大深度の掘削工事で掘削物搬送装置の効率を向上
2019年12月9日、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下、NEDO）は、株式会社竹中工務店および学校法人中央大学と共同で、世界で初めて、土砂の搬送が可能なぜん動ポンプ（以下、同ポンプ）を開発し、試験機を完成させたと発表した。
大都市圏では、建設される建物や構造物の地下が深くなるために、大深度の掘削工事において土砂などの掘削物を搬送する手段として、従来から用いられているクラムシェルやテルハなどの大型重機では、その重量を支える広く強固な作業台が必要で、ワイヤーの長さなどにより搬送深さも限度がある。
なお、クラムシェルは、長いブームからワイヤーロープでつり下げたバケットを二枚貝のように開閉して土砂をつかんで掘削する装置で、テルハは、レール上をワイヤーの巻き上げ・巻き下げを行う機械が移動するクレーンの一種だ。
このような大型重機の課題に対処するため、三者は共同で、腸のぜん動運動を機械的に模倣して土砂を搬送する同ポンプの研究開発を行った。
ぜん動運動では、縦走筋と輪状筋という2種類の筋肉で構成された腸が、これらの筋肉の動きを組み合わせて収縮・弛緩することで、小さな力で食塊を連続的に混合・搬送している。
土砂搬送用ぜん動ポンプの概要
同ポンプは、外側の人工筋肉と内側のゴムチューブがフランジで接合され、両者間に空気チャンバー（以下、同チャンバー）が形成される構造の単体ユニットを複数連結して構成されている。
同チャンバーに、加圧機構により外部から空気圧を加えることで、半径方向の外側に膨張、軸方向に収縮すると同時に、ゴムチューブが内側に膨張して管路を閉塞し腸と同様なぜん動運動で物質を搬送する。
この際、加圧機構は、経路上に分散して配置され、対象物を外部から遮断された状態で搬送するため、エネルギー損失が小さく、深さに関係なく搬送効率が一定で、持ち上げられる高さに理論上の限界がないことが特徴だ。
なお、2019年12月18日から21日まで東京ビッグサイトで開催される「2019国際ロボット展」の中央大学ブースにおいて、同ポンプの試験機を展示する予定だ。
（画像はニュースリリースより）
▼外部リンク
NEDO ニュースリリース
https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101249.html
