(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビットを先端に有するチッピングマシンと、
前記複数のビットを鉛直方向に駆動する圧縮空気を、前記チッピングマシンに供給するコンプレッサーと、
前記チッピングマシンが上部に搭載される基台と、
前記基台を移動可能に保持するレール部材と、
前記レール部材の両端を支持するレール支持部材と、
前記基台に配される距離センサと、
前記距離センサからの距離データが入力されると共に、前記距離データに基づいて前記コンプレッサーの制御を行う制御部と、からなり、
はつり対象物に配される振動センサを有し、
前記制御部は、前記振動センサからの振動データが入力されると共に、前記振動データに基づいて前記コンプレッサーの制御を行うことを特徴とするはつり装置。
【請求項２】
前記レール支持部材には、前記レール支持部材の長手方向に対して垂直な方向に前記レール支持部材を移動可能とする車輪が設けられることを特徴とする請求項１に記載のはつり装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボックスカルバートなどの躯体の下面部のチッピングを行うはつり装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボックスカルバートなどの躯体をはつるために、多数のビットを有するはつり装置を用いて作業を行うことが行われている。
【０００３】
このようなはつり装置の一例として、例えば、特許文献１（実開平３−４７７８３号公報）には、ほぼ柱状をなす、さく岩機本体の上端部にハンドルが該本体の半径方向外方に突出したさく岩機において、前記半径方向外方へ伸びるように、前記本体の中間部に一端部が着脱自在に締結固定される固定アームと、該固定アームの先端に上端が枢着した揺動リンクと、前記固定アームの中間部に上端が枢着すると共に下端が前記リンクの下端に枢着され、伸長方向に付勢された伸縮自在なシリンダと、によりリンク機構を形成し、該リンク機構の下端に一対の車輪をその下面がさく岩機のチゼルの先端にほぼ一致するように設けたさく岩機が開示されている。
【特許文献１】実開平３−４７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄道、道路改修工事等では、例えば既存構造物と新設構造物の一体性を確保するため、既存構造物側ではつりを実施することが多い。はつり作業が、例えば、ボックスカルバートなどの既存構造物の下面の場合、上向き作業になるため作業員にとって難渋作業であり、作業精度を確保することも困難である、という問題があった。さらに、はつり物の落下による労働災害が発生する等、安全上の課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係るはつり装置は、複数のビットを先端に有するチッピングマシンと、前記複数のビットを鉛直方向に駆動する圧縮空気を、前記チッピングマシンに供給するコンプレッサーと、前記チッピングマシンが上部に搭載される基台と、前記基台を移動可能に保持するレール部材と、前記レール部材の両端を支持するレール支持部材と、前記基台に配される距離センサと、前記距離センサからの距離データが入力されると共に、前記距離データに基づいて前記コンプレッサーの制御を行う制御部と、からなり、はつり対象物に配される振動センサを有し、前記制御部は、前記振動センサからの振動データが入力されると共に、前記振動データに基づいて前記コンプレッサーの制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るはつり装置は、前記レール支持部材には、前記レール支持部材の長手方向に対して垂直な方向に前記レール支持部材を移動可能とする車輪が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るはつり装置１は、鉛直方向に駆動されるビットが設けられた基台が、レール部材に移動可能に保持されており、このような本発明に係るはつり装置１によれば、作業員が難渋作業を行う必要もなく、作業精度を向上させることができる。また、本発明に係るはつり装置１によれば、はつり物の落下による作業員の労働災害が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るはつり装置１の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るはつり装置１のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るはつり装置１の基台１０を鉛直上方から見た図である。
【図４】本発明の実施形態に係るはつり装置１の利用形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るはつり装置１の制御処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るはつり装置１における異常振動判定処理サブルーチンのフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るはつり装置１におけるｙ軸方向完了判定処理サブルーチンのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るはつり装置１の基台１０による走査を示す図である。
【図９】はつり装置１における基台１０の移動ピッチを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るはつり装置１の概要を示す図であり、また、図２は本発明の実施形態に係るはつり装置１のブロック図である。
【００１１】
本発明に係るはつり装置１において、チッピングマシン２０は、先端に複数のビット２２を有しており、コンプレッサー２７から圧縮空気の供給を受け、複数のビット２２をＡＡ’方向に振動させることで、コンクリートなどを打突することで、チッピングを行うものである。２８は、コンプレッサー２７からチッピングマシン２０に圧縮空気を供給するホースである。
【００１２】
上記のようなチッピングマシン２０は、チッピングマシン２０のビット２２が鉛直方向に駆動されるように、基台１０に設けられている。これにより、チッピングマシン２０が駆動されると、チッピングマシン２０の上方にあるコンクリートなどを打突することができるようになっている。
【００１３】
基台１０は、レール部材３０に移動可能に保持されている。すなわち、基台１０は、レール部材３０に沿って移動することでき、レール支持部材３３の間の区間を基台１０が走査する構成となっている。２つのレール支持部材３３の間は、レール部材３０を両側から保持するものである。なお、図示はしていないが、レール支持部材３３にはレール部材３０の高さを調整する機構を設けておくことが好ましい。
【００１４】
ここで、レール部材３０の長手方向をｙ軸の方向として、また、鉛直方向をｚ軸の方向として、図示するように座標を定義する。ここで、２つのレール支持部材３３には車輪３５が設けられており、レール部材３０とレール部材３０が保持している基台１０とをｘ軸方向に移動させることが可能となる。ここで、レール支持部材３３は不図示の動力により、パーソナルコンピュータ５０からの制御指令に基づいてｘ軸方向に移動するように構成することが好ましいが、このように構成することは必須ではない。
【００１５】
基台１０をレール部材３０の長手方向に移動させるための駆動源としては、コンプレッサー２７からの圧縮空気を利用することができる。このようなはつり装置１の利用方法としては、基台１０をレール部材３０の長手方向に複数回走査させて、十分なはつり作業が完了したら、レール支持部材３３をｘ軸方向に移動させて、前記のはつり作業が完了した隣の区間のはつり作業を、同様に基台１０を走査させることで実行する。
【００１６】
次に、本発明の実施形態に係るはつり装置１の制御処理のための各構成について説明する。図３は本発明の実施形態に係るはつり装置１の基台１０を鉛直上方から見た図である。図３に示すように、基台１０に取り付けられているチッピングマシン２０の両脇には、第１距離センサ４１及び第２距離センサ４２が取り付けられている。
【００１７】
第１距離センサ４１及び第２距離センサ４２は、はつり作業の対象物との間の距離を計測し、計測した距離データをパーソナルコンピュータ５０（制御部）に通信線２９を介して送信する。これらの距離センサのデータは、はつり装置１によってはつり対象物のはつり深さを確認するために利用される。
【００１８】
なお、チッピングマシン２０の両脇に２つの距離センサを設けることで、チッピングマシン２０によるはつり深さなどを検証することが可能となるが、設ける距離センサの数は任意とすることができる。
【００１９】
振動センサ４５は、ボックスカルバートＣなどの躯体（はつり対象物）に取り付けられ、はつり対象物の振動データを取得する。振動センサ４５によって取得された振動データは、通信線２９を介して制御部としてのパーソナルコンピュータ５０に送信される。
【００２０】
パーソナルコンピュータ５０としては、現在広く普及している一般的なものを用いることができる。なお、本実施形態においては、制御部としてパーソナルコンピュータ５０を用いているが、その他のタブレット端末やスマートフォンなどのその他の情報処理装置も用いることが可能である。また、必ずしも情報処理装置を利用することなく、専用のハードウエアを用いるようにしてもよい。
【００２１】
このようなパーソナルコンピュータ５０としては、通信線２９を介してコンプレッサー２７に制御指令を送信することができるようになっている。コンプレッサー２７による圧縮空気が、チッピングマシン２０に供給されるので、本発明に係るはつり装置１においては、基台１０に搭載されているチッピングマシン２０の動作状態を、パーソナルコンピュータ５０で制御することができる。
【００２２】
また、パーソナルコンピュータ５０は、不図示のエアモーターなどに対して制御指令を出すことができ、これにより基台１０の移動動作を制御することができるようになっている。
【００２３】
また、図３の点線で示す円は、チッピングマシン２０によってはつることができる実効はつり範囲を示している。この実効はつり範囲に対応する円の半径をｒとして定義する。
【００２４】
次に、本発明に係るはつり装置１の利用形態や、制御処理について説明する。図４は本発明の実施形態に係るはつり装置１の利用形態を示す図である。図４に示すように、本発明に係るはつり装置１はボックスカルバートＣの下部などに設置して、ボックスカルバートＣの下面部をはつる作業などに利用し得る。また、振動センサ４５は、はつり装置１によってはつる箇所の近傍に取り付けられ、はつり作業中の振動データを取得する。
【００２５】
なお、図４には、はつり装置１の主要構成部のみを図示している。また、本実施形態においては、はつり作業の対象である躯体としてボックスカルバートＣを例示しているが、本発明に係るはつり装置１によるはつり対象物がこれに限られるものではない。
【００２６】
図５は本発明の実施形態に係るはつり装置１の制御処理のフローチャートを示す図である。このようなフローチャートはパーソナルコンピュータ５０によって実行される。また、図８は本発明の実施形態に係るはつり装置１の基台１０による走査を示す図である。図８ははつり装置１の主要構成部のみを示している。また、図８は本発明に係るはつり装置１の様子を水平方向から見た図である。
【００２７】
また、図９ははつり装置１における基台１０の移動ピッチを説明する図である。図９（Ａ）は基台１０をｘ方向、ｙ方向共に、√２ｒ（ルート２ｒ）のピッチで移動させた場合におけるはつり範囲を示しており、図９（Ｂ）は基台１０をｘ方向、ｙ方向共に、ｒのピッチで移動させた場合におけるはつり範囲を示している。また、図９（Ａ）、（Ｂ）いずれの場合も、実線による円は、実効はつり範囲を示している。
【００２８】
図９（Ｂ）に示すように、基台１０をｘ方向、ｙ方向共に、ｒのピッチで移動させるようにすることで仕上がりの完全性を期すことができるが、図９（Ａ）に示すように、基台１０をｘ方向、ｙ方向共に、√２ｒのピッチで移動させるようにしてもはつり漏れがない仕上がりを期待することができる。
【００２９】
なお、図９には基台１０の移動ピッチを数値的に例示したが、本発明に係るはつり装置１の利用法がこれに限定されるものではない。
【００３０】
以下、フローチャートを参照して、制御処理の一例を説明する。図５において、ステップＳ１００で、はつり装置１の制御処理が開始されると、続いて、ステップＳ１０１に進み、コンプレッサー２７を作動し圧縮空気をチッピングマシン２０に供給開始し、複数のビット２２を駆動する。
【００３１】
ステップＳ１０２では、基台１０を移動し、躯体のｙ軸方向の走査を開始する。なお、基台１０の走査区間は、図８に示されるものである。ステップＳ１０２では、図８に示される区間を基台１０が往復するように制御される。ここで、ｙ軸方向の基台１０の移動ピッチは図９の（Ａ）又は（Ｂ）のいずれかが選択されるものとするが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
ステップＳ１０３では、異常振動判定処理サブルーチンが実行される。図６は本発明の実施形態に係るはつり装置１における異常振動判定処理サブルーチンのフローチャートを示す図である。
【００３３】
図６において、ステップＳ２００で、異常振動判定処理サブルーチンが開始されると、続いて、ステップＳ２０１に進み、振動センサ４５から取得した振動データが、予め定めておいた閾値以上の振動であるか否かが判定される。
【００３４】
ステップＳ２０１における判定結果がＮＯであれば、ステップＳ２０５に進み、元のルーチンにリターンする。
【００３５】
一方、ステップＳ２０１における判定結果がＹＥＳであれば、何らかの異常が発生したものとみなし、ステップＳ２０２に進み、パーソナルコンピュータ５０の表示パネルやスピーカー（いずれも不図示）によって、緊急停止を報知し、ステップＳ２０３で、基台１０をホームポジション（図８参照）に移動し、ステップＳ２０４  コンプレッサー２７を停止し、メインルーチンに戻り制御処理を終了する。
【００３６】
さて、ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、ｙ軸方向完了判定処理サブルーチンが実行される。図７は本発明の実施形態に係るはつり装置１におけるｙ軸方向完了判定処理サブルーチンのフローチャートを示す図である。
【００３７】
図７において、ステップＳ３００で、ｙ軸方向完了判定処理サブルーチンが開始されると、続いて、ステップＳ３０１に進み、基台１０の走査が、ｙ軸の＋方向への走査であるか否かが判定される。
【００３８】
ステップＳ３０１における判定結果がＹＥＳである（ｙ軸＋方向への走査である）ときは、ステップＳ３０３に進み、進行方向の後ろ側のセンサである第２距離センサ４２から距離データ（Ｄ2）を取得して、取得した距離データをログしておく。
【００３９】
一方、ステップＳ３０１における判定結果がＮＯである（ｙ軸−方向への走査である）ときは、ステップＳ３０２に進み、進行方向の後ろ側のセンサである第１距離センサ４１から距離データ（Ｄ1）を取得して、取得した距離データをログしておく。
【００４０】
ステップＳ３０４では、全走査区間にわたって、Ｄ1−Ｄ0＞ΔかつＤ2−Ｄ0＞Δを満たすか否かが判定される。ここで、距離センサで取得される距離データと距離データ（Ｄ0）の差分をとることで、はつり深さを計算することができる。また、Δは予定していたはつり深さである。
【００４１】
ステップＳ３０４の判定がＮＯであるときには、はつり作業が完了と見なされず、ステップＳ３０６に進み、メインルーチンにリターンする。
【００４２】
一方、ステップＳ３０４の判定がＹＥＳであるときには、はつり作業が完了したものと見なされ、ステップＳ３０５に進み、ｙ軸方向完了の判定として、当該ｙ軸方向における走査に関する距離データのログについてはリセットし、ステップＳ３０６でメインルーチンにリターンする。
【００４３】
さて、メインルーチンに戻り、ステップＳ１０５では、ｙ軸方向完了判定処理サブルーチンによってy軸方向が完了とされているかが判定される。ステップＳ１０５における判定がＮＯであればステップＳ１０２に戻りループし、ステップＳ１０５における判定がＹＥＳであればステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、ｘ軸方向の作業が完了したか否かが判定される。ｘ軸方向（レール支持部材３３の進行方向）のはつり作業長さには、予め設定されている。このステップでは、当該長さに到達したか否かが判定される。
【００４５】
ステップＳ１０６の判定の結果がＮＯであれば、ステップＳ１１０に進み、所定ピッチｘ軸方向に移動する。なお、「所定ピッチ」については、図９のいずれかのピッチを用いることができる。
【００４６】
一方、ステップＳ１０６の判定の結果がＹＥＳであれば、
ステップＳ１０７に進み、パーソナルコンピュータ５０の表示パネルやスピーカー（いずれも不図示）によって、はつり完了を報知し、次のステップＳ１０８で、基台１０をホームポジション（図６参照）に移動し、次のステップＳ１０９で、コンプレッサー２７を停止し、次のステップＳ１１１で、制御処理を終了する。
【００４７】
上記のようなフローチャートをはつり装置１が実行することにより、本発明に係るはつり装置１は、距離センサからのデータにより精度の高いはつり作業を行うことができると共に、異常時にははつり装置１を緊急停止させ安全を確保することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明に係るはつり装置１は、鉛直方向に駆動されるビット２２が設けられた基台１０が、レール部材３０に移動可能に保持されており、このような本発明に係るはつり装置１によれば、作業員が難渋作業を行う必要もなく、作業精度を向上させることができる。また、本発明に係るはつり装置１によれば、はつり物の落下による作業員の労働災害が発生することがない。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・はつり装置
１０・・・基台
２０・・・チッピングマシン
２２・・・ビット
２７・・・コンプレッサー
２８・・・ホース
２９・・・通信線
３０・・・レール部材
３３・・・レール支持部材
３５・・・車輪
４１・・・第１距離センサ
４２・・・第２距離センサ
４５・・・振動センサ
５０・・・パーソナルコンピュータ
Ｃ・・・ボックスカルバート
【図１】
0006696824.tif 000002
【図２】
0006696824.tif 000003
【図３】
0006696824.tif 000004
【図４】
0006696824.tif 000005
【図５】
0006696824.tif 000006
【図６】
0006696824.tif 000007
【図７】
0006696824.tif 000008
【図８】
0006696824.tif 000009
【図９】
0006696824.tif 000010