JPH0313663A - 吹付コンクリートの型枠装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、トンネルの地山にコンクリートを吹付ける吹
付コンクリートの型枠装置に関する。

［従来の技術］ トンネルの地山にコンクリートを吹付ける作業は、従来
、地山にコンクリート吹付ロボットのノズルからコンク
リートを噴出して行っていた。そのため、コンクリート
のはね返りや、地山からのコンクリートの脱落（いわゆ
る肌落ち）がある。

［発明が解決しようとする課題］ この不具合に対処するため、種々の型枠装置が提案され
ているが、いずれも構造が複雑で、重量が大きく、作業
性が低い。

本発明は、コンクリートのはね返りや肌落ちを防止する
とともに、作業性を向上する構造簡単で軽量なコンクリ
ート吹付用型枠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］ 本発明によれば、水平軸回りに回動自在なベースに起伏
手段と伸縮手段とにより起伏と伸縮とが自在に設けられ
た第１の柱状部材と、該柱状部材の端部に水平支持手段
により前記ベースと平行に支持され伸縮手段により伸縮
自在な第２の柱状部材と、該柱状部材に支持された型枠
部と、該型枠部に対し位置決め自在なノズルを備えたコ
ンクリート供給手段とを備え、前記型枠部に水平軸回り
に回動自在な正三角形枠状の回動部材と、該回動部材の
回動手段と、該回動部材の頂点部に枢着された型枠と、
隣接する型枠の一方の型枠を固定して前記回動部材を１
方向に約１２０°旋回したときに他方の型枠を回動部材
に対し同方向に約６００回動させる旋回手段とを設けて
いる。

前記ベースは、台車に設けられ、シリンダにより回動さ
れる筒状体で構成し、第１の柱状部材には、起伏手段及
び伸縮手段であるシリンダを備えた公知のスライドブー
ムを用いるのが好ましい。

また、第２の柱状部材には、スライドブームの端部に水
平支持手段であるシリンダにより水平に支持され、伸縮
手段であるシリンダで伸縮される水平ブームを用いるの
が好ましい。

また、水平ブームにシリンダにより長手方向及びその直
交方向に回動自在に立設されたＬ字状のベースブームを
設け、そのブームにシリンダにより長手方向及びその直
交方向に回動自在なＵ字状のフレームを設け、回動部材
は、該フレームに回動自在な中心軸及び該中心軸に挿嵌
されフレームに固設された固定軸に回動自在な複数の回
転フレームと、これら回転フレームに回動自在で型枠を
、固設した型枠軸と、該型枠軸の中間部に固設され回転
フレームを連結する支軸とで構成するのが好ましい。

また、回動手段は、中心軸に固設したスプロケットと、
チェーンと、フレームに設けにモータの出力軸に固設し
たスプロケットとで構成するのが好ましい。

また、旋回手段は、型枠軸に固設された半円形状のチェ
ーンガイドと、固定軸に固設された２頂点カムと、一端
が支軸に枢着され、中程の突部がカムに係合する円弧状
のアームと、該アームの他端に軸支されたローラと、型
枠間の支軸に軸支されたローラと、一方のチェーンガイ
ドの内方端部に固着され、アーム及び支軸のローラを介
して他方のチェーンガイドの外方端部に固着されたチェ
ーンとで構成し、相隣なる型枠について対象的に対をな
すように設けるのが好ましい。したがって、チェーンガ
イド、カム、アーム等の部材は、それぞれ６個が設けら
れる。

また、コンクリート供給手段は、スライドブームの上端
部にシリンダにより長手方向に回動自在なベースブラケ
ットと、該ブラケットにシリンダにより長手方向に直交
して回動自在な第１の立設ブームと、該ブームの上端部
にシリンダにより長手方向に回動自在で下傾する下傾ブ
ームと、該ブームの下端部にシリンダにより長手方向に
回動自在に立設された第２の立設ブームと、該ブームの
上端部にシリンダにより長手方向に回動自在な水平なブ
ームと、該ブームに対しシリンダにより長手方向及びそ
の直交方向に回動自在で、かつ、伸縮自在なスライドブ
ームと、該ブームの端部に設けられモータにより回動自
在なノズルと、該ノズルをコンクリート供給源に接続す
る供給ホースとを備えたコンクリート供給用マニピュレ
ータで構成するのが好ましい。

［作用］ 上記のように構成された吹付コンクリートの型枠装置に
おいては、各シリンダ及びモータを操作し、面一な２つ
の型枠を切羽周壁のすべての位置及び方向に対して平行
に位置させることができる。

また、コンクリート供給用マニピュレータの各シリンダ
及びモータを操作し、ノズルの吐出口を型枠部のすべて
の位置及び方向に向けることができる。

また、施工に際し、面一な２つの型枠を切羽の周壁に対
し所定隙間を設けて位置させ、コンクリート供給用マニ
ピュレータのノズルの吐出口を所用箇所に位置させ、コ
ンクリートを吹付ける。次いで、コンクリートが固化し
たら一方の型枠を固定した状態でモータを作動して回転
フレームを回動し、回転フレームを固定した型枠の型枠
軸の回りに１２０°旋回させると、他方の型枠は旋回手
段により回転フレームに対し同方向に６０°回動じ、該
型枠は下向きに水平になる。同時に、当初下方にあった
型枠は上方に回動し、固定した型枠と面一になる。そこ
で、回動してきた型枠と切羽周壁との間にコンクリート
を吹付け、以下同様の手順を繰り返して切羽全周壁にコ
ンクリートを打設する。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図において、台車３０上には、水平な
筒状の゛ベース３１が回動自在に支持され、その一端に
はアーム３１ａが突設されている。そのアーム３１ａに
は、一対のシリンダ３２．３２の一端が枢着され、それ
らシリンダ３２．３２の他端は、台車３０に立設された
門型のフレーム３０ａに枢着されている。

ベース３１には、伸縮手段であるシリンダ３４ａにより
伸縮自在な第１の柱状部材であるスライドブーム３４が
起伏手段であるシリンダ３３により起伏自在に支持され
ている。そのスライドブーム３４の上端部には、第２の
柱状部材である水平ブーム３６が水平支持手段であるシ
リンダ３５により起伏自在に支持されている。その水平
ブーム３６は、伸縮手段であるシリンダ３６ａにより伸
縮自在であって、そのスライド部３６ｂの端部には、Ｌ
字状のベースブーム３８が垂直軸回りにシリンダ３７に
より回動自在に支持されている。そして、ブーム３８の
上端部には、ユニバーサルジヨイント３９を介して全体
を符号りで示す型枠部がシリンダ４０．４１により起伏
と水平軸回りに回゛動自在に支持されている。したがっ
て、型枠部りの上面を、切羽Ｆの周壁のすべての位置及
び方向に対して平行に位置させることができるようにな
っている。

第４図において、スライドブーム３４の上端部には、全
体を符号Ｅで示すコンクリート供給手段であるコンクリ
ート供給用マニピュレータが設けられている。このマニ
ュピユレータＥのベースブラケット４２はスライドブー
ム３４に枢着され、そのベース４２にはアーム４３が固
着されている。

このアーム４３には、ブーム３４に枢着されたシリンダ
４４が連結されている。

前記ベース４２には、第１の立設ブーム４５がシリンダ
４６によりベース４２の回動輪線に直交する方向に回動
自在に支持されている。そのブーム４５の上端部には、
型枠部りに対向する方向に下傾する下傾ブーム４７がシ
リンダ４８によりブーム４５の長手方向に回動自在に支
持されている。

このブーム４７の下傾した端部には、上方に延びる第２
の立設ブーム４９がシリンダ５０によりブーム４７の回
動面内で回動自在に支持されている。

そのブーム４９の上端部には、ユニバーサルジヨイント
５１．５１を介して水平ブーム５２がシリンダ５３によ
り起伏自在に、また、球面軸受５４．５４とシリンダ５
５とにより自己の軸線回りに回動自在に支持されている
。このブーム５２の型枠部り側には、スライドブーム５
６が垂直軸回りにシリンダ５７により回動自在に支持さ
れている。

そのスライドブーム５６のシリンダ５６ａによりスライ
ド自在なスライド部５６ｂの先端部には、エルボ型のノ
ズル５８が立設されている。このノズル５８は、モータ
５９とベルト６０とにより旋回が自在であって、供給ホ
ース６１により図示しないコンクリート供給源に接続さ
れている。したがって、ノズル５８は、その吐出口を型
枠部りのすべての位置及び方向に向けられるようになっ
ている。

第５図において、型枠部りのフレーム１は、両メインフ
レーム２Ａ、２Ｂをベース３で連結して形成されている
。

その一方のメインフレーム２Ａには、中空の中心軸４が
回転自在に支持され、他方のメインフレーム２Ｂには、
固定軸５の一端が固設され、その他端は中心軸４に遊嵌
され、中心軸４の支持部まで延ばされている。

この中心軸４には、スプロケット６と回転フレーム７．
８が固設され、固定軸５には回転フレーム９が回転自在
に支持されている。

それら回転フレーム７〜９は、正三角形状に形成され、
それらの各頂点部には、型枠軸１０Ａ１１０Ｂ、ＩＯＣ
が回転自在に支持され、また、それぞれの辺の中点部は
、支軸１１Ａ、ＩＩＢ、１１Ｃで連結されている。

それらの、型枠軸１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣには、それぞ
れ型枠Ａ、Ｂ、Ｃが固設され、また、スプロケット６と
、ベース３の下面に取付けられたモータ１２のスブケロ
ケット１２ａとの間には、チェーン１３が巻回されてい
る。そして、型枠Ａ１Ｂ、Ｃの相互の間には、それぞれ
型枠の旋回機構Ｇが設けられている。

第８図には、型枠Ａ、Ｃ間を例として旋回機構Ｇの原理
が示されている。

面一に位置された型枠Ａ１Ｂについて説明すると、型枠
軸ＩＱＡ、ＩＯＨには、それぞれ半円形状のチェーンガ
イド１４．１５が固設され、固定軸５には、カム１７が
固設されている。このカム１７は、１２０ｃ′の２頂点
カムで、図示の状態では各頂点（ａ、ｂ）は時計回りに
それぞれ６０゜１８０°に位置決めされている。

他方、支軸１１Ｂには、円弧状のアーム１８が枢着され
、その略中央部の突部ｄはカム１７の−頂部すに係合さ
れている。このアーム１８の端部には、ローラ１９が、
また、支軸１１Ａには、ローラ２０がそれぞれ回転自在
に設けられている。

そして、チェーンガイド１４の内方の端部には、チェー
ン２１の一端が固着され、そのチェーン２１は、ローラ
１９．２０にガイドされて延び、他端はチェーンガイド
１５の外方の端部に固着されている。

したがって、型枠Ａを固定した状態でモータ１２を作動
して回転フレーム９を型枠軸１０Ａの回りに時計方向に
１２０°旋回すると、第９図に示すようにアーム１８の
突部ｄはカム１７の頂部すから外れてアーム１８は支軸
１１Ｂに対して時計回りに回動し、チェーン２１はチェ
ーンガイド１４にガイドされてチェーンガイド１４に１
２０゜巻き付く。こ５の状態は、固定した型枠Ａのチェ
ーンガイド１４と、固定しない場合の型枠Ａａのチェー
ンガイド１４ａとの相対角１２０°で示されている。し
たがって、その巻き付いた分だけチェーン２１により他
方のチェーンガイド１５が矢印方向に引張られ時計方向
に回動される。そして、回転フレーム１７が１２０°旋
回した状態では、アーム１８の突部ｄはカム１７の基円
Ｃの支軸１１Ｂに対向する位置に係合している。したが
って、頂部すと基円Ｃとの半径方向の差（すなわち頂部
すのリフト）だけローラ１９がチェーンガイド１４に接
近し、その差の２倍だけチェーン２１に引かれて回動す
るチェーンガイド１５の回動角が相殺される。この状態
はフリーな場合の型枠Ｂａのチェーンガイド１５ａと、
チェーン２１に引張られた場合の型枠Ｂのチェーンガイ
ド１５との相対角αで示される。図示の例ではチェーン
ガイド１４．１５は拡大的に図示してあり、回転フレー
ム９が１２０°旋回したとき、チェーンガイド１５が相
対角α＝６０°すなわち型枠Ｂが下向きになるように回
転フレーム９に対し相対的に時計方向に回動するように
、各部材１４．１５．１７．１８の形状及び位置と、支
軸１１Ａ、ＩＩＢの位置が決められている。

ところで、この状態では、チェーンガイド１５は時計方
向への回動はフリーなので、これを係止するため、支軸
ＩＬＡと型枠軸１０Ｃを結ぶ直線に対し線対称な旋回機
構が設けられており、これら両機構Ｇ１、Ｇ４は第１０
図及び第１３図において、部材１７．１８にそれぞれ添
字ａＳｂを付して示されている。

同様に、型枠Ｂ、Ｃ間には、第１１図及び第１４図に示
す旋回機構Ｇ２、Ｇ５が設けられ、型枠Ｃ，Ａ間には、
第１２図及び第１５図に示す旋回機構Ｇ３、Ｇ６が設け
られ、それぞれ部材１７．１８にそれぞれ添字ｃ、ｄ及
びｅｌｆを付して示され、ている。そして、これらの旋
回機構６１〜Ｇ６は第５図、第６図及び第７図において
、図面右側からＧ８、Ｇ２、Ｇ１、Ｇ４、Ｇ、及びＧ６
の順に回転フレーム９．８間にそれぞれ設けられている
。

施工に際し、第１図及び第８図に示すように、台車３０
からアウトリガ−ａｏｂ、ａｏｂを降ろして台車３０を
固定したのち、シリンダ３２．３３．３４ａ、３５．３
６ａ、３７．４０．４１及びモータ１２を操作し、型枠
部りの例えば型枠Ａ１Ｂを切羽Ｆの周壁に対し所定隙間
Ｊを設けて（図示の例ではＨ型鋼の枠Ｈにより）、型枠
ＡＳＢを面一に（切羽Ｆの周壁が曲面の場合は路面−に
）セットする。

次いで、シリンダ４４．４６．４８．５０．５３．５５
．５６ａ、５７及びモータ５９を操作し、コンクリート
供給マニピュレータＥのノズル５８の吐出口を隙間Ｇの
所用箇所に位置させ、コンクリートＫ（図では打設後の
状態を示している）を吹付ける。

次いで、コンクリートＪが固化し、型枠Ｂを撤去しても
よい時間が経過したら、第８図及び第９図について説明
したように、モータ１２により回転フレーム７〜９を時
計方向に回動しながら、シリンダ３２．３４ａ、３６ａ
を操作して型枠Ａを固定し、回転フレーム７〜９を型枠
軸１０Ａの回りに旋回し、型枠Ｂを下向きにすると共に
、型枠Ｃを型枠Ａの左側に面一に位置させ、同様に型枠
Ｃと切羽Ｆとの隙間ＧにコンクリートＫを吹付ける。同
様の手順を繰返し、切羽Ｆの全周面にコンクリートを吹
付は打設する。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、型
枠内に連続的にコンクリートの吹付けを行い、コンクリ
ートのはね返りや肌落ちを防止できるので、従来装置に
比べて安全かつ経済的な吹付けができる。

また、構造が比較的簡単で、公知のスライドブーム、シ
リンダを容易に組合せて実施することができ、便利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図のＸ矢視図、第３図はスライドブームと水平ブー
ムの連結部を示す斜視図、第４図はコンクリート供給用
マニピュレータを示す斜視図、第５図〜第７図は型枠部
を示す内部の一部を示した斜視図、第８図及び第９図は
旋回機構の原理を説明する旋回前及び旋回後を示す側面
図、第１０図ないし第１５図は各旋回機構を示す側面図
である。 ＡＳＢ、Ｃ・・・型枠　　Ｄ・・・型枠部Ｅ・・・コン
クリート供給用マニピュレータＧ、〜Ｇ６　・・・旋回
機構　　２Ａ、２Ｂ・・・メインフレーム　　４・・・
中心軸　　５・・・固定軸　　６・・・スプロケット　
　７〜９・・・回転フレーム　　ＩＯＡ〜１０Ｃ・・・
型枠軸１１Ａ〜１１Ｃ・・・支軸　　１２・慟・モータ
　　１４．１５．１６・・拳チェーンガイド１７・・φ
カム　　１８・・・アーム　　１９．２０・・健ローラ
　　２１・・φチェーン３０・・・台車　　３１・・・
ベース　　３４・・・スライドブーム　　３６１１・・
水平ブーム３８・・・ベースブーム　　４２・−・ベー
スブラケット　　４５・・・第１の立設ブーム４７・・
・下傾ブーム　　４９・・・第２の立設ブーム　　５２
・・・水平ビーム　　５６・・・スライドブーム　　５
８・・・ノズル　　６１・・・供給ホース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平軸回りに回動自在なベースに起伏手段と伸縮手段と
   により起伏と伸縮とが自在に設けられた第１の柱状部材
   と、該柱状部材の端部に水平支持手段により前記ベース
   と平行に支持され伸縮手段により伸縮自在な第２の柱状
   部材と、該柱状部材に支持された型枠部と、該型枠部に
   対し位置決め自在なノズルを備えたコンクリート供給手
   段とを備え、前記型枠部に水平軸回りに回動自在な正三
   角形枠状の回動部材と、該回動部材の回動手段と、該回
   動部材の頂点部に枢着された型枠と、隣接する型枠の一
   方の型枠を固定して前記回動部材を１方向に約１２０゜
   旋回したときに他方の型枠を回動部材に対し同方向に約
   ６０゜回動させる旋回手段とを設けたことを特徴とする
   吹付コンクリートの型枠装置。