特開 2023-8570 清掃具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023008570

(43)【公開日】2023-01-19

(54)【発明の名称】清掃具

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/00 20060101AFI20230112BHJP

   B08B 1/04 20060101ALI20230112BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20230112BHJP

【ＦＩ】

E21D9/00 Z

B08B1/04

B08B5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021112241

(22)【出願日】2021-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】森野 弘之

(72)【発明者】

【氏名】鵜山 雅夫

(72)【発明者】

【氏名】山下 秀文

(72)【発明者】

【氏名】犬走 望

【テーマコード（参考）】

3B116

【Ｆターム（参考）】

3B116AA36

3B116AB52

3B116BA02

3B116BA12

3B116BA35

3B116BB22

3B116BB62

3B116BB88

(57)【要約】

【課題】作業員の安全性を高めることのできる清掃具を提供する。
【解決手段】清掃具４０は、流体供給路１６ａと削孔ロッド１６とを備える削孔機に装着され、作業面を清掃する。清掃具４０は、削孔ロッド１６に連結されて、流体供給路１６ａに連通する連通路５２を有する本体部４１と、本体部４１の回転軸線２７周りに配置され、本体部４１から削孔ロッド１６の反対側へ延びて本体部４１とともに回転するブラシ４２と、を有し、本体部４１は、連通路５２に供給された流体を、ブラシ４２の先端部側に向けて吹き出す吹出口６１を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体供給路と回転部とを備える建設機械に装着され、作業員が作業する作業面を清掃する清掃具であって、
前記回転部に連結されて、前記流体供給路に連通する連通路を有する本体部と、
前記本体部の回転軸線周りに配置され、前記本体部から前記回転部の反対側へ延びて前記本体部とともに回転するブラシと、を有し、
前記本体部は、前記連通路に供給された流体を、前記ブラシの先端部に向けて吹き出す吹出部を有する
清掃具。

【請求項2】

前記吹出部は、
回転軸方向から見たときに前記回転軸線周りに複数の吹出口を有する
請求項１に記載の清掃具。

【請求項3】

前記本体部は、前記連通路を有して前記回転軸線を中心として回転する筒部を有し、
前記吹出部は、複数の吹出管で構成され、
前記吹出管は、
前記回転軸方向から見たときに前記回転軸線に対する放射方向へ前記筒部から延びる直管部と、
前記ブラシの先端部へ向けて前記直管部の先端部から湾曲して前記吹出口を先端に有する曲管部と、を有する
請求項２に記載の清掃具。

【請求項4】

前記吹出部は、前記直管部の長さが異なる複数の吹出管で構成されている
請求項３に記載の清掃具。

【請求項5】

前記本体部は、
外筒部と、
前記筒部である内筒部であって、前記外筒部の内側に位置し、前記回転部に連結される基端部と閉塞された先端部とを有する前記内筒部と、
前記外筒部の一部および前記内筒部の一部が前記回転部の反対側に突出するように前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面とを連結する連結板部と、を有し、
前記複数の吹出管は、
前記内筒部の一部に連結されているとともに、前記外筒部の一部と前記内筒部の一部との間の領域に配設されている
請求項３または４に記載の清掃具。

【請求項6】

前記建設機械は、前記回転部として、前記流体供給路を有する中空の削孔ロッドを有する削孔機であり、
前記内筒部は、前記削孔ロッドの先端部に連結される
請求項５に記載の清掃具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械に装着されて、作業面を清掃する清掃具に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１のように、山岳トンネル工事などの掘削工法として発破工法が知られている。こうした発破工法の一例においては、垂直に切り立った切羽を吹付コンクリートで保護したのち、削孔機等の建設機械によって、切羽への発破孔の削孔作業が吹付コンクリートを通じて行われる。削孔作業が終了すると、吹付コンクリートの表面を作業面として、作業員による発破孔内の清掃作業・発破孔への装薬物の装填作業・装薬物に対する結線作業が行われる。そして、作業員が退避したのを確認したうえで発破が行われると次工程であるずり出し作業へと移行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２５２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、上述した作業面は、削孔機による穿孔作業によって亀裂などが生じていることがあるため、一部が剥落してしまうおそれがある。したがって、作業員による一連の作業には、より高い安全性が求められている。こうした要望は、吹付コンクリートを作業面とする場合に限らず、切羽そのものなど、一部が剥落しそうなものを作業面とする場合に共通する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する清掃具は、流体供給路と回転部とを備える建設機械に装着され、作業員が作業する作業面を清掃する清掃具であって、前記回転部に連結されて、前記流体供給路に連通する連通路を有する本体部と、前記本体部の回転軸線周りに配置され、前記本体部から前記回転部の反対側へ延びて前記本体部とともに回転するブラシと、を有し、前記本体部は、前記連通路に供給された流体を、前記ブラシの先端部に向けて吹き出す吹出部を有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、作業員の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】清掃具の一実施形態が装着される建設機械の概略構成を示す図。

【図2】削岩機ユニットの概略構成を模式的に示す図。

【図3】清掃具の概略構成を示す断面図。

【図4】４－４線における矢視図であって、ブラシを省略して示す図。

【図5】変形例において、清掃具の概略構成を示す図。

【図6】変形例において、清掃具の概略構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１～図４を参照して、清掃具の一実施形態について説明する。清掃具は、流体供給路と回転部とを備える建設機械に装着される。清掃具は、作業員が作業を行う作業面を清掃して、作業面から剥落する可能性のある部位を強制的に剥落させる。

【0009】

（建設機械の一例）
図１に示すように、本実施形態の建設機械は、削孔機１０である。削孔機１０は、トンネル１１内において、切羽１２を覆う吹付コンクリート１３を通じて、装薬物を挿入する発破孔の穿孔作業を切羽１２（切羽１２から前方地山）に対して行う。

【0010】

削孔機１０は、ユニット１５を備える。ユニット１５は、着脱可能な削孔ロッド１６を有する。削孔ロッド１６は、内側に流体供給路を有する中空のパイプである。ユニット１５は、装着された削孔ロッド１６を用いて、吹付コンクリート１３を通じた切羽１２への穿孔作業を行う。作業員による発破孔内の清掃作業・発破孔への装薬物の装填作業・装薬物に対する結線作業などの一連の作業は、吹付コンクリート１３の表面を作業面１３ａとして行われる。

【0011】

ユニット１５は、連結器１７を介してブーム１８に連結されている。ユニット１５は、連結器１７により、ブーム１８に対する起伏動作や旋回動作・ローリング動作などの各種動作が可能に構成されている。ユニット１５は、ブーム１８によってトンネル１１内の所望位置に配置可能に構成されている。

【0012】

削孔機１０は、作業員が搭乗可能なマンゲージ１９を備える。発破孔内の清掃作業・発破孔への装薬物の装填作業・装薬物に対する結線作業などの一連の作業は、高い位置についてはマンゲージ１９に搭乗した作業員によって行われる。

【0013】

図２に示すように、ユニット１５は、ガイドセル２１とドリフター２２とを備える。ガイドセル２１は、１つの方向に延びている。ガイドセル２１は、その基端部側において、連結器１７を介してブーム１８の先端部に連結されている。ガイドセル２１の先端部には、削孔ロッド１６を回転可能に保持する保持機構２３が設けられている。

【0014】

ドリフター２２は、ドリル本体２５とジョイント２６とを備える。ドリル本体２５は、ガイドセル２１に支持されている。ドリル本体２５は、ガイドセル２１の延在方向に沿って移動可能に構成されている。ドリル本体２５は、その先端部がガイドセル２１の延在方向に沿って延びる回転軸線２７を中心として回転可能に構成されている。回転軸線２７の延びる方向を回転軸方向という。

【0015】

ジョイント２６は、ドリル本体２５の先端部に連結されている。ジョイント２６には、例えばねじ結合構造などによって、削孔ロッド１６の基端部が着脱可能に装着される。ジョイント２６は、ドリル本体２５による回転を、回転軸線２７周りの回転として削孔ロッド１６に伝達可能に構成されている。

【0016】

また、ジョイント２６には、ホース３０を介して流体供給部３１が接続されている。ジョイント２６は、ホース３０を通じて流体供給部３１から供給された流体（例えば削孔用水やエアー）を削孔ロッド１６の流体供給路１６ａに供給可能に構成されている。本実施形態においては、削孔ロッド１６の先端部に清掃具４０が連結可能に構成されている。

【0017】

（清掃具）
図３に示すように、清掃具４０は、本体部４１とブラシ４２とを備えている。本体部４１には、削孔ロッド１６が連結される。ブラシ４２は、本体部４１に取り付けられる。ブラシ４２は、本体部４１に固定されていてもよいし、本体部４１に対して着脱可能であってもよい。本体部４１とブラシ４２は、削孔ロッド１６とともに回転軸線２７を中心に回転する。

【0018】

本体部４１は、外筒部４４、内筒部４５、連結板部４６、複数のリブ４７、および、吹出部を備えている。
外筒部４４は、例えば金属製のパイプである。外筒部４４の基端部には、開口部を閉塞するように基端閉塞部４９が設けられている。基端閉塞部４９は、削孔ロッド１６の先端部を挿入可能な挿入口５０を中心部に有する。

【0019】

内筒部４５は、例えば金属製のパイプである。内筒部４５は、外筒部４４の内側に配設されている。内筒部４５の基端は、外筒部４４の基端よりも外筒部４４の先端側に位置している。内筒部４５の先端は、回転軸方向において、外筒部４４の先端と同じ位置に配置されている。

【0020】

内筒部４５の先端部には、開口部を閉塞する先端閉塞部５１が設けられている。内筒部４５の基端部には、基端閉塞部４９の挿入口５０を通じて、削孔ロッド１６の先端部が着脱可能に連結される。内筒部４５と削孔ロッド１６は、例えばねじ結合構造などにより着脱可能に連結される。内筒部４５は、削孔ロッド１６の流体供給路１６ａに連通する連通路５２を形成する。連通路５２には、流体供給部３１が供給する流体が流体供給路１６ａを通じて流入する。

【0021】

連結板部４６は、外筒部４４の内周面と内筒部４５の外周面とを連結している。連結板部４６は、例えば金属製の環状の平板である。連結板部４６は、例えば溶接などの接合法により、外筒部４４と内筒部４５とに接合される。

【0022】

連結板部４６は、外筒部４４の一部および内筒部４５の一部が削孔ロッド１６の反対側へ突出するように外筒部４４と内筒部４５とを連結している。外筒部４４の突出部分を外筒突出部５４、内筒部４５の突出部分を内筒突出部５５という。

【0023】

複数のリブ４７は、基端閉塞部４９と連結板部４６との間に位置している。各リブ４７は、金属製の板材である。各リブ４７は、例えば溶接などの接合法により、外筒部４４、内筒部４５、および、連結板部４６に接合されている。各リブ４７は、外筒部４４よりも内筒部４５に対する接合部分の長さが長くなる形状を有している。各リブ４７は、内筒部４５と連結板部４６との接合部分を逃げる切り欠き部５６を有している。本実施形態において、リブ４７は、回転軸線２７周りに等間隔で４つ設けられている。

【0024】

吹出部は、複数の吹出管６０で構成されている。吹出管６０は、例えば金属製のパイプである。複数の吹出管６０は、回転軸方向から見たときに、回転軸線２７を中心とした放射方向へ内筒突出部５５から延びている。各吹出管６０は、その内部空間が連通路５２に連通している。各吹出管６０は、先端に吹出口６１を有する。各吹出管６０は、流体供給路１６ａを通じて連通路５２に供給された流体を、ブラシ４２の先端部に向かって吹き出す。

【0025】

各吹出管６０は、直管部６２と曲管部６３とを有する。直管部６２は、その基端が内筒突出部５５に連結されている。直管部６２は、回転軸方向から見たときに内筒突出部５５から直線状に（回転軸線２７を中心とした径方向外側に）延びている。曲管部６３は、直管部６２の先端に一体的に連結されている。曲管部６３は、内筒部４５から遠い位置に位置する部位ほど内筒部４５の先端側に位置するように、換言すれば、削孔ロッド１６の反対側に向かって湾曲している。曲管部６３の先端には、吹出口６１が設けられている。吹出口６１は、内筒部４５の先端よりも内筒部４５の基端側において、回転軸線２７に直交する直交面内に位置するように配置されている。

【0026】

図４に示すように、上述した吹出管６０として、吹出部は、第１吹出管６６、第２吹出管６７、および、第３吹出管６８を有する。第１吹出管６６、第２吹出管６７、および、第３吹出管６８は、直管部６２の長さが互いに異なる吹出管６０である。

【0027】

第１吹出管６６は、回転軸方向から見たときに、吹出口６１が最も内側に位置する吹出管６０である。第２吹出管６７は、回転軸方向から見たときに、吹出口６１が最も外側に位置する吹出管６０である。第３吹出管６８は、回転軸方向から見たときに、第１吹出管６６の吹出口６１よりも外側であって、第２吹出管６７の吹出口６１よりも内側に吹出口６１が位置する吹出管６０である。第１～第３吹出管６６～６８は、回転軸線２７周りにおいて、等間隔で、かつ、所定の順番で配列されている。

【0028】

図３に示すように、ブラシ４２は、連結板部４６に取り付けられる。ブラシ４２は、連結板部４６から削孔ロッド１６の反対側へ向かって延びる多数の線状部材４２ａを有している。各線状部材４２ａは、本体部４１の先端から突出している。線状部材４２ａは、所定の強度を有しているものであればよく、金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。ブラシ４２は、先端部において外側に拡がっていてもよい。

【0029】

（作用）
上述した清掃具４０は、吹付コンクリート１３への削孔作業が終了した削孔ロッド１６の先端部に連結される。ドリフター２２が削孔ロッド１６を回転させることにより、清掃具４０は、回転軸線２７を中心にして回転する。また、清掃具４０は、流体供給部３１からの流体が削孔ロッド１６の流体供給路１６ａを通じて供給されることにより、その流体をブラシ４２の先端部に向けて吹出口６１から吹き出す。清掃具４０は、作業員による削孔機１０の操作によって、吹付コンクリート１３の作業面１３ａの各所に押し付けられる。作業面１３ａに押し付けられた清掃具４０は、回転するブラシ４２と吹出管６０から吹き出された流体とによって、吹付コンクリート１３から剥落しそうな部分を強制的に剥落させるとともに剥落させた欠片を清掃具４０の外部へと排出する。また、清掃具４０のブラシ４２を作業面１３ａに押し付けつつ、削孔機１０やブーム１８を操作することで、清掃位置を順次変えながら作業面１３ａの清掃を行うことができる。

【0030】

本実施形態の効果について説明する。
（１）清掃具４０は、流体供給路１６ａと回転部である削孔ロッド１６とを備える建設機械に装着され、作業員が作業する作業面１３ａを清掃する。清掃具４０は、削孔ロッド１６に連結されて、流体供給路１６ａに連通する連通路５２を有する本体部４１と、本体部４１の回転軸線２７周りに配置され、本体部４１から削孔ロッド１６の反対側へ延びて本体部４１とともに回転するブラシ４２と、を有する。本体部４１は、連通路５２に供給された流体を、ブラシ４２の先端部に向けて吹き出す吹出部を有する。

【0031】

こうした清掃具４０によって作業面１３ａが清掃されることにより、予め吹付コンクリート１３の剥落しそうな剥離部位を強制的に剥落させることができ、装薬作業などのその後の各種作業時に吹付コンクリート１３の一部が剥落する可能性を大幅に低くすることができる。その結果、作業員の安全性を高めることができる。また、各種作業への作業員の集中力が高められることでヒューマンエラーを低減することもできる。

【0032】

（２）吹出部は、回転軸方向から見たときに回転軸線２７周りに複数の吹出口６１を有する。これにより、吹出口６１が散在するように配置されるため、ブラシ４２の先端部に向けて満遍なく流体を吹き付けることができる。その結果、強制的に剥落させた欠片の排出効率を高めることができる。

【0033】

（３）本体部４１は、連通路５２を有して回転軸線２７を中心として回転する内筒部４５を有する。また、吹出部は、複数の吹出管６０で構成される。各吹出管６０は、回転軸方向から見たときに内筒部４５から放射方向に延びる直管部６２と、ブラシ４２の先端部へ向けて直管部６２の先端部から湾曲して吹出口６１を先端に有する曲管部６３と、を有する。これにより、曲管部６３の先端に設けられた吹出口６１から流体が吹き出されることから、吹出口６１から吹き出される流体の方向性についての自由度を高めることができる。

【0034】

（４）また、吹出口６１から吹き出される流体の指向性が高められることから、ブラシ４２内を流れる流体の勢いが保持されやすくなる。その結果、強制的に剥落させた欠片の排出効率をさらに高めることができる。

【0035】

（５）吹出部は、直管部６２の長さが互いに異なる複数の吹出管６０で構成されている。これにより、上記（２）（３）（４）に記載の効果を効果的に得ることができる。
（６）本体部４１は、外筒部４４と、外筒部４４の内側に位置し、削孔ロッド１６の先端部が連結される基端部と閉塞された先端部とを有する内筒部４５と、外筒部４４の一部および内筒部４５の一部が削孔ロッド１６の反対側に突出するように外筒部４４の内周面と内筒部４５の外周面とを連結する連結板部４６と、を有する。複数の吹出管６０は、外筒突出部５４と内筒突出部５５との間の領域に配設されている。

【0036】

このように外筒突出部５４と内筒突出部５５との間の領域に吹出管６０が配設されていることで吹出管６０を保護することができる。これにより、例えば、作業面１３ａに清掃具４０を押し付けたときに、その作業面１３ａに対する吹出管６０の接触を防ぐことができる。

【0037】

（７）建設機械は、回転部として、流体供給路１６ａを有する中空の削孔ロッド１６を有する削孔機１０である。清掃具４０は、削孔ロッド１６の先端部に内筒部４５が連結される。

【0038】

こうした構成によれば、清掃具４０を取り付け可能な建設機械を別途用意する必要がない。これにより、トンネル１１内のスペースを有効利用することができる。また、削孔機１０による穿孔作業に続けて、清掃具４０による清掃作業を行うこともできる。

【0039】

（８）本体部４１は、外筒部４４、内筒部４５、および、連結板部４６を連結する複数のリブ４７を有する。これにより、本体部４１の機械的な強度を高めることができる。
（９）リブ４７は、内筒部４５と連結板部４６とが形成する角部を逃げる切り欠き部５６を有する。これにより、本体部４１の機械的な強度を高めつつ、内筒部４５と連結板部４６とが形成する角部に応力集中が発生しにくくなる。

【0040】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・建設機械は、削孔ロッド１６を有する削孔機１０に限られない。建設機械は、流体供給路と回転部とを有するものであればよく、例えば、油圧ショベルなどの掘削用の建設機械であってもよい。

【0041】

・清掃具の本体部は、建設機械の回転部に連結されるとともに、流体供給路に連通する連通路とブラシの先端部に向けて流体を吹き出す吹出部とを有していればよい。
そのため、例えば、図５に示す清掃具４０のように、本体部７０は、削孔ロッド１６が連結される連結部７１と連結部７１の端部から拡径する拡径部７２とを有する筒部７３と、吹出部として、筒部７３の大径開口部を閉塞するとともに吹出口７４が散在するように貫通形成された吹出板７５と、を有する構成であってもよい。この場合、筒部７３と吹出板７５とによって連通路７６が形成される。なお、吹出口７４は、流体供給部３１が供給する流体がエアである場合、回転軸線２７に近い吹出口７４ほど口径が小さいことが好ましい。これにより、吹出口７４からのエアの吹出量を均一化することができる。

【0042】

・また、吹出部は、例えば、図６に示すように、吹出板７５から回転軸線２７に沿って延びる吹出管７８によって構成されてもよい。
・建設機械は、回転部の中空部を流体供給路として用いる構成に限られない。例えば、図６に示すように、建設機械は、回転軸線２７を中心として回転可能な回転部８０と流路供給路である外部ホース８１とをして有していてもよい。この場合、清掃具４０は、回転部８０に対して本体部７０を連結するジョイント８２を有する。このジョイント８２は、回転部８０の回転を本体部７０に伝達可能に、かつ、外部ホース８１が捻れないように本体部７０に流体を供給可能に構成される。

【0043】

・ブラシは、多数の線状部材４２ａで構成されるブラシ４２に限らず、例えば、多数の線状部材が絡み合った束子状のものであってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１０…削孔機、１１…トンネル、１２…切羽、１３…吹付コンクリート、１３ａ…作業面、１５…ユニット、１６…削孔ロッド、１６ａ…流体供給路、１７…連結器、１８…ブーム、１９…マンゲージ、２１…ガイドセル、２２…ドリフター、２３…保持機構、２５…ドリル本体、２６…ジョイント、２７…回転軸線、３０…ホース、３１…流体供給部、４０…清掃具、４１…本体部、４２…ブラシ、４２ａ…線状部材、４４…外筒部、４５…内筒部、４６…連結板部、４７…リブ、４９…基端閉塞部、５０…挿入口、５１…先端閉塞部、５２…連通路、５４…外筒突出部、５５…内筒突出部、５６…切り欠き部、６０…吹出管、６１…吹出口、６２…直管部、６３…曲管部、６６…第１吹出管、６７…第２吹出管、６８…第３吹出管、７０…本体部、７１…連結部、７２…拡径部、７３…筒部、７４…吹出口、７５…吹出板、７６…連通路、７８…吹出管、８０…回転部、８１…外部ホース、８２…ジョイント。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】