JP2009287296A - 土木作業や建設作業、解体作業に使用される作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業対象物を「泡状物」で包囲して粉塵等の飛散抑制効果を発揮させつつ、必要時にこの「泡状物」を直ちに除去することが可能な作業機械を提供する。
【解決手段】解体作業に使用される作業機械１であって、作業対象物６０に対して泡状物５０を放出可能な泡放出ノズル１２と、作業対象物６０に対して水を放出可能な水放出ノズル１４と、を備える。その上で、解体作業時には泡状物５０を作業対象物６０に対して噴出し、粉塵の発生を抑制しつつ、必要時、水を噴出して泡状物５０を除去する。
【選択図】図６

Description

本発明は、土木作業や建設作業、解体作業に使用される作業機械、特に、作業時の粉塵等の発生を抑制できる作業機械に関する。

土木作業や建設作業、解体作業は、その作業の性質上、作業によって粉塵等が発生することが多い。特に、建築物の（全部または一部の）解体作業においては粉塵等の発生が避けられない。粉塵等に対する対策を怠れば、粉塵等が周囲に飛散し現場周辺で生活する住民に不快感、場合によっては健康被害を与えることにもなる。そこで、作業に伴う粉塵等の発生を抑制するための様々な工夫がなされている。

例えば特許文献１においては、作業機械にて作業を行うに当たり、「界面活性剤と空気でもって生成する粘性を有する泡」を解体建築物内部に充満させることによって建築物を解体する方法が提案されている。特許文献１のように「泡」を用いれば、一定時間「泡」のまま存在してそこに留まっているという性質から、水を飛散させるような場合に比べて少量で（例えば重量ベースで）効果的な粉塵等の飛散抑制が可能となっている。

特開平８−２８４４３８号公報

特許文献１に記載の方法によれば、確かに「泡」を充満させることによって粉塵等の発生を効果的に抑制することが可能である。

しかしながら、「泡」の存在によって却って作業が困難となる場合もある。例えば、建築物の一部のみを解体する場合であれば、「解体すべき部分」と「解体してはならない部分」を明確に把握した上で、「解体すべき部分」のみを正確に解体する必要がある。このような場合に解体しようとする作業対象物の表面に多量の「泡」が存在していれば、不可避的にその判断は困難となる。同時に、「泡」は程度の差こそあるものの、一定時間は「泡」として存在し続けるのであり（まさにこの点が「泡」を利用することのメリットである）、泡が消えて十分なレベルにまで可視できるのをじっと待っていたのでは、作業効率の観点から問題となる。

しかし一方で、粉塵等の飛散を効果的に防止するためにはある程度の量の「泡」が存在している方が望ましく、両者はトレードオフの関係にある。

そこで本発明は、このようなトレードオフの関係を打破し、作業対象物を「泡状物」で包囲して粉塵等の飛散抑制効果を発揮させつつ、必要時にこの「泡状物」を直ちに除去することが可能な作業機械を提供することをその課題としている。

本発明は、土木作業や建設作業、解体作業に使用される作業機械であって、作業対象物に対して泡状物を放出可能な放泡機構と、前記作業対象物に対して流体を放出可能な流体放出機構と、を備えることで上記課題を解決するものである。

即ち、粉塵等の発生が予測される作業を行うに当たっては、予め（若しくは作業と同時並行的に）放泡機構から泡状物を供給して当該泡状物にて作業対象物を包囲する。よって、作業による粉塵等の飛散を効果的に抑制可能である。また同時に、一時的に泡状物を除去したい場合には、流体噴出機構から流体（例えば水やエアなど）を噴出して、作業対象物を包囲している泡状物を部分的に除去可能である。例えば、建築物の特定の部分のみを解体するような場合、作業途中でその位置などを容易に再確認することができる。

このとき流体噴出機構から放出される流体を水とした場合は、泡状物を素早く且つ完全に除去することが可能である。また、水の使用量は泡状物の除去に必要な量だけで足りるため、水を使用したことによる現場の被害（例えば、水と共に土砂が外部に流出したり、現場周辺が水浸しになるなど）が問題となるレベルに至ることはない。

また、流体噴出機構から放出される流体をエアとした場合は、水を全く使用することなく泡状物を除去できることから、粉塵飛散抑制のために泡状物を利用するメリット（例えば、使用する水の量を激減できる、現場が水浸しとならないなど）をそのまま生かすことができる。

また、前記放泡機構と前記流体放出機構を別系統にて備えれば、極論すれば、泡状物と流体（水やエアなど）を同時に噴出することが可能となる。即ち、単一の系統で両者を供給する場合に生じる「切り換え」が不要であるため、両者の噴出のタイミングを自在に操作でき、作業者の意図により忠実に泡状物や流体（水やエアなど）を噴出可能となっている。

また、前記放泡機構の放泡口と前記流体放出機構の流体放出口を、前記作業対象物に接近または接触して作業を行う作業部に備えるとより効果的である。これにより、作業と同時並行的に作業対象物に対して泡状物や流体（水やエアなど）を噴出することも可能となる。特に作業と同時並行的に泡状物を作業対象物に供給すれば、より完全な粉塵等の飛散抑制効果を発揮させることができる。

また、前記泡状物を発生させる泡発生機構を（当該作業機械内に）備えれば、外部に別途泡発生機構を設ける必要がないと同時に、作業機械の移動に伴う泡発生機構の移動が不要となるため、作業効率の観点からも望ましい。

また、前記作業部を支持するアーム部または／およびブーム部を備え、該アーム部または／およびブーム部内に前記泡発生機構を備えれば、もともと存在していた空間（アームやブーム内の空間）を利用して泡発生機構を配置・構成することができるため、泡発生機構の存在により元々の作業機械のサイズ等を変更する必要が無い。また、泡発生機構が作業部の位置（即ち泡状物を噴出する位置）に近いことから、発生させた泡状物を必要時素早く放出することが可能となっている。

本発明を適用することにより、作業対象物を「泡状物」で包囲して粉塵の飛散抑制効果を発揮させつつ、必要時にこの「泡状物」を直ちに除去することが可能となる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した作業機械１の概略全体構成図である。図２は、図１における作業部周辺の拡大図である。図３は、泡発生機構の第１例を示す概略構成図である。図４は、泡発生機構の第２例を示す概略構成図である。図５は、アーム部およびブーム部内に泡発生機構が適用された場合の概略構成図である。

<作業機械の構成>
図１に示す作業機械１は、例えば、建築物の解体作業に使用される作業機械である。より具体的には、パワーショベルのアーム先端のアタッチメント（作業部）がバケットから圧砕機へと交換された所謂「クラッシャー」である。

この作業機械１は、本体２の下側に２つの無限軌道３を備え、当該無限軌道３によって作業機械１全体を自由に移動させることが可能とされている。またこの本体２は、無限軌道３に対して約３６０°自由に旋回することが可能とされている。また、本体２から延びるブーム４と、該ブーム４に連結されるアーム５と、更にこのアーム５の先端に設けられた作業部（アタッチメント）１０とからなる。本実施形態における作業部１０は、例えば建築物等の作業対象物を把持したり、把持した作業対象物に対して圧力をかけて破砕することが可能な「圧砕機」である。また、ブーム４は本体２との連結部を支点として回動可能であり、アーム５はブーム４との連結部を支点として回動可能であり、作業部１０は刃先（口）の開閉動作が可能である。なお、この作業機械１には作業員が搭乗する搭乗部（図示していない）が設けられ、作業員の操作によって駆動される。

アーム５の先端に設けられた作業部１０の付け根部分（作業部１０とアーム５との連結部分）には、泡噴出ノズル（放泡口）１２と水噴出ノズル（流体放出口）１４との２本のノズルが設置されている。文字通り、この泡噴出ノズル１２からは、所定のタイミングで泡状物（液体がその中に空気などの気体を含んで丸くなったもの）を噴出することが可能とされている。一方、水噴出ノズル１４からは、所定のタイミングで水を噴出することが可能とされている。なお、図２においては、理解容易のため概念的に誇張された状態で表現しているが、実際の作業機械における具体的な構成と必ずしも一致しない場合がある。例えば、図２においては各ノズルの先端が突出した構成とされているが、作業の邪魔とならないよう突出していない構成を採用してもよい。また泡噴出ノズル１２と、水噴出ノズル１４とがそれぞれ１本ずつ配置された構成とされているが、このような構成に限定される趣旨のものではない。

また、当該作業機械１には、泡噴出ノズル１２から噴出する泡状物５０を発生させるための泡発生機構３０が備わっている（図３参照）。ここでは、泡状物５０の原料となる原液４０が封入された泡発生室３２と、当該泡発生室３２に外部からエアを流入可能な流入パイプ３６と、泡発生室３２において発生した泡状物５０を外部へと導くための流出パイプ３８とが備わっている。流入パイプ３６は、その先端が原液４０に浸る態様で配置されている。また、流入パイプ３６には図示せぬポンプ機構（例えばコンプレッサ等）が接続されており、所定のタイミングで所定量のエアを流入パイプ３６を介して泡発生室３２へ流入することが可能とされている。即ち、流入パイプ３６を介して泡発生室３２内にエアが流入されると、当該エアが原液４０を攪拌し、その攪拌動作によって泡状物５０が泡発生室３２内に発生する。泡発生室３２内に発生した泡状物５０は、流出パイプ３８を通って外部（泡噴出ノズル１２）側へと案内される。

また、図４に示しているように、泡発生室３２において発生した泡状物５０を一時的に蓄えておく泡貯蔵室３４を備えるような構成を採用しても良い。ここでは、泡発生室３２と泡貯蔵室３４とが中間パイプ３７で連結されている。また、泡貯蔵室３４には流出パイプ３８が接続され、泡状物５０を外部（泡噴出ノズル１２）へと案内することが可能となっている。このように、泡貯蔵室３４を設けて常時一定量の泡状物５０を貯蔵しておくことによって、作業者が泡状物５０を噴出したいタイミングで素早く泡状物５０を噴出することが可能となる。

例えば、上記泡発生機構３０を、作業機械１のブーム部４または／およびアーム５の内部に配置するような構成を採用することも可能である。もともとブーム４やアーム５は、重量を抑えつつ強度を確保するために、内部に空間が設けられていることが多い。その空間を利用して、前述した泡発生機構３０における泡発生室３２または／および泡貯蔵室３４を配置することが可能となる。概念的には、例えば図５に示しているように、ブーム４の内部に泡発生室３２を設け、一方で、アーム５内に泡貯蔵室３４を設けている。ここでは図示してないが、泡発生室３２と泡貯蔵室３４とは中間パイプにて接続されている。これらによって「放泡機構」が構成されている。

このような構成とすれば、もともと存在していた空間を利用して泡発生室３２や泡貯蔵室３４、即ち泡発生機構３０を構成することができるため、泡発生機構３０の設置に伴って作業機械１のサイズ等を変更する必要が無い。また、泡発生機構３０が作業部１０の位置（即ち泡噴出ノズル１２の位置）に近い位置にあることから、発生させた泡状物５０を必要時素早く放出することが可能となる。

また、水噴出ノズル１４は、水が蓄えられた蓄水タンク（図示していない）へとつながっており、更にコンプレッサー（図示していない）と接続され、所定のタイミングで所定量の水を水噴出ノズル１４から噴出することが可能となっている。これらによって「流体放出機構」が構成されている。

<作業機械の作用>
本発明に係る作業機械１は、図６に示しているように、例えば建築物の解体作業を行なうに当たり、作業対象物６０に対して予め泡噴出ノズル１２から泡状物５０を噴出し、作業対象物６０の表面に泡状物５０を付着させる。その上で作業部１０によって作業対象物の解体（破壊、粉砕等）を行なう。この解体作業により本来的には粉塵等が発生するが、前述のとおり作業対象物６０は泡状物５０にて包囲されていることから粉塵等の飛散は抑制される。泡状物は表面積が大きいことから、粉塵等を効果的に吸着することができるため、粉塵の発生を効果的に抑制できる。また、泡状物により作業時の粉塵等を効果的に防止することができるため、作業者の防塵マスクや保護メガネが不要になったり、若しくは簡易なもので足りる。

一方で、泡状物はその体積の殆どが内包する気体（空気）であり、泡状になっている時点では大きな体積を有するが、消泡時には僅かな液体として残留するのみであり、「粉塵抑制のための放水」に比べて多量の水が残留することが無い。

また、一時的に泡状物５０を除去したい場合には、水噴出ノズル１４から所定量の水を噴出させ、泡状物５０を除去することができる。特に本実施形態においては、水噴出ノズル１４がブーム４やアーム５によって自由に移動可能な作業部１０に備わっていることから、ブーム４やアーム５を駆動しながら水を噴出することもでき、所望の位置の泡状物５０を簡単に除去することができる。即ち、泡状物５０が時間の経過と共に消滅するのを待つ必要が無く、効率良く解体作業を行なうことが可能となっている。

また同時に作業者の安全面からも非常に有効である。例えば別の作業者がホースなどにより作業対象物に対して必要時に放水して泡状物を取り除くことも可能である。しかしこのような作業を行おうとすれば必然的に作業機械の近傍で行う必要がある。作業機械の近傍に作業者を配置すれば、不可避的に作業機械と作業者の接触事故の危険性を伴ってしまう。しかし本発明を適用すれば、作業機械１自体から水を噴出することができるため、別途作業者を作業機械１の近傍に配置する必要がなく危険性を根本的に排除することが可能となっている。

一方、水を噴出して泡状物５０を除去した場合でも、一旦泡状物５０によって捕捉されていた粉塵が飛散することはない。また、噴出される流体が「水」であるため泡状物５０を素早く且つ完全に除去することが可能である。また、水の使用量は泡状物５０の除去に必要な量だけで足りるため、水を使用したことによる現場の被害（例えば、水と共に土砂が外部へと流出したり、現場周辺が水浸しになるなど）が問題となるレベルに至ることはない。よって作業後の現場処理も簡易なもので足りる。

なお、本実施形態においては泡状物５０の除去のために水噴出ノズル１４から水を噴出しているが、例えば、エア（空気）を噴出することによって泡状物５０を除去してもよい。エアによる除去であれば、水（水分）を全く使用することなく泡状物５０を除去できることから、粉塵飛散抑制のために泡状物５０を利用するメリット（例えば、使用する水の量を激減できる、現場が水浸しとならないなど）をそのまま生かすことができる。

なお、泡状物５０を除去した後も、必要であれば再度泡状物５０を噴出することはもちろん可能である。

このように本発明を適用すれば、粉塵等の発生が予測される作業を行うに当たっては、予め（若しくは作業と同時並行的に）泡噴出ノズル１２から泡状物５０を供給して作業対象物を包囲できる。よって、作業による粉塵等の飛散を効果的に抑制可能である。また同時に、一時的に泡状物５０を除去したい場合には、水噴出ノズル１４から水を供給して、作業対象物を包囲している泡状物５０を部分的（場合によっては全体的に）に除去可能である。例えば、建築物の特定の部分のみを解体するような場合、作業途中でその位置などを容易に再確認することができる。

なお、前述した泡発生機構３０の構成は単なる一例であり、泡状物５０を発生できる限りにおいてどのような構成であっても差し支えない。前述のように、予め泡状物を製造しその泡状物を噴出する構成であっても良いし、一方、泡状物の原料となる原液を泡噴出ノズルから噴出する際に噴出と同時に泡状物へと変化させるような構成であっても良い。

また、上記説明では作業機械として所謂「クラッシャー」を例に説明しているが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、杭打ち機、杭抜き機、ブルドーザー、トラクターショベル、パワーショベル、バックホー、ドラグライン、クラムシェル、クローラドリル、アースドリル、クレーン、ロードカッター、ブレーカー等に適用しても同様の効果を得ることができる。要するに、土木作業や建設作業、解体作業において、粉塵が発生し得る作業を行う作業機械に幅広く適用することが可能である。

本発明は、特に固定構造物の解体作業、補修作業等に好適である。

本発明を適用した作業機械の概略全体構成図 図１における作業部周辺の拡大図 泡発生機構の第１例を示す概略構成図 泡発生機構の第２例を示す概略構成図 ブーム部およびアーム部内に泡発生機構が適用された場合の概略構成図 解体作業の作業状態を示した概略構成図

符号の説明

１…作業機械
２…本体
３…無限軌道
４…ブーム
５…アーム
１０…作業部
１２…泡噴出ノズル（放泡口）
１４…水噴出ノズル（放水口）
３０…泡発生機構
３２…泡発生室
３４…泡貯蔵室
３６…流入パイプ
３７…中間パイプ
３８…流出パイプ
４０…原液
５０…泡状物
６０…作業対象物

Claims (7)

1. 土木作業や建設作業、解体作業に使用される作業機械であって、
   作業対象物に対して泡状物を放出可能な放泡機構と、
   前記作業対象物に対して流体を放出可能な流体放出機構と、を備える
   ことを特徴とする作業機械。
2. 請求項１において、
   前記放泡機構と、前記流体放出機構とが別系統とされている
   ことを特徴とする作業機械。
3. 請求項１または２において、
   前記放泡機構の放泡口と前記流体放出機構の流体放出口が、前記作業対象物に接近または接触して作業を行う作業部に備わっている
   ことを特徴とする作業機械。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記流体放出機構から放出される流体が、水である
   ことを特徴とする作業機械。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記流体放出機構から放出される流体が、エアである
   ことを特徴とする作業機械。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記泡状物を発生させる泡発生機構を備える
   ことを特徴とする作業機械。
7. 請求項６において、
   前記作業部を支持するアーム部または／およびブーム部を備え、
   該アーム部または／およびブーム部内に前記泡発生機構が備わっている
   ことを特徴とする作業機械。