JP2022057518A - 吹き付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットアームを昇降させる昇降装置を備え、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を提供する。
【解決手段】吹き付け装置１は、建物の被施工体に吹き付け材を吹き付けるための吹き付け装置であって、吹き付け材を噴射する噴射口を保持し、噴射口の位置及び角度を変更するロボットアーム２０と、ロボットアーム２０を上下方向に移動させる昇降装置４０とを備えている。昇降装置４０は、ロボットアーム２０を保持するアーム保持部材４６と、アーム保持部材４６を上下方向に移動させるために鉛直方向に駆動する駆動ユニット４７とを有している。駆動ユニット４７は、アーム保持部材４６が下方位置に位置しているときに、アーム保持部材４６よりも上方に一部突出している。
【選択図】図４

Description

本発明は、吹き付け装置に係り、特に、建物の被施工体に吹き付け材を吹き付けるための吹き付け装置に関する。

従来、建物の被施工体（例えば、柱や梁）に吹き付け材（例えば、耐火被覆材）を吹き付ける作業をする際には、作業者が、吹き付け材を噴射する噴射口を手に取って、被施工体の周りを移動しながら吹き付け作業をすることが一般的である。
しかしながら、上記吹き付け作業は重労働であってその作業環境も悪いことから、ロボットアームを備えた吹き付けロボットを利用することが提案されている（例えば、特許文献、１、２参照）。

特許文献１に記載の吹き付けロボットでは、噴射装置の噴射口を保持し、当該噴射口の位置及び角度を変更するロボットアームと、ロボットアームを吹き付けロボットの長さ方向に移動させる横行装置と、ロボットアーム及び横行装置を昇降させる昇降装置と、ロボットアーム、横行装置及び昇降装置を下方から支持し、水平方向に移動させる走行装置と、から主に構成されている。
また、被施工体に吹き付け材を連続的に吹き付けるべく、ロボットアーム、横行装置、昇降装置及び走行装置を制御する制御部（演算処理装置）を備えている。

特許文献２に記載の吹き付けロボットも同様であって、噴射装置と、ロボットアームと、制御装置とを備えており、当該制御装置が、噴射装置による耐火被覆材の噴射と、ロボットアームによる噴射口の位置とを制御することで、被施工体の表面に耐火被覆材を吹き付ける作業を自動化している。
また、吹き付けロボットによる吹き付けパターンを工夫することで、耐火被覆材の付着が不十分な箇所が生じることを抑制している。

特開２０２０－２０２０６号公報 特開２０１９－６３６８９号公報

ところで、特許文献１に記載の吹き付けロボットは、パンタグラフ式の昇降装置（テーブルリフト）を備えているところ、当該パンタグラフを伸縮させるために駆動する駆動ユニット（例えば、油圧シリンダー）については特に触れられていなかった。すなわち、吹き付け作業ならではの事情を考慮してロボットアームを好適に昇降させるべく、駆動ユニットの配置、構成を工夫したものとはなっていなかった。
そのため、昇降装置や駆動ユニットの配置、構成を工夫することで、例えばロボット全体（特に、ロボットの長さ方向及び幅方向）の大型化を抑えながらも、ロボットアームを好適に動作させることが求められていた。
具体的には、ロボットアームによる噴射口の高さ方向の可動範囲をできる限り広くし、被施工体（例えば、柱）の上端から下端まで耐火被覆材を好適に吹き付けることが可能な工夫が求められていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ロボットアームを昇降させる昇降装置を備え、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、昇降装置や昇降装置を駆動する駆動ユニットの配置、構成を工夫して、本装置の長さ方向及び幅方向の大型化を抑えながらも、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ロボットアームによる噴射口の高さ方向の可動範囲をできる限り広くし、被施工体の上端から下端まで耐火被覆材を好適に吹き付けることが可能な吹き付け装置を提供することにある。

前記課題は、本発明の吹き付け装置によれば、建物の被施工体に吹き付け材を吹き付けるための吹き付け装置であって、前記吹き付け材を噴射する噴射口を保持し、前記噴射口の位置及び角度を変更するロボットアームと、前記ロボットアームを上下方向に移動させる昇降装置と、を備え、前記昇降装置は、前記ロボットアームを保持するアーム保持部材と、前記アーム保持部材を上下方向に移動させるために鉛直方向に駆動する駆動ユニットと、を有していること、により解決される。
上記構成により、昇降装置を駆動する駆動ユニットの配置、構成を工夫して、本装置の長さ方向及び幅方向の大型化を抑えながらも、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を実現することができる。
詳しく述べると、昇降装置が、アーム保持部材を上下方向に移動させるために鉛直方向に駆動する駆動ユニットを有しているため、当該駆動ユニットが、ロボットアームを効率良く動作させることができ、また吹き付け装置の長さ方向及び幅方向の大型化を抑制することができる（その代わり、駆動ユニットが高さ方向には幾分大型化することになる）。
一般的にパンタグラフ式の昇降装置の場合には、駆動ユニットとなる油圧シリンダー（油圧ジャッキ）を鉛直方向に対して斜め向きに取り付けることで、油圧シリンダーの駆動距離以上にパンタグラフを上昇させることが可能となっている（その代わり、てこの原理として当該油圧シリンダーによる鉛直方向への力は小さくなる）。
ここで、吹き付け作業ならではの事情を考慮すると、吹き付け装置が建物の柱や壁に接触しないように当該装置の長さ方向及び幅方向については大型化を抑制することが必要となるものの、吹き付け装置の高さ方向については幾分大型化した場合であっても当該作業への影響はほとんどない。
そのため、上記構成であれば、駆動ユニットの配置、構成を工夫して、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を実現できる。
なお、昇降装置は、パンタグラフ式（伸縮式）の昇降装置に特に限定されることなく、レール式等の昇降装置であっても良い。

このとき、前記昇降装置は、パンタグラフ機構からなる昇降装置であって、前記駆動ユニットは、前記パンタグラフ機構を上下方向に伸縮させるために駆動すると良い。
上記のように、パンタグラフ式を採用することで、例えばレール式の昇降装置よりもロボットアームを安定して昇降させることができる。

このとき、前記駆動ユニットは、前記アーム保持部材を上方位置と下方位置の間で移動させるために駆動し、前記アーム保持部材が前記下方位置に位置しているときに、前記アーム保持部材よりも上方に一部突出していると良い。
上記構成により、駆動ユニットによる高さ方向の駆動範囲を広くすることができる。その結果、ロボットアームによる噴射口の高さ方向の可動範囲を広くすることができ、被施工体（例えば、梁）の上端から下端まで耐火被覆材を好適に吹き付けることができる。
また、吹き付け装置の長さ方向及び幅方向については大型化を抑制することができる。
なお、駆動ユニットには、例えば、駆動シリンダー（油圧シリンダー）や駆動モーター等を用いることが好ましい。

このとき、前記昇降装置は、パンタグラフ機構を構成する複数のリンクと、互いに重なり合う前記リンク同士を連結する複数の回動軸と、を有し、前記駆動ユニットは、鉛直方向に長尺に延びている固定レールと、所定の前記リンク又は前記回動軸を保持しながら前記固定レールに沿って鉛直方向に動作することで、前記パンタグラフ機構を駆動する駆動部材と、を有し、前記固定レールが、前記アーム保持部材よりも上方に一部突出していると良い。
上記構成により、一般的な駆動シリンダー（油圧シリンダー）を用いた場合と比較して、駆動ユニットによる高さ方向の駆動範囲をより広くすることができる。そのため、ロボットアームによる噴射口の高さ方向の可動範囲をより広くすることができる。
なお、吹き付け装置が高さ方向においてやや大型化した場合であっても、吹き付け装置による吹き付け作業への影響は小さく、許容されるものである。

このとき、前記駆動部材は、前記パンタグラフ機構の長さ方向及び幅方向における中央部分に配置され、所定の前記リンクの長さ方向の中央部分に取り付けられた前記回動軸を保持しながら動作すると良い。
また、前記駆動部材は、最も下方に位置する前記リンクの中央部分に取り付けられた前記回動軸を保持しながら動作すると良い。
上記構成により、駆動ユニット（駆動部材）が、パンタグラフ機構をより安定させて駆動することができる。

このとき、前記ロボットアームは、前記吹き付け装置の長さ方向において前記駆動ユニットとは異なる位置に配置され、前記アーム保持部材から前記吹き付け装置の長さ方向の外側に向かって突出するように配置されていると良い。
上記のように、ロボットアームが、吹き付け装置の長さ方向において駆動ユニットとは異なる位置に配置されているため、各構成部品が動作した場合であっても互いに干渉してしまうことを抑制できる。
また、ロボットアームは、アーム保持部材から吹き付け装置の長さ方向の外側に向かって突出するように配置されているため、従来のようにロボットアームが吹き付け装置の上方に向かって突出する場合と比較して、ロボットアームの高さ方向の可動範囲をより広くすることができる。特にロボットアームの下方向への可動範囲を大きくすることができる。

本発明の吹き付け装置によれば、吹き付け作業を好適に行うことが可能な昇降装置付きの吹き付け装置を実現することができる。
また、昇降装置や駆動ユニットの配置、構成を工夫することで、本装置の長さ方向及び幅方向の大型化を抑えながら、吹き付け作業を好適に行うことが可能となる。
また、ロボットアームによる噴射口の高さ方向の可動範囲をできる限り広くし、被施工体の上端から下端まで耐火被覆材を好適に吹き付けることが可能となる。

本実施形態の吹き付けシステム全体の構成図である。 吹き付け装置の斜視図であって、ロボットアームが下方位置にいる状態を示す図である。 吹き付け装置の斜視図であって、ロボットアームが上方位置にいる状態を示す図である。 吹き付け装置のカバーを取り外した状態の斜視図であって、昇降装置、駆動ユニット及び振動抑制装置を示す図である。 ロボットアーム、ホース保持具及び噴射口接続具を示す斜視図である。 ホース保持具を示す斜視図である。 ホース保持具が開いた状態を示す図である。 昇降装置を駆動する駆動ユニットの駆動動作を説明する図である。 駆動ユニットの駆動動作を説明する図である。 ホース取り回し治具を示す斜視図である。 第２実施形態のホース取り回し治具を示す斜視図である。 第３実施形態のホース取り回し治具を示す斜視図である。 制御装置のハード構成を示す図である。 吹き付け装置のソフト構成図である。 建物の一区画内における吹き付け経路を説明する図である。 一ブロック内における吹き付けパターンを説明する図である。 第２実施形態の吹き付け装置の斜視図であって、レール式の昇降装置を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図１－図１３を参照して説明する。
本実施形態は、建物の被施工体に吹き付け材を吹き付けるための吹き付け装置であって、吹き付け材を噴射する噴射口を保持し、噴射口の位置及び角度を変更するロボットアームと、ロボットアームを上下方向に移動させる昇降装置とを備えており、当該昇降装置は、ロボットアームを保持するアーム保持部材と、アーム保持部材を上下方向に移動させるために鉛直方向に駆動する駆動ユニットとを有しており、当該駆動ユニットは、アーム保持部材が下方位置に位置しているときに、アーム保持部材よりも上方に一部突出していることを主な特徴とする発明に関するものである。

本実施形態の吹き付け装置１を含む吹き付けシステムＳ全体の構成を図１に示す。
吹き付けシステムＳは、図１に示すように、建物Ｂの被施工体（柱Ｂ１や梁Ｂ２）に吹き付け材（耐火被覆材）を吹き付ける吹き付け装置１と、吹き付け装置１に取り付けられ、耐火被覆材を噴射する噴射装置１００と、建物内の床上に設置され、噴射装置１００のホース１４０、１７０を取り回すホース取り回し治具２００と、から主に構成されている。
また、吹き付けシステムＳは、建物内の床上に設置され、吹き付け装置１との距離及び角度を測量する測量機３００と、吹き付け装置１及び測量機３００とネットワークを通じて接続され、測量機３００から受信した測量データから吹き付け装置１の位置情報（位置及び向き）を演算し、吹き付け装置１へ位置情報や所定の吹き付け作業を実行させるためのプログラムやデータを送信するオペレーター端末４００と、をさらに備えている。

＜吹き付けシステムのハード構成＞
吹き付け装置１は、図２－図４に示すように、多関節型のロボットアームを搭載した無人搬送車（ＡＧＶ）であって、詳しく述べると、装置本体１０と、装置本体１０上に取り付けられ、吹き付け材を噴射する噴射口１１０を保持し、噴射口１１０の位置及び角度を変更するロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の振動を抑制するための振動抑制装置３０と、ロボットアーム２０及び振動抑制装置３０を上下方向に移動させる昇降装置４０と、装置本体１０の下方に取り付けられ、これら構成部品を水平方向（２次元方向）に移動させる移動装置５０と、から主に構成されている。
また、吹き付け装置１は、装置本体１０の内部に取り付けられ、耐火被覆材の噴射を調整するためのエアコンプレッサ６０と、装置本体１０の外側面の四隅に取り付けられ、測量機３００の検出対象となるプリズム７０と、装置本体１０の外周面にわたって取り付けられ、建物内の接触対象物と接触したときに作動する安全装置８０と、をさらに備えている。
さらに、吹き付け装置１は、装置本体１０の内部に取り付けられ、ロボットアーム２０、昇降装置４０、移動装置５０、エアコンプレッサ６０及び安全装置８０の各種動作を制御する制御装置９０をさらに備えている。

噴射装置１００は、図１に示すように、ロックウール（第１材料）とモルタル（第２材料）を混合した耐火被覆材を噴射する装置であって、詳しく述べると、噴射口１１０と、ロックウールをほぐす解綿機１２０と、ほぐされたロックウールを噴射口１１０へ運ぶブロア１３０と、噴射口１１０、解綿機１２０及びブロア１３０を接続する第１ホース１４０と、モルタルを混錬するミキサー１５０と、混錬したモルタルを噴射口１１０へ運ぶポンプ１６０と、噴射口１１０、ミキサー１５０及びポンプ１６０を接続する第２ホース１７０と、から主に構成されている。
詳しく述べると、ホース１４０、１７０の先端部分は、図１、２に示すように、吹き付け装置１のエアコンプレッサ６０と接続されており、エアコンプレッサ６０を介してロボットアーム２０の位置まで延びている。
上記構成により、噴射装置１００は、エアコンプレッサ６０によって調整しながら、ロックウール及びモルタルを混合した耐火被覆材を噴射口１１０から噴射することができる。

ホース取り回し治具２００は、図１、８Ａ－図８Ｃに示すように、建物内の床上に設置され、噴射装置１００のホース１４０、１７０を保持する可動式の治具である。
ホース取り回し治具２００は、ホース１４０、１７０を下方から支持する治具本体２１０と、治具本体２１０の下端に取り付けられた複数のキャスター２２０と、治具本体２１０から所定の間隔を空けて立設し、ホース１４０、１７０を挟むように設けられた左右の立設体２３０と、から主に構成されている。
上記構成により、吹き付け装置１がホース１４０、１７０を踏んでしまうことや、ホース１４０、１７０同士が絡まってしまうことを防止することができる。また、吹き付け装置１が水平方向に移動したときに、ホース１４０、１７０を円滑に追従させることができる。

以下、吹き付け装置１のハード構成について詳しく説明する。
ロボットアーム２０は、図４、図５に示すように、昇降装置４０上に取り付けられ、吹き付け装置１の長さ方向の一端部に配置されている。
また、ロボットアーム２０は、吹き付け装置１の長さ方向の外側に向かって突出するように配置されている。詳しく述べると、ロボットアーム２０の基端部２０ａが、吹き付け装置１の長さ方向の外側に向かって突出している。
なお、ロボットアーム２０は、不図示の袋状のカバーによって覆われている。

ロボットアーム２０は、６軸機構のマニピュレータからなるアーム本体２１と、アーム本体２１の先端部に取り付けられ、噴射口１１０に接続される噴射口接続具２２と、アーム本体２１の外側面に間隔を空けて取り付けられ、ホース１４０、１７０を保持するホース保持具２３と、から主に構成されている。

噴射口接続具２２は、図５に示すように、噴射口１１０をワンタッチで接続可能とし、耐火被覆材を吹き付けるための噴射ヘッド２２ａと、噴射ヘッド２２ａ及びアーム本体２１を連結する連結プレート２２ｂと、を有している。
上記構成により、吹き付け装置１が、ロボットアーム２０（噴射口接続具２２）を利用して好適に吹き付け材を吹き付けることができる。
また、連結プレート２２ｂを利用してアーム本体２１に対して噴射ヘッド２２ａを容易に取り付けることができる。

ホース保持具２３は、図５、図６Ａ、Ｂに示すように、ホース１４０、１７０を着脱可能に保持し、ホース１４０、１７０の動きに応じて受動的に回動可能な治具である。
詳しく述べると、ホース保持具２３は、アーム本体２１の外側面に取り付けられる取り付けプレート２３ａと、取り付けプレート２３ａに対して回動軸２３ｂを介して取り付けられ、ホース１４０、１７０を挿通可能な中空状のホース保持体２３ｃと、を有している。
また、ホース保持体２３ｃには、ホース保持体２３ｃを開閉可能とするヒンジ２３ｄと、ホース保持体２３ｃを閉じた状態で留めるスナップ錠２３ｅとが取り付けられている。
上記構成により、ホース保持具２３が、ロボットアーム２０の動作に対応して動くホース１４０、１７０に対して受動的に回動することができる。そのため、ロボットアーム２０の動作を円滑にすることができ、またホース１４０、１７０同士が絡まることを防止できる。

振動抑制装置３０は、図２、図４に示すように、ロボットアーム２０の揺動時における振動を抑制するための装置であって、具体的には、パッシブ式（振り子式）の制振装置である。
振動抑制装置３０は、昇降装置４０上に取り付けられ、吹き付け装置１の長さ方向の他端部に配置されている。また、ロボットアーム２０と略同じ高さ位置に配置されている。
なお、振動抑制装置３０は、屋根状のカバー３０Ａによって覆われている。

振動抑制装置３０は、昇降装置４０の上面に取り付けられ、吹き付け装置１の幅方向に沿って延びているガイドレール３１と、ガイドレール３１に沿って摺動可能に取り付けられる可動レール３２と、可動レール３２上に取り付けられる振り子状の錘３３と、から主に構成されている。
錘３３付きの可動レール３２が、吹き付け装置１の幅方向においてロボットアーム２０の動作側とは反対側に動作することで、吹き付け装置１の揺れを抑えることができる。

上記構成において、図４に示すように、ロボットアーム２０は、可動レール３２と同じ高さ位置に配置され、かつ、吹き付け装置１の幅方向において可動レール３２の可動範囲内に収まるように配置されている。
そのため、ロボットアーム２０の揺動に対して振動抑制装置３０を精度良く機能させることができる。

昇降装置４０は、図２、図４に示すように、パンタグラフ機構４１からなる昇降装置であって、装置本体１０の上面に取り付けられ、当該装置本体１０に対してロボットアーム２０及び振動抑制装置３０を昇降させるものであって、蛇腹状のカバー４０Ａによって覆われている。
昇降装置４０は、パンタグラフ機構４１と、パンタグラフ機構の４１の上面及び下面にそれぞれ取り付けられる上部プレート４４及び下部プレート４５と、上部プレート４４上に取り付けられ、ロボットアーム２０（基端部２０ａ）を保持するアーム保持部材４６と、パンタグラフ機構４１を上下方向に伸縮させるために駆動する駆動ユニット４７と、から主に構成されている。
上記構成において、昇降装置４０は、ロボットアーム２０（アーム保持部材４６）を図２に示す下方位置と、図３に示す上方位置の間で移動させることができる。

パンタグラフ機構４１は、図４に示すように、上下方向に多段となるように組まれている複数のリンク４２と、互いに重なり合うリンク４２同士を連結する複数の回動軸４３と、を有している。
リンク４２は、吹き付け装置１の幅方向に間隔を空けて一対に配置されており、吹き付け装置１の長さ方向に長尺となるように延びている。
回動軸４３は、吹き付け装置１の長さ方向に間隔を空けて複数配置されており、吹き付け装置１の幅方向に長尺となるように延びている。
回動軸４３は、リンク４２の長さ方向の中央部分に配置された中央回動軸４３ａと、リンク４２の長さ方向の両端部分に配置された端部回動軸４３ｂ、４３ｃと、を有している。

アーム保持部材４６は、吹き付け装置１の長さ方向の一端部に配置され、当該長さ方向において駆動ユニット４７及び振動抑制装置３０とは異なる位置に配置されている。
また、アーム保持部材４６は、吹き付け装置１の幅方向の中央部に配置され、当該幅方向において駆動ユニット４７及び振動抑制装置３０と同じ位置又は重なる位置に配置されている。

駆動ユニット４７は、図７Ａ、Ｂに示すように、モーターを用いた駆動ユニットであって、具体的には、リニアモーター（ＡＣリニアサーボモータ）を用いたテーブル式の駆動ユニットである。
駆動ユニット４７は、アーム保持部材４６を上下方向に移動させるために、言い換えれば、パンタグラフ機構４１を上下方向に伸縮させるために鉛直方向に駆動する。
駆動ユニット４７は、吹き付け装置１の長さ方向及び幅方向における中央部分に配置されており、ロボットアーム２０と振動抑制装置３０の間に挟まれて配置されている。
駆動ユニット４７（固定レール４７ａ）は、アーム保持部材４６が図２、図７Ａに示す下方位置に位置しているときに、アーム保持部材４６よりも上方に一部突出している。

駆動ユニット４７は、下部プレート４５上に固定され、鉛直方向に長尺に延びている固定レール４７ａと、回動軸４３（中央回動軸４３ａ）を保持しながら固定レール４７ａに沿って鉛直方向に動作することで、パンタグラフ機構４１を駆動する駆動部材４７ｂと、固定レール４７ａ及び駆動部材４７ｂの間に組み込まれ、駆動部材４７ｂの動力源となるモーター４７ｃと、を有している。
駆動部材４７ｂは、固定レール４７ａに沿って可動する可動部としての機能と、回動軸４３を保持する保持部としての機能とを兼ね備えた部材である。
なお、駆動部材４７ｂとモーター４７ｃを一体化させた部材を駆動部材としても良い。

上記構成において、図７Ａ、Ｂに示すように、駆動部材４７ｂが、回動軸４３を保持しながら固定レール４７ａに沿って鉛直方向に駆動する。
そのため、駆動ユニット４７が、パンタグラフ機構４１を効率良く駆動することができ、また吹き付け装置１の長さ方向及び幅方向の大型化を抑制できる。なお、吹き付け装置１が高さ方向において幾分大型化するものの、吹き付け作業への影響はない。

また上記構成において、図７Ａ、Ｂに示すように、駆動部材４７ｂは、複数の回動軸４３ａ、４３ｂ、４３ｃのうち、中央回動軸４３ａを保持している。詳しく述べると、最も下方に位置する中央回動軸４３ａを保持している。
そのため、駆動ユニット４７（駆動部材４７ｂ）が、パンタグラフ機構４１をより安定させて駆動することができる。

移動装置５０は、図２、図４に示すように、吹き付け装置１を２次元方向に走行させるための装置であって、具体的には、タイヤ式の移動装置である。
移動装置５０は、装置本体１０の下端部の四隅にそれぞれ取り付けられ、ロボットアーム２０らを水平方向に移動させるために回転する複数の車輪５１と、各車輪５１の回転軸を構成し、吹き付け装置の長さ方向に延びている車輪軸５２と、各車輪５１及び車輪軸５２を回転させるモーター５３と、を有している。

車輪５１は、例えば、メカナムホイールであって、車輪５１の表面が車輪軸５２に対して４５度傾けたバレルによって覆われている。
移動装置５０は、４つのモーター５３によって車輪５１（車輪軸５２）の回転方向と速度制御を調整することで、吹き付け装置１を２次元方向に自由に移動させることができる。すなわち、吹き付け装置１を前後移動、横移動、旋回移動及び斜め移動させることができる。
なお、移動装置５０は、吹き付け装置１を２次元方向に移動させるにあたって、前進移動又は後進移動させるときに最も精度良く吹き付け装置１を移動させることができる。

上記構成において、図２に示すように、ロボットアーム２０が、車輪軸５２の延出方向に沿って配置されており、車輪５１の前進又は後進方向に対して垂直の方向に突出して配置されている。
そのため、吹き付け装置１（ロボットアーム２０）が、被施工体（例えば、梁）の長尺方向に沿って精度良く前進又は後進移動することができる。その結果、吹き付け作業をより精度良く行うことができる。

エアコンプレッサ６０は、図２に示すように、耐火被覆材の噴射を調整する装置であって、装置本体１０の内部に取り付けられ、装置本体１０の外側面に一部突出している。
なお、エアコンプレッサ６０が、移動装置５０（車輪５１）やプリズム７０等の表面に付着した耐火被覆材等の異物を空圧で取り除くために、移動装置５０やプリズム７０に近接した位置に別途吹き出し口を有していると良い。
特に、移動装置５０やプリズム７０には保護カバーを取り付けることが困難であるため、エアコンプレッサ６０によって定期的に掃除することが好ましい。

プリズム７０は、図２に示すように、測量機３００の検出対象となる反射プリズムであって、装置本体１０の外側面の四隅に取り付けられ、それぞれ異なる高さ位置に配置されている。
そのため、測量機３００が、建物内において４つのプリズム７０のうち、少なくとも２カ所のプリズム７０を検出し易くなる。そして、測量機３００が２カ所のプリズム７０を検出することで、オペレーター端末４００が、吹き付け装置１の位置情報（位置及び向き）を判別（推定）することができる。

安全装置８０は、図２に示すように、建物内の接触対象物と接触したときに作動するセンサ型の装置であって、装置本体１０の外周面にわたって取り付けられている。
詳しく述べると、安全装置８０は、装置本体の外周面に所定の間隔を空けて取り付けられる複数の接触センサ８１と、装置本体１０の外周面全体にわたって取り付けられ、接触センサ８１を覆うように配置される弾性部材８２（弾性ゴム）と、を有している。
安全装置８０が作動すると、制御装置９０が、ロボットアーム２０、昇降装置４０、移動装置５０及びエアコンプレッサ６０の各種動作を停止するように制御する。

上記構成において、安全装置８０は、吹き付け装置１の長さ方向及び幅方向において最も外側に配置されており、プリズム７０よりも外側に配置されている。
そのため、吹き付け装置１が、柱や壁、噴射装置１００、ホース取り回し治具２００、測量機３００等に接触した場合であっても、プリズム７０を傷つけることがない。

制御装置９０は、図９に示すように、データの演算・制御処理を実行するプロセッサー９１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤからなる記憶装置９２と、ホームネットワーク又はインターネットを通じて情報データの送受信を行う通信用インタフェース９３と、を主に備えている。

プロセッサー９１は、プログラムに記述された命令セットを実行するためのハードウェアである。そして、記憶装置９２に記憶されるプログラムやデータに基づいて各種の演算・制御処理を実行する。
記憶装置９２は、コンピュータとして必要な機能を果たすメインプログラムに加えて、吹き付けプログラムを記憶している。これらプログラムがプロセッサー９１によって実行されることで、吹き付け装置１の機能が発揮されることになる。
通信用インタフェース９３は、例えばネットワークインターフェースカードを含み、各構成部品と通信する。

上記構成において、制御装置９０は、プロセッサー９１が生成する制御信号を、通信用インタフェース９３を介してロボットアーム２０、昇降装置４０、移動装置５０、エアコンプレッサ６０に送信することにより、ロボットアーム２０、昇降装置４０、移動装置５０、エアコンプレッサ６０のそれぞれの動作を制御する。

＜吹き付け装置のソフト構成＞
吹き付け装置１（制御装置９０）は、図１０に示すように、機能面から説明すると、開始位置設定部９４と、停止位置設定部９５と、三次元移動制御部９６と、吹き付け制御部９７と、を有している。
上記の機能は、制御装置９０のプロセッサー９１が、記憶装置９２に記憶されるプログラム及びデータに基づいて、制御装置９０の各部を制御することにより実現されるものである。
以下、上記の機能の詳細について説明する。

開始位置設定部９４は、被施工体の対象面に耐火被覆材を吹き付ける「吹き付け開始位置」を設定するものである。なお、当該対象面から所定の距離だけ外側に設定する。
開始位置設定部９４による処理が、吹き付け方法において「開始位置設定工程」となる。

停止位置設定部９５は、被施工体の対象面への耐火被覆材の吹き付けを停止する「吹き付け停止位置」を設定するものである。なお、当該対象面から所定の距離だけ外側に設定する。
停止位置設定部９５による処理が、吹き付け方法において「停止位置設定工程」となる。

開始位置設定部９４、停止位置設定部９５は、主に制御装置９０のプロセッサー９１、記憶装置９２及び通信用インタフェース９３により以下のように実現される。
具体的には、プロセッサー９１は、建物の３次元データと、建設現場の噴射口１１０の位置合わせを実行し、被施工体の座標に基づいて建設現場における「吹き付け開始位置」、「吹き付け停止位置」の座標を設定する。

三次元移動制御部９６は、吹き付け開始位置から吹き付け停止位置まで噴射口１１０を三次元的に移動させるものである。
なお、三次元移動制御部９６による処理が、吹き付け方法において「三次元移動制御工程」となる。

三次元移動制御部９６は、主に制御装置９０のプロセッサー９１、記憶装置９２及び通信用インタフェース９３によって以下のように実現される。
具体的には、プロセッサー９１は、いずれの「吹き付けパターン」を実行するかを設定パラメータに基づいて決定し、決定した「吹き付けパターン」に基づいて吹き付け開始位置から吹き付け停止位置までの噴射口１１０の移動経路を決定する。
そして、プロセッサー９１は、決定した移動経路に従って噴射口１１０を移動させる。

吹き付け制御部９７は、噴射口１１０が移動している間に、噴射口１１０から耐火被覆材を被施工体に向けて噴射させるものである。
なお、吹き付け制御部９７による処理が、吹き付け方法において「吹き付け制御工程」となる。

吹き付け制御部９７は、噴射口１１０から耐火被覆材を噴射するように制御する。噴射量は、単位時間あたり同じ量としても良いし、噴射口１１０の速度、噴射口１１０の位置、角度に応じて適宜変更しても良い。

吹き付け制御部９７は、主に制御装置９０のプロセッサー９１、記憶装置９２及び通信用インタフェース９３によって以下のように実現される。
具体的には、プロセッサー９１は、エアコンプレッサを動作させて耐火被覆材を噴射口１１０から所定の噴射量だけ噴射させる。これにより、噴射口１１０から噴射した耐火被覆材が被施工体に所定の吹き付け量だけ吹き付けられ、被施工体の側面に付着する。

上記構成において、制御装置９０は、被施工体の対象面に対し開始位置設定部９４、停止位置設定部９５、三次元移動制御部９６及び吹き付け制御部９７による処理を順次実行して、被施工体の対象面に対し耐火被覆材を所定の吹き付けパターンによって吹き付けることができる。

＜吹き付け装置の吹き付けパターン＞
次に、吹き付け装置１による吹き付けパターンについて、図１１、図１２に基づいて説明する。
以下に説明する例において、吹き付け装置１の制御装置９０は、柱Ｂ１及び梁Ｂ２を含む建物Ｂの三次元データを記憶装置９２に記憶し、当該三次元データに基づいて噴射口１１０の位置を制御することとする。

まず、制御装置９０は、図１２に示すように、建物内の４本の柱Ｂ１に囲まれた領域を１区画と決定し、また当該１区画の中で４本の梁Ｂ２に囲まれた領域を１ブロックと決定する。
そして、制御装置９０は、ブロック単位で時計回りに１週するようにロボットアーム２０、昇降装置４０、移動装置５０を制御し、噴射口１１０を移動させる。
また、制御装置９０は、エアコンプレッサ６０を制御し、所定のタイミングで所定の噴射量だけ耐火被覆材を噴射口１１０から噴射させる。

次に、制御装置９０は、図１３に示すように、建物内の被施工体となる柱Ｂ１及び梁Ｂ２を、「柱下部Ｂ１ａ」、「柱中間部Ｂ１ｂ」、「柱上部Ｂ１ｃ」、「柱・梁接合部Ｂ２ａ」、「梁中間部Ｂ２ｂ」及び「梁・梁接合部Ｂ２ｃ」の６種類に分割し、これら対象部位に対して耐火被覆材を所定の順番で吹き付けるように制御する。
詳しく述べると、制御装置９０は、「柱下部Ｂ１ａ」、「柱中間部Ｂ１ｂ」、「柱上部Ｂ１ｃ」、「柱・梁接合部Ｂ２ａ(左端)」、「梁中間部Ｂ２ｂ」、「梁・梁接合部Ｂ２ｃ（両端）」、「梁中間部Ｂ２ｂ」、「梁・梁接合部Ｂ２ｃ(両端)」、「梁中間部Ｂ２ｂ」、「梁・梁接合部Ｂ２ｃ(両端)」、「梁中間部Ｂ２ｂ」、「柱・梁接合部Ｂ２ａ(右端)」の順番となるように耐火被覆材を吹き付けるように制御する。

上記吹き付けパターンによって、吹き付け装置１が、動作パターン数、吹き付け時間、吹き付け品質、及びロボットアームの可操作度を最適化して吹き付け作業を行うことができる。
なお、制御装置９０が「柱中間部」に対し耐火被覆材を吹き付ける制御を行うときには、ロボットアーム２０を水平に動かす動作と、昇降装置４０を上下に動かす動作とを同時に実行すると良い。
そうすることで、吹き付け装置１が「柱中間部」に耐火被覆材を高速に吹き付けることが可能となる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、図４に示すように、吹き付け装置１が、パンタグラフ式（伸縮式）の昇降装置４０を備えているが、特に限定されることなく変更可能であって、例えばレール式の昇降装置を備えていても良い。
具体的には、図１３に示す吹き付け装置１００１であっても良い。
吹き付け装置１００１は、装置本体１０１０と、ロボットアーム１０２０と、昇降装置１０４０と、移動装置１０５０と、を備えている。また、不図示のエアコンプレッサと、プリズムと、安全装置と、制御装置と、を備えている。さらに、装置本体１０１０の四隅の下端部に不図示のアウトリガーを備えていても良い。
昇降装置１０４０は、レール式の昇降装置であって、ロボットアーム１０２０を保持するアーム保持部材１０４６と、アーム保持部材１０４６を上下方向に移動させるために駆動する駆動ユニット１０４７と、を有している。
駆動ユニット１０４７は、スクリューモーターを用いた駆動ユニットであって、鉛直方向に長尺に延びている固定レール４７ａと、アーム保持部材１０４６を保持しながら固定レール１０４７ａに沿って鉛直方向に動作する駆動部材１０４７ｂと、駆動部材１０４７ｂの動力源となるモーター４７ｃと、を有している。
上記構成であっても、吹き付け作業を好適に行うことが可能な吹き付け装置を実現することができる。

上記実施形態では、図４、図７Ａ、Ｂに示すように、駆動ユニット４７が、モーター（リニアモーター）を用いたテーブル式の駆動ユニットであるが、特に限定されることなく変更可能である。例えば、例えば、駆動シリンダー（油圧シリンダー）やスクリュー式の駆動モーター等を採用しても良い。

上記実施形態では、図４に示すように、駆動ユニット４７（固定レール４７ａ）が、アーム保持部材４６よりも上方に一部突出しているが、特に限定されることなく、アーム保持部材４６と略同じ高さ位置であっても良い。あるいは、アーム保持部材４６よりも下方に位置していても良い。

上記実施形態では、図４、図７Ａに示すように、駆動部材４７ｂが、中央回動軸４３ａを保持しながら上下方向に駆動するが、特に限定されることなく、端部回動軸４３ｂや端部回動軸４３ｃを保持しながら駆動しても良い。あるいは、回動軸４３の代わりにリンク４２を保持しながら駆動しても良い。

上記実施形態では、図２に示すように、ロボットアーム２０（基端部２０ａ）が、吹き付け装置１の長さ方向の外側に向かって突出しているが、特に限定されることなく変更可能である。
例えば、ロボットアーム２０が、吹き付け装置１の装置本体１０から、吹き付け装置１の幅方向の外側に突出していても良い。あるいは、装置本体１０から斜め上方に向かって突出していても良いし、上方に向かって突出していても良い。

上記実施形態では、図２に示すように、移動装置５０が、車輪５１及び車輪軸５２からなるタイヤ式の移動装置であるが、特に限定されることなく変更可能である。
例えば、移動装置が、転輪及び転輪軸からなる無限軌道式の移動装置等であっても良い。

上記実施形態では、図２に示すように、吹き付け装置１が、制御装置９０等を備えており、レーザー誘導方式によって無人走行することが可能な無人搬送車であるが、特に限定されることなく変更可能である。
例えば、床面に磁気テープ（磁気式誘導型ガイドセンサー）等を設置し、磁気テープが発する磁気に誘導されて無人走行するものであっても良い。

上記実施形態では、主として本発明に係る吹き付け装置に関して説明した。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

Ｓ 吹き付けシステム
１、１００１ 吹き付け装置
１０、１０１０ 装置本体
２０、１０２０ ロボットアーム
２０ａ 基端部
２１ アーム本体
２２ 噴射口接続具
２２ａ 噴射ヘッド
２２ｂ 連結プレート
２３ ホース保持具
２３ａ 取り付けプレート
２３ｂ 回動軸
２３ｃ ホース保持体
２３ｄ ヒンジ
２３ｅ スナップ錠
３０ 振動抑制装置
３０Ａ カバー
３１ ガイドレール
３２ 可動レール
３３ 錘
４０、１０４０ 昇降装置
４０Ａ カバー
４１ パンタグラフ機構
４２ リンク
４３ 回動軸
４３ａ 中央回動軸
４３ｂ、４３ｃ 端部回動軸
４４ 上部プレート
４５ 下部プレート
４６、１０４６ アーム保持部材
４７、１０４７ 駆動ユニット
４７ａ、１０４７ａ 固定レール
４７ｂ、１０４７ｂ 駆動部材
４７ｃ、１０４７ｃ モーター
５０、１０５０ 移動装置
５１ 車輪
５２ 車輪軸
５３ モーター
６０ エアコンプレッサ
７０ プリズム
８０ 安全装置
８１ 接触センサ
８２ 弾性部材
９０ 制御装置
９１ プロセッサー
９２ 記憶装置
９３ 通信用インタフェース
９４ 開始位置設定部
９５ 停止位置設定部
９６ 三次元移動制御部
９７ 吹き付け制御部
１００ 噴射装置
１１０ 噴射口
１２０ 解綿機
１３０ ブロア
１４０ 第１ホース
１５０ ミキサー
１６０ ポンプ
１７０ 第２ホース
２００ ホース取り回し治具
２１０ 治具本体
２２０ キャスター
２３０ 立設体
３００ 測量機
４００ オペレーター端末
Ｂ 建物
Ｂ１ 柱
Ｂ１ａ 柱下部
Ｂ１ｂ 柱中間部
Ｂ１ｃ 柱上部
Ｂ２ 梁
Ｂ２ａ 柱・梁接合部
Ｂ２ｂ 梁中間部
Ｂ２ｃ 梁・梁接合部

Claims (7)

1. 建物の被施工体に吹き付け材を吹き付けるための吹き付け装置であって、
   前記吹き付け材を噴射する噴射口を保持し、前記噴射口の位置及び角度を変更するロボットアームと、
   前記ロボットアームを上下方向に移動させる昇降装置と、を備え、
   前記昇降装置は、
   前記ロボットアームを保持するアーム保持部材と、
   前記アーム保持部材を上下方向に移動させるために鉛直方向に駆動する駆動ユニットと、を有していることを特徴とする吹き付け装置。
2. 前記昇降装置は、パンタグラフ機構からなる昇降装置であって、
   前記駆動ユニットは、前記パンタグラフ機構を上下方向に伸縮させるために駆動することを特徴とする請求項１に記載の吹き付け装置。
3. 前記駆動ユニットは、
   前記アーム保持部材を上方位置と下方位置の間で移動させるために駆動し、
   前記アーム保持部材が前記下方位置に位置しているときに、前記アーム保持部材よりも上方に一部突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の吹き付け装置。
4. 前記昇降装置は、パンタグラフ機構を構成する複数のリンクと、互いに重なり合う前記リンク同士を連結する複数の回動軸と、を有し、
   前記駆動ユニットは、
   鉛直方向に長尺に延びている固定レールと、
   所定の前記リンク又は前記回動軸を保持しながら前記固定レールに沿って鉛直方向に動作することで、前記パンタグラフ機構を駆動する駆動部材と、を有し、
   前記固定レールが、前記アーム保持部材よりも上方に一部突出していることを特徴とする請求項３に記載の吹き付け装置。
5. 前記駆動部材は、
   前記パンタグラフ機構の長さ方向及び幅方向における中央部分に配置され、
   所定の前記リンクの長さ方向の中央部分に取り付けられた前記回動軸を保持しながら動作することを特徴とする請求項４に記載の吹き付け装置。
6. 前記駆動部材は、最も下方に位置する前記リンクの中央部分に取り付けられた前記回動軸を保持しながら動作することを特徴とする請求項５に記載の吹き付け装置。
7. 前記ロボットアームは、
   前記吹き付け装置の長さ方向において前記駆動ユニットとは異なる位置に配置され、
   前記アーム保持部材から前記吹き付け装置の長さ方向の外側に向かって突出するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の吹き付け装置。

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