０の軸連結部２６が折れ曲がるように構成されたことにより、曲進掘削が可能な掘削装置２となる。
That is, the excavator 2 of Embodiment 1 includes a screw rotator 20, a cylindrical body 6 configured to be bendable with the screw rotator 20 installed in a cylinder, and a drive source for the screw rotator 20. The cylindrical body 6 is connected via a cylindrical connecting portion 61 in which ends of the plurality of divided cylinders 62A, 62B, 62C can be bent, and a cylindrical body 6 is provided. A bending device 63 for bending the connecting portion 61 is provided, and the screw rotating body 20 is disposed inside the cylindrical body 6 such that the rotating shaft 21 extends along the central axis of the cylindrical body 6, and the control device 5 controls the motor 51 to rotate the rotating shaft 21 of the screw rotating body 20 and controls the bending device 63 to bend the tube connecting portion 61, thereby following the bending of the tube connecting portion 61. The shaft rotation of the screw rotating body 20 By part 26 is configured to bend, the drilling apparatus 2 capable curvilinear progression drilling.
図１に戻り、推進装置３について説明する。
推進装置３は、筒状体６の周囲に設けられた複数の推進ユニット８を備えて構成される。各推進ユニット８は、先端側円筒６２Ａ、中間側円筒６２Ｂ、後端側円筒６２Ｃの筒の外周面に配設される。
Returning to FIG. 1, the propulsion device 3 will be described.
The propulsion device 3 includes a plurality of propulsion units 8 provided around the cylindrical body 6. Each propulsion unit 8 is disposed on the outer peripheral surface of the front end side cylinder 62A, the intermediate side cylinder 62B, and the rear end side cylinder 62C.
図６は、推進ユニット８の一例を示す概略断面図である。なお、各推進ユニット８の構成は同様であるので、中間側円筒６２Ｂに配置された推進ユニット８を例として説明する。図６に示すように、推進ユニット８は、内周面側に前述のスクリュー２４を挿通可能な空間を有する略円筒状の中間側円筒６２Ｂの外周面側に配設される。推進ユニット８は、中間側円筒６２Ｂを取り囲むように軸方向に延長する円筒状の外郭筒８１Ａ；８１Ｂと、当該外郭筒８１Ａ；８１Ｂを互いに軸方向に連結すると共に外郭筒８１Ａ；８１Ｂの伸縮動作を許容する伸縮部８１Ｃと、外郭筒８１Ａ；８１Ｂの軸方向に渡って延長し、外郭筒８１Ａ；８１Ｂの周囲を取り囲む弾性膨張体８２とを備える。外郭筒８１Ａ；８１Ｂのそれぞれの一端側には、前述のフランジ６５が設けられている。伸縮部８１Ｃは、例えば、可撓性を有する部材により構成され、その軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状に形成される。伸縮部８１Ｃの両端部の内周面は、外郭筒８１Ａ；８１Ｂの両端部の外周面に液密かつ強固に固定される。弾性膨張体８２は、前述の伸縮体６３ｂと同様に内部に、軸方向に沿って延長する複数のカーボンロービング繊維等により形成された繊維層が内挿されており、当該繊維層の両端部は、弾性膨張体８２と共に外郭筒８１Ａ；８１Ｂの外周面に対して強固に固定される。当該構成により、推進ユニット８内には、外郭筒８１Ａ；８１Ｂと弾性膨張体８２との間に流体を導入可能な気室Ｓが形成される。気室Ｓ内には、制御装置５の制御によって、一方の外郭筒８１Ｂにおいてフランジ６５を貫通して気室Ｓに至る貫通孔として設けられた給排孔８３ａに図外のチューブ等の流路を接続することにより、油や空気等の流体が給排可能に構成される。気室Ｓ内に流体が導入されると、弾性膨張体８２は、前述の伸縮体６３ｂと同様に軸方向への伸長が規制されることによって、径方向に膨張（拡径）すると共に、伸縮部８１Ｃが縮められて軸方向に収縮した状態で図１に示す後述のランチャ３１や掘削孔の壁面と密に接することが可能となる。そして、拡径した状態から流体が排出されると、拡径した弾性膨張体８２が縮径すると共に軸方向に伸長する。このような、拡径及び収縮、縮径と伸長の動作が可能な推進ユニット８を複数備え、制御装置５によって拡径動作及び縮径動作がそれぞれの推進ユニット８に対して所定の周期で繰り返し実行されることにより、いずれかの推進ユニット８が拡径して外周面に接した状態において掘削に必要な反力が得られると共に、拡径した推進ユニットが縮径して外周面から離れた状態において掘削方向（図１では先端側）に伸長するため、蠕動運動による推進力を得ることができる。なお、スクリュー２４は、軸方向の長さが、上記推進装置３の蠕動運動による軸線方向の長さの変化を考慮して設定されている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the propulsion unit 8. In addition, since the structure of each propulsion unit 8 is the same, it demonstrates as an example the propulsion unit 8 arrange | positioned in the intermediate | middle side cylinder 62B. As shown in FIG. 6, the propulsion unit 8 is disposed on the outer peripheral surface side of a substantially cylindrical intermediate cylinder 62B having a space through which the screw 24 can be inserted on the inner peripheral surface side. The propulsion unit 8 connects the cylindrical outer cylinder 81A; 81B extending in the axial direction so as to surround the intermediate cylinder 62B, and the outer cylinder 81A; 81B in the axial direction and expands and contracts the outer cylinder 81A; 81B. 81C; and an elastic expansion body 82 extending in the axial direction of the outer cylinder 81A; 81B and surrounding the outer cylinder 81A; 81B. The flange 65 described above is provided on one end side of each of the outer cylinders 81A and 81B. The expansion / contraction part 81 </ b> C is formed of, for example, a flexible member, and is formed in a bellows shape that can expand and contract along the axial direction thereof. The inner peripheral surfaces of both ends of the expansion / contraction part 81C are liquid-tightly and firmly fixed to the outer peripheral surfaces of both ends of the outer cylinder 81A; 81B. The elastic expansion body 82 has a fiber layer formed by a plurality of carbon roving fibers or the like extending along the axial direction in the same manner as the elastic body 63b described above, and both end portions of the fiber layer are Together with the elastic expansion body 82, it is firmly fixed to the outer peripheral surface of the outer cylinder 81A; 81B. With this configuration, an air chamber S capable of introducing a fluid is formed in the propulsion unit 8 between the outer cylinder 81 </ b> A; 81 </ b> B and the elastic expansion body 82. In the air chamber S, a flow path such as a tube (not shown) is provided in a supply / exhaust hole 83a provided as a through-hole extending through the flange 65 and reaching the air chamber S in the one outer cylinder 81B under the control of the control device 5. By connecting these, fluid such as oil and air can be supplied and discharged. When a fluid is introduced into the air chamber S, the elastic expansion body 82 expands (expands) in the radial direction and is expanded and contracted by restricting the expansion in the axial direction in the same manner as the expansion body 63b described above. In a state where the portion 81C is contracted and contracted in the axial direction, it becomes possible to make close contact with a later-described launcher 31 shown in FIG. When the fluid is discharged from the expanded state, the expanded elastic expansion body 82 is reduced in diameter and extended in the axial direction. A plurality of such propulsion units 8 capable of expanding and contracting, contracting and extending are provided, and the controller 5 repeats the expanding and contracting operations with respect to each propulsion unit 8 at a predetermined cycle. As a result, a reaction force necessary for excavation can be obtained in a state where any of the propulsion units 8 is expanded in diameter and in contact with the outer peripheral surface, and the expanded propulsion unit is reduced in diameter and separated from the outer peripheral surface. Since it extends in the excavation direction (the tip side in FIG. 1) in the state, a propulsive force by a peristaltic motion can be obtained. The screw 24 has an axial length set in consideration of a change in the axial length due to the peristaltic motion of the propulsion device 3.
なお、推進ユニット８を備えない掘削装置を用い、スクリュー回転体の回転軸を回転させるだけで地盤Ｅを掘り下げていく場合、掘り進めるに従って土圧が重力に勝って掘削装置による掘削が進まなくなる可能性がある。しかしながら、推進ユニット８を備えた掘削推進装置１を用いれば、推進ユニット８と壁との摩擦を利用した蠕動運動により掘削推進装置１が掘進するため、土圧に関係なく、曲進掘削が可能となる。
In addition, when using the excavator without the propulsion unit 8 and digging the ground E simply by rotating the rotating shaft of the screw rotating body, the excavation by the excavator may not proceed as the earth pressure overcomes gravity as the digging progresses. There is sex. However, if the excavation propulsion apparatus 1 provided with the propulsion unit 8 is used, the excavation propulsion apparatus 1 excavates by a peristaltic motion using friction between the propulsion unit 8 and the wall, so that the curved excavation is possible regardless of the earth pressure. It becomes.
図１において、３１は掘削装置の発進基地（ランチャ）であり、この発進基地（ランチャ３１）は、例えば先端開口縁が鋭利に形成された円筒体により構成される。
In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a start base (launcher) of the excavator, and this start base (launcher 31) is constituted by, for example, a cylindrical body whose tip opening edge is sharply formed.
また、図１に示すように、筒状体６の後端には、筒状体６の後端開口６ｅより後方に排出される掘削土を後方に導く排出路４１が連結される。そして、モーター固定部５２を筒状体６の後端に連結する支持部５３には、筒状体６の後端開口６ｅと排出路４１とを連通させる連通孔５４が形成されている。
従って、モーター５１を駆動してスクリュー２４を回転させることにより、スクリュー２４の先端の掘削ビット２３により掘削された掘削土がスクリュー２４の螺旋羽根２２の螺旋運動によって筒状体６の筒孔内の後方に搬送され、後端開口６ｅより排出され、かつ、連通孔５４を介して排出路４１に排出されるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, a discharge path 41 is connected to the rear end of the cylindrical body 6 to guide the excavated soil discharged rearward from the rear end opening 6 e of the cylindrical body 6. The support portion 53 that connects the motor fixing portion 52 to the rear end of the cylindrical body 6 is formed with a communication hole 54 that allows the rear end opening 6e of the cylindrical body 6 and the discharge path 41 to communicate with each other.
Accordingly, when the motor 51 is driven to rotate the screw 24, the excavated soil excavated by the excavating bit 23 at the tip of the screw 24 is moved into the cylindrical hole of the cylindrical body 6 by the helical motion of the helical blade 22 of the screw 24. It is configured to be conveyed rearward, discharged from the rear end opening 6 e, and discharged to the discharge path 41 through the communication hole 54.
排出路４１の後方には図外の掘削土収容部が設けられる。即ち、抽出装置４は、少なくとも、連通孔５４を通過して後方に搬送されてくる掘削土を収容する掘削土収容部と、連通孔５４から当該掘削土収容部への掘削土の排出路４１とを備えた構成である。尚、掘削土収容部の大きさは、例えば調査に必要となる掘削土の量に応じて変更可能に構成される。
即ち、抽出装置４は、スクリュー回転体２０の掘削ビット２３により掘削されて螺旋羽根２２の螺旋回転により後方に搬送される掘削土を収容する掘削土収容部を備え、例えば当該掘削土収容部が排出路４１の後方に着脱可能に構成されている。
従って、スクリュー回転体２０の掘削ビット２３により掘削されて螺旋羽根２５の螺旋回転により後方に搬送される掘削土が掘削土収容部に収容され、掘削終了後、掘削土収容部を取り外して、掘削土を回収できるように構成されている。
Behind the discharge path 41 is provided an unillustrated excavated soil container. That is, the extraction device 4 includes at least a excavated soil container that stores excavated soil that passes through the communication hole 54 and is conveyed rearward, and a discharge path 41 for excavated soil from the communication hole 54 to the excavated soil container. It is the structure provided with. Note that the size of the excavated soil container is configured to be changeable according to the amount of excavated soil required for the survey, for example.
That is, the extraction device 4 includes an excavation soil container that accommodates excavated soil that is excavated by the excavation bit 23 of the screw rotating body 20 and is conveyed rearward by the spiral rotation of the spiral blade 22. It is configured to be detachable behind the discharge path 41.
Therefore, the excavated soil excavated by the excavating bit 23 of the screw rotating body 20 and conveyed rearward by the spiral rotation of the spiral blade 25 is accommodated in the excavated soil accommodating portion. It is configured to collect soil.
実施形態に係る掘削推進装置１は、例えば、海底下調査において使用される。この場合、実施形態１の掘削推進装置１を遠隔操縦して海底地盤を掘削する。また、本調査においては、土圧の関係から推進ユニット８に供給する流体を油とし、油圧によって拡径，縮径動作させることが好ましい。具体的には、まず、ランチャ３１内に掘削装置２及び推進装置３を備えた掘削推進装置１を海底に沈め、ランチャ３１の先端開口縁を海底地盤に突き刺す。そして、制御装置５により、モーター５１及び推進ユニット８を制御して掘削推進装置１を掘進させる。この場合、最初は、スクリュー２４の回転、及び、推進ユニット８とランチャ３１の内壁との摩擦を利用した蠕動運動によって、掘削装置２及び推進装置３が海底地盤を掘進し始める。そして、推進ユニット８が海底地盤を掘削した掘削孔内に入った場合には、スクリュー２４の回転、及び、推進ユニット８と掘削孔の内壁との摩擦を利用した蠕動運動によって掘削装置２、推進装置３及び抽出装置４が海底地盤をさらに掘進する。なお、蠕動運動を生じさせるには、図１に示す状態から先端側円筒６２Ａ、中間側円筒６２Ｂ、後端側円筒６２Ｃに配設された推進ユニット８を所定の周期で順次拡径，縮径動作させれば良い。また、掘削装置２の掘進方向を変更は、制御装置５により複数の実施形態を用いて示した折曲装置６３を制御して筒連結部６１を曲げ、当該筒連結部６１に追従させるように軸連結部２６を曲げることにより行われる。
そして、海底に沿って海底地盤中を掘進する作業を行った後に、掘削装置２及び推進装置３を海底に向けて曲げるように制御して、掘削装置２及び推進装置３を海底に戻し、かつ、掘削装置２、推進装置３及び抽出装置４を海面に浮上させて回収する。そして、抽出装置４の掘削土収容部に収容されている掘削土を採取して所望の調査を行う。
The excavation propulsion apparatus 1 according to the embodiment is used, for example, in an undersea survey. In this case, the excavation propulsion apparatus 1 of Embodiment 1 is remotely controlled to excavate the seabed ground. Further, in this investigation, it is preferable that the fluid supplied to the propulsion unit 8 is oil due to the earth pressure and the diameter is increased or decreased by hydraulic pressure. Specifically, first, the excavation propulsion apparatus 1 including the excavation apparatus 2 and the propulsion apparatus 3 in the launcher 31 is submerged in the seabed, and the tip opening edge of the launcher 31 is pierced into the seabed ground. Then, the control device 5 controls the motor 51 and the propulsion unit 8 to dig the excavation propulsion device 1. In this case, first, the excavator 2 and the propulsion device 3 begin to excavate the seabed ground by the rotation of the screw 24 and the peristaltic motion using the friction between the propulsion unit 8 and the inner wall of the launcher 31. When the propulsion unit 8 enters the excavation hole excavated in the seabed ground, the excavator 2, propulsion is performed by the rotation of the screw 24 and the peristaltic motion using the friction between the propulsion unit 8 and the inner wall of the excavation hole. The device 3 and the extraction device 4 further excavate the seabed ground. In order to cause the peristaltic motion, the propulsion units 8 arranged in the front end side cylinder 62A, the intermediate side cylinder 62B, and the rear end side cylinder 62C are sequentially expanded and contracted in a predetermined cycle from the state shown in FIG. It only has to be operated. Further, the excavation direction of the excavator 2 is changed by controlling the bending device 63 shown in the plurality of embodiments by the control device 5 to bend the tube connecting portion 61 and follow the tube connecting portion 61. This is done by bending the shaft connecting portion 26.
Then, after performing the work of excavating the seabed ground along the seabed, the excavator 2 and the propulsion device 3 are controlled to bend toward the seabed, the excavator 2 and the propulsion device 3 are returned to the seabed, and Then, the excavator 2, the propulsion device 3 and the extraction device 4 are levitated and recovered on the sea surface. Then, the excavated soil accommodated in the excavated soil accommodating portion of the extraction device 4 is collected and a desired investigation is performed.
上記実施形態に係る掘削推進装置１によれば、スクリュー回転体２０の周りに配置された筒状体６を曲げる構造として、制御装置５が筒状体６の折曲装置６３を制御して筒連結部６１を曲げることにより、スクリュー回転体２０の軸連結部２６も追従して曲がるように構成されているので、曲進掘削が可能となり、広い範囲の地盤調査等が可能となる。
According to the excavation propulsion device 1 according to the above embodiment, the control device 5 controls the bending device 63 of the cylindrical body 6 so as to bend the cylindrical body 6 arranged around the screw rotating body 20. By bending the connecting portion 61, the shaft connecting portion 26 of the screw rotating body 20 is also configured to follow and bend, so that the curved excavation becomes possible, and a wide range of ground investigations and the like become possible.
また、上記実施形態係るスクリュー回転体２０によれば、回転軸２１と、回転軸２１に沿った方向に螺旋状に延長するように回転軸２１の周りに設けられた螺旋体としての螺旋羽根２２と、回転軸２１及び螺旋羽根２２の先端側に設けられた掘削手段としての掘削ビット２３とを備え、回転軸２１が折曲可能に構成されたので、曲進可能なスクリュー回転体を得ることができる。
Further, according to the screw rotating body 20 according to the embodiment, the rotating shaft 21 and the spiral blade 22 as a spiral body provided around the rotating shaft 21 so as to extend spirally in the direction along the rotating shaft 21; Since the rotary shaft 21 and the excavating bit 23 as the excavating means provided on the distal end side of the spiral blade 22 are configured to be bendable, it is possible to obtain a screw rotating body that can be bent. it can.
また、上記実施形態に係る筒状体６によれば、複数の分割円筒６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃの端部同士が、折曲可能な筒連結部６１を介して連結されるとともに、制御装置５によって制御され、筒連結部６１の少なくとも１つを折曲させる折曲装置６３を備え、制御装置５が折曲装置６３を制御することよって筒連結部６１が折曲するように構成されたので、制御装置５による制御で折曲可能でかつ折曲角度を調整可能な筒状体６を得ることができる。
そして、回転軸２１が筒状体６の中心軸に沿って延長するように当該筒状体の内側にスクリュー回転体２０が配置されて掘削装置２が構成されていることにより、曲進掘削が可能な掘削装置２を得ることができる。
即ち、折曲可能に構成された筒状体６内にスクリュー回転体２０を設置し、筒状体６の筒連結部６１を折り曲げるように制御することによって、スクリュー回転体２０の軸連結部２６を折り曲げて、曲進掘削を行う掘削方法が実現可能となった。
なお、上記例では、筒状体６を金属等の剛体により形成された複数の分割円筒６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを筒連結部６１で連結することにより、折曲可能な構成としたが、筒状体６を例えば可撓性を有するゴムやコイルばね等により構成し、筒連結部６１を省略した構成としてもよい。
In addition, according to the cylindrical body 6 according to the above-described embodiment, the ends of the plurality of divided cylinders 62A, 62B, and 62C are connected to each other via the bendable cylinder connecting portion 61 and are also controlled by the control device 5. Since the control device 5 is configured to be bent by controlling the bending device 63, the tube connecting portion 61 is configured to be bent. A cylindrical body 6 that can be bent and whose bending angle can be adjusted by the control of the control device 5 can be obtained.
And since the rotary shaft 21 extends along the central axis of the cylindrical body 6 and the screw rotary body 20 is arranged inside the cylindrical body and the excavator 2 is configured, the curved excavation is performed. A possible drilling device 2 can be obtained.
That is, by installing the screw rotating body 20 in the bendable cylindrical body 6 and controlling the tube connecting portion 61 of the cylindrical body 6 to be bent, the shaft connecting portion 26 of the screw rotating body 20 is controlled. The excavation method of bending excavation and bending excavation became feasible.
In the above example, the cylindrical body 6 is configured to be bendable by connecting the plurality of divided cylinders 62A, 62B, 62C formed of a rigid body such as metal by the cylindrical connecting portion 61. For example, the body 6 may be made of a flexible rubber, a coil spring, or the like, and the tube connecting portion 61 may be omitted.
尚、上記実施形態では、筒状体６のすべての折曲装置６３を制御装置で制御する、即ち、筒状体６のすべての筒連結部６１をアクティブ構造にして制御により曲げる方式を例示したが、筒状体６の先頭側の筒連結部、即ち、先端側円筒６２Ａの前端とスカート部７の後端とを連結する先頭側の筒連結部６１を折曲させる折曲装置６３のみを制御装置５で制御して、先頭側の筒連結部６１以外の筒連結部６１は、先頭側の筒連結部６１の曲がりに追従して曲がるように構成してもよい。即ち、筒状体の先頭側の筒連結部６１のみを折曲装置６３を備えたアクティブ構造にして制御装置５の制御によって曲げるようにし、先頭側の筒連結部６１以外の筒連結部６１については、折曲装置６３を備えないパッシブ構造にして追従させる方式としてもよい。
In the above-described embodiment, all the bending devices 63 of the cylindrical body 6 are controlled by the control device, that is, a method in which all the cylindrical connecting portions 61 of the cylindrical body 6 are made active and bent by control is exemplified. However, only the bending device 63 that bends the front-side tube connecting portion 61 that connects the front-side tube connecting portion of the cylindrical body 6, that is, the front end of the front-end side cylinder 62 </ b> A and the rear end of the skirt portion 7. Control by the control device 5 may be configured such that the tube connecting portions 61 other than the head side tube connecting portion 61 bend following the bending of the head side tube connecting portion 61. That is, only the tube connecting portion 61 on the top side of the cylindrical body is made an active structure including the bending device 63 and bent by the control of the control device 5, and the tube connecting portions 61 other than the tube connecting portion 61 on the top side are arranged. May be a passive structure that does not include the bending device 63 to follow.
また、上記実施形態では、筒状体６の筒連結部６１をアクティブ構造にして制御により曲げる方式とするとともに、スクリュー回転体２０の軸連結部２６をパッシブ構造にして筒状体６の曲げに追従させる方式とした構成の掘削推進装置１を例示したが、スクリュー回転体２０の軸連結部２６をアクティブ構造にして制御により曲げる方式とするとともに、筒状体６の筒連結部６１をパッシブ構造にしてスクリュー回転体２０の曲げに追従させる方式とした構成の掘削推進装置１としてもよい。スクリュー回転体２０をアクティブ構造とする場合には、例えば図５で例示した折曲装置６３を中空状とした回転軸２１の内部に収容する構成とすれば良い。このような構成とすれば、筒状体６に設けられた折曲装置６３を省略でき、筒状体６をスクリュー回転体２０の折曲に対して追従させることができる。また、筒状体６及びスクリュー回転体２０の両方にいずれかの折曲装置６３を配設することにより、両構成をアクティブ構造とすることも可能である。
Moreover, in the said embodiment, while making the cylinder connection part 61 of the cylindrical body 6 into an active structure and making it bend by control, the axial connection part 26 of the screw rotary body 20 is made into a passive structure, and the bending of the cylindrical body 6 is carried out. Although the excavation propulsion apparatus 1 configured to follow is exemplified, the shaft coupling portion 26 of the screw rotating body 20 is made an active structure and bent by control, and the cylinder coupling portion 61 of the cylindrical body 6 is passively structured. The excavation propulsion apparatus 1 may be configured to follow the bending of the screw rotating body 20. When the screw rotating body 20 has an active structure, for example, the bending device 63 illustrated in FIG. 5 may be accommodated inside the rotating shaft 21 having a hollow shape. With such a configuration, the bending device 63 provided in the cylindrical body 6 can be omitted, and the cylindrical body 6 can follow the bending of the screw rotating body 20. Further, by disposing any one of the bending devices 63 on both the cylindrical body 6 and the screw rotating body 20, it is also possible to make both configurations an active structure.
また、スクリュー回転体２０は、軸連結部２６が、可撓性を有した材料、例えば、ゴム、あるいは、コイルばねなどの弾性体により形成された構成であってもよい。
Further, the screw rotating body 20 may have a configuration in which the shaft coupling portion 26 is formed of a flexible material, for example, rubber or an elastic body such as a coil spring.
また、スクリュー回転体２０は、軸連結部２６を備えずに、回転軸のすべてが可撓性を有した材料、例えば、ゴム、あるいは、コイルばねなどの弾性体により形成されて、当該ゴムにより形成された回転軸、あるいは、コイルばねにより形成された回転軸の周りに螺旋体が設けられた構成であってもよい。
Further, the screw rotating body 20 does not include the shaft connecting portion 26, and all of the rotating shaft is formed of a flexible material, for example, rubber or an elastic body such as a coil spring. A configuration may be adopted in which a spiral body is provided around a formed rotation shaft or a rotation shaft formed by a coil spring.
また、筒状体６を剛体として形成すると共に、予め折曲された構成としてもよい。本実施形態に係るスクリュー回転体２０によれば、当該折曲された筒状体６に対しても配設できるため、スクリュー回転体２０の回転によって、筒状体６の折曲形状に沿って掘削することが可能となる。なお、当該構成を採用した場合、掘削の進路が筒状体６によって規定される。
Further, the cylindrical body 6 may be formed as a rigid body and may be bent in advance. According to the screw rotating body 20 according to the present embodiment, the screw rotating body 20 can also be disposed on the bent cylindrical body 6, and therefore, along the bent shape of the cylindrical body 6 by the rotation of the screw rotating body 20. Drilling is possible. In addition, when the said structure is employ | adopted, the course of excavation is prescribed | regulated by the cylindrical body 6. FIG.
また、上述した筒状体６と、制御装置５と、筒状体６の各筒部（分割円筒６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ）の外周面に取付けられて筒部の中心軸に沿った方向に伸縮可能に構成された推進ユニット８（伸縮ユニット）とを備え、制御装置５が推進ユニット８の伸縮を制御することで、前記推進ユニット８が接触面との摩擦を利用した蠕動運動を行って移動するように構成された筒状移動体を得ることができる。例えば、本出願人による発明である特開２０１５−１５２１６９号公報に開示された管状移動体の代わりに上記構成からなる筒状移動体を用いれば、制御装置５により筒状体６の折曲装置６３を制御して筒連結部６１を折曲げることが可能となり、例えば、配管内検査等において管内の曲路をスムーズに移動させることが可能な筒状移動体を提供できる。即ち、制御装置５による制御で折曲可能でかつ折曲角度を調整可能な筒状体６を有して曲路をスムーズに移動させることが可能な筒状移動体を提供できる。
Moreover, it attaches to the outer peripheral surface of the cylindrical body 6 mentioned above, the control apparatus 5, and each cylindrical part (divided cylinder 62A, 62B, 62C) of the cylindrical body 6, and expands and contracts in the direction along the central axis of the cylindrical part. The propulsion unit 8 (extensible unit) is configured to be capable of being moved, and the control unit 5 controls the expansion and contraction of the propulsion unit 8 so that the propulsion unit 8 performs a peristaltic motion utilizing friction with the contact surface. A cylindrical moving body configured to do so can be obtained. For example, if a tubular moving body having the above configuration is used instead of the tubular moving body disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-152169, which is the invention of the present applicant, the bending device for the tubular body 6 is controlled by the control device 5. It is possible to bend the tube connecting portion 61 by controlling 63, and for example, it is possible to provide a cylindrical moving body capable of smoothly moving a curved path in a pipe in an in-pipe inspection or the like. That is, it is possible to provide a cylindrical moving body that has the cylindrical body 6 that can be bent by the control of the control device 5 and that can adjust the bending angle and that can smoothly move the curved path.
また、筒部の数をさらに増大し、筒部の端部同士を連結する筒連結部６１毎に折曲装置６３を備えた構成とすることで、筒状体６の曲げ角度をより細かく調整可能な掘削装置、あるいは、管状移動体となり、曲進掘削、あるいは、曲進をスムーズに行える掘削装置、あるいは、管状移動体を提供できるようになる。
Moreover, the bending angle of the cylindrical body 6 is more finely adjusted by further increasing the number of cylindrical portions and providing a bending device 63 for each cylindrical connecting portion 61 that connects the ends of the cylindrical portions. It becomes possible excavation apparatus or tubular moving body, and excavation apparatus or tubular moving body which can perform bending excavation or bending smoothly can be provided.
また、上記実施形態おいては、直線状に延長するランチャ３１によって、掘削推進装置１の初期の掘進方向を設定するものとして説明したが、地盤に対するランチャ３１の傾斜角度を変更することや、ランチャ３１の形状を予め折曲された形状とし、任意の深さまで突き刺すことにより、任意の方向に向けて掘削を開始させることができる。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated as what sets the initial digging direction of the excavation propulsion apparatus 1 with the launcher 31 extended linearly, changing the inclination | tilt angle of the launcher 31 with respect to the ground, or a launcher Excavation can be started in an arbitrary direction by making the shape of 31 into a bent shape and piercing to an arbitrary depth.
