(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転するインペラによりコンクリートを打撃投射するインペラヘッドをロボットアームの先端部に備え、前記インペラヘッドへコンクリート配管を介してコンクリートを圧送するようにしたコンクリート吹付機において、前記コンクリート配管をインペラヘッドに到る間際でロボットアームの先端部に固定したことを特徴とするコンクリート吹付機。
【請求項２】
ロボットアームの先端部の一側面にインペラヘッドを固定する一方、前記ロボットアームの先端部の他側面にコンクリート配管を固定し、該コンクリート配管の固定位置から前記インペラヘッドに到るまでの間を一対のベント管により前記ロボットアームの先端部を迂回してＵ字状を成すように接続したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート吹付機。
【請求項３】
ロボットアームの先端部の一側面にインペラヘッドを固定する一方、前記ロボットアームの先端部の前面にコンクリート配管を固定し、該コンクリート配管の固定位置から前記インペラヘッドに到るまでの間をベント管によりＬ字状に接続したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート吹付機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内面等にコンクリートをライニングするためのコンクリート吹付機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネル掘削時等の吹付けコンクリート施工には、コンクリートポンプにより圧送されてきたコンクリートに途中から圧縮空気を供給して吹付けるエア吹付け方式が採用されてきたが、発生する粉塵により塵肺に罹患する虞れがあるため、近年においては、高速回転するインペラによりコンクリートを打撃投射するエアレス吹付け方式が採用されるようになってきている。
【０００３】
図３はエアレス吹付け方式で吹付けコンクリート施工を行い得るコンクリート吹付機の一例を示すもので、図３中１は自走式の主機を示し、該主機１の後部にコンクリートポンプ２が設けられていると共に、前記主機１の前部には多関節式のロボットアーム３が設けられている。
【０００４】
そして、コンクリート配管を成す鋼管配管４及びマテリアルホース５を介しコンクリートポンプ２からロボットアーム３の先端部のインペラヘッド６へとコンクリート７を圧送し、前記インペラヘッド６内で高速回転するインペラによりコンクリート７を打撃して投射するようになっている。
【０００５】
図４に拡大して示す如く、前記インペラヘッド６は、ロボットアーム３の先端部の一側面にベースプレート９を介して固定され、該ベースプレート９に一緒に固定された油圧モータ１０により回転駆動されるようになっており、この油圧モータ１０には、前記主機１に搭載された油圧ユニット８からの油圧が動力源として供給されるようになっている。
【０００６】
そして、前記インペラヘッド６には、互いに回動自在に接続された一対のベント管１１，１２から成るコンクリート投入管１３と、急結剤１４をコンクリート７に混合するための枝管１５を備えたＹ字管１６とを介し前記マテリアルホース５が接続されるようになっている。
【０００７】
尚、図４中における符号１７は油圧モータ１０により回転軸Ｏを中心に回転するインペラ、１８は該インペラ１７を覆うケーシング、１９は該ケーシング１８に形成されたコンクリート７を打撃吐出するためのノズルを夫々示している。
【０００８】
また、この種のエアレス吹付け方式のコンクリート吹付機に関連する先行技術文献情報としては、例えば下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５３７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、斯かる従来のコンクリート吹付機においては、コンクリート７の圧送時にマテリアルホース５内が全てコンクリート７で満たされ、該コンクリート７の重量とマテリアルホース５の自重とが、Ｙ字管１６及びコンクリート投入管１３を介しインペラヘッド６に偏りを持った大きな荷重として作用することになるため、マテリアルホース５の中途部をロボットアーム３の中途部から鎖Ｃ（図３参照）で吊り下げて荷重を緩和する措置を採ってはいるものの、インペラヘッド６に対し大きなモーメントが作用して該インペラヘッド６を変形させる虞れがあった。
【００１１】
また、ロボットアーム３によりインペラヘッド６のノズル１９の向きを小刻みにスイング操作した際に、慣性によりマテリアルホース５側からの衝撃荷重がインペラヘッド６に直接伝わったり、ロボットアーム３によりインペラヘッド６のノズル１９を移動した際に、コンクリート７の充填により重くなったマテリアルホース５が地面に引きずられてインペラヘッド６に大きな荷重が直接伝わったりすることがあり、このような場合にインペラヘッド６に変形が生じる虞れもあった。
【００１２】
更には、トンネルの下部にコンクリート７を吹付けるためにロボットアーム３を下げた際に、マテリアルホース５が地面に押し付けられてインペラヘッド６に大きな反力が加わることがあり、このような反力によってもインペラヘッド６に変形が生じる虞れがあった。
【００１３】
そして、インペラヘッド６に変形が生じる事態となれば、回転体のインペラ１７と、それを覆うケーシング１８との間に程良く保たれていたクリアランスに偏りが生じ、これによりインペラヘッド６内で主要な部品が接触又は衝突して破壊してしまい、その部品交換により部品コストが嵩むと共に、交換作業により施工作業が中断されて吹付け施工の効率が下がるという問題を招くこととなった。
【００１４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、インペラヘッドに直接的に大きな荷重が作用しないようにして該インペラヘッドの変形を防止し得るコンクリート吹付機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、高速回転するインペラによりコンクリートを打撃投射するインペラヘッドをロボットアームの先端部に備え、前記インペラヘッドへコンクリート配管を介してコンクリートを圧送するようにしたコンクリート吹付機において、前記コンクリート配管をインペラヘッドに到る間際でロボットアームの先端部に固定したことを特徴とするコンクリート吹付機、に係るものである。
【００１６】
而して、このようにすれば、インペラヘッドへコンクリートを圧送するコンクリート配管がインペラヘッドに到る間際でロボットアームの先端部に固定されているので、コンクリートの固定位置より上流側で生じる様々な荷重が全てロボットアームの先端部で受け持たれ、インペラヘッドに直接的に大きな荷重が作用することが回避されるので、該荷重の直接的な作用によるインペラヘッドの変形が防止される。
【００１７】
より具体的には、コンクリートの圧送時にコンクリート配管内が全てコンクリートで満たされて該コンクリートの重量とコンクリート配管の自重とがインペラヘッドに偏りを持った大きな荷重として作用した場合や、ロボットアームによりインペラヘッドのノズルの向きを小刻みにスイング操作した時の慣性によりコンクリート配管側からの衝撃荷重がインペラヘッドに伝わった場合、或いは、ロボットアームによりインペラヘッドのノズルを移動した時にコンクリート配管が地面に引きずられてインペラヘッドに大きな荷重が伝わった場合、更には、ロボットアームを下げた時にコンクリート配管が地面に押し付けられてインペラヘッドに大きな反力が加わった場合等に、これらの荷重負担がロボットアームの先端部側で受け持たれてインペラヘッドの変形が防止される。
【００１８】
また、本発明をより具体的に実施するにあたっては、例えば、ロボットアームの先端部の一側面にインペラヘッドを固定する一方、前記ロボットアームの先端部の他側面にコンクリート配管を固定し、該コンクリート配管の固定位置から前記インペラヘッドに到るまでの間を一対のベント管により前記ロボットアームの先端部を迂回してＵ字状を成すように接続すれば良く、或いは、ロボットアームの先端部の一側面にインペラヘッドを固定する一方、前記ロボットアームの先端部の前面にコンクリート配管を固定し、該コンクリート配管の固定位置から前記インペラヘッドに到るまでの間をベント管によりＬ字状に接続するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１９】
上記した本発明のコンクリート吹付機によれば、インペラヘッドへコンクリートを圧送するコンクリート配管をインペラヘッドに到る間際でロボットアームの先端部に固定したことにより、コンクリートの固定位置より上流側で生じる様々な荷重を全てロボットアームの先端部で受け持たせることができ、インペラヘッドに直接的に大きな荷重が作用することを回避して該荷重の直接的な作用によるインペラヘッドの変形を防止することができるので、該変形に起因して起こり得るインペラヘッド内での主要部品の破壊を未然に回避することができ、その部品交換を不要として部品コストの削減や吹付け施工の効率向上を図ることができる等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の別の形態例を示す概略図である。
【図３】従来のコンクリート吹付機の一例を示す概略図である。
【図４】図３の要部を拡大して示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
本形態例においては、前述した図４の場合と同様に、高速回転するインペラ１７によりコンクリート７を打撃投射するインペラヘッド６が、ロボットアーム３の先端部の一側面にベースプレート９を介して固定され、該ベースプレート９に一緒に固定された油圧モータ１０により回転駆動されるようになっているが、これまでマテリアルホース５の中途部をロボットアーム３の中途部から鎖Ｃ（図３参照）で吊り下げて荷重を緩和する措置しか採られてこなかったコンクリート配管（マテリアルホース５、Ｙ字管１６、コンクリート投入管１３）に関し、該コンクリート配管のインペラヘッド６に到る間際に位置しているＹ字管１６をブラケット２０を介し前記ロボットアーム３の先端部の他側面に固定し、前記Ｙ字管１６（コンクリート配管の固定位置）から前記インペラヘッド６に到るまでの間を一対のベント管１１，１２から成るコンクリート投入管１３により前記ロボットアーム３の先端部を迂回してＵ字状を成すように接続している。
【００２４】
尚、ここに図示している例では、Ｙ字管１６をロボットアーム３の先端部の他側面に固定したことによりマテリアルホース５がロボットアーム３に近接しすぎてしまうので、Ｙ字管１６とマテリアルホース５との間に、該マテリアルホース５をロボットアーム３から離間させるためのベント管２１を回転不可の接続状態で介装している。
【００２５】
而して、このように構成すれば、コンクリート配管のインペラヘッド６に到る間際の一部分を成しているＹ字管１６がロボットアーム３の先端部に固定されているので、このＹ字管１６より上流側で生じる様々な荷重が全てロボットアーム３の先端部で受け持たれ、インペラヘッド６に直接的に大きな荷重が作用することが回避されるので、該荷重の直接的な作用によるインペラヘッド６の変形が防止される。
【００２６】
より具体的には、コンクリート７の圧送時にマテリアルホース５内が全てコンクリート７で満たされて該コンクリート７の重量とマテリアルホース５の自重とがインペラヘッド６に偏りを持った大きな荷重として作用した場合や、ロボットアーム３によりインペラヘッド６のノズル１９の向きを小刻みにスイング操作した時の慣性によりマテリアルホース５側からの衝撃荷重がインペラヘッド６に伝わった場合、或いは、ロボットアーム３によりインペラヘッド６のノズル１９を移動した時にマテリアルホース５が地面に引きずられてインペラヘッド６に大きな荷重が伝わった場合、更には、ロボットアーム３を下げた時にマテリアルホース５が地面に押し付けられてインペラヘッド６に大きな反力が加わった場合等に、これらの荷重負担がロボットアーム３の先端部側で受け持たれてインペラヘッド６の変形が防止される。
【００２７】
従って、上記形態例によれば、コンクリート配管のインペラヘッド６に到る間際の一部分を成しているＹ字管１６をロボットアーム３の先端部に固定したことにより、Ｙ字管１６より上流側で生じる様々な荷重を全てロボットアーム３の先端部で受け持たせることができ、インペラヘッド６に直接的に大きな荷重が作用することを回避して該荷重の直接的な作用によるインペラヘッド６の変形を防止することができるので、該変形に起因して起こり得るインペラヘッド６内での主要部品の破壊を未然に回避することができ、その部品交換を不要として部品コストの削減や吹付け施工の効率向上を図ることができる。
【００２８】
また、図２は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、前述した図１の形態例でＹ字管１６をロボットアーム３の先端部の他側面にブラケット２０を介して固定したことに替えて、前記ロボットアーム３の先端部の前面に、コンクリート投入管１３の中間部でベント管１１，１２を繋いでいる連絡管２２をブラケット２３を介して固定し、前記連絡管２２（コンクリート配管の固定位置）から前記インペラヘッド６に到るまでの間をベント管１１によりＬ字状を成すように接続したものであるが、このようにした場合でも、前述した図１の形態例の場合と同様に、コンクリート配管のインペラヘッド６に到る間際の一部分を成している連絡管２２をロボットアーム３の先端部に固定したことにより、連絡管２２より上流側で生じる様々な荷重を全てロボットアーム３の先端部で受け持たせることができ、インペラヘッド６に直接的に大きな荷重が作用することを回避して該荷重の直接的な作用によるインペラヘッド６の変形を防止することができる。
【００２９】
尚、本発明のコンクリート吹付機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
３  ロボットアーム
４  鋼管配管（コンクリート配管）
５  マテリアルホース（コンクリート配管）
６  インペラヘッド
７  コンクリート
１１  ベント管（コンクリート配管）
１２  ベント管（コンクリート配管）
１３  コンクリート投入管（コンクリート配管）
１６  Ｙ字管（コンクリート配管）
１７  インペラ
２１  ベント管（コンクリート配管）
２２  連絡管（コンクリート配管）
【要約】
【課題】インペラヘッドに直接的に大きな荷重が作用しないようにして該インペラヘッドの変形を防止し得るコンクリート吹付機を提供する。
【解決手段】高速回転するインペラ１７によりコンクリート７を打撃投射するインペラヘッド６をロボットアーム３の先端部に備え、前記インペラヘッド６へコンクリート配管（マテリアルホース５、Ｙ字管１６、コンクリート投入管１３）を介してコンクリート７を圧送するようにしたコンクリート吹付機に関し、前記コンクリート配管（図１の例ではＹ字管１６）をインペラヘッド６に到る間際でロボットアーム３の先端部に固定する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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