JP6852892B2 - スクリュー回転体 - Google Patents
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Description
本発明は、折曲可能なスクリュー回転体を提供するものである。
また、連結部の周囲の螺旋体が板バネで構成されたので、屈曲した状態で回転軸を回転させたときの回転トルクの上昇を抑制でき、回転軸を駆動する駆動源の負荷を軽減できる。
また、回転軸及び螺旋体の先端側に掘削手段を備えたので、曲進可能なスクリュー回転体を提供できる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
22 螺旋羽根(螺旋体)、23 掘削ビット(掘削手段)、26 軸連結部、
28 螺旋羽根部(螺旋部)、51 モーター(駆動源)、61 筒連結部、
63 折曲装置。
Claims (3)
- 連結部を介して折曲可能な回転軸と、
前記回転軸の軸方向に沿って螺旋状に延長する螺旋体と、
を備えたスクリュー回転体であって、
前記連結部の周囲の螺旋体が前記回転軸の周面と非固着とされ、撓み変形可能であることを特徴とするスクリュー回転体。 - 前記連結部の周囲の螺旋体が板バネで構成されたことを特徴とする請求項1に記載のスクリュー回転体。
- 前記回転軸及び前記螺旋体の先端側に掘削手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクリュー回転体。
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