JP2843593B2 - コンクリート吹付方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ホッパーに投入されたコンクリート材料を
圧送又は搬送してノズル部より吐出する吹付機と、コン
クリートに急結剤を供給する供給機とを有し、コンクリ
ートに応じて急結剤を供給するコンクリート吹付方法及
び装置に関する。

従来技術 吐出するコンクリート量に対する急結剤供給量の割合
は、試験等によって予め決められた最適量でなければな
らない。コンクリート量に対する急結剤の供給量が適量
より少ない場合は、急結効果が小さく、従って、コンク
リートの充分な初期強度が得られなかったり、コンクリ
ートの剥離をきたす。逆に、供給量が適量より多い場合
は、コンクリートの最終強度を著しく低下させたり、コ
ンクリートの品質を悪くする。このため、吹付機のコン
クリート吐出量に最適な量の急結剤を供給する必要があ
る。

本発明が解決しようとする課題 ところが、コンクリートや急結剤はエアーやポンプを
用いて圧送するため、既存の流量計では正確にその吐出
量及び供給量を計量することが難しい。すなわち、流量
計では空気とコンクリート、空気と急結剤の如く、気体
と固体の混合体中の固体の量だけを計量することが難し
い。ポンプで圧送されるコンクリートの流量を従来の流
量計で計量することも難しい。

このため、従来のロータ式吹付機では、ロータの回転
数を計測し、その内容積を掛けることで吐出量を算出し
ている。しかし、ロータ内のコンクリート充填量が100
％であるとは限らず、むしろ数割減であることが多く、
このような算出方法では真の吐出量を把握することがで
きず、従って、誤差が大きくなりすぎる問題がある。

ポンプ式吹付機においても、シリンダーの内容積にピ
ストンのストローク回数を掛けることで吐出量を算出し
ている。しかし、シリンダー内のコンクリート充填量が
100％であるとは限らず、むしろ数割減であることが多
く、真の吐出量を把握することができない。

従来では、予め計量したコンクリート材料を吹付し、
その材料の吹付に要した時間から単位時間当りの吐出量
を把握していた。また、急結剤のその貯留タンクに投入
した量を予め計り、所定の供給力により所定時間供給
後、残留した量から上記供給力による供給量を算出して
いる。

そして、このようにして得られたデータから、コンク
リート材料の単位時間当りの吐出量を推定し、それに応
じた急結剤をその吐出時間中に供給できるように設定し
ている。

従来の吹付システムでは、コンクリートの吐出量及び
急結剤の供給量が常に設定された量とまったく同じ量が
定量で吐出されることを前提としている。しかしなが
ら、実際の吹付機の場合、コンクリートの配合やスラン
プ値によってロータ内への充填量が変化し、従って吐出
量が変る。また、ロータの内壁にコンクリートが付着し
ない容積が徐々に小さくなり、吐出量が減少する傾向が
ある。このように、吐出量は常に一定ではなく変化して
しまうものである。

また、急結剤供給機の場合、急結剤の種類の違いで、
同一の供給力でも単位時間当りの供給量が変り、また吹
付機の吹付圧力の変化によっても急結剤の圧密度が変化
し供給量が変動してしまうことがよくある。

このように、従来では吹付機のコンクリートの吐出量
が変化しても、予めセットされた量の急結剤が定量に近
い状態で供給された場合、供給割合が所定範囲外にな
り、吐出量に応じた適量の急結剤を供給することができ
なかった。

また、従来の乾式コンクリート吹付システムにおい
て、急結剤を材料ホッパーに投入する前にコンクリート
材料に供給する形式のものも既に知られている。この種
の吹付装置では、コンクリートの吐出量に応じて急結剤
を供給してもよいし、コンクリート材の材料ホッパーへ
の投入量に応じて急結剤を供給してもよい。このため、
例えばベルトコンベアでコンクリート材料をホッパーへ
搬入している場合、予めそのベルコンの搬入量を検出に
し、その搬入量に応じた急結剤を供給するように構成し
ている。

ところがかく構成の吹付装置においてもベルコンの搬
入量にバラツキがあり、また急結剤の供給量も上記の如
く常に一定にはならない。よって、搬入されるコンクリ
ート材料に適量な急結剤を供給することは難しいという
問題があった。

本発明は、上記した従来の問題を解消したコンクリー
ト吹付方法及び装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、コンクリート材
料を材料ホッパーに搬入する搬入手段と、材料ホッパー
に搬入されたコンクリート材料を圧送又は搬送してノズ
ル部より吐出する吹付機と、吐出されるコンクリート材
料に急結剤を供給する供給機とを有し、吐出されるコン
クリート量に応じた量の急結剤を供給するコンクリート
吹付方法において、前記材料ホッパーに搬入されたコン
クリート材料の上限基準量時における吹付機本体と下限
基準量時における吹付機本体との重量差を検出するとと
もに、上限基準量時から下限基準量時までの時間を計測
してコンクリート吐出量を検出し、さらに所定単位時間
当たりにおける急結剤供給機本体の重量の変化により当
該供給機の急結剤供給量を検出し、前記急結剤の供給量
が前記コンクリート吐出量から算出された所定量である
かを演算し、その急結剤の供給量が所定量外であると
き、急結剤の供給を所定量内に修正することを特徴とし
ている。

さらに、本発明は上記目的を達成するため、コンクリ
ート材料を材料ホッパーに搬入する搬入手段と、材料ホ
ッパーに搬入されたコンクリート材料を圧送又は搬送し
てノズル部より吐出する吹付機と、前記材料ホッパーに
搬入する手前で、コンクリート材料に急結剤を供給する
供給機とを有し、前記材料ホッパーに搬入されるコンク
リート材料量に応じた量の急結剤を供給するコンクリー
ト吹付方法において、前記材料ホッパーに搬入されたコ
ンクリート材料の上限基準量時における吹付機本体と下
限基準量時におる吹付機本体との重量差を検出するとと
もに、上限基準量時から下限基準量時までの時間を計測
してコンクリート材料の搬入量を検出し、さらに所定単
位時間当たりにおける急結剤供給機本体の重量の変化に
より当該供給機の急結剤供給量を検出し、前記急結剤の
供給量が前記コンクリート搬入量から算出された所定量
であるかを演算し、その急結剤の供給量が所定量外であ
るとき、急結剤の供給を所定量内に修正することを特徴
としている。

さらにまた、本発明は上記目的を達成するため、コン
クリート材料を材料ホッパーに搬入する搬入手段と、材
料ホッパーに搬入されたコンクリート材料を圧送又は搬
送してノズル部より吐出する吹付機と、吐出されるコン
クリート材料に急結剤を供給する供給機とを有し、吐出
されるコンクリート量に応じた量の急結剤を供給するコ
ンクリート吹付け装置において、前記吹付機の重量を検
知する第１の検知手段と、前記供給機の重量を第２の検
知する検知手段と、前記供給機からの急結剤供給量を可
変する手段と、吐出するコンクリート量に応じて急結剤
の供給量を調整する制御手段とを有し、該制御手段は、
前記材料ホッパーに搬入されたコンクリート材料の上限
基準量時における吹付機本体と下限基準量時における吹
付機本体との重量差を検出するとともに、上限基準量時
から下限基準量時までの時間を計測してコンクリート吐
出量を検出し、前記コンクリート吐出量に応じた急結剤
の量を前記急結剤供給量を可変する手段を介して供給す
ることを特徴としている。

さらにまた、本発明は上記目的を達成するため、コン
クリート材料を材料ホッパーに搬入する搬入手段と、材
料ホッパーに搬入されたコンクリート材料を圧送又は搬
送してノズル部より吐出する吹付機と、前記材料ホッパ
ーに搬入する手前で、コンクリート材料に急結剤を供給
する供給機ととを有し、前記材料ホッパーに搬入される
コンクリート材料量に応じた量の急結剤を供給するコン
クリート吹付装置において、前記吹付機の重量を検知す
る第１の検知手段と、前記供給機の重量を第２の検知す
る検知手段と、前記供給機からの急結剤供給量を可変す
る手段と、吐出するコンクリート量に応じて急結剤の供
給量を調整する制御手段とを有し、該制御手段は前記材
料ホッパーに搬入されたコンクリート材料の上限基準量
時における吹付機本体と下限基準量時における吹付機本
体との重量差を検出するとともに、上限基準量時から下
限基準量時までの時間を計測してコンクリート材料の搬
入量を検出し、前記コンクリート材料搬入量に応じた急
結剤の量を前記急結剤供給量を可変する手段を介して供
給することを特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図は、本発明が適用される吹付装置の概略を示す
もので、符号１は吹付機、２は急結剤供給機である。吹
付機１及び供給機２は走行車両３に支持され、走行車両
３には先端にノズル５として構成されたノズル部を備え
た吹付ロボット４が支承されている。

吹付機１は、第２図及び第３図に示すようにホッパー
とロータ８、更にコンクリート材料をホッパー７に投入
するコンベア装置６として構成された投入手段を備えて
いる。

この場合、コンベア装置６は走行車両３に支持された
架台９に設けられ、ホッパー７、ロータ８、更にその駆
動装置10等は架台９上に配置されたフレーム11上に設け
られている。即ち、フレーム11上は吹付機本体に相当す
るホッパー７、ロータ８、駆動装置10を支持している。
そして、架台９とフレーム11の間には後述する重量検出
手段を介在させている。

本実施例における吹付機は、そのフレーム11を架台９
に対し揺動可能に支持している。この場合、第４図に示
すように架台９上にブラケット12を設け、フレーム11の
下部に舌13を設け、このブラケット12と舌13をピン14を
介して連結している。この機構を第３図における上下方
向に向け、両方のピン14の軸線を一致させている。これ
によって、フレーム11はピン14を中心として揺動可能と
なっている。このとき、フレーム11はピン14を中心とし
てホッパー７及びロータ８を設けた側が傾くように設定
され、ロータ８の下方にはその軸方向の中央にロードセ
ル15として構成された検知器が設けられている（第３図
及び第５図参照）。そして、上記揺動機構とロードセル
15により、本例の吹付機１の重量検出手段を構成してい
る。

第１図、第６図及び第７図に示す急結剤供給機２は、
急結剤を貯留するタンク16及びタンク16内の急結剤を供
給するためのスクリュー（図示せず）等を備えている。
この供給機の本体は支板17上に配置され、支板17は走行
車両３上の支台18上に取り付けられている。この場合、
支板17は上記吹付機と同様な構成によってピン19を中心
として揺動可能に支持され、その反対側にはロードセル
20が設けられている。上記揺動機構とロードセル20によ
り、供給機２の重量検出手段を構成している。

かく構成されたコンクリート吹付装置は、次の如くコ
ンクリートの吹付を行ない、これを第８図のフローチャ
ートに従って説明する。

まず、吹付機１及び供給機２の電源をONにし、コンベ
ア装置６を始動する。これにより、コンクリート材料が
ホッパー７に投入される。ホッパー７への材料投入量が
後述する適量になったとき、これを下限基準値（以下、
下限量と称する。）とし、その下限量はロードセル15に
検知される重量値で記憶される。この下限量は、コンク
リートの吹付を連続的に行なうため、例えばホッパー７
の半分近く投入された量を目安として設定する。次に、
コンクリート材料投入量がホッパー７の上限近くに達し
たとき、これを上限基準量（以下、上限量と称す。）と
し、そのときのロードセル15の重量値を記憶させる。そ
れと同時にコンベア装置６駆動が停止される。このと
き、コンクリート材料は慣性によって更に投入を若干続
行された後に停止する。

そして、ここで吹付運転を開始する。

運転が開始されると、吹付機１はロータ８が回転し、
コンクリートを吐出し始めるが、最初は試運転が行なわ
れる。このため、供給機２もタイマーによって数秒後、
例えば10秒後に遅らせて供給するようにし、これにて吐
出コンクリートを確認してから急結剤の供給を開始させ
ることができる。従って、コンクリートの吐出に異常が
あればこの時点で運転を停止すればよい。

試運転が終了すると、これに続行して本運転が行なわ
れる。このとき、当初急結剤の供給量は、コンクリート
吐出量が未だ検出できないため、予め所定量に設定して
おく。この場合、コンクリート吐出量はある程度の範囲
内で予測できるため、その量に応じた割合の急結剤が供
給できるように、当初設定の周波数でスクリューを回転
させる。そして、この急結剤の供給はタイマーによって
数分間、例えば２分間続行させる。

この間、次の如くしてコンクリートの吐出量が算出さ
れる。

試運転で、ホッパー７内のコンクリート材料が下限量
に達すると、コンベア装置６が作動し、ロードセル15の
検出重量が下限量に達するとコンベア装置６が停止す
る。そして、吹付が続行されているので、検知重量は上
限量を越えた位置から下り、下限量まで達するとコンベ
ア装置６が再び作動する。このとき、ロードセル15によ
る検出重量は上限量から下限量まで通過するので、その
間の時間Ｔを測定することにより、次の式から吐出量Ｃ
を算出できる。

なお、Ｋは常数であり、ロードセル15自体の検出重量
が実際のコンクリート材料の重量と比例関係にあるた
め、常数Ｋを掛けて実際の重量を算出する。

かくして、コンクリート吐出量Ｃが算出され、このコ
ンクリート吐出量の算出が所定回数、例えば５回行なわ
れると、その平均値を計算して供給機２の制御装置へ入
力する。この場合、上限量から下限量までの所要時間は
ホッパー７の大きさによって変るが、せいぜい10秒位で
ある。従って、供給機２には上記２分間タイマーが作動
中にコンクリート吐出量の平均値を入力することができ
る。このように、数回の吐出量を平均することで比較的
正確な吐出量を入力できる。

このコンクリート吐出量に基づき、予め設定した割合
の急結剤の所定量（QS）を算出する。すなわち、コンク
リートの吐出量が例えば10m³/Hであり、急結剤の希望す
る割合を８％とすると、急結剤の供給すべき所定量（Q
S）は0.8m³/Hとなる。

次に、現在供給している急結剤の量を算出する。この
算出は、まず現重量V1をロードセル20で測定し、そして
タイマーにより数秒後、例えば20秒の重量V2を測定す
る。この測定値から次の式により急結剤供給量（QS）を
算出する。

かくして、急結剤供給量（QS）が判明すれば、上記所
定量（QS）と供給量（QS）が等しいならば、周波数を変
えずにスクリューをそのまま回転する。また、所定量
（QS）と供給量（QT）が相違するとき、所定量が大きい
ときには周波数を増加してスクリューを回転し、供給量
を高める。逆に小さいときには周波数を減少してスクリ
ューを回転し、供給量を押える。

かくして、コンクリート吐出量に応じて急結剤の供給
を所定量にすることができる。なお、コンクリート吐出
量の算出をグラフで示せば第９図の如くである。このグ
ラフから明らかなように吐出量は上限量から下限量に移
動する間のみの間欠的な検出であるが、上記の如く数回
の平均値を吐出量とするため、誤差も殆どない。

かく構成することにより、本発明は、コンクリート吐
出量にほぼ応じた急結剤の供給が可能となる。しかも、
万一故障で等で、コンクリートの吹付や急結剤の供給が
停止したとしても、それを検出できる。すなわち、吐出
量及び供給量がその検出時間内で零であればそれを検出
することも容易である。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例のみに限定されず、各種改変できる
ものである。例えば、投入手段はコンベア装置な限ら
ず、ダンパーの開閉で投入を制御するものや、スクリュ
ーの回転で投入を制御するものでもよい。また、吹付機
はロータ式に限らず、ポンプ式でもよい。更に、急結剤
供給機はロータ式でもよく、この場合にはロータの回転
速度を変えて供給量の増減を行なう。更にまた、上記実
施例ではコンクリート吐出量に応じた急結剤の所定量を
８％のように１つの数値で説明したが、その所定量は６
〜10％の如く幅をもったものでもよく、この場合急結剤
供給量（QT）が所定量（QS）の範囲を越えれば周波数を
増加すればよい。

第10図は、本発明の別の実施例を示す乾式コンクリー
ト吹付装置の側面説明図である。本例では、ベルト21の
走行で急結剤の供給機２がコンクリート材料を吹付機１
のホッパー７に投入するベルトコンベア装置６の上方に
配置され、急結剤を供給したコンクリート材料を吹付機
１に投入するようにしている。

この方式の吹付装置においても、吹付機１及び供給機
２の重量をロードセル15及び20で測定し、その重量の変
化からコンクリート吐出量及び急結剤供給量を算出し、
急結剤の供給をコンクリート吐出量に応じた量にするこ
とができる。ところで、この装置では、吹付機のホッパ
ーに投入されるコンクリート材料の量に応じて急結剤を
供給することができ、次にその説明をする。

第10図において、ベルト装置６は例えばコンクリート
材料運搬車から排出されたコンクリート材料を受ける受
箱部6aと、該受箱部6aのベルトの走行方向下流側に設け
られたゲート6bを有し、このゲート6bによってベルト装
置の運搬量をほぼ一定量に保とうとしている。しかしな
がら、コンクリート材料の場合、ゲート6bでは運搬量の
バラツクことが避けられない。

そこで、ベルト装置６によるホッパー７へ投入を検出
する。この検出に際しては、上記と同様にしてホッパー
７の上限及び下限を決め、今度は第９図のグラフにおけ
る点線で示す区間の時間Ｔ′を測定する。すなわち、第
11図のフローで示すように、第９図とほぼ同様である
が、下限量から上限量までのコンクリート投入量を算出
する。

かくして、本発明実施例ではコンクリート材料の投入
量に応じた最適な割合の急結剤を供給できる。

効 果 本発明は、上述の如く構成され、コンクリートの吐出
量と急結剤の供給量が検出でき、しかもコンクリート吐
出量に応じて急結剤の供給を所定量にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コンクリート吹付装置の概略図、第２図は吹
付機の正面図、第３図はその平面図、第４図は第２図の
−線に従う断面図、第５図は第２図の矢印Ｖ方向から見
た部分の側面図、第６図は供給機の正面図、第７図はそ
の平面図、第８図は吹付方法の流れを示すフローチャー
ト、第９図は吹付機の重量変化を示すグラフ、第10図は
本発明の別の実施例を示す吹付装置の概略図、第11図は
その吹付装置の吹付法方法の流れを示すフローチャート
である。 １……吹付機 ２……急結剤供給機 ５……ノズル ６……コンベア装置 ７……ホッパー 15,20……ロードセル

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリート材料を材料ホッパーに搬入す
   る搬入手段と、材料ホッパーに搬入されたコンクリート
   材料を圧送又は搬送してノズル部より吐出する吹付機
   と、吐出されるコンクリート材料に急結剤を供給する供
   給機とを有し、吐出されるコンクリート量に応じた量の
   急結剤を供給するコンクリート吹付方法において、 前記材料ホッパーに搬入されたコンクリート材料の上限
   基準量時における吹付機本体と下限基準量時における吹
   付機本体との重量差を検出するとともに、上限基準量時
   から下限基準量時までの時間を計測してコンクリート吐
   出量を検出し、さらに所定単位時間当たりにおける急結
   剤供給機本体の重量の変化により当該供給機の急結剤供
   給量を検出し、前記急結剤の供給量が前記コンクリート
   吐出量から算出された所定量であるかを演算し、その急
   結剤の供給量が所定量外であるとき、急結剤の供給を所
   定量内に修正することを特徴とするコンクリート吹付方
   法。
2. 【請求項２】コンクリート材料を材料ホッパーに搬入す
   る搬入手段と、材料ホッパーに搬入されたコンクリート
   材料を圧送又は搬送してノズル部より吐出する吹付機
   と、前記材料ホッパーに搬入する手前で、コンクリート
   材料に急結剤を供給する供給機とを有し、前記材料ホッ
   パーに搬入されるコンクリート材料量に応じた量の急結
   剤を供給するコンクリート吹付方法において、 前記材料ホッパーに搬入されたコンクリート材料の上限
   基準量時における吹付機本体と下限基準量時におる吹付
   機本体との重量差を検出するとともに、上限基準量時か
   ら下限基準量時までの時間を計測してコンクリート材料
   の搬入量を検出し、さらに所定単位時間当たりにおける
   急結剤供給機本体の重量の変化により当該供給機の急結
   剤供給量を検出し、前記急結剤の供給量が前記コンクリ
   ート搬入量から算出された所定量であるかを演算し、そ
   の急結剤の供給量が所定量外であるとき、急結剤の供給
   を所定量内に修正することを特徴とするコンクリート吹
   付方法。
3. 【請求項３】コンクリート材料を材料ホッパーに搬入す
   る搬入手段と、材料ホッパーに搬入されたコンクリート
   材料を圧送又は搬送してノズル部より吐出する吹付機
   と、吐出されるコンクリート材料に急結剤を供給する供
   給機とを有し、吐出されるコンクリート量に応じた量の
   急結剤を供給するコンクリート吹付け装置において、 前記吹付機の重量を検知する第１の検知手段と、前記供
   給機の重量を第２の検知する検知手段と、前記供給機か
   らの急結剤供給量を可変する手段と、吐出するコンクリ
   ート量に応じて急結剤の供給量を調整する制御手段とを
   有し、該制御手段は前記材料ホッパーに搬入されたコン
   クリート材料の上限基準量時における吹付機本体と下限
   基準量時における吹付機本体との重量差を検出するとと
   もに、上限基準量時から下限基準量時までの時間を計測
   してコンクリート吐出量を検出し、前記コンクリート吐
   出量に応じた急結剤の量を前記急結剤供給量を可変する
   手段を介して供給することを特徴とするコンクリート吹
   付装置。
4. 【請求項４】コンクリート材料を材料ホッパーに搬入す
   る搬入手段と、材料ホッパーに搬入されたコンクリート
   材料を圧送又は搬送してノズル部より吐出する吹付機
   と、前記材料ホッパーに搬入する手前で、コンクリート
   材料に急結剤を供給する供給機ととを有し、前記材料ホ
   ッパーに搬入されるコンクリート材料量に応じた量の急
   結剤を供給するコンクリート吹付装置において、 前記吹付機の重量を検知する第１の検知手段と、前記供
   給機の重量を第２の検知する検知手段と、前記供給機か
   らの急結剤供給量を可変する手段と、吐出するコンクリ
   ート量に応じて急結剤の供給量を調整する制御手段とを
   有し、該制御手段は前記材料ホッパーに搬入されたコン
   クリート材料の上限基準量時における吹付機本体と下限
   基準量時における吹付機本体との重量差を検出するとと
   もに、上限基準量時から下限基準量時までの時間を計測
   してコンクリート材料の搬入量を検出し、前記コンクリ
   ート材料搬入量に応じた急結剤の量を前記急結剤供給量
   を可変する手段を介して供給することを特徴とするコン
   クリート吹付装置。