(57)【要約】【課題】面の清掃、洗浄、塗装剥離、または下地処理その他の表面処理をするために軽量で取り扱いが容易で作業性のよい表面処理装置を提供しようとする。【解決手段】従来の対象物の面を表面処理する表面処理装置にかわって、所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、前記翼車の前記軸心の後端側に配された案内部材と、前記翼車の前記軸心の後端側の部位と前記案内部材の先端部とを連結する屈曲自在な連結部材と、前記案内部材の後端部に先端を連結し後方に延びる紐状部材と、を備え、前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっている、ものとした。【選択図】    図１
2004223402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の面を表面処理する表面処理装置であって、
先端部と後端部とを連通する中空空間を持ち先端部を面に当接可能な筒形状の本体と、
前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持された表面処理機構と、
前記表面処理機構を回転させる回転機構と、
前記本体の後端部に連通し気体を吸引可能な気体吸引装置と、
を備え、
前記表面処理機構が前記回転機構により回転し前記本体の前記先端部に囲われた前記面を表面処理する、
ことを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前期回転機構が前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持される翼車を有し、
前記表面処理機構が前期翼車の回転に連動して回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記表面処理機構が、前記面に接触可能な接触部を前記本体の先端部側へ向けた表面接触部材と、当該表面接触部材と前記回転機構とを連結する連結部材とを有する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のうちのひとつに記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記表面処理機構が、レーザ光を外部から導入し前記面に照射する光学機器を有する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のうちのひとつに記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記光学機器が、レーザ光を屈曲させる第一光学素子を持ち、
前記回転機構が軸方向に貫通孔を有する回転軸を有し、
前記第一光学素子がレーザ光の入射面を前記回転軸の端部に向ける様に配置され、
レーザ光が前記回転軸の前記貫通孔を通して導入される様になっている、
ことを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記光学機器が、レーザ光を線状レーザに変換する第二光学素子を有する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５のうちのひとつに記載する表面処理装置。
【請求項７】
前記中空空間の開口面積が、前記本体の前記先端部の位置から前記翼車を囲う位置に移動するに従い滑らかに縮小する、
ことを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記中空空間が、前記本体の前記先端部と前記後端部とを連通する第一中空空間と、一端を本体の前記先端部に向けて解放し他端を大気に連通する第二中空空間と、を有し、
前記翼車が前記第二中空空間の内で回転自在である、
ことを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記第一中空空間が、前記第二中空空間を囲う環状形状を有している、
ことを特徴とする請求項８に記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記本体が、前記先端部に前記面に接触可能な柔軟材料製の接触部材を有する、
事を特徴とする請求項１乃至請求項９に記載の表面処理装置。
【請求項１１】
中空空間の中に設けられ前記先端部から前記後端部の側へ移動するに従って小さくなる環状断面をもった案内部材を、
備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０に記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の壁や床、または構造物の側面や平面の表面を処理する表面処理装置に係る。特に表面処理装置の駆動機構や処理機構に特徴があり、清掃、洗浄、塗装剥離、または下地処理その他の表面処理に好適な表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の壁を塗装するには、予め表面のモルタルや汚れや古い塗装をはがす必要がある。また、建物の床を処理するには、予め、床面のバフ仕上げが必要である。また、船舶等の構造物の側面や平面を塗装するには、予め側面や平面の汚れや古い塗装を除去する必要がある。
これらの作業を、表面処理とよぶ。
従来、これらの表面処理をおこなう際は、回転軸先端のチャックに、ブラシやバフをつけてた電動モータを用いていた。壁面、床面、壁面、平面等の面からはがれて落ちたものは、別個の装置により収集し、廃棄されていた。
【０００３】
しかし、面から剥がれた粉塵が舞い上がり、作業環境を汚染し、また、収集は作業性が悪かった。
【０００４】
特開平９−４８１号公報は、「壁面に沿って移動可能であり、且つ前方を開口し開口部としたフードの内部に噴射装置を設けた壁面自動清掃装置であって、前記開口部上下縁部にローラを、左右縁部には壁面形状に対応してシールブラシを夫々設け、前記フードと壁面間をシールするよう形成するとともに吸引ブロアーと箱体をダクトホースで連結し、前記開口部内に乱流するエアーを吸引排気するようにした壁面自動清掃装置」を開示している。
上記構成により、構造が簡単でコスト低廉な壁面自動清掃装置を提供しようとする。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−４８１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３３４３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現場では、より軽量で取り扱いが容易で作業性をより向上させた表面処理装置を提供して欲しいという要請があった。
【０００７】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、従来の表面処理装置にかわって、面の清掃、洗浄、塗装剥離、または下地処理その他の表面処理をするために軽量で取り扱いが容易で作業性のよい表面処理装置を提供しようとする。
【０００８】
【課題を解決するための機構】
上記目的を達成するため、本発明に係る対象物の面を表面処理する表面処理装置を、先端部と後端部とを連通する中空空間を持ち先端部を面に当接可能な筒形状の本体と、前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持された表面処理機構と、前記表面処理機構を回転させる回転機構と、前記本体の後端部に連通し気体を吸引可能な気体吸引装置と、を備え、前記表面処理機構が前記回転機構により回転し前記本体の前記先端部に囲われた前記面を表面処理する、ものとした。
【０００９】
上記本発明の構成により、筒形状の本体が先端部と後端部とを連通する中空空間を持ち先端部を面に当接可能であり、表面処理機構が前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持され、回転機構が前記表面処理機構を回転させ、気体を吸引可能な気体吸引装置が前記本体の後端部に連通し、前記表面処理機構が前記回転機構により回転し前記本体の前記先端部に囲われた前記面を表面処理するので、気体吸引機構により気体を本体の後端部から吸引しながら、前記本体の先端部を面に当接し、回転機構を回転させると、本体が面に押し付けられ、表面処理機構が前記本体の先端部に囲われた前記面の表面を処理する。
【００１０】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前期回転機構が前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持される翼車を有し、前記表面処理機構が前期翼車の回転に連動して回転する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、翼車が、前記本体に前記中空空間の内で回転自在に支持され、前記表面処理機構が前期翼車の回転に連動して回転するので、気体吸引機構により気体を本体の後端部から吸引すると、翼車が回転し、表面処理機構を回転させることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記表面処理機構が、前記面に接触可能な接触部を前記本体の先端部側へ向けた表面接触部材と、当該表面接触部材と前記回転機構とを連結する連結部材とを有する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、連結部材が当該表面接触部材と前記回転機構とを連結し、前記表面接触部材の前記本体の先端部側へ向けた接触部が前記面に接触可能なので、回転機構が回転すると、連結部材により表面接触部材が回転し、接触部が前記面を擦ることができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記表面処理機構が、レーザ光を外部から導入し前記面に照射する光学機器を有する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記表面処理機器の光学機器がレーザ光を外部から導入し前記面に照射するので、レーザ光が表面を処理できる。
【００１３】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記光学機器が、レーザ光を屈曲させる第一光学素子を持ち、前記回転機構が軸方向に貫通孔を有する回転軸を有し、前記第一光学素子がレーザ光の入射面を前記回転軸の端部に向ける様に配置され、レーザ光が前記回転軸の前記貫通孔を通して導入される様になっている、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記回転機構の回転軸が軸方向に貫通孔を有し、レーザ光が前記回転軸の前記貫通孔を通して導入され、光学素子がレーザ光の入射面を前記回転軸の端部に向ける様に配置され、光学機器の光学素子がレーザ光を屈曲させるので、屈曲したレーザ光が回転軸の軸心と角度をもって面の表面に当たり、翼車の回転と共にレーザ光の前記面への照射位置が回転する。
【００１４】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記光学機器が、レーザ光を線状レーザに変換する第二光学素子を有する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記第二光学素子が、レーザ光を線状レーザに変換するので、線状のレーザ光が前記面に照射される。
【００１５】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記中空空間の開口面積が、前記本体の前記先端部の位置から前記翼車を囲う位置に移動するに従い滑らかに縮小する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記中空空間の開口面積が、前記本体の前記先端部の位置から前記翼車を囲う位置に移動するに従い滑らかに縮小するので、翼車を囲う位置での気体の速度が先端部での気体の速度より大きくなり、翼車の気体から受ける力が大きくなる。
【００１６】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記中空空間が、前記本体の前記先端部と前記後端部とを連通する第一中空空間と、一端を本体の前記先端部に向けて解放し他端を大気に連通する第二中空空間と、を有し、前記翼車が前記第二中空空間の内で回転自在である、のが好ましい。
上記本発明の構成により、第一中空空間が前記本体の先端部と後端部とを連通し、第二中空空間が一端を本体の先端部に向けて解放し他側を前記本体の後端部と連通せず大気に連通し、前記翼車が前記第二中空空間の内で回転自在であるので、気体が、大気から第二中空空間の他端から一端へ移動して翼車を回転させ、さらに第一中空空間の先端部から後端部へ移動して、後端部から気体吸引装置へ吸引される。
【００１７】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記第一中空空間が、前記第二中空空間を囲う環状形状を有している、のが好ましい。
上記本発明の構成により、環状形状の前記第一中空空間が前記第二中空空間を囲うので、気体が第二中空空間から第一中空空間に移動する際に、前記中空空間を均一にながれる。
【００１８】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記本体が、前記先端部に前記面に接触可能な柔軟材料製の接触部材を有する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記本体の先端部にある柔軟材料製の接触部材が面の表面に接触可能なので、本体が先端部を面の表面に接触された状態で、先端部と前記面とのすきまを減らすことが出来る。
【００１９】
さらに、本発明に係る表面処理装置は、前記中空空間の中に設けられ前記先端部から前記後端部の側へ移動するに従って小さくなる環状断面をもった案内部材を、備える、が好ましい。
上記本発明の構成により、
前記先端部から前記後端部の側へ移動するに従って小さくなる環状断面をもった案内部材を中空空間に設けるので、気体が先端部から後端部へ移動するに従い案内部材に案内され、中空空間の中心を流れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
本発明の第一の実施形態に係る表面処理装置の構造を、図を基に、説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【００２２】
第一の実施形態に係る表面処理装置１ａは、対象物２の面Ｓを表面処理する装置であり、本体１０ａと表面処理機構２０ａと回転機構３０ａと案内部材４０ａと気体吸引機構５０ａとで構成される。
対象物２とは、建物や構造物等の面の処理の対象である。
面２は、建物の壁面や床面、または構造体の側面や平面、その他である。
説明の便宜のために、対象物２の面Ｓに面する側を前方、反対側を後方として、説明する。
【００２３】
本体１０ａは、先端部と後端部とを連通する中空空間Ｈを持ち先端部を面Ｓに当接する筒形状の部材であり、本体主構造１１ａと接続部材１２ａと接触部材１３ａとで構成される。
本体主構造１１ａは、円筒形状の部材である。軸方向に貫通した中空空間Ｈが、円筒形状の中に形成される。複数の通気孔Ｇが、本体主構造１１ａの先端部の縁に沿って設けられる。
接続部材１１ａは、略漏斗形状のいわゆる異径接続継手である。接続部材１１ａの先方が本体主構造１１ａの後端部と気密に接合している。接続部材１１ａの後方が、後述する気体吸引機構５０ａに連通可能になっている。接続部材１２ａを交換することで、各種の口径のバキュームホース５１ａをもった気体吸引機構５０ａを本体主構造１１ａに接続することができる。
接触部材１３ａは、柔軟材料製の部材であり、本体主構造１１ａの先端部の端面に設けられる。柔軟材料は、柔軟性のあるものや滑りやすいものが好ましい。対象物２の表面Ｓの性状により柔軟材料製を選択するのが好ましい。例えば、表面Ｓが凸凹であるならば、接触部材１３ａと面Ｓとの接触を担保するために、柔軟材料をニトリルゴムとする。また、表面Ｓがザラザラであれば、接触部材１３ａと面Ｓとの滑りを良好にするために、柔軟材料はプラスチックとする。
【００２４】
表面処理機構２０ａは、本体１０ａに中空空間Ｈの内で回転自在に支持され、後述する回転機構３０ａにより回転し本体１０ａの先端部に囲われた面Ｓを表面処理する機構である。表面処理機構２０ａは、連結部材２１ａと表面接触部材２２ａ、２３ａと固定用ばね２４ａで構成される。
表面接触部材２２ａ、２３ａは、面Ｓに接触する接触部Ｆを前記本体の先端部側へ向けた部材であり、中心軸２２ａと回転腕２３ａとで構成される。回転腕２３ａの前部が接触部Ｆを形成する。接触部Ｆは、表面処理の形式に応じて選択される。例えば、モルタル落としや塗料落としであれは、回転腕２３ａの前部はワイヤーブラシや研摩刃で接触部Ｆを形成する。まった、表面処理がバフかけであれば、、回転腕２３ａの前部はバフで接触部Ｆを形成する。
中心軸２２ａは、回転腕２３ａの中央部に直交して結合した軸構造体である。連結部材２１ａは、表面処理機構２０ａと回転機構３０ａとを脱着可能に結合する部材である。例えば、連結部材２１ａは、回転機構３０ａの回転軸３３ａの一端と中心軸２２ａの一端を固定する固定軸継ぎ手である。連結部材２１ａは、固定用ばね２４ａで回転軸３０ａに脱着可能に固定される。
【００２５】
回転機構３０ａは、表面処理機構２０ａを回転させる機構であり、前後一対の複数の支持腕３１ａと前後一対の回転軸受３２ａと回転軸３３ａと翼車３４ａとで構成される。
支持腕３１ａは、回転軸受３２ａを支持する構造体であり、一端を本体１０ａの内壁に固定され、他端を回転軸受３２ａに結合する。例えば、３本の支持腕３１ａが１個の回転軸受３２ａを支持する。
回転軸受３２ａは、回転軸３３ａを回転自在に２点支持する軸受である。例えば、回転軸受３２ａは、固体潤滑の滑り軸受またはころ軸受である。一対の回転軸受３２ａが、翼車２４ａを前後に挟んで設けられる。
回転軸３３ａは、中心に翼車３４ａをはめ込み、その両側を回転軸受３２ａで支持される軸構造体である。回転軸３３ａの先端部は、連結部材２１ａが脱着可能になっている。
翼車３４ａは、ボスの周囲に複数の翼を持った構造体である。翼は、ボスの中心に対して所定の角度だけ傾斜して固定される。従って、気体の流れのなかに置かれると、翼車３４ａは空力作用を受けて回転する。
【００２６】
案内部材４０ａは、中空区間Ｈの中の気体の流れの向きを案内する構造部材であり、中空空間Ｈの翼車３４ａと先端部との間に設けられ先端部から翼車３４ａの側へ移動するに従って外径が小さくなる環状断面をもった板材である。従って、本体の後端部側が負圧になる場合、気体は、通気孔Ｇから本体１０ａの中心へ流入し、案内部材４０ａに案内されて中空空間Ｈの中心部へ集まり、翼車３４ａへ当たる。
【００２７】
気体吸引機構５０ａは、本体１０ａの後端部に連通され気体を吸引可能な装置である。気体吸引機構５０ａは、バキュームホース５１ａとサイクロン５２ａとバキュームチャンバ５３ａと圧縮機５４ａとバルブ５５ａとで構成される。
バキュームホース５１ａは、本体１０ａの後端部とサイクロン５２ａの入口を連通するフレキシブル配管である。
サイクロン５２ａは、粉塵の混入した気体を入口から導入し、気体と粉塵を遠心分離して、気体を上方の出口から排気し、粉塵を下方の出口から排出する装置である。上方の出口がバキュームチャンバ５３ａの入口に連通する。
バキュームチャンバ５３ａは、所定の容積をもつ中空容器である。
圧縮機５４ａは、低圧真空ポンプであり、バキュームチャンバ５３ａを負圧にする。
バルブ５５ａは、バキュームホース５１ａの途中に設けられた開閉弁である。操作員がバルブ５５ａを開閉することができる。
【００２８】
次に第一の実施形態に係る表面処理装置１ａの作用を説明する。
本体１０ａの先端部を対象物２の面Ｓに押し付けて、バルブ５５ａを開くと、本体１０ａの後端部から気体が吸い込まれ、中空空間Ｈが負圧になる。中空空間Ｈの負圧になると、本体１０ａの先端部が面Ｓに押し付けられる。
大気が、通気孔Ｇから中空空間Ｈに進入し、案内部材４０ａに案内されて、翼車を設けられた位置を通過して、本体１０ａの後端部から気体吸引装置５０ａへ吸引される。
翼車３４ａが、気体の空力作用を受けて、回転する。翼車３４ａが、表面処理機構２０ａの連結部材２１ａが回転する。表面接触部材２２ａ、２３ａが回転し、接触部Ｆが面Ｓを擦る。回転腕２３ａの前部が、ワイヤーブラシや研摩刃であれば、接触部Ｆが面Ｓのモルタルや塗装を擦り落とす。
剥がれ落ちたモルタルや塗料が、気体の流れに乗って、気体吸引機構５０ａへ吸い込まれる。
モルタルや塗料が、サイクロン５２ａで気体と分離され、下方の出口から排出される。
【００２９】
次に、第二の実施形態に係る表面処理装置１ｂの構造を、図を基に、説明する。図２は、本発明の第二の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【００３０】
第二の実施形態に係る表面処理装置１ｂは、対象物２の面Ｓを表面処理する装置であり、本体１０ｂと表面処理機構２０ｂと回転機構３０ｂと案内部材４０ｂと気体吸引機構５０ｂとで構成される。
対象物２とは、建物や構造物等の面の処理の対象である。
面２は、建物の壁面や床面、または構造体の側面や平面である。
説明の便宜のために、対象物２の面Ｓに面する側を前方、反対側を後方として、説明する。
【００３１】
本体１０ｂの構造と案内部材４０ｂの構造と気体吸引機構５０ｂの構造とは、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａのものの構造と同じなので、説明を省略する。
【００３２】
表面処理機構２０ｂは、本体１０ｂに中空空間Ｈの内で回転自在に支持され、後述する回転機構３０ｂにより回転し本体１０ｂの先端部に囲われた面Ｓを表面処理する装置である。表面処理機構２０ｂは、レーザ発振装置２１ｂと光ファイバーケーブル２２ｂと導入素子２３ｂと第一光学素子２４ｂと第二光学素子２５ｂとケーシング２６ｂとで構成される。
レーザ発振装置２１ｂは、レーザ光を出力する装置である。レーザ発振装置２１ｂは、可搬型であるのが好ましい。
光ファイバーケーブル２２ｂは、レーザ光を導くケーブルであり、レーザ発振装置２１ｂと導入素子２３ｂの射入位置とを繋ぐ。
導入素子２３ｂは、光ファイバーケーブル２２ｂに導かれたレーザ光を導入する光学素子である。導入素子２３ｂは、回転機構３０ｂの回転軸３３ｂの後方に設けられる。例えば、導入素子２３ｂは、レンズである。光ファイバーケーブル２２ｂから入したレーザ光を平行ビームにして射出する。レーザ光は、後述する回転軸３３ｂの貫通孔Ｄを通過して、第一光学素子２４ｂへ射入する。
【００３３】
第一光学素子２４ｂは、レーザ光を屈曲させる光学素子であり、レーザ光の入射面を前記回転軸３３ｂの端部に向ける様に配置される。例えば、第一光学素子３４ｂは、反射ミラーまたはプリズムである。射入したレーザ光は、向きを変えて射出する。
第二光学素子２５ｂは、レーザ光を線状レーザに変換する光学素子である。線状レーザは、線方向を回転軸３３ｂに直交する方向になる様であるのが好ましい。第二光学素子２５ｂを射出した線状レーザ光は、本体１０ｂの先端部に囲われた面Ｓに照射される。面Ｓにモルタルや塗料があると、モルタルや塗料がレーザ光のエネルギーにより焼かれ、面Ｓから剥離する。
ケーシング２６ｂは、第一光学素子２４ｂと第二光学素子２５ｂとを回転軸３３ｂの先方の端面に固定する構造体である。ケーシング２６ｂは、回転軸３３ｂの回転に連動して回転する。第一光学素子２４ｂと第二光学素子２５ｂとが回転軸３３ｂの回転に伴って回転するので、線状レーザ光の本体１０ｂの先端部に囲われた面Ｓでの照射位置が回転軸３３ｂの軸心を中心に回転する。
【００３４】
回転機構３０ｂは、表面処理機構２０ｂを回転させる機構であり、前後一対の複数の支持腕３１ｂと前後一対の回転軸受３２ｂと回転軸３３ｂと翼車３４ｂとで構成される。
前後一対の複数の支持腕３１ｂの構造と前後一対の回転軸受３２ｂの構造と翼車３４ｂの構造は、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａのものと同じなので説明を省略する。
回転軸３３ｂは、中心に翼車３４ｂをはめ込み、その両側を回転軸受３２ｂで支持される軸構造体である。貫通孔Ｄが、回転軸３３ｂの軸方向へ設けられる。回転軸３３ｂの先端部に、ケーシング２６ｂが固定される。
【００３５】
次に第二の実施形態に係る表面処理装置１ｂの作用を説明する。
本体１０ｂの先端部を対象物２の面Ｓに押し付けて、バルブ５５ｂを開くと、本体１０ｂの後端部から気体が吸い込まれ、中空空間Ｈが負圧になる。中空空間Ｈの負圧になると、本体１０ｂの先端部が面Ｓに押し付けられる。
大気が、通気孔Ｇから中空空間Ｈに進入し、案内部材４０ｂに案内されて、翼車を設けられた位置を通過して、本体１０ｂの後端部から気体吸引装置５０ｂへ吸引される。
翼車３４ｂが、気体の空力作用を受けて、回転する。翼車３４ｂが、ケーシング２６ｂを回転する。ケーシング２６ｂが回転すると、本体１０ｂの先端部で囲われた面Ｓに付着したモルタルや塗料がレーザ光のエネルギーにより焼かれ、面Ｓから剥離する。
剥がれ落ちたモルタルや塗料が、気体の流れに乗って、気体吸引機構５０ｂへ吸い込まれる。
モルタルや塗料が、サイクロン５２ｂで気体と分離され、下方の出口から排出される。
【００３６】
次に第三の実施形態に係る表面処理装置１ｃの構造を、図を基に、説明する。図３は、本発明の第三の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【００３７】
第三の実施形態に係る表面処理装置１ｃは、対象物２の面Ｓを表面処理する装置であり、本体１０ｃと表面処理機構２０ｃと回転機構３０ｃと案内部材４０ｃと気体吸引機構５０ｃとで構成される。
対象物２とは、建物や構造物等の面の処理の対象である。
面２は、建物の壁面や床面、または構造体の側面や平面である。
説明の便宜のために、対象物２の面Ｓに面する側を前方、反対側を後方として、説明する。
【００３８】
表面処理機構２０ｃの構造と回転機構３０ｃの構造と案内部材４０ｃの構造と気体吸引機構５０ｃの構造とは、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａのものと同じなので、説明を省略する。
【００３９】
本体１０ｃは、先端部と後端部とを連通する中空空間Ｈを持ち先端部を面Ｓに当接する筒形状の部材であり、本体主構造１１ｃと接続部材１２ｃと接触部材１３ｃとで構成される。
接続部材１２ｃの構造と接触部材１３ｃの構造は、第一の実施形態の表面処理装置のものと同じなので、説明を省略する。
本体主構造１１ｃは、円筒形状の部材である。軸方向に貫通した中空空間Ｈが、円筒形状の中に形成される。複数の通気孔Ｇが、本体主構造１１ｃの先端部の縁に沿って設けられる。
中空空間Ｈの開口面積が、本体１０ｃの前記先端部の位置から翼車３４ｃを囲う位置に移動するに従い滑らかに縮小する。
気体が中空空間Ｈを流れると、気体の速度が翼車３４ｃを囲う位置で早くなる。従って、翼車３４ｃに作用する気体による空力が大きくなり、回転機構３０ｃが、平面処理機構２０ｃを回転させるトルクが大きくなる。
【００４０】
第三の実施形態に係る表面処理装置１ｃの作用は、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａの作用と同じなので、説明を省略する。
【００４１】
次に第四の実施形態に係る表面処理装置１ｄの構造を、図を基に、説明する。図４は、本発明の第四の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【００４２】
第四の実施形態に係る表面処理装置１ｄは、対象物２の面Ｓを表面処理する装置であり、本体１０ｄと表面処理機構２０ｄと回転機構３０ｄと案内部材４０ｄと気体吸引機構５０ｄとで構成される。
対象物２とは、建物や構造物等の面の処理の対象である。
面２は、建物の壁面や床面、または構造体の側面や平面である。
説明の便宜のために、対象物２の面Ｓに面する側を前方、反対側を後方として、説明する。
【００４３】
気体吸引機構５０ｄの構造は、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａの構造と同じなので、説明を省略する。
【００４４】
本体１０ｄは、軸方向に貫通する中空空間Ｈを持ち先端部を面Ｓに当接する筒形状の部材であり、本体主構造１１ｄと接続部材１２ｄと接触部材１３ｄと本体副構造１４ｄとで構成される。
中空空間Ｈは、第一中空空間と第二中空空間とで構成される。第一中空空間Ｈ１は、本体１０ｄの先端部と後端部とを連通する空間である。第二中空空間Ｈ２は、一端を本体１０ｄの先端部に向けて解放し他端を大気に連通する空間である。第二中空空間Ｈ２の他端は、後端部に連通しないのが好ましい。
例えば、本体主構造１１ｄは、円筒形状の部材である。第一の実施形態に係る表面処理装置の本体主構造１１ｄと異なり、通気孔Ｄに相当する孔は特に必要でない。
接続部材１１ｄは、略漏斗形状のいわゆる異径接続継手である。接続部材１１ｄの先方が本体主構造１１ｄの後端部と気密に接合している。接続部材１１ｄの後方は、後述する気体吸引機構５０ｄに連通可能になっている。接続部材１２ｄを交換することで、各種の口径の真空ホース５１ｄをもった気体吸引機構５０ｄを本体主構造１１ｄに接続することができる。
【００４５】
本体副構造１４ｄは、本体主構造１１ｄの内部に軸方向を揃えて設けられた円筒形状の部材である。本体副構造１４ｄの一端が本体１０ｄの先端側を向いている。本体副構造１４ｄの他端が、接続部材１１ｄを貫通して大気に連通している。
本体副構造１４ｄを囲う本体主構造１１ｄで覆われた空間が第一中空空間Ｈ１を形成する。本体副構造１４ｄの内部が、第二中空空間Ｈ２を形成する。第一中空空間Ｈ１と第二中空空間Ｈ２とは、本体１０ｄの先端部側で境目なく繋がり、一体の中空空間Ｈとなる。
接触部材１３ｄの構造は第一の実施形態の表面処理装置のものと同じなので、説明を省略する。
【００４６】
表面処理機構２０ｄと回転機構３０ｄと案内部材４０ｄの構造は、本体副構造１４ｄの内部に設けられる点と、翼車３４ｄの翼のひねりが反対になる点とを除けば、第一の実施形態に係る表面処理装置１ａのものと同じであるので、その他の説明を省略する。
【００４７】
次に第四の実施形態に係る表面処理装置１ｄの作用を説明する。
本体１０ｄの先端部を対象物２の面Ｓに押し付けて、バルブ５５ｄを開くと、本体１０ｄの後端部から気体が吸い込まれ、中空空間Ｈが負圧になる。中空空間Ｈの負圧になると、本体１０ｄの先端部が面Ｓに押し付けられる。
大気が、本体副構造１４ｄの後方から第二中空空間Ｈ２に進入し、第二中空空間Ｈ２を後方から前方へ流れ、翼車を設けられた位置を通過して、本体１０ｄの先端部側で第一中空空間Ｈ２に進入し、第一中空空間Ｈ２を前方から後方へ流れ、本体主構造１１ｄの後端部から気体吸引装置５０ｄへ吸引される。
この際、粉塵が翼車に当たらないので、翼車の翼の摩耗が抑制される。
翼車３４ｄが、気体の空力作用を受けて、回転する。翼車３４ｄが、表面処理機構２０ｄの連結部材２１ｄが回転する。表面接触部材２２ｄ、２３ｄが回転し、接触部Ｆが面Ｓを擦る。回転腕２３ｄの前部が、ワイヤーブラシや研摩刃であれば、接触部Ｆが面Ｓのモルタルや塗装を擦り落とす。
剥がれ落ちたモルタルや塗料が、気体の流れに乗って、気体吸引機構５０ｄへ吸い込まれる。
モルタルや塗料が、サイクロン５２ｄで気体と分離され、下方の出口から排出される。
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る表面処理装置の操作方法を、図を基に、説明する。図５は、本発明の実施形態に係る表面処理装置を操作する様子を示す鳥瞰図である。
第二の実施形態に係る表面処理装置１ｂを操作する場合を例に説明する。
建物の壁面または構造体の側面を表面処理する様子を示している。
表面処理装置１ｂは、吊り治具６０により上方から釣られている。
吊り治具６０は、吊りケーブル６１とシーブ６２とカウンタウエイト６３で構成される。  吊りケーブル６１は、ケーブルであり、一端を表面処理装置１ｂの本体１０ｂに連結し、シーブ６２に巻きかけられ、他端をカウンターウエイト６３に連結している。カウンターウエイト６３の重量は、操作員が腕で支える表面処理装置１ｂの部分の重量に近似している。
操作員３は、レーザ発振器２１ｂを背負っている。
操作員３が、レーザ発信機２１ｂを起動させて、バルブ５５を開く。対象物の面Ｓの表面がレーザ光により削られて、剥離したモルタル、塗料等が粉塵となってサイクロン５２ｂに捕集される。
操作員３が、本体１０ｂを上下、左右に動かして、対象物２の面Ｓのモルタル、塗装等を一様にはぎ取る。
【００４９】
上述の実施形態の表面処理装置を用いれば、対象物の面の清掃、除去、バフかけ等の表面処理が、簡易にできる。
また、剥離した除去物が気体吸引装置に集められるので、粉塵により作業環境を汚染しない。
また、操作員の抱える部分に動力を必要としないので、操作員の抱える部分の装置を軽量化できる。
また、中空空間の負圧により、本体が面に吸い付くので、操作員の操作が楽になる。
また、レーザを用いて表面処理をするので、操作員への反動がなくなり、操作性が増す。
また、表面処理装置の表面接触部材を簡易に脱着できるので、清掃、洗浄、塗装剥離、下地処理等の多種の表面処理に対応できる。
【００５０】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
本体の形式、表面処理機構の形式、本体の構造の繰り合わせは、実施形態に限定されず、その他の組み合わせをすることができる。
翼車は、図示する一段動翼のみに限定されず、多段動翼にしてもよい。
本体の通気孔は、図示する形式に限定されず、例えば、本体の先端部の縁をのこぎり状に切り欠いてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の表面処理装置は、その構成により、以下の効果を有する。
本体の中に表面処理機構を設け、本体の後端部から気体を吸引する構造としたので、気体吸引機構により気体を本体の後端部から吸引しながら、前記本体の先端部を面に当接し、回転機構を回転させると、本体が面に押し付けられ、表面処理機構が前記本体の先端部に囲われた前記面の表面を処理する。
また、回転機構を本体に流れる気体により回転する翼車の構造にしたので、気体吸引機構により気体を本体の後端部から吸引すると、翼車が回転し、表面処理機構が回転することができる。
また、表面処理機構に回転機構により回転する表面接触部材を設けた構造としたので、回転機構が回転すると、連結部材により表面接触部材が回転し、接触部が前記面を擦ることができる。
また、表面処理機構をレーザ光を用いる構造としたので、表面処理機器の光学機器がレーザ光を外部から導入し前記面に照射し、レーザ光が表面を処理できる。
また、導入したレーザ光を回転軸とともに回転する光学素子で屈曲する構造としたので、屈曲したレーザ光が回転軸の軸心と角度をもって面の表面に当たり、翼車の回転と共にレーザ光の前記面への照射位置が回転する。
また、レーザ光を線状レーザに変換する構造としたので、線状のレーザ光が前記面に照射される。
また、中空空間の開口面積が、前記本体の前記先端部の位置から前記翼車を囲う位置に移動するに従い滑らかに縮小する構造としたので、翼車を囲う位置での気体の速度が先端部での気体の速度より大きくなり、翼車の気体から受ける力が大きくなる。
また、本体の中空空間を２つの中空空間に分けたので、気体が、大気から第二中空空間の他端から一端へ移動して翼車を回転させ、さらに第一中空空間の先端部から後端部へ移動して、後端部から気体吸引装置へ吸引される。
また、環状形状の前記第一中空空間が前記第二中空空間を囲うので、気体が第二中空空間から第一中空空間に移動する際に、前記中空空間を均一にながれる。また、前記本体の先端部に柔軟材料製の接触部材を面の表面に接触可能に設けたので、本体が先端部を面の表面に接触された状態で、先端部を前記面との隙間を減らすことが出来る。
また、前記先端部から前記後端部の側へ移動するに従って小さくなる環状断面をもった案内部材を中空空間に設けるので、気体が先端部から後端部へ移動するに従い案内部材に案内され、中空空間の中心を流れる。
従って、面の清掃、洗浄、塗装剥離、または下地処理その他の表面処理をするために軽量で取り扱いが容易で作業性のよい表面処理装置を提供できる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【図４】本発明の第四の実施形態に係る表面処理装置の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る表面処理装置の操作の様子をしめす鳥瞰図である。
【符号の説明】
Ｈ                              中空空間
Ｈ１                            第一中空空間
Ｈ２                            第二中空空間
Ｇ                              通気孔
Ｄ                              貫通孔
Ｆ                              接触部
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ          表面処理装置
２                              対象物
３                              操作員
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  本体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  本体主構造
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  接続部材
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  接触部材
１４ｄ                          本体副構造
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  表面処理機構
２１ａ、２１ｃ、２１ｄ          連結部材
２２ａ、２２ｃ、２２ｄ          表面接触部材の中心軸
２３ａ、２３ｃ、２３ｄ          表面接触部材の回転腕
２４ａ、２４ｃ、２４ｄ          固定用ばね
２１ｂ                          レーザ発振器
２２ｂ                          光ファイバーケーブル
２３ｂ                          導入素子
２４ｂ                          第一光学素子
２５ｂ                          第二光学素子
２６ｂ                          ケーシング
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  回転機構
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  支持腕
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  回転軸受
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  回転軸
４０ａ、４０ｂ，４０ｃ、４０ｄ  案内部材
５０ａ、５０ｂ，５０ｃ、５０ｄ  気体吸引機構
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  バキュームホース
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ  サイクロン
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ  バキュームチャンバ
５４ａ、５４ｂ，５４ｃ、５４ｄ  圧縮機
【図１】
2004223402.tif 000003
【図２】
2004223402.tif 000004
【図３】
2004223402.tif 000005
【図４】
2004223402.tif 000006
【図５】
2004223402.tif 000007