JP3524732B2

JP3524732B2 - 流動体圧送装置

Info

Publication number: JP3524732B2
Application number: JP29834297A
Authority: JP
Inventors: 茂福島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: JPH11132141A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動体を圧送する
流動体圧送装置に関し、特に、フレッシュコンクリート
などを搬送するコンクリートポンプに応用すると有効で
ある。

【０００２】

【従来の技術】フレッシュコンクリート（以下「生コ
ン」という。）などを搬送する従来のコンクリートポン
プの概略構成を図５，６に示す。図５に示すように、生
コンを投入されるホッパ１の下部には、ゲートハウジン
グ２の上部が連結されている。図５，６に示すように、
ゲートハウジング２の一方の側面（一端）には、対をな
す連通孔３ａ，３ｂを有する摺動板３が嵌め込まれてい
る。摺動板３の連通孔３ａ，３ｂの外側部分には、シリ
ンダ４ａ，４ｂの一端がそれぞれ連結されている。これ
らシリンダ４ａ，４ｂの内部には、ピストン５ａ，５ｂ
が設けられている。

【０００３】図６に示すように、シリンダ４ａ，４ｂの
他端には、支持ブロック６の一端面側が連結されてお
り、当該支持ブロック６には、上記シリンダ４ａ，４ｂ
と同軸をなして連通する摺動孔６ａ，６ｂが形成されて
いる。支持ブロック６の他端面側には、上記摺動孔６
ａ，６ｂと同軸をなすようにしてシリンダ７ａ，７ｂの
一端がそれぞれ連結されており、当該シリンダ７ａ，７
ｂは、その一端寄りが連絡管１０により連絡している。
これらシリンダ７ａ，７ｂの内部には、ピストン８ａ，
８ｂがそれぞれ設けられている。

【０００４】図６に示すように、前記ピストン５ａと前
記ピストン８ａとは、支持ブロック６の摺動孔６ａに摺
動移動可能に支持されたロッド９ａにより連結されてい
る。また、前記ピストン５ｂと前記ピストン８ｂとは、
支持ブロック６の摺動孔６ｂに摺動移動可能に支持され
たロッド９ｂにより連結されている。

【０００５】つまり、シリンダ７ａの他端から当該シリ
ンダ７ａの内部に圧力を加えると同時にシリンダ７ｂの
他端から当該シリンダ７ｂ内の圧力を減少させると、ピ
ストン８ａがシリンダ７ａの他端側から一端側に移動し
て、ロッド９ａを介してピストン５ａがシリンダ４ａの
他端側から一端側に移動すると共に、ピストン８ｂがシ
リンダ７ｂの一端側から他端側に移動して、ロッド９ｂ
を介してピストン５ｂがシリンダ４ｂの一端側から他端
側に移動する一方、シリンダ７ｂの他端から当該シリン
ダ７ｂの内部に圧力を加えると同時にシリンダ７ａの他
端から当該シリンダ７ａ内の圧力を減少させると、ピス
トン８ｂがシリンダ７ｂの他端側から一端側に移動し
て、ロッド９ｂを介してピストン５ｂがシリンダ４ｂの
他端側から一端側に移動すると共に、ピストン８ａがシ
リンダ７ａの一端側から他端側に移動して、ロッド９ａ
を介してピストン５ａがシリンダ４ａの一端側から他端
側に移動するようになっているのである。なお、シリン
ダ４ａ，４ｂ，７ａ，７ｂ、ピストン５ａ，５ｂ，８
ａ，８ｂ、支持ブロック６、ロッド９ａ，９ｂ、連絡管
１０などにより、本例では流動体送出手段を構成してい
る。

【０００６】一方、図５，６に示すように、前記ゲート
ハウジング２には、揺動パイプ１１がその一端を前記摺
動板３に当接させると共に他端を当該ゲートハウジング
２の他方の側面側外部に位置させるようにして当該ゲー
トハウジング２の他方の側面を貫通しており、当該揺動
パイプ１１は、一端側が略Ｓ字状（略クランク状）をな
すと共に、他端側の軸心を中心に周方向に回転すること
により、一端側が摺動板３の連通孔３ａまたは連通孔３
ｂと接続するように切換可能となっている。

【０００７】図５に示すように、揺動パイプ１１の他端
側は、周方向に回転可能に支持されると共に、切換手段
である駆動装置１２により、周方向へ回動可能、すなわ
ち、摺動板３の連通孔３ａまたは連通行３ｂとの接続を
切り換えることができるようになっている。揺動パイプ
１１の他端側は、吐出パイプ１３の一端に周方向へ回転
できるように連結されている。

【０００８】このようなコンクリートポンプの作用を次
に説明する。駆動装置１２を作動させて、例えば、揺動
パイプ１１の一端を摺動板３の連通孔３ａに接続するよ
うに当該揺動パイプ１１を回動させ、ピストン５ｂをシ
リンダ４ｂの他端側へ移動させるようにシリンダ７ｂの
他端側の圧力を調整すると共にピストン５ａをシリンダ
４ａの一端側へ移動させるようにシリンダ７ａの他端側
の圧力を調整すると、ホッパ１を介してゲートハウジン
グ２内に入り込んだ生コンがピストン５ｂの移動に伴っ
てシリンダ４ｂ内に吸引される。

【０００９】次に、揺動パイプ１１の一端を摺動板３の
連通孔３ｂに接続するように当該揺動パイプ１１を回動
させ、ピストン５ａをシリンダ４ａの一端側へ移動させ
るようにシリンダ７ａの他端側の圧力を調整すると共に
ピストン５ｂをシリンダ４ｂの他端側へ移動させるよう
にシリンダ７ｂの他端側の圧力を調整すると、シリンダ
４ｂ内の生コンが上記ピストン５ｂの移動に伴って揺動
パイプ１１内に吐出され、吐出パイプ１３を介して搬送
される一方、ゲートハウジング２内の生コンが上記ピス
トン５ａの移動に伴ってシリンダ４ａ内に吸引される。

【００１０】以下、上述した工程を繰り返すことによ
り、生コンを次々に搬送することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
コンクリートポンプでは、揺動パイプ１１の一端と摺動
板３との間にわずかなギャップを設けている。このギャ
ップは、生コンの圧送能力を保持するため、ねじ等の機
械的な調整によって必要最小限の大きさに保たれている
ものの、揺動パイプ１１の上述した切り換え回動により
摺動板３の摺動面が摩耗して次第に大きくなっていって
しまう。このように上記ギャップが大きくなってしてま
うと、当該ギャップから生コンがリークしてしまい、生
コンの圧送量が低下してしまうだけでなく、揺動パイプ
１１の一端側の周縁端等の摩耗が促進されてしまう。こ
のため、摺動板３の摺動面の状況の確認や上記ギャップ
の大きさ調整を絶えず注意する必要があるものの、上述
したように、機械的な調整によって当該ギャップの大き
さを設定することから、生コンの搬送中に当該ギャップ
を調整することができず、搬送作業を一旦中断して当該
ギャップ調整を行わなければならないため、搬送にかか
る作業効率の低下を招いていた。

【００１２】そこで、揺動パイプ１１の一端を摺動板３
に油圧シリンダ等で自動的に押し付けて、上記ギャップ
の大きさを常に一定に保つようにしたタイプが提案され
ているが、このようなタイプでは、生コンの吐出力に抗
して揺動パイプ１１の一端を摺動板３に常に押し付けな
ければならないため、油圧シリンダ等の押付機構が大型
化してしまうという問題を生じていた。

【００１３】このような問題は、生コンを搬送するコン
クリートポンプに限らず、土砂や軟弱土などのスラリ流
体のような流動体を前述したようにピストン式で圧送す
る流動体圧送装置であれば、上述と同様にして起こり得
ることである。

【００１４】このようなことから、本発明は、小型で簡
単であっても、揺動パイプと摺動板とのギャップを常に
一定に保つことができる流動体圧送装置を提供すること
を目的とした。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による流動体圧送装置は、内部
に流動体が供給され、対をなす連通孔を有する摺動板を
一端に備えたゲートハウジングと、前記ゲートハウジン
グの前記摺動板の前記連通孔の外側部分に対をなしてそ
れぞれ連結され、当該ゲートハウジング内の前記流動体
を交互に吸引して吐出する流動体送出手段と、一端側が
略Ｓ字状をなすと共に前記ゲートハウジングの前記摺動
板に当接できるように当該ゲートハウジングの内部に位
置し、他端側の軸心回りで回転できるように支持された
揺動パイプと、前記揺動パイプの一端を前記ゲートハウ
ジングの前記摺動板の前記連通孔のいずれか一方と連絡
させるように当該揺動パイプを他端側の軸心回りで回転
させる切換手段と、前記揺動パイプの他端の周縁端と所
定の大きさの隙間を有して対面する対面部材とを備えて
なり、前記揺動パイプの一端と他端との内径が等しいと
共に、当該揺動パイプの一端と他端とが下記の式（１）
の関係（簡易解）を有することを特徴とする。

【数３】ただし、Ｄ₁は揺動パイプの一端の外径、Ｄ₂は揺動パ
イプの内径、Ｄ₃は揺動パイプの他端の外径である。

【００１６】第二番目の発明による流動体圧送装置は、
内部に流動体が供給され、対をなす連通孔を有する摺動
板を一端に備えたゲートハウジングと、前記ゲートハウ
ジングの前記摺動板の前記連通孔の外側部分に対をなし
てそれぞれ連結され、当該ゲートハウジング内の前記流
動体を交互に吸引して吐出する流動体送出手段と、一端
側が略Ｓ字状をなすと共に前記ゲートハウジングの前記
摺動板に当接できるように当該ゲートハウジングの内部
に位置し、他端側の軸心回りで回転できるように支持さ
れた揺動パイプと、前記揺動パイプの一端を前記ゲート
ハウジングの前記摺動板の前記連通孔のいずれか一方と
連絡させるように当該揺動パイプを他端側の軸心回りで
回転させる切換手段と、前記揺動パイプの他端の周縁端
と所定の大きさの隙間を有して対面する対面部材とを備
えてなり、前記揺動パイプの一端と他端との内径が等し
いと共に、当該揺動パイプの一端と他端とが下記の式
（２）の関係（厳密解）を有することを特徴とする。

【数４】ただし、Ｄ₁は揺動パイプの一端の外径、Ｄ₂は揺動パ
イプの内径、Ｄ₃は揺動パイプの他端の外径である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明による流動体圧送装置をコ
ンクリートポンプに適用した場合の実施の形態を図１，
２を用いて説明する。なお、図１は、その要部部分の構
造を表す断面図、図２は、作用説明図である。ただし、
前述した従来のコンクリートポンプと同様な部分につい
ては、従来のコンクリートポンプの説明で用いた符号と
同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。

【００１８】図１，２に示すように、揺動パイプ２１
は、摺動板３と対面する端部側（一端側）と他端側との
間が同一サイズの内径Ｄ₂をなし、摺動板３と対面する
端部側（一端側）の外径をＤ₁とし、他端側の外径をＤ
₃とすれば、これらＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃は、下記の式
（１）の関係（簡易解）または式（２）の関係（厳密
解）を満たすようになっている。

【００１９】

【数５】

【００２０】一方、図１に示すように、ゲートハウジン
グ２の他方の側面側外部には、揺動パイプ２１の他端側
と同軸をなして当該揺動パイプ２１を支持する円筒型の
ケーシング１４の一端が取り付けられており、当該ケー
シング１４は、軸受１５を介して上記揺動パイプ２１を
回転可能に支持すると共に、その他端側が揺動パイプ２
１の他端と所定の大きさの隙間を有して対面する対面部
材となっている。揺動パイプ２１の外周面の他端側に
は、当該パイプ２１の外周面をシールするパッキン１６
が嵌合している。

【００２１】図１に示すように、揺動パイプ２１とケー
シング１４との間には、当該揺動パイプ２１を一端側へ
回転軸心方向に沿って付勢する補助シリンダ１７が配設
されている。ケーシング１４の他端は、前記吐出パイプ
１３の一端に連結されている（図１では省略）。

【００２２】このようなコンクリートポンプでは、揺動
パイプ２１を回動して、当該揺動パイプ２１の一端を摺
動板３の連通孔３ｂに接続した後、シリンダ４ｂ内に先
に吸引した流動体である生コンをピストン５ｂで吐出す
ると、当該生コンが揺動パイプ２１を介して吐出パイプ
１３内に送給される。

【００２３】このとき、図２に示すように、揺動パイプ
２１の両端側には、生コンの送給圧力Ｐが作用するた
め、当該揺動パイプ２１の一端側には、下記の式（３）
に示すような他端側へ向かう力Ｆ₁が働き、当該揺動パ
イプ２１の他端側には、ケーシング１４の他端側（対面
部材）により下記の式（４）に示すような一端側へ向か
う力Ｆ₂が働く。

【００２４】

【数６】

【００２５】なお、上記Ｆ₁は、厳密解として、下記の
式（３ａ）のように表される。

【００２６】

【数７】

【００２７】ここで、揺動パイプ２１は、一端の面積よ
りも他端の面積が大きくなっていることから、当該揺動
パイプ２１には、実質的に他端側から一端側へ向かう力
Ｆ（＝Ｆ₂−Ｆ₁＞０）のみが発現し、当該揺動パイプ
２１は、一端が摺動板３に完全に密着するように押し付
けられる。

【００２８】また、未作動時、すなわち、揺動パイプ２
１に送給圧力Ｐが作用しない無負荷時には、補助シリン
ダ１７が揺動パイプ２１の一端側を摺動板３に軽く押し
付ける。

【００２９】つまり、揺動パイプ２１の両端の内外径の
大きさを上記式（１）の関係とすることにより、生コン
の吐出時に揺動パイプ２１にかかる力のバランスをＦ₂
＞Ｆ ₁とし、当該吐出に伴って、揺動パイプ２１の一端
を摺動板３に自動的に押し付けてシール性能を発現でき
るようにしたのである。

【００３０】このため、生コン搬送中でも揺動パイプ２
１と摺動板３とのギャップが自動的に調整されるように
なるので、生コン搬送作業を一旦中断して当該ギャップ
を調整する必要をなくすことができる。

【００３１】したがって、小型で簡単な構造でも、揺動
パイプ２１と摺動板３とのギャップを常に一定に保つこ
とができるので、生コン搬送にかかる作業効率の向上を
低コストで簡単に実現させることができる。

【００３２】また、揺動パイプ２１の両端の内外径が上
述した式（１），（２）の関係を有しているので、揺動
パイプ２１の一端（生コンの吸入口）を極力厚肉とする
ことができ、当該揺動パイプ２１の一端で生コン中の骨
材や礫などを切る場合の当該端の摩耗や損傷をできるだ
け抑えることができる。

【００３３】また、図３，４に示すように、揺動パイプ
１１の外周面の他端にリング１８を嵌合することによ
り、上述した式（１），（２）の関係を満たすようにす
ることも可能である。

【００３４】また、本実施の形態では、補助シリンダ１
７をケーシング１４の内部に配設したが、これに代え
て、例えば、図３に示すように、摺動パイプ１１と一体
をなすブラケット１１ａをケーシング１４から突出さ
せ、ケーシング１４の外部に設けた補助シリンダ１９の
ロッド１９ａを上記ブラケット１１ａに連結するように
してもよい。

【００３５】また、本実施の形態では、コンクリートポ
ンプに適用した場合について説明したが、これに限ら
ず、土砂や軟弱土などのスラリ流体のような流動体を圧
送する流動体圧送装置であれば、上述の場合と同様にし
て適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明による流動体圧送装置では、内部
に流動体が供給され、対をなす連通孔を有する摺動板を
一端に備えたゲートハウジングと、前記ゲートハウジン
グの前記摺動板の前記連通孔の外側部分に対をなしてそ
れぞれ連結され、当該ゲートハウジング内の前記流動体
を交互に吸引して吐出する流動体送出手段と、一端側が
略Ｓ字状をなすと共に前記ゲートハウジングの前記摺動
板に当接できるように当該ゲートハウジングの内部に位
置し、他端側の軸心回りで回転できるように支持された
揺動パイプと、前記揺動パイプの一端を前記ゲートハウ
ジングの前記摺動板の前記連通孔のいずれか一方と連絡
させるように当該揺動パイプを他端側の軸心回りで回転
させる切換手段と、前記揺動パイプの他端の周縁端と所
定の大きさの隙間を有して対面する対面部材とを備えて
なり、前記揺動パイプの他端の面積が一端の面積よりも
大きいことから、流動体送出手段により流動体を揺動パ
イプ内に送給すると、流動体の送給圧力により揺動パイ
プの一端側から他方側に働く力よりも、当該送給圧力の
反力により揺動パイプの他端側から一端側に働く力の方
が大きくなるため、揺動パイプには実質的に他端側から
一端側へ向かう力のみが発現し、揺動パイプの一端が摺
動板に完全に密着するように押し付けられるようになる
ので、流動体搬送中でも揺動パイプと摺動板とのギャッ
プが自動的に調整されるようになり、流動体搬送作業を
一旦中断して当該ギャップを調整する必要をなくすこと
ができる。この結果、揺動パイプと摺動板とのギャップ
を小型で簡単な構造でも常に一定に保つことができ、流
動体搬送にかかる作業効率の向上を低コストで簡単に実
現させることができる。

【００３７】また、前記揺動パイプの内径と一端の外径
と他端の外径とが前述した（Ｄ₁＋Ｄ₂）／２≦Ｄ₃の
関係（簡易解）または３Ｄ₃ ²−（Ｄ₁ ²＋Ｄ₁ Ｄ₂＋
Ｄ₂ ²）≧０の関係（厳密解）を有していれば、上述した
効果を得ることができると共に、揺動パイプの一端の肉
厚を他端に対して極力厚肉とすることができるので、揺
動パイプの一端の摩耗や損傷をできるだけ抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流動体圧送装置をコンクリートポ
ンプに適用した場合の実施の形態の要部部分の構造を表
す断面図である。

【図２】図１の作用説明図である。

【図３】本発明による流動体圧送装置をコンクリートポ
ンプに適用した場合の他の実施の形態の要部部分の構造
を表す断面図である。

【図４】図３の作用説明図である。

【図５】従来のコンクリートポンプの全体概略構造を表
す一部破断斜視図である。

【図６】図５の要部の断面図である。

【符号の説明】

１ホッパ２ゲートハウジング３摺動板３ａ，３ｂ連通孔４ａ，４ｂシリンダ５ａ，５ｂピストン６支持ブロック６ａ，６ｂ摺動孔７ａ，７ｂシリンダ８ａ，８ｂピストン９ａ，９ｂロッド１０連絡管１１揺動パイプ１１ａブラケット１２駆動装置１３吐出パイプ１４ケーシング１５軸受１６パッキン１７補助シリンダ１８リング１９補助シリンダ２１揺動パイプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に流動体が供給され、対をなす連通
孔を有する摺動板を一端に備えたゲートハウジングと、前記ゲートハウジングの前記摺動板の前記連通孔の外側
部分に対をなしてそれぞれ連結され、当該ゲートハウジ
ング内の前記流動体を交互に吸引して吐出する流動体送
出手段と、一端側が略Ｓ字状をなすと共に前記ゲートハウジングの
前記摺動板に当接できるように当該ゲートハウジングの
内部に位置し、他端側の軸心回りで回転できるように支
持された揺動パイプと、前記揺動パイプの一端を前記ゲートハウジングの前記摺
動板の前記連通孔のいずれか一方と連絡させるように当
該揺動パイプを他端側の軸心回りで回転させる切換手段
と、前記揺動パイプの他端の周縁端と所定の大きさの隙間を
有して対面する対面部材とを備えてなり、前記揺動パイプの一端と他端との内径が等しいと共に、
当該揺動パイプの一端と他端とが下記の式（１）の関係
（簡易解）を有することを特徴とする流動体圧送装置。【数１】ただし、Ｄ₁は揺動パイプの一端の外径、Ｄ₂は揺動パ
イプの内径、Ｄ₃は揺動パイプの他端の外径である。
【請求項２】内部に流動体が供給され、対をなす連通
孔を有する摺動板を一端に備えたゲートハウジングと、前記ゲートハウジングの前記摺動板の前記連通孔の外側
部分に対をなしてそれぞれ連結され、当該ゲートハウジ
ング内の前記流動体を交互に吸引して吐出する流動体送
出手段と、一端側が略Ｓ字状をなすと共に前記ゲートハウジングの
前記摺動板に当接できるように当該ゲートハウジングの
内部に位置し、他端側の軸心回りで回転できるように支
持された揺動パイプと、前記揺動パイプの一端を前記ゲートハウジングの前記摺
動板の前記連通孔のいずれか一方と連絡させるように当
該揺動パイプを他端側の軸心回りで回転させる切換手段
と、前記揺動パイプの他端の周縁端と所定の大きさの隙間を
有して対面する対面部材とを備えてなり、前記揺動パイプの一端と他端との内径が等しいと共に、
当該揺動パイプの一端と他端とが下記の式（２）の関係
（厳密解）を有することを特徴とする流動体圧送装置。【数２】ただし、Ｄ₁は揺動パイプの一端の外径、Ｄ₂は揺動パ
イプの内径、Ｄ₃は揺動パイプの他端の外径である。