JP2005036520A - 壁面移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上下方向に延長する壁面上をスムーズに移動できると共に、吊上手段とは別の繰り出し／巻取り手段を設ける必要をなくした壁面移動装置の提供。
【構成】 壁面移動装置１０は、吊上手段４の２本のワイヤ７で吊上げることにより壁面３に配置可能なフレーム１１を備え、吊上手段４で吊上げた状態の該フレーム１１が壁面３に沿って移動できるように、該フレーム１１の四隅に走行方向自在な車輪装置１３が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は上下方向に延長する壁面を移動する装置に関し、詳しくは壁面塗装装置、壁面清掃装置、壁面ハツリ装置、壁面検査装置等を装着し、上下方向に延長する壁面を移動する装置に関する。

コンクリート製の建物や建築物、プール等の垂直壁面または傾斜壁面のように、上下方向に延長する壁面（以下、壁面という）に対しても他の部分と同様に、壁面処理や壁面検査が行われる。近年これら壁面処理や壁面検査の省力化を目的として、例えば壁面塗装装置、壁面清掃装置、壁面ハツリ装置などの壁面処理装置や、亀裂や腐食などを検査する放射線検査装置や超音波検査装置などの壁面検査装置、等の自動化装置が開発されている。

従来の自動化装置は、壁面の上方に設置したクレーンやウインチ等の吊上手段から延長したワイヤで吊上げて壁面に配置するようになっている。
例えば図１６に示すように、構造物１に上面２と壁面３が形成され、上面２に所定間隔で２台の吊上手段４を設置し、それら吊上手段４で壁面処理装置（または壁面検査装置）５を吊上げて壁面３に配置する。具体的には壁面処理装置５の上部両側に設けた２つの吊具６に各吊上手段４から延長したワイヤ７の先端をそれぞれ掛合することにより、壁面処理装置５が壁面３の所定位置に配置される。

壁面処理装置５は、配置された部分の壁面３を処理し、次の部分に移り該壁面部分を処理する、ということを繰り返して壁面３全体の処理を行う。壁面処理装置５を壁面３の他の部分に移す際には、各吊上手段４のワイヤ長を互いに調整しながら少しずつ移動する。そして移動後は吊上手段４側でワイヤ長が変化しないように固定する。

しかし、壁面処理装置５の上部両側に設けた吊具６にそれぞれワイヤ７を掛合した場合には、左右のワイヤ長に差があると図示のように壁面処理装置５が傾いた状態になる。このように壁面処理装置５が傾いた状態で壁面処理をすると、移動前後の境界部に未処理部分や重複処理部分が生じて処理効率が低下する。また壁面３の端部は他の壁面との間で内隅部を形成することもあり、そのような内隅部は傾いた状態の壁面処理装置５では処理が困難になる。

上記のように壁面処理装置５が傾いた状態となるのを防止するには、壁面処理装置５の重心位置を通る上縁中央部の１点を左右斜め上方から２本のワイヤで吊上げることが望ましい。一方、壁面処理装置５を次の壁面部分に移動する際には、壁面処理装置５を一時的に壁面３から離反する必要がある。

そのためには、例えば壁面３から離れた部分に繰り出し／巻取り手段を設け、そこから延長したワイヤを壁面処理装置５の中央部表面に掛合する。そしてワイヤを引っ張ることにより壁面処理装置５を壁面３から僅かに浮かせた状態として次の部分に移動し、移動後に再びそのワイヤを緩めて壁面処理装置５を壁面３上に位置決めして配置する。

しかし、前記のように壁面処理装置５をその上縁中央部の１点で左右斜め上方からの２本のワイヤで吊上げる場合には、壁面処理装置５を壁面３から浮かせた状態で横移動した際に壁面処理装置５が回転し易いという別の問題が発生する。例えば左右のワイヤの巻取り／繰り出しのタイミングのズレ、装置重心位置の変化などの些細な要因であっても壁面処理装置５は回転してそのコーナ部が壁面３に当たることもある。このように壁面処理装置５が壁面３に当たると、その衝撃により装置各部に悪影響を与える恐れがあり、さらに当たった個所が抵抗となってスムーズな移動および位置決めが困難になるという場合もある。

また、従来の壁面処理装置５は前記のように移動に際して壁面から僅かに離反させるために、吊上手段とは別に壁面３から離れた部分に繰り出し／巻取り手段を設ける必要があり、その操作は吊上手段と協調して微妙に調整しながら行う必要があるので熟練性が要求される。従ってそれらは施工コストを押し上げる要因の１つになっていた。

そこで本発明は、これら従来装置における問題を解決することを課題とし、壁面処理装置や壁面検査装置等を装着して壁面を効率よく移動できる壁面移動装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、上下方向に延長する壁面を移動する装置であり、吊上手段で吊上げて壁面に配置可能なフレームを備え、吊上手段で吊上げた状態の該フレームが壁面に沿って移動できるように、該フレームに複数の走行方向自在な車輪装置を設けたことを特徴とする（請求項１）。

上記壁面移動装置によれば、フレームが壁面に沿って移動できるように走行方向自在な車輪装置を複数設けたので、壁面移動装置を壁面上において安定してスムーズに移動することができる。また、壁面を移動する際にフレームを壁面から離反させる必要がないので、従来のように、吊上手段とは別に壁面から離れた部分に繰り出し／巻取り手段を設ける必要がない。

上記壁面移動装置において、前記車輪装置は走行方向自在な車輪とそれを壁面に対して伸縮する伸縮手段を備えることができる（請求項２）。

上記走行方向自在な車輪はキャスタまたはボール式車輪により構成することができる（請求項３）。

上記いずれかの壁面移動装置において、壁面の上方において横方向に所定間隔で設置される２つの吊上手段のワイヤに掛合する吊具を前記フレームの上縁中央部に設けることができる（請求項４）。

以上のように本発明の壁面移動装置は、吊上手段で吊上げて壁面に配置可能なフレームを備え、吊上手段で吊上げた状態の該フレームが壁面に沿って移動できるように、該フレームに複数の走行方向自在な車輪装置を設けたことを特徴とする。

上記壁面移動装置によれば、フレームが壁面に沿って移動できるように走行方向自在な車輪装置を複数設けたので、壁面移動装置を壁面上において安定してスムーズに移動することができる。また壁面を移動する際にフレームを壁面から離反させる必要がないので、従来のように吊上手段とは別に壁面から離れた部分に繰り出し／巻取り手段を設ける必要がない。

上記壁面移動装置において、前記車輪装置は走行方向自在な車輪とそれを壁面に対して伸縮する伸縮手段を備えることができる。このような伸縮手段を設けると、壁面移動装置が移動するときは車輪装置を壁面に接触し、停止して壁面処理や壁面検査を行う場合にはそれを壁面から離反して装置自体またはストッパ等により壁面移動装置を壁面に安定支持させることができる。

上記走行方向自在な車輪はキャスタまたはボール式車輪で構成できる。キャスタで構成した場合は壁面に多少の段差部があってもそれをスムーズに乗り越えることがでできる。またボール式車輪で構成した場合は壁面移動装置を壁面上で微細に位置調整できる。

上記いずれかの壁面移動装置において、壁面の上方において所定間隔で設置される２つの吊上手段のワイヤに掛合する吊具を前記フレームの上縁中央部に設けることができる。このように構成すると、壁面移動装置を傾かせることなく、壁面上を上下左右に移動することができる。

次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係る壁面移動装置を壁面に配置した状態を示す説明図である。壁面移動装置１０はフレーム１１を備え、そのフレームの上縁中央部に吊具１２が設けられる。図示の例では、コンクリート製の構造物１の上面２に所定の間隔で２つの吊上手段４が設置され、それら吊上手段４からの２本のワイヤ７の先端を前記吊具１２に掛合することにより壁面移動装置１０が壁面３上の所定位置に配置される。

フレーム１１は壁面塗装装置、壁面ハツリ装置、壁面清掃装置などの壁面処理装置や、壁面検査装置等の壁面検査装置（以下、これらをまとめて壁面処理装置という）を装着、装架、連結または組み込むもので、壁面移動装置１０を構成するこのフレーム１１が壁面３上を移動すると、それに応じて壁面移動装置１０に装着等の壁面処理装置も壁面上を移動する。そして該移動をスムーズに行わせるため、フレーム１１の四隅に走行方向自在な車輪装置１３がそれぞれ設けられる。

次に図１に示すフレーム１１に壁面処理装置を一体的に組み込んだ場合を例にして、本発明の壁面移動装置をより詳しく説明する。図２は装置全体の正面図、図３は図２の一部破断平面図、図４は図２の一部破断右側面略図である。これらの図において、壁面移動装置１０はフレーム１１と、フレーム１１の四隅に設けた走行方向自在な車輪装置１３と、フレーム１１の上縁中央部に設けた吊具１２を備え、フレーム１１の内側には壁面清掃装置３０が組み込まれる。

壁面清掃装置３０は、コンクリート製の壁面３を清掃する複数の回転ブラシ３１と、各回転ブラシ３１を一緒に支持する支持体３２と、支持体３２を縦横に移動させる移動機構３３と、壁面清掃装置３０を壁面３に吸着させる６つの吸着ユニット３４と、壁面清掃装置３０と壁面３との距離を設定する４つの伸縮自在なストッパ３５と、清掃操作により発生するコンクリート屑等の塵埃を回収する集塵機構３６を備えている。なお集塵機構３６は図示しない真空ポンプ等の吸引装置に接続される。

回転ブラシ３１には図示しない加圧空気制御ユニットから支持体３２を通して加圧空気が供給され、その加圧空気で回転ブラシ３１を回転させ、コンクリート面の清掃操作を行う。図２に示すように、移動機構３３は２本の縦枠材３７と、２本の横枠材３８と、横枠材３８間に設けた１本のネジ棒３９及び２本のレール４０と、各レ−ル４０にそれぞれスライド自在に結合した２つのガイド体４２と、ガイド体４２間を連結する移動体４３と、移動体４３に設けられ且つ前記ネジ棒３９に螺着する伝達体４４と、支持体３２に回転自在に支持された駆動軸４５および支持ガイド４６とを備えている。そしてネジ棒３９は減速機構付き駆動モータ等の駆動部４７（図３）により正回転または逆回転する。

ネジ棒３９が正回転または逆回転すると、それに螺着した伝達体４４に連結されている支持体３２が図２の上下方向に移動する。また支持体３２の内部に収容された別の駆動部（図示せず）により駆動軸４５を正回転または逆回転することにより、支持体３２が図２の左右方向に移動する。このような移動機構３３を設けることにより、前記フレーム１１が壁面３の所定位置に停止している場合でも、縦枠材３７と横枠材３８で囲まれた範囲内で回転ブラシ３１を縦横に移動でき、その範囲の清掃操作を壁面移動装置１０の移動なしに行うことができる。

清掃操作の際に発生するコンクリート屑等の塵埃は集塵機構３６の吸引力により外部に排出して回収される。または清掃操作に際して壁面清掃装置３０には壁面３と垂直な方向に離反しようとする力が加わるが、その離反力は４つの吸着ユニット３４による壁面への吸着力により抑えられる。

各吸着ユニット３４は壁面移動装置１０を構成するフレーム１１の四隅部に取り付けられ、それら吸着ユニット３４は減圧室とその開口部に配置した柔軟な吸着パッド３４ａを有し、減圧室には真空ポンプ等の減圧装置（図示せず）がホース等により接続される。そして減圧室を減圧状態とすることにより、吸着パッド３４ａが壁面３に吸着する。

図５は壁面移動装置１０を構成する走行方向自在な車輪装置１３の１例を示す正面図、図６は図５の底面図、図７は図６のVII −VII 矢視図である。これらの図において、車輪装置１３は走行方向自在な車輪１４と、それを壁面３に対して伸縮する伸縮手段１５を備えている。そして本実施形態では前記車輪１４がキャスタ１６により構成され、矢印方向の回転と旋回が自在とされる。

伸縮手段１５は前記フレーム１１にボルト結合するブラケット１７と、ブラケット１７にボルト結合したエアシリンダ１８及びガイドブロック１９と、エアシリンダ１８の駆動軸２０に連結した支持部材２１と、支持部材２１に端部を連結したガイド棒２２を備えており、ガイド棒２２はガイドブロック１９にスライド自在に挿通される。

これらガイドブロック１９とガイド棒２２は、フレーム１１が移動する際に発生する横方向の応力を支持してキャスタ１６を補強するものである。またエアシリンダ１８にはその駆動軸２０を伸張する加圧空気を供給するための伸張側エア流入口２３と、駆動軸２０を縮小する加圧空気を供給するための縮小側エア流入口２４が設けられ、それらには図示しない空気圧制御機構からの空気圧配管が接続される。

次に図１〜図７を参照しながら上記装置の作用を説明する。先ず図１の壁面移動装置１０に壁面清掃装置３０を組み込んだ装置をコンクリート製の構造物１の壁面３に配置する。すなわち壁面移動装置１０におけるフレーム１１の上縁中央部に設けた吊具１２に２つの吊上手段４から延長した各ワイヤ７を掛合する。なお、それと共にフレーム１１の四隅に設けたストッパ３５（図３）を調整して壁面清掃装置３０と壁面との距離を所定値に設定する。

次にフレーム１１の四隅に設けた車輪１４を壁面から後退（縮小）する。具体的には伸縮手段１５を構成するエアシリンダ１８（図５、図６）の縮小側エア流入口２４に図示しない空気圧制御機構から加圧空気を供給し、その駆動軸２０を縮小させて車輪１４を後退する。

次にフレーム１１の四隅に配置した吸着ユニット３４の減圧室を減圧状態にして、その吸着パッド３４ａを壁面３に吸着し、清掃操作時に発生する反力で壁面清掃装置３０を組み込んだフレーム１１もしくは壁面移動装置１０が壁面から離反することを防止する。

次に複数の回転ブラシ３１に加圧空気を供給し、その回転により壁面３を清掃する。１箇所の操作が完了したら一旦回転ブラシ３１への加圧空気の供給を中断し、移動機構３３（図２）を駆動して清掃を行っていない隣接部分に回転ブラシ３１を移動する。そして前記と同様に該部分の清掃操作を行う。この操作を移動機構３３による移動範囲の全てにおいて繰り返したら、壁面移動装置１０を次の場所に移動する。

吸着ユニット３４の減圧室を常圧状態に戻し、吸着を解除した後、壁面移動装置１０を移動する際には、先ず車輪装置１３の車輪１４を前進して壁面に接触させる。すなわち前記エアシリンダ１８の伸張側エア流入口２３に図示しない空気圧制御機構から加圧空気を供給し、その駆動軸２０を伸張させて車輪１４を壁面３に接するまで前進すると、壁面清掃装置３０を組み込んだフレーム１１が壁面３上をスムーズに移動できる状態になる。

次に壁面移動装置１０の移動操作を行う。壁面移動装置１０を壁面３に対して垂直方向に移動する場合は、図１に示す２つの吊上手段４のワイヤ７を互いに同じ長さだけ徐々に伸張または縮小する。壁面移動装置１０を壁面３に対して横方向に移動する場合は、壁面移動装置１０のバランスを維持しながら一方の吊上手段４のワイヤ７を徐々に伸張して他方の吊上手段４のワイヤ７を徐々に縮小する。

壁面移動装置１０が所定位置に移動したら、次に４つの車輪１４を縮小（後退）すると各ストッパ３５の先端が壁面３に接し、壁面移動装置１０をその位置に安定支持させる。そして前記方法により清掃操作を行った後、再び壁面移動装置１０を次の場所に移動する。

図８は図５の車輪装置１３の変形例を示す正面図、図９は図８の底面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視図である。この実施形態が図５の例と異なる部分は、車輪装置１３を構成する走行方向自在な車輪１４と、それを壁面３に対して伸縮する伸縮手段１５のうち、後者の伸縮手段１５を構成する駆動部分のみであり、その他は同様に構成される。従って図５と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

伸縮手段１５はフレーム１１にボルト結合するブラケット１７と、ブラケット１７にボルト結合した可逆回転式の駆動モータ２５と、その出力軸に連結したギア機構２６と、ギア機構２６に螺着したネジ棒２７を備え、ネジ棒２７の先端が車輪１４であるキャスタ１６を支持している支持部材２１に連結される。

支持部材２１にはガイド棒２２の端部が連結され、ガイド棒２２は前記ブラケット１７にボルト結合したガイドブロック１９にスライド自在に挿通される。そして駆動モータ２５を正回転または逆回転することにより、車輪１４が伸張（前進）または縮小（後退）する。

図１１は図５の車輪装置１３の更に別の変形例を示す正面図、図１２は図１１の底面図、図１３は図１２のXIII−XIII矢視図である。この実施形態が図５の例と異なる部分は、車輪装置１３を構成する走行方向が自在な車輪１４と、それを壁面３に対して伸縮する伸縮手段１５のうち、前者の車輪１４部分のみで、その他は同様に構成される。従って本実施形態においても図５と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、車輪１４がベアリングと同様な構造を有するボール式車輪２８により構成される。このボール式車輪２８は球状内面を有するボール保持部２９と、そのボール保持部２９に小さい多数のベアリングボール２９ｂを介して回転自在に収容されたボール２９ａを備えている。そして車輪装置１３を取り付けたフレーム１１を前後左右に押すと、ボール２９ａがいずれの方向にも自由回転してフレーム１１をその方向にスムーズに移動させることができる。

図５のように車輪１４としてキャスタ１６を使用した場合には、壁面３に多少の段差部があっても容易にそれを乗り越えることが可能という利点がある。しかしキャスタ１６は車軸の回転位置と旋回軸の位置がずれているため、壁面移動装置１０の位置を微調整する性能は劣る。例えば前記車軸の位置と旋回軸の位置が３０ｍｍずれている場合には、±１０ｍｍ程度の微調整が限界になる。一方、本実施形態のようなボール式車輪２８では、壁面３の段差を乗り越える性能はキャスタ１６より劣るものの、回転媒体が球体であって回転軸や旋回軸を持っておらず、壁面移動装置１０の移動位置を微調整する性能に優れている。

図１４は図３の変形例であり、図１５は図１４を上下反転した斜視図である。図１４の実施形態が図３に示す例と異なる部分は、４つの車輪装置１３の構造のみで、その他は同様に構成される。従って図３と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

車輪装置１３は図５の例と同様に、車輪１４と伸縮手段１５により構成され、車輪１４はキャスタ１６により構成される。伸縮手段１５はフレーム１１にボルト結合するエアシリンダ１８およびガイドブロック１９と、エアシリンダ１８の駆動軸２０に連結した支持部材２１と、支持部材２１に連結した４つの車輪１４を備えており、ガイド棒２２はガイドブロック１９にスライド自在に挿通される。

支持部材２１は１本の横材２１ａと、その横材２１ａの両端部にそれぞれ一体的に連結した２つの門型材２１ｂを有し、各門型材２１ｂの脚部先端にそれぞれキャスタ１６により構成された車輪１４が支持される。車輪装置１３をこのように構成すると４つの車輪１４を共通のエアシリンダ１８で同期的に駆動することができるので、車輪装置１３の構成が簡単になる。

これまで説明した実施形態は、本発明に係る壁面移動装置１０に壁面清掃装置３０を組み込んだ例であるが、これに限らず壁面移動装置１０には壁面塗装装置、壁面ハツリ装置等の壁面処理装置、または亀裂や腐食などを検査する放射線検査装置や超音波検査装置などの壁面検査装置等、種々の自動化装置を組み込む（または装着、装架）することができる。

本発明に係る壁面移動装置を壁面に配置した状態を示す説明図。 装置全体の正面図。 図２の一部破断平面図。 図２の一部破断右側面図。 壁面移動装置１０を構成する走行方向自在な車輪装置１３の正面図。 図５の底面図。 図６のVII −VII 矢視図。 図５の車輪装置１３の変形例を示す正面図。

図８の底面図。 図９のＸ−Ｘ矢視図。 図５の車輪装置１３の更に別の変形例を示す正面図。 図１１の底面図。 図１２のXIII−XIII矢視図。 図３の変形例を示す正面図。 図１４を上下反転した斜視図。 従来の壁面処理方法を説明する図。

符号の説明

１ 構造物
２ 上面
３ 壁面
４ 吊上手段
５ 壁面処理装置（または壁面検査装置）
６ 吊具
７ ワイヤ
１０ 壁面移動装置

１１ フレーム
１２ 吊具
１３ 車輪装置
１４ 車輪
１５ 伸縮手段
１６ キャスタ
１７ ブラケット
１８ エアシリンダ
１９ ガイドブロック
２０ 駆動軸

２１ 支持部材
２１ａ 横材
２１ｂ 門型材
２２ ガイド棒
２３ 伸張側エア流入口
２４ 縮小側エア流入口
２５ 駆動モータ
２６ ギア機構
２７ ネジ棒
２８ ボール式車輪
２９ ボール保持部
２９ａ ボール
２９ｂ ベアリングボール
３０ 壁面清掃装置

３１ 回転ブラシ
３２ 支持体
３３ 移動機構
３４ 吸着ユニット
３４ａ 吸着パッド
３５ ストッパ
３６ 集塵機構
３７ 縦枠材
３８ 横枠材
３９ ネジ棒
４０ レール

４２ ガイド体
４３ 移動体
４４ 伝達体
４５ 駆動軸
４６ 支持ガイド
４７ 駆動部

Claims (4)

1. 上下方向に延長する壁面を移動する装置において、吊上手段４で吊上げて壁面３に配置可能なフレーム１１を備え、吊上手段４で吊上げた状態の該フレーム１１が壁面３に沿って移動できるように、該フレーム１１には複数の走行方向自在な車輪装置１３が設けられていることを特徴とする壁面移動装置。
2. 請求項１において、前記車輪装置１３は走行方向自在な車輪１４とそれを壁面３に対して伸縮する伸縮手段１５を備えていることを特徴とする壁面移動装置。
3. 請求項２において、前記走行方向自在な車輪１４がキャスタ１６またはボール式車輪２８であることを特徴とする壁面移動装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フレーム１１の上縁中央部に吊具１２を設け、該吊具１２は、壁面３の上方において横方向に所定間隔で設置される２つの吊上手段４のワイヤ７に掛合するものであることを特徴とする壁面移動装置。
   

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