JP5870658B2 - 電動工具及び素地調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁、船舶、プラント等の鋼構造物の補修、塗装を行う際の素地調整を行う為の電動工具及び素地調整方法に関するものである。

橋梁、船舶、プラント等の鋼構造物は、時間の経過と共に腐食が進行し、機能が劣化していく為、長期間に亘って使用する為には維持管理が必要となる。

鋼材の補修、塗装を行う場合、例えば２種ケレンや３種ケレンを行う場合には、鋼材表面から錆、ミルスケール、水、油、埃、化学物質等の異物を除去する為、研削砥石を有するジェットタガネやディスクサンダ等の電動工具により鋼材表面に対して素地調整を行っている。

素地調整後は、鋼材の表面に戻り錆が発生する前（一般的には４時間以内）に塗装を行う必要があるが、従来の研削砥石にて素地調整を行った場合、温度及び湿度環境によっては４時間以内でも鋼材の表面に戻り錆が発生する。この為、一度に行える素地調整の処理面積が制限されることとなり、素地調整と塗装とを頻繁に繰返さなければならず、作業効率が悪かった。又、作業時間及び作業労力の増大を招いていた。

尚、特許文献１には、金属回転盤の研削面の一部又は全部に、所定の面密度となる様モース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合することで、通常の電動工具では除去が困難なモース硬度９を超える固着錆を除去可能とした構成が開示されている。

特開２００７−３０７７０１号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、素地調整後に発生する鋼材表面の戻り錆を抑制可能な電動工具及び素地調整方法を提供するものである。

本発明は、母材の表面を研削する研削手段と、該研削手段により研削される前記母材の周囲を閉塞する集塵カバーと、前記母材の表面に亜鉛を噴射する噴射手段と、前記集塵カバー内の研磨廃材を回収する回収手段とを具備する電動工具に係るものである。

又本発明は、前記噴射手段を作動させるスイッチと、前記母材の表面に対する前記研削砥石の角度を検出するセンサを更に具備し、該センサは検出角度に基づき前記スイッチの作動を有効又は無効とし、前記センサの検出角度が設定角度範囲内の場合に前記スイッチを有効とする電動工具に係るものである。

更に又本発明は、噴射手段により母材の表面に亜鉛粒子を噴射する工程と、研削手段により亜鉛粒子が吹付けられた前記母材の表面を研削する工程とを有する素地調整方法に係るものである。

本発明によれば、母材の表面を研削する研削手段と、該研削手段により研削される前記母材の周囲を閉塞する集塵カバーと、前記母材の表面に亜鉛を噴射する噴射手段と、前記集塵カバー内の研磨廃材を回収する回収手段とを具備するので、前記母材の表面の素地調整と並行して該母材の表面に亜鉛を含有する非連続的な固着層が形成され、戻り錆の発生が抑制されることで、１回あたりの処理面積を増大させることができると共に、前記研磨廃材が周囲に飛散するのを防止でき、作業効率の向上を図ることができる。

又本発明によれば、噴射手段により母材の表面に亜鉛粒子を噴射する工程と、研削手段により亜鉛粒子が吹付けられた前記母材の表面を研削する工程とを有するので、前記研削手段による研削と同時に亜鉛粒子が前記母材の表面に転写され、形成される亜鉛を含有する非連続的な固着層により戻り錆の発生が抑制されることで１回あたりの処理面積を増大させることができ、作業効率の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る電動工具の斜視図である。 本発明の実施例に係る電動工具の側面図である。 本発明の実施例に係る電動工具の研削部を示す側断面図である。 本発明の実施例に係る亜鉛噴射機構を示す概略構成図である。 素地調整を行う際に亜鉛粒子を使用しない場合と使用する場合の、母材の表面の比較結果を示す説明図である。 前記亜鉛噴射機構の変形例を示す概略構成図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１〜図４に於いて、本発明の実施例に係る電動工具１について説明する。

該電動工具１は、把持部２と該把持部２の先端部に設けられた研削部３により構成されている。先ず、該研削部３について説明する。

該研削部３は、下端が開口する中空円板状の集塵カバー４を有している。該集塵カバー４は有天で金属製の硬性カバー５と、該硬性カバー５の下端より下方に延出する円筒状で軟性ゴム等の軟性樹脂製の軟性カバー６により構成され、前記集塵カバー４の内部に研削空間７が形成される。

又、前記硬性カバー５の天井面中心には円筒状の支持部８が前記硬性カバー５と同心に固着され、該支持部８内に挿通された回転軸９が前記硬性カバー５を回転自在に貫通しており、前記回転軸９の周囲には吸引流路１０が形成されている。前記硬性カバー５の天井の前記回転軸９の周囲には、前記吸引流路１０と前記研削空間７とを連通させる吸引口１１が複数設けられている。

又、前記回転軸９の下端には円板状の砥石ホルダ１２が設けられ、該砥石ホルダ１２の下面には研削砥石１３が設けられており、該研削砥石１３は前記砥石ホルダ１２より大径で、周縁下面はＲ面取り形状をした円板となっている。前記回転軸９と前記砥石ホルダ１２と前記研削砥石１３とは、該研削砥石１３の下方より螺入されたボルト等の固着具１４により一体に固着され、前記把持部２に内蔵されたモータ（図示せず）により前記回転軸９と前記砥石ホルダ１２と前記研削砥石１３とが一体に回転される様になっている。

尚、図３に示される様に、該研削砥石１３の下面中心、即ち前記固着具１４の螺入部には凹部１５が形成されており、前記固着具１４の頭が前記研削砥石１３の下面より突出しない様になっている。又、前記研削砥石１３は、前記集塵カバー４の下面より突出しない様になっている。

又、前記研削部３には、前記把持部２に沿って延出し、前記集塵カバー４に沿って下方にクランク状に屈曲し、更に前記研削砥石１３の下面に沿って平行に延出し、前記凹部１５を超え、前記研削砥石１３の近傍に達する亜鉛粒子噴射ノズル１６が設けられている。

該亜鉛粒子噴射ノズル１６の先端部には、先端に向って順次縮径する噴射部１７が形成され、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６の基端部はゴム等屈撓可能なホース１８の一端が接続されている。該ホース１８の他端は、図４に示される様な、亜鉛粒子噴射機構１９に接続されており、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６と前記ホース１８と前記亜鉛粒子噴射機構１９とで噴射手段が構成される。

該亜鉛粒子噴射機構１９は、圧力タンク２１と、圧縮空気送給管２２から構成されている。該圧縮空気送給管２２は図示しない圧縮空気供給源に接続されると共に、途中で二股に分岐している。分岐した前記圧縮空気送給管２２の一方の送給管２２ａは前記圧力タンク２１の上部に接続され、他方の送給管２２ｂには前記ホース１８が接続される。

前記圧力タンク２１は下部が漏斗状（倒立円錐状）であり、下端が前記他方の送給管２２ｂの中途部と接続されている。又、前記圧力タンク２１内には所定粒径、例えば粒径７μｍの亜鉛粒子が貯留されており、前記圧縮空気送給管２２に圧縮空気が導入された際には、一部が前記圧力タンク２１内に導入されることで、該圧力タンク２１内の亜鉛粒子が前記他方の送給管２２ｂ内に押出され、前記圧力タンク２１に導入されなかった残りの圧縮空気により亜鉛粒子が送給される様になっている。

前記把持部２には、該把持部２の内部を挿通し、前記吸引流路１０と連通する配管（図示せず）が設けられ、該配管は吸引ホース２３に接続されている。該吸引ホース２３は図示しない吸引装置及び集塵タンクと接続され、前記吸引装置により吸引されることで前記吸引口１１を介して前記研削空間７内を吸引し、該研削空間７内を負圧にする様になっている。尚、前記吸引流路１０と、前記吸引口１１と、前記吸引ホース２３と、前記吸引装置と、前記集塵タンクとで回収手段が構成される。

又、前記把持部２には研磨スイッチ２４と噴射スイッチ２５が設けられており、前記研磨スイッチ２４を作動させることで前記回転軸９を介して前記研削砥石１３が回転すると共に、前記噴射スイッチ２５を押圧することで、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６より亜鉛粒子が噴射する様になっている。

次に、前記電動工具１を用いて母材２６の素地調整を行う場合について説明する。

該母材２６の素地調整を行う際には、先ず前記研磨スイッチ２４を作動させ、前記研削砥石１３を回転させると共に、図示しない吸引装置を作動させる。

次に、前記母材２６の表面と前記研削砥石１３の周面とが略平行となる様、前記母材２６の表面に対して前記電動工具１を所定角度範囲、例えば１５°〜２０°程度傾けた状態で、前記電動工具１を前記母材２６に近づけ、前記噴射スイッチ２５を押下し、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６より母材２６の表面に向って亜鉛粒子を噴射させる。

亜鉛粒子が前記母材２６の表面に噴射された状態で、前記研削砥石１３を前記母材２６に接触させ押圧することで、該母材２６の表面が研磨される。尚、前記研削砥石１３を前記母材２６に近づけた際には、前記軟性カバー６が変形し、研磨を妨げない様になっている。

この時、前記研削砥石１３により研磨される前記母材２６の表面には、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６より亜鉛粒子が吹付けられており、亜鉛粒子を巻込む様に前記研削砥石１３が前記母材２６の表面を研磨することで、前記母材２６の表面の錆等が取除かれて素地調整が行われると共に、亜鉛粒子が転写され、前記母材２６の表面に亜鉛を含有する非連続的な固着層が形成される。

転写されなかった亜鉛粒子、及び前記研削砥石１３の研磨により前記母材２６の表面より除去された錆等の異物からなる研磨廃材は、前記吸引口１１を介して吸引され、前記吸引流路１０、前記吸引ホース２３を通って図示しない集塵タンクに貯留される。尚、回収した研磨廃材より、フィルタ等により亜鉛粒子を分離させることで、回収した亜鉛粒子を再利用することができる。

又、研磨廃材より分離された亜鉛粒子を前記圧力タンク２１内に回収する等、亜鉛粒子を再度噴射可能となる様回収し、亜鉛粒子の噴射、回収を繰返し行うことで、前記電動工具１による素地調整を連続的に行うことができる。

この時、前記研削砥石１３は露出しない様前記集塵カバー４で囲繞されているので、前記研削空間７に飛散した錆や亜鉛粒子等の研磨廃材は周囲に飛散ることなく前記吸引口１１より吸引される。

図５は、該母材２６の表面を前記研削砥石１３のみで素地調整を行った場合と、亜鉛粒子を前記母材２６の表面に噴射した状態で前記研削砥石１３により前記母材２６の素地調整を行った場合について、それぞれ設置初期と３日後の前記母材２６の表面の戻り錆の状態を比較した図である。尚、図５中、前記母材２６の表面の戻り錆の状態を、ＪＩＳ Ｋ ５６００−８−３によりＲｉ＝０〜Ｒｉ＝５の６段階で評価している。

前記母材２６の表面に亜鉛粒子を噴射せず、前記研削砥石１３のみにより前記母材２６の素地調整を行った場合には、３日後の該母材２６の表面の錆の状態はＲｉ＝５となり、大量に戻り錆が発生しているのが分る。

一方、前記母材２６の表面に亜鉛粒子を噴射し、亜鉛粒子を巻込む様に前記研削砥石１３により前記母材２６の表面を研磨した場合には、３日後の該母材２６の表面の錆の状態はＲｉ＝３となり、前記研削砥石１３のみにより素地調整を行った場合よりも発生した戻り錆の量が低減している。

以上の比較結果により、前記母材２６の表面に亜鉛粒子を噴射し、噴射した状態で前記研削砥石１３による研磨を行い、前記母材２６上に亜鉛を含有する非連続的な固着層を形成させることで戻り錆の発生が抑制されているのが分る。

上述の様に、本実施例では、前記母材２６の素地調整を行う際に、前記亜鉛粒子噴射ノズル１６より前記母材２６の表面上に亜鉛粒子を噴射し、噴射した亜鉛粒子を巻込む様に前記母材２６の研磨を行うことで、素地調整と並行して該母材２６の表面に亜鉛粒子が転写されて亜鉛を含有する非連続的な固着層が形成され、前記母材２６の表面に発生する戻り錆を抑制することができる。

従って、該母材２６の素地調整を行う際、本実施例を適用することで、１回あたりの処理面積を増大させることができるので、作業効率が向上し、作業時間の短縮及び作業労力の低減を図ることができる。

又、本実施例の前記電動工具１は、従来の電動工具に前記亜鉛粒子噴射ノズル１６を追加するだけで実施可能であるので、既存の電動工具に安価に実施することができる。

尚、本実施例では、前記亜鉛粒子噴射機構１９を圧縮空気により亜鉛粒子を押出す構成としているが、図６に示される様な、前記圧力タンク２１と前記圧縮空気送給管２２との合流部分をエジェクタ部２７とし、該エジェクタ部２７の作用により亜鉛粒子を噴射する構造としてもよい。

又、本実施例では、素地調整を行う際に、前記母材２６の表面に対して前記電動工具１を傾けてから前記噴射スイッチ２５を押下し、亜鉛粒子を噴射させる構造となっているが、前記電動工具１に接触式又は非接触式の角度検出センサを設け、該角度検出センサが前記母材２６の検出と、該母材２６の表面と前記研削砥石１３（該研削砥石１３の回転面）との角度を検出し得る様にし、該研削砥石１３の前記母材２６の表面に対する設定角度範囲、例えば１５°〜２０°を予め設定し、前記角度検出センサの検出角度が設定角度範囲であるか否かにより、前記噴射スイッチ２５の作動が有効又は無効となる構造とすることで、該噴射スイッチ２５を誤って押下し、亜鉛粒子を周囲に飛散らせるのを防止することができる。

１ 電動工具
２ 把持部
３ 研削部
４ 集塵カバー
９ 回転軸
１３ 研削砥石
１６ 亜鉛粒子噴射ノズル
１８ ホース
１９ 亜鉛粒子噴射機構
２６ 母材

Claims (3)

1. 母材の表面を研削する周縁下面がＲ面取りされた円板状の研削砥石と、該研削砥石により研削される前記母材の周囲を閉塞する集塵カバーと、前記母材の表面に亜鉛粒子を噴射するノズルと、前記集塵カバー内の研磨廃材を回収する回収手段とを具備し、研削時には前記母材の表面と前記周縁下面との間に隙間が形成され、前記ノズルによる前記隙間への亜鉛粒子の噴射と同時に、前記研削砥石の周面で前記母材の表面を研削する様構成したことを特徴とする電動工具。
2. 母材の表面を研削する研削手段と、該研削手段により研削される前記母材の周囲を閉塞する集塵カバーと、前記母材の表面に亜鉛粒子を噴射する噴射手段と、前記集塵カバー内の研磨廃材を回収する回収手段と、前記噴射手段を作動させるスイッチと、前記母材の表面に対する前記研削手段の角度を検出するセンサとを具備し、該センサは検出角度に基づき前記スイッチの作動を有効又は無効とし、前記センサの検出角度が設定角度範囲内の場合に前記スイッチを有効とすることを特徴とする電動工具。
3. 母材の表面とＲ面取りされた円板状の研削砥石の周縁下面との間に形成される隙間にノズルが亜鉛粒子を噴射する工程と、亜鉛粒子の噴射と同時に前記周縁下面で前記母材の表面を研削する工程とを有することを特徴とする素地調整方法。