JP3602374B2 - コンクリート類投射式吹付機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルの内壁、建造物の壁面や床面又は地盤の法面等にコンクリート類を急結剤と混合したうえ投射して吹き付ける場合に用いられるコンクリート類投射式吹付機の改良に関する。なお、明細書中で「コンクリート類」とはコンクリート，モルタル等のセメントの水和混合物を意味するものとして使用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のコンクリート類投射式吹付機としては、図７に概要を示したものを挙げることができる。また、本出願人らによって特許出願され特開平５−１２５８３５号並びに特開平７−１８０４９６号として既に公開されたものも図７の投射式吹付機と同等のものとして挙げることができる。
【０００３】
図７に示した投射式吹付機は、所定間隔を隔てて同一軸線の回りを回動できるように材料供給装置９１の材料供給用外筒９２で支持された一対の回転板９５，９５と両回転板９５，９５に巻き掛けされた無端ベルト９６とで材料収容部９７を構成し、材料供給装置９１で予め混合されて材料収容部９７に供給されるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、循環駆動される無端ベルト９６が一対の回転板９５，９５から分離する開放位置で該無端ベルト９６の外向きに進行する部分（図示しない）に沿って放出するようにしてある。
【０００４】
そして、前記の材料供給装置９１は、先端部を材料収容部９７内に開口させ後端部にコンクリート類供給管９８及び急結剤供給管９９を連通させた材料供給用外筒９２と、その外筒９２内に回転自在に装着されたスクリュウコンベヤ９３と、そのスクリュウコンベヤ９３を回転駆動するコンベヤ駆動装置９４とから成る。図７で符号１００は無端ベルト９６を回転板９５と共に巻き掛けした複数のプーリの１つを示し、１０１はそのプーリ１００を駆動させるためのモータ等のプーリ駆動装置である。
【０００５】
このような従来のコンクリート類投射式吹付機によれば、急結剤とコンクリート類はスクリュウコンベヤ９３内を回転搬送中に混合されるもので、その後、コンクリート類は材料収容部９７内に送られる。こうして混合が完了したコンクリート類は材料収容部９７内で加速羽根で回転され高速で駆動する無端ベルト９６の外向け走行部分に遠心力で付着帯同させることにより投射して吹き付けるものである。このベルト式吹付方法は、粉末の飛散が減少し、作業現場の環境が改善されるという効果が達成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のベルト式吹付方法は、急結剤とコンクリート類をスクリュウコンベヤ内を回転搬送中に混合させるものであるため、吹付け作業を中断し又は終了したとき、スクリュウコンベヤに残留するコンクリート類が急速に固化する。このため、従来方式では吹付機の運転を停止する度に、急速剤の出口近辺以降のスクリュウコンベヤ内を分解し、清掃（洗浄）しておく必要があった。もしこれをしなければ、コンクリート類が数分で固化して吹付機は再使用不能となる。このため分解洗浄に多大な時間と労力を有していた。また、これは緊張する仕事であった。
【０００７】
そこで、この発明のコンクリート類投射式吹付機は、吹付け作業の中断時や終了時において吹付機内に残留するコンクリート類と急結剤の混合物の清掃をほとんど行わなくても済むようにすることを目的として提案されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明のコンクリート類投射式吹付機は、次のように構成する。
請求項１発明は、所定の間隔を隔て同一軸線の回りを回動できるように支持された一対の回転板と、両回転板に巻き掛けされた無端ベルトとで材料収容部を構成し、材料収容部に供給されるコンクリート類及び急結剤は、循環駆動される無端ベルトが前記回転板から分離する開放位置で当該無端ベルトの外向きに進行する部分で放出するようにしたコンクリート類投射式吹付機において、前記回転板の中心部に設けた開口を介して、この開口に連通するコンクリート類供給管及び急結剤供給管からコンクリート類及び急結剤を材料収容部内に個別に供給する構成としたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記開口は両回転板のほぼ中心軸線上にそれぞれ位置させて設け、コンクリート類供給管の先端開口と急結剤供給管の先端開口とを対向配置させたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記両回転板間には、コンクリート類と急結剤を間欠的に加速でき、かつ両材料を混合する機能を有する加速羽根を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記両回転板の間を加速羽根と連結部材又はそのいずれかで連結し、両回転板のいずれか一方を、前記コンクリート類と急結剤のいずれかの材料供給管を固定中空軸とし、その軸支部に僅少の間隙が形成されてなる非接触型のスイベル部で片持ち支持させ、前記固定中空軸となる前記材料供給管の先端開口部に少し進入しており、回転板と一体回転することで前記コンクリート類または急結剤を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第１と第２の回転羽根を固定中空軸と同心的に配置したことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記片持ち支持する回転板の固定中空軸が急結剤供給管であり、この急結剤供給管と対向して位置するコンクリート類供給管の先端開口部に少し進入しており、回転版と一体回転することで前記供給管から押し出されるコンクリート類を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第２の回転羽根をコンクリート類供給管と同心的に配置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４の発明において、片持ち支持する回転板の固定中空軸を急結剤供給管とし、この急結剤供給管側の回転板の材料収容部側の内側面には、前記急結剤供給管の先端開口と連通し、前記第１の回転羽根で軸直角方向に動きを変えられた急結剤を軸芯から一定距離に位置する放出口に放出する通路を放射状に設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明について説明する。
図１〜図６において、符号１，１ａは所定の間隔を隔て同一軸線の回りを回動できるようにした一対の円形の回転板で、両回転板１，１ａは同一中心軸線上で例えば対をなす支持フレーム３，３ａの内一方の支持フレーム（図１で左方の支持フレーム）３に支持されている。
【００１０】
図示例の両回転板１，１ａは、更に具体的には、複数の加速羽根２及び／又は図示しない連結部材で結合してあって、一方の回転板１（図１で左方の回転板）から軸線方向外方に向け突設した中空軸４及び軸受５からなるスイベル部３５を介して他方の支持フレーム３の受筒部３ｂに対し片持ち的に支承させてある。
【００１１】
回転板１，１ａを片持ち構造としたのは、後述のコンクリート類供給管１６の先端開口１６ａ及び急結剤供給管１７の先端開口１７ａを回転板１のほぼ回転中心軸線上に同心的に位置させる場合や、回転板１に後述の第１と第２の回転羽根２０，２１を設ける場合、あるいは、急結剤供給管１７の先端開口１７ａに連通させて後述の分散通路２３を設ける場合等において、設計上有利になるためである。
【００１２】
なお、両回転板１，１ａは両持ち構造としてもよいし、強度的には必ずしも好ましくはないが両回転板１，１ａは互いに結合させなくてもよい。
【００１３】
前記一対の回転板１，１ａにはゴム状弾性材等で成る無端ベルト６が巻き掛けされ、更にその無端ベルト６は回転板１，１ａの周囲に配置された複数（図では４個）のプーリ７にも巻き掛けされ、正面側又は背面側から見て例えば凹字状のループに形成されて循環できるようにしてある。
【００１４】
図１で符号３２は無端ベルト６における全てのプーリ７との当接面に全周に亘って一体に設けた突条で、その突条３２は各プーリ７の外周に設けた環状溝３３に嵌め込まれて無端ベルト６のずれ止め手段３４を構成する。
【００１５】
また、複数のプーリ７の回転中心軸線はいずれも回転板１，１ａの回転中心軸線と平行をなすようにしてあり、４個のプーリ７の内、３個のプーリ７には各別に回転軸８が固定的に備えてあり、各回転軸８が軸受９を介して支持フレーム３，３ａに回転自在に支承され、他の１個のプーリ７は支持フレーム３，３ａに取り付けられた非回転軸１２に軸受１１を介して回転自在に支承されている。前記回転軸８の少なくも１個は一方の支持フレーム３に設けられたモータ等の駆動装置１０の出力軸に結合され、該回転軸８と一体のプーリ７をドライブプーリとして作用させ無端ベルト６を循環駆動させる。前記の非回転軸１２と支持フレーム３，３ａのフランジ部分１３，１３との間にはボルトとナットの組等で構成された周知のテークアップ手段１４，１４を設け、該非回転軸１２のプーリ７において無端ベルト６から緩みを取りその無端ベルト６に適切な張力を付与する。
【００１６】
そしてまた、一対の回転板１，１ａとそれらに巻き掛けされた無端ベルト６の一部分とで材料収容部１５が構成され、その材料収容部１５に供給されるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、そこで攪拌混合された後、循環駆動される無端ベルト６が一対の回転板１，１ａから接線方向に分離開放位置で該無端ベルト６の外向きに進行する部分６ａ（外向き走行部分）に沿って放出投射できるようにしてある。図２及び図４で符号３０は無端ベルト６の開放位置で一対の支持フレーム３，３ａ間に掛け渡された例えば横断面が三角状をなす案内部材で、材料収容部１５から放出されるコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２の混合物の投射方向を適切に規制する。
【００１７】
次に、本発明の主要部について説明する。
この発明においては、図示したように、コンクリート類供給管１６を図示右側の回転板１の中心部（回転中心軸線の近傍）で貫通させると共に、急結剤供給管１７を図示左側の回転板１の中心部（回転中心の近傍）で貫通させ、両供給管１６，１７の先端は一対の回転板１，１ａ及び無端ベルト６が形成する材料収容部１５内で各別に開口１６ａ，１７ａさせるものとする。なお、図示しないが、両供給管１６，１７を共に一方の回転板１の中心部で貫通させるように構成してもよい。
【００１８】
図示例において、コンクリート類供給管１６は、一方の支持フレーム３ａの受筒部３ｃに対しては相対的な回動ができるように嵌挿して支承させてあるが、その先端部は通常１２００ｒｐｍ程度で高速回転させる一方の回転板１ａに対しては間隙３６を介して非接触状態で貫通させてある。また、接続管１９の先端に連結された急結剤供給管１７は、その基部に設けたフランジ１７ｂによって他方の支持フレーム３の受筒部３ｂにフランジ３ｄを介してボルト３８で固設してあり、その先端側は他方の回転板１の中空軸４内に間隙３７を介して非接触状態で貫通させてある。
【００１９】
図１で符号１８はコンクリート類供給管１６の基端に連通させたホース等の接続管、１９は急結剤供給管１７の基端に連通させたホース等の前記接続管である。
【００２０】
一対の回転板１，１ａ間には、材料収容部１５内に各別に供給されるコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２とを攪拌混合する機能及び／又は攪拌混合後のコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２を材料収容部１５から外方へ向け押し出す遠心力付与機能を有する複数の加速羽根２を備えるとよい。
【００２１】
図示の複数の加速羽根２はいずれも両端が溶接等で両回転板１，１ａに対しそれぞれ固設してあって、図４に明示するように、回転板１に対し放射状に配置してある。また、それら加速羽根２は、回転板１の回転中心から半径方向に異なる距離毎に複数の組（図では内から外へ順に２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄの４組）をなすようにして配列してあり、各組２ａ，２ｂ，２ｃ又は２ｄの複数の加速羽根２は円周方向について等間隔で配列してある。
【００２２】
更に、半径方向に隣り合う組の加速羽根２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ又は２ｃと２ｄは、両回転板１，１ａに対する取付位置に関し、回転板１の回転中心軸線を基準として角度的にずらして相互に間隙を隔てるようにしてあるので、内方から外方に向かって並ぶ一連なりの羽根板（２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄ）又は（２ｃ及び２ｄ）は段差をもって行列することになる。
【００２３】
上述したように両回転板１，１ａを結合させる場合、両端を両回転板１，１ａにそれぞれ固設させた加速羽根２は、上述の両回転板１，１ａを結合する連結部材（図示しない）を兼用させることができるので、専用の連結部材は省略できる。
【００２４】
両回転板１，１ａの間隔が比較的狭い場合は、両回転板１，１ａは互いに結合しなくてもよく、その際は加速羽根２はその一端のみで片側の回転板１の内面に固設し、片持的に支持させることもできる。
【００２５】
図４における全ての加速羽根２は、材料収容部１５内に各別に供給されたコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２を主として攪拌混合する役割を果たす他、材料収容部１５内のそれら材料Ｍ１，Ｍ２を無端ベルト６の内面に向け移動させる材料自体の送給圧力、遠心力及び重力に対しそれらを補助する副次的な機能も果たす。また、外周部の加速羽根２ｄは、前記の機能（役割）に加えて、無端ベルト６に帯同する混合後の材料Ｍ１，Ｍ２を、回転板１，１ａから接線方向に分離する無端ベルト６の外向き走行部分６ａに沿って押し出す役割を果たす。
【００２６】
次に、図１及び図３〜図６を参照して一方の回転板１に設けた回転羽根２０，２１及び急結剤供給管１７の先端開口１７ａに臨んで設けた分散通路２４について述べる。
【００２７】
それぞれ４枚の羽根板を十字状に組んでなる第１の回転羽根２０及び第２の回転羽根２１は、取付板部２２を前後から挾んで一体に形成してあり、一対の回転板１，１ａのほぼ中心軸線上に同心配置させた急結剤供給管１７の先端開口１７ａ及び、コンクリート類供給管１６の先端開口１６ａにそれぞれ対向させ、かつ各開口に少し進入するようにして、一方の回転板１の材料収容部１５側の内側面に前記取付板部２２を介してボルト３１等で取り付けてある。
【００２８】
従って、第１及び第２の回転羽根２０，２１はそれぞれが取り付けられた一方の回転板１と共に回転し、第１の回転羽根２０は急結剤供給管１７の開口１７ａから材料収容部１５の中心部に供給される急結剤Ｍ２に急速に遠心力を与え、かつ放射方向に拡散しやすくでき、また、間隙３７に急結剤Ｍ２が侵入し難くできる。
【００２９】
第２回転羽根２１は前記と同様にコンクリート類供給管１６の開口１６ａから材料収容部１５の中心部に供給されるコンクリート類Ｍ１に急速に遠心力を与え、かつ放射方向に拡散しやすくでき、また、間隙３６にコンクリート類Ｍ１が侵入し難くできる。このように、第１及び第２の回転羽根２０，２１を設けたことにより、材料収容部１５内におけるそれぞれの材料Ｍ１，Ｍ２の拡散性能を更に高めるところとなる。但し、第１及び第２回転羽根２０，２１は一方のみを設けてもよい。
【００３０】
また、一方の回転板１の材料収容部１５側の内側面には、粉体である急結剤の供給圧力が低くても支障なく供給されるように、複数（図では４本）の分散通路２３が放射状に設けてある。この分散通路２３の基端は回転板１のほぼ中心軸線上に位置させた急結剤供給管１７の先端開口１７ａに連通し、分散通路２３の先端は、前記第２回転羽根２１で動きを変えられた急結剤Ｍ２を軸芯から一定距離の位置、つまり、コンクリート類Ｍ１が回転運動により負圧状態となる位置に放出するする放出口２３ａに連通している。図示例の分散通路２３は、一方の回転板１の肉厚とされた中央部の内面に複数の溝を切削し、それらの溝を上記の回転羽根２０，２１の取付板部２２で封じて形成してある。
【００３１】
前記分散通路２３と放出口２３ａにより次の作用が奏される。つまり、材料収容部１５内は大部分がコンクリート類Ｍ１であり、これは強いポンプで圧送されるが、これと弱い圧力で供給される急結剤Ｍ２が出会うと、コンクリート類Ｍ１の圧力が勝ち急結剤Ｍ２は安定的に供給されなくなる。しかるに、軸芯から一定距離の位置にある分散通路２３先端の放出口２３ａの周辺では、コンクリート類Ｍ１が回転運動により負圧状態となっているので、前記分散通路２３を通り、放出口２３ａから十分遠心力が付与されて放出される急結剤Ｍ２の周辺では、急結剤Ｍ２はコンクリート類Ｍ１以上の圧力が確保されて安定的に放出できる。
【００３２】
なお、コンクリート類供給管１６の基端下部には取付用突片２４が設けられ、これには図示しない作業車のブーム（図示しない）が連結され、本発明吹付機の全体が支持される。また、コンクリート類供給管１６の基端には取付板２５が設けられ、それにはモータ等の駆動装置２６が固定されている。
【００３３】
その駆動装置２６は、その出力軸に取り付けられた駆動歯車２７と、一方の支持フレーム３ａの受筒部３ｃの回りに固定的に設けられ、前記駆動歯車２７に噛合する従動歯車２８と共に支持フレーム回動装置２９を構成する。
【００３４】
この支持フレーム回動装置２９は、駆動装置２６の作動により一対の支持フレーム３，３ａを基準となるコンクリート類供給管１６の回りで回動させることができるので、本発明の吹付機における混合材料Ｍ１，Ｍ２の投射部（放出部）である無端ベルト６の外向き走行部分６ａの角度位置を、コンクリート類供給管１６の回りで変え得ることになる。
【００３５】
次に、この発明のコンクリート類投射式吹付機の作用について説明する。
無端ベルト６を循環駆動し一対の回転板１，１ａを回転させたうえ、図示しないポンプ等で所要の圧力を掛けたコンクリート類Ｍ１をコンクリート類供給管１６を通じ材料収容部１５に供給する。また、液状又は粉体状の急結剤Ｍ２は回転板１，１ａの回転により負圧になっている材料収容部１５に吸引されながら急結剤供給管１７を通じ供給される。このように、急結剤Ｍ２は負圧で吸引されながら急結剤供給管１７の先端開口１７ａに向かうが、スイベル部３５における制限された間隙３７からも空気が吸い込まれるので、急結剤Ｍ２はこの間隙３７に逆流することはない。前記空気が吸引されることは材料の吹付機能には何ら支障とならない。また、前記の機構でスイベル部３５が簡素化されている。
【００３６】
前述のように、材料収容部１５の中央部に送り込まれる両材料Ｍ１，Ｍ２は、第１及び第２回転羽根２０，２１、分散通路２３等の回転により遠心力で放出され、回転板１，１ａ並びに無端ベルト６との接触（付着）により回転しつつ、給送圧力、遠心力及び自重等が相俟って無端ベルト６の内面に向かって移動し、その間にコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２とは十分に混合（混練）される。加速羽根２を備えたものにあっては、勿論それら加速羽根２が混合作用に寄与する。
【００３７】
材料収容部１５内で無端ベルト６に押し付けられた部分の混合状態にあるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、無端ベルト６の開放位置では外向き走行部分６ａに粘着性をもって帯同し、その部分６ａから吹付け対象面に向け放出投射される。最外周部に設けた加速羽根２ｄは材料混合機能に加えて、その放出作用にも寄与する。
【００３８】
吹付け作業を中断し又は終了する際は、予めコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２の材料収容部１５に対する供給を断った後、無端ベルト６及び回転板１，１ａを少しの間空回しすれば、材料収容部１５内で混合状態にある両材料Ｍ１，Ｍ２は、そこにはほとんど残留することなく、ほぼ全量が外向き走行部分６ａを通じて外部へ放出される。
【００３９】
なお、本発明の吹付け機において、コンクリート類Ｍ１のみを所要の圧力で材料収容部１５に送給する目的で、コンクリート類供給管１６内にスクリュウコンベヤ（図示しない）を装備することは妨げるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明のコンクリート類投射式吹付機によれば、吹付け作業を中断し又は終了したとき、材料の粒子は吹き飛ばされて材料収容部を含めた機体のいずれの個所にも、混合状態にあるコンクリート類及び急結剤は残留しないので、吹付け作業の中断や終了の都度コンクリート類と急結剤との混合物を機体内から除去する清掃は不要となり、作業能率の向上が図れるばかりか、前記混合物の固化による吹付機の作動不良も解消することができる。さらに、従来の吹付機のようなスクリュウコンベヤがいらなくなり、その駆動装置を含む一式が不要となるので機械製作費のコストダウンと簡素化、軽量化が図れるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のコンクリート類投射式吹付機の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の吹付機の要部を示す横断背面図である。
【図３】図１の吹付機の要部を示す拡大縦断側面図である。
【図４】図１の吹付機の材料収容部を拡大して示す縦断背面図である。
【図５】第１回転羽根及び第２回転羽根の回転板に対する組付け構造を示す拡大背面図である。
【図６】同じくその組付け構造の拡大縦断平面図である。
【図７】従来のコンクリート類投射式吹付機を例示する縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 回転板
２ 加速羽根
２ａ〜２ｄ 加速羽根
３，３ａ 支持フレーム
３ｂ，３ｃ 受筒部
３ｄ フランジ
４ 中空軸
５ 軸受
６ 無端ベルト
６ａ 外向き走行部分
７ プーリ
８ 回転軸
９ 軸受
１０ 駆動装置
１１ 軸受
１２ 非回転軸
１３ フランジ部分
１４ テークアップ手段
１５ 材料収容部
１６ コンクリート類供給管
１６ａ 開口
１７ 急結剤供給管
１７ａ 開口
１８，１９ 接続管
２０ 第１の回転羽根
２１ 第２の回転羽根
２２ 取付板部
２３ 分散通路
２４ 取付用突片
２５ 取付板
２６ 駆動装置
２７ 駆動歯車
２８ 従動歯車
２９ 支持フレーム回動装置
３０ 案内部材
３１ ボルト
３２ 突条
３３ 環状溝
３４ ずれ止め手段
３５ スイベル部
３６ 間隙
３７ 間隙
３８ ボルト
９１ 材料供給装置
９２ 外筒
９３ スクリュウコンベヤ
９４ コンベヤ駆動装置
９５ 回転板
９７ 材料収容部
９８ コンクリート類供給管
９９ 急結剤供給管
１００ プーリ
１０１ プーリ駆動装置
Ｍ１ コンクリート類
Ｍ２ 急結剤
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルの内壁、建造物の壁面や床面又は地盤の法面等にコンクリート類を急結剤と混合したうえ投射して吹き付ける場合に用いられるコンクリート類投射式吹付機の改良に関する。なお、明細書中で「コンクリート類」とはコンクリート，モルタル等のセメントの水和混合物を意味するものとして使用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のコンクリート類投射式吹付機としては、図７に概要を示したものを挙げることができる。また、本出願人らによって特許出願され特開平５−１２５８３５号並びに特開平７−１８０４９６号として既に公開されたものも図７の投射式吹付機と同等のものとして挙げることができる。
【０００３】
図７に示した投射式吹付機は、所定間隔を隔てて同一軸線の回りを回動できるように材料供給装置９１の材料供給用外筒９２で支持された一対の回転板９５，９５と両回転板９５，９５に巻き掛けされた無端ベルト９６とで材料収容部９７を構成し、材料供給装置９１で予め混合されて材料収容部９７に供給されるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、循環駆動される無端ベルト９６が一対の回転板９５，９５から分離する開放位置で該無端ベルト９６の外向きに進行する部分（図示しない）に沿って放出するようにしてある。
【０００４】
そして、前記の材料供給装置９１は、先端部を材料収容部９７内に開口させ後端部にコンクリート類供給管９８及び急結剤供給管９９を連通させた材料供給用外筒９２と、その外筒９２内に回転自在に装着されたスクリュウコンベヤ９３と、そのスクリュウコンベヤ９３を回転駆動するコンベヤ駆動装置９４とから成る。図７で符号１００は無端ベルト９６を回転板９５と共に巻き掛けした複数のプーリの１つを示し、１０１はそのプーリ１００を駆動させるためのモータ等のプーリ駆動装置である。
【０００５】
このような従来のコンクリート類投射式吹付機によれば、急結剤とコンクリート類はスクリュウコンベヤ９３内を回転搬送中に混合されるもので、その後、コンクリート類は材料収容部９７内に送られる。こうして混合が完了したコンクリート類は材料収容部９７内で加速羽根で回転され高速で駆動する無端ベルト９６の外向け走行部分に遠心力で付着帯同させることにより投射して吹き付けるものである。このベルト式吹付方法は、粉末の飛散が減少し、作業現場の環境が改善されるという効果が達成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のベルト式吹付方法は、急結剤とコンクリート類をスクリュウコンベヤ内を回転搬送中に混合させるものであるため、吹付け作業を中断し又は終了したとき、スクリュウコンベヤに残留するコンクリート類が急速に固化する。このため、従来方式では吹付機の運転を停止する度に、急速剤の出口近辺以降のスクリュウコンベヤ内を分解し、清掃（洗浄）しておく必要があった。もしこれをしなければ、コンクリート類が数分で固化して吹付機は再使用不能となる。このため分解洗浄に多大な時間と労力を有していた。また、これは緊張する仕事であった。
【０００７】
そこで、この発明のコンクリート類投射式吹付機は、吹付け作業の中断時や終了時において吹付機内に残留するコンクリート類と急結剤の混合物の清掃をほとんど行わなくても済むようにすることを目的として提案されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明のコンクリート類投射式吹付機は、次のように構成する。
請求項１発明は、所定の間隔を隔て同一軸線の回りを回動できるように支持された一対の回転板と、両回転板に巻き掛けされた無端ベルトとで材料収容部を構成し、材料収容部に供給されるコンクリート類及び急結剤は、循環駆動される無端ベルトが前記回転板から分離する開放位置で当該無端ベルトの外向きに進行する部分で放出するようにしたコンクリート類投射式吹付機において、前記回転板の中心部に設けた開口を介して、この開口に連通するコンクリート類供給管及び急結剤供給管からコンクリート類及び急結剤を材料収容部内に個別に供給する構成としたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記開口は両回転板のほぼ中心軸線上にそれぞれ位置させて設け、コンクリート類供給管の先端開口と急結剤供給管の先端開口とを対向配置させたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記両回転板間には、コンクリート類と急結剤を間欠的に加速でき、かつ両材料を混合する機能を有する加速羽根を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記両回転板の間を加速羽根と連結部材又はそのいずれかで連結し、両回転板のいずれか一方を、前記コンクリート類と急結剤のいずれかの材料供給管を固定中空軸とし、その軸支部に僅少の間隙が形成されてなる非接触型のスイベル部で片持ち支持させ、前記固定中空軸となる前記材料供給管の先端開口部に少し進入しており、回転板と一体回転することで前記コンクリート類または急結剤を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第１と第２の回転羽根を固定中空軸と同心的に配置したことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記片持ち支持する回転板の固定中空軸が急結剤供給管であり、この急結剤供給管と対向して位置するコンクリート類供給管の先端開口部に少し進入しており、回転版と一体回転することで前記供給管から押し出されるコンクリート類を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第２の回転羽根をコンクリート類供給管と同心的に配置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４の発明において、片持ち支持する回転板の固定中空軸を急結剤供給管とし、この急結剤供給管側の回転板の材料収容部側の内側面には、前記急結剤供給管の先端開口と連通し、前記第１の回転羽根で軸直角方向に動きを変えられた急結剤を軸芯から一定距離に位置する放出口に放出する通路を放射状に設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明について説明する。
図１〜図６において、符号１，１ａは所定の間隔を隔て同一軸線の回りを回動できるようにした一対の円形の回転板で、両回転板１，１ａは同一中心軸線上で例えば対をなす支持フレーム３，３ａの内一方の支持フレーム（図１で左方の支持フレーム）３に支持されている。
【００１０】
図示例の両回転板１，１ａは、更に具体的には、複数の加速羽根２及び／又は図示しない連結部材で結合してあって、一方の回転板１（図１で左方の回転板）から軸線方向外方に向け突設した中空軸４及び軸受５からなるスイベル部３５を介して他方の支持フレーム３の受筒部３ｂに対し片持ち的に支承させてある。
【００１１】
回転板１，１ａを片持ち構造としたのは、後述のコンクリート類供給管１６の先端開口１６ａ及び急結剤供給管１７の先端開口１７ａを回転板１のほぼ回転中心軸線上に同心的に位置させる場合や、回転板１に後述の第１と第２の回転羽根２０，２１を設ける場合、あるいは、急結剤供給管１７の先端開口１７ａに連通させて後述の分散通路２３を設ける場合等において、設計上有利になるためである。
【００１２】
なお、両回転板１，１ａは両持ち構造としてもよいし、強度的には必ずしも好ましくはないが両回転板１，１ａは互いに結合させなくてもよい。
【００１３】
前記一対の回転板１，１ａにはゴム状弾性材等で成る無端ベルト６が巻き掛けされ、更にその無端ベルト６は回転板１，１ａの周囲に配置された複数（図では４個）のプーリ７にも巻き掛けされ、正面側又は背面側から見て例えば凹字状のループに形成されて循環できるようにしてある。
【００１４】
図１で符号３２は無端ベルト６における全てのプーリ７との当接面に全周に亘って一体に設けた突条で、その突条３２は各プーリ７の外周に設けた環状溝３３に嵌め込まれて無端ベルト６のずれ止め手段３４を構成する。
【００１５】
また、複数のプーリ７の回転中心軸線はいずれも回転板１，１ａの回転中心軸線と平行をなすようにしてあり、４個のプーリ７の内、３個のプーリ７には各別に回転軸８が固定的に備えてあり、各回転軸８が軸受９を介して支持フレーム３，３ａに回転自在に支承され、他の１個のプーリ７は支持フレーム３，３ａに取り付けられた非回転軸１２に軸受１１を介して回転自在に支承されている。前記回転軸８の少なくも１個は一方の支持フレーム３に設けられたモータ等の駆動装置１０の出力軸に結合され、該回転軸８と一体のプーリ７をドライブプーリとして作用させ無端ベルト６を循環駆動させる。前記の非回転軸１２と支持フレーム３，３ａのフランジ部分１３，１３との間にはボルトとナットの組等で構成された周知のテークアップ手段１４，１４を設け、該非回転軸１２のプーリ７において無端ベルト６から緩みを取りその無端ベルト６に適切な張力を付与する。
【００１６】
そしてまた、一対の回転板１，１ａとそれらに巻き掛けされた無端ベルト６の一部分とで材料収容部１５が構成され、その材料収容部１５に供給されるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、そこで攪拌混合された後、循環駆動される無端ベルト６が一対の回転板１，１ａから接線方向に分離開放位置で該無端ベルト６の外向きに進行する部分６ａ（外向き走行部分）に沿って放出投射できるようにしてある。図２及び図４で符号３０は無端ベルト６の開放位置で一対の支持フレーム３，３ａ間に掛け渡された例えば横断面が三角状をなす案内部材で、材料収容部１５から放出されるコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２の混合物の投射方向を適切に規制する。
【００１７】
次に、本発明の主要部について説明する。
この発明においては、図示したように、コンクリート類供給管１６を図示右側の回転板１の中心部（回転中心軸線の近傍）で貫通させると共に、急結剤供給管１７を図示左側の回転板１の中心部（回転中心の近傍）で貫通させ、両供給管１６，１７の先端は一対の回転板１，１ａ及び無端ベルト６が形成する材料収容部１５内で各別に開口１６ａ，１７ａさせるものとする。なお、図示しないが、両供給管１６，１７を共に一方の回転板１の中心部で貫通させるように構成してもよい。
【００１８】
図示例において、コンクリート類供給管１６は、一方の支持フレーム３ａの受筒部３ｃに対しては相対的な回動ができるように嵌挿して支承させてあるが、その先端部は通常１２００ｒｐｍ程度で高速回転させる一方の回転板１ａに対しては間隙３６を介して非接触状態で貫通させてある。また、接続管１９の先端に連結された急結剤供給管１７は、その基部に設けたフランジ１７ｂによって他方の支持フレーム３の受筒部３ｂにフランジ３ｄを介してボルト３８で固設してあり、その先端側は他方の回転板１の中空軸４内に間隙３７を介して非接触状態で貫通させてある。
【００１９】
図１で符号１８はコンクリート類供給管１６の基端に連通させたホース等の接続管、１９は急結剤供給管１７の基端に連通させたホース等の前記接続管である。
【００２０】
一対の回転板１，１ａ間には、材料収容部１５内に各別に供給されるコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２とを攪拌混合する機能及び／又は攪拌混合後のコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２を材料収容部１５から外方へ向け押し出す遠心力付与機能を有する複数の加速羽根２を備えるとよい。
【００２１】
図示の複数の加速羽根２はいずれも両端が溶接等で両回転板１，１ａに対しそれぞれ固設してあって、図４に明示するように、回転板１に対し放射状に配置してある。また、それら加速羽根２は、回転板１の回転中心から半径方向に異なる距離毎に複数の組（図では内から外へ順に２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄの４組）をなすようにして配列してあり、各組２ａ，２ｂ，２ｃ又は２ｄの複数の加速羽根２は円周方向について等間隔で配列してある。
【００２２】
更に、半径方向に隣り合う組の加速羽根２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ又は２ｃと２ｄは、両回転板１，１ａに対する取付位置に関し、回転板１の回転中心軸線を基準として角度的にずらして相互に間隙を隔てるようにしてあるので、内方から外方に向かって並ぶ一連なりの羽根板（２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄ）又は（２ｃ及び２ｄ）は段差をもって行列することになる。
【００２３】
上述したように両回転板１，１ａを結合させる場合、両端を両回転板１，１ａにそれぞれ固設させた加速羽根２は、上述の両回転板１，１ａを結合する連結部材（図示しない）を兼用させることができるので、専用の連結部材は省略できる。
【００２４】
両回転板１，１ａの間隔が比較的狭い場合は、両回転板１，１ａは互いに結合しなくてもよく、その際は加速羽根２はその一端のみで片側の回転板１の内面に固設し、片持的に支持させることもできる。
【００２５】
図４における全ての加速羽根２は、材料収容部１５内に各別に供給されたコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２を主として攪拌混合する役割を果たす他、材料収容部１５内のそれら材料Ｍ１，Ｍ２を無端ベルト６の内面に向け移動させる材料自体の送給圧力、遠心力及び重力に対しそれらを補助する副次的な機能も果たす。また、外周部の加速羽根２ｄは、前記の機能（役割）に加えて、無端ベルト６に帯同する混合後の材料Ｍ１，Ｍ２を、回転板１，１ａから接線方向に分離する無端ベルト６の外向き走行部分６ａに沿って押し出す役割を果たす。
【００２６】
次に、図１及び図３〜図６を参照して一方の回転板１に設けた回転羽根２０，２１及び急結剤供給管１７の先端開口１７ａに臨んで設けた分散通路２４について述べる。
【００２７】
それぞれ４枚の羽根板を十字状に組んでなる第１の回転羽根２０及び第２の回転羽根２１は、取付板部２２を前後から挾んで一体に形成してあり、一対の回転板１，１ａのほぼ中心軸線上に同心配置させた急結剤供給管１７の先端開口１７ａ及び、コンクリート類供給管１６の先端開口１６ａにそれぞれ対向させ、かつ各開口に少し進入するようにして、一方の回転板１の材料収容部１５側の内側面に前記取付板部２２を介してボルト３１等で取り付けてある。
【００２８】
従って、第１及び第２の回転羽根２０，２１はそれぞれが取り付けられた一方の回転板１と共に回転し、第１の回転羽根２０は急結剤供給管１７の開口１７ａから材料収容部１５の中心部に供給される急結剤Ｍ２に急速に遠心力を与え、かつ放射方向に拡散しやすくでき、また、間隙３７に急結剤Ｍ２が侵入し難くできる。
【００２９】
第２回転羽根２１は前記と同様にコンクリート類供給管１６の開口１６ａから材料収容部１５の中心部に供給されるコンクリート類Ｍ１に急速に遠心力を与え、かつ放射方向に拡散しやすくでき、また、間隙３６にコンクリート類Ｍ１が侵入し難くできる。このように、第１及び第２の回転羽根２０，２１を設けたことにより、材料収容部１５内におけるそれぞれの材料Ｍ１，Ｍ２の拡散性能を更に高めるところとなる。但し、第１及び第２回転羽根２０，２１は一方のみを設けてもよい。
【００３０】
また、一方の回転板１の材料収容部１５側の内側面には、粉体である急結剤の供給圧力が低くても支障なく供給されるように、複数（図では４本）の分散通路２３が放射状に設けてある。この分散通路２３の基端は回転板１のほぼ中心軸線上に位置させた急結剤供給管１７の先端開口１７ａに連通し、分散通路２３の先端は、前記第２回転羽根２１で動きを変えられた急結剤Ｍ２を軸芯から一定距離の位置、つまり、コンクリート類Ｍ１が回転運動により負圧状態となる位置に放出するする放出口２３ａに連通している。図示例の分散通路２３は、一方の回転板１の肉厚とされた中央部の内面に複数の溝を切削し、それらの溝を上記の回転羽根２０，２１の取付板部２２で封じて形成してある。
【００３１】
前記分散通路２３と放出口２３ａにより次の作用が奏される。つまり、材料収容部１５内は大部分がコンクリート類Ｍ１であり、これは強いポンプで圧送されるが、これと弱い圧力で供給される急結剤Ｍ２が出会うと、コンクリート類Ｍ１の圧力が勝ち急結剤Ｍ２は安定的に供給されなくなる。しかるに、軸芯から一定距離の位置にある分散通路２３先端の放出口２３ａの周辺では、コンクリート類Ｍ１が回転運動により負圧状態となっているので、前記分散通路２３を通り、放出口２３ａから十分遠心力が付与されて放出される急結剤Ｍ２の周辺では、急結剤Ｍ２はコンクリート類Ｍ１以上の圧力が確保されて安定的に放出できる。
【００３２】
なお、コンクリート類供給管１６の基端下部には取付用突片２４が設けられ、これには図示しない作業車のブーム（図示しない）が連結され、本発明吹付機の全体が支持される。また、コンクリート類供給管１６の基端には取付板２５が設けられ、それにはモータ等の駆動装置２６が固定されている。
【００３３】
その駆動装置２６は、その出力軸に取り付けられた駆動歯車２７と、一方の支持フレーム３ａの受筒部３ｃの回りに固定的に設けられ、前記駆動歯車２７に噛合する従動歯車２８と共に支持フレーム回動装置２９を構成する。
【００３４】
この支持フレーム回動装置２９は、駆動装置２６の作動により一対の支持フレーム３，３ａを基準となるコンクリート類供給管１６の回りで回動させることができるので、本発明の吹付機における混合材料Ｍ１，Ｍ２の投射部（放出部）である無端ベルト６の外向き走行部分６ａの角度位置を、コンクリート類供給管１６の回りで変え得ることになる。
【００３５】
次に、この発明のコンクリート類投射式吹付機の作用について説明する。
無端ベルト６を循環駆動し一対の回転板１，１ａを回転させたうえ、図示しないポンプ等で所要の圧力を掛けたコンクリート類Ｍ１をコンクリート類供給管１６を通じ材料収容部１５に供給する。また、液状又は粉体状の急結剤Ｍ２は回転板１，１ａの回転により負圧になっている材料収容部１５に吸引されながら急結剤供給管１７を通じ供給される。このように、急結剤Ｍ２は負圧で吸引されながら急結剤供給管１７の先端開口１７ａに向かうが、スイベル部３５における制限された間隙３７からも空気が吸い込まれるので、急結剤Ｍ２はこの間隙３７に逆流することはない。前記空気が吸引されることは材料の吹付機能には何ら支障とならない。また、前記の機構でスイベル部３５が簡素化されている。
【００３６】
前述のように、材料収容部１５の中央部に送り込まれる両材料Ｍ１，Ｍ２は、第１及び第２回転羽根２０，２１、分散通路２３等の回転により遠心力で放出され、回転板１，１ａ並びに無端ベルト６との接触（付着）により回転しつつ、給送圧力、遠心力及び自重等が相俟って無端ベルト６の内面に向かって移動し、その間にコンクリート類Ｍ１と急結剤Ｍ２とは十分に混合（混練）される。加速羽根２を備えたものにあっては、勿論それら加速羽根２が混合作用に寄与する。
【００３７】
材料収容部１５内で無端ベルト６に押し付けられた部分の混合状態にあるコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２は、無端ベルト６の開放位置では外向き走行部分６ａに粘着性をもって帯同し、その部分６ａから吹付け対象面に向け放出投射される。最外周部に設けた加速羽根２ｄは材料混合機能に加えて、その放出作用にも寄与する。
【００３８】
吹付け作業を中断し又は終了する際は、予めコンクリート類Ｍ１及び急結剤Ｍ２の材料収容部１５に対する供給を断った後、無端ベルト６及び回転板１，１ａを少しの間空回しすれば、材料収容部１５内で混合状態にある両材料Ｍ１，Ｍ２は、そこにはほとんど残留することなく、ほぼ全量が外向き走行部分６ａを通じて外部へ放出される。
【００３９】
なお、本発明の吹付け機において、コンクリート類Ｍ１のみを所要の圧力で材料収容部１５に送給する目的で、コンクリート類供給管１６内にスクリュウコンベヤ（図示しない）を装備することは妨げるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明のコンクリート類投射式吹付機によれば、吹付け作業を中断し又は終了したとき、材料の粒子は吹き飛ばされて材料収容部を含めた機体のいずれの個所にも、混合状態にあるコンクリート類及び急結剤は残留しないので、吹付け作業の中断や終了の都度コンクリート類と急結剤との混合物を機体内から除去する清掃は不要となり、作業能率の向上が図れるばかりか、前記混合物の固化による吹付機の作動不良も解消することができる。さらに、従来の吹付機のようなスクリュウコンベヤがいらなくなり、その駆動装置を含む一式が不要となるので機械製作費のコストダウンと簡素化、軽量化が図れるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のコンクリート類投射式吹付機の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の吹付機の要部を示す横断背面図である。
【図３】図１の吹付機の要部を示す拡大縦断側面図である。
【図４】図１の吹付機の材料収容部を拡大して示す縦断背面図である。
【図５】第１回転羽根及び第２回転羽根の回転板に対する組付け構造を示す拡大背面図である。
【図６】同じくその組付け構造の拡大縦断平面図である。
【図７】従来のコンクリート類投射式吹付機を例示する縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 回転板
２ 加速羽根
２ａ〜２ｄ 加速羽根
３，３ａ 支持フレーム
３ｂ，３ｃ 受筒部
３ｄ フランジ
４ 中空軸
５ 軸受
６ 無端ベルト
６ａ 外向き走行部分
７ プーリ
８ 回転軸
９ 軸受
１０ 駆動装置
１１ 軸受
１２ 非回転軸
１３ フランジ部分
１４ テークアップ手段
１５ 材料収容部
１６ コンクリート類供給管
１６ａ 開口
１７ 急結剤供給管
１７ａ 開口
１８，１９ 接続管
２０ 第１の回転羽根
２１ 第２の回転羽根
２２ 取付板部
２３ 分散通路
２４ 取付用突片
２５ 取付板
２６ 駆動装置
２７ 駆動歯車
２８ 従動歯車
２９ 支持フレーム回動装置
３０ 案内部材
３１ ボルト
３２ 突条
３３ 環状溝
３４ ずれ止め手段
３５ スイベル部
３６ 間隙
３７ 間隙
３８ ボルト
９１ 材料供給装置
９２ 外筒
９３ スクリュウコンベヤ
９４ コンベヤ駆動装置
９５ 回転板
９７ 材料収容部
９８ コンクリート類供給管
９９ 急結剤供給管
１００ プーリ
１０１ プーリ駆動装置
Ｍ１ コンクリート類
Ｍ２ 急結剤
Claims (6)
- 所定の間隔を隔て同一軸線の回りを回動できるように支持された一対の回転板と、両回転板に巻き掛けされた無端ベルトとで材料収容部を構成し、材料収容部に供給されるコンクリート類及び急結剤は、循環駆動される無端ベルトが前記回転板から分離する開放位置で当該無端ベルトの外向きに進行する部分で放出するようにしたコンクリート類投射式吹付機において、前記回転板の中心部に設けた開口を介して、この開口に連通するコンクリート類供給管及び急結剤供給管からコンクリート類及び急結剤を材料収容部内に個別に供給する構成としたことを特徴とするコンクリート類投射式吹付機。
- 前記開口は両回転板のほぼ中心軸線上にそれぞれ位置させて設け、コンクリート類供給管の先端開口と急結剤供給管の先端開口とを対向配置させたことを特徴とする請求項１記載のコンクリート類投射式吹付機。
- 前記両回転板間には、コンクリート類と急結剤を間欠的に加速でき、かつ両材料を混合する機能を有する加速羽根を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート類投射式吹付機。
- 前記両回転板の間を加速羽根と連結部材又はそのいずれかで連結し、両回転板のいずれか一方を、前記コンクリート類と急結剤のいずれかの材料供給管を固定中空軸とし、その軸支部に僅少の間隙が形成されている非接触型のスイベル部で片持ち支持させ、前記固定中空軸となる前記材料供給管の先端開口部に少し進入しており、回転板と一体回転することで前記コンクリート類または急結剤を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第１と第２の回転羽根を固定中空軸と同心的に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート類投射式吹付機。
- 前記片持ち支持する回転板の固定中空軸が急結剤供給管であり、この急結剤供給管と対向して位置するコンクリート類供給管の先端開口部に少し進入しており、回転板と一体回転することで前記供給管から押し出されるコンクリート類を拡散しこれに遠心力を与えると共に、材料収容部を負圧に保つ機能を持つ第２の回転羽根をコンクリート類供給管と同心的に配置したことを特徴とする請求項４に記載のコンクリート類投射式吹付機。
- 請求項４記載の構成において、片持ち支持する回転板の固定中空軸を急結剤供給管とし、この急結剤供給管側の回転板の材料収容部側の内側面には、前記急結剤供給管の先端開口と連通し、前記第１の回転羽根で軸直角方向に動きを変えられた急結剤を軸芯から一定距離に位置する放出口に放出する通路を放射状に設けたことを特徴とするコンクリート類投射式吹付機。
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