JPS62197598A - コンクリ−ト類吹付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トンネルの壁面等にコンクリート。

モルタルなどを吹付ける際に使用するコンクリート類吹
付装置に関するものである。

［従来の技術〕 従来、ＮＡＴＭ工法などで使用されているコンクリート
類吹付装置としては、第１０図に示すように移動台車１
に設けた旋回装置２で多関節アーム３の基部を支持し、
この多関節アーム３の先端部に噴射ノズル４を取付けた
ちのく実開昭６１−８４６２号参照）や、第１１図のよ
うにアーム５に旋回と伸縮を与えるアーム旋回装置６を
移動台車ｌ上のリフティング台７で支持し、旋回、伸縮
するアーム５の先端部に噴射ノズル４を取付けたものな
どがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、多関節アーム３の基部を旋回装置２で支
持する形式のものは、旋回装置２が移動台車１に固定さ
れているため旋回軸のレベルを調整することができず、
トンネル等のアーチ状壁面の曲率半径の中心と旋回軸が
一致しないため、アーム３を旋回させながらトンネル壁
面にコンクリート類の吹付けを行う場合、噴射ノズル４
と吹付面との間の距離が常に変化する。しかも噴射ノズ
ル４の前後方向への移動は多関節アーム３の俯仰。

傾動によって行われるため、平行移動操作が難しい。従
って、噴射ノズル４を吹付面から一定距離を保って連続
的に移動させるには、多数のアクチュエータを同時に制
御操作しなければならず、熟練を要する。また、遠隔操
作等のため自動化するにも制御システムが複雑となる。

さらに、シリンダ等のアクチュエータが外部に露出して
取付けられているため、リバウンドやダストの多い厳し
い使用条件下で保護や保守、管理に手間がか＼る。

一方リフティング台形式のものは、若干の旋回軸のレベ
ル調整は可能であるが、旋回半径の調整範囲が小さく、
小径トンネルから大径トンネルまでの全てに対応するこ
とはできず汎用性に欠ける。

また、鏡面や路盤への吹付け、支保工裏面への吹付け、
或いは凸凹面への吹付角度の調節などを行うことができ
ない。

この発明は、コンクリート類の吹付装置における上記問
題を解決するものである。

而して、この発明は、旋回軸のレベル調整が可能で、吹
付面と噴射ノズルとの間を一定距離に保持して移動操作
するのが容易であり、トンネルの径に応じて旋回半径を
変更設定することができ、鏡面、路盤、支保工裏面への
吹付けも可能なコンクリート類の吹付装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、噴射ノズルを傾動可能に支持するノズル
傾動装置と、ノズル傾動装置を回転可能に支持する回転
装置と、この回転装置を支持して伸縮する噴射距離調節
装置と、噴射距離調節装置を取付ける旋回半径調節アー
ムと、旋回半径調節アームを前後移動自在に支持する送
り装置と、送□　り装置を旋回自在に支持する旋回装置
と、この旋回装置を昇降自在に支持する旋回軸レベル調
整装置とを移動台車上に設けてコンクリ−）［吹付装置
を構成する。

〔作用〕

トンネル周壁にコンクリート類を吹付ける場合、まず、
噴射ノズルと吹付面間が所定距離となるよう、トンネル
半径に応じて噴射距離調節装置と旋回半径取付アームと
の取付位置を定めて固定し、移動台車をトンネル中央に
設置する。旋回軸レベル調整装置を昇降させトンネル壁
面の曲率半径の中心線と旋回軸とを一敗させる。この状
態で旋回装置と送り装置により噴射ノズルに旋回と送り
を与えれば、噴射ノズルは吹付面と一定の距離を保ちな
がら吹付けを行うことができる。吹付面の局部的な凹凸
に対しては、噴射距離調節装置を伸縮制御し、鏡面、路
盤、支保工裏面等に対しては、ノズル傾動装置を適切な
角度に傾動制御し、或いは回転装置を回転させて、吹付
けが行われる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例であるコンクリート類吹
付装置の構成を示す側面図、第２図はその正面図である
。ここで移動台車１１には、後部に油圧駆動ユニット１
２が、前部に支持フレーム１３が設けられている。１０
は操作盤である。支持フレーム１３には旋回軸レベル調
整装置１４の上部アーム１５及び下部アーム１６の一端
が枢着されている。上部アーム１５と下部アーム１６の
他端には旋回装置取付ブラケット１７が枢着されて、旋
回軸レベル調整装置１４は平行リンク機構を構成し、俯
仰シリンダ１８の伸縮により旋回装置取付ブラケット１
７を昇降移動させる。

旋回装置取付ブラケット１７には旋回装置１９が固設さ
れている。この旋回装置１９は、外筒２０に内歯を有す
る旋回ベアリング２１の外輪が取付けられ、旋回ベアリ
ング２１の内輪には、旋回軸を直交する方向にスタンド
２２が固設されている。また、外筒２０内部には油圧モ
ータ２３が設けられており、この油圧モータ２３の出力
環に取付けた歯車が旋回ベアリング２１の内輪の内歯と
噛合ってスタンド２２を旋回させる。

スタンド２２の先端には、送り装置２４が固設されてい
る。この送り装置２４の内部には、前後方向に水平な旋
回軸Ｚと平行に伸縮する送り用油圧シリンダ２５が取付
けられており、そのロッド２６の前端には、旋回半径調
節アーム２７の取付金具２８が固設されている。２９は
ロッド２６をリバウンド等から保護する蛇腹カバーであ
る。

旋回半径調節アーム２７は、ロッド２６に垂直な方向に
、所定ピッチで取付位置が変犀できるよう、取付金具２
７にボルト、ビンもしくはクランプ等の手段で取付けら
れている。この旋回半径調節アーム２７には、噴射路Ｍ
１Ｍ節装置３０が同様に取付位置を変更できるよう取付
けられており、トンネルの半径が変われば、この取付位
置を変更して旋回半径を調節することができる。

噴射距離調節装置３０には、旋回軸２と垂直な方向に伸
縮する調節用油圧シリンダ３１が取付けられており、そ
のロッド３２の先端には、アーム回転装置３３が設けら
れている。３４はロッド３２用の蛇腹カバーである。ア
ーム回転装置３３は、支持台３５上に油圧モータ３６を
設置したものであり、この油圧モータ３６の回転軸３７
の前端にはノズル傾動装置３８が固設されていて、油圧
モータ３６により回転が与えられる。

ノズル傾動装置３８は、第３図に示すように、傾動アー
ム３９に傾動用油圧シリンダ４０とそのロッドの先端に
連設されるクランク４１とを内蔵し、クランク軸４２の
傾動アーム３９外に突出した端部にはノズル取付台４３
が固定されていて、傾動用油圧シリンダ４０の伸縮によ
りノズル取付台４３が前後に傾動する。

ノズル取付台４３には、ノズル揺動装置４４を介して噴
射ノズル４５が取付けられている。このノズル揺動装置
４４は、第４図に示すように、箱型のノズル取付台４３
に内装された揺動用油圧モータ４６の出力軸４７に偏心
軸４８を組付け、さらに、ノズル取付台４３には前記出
力軸４７と軸線が一致する揺動支点軸４９を設けて、こ
の偏心軸４８と揺動支点軸４９とに揺動アーム５０の上
。

下支腕５１，５２を球面軸受を介して組付けている。噴
射ノズル４５は、この揺動アーム５０にＵボルト５３で
着脱可能に固定されており、揺動用油圧モータ４６を回
転することにより先端が円を描くように揺動する。

コンクリートの吹付作業を行う場合には、基本となるト
ンネル壁面の曲率半径に対応した作業旋回半径を定めて
旋回半径調節アーム２７と噴射距離調節装置３０の取付
を調整し固定する。次に移動台車１１をトンネル中央に
設置し、俯仰シリンダ１８を伸縮して旋回装Ｗ１９を昇
降させ旋回軸Ｚを曲率半径中心に一致するようレベル調
整を行う。それから、噴射距離調節装置３０の調節用油
圧シリンダ３１と、ノズル傾動装置３８の傾動用油圧シ
リンダ４０とを伸縮させて、噴射ノズル４５と吹付面間
の距離及び吹付角度を設定する。このような初期設定が
終わると旋回装置１９と送り装置２４とによって噴射ノ
ズル４５に旋回と送りを与える。第５図は、噴射ノズル
４５の移動パターンの一例を示す説明図であり、まず始
点ａ、から旋回により点ｂ１へ、点す、から送りにより
点ｂ２へ点ｂ２から旋回により点ａ２へ、点ａ２から送
りにより点ａ３へ、と旋回と送りとを交互に繰返しなが
ら、終点す。に到る。この間でトンネル壁面の凹凸があ
れば、噴射距離調節装置３０で調節することができる。

なおこの行程中、送りピッチの大きさにより必要があれ
ば、ノズル揺動装置４４で噴射ノズル４５に揺動を与え
る。

第６図は、移動パターンの他の例を示すもので、ここで
は、送り動作を基準とし、旋回のピンチを小さく取って
いる。

このような移動パターンで吹付けを行えば、旋回と送り
を繰返すだけでよく、操作はきわめて容易であり、また
、自動運転を簡単なシーケンス制御で行うことができる
。この場合、ノズル附近に距離センサ５４を設けて、噴
射距離Ｓを検出し、凹凸に対する噴射距離調節装置の自
動制御を行うこともできる。

第７図は垂直な側壁面等に対する吹付の移動パターン例
を示すものであり、旋回装置１９を下げ、回転装置３３
で噴射ノズルを側方に向け、送り装置２４と噴射距離調
節装置３０とを交互に操作して上下左右の動きを与えて
いる。

第８図は正面の鏡面に対する吹付の移動パターン例を示
すものであり、ノズル傾動装置４４によって噴射ノズル
４５を前方に向け、旋回装置１９と噴射距離調節装置３
０とを操作して行われる。

この他に噴射ノズル４５の傾動や回転により支保工裏面
の吹付けも可能である。

なお、コンクリート吹付けに付随して、トンネル支保工
に付着したコンクリートの除去、コンクリート面や岩盤
面の洗浄や切断等に高圧水ジェットを使用する場合があ
るが、この装置では、噴射ノズル４５として互換性を有
するコンクリート噴射ノズルと高圧水噴射ノズルとを備
え、作業に応じて取換えることができる。第９図はトン
ネル壁面の洗浄作業と支保工に付着したコンクリート除
去作業の説明図であり、図中（イ）は噴射ノズル４５を
揺動させながら旋回させて洗浄を行う移動パターンを示
している。また、図中（ロ）は旋回させて支保工５５に
付着したコンクリート除去を行うパターンの例である。

何れも移動速度を調整することにより洗浄能力を変える
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明のコンクリート類吹付装置は、上述の如く構成
したため、トンネルの径に応じて旋回半径が設定でき、
小断面から大断面のトンネルまで対応可能であり、また
、旋回中心を壁面の曲率半径中心に合わせることが可能
であるため、吹付面と噴射ノズル間の距離を一定に保っ
て移動操作するのが容易であり、均一な吹付けを行うこ
とができる。更に、壁面凹凸に対する距離や吹付角度の
調整、鏡面、支保工裏面への吹付けも自由に行うことが
でき、噴射ノズルの交換を行えば、高圧水ジェット噴射
用マニピュレータとしての作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明の一実施例の構成を示す側
面図と正面図、第３図はノズル傾動装置、第４図はノズ
ル揺動装置を拡大して示す構成説明図、第５図乃至第８
図は、噴射ノズルの移動パターンを例示する説明図、第
９図は、高圧水噴射による作業の説明図、第１０図、第
１１図は、従来のコンクリート吹付装置の説明図である
。 図中、１１は移動台車、１４は旋回軸レベル調整装置、
１９は旋回装置、２４は送り装置、２７は旋回半径調節
アーム、３０は噴射距離調節装置、３３は回転装置、３
８はノズル傾動装置、４５は噴射ノズルである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴射ノズルを傾動可能に支持するノズル傾動装置
   と、該ノズル傾動装置を回転可能に支持する回転装置と
   、該回転装置を支持して伸縮する噴射距離調節装置と、
   該噴射距離調節装置を取付ける旋回半径調節アームと、
   該旋回半径調節アームを前後移動自在に支持する送り装
   置と、該送り装置を旋回自在に支持する旋回装置と、該
   旋回装置を昇降自在に支持する旋回軸レベル調整装置と
   を移動台車上に設けたコンクリート類吹付装置。
2. （２）旋回軸レベル調整装置が、平行リンクで構成され
   ている特許請求の範囲第１項記載のコンクリート類吹付
   装置。
3. （３）噴射ノズルがノズル傾動装置に揺動可能に取付け
   られている特許請求の範囲第１項又は第２項記載のコン
   クリート類吹付装置。
4. （４）噴射ノズルが、互換性を有するコンクリート噴射
   ノズルと高圧水噴射ノズルとからなる特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項記載のコンクリート類吹付装置
   。