JP2012149398A - コンクリート吹付け機及び油圧削孔機 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、火災の発生の虞がなく、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することができるコンクリート吹付け機を提供する。
【解決手段】下部走行体２上に車体本体３が搭載され、車体本体３の前部にブーム・アーム４が俯仰自在に枢着され、ブーム・アーム４の先端部に吹付けノズル５が着脱自在に配設され、車体本体３にエアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、急結剤添加装置８、及び、ケーブルリール９が搭載されている、コンクリート吹付け作業を行なうためのコンクリート吹付け機１であって、車体本体３には、更に、充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置３１と、充電・蓄電装置３１からの給電により作動して下部走行体２を駆動させ走行させる、減速機付きモータから成る駆動装置３２とを搭載している。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、火災の発生の虞がなく、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することができるコンクリート吹付け機及び油圧削孔機に関する。

従来、トンネルや地下構造物等の構築、補修、補強等に際して、コンクリート材料を吹き付けるためにコンクリート吹付け機が用いられている。
此種従来のコンクリート吹付け機は、例えば、下部走行体上に車体本体が搭載され、車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、ブーム・アームの先端部に吹付けノズルが着脱自在に配設され、車体本体に内燃機関、エアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、急結剤添加装置、及び、ケーブルリールが搭載されており、下部走行体は内燃機関により駆動されて走行するように構成されている。
一例として、特許文献１のコンクリート吹付機も走行装置がエンジン（内燃機関）により駆動されて走行するものである。

又、従来、トンネルや地下構造物等に、例えば、直径３〜４ｃｍ程度のダイナマイトを埋め込む孔、或いは、ロックボルトを挿入する孔等を削孔するために油圧削孔機が用いられている。
此種従来の油圧削孔機は、例えば、車体本体下部に車輪が配設され、車体本体下部の四隅部の車輪外方にアウトリガーが配設され、車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、ブーム・アームの先端部に削孔装置と、作業員が搭乗するバスケットとが配設され、車体本体に内燃機関、及び、ケーブルリールが搭載されており、車輪は内燃機関により駆動されて走行するように構成されている。

特開２００３−９７１９８号公報

前述したように、従来のコンクリート吹付け機及び油圧削孔機は内燃機関を搭載しており、トンネルや地下構造物等内では、内燃機関により下部走行体又は車輪が駆動されて走行するが、内燃機関は軽油等の燃料を収納する燃料タンクを搭載するので、火災の発生の虞があり、特に、コンクリート吹付け機又は油圧削孔機が作業を行なうトンネル坑内や地下構造物等内で火災が発生すると、重大な災害を引き起こす虞がある。又、内燃機関の排気ガスは、特にトンネル坑内や地下構造物等内に於いて、作業員の健康に悪影響を及ぼす虞がある。

以上の現状に鑑み、本発明は、トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、火災の発生の虞がなく、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することができるコンクリート吹付け機及び油圧削孔機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、下部走行体上に車体本体が搭載され、前記車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、前記ブーム・アームの先端部に吹付けノズルが着脱自在に配設され、前記車体本体にエアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、急結剤添加装置、及び、ケーブルリールが搭載されたコンクリート吹付け作業を行なうコンクリート吹付け機であって、
前記車体本体は、
充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置と、
前記充電・蓄電装置からの給電により作動して前記下部走行体を駆動させる、モータから成る駆動装置とを搭載し、
前記下部走行体は、前記充電・蓄電装置から給電される前記駆動装置の駆動によって走行するように構成されたことを特徴とするコンクリート吹付け機を提供するものである。

請求項２に係る発明は、前記駆動装置は、前記下部走行体を構成する左右下部走行体を夫々駆動する左右駆動装置から成ることを特徴とする請求項１記載のコンクリート吹付け機を提供するものである。

請求項３に係る発明は、前記駆動装置は、減速機付きモータであることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート吹付け機を提供するものである。

請求項４に係る発明は、前記充電・蓄電装置は、前記エアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、及び、急結剤添加装置が電源ケーブルに接続される時、同時に前記電源ケーブルに接続され蓄電されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載のコンクリート吹付け機を提供するものである。

請求項５に係る発明は、車体本体下部に車輪が配設され、車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、前記ブーム・アームの先端部に削孔装置が配設され、前記車体本体にケーブルリールが搭載された削孔を行うための油圧削孔機であって、
前記車体本体は、
充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置と、
前記充電・蓄電装置からの給電により作動して前記車輪を駆動させる、モータから成る駆動装置とを搭載し、
前記車輪は、前記充電・蓄電装置から給電される前記駆動装置の駆動によって走行するように構成されたことを特徴とする油圧削孔機を提供するものである。

請求項６に係る発明は、前記駆動装置は、左右後輪を夫々駆動する左右駆動装置から成ることを特徴とする請求項５記載の油圧削孔機を提供するものである。

請求項７に係る発明は、前記駆動装置は、減速機付きモータであることを特徴とする請求項５又は６記載の油圧削孔機を提供するものである。

請求項８に係る発明は、前記充電・蓄電装置は、前記削孔装置が電源ケーブルに接続される時、同時に前記電源ケーブルに接続され蓄電されるように構成されていることを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一に記載の油圧削孔機を提供するものである。

本発明の請求項１記載の発明によれば、下部走行体が、充電・蓄電装置から給電される駆動装置の駆動によって走行するように構成され、車体本体に内燃機関及びその燃料タンクを搭載しないので、トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、火災の発生の虞がなく、又、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することができるコンクリート吹付け機を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、駆動装置は、走行体を構成する左右下部走行体を夫々駆動する左右駆動装置から成るので、左右下部走行体を夫々直接駆動できることにより、左右下部走行体の夫々の駆動力を高めることができると共に、左右下部走行体の回転数を夫々個別に且つ容易に変更できるので、コンクリート吹付け機の走行時の方向転換が容易に行なえる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、駆動装置は、減速機付きモータであるので、コンクリート吹付け機の走行速度を適正な速度に設定できる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、充電・蓄電装置は、エアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、及び、急結剤添加装置が電源ケーブルに接続される時、同時に電源ケーブルに接続され蓄電されるので、コンクリート吹付け作業時やその前後に充電・蓄電装置が充分に蓄電されることにより、コンクリート吹付け作業後に、コンクリート吹付け機がトンネルや地下構造物等の外側に迅速に移動できる。

請求項５記載の発明によれば、車輪が、充電・蓄電装置から給電される駆動装置の駆動によって走行するように構成され、車体本体に内燃機関及びその燃料タンクを搭載しないので、トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、火災の発生の虞がなく、又、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することができる油圧削孔機を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明の効果に加え、駆動装置は、左右後輪を夫々駆動する左右駆動装置から成るので、左右後輪を夫々直接駆動できることにより、左右後輪の夫々の駆動力を高めることができると共に、左右後輪の回転数を夫々個別に且つ容易に変更できるので、油圧削孔機の走行時の方向転換が容易に行なえる。

請求項７記載の発明によれば、請求項５又は６記載の発明の効果に加え、駆動装置は、減速機付きモータであるので、油圧削孔機の走行速度を適正な速度に設定できる。

請求項８記載の発明によれば、請求項５乃至７のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、充電・蓄電装置は、削孔装置が電源ケーブルに接続される時、同時に電源ケーブルに接続され蓄電されるので、削孔作業時やその前後に充電・蓄電装置が充分に蓄電されることにより、削孔作業後に、油圧削孔機がトンネルや地下構造物等の外側に迅速に移動できる。

（ａ）本発明のコンクリート吹付け機の正面図である。（ｂ）本発明のコンクリート吹付け機の平面図である。（ｃ）本発明のコンクリート吹付け機の側面図である。 （ａ）本発明のコンクリート吹付け機の車体本体及び車体本体に搭載した一部搭載部品の正面図である。（ｂ）本発明のコンクリート吹付け機の車体本体の平面図である。 本発明のコンクリート吹付け機の電気回路図である。 （ａ）本発明の油圧削孔機の正面図である。（ｂ）本発明の油圧削孔機の平面図である。 本発明の油圧削孔機の電気回路図である。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、本発明の第１実施例のコンクリート吹付け作業を行なうためのコンクリート吹付け機であり、コンクリート吹付け機１は、クローラ式キャリア等の下部走行体２上に車体本体３が搭載され、車体本体３の前部にブーム・アーム４が俯仰自在に枢着され、ブーム・アーム４の先端部に吹付けノズル５が着脱自在に配設され、車体本体３にエアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、急結剤添加装置８、及び、ケーブルリール９が搭載されている。
尚、図１に於いて、１０はオイルクーラー、１１は制御盤、１２は運転席である。

そして、更に、図２に示すように、車体本体３は、充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置３１と、充電・蓄電装置３１からの給電により作動して下部走行体２を駆動させる、減速機付きモータから成る駆動装置３２とを搭載する。従って、本発明のコンクリート吹付け機１の下部走行体２による走行は、全て充電・蓄電装置３１からの給電により作動する、減速機付きモータから成る駆動装置３２の駆動によって行われ、車体本体３には、内燃機関（エンジン）及びその燃料タンクを搭載していない。
尚、充電・蓄電装置３１は、図示しない変圧器、Ａ／Ｄコンバーター等を備える充電部と、バッテリーから成る蓄電部とを具備するものである。

前記駆動装置３２は、下部走行体２を構成する左右下部走行体２ａ，２ｂを夫々駆動する左右駆動装置３２ａ，３２ｂで構成されている。
左右駆動装置３２ａ，３２ｂは、左右下部走行体２ａ，２ｂを夫々直接駆動できることにより、左右下部走行体２ａ，２ｂの夫々の駆動力を高めることができると共に、左右下部走行体２ａ，２ｂの回転数を夫々個別に且つ容易に変更できるので、コンクリート吹付け機１の走行時の方向転換が容易に行なえる。

図２に於いて、３３は、ケーブルリール９に、適宜、巻き取り巻き戻しされると共に、外部電源（図示せず）に接続される２００Ｖの電源ケーブルである。
電源ケーブル３３は、図３に示す如く、充電・蓄電装置３１に接続されて、充電・蓄電装置３１を蓄電すると共に、エアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、及び、急結剤添加装置８に接続されてそれらの装置を稼動させる。尚、図３に示すように、充電・蓄電装置３１は駆動装置３２に接続されて駆動装置３２を作動させると共に、駆動装置３２は機械的に動力を伝達して下部走行体２を駆動させる。
そして、本発明のコンクリート吹付け機１に於いては、電源ケーブル３３が、エアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、及び、急結剤添加装置８に接続された時、同時に充電・蓄電装置３１にも接続され、充電・蓄電装置３１の蓄電を行うように構成されている。尚、前述の充電・蓄電装置３１への同時接続は、例えば、電気回路上、又は、図示しない制御回路上の構成によって自動的に行なわれる。或いは、充電・蓄電装置３１への蓄電は、前記電源ケーブル３３がコンクリート吹付け機１に接続されている時、即ち、電源ケーブル３３が外されていない時、行われるように構成しても良い。

次に、トンネル坑内で作業を行なう場合に於ける、前記コンクリート吹付け機１の操作方法の一例について順を追って説明する。
（１）コンクリート吹付け機１の待機場所での待機中に、電源ケーブル３３を介して充電・蓄電装置３１に充分蓄電する。
（２）コンクリート吹付け機１をトンネル坑内の作業位置に移動させる場合は、充電・蓄電装置３１への電源ケーブル３３からの電力供給を停止させ、電源ケーブル３３を外し、充電・蓄電装置３１に蓄電された電力を左右駆動装置３２ａ，３２ｂに供給し、左右駆動装置３２ａ，３２ｂの作動により左右下部走行体２ａ，２ｂを駆動してコンクリート吹付け機１を走行させ、トンネル坑内の作業位置に移動させる。

（３）作業位置に到着したら、エアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、及び、急結剤添加装置８に電源ケーブル３３を接続して電力を供給し、それらの装置を稼動させ、コンクリート吹付け作業を行なわせる。
一方、エアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、及び、急結剤添加装置８が電源ケーブル３３に接続される時、同時に充電・蓄電装置３１にも電源ケーブル３３を接続し、充電・蓄電装置３１に電力を供給して蓄電を行う。
（４）コンクリート吹付け作業が完了したら、エアーコンプレッサー６、コンクリートポンプ７、及び、急結剤添加装置８を停止させ、電源ケーブル３３への電力供給を停止させ、更に、充電・蓄電装置３１への電力供給を停止させ、電源ケーブル３３を外し、充電・蓄電装置３１に蓄電された電力を左右駆動装置３２ａ，３２ｂに供給し、左右駆動装置３２ａ，３２ｂの作動により左右下部走行体２ａ，２ｂを駆動することによりコンクリート吹付け機１を走行させ、トンネル坑外の待機場所に移動させる。

図４に於いて、４１は、本発明の第２実施例の、トンネルや地下構造物等にダイナマイトを埋め込む孔、或いは、ロックボルトを挿入する孔等を直径３〜４ｃｍ程度の大きさで削孔するための油圧削孔機であり、油圧削孔機４１は、車体本体４２下部の前後左右に４つの車輪４３，４３…が配設され、車体本体４２下部の四隅部の車輪４３，４３…外方に４つのアウトリガー４４，４４…が配設され、車体本体４２の前部にブーム・アーム４５が俯仰自在に枢着され、ブーム・アーム４５の先端部に削孔を行う削孔装置４６と、作業員が搭乗するバスケット４７とが配設され、車体本体４２後部にケーブルリール４８が搭載されている。

そして、更に、前記車体本体４２は、充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置６１と、充電・蓄電装置６１からの給電により、車輪４３，４３…を駆動させる、減速機付きモータから成る駆動装置６２とを搭載する。
従って、本発明の油圧削孔機４１の車輪４３，４３…による走行は、全て充電・蓄電装置６１からの給電により作動する、減速機付きモータから成る駆動装置６２の駆動によって行われ、車体本体４２には、内燃機関（エンジン）及びその燃料タンクを搭載しない。

前記充電・蓄電装置６１は、図示しない変圧器、Ａ／Ｄコンバーター等を備える充電部と、バッテリーから成る蓄電部とを具備するものである。
前記駆動装置６２は、車輪４３，４３…のうち左右後輪４３ａ，４３ｂを夫々駆動させる、減速機付きモータから成る２つの左右駆動装置６２ａ，６２ｂで構成されている。
これによって、左右駆動装置６２ａ，６２ｂは、左右後輪４３ａ，４３ｂを夫々直接駆動できることにより、左右駆動装置６２ａ，６２ｂの駆動力を高めることができると共に、左右後輪４３ａ，４３ｂの回転数を個別に且つ容易に変更できるので、油圧削孔機４１の走行時の方向転換が容易に行なえる。
尚、前記左右駆動装置６２ａ，６２ｂに代えて、１つの駆動装置６２を搭載しても良く、或いは、４つの車輪４３，４３…を夫々駆動させる４つの駆動装置６２，６２…を搭載しても良い。又、前記左右駆動装置６２ａ，６２ｂは左右後輪４３ａ，４３ｂを夫々駆動する後輪駆動方式であるが、左右前輪４３，４３を駆動する前輪駆動方式にすることも可能である。
更に、前記充電・蓄電装置６１、駆動装置６２は、夫々、前記充電・蓄電装置（図１に於いて３１）、前記駆動装置（図１に於いて３２）と同じものであっても良いが、その大きさや能力は、搭載する機械の大きさや、能力に対応させたものを用いるものとする。

図４に於いて、６３は、ケーブルリール４８に、適宜、巻き取り巻き戻しされると共に、外部電源（図示せず）に接続される２００Ｖの電源ケーブルである。
電源ケーブル６３は、図５に示す如く、充電・蓄電装置６１に接続されて、充電・蓄電装置６１を蓄電すると共に、削孔装置４６に接続されて削孔装置４６を稼動させる。尚、図５に示すように、充電・蓄電装置６１は駆動装置６２に接続されて駆動装置６２を作動させると共に、駆動装置６２は機械的に動力を伝達して車輪４３を駆動させる。
そして、本発明の油圧削孔機４１に於いては、電源ケーブル６３が、削孔装置４６に接続された時、同時に充電・蓄電装置６１にも接続され、充電・蓄電装置６１の蓄電を行うように構成されている。尚、前述の充電・蓄電装置６１への同時接続は、例えば、電気回路上、又は、図示しない制御回路上の構成によって自動的に行なわれる。或いは、充電・蓄電装置６１への蓄電は、前記電源ケーブル６３が油圧削孔機４１に接続されている時、即ち、電源ケーブル６３が油圧削孔機４１から外されていない時、行われるように構成しても良い。
尚、図４に於いて、６４は運転席であり、６５は照明である。

次に、トンネル坑内で作業を行なう場合に於ける、前記油圧削孔機４１の操作方法の一例について順を追って説明する。
（１）油圧削孔機４１の待機場所での待機中に、電源ケーブル６３を介して充電・蓄電装置６１に充分蓄電する。
（２）油圧削孔機４１をトンネル坑内の作業位置に移動させる場合は、充電・蓄電装置６１への電源ケーブル６３からの電力供給を停止させ、電源ケーブル６３を外し、充電・蓄電装置６１に蓄電された電力を左右駆動装置６２ａ，６２ｂに供給し、左右駆動装置６２ａ，６２ｂの作動により左右後輪４３ａ，４３ｂを駆動して油圧削孔機４１を走行させ、トンネル坑内の作業位置に移動させる。

（３）作業位置に到着したら、削孔装置４６に電源ケーブル６３を接続して電力を供給し、削孔装置４６を稼動させ、例えば、ダイナマイトを埋め込む孔、或いは、ロックボルトを挿入する孔等を直径３〜４ｃｍ程度の大きさで削孔させる。
一方、削孔装置４６が電源ケーブル６３に接続される時、同時に充電・蓄電装置６１にも電源ケーブル６３を接続し、充電・蓄電装置６１に電力を供給して蓄電を行う。
（４）削孔作業が終了したら、削孔装置４６を停止させ、電源ケーブル６３への電力供給を停止させ、更に、充電・蓄電装置６１への電力供給を停止させ、電源ケーブル６３を外し、充電・蓄電装置６１に蓄電された電力を左右駆動装置６２ａ，６２ｂに供給し、左右駆動装置６２ａ，６２ｂの作動により左右後輪４３ａ，４３ｂを駆動することにより油圧削孔機４１を走行させ、トンネル坑外の待機場所に移動させる。

尚、前述した本発明のコンクリート吹付け機及び油圧削孔機は、コンクリート吹付け機又は油圧削孔機の車体本体に充電・蓄電装置と駆動装置とを搭載し、充電・蓄電装置から給電される駆動装置の駆動によって走行するように構成されたものであるが、同様に、トンネルや地下構造物等内で作業を行なう他の作業機械に於いても、その車体本体に充電・蓄電装置と駆動装置とを搭載し、充電・蓄電装置から給電される駆動装置の駆動によって走行するように構成しても良い。その場合に於いても、トンネル坑内や地下構造物等内に於いて、作業機械による火災の発生の虞がなく、又、排気ガスを発生させず、作業員に良好な空気環境を提供することが可能であるという本発明と同様の効果が期待できる。

１ コンクリート吹付け機
２ 下部走行体
２ａ 左下部走行体
２ｂ 右下部走行体
３，４２ 車体本体
４，４５ ブーム・アーム
５ 吹付けノズル
６ エアーコンプレッサー
７ コンクリートポンプ
８ 急結剤添加装置
９，４８ ケーブルリール
３１，６１ 充電・蓄電装置
３２，６２ 駆動装置
３２ａ，６２ａ 左駆動装置
３２ｂ，６２ｂ 右駆動装置
３３，６３ 電源ケーブル
４１ 油圧削孔機
４３ 車輪
４３ａ 左後輪
４３ｂ 右後輪
４６ 削孔装置

Claims (8)

1. 下部走行体上に車体本体が搭載され、前記車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、前記ブーム・アームの先端部に吹付けノズルが着脱自在に配設され、前記車体本体にエアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、急結剤添加装置、及び、ケーブルリールが搭載されたコンクリート吹付け作業を行なうコンクリート吹付け機であって、
   前記車体本体は、
   充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置と、
   前記充電・蓄電装置からの給電により作動して前記下部走行体を駆動させる、モータから成る駆動装置とを搭載し、
   前記下部走行体は、前記充電・蓄電装置から給電される前記駆動装置の駆動によって走行するように構成されたことを特徴とするコンクリート吹付け機。
2. 前記駆動装置は、前記下部走行体を構成する左右下部走行体を夫々駆動する左右駆動装置から成ることを特徴とする請求項１記載のコンクリート吹付け機。
3. 前記駆動装置は、減速機付きモータであることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート吹付け機。
4. 前記充電・蓄電装置は、前記エアーコンプレッサー、コンクリートポンプ、及び、急結剤添加装置が電源ケーブルに接続される時、同時に前記電源ケーブルに接続され蓄電されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載のコンクリート吹付け機。
5. 車体本体下部に車輪が配設され、車体本体の前部にブーム・アームが俯仰自在に枢着され、前記ブーム・アームの先端部に削孔装置が配設され、前記車体本体にケーブルリールが搭載された削孔を行うための油圧削孔機であって、
   前記車体本体は、
   充電及び蓄電を行う充電・蓄電装置と、
   前記充電・蓄電装置からの給電により作動して前記車輪を駆動させる、モータから成る駆動装置とを搭載し、
   前記車輪は、前記充電・蓄電装置から給電される前記駆動装置の駆動によって走行するように構成されたことを特徴とする油圧削孔機。
6. 前記駆動装置は、左右後輪を夫々駆動する左右駆動装置から成ることを特徴とする請求項５記載の油圧削孔機。
7. 前記駆動装置は、減速機付きモータであることを特徴とする請求項５又は６記載の油圧削孔機。
8. 前記充電・蓄電装置は、前記削孔装置が電源ケーブルに接続される時、同時に前記電源ケーブルに接続され蓄電されるように構成されていることを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一に記載の油圧削孔機。

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