JPH0460194B2 - - Google Patents

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を取付けたもの（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１
上のリフテイング台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、傾動によつて行われるため、平行移動操作が
難しい。従つて、噴射ノズル４を吹付面から一定
距離を保つて連続的に移動させるには、多数のア
クチユ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ユ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
かゝる。

一方リフテイ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、施回半径の調整
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ート類吹付装
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致させる。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実施例を説明す
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
に油圧駆動ユニツト１２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ツト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
置取付ブラケツト１７を昇降移動させる。

旋回装置取付ブラケツト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２
０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
噛合つてスタンド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、そのロツド
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はロツド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、ロツド２６に垂直
な方向に、所定ピツチで取付位置が変更できるよ
う、取付金具２７にボルト、ピンもしくはクラン
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、噴射距離調節装置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ることができる。

噴射距離調節装置３０には、旋回軸Ｚ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、そのロツド３２の先端には、アーム
回転装置３３が設けられれている。３４はロツド
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
ロツ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の揺動支点軸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を伸縮して旋回装置１９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４
５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とによつて噴射ノズル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a₁から
旋回により点b₁へ、点b₁から送りにより点b₂へ、
点b₂から施回により点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b_o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、送りピツチの大きさによ
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、旋回のピツ
チを小さく取つている。

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
つて噴射ノズル４５を前方に向け、旋回装置１９
と噴射距離調節装置３０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エツ
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つて移動操作す
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
ジエツト噴射用マニピユ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、３８はノズル傾動装置、４
５は噴射ノズルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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 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 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。