(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象面に車輪が当接されることにより加工対象面に沿って移動可能に設けられるとともに、加工対象面に対面する側面に開口部が形成されたチャンバと、
前記チャンバと加工対象面との間の隙間をシールするチューブシールと、
前記チャンバに設けられるとともに、研削材が多孔質弾性体内に包含されたブラスト媒体を前記チャンバの前記開口部を介して加工対象面に噴射する噴射手段と、
前記チャンバに連結されるとともに、加工対象面に噴射された前記ブラスト媒体を吸引して前記チャンバから排出する排出手段とを備えたスポンジブラスト装置を使用し、
前記噴射手段によるブラスト媒体の噴射圧と前記排出手段による吸引圧との差及び前記チャンバが自重で前記車輪を介して前記加工対象面を押す力に基づき、ブラスト媒体の噴射時にチャンバと加工対象面との間からブラスト媒体が吹き出さないように、チューブシールのエア圧を制御することを特徴とするスポンジブラスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削材が多孔質弾性体内に包含されたブラスト媒体を、船体等の外壁面（加工対象面）に向けて噴射することにより、外壁面を粗面化して素地調整を行うスポンジブラスト装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船体の外壁面を再塗装する際にその事前工事として、外壁面の塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われる。
【０００３】
このブラスト作業は、特許文献１等に記載されているようなサンドブラスト工法により行われている。サンドブラスト工法とは、ノズルから高速エアーで噴射したサンド（砂：ブラスト材）を塗装面に衝突させ、その衝撃力で塗装面の塗膜を研削し粗面化する工法である。
【０００４】
しかしながら、サンドブラスト工法では、ブラスト材が強力な力で跳ね返るため、粉塵が飛散するという問題があった。また、ノズルを操作する作業者は、強力な力で跳ね返るブラスト材から身を守るために重装備を強いられ、作業性が悪いという欠点があった。更に、作業者は、飛散した粉塵によって視野が劣悪となるため、作業を均一な品質で行うことが困難であった。
【０００５】
そこで、このような問題を解消するために、研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法が従来から知られている。
【０００６】
このスポンジブラスト工法によれば、ノズルから高速エアーで噴射したスポンジブラスト媒体が塗装面に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が塗装面に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削し除去することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散を低減できるという利点がある。更に、反発力もスポンジ片によって吸収されるため跳ね返りが激減し、よって、ノズルを操作する作業者の装備も軽くて済むという利点もある。
【特許文献１】実開平４−７０４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、船体のブラスト作業は、作業者が入室して作業を行うブラストハウスと称される作業室を船体の近傍に設置して実施している。しかしながら、ブラストハウスは大型なので、船体をブラストする造船場に広大な設置スペースが必要となり、作業条件によってはブラストハウスを設置することが難しく、ブラスト作業の能率が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、省スペースでブラスト作業を実施することができるスポンジブラスト装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明によれば、加工対象面に車輪が当接されることにより加工対象面に沿って移動可能に設けられるとともに、加工対象面に対面する側面に開口部が形成されたチャンバと、前記チャンバと加工対象面との間の隙間をシールするチューブシールと、前記チャンバに設けられるとともに、研削材が多孔質弾性体内に包含されたブラスト媒体を前記チャンバの前記開口部を介して加工対象面に噴射する噴射手段と、前記チャンバに連結されるとともに、加工対象面に噴射された前記ブラスト媒体を吸引して前記チャンバから排出する排出手段とを備えたスポンジブラスト装置を使用し、前記噴射手段によるブラスト媒体の噴射圧と前記排出手段による吸引圧との差及び前記チャンバが自重で前記車輪を介して前記加工対象面を押す力に基づき、ブラスト媒体の噴射時にチャンバと加工対象面との間からブラスト媒体が吹き出さないように、チューブシールのエア圧を制御することを特徴とするスポンジブラスト方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るスポンジブラスト装置及びその方法によれば、チャンバを加工対象面に沿って移動可能に設け、このチャンバにブラスト媒体の噴射手段を設けるとともに、ブラスト媒体の排出手段を連結したので、省スペースでブラスト作業を実施することができる。また、チャンバと加工対象面との間の隙間が、シール部材によってシールされているので、噴射手段から噴射されたブラスト媒体がチャンバから漏出するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下添付図面に従って、本発明に係るスポンジブラスト装置及びその方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は、スポンジ状多孔質弾性体ブラスト装置（以下、スポンジブラスト装置と称する）２０の基本的な構造を示した説明図である。
【００２８】
まず、スポンジブラスト装置２０を用いたスポンジブラスト工法について説明すると、この工法で使用するブラスト媒体２６は、図２に示すように塗装面３０に要求される粗さに応じて、異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材（ユリア樹脂の場合には研掃材ともいう）２２をスポンジ片２４に固着（包含）させたものであり、このブラスト媒体２６を高圧エアによって壁４０の塗膜２８に噴射し、塗膜２８を研削するとともに塗装面３０を粗面化して素地調整を行う工法である。
【００２９】
スポンジブラスト工法によれば、図２（Ａ）の如くブラスト媒体２６が塗膜２８に衝突すると、図２（Ｂ）の如くブラスト媒体２６が偏平になり、包含させた研削材２２、２２…が塗膜２８に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、図２（Ｃ）の如く塗膜２８を研削することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵３２、３２…がスポンジ片２４の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片２４によって吸収されるため、ブラスト媒体２６の跳ね返りは極めて少ない。
【００３０】
したがって、図３の如くスポンジブラスト装置２０を取り扱う作業者３４の装備３６も軽くて済む。図３は、スポンジブラスト装置２０のノズル３８近傍のホース３９を作業者３４が両手で把持し、壁４０に向けてブラスト媒体２６を噴射している図が示されている。この作業者３４は、サンドブラスト工法のようにプロテクタを全身に装備する必要はなく、また、ヘルメット４２についても、頭部、顔部全てを覆うフルフェイス型のヘルメットではなく、作業現場で使用する通常のヘルメットに透明アクリル板からなるフェイスプロテクタ４３が取り付けられたものが使用され、いたって軽量な装備３６となっている。これにより、装備の重量が軽くなるので、作業者３４の労力を大幅に低減することができる。
【００３１】
スポンジブラスト装置２０は図１の如く、スポンジブラスト供給装置５０、コンプレッサ５２、ノズル３８、回収装置５４、リサイクル分離機５６及びホッパ５８から構成されている。
【００３２】
スポンジブラスト供給装置５０には、コンプレッサ５２から高圧エアが供給されるとともに、ホッパ５８からブラスト媒体２６（図２参照）が供給される。このブラスト媒体２６は、コンプレッサ５２からの高圧エアによりホース３９を介してエア搬送されてノズル３８の先端から壁４０に向けて高速で噴射される。そして、研削に供した使用済みのブラスト媒体２６は、粉塵３２、３２…（図２（Ｃ）参照）を取り込んだ状態でそのままシートＳ上に落下し、回収装置５４の吸引口６０からホース６１を介して回収装置５４に吸引され、リサイクル分離機５６に送り込まれる。
【００３３】
リサイクル分離機５６は、篩の目のサイズが大、中の２つの篩６２、６４が加振機６６上に積み重ねられて構成される。ブラスト媒体２６は、まず、目のサイズが大の篩６２に送り込まれ、加振機６６のバイブレータによって篩６２が加振されることにより、ここで大サイズのブラスト媒体２６が選別されて篩６２から取り出される。また、篩６２を通過したブラスト媒体２６は篩６４に落下し、同じくバイブレータによって加振されている篩６４によって中サイズのブラスト媒体２６が選別されて取り出される。篩６２、６４から取り去れた大、中サイズのブラスト媒体２６は、そのまま使用できるためホッパ５８に搬送される。また、篩６４を通過した細かいブラスト媒体２６は、再利用不能のため容器６８に溜められて廃棄される。なお、再利用可能なブラスト媒体２６は、全体の約９０％である。以上がスポンジブラスト装置２０の基本的な構造である。
【００３４】
図４は、船体の外壁塗装面３０を粗面化する、実施の形態に係るスポンジブラスト装置７０の全体図、図５はスポンジブラスト装置７０の要部拡大斜視図であり、図１〜図３に示した基本構造のスポンジブラスト装置２０と同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。
【００３５】
図４、図５に示すスポンジブラスト装置７０はチャンバ７２、シール部材７４、ブラスト媒体噴射装置（噴射手段）７６、及び排出装置（排出手段）７８から構成される。
【００３６】
チャンバ７２は、略立方体形状に形成されるとともに、船体の外壁塗装面３０に対面する側面に矩形状の開口部８０が形成されている。また、チャンバ７２には図６の如くマグネットローラ８２、８２…が設けられ、これらのマグネットローラ８２、８２…は開口部８０の四隅部から外壁塗装面３０に向けて所定量突出して配置されている。したがって、チャンバ７２は、マグネットローラ８２、８２…を介して外壁塗装面３０に磁着され、外壁塗装面３０の所望の位置で仮固定されるとともに磁着された状態で外壁塗装面３０に沿って走行移動することができる。
【００３７】
また、チャンバ７２は、全体がポリカネード系樹脂等の透明性樹脂により製作されて軽量化が図られている。以上の構成によりチャンバ７２は、人力で容易に搬送可能なサイズと重量で製作されている。また、チャンバ７２は透明なので、チャンバ７２と外壁塗装面３０とによって囲まれたブラスト作業空間８４をチャンバ７２の外部から透視することができる。これによって、ブラスト媒体２６による外壁塗装面３０の粗面化状況をブラスト作業を実施しながら視認することができる。なお、チャンバ７２は全体が透明なものに限定されず、一部に透明の窓を形成し、他を透視不能な樹脂系材料によって製作してもよい。
【００３８】
チャンバ７２には、矩形状開口部８０を囲むようにシール部材７４が設けられている。このシール部材７４は、チューブシール８６とホルダ８８とならなり、ホルダ８８にチューブシール８６が保持されている。このチューブシール８６には不図示のエア供給装置が連結され、エア供給装置から圧縮エアがチューブシール８６に供給されることによりチューブシール８６が膨張されて外壁塗装面３０に圧接される。これにより、チャンバ７２と外壁塗装面３０との間の隙間がシールされ、ブラスト作業空間８４が密閉される。
【００３９】
図５に示すブラスト媒体噴射装置７６は、スポンジブラスト供給装置５０及びノズル３８から構成され、スポンジブラスト供給装置５０からのブラスト媒体２６がホース３９を介してノズル３８に供給される。スポンジブラスト供給装置５０は、例えば造船所の床上に配置される。一方、ノズル３８は図６の如くチャンバ７２の外側から球面軸受９０を介してブラスト作業空間８４にその先端噴射口３８Ａが貫通配置されるとともに、球面軸受９０による揺動作用によりチャンバ７０に対して首振り自在に連結されている。このノズル３８から噴射されたブラスト媒体２６は、チャンバ７２の開口部８０を介して外壁塗装面３０に噴射される。
【００４０】
図５に示す排出装置（排出手段）７８は、チャンバ７２にダクト９２を介して連結されている。この排出装置７８は、吸引ポンプ（吸引手段）９４とフィルタ９６を備えた回収ケース９８とから構成される。吸引ポンプ９４が駆動されると、ダクト９２を介して吸引された使用済みのブラスト媒体２６が回収ケース９８のフィルタ９６に捕集される。また、ブラスト媒体２６を伴って吸引されたチャンバ７２内の空気がフィルタ９６を通過することにより清浄化されて外気に放出される。なお、ダクト９２は、チャンバ７２の下部に形成されたホッパ９３の下端部に連結され、使用済みのブラスト媒体２６がダクト９２に容易に導かれるように構成されている。
【００４１】
ところで、図４の如くチャンバ７２を取り扱う作業者１００は、外壁塗装面３０の高所においてチャンバ７２を円滑に移動させるため、梯子車１０２のテレスコープ型伸縮梯子１０４の上端に固定された手摺り付き作業籠１０６に乗載してブラスト作業を実施する。梯子車１０２は、ブラスト作業時に駆動されるアウトリガー１０８、１０８を車体１０６の左右両側にそれぞれ２基づつ備えている。また、チャンバ７２には、作業車１００の両手によって把持される２本の把手１１０、１１０がチャンバ７２の背面側に固定されている。
【００４２】
次に、前記の如く構成されたスポンジブラスト装置７０の作用について説明する。
【００４３】
実施の形態のスポンジブラスト装置７０は、前述の如く人力で容易に搬送可能なサイズと重量で製作されたチャンバ７２を利用し、船体の外壁塗装面３０を粗面化（ブラスト）する。すなわち、マグネットローラ８２、８２…を介してチャンバ７２を外壁塗装面３０に沿って移動可能に設け、このチャンバ７２にブラスト媒体２６のノズル３８を設けるとともに、ブラスト媒体２６の排出装置７８を連結する。
【００４４】
そして、梯子車１０２の作業籠１０６に乗載した作業者１００が、図４、図５の如く把手１１０を把持してチャンバ７２を外壁塗装面３０に沿って移動させながら、ノズル３８からブラスト媒体２６を外壁塗装面３０に向けて噴射し外壁塗装面３０をブラストするとともに、使用済みのブラスト媒体２６を排出装置７８によって吸引しチャンバ７２から排出する。
【００４５】
このようにスポンジブラスト装置７０によれば、ノズル３８を搭載するだけのサイズと重さで製作されたチャンバ７２を利用してブラスト作業を実施するので、作業者が入室してブラスト作業を実施するブラストハウスを利用した従来のブラスト装置と比較して、省スペースでブラスト作業を実施することができる。また、チャンバ７２は、ポリカネード系樹脂等の透明性樹脂製なので軽量化が図られるとともに、ブラスト作業を透視しながら実施できるのでブラスト加工面の品質を一定にすることができる。更に、チャンバ７２と外壁塗装面３０との間の隙間が、チューブシール８６によってシールされているので、ノズル３８から噴射されたブラスト媒体２６がチャンバ７２から漏出するのが防止されている。
【００４６】
また、このスポンジブラスト装置７０によれば、排出装置７８の吸引ポンプ９４によって吸引されたブラスト媒体２６をフィルタ９６によって回収（補集）するようにしたので、再利用可能なブラスト媒体２６を再利用することができる。また、吸引ポンプ９４とフィルタ９６を備えた回収ケース９８をチャンバ７２の外部に設けたので、チャンバ７２のサイズが大きくならず、重量も増加しない。
【００４７】
更に、このスポンジブラスト装置７０は、チューブシール８６によって密閉されたブラスト作業空間８４の内圧が外気（大気圧）よりも低くなるように、スポンジブラスト供給装置５０によるブラスト媒体２６の噴射圧、吸引ポンプ９４による吸引圧を制御する制御部（制御手段）１１２が設けられている。すなわち、この制御部１１２は、ブラスト作業空間８４の内圧を検知する圧力センサ１１４からの圧力情報に基づいて前記噴射圧、吸引圧を制御する。
【００４８】
これにより、チューブシール８６と外壁塗装面３０との間に隙間が空いた場合、チャンバ７２の外部からブラスト作業空間８４に流れる気流が形成されるため、ブラスト媒体２６がブラスト作業空間８４から外部に漏出するのを確実に防止することができる。
【００４９】
なお、チャンバ７２内の負圧とチャンバ７２の自重とによってチャンバ７２が外壁塗装面３０を押す力が発生するが、ブラスト時においてチャンバ７２と外壁塗装面３０との間にブラスト媒体２６が漏出するような隙間ができないようにチューブシール８６のエア圧を設定する必要があり、且つ、チャンバ７２がチューブシール８６を介して外壁塗装面３０に貼りついて手動で移動できないくらい重くなるのを避ける必要がある。
【００５０】
このため、チューブシール８６のエア圧は、不図示の制御手段により、チャンバ７２の内圧に基づいて制御されている。これにより、ブラスト時においてチャンバ７２と外壁塗装面３０との間からブラスト媒体２６が漏出するのを防止でき、且つ、チューブシール８６が外壁塗装面３０に密着した状態でチャンバ７２を外壁塗装面３０に沿って手動で円滑に移動することができる。
【００５１】
更にまた、このスポンジブラスト装置７０によれば、ノズル３８がチャンバ７２に球面軸受９０を介して首振り自在に連結されているので、ノズル３８によるブラスト媒体２６の噴射方向を所望の方向に適宜変更することができ、これにより、外壁塗装面３０を隈なく粗面化処理することができる。
【００５２】
図７は、スポンジブラスト装置７０の使用変形例を示した説明図である。
【００５３】
同図に示すスポンジブラスト装置７０は、チャンバ７２と、チャンバ７２と略同重量の錘１１５とを、滑車１１６に掛けられたロープ１１７の端部に連結し、錘１１５の重量を利用してチャンバ７２を軽い力で移動させるように構成されている。また、ホース３９も滑車１１８に掛けられれている。これらの滑車１１６、１１８は造船所の梁に取り付けれられている。
【００５４】
また、チャンバ７２に連結されるロープ１１７の一端は、図７の如く２本の分岐され、その端部は位置可変機構及び固定機構を介してチャンバ７２に連結されている。位置可変機構は、チャンバ７２の天井部に固定された一対の平行レール１１９Ａ、１１９Ａと平行レール１１９Ａ、１１９Ａに沿ってスライド移動可能なスライダ１１９Ｂ、１１９Ｂとから構成され、このスライダ１１９Ｂ、１１９Ｂにロープ１１７の一端が連結されている。また、前記固定機構は、平行レール１１９Ａに対してスライダ１１９Ｂを固定する周知のブレーキ機構（不図示）である。このようにチャンバ７２を位置可変機構及び固定機構を介してロープ１１７に連結することにより、チャンバ７２に対するロープ１１７の一端の位置を必要に応じて変更でき、その位置で固定することができる。
【００５５】
図８は、スポンジブラスト装置７０の他の使用変形例を示した説明図である。
【００５６】
同図に示すスポンジブラスト装置７０は、クレーン装置１２０によってチャンバ７２を懸架して外壁塗装面３０のブラスト作業を実施する装置である。クレーン装置１２０は、外壁塗装面３０の上方に配設された梁１２２に水平走行レール１２４を敷設し、この水平走行レール１２４に不図示の走行用モータとリールとリール駆動用モータとを具備した駆動アッセブリ１２６を走行自在に設けている。前記リールから送り出されたロープ１２８の先端にチャンバ７２が固定されている。また、前記駆動アッセブリ１２６の各モータは作業者１００が操作するコントローラ１３０によって遠隔制御されている。
【００５７】
このように構成されたスポンジブラスト装置７０によれば、まず、作業者１００がコントローラ１３０を操作して駆動アッセブリ１２６の走行用モータを遠隔制御することにより、駆動アッセブリ１２６の外壁塗装面３０に対する水平位置を決定する。次に、作業者１００がコントローラ１３０を操作して駆動アッセブリ１２６のリール駆動用モータを遠隔制御することにより、ロープ１２８を巻き取り又は巻き戻し、駆動アッセブリ１２６を上昇又は下降させながら外壁塗装面３０のブラスト作業を実施する。
【００５８】
なお、チャンバ７２をロープ１２８にて偏心状に懸架して図８上で左方向に傾斜させることにより、チャンバ７２の自重を利用してチューブシール８６を外壁塗装面３０に押圧させることができる。また、実施の形態では、ブラスト媒体として研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジブラスト媒体２６について説明したが、これに限定されるものではなく、サンドブラスト媒体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】スポンジブラスト装置の基本的構成を示した全体図
【図２】スポンジブラストの粗面化メカニズムを説明した図
【図３】スポンジブラストの作業者装備を説明した図
【図４】実施の形態のスポンジブラスト装置の全体斜視図
【図５】図４に示したスポンジブラスト装置の要部斜視図
【図６】図４に示したスポンジブラスト装置のチャンバの断面図
【図７】スポンジブラスト装置の使用変形例を示した全体図
【図８】スポンジブラスト装置の使用変形例を示した全体図
【符号の説明】
【００６０】
２０…スポンジブラスト装置、２４…スポンジ片、２６…ブラスト媒体、３０…船体の外壁塗装面、５４…回収装置、５６…リサイクル分離機、６０…吸引口、７０…スポンジブラスト装置、７２…チャンバ、７４…シール部材、７６…ブラスト媒体噴射装置、７８…排出装置、８０…開口部、８２…マグネットローラ、８４…ブラスト作業空間、８６…チューブシール、９４…吸引ポンプ、９６…フィルタ、９８…回収ケース、１００…作業者、１０２…梯子車、１１０…把手、１１２…制御部、１１４…圧力センサ、１２０…クレーン装置、１３０…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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