(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量なショットブラスト装置を提供する。【解決手段】ショットブラスト装置１０は、ガイドドラム１２と、このガイドドラム１２内に設置され、モーター１４によって回転駆動される管体１６を備える。管体１６は中心から放射状に延びる複数本の放出管２０を備え、放出管２０の中心側端部にホッパー２８から研磨材２６が供給される。放出管２０はその外周側の部分において回転方向の前向きに湾曲され、外周側端部での曲率はガイドドラム１２の内周面の曲率とほぼ一致している。ガイドドラム１２の側部には、その内周面の接線方向に延びる噴射口３４が設けられ、遠心力により放出管２０から放出された研磨材２６は、ガイドドラム１２に沿って転がり、噴射口３４から放出される。【選択図】      図１
2004291164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面を有するガイドドラムと、
前記ガイドドラムの内部にその径方向に延びるように設けられた放出管と、
前記放出管を、前記ガイドドラムの軸に略垂直な平面内で所定の回転方向に回転駆動する駆動手段と、
前記放出管へ研磨材を供給する供給手段と、
前記ガイドドラムの側部に設けられた噴射口と、を備え、
前記放出管は、前記ガイドドラムの内周面に臨む側の端部が、前記所定の回転方向の前方へ向けて湾曲されていることを特徴とするショットブラスト装置。
【請求項２】
前記噴射口は、前記ガイドドラムの内周面の接線方向に、前記放出管の回転方向の前方へ延びるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のショットブラスト装置。
【請求項３】
前記供給手段は、前記放出管の回転中心位置において前記放出管へ研磨材を供給することを特徴とする請求項１または２記載のショットブラスト装置。
【請求項４】
前記供給手段から前記放出管へ供給される研磨材の量を調節する調節手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のショットブラスト装置。
【請求項５】
前記噴射口から放出されてケレン対象面へ向けて噴射された磁性材料からなる研磨材を磁力によって回収する回収手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載のショットブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等の部材表面をショットブラスト加工によりケレンするためのショットブラスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、柱や壁等のコンクリート表面の異物を除去するためのケレン方法の一つとしてショットブラストが一般的に用いられている。従来のショットブラスト装置は、モーターによって回転するブレードで研磨材を叩きつけるようにしてケレン対象面へ向けて噴射する（例えば、特許文献１を参照）。かかるショットブラストはケレン能力が大きいため、効率よくケレン作業を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２７７９４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来のショットブラスト装置は、モーターでブレードを回転させ研磨材を叩きつける構成である。その際、研磨材からブレードに大きな衝撃力が作用することからブレードを頑丈に構成しなければならず、ブレードが大型化・重量化する。これに伴ってブレードを回転するモーターも大型化・重量化し、装置全体が大きくかつ重いものとなってしまう。このため、作業員がショットブラスト装置を携帯することができず、また、足場等の狭所にも設置できないなどの制約から、建物高所の壁面のケレン作業に使用できないなど適用範囲が限定されてしまう。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小型で軽量なショットブラスト装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明に係るショットブラスト装置は、
円筒状の内周面を有するガイドドラムと、
前記ガイドドラムの内部にその径方向に延びるように設けられた放出管と、
前記放出管を、前記ガイドドラムの軸に略垂直な平面内で所定の回転方向に回転駆動する駆動手段と、
前記放出管へ研磨材を供給する供給手段と、
前記ガイドドラムの側部に設けられた噴射口と、を備え、
前記放出管は、前記ガイドドラムの内周面に臨む側の端部が、前記所定の回転方向の前方へ向けて湾曲されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ガイドドラムの軸に略垂直な平面内で回転する放出管に供給された研磨材は、遠心力によって、放出管のガイドドラムの内周面に臨む側の端部から放出される。そして、この放出管の端部は回転方向の前方へ向けて湾曲されているので、放出された研磨材は、放出管の回転による径方向の速度成分に加えて、ガイドドラムの内周面の接線方向に沿った速度成分を有する。このため、研磨材はガイドドラムの内周面を周方向に転がって、ガイドドラムの側部に設けられた噴射口から噴射される。
【０００８】
このように、本発明では、研磨材は遠心力によって加速されて噴射されるので、放出管に研磨材から衝撃力が作用することがなく、したがって、放出管をさほど頑丈に構成する必要はない。このため、放出管およびこの放出管を回転駆動する駆動手段を小型軽量化することができ、これにより、小型で軽量なショットブラスト装置を実現することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１記載のショットブラスト装置において、前記噴射口は、前記ガイドドラムの内周面の接線方向に、前記放出管の回転方向の前方へ延びるように設けられていることを特徴とする。このようにすれば、ガイドドラムの内周面に沿って転がる研磨材の運動の向きと噴射口の向きとが一致するので、研磨材の運動エネルギーの損失を最小限に抑えながら研磨材を噴射口から噴射させることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のショットブラスト装置において、前記供給手段は、前記放出管の回転中心位置において前記放出管へ研磨材を供給することを特徴とする。このように放出管の回転中心位置において研磨材を供給することで、研磨材の供給が行い易くなると共に、遠心力による研磨材の加速を効果的に行うことができる。
【００１１】
また、請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のうち何れか１項記載のショットブラスト装置において、前記供給手段から前記放出管へ供給される研磨材の量を調節する調節手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のうち何れか１項記載のショットブラスト装置において、前記噴射口から放出されてケレン対象面へ向けて噴射された磁性材料からなる研磨材を磁力によって回収する回収手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態であるショットブラスト装置１０の内部構成を表す鉛直断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、ショットブラスト装置１０は、円筒状の内周面を有するガイドドラム１２を備えている。ガイドドラム１２の内部にはモーター１４が設けられている。モーター１４の上方には管体１６が設けられている。管体１６は、その中心部の供給管１８と、供給管１８からガイドドラム１２の径方向へ放射状に分岐する複数（本実施形態では例えば４本）の放出管２０を備えている。供給管１８はモーター１４の回転軸に取り付けられていると共に軸受２２，２４により回転可能に支持されており、これにより、管体１６はモーター１４によってガイドドラム１２の軸に垂直な平面内を図２に示す矢印Ｂの向きに回転駆動される。
【００１５】
図２に示されるように、管体１６が備える放出管２０は、その外周側端部（つまり、ガイドドラム１２の内周面に臨む側の端部）における曲率がガイドドラム１２の内壁面の曲率とほぼ一致するように湾曲されている。
【００１６】
管体１６の上方には、研磨材２６を収容するホッパー２８が設けられている。
研磨材２６は、例えば、従前のショットブラスト工法と用いられているのと同様に、細かい鉄球により構成されている。ホッパー２６の下端部の出口２８ａは管体１６の供給管１８に連通している。図２中に拡大して示すように、出口２８ａの内側には、流量調節弁３２が配設されている。流量調節弁３２はその開度を外部から手動で、あるいは、電動式または油圧式により調節できるようになっている。
【００１７】
また、ガイドドラム１２の側部の放出管２０の高さに対応する位置には、噴射口３４が設けられている。噴射口３４は、ガイドドラム１２からその接線方向に、管体１６の回転方向の前方に向けて延びるように設けられている。噴射口３４には噴射ホース３６が接続されており、この噴射ホース３６の先端に噴射ノズル３８が取り付けられている。
【００１８】
上記の構成によれば、ホッパー２８に収容された研磨材２６は、出口２８ａから管体１６の供給管１８を通して各放出管２０に供給される。なお、供給される研磨材２６の量は流量調節弁３２の開度によって調節できる。そして、放出管２０の回転による遠心力により、放出管２０に供給された研磨材２６は管内を径方向外向きに吹き飛ばされて、放出管２０の外周側端部から放出される。
上述のように、放出管２０の外周側の部分が回転方向の前方に向けて湾曲され、外周側端部（つまり研磨材２６の噴射口）における曲率が、ガイドドラム１２の内周面の曲率とほぼ一致しているので、放出管２０から放出された研磨材２６の速度ベクトルは、放出管２０の回転による径方向の成分に加えて、ガイドドラム１２の内周面の接線方向の成分を有することになる。このため、研磨材２６はガイドドラム１２の内周面に沿って周方向に転がっていく。そして、研磨材２６が噴射口３４まで達すると、この噴射口３４から噴射ホース３６へ噴射される。
その際、上述のように、噴射口３４は、ガイドドラム１２からその接線方向に、管体１６の回転方向の前方に向けて設けられているので、ガイドドラム１２の内周面に沿って転がる研磨材２６の運動の向きと噴射口３４の向きとが一致することになる。このため、研磨材２６が噴射口３４から噴射される際の運動エネルギーの損失を最小限に抑えることができる。そして、研磨材２６が噴射ホース３６の先端の噴射ノズル３８からケレン対象面に向けて噴射されることでショットブラストによるケレンが行われる。
【００１９】
図３は、ショットブラスト装置１０を用いてコンクリート壁面Ｓのケレン作業を行う様子を示す側面図であり、図４はその平面図である。図３に示す例では、作業員がショットブラスト装置１０を背負い、噴射ホース３６を手にもってコンクリート壁面Ｓのケレン作業を行っている。噴射ホース３６の先端の噴射ノズルはカバー４０で覆って、研磨材２６や切り屑が飛散しないようにしている。また、カバー４０には回収ホース４２を介して磁選機４４が接続され、さらに、この磁選機４４から排出ホース４５を介して不図示の吸引機およびフィルターが接続されている。
【００２０】
噴射ノズル３８から噴射された研磨材２６や、ケレンされたコンクリート壁面Ｓの切り屑を含む材料（以下、回収材という）は、カバー４０内から吸引され、回収ホース４２を経て磁選機４４に到達する。磁選機４４は、ベルト４６と、このベルト４６を駆動する磁気ドラム４７とを備えており、上記の回収材はベルト４６の上側に放出されてベルト４６によって運ばれる。回収材が磁気ドラム４７の位置に達すると、回収材のうち研磨材２６は鉄球からなる磁性材料であるため、ベルト４６を挟んで磁気ドラム４７により吸着され、磁気ドラム４７の外周に沿って下側へ運ばれる。そして、磁気ドラム４７の位置から離れると、研磨材２６は自重によりベルト４６から離脱して、回収箱４８へと落下する。一方、回収材のうちコンクリート切り屑等の研磨材２６以外の材料は、磁気ドラム４７によって吸着されることなく、排出ホース４５から吸引されてフィルターに導かれる。このように、磁選機４４により研磨材２６だけを回収して、研磨材２６の再利用を図ることができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態では、管体１６の回転による遠心力によって研磨材２６を噴射する。したがって、放出管２０に研磨材２６から衝撃力は作用することはないため、ショットブラスト装置１０の小型軽量化を図ることができる。すなわち、上述したように、従前のショットブラスト装置では、ブレードが研磨材を叩きつける際にブレードに大きな衝撃力が作用するためブレードを頑丈に構成しなければならず、その結果、装置が大型化・重量化する。これに対して、本実施形態では、放出管２０に研磨材２６から大きな衝撃力が作用することはないため、放出管２０を比較的薄肉の管で構成できる。このため、管体１６の小型軽量化を図ることができ、さらに、この管体１６を回転駆動するモーター１４の小型軽量化も図ることができる。したがって、本実施形態によれば、従前のショットブラスト装置に比べて大幅に小型で軽量なショットブラスト装置１０を実現できる。
【００２２】
また、このようにショットブラスト装置１０が小型軽量化されることで、作業者がショットブラスト装置１０を背負うなど携帯しながらケレン作業を行ったり、あるいは、足場上等の狭所に設置したりすることができる。このため、ショットブラスト装置１０の適用範囲が広がり、従前のショットブラスト装置ではケレンを行えなかったような高所壁面など、あらゆる部位についてケレン作業を行うことが可能となる。
【００２３】
また、ショットブラスト装置１０が小型軽量化されて設置場所の制約が少なくなることで、この装置を作業場所の近傍に配置することができる。このため、研磨材２６がショットブラスト装置１０によって噴射されてからケレン対象面に到達するまでの距離が短くなり、その間の研磨材２６の速度低下（すなわち、研磨材２６がケレン対象面に与える衝撃力の低下）を抑えることができる。
【００２４】
また、加工原理は従前のショットブラスト加工と全く同様であるため、従前と同様の優れたケレン能力が得られることとなり、これにより、ケレン作業を効率的に行うことができる。そして、流量調節弁３２の開度に応じて、放出管２０に供給される研磨材２６の量（すなわち、ショットブラスト装置１０から噴射される研磨材２６の量）を、最適なケレン能力が得られるように、適宜調節することができる。
【００２５】
図５は、本発明の第２実施形態であるショットブラスト装置１００の内部構成を表す鉛直断面図である。なお、図５において上記第１実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。図５から分かるように、本実施形態では、上記第１実施形態におけるショットブラスト装置１０と磁選機４４とを一体化した構成としている。すなわち、ホッパー２８の上方にベルト４６を配置し、ベルト４６の下側から研磨材２６をホッパー２８へ落下させる。このように本実施形態では研磨材２６を直接ホッパー２８へ回収するので、ホッパー２８への研磨材２６の補充を行うことなく長時間連続してケレン作業を行うことが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で軽量なショットブラスト装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるショットブラスト装置の内部構成を表す正面図である。
【図２】本実施形態のショットブラスト装置の内部構成を表す正面図である。
【図３】ショットブラスト装置を用いてコンクリート壁面のケレン作業を行う様子を示す側面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のショットブラスト装置の内部構成を表す正面図である。
【符号の説明】
１０，１００  ショットブラスト装置
１２  ガイドドラム
１４  モーター（駆動手段）
２０  放出管
２６  研磨材
２８  ホッパー（供給手段）
３２  流量調節弁（調節手段）
３４  噴射口
３６  噴射ホース
３８  噴射ノズル
４０  カバー
４２  回収ホース
４４  磁選機
４６  ベルト
４７  磁気ドラム
【図１】
2004291164.tif 000003
【図２】
2004291164.tif 000004
【図３】
2004291164.tif 000005
【図４】
2004291164.tif 000006
【図５】
2004291164.tif 000007