JP6909543B2

JP6909543B2 - Tunnel cleaning device and tunnel cleaning system

Info

Publication number: JP6909543B2
Application number: JP2018177322A
Authority: JP
Inventors: 敏之石井; 雅裕栗本
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: JP2020045743A

Description

本発明は、トンネル研掃装置およびトンネル研掃システムに関し、特に内面が曲面になったトンネルの補修工事に適用して有効なトンネル研掃技術に関するものである。 The present invention relates to a tunnel cleaning device and a tunnel cleaning system, and more particularly to a tunnel cleaning technique effective when applied to repair work of a tunnel having a curved inner surface.

高速道路や一般道に構築されているトンネルには、ボックスカルバートなどを使用した断面が矩形のトンネルや、湾曲したセグメントなどを使用した断面が円形や馬蹄形のトンネルがある。そして、前者のトンネルは、天井や壁が平面で構成されているのに対して、後者のトンネルは曲面で構成されている。 Tunnels constructed on highways and general roads include tunnels with a rectangular cross section using box culverts and tunnels with a circular or horseshoe-shaped cross section using curved segments. The former tunnel has a flat ceiling and walls, while the latter tunnel has a curved surface.

トンネルは、供用開始から所定期間経過したならば、劣化した表面を削り取って目荒しや塗膜除去を行う下地処理をした後、コンクリート改質剤を塗布する表面処理を行う補修工事が実行される。 After a predetermined period of time has passed from the start of operation of the tunnel, repair work is carried out by scraping off the deteriorated surface to perform surface treatment to remove roughening and coating film, and then surface treatment to apply a concrete modifier. ..

ここで、下地処理作業は、作業箇所に高所作業台を設置し、当該作業台に作業員が乗って人力で行っていた。しかしながら、人力での作業は、重量のある工具を用いて上向き姿勢で行わなければならないために作業効率が悪く、時間がかかるのみならず費用も嵩むことになる。 Here, the groundwork treatment work was performed manually by installing a workbench at a high place at the work place and having a worker ride on the workbench. However, since the manual work must be performed in an upward posture using a heavy tool, the work efficiency is poor, and not only is it time-consuming but also costly.

そこで、例えば特許文献１（特開２０１７−０４０１０３号公報）に記載のように、人力によらず、自動的にトンネル天井面の研掃を行うトンネル天井面研掃装置が提案されている。 Therefore, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-040103), a tunnel ceiling surface cleaning device that automatically cleans the tunnel ceiling surface without human power has been proposed.

特開２０１７−０４０１０３号公報JP-A-2017-040103

特許文献１に記載のトンネル天井面研掃装置は、平面形状になったトンネルの天井を自動的に研掃するには有効な装置であるが、曲面形状になったトンネルの研掃に適用することはできない。つまり、特許文献１のトンネル天井面研掃装置では、トンネルの曲面に沿って研掃手段を動かすことができない。 The tunnel ceiling surface cleaning device described in Patent Document 1 is an effective device for automatically cleaning the ceiling of a tunnel having a flat shape, but is applied to cleaning a tunnel having a curved shape. It is not possible. That is, in the tunnel ceiling surface cleaning device of Patent Document 1, the cleaning means cannot be moved along the curved surface of the tunnel.

そこで、本発明者等は、上下動するロッドの先端に研掃手段を揺動自在に取り付け、トンネルの曲面に沿って研掃手段を揺動させた状態で押し付けるとの着想を得た。 Therefore, the present inventors have come up with the idea that the cleaning means is swingably attached to the tip of the rod that moves up and down, and the cleaning means is pressed in a state of being swung along the curved surface of the tunnel.

ここで、研掃手段は大きな押し付け力により確実にトンネルの内面に押し付けなければならない。そして、研掃手段を大きな力で押し付ける場合、押し付け用のロッドの軸力を大きくしなければならないが、前述した構造では、押し付け力を大きくするとロッドの先端の水平力が大きくなりロッドの撓みが大きくなる。 Here, the cleaning means must be surely pressed against the inner surface of the tunnel by a large pressing force. When the cleaning means is pressed with a large force, the axial force of the pressing rod must be increased. However, in the above-mentioned structure, when the pressing force is increased, the horizontal force at the tip of the rod increases and the rod bends. growing.

ロッドの撓みを小さくするにはロッドの剛性を大きくすればよいが、そのためにはロッドが大きくなり、重量が重くなってしまう。 In order to reduce the bending of the rod, the rigidity of the rod should be increased, but for that purpose, the rod becomes large and the weight becomes heavy.

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、内面が曲面になったトンネルに研掃手段を確実に押し付けて研掃することのできるトンネル研掃装置およびトンネル研掃システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made from the above-mentioned technical background, and provides a tunnel cleaning device and a tunnel cleaning system capable of reliably pressing a cleaning means against a tunnel having a curved inner surface for cleaning. The purpose is to do.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のトンネル研掃装置は、曲面になったトンネル内面を研掃するトンネル研掃装置であって、ベースプレート上に垂直に設けられ、駆動手段で上下動するロッドと、基端が前記ロッドの先端に位置するとともに、先端が前記ロッドの延長線上とは異なる位置になったアーム部と、前記アーム部の先端に揺動自在に取り付けられ、トンネルの内面を研掃する研掃手段と、前記ベースプレートをトンネルの延伸方向である第１の方向および前記第１の方向と水平に直交する第２の方向に往復移動させる移動手段と、を有し、前記研掃手段は、前記移動手段により前記第１の方向に移動しながら研掃を行い、その後、前記第２の方向に移動するとともに前記ロッドにより上昇または下降しトンネル内面に追随して揺動して次の研掃位置に移行し、前記第１の方向に移動しながら研掃を行う動作を繰り返す、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the tunnel cleaning device of the present invention according to claim 1 is a tunnel cleaning device that cleans the inner surface of a curved tunnel, and is provided vertically on a base plate and is a driving means. A rod that moves up and down, an arm portion whose base end is located at the tip of the rod and whose tip is located at a position different from that on the extension line of the rod, and an arm portion that is swingably attached to the tip of the arm portion. Yes and blast means for blast the inner surface of the tunnel, and moving means for reciprocating the base plate in a first direction and said first direction and a second direction perpendicular to the horizontal which is the extending direction of the tunnel, the Then, the cleaning means performs cleaning while moving in the first direction by the moving means, and then moves in the second direction and ascends or descends by the rod to follow the inner surface of the tunnel. It swings to move to the next cleaning position, and repeats the operation of performing cleaning while moving in the first direction .

請求項２に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記アーム部は、前記ロッドに対して斜め上方に屈曲している、ことを特徴とする。 The tunnel cleaning device of the present invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the arm portion is bent obliquely upward with respect to the rod.

請求項３に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項１または２記載の発明において、前記研掃手段は、前記ロッドに垂直方向に回動自在となって取り付けられた取付台と、上方を向けて前記取付台に設置され、トンネルの内面を研掃する研掃機と、前記取付台の上面に設置された複数のキャスタと、を有することを特徴とする。 The tunnel cleaning device of the present invention according to claim 3 is the same as that of the invention according to claim 1 or 2, wherein the cleaning means is rotatably attached to the rod in a vertical direction. It is characterized by having a sweeper installed on the mounting base with the head facing upward and sweeping the inner surface of the tunnel, and a plurality of casters installed on the upper surface of the mounting base.

請求項４に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項３記載の発明において、前記研掃機は、噴射口からトンネルの内面に研削材を噴射して当該トンネルの内面を研削する、ことを特徴とする。 The tunnel sweeping apparatus of the present invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the sweeper injects an abrasive from an injection port onto the inner surface of the tunnel to grind the inner surface of the tunnel. , Characterized by.

請求項５に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項３または４記載の発明において、前記研掃手段は、前記取付台を上下動可能に支持するエアシリンダをさらに有する、ことを特徴とする。 The tunnel cleaning device of the present invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4, wherein the cleaning means further includes an air cylinder that supports the mounting base so as to be movable up and down. It is a feature.

請求項６に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、前記ベースプレートに載置され、前記ロッドを水平方向に回転自在に搭載するターンテーブルをさらに有する、ことを特徴とする。 The tunnel cleaning device of the present invention according to claim 6 is mounted on the base plate in the invention according to any one of claims 1 to 5, and the rod is rotatably mounted in the horizontal direction. It is characterized by having an additional turntable.

請求項７に記載の本発明のトンネル研掃装置は、上記請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、前記ベースプレートは、水平方向に回転自在となっている、ことを特徴とする。 The tunnel cleaning device of the present invention according to claim 7 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 5, the base plate is rotatable in the horizontal direction. do.

上記課題を解決するため、請求項８に記載の本発明のトンネル研掃システムは、請求項１〜７の何れか一項に記載のトンネル研掃装置と、デッキ部に前記トンネル研掃装置が取り付けられた高所作業車と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the tunnel cleaning system of the present invention according to claim 8 includes the tunnel cleaning device according to any one of claims 1 to 7 and the tunnel cleaning device on the deck portion. It is characterized by having an aerial work platform attached.

本発明によれば、研掃手段を研掃面に押し付けたときのロッド先端の水平変位が小さくなるので、内面が曲面になったトンネルに対して研掃手段を大きな押し付け力で確実に押し付けて研掃することが可能になる。 According to the present invention, since the horizontal displacement of the rod tip when the cleaning means is pressed against the cleaning surface is small, the cleaning means is surely pressed against the tunnel having a curved inner surface with a large pressing force. It becomes possible to clean up.

本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置が取り付けられたトンネル研掃システムを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the tunnel cleaning system which attached the tunnel cleaning apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を示す正面図である。It is a front view which shows the tunnel cleaning apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を示す側面図である。It is a side view which shows the tunnel sweeping apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を構成する移動手段を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the moving means which comprises the tunnel cleaning apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置に設けられた研掃手段を示す平面図である。It is a top view which shows the cleaning means provided in the tunnel cleaning apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明者等が検討対象としたトンネル研掃装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the tunnel cleaning apparatus which the present inventor et al. Examined. 図６のトンネル研掃装置における押し付け力を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the pressing force in the tunnel cleaning apparatus of FIG. 片持ち梁の先端に水平力が作用した場合を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the case where the horizontal force acts on the tip of a cantilever beam. 片持ち梁の先端に回転モーメントが作用した場合を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the case where the rotational moment acts on the tip of a cantilever beam. 本実施の形態に係るトンネル研掃装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the tunnel cleaning apparatus which concerns on this embodiment. 図１０のトンネル研掃装置における押し付け力を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the pressing force in the tunnel cleaning apparatus of FIG. 本実施の形態のトンネル研掃装置を用いたトンネル内面の研掃を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cleaning of the inner surface of a tunnel using the tunnel cleaning apparatus of this embodiment. 本実施の形態のトンネル研掃装置におけるアーム部の形状の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the shape of the arm part in the tunnel sweeping apparatus of this embodiment. 本実施の形態のトンネル研掃装置におけるアーム部の形状の他の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other modification of the shape of the arm part in the tunnel sweeping apparatus of this embodiment.

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawing for demonstrating the embodiment, the same constituent elements are in principle given the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

図１は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置が取り付けられたトンネル研掃システムを示す概念図、図２は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を示す正面図、図３は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を示す側面図、図４は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置を構成する移動手段を示す説明図、図５は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃装置に設けられた研掃手段を示す平面図である。なお、図２および図３においては、トンネル研掃装置を構成する移動手段の一部は図示が省略されている。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a tunnel cleaning system to which a tunnel cleaning device according to an embodiment of the present invention is attached, and FIG. 2 is a front view showing a tunnel cleaning device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view showing a tunnel cleaning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an explanatory view showing a moving means constituting the tunnel cleaning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view. It is a top view which shows the cleaning means provided in the tunnel cleaning apparatus which is one Embodiment of this invention. In addition, in FIGS. 2 and 3, a part of the moving means constituting the tunnel cleaning device is not shown.

図１に示すように、本実施の形態のトンネル研掃システムは、高所で作業を行うための特殊車輌である高所作業車Ｖと、当該高所作業車Ｖに設置されたブームＶａの先端のデッキ部Ｖｂに取り付けられたトンネル研掃装置Ｍとを備えている。ブームＶａは、起伏および旋回が可能になっており、さらに直線的に伸縮可能になっている。そして、ブームＶａを動かして所定の高さ位置に設定することで、トンネル研掃装置Ｍによるトンネル（特に、内面が曲面になったトンネル）の研掃が行われる。 As shown in FIG. 1, the tunnel cleaning system of the present embodiment has an aerial work platform V, which is a special vehicle for performing work at a high place, and a boom Va installed on the aerial work platform V. It is equipped with a tunnel cleaning device M attached to the deck portion Vb at the tip. The boom Va can be undulated and swiveled, and can be expanded and contracted linearly. Then, by moving the boom Va to set it at a predetermined height position, the tunnel cleaning device M cleans the tunnel (particularly, the tunnel having a curved inner surface).

なお、高所作業車Ｖは、このような伸縮ブーム型ではなく、ブームが途中で屈折する屈折ブーム型でもよく、デッキ部Ｖｂが垂直に昇降するリフタ型（マストブーム式・シザース式）でもよい。 The aerial work platform V may be a refraction boom type in which the boom bends in the middle, or a lifter type (mast boom type / scissors type) in which the deck portion Vb moves up and down vertically, instead of such a telescopic boom type. ..

図２および図３に詳しく示すように、トンネル研掃装置Ｍは、ベースプレート１０およびベースプレート１０を水平方向に移動させる移動手段１１を備えている。また、ベースプレート１０上には、ロッド１５を上下方向に延びるようにして保持する保持フレーム１２が設置されている。また、ベースプレート１０上には、当該ベースプレート上に立設されたロッド１５を上下動させるためのエアシリンダ（駆動手段）１３が設置されている。このエアシリンダ１３は、中空になったロッド１５の内部空間に配置されており、当該ロッド１５により起立した状態に保持されている。 As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the tunnel cleaning device M includes a base plate 10 and a moving means 11 for moving the base plate 10 in the horizontal direction. Further, a holding frame 12 for holding the rod 15 so as to extend in the vertical direction is installed on the base plate 10. Further, an air cylinder (driving means) 13 for moving the rod 15 erected on the base plate up and down is installed on the base plate 10. The air cylinder 13 is arranged in the internal space of the hollow rod 15, and is held in an upright state by the rod 15.

エアシリンダ１３のシリンダロッド１３ａは、ロッド１５内において径方向に設けられた取付板１５−１に取り付けられている。これにより、ロッド１５はエアシリンダ１３に駆動されて上下動し、研掃時において後述する研掃手段１７をトンネルの内面に押し付ける。なお、保持フレーム１２には、ロッド１５の両側を支持するローラ対１６ａ，１６ｂが上下２段に設けられている。したがって、ロッド１５はローラ対１６ａ，１６ｂに支持された状態で上下動するようになっており、安定的な上下動が可能になっている。 The cylinder rod 13a of the air cylinder 13 is attached to a mounting plate 15-1 provided in the radial direction in the rod 15. As a result, the rod 15 is driven by the air cylinder 13 and moves up and down, and at the time of cleaning, the cleaning means 17 described later is pressed against the inner surface of the tunnel. The holding frame 12 is provided with roller pairs 16a and 16b that support both sides of the rod 15 in two upper and lower stages. Therefore, the rod 15 moves up and down while being supported by the roller pairs 16a and 16b, and stable up and down movement is possible.

なお、ロッド１５を上下動させる駆動手段としては、本実施の形態に示すエアシリンダ１３以外に、例えば油圧シリンダやチェーンによる昇降機構などを用いてもよい。また、伸縮可能なロッドを用い、本実施の形態のようにロッド全体ではなく、ロッドの一部を上下動させるようにしてもよい。 As the driving means for moving the rod 15 up and down, for example, a hydraulic cylinder or a lifting mechanism using a chain may be used in addition to the air cylinder 13 shown in the present embodiment. Further, a stretchable rod may be used, and a part of the rod may be moved up and down instead of the entire rod as in the present embodiment.

また、ベースプレート１０とエアシリンダ１３との間にはターンテーブル１４が介在されている。すなわち、エアシリンダ１３は、ベースプレート１０に載置されたターンテーブル１４上に搭載されており、当該ターンテーブル１４により水平方向に回転自在になっている。 A turntable 14 is interposed between the base plate 10 and the air cylinder 13. That is, the air cylinder 13 is mounted on the turntable 14 mounted on the base plate 10, and is rotatable in the horizontal direction by the turntable 14.

なお、ターンテーブル１４は研掃手段１７のトンネル内面に対する水平方向の研掃角度を微調整するために用いられるが、微調整までは必要ない場合も考えられる。そのような場合には、ターンテーブル１４を設けることなく、ベースプレート１０上に直接保持フレーム１２やエアシリンダ１３などを搭載するようにしてもよい。 The turntable 14 is used for finely adjusting the horizontal cleaning angle of the cleaning means 17 with respect to the inner surface of the tunnel, but it is possible that fine adjustment is not necessary. In such a case, the holding frame 12 or the air cylinder 13 may be mounted directly on the base plate 10 without providing the turntable 14.

ここで、移動手段１１は、図４に示すように、ベースプレート１０を第１の方向Ｄ１に往復移動させる第１の移動機構部１１ａと、ベースプレート１０を第１の方向Ｄ１と直交する第２の方向Ｄ２に往復移動させる第２の移動機構部１１ｂとからなる。 Here, as shown in FIG. 4, the moving means 11 has a first moving mechanism portion 11a that reciprocates the base plate 10 in the first direction D1 and a second moving mechanism portion 11a that makes the base plate 10 orthogonal to the first direction D1. It includes a second moving mechanism portion 11b that reciprocates in the direction D2.

図２および図３において、ベースプレート１０の裏面の四隅には車輪１０ａが取り付けられており、第１の移動機構部１１ａは、ベースプレート１０が車輪１０ａを介して走行可能に載置される第１のレール１１ａ−１、および第１のレール１１ａ−１上のベースプレート１０を第１の方向Ｄ１に往復移動させるモータ（第１の駆動体）１１ａ−２を備えている。モータ１１ａ−２は第１のレール１１ａ−１の一方端に設置されており、モータ１１ａ−２の回転軸に取り付けられたスプロケット１１ａ−３ａと第１のレール１１ａ−１の他方端に回転自在に設置されたスプロケット１１ａ−３ｂとの間には、チェーン１１ａ−４が掛け渡されている。さらに、チェーン１１ａ−４には、ベースプレート１０の下面から延びた伝達棒１０ｂの先端が固定されている。 In FIGS. 2 and 3, wheels 10a are attached to the four corners of the back surface of the base plate 10, and the first moving mechanism portion 11a is the first on which the base plate 10 is movably mounted via the wheels 10a. A motor (first driving body) 11a-2 for reciprocating the rail 11a-1 and the base plate 10 on the first rail 11a-1 in the first direction D1 is provided. The motor 11a-2 is installed at one end of the first rail 11a-1, and is rotatable on the other end of the sprocket 11a-3a attached to the rotating shaft of the motor 11a-2 and the first rail 11a-1. A chain 11a-4 is hung between the sprocket 11a-3b installed in the above. Further, the tip of the transmission rod 10b extending from the lower surface of the base plate 10 is fixed to the chain 11a-4.

したがって、モータ１０ｃの回転によりチェーン１１ａ−４が周方向に回転すると伝達棒１０ｂが第１の方向Ｄ１に移動し、これに伴ってベースプレート１０が第１のレール１１ａ−１上を走行して第１の方向Ｄ１に移動する。 Therefore, when the chain 11a-4 rotates in the circumferential direction due to the rotation of the motor 10c, the transmission rod 10b moves in the first direction D1, and the base plate 10 travels on the first rail 11a-1 accordingly. Move in the direction D1 of 1.

第１のレール１１ａ−１の端部の４箇所には、第１のレール１１ａ−１の延伸方向と直交する方向を回転面とする車輪（図示せず）が取り付けられている。また、図４において、第１のレール１１ａ−１の両端には、第１のレール１１ａ−１とで矩形のフレームを形成するタイロッド１１ａ−５が設置されている。 Wheels (not shown) having a rotation surface in a direction orthogonal to the extending direction of the first rail 11a-1 are attached to four positions at the ends of the first rail 11a-1. Further, in FIG. 4, tie rods 11a-5 forming a rectangular frame with the first rail 11a-1 are installed at both ends of the first rail 11a-1.

そして、第２の移動機構部１１ｂは、第１のレール１１ａ−１が車輪を介して走行可能に載置される第２のレール１１ｂ−１、および第２のレール１１ｂ−１上の第１のレール１１ａ−１を第２の方向Ｄ２に往復移動させるモータ（第２の駆動体）１１ｂ−２を備えている。また、第２のレール１１ｂ−１の両端にも、第２のレール１１ｂ−１とで矩形のフレームを形成するタイロッド１１ｂ−３が設置されている。モータ１１ｂ−２は一方のタイロッド１１ｂ−３の略中央部分に設置されており、その回転軸上にはシャフト１１ｂ−４が取り付けられている。また、他方のタイロッド１１ｂ−３におけるモータ１１ｂ−２との対向位置には、シャフト１１ｂ−４の先端を回転自在に支持する軸受１１ｂ−５が設置されている。さらに、第１の移動機構部１１ａにおけるシャフト１１ｂ−４に対応した位置には、一対の第１のレール１１ａ−１を連結するとともに当該シャフト１１ｂ−４が貫通する突起片１１ａ−６ａが裏面に取り付けられた連結棒１１ａ−６が設けられている。前述したシャフト１１ｂ−４には雄ネジが形成され、シャフト１１ｂ−４が貫通する突起片１１ａ−６ａには、当該雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。 Then, the second moving mechanism portion 11b is a first on the second rail 11b-1 and the second rail 11b-1 on which the first rail 11a-1 is mounted so as to be travelable via the wheels. The rail 11a-1 is provided with a motor (second drive body) 11b-2 for reciprocating in the second direction D2. Further, tie rods 11b-3 forming a rectangular frame with the second rail 11b-1 are also installed at both ends of the second rail 11b-1. The motor 11b-2 is installed in a substantially central portion of one of the tie rods 11b-3, and a shaft 11b-4 is mounted on the rotation shaft thereof. A bearing 11b-5 that rotatably supports the tip of the shaft 11b-4 is installed at a position of the other tie rod 11b-3 facing the motor 11b-2. Further, at a position corresponding to the shaft 11b-4 in the first moving mechanism portion 11a, a pair of first rails 11a-1 are connected and a protrusion 11a-6a through which the shaft 11b-4 penetrates is placed on the back surface. The attached connecting rods 11a-6 are provided. A male screw is formed on the shaft 11b-4 described above, and a female screw screwing with the male screw is formed on the protrusions 11a-6a through which the shaft 11b-4 penetrates.

したがって、モータ１１ｂ−２によりシャフト１１ｂ−４が回転すると連結棒１１ａ−６において回転運動が直線運動に変換され、これにより第１のレール１１ａ−１が第２のレール１１ｂ−１上を走行して第２の方向Ｄ２に移動する。 Therefore, when the shaft 11b-4 is rotated by the motor 11b-2, the rotational motion is converted into a linear motion in the connecting rod 11a-6, whereby the first rail 11a-1 travels on the second rail 11b-1. And move in the second direction D2.

なお、移動手段１１は図４に示すものに限定されるものではなく、ベースプレート１０を水平方向に移動させることができる限り、様々な構造を採用することができる。また、移動手段１１は、ベースプレート１０をトンネルの延伸方向、つまり後述する研掃手段１７がトンネルを研掃する方向に移動させることができれば足り、本実施の形態のように、所定範囲内の水平面に対して移動させることができなくてもよい。 The moving means 11 is not limited to the one shown in FIG. 4, and various structures can be adopted as long as the base plate 10 can be moved in the horizontal direction. Further, it is sufficient that the moving means 11 can move the base plate 10 in the extending direction of the tunnel, that is, in the direction in which the cleaning means 17 described later cleans the tunnel, and the horizontal plane within a predetermined range as in the present embodiment. It does not have to be able to move against.

さて、図２および図３に示すように、エアシリンダ１３により上下動するロッド１５の先端にはアーム部１８が固定されている。このアーム部１８は、基端がロッド１５の先端に位置しており、先端には、トンネルの内面を研掃する研掃手段１７が揺動自在に設置されている。図示するように、アーム部１８は、ロッド１５に対して斜め上方に屈曲するように固定されており、このようなアーム部１８の先端に研掃手段１７が揺動自在に取り付けられることにより、内面が曲面になったトンネルに対して大きな押し付け力が得られるようになっている。なお、押し付け力についての詳細は後述する。 As shown in FIGS. 2 and 3, an arm portion 18 is fixed to the tip of a rod 15 that moves up and down by an air cylinder 13. The base end of the arm portion 18 is located at the tip of the rod 15, and a sweeping means 17 for sweeping the inner surface of the tunnel is swingably installed at the tip. As shown in the figure, the arm portion 18 is fixed so as to bend diagonally upward with respect to the rod 15, and the cleaning means 17 is swingably attached to the tip of such an arm portion 18. A large pressing force can be obtained against a tunnel whose inner surface is curved. The details of the pressing force will be described later.

なお、本願ではロッド１５とアーム部１８とが別体になっているが、両者を一体にし、ロッド１５の上部を屈曲してアーム部としてもよい。 Although the rod 15 and the arm portion 18 are separate bodies in the present application, they may be integrated and the upper portion of the rod 15 may be bent to form an arm portion.

研掃手段１７は、ロッド１５に揺動自在に取り付けられた取付台１７ａと、トンネルの内面を研掃する研掃機１７ｂとを備えている。 The cleaning means 17 includes a mounting base 17a that is swingably attached to the rod 15 and a cleaning machine 17b that cleans the inner surface of the tunnel.

すなわち、図３に示すように、アーム部１８は、ロッド１５に取り付けられたベース板１８ａと、ベース板の両端に立設された２枚の支持板１８ｂとで構成されている。そして、取付台１７ａの下面両端に設けられた２枚の回動板１７ａ−１が２枚の支持板１８ｂに対してそれぞれ垂直方向に回動自在に取り付けられることにより、取付台１７ａがアーム部１８に対して揺動自在になっている。 That is, as shown in FIG. 3, the arm portion 18 is composed of a base plate 18a attached to the rod 15 and two support plates 18b erected at both ends of the base plate. Then, the two rotating plates 17a-1 provided on both ends of the lower surface of the mounting base 17a are rotatably mounted in the direction perpendicular to the two support plates 18b, so that the mounting base 17a is attached to the arm portion. It is swingable with respect to 18.

図５に示すように、トンネルの内面と対向してトンネルの研掃を行う研掃機１７ｂは、上方を向けて取付台１７ａに設置されている。また、取付台１７ａの上面の四隅にはキャスタ１７ｃが設けられており、研掃時には、当該キャスタ１７ｃがトンネルの内面と接することで取付台１７ａとトンネル内面とが一定の間隔に保たれつつ、研掃手段１７の移動に伴って当該キャスタ１７ｃがトンネルの内面により回転するようになっている。 As shown in FIG. 5, the sweeper 17b that cleans the tunnel facing the inner surface of the tunnel is installed on the mounting base 17a with its head facing upward. In addition, casters 17c are provided at the four corners of the upper surface of the mounting base 17a, and during cleaning, the casters 17c come into contact with the inner surface of the tunnel, so that the mounting base 17a and the inner surface of the tunnel are maintained at a constant distance. As the cleaning means 17 moves, the caster 17c rotates due to the inner surface of the tunnel.

なお、キャスタ１７ｃの個数や取付位置は本実施の形態に限定されるものではなく、自由に設定することができる。 The number and mounting positions of the casters 17c are not limited to the present embodiment, and can be freely set.

研掃機１７ｂには、内側から外側に向かって、トンネルの内面に研削材を噴射してトンネルの劣化部分を研削する円形の噴射口１７ｂ−１、研削されたトンネル内面の剥離片や噴射された研削材を負圧吸引する円形の吸引口１７ｂ−２、および剥離片や研削材の飛散を防止するために吸引口１７ｂ−２の周縁に設けられたリングブラシ１７ｂ−３が、同心円状に配置されている。 The sweeper 17b has a circular injection port 17b-1 that injects abrasives onto the inner surface of the tunnel to grind the deteriorated portion of the tunnel from the inside to the outside, and the peeled pieces and injections on the ground inner surface of the tunnel. The circular suction port 17b-2 that sucks the abrasive material under negative pressure and the ring brush 17b-3 provided on the periphery of the suction port 17b-2 to prevent the peeled pieces and the abrasive material from scattering are concentrically formed. Have been placed.

図示するように、研掃機１７ｂは２台設置されている。そして、それぞれの研掃機１７ｂは、噴射口１７ｂ−１が研掃手段１７の揺動方向と直交する方向（つまり、研掃する方向）に対して相互にずらして（オーバーラップして）取り付けられている。本実施の形態では、噴射口１７ｂ−１の直径が８０ｍｍ、オーバーラップ寸法が４０ｍｍとなっている。したがって、トンネル内面に対して研削材が１２０ｍｍの幅で噴射されることになる。但し、これらの数値は例示に過ぎず、本発明がこれらの数値に拘束されるものではない。 As shown in the figure, two sweepers 17b are installed. Then, each of the sweepers 17b is mounted so that the injection port 17b-1 is shifted (overlapped) from each other in the direction orthogonal to the swing direction of the sweeping means 17 (that is, the direction of sweeping). Has been done. In the present embodiment, the injection port 17b-1 has a diameter of 80 mm and an overlap dimension of 40 mm. Therefore, the abrasive is injected with a width of 120 mm on the inner surface of the tunnel. However, these numerical values are merely examples, and the present invention is not bound by these numerical values.

なお、研掃機１７ｂの設置台数は自由に設定でき、１台でも３台以上でもよい。また、研掃機１７ｂを複数台設ける場合、本実施の形態のように相互にずらして設置しなくてもよい。さらに、研掃機１７ｂは、本実施の形態のような研削材噴射型ではなく、加圧された水流でトンネルの内面を研掃するウォータージェット型などでもよい。 The number of sweepers 17b installed can be freely set, and may be one or three or more. Further, when a plurality of sweepers 17b are provided, they do not have to be staggered from each other as in the present embodiment. Further, the sweeper 17b may be a water jet type for sweeping the inner surface of the tunnel with a pressurized water flow, instead of the abrasive injection type as in the present embodiment.

図２および図３に示すように、研掃手段１７には、エアシリンダ１７ｄが備えられている。このエアシリンダ１７ｄは、支持フレーム１７ｅに取り付けられてロッド１５に反力をとるように設置されており、先端が取付台１７ａに固定されている。したがって、取付台１７ａがエアシリンダ１７ｄによって上下動可能に支持されており、研掃時には、エアシリンダ１７ｄを伸長させることによって、取付台１７ａに設置されたキャスタ１７ｃがトンネルの内面に押さえ付けられる。そして、キャスタ１７ｃが押さえ付けられた状態において、リングブラシ１７ｂ−３がトンネルの内面に接触する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning means 17 is provided with an air cylinder 17d. The air cylinder 17d is attached to the support frame 17e and installed so as to take a reaction force on the rod 15, and the tip thereof is fixed to the mounting base 17a. Therefore, the mounting base 17a is supported by the air cylinder 17d so as to be vertically movable, and the casters 17c installed on the mounting base 17a are pressed against the inner surface of the tunnel by extending the air cylinder 17d during cleaning. Then, in the state where the caster 17c is pressed down, the ring brush 17b-3 comes into contact with the inner surface of the tunnel.

なお、前述したエアシリンダ１３によりロッド１５の上下位置を調整することによりキャスタ１７ｃをトンネルの内面に押さえ付けるようにすることもできる。このようにロッド１５のみで押さえ付ける場合には、エアシリンダ１７ｄを省略することができる。但し、ロッド１５で研掃手段１７の大まかな高さを調節し、エアシリンダ１７ｄでキャスタ１７ｃをトンネルの内面に押さえ付けるようにすれば、研掃手段１７を容易に適切な押圧力で押さえ付けることができる。 The caster 17c can be pressed against the inner surface of the tunnel by adjusting the vertical position of the rod 15 by the air cylinder 13 described above. When pressing only with the rod 15 in this way, the air cylinder 17d can be omitted. However, if the rough height of the cleaning means 17 is adjusted by the rod 15 and the caster 17c is pressed against the inner surface of the tunnel by the air cylinder 17d, the cleaning means 17 is easily pressed by an appropriate pressing force. be able to.

なお、以上説明した移動手段１１、エアシリンダ１３、ターンテーブル１４、研掃手段１７は、図示しないコントローラを用いて、作業者により遠隔操作される。 The moving means 11, the air cylinder 13, the turntable 14, and the cleaning means 17 described above are remotely controlled by an operator using a controller (not shown).

ここで、本発明者等が検討対象としたトンネル研掃装置と本実施の形態に係るトンネル研掃装置とに関し、内面が曲面になったトンネルに研掃手段１７を押し付けたときの押し付け力について、図６〜図１１を用いて説明する。図６は本発明者等が検討対象としたトンネル研掃装置を示す概念図、図７は図６のトンネル研掃装置における押し付け力を説明するための説明図、図８は片持ち梁の先端に水平力が作用した場合を説明するための説明図、図９は片持ち梁の先端に回転モーメントが作用した場合を説明するための説明図、図１０は本実施の形態に係るトンネル研掃装置を示す概念図、図１１は図１０のトンネル研掃装置における押し付け力を説明するための説明図である。 Here, regarding the tunnel cleaning device and the tunnel cleaning device according to the present embodiment, which the present inventors have examined, the pressing force when the cleaning means 17 is pressed against the tunnel having a curved inner surface. , 6 to 11 will be described. FIG. 6 is a conceptual diagram showing a tunnel cleaning device that was examined by the present inventors, FIG. 7 is an explanatory view for explaining a pressing force in the tunnel cleaning device of FIG. 6, and FIG. 8 is a tip of a cantilever. An explanatory view for explaining a case where a horizontal force is applied to the cantilever, FIG. 9 is an explanatory view for explaining a case where a rotational moment is applied to the tip of the cantilever, and FIG. 10 is a tunnel cleaning according to the present embodiment. A conceptual diagram showing the device, FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a pressing force in the tunnel cleaning device of FIG.

研掃手段１７によるトンネル内面の研掃では、研掃手段１７のロッド１５を鉛直方向から研掃面に押し付ける必要がある。このときの研掃手段１７の押し付け力は、押し付け用のロッド１５の軸力の分力で得られる。 In the cleaning of the inner surface of the tunnel by the cleaning means 17, it is necessary to press the rod 15 of the cleaning means 17 against the cleaning surface from the vertical direction. The pressing force of the cleaning means 17 at this time is obtained by the component force of the axial force of the pressing rod 15.

図６に示す検討対象のトンネル研掃装置では、大きな押しつけ力が必要な場合にはロッド１５の軸力を大きくしなければならないが、軸力を大きくするとロッド１５の先端の水平力が大きくなってたわみが大きくなる。そして、ロッド１５の水平方向のたわみを小さくするためには剛性を大きくしなければならないが、そうするとロッド１５の重量が重くなってしまう。 In the tunnel cleaning device to be examined shown in FIG. 6, when a large pressing force is required, the axial force of the rod 15 must be increased, but when the axial force is increased, the horizontal force at the tip of the rod 15 increases. The deflection increases. Then, in order to reduce the horizontal deflection of the rod 15, the rigidity must be increased, but this makes the weight of the rod 15 heavier.

図７において、研掃手段１７の押し付け位置での研掃面の傾斜角をβ、ロッドの軸力をＦ_Ｎとすると、トンネルの研掃面への押し付け力Ｆ_Ｐおよび水平力Ｆ_Ｈは、それぞれ、

となる。 In FIG. 7, assuming that the inclination angle of the cleaning surface at the pressing position of the cleaning means 17 is β and the axial force of the rod is F _N _{, the pressing force F P} and the horizontal force F _H on the cleaning surface of the tunnel are Each,

Will be.

また、ロッドの剛性をＥＩ、ロッドの長さをＬ、ロッドの先端荷重をＰとすると、ロッド先端のたわみδ_Ｈは、

となる。 If the rigidity of the rod is EI, the length of the rod is L, and the load at the tip of the rod is P, the deflection δ _H at the tip of the rod is

Will be.

ここで、片持ち梁の先端に水平力が作用した場合（図８）および回転モーメントが作用した場合（図９）の片持ち梁の先端の変位δ_Ｈは、それぞれ、

となる。 _{Here, the displacement δ H} of the tip of the cantilever when a horizontal force is applied to the tip of the cantilever (FIG. 8) and when a rotational moment is applied (FIG. 9), respectively.

Will be.

したがって、図１０に示す本実施の形態に係るトンネル研掃装置のように、片持ち梁の先端つまりロッド１５の先端にアーム部１８を設け、水平力と同時に当該水平力を打ち消す方向の回転モーメントを作用させれば、ロッド１５先端の水平変位を小さくすることができることが分かる。 Therefore, as in the tunnel cleaning device according to the present embodiment shown in FIG. 10, the arm portion 18 is provided at the tip of the cantilever beam, that is, the tip of the rod 15, and the rotational moment in the direction of canceling the horizontal force at the same time as the horizontal force. It can be seen that the horizontal displacement of the tip of the rod 15 can be reduced by the action of.

なお、図１１において、アーム部の長さをｄ、アーム部の水平面に対する角度（鈍角）をαとすると、トンネルの研掃面への押し付け位置であるＢ点における反力Ｆ_Ｖによって発生する回転モーメントＭ_Ｐは、

となる。 In FIG. 11, when the length of the arm portion d, and the angle (obtuse angle) with respect to the horizontal plane of the arm alpha, rotation generated by the reaction force F _V at the point B is pressed against the position of the tunnel Ken掃面Moment _MP is

Will be.

次に、以上のような構成を有するトンネル研掃装置によるトンネル内面の研掃について、図１２を用いて説明する。なお、ここでは、内面が曲面になったトンネルを研掃する場合について説明する。ここで、図１２は本実施の形態のトンネル研掃装置を用いたトンネル内面の研掃を示す説明図である。 Next, the cleaning of the inner surface of the tunnel by the tunnel cleaning device having the above configuration will be described with reference to FIG. Here, a case of cleaning a tunnel having a curved inner surface will be described. Here, FIG. 12 is an explanatory diagram showing cleaning of the inner surface of the tunnel using the tunnel cleaning device of the present embodiment.

トンネル内面の研掃においては、トンネル研掃装置Ｍが取り付けられた高所作業車Ｖを研掃エリアへと移動する。そして、ブームＶａを動かしてトンネル研掃装置Ｍを所定の高さ位置に設定する。 In the cleaning of the inner surface of the tunnel, the aerial work platform V to which the tunnel cleaning device M is attached is moved to the cleaning area. Then, the boom Va is moved to set the tunnel cleaning device M at a predetermined height position.

そして、移動手段１１によりベースプレート１０を水平方向に動かし、研掃手段１７を移動手段１１の端部に配置する。 Then, the moving means 11 moves the base plate 10 in the horizontal direction, and the cleaning means 17 is arranged at the end of the moving means 11.

続いて、トンネル研掃装置Ｍに設けられた研掃手段１７の水平移動方向とトンネルの延伸方向とが平行になり、且つ、研掃手段１７の揺動方向がトンネルの延伸方向と直交する方向となるように、ブームＶａやターンテーブル１４によりトンネル研掃装置Ｍの水平方向（つまり、研掃手段１７の研掃角度）を調整する。これは、トンネルの延伸方向と研掃手段１７の水平移動方向とを平行に保たないと研掃位置が上下にずれてしまうからである。なお、調整にあたっては、ブームＶａでベースプレート１０の粗調整を行った後に、ターンテーブル１４で微調整を行うようにするのが望ましい。 Subsequently, the horizontal movement direction of the cleaning means 17 provided in the tunnel cleaning device M is parallel to the extending direction of the tunnel, and the swinging direction of the cleaning means 17 is orthogonal to the extending direction of the tunnel. The horizontal direction of the tunnel cleaning device M (that is, the cleaning angle of the cleaning means 17) is adjusted by the boom Va and the turntable 14. This is because the cleaning position will shift up and down unless the extending direction of the tunnel and the horizontal moving direction of the cleaning means 17 are kept parallel. In the adjustment, it is desirable to make a rough adjustment of the base plate 10 with the boom Va and then make a fine adjustment with the turntable 14.

なお、ここでは、移動手段１１における第１の方向Ｄ１（研掃手段１７が第１の移動機構部１１ａによって移動する方向）がトンネルの延伸方向に対応した方向とする。 Here, the first direction D1 in the moving means 11 (the direction in which the cleaning means 17 moves by the first moving mechanism portion 11a) is the direction corresponding to the extending direction of the tunnel.

トンネル研掃装置Ｍの水平方向の調整を行ったならば、トンネル研掃装置Ｍのロッド１５により研掃手段１７を上昇させ、さらにエアシリンダ１７ｄにより取付台１７ａを上昇させて、研掃手段１７をトンネルの内面に押さえ付ける。 After adjusting the tunnel cleaning device M in the horizontal direction, the cleaning means 17 is raised by the rod 15 of the tunnel cleaning device M, and the mounting base 17a is raised by the air cylinder 17d to raise the cleaning means 17 Is pressed against the inner surface of the tunnel.

すなわち、研掃手段１７は、ロッド１５に固定されたアーム部１８の先端に揺動自在に設置されているので、ロッド１５やエアシリンダ１７ｄで研掃手段１７を上昇させると、当該研掃手段１７はトンネルの曲面に追随して揺動するとともに（図１２参照）、取付台１７ａに設置されたキャスタ１７ｃがトンネルの内面に押さえ付けられる。しかも、アーム部１８は、ロッド１５に対して斜め上方に屈曲するように固定されているので、研掃手段１７を研掃面に押し付けたときのロッド１５先端の水平変位が小さくなる。これにより、内面が曲面になったトンネルに対して研掃手段１７を大きな押し付け力で押し付けることができ、研掃手段１７を確実に押し付けて研掃することが可能になる。なお、このときの研掃手段１７の位置を、図１２において、符号Ｒ１で示す。 That is, since the cleaning means 17 is swingably installed at the tip of the arm portion 18 fixed to the rod 15, when the cleaning means 17 is raised by the rod 15 or the air cylinder 17d, the cleaning means 17 is raised. The 17 swings following the curved surface of the tunnel (see FIG. 12), and the casters 17c installed on the mounting base 17a are pressed against the inner surface of the tunnel. Moreover, since the arm portion 18 is fixed so as to bend diagonally upward with respect to the rod 15, the horizontal displacement of the tip of the rod 15 when the cleaning means 17 is pressed against the cleaning surface is reduced. As a result, the cleaning means 17 can be pressed against the tunnel having a curved inner surface with a large pressing force, and the cleaning means 17 can be reliably pressed for cleaning. The position of the cleaning means 17 at this time is indicated by reference numeral R1 in FIG.

ここで、トンネル研掃装置Ｍは、図１２等に示すように、斜め上方に屈曲したアーム部１８がトンネルの壁面を向くようにして設置するのが望ましい。これは、アーム部１８がトンネルの壁面と反対を向くように設置した場合に比較して、当該アーム部１８により研掃手段１７をトンネルの壁面に押さえ付ける大きな力を容易に得ることができるからである。但し、アーム部１８がトンネルの壁面と反対を向くように設置することを妨げるものではない。 Here, as shown in FIG. 12 and the like, it is desirable that the tunnel cleaning device M is installed so that the arm portion 18 bent diagonally upward faces the wall surface of the tunnel. This is because, as compared with the case where the arm portion 18 is installed so as to face the wall surface of the tunnel, a large force for pressing the cleaning means 17 against the wall surface of the tunnel can be easily obtained by the arm portion 18. Is. However, this does not prevent the arm portion 18 from being installed so as to face the wall surface of the tunnel.

このようにして研掃手段１７をトンネルの内面に押さえ付けたならば、移動手段１１の第１の移動機構部１１ａによりベースプレート１０を動かして当該研掃手段１７をトンネルの延伸方向に移動させながら、内面が曲面になったトンネルを研掃する。すなわち、研掃機１７ｂの噴射口１７ｂ−１からトンネルの内面に研削材を噴射してトンネルの劣化部分を研削しつつ、吸引口１７ｂ−２でトンネル内面の剥離片や研削材を吸引していく。これにより、図１２の符号Ｒ１で示す箇所が、トンネルの延伸方向に沿って研掃される。 When the cleaning means 17 is pressed against the inner surface of the tunnel in this way, the base plate 10 is moved by the first moving mechanism portion 11a of the moving means 11 to move the cleaning means 17 in the extending direction of the tunnel. , Clean the tunnel with a curved inner surface. That is, while the abrasive is injected from the injection port 17b-1 of the sweeper 17b to the inner surface of the tunnel to grind the deteriorated portion of the tunnel, the suction port 17b-2 sucks the peeled pieces and the abrasive on the inner surface of the tunnel. go. As a result, the portion indicated by reference numeral R1 in FIG. 12 is swept along the extending direction of the tunnel.

研掃手段１７をトンネルの延伸方向に移動させ、符号Ｒ１で示す箇所のトンネル延伸方向を研掃したならば、次は、研掃端において移動手段１１の第２の移動機構部１１ｂでベースプレート１０を動かして研掃手段１７を所定量だけ第２の方向Ｄ２（トンネルの内面から遠ざかる第２の方向Ｄ２）に移動させるとともにロッド１５により当該研掃手段１７を上昇させ、当該研掃手段１７を図１２の符号Ｒ２で示す箇所（つまり、符号Ｒ１で示す箇所より上方）に移動させる。このとき、研掃手段１７は、トンネルの符号Ｒ１で示す位置とは異なる位置である符号Ｒ２で示す位置の曲面に追随して、揺動角が僅かに水平方向に変化する。 After the cleaning means 17 is moved in the extending direction of the tunnel and the tunnel extending direction of the portion indicated by reference numeral R1 is cleaned, the next step is to use the second moving mechanism portion 11b of the moving means 11 at the cleaning end to perform the base plate 10 Is moved to move the cleaning means 17 by a predetermined amount in the second direction D2 (the second direction D2 away from the inner surface of the tunnel), and the cleaning means 17 is raised by the rod 15 to move the cleaning means 17. The tunnel is moved to the location indicated by reference numeral R2 in FIG. 12 (that is, above the location indicated by reference numeral R1). At this time, the cleaning means 17 follows the curved surface at the position indicated by the reference numeral R2, which is a position different from the position indicated by the reference numeral R1 of the tunnel, and the swing angle changes slightly in the horizontal direction.

なお、移動手段１１が、研掃手段１７がトンネルを研掃する第１の方向Ｄ１にのみベースプレート１０を移動させることができ、第２の方向Ｄ２には移動させる機能を有していない場合には、ブームＶａにより研掃手段１７を第２の方向Ｄ２に移動させるようにする。 When the moving means 11 can move the base plate 10 only in the first direction D1 in which the cleaning means 17 cleans the tunnel, and does not have the function of moving the base plate 10 in the second direction D2. Moves the cleaning means 17 in the second direction D2 by the boom Va.

ここで、研掃手段１７を下方に移動させる場合には、ロッド１５やエアシリンダ１７ｄにより研掃手段１７を下降させて当該研掃手段１７をトンネルの内面から一旦離間させておき、移動手段１１の第２の移動機構部１１ｂにより研掃手段１７を第２の方向Ｄ２（トンネルの内面に接近する第２の方向Ｄ２）に移動させる。そして、あらためて研掃手段１７を上昇させてトンネルの内面に押さえ付けなければならない。 Here, when the cleaning means 17 is moved downward, the cleaning means 17 is lowered by the rod 15 or the air cylinder 17d to temporarily separate the cleaning means 17 from the inner surface of the tunnel, and the moving means 11 is moved. The cleaning means 17 is moved in the second direction D2 (the second direction D2 approaching the inner surface of the tunnel) by the second moving mechanism unit 11b of the above. Then, the cleaning means 17 must be raised again and pressed against the inner surface of the tunnel.

これに対して、本実施の形態のように研掃手段１７を上方に移動させる場合には、研掃手段１７をトンネルの内面から離間させることなく、研掃手段１７を第２の方向Ｄ２に移動させるとともにロッド１５により上昇させればよい。よって、研掃手段１７を下方に移動させる場合と比較して、研掃手段１７の高さ位置の変更を短時間で完了させることができる。但し、研掃手段１７を下方に移動させながらトンネルの内面を研掃してもかまわない。 On the other hand, when the cleaning means 17 is moved upward as in the present embodiment, the cleaning means 17 is moved to the second direction D2 without separating the cleaning means 17 from the inner surface of the tunnel. It may be moved and raised by the rod 15. Therefore, the change in the height position of the cleaning means 17 can be completed in a short time as compared with the case where the cleaning means 17 is moved downward. However, the inner surface of the tunnel may be cleaned while the cleaning means 17 is moved downward.

さて、研掃手段１７を図１２の符号Ｒ２で示す箇所にしたならば、移動手段１１の第１の移動機構部１１ａにより、符号Ｒ１で示す箇所を研掃したときとは逆方向に研掃手段１７を移動させる。これにより、図１２の符号Ｒ２で示す箇所が、トンネルの延伸方向に沿って研掃される。 Now, if the cleaning means 17 is located at the location indicated by the reference numeral R2 in FIG. 12, the cleaning means 17 is cleaned in the direction opposite to that when the portion indicated by the reference numeral R1 is cleaned by the first moving mechanism portion 11a of the moving means 11. Move the means 17. As a result, the portion indicated by reference numeral R2 in FIG. 12 is swept along the extending direction of the tunnel.

このようにして符号Ｒ２で示す箇所のトンネルの延伸方向を研掃したならば、研掃端において移動手段１１の第２の移動機構部１１ｂにより研掃手段１７を所定量だけ第２の方向Ｄ２に移動させるとともにロッド１５により当該研掃手段１７を上昇させ、当該研掃手段１７を図１２の符号Ｒ３で示す箇所（つまり、符号Ｒ２で示す箇所より上方）に移動させる。このとき、研掃手段１７は、トンネルの符号Ｒ２で示す位置とは異なる位置である符号Ｒ３で示す位置の曲面に追随して、揺動角がさらに水平方向に変化する。そして、当該符号Ｒ３で示す箇所のトンネル延伸方向を研掃する。 When the extension direction of the tunnel at the location indicated by the symbol R2 is cleaned in this way, the cleaning means 17 is moved by a predetermined amount in the second direction D2 by the second moving mechanism portion 11b of the moving means 11 at the cleaning end. The cleaning means 17 is raised by the rod 15 and the cleaning means 17 is moved to the location indicated by reference numeral R3 in FIG. 12 (that is, above the location indicated by reference numeral R2). At this time, the cleaning means 17 follows the curved surface at the position indicated by the reference numeral R3, which is a position different from the position indicated by the reference numeral R2 of the tunnel, and the swing angle further changes in the horizontal direction. Then, the tunnel extension direction of the portion indicated by the reference numeral R3 is sharpened.

以降、同様にして研掃手段１７を下から上へと移動させながら、トンネルの研掃を行う。 After that, the tunnel is cleaned while the cleaning means 17 is moved from the bottom to the top in the same manner.

なお、図５に示すように、研掃機１７ｂの噴射口１７ｂ−１からの研削材の噴射幅（すなわち、研掃幅）は研掃手段１７の幅よりも狭いので、研掃手段１７の位置を下から上に移動させる際の移動量は研削材の噴射幅（本実施の形態では１２０ｍｍ）となる。但し、図１２では、煩雑になるのを回避するために、研掃幅と研掃手段１７の幅とを同一とした前提で図示している。 As shown in FIG. 5, since the injection width (that is, the cleaning width) of the abrasive from the injection port 17b-1 of the cleaning machine 17b is narrower than the width of the cleaning means 17, the cleaning means 17 The amount of movement when the position is moved from the bottom to the top is the injection width of the abrasive (120 mm in the present embodiment). However, in FIG. 12, in order to avoid complication, the cleaning width and the width of the cleaning means 17 are assumed to be the same.

以上説明したように、本実施の形態のトンネル研掃装置Ｍによれば、水平方向に移動するベースプレート１０上に設置された上下動可能なロッド１５の先端に、研掃手段１７が揺動自在に設置され、当該研掃手段１７で曲面形状になったトンネルの内面を研掃するようにしている。したがって、研掃手段１７が研掃位置の曲面に追随して揺動した状態で研掃が行われるようになるので、トンネルの曲面に沿って研掃手段１７を動かすことができ、内面が曲面になったトンネルを研掃することが可能になる。 As described above, according to the tunnel cleaning device M of the present embodiment, the cleaning means 17 can swing freely at the tip of the vertically movable rod 15 installed on the base plate 10 that moves in the horizontal direction. The cleaning means 17 is used to clean the inner surface of the curved tunnel. Therefore, since the cleaning means 17 swings following the curved surface of the cleaning position, the cleaning means 17 can be moved along the curved surface of the tunnel, and the inner surface is curved. It will be possible to clean up the tunnel that has become.

そして、研掃手段１７は、ロッド１５に対して斜め上方に屈曲するように固定されたアーム部１８の先端に揺動自在に設置されているので、研掃手段１７を研掃面に押し付けたときのロッド１５先端の水平変位が小さくなり、内面が曲面になったトンネルに対して研掃手段１７を大きな押し付け力で確実に押し付けて研掃することが可能になる。 Since the cleaning means 17 is swingably installed at the tip of the arm portion 18 fixed so as to bend diagonally upward with respect to the rod 15, the cleaning means 17 is pressed against the cleaning surface. The horizontal displacement of the tip of the rod 15 at that time becomes small, and the cleaning means 17 can be reliably pressed against the tunnel having a curved inner surface with a large pressing force to perform cleaning.

また、このようにトンネル研掃装置Ｍにより、内面が曲面になったトンネルを研掃することが可能になるので、手作業で研掃を行う場合よりも研掃時間および費用を大幅に削減することができる。 Further, since the tunnel sweeping device M can clean a tunnel having a curved inner surface in this way, the cleaning time and cost can be significantly reduced as compared with the case of manually cleaning. be able to.

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, the embodiments disclosed in the present specification are exemplary in all respects and are limited to the disclosed technology. is not it. That is, the technical scope of the present invention is not limitedly interpreted based on the description in the above-described embodiment, but should be interpreted according to the description of the claims, and the scope of claims. All changes are included as long as they do not deviate from the description technology and the technology equivalent to the above and the gist of the claims.

たとえば、本実施の形態では、ロッド１５に対して斜め上方に屈曲して固定されたアーム部１８の先端に揺動自在に設置されている。しかしながら、アーム部１８は、ロッド１５の先端に作用する水平力を打ち消す方向の回転モーメントを作用させることのできる形状、つまり、基端がロッド１５の先端に位置し、先端がロッド１５の延長線上とは異なる位置になった形状であればよく、本実施の形態に示す形状に限定されるものではない。一例を挙げると、図１３に示すように、Ｌ字型の形状や、図１４に示すように、ロッド１５に対して直角に屈曲した形状などとすることができる。 For example, in the present embodiment, the arm portion 18 is flexibly installed at the tip of the arm portion 18 which is bent and fixed obliquely upward with respect to the rod 15. However, the arm portion 18 has a shape capable of applying a rotational moment in a direction that cancels the horizontal force acting on the tip of the rod 15, that is, the base end is located at the tip of the rod 15 and the tip is on the extension line of the rod 15. It is not limited to the shape shown in the present embodiment as long as the shape is different from the shape shown in the present embodiment. As an example, as shown in FIG. 13, an L-shaped shape or a shape bent at a right angle to the rod 15 can be formed as shown in FIG.

また、本実施の形態では、ターンテーブル１４を回転させて研掃手段１７のトンネル内面に対する水平方向の研掃角度を調整していたが、ターンテーブル１４に代えて、ベースプレート１０自体を水平方向に回転自在として、ベースプレート１０を回転させて調整するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the turntable 14 is rotated to adjust the sweeping angle in the horizontal direction with respect to the inner surface of the tunnel of the sweeping means 17, but instead of the turntable 14, the base plate 10 itself is moved in the horizontal direction. The base plate 10 may be rotated to adjust the rotation.

以上の説明では、本発明のトンネル研掃装置およびトンネル研掃システムを、内面が曲面になったトンネルの研掃に適用した場合が示されているが、内面が平面形状になったトンネルの研掃に適用することも適用できる。 In the above description, the case where the tunnel cleaning device and the tunnel cleaning system of the present invention are applied to the cleaning of a tunnel having a curved inner surface has been shown. It can also be applied to sweeping.

１０ベースプレート
１０ａ車輪
１０ｂ伝達棒
１０ｃモータ
１１移動手段
１１ａ第１の移動機構部
１１ａ−１第１のレール
１１ａ−２モータ（第１の駆動体）
１１ａ−３ａ，１１ａ−３ｂスプロケット
１１ａ−４チェーン
１１ａ−５タイロッド
１１ａ−６連結棒
１１ａ−６ａ突起片
１１ｂ第２の移動機構部
１１ｂ−１第２のレール
１１ｂ−２モータ（第２の駆動体）
１１ｂ−３タイロッド
１１ｂ−４シャフト
１１ｂ−５軸受
１２保持フレーム
１３エアシリンダ（駆動手段）
１３ａシリンダロッド
１４ターンテーブル
１５ロッド
１５−１取付板
１６ａ，１６ｂローラ対
１７研掃手段
１７ａ取付台
１７ａ−１回動板
１７ｂ研掃機
１７ｂ−１噴射口
１７ｂ−２吸引口
１７ｂ−３リングブラシ
１７ｃキャスタ
１７ｄエアシリンダ
１７ｅ支持フレーム
１８アーム部
１８ａベース板
１８ｂ支持板
Ｄ１第１の方向
Ｄ２第２の方向
Ｍトンネル研掃装置
Ｖ高所作業車
Ｖａブーム
Ｖｂデッキ部 10 Base plate 10a Wheels 10b Transmission rod 10c Motor 11 Moving means 11a First moving mechanism 11a-1 First rail 11a-2 Motor (first driving body)
11a-3a, 11a-3b Sprocket 11a-4 Chain 11a-5 Tie rod 11a-6 Connecting rod 11a-6a Projection piece 11b Second moving mechanism 11b-1 Second rail 11b-2 Motor (second drive body) )
11b-3 Tie rod 11b-4 Shaft 11b-5 Bearing 12 Holding frame 13 Air cylinder (driving means)
13a Cylinder rod 14 Turntable 15 Rod 15-1 Mounting plate 16a, 16b Roller pair 17 Cleaning means 17a Mounting base 17a-1 Rotating plate 17b Cleaner 17b-1 Injection port 17b-2 Suction port 17b-3 Ring brush 17c Caster 17d Air Cylinder 17e Support Frame 18 Arm 18a Base Plate 18b Support Plate D1 First Direction D2 Second Direction M Tunnel Cleaner V Aerial Work Platform Va Boom Vb Deck

Claims

A tunnel cleaning device that cleans the inner surface of a curved tunnel.
A rod that is installed vertically on the base plate and moves up and down by the driving means,
An arm portion whose base end is located at the tip of the rod and whose tip is at a position different from that on the extension line of the rod.
A sweeping means that is swingably attached to the tip of the arm and sweeps the inner surface of the tunnel.
Moving means for reciprocating the base plate in a first direction and the first in a second direction perpendicular to the horizontal and the direction is a stretching direction of the tunnel,
Have a,
The cleaning means performs cleaning while moving in the first direction by the moving means, then moves in the second direction, rises or falls by the rod, and swings following the inner surface of the tunnel. Then, the process shifts to the next cleaning position, and the operation of performing cleaning is repeated while moving in the first direction.
A tunnel cleaning device characterized by this.

The arm portion is bent diagonally upward with respect to the rod.
The tunnel cleaning apparatus according to claim 1.

The cleaning means
A mounting base that is vertically rotatable and mounted on the rod,
A sweeper installed on the mounting base facing upward to clean the inner surface of the tunnel,
A plurality of casters installed on the upper surface of the mounting base,
The tunnel cleaning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the tunnel cleaning apparatus is provided.

The sweeper injects an abrasive from an injection port onto the inner surface of the tunnel to grind the inner surface of the tunnel.
The tunnel cleaning device according to claim 3, wherein the tunnel cleaning device is characterized.

The cleaning means further includes an air cylinder that supports the mounting base so as to be vertically movable.
The tunnel cleaning apparatus according to claim 3 or 4.

Further having a turntable mounted on the base plate and rotatably mounted the rod in the horizontal direction.
The tunnel cleaning device according to any one of claims 1 to 5, wherein the tunnel cleaning device is characterized.

The base plate is rotatable in the horizontal direction.
The tunnel cleaning device according to any one of claims 1 to 5, wherein the tunnel cleaning device is characterized.

The tunnel cleaning device according to any one of claims 1 to 7.
An aerial work platform with the tunnel cleaning device attached to the deck,
A tunnel cleaning system characterized by having.