JPH0645520Y2 - 遠心コンクリート投射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、土木構築物等に遠心力によって生コンクリー
トを投射する投射装置に係り、とくに、トンネルの内壁
面のライニングの施工に適した遠心コンクリート投射装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、吹付コンクリートまたはショツトクリートの工法
の実績が増えており、生コンクリートを直接岩盤壁面に
吹き付けることが一次支保方法として、通常に行なわれ
ており、そのために、圧縮空気を使用する生コンクリー
ト吹付装置が提供されている。しかし、圧縮空気を大量
に使用するコンクリート吹付工法では、混合材料からの
粉塵の発生が避けられず作業環境を悪化するばかりでな
く、壁面での跳ね返りが多くてコンクリートの損失が多
く、施工効率が悪かった。そこで、コンクリートを遠心
力によって投射する遠心コンクリート投射装置が一部で
使用されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような回転羽根の遠心力を利用す
るコンクリート投射装置では、コンクリート材料を回転
羽根の中央部に開口する配管を通して排出し、その後回
転羽根の面に沿って材料を周方向に移動させ、投射口か
ら放出させる方法をとっているため、材料の各微量が回
転羽根から放出されるまでに時間的差異が生じ、その結
果、連続する回転羽根による投射角度が90度以上にも拡
散し過ぎる傾向があった。それでも、小断面のトンネル
においては、トンネルの軸心位置に投射装置を設置すれ
ば、大きな問題が生じなかったが、投射装置を堀削装置
のブームに装着して、大断面のトンネルの壁面の一部に
投射する場合では、ほとんどの材料を無駄にすることに
なっていた。これに対処するために、コンクリート材料
を回転羽根の外部から投入し、そのまま周方向へ投射す
ることが考えられるが、本考案が目的とする一定方向へ
の投射は依然として課題になっている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記実状に鑑みて創案されたものであって、回
転羽根を、駆動軸の回転方向に所定間隔を存して放射状
に突成した複数の羽根体と、該羽根体に駆動軸の軸方向
前後から取付けた回転板とから一体的に形成し、コンク
リート材料の供給管を上記駆動軸に向けてその供給口を
上記回転羽根の外周に臨ませた状態で配設し、上記各羽
根体の回転方向に位置する面に所定の曲率で膨出させた
曲面を形成したことを特徴とするものである。

［実施例］ 本考案の遠心コンクリート投射装置を、好適な実施例を
示す図面に基づいて詳細に説明する。まず第４図によっ
て、本考案を好適に採用する新しいトンネル堀削機の基
本構成を説明する。図において、１は遠心コンクリート
投射装置を装着したトンネル堀削機、２はその機体フレ
ーム、３は堀削ヘッドを備えた傾動自在のブーム、４は
ずり出し装置であり、５は遠心コンクリート投射装置で
あって、ブーム３の先端部に、軸回りに回動可能に、か
つ軸心に対して傾動可能に装着されており、回転用駆動
装置51と、急結剤供給装置52とを備えている。６は図示
しないコンクリートポンプに接続されたコンクリート材
料７の供給管、８はブームの操作と堀削ヘッドのための
駆動装置、９はブーム３の操作によって遠心コンクリー
ト投射装置が対向する施工部位である。

第１図は、本考案の遠心コンクリート投射装置における
主要部分を構成する回転羽根の正面図であり、一部は第
２図のＩ−Ｉ線に沿った断面で示されている。第２図は
その側面図である。全体を10で示す回転羽根は、前後の
回転板11の中心部にハブ12を有し、その中心に前記回転
用の駆動装置51に接続する駆動軸13を固着して、ブーム
３の軸心に直角な面内で回転する。回転羽根10の上方に
は、その回転外周に外接するように、前記コンクリート
供給管６の端部の供給口61が臨ませてある。

本考案の回転羽根10は、そのハブ12の外周の放射方向に
所定間隔を存して突成した、例えば８個の羽根体20を有
しており、一般には、鋼板を使用して製作する。その第
２図のＩ−Ｉ線に沿った断面では、回転方向の両斜辺21
を外方に曲線状に膨出させた概略二等辺三角形状に形成
してあり、該曲線の曲率は以下に述べる計算式によって
求められる。

上記曲線を与える式ｙ（ｘ）は、第３図の座標で示すよ
うに、 r sinθ＝ｘ （１） r cosθ＝ｙ （２） であり、従って、定数Ｃは、法線Ｎの傾きの関係を示
す。

ここで、θは仮想の投入角度であり、 （１）、（２）式からx/y＝tanθ であり、（３）式から が与えられる。

この非線形方程式を解くと、解が得られ、Ｃの値を種々
変化させることにより、任意の投射方向が設定可能であ
る。この曲線は二等辺三角形の斜辺21を外方に凸に決定
し、ゴルフのドライバーの面のように、滑らかな曲面21
を決定する。ただし、コンクリートの粘性を考慮すると
きには、補正を要する。

本考案の遠心コンクリート投射装置は、上記の実施例に
限定されないことはもちろんであり、例えば、堀削機１
は基本の構成において各種の変更が可能であり、単位の
羽根体20の回転方向の曲面の構成は、回転方向が正、逆
可変のときには前後対称であるが、一方向のみの場合に
は、前面のみに設定すればよく、また、羽根体20の数は
８個に限られず、その構成材料も鋼板のほか、硬質ゴム
を使用することができ、その形状も中空、中実形にする
ことができる。さらに、回転羽根10の下方の外周には、
余剰のコンクリートの受体を設けることが望ましい。

本考案の遠心コンクリート投射装置の作用を、その使用
方法に基づいて説明する。第４図に示すように、堀削機
１に装着したライニング用の遠心コンクリート投射装置
では、まずブーム３を操作して施工部位９に対向させ
る。つぎに、第１図において、回転羽根10には、その上
方のコンクリート供給管６の供給口61が、回転羽根10の
外周に臨んで設置されており、ここからコンクリート材
料の供給量と、吹付施工量に見合って、コンクリート７
が両回転板11とハブ12の外周との間の溝型部分に投入さ
れる。コンクリート７の微小部分は、高速で回転する多
数の羽根体20に向かって供給され、実際現象において
は、供給速度に対して回転速度が支配的であることか
ら、上記の角度、すなわち、曲面21の法線方向に跳ね飛
ばされ、曲面21の変化に対しては、第３図の角度θだけ
補正されて、いずれの部分でも一定方向に平行になり、
多数の羽根体20の回転によって連続して投射される。

［考案の効果］ 本考案は、回転羽根を、駆動軸の回転方向に所定間隔を
存して放射状に突成した複数の羽根体と、該羽根体に駆
動軸の軸方向前後から取付けた回転板とから一体的に形
成し、コンクリート材料の供給管を上記駆動軸に向けて
その供給口を上記回転羽根の外周に臨ませた状態で配設
し、上記各羽根体の回転方向に位置する面に所定の曲率
で膨出させた曲面を形成したものであるから、回転羽根
に投入されたコンクリート材料は、所定の曲率で膨出さ
せて形成した曲面に衝突したのち、該曲面により決定さ
れる所定方向に投射されるので、投射方向の拡散を防止
し、施工部位に対して集束的に投射をすることができ
る。また、回転羽根を構成する羽根体と回転板は一体と
なって回転するので、回転羽根の回転が円滑に行われ、
コンクリートの投射を確実にしている。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の遠心コンクリート投射装置を説明するも
のであり、第１図は、一部を切欠いて示す遠心コンクリ
ート投射装置の回転羽根の正面図、第２図はその側面
図、第３図は回転羽根の作用を説明する第２図のＩ−Ｉ
線に沿う断面図であり、第４図は堀削機の基本の構成の
説明図である。 １……堀削機、２……機体フレーム、３……ブーム、４
……ずり出し装置、５……遠心コンクリート投射装置、
６……供給管、７……コンクリート材料、８……駆動装
置、９……施工部位、10……回転羽根、11……回転板、
12……ハブ、13……駆動軸、20……単位の羽根体、21…
…斜辺、曲面、22……先端、23……底辺の両端、51……
回転用駆動装置、52……急結剤供給装置、61……供給
口、Ｎ……方線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転羽根を、駆動軸の回転方向に所定間隔
   を存して放射状に突成した複数の羽根体と、該羽根体に
   駆動軸の軸方向前後から取付けた回転板とから一体的に
   形成し、コンクリート材料の供給管を上記駆動軸に向け
   てその供給口を上記回転羽根の外周に臨ませた状態で配
   設し、上記各羽根体の回転方向に位置する面に所定の曲
   率で膨出させた曲面を形成したことを特徴とする遠心コ
   ンクリート投射装置。