(57)【要約】【課題】  水槽から水を抜くことなく、粉塵の飛散を防止しつつ水中で水槽の壁面を研磨することができる、水槽壁面研磨装置及び水槽壁面研磨方法を提供することを目的とする。【解決手段】  水中で水槽の壁面Wを研磨する水槽壁面研磨装置１００であって、一の方向に開口１０ａを有する箱状の研磨室１０と、開口１０ａが壁面Ｗにより閉塞された時に、この壁面Ｗに当接するよう研磨室１０内に配置されている研磨部材２０と、その出力軸を介して研磨部材２０を空気圧により回転駆動するエアモータ３０とを備え、開口１０ａの縁部が弾性体からなる水密シール１３で構成されており、研磨室１０に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、この吸引口を介して研磨室１０内の粉塵が水とともに排出される。【選択図】  図７
2018051707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、
一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、
前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、
その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、
前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、
前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出される
ことを特徴とする水槽壁面研磨装置。
【請求項２】
前記エアモータが、前記出力軸を回転可能に支持する筐体を有し、
前記筐体には、前記研磨室に連通する貫通孔が設けられており、
前記出力軸が、前記貫通孔を貫通しつつ直接的又は間接的に前記研磨部材に結合されており、
前記貫通孔を気密にする気密手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の水槽壁面研磨装置。
【請求項３】
板状の回転体がその一の面で前記出力軸に結合されており、
前記回転体の他の面に前記研磨部材が装着されており、
前記気密手段が、前記出力軸の回転中心と同心に配置された円筒状の弾性体からなる気密シールを有し、
前記気密シールの一端が前記筐体に密着しており、
前記気密シールの他端が前記回転体の前記一の面に隙間なく接触している
ことを特徴とする請求項２に記載の水槽壁面研磨装置。
【請求項４】
前記研磨室が、
前記エアモータに結合され前記出力軸の回転中心と同心に配置された円形の隔壁と、
前記隔壁の周縁から前記開口に向けて前記出力軸の回転中心に沿って延びる円筒状の側壁と、
前記水密シールとにより区画されており、
前記水密シールが、前記出力軸の回転中心に沿って延びる円筒状に形成されており、
前記水密シールの基端が前記側壁に水密に結合されており、
前記水密シールの先端が前記開口を構成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置。
【請求項５】
前記隔壁に前記吸引口が複数設けられており、
複数の前記吸引口が同一円周上で円周方向に等間隔に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の水槽壁面研磨装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置を用いて水中で水槽の壁面を研磨する方法であって、
前記水槽壁面研磨装置の前記開口を前記壁面に付けて閉塞させるステップと、
前記水槽壁面研磨装置の前記研磨部材を前記壁面に押し当てるステップと、
前記水槽壁面研磨装置の前記吸引口に接続した水ポンプを作動させて前記研磨室内を吸引するステップと、
前記エアモータを空気圧により駆動させて前記研磨部材を回転させるステップと、
前記研磨部材を前記壁面に押し当てたまま前記水槽壁面研磨装置を移動させるステップとを備える
ことを特徴とする水槽壁面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中で水槽の壁面を研磨する装置及び方法に関し、特に水族館に設置された大型水槽について、水槽から水を抜くことなく、通常通りの展示を続けながら壁面を研磨することが可能となる装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水族館に設置される水槽は大型化が進んでおり、ジンベイザメやマンタといった大型水生生物が展示される巨大水槽は、水族館の集客の目玉となっている。
【０００３】
大型の水槽の壁面の多くは、その水圧に耐えられるだけの強度を確保するため、厚みのあるアクリル樹脂で成形されている。厚いアクリル樹脂を使用することにより、視界を妨げる柱を使用する必要がなくなるため、来館者に広大な水中の様子を遮ることなくクリアに見せることが可能となっている。
【０００４】
ところで、水槽内を泳ぐ水生生物が、透明な壁面に衝突することは頻繁に発生する。特に大型水槽に展示されている水生生物は大型のものが多く、ヒレ等が衝突することによって、アクリル樹脂の壁面には凹凸やキズができる。アクリル樹脂の壁面に多くの細かなキズが存在する場合、白く曇ったように見え、透明度は低下する。また、水槽内の藻類がこのキズに入り込むと、透明度はさらに低下することになる。
【０００５】
これまで水族館の多くは、アクリル樹脂の壁面が汚れて透明度が低下した時には、ダイバーが水槽に潜水して、スポンジ等で壁面を擦ることで清掃を行ってきた。しかし、スポンジでの清掃では藻類を除去することはできても、キズを除去することはできない。すなわち、水槽の壁面が白く曇った状態からクリアな状態に回復させることはできなかった。
【０００６】
キズを除去して透明度を回復させるためには、壁面を研磨する必要がある。壁面を研磨するために使用される従来の研磨装置が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の装置は、研磨部材を被研磨面に押し当てて回転させることによって、被研磨面を研磨するよう構成された研磨装置であり、研磨により発生した粉塵が吸い取られて粉塵の飛散が防止されるよう構成されている。ただし特許文献１に記載の研磨装置は、水中ではなく陸上で使用することを前提としている。すなわち、特許文献１に記載の研磨装置は高圧空気を駆動源にしており、エジェクターにより発生する負圧を利用して粉塵を吸引しているため、水中では吸塵作用は機能しない。もしも水族館の水槽において吸塵がなされなければ、粉塵は水中に飛散することになるが、その場合、水槽内の生物に深刻な影響を与えることが懸念される。
【０００７】
従って、従来の研磨装置を用いて水槽の壁面を研磨するためには、水槽から水を抜かなければならない。水槽から水を抜くためには、水槽の中の生物を一旦別の場所に移す必要がある。そのため、当然、研磨の作業期間中は水槽の生物を展示することができない。また、大型水槽で展示されている生物は大型である場合が多く、別の場所に移送するにも高額のコストがかかる。そもそも、その大型の生物を収容できるような移送先が見つからないこともある。最も集客力のある大型水槽での展示を休止したままで営業を続けると、水族館の魅力が減退し、来客数の減少を招きかねない。そのため現実には、開館以来一度も水槽の壁面を研磨することなく、多数のキズが入ったままで営業を続けている水族館は多い。すなわち、多くの水族館の水槽は、開館当初のクリアな視界が、実は失われているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−９３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、水槽から水を抜くことなく、粉塵の飛散を防止しつつ水中で水槽の壁面を研磨することができる、水槽壁面研磨装置及び水槽壁面研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出されることを特徴とする水槽壁面研磨装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記エアモータが、前記出力軸を回転可能に支持する筐体を有し、前記筐体には、前記研磨室に連通する貫通孔が設けられており、前記出力軸が、前記貫通孔を貫通しつつ直接的又は間接的に前記研磨部材に結合されており、前記貫通孔を気密にする気密手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の水槽壁面研磨装置である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、板状の回転体がその一の面で前記出力軸に結合されており、前記回転体の他の面に前記研磨部材が装着されており、前記気密手段が、前記出力軸の回転中心と同心に配置された円筒状の弾性体からなる気密シールを有し、前記気密シールの一端が前記筐体に密着しており、前記気密シールの他端が前記回転体の前記一の面に隙間なく接触していることを特徴とする請求項２に記載の水槽壁面研磨装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記研磨室が、前記エアモータに結合され前記出力軸の回転中心と同心に配置された円形の隔壁と、前記隔壁の周縁から前記開口に向けて前記出力軸の回転中心に沿って延びる円筒状の側壁と、前記水密シールとにより区画されており、前記水密シールが、前記出力軸の回転中心に沿って延びる円筒状に形成されており、前記水密シールの基端が前記側壁に水密に結合されており、前記水密シールの先端が前記開口を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記隔壁に前記吸引口が複数設けられており、複数の前記吸引口が同一円周上で円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の水槽壁面研磨装置である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置を用いて水中で水槽の壁面を研磨する方法であって、前記水槽壁面研磨装置の前記開口を前記壁面に付けて閉塞させるステップと、前記水槽壁面研磨装置の前記研磨部材を前記壁面に押し当てるステップと、前記水槽壁面研磨装置の前記吸引口に接続した水ポンプを作動させて前記研磨室内を吸引するステップと、前記エアモータを空気圧により駆動させて前記研磨部材を回転させるステップと、前記研磨部材を前記壁面に押し当てたまま前記水槽壁面研磨装置を移動させるステップとを備えることを特徴とする水槽壁面研磨方法である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、水中で粉塵を飛散させることなく、水槽の壁面を研磨できる水槽壁面研磨装置を提供することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、研磨室内に気泡が発生せず、粉塵が研磨室外に流出することのない水槽壁面研磨装置を提供することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、簡易な構成で研磨室内の気泡の発生を防止するような水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、簡易な構成で研磨室が確実に水密となるような水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、研磨室内の圧力分布に大きな偏りがなく、研磨室外への粉塵の流出のおそれが少ない水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、水中で粉塵を飛散させることなく、水槽の壁面を研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置の部分破断側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ部分断面図である。
【図４】図３における気密手段付近を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置に配管を接続した状態を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置を使用して水中で水槽の壁面を研磨する場合の全体構成を示す概略図である。
【図７】図６における水槽壁面研磨装置付近を拡大して９０°反時計回りに回転して示す部分破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を適用した水槽壁面研磨装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
本発明に係る水槽壁面研磨装置の実施形態について、図１〜４に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置の部分破断側面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ部分断面図である。図４は、図３における気密手段付近を拡大して示す拡大部分断面図である。
【００２５】
まず、本発明に係る水槽壁面研磨装置の全体の構成について図１〜３に基づき説明する。なお、以下の説明における「上」「下」は、図１における上下方向を示すものとする。水槽壁面研磨装置１００は、箱状の研磨室１０、研磨室１０内に配置されている研磨部材２０、研磨部材２０を回転駆動するエアモータ３０を有している。
【００２６】
研磨室１０は、図１及び図２に示すように、隔壁１１、環状部材１２及び水密シール１３を有している。隔壁１１はその中心に貫通孔を有する円板状の部材であり、環状部材１２は、フランジ１２ｂと、フランジ１２ｂから垂直方向に延びる円筒状の側壁１２ａとからなる環状の部材である。隔壁１１及び環状部材１２はいずれも硬質の樹脂からなり、同一の外径を有する。環状部材１２のフランジ１２ｂの上面が隔壁１１の下面に結合されることにより、隔壁１１と環状部材１２とは一体化しており、隔壁１１の周縁から環状部材１２の側壁１２ａが垂直に延びるよう構成される。本実施形態では隔壁１１と環状部材１２とは、ボルト・ナット（図示省略）によって結合されているが、接着など任意の方法で結合することが出来る。なお、隔壁１１の中心の貫通孔については後述する。
【００２７】
水密シール１３は通水性を有さない弾性体の材料からなる円筒状の部材であり、水密シール１３の内面が側壁１２ａの外面に密着することにより、水密シール１３が環状部材１２に固定されている。水密シール１３は環状部材１２に接着されてもよく、また、外周に粘着テープを巻いて、水密シール１３を環状部材１２に強固に固定することもできる。
【００２８】
このように隔壁１１、環状部材１２及び水密シール１３が一体化されて、研磨室１０が形成されている。水密シール１３の先端１３ｂが研磨室１０の開口１０ａを形成し、基端１３ａは側壁１２ａに水密に結合されている。なお、水密シール１３は、環状部材１２の開口端１２ｃから、下方向に突出するように配置されている。このように配置されることにより、研磨室１０のうち、環状部材１２の開口端１２ｃから開口１０ａまでの区間は、弾性を有するよう構成される。
【００２９】
また、隔壁１１には、図２，３に示すように、貫通孔１１ａ，１１ｂが設けられており、それぞれに屈曲する継手１５，１６が結合されている。これにより、継手１５，１６それぞれの開口部１５ａ，１６ａと貫通孔１１ａ，１１ｂがそれぞれ繋がっている。すなわち、開口部１５ａ，１６ａはそれぞれ貫通孔１１ａ，１１ｂを介していずれも研磨室１０内と連通している。
【００３０】
なお貫通孔１１ａ，１１ｂは、図２に示すように、円板状の隔壁１１において同一円周上に配置されており、貫通孔１１ａと貫通孔１１ｂとは、隔壁１１の中心を挟んで１８０°対向して位置している。
【００３１】
研磨室１０は、隔壁１１の中心の貫通孔を介して、エアモータ３０と結合されている。エアモータ３０は、図３に示すように、研磨室１０の隔壁１１を貫通するようにして設けられており、エアモータ３０の上部には、使用者がこの水槽壁面研磨装置１００を掴むための把手１００ａが形成されている。エアモータ３０は、圧縮空気の空気圧を駆動源として、回転中心ＣＬを中心に出力軸３１を回転させる。エアモータ３０には、その筐体３２に給気ポート３４及び排気ポート３５が設けられており、給気ポート３４を通って導入された圧縮空気が、筐体３２の内部に収容され出力軸３１に結合されているロータ（図示省略）を回転させ、ロータに回転エネルギを与えた空気は排気ポート３５を通って外部に排気される。
【００３２】
図１に示すように、エアモータ３０には、給気ポート３４から供給される圧縮空気の流量を制限するバルブ３７が設けられており、バルブ３７の開度は操作レバー３６によって操作される。操作レバー３６は把手１００ａの上方に配置されつつ、ヒンジ３６ａを中心に回転するよう構成されており、操作レバー３６がバルブ３７を押すことで、バルブ３７の開度が変化する。水槽壁面研磨装置１００の使用者は、把手１００ａを掴みつつ掌で操作レバー３６を押圧することによって、エアモータ３０の回転数を調整することができる。
【００３３】
図３に示すように、エアモータ３０の出力軸３１には、板状の回転体５１が結合されており、回転体５１には円板状の研磨部材２０が装着されている。具体的には、切頭円錐形状の回転体５１の上面５１ａからはボルト５２が突出しており、ボルト５２が出力軸３１に結合されている。また、回転体５１の下面５１ｂと研磨部材２０の上面には互いに着脱可能となる面ファスナー(図示省略）が設けられており、研磨部材２０は面ファスナーにより回転体５１に装着される。研磨部材２０の下面が被研磨面に当接した状態で研磨部材２０が回転することで、被研磨面が研磨される。なお、本実施形態においては、回転体５１、研磨部材２０及び隔壁１１それぞれの中心は、エアモータ３０の出力軸３１の回転中心ＣＬと同心に配置されている。
【００３４】
次に、エアモータ３０と隔壁１１の結合、及び出力軸３１と回転体５１の配置について、図４に基づき詳細に説明する。エアモータ３０の筐体３２の外周には、環状溝３２ｂ及び環状突起３２ｃが上下に並んで設けられている。環状溝３２ｂには、隔壁１１の中心に設けられた貫通孔１１ｃの縁がぴったりはめ込まれて、エアモータ３０に対して隔壁１１が固定されている。
【００３５】
出力軸３１は、筐体３２に設けられた貫通孔３２ａを貫通して下方向に突出し、ベアリング３３を介して筐体３２により回転可能に支持されている。出力軸３１には、筐体３２に収容されているロータ（図示省略）のトルクが伝達されて回転する。
【００３６】
出力軸３１には雌ネジ部３１ａが設けられており、回転体５１の上面から突出するボルト５２がねじ込まれた上で、さらにナット５３が締結されることで、出力軸３１に回転体５１が固定されている。
【００３７】
出力軸３１を支持する筐体３２の最下部には、外形が円筒状に形成された円筒壁面３２ｄが設けられており、そこに有底円筒状の環状部材４２が嵌め込まれて配置されている。環状部材４２の底壁４２ｂにはその中心に貫通孔４２ｃが設けられており、回転体５１の上面から突出するボルト５２が貫通孔４２ｃを通っている。環状部材４２の側壁４２ａの内径は筐体３２の円筒壁面３２ｄの外径と同一に設定されており、側壁４２ａの外径は環状突起３２ｃの外径と同一に設定されている。環状部材４２の底壁４２ｂと回転体５１の上面５１ａとの間には隙間が設けられるよう配置されている。なお、環状部材４２は硬質の樹脂から形成されている。
【００３８】
環状部材４２の外側には、円筒状の気密シール４１が配置されている。気密シール４１は通水性及び通気性いずれもない弾性体で形成されている。気密シール４１の内面が、環状部材４２の側壁４２ａの外面及び筐体３２の環状突起３２ｃの外面に跨り弾性的に密着している。これにより、気密シール４１はエアモータ３０の出力軸３１の回転中心ＣＬと同心に配置されつつ、筐体３２に対して回転方向に固定されている。なお本実施形態では、気密シール４１はシリコンゴムにより形成されている。
【００３９】
気密シール４１の一端４１ａは隔壁１１の下面に密着しつつ、他端４１ｂは回転体５１の上面に隙間なく接触するよう配置されている。この状態で回転体５１は気密シール４１に対して滑って回転可能である。なお、回転体５１の上面のうち、気密シール４１の下端面に接触する領域について、シリコンゴムを配置することができ、これによって、回転体５１が回転している場合も確実に気密とすることが可能となる。
【００４０】
前述したとおり、エアモータ３０は圧縮空気により駆動される。すなわち、筐体３２内のロータ（図示省略）が圧縮空気により回転するが、ロータに結合された出力軸３１は、筐体３２に設けられた貫通孔３２ａを貫通している。エアモータ３０には前述のように排気ポート３５が設けられているが、筐体３２内でロータを回転させた空気は、排気ポート３５からだけでなく、貫通孔３２ａを通って外部に漏洩するおそれがある。そこで、本実施形態のように、気密シール４１が筐体３２の貫通孔３２ａを囲うように気密に配置されていると、貫通孔３２ａからの排気の漏洩が防止される。すなわち、気密シール４１及びこれを保持する環状部材４２が、貫通孔３２ａを気密にする気密手段４０として機能する。
【００４１】
次に、本実施形態に係る水槽壁面研磨装置１００を用いて、水中で水槽の壁面を研磨する方法について、図５〜７に基づき説明する。図５は、本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置に配管を接続した状態を示す概略図である。図６は、本発明の実施形態に係る水槽壁面研磨装置を使用して水中で水槽の壁面を研磨する場合の全体構成を示す概略図である。図７は、図６における水槽壁面研磨装置付近を拡大して９０°反時計回りに回転して示す部分破断側面図である。
【００４２】
まず、水槽壁面研磨装置１００に接続する配管について、図５，６に基づき説明する。水槽壁面研磨装置１００の駆動源となる圧縮空気を供給するため、水槽の外部に設置したエアコンプレッサ７３（図６参照）から延びる給気ホース７１を、給気ポート３４に接続する。排気ポート３５には、排気ホース７２を接続し、その先が水槽の水面より上に位置するよう配管する。これにより、水槽壁面研磨装置１００の排気が直接外気に放出されるので、水槽の水中に気泡が発生しない。
【００４３】
継手１５，１６には排水ホース６１，６２をそれぞれ接続する。二本の排水ホース６１，６２は、分岐管６３を介して、一本の排水ホース６４に接続され合流される。排水ホース６４は、水槽の外部に設置された水ポンプ６５（図６参照）に接続される。水ポンプ６５を作動させることで、水槽壁面研磨装置１００の研磨室１０内の水が継手１５，１６を通じて排出される。
【００４４】
図６に示すように、水槽壁面研磨装置１００の研磨室１０から吸引された水は、水ポンプ６５を通過した後、排水ホース６６を通り、ろ過手段６７に送水される。ろ過手段６７にはフィルターが設けられており、ここでろ過された水は排水ホース６８を通り、水槽に戻されるよう構成されている。なお、水ポンプ６５とろ過手段６７の接続順は逆にすることも可能である。
【００４５】
次に、本実施形態に係る水槽壁面研磨装置１００を用いて、水中で水槽の壁面を研磨する手順について、図６，７に基づき説明する。水槽の外部に設置したエアコンプレッサ７３及び水ポンプ６５の電源をオンにする。そして水ポンプ６５で発生する陰圧を制御手段（図示省略）を用いて設定する。これにより、水槽壁面研磨装置１００の研磨室１０内の水の吸引が開始される。
【００４６】
そして、水槽壁面研磨装置１００を把持し、開口１０ａを水槽壁面Ｗに向け、開口１０ａの縁の水密シール１３を水槽壁面Ｗに付けて開口１０ａを閉塞させる。そして、研磨室１０内の研磨部材２０を水槽壁面Ｗに押し当て、操作レバー３６を操作して、研磨部材２０を回転させる。これにより、水槽壁面Ｗが研磨され、キズや凹凸が平滑化される。
【００４７】
この時、図７に示すように開口１０ａは閉塞されており、研磨により発生した粉塵は研磨室１０内に留まっている。そして研磨室１０は排水ホース６１，６２を介して吸引されているため、研磨室１０内の圧力は研磨室１０外の圧力より低い。これにより、図７に示すように、弾性体である水密シール１３が内側に曲がり、水密シール１３と水槽壁面Ｗとの間の隙間から水が研磨室１０内に流入する。そして研磨室１０内の水が粉塵とともに、貫通孔１１ａ，１１ｂを通り、継手１５，１６、排水ホース６１，６２、分岐管６３、排水ホース６４を通り排水される。
【００４８】
すなわち、研磨により発生した粉塵は、研磨室１０から水とともに回収され、水ポンプ６５を通過し、ろ過手段６７でこし取られる。そのため粉塵が水槽内に放出されることはなく、生物の環境を汚染することが防止される。
【００４９】
また、気密シール４１がエアモータ３０の貫通孔３２ａの気密を確保しているため（図４参照）、貫通孔３２ａから空気が漏洩して研磨室１０内で気泡が発生することはなく、そのため粉塵が研磨室１０外に流出するおそれもない。
【００５０】
次に、研磨室１０内の水の流れについて説明する。研磨室１０内では、研磨室１０内に配置された回転体５１及び研磨部材２０の回転に起因する渦状の流れと、水ポンプ６５からの吸引に起因して発生する、水密シール１３と水槽壁面Ｗとの間の隙間全周から研磨室１０内に流入して貫通孔１１ａ，１１ｂから流出する流れの、二つが合成された流れが発生する。
【００５１】
ここで、回転体５１及び研磨部材２０の回転に起因する渦状の流れは、回転中心ＣＬを対称軸とする回転対称である。もしも、水ポンプ６５からの吸引に起因して発生する流れが回転中心ＣＬに関して回転非対称な流れであれば、合成された流れも回転非対称となる。研磨室１０内の流れが非対称であれば、研磨室１０内の圧力分布も非対称となり、圧力に大きな偏りが発生する。研磨室１０内の圧力に大きな偏りがあれば、図７に示すような弾性体の水密シール１３について局部的に変形が大きくなる箇所が生じ、そこから研磨室１０内の粉塵を含んだ水が、水密シール１３と水槽壁面Ｗとの間の隙間を通って外部に流出するおそれが高まる。この状態で粉塵の外部流出を回避するためには、水ポンプ６５の陰圧を抑制するとともにエアモータ３０の回転数を抑制する必要があるが、そうすると水槽壁面の研磨に時間がかかることになる。
【００５２】
本実施形態に係る水槽壁面研磨装置１００には、図２，３に示すように、研磨室１０には二か所の吸引口が貫通孔１１ａ，１１ｂとして設けられており、回転中心ＣＬを中心とする同心円上に、１８０°対向した位置に配置されている。このように吸引口を配置することによって、水ポンプ６５からの吸引に起因して発生する流れは、回転中心ＣＬに関して１８０°回転すれば一致するような、回転対称となる。従って、回転体５１及び研磨部材２０の回転に起因する渦状の流れと、水ポンプ６５からの吸引に起因して発生する流れとが合成された流れも、回転対称となる。研磨室１０内の流れが回転対称であれば、研磨室１０内の圧力分布も回転対称となり、圧力の偏りは小さい。そのため、弾性体の水密シール１３について局部的に変形が大きくなるおそれは小さく、研磨室１０内の粉塵を含んだ水が、水密シール１３と水槽壁面Ｗとの間の隙間を通って外部に流出するおそれは小さい。そのため、水ポンプ６５の陰圧及びエアモータ３０の回転数を抑制する必要がないため、研磨を迅速に行うことが可能となる。
【００５３】
なお、研磨部材２０と水槽壁面Ｗとが接触する圧力は、水ポンプ６５の陰圧によって決まる。すなわち、陰圧が大きいと研磨室１０が水槽壁面Ｗにより吸い付くようになり、研磨部材２０が水槽壁面Ｗに接触する圧力はより高くなる。従って、水ポンプ６５の陰圧に応じて、エアモータ３０の回転数を操作レバー３６で調整するとともに、水槽壁面研磨装置１００を動かすスピードを適宜調整する。
【００５４】
また、研磨部材２０は回転体５１に対して着脱可能である。そのため、使用する研磨部材２０の目の粗さを段階的に細かくしてゆくことで、水槽壁面Ｗの凹凸を確実に除去し、水槽のクリアの視界を回復することが可能となる。
【００５５】
また、研磨部材２０は厚さ方向にクッション性を有するよう構成されており、これにより、研磨室１０の開口１０ａを水槽壁面Ｗで閉塞させつつ、研磨部材２０を水槽壁面Ｗに当接させることが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態に係る水槽壁面研磨装置１００においては、回転体５１及び研磨部材２０の中心と、エアモータ３０の出力軸３１の回転中心ＣＬとが一致しているが、これらを一致させずに偏心させて配置することも可能である。また、出力軸３１とボルト５２との間に遊星ギアを介在させて間接的に結合することにより、研磨部材２０に自転しつつ公転するような運動をさせることも可能である。
【００５７】
また、本実施形態においては、研磨室１０を構成する隔壁１１及び環状部材１２の材質として硬質樹脂を用いているが、その一部又は全部にステンレス等の金属を用いることも可能である。これにより、吸引のため研磨室１０内外で圧力差が生じた状態でも、研磨室１０の変形を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００…水槽壁面研磨装置
１００ａ…把手
１０…研磨室
１０ａ…開口
１１…隔壁
１１ａ…貫通孔（吸引口）
１１ｂ…貫通孔（吸引口）
１１ｃ…貫通孔
１２…環状部材
１２ａ…側壁
１２ｂ…フランジ
１２ｃ…開口端
１３…水密シール
１３ａ…基端
１３ｂ…先端
１５，１６…継手
１５ａ，１６ａ…開口部
２０…研磨部材
３０…エアモータ
３１…出力軸
３１ａ…雌ネジ部
３２…筐体
３２ａ…貫通孔
３２ｂ…環状溝
３２ｃ…環状突起
３２ｄ…円筒壁面
３３…ベアリング
３４…給気ポート
３５…排気ポート
３６…操作レバー
３６ａ…ヒンジ
３７…バルブ
４０…気密手段
４１…気密シール
４１ａ…一端
４１ｂ…他端
４２…環状部材
４２ａ…側壁
４２ｂ…底壁
４２ｃ…貫通孔
５１…回転体
５１ａ…上面（一の面）
５１ｂ…下面（他の面）
５２…ボルト
５３…ナット
６１，６２…排水ホース
６３…分岐管
６４…排水ホース
６５…水ポンプ
６６…排水ホース
６７…ろ過手段
６８…排水ホース
７１…給気ホース
７２…排気ホース
７３…エアコンプレッサ
ＣＬ…回転中心
Ｗ…壁面
【図１】
2018051707.tif 000003
【図２】
2018051707.tif 000004
【図３】
2018051707.tif 000005
【図４】
2018051707.tif 000006
【図５】
2018051707.tif 000007
【図６】
2018051707.tif 000008
【図７】
2018051707.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月19日(2017.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、
一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、
前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、
その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、
前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、
前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出され、
前記エアモータが、前記出力軸を回転可能に支持する筐体を有し、
前記筐体には、前記研磨室に連通する貫通孔が設けられており、
前記出力軸が、前記貫通孔を貫通しつつ直接的又は間接的に前記研磨部材に結合されており、
前記貫通孔を気密にする気密手段をさらに備え、
板状の回転体がその一の面で前記出力軸に結合されており、
前記回転体の他の面に前記研磨部材が装着されており、
前記気密手段が、前記出力軸の回転中心と同心に配置された円筒状の弾性体からなる気密シールを有し、
前記気密シールの一端が前記筐体に密着しており、
前記気密シールの他端が前記回転体の前記一の面に隙間なく接触している
ことを特徴とする水槽壁面研磨装置。
【請求項２】
水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、
一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、
前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、
その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、
前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、
前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出され、
前記研磨室が、前記出力軸の回転中心と同心の円筒状に形成された側壁と、前記水密シールとを有し、
前記水密シールが円筒状に形成されており、その基端の内面が前記側壁の外面に密着しているとともに、その先端が前記開口を構成する
ことを特徴とする水槽壁面研磨装置。
【請求項３】
前記研磨室が、
前記エアモータに結合され前記出力軸の回転中心と同心に配置された円形の隔壁をさらに有し、
前記側壁が、前記隔壁の周縁から前記開口に向けて前記出力軸の回転中心に沿って延びており、
前記隔壁に前記吸引口が複数設けられており、
複数の前記吸引口が同一円周上で円周方向に等間隔に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の水槽壁面研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置を用いて水中で水槽の壁面を研磨する方法であって、
前記水槽壁面研磨装置の前記開口を前記壁面に付けて閉塞させるステップと、
前記水槽壁面研磨装置の前記研磨部材を前記壁面に押し当てるステップと、
前記水槽壁面研磨装置の前記吸引口に接続した水ポンプを作動させて前記研磨室内を吸引するステップと、
前記エアモータを空気圧により駆動させて前記研磨部材を回転させるステップと、
前記研磨部材を前記壁面に押し当てたまま前記水槽壁面研磨装置を移動させるステップとを備える
ことを特徴とする水槽壁面研磨方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出され、前記エアモータが、前記出力軸を回転可能に支持する筐体を有し、前記筐体には、前記研磨室に連通する貫通孔が設けられており、前記出力軸が、前記貫通孔を貫通しつつ直接的又は間接的に前記研磨部材に結合されており、前記貫通孔を気密にする気密手段をさらに備え、板状の回転体がその一の面で前記出力軸に結合されており、前記回転体の他の面に前記研磨部材が装着されており、前記気密手段が、前記出力軸の回転中心と同心に配置された円筒状の弾性体からなる気密シールを有し、前記気密シールの一端が前記筐体に密着しており、前記気密シールの他端が前記回転体の前記一の面に隙間なく接触していることを特徴とする水槽壁面研磨装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項２に記載の発明は、水中で水槽の壁面を研磨する水槽壁面研磨装置であって、
一の方向に開口を有する箱状の研磨室と、前記開口が前記壁面により閉塞された時に、当該壁面に当接するよう前記研磨室内に配置されている研磨部材と、その出力軸を介して前記研磨部材を空気圧により回転駆動するエアモータとを備え、前記開口の縁部が弾性体からなる水密シールで構成されており、前記研磨室に水ポンプが接続される吸引口が設けられており、当該吸引口を介して前記研磨室内の粉塵が水とともに排出され、前記研磨室が、前記出力軸の回転中心と同心の円筒状に形成された側壁と、前記水密シールとを有し、前記水密シールが円筒状に形成されており、その基端の内面が前記側壁の外面に密着しているとともに、その先端が前記開口を構成することを特徴とする水槽壁面研磨装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記研磨室が、前記エアモータに結合され前記出力軸の回転中心と同心に配置された円形の隔壁をさらに有し、前記側壁が、前記隔壁の周縁から前記開口に向けて前記出力軸の回転中心に沿って延びており、前記隔壁に前記吸引口が複数設けられており、複数の前記吸引口が同一円周上で円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の水槽壁面研磨装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の水槽壁面研磨装置を用いて水中で水槽の壁面を研磨する方法であって、前記水槽壁面研磨装置の前記開口を前記壁面に付けて閉塞させるステップと、前記水槽壁面研磨装置の前記研磨部材を前記壁面に押し当てるステップと、前記水槽壁面研磨装置の前記吸引口に接続した水ポンプを作動させて前記研磨室内を吸引するステップと、前記エアモータを空気圧により駆動させて前記研磨部材を回転させるステップと、前記研磨部材を前記壁面に押し当てたまま前記水槽壁面研磨装置を移動させるステップとを備えることを特徴とする水槽壁面研磨方法である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、簡易な構成で研磨室内の気泡の発生を防止し、粉塵が研磨室外に流出することのない水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、簡易な構成で研磨室が確実に水密となるような水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、研磨室内の圧力分布に大きな偏りがなく、研磨室外への粉塵の流出のおそれが少ない水槽壁面研磨装置を提供することが出来る。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、水中で粉塵を飛散させることなく、水槽の壁面を研磨することができる。