JP3573821B2 - コンクリート吹付機の表示装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、NATM工法を用いたトンネル掘削工事等で使用されるコンクリート吹付機の表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
NATM工法では、トンネルの支保に吹付コンクリートとロックボルトが使用される。吹付コンクリートを施工する際には、コンクリートの吐出量と急結剤添加率は、トンネルの天盤、肩、側壁部等の吹付方向、湧水の有無、岩盤の強度等の吹付面の状態や、1次吹付け、2次吹付け、仕上吹付け等の吹付工程によって、それぞれ適切に選択しなければならない。
【0003】
ところが、従来のコンクリート吹付機やコンクリート吹付機にコンクリートを供給するコンクリートポンプ車には、コンクリート吐出量を表示する手段がなく、コンクリートポンプを駆動している油圧ポンプの制御圧やエンジンの回転数などが表示されるだけであったため、オペレータは、対応グラフ等を用いて油圧ポンプの制御圧やエンジンの回転数などからコンクリート吐出量を読み取っていた。また、急結剤添加率についても表示する手段がなく、急結剤添加装置を駆動する軸の回転数が表示されるだけでであったため、オペレータは、対応グラフ等を用いて急結剤吐出量を読み取り、更にコンクリート吐出量と急結剤吐出量とから急結剤添加率を計算しなければならなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、コンクリート吹付機におけるかかる問題を解決するものであって、オペレータが、面倒な対応グラフによるコンクリート吐出量や急結剤吐出量の読み取り、急結剤添加率の計算などを行う必要がなく、オペレータが目視するだけで容易にコンクリート吐出量や急結剤添加率を認識でき、適切にコンクリート吹付作業を行えるようにするコンクリート吹付機の表示装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリート吹付機の表示装置では、上記課題を解決するため、ピストン式のコンクリートポンプとスクリューフィーダ式の急結剤供給装置とを備えたコンクリート吹付機において、コンクリートポンプのピストンがストロークエンドに到達したことを検出するストロークエンド検出センサーと、急結剤供給装置のスクリュー回転数を検出するスクリュー回転数検出センサーと、ストロークエンド検出センサーとスクリュー回転数検出センサーの検出データに基づいてコンクリート吐出量と急結剤添加率とを算出する演算処理部と、演算処理部の算出したコンクリート吐出量と急結剤添加率とを表示する表示部とを備えている。
【0006】
また、演算処理部へ急結剤吐出量の補正値を入力する補正値入力器を設けることで、急結剤の性状の変化による急結剤添加率の演算の補正ができる。
【0007】
【作用】
コンクリート吹付作業を行う場合、ストロークエンド検出センサーが、コンクリートポンプのピストンのストロークエンド到達を検出し、スクリュー回転数検出センサーが急結剤供給装置の回転数を検出して、それぞれその検出データを演算処理部へ送る。
【0008】
ピストン式のコンクリートポンプでは、ピストンの1ストローク当たりのコンクリートの吐出量が一定であるので、ストロークエンド検出センサーの検出データから得られる単位時間当たりのストローク数または、1ストロークに要する時間から、コンクリートの吐出量が算出できる。
スクリューフィーダ式の急結剤供給装置では、急結剤の吐出量がスクリュー回転数に比例するので、スクリュー回転数検出センサーで検出される回転数から急結剤の吐出量が算出できる。
【0009】
急結剤添加率は、コンクリートの吐出量と、コンクリート中の単位セメント量と、急結剤の吐出量とから算出できる。
演算処理部では、ストロークエンド検出センサーとスクリュー回転数検出センサーの検出データに基づいて前記の演算処理を行い、算出されたコンクリートの吐出量と急結剤添加率のデータを表示部へ送り表示させる。
【0010】
急結剤の性状が変化するような場合には、補正値入力器を設けて、演算処理部へ急結剤吐出量の補正値を入力し、演算処理部ではこの補正値を用いて急結剤添加率の演算の補正を行う。
オペレータは、表示部を目視するだけで直ちにコンクリート吐出量や急結剤添加率を認識できるので、この視認したデータに基づいてコンクリート吹付作業が適切に行なわれる。このとき面倒な対応グラフによるコンクリート吐出量や急結剤吐出量の読み取り、急結剤添加率の計算などを行う必要はなく、オペレータの負担は大幅に軽減される。また、コンクリートや急結剤の浪費が防止でき、適切な強度を備え凹凸が少なく仕上がりのきれいな吹付が可能となる。
【0011】
【実施例】
図1は本発明の一実施例である表示装置を備えたコンクリート吹付機の側面図、図2はコンクリートポンプの斜視図、図3は急結剤供給装置の側面図、図4は表示部の正面図、図5は表示装置の構成図である。
コンクリート吹付機1は、車輪を備えた走行台車5の前部に、旋回起伏可能なブーム3が設けられており、ブーム3の先端部には、吹付ノズル4を備えたマニピュレータ6が支持されている。走行台車5の後部には、コンクリートポンプ7と制御盤2が設置され、走行台車5の中央部には、急結剤供給装置8が設置されている。
【0012】
コンクリートポンプ7は、2本の油圧シリンダー71L、71Rで駆動される2本のコンクリートシリンダー72L、72Rと、コンクリートを貯留するコンクリートホッパー73と、コンクリートシリンダー72L、72Rを吸込側と吐出側とに交互に切替えるスイングバルブ74と、スイングバルブ74を駆動するスイングバルブ切替シリンダー75とを備えた公知の定容量形のピストン式ポンプであり、吐出口76から吐出されたコンクリートは、コンクリート供給管78を経て吹付ノズル4へ供給される。このコンクリートポンプ7には、コンクリートポンプ7のピストンがストロークエンドに到達したことを検出するストロークエンド検出センサー77L、77Rが取付けられている。
【0013】
急結剤供給装置8は、急結剤を貯留する急結剤ホッパー81と、急結剤ホッパー81の底部に設けたスクリュー82と、スクリュー82の回転軸83を駆動する油圧モータ84とを備えたスクリューフィーダ式の供給装置であり、急結剤吐出口85から吐出された急結剤は、コンクリート供給管78の途中でコンクリート中に供給される。この急結剤供給装置8には、スクリュー82の回転数を検出するスクリュー回転数検出センサー87が取付けられている。
【0014】
制御盤2の後面には、表示部9が設けられており、制御盤2内には、演算処理部であるコンピュータ10が設置されている。また、制御盤2の後面の表示部9に下方には、補正値入力器21が設けられている。
表示部9は、コンクリート吐出量表示器91、スクリュー回転数表示器92、急結剤添加率表示器93を備えており、これらの各表示器91、92、93は、コンクリート吐出量、スクリュー回転数、急結剤添加率の値を、オペレータが容易に読み取れるようデジタル表示する。
【0015】
コンピュータ10は、走行台車5に搭載可能で、制御、演算、記憶、及び入出力の機能を備えている公知のマイクロコンピュータである。
コンクリート吹付作業を行う場合、ストロークエンド検出センサー77L、77Rが、コンクリートポンプ7のピストンのストロークエンド到達を検出し、スクリュー回転数検出センサー87が急結剤供給装置8のスクリュー82の回転軸83の回転数を検出して、それぞれその検出データをコンピュータ10へ送る。
【0016】
ピストン式のコンクリートポンプ7では、ピストンの1ストローク当たりのコンクリートの吐出量が一定であるので、ストロークエンド検出センサー77L、77Rの検出データから得られる単位時間当たりのストローク数または、1ストロークに要する時間から、コンクリートの吐出量が算出できる。
この実施例では、
1ストロークのコンクリートシリンダーの容積:V(l)
吐出効率:μ(%)
1ストロークに要する時間:T(S)
として、
コンクリート吐出量Q(m/h)を次式により算出する。
Q=(μV/T)×(3600/1000) ・・・・・・(1)
吐出効率μは、コンクリートの含む空気量やコンクリートの流動性等により変わるが、通常の作業では95%程度である。
【0017】
スクリューフィーダ式の急結剤供給装置8では、急結剤の吐出量がスクリュー82の回転数に比例するので、スクリュー回転数検出センサー87で検出される回転数から急結剤の吐出量が算出できる。
この実施例では、
1回転当たりの吐出量:q(l)
スクリュー回転数:n(rpm)
嵩比重:γ(kg/l)
として、
急結剤吐出量Q(kg/h)を次式により算出する。
【0018】
=nqγ×60 ・・・・・・(2)
急結剤添加率は、コンクリートの吐出量と、コンクリート中の単位セメント量と、急結剤の吐出量とから算出できる。
コンクリート吐出量:Q(m/h)
急結剤吐出量:Q(kg/h)
コンクリート中の単位セメント量:β(kg/m
から、
急結剤添加率α(%)を次式により算出する。
【0019】
α=(Q/(Q×β))×100 ・・・・・・(3)
急結剤の吐出量Qは、圧力や湿度や嵩比重γ等が変化することにより(2)式で得られる値と異なる場合があるので、定期的にキャリブレーションテストを行なう。キャリブレーションテストは、例えば、スクリューの回転数を変えて(3パターン程度)単位時間当りの急結剤吐出量を測定する。
得られたデータにより、回転数と吐出量との関係を直線で近似し、次式
=an−b ・・・・・・(4)
を求め、この係数a,bを、補正値入力器21から、コンピュータ10へ入力し、コンピュータ10ではこの補正値を用いて急結剤吐出量を求め急結剤添加率αの演算の補正を行う。
【0020】
コンピュータ10では、ストロークエンド検出センサー77L、77Rとスクリュー回転数検出センサー87の検出データ、補正値入力器21からの補正値に基づいて前記の演算処理を行うと、算出されたコンクリート吐出量Q(m/h)と急結剤添加率α(%)のデータを表示部へ送り表示させる。この実施例では、同時にスクリュー回転数も表示するようになっている。
【0021】
オペレータは、表示部9を目視するだけで直ちにコンクリート吐出量Qや急結剤添加率αを認識できるので、この視認したデータに基づいてコンクリート吹付作業が適切に行なわれる。このとき面倒な対応グラフによるコンクリート吐出量や急結剤吐出量の読み取り、急結剤添加率の計算などを行う必要はなく、オペレータの負担は大幅に軽減される。また、コンクリートや急結剤の浪費が防止でき、適切な強度を備え凹凸が少なく仕上がりのきれいな吹付が可能となる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート吹付機の表示装置によれば、オペレータが、面倒な対応グラフによるコンクリート吐出量や急結剤吐出量の読み取り、急結剤添加率の計算などを行う必要がなく、オペレータが目視するだけで容易にコンクリート吐出量や急結剤添加率を認識でき、オペレータの負担は大幅に軽減される。また、コンクリートや急結剤の浪費が防止でき、適切な強度を備え凹凸が少なく仕上がりのきれいな吹付が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の表示装置を備えたコンクリート吹付機の側面図である。
【図2】コンクリートポンプの斜視図である。
【図3】急結剤供給装置の側面図である。
【図4】表示装置の正面図である。
【図5】表示装置の構成図である。
【符号の説明】
1 コンクリート吹付機
2 制御盤
3 ブーム
4 吹付ノズル
5 走行台車
6 マニピュレータ
7 コンクリートポンプ
8 急結剤供給装置
9 表示部
10 コンピュータ
21 補正値入力器
72L、72R コンクリートシリンダー
77L、77R ストロークエンド検出センサー
82 スクリュー
83 回転軸
87 スクリュー回転数検出センサー
91 コンクリート吐出量表示器
93 急結剤添加率表示器

Claims (2)

  1. ピストン式のコンクリートポンプとスクリューフィーダ式の急結剤供給装置とを備えたコンクリート吹付機において、コンクリートポンプのピストンがストロークエンドに到達したことを検出するストロークエンド検出センサーと、急結剤供給装置のスクリュー回転数を検出するスクリュー回転数検出センサーと、前記ストロークエンド検出センサーとスクリュー回転数検出センサーの検出データに基づいてコンクリート吐出量と急結剤添加率とを算出する演算処理部と、演算処理部の算出したコンクリート吐出量と急結剤添加率とを表示する表示部とを備えてなるコンクリート吹付機の表示装置。
  2. 演算処理部へ急結剤吐出量の補正値を入力する補正値入力器を設けたことを特徴とする請求項1記載のコンクリート吹付機の表示装置。
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