(57)【要約】【課題】作業環境の悪化を防ぎ、簡易に識別部を形成することができる識別部形成方法及び当該識別部形成方法に使用可能となる溝部形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】基礎部１０上に配置される幅方向移動部２０と、踏代方向移動部３０とによりレーザー光を照射する位置を決定し、レーザー光発振部４０により硬化物４に溝部５を形成するレーザー光照射工程と、前記レーザー光照射工程の溝部５の形成で生成したドロスを排除するドロス排除工程と、前記ドロス排除工程によりドロスが排除された溝部５に樹脂を注入し識別部６を形成する樹脂注入工程とを行うことにより識別部６を得る。【選択図】　　図１
2004044136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化物にレーザー光を照射して所定位置に所定幅と所定深さとを有する溝部を形成するレーザー光照射工程と、
前記レーザー光を照射したことにより発生したドロスを排除するドロス排除工程と、
前記ドロスが排除された前記溝部に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有することを特徴とする識別部形成方法。
【請求項２】
前記レーザー光の照射位置において、前記レーザー光のエネルギー密度が１００Ｗ／ｃｍ２以上、前記レーザー光のエネルギー量が４００Ｊ／ｃｍ２以上で前記レーザー光の照射を行うことを特徴とする請求項１に記載の識別部形成方法。
【請求項３】
前記硬化物の所定位置に所定幅と所定深さとを有する前記溝部を形成するレーザー光発振部と、前記レーザー光発振部を前記硬化物の前記溝部を形成する面と平行に移動可能となるように支持する平行移動部と、前記平行移動部を支持する基礎部とを備えたことを特徴とする溝部形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物や石材等の硬化物にレーザー光を照射して溝部（スリット）を設けた後に、その溝部に樹脂を注入することにより識別部を形成する識別部形成方法及び溝部形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハートビル法により鉄道の駅等の公共施設の階段や通路等に視覚障害者のための視覚障害者用識別ラインを設けることが望ましいとされるようになってきている。従来、このような視覚障害者用識別ラインを設ける際には、ダイヤモンドカッターを用いて、発熱を抑えるための冷却水を散布しながら階段等の踏板に溝部を形成し、当該溝部に樹脂を注入することによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、ダイヤモンドカッターの冷却水は、粉塵を低減させる役割もあるが、完全に粉塵の発生を抑えることはできず、これにより作業環境を悪化させるという問題があった。また、従来の識別部形成方法は、多量の水を使用するために、後の樹脂注入作業を行う際にはコンクリート構造物を乾燥させなくてはならないという問題点を有していた。また、水分を有した後の乾燥したコンクリート構造物は、散布した冷却水により冷却されるため、形成された溝部に樹脂を注入しても、その樹脂が硬化するまでに長い時間を有するという問題があった。さらに、溝部を設ける場所により、散布した冷却水が、下階の室内に漏水するという問題点が生じることもあった。
【０００４】
また、ダイヤモンドカッターを使用した場合は、騒音が８０ｄＢから１２０ｄＢと大きく、施工においても、切削による抵抗力を抑制する反力が必要となるため、装置を設置する位置に制限があるという問題があった。このため、溝部をコンクリート構造物の端部の細部まで切削することができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、作業環境の悪化を防ぎ、簡易に識別部を形成することができる識別部形成方法及び当該識別部形成方法に使用可能となる溝部形成装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するために、第１の発明の識別部形成方法は、硬化物にレーザー光を照射して所定位置に所定幅と所定深さとを有する溝部を形成するレーザー光照射工程と、前記レーザー光を照射したことにより発生したドロスを排除するドロス排除工程と、前記ドロスが排除された前記溝部に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有することを特徴とする。ここで、硬化物とは、セメント等が硬化したものや石材等をいう。
【０００７】
第１の発明によれば、レーザー光で硬化物を爆裂させるため、騒音や粉塵がでない状態で、所定の位置に、所定幅と所定深さとを有する溝部を設けることができる。また、冷却水を使用せず、レーザー光を用いて形成した溝部は、レーザー光により暖められているため、当該溝部に樹脂を注入すると樹脂の硬化する時間を早めることができる。これにより、工期の短縮や経費の削減をすることができる。
【０００８】
また、第２の発明は、前記レーザー光の照射位置において、前記レーザー光のエネルギー密度が１００Ｗ／ｃｍ２以上、前記レーザー光のエネルギー量が４００Ｊ／ｃｍ２以上で前記レーザー光の照射を行うこともできる。
【０００９】
第２の発明によれば、レーザー光のエネルギー量およびエネルギー密度を前記のとおりにすることにより、形成する溝部の深さや幅を任意に調節することができ、かつ、騒音の低減や粉塵を発生させることなく施工することができる。
【００１０】
なお、前記条件以下の設定でレーザー光を照射すると、爆裂する硬化物４の破片量が少なく、作業能率が悪くなるとことが実証実験により明らかになっている。
【００１１】
また、第３の発明の溝部形成装置は、前記硬化物の所定位置に所定幅と所定深さとを有する前記溝部を形成するレーザー光発振部と、前記レーザー光が前記硬化物の前記溝部を形成する面と平行に移動が可能となる平行移動部と、前記平行移動部を支持する基礎部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明によれば、平行移動部にレーザー光発振部を支持させることにより、硬化物の溝部を形成する面と平行に移動が可能となるため、必要とする任意の幅の溝部を設けることができ、かつ、きれいな直線状の溝部を形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の識別部の形成方法について詳細に説明する。
まず、図１を用いて、本発明の溝部形成装置の好適な実施形態について詳細に説明する。本発明の溝部形成装置１は、平行移動部である幅方向移動部２０と踏代方向移動部３０とで移動可能となるレーザー光発振装置３により発振させたレーザー光により、硬化物４の所定の表面に所定の幅と所定の深さを有する溝部５を設けることができる装置である。ここでは、前記溝部形成装置１等を用いて、駅等の階段の踏板の幅方向スリット状の識別部を形成する場合について説明する。
【００１４】
［溝部形成装置］
図１に示すように溝部形成装置１は、基礎部１０と、幅方向移動部２０と、踏代方向移動部３０と、レーザー光発振部４０と、制御装置２と、レーザー発振装置３とから構成されている。
【００１５】
基礎部１０は、階段の踏板の全幅にわたって設けられており、短形状の固定レール枠体１１と、固定レール枠体１１の各隅角部を支持する複数の支柱体１２とから構成されている。この基礎部１０は、幅方向移動部２０と、踏代方向移動部３０と、レーザー光発振部４０とを支持する役割を果たしている。
【００１６】
また、固定レール枠体１１における四隅の支柱体１２の間には、幅方向のたわみを防止するために、適宜間隔で複数の支柱体１２´を配置し、固定することができる。
【００１７】
なお、支柱体１２は、図示しないが、上下方向の位置を調節することができるようになっており、これにより、固定レール枠体１１の高さを均一にすることができるようになっている。
【００１８】
幅方向移動部２０は、レーザー光発振部４０を幅方向にスライド移動させる役割を果たすものであり、踏板の幅方向に対して前後一対の幅方向移動基体２１ａ、２１ｂから形成され、幅方向移動基体２１ａ、２１ｂが、幅方向移動モータ２２ａ、２２ｂと、幅方向駆動車輪２３ａ、２３ｂと、幅方向従動車輪２４ａ、２４ｂ、とを備えて構成される。
【００１９】
幅方向移動基体２１ａ、２１ｂは、細長の門型形状であり、各々が幅方向に延設されている前後の固定レール枠体１１を跨いで、スライド移動可能となっている。すなわち、幅方向移動基体２１ａ、２１ｂには、幅方向移動基体２１ａ、２１ｂの移動方向に対する片方の端部に幅方向移動モータ２２ａ、２２ｂが備えられており、これにより発生する駆動力を固定レール枠体１１の上面を移動する幅方向駆動車輪２３ａ、２３ｂに伝えることによって、幅方向のスライド移動ができるようになっている。また、幅方向移動基体２１ａ、２１ｂの他方の端部には、固定レール枠体１１の上面を移動可能とする幅方向従動車輪２４ａ、２４ｂが端部に備えられている。なお、幅方向に対して左右一対の幅方向移動基体２１ａと２１ｂは、同期して移動可能となっている。
【００２０】
踏代方向移動部３０は、レーザー光発振部４０を踏代方向にスライド移動させる役割を果たすものであり、踏代方向移動基体３１と、踏代方向移動モータ３２と、踏代方向駆動車輪３３と、踏代方向従動車輪３４とと、幅方向に対して左右一対の踏代方向移動用レール体３５とから構成される。
【００２１】
幅方向に対して前後一対の踏代方向移動用レール体３５は、幅方向移動基体２１ａと２１ｂの上面の間に所定の間隔を有して平行に横架されている。
【００２２】
踏代方向移動基体３１は、門型形状であり、各々が幅方向に延設されている左右の踏代方向移動用レール体３５を跨いで、スライド移動することができるようになっている。すなわち、踏代方向移動基体３１には、踏代方向移動基体３１の移動方向に対する片方の端部に踏代方向駆動モータ３２が備えられており、これにより発生する駆動力を踏代方向移動用レール体３５の上面を移動する踏代方向駆動車輪３３に伝えることによって、踏代方向のスライド移動ができるようになっている。また、踏代方向移動基体３１の他方の端部には、踏代方向移動用レール体３５の上面を移動可能とする踏代方向従動車輪３４が備えられている。
【００２３】
そして、踏代方向移動基体３１の上面の中央部には、レーザー光発振部４０を備えることができる貫通した開口部が設けられている。
【００２４】
レーザー光発振部４０は、レーザー光照射部４１と、レーザー光照射部回動モータ４２と、軸支部４３とから構成される。
また、レーザー光発振部４０は、レーザー光を照射する先端が細い開口となる円錐台形状をなしており、レーザー発振装置３と接続されレーザー光照射部４１の先端からレーザー光を照射することにより硬化物４に所定の深さの溝部を設ける役割を果たすことができるようになっている。
【００２５】
レーザー光照射部４１は、踏代方向移動基体３１の支持体の開口部に貫通した状態で上方の端部を軸支部４３により軸支されており、軸支されている部分を中心としてレーザー光照射部回動モータ４２によりレーザー光照射部４１の先端部の角度を変えられるように構成されている。
【００２６】
制御装置２は、幅方向移動基体２１ａ、２１ｂの幅方向の移動及び反復移動を行い、かつ、踏代方向移動基体３１の踏代方向の移動の制御を行うことができるようになっている。また、レーザー光発振装置３は、レーザー光発振部４０にレーザー光を発振する役割を果たしており、照射するレーザー光のエネルギー量及びエネルギー密度を適切に調節可能となっている。
【００２７】
［識別部形成方法］
続いて、図１を用いて本発明の識別部形成方法について説明する。
本発明の識別部形成方法は、硬化物４に溝部５を形成し、当該溝部５に樹脂を注入し識別部６を形成する方法の発明である。
【００２８】
本発明の識別部形成方法は、（１）レーザー光照射工程、（２）ドロス排除工程、（３）樹脂注入工程の各工程から構成される。
【００２９】
（１）レーザー光照射工程
レーザー光照射工程は、硬化物４の溝部５を形成する位置にレーザー光を照射し、所定幅と所定深さの溝部５を形成する工程である。
図１に示すように、本工程では、溝部形成装置１を操作することにより、基礎部１０上に配置される幅方向移動部２０と、踏代方向移動部３０の位置を調節してレーザー光を照射する位置を決定することで、レーザー光発振部４０により硬化物４に溝部５を形成する。
【００３０】
幅方向移動部２０と踏代方向移動部３０の移動は、制御装置２により制御を行う。初めに、レーザー光の位置を硬化物４の左端部に合わせる。このとき、レーザー光照射部４１は、硬化物４の表面と垂直となる方向を向いているので、レーザー光照射部回動モータ４２によりレーザー光照射部４１を回動させて硬化物４の端部に向ける。レーザー光を照射する位置が決定した後、レーザー光照射部４１は、レーザー光を照射し、かつ、レーザー光照射部回動モータ４２により回動しながら、硬化物４の表面と垂直となる方向まで照射角度を変化させて溝部５を形成する。
【００３１】
次に、レーザー光照射部４１によりレーザー光を照射しながら幅方向移動部２０を基礎部１０の固定レール枠体１１の幅方向に移動させ溝部５を形成する。幅方向移動部２０は、毎分１００ｍｍ程度の速度で移動させる。そして、硬化物４の端部近辺まで溝部５を形成したら、レーザー光照射部４１は、レーザー光を照射し、かつ、レーザー光照射部回動モータ４２により回動しながら、硬化物４の表面と垂直となる方向から硬化物４の端部まで照射角度を変化させて溝部５を形成する。
【００３２】
幅の広い溝部５を作成する場合には、１回の幅方向移動部２０の平行移動ごとに、端手方向移動部３０を移動させることで、幅の広い溝部５を作成することができる。
また、深い溝部５を形成する場合には、踏代方向移動部３０の位置を固定して、幅方向移動部２０の平行移動を繰り返し行うことで、深い溝部５を形成することができる。
各踏板に平行に複数の識別部をする場合には、踏代方向移動部３０を移動させることで、同様の識別部を形成することもできる。
【００３３】
（２）ドロス排除工程
ドロス排除工程は、前記レーザー光照射工程で生成したドロスを排除する工程である。本工程では、溝部５及びその周辺に生成された硬化物４に溝部５を形成したときの切り屑である図示しないドロスを、図示しない吸引装置等でドロスを排除する。
【００３４】
（３）樹脂注入工程の各工程
樹脂注入工程は、前記ドロス排除工程によりドロスが排除された溝部５に樹脂を注入し識別部６を形成する工程である。図示しない樹脂は、表面に至るまで注入することによって識別部６を形成する。
【００３５】
なお、前記説明では、階段部にスリット状の識別部６を形成する場合について説明したが、コンクリート構造物や石像に任意の形状の識別部６を形成することもできる。
【００３６】
なお、本発明に使用するレーザー光は限定されないが、硬化物４の照射面でのレーザー光のエネルギー密度が１００Ｗ／ｃｍ２以上であれば、波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザーや、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザー等の各種レーザーを使用することもできる。そして、使用する場所において、遠い位置まで溝部５を形成する場合は、光ファイバー伝送が可能なレーザーを用いることもできる。
【００３７】
また、レーザー光照射工程は、前記のように、制御装置２により制御されるものに限定されるものではなく、レーザー光発振部４０を掌握して硬化物４にレーザー光を照射して溝部５を形成することもできる。
【００３８】
また、本発明によれば、各種石材、各種コンクリート硬化物のみならず、樹脂系モルタル材や、コンクリートと石材の複合版、擬石、人工石、ブロック、タイル等に適用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
したがって、本発明の識別部形成方法によれば、粉塵を生成せず、かつ、レーザー光照射により発生する作業音を低減させることができる。また、粉塵や騒音がでない状態で、所定の位置に、所定幅と所定深さとを有する溝部を設けることができる。また、冷却水を使用せずレーザー光を用いて形成した溝部は、レーザー光により暖められているため、当該溝部に樹脂を注入すると樹脂の硬化する時間を早めることができる。これにより、工期の短縮や経費の削減をすることができる。
【００４０】
また、本発明の溝部形成装置は、硬化物の溝部を形成する面と平行に移動が可能となるため、必要とする任意の幅の溝部を設けることができ、かつ、きれいな直線状の溝部を形成することができる。そして、この平行移動の反復を繰り返し行えるので、深さの大きい溝部を形成することができる。また、レーザー光の照射角度を任意に調節することがきるので、硬化物の端部まで均一な溝部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溝部形成装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　溝部形成装置
２　制御装置
３　レーザー光発振装置
４　硬化物
５　溝部
６　識別部
１０　基礎部
１１　固定レール枠体
１２　複数の支柱体
１３　支持脚体
２０　幅方向移動部
２１ａ、２１ｂ　幅方向移動基体
２２ａ、２２ｂ　幅方向移動モータ
２３ａ、２３ｂ　幅方向駆動車輪
２４ａ、２４ｂ　幅方向従動車輪
３０　踏代方向移動部
３１　踏代方向移動基体
３２　踏代方向移動モータ
３３　踏代方向駆動車輪
３４　踏代方向従動車輪
３５　踏代方向移動用レール体
４０　レーザー光発振部
４１　レーザー光照射部
４２　レーザー光照射部回動モータ
４３　軸支部
【図１】
2004044136.tif 000003