特開 2024-60530 吹付けモルタル層の定着化装置及びその定着化方法

(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】P2024060530

(43)【公開日】2024-05-02

(54)【発明の名称】吹付けモルタル層の定着化装置及びその定着化方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/10 20060101AFI20240424BHJP

   E04G 21/02 20060101ALI20240424BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

E04G21/10 Z

E04G21/02 103B

E04G23/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022167969

(22)【出願日】2022-10-19

(71)【出願人】

【識別番号】504464173

【氏名又は名称】株式会社 南組

(74)【代理人】

【識別番号】100145078

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 拓郎

(72)【発明者】

【氏名】南 修

【テーマコード（参考）】

2E172

2E176

【Ｆターム（参考）】

2E172AA06

2E172DB05

2E172DC00

2E172GB06

2E176AA02

2E176BB01

2E176BB05

(57)【要約】

【課題】構造物の壁面に少繊維質モルタルを吹付けてモルタル層を効率よく形成する作業を踏まえ、形成した定着性の弱いモルタル層を壁面に確実に定着させるモルタル層の定着化装置及びその定着化方法を提供する。
【解決手段】構造物の壁面に対向して基盤に配置する基台と、前記基台に下端側が枢支され、前記壁面に吹付け形成したモルタル層に向けて傾動可能な傾動支持体と、前記傾動支持体に設けられた昇降機構と、前記昇降機構により昇降し、差込み刃を振動させて前記モルタル層に前記差込み刃の刃先を差込む差込み刃振動機構とを備える吹付けモルタル層の定着化装置である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の壁面に対向して基盤に配置する基台と、
前記基台に下端側が枢支され、前記壁面に吹付け形成したモルタル層に向けて傾動可能な傾動支持体と、
前記傾動支持体に設けられた昇降機構と、
前記昇降機構により昇降し、差込み刃を振動させて前記モルタル層に前記差込み刃の刃先を差込む差込み刃振動機構と
を備える
吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項2】

前記差込み刃振動機構は、
前記昇降支持体に搭載した駆動源と、
前記駆動源により駆動される振動基板と、
前記振動基板に設けられ、前記刃先を前記モルタル層に対して差込む差込み刃と
により構成されている
請求項１記載の吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項3】

前記差込み刃は、前記モルタル層に対して約４５度下向きに傾斜した状態で差し込まれる
請求項３記載の吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項4】

前記差込み刃振動機構は、前記差込み刃の差込み力を０.５８４ｋｇに設定してある
請求項１記載の吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項5】

前記差込み刃振動機構は、前記差込み刃を毎分５０～１５０回の範囲で振動させる
請求項１記載の吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項6】

前記基台は、前記モルタル層に対して進退可能、更に横移動可能に構成してある
請求項１記載の吹付けモルタル層の定着化装置。

【請求項7】

基台を構造物の壁面に対向して基盤に配置し、
前記基台に下端側が枢支された傾動支持体を前記壁面に吹付け形成したモルタル層に向けて傾動させ、
前記傾動支持体に設けられた昇降機構により昇降する差込み刃振動機構で差込み刃を振動させて前記モルタル層に前記差込み刃の刃先を差込む
吹付けモルタル層の定着化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば堤防、用水路等の構造物の壁面の補修や補強のために吹付けて形成したモルタル層を差込み刃により壁面に確実に定着させる吹付けモルタル層の定着化装置及びその定着化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート製構造物の壁面は、例えば経年劣化により、或いは災害を原因として損傷することから、補強、補修のために壁面にモルタルを吹き付けてモルタル層で被覆することが行われている。

【0003】

そして、例えば構造物の用水路では壁面が数ｋｍの長さがあることから、モルタル層を被覆する作業の効率を上げるために近年はモルタル自動吹付け機を用いている。モルタル自動吹付け機は上下方向に移動可能なノズルからモルタルを壁面に吹付けることによりモルタル層を効率よく形成するものである。

【0004】

ところで、壁面に吹付けるモルタルは、セメントと水を混ぜてペースト状にしたセメントペーストと砂を主たる材料として構成されている。さらにそのモルタルに、定着性の強化を目的に有機物、例えば繊維質材料を多く混合する種類がある。そして、繊維質材料の混合割合を多くしたモルタル（以下、多繊維質モルタルと称する。）は、繊維が絡み合うので強度性が高く壁面に対する定着性が強いという利点がある。

【0005】

繊維質モルタルは流動性が低いことから、混錬に時間が掛る、モルタル自動吹付け機を用いる場合ノズルに対する流動抵抗から吹付け作業に時間と駆動源のエネルギーを要する、という問題がある。

【0006】

一方、繊維質材料の混合割合が少ないモルタル（以下、少繊維質モルタルと称する。）は、モルタルの混錬に要する時間、駆動エネルギー量は少なく、面積の広い壁面に吹付け形成する作業も容易に効率的に行うことが出来る利点がある。しかし、モルタルと繊維質材料の絡みが弱いので壁面に対するモルタル層の定着性が弱いという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】見出せず。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

このため、長さのある、或いは面積の広い壁面をモルタル層で被覆する作業を効率的に行うためには、モルタル自動吹付け機により少繊維質モルタルを吹付けてモルタル層を形成する作業方法が求められる。しかし、少繊維質モルタルを吹付けて形成したモルタル層を壁面に確実に定着化する技術が未解決の課題として今日に至っている。

【0009】

本発明は上述した従来技術の未解決の問題点に鑑みなされたもので、構造物の壁面に少繊維質モルタルを吹付けてモルタル層を効率よく形成する作業を踏まえ、形成した定着性の弱いモルタル層を壁面に確実に定着させることができる吹付けモルタル層の定着化装置及びその定着化方法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】

【0010】

（１）上述した課題を解決するために構成した請求項１に係る本発明は、構造物の壁面に対向して基盤に配置する基台と、前記基台に下端側が枢支され、前記壁面に吹付け形成したモルタル層に向けて傾動可能な傾動支持体と、前記傾動支持体に設けられた昇降機構と、前記昇降機構により昇降し、差込み刃を振動させて前記モルタル層に前記差込み刃の刃先を差込む差込み刃振動機構とを備える吹付けモルタル層の定着化装置である。
（２）前記差込み刃振動機構は、前記昇降支持体に搭載した振動部と、前記振動部により駆動される振動基板と、前記振動基板に設けられ、前記刃先を前記モルタル層に対して直角に差込む差込み刃とにより構成するとよい。
（３）差込み刃は、モルタル層に対して約４５度下向きに傾斜した状態で差し込まれるとよい。
（４）前記差込み刃振動機構は、前記差込み刃の差込み力を０.５８４ｋｇに設定するとよい。
（５）前記差込み刃振動機構は、前記差込み刃を毎分５０～１５０回の範囲で振動させるとよい。
（６）前記基台は、前記モルタル層に対して進退可能、更に横移動可能に構成するとよい。
（７）請求項７に係る本発明は、基台を構造物の壁面に対向して基盤に配置し、前記基台に下端側が枢支された傾動支持体を前記壁面に吹付け形成したモルタル層に向けて傾動させ、前記傾動支持体に設けられた昇降機構により昇降する差込み刃振動機構で差込み刃を振動させて前記モルタル層に前記差込み刃の刃先を差込む吹付けモルタル層の定着化方法である。

【発明の効果】

【0011】

本発明は上述の如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）差込み刃を振動させてモルタル層に刃先を差込むことで、モルタル層を壁面に向かって押込むようにしたから、吹付け形成したモルタル層を壁面に確実に定着化させることができる。
（２）差込み刃の振動によりモルタル層内のセメントペーストを表面に浮き出させることにより、モルタル層の表面を平滑にしてきれいに仕上げることができる。
（３）前記差込み刃は、モルタル層に対して約４５度下向きに傾斜した状態で差し込まれて振動するから、壁面に対してモルタル層を確実に定着化することができる。
（４）差込み刃振動機構は、差込み刃の差込み力を０.５８４ｋｇに設定することにより、壁面に対して吹付けモルタル層を確実に、効率的に定着化することができる。
（５）差込み刃は、モルタルに配合する繊維質材料の配合量を勘案して毎分５０～１５０回の範囲で振動することにより、壁面に吹付けモルタル層を確実に、効率的に定着化することができる。
（６）基台は壁面に対して進退可能、更には横移動可能に構成することにより、高さのある壁面、また長さのある壁面に吹付け形成したモルタル層に対して定着化作業を効率的に行い、また確実に定着化することができる。
（７）差込み刃振動機構は傾動支持体に昇降可能に設けたから、作業員の高所作業を不要にできるので作業の安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る吹付けモルタル層の定着化装置の側面図である。

【図2】図２Ａは定着化装置における差込み刃振動機構および昇降機構の平面図であり、図２Ｂは図２Ａ中のＢ－Ｂ矢視方向断面図である。

【図3】吹付けモルタル層の定着化装置の図２Ａ中のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視方向側面視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態にかかる定着化装置１００の構成を図面に基づき詳述する。１は地盤や用水路の底面等の基盤Ｇ上を移動するための基台である。基台１は例えば鋼材を組んで平面視略四角形状に構成してある。基台１の四隅にはストッパー付き移動用の車輪２、２、・・が軸着してあり、基台１は壁面Ｗに吹付け形成したモルタル層Ｍに対して基盤Ｇ上を進退可能に、更に横移動可能に構成されている。なお、車輪２の代わりに無限軌道を用いることで、河床のような不整地に対応可能な構成にしてもよい。

【0014】

３は基台１の後端側に搭載し、後述する傾動支持体４がモルタル層Ｍに向けて傾動する場合のバランスを取るために設けたバックウエイト機構である。バックウエイト機構３は基台１の後部に前後にスライド可能に設けた引出し式のウエイト台３Ａと、ウエイト台３Ａに搭載した例えば鉄や鉛等で構成したウエイト３Ｂと、ウエイト台３Ａをスクリュー軸により進退させる操作レバー３Ｃとから構成されている。

【0015】

４は基端側が基台１に回動可能に軸支され、後述する差込み刃振動機構７を支持し、モルタル層Ｍに向けて傾動可能な傾動支持体である。傾動支持体４は例えば中空鋼材からなる一対の支持柱４Ａ、４Ａと、後述する昇降機構６を案内する一対のラック４Ｂ、４Ｂとを備えて構成されており、基端側には後述するねじ軸５Ｃを軸着するブラケット４Ｄが設けてある。なお、傾動支持体４は、差込み刃振動機構７を支持し、モルタル層Ｍに向けて傾動可能な構成であれば他の構成でもよい。

【0016】

５は傾動支持体４を任意の傾斜状態に支持するための傾斜支持機構である。傾斜支持機構５は基台１に立設した一対の支持板５Ａ、５Ａと、支持板５Ａ、５Ａの上端側に架設した軸受け５Ｂと、該軸受け５Ｂに螺合され、先端を傾動支持体４のブラケット４Ｄに軸着することにより傾動支持体４を傾斜させた状態で支持するねじ軸５Ｃと、ねじ軸５Ｃを回動操作するハンドル５Ｄとから構成してある。作業対象であるモルタル層Ｍは現場によって傾斜角度が相違するので、傾動支持体４には傾斜角度を調整するための傾斜支持機構５が必要となる。なお、傾斜支持機構５は傾動支持体４を任意の傾斜状態に支持することができる構成であれば他の構成でもよい。

【0017】

６は後述する差込み刃振動機構７を昇降させる昇降機構である。６Ａは該昇降機構６を構成する横長の昇降基板で、該昇降基板６Ａの幅方向両端に突設した軸連結部６Ｂには後述する昇降軸６Ｆを支持する軸押え板６Ｃが締着してあり、これによって昇降基板６Ａは昇降軸６Ｆと一体に昇降可能になっている。６Ｄは昇降基板６Ａに搭載した、例えば１００Ｗで駆動する昇降用モーターである。該昇降用モーター６Ｄの回転伝達部６Ｅに昇降軸６Ｆが挿設してあり、該昇降軸６Ｆは昇降用モーター６Ｄの回転伝達部６Ｅによって正逆方向に回転駆動されるようになっている。昇降用モーター６Ｄの回転数を制御することにより、昇降機構６の昇降速度を制御することが可能である。なお、昇降機構６は差込み刃振動機構７を昇降させることができる構成であれば他の構成でもよい。

【0018】

前記昇降軸６Ｆの軸方向両端にはピニオン６Ｇ、６Ｇが設けてあり、該各ピニオン６Ｇは前記一対の支持柱４Ａ、４Ａに設けた長尺レール状のラック４Ｂ、４Ｂに歯合させてある。これにより、昇降用モーター６Ｄを駆動することで昇降機構６は傾動支持体４上を矢視イ方向に上昇し、矢視ロ方向に下降するようになっている。

【0019】

７は、前記昇降機構６に搭載した差込み刃振動機構である。差込み刃振動機構７は、昇降基板６Ａにより支持され、駆動源である例えば９０Ｗで駆動する刃振動用モーター７Ａと、刃振動用モーター７Ａによる回転運動を往復運動に変換するクランクシャフト７Ｂと、クランクシャフト７Ｂによりハ、ニ方向に振動する例えば鋼板製の振動基板７Ｃと、振動基板７Ｃの振動を補助するスライドガイド７Ｄ、７Ｄと、振動基板７Ｃに固着された取付軸７Ｅ、７Ｅ、・・とから構成されている。振動基板７Ｃの振動による往復振動のストロークは例えば約３ｍｍである。差込み刃振動機構７は昇降機構６により支持されることにより、昇降機構６の昇降により傾動支持体４に沿って昇降可能となっている。刃振動用モーター７Ａの回転数を変動させることにより、振動基板７Ｃは毎分約５０～１５０回の範囲で往復振動するようになっている。

【0020】

スライドガイド７Ｄは図２Ｂに示すように、断面視Ｌ字状のスライドレール７Ｄ１、スライドレール７Ｄ１上をスライドするスライダ７Ｄ２、スライダ７Ｄ２をカバーするカバー７Ｄ３により構成されている。スライドレール７Ｄ１の一端側が昇降基板６Ａに固着され、スライダ７Ｄ２の他端側が振動基板７Ｃに固着されており、スライダ７Ｄ２がハ、ニ方向にスライドすることによりスライドガイド７Ｄは振動基板７Ｃの振動方向であるハ、ニ方向に伸縮可能となる。これにより差込み刃振動機構７による振動基板７Ｃのハ、ニ方向の往復振動をガイドすることができる。

【0021】

８は、振動基板７Ｃに取付軸７Ｅを介して設けられ、刃先８Ａをモルタル層Ｍに差し込むことにより、モルタル層Ｍを壁面Ｗに向かって押し込むための差込み刃である。差込み刃８は例えば厚さが約４～６ｍｍの鋼板で構成され、モルタル層Ｍの方向に向けて屈曲した「く」字状に形成してある。なお、差込み刃８は刃先８Ａがモルタル層Ｍの方向に向くように構成されていれば湾曲状でもよいし、Ｌ字状でもよいし、平板状に構成され、斜めに取り付けられていてもよい。差込み刃８は振動基板７Ｃのハ、ニ方向の往復振動により例えば毎分約５０～１５０回の範囲で振動する。差込み刃８は毎分約約５０～１５０回で振動することにより、壁面Ｗにモルタル層Ｍを確実に効率的に定着化することができる。ただし、本発明はこの振動回数に限定されるものではない。

【0022】

本実施の形態に係る吹付けモルタル層の定着化装置１００は上述の構成からなるものであり、次にその作動について説明する。

【0023】

モルタル自動吹付け機で少繊維質モルタルを長さのある或いは高さのある壁面Ｗに吹付けてモルタル層Ｍを形成したら、モルタル層Ｍに対向させて定着化装置１００を設置する。

【0024】

即ち、定着化装置１００を吹付け形成したモルタル層Ｍに向けた状態にして底面（地盤）Ｇに配置し、基台１を前後に移動させて壁面Ｗとの間隔を調整した後、傾動支持体４を壁面Ｗの傾斜に合わせて傾斜させ、図３に示すように差込み刃８がモルタル層Ｍに対して約４５度下向きに傾斜した状態に設定する。

【0025】

次に、差込み刃振動機構７を作動させて、差込み刃８を約０.５８４ｋｇの押圧力で矢視ハ、ニ方向に毎分約５０～１５０回振動させ、刃先８Ａをモルタル層Ｍに差し込むことにより、モルタル層Ｍを壁面Ｗに向かって押し込んで定着化を図る。なお、差込み刃の押圧力は約０.５８４ｋｇに限定されるものではなく、モルタルに対する繊維質材料の配合量の多寡による流動性を勘案して調整するものである。即ち、繊維質材料が少なければ強く押圧し、多い場合は逆に弱く押圧すればよい。

【0026】

そして、モルタル層Ｍに対する差込み刃８の傾斜角度を下向き約４５度に保つように傾動支持体４の傾斜角度を調整しながら昇降機構６を駆動して差込み刃振動機構７をモルタル層Ｍに沿って上昇させ、差込み刃８でモルタル層Ｍの定着化を図る。差込み刃８の傾斜角度４５度は厳密なものではなく、４０～５０度の適切な角度範囲は許容されるものである。

【0027】

このようにして、差込み刃振動機構７を上昇させて１列目のモルタル層Ｍの定着化を図ったら、差込み刃振動機構７を降下させ、基台１を横移動して２列目のモルタル層Ｍの定着化を行う。このようにして定着化作業を行うため、作業員が高所作業車を利用する必要が無く、作業員の高所作業を不要にできるので作業の安全性を確保できる。

【0028】

また、刃先８Ａをモルタル層Ｍに差し込んで振動させることにより、モルタル層Ｍ内のセメントペーストをモルタル層Ｍの表面に浮き出させることができる。これによりモルタル層Ｍの表面を平滑にしてきれいに仕上げることができる。加えて、差込み刃８の刃先をモルタル層Ｍに差込むことにより、砂をモルタル層Ｍ内に沈め、セメントペーストをより効率的にモルタル層Ｍの表面に浮き出させることができる。

【0029】

なお、本実施の形態において、差込み刃８を振動させる機構としてクランクシャフト７Ｂを用いたが、本発明はこの機構に限定されるものではなく、他の往復動機構、例えば、上下一対の加振用カムなどを用いてもよい。

【0030】

また、本実施の形態で示すモルタル層Ｍに対する差込み刃８の傾斜角度、押圧力、振動数は夫々好ましいと考えられる例示であって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0031】

１００ 定着化装置
１ 基台
４ 傾動支持体
６ 昇降機構
７ 差込み刃振動機構
７Ａ 駆動源
７Ｃ 振動基板
８ 差込み刃
８Ａ 刃先
Ｇ 基盤
Ｗ 壁面
Ｍ モルタル層

【図1】

【図2】

【図3】