特許 6190745 表面仕上装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6190745

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】表面仕上装置

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/10 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   E04G21/10 Z

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-61998(P2014-61998)

(22)【出願日】2014年3月25日

(65)【公開番号】特開2015-183463(P2015-183463A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2016年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(72)【発明者】

【氏名】横関 康祐

(72)【発明者】

【氏名】松井 信行

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

【審査官】 新井 夕起子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−０５５３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１７９９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００２２５８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

打設後のコンクリート表面上を移動しながら表面仕上げを行う自走型の表面仕上装置であって、
フレームと、
前記フレームに取り付けられ、前記コンクリート表面上に接触した状態で滑動可能な均し面が底面に設けられると共に前記均し面の滑動方向に直交する長手方向をもつ一対の表面均し部と、
前記フレームに取り付けられると共に前記表面均し部を前記滑動方向に沿って移動させる走行操舵部と、
前記表面均し部を振動させるための振動発生部と、を備え、
前記一対の表面均し部は、前記滑動方向に互いに離間するように前記フレームに取り付けられ、
前記走行操舵部は、前記一対の表面均し部の間に配置されている、表面仕上装置。

【請求項2】

前記走行操舵部は、前記コンクリート表面の法線の方向を回転軸線として前記フレームに対して回転可能に取り付けられ、
前記表面均し部は、前記長手方向に沿って並置されると共に、前記コンクリート表面の法線の方向を回転軸線として前記フレームに対して回転可能に取り付けられた複数の均し板を有する、請求項１に記載の表面仕上装置。

【請求項3】

前記走行操舵部の移動方向と、前記フレームに対する前記表面均し部の回転角度とを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記走行操舵部の前記移動方向に対して前記均し板の長手方向が直交するように前記均し板の回転角度を制御する、
請求項２に記載の表面仕上装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、打設後のコンクリート表面上を移動しながら表面仕上げを行う自走型の表面仕上装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１及び特許文献２に記載のコンクリート床仕上機が知られている。特許文献１及び特許文献２に記載のコンクリート床仕上機は、回転軸に対して複数のブレードが放射状に取り付けられたユニットを２個備えている。これらブレードを回転させることにより、コンクリート表面を仕上げる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−５３５７号公報

【特許文献2】特開平６−１０１４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１及び特許文献２に記載のコンクリート床仕上機は、ブレードの回転によりコンクリート床仕上機を移動させる推進力を発生させている。この推進力を発生させるために、複数のブレードは、コンクリート表面に対して所定の傾斜角をもって回転軸に取り付けられている。すなわち、ブレードは、コンクリート表面に対して傾いているため、ブレードのコンクリート表面に対する圧力が不均一になる。従って、コンクリート表面の均一性を向上させ難かった。また、仕上げ範囲の端部や隅部等の自動仕上げが困難で、そのような個所の仕上げにおいては、結局、人力による仕上げが必要であった。

【0005】

そこで、本発明は、コンクリート表面の均一性を高め、隅部等に仕上げ残しの領域を生じさせることなく仕上げることができる表面仕上装置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】

【0006】

本発明の一側面は、打設後のコンクリート表面上を移動しながら表面仕上げを行う自走型の表面仕上装置である。表面仕上装置は、フレームと、フレームに取り付けられ、コンクリート表面上に接触した状態で滑動可能な均し面が底面に設けられると共に均し面の滑動方向に直交する長手方向をもつ一対の表面均し部と、フレームに取り付けられると共に表面均し部を滑動方向に沿って移動させる走行操舵部と、表面均し部を振動させるための振動発生部と、を備えている。一対の表面均し部は、滑動方向に互いに離間するようにフレームに取り付けられている。走行操舵部は、一対の表面均し部の間に配置されている。

【0007】

この表面仕上装置では、表面均し部を滑動させる駆動力がフレームを介して走行操舵部から表面均し部に与えられる。従って、推進力を発生させるために表面均し部を常時回転させる必要はなく、表面均し部をコンクリート表面に対して傾ける必要もない。そうすると、表面均し部をコンクリート表面に対して平行になるように設けることが可能になるため、コンクリート表面に与える圧力が均一化される。従って、コンクリート表面の均一性を高めることができる。また、表面均し部は常時回転させる必要がないので、仕上げ範囲の端部や隅部といった領域においても表面均し部でコンクリート表面を均すことが可能である。従って、表面仕上装置によれば、仕上げ残しの領域を生じさせることなくコンクリート表面を仕上げることができる。

【0008】

走行操舵部は、コンクリート表面の法線の方向を回転軸線としてフレームに対して回転可能に取り付けられ、表面均し部は、長手方向に沿って並置されると共に、コンクリート表面の法線の方向を回転軸線としてフレームに対して回転可能に取り付けられた２枚の均し板を有していてもよい。この構成によれば、走行操舵部を所望の方向に向けることが可能になるため、表面仕上装置の移動方向を所望の方向に設定することができる。そして、表面均し部が、フレームに対して回転可能に取り付けられた複数の均し板を有しているため、均し板を滑動方向に対して好適な向きに設定することができる。

【0009】

表面仕上装置は、走行操舵部の移動方向と、フレームに対する表面均し部の回転角度とを制御する制御部を更に備え、制御部は、走行操舵部の移動方向に対して均し板の長手方向が直交するように均し板の回転角度を制御してもよい。この構成によれば、表面仕上装置を所望の方向に移動させながらコンクリート表面の仕上げを行うことが可能になる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、コンクリート表面の均一性を高め、隅部等に仕上げ残しの領域を生じさせることなく仕上げができる表面仕上装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の表面仕上装置の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】表面仕上装置の制御系を示す模式図である。

【図3】加振連結部を示す側面図である。

【図4】走行操舵部を示す斜視図である。

【図5】均し板の配置と回転範囲を示す模式図である。

【図6】表面均し部の組み合わせを説明するための模式図である。

【図7】表面仕上装置の動作を示す平面図である。

【図8】表面仕上装置の動作を示す平面図である。

【図9】表面仕上装置の動作を示す平面図である。

【図10】表面仕上装置の別の動作を示す平面図である。

【図11】変形例に係る表面仕上装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0013】

本実施形態に係る表面仕上装置は、打設後のコンクリート表面上を移動しながら表面仕上げを行う装置である。以下、各図に示されるように、Ｚ軸を鉛直軸とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標を定め、以下の説明にＸ，Ｙ，Ｚを用いるものとする。また、本実施形態では、表面仕上げの対象となるコンクリート表面は水平面であるものとする。また、以下の説明において「前方」、「後方」などの前後の概念を持つ語を用いる場合には、表面仕上装置の進行方向における前方、後方に対応させるものとする。また、各図においては、説明の理解を容易にするために、表面仕上装置の各部位の形状や寸法を誇張して描写する場合があり、図面上の寸法比は実物とは必ずしも一致しない。

【0014】

図１に示されるように、表面仕上装置１は、フレーム２と、フレーム２に取り付けられた均し板Ｗ１、均し板Ｗ２、均し板Ｗ３及び均し板Ｗ４と、均し板Ｗ１〜Ｗ４をフレーム２にそれぞれ連結するための４台の加振連結部３と、フレーム２に取り付けられた走行操舵部４と、制御部６（図２参照）と、を備えている。

【0015】

フレーム２は、表面仕上装置１の基体をなすものであり、複数のフレーム部材を組み合わせて構成されている。これらフレーム部材には、例えば、断面Ｌ字状、断面コ字状のアングル部材や、断面矩形状の中空部材などが用いられる。フレーム２は、枠状をなす基部２ａと、基部２ａにおける４個の隅部のそれぞれに設けられた均し板連結部２ｂと、基部２ａの枠内における略中央に設けられた走行連結部２ｃとを有している。

【0016】

均し板Ｗ１〜Ｗ４は、互いに同形状を有する平板上の部材である。均し板Ｗ１〜Ｗ４は、フレーム２の均し板連結部２ｂに対して、コンクリート表面Ｃの法線ＣＮの方向を回転軸線として回転可能に取り付けられている。均し板Ｗ１〜Ｗ４の長手方向の長さは、例えば約１．２５ｍである。均し板Ｗ１〜Ｗ４の底面には、コンクリート表面Ｃ上に接触した状態で滑動可能な均し面Ｗａが形成されている。

【0017】

加振連結部３は、均し板Ｗ１〜Ｗ４をフレーム２に対して回転可能に連結すると共に、均し板Ｗ１〜Ｗ４に対してコンクリート表面Ｃの法線ＣＮの方向に沿った振動を発生させるものである。加振連結部３は、均し板Ｗ１の長手方向及び短手方向の中央にそれぞれ固定されている。図３に示されるように、加振連結部３は、振動体（振動発生部）３ａと、リングベース３ｂと、振動体３ａを均し板Ｗ１に対して回転可能に連結する均し板回転軸部３ｃと、均し板Ｗ１を回転させるための均し板回転モータ３ｄと、振動体３ａをフレーム２の均し板連結部２ｂに取り付けるフレームブラケット３ｇと、を有している。

【0018】

振動体３ａは、均し板Ｗ１の長手方向及び短手方向の中央に配置され、リングベース３ｂに固定されている。リングベース３ｂは、均し板回転軸部３ｃに対して回転可能に連結されている。均し板回転軸部３ｃの外周には歯車が形成され、均し板回転モータ３ｄに取り付けられたピニオンギヤ３ｅが噛み合わされている。均し板回転モータ３ｄは、モータブラケット３ｆを介してリングベース３ｂに取り付けられている。均し板回転モータ３ｄは、制御部６から送信される制御信号によりインバータ制御可能なモータである。フレームブラケット３ｇは、フォーク状の形状を有し、フレーム２の均し板連結部２ｂとリングベース３ｂとを連結している。フレームブラケット３ｇによれば、リングベース３ｂに対してフレーム２の均し板連結部２ｂを、法線ＣＮの方向と直交する軸Ａ１の周りに回転させることができる。

【0019】

図４に示されるように、走行操舵部４は、フレーム２の走行連結部２ｃに対してコンクリート表面Ｃの法線ＣＮの方向を回転軸線Ａ２として回転可能に取り付けられている。この走行操舵部４は、走行モータ４ａと、走行モータ４ａに連結された走行減速機４ｂと、走行減速機４ｂに連結された一対の車輪４ｃとを有している。一対の車輪４ｃのそれぞれには、軸圧を調整するための軸圧調整シリンダ４ｄが取り付けられている。更に、走行操舵部４は、回転軸線Ａ２を有する旋廻シャフト４ｆと、旋廻シャフト４ｆと走行減速機４ｂとを連結する旋回フレーム４ｇとを有している。これら旋廻シャフト４ｆと旋回フレーム４ｇとにより、走行操舵部４は、フレーム２に対して回転可能に取り付けられる。そして、走行操舵部４は、回転トルクを発生させるための旋廻シリンダ４ｈを有している。旋廻シリンダ４ｈは、その一端が旋廻シャフト４ｆに取り付けられ、他端がフレーム２に固定されている。

【0020】

図２に示されるように、制御部６は、加振連結部３の均し板回転モータ３ｄと、走行操舵部４の走行モータ４ａと、旋廻シリンダ４ｈとに接続されて、それぞれに制御信号を送信する。制御部６は、均し板回転モータ３ｄに制御信号を送信することにより、フレーム２に対する均し板Ｗ１〜Ｗ４の回転角度を制御する。また、制御部６は、走行モータ４ａに制御信号を送信することにより、車輪４ｃの回転数を制御する。また、制御部６は、旋廻シリンダ４ｈに制御信号を送信することにより、フレーム２に対する走行操舵部４の回転角度を制御する。

【0021】

ここで、均し板と、表面均し部とについて更に詳細に説明する。図５に示されるように、均し板Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれを回転させた場合に、均し板Ｗ１〜Ｗ４同士が干渉しない位置及び均し板Ｗ１〜Ｗ４と走行操舵部４とが干渉しない位置に配置されている。ここで、４個の円Ｅは均し板Ｗ１〜Ｗ４を回転させたときの移動軌跡を示している。より詳細には、均し板Ｗ１と均し板Ｗ２とにおける回転中心Ｒ間の距離Ｌ１は、均し板Ｗ１の回転中心Ｒから短辺Ｗｂまでの長さＬ２に均し板Ｗ２の回転中心Ｒから短辺Ｗｂまでの長さＬ３を加えた長さと略同等（Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３）又は若干長い（Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３）。また、均し板Ｗ１と均し板Ｗ３とにおける回転中心Ｒ間の距離Ｌ４は、一方の均し板Ｗ１の回転中心Ｒから短辺Ｗｂまでの長さＬ２に他方の均し板Ｗ３の回転中心Ｒから短辺Ｗｂまでの長さＬ５を加えた長さと略同等（Ｌ４＝Ｌ２＋Ｌ５）又は若干長い（Ｌ４＞Ｌ２＋Ｌ５）。

【0022】

本実施形態の表面仕上装置１は、表面均し部について２個の態様を取り得る。まず、図６（ａ）に示されるように、均し板Ｗ１と均し板Ｗ２とが第１の表面均し部７Ａをなし、均し板Ｗ３と均し板Ｗ４とが第２の表面均し部７Ｂをなす第１の態様がある。この第１の態様は、表面仕上装置１の進行方向がＹ方向とされる場合に設定される。また、図６（ｂ）に示されるように、均し板Ｗ１と均し板Ｗ３とが第１の表面均し部７Ｃをなし、均し板Ｗ２と均し板Ｗ４とが第２の表面均し部７Ｄをなす第２の態様がある。この第２の態様は、表面仕上装置１の進行方向がＸ方向とされる場合に設定される。いずれの態様であっても、一対の表面均し部７Ａ，７Ｂ及び一対の表面均し部７Ｃ，７Ｄは、走行操舵部４の進行方向に沿って互いに離間している。

【0023】

この表面仕上装置１では、表面均し部７Ａ〜７Ｄを滑動させる駆動力がフレーム２を介して走行操舵部４から表面均し部７Ａ〜７Ｄに与えられる。そうすると、推進力を発生させるために、表面均し部７Ａ〜７Ｄを常時回転させる必要はなく、表面均し部７Ａ〜７Ｄをコンクリート表面Ｃに対して傾ける必要もない。そうすると、表面均し部７Ａ〜７Ｄをコンクリート表面Ｃに対して平行になるように設けることが可能になるため、コンクリート表面Ｃに与える圧力が均一化される。従って、コンクリート表面Ｃの均一性を高めることができる。

【0024】

また、表面均し部７Ａ〜７Ｄは常時回転させる必要がないので、仕上げ範囲の端部や隅部といった領域においても表面均し部７Ａ〜７Ｄでコンクリート表面Ｃを均すことが可能である。従って、表面仕上装置１によれば、仕上げ残しの領域を生じさせることなくコンクリート表面Ｃを仕上げることができる。

【0025】

また、表面仕上装置１は、表面均し部７Ａ，７Ｂの間又は表面均し部７Ｃ，７Ｄの間に走行操舵部４が配置されている。この構成によれば、表面仕上装置１を往復移動させつつ、表面仕上げを行うことができる。

【0026】

また、表面仕上装置１は、推進力を発生させるために、表面均し部７Ａ〜７Ｄを常時回転させる必要はない。従って、表面仕上装置１の駆動に際して必要な電力は、走行操舵部４を駆動する電力と、進行方向を変更するときに走行操舵部４と均し板Ｗ１〜Ｗ４の回転角度を変更する電力である。従って、表面仕上装置１の駆動時に要する電力量が抑制される。更に、駆動時に要する電力量が低減されるため、外部からの電力供給によらず、表面仕上装置１に電池等の電源を搭載することが可能になる。従って、表面仕上装置１の移動範囲が電源ケーブル等により制限されないため、より広いコンクリート表面Ｃの仕上げを行うことができる。

【0027】

また、表面仕上装置１は、制御部６を更に備えている。制御部６は、走行操舵部４の移動方向に対して均し板Ｗ１〜Ｗ４の長手方向が直交するように均し板Ｗ１〜Ｗ４の回転角度を制御している。この制御によれば、表面仕上装置１を所望の方向に移動させながらコンクリート表面Ｃの仕上げを行うことが可能になる。

【0028】

ここで、表面仕上装置１の動作について、図７〜図９を参照しつつ、説明する。なお、図７〜図９では、表面仕上装置１の均し板Ｗ１〜Ｗ４と走行操舵部４のみ図示し、その他の要素については図示を省略する。表面仕上装置１は、型枠８と型枠９に囲まれた矩形状のコンクリート表面Ｃ上を移動し、仕上げ面を形成する。まず、表面仕上装置１は、型枠８に沿って隅部まで直線状に移動する（図７（ａ）参照）。この段階では、進行方向において走行操舵部４の後ろ側に位置する表面均し部７Ｂが通った領域が仕上げ領域Ｓになる。続いて、表面仕上装置１を、型枠９から離れる方向に移動させた後に（図７（ｂ）参照）、均し板Ｗ１〜Ｗ４を９０度回転させると共に走行操舵部４を９０度回転させる（図８（ａ）参照）。続いて、表面仕上装置１は、型枠８の方向に移動した後に、型枠８から離れる方向に所定距離移動する（図８（ｂ）参照）。そして、均し板Ｗ１〜Ｗ４を９０度回転させると共に走行操舵部４を９０度回転させる（図９（ａ）参照）。そして、表面仕上装置１は、型枠９の方向に移動した後に、型枠９から離れる方向に移動しつつ、コンクリート表面Ｃを仕上げていく。

【0029】

従って、表面仕上装置１は、図７〜図９に示されるような往復動作を行いながらコンクリート表面Ｃを仕上げる。従って、型枠８と型枠９と間に形成された隅部１１のような箇所であっても、仕上げ残しの領域を生じさせることなく型枠８，９に囲まれたコンクリート表面Ｃの全面を仕上げることができる。

【0030】

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0031】

例えば、図１０に示されるように、表面均し部７Ｅは、一対の均し板Ｗ２，Ｗ３が、進行方向に対して離間するように設定されてもよい。なお、図１０では、表面仕上装置１の均し板Ｗ１〜Ｗ４と走行操舵部４のみ図示し、その他の要素については図示を省略している。表面仕上装置１は、走行操舵部４を所望の方向に向けることが可能であるため、表面仕上装置１の移動方向を所望の方向に設定することができる。そして、表面均し部７Ａ〜７Ｄが、フレーム２に対して回転可能に取り付けられた２枚の均し板Ｗ１〜Ｗ４を有しているため、均し板Ｗ１〜Ｗ４を滑動方向に対して所望の向きに設定することができる。従って、型枠１２、型枠１３及び型枠１４が所定の角度をなしているようなコンクリート表面Ｃの仕上げを行うことが可能になる。

【0032】

また、図１１に示されるように、表面仕上装置１Ａは、均し板Ｚを有していてもよい。均し板Ｚは、長辺Ｚ１に対して短辺Ｚ２が斜めに形成されている。このような均し板Ｚによれば、進行方向（図１１の場合にはＹ方向）と直交する方向に並置された均し板Ｚの端部同士は、進行方向から見て重複している。この構成により、表面仕上装置１Ａが進行方向に移動したときの均し板Ｚによる仕上範囲Ｖが重複（範囲Ｖａ）するので、進行方向と直交する方向に並置された均し板Ｚ同士の間において均し残しが発生しない。

【0033】

また、表面仕上装置１は、制御部６に予め移動軌跡をプログラムしておくことにより、自動的に動作するものであってもよい。また、作業者が表面仕上装置１を監視しつつ、表面仕上装置１を遠隔操作するものであってもよい。更に、表面仕上装置１は、コンクリート表面Ｃの不陸を検出するセンサを備えていてもよい。この構成によれば、表面仕上装置１が、センサの出力を利用してコンクリート表面Ｃの仕上げ状態を判定し、基準を満たすように自動的に走行軌跡を設定することが可能になる。

【0034】

また、表面仕上装置１は、表面均し部が複数の均し板として、例えば３枚以上の均し板を有していてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１，１Ａ…表面仕上装置、２…フレーム、３…加振連結部、３ａ…振動体（振動発生部）、４…走行操舵部、６…制御部、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ…表面均し部、８，９，１１，１２，１３，１４…型枠、Ｃ…コンクリート表面、ＣＮ…法線、Ｓ…仕上げ領域、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…均し板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】