JP3634497B2 - コンクリート吹付方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンクリート吹付機からコンクリート搬送管を通ってその管の先端側からコンクリートを噴出させ、吹付けを行うコンクリート吹付方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記形式のコンクリート吹付方法及び装置は公知であり、例えば掘削したトンネルの面にコンクリートを吹付ける等に用いられている。この種のコンクリート吹付装置は、通常、トラック、クローラ等の１台の走行車両に対し、コンクリート吹付機およびコンクリート搬送管の先端側であるノズル部分を支持する支持手段としてのロボットアーム装置をそれぞれ１台づつ搭載している。
【０００３】
ところで、トンネル掘削工事において、掘削面の凹凸が激しい場合、湧水がある場合、大断面掘削等で支保機能を高めるため厚吹きが必要な場合、大断面掘削で吹付面積が増大した場合等においては、１箇所に対して集中的に大量のコンクリート吹付けが要求される。しかし、コンクリート吹付機は大量の吹付けを行いたくとも、その吹付け能力に自ずと限界があった。このため、１台の走行車両にコンクリート吹付機およびロボットアーム装置をともに２台づつ搭載したコンクリート吹付装置も公知であり、特開平１−３１８６９９号公報等に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した複数台のコンクリート吹付機を備えたコンクリート吹付装置では、左右掘削面を同時に吹付け可能となる利点があるが、１箇所に対して集中的に大量のコンクリート吹付けが困難であるという問題があった。すなわち、コンクリート吹付機およびロボットアーム装置を２台づつ搭載したコンクリート吹付装置で１箇所に対して集中的に大量のコンクリート吹付けようとすると、その両吹付ノズルを同一箇所に向ける操作をしなければならないが、２つの吹付ノズルを同一箇所に向けるのは天井等の１部を除き、実質上不可能であり、可能となったとしても、その操作が難しいという問題があった。また、上記の方法ではロボットアーム、オペレータも２台分必要で不経済でもある。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を確実に解消し、厚吹きや多量吹付けが可能が簡単に行ない得るコンクリート吹付方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、コンクリート吹付機からコンクリート搬送管を通ってその搬送管の先端側からコンクリートを噴出させ、吹付けを行うコンクリート吹付方法において、独立してコンクリートを搬送可能な複数個の前記コンクリート搬送管の先端側を単独の支持手段に支持し、該支持手段により複数個のコンクリート搬送管の先端側が被コンクリート吹付部に向けられ、そしてコンクリートの吹付けが行われることを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明は上記目的を達成するために、コンクリート吹付機により吹付るコンクリートをコンクリート搬送管へ送り出し、該コンクリート搬送管の先端側からコンクリートを噴出して吹付けを行うコンクリート吹付装置において、
それぞれ独立してコンクリートの吹付けを行う複数個の前記コンクリート搬送管を設け、該複数個のコンクリート搬送管の先端側が任意の方向に向けられる単独の支持手段に支持されていることを特徴としている。
【０００８】
なお、本発明は前記複数のコンクリート搬送管がほぼ同方向に向けられ、かつ並列して前記支持手段に支持されており、該支持手段にはその複数のコンクリート搬送管をコンクリート吹付方向と平行な軸線の回りに回動する手段を備えていると、効果的である。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例に添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係るコンクリート吹付装置の正面図、図２はその平面図である。図１および図２において、符号１は走行車両であり、走行車両１のほぼ中央には本実施例の場合、２台のコンクリート吹付機２，２ａが並列して搭載され、その前部側には多関節アーム４を備えた支持手段としてのロボットアーム装置３が搭載されている。２台のコンクリート吹付機２，２ａは、本実施例の場合、ローター式の吹付機であって、それぞれ回転するローター（図示せず）を備えた吹付機本体５と、ローターの分配室にコンクリート材料を投入するためのホッパー６と、吹付機本体５から送られるコンクリートが通るコンクリート搬送管としてのホース９とを有し、該ホース９の先端側には吹付ノズル部７が設けられている。この吹付ノズル部７は、ロボットアーム装置３の先端で支持され、ロボットアーム装置３の多関節アーム４を作動させることによって吹付ノズル部７を任意の方向へ向けられる。この場合、２本の吹付ノズル部７，７ａは図３に示すように、ほぼ同一箇所を吹付するように並べてロボットアーム装置３に支持されている。
【００１０】
なお、コンクリート吹付機２，２ａはローター式のものに限らず、適宜なものを用いることができる。また、コンクリート吹付機２，２ａの吹付機本体５、ホッパー６、吹付ノズル部７、排出口８、ホース９等は所属するコンクリート吹付機２，２ａ毎に分けて説明するときは、コンクリート吹付機２ａに所属する構成部材の符号にａを付している。
【００１１】
走行車両１の後端側には、後続の車両から投入されるコンクリート材料を受けるための投入部１１が設けられ、この投入部１１と吹付機本体５のホッパー６の間にはコンクリート材料を搬送する搬送手段としてのスクリューコンベア１２が設けられている。なお、本実施例ではスクリューコンベア１２によって搬送されたコンクリート材料を２台の吹付機本体６に分配するため、スクリューコンベア１１とホッパー６の間に分配部材１３が設けられている。
【００１２】
かく構成のコンクリート吹付装置は、トンネル掘削工事の際に例えば切羽側に移動され、コンクリート吹付作業が行われる。コンクリート吹付装置が稼動されるとき、その投入部１１に後続の車輛からコンクリート材料が投入され、投入されたコンクリート材料はスクリューコンベア１２によって走行車輛１の中央上部に搬送され、そして分配部材１３を介して吹付機本体５のホッパー６に供給される。吹付機本体５では、ローターが回転しており、コンクリート材料は回転するローターの分配室に落し込められ、その分配室内のコンクリートが圧縮エアーにより排出口８へ排出される。排出口８からは圧縮エアーによってホース９を通り、吹付ノズル部７を介してトンネル掘削面に吹付けられる。このとき、ロボットアーム装置３のアーム４をトンネルの軸とほぼ直交する方向に旋回しつつコンクリートを吹付けている。なお、コンクリート吹付機２，２ａが乾式の場合にはホース９の途中でコンクリート材料に適量の水が加えられ、さらに急結剤供給機（図示せず）から急結剤が供給される。また、湿式のコンクリート吹付機ではホース９の途中で急結剤供給機から急結剤が供給される。
【００１３】
かくして、コンクリート吹付装置が稼動されるが、本実施例では２台のコンクリート吹付機２，２ａの吹付ノズル部７，７ａが１台のロボットアーム装置３に支持され、しかも吹付ノズル部７，７ａがほぼ同一箇所を吹付するように支持されているので、一箇所に集中したコンクリート吹付ができ、厚吹きや多量吹付けが可能である。なお、コンクリート吹付機２，２ａの吹付ノズル部７を１つとし、ホース９の途中で両吹付機のコンクリートを合流させても厚吹きや多量吹付けの方法も考えられるが、液体のような均一流体と異り、上記のような吹付材をエアー搬送途中で一本に結合させると、合流点でのコンクリート詰り等が生ずる可能性が高くあまり好ましくない。
【００１４】
図４は、本発明の他の実施例を示す説明図であり、本例では吹付ノズル部７，７ａを支持している支持部材２０がロボットアーム装置３の先端に連結部材２３を介して固定された支持外筒２１と、該支持外筒２１に回転可能に装着された回転支持体２２とからなり、該回転支持体２２に吹付ノズル部７，７ａが固定支持されている。従って、吹付ノズル部７，７ａは支持外筒２１の軸線Ｌを中心として、すなわち吹付方向と直交する方向に回動可能に装着されて支持されている。そして、回転支持体２２には装着部２４が設けられ、その装着部２４にはロボットアーム装置３に取り付けられた回動手段としてのシリンダー２５のロッド２６が装着されている。
【００１５】
かく構成のコンクリート吹付装置は、シリンダー２５の作動により吹付ノズル部７，７ａが支持部材２０に対し、ほぼ９０°の範囲で軸線Ｌの回りを揺動されることにより、吹付ノズル部７，７ａは吹付時においてその移動方向Ａに対し、図５（ａ）に示すように横に並ぶ方向と、図５（ｂ）に示すように縦に並ぶ方向とに切り換えできる。このとき、吹付ノズル部が１本であると、噴出物が吹付面に当る形状が円形になるが、本実施例の２本束ねた吹付ノズル部７，７ａからは噴出物が吹付面に当る形状が長円形になる。このため、長径と短形の方向の使い方により付着状況の効果が違ってくる。すなわち、図６（ａ）に示す吹付面に当る形状Ｓが長径に垂直方向にノズル部を移動させると、広い幅で仕上げの吹付ができ、図６（ｂ）に示す吹付面に当る形状Ｓが短径に垂直にノズル部を移動すれば細かい目地を集中的に筋状に効率よく吹付ができる。
【００１６】
かくして、吹付ノズル部７，７ａを９０°の範囲で回転することにより、１か所に集中して吹付けが可能な厚吹きと、仕上げ用の吹付け等に最適な幅広い吹付けとが選択的に得られる。なお、本実施例では吹付ノズル部７，７ａを隙間なく並べているが、吹付ノズル部７，７ａの間は適当な幅の隙間を設けても、同様な効果が得られる。
【００１７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、各種改変できるものである。例えば、上記実施例ではコンクリート吹付機２，２ａを２台設け、ロボットアーム装置３を１台設けたが、コンクリート吹付機２，２ａは１台のロボットアーム装置３に対して３台以上設けることもできる。また、上記実施例では走行車両１にコンクリート吹付機２，２ａとロボットアーム装置３を設けたが、コンクリート吹付機２，２ａとロボットアーム装置３とは別々の車両等に設けてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１及び２の構成によれば、コンクリート吹付機を複数台設け、該複数台のコンクリート吹付機に対してロボットアーム装置を１台設けており、各コンクリート吹付機のコンクリート吹付方向がほぼ同一箇所に向けて吹付けできるので、厚吹きや多量吹付けが容易に得られる。この場合、２系統の流体を合流させて一系統にするためには、パイプの場合Ｙ字管等で両者を一本にしてから、ノズル部で噴出させるのが一般的であるが、生コンクリートのような比重の極端に異る不均一体のスラリー圧送では、上記の方法で一本化すると、結合部で、脈動、閉塞のトラブルが発生し易い。本発明ではこのようなトラブルを防ぐためにノズル部出口まで両ルートを完全に独立させ、吐出後空中で混合、一体化なるようにしてある。また２系統を独立させているため多量吹付不利な場合、例えば細かい仕上げや鋼製支保工と地山との充填などでは一方を止めて一系統での吹付ができ、エアー材料の無駄が少なく有利である。
【００１９】
請求項３の構成によれば、並べて配置した吹付ノズル部における吹付時の移動方向に対する角度を変えられるので、吹付面の応じて厚吹きと幅広い吹付けとが選択的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るコンクリート吹付装置の側面図である。
【図２】図２は図１の平面図である。
【図３】図３は吹付ノズル部の説明図である。
【図４】図４は本発明に係るコンクリート吹付装置の他の実施例を示す説明斜視図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は吹付時の吹付ノズル部の方向による吹付態様を示す説明図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は図５（ａ）、（ｂ）の吹付ノズル部の方向に応じた吹付形状を示す説明図である。
【符号の説明】
２，２ａ コンクリート吹付機
３ ロボットアーム装置
７，７ａ 吹付ノズル部
９，９ａ ホース
２０ 支持部材
２５ シリンダー

Claims (3)

1. コンクリート吹付機からコンクリート搬送管を通ってその搬送管の先端側からコンクリートを噴出させ、吹付けを行うコンクリート吹付方法において、
   独立してコンクリートを搬送可能な複数個の前記コンクリート搬送管の先端側を単独の支持手段に支持し、該支持手段により複数個のコンクリート搬送管の先端側が被コンクリート吹付部に向けられ、そしてコンクリートの吹付けが行われることを特徴とするコンクリート吹付方法。
2. コンクリート吹付機により吹付るコンクリートをコンクリート搬送管へ送り出し、該コンクリート搬送管の先端側からコンクリートを噴出して吹付けを行うコンクリート吹付装置において、
   それぞれ独立してコンクリートの吹付けを行う複数個の前記コンクリート搬送管を設け、該複数個のコンクリート搬送管の先端側が任意の方向に向けられる単独の支持手段に支持されていることを特徴とするコンクリート吹付装置。
3. 請求項２に記載のコンクリート吹付装置において、前記複数のコンクリート搬送管がほぼ同方向に向けられ、かつ並列して前記支持手段に支持されており、該支持手段にはその複数のコンクリート搬送管をコンクリート吹付方向と平行な軸線の回りに回動する手段を備えていることを特徴とするコンクリート吹付装置。

Images