JP2014019884A - 自走式溶射装置及びこれを用いる溶射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レール施工を要することなく、溶射作業をほぼ自動で行なうことができる自走式溶射装置及びこれを用いる溶射方法を提供する。
【解決手段】自走式溶射装置１において、自走可能な走行フレーム２と、走行フレーム２に搭載され、溶射材を供給する溶射材供給リール３ａ，３ｂと、溶射材供給リール３ａ、３ｂから繰り出される溶射材を溶融させて噴射する溶射ガン４と、走行フレーム２の走行方向と直交する方向に溶射ガン４を往復運動させるレシプロケーター７とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自走式溶射装置及びこれを用いる溶射方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、鋼構造物等の溶射対象面への溶射を行なうのに有用な自走式溶射装置及びこれを用いる溶射方法に関する。

従来の溶射作業は、作業員が溶射ガンを手で持って溶射対象面に溶射材を吹き付けるのが一般的である。しかしながら、溶射ガンには、電力線、ガスホース、ワイヤーホースが連結されているので、これらを引き回しながらの溶射作業は、作業員にとって非常に重労働なものとなっている。そこで、溶射対象面付近にレールを取り付け、このレールに沿ってトラバース走行台を設けた自動溶射装置が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

実開平６−２２３６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動溶射装置は、溶射対象面付近へのレールの施工が面倒であることから、かえって全体的な施工時間の増大を招くおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、レール施工を要することなく、溶射作業をほぼ自動で行なうことができる自走式溶射装置及びこれを用いる溶射方法を提供することを目的とする。

本発明の自走式溶射装置は、自走可能な走行フレームと、この走行フレームに搭載され、溶射材を供給する溶射材供給リールと、この溶射材供給リールから繰り出される前記溶射材を溶融させて噴射する溶射ガンと、前記走行フレームの走行方向と直交する方向に前記溶射ガンを往復運動させるレシプロケーターと、を含むことを特徴とする。

本発明の自走式溶射装置は、走行フレームが自走可能とされており、かつレシプロケーターが前記走行フレームの走行方向と直交する方向に前記溶射ガンを往復運動させるように構成されているため、自走しながら、溶射材供給リールから繰り出される溶射材を溶射対象部に向けて噴射させる間に溶射ガンを往復運動させることができる。したがって、本発明の自走式溶射装置によれば、前記構成が採用されているので、レール施工を要することなく、溶射作業をほぼ自動で行なうことができる。
また、本発明の自走式溶射装置は、溶射材供給リールが走行フレームに搭載されていることから、作業者自身が溶射材供給リールを持ち運ばなくてもよい。したがって、本発明の自走式溶射装置によれば、溶射作業時における作業者への負担を軽減させることができる。

本発明の自走式溶射装置は、前記走行フレームに搭載され、前記溶射材を溶融させる電力と噴射させる圧縮ガスとを前記溶射ガンに供給するための溶射動力供給ユニットをさらに含むことが好ましい。
この場合、溶射材供給リールだけでなく、溶射動力供給ユニットも走行フレームに搭載されているので、作業者自身が溶射動力供給ユニットを持ち運ばなくてもよい。したがって、かかる構成が採用された自走式溶射装置によれば、溶射作業が一層楽になる。

前記レシプロケーターは、前記溶射ガンを往復運動自在に支持するガイドフレームと、このガイドフレームの一端側に配置された駆動スプロケットと他端側に配置された従動スプロケットとに巻き掛けられた搬送チェーンと、この搬送チェーンに設けられた被連結部材に前記溶射ガンを連結する連結部材と、を備えていることが好ましい。
この場合、搬送チェーンで溶射ガンをガイドレールに沿って往復運動させるので、ガイドフレーム上に、溶射ガンの移動限界を規制するためのリミットスイッチを設けなくてもよい。したがって、かかる構成によれば、自走式溶射装置の構造の簡易化が可能である。
また、移動限界を規制するリミットスイッチを設け、一旦、レシプロケーターの駆動スプロケットに連結されたモーターを停止することによって溶射ガンを停止させた後、モーターの回転を反転させ、溶射ガンの移動方向を変える構造では、前記モーターの停止後の再加速に時間がかかり、レシプロケーターのリターン動作がレシプロケーターの中央部の動作に比べて非常に遅くなる。しかしながら、前記レシプロケーターによれば、搬送チェーンの回動に伴って溶射ガンを往復運動させているので、当該溶射ガンの往復運動でのリターンを早く行なわせることができる。したがって、かかる構成が採用された自走式溶射装置によれば、溶射対象面の端部だけに溶射材が厚盛りされることを防止することができる。

前記走行フレームは、前輪と、駆動輪である後輪と、遊動輪である補助輪と、前記後輪が接地して前記補助輪が浮揚する駆動位置と前記後輪が浮揚して前記補助輪が接地する非駆動位置とに前記後輪の高さを切り替え可能な切替部材と、を備えていることが好ましい。
この場合、切替部材によって前記後輪の高さを後輪が接地して補助輪が浮揚する駆動位置と後輪が浮揚して補助輪が接地する非駆動位置とに切り替えることにより、自走式溶射装置を駆動状態（自走モード）と非駆動状態（非自走モード）とに簡単に切り替えることができる。したがって、かかる構成が採用された自走式溶射装置によれば、駆動状態（自走モード）から非駆動状態（非自走モード）に切り替えることにより、遊動輪である補助輪が接地し、作業者が自走式溶射装置を自由に取り廻し移動させることが可能になる。これにより、施工場所の切り替えが容易となる。

前記レシプロケーターは、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの状態で前記溶射ガンを支持することが好ましい。
（ａ）噴射方向が下向きで水平方向に往復運動する状態
（ｂ）噴射方向が上向きで水平方向に往復運動する状態
（ｃ）噴射方向が横向きで上下方向に往復運動する状態

前記（ａ）の場合には、当該自走式溶射装置の下方に位置する床面等の施工対象面に対して溶射材を効率よく溶射することができる。前記（ｂ）の場合には、自走式溶射装置の上方に位置する天井面等の施工対象面に対して溶射材を効率よく溶射することができる。前記（ｃ）の場合には、当該自走式溶射装置の側方に位置する壁面等の施工対象面に対して溶射材を効率よく溶射することができる。

本発明の自走式溶射装置は、前記レシプロケーターに搭載され、溶射に先行してブラスト処理を行なうことができる位置に設置され、前記溶射ガンとともに往復運動されるブラストノズルと、前記走行フレームに搭載され、ブラスト材とこのブラスト材を噴射させるための圧縮ガスとを前記ブラストノズルに供給するブラスト装置と、をさらに含むことが好ましい。
この場合、ブラストと溶射とを同時作業にて行なうことができるので、工期を早めることができる。

本発明の溶射方法は、溶射装置を用いて溶射対象面への溶射を行なう溶射方法であって、前記溶射装置が前述した溶射装置であることを特徴とする。
本発明の溶射方法は、前述した溶射装置が用いられているため、前述した自走式溶射装置と同様の作用効果を奏する。

本発明の自走式溶射装置及び溶射方法によれば、レール施工を要することなく、溶射作業をほぼ自動で行なうことができる。

本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置のレシプロケーターの要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置のレシプロケーターの要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置の要部を模式的に示す説明図である。 （Ａ）は本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置の駆動状態を示す要部拡大説明図、（Ｂ）は本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置の非駆動状態を示す要部拡大説明図である。 本発明の変形例に係る自走式溶射装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の変形例に係る自走式溶射装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の変形例に係る自走式溶射装置の構成を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る自走式溶射装置の構成を模式的に示す側面図である。図１に示される自走式溶射装置１は、自走可能な走行フレーム２と、溶射材供給リール３ａ，３ｂと、溶射材を溶融させて噴射する溶射ガン４と、ブラスト材を噴射するブラストノズル５と、電力と圧縮ガスとを溶射ガン４に供給するとともにブラスト材と圧縮ガスとをブラストノズル５それぞれに供給する供給ユニット６と、走行フレーム２の走行方向と直交する方向に溶射ガン４及びブラストノズル５を往復運動させるレシプロケーター７とを備えている。

走行フレーム２は、フレーム本体２０と、このフレーム本体２０の下部に設けられた前輪２１、後輪２２及び補助輪２３と、後輪２２の高さを切り替え可能な切替部材２４とを有する。前輪２１は、旋回しない固定輪である。補助輪２３は、旋回可能な遊動輪である。また、後輪２２は、図示しない駆動装置によって駆動される駆動輪（固定輪）である。本実施形態では、この後輪２２が接地することにより、自走式溶射装置１が自走するようになっている。この場合、前後輪ともに固定輪であるため、安定した直進走行をすることができる。

溶射材供給リール３ａ，３ｂは、それぞれ、走行フレーム２に搭載されている。したがって、作業者自身が溶射材供給リール３ａ，３ｂを持ち運ばなくてもよいので、溶射作業が楽になる。
溶射材供給リール３ａ，３ｂは、溶射材からなる線材が巻きつけられた搬線台であり、溶射ガン４に溶射材を供給する。また、ブラストホース５ｂは、ブラスト装置６ｂに接続され、圧縮ガスによってブラストノズル５にブラスト材を供給する。

溶射ガン４は、噴射方向に向けて開口するように設けられた噴射口４ａを有する。本実施形態においては、噴射方向は下向きとされており、溶射ガン４の噴射口４ａから床面に向けて溶射材が噴射される。この溶射ガン４には、溶射材供給リール３ａ，３ｂから繰り出される溶射材を当該溶射ガン４に搬送する溶射材搬送路４ｂ、溶射動力供給ユニット６ａから供給される電力を当該溶射ガン４に搬送する電力搬送路４３ａ及び溶射動力供給ユニット６ａから供給される圧縮ガスを当該溶射ガン４に搬送するガス搬送路４４ａが接続されている。

ブラストノズル５は、溶射ガン４による溶射材の溶射前に、施工対象面にブラスト材を吹き付けるように構成されている。ブラストノズル５は、噴射方向に向けて開口するように設けられた噴射口５ａを有する。本実施形態においては、噴射方向は下向きとされており、ブラストノズル５の噴射口５ａから床面に向けてブラスト材が噴射される。このブラストノズル５には、ブラスト装置６ｂから供給されるブラスト材と圧縮ガスとをブラストノズル５に搬送するブラストホース５ｂが接続されている。

供給ユニット６は、走行フレーム２のフレーム本体２０の中央付近に搭載されている。したがって、作業者自身が供給ユニット６を持ち運ばなくてもよいので、溶射作業が楽になる。
本実施形態に係る自走式溶射装置１では、供給ユニット６は、電力及び圧縮ガスを溶射ガン４に供給する溶射動力供給ユニット６ａと、ブラスト材及び圧縮ガスをブラストノズル５に供給するブラスト装置６ｂとから構成されている。すなわち、溶射動力供給ユニット６ａは、電力搬送路４３ａを介して溶射材を溶融させるための電力を溶射ガン４に供給するとともに、ガス搬送路４４ａを介して溶融した溶射材を噴射させるための圧縮ガスを溶射ガン４に供給する。また、ブラスト装置６ｂは、ブラストホース５ｂを介してブラスト材とブラスト材を噴射させるための圧縮ガスとをブラストノズル５に供給する。

レシプロケーター７は、ガイドフレーム５１と、駆動スプロケット５２ａと、従動スプロケット５２ｂと、両スプロケット５２ａ，５２ｂに巻き掛けられた搬送チェーン５３と、この搬送チェーン５３に嵌合する被連結部材としての台車５４（図２参照）と、この台車５４に連結され、溶射ガン４及びブラストノズル５を連結する連結部材５５とを有している。

ガイドフレーム５１は、一対の断面コの字状のフレーム本体５１ａ，５１ｂと、これらフレーム本体５１ａ，５１ｂ同士を連結する連結部（図示せず）とから構成されている（図３参照）。このガイドフレーム５１の一端側には駆動スプロケット５２ａが配置され、他端側には従動スプロケット５２ｂが配置されている。駆動スプロケット５２ａは、電動モーター５６に接続されており、電動モーター５６の稼動に伴って回転力が付与され、両スプロケット５２ａ，５２ｂに巻き掛けられた搬送チェーン５３を駆動させることができる。

台車５４は、台車本体１００と、台車本体１００に設けられた複数の車輪１０１と、搬送チェーン５３と、台車本体１００を回転自在に結合させるクランク１０５とから構成されている。搬送チェーン５３には、第１嵌合部１０２を介して当該搬送チェーン５３をクランク１０５と嵌合させるための被連結部材１０４が固定されている（図２参照）。
図３に示されるように、台車本体１００（図示せず）は、上部部材１００ａと下部部材１００ｂと図示しない接続部とから構成されている。上部部材１００ａと下部部材１００ｂとは、上部部材１００ａに設けられた複数の車輪１０１と、下部部材１００ｂに設けられた複数の車輪１０１とがフレーム本体５１ａ，５１ｂそれぞれの下ガイド部１５１ａ，１５１ｂを挟むように配置されている。台車本体１００には、連結部材５５によって溶射ガン４及びブラストノズル５が連結されている。クランク１０５は、第２嵌合部１０３まわりに回転自在に台車本体１００の上部部材１００ａ（図３参照）に固定されている。これにより、第２嵌合部１０３が搬送チェーン５３の回動に伴ってスプロケット５２ａとスプロケット５２ｂとの間を直線的に移動するので、台車５４に連結された溶射ガン４及びブラストノズル５は、ガイドフレーム５１に沿って往復運動することが可能になっている。したがって、ガイドフレーム５１上に、溶射ガンの移動限界を規制するためのリミットスイッチを設けなくてもよいので、自走式溶射装置の構造の簡易化が可能である。

また、台車５４に溶射ガン４及びブラストノズル５が連結されていることから、溶射ガン４とともにブラストノズル５を往復運動させることができる。したがって、本実施形態の自走式溶射装置によれば、ブラスト及び溶射を同時作業にて行なうことができるので、工期を早めることができる。また、本実施形態の自走式溶射装置によれば、状況に応じて溶射のみの作業を行なうことまたはブラスト処理のみの作業を行なうことも可能である。

移動限界を規制するリミットスイッチを設け、レシプロケーターの駆動スプロケットに連結されたモーターを一旦停止することによって溶射ガンを停止させた後、モーターの回転を反転させ、溶射ガンの移動方向を変える構造では、モーターの停止後の再加速に時間がかかり、レシプロケーターのリターン動作がレシプロケーターの中央部の動作に比べて非常に遅くなる。往復運動でのリターンが遅い場合、施工対象面の端部に噴射される溶射材及びブラスト材の量が施工対象面の中央部付近と比べて多くなる傾向がある。
しかしながら、搬送チェーンの回動に伴って溶射ガン４及びブラストノズル５を往復運動させることで当該溶射ガン４及びブラストノズル５の往復運動でのリターンを早く行なわせることができるので、施工対象面の端部だけに溶射材及びブラスト材が厚盛りされることを防止することができる。

自走式溶射装置１において、供給ユニット６における自走式溶射装置１の移動方向後方側の面には、一対の持ち手８と、操作部９とが設けられている（図４参照）。操作部９では、当該自走式溶射装置１の前後方向の移動、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれの往復運動、溶射材及びブラスト材の噴射等の開始及び停止を指示する操作を行なうことができる。

本実施形態の自走式溶射装置１は、図示しない駆動装置によって駆動される後輪２２を接地させることによって自走させることができ、後輪２２を浮揚させることによって自走を停止させることができる。
本実施形態の自走式溶射装置１では、図５（ａ）に示されるように、切替部材２４のレバー部２４ａを下げて後輪２２の高さ（後輪２２の鉛直方向下方先端部の位置）を駆動位置Ａに設定することによって後輪２２を接地させることができ、自走モードに切り換わる。この場合、後輪２２が接地しながら駆動することから、自走式溶射装置１は、自走する。
一方、図５（ｂ）に示されるように、切替部材２４のレバー部２４ａを上げて後輪２２の高さ（後輪２２の鉛直方向下方先端部の位置）を非駆動位置Ｂに設定することによって後輪２２を浮揚させることができ、非自走モードに切り換わる。この場合、後輪２２が地面から離れ、遊動輪である補助輪２３が接地することから、自走式溶射装置１は、自走しないが、人力により動かすことが可能な状態となっている。これにより、施工場所の切り替えが容易となる。

なお、図１に示された実施形態では、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれを水平方向に往復運動させることができ、溶射材及びブラスト材の噴射方向を下向きとした場合を例としてあげて説明しているが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。自走式溶射装置は、例えば、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれを水平方向に往復運動させることができ、溶射材及びブラスト材を上向きに噴射させることができるように構成されていてもよく（図６参照）、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれを上下方向に往復運動させることができ、溶射材及びブラスト材を横向きに噴射させることができるように構成されていてもよい（図７参照）。
図６に示される変形例に係る自走式溶射装置では、レシプロケーター７が走行フレーム２の上側に設けられており、溶射材供給リール３ａ，３ｂが走行フレーム２の下側に設けられている。また、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれの噴射口４ａ，５ａは、上向きに形成されている。この場合、当該変形例に係る自走式溶射装置によれば、当該自走式溶射装置の上方に位置する天井面等の施工対象面に対して効率よくブラスト及び溶射を行なうことができる。
一方、図７に示される変形例に係る自走式溶射装置では、レシプロケーター７のガイドフレームが上下方向に延びるように設けられている。また、溶射ガン４及びブラストノズル５それぞれの噴射口４ａ，５ａは、自走式溶射装置の進行方向に対して横向き（図７において、正面向き）に形成されている。この場合、当該変形例に係る自走式溶射装置によれば、当該自走式溶射装置の側方に位置する壁面等の施工対象面に対して効率よくブラスト及び溶射を行なうことができる。

さらに、本発明においては、自走式溶射装置は、誘導信号受信装置１０を有していてもよい。この場合、図８に示されるように、誘導信号受信装置１０が、所定位置に設置された誘導信号発信装置１１からの誘導信号を受信することにより、この誘導信号が発せられた誘導信号発信装置１１の設置場所に向かって走行するように、自走式溶射装置１を制御することができる。
また、本発明において、自走式溶射装置は、コンピュータでプログラミングされた曲線のデータを受信し、当該データにしたがって走行するように構成されていてもよい。

さらに、本発明において、自走式溶射装置は、作業者が操舵することが可能なステアリング機構を備えていてもよい。この場合、作業者がハンドルを操舵することで、直進走行だけでなく、曲線走行を安定して行なうことができる。

１ 自走式溶射装置
２ 走行フレーム
３ａ 溶射材供給リール
３ｂ 溶射材供給リール
４ 溶射ガン
５ ブラストノズル
６ 供給ユニット
７ レシプロケーター
２１ 前輪
２２ 後輪
２３ 補助輪
２４ 切替部材
５１ ガイドフレーム
５２ａ 駆動スプロケット
５２ｂ 従動スプロケット
５３ 搬送チェーン
５４ 被連結部材（台車）
５５ 連結部材

Claims (7)

1. 自走可能な走行フレームと、
   この走行フレームに搭載され、溶射材を供給する溶射材供給リールと、
   この溶射材供給リールから繰り出される前記溶射材を溶融させて噴射する溶射ガンと、
   前記走行フレームの走行方向と直交する方向に前記溶射ガンを往復運動させるレシプロケーターと、
   を含むことを特徴とする自走式溶射装置。
2. 前記走行フレームに搭載され、前記溶射材を溶融させる電力と噴射させる圧縮ガスとを前記溶射ガンに供給するための溶射動力供給ユニットをさらに含む請求項１に記載の自走式溶射装置。
3. 前記レシプロケーターは、
   前記溶射ガンを往復運動自在に支持するガイドフレームと、
   このガイドフレームの一端側に配置された駆動スプロケットと他端側に配置された従動スプロケットとに巻き掛けられた搬送チェーンと、
   この搬送チェーンに設けられた被連結部材に前記溶射ガンを連結する連結部材と、
   を備えている請求項１又は２に記載の自走式溶射装置。
4. 前記走行フレームは、
   前輪と、
   駆動輪である後輪と、
   遊動輪である補助輪と、
   前記後輪が接地して前記補助輪が浮揚する駆動位置と前記後輪が浮揚して前記補助輪が接地する非駆動位置とに前記後輪の高さを切り替え可能な切替部材と、
   を備えている請求項１〜３のいずれかに記載の自走式溶射装置。
5. 前記レシプロケーターは、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの状態で前記溶射ガンを支持する請求項１〜４のいずれかに記載の自走式溶射装置。
   （ａ）噴射方向が下向きで水平方向に往復運動する状態
   （ｂ）噴射方向が上向きで水平方向に往復運動する状態
   （ｃ）噴射方向が横向きで上下方向に往復運動する状態
6. 前記レシプロケーターに搭載され、溶射に先行してブラスト処理を行なうことができる位置に設置され、前記溶射ガンとともに往復運動されるブラストノズルと、
   前記走行フレームに搭載され、ブラスト材とこのブラスト材を噴射させるための圧縮ガスとを前記ブラストノズルに供給するブラスト装置と、
   をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の自走式溶射装置。
7. 溶射装置を用いて溶射対象面への溶射を行なう溶射方法であって、
   前記溶射装置が請求項１〜６のいずれかに記載の溶射装置であることを特徴とする溶射方法。

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