JP4623618B2 - 法面への吹付材料の吹付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、法面への吹付材料の吹付装置に関する。特に、吹付作業を作業員に頼ることなく、法面の広範囲にわたって吹付を自動的に行うことが可能な吹付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
法面を補強・安定化する場合等においては、コンクリートやモルタルなどの吹付材料を、ホース先端の吹付ノズルから法面に吹き付ける工法が多用されている。従来、この工法においては、作業員がホースを肩に背負いながら吹付作業を行うことがほとんどであった。しかしながら、これでは作業員に対する負担が大きく、また吹付箇所が高所である場合には危険を伴う。さらに、吹付箇所が広範囲となる場合は、著しく作業時間がかかり、効率が悪い。
【０００３】
そこで、トラッククレーンやバックホーなどの建設機械を利用し、そのブームの先端部に吹付ノズルが備えられた吹付装置を使用することによって、作業負担の軽減や、吹付箇所が高所、広範である場合への対応が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる吹付装置を使用して吹付作業を行うとしても、吹付箇所を変更する場合においては、ブームの伸縮、旋回、首振りなどの操作、あるいは建設機械自体の頻繁な移動を繰り返す必要があり、運転・操作が煩雑である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、吹付のための作業時間を短縮することができるとともに、装置の操作が簡易かつ迅速となる法面への吹付材料の吹付装置を提供することにある。また、フリーフレーム工法等の法枠構築に際して適する法面への吹付材料の吹付装置を提供することにもある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は、次記の通りである。
＜請求項１記載の発明＞
ブームを有し法尻側に位置される建設機械のブーム先端部に、法面の高さ方向に沿う主ガイド体が、その延在方向中間部において、法面と交差する軸心を中心として旋回自在に、かつ法面となす角度が調整自在に伏仰自在に保持され、
吹付材料の吹付導路の先端部の吹付ノズルが副ガイド体に対して保持され、この副ガイド体は、前記主ガイド体が延びる方向と交差する方向に前記吹付ノズルを移動自在に保持し、
前記副ガイド体は、前記主ガイド体に対して、当該主ガイド体の延在方向に移動自在に係止スライド部を介して取り付けられ、
前記主ガイド体は中空構造とされ、当該主ガイド体内部の延在方向端部にスプロケットが設けられ、他の端部にも設けられた２つのスプロケット間にチェーンが巻き掛けられ、
前記係止スライド部の幅方向中央部に凸部が設けられ、この凸部と前記チェーンの一部とが固定され、前記スプロケットが回転すると、これにあわせて前記係止スライド部が前記副ガイド体と共に前記主ガイド体の延在方向に移動する構成とされ、
前記副ガイド体はスライドロッドを有し、このスライドロッドは、前記係止スライド部の底面に固定された中空ガイドと、この中空ガイドの内部を貫通する貫通ロッドと、この貫通ロッドと連結されたスライドロッドシリンダーとを有し、
このスライドロッドシリンダーの伸縮により、前記貫通ロッドが前記前記吹付ノズルと共に当該貫通ロッドの延在方向にスライドする構成とされていることを特徴とする法面への吹付材料の吹付装置。
【０００７】
＜請求項２記載の発明＞
前記ブーム先端部に旋回台を介して前記主ガイド体が保持され、この旋回台の非旋回部と前記主ガイド体とを連結し、前記軸心を中心として旋回させる旋回手段を有し、
前記ブーム先端部に旋回台の非旋回部を法面となす角度を調整自在に伏仰させる伏仰手段を有する請求項１記載の法面への吹付材料の吹付装置。
【０００８】
＜請求項３記載の発明＞
前記吹付ノズルが、その吹付材料の吐出方向を変えるように首振り自在に前記副ガイド体に対して保持されている請求項１または２記載の法面への吹付材料の吹付装置。
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳説する。
図１に、法面Ｌに対し、コンクリート又はモルタルなどの吹付材料の吹付作業を行う吹付装置１の全体図を示した。吹付装置１は、建設機械本体１０とブーム２０とを有し法尻側に位置される建設機械のブーム２０先端部に、法面の高さ方向に沿う主ガイド体３０が、その延在方向中間部において、法面と交差する軸心ＣＬを中心として旋回自在に、かつ法面となす角度が調整自在に伏仰自在に保持されているものである。
【００１１】
さらに、吹付材料の吹付導路の先端部の吹付ノズル６１が副ガイド体５０に対して保持され、この副ガイド体５０は、主ガイド体３０が延びる方向と交差する方向に吹付ノズル６１を移動自在に保持し、さらに、副ガイド体５０は、主ガイド体３０に対して、その延びる方向に移動自在に取り付けられている構成となっている。
【００１２】
建設機械本体１０は、吹付装置１全体を移動または自走するためのキャタピラーや走行車輪などの走行手段１１と、この走行手段１１上において、接地面Ｓに沿う方向に旋回可能な旋回台１２とを有するのが望ましい。旋回台１２には運転操縦席を備えるほか、運転操縦席とは別体のものであってもよい。
【００１３】
また、建設機械本体１０には、ブーム２０を備える。このブーム２０は、吹付材料の吹付にあたり、主ガイド体３０を法面Ｌに沿った状態で保持することができるものであればよく、特に、その構成が限定されるものではない。本実施の形態では、ブーム２０を、第１ブーム２１と第２ブーム２２とで構成し、旋回台２３を介して主ガイド体３０を保持している。第１ブーム２１は、その基端部が、旋回台１２に軸支部１２Ａを介して軸支されており、ブームシリンダー２５の伸縮により、軸支部１２Ａを中心として上下に伏仰するようになっている。また、第２ブーム２２は、第１ブーム２１先端部と軸支部２１Ａを介して連結されており、ブームシリンダー２６の伸縮により、軸支部２１Ａを中心として上下に伏仰するようになっている。したがって、ブームシリンダー２５ないしブームシリンダー２６を伸縮すれば、ブーム２０が法面Ｌに向かって伸縮され、ブーム２０の先端部と法面Ｌとの間の距離が変更される。
【００１４】
旋回台２３は、ブーム２０の先端部を構成するものであり、主ガイド体３０を保持している。旋回台２３は、第２ブーム２２先端部の軸支部２２Ａに軸支されるとともに、第２ブーム２２に連結された旋回台シリンダー２７の先端に備えられたリンク２４と軸支部２４ａを介して連結されており、旋回台シリンダー２７の伸縮により、軸支部２２Ａを中心として上下に伏仰するようになっている。したがって、旋回台シリンダー２７を伸縮すれば、旋回台２３に保持された主ガイド体３０も上下に伏仰することになる。よって、主ガイド体３０を法面Ｌに沿わせることができる。
【００１５】
旋回台２３は、図１中に拡大して示すように、第２ブーム２２先端部の軸支部２２Ａ及びリンク２４の軸支部２４ａに連結された非旋回部としての上側円板２３Ａと、主ガイド体３０と連結された旋回部としての下側円板２３Ｂとで構成されている。下側円板２３Ｂは、上側円板２３Ａに対して、軸部２３Ｃを中心に、主ガイド体３０と共に旋回する構成となっている。この旋回手段として、実施の形態では、図２に示すように、一端が上側円板２３Ａに、他端が主ガイド体３０に取り付けられた旋回シリンダー２８が用いられ、その伸縮動作により、下側円板２３Ｂ、及びこの下側円板２３Ｂと連結された主ガイド体３０は、法面と交差する軸心ＣＬを中心として旋回することになる。
【００１６】
このようにして、法面と交差する軸心ＣＬを中心として旋回する主ガイド体３０は、図３に示すように、下部両側に張り出し部を有する断面略方形の中空構造となっており、張り出し部はレール部３１，３１とされている。また、主ガイド体３０は、延在方向の長さが所定の長さ、例えば、フリーフレーム工法であれば側型枠の長さ、本実施の形態では、１０ｍとなっている。さらに、主ガイド体３０は、その中央部に先述した旋回台２３を備えている。
【００１７】
以上のようにして構成された主ガイド体３０には、副ガイド体５０が係止スライド部４０を介して取り付けられている。この係止スライド部４０は、主ガイド体３０の延在方向に係止状態でスライドする構成となっている。具体的には、図３に詳しく示すように、係止スライド部４０の両側縁部は、上方、次いで内方に折れ曲がったコ字状部４１，４１となっており、このコ字状部４１，４１が、先述したレール部３１，３１に係止されている。したがって、係止スライド部４０は、主ガイド体３０にぶら下がった状態で、主ガイド体３０の延在方向に移動することになる。本実施の形態においては、特に、係止スライド部４０の移動をスムーズにするため、コ字状部４１，４１の上片４１Ａ，４１Ａにガイドスプロケット４２，４２…を設けた。
【００１８】
また、係止スライド部４０は、その移動を、手動式とすることもできるが、本実施の形態においては、自動式とした。具体的には、まず、主ガイド体３０内部の延在方向端部に、駆動モータなどの駆動手段（図示せず。）により回転するスプロケット４３を設け、他の端部にも配置の２つのスプロケット４３，４３間には、チェーン４４が巻き掛けられている。他方、係止スライド部４０の幅方向中央部には凸部４５を設け（なお、主ガイド体３０の底部には、係止スライド部４０の凸部４５が貫入するように、凹部３２が形成されている。）、この凸部４５と前記チェーン４４の一部とを固定した。したがって、スプロケット４３，４３が回転すると、これにあわせて係止スライド部４０が副ガイド体５０と共に、主ガイド体３０の延在方向に移動することになる。
【００１９】
このようにして移動する係止スライド部４０には、吹付ノズル６１を保持するための副ガイド体５０が取り付けられている。この副ガイド体５０は、スライドロッド５１と、このスライドロッド５１と一体化された内側円板５２と、ノズル支持枠５４と一体化された外側円板５３とで構成されている。
【００２０】
スライドロッド５１は、係止スライド部４０の底面に取り付けられており、少なくとも主ガイド体３０と平行にならないように、本実施の形態では、主ガイド体３０と直交するように、かつ法面Ｌと平行にスライドするようになっている。具体的には、スライドロッド５１は、係止スライド部４０の底面に固定された中空ガイド５１Ａと、この中空ガイド５１Ａの内部を貫通する貫通ロッド５１Ｂと、この貫通ロッド５１Ｂと連結材５１Ｃを介して連結されたスライドロッドシリンダー５５とで構成されており、スライドロッドシリンダー５５の伸縮により、貫通ロッド５１Ｂが、その延在方向、本実施の形態では、主ガイド体３０と直交する方向にスライドする。
【００２１】
このようにしてスライドするスライドロッド５１の一端には、内側円板５２が取り付けられているが、先述した外側円板５３は、かかる内側円板５２に対して、その中心部を中心として回転するようになっている。したがって、外側円板５３に連結されたノズル支持枠５４及び、このノズル支持枠５４に支持される、吹付材料を圧送するためのホース６２の先端の吹付ノズル６１は、スライドロッド５１を軸芯として揺動することになる。この揺動は、図４に示すように、一端が内側円板５２から延在するブラケット５２Ａに取り付けられ、他端がノズル支持枠５４に取り付けられたノズル支持枠シリンダー５６の伸縮により行われる。この揺動により、吹付ノズル６１からの吹付材料が対象域に対して平均化される利点がある。
【００２２】
また、吹付ノズル６１を支持するノズル支持枠５４は、図６に示すような形態とすることもできる。この形態においては、外側円板５３と吹付ノズル６１を支持するためのノズル支持体８０とが一体化されている。ノズル支持体８０は、ベース８０Ａに固定された旋回駆動モータ８２と、この旋回駆動モータ８２の出力軸本体８３Ａと、これと着脱自在に連結される、例えば連結ピン８３Ｂを介して連結される支持軸８３Ｃとを有している。この支持軸８３Ｃは、その基部が軸受８３Ｄにより軸支され、途中で折曲され先端部が出力軸本体８３Ａの軸心と偏心している。出力軸本体８３Ａの軸心に対する支持軸８３Ｃの折曲角度θは例えば１０度である。支持軸８３Ｃの先端部にホルダー８５が設けられ、吹付ノズル６１を直接またはこれに連結される剛の部材を支持している。
【００２３】
このように構成されるノズル支持体８０は、旋回駆動モータ８２の出力軸本体８３Ａの回転に伴う支持軸８３Ｃの回転によって、支持軸８３Ｃの先端部が出力軸本体８３Ａの軸心と偏心状態で旋回する。これにより、ホルダー８５により支持された吹付ノズル６１は、その先端開口が出力軸本体８３Ａの軸心回りに円運動軌跡を示す旋回運動するようになる。旋回円の直径は、例えば、既存の支持軸８３Ｃを取り外し、折曲角度θが異なる支持軸８３Ｃを持ち込み、これを出力軸本体８３Ａと連結ピン８３Ｂを介して連結させることにより、きわめて便宜に変更することができる。
【００２４】
なお、吹付ノズル６１の先端開口は円運動軌跡を示すが、係止スライド部４０及び副ガイド体５０を移動させる過程で、あるいは副ガイド体５０をスライドさせる過程で、吹付ノズル６１を旋回させると、吹付ノズル６１の先端開口は円運動軌跡ではなく、サイコロイド曲線を示す。
【００２５】
ところで、本実施の形態に係る吹付装置１によると、ノズル支持枠５４（ノズル支持体８０）に取り付けた吹付ノズル６１を、（１）係止スライド部４０及び副ガイド体５０を移動することによって、主ガイド体３０の延在方向に沿う方向に移動することができ、また（２）副ガイド体５０をスライドすることによって、主ガイド体３０と直交する方向に移動することができる。したがって、吹付箇所が広範囲である場合においても、連続的かつ迅速な吹付を行うことができる。特に、図５の（Ａ）に示すような、法面Ｌ上に、格子状に組まれた型枠７１間に吹付を行う場合などは、（１）の構成により、法枠高さ方向への吹付を連続的に行うことができるとともに、（２）の構成、あるいは接地面Ｓ上の走行手段２を利用した建設機械本体１０の移動により、横方向（水平方向）への吹付も連続的に行うことができる。横方向への吹付範囲が狭い場合は、走行手段２を利用することなく、（２）の構成のみで足りる。横方向への吹付範囲が広い場合は、建設機械本体１０の移動をまたは併用することができる。さらに、（２）の構成においては、そのスライド長を短くかつ連続的に繰り返すように動作させることもできる。これによれば、型枠７１内への吹付、特に、幅方向への吹付を完全なものとすることができる。
【００２６】
また、本実施の形態に係る吹付装置１によれば、縦方向の型枠が接地面Ｓに対して斜めに形成されている場合や、あるいは図５の（Ｂ）のように、ブーム２０が斜めに延びる場合においても、図５の（Ａ）の場合と同様に作業を行うことができる。これらの場合は、主ガイド体３０を、旋回台２３を中心として旋回させ、縦方向の型枠７１と平行にすればよい。
【００２７】
他方、前述のように、主ガイド体３０は、法面Ｌの高さ方向に沿う主ガイド体３０が、その延在方向中間部において、法面Ｌと交差する軸心ＣＬを中心として旋回自在に、かつ法面Ｌとなす角度が調整自在に伏仰自在に、建設機械のブーム２０先端部に保持されているものである。
【００２８】
これは、図５の（Ｂ）の図示形態から推測できるように、建設機械本体１０の法尻側における水平方向位置が、法面Ｌの高さ方向との関係で整合しなくとも（ブーム２０が法面Ｌの高さ方向に整合しなくとも）、主ガイド体３０を建設機械のブーム２０先端部において法面Ｌと交差する軸心ＣＬを中心として旋回自在とすることで、主ガイド体３０は法面Ｌの高さ方向に整合することを図るものである。
【００２９】
また、主ガイド体３０が法面Ｌとなす角度が調整自在に伏仰自在にされているのは、可能な限り主ガイド体３０と法面Ｌが平行にすることで、吹付ノズル６１の主ガイド体３０の延在方向の移動位置に関係なく、対象域との離間距離を一定にし、吹付ノズル６１からの吹付材料の単位時間当りの吹付量の均一化を図るためである。特に、主ガイド体３０を法面Ｌの高さ方向に移動させるために、第１ブーム２１及び／又は第２ブーム２２を伏仰させるとき、主ガイド体３０の方向も変わってしまうので、これを修正して可能な限り主ガイド体３０と法面Ｌを平行にするためでもある。
【００３０】
建設機械としては、ブームが伸縮するトラッククレーンや、ブームの折れ度合いで高さを調整するバックホーなどの適宜の機械を採用することができる。ブームは対地に対して鉛直軸周りに旋回する旋回台に設けられるのが望ましい。
【００３１】
他方、実施の形態での吹付ノズル６１は、その吹付材料の吐出方向を変えるように首振り自在に副ガイド体５０に対して保持されているが、その首振り方向は、主ガイド体３０の延在方向線と平行な線を通る垂直面内（法面高さ方向）においてである。しかしながら、他の法面の幅方向首振り駆動手段をさらに設けることで、あるいは高さ方向首振り手段に代えて法面の幅方向首振り手段を用いることで、副ガイド体５０の延在方向を通る垂直面内において（も）首振りが可能であることは推測できよう。
【００３２】
実施の形態で説明したように、各運動機構が自動化されているのが望ましい。特に必要ならば、法面Ｌとの離間距離センサーを主ガイド体３０の延在方向に間隔を置いて複数設け、主ガイド体３０に関する伏仰手段を制御する形態を採ることができる。その他、位置や方向の自動化が可能であることは推測できよう。
【００３３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る吹付装置よれば、吹付のための作業時間を短縮することができるとともに、装置の操作が簡易かつ迅速となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 吹付装置の全体図である。
【図２】 主ガイド体及び副ガイド体の平面図である。
【図３】 主ガイド体及び副ガイド体の側面図である。
【図４】 ノズル支持枠の側面図である。
【図５】 型枠に吹付作業を行う場合の説明図である。
【図６】 ノズル支持部分の変形例である。
【符号の説明】
１…吹付装置、１０…建設機械本体、１１…走行手段、１２…旋回台、１２Ａ…軸支部、２０…ブーム、２１…第１ブーム、２１Ａ…軸支部、２２…第２ブーム、２２Ａ…軸支部、２３…旋回台、２３Ａ…上側円板、２３Ｂ…下側円板、２３Ｃ…軸部、２４…リンク、２４ａ…軸支部、２５，２６…ブームシリンダー、２７…旋回台シリンダー、２８…旋回シリンダー、３０…主ガイド体、３１…レール部、４０…係止スライド部、４２…ガイドスプロケット、４３…スプロケット、４４…チェーン、５０…副ガイド体、５１…スライドロッド、５１Ａ…中空ガイド、５１Ｂ…貫通ロッド、５１Ｃ…連結材、５２…内側円板、５２Ａ…ブラケット、５３…外側円板、５４…ノズル支持枠、５５…スライドロッドシリンダー、５６…ノズル支持枠シリンダー、６１…吹付ノズル、６２…吹付ホース、７１…型枠、８０…ノズル支持体、８０Ａ…ベース、８２…旋回駆動モータ、８３Ａ…出力軸本体、８３Ｂ…連結ピン、８３Ｃ…支持軸、８３Ｄ…軸受、８５…ホルダー、Ｃ…吹付材料、Ｌ…法面、Ｓ…接地面。

Claims (3)

1. ブームを有し法尻側に位置される建設機械のブーム先端部に、法面の高さ方向に沿う主ガイド体が、その延在方向中間部において、法面と交差する軸心を中心として旋回自在に、かつ法面となす角度が調整自在に伏仰自在に保持され、
   吹付材料の吹付導路の先端部の吹付ノズルが副ガイド体に対して保持され、この副ガイド体は、前記主ガイド体が延びる方向と交差する方向に前記吹付ノズルを移動自在に保持し、
   前記副ガイド体は、前記主ガイド体に対して、当該主ガイド体の延在方向に移動自在に係止スライド部を介して取り付けられ、
   前記主ガイド体は中空構造とされ、当該主ガイド体内部の延在方向端部にスプロケットが設けられ、他の端部にも設けられた２つのスプロケット間にチェーンが巻き掛けられ、
   前記係止スライド部の幅方向中央部に凸部が設けられ、この凸部と前記チェーンの一部とが固定され、前記スプロケットが回転すると、これにあわせて前記係止スライド部が前記副ガイド体と共に前記主ガイド体の延在方向に移動する構成とされ、
   前記副ガイド体はスライドロッドを有し、このスライドロッドは、前記係止スライド部の底面に固定された中空ガイドと、この中空ガイドの内部を貫通する貫通ロッドと、この貫通ロッドと連結されたスライドロッドシリンダーとを有し、
   このスライドロッドシリンダーの伸縮により、前記貫通ロッドが前記前記吹付ノズルと共に当該貫通ロッドの延在方向にスライドする構成とされていることを特徴とする法面への吹付材料の吹付装置。
2. 前記ブーム先端部に旋回台を介して前記主ガイド体が保持され、この旋回台の非旋回部と前記主ガイド体とを連結し、前記軸心を中心として旋回させる旋回手段を有し、
   前記ブーム先端部に旋回台の非旋回部を法面となす角度を調整自在に伏仰させる伏仰手段を有する請求項１記載の法面への吹付材料の吹付装置。
3. 前記吹付ノズルが、その吹付材料の吐出方向を変えるように首振り自在に前記副ガイド体に対して保持されている請求項１または２記載の法面への吹付材料の吹付装置。

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