(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にインペラが配置された主プーリと、該主プーリの周囲にあって回転可能に配置された複数の補助プーリと、前記主プーリと前記補助プーリとの間に巻き掛けられて前記主プーリを回転させるベルトと、前記主プーリのコンクリート投射部に配置され投射方向を定めるガイド部材とを備え、コンクリートを前記主プーリ内の中央より供給する構造のベルト式コンクリート吹付け機において、
前記主プーリの内部に、コンクリートを供給するためのコンクリート供給管の吐出端を配管するとともに、前記主プーリの内部又は外部に、液体又はスラリの急結剤を所定の配合比で供給するための急結剤供給管の吐出端を配管し、
前記主プーリの回転により該主プーリの吐出口から投射された段階でコンクリート及び急結剤が微粒状に分離して分散され、壁面に付着した段階で塗着圧力により両者の粒子が凝集し、コンクリートと急結剤との混合物になるように構成したことを特徴とするベルト式コンクリート吹付け機。
【請求項２】
コンクリートを投射するコンクリート投射機構部が、ベースマシンに対してこれを接続保持する吹付け機保持部に対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のベルト式コンクリート吹付け機。
【請求項３】
前記主プーリは、多孔形ドラムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト式コンクリート吹付け機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの内壁、建造物の壁面や床面、または地盤の法面などにコンクリート類を吹付けるのに用いられるベルト式コンクリート吹付け機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
山岳トンネルの標準工法であるＮＡＴＭでは、吹付けコンクリートは掘削した直後に地山を支保する履工材料である。吹付けコンクリート工法としては、急結剤を添加したコンクリートを圧縮空気を用いて壁面に投射圧着する方式が知られている。山岳トンネル施工の効率化には、吹付けコンクリートの施工時間の短縮が求められている一方、作業環境面では施工時に発生する粉塵量の低滅が課題となっている。
【０００３】
ところで、圧縮空気を使用する方法では、粉塵量低減には限界がある。現状では、粉塵発生の原因となる圧縮空気を使用しない低粉塵吹付け機として、コンクリートをインペラの回転で投射圧着する方式のロータリ吹付け機が開発されているが、ロータリ吹付け機では吹付けのスポット性確保と消耗部品コスト低滅が課題であった。
【０００４】
これらに対し、ベルト式吹付け機は、これら課題を克服し大容量低粉塵吹付け実現を目的に開発したものであり、次の特徴がある。
▲１▼低粉塵
▲２▼大容量の吹付けが容易。
▲３▼機械所要動力がエア式吹付け機に比べて小さい。
▲４▼吹付け対象面との距離による拡散が小さくスポット性に優れる。
以上の特徴を有するため、トンネル坑内の吹付け作業に適し、作業環境の改善に有効な機械であると考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のベルト式吹付け機にあっては、次に述べるような欠点があり、その改善が望まれていた。
▲１▼重量がエアノズル方式に比べて大きい。
▲２▼吹付け機のベースマシンとして大型車両が必要である。
▲３▼コンクリートに対して粉体の急結剤を混合するため、攪拌機構が必要で、内部構造が複雑となり、また、内部での固化を防止するためには、頻繁に洗浄する必要があり、メンテナンス性に乏しい。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的は、小型軽量であって、攪拌機構が不要で、メンテナンス性に富んだベルト式コンクリート吹付け機を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のベルト式コンクリート吹付け機は、内部にインペラが配置された主プーリと、該主プーリの周囲にあって回転可能に配置された複数の補助プーリと、前記主プーリと前記補助プーリとの間に巻き掛けられて前記主プーリを回転させるベルトと、前記主プーリのコンクリート投射部に配置され投射方向を定めるガイド部材とを備え、コンクリートを前記主プーリ内の中央より供給する構造のベルト式コンクリート吹付け機において、前記主プーリの内部に、コンクリートを供給するためのコンクリート供給管の吐出端を配管するとともに、前記主プーリの内部又は外部に、液体又はスラリの急結剤を所定の配合比で供給するための急結剤供給管の吐出端を配管し、前記主プーリの回転により該主プーリの吐出口から投射された段階でコンクリート及び急結剤が微粒状に分離して分散され、壁面に付着した段階で塗着圧力により両者の粒子が凝集し、コンクリートと急結剤との混合物になるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によるベルト式コンクリート吹付け機によれば、主プーリの回転によって主プーリの吐出口から投射された段階で、コンクリート及び急結剤が微粒状に分離して分散され、壁面に付着した段階で塗着圧力によって両者の粒子が凝集し、両者に含まれる水分あるいは水溶性媒体を媒介として急速混合され、コンクリートと急結剤との均一な混合物となる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のベルト式コンクリート吹付け機は、請求項１に記載のベルト式コンクリート吹付け機であって、コンクリートを投射するコンクリート投射機構部が、ベースマシンに対してこれを接続保持する吹付け機保持部に対して着脱可能となっていることを特徴とする。
本発明によるベルト式コンクリート吹付け機によれば、コンクリート投射機構部の内部の清掃及び消耗材の交換を容易にすることができ、詰まり等のトラブルが発生するのを未然に防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３に記載のベルト式コンクリート吹付け機は、請求項１又は２に記載のベルト式コンクリート吹付け機であって、前記主プーリは、多孔形ドラムからなることを特徴とする。
本発明によるベルト式コンクリート吹付け機によれば、多孔形ドラムからなる主プーリのベルトから開放される位置を吐出口として、主プーリ内に供給されたコンクリート及び急結剤が目的位置に向けて投射されることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態の一例につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１，２は本発明に係るベルト式コンクリート吹付け機の断面図およびＡ−Ａ線位置における正面図を示すものである。
【００１２】
同図において、ベルト式コンクリート吹付け機１０は、高速で走行するベルトにコンクリートを載せ、その慣性力で壁面に投射圧着する方式であり、投射ヘッド１２と、投射ヘッド１２の中心位置に回転可能に軸受された主プーリ１４と、主プーリ１４の周囲にあって、投射ヘッド１２に回転可能に軸受配置された４つの補助プーリ１６と、主プーリ１４と各補助プーリ１６との間に掛け回されたベルト１８と、主プーリ１４の上部中心線上にあって、投射ヘッド１２に固定された左右対称なコーン状の投射ガイド２０と、補助プーリ１６の一つに軸結した回転駆動モータ２２とを備えている。
【００１３】
主プーリ１４はその内周に複数のインペラ２４を径方向に固定した多孔ドラムであり、ベルト１８によってその外周を塞がれているが、ベルト１８がとぎれる位置である投射ガイド２０と左右の補助プーリ１６の間で多孔部分が開放される結果、内部に供給されたコンクリートをその位置を吐出口Ｄとして目的位置へと向けて投射する。
【００１４】
なお、投射方向は、モータ２２の正逆回転による主プーリ１４の回転方向に応じて、投射ガイド２０と左右補助プーリ１６のいずれの隙間を吐出口Ｄとして投射される。これは、トンネル坑などの場合、左右いずれの壁面にも対応させるためのものである。
【００１５】
また、主プーリ１４の内側には玉軸受を介して回転スリーブ２６が同軸上に回転可能に取付けられている。回転スリーブ２６の先端側は前記と同様に多孔形ドラムとなっており、また回転スリーブ２６の主プーリ１４後部からの突出端外周はギア２８およびピニオン３０を介してモータ３２に連結され、主プーリ１４に対して相対回転する。さらに、回転スリーブ２６の後部にはスイベルジョイントなどを介して固定スリーブ３４が連結され、回転スリーブ２６に同軸上に連通している。
【００１６】
なお、固定スリーブ３４は元来はコンクリートと急結剤とを混合するためのスクリュコンベアなどの先端に設けた圧送管として使用されたものであるが、本発明では単なる固定スリーブとして扱われるものである。
【００１７】
そして、固定スリーブ３４の内部にはこれを貫通してコンクリート供給管３６が配管接続され、その吐出口を主プーリ１４との対向位置で下部側に向けている。急結剤を主プーリ１４内に供給する場合には、コンクリート供給管３６の左右に固定スリーブ３４を貫通して急結剤供給管３８が配管接続され、その吐出端を同じく主プーリ１４の下部側に向けている。しかしながら、急結剤の供給位置は主プーリ１４の外部または投射ヘッド１２の外部であってもよい（図２には、投射ヘッド１２の外部に急結剤供給ホースを配設した例を一点鎖線で図示している）。コンクリート供給管３６、および急結剤供給管３８は図示しないホースなどを介してコンクリートポンプおよび急結剤供給用ポンプに接続されたものであり、それぞれのポンプの圧送量に応じた配合比で回転スリーブ１４を通じて主プーリ１４のインペラ２４で仕切られた内部または外部等に供給される。
【００１８】
本実施の形態におけるベルト式コンクリート吹付け機１０は、コンクリートを投射するコンクリート投射機構部（図１の「構造１」）が、吹付け機保持部（図１の「構造２」）を介してベースマシンアタッチメントに接続され保持されてなっている。構造１は構造２に対して着脱可能となっており、コンクリート投射機構部内部のコンクリート圧送管等の清掃および消耗材交換を容易にし、詰まり等のトラブルが発生するのを未然に防止している。
【００１９】
本発明において、以上の装置に用いられる急結剤としては、粉体でなく、水に分散した液体急結剤のほか、水溶性媒体に分散させたスラリー状の急結剤を用いることが重要である。
【００２０】
すなわち、以上の構成において、主プーリ１４または回転スリーブの内部または外部等にそれぞれ供給されたコンクリートおよび急結剤は、適度な配合比である。急結剤を主プーリ１４内に供給する場合は、供給段階では、図３（ａ）の網線および水平ハッチングで両成分を模式化して示すように、分離状態のままである。そして、回転により吐出口Ｄに運ばれ、吐出口Ｄより投射された段階で（ｂ）に示すようにコンクリート分および急結剤成分が一旦バラバラの状態に微粒状に分離し、このとき両成分の均一な分散化がなされる。次いで、壁面に付着した段階では（ｃ）に示すように塗着圧力によって全体が一つの塊となって付着し、同圧力により平坦化し、ある程度の広がりをもつ。
【００２１】
従って、互いに分散していたコンクリートと急結剤の微粒成分は、壁面に付着した段階で両者の粒子が凝集し、両者に含まれる水分あるいは水溶性媒体を媒介として急速混合され、コンクリートと急結剤との均一な混合物となるのである。
【００２２】
なお、このとき急結剤が粉体のままであると、分散時に急結剤は噴霧状態で拡散され、歩留り低下が生ずるとともに、塗着した状態でのぬれ性が悪いため、混合時間が長くなり、急結剤の効果を発揮できないものとなる。それ故、本発明の装置に用いる急結剤は、前述のごとく液体急結剤またはスラリー状急結剤に限定される。
【００２３】
なお、急結剤供給管３８の吐出端には通常の金属またはプラスチック製のエルボ型ノズルの他、ゴムのような弾性体を用いることによりメンテナンスに際しては、ノズル先端に付着するコンクリートの除去が容易となる。また、各供給管３６，３８先端位置は、図示の位置だけでなく、最適結果を得られる位置に配管すべく、自由度を持たせることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明によるベルト式コンクリート吹付け機にあっては、主プーリの内部に、コンクリートを供給するためのコンクリート供給管の吐出端を配管するとともに、主プーリの内部又は外部に、液体又はスラリの急結剤を所定の配合比で供給するための急結剤供給管の吐出端を配管し、主プーリの回転により主プーリの吐出口から投射された段階でコンクリート及び急結剤が微粒状に分離して分散され、壁面に付着した段階で塗着圧力により両者の粒子が凝集し、コンクリートと急結剤との混合物になるように構成したので、コンクリートと急結剤とを攪拌する攪拌装置が不要となり、装置全体の小型化を図ることができる。また、主プーリの内部でコンクリートが固化するのを防止するために、主プーリの内部を頻繁に洗浄する必要はなく、メンテナンス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るベルト式コンクリート吹付け機の主要部を示す側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線位置に於ける正断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はコンクリートと急結剤の吹付け時における材料分散から混合までの過程を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
１０  ベルト式コンクリート吹付け機
１４  主プーリ
１６  補助プーリ
１８  ベルト
２０  投射ガイド
２４  インペラ
３６  コンクリート供給管
３８  急結剤供給管
【図１】
0003803244.tif 000002
【図２】
0003803244.tif 000003
【図３】
0003803244.tif 000004