JP7059805B2 - 吹付塗装システムおよび吹付塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、吹付塗装システムおよび吹付塗装方法に関する。

工場建屋などの大型構造物において壁や天井などを再塗装する場合、事前の下地処理の工程と塗膜生成の工程とが実施される。下地処理では、例えば高圧水を吹き付けることによって、塗装面の汚れや錆などを除去する。塗膜生成では、例えば塗料を含む塗液を吹き付けることによって、塗装面に塗膜を生成する。通常の場合、これらの工程は足場に乗った作業員の手で実施されるが、特に塗装面が高所にある場合には足場の組立および解体の作業量が膨大になり、塗装そのものの作業量を上回ることも多かった。

この点に関し、特許文献１および特許文献２には、回転翼を有する飛翔機を用いて塗装を行うことができることが記載されている。飛翔機を用いて塗装を行うことによって、作業員が乗るための足場が必要なくなれば、足場の組立および解体にかかる膨大な作業量を削減できる。しかしながら、これらの文献には、例えば上述したような下地処理および塗膜生成のような塗装の具体的な工程については言及がなく、従ってこれらの文献の記載から飛翔機を用いて足場を不要とした塗装工程を実現することは現実的ではない。

特開２０１７－１７１０３２号公報 特開２０１７－３９３３４号公報

例えば、飛翔機を含む自己推進機を用いて塗装を行う場合の実際的な問題として、プロペラが発生させる気流が塗液の噴射流に影響を与え、塗装面に生成される塗膜が乱れる場合がある。プロペラを小さくすれば問題は解決するが、自己推進機が塗液のタンクも搭載している場合にはその重量を支持するために大きな揚力を得る必要があり、プロペラを小さくすることは難しい。塗液のタンクを地上に配置し、そこから供給管を延ばして自己推進機に塗液を供給することも考えられるが、供給管の重量は自己推進機が支持するため、プロペラが小さい自己推進機では供給管の長さが限られ、飛行可能であるにも関わらず施工可能な範囲が狭くなってしまう。

そこで、本発明は、空気推力装置を用いることによって噴射装置を任意の作業位置に容易に移動させることが可能な吹付システムにおいて、空気推力装置の大きさを抑制して噴射流への気流の影響を低減することが可能な、新規かつ改良された自己推進式吹付機および吹付方法を提供することを目的とする。

本発明のある観点によれば、第１の空気推力装置と、作業面に流体を吹き付けること可能な噴射装置とを備える第１の自己推進機、および第２の空気推力装置と、第１の自己推進機に流体を供給する第１の供給管とを備える第２の自己推進機を含む吹付システムが提供される。第２の自己推進機は、流体の供給源に接続される第２の供給管をさらに備えてもよく、あるいは第１の供給管に接続された流体の供給源を自ら備えてもよい。
上記の構成によれば、噴射装置を備える第１の自己推進機とは別の第２の自己推進機から第１の供給管を介して流体が供給される。これによって、第１の自己推進機が備える第１の空気推力装置の大きさを抑制し、噴射装置による流体の噴射流への気流の影響を低減することができる。

上記の吹付システムは、第２の自己推進機が第２の供給管を含む場合に、第３の空気推力装置と、前記流体の供給源を前記第２の供給管に接続する第３の供給管とを備える第３の自己推進機をさらに含んでもよい。
この場合、第３の供給管を備える第３の自己推進機が流体の供給源からの供給管の重量の一部を支持することによって、供給管を延伸することがさらに容易になる。

上記の吹付システムにおいて、第２の自己推進機は、前記第１の自己推進機に電力を供給する電力供給手段をさらに備えてもよい。
この場合、流体の供給のための装置構成だけではなく、電力の供給のための装置構成についても第２の自己推進機に搭載できることによって、第１の自己推進機が備える第１の空気推力装置の大きさをさらに抑制することができる。

上記の吹付システムを用いた吹付方法は、第１の自己推進機を第１の空気推力装置が発生させる推力によって作業面の近傍まで移動させるとともに、第２の自己推進機を第２の空気推力装置が発生させる推力によって第１の自己推進機から所定の距離の位置まで移動させる工程と、第１の供給管を用いて第１の自己推進機に流体を供給する工程と、第１の自己推進機を第１の空気推力装置が発生させる推力によって作業面に沿って移動させるとともに、第２の自己推進機を第２の空気推力装置が発生させる推力によって所定の距離を維持して移動させる工程とを含む。
噴射装置を備える第１の自己推進機が第１の空気推力装置の発生させる推力で飛行して作業面の近傍まで移動できることによって、作業面が高所にある場合であっても足場が不要になる。第１の自己推進機が作業面に沿って飛行して移動できることによって、作業面上の障害物や凹凸についても対応することが容易になる。第２の自己推進機が第１の自己推進機との間の所定の距離を維持して移動することによって、噴射装置による流体の噴射流への気流の影響を低減しつつ、継続して吹き付けを実施することができる。

以上で説明したように、本発明によれば、空気推力装置を用いることによって噴射装置を任意の作業位置に容易に移動させることが可能な吹付システムにおいて、空気推力装置の大きさを抑制して噴射流への気流の影響を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。 図１に示された吹付機の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。図１に示されるように、吹付システム１は、吹付機１０（第１の自己推進機）と、中継機２０（第２の自己推進機）と、固定配置ユニット３０とを含む。吹付機１０は、プロペラ１１（第１の空気推力装置）と、作業面Ｗに塗料を含む塗液（本実施形態における流体の例）を吹き付けることが可能なノズル１２（噴射装置）とを備える。中継機２０は、プロペラ２１（第２の空気推力装置）と、吹付機１０に接続される供給管２２（第１の供給管）と、固定配置ユニット３０に接続される供給管２３（第２の供給管）と、供給ポンプ２４とを備える。固定配置ユニット３０は、塗液タンク３１（流体の供給源）と、圧送ポンプ３２とを含み、供給管２３は塗液タンク３１を供給管２２に接続する。なお、吹付機１０の構成については図２を参照して後述する。

吹付システム１では、塗液タンク３１から供給管２３を介して中継機２０に塗液が供給され、中継機２０から供給管２２を介して吹付機１０に塗液が供給される。ここで、供給管２３の重量は中継機２０が支持するため、供給管２３を延伸しても吹付機１０が支持する重量は増加せず、従って吹付機１０のプロペラ１１を大きくすることなく供給管２３を延伸することが可能である。供給管２３を延伸することによって、より高所の、またはより広い範囲での塗装工程が、固定配置ユニット３０を移動させずに実施することができる。

また、吹付システム１では、塗液タンク３１から供給される塗液が圧送ポンプ３２によって中継機２０まで圧送され、中継機２０で一旦減圧された後に供給ポンプ２４を用いて所定の圧力まで加圧されて、吹付機１０に供給される。これによって、圧送ポンプ３２で吹付機１０の高さに応じて圧送の圧力を変動させなくても、吹付機１０にほぼ一定の圧力で塗液を供給することができる。供給される塗液の圧力がほぼ一定であることによって、ノズル１２から吹き付けられた塗液によって作業面Ｗに均一な塗膜を生成することができる。本実施形態では、供給ポンプ２４についても吹付機１０ではなく中継機２０に搭載することが可能であるため、この点でも吹付機１０が支持する重量が低減されている。

さらに、塗液だけではなく、吹付機１０のプロペラ１１などを駆動するための電力が、中継機２０から吹付機１０に供給されてもよい。この場合、中継機２０は、供給管２２に併設され、吹付機１０に電力を供給する電力線（電力供給手段）をさらに備える。電力は、例えば中継機２０に搭載されるバッテリーから供給されてもよいし、供給管２３に併設され、固定配置ユニット３０に含まれる電源に接続される電力線を介して中継機２０に供給されてもよい。固定配置ユニット３０から電力を供給する場合、電力のロスを少なくするためには電力線を太くする必要があるが、その分電力線の重量も大きくなる。本実施形態では、固定配置ユニット３０からの電力線の重量を中継機２０が支持するため、固定配置ユニット３０から電力を供給する選択肢も選択しやすい。

図２は、図１に示された吹付機の斜視図である。図２に示されるように、吹付機１０は、マルチローターを構成し、吹付機１０を上昇、加工、前進、後進、および旋回させるための推力を発生させるプロペラ１１Ａ～１１Ｄ（空気推力装置）と、作業面Ｗに塗液を吹き付けることが可能なノズル１２（噴射装置）とを備える。図示された例において、吹付機１０は、さらに、制御装置（図示せず）などが収容されるコンテナ１４と、吹付機１０の各部を互いに連結するフレーム１５とを備える。さらに、吹付機１０は、ノズル１２から噴射された塗液の飛散防止のためのカバー（図示せず）などを備えてもよい。

本実施形態では、上述のように吹付システム１が吹付機１０に加えて中継機２０を含むため、吹付機１０は上記のような塗液の吹付のための最低限の装置構成と、中継機２０に接続される供給管２２の重量の約半分を支持すればよい。従って、吹付機１０のプロペラ１１Ａ～１１Ｄは、例えば中継機２０がない場合に比べて小さくすることが可能であり、それによってノズル１２から吹き付けられる塗液の噴射流への気流の影響を小さくすることができる。また、プロペラ１１Ａ～１１Ｄを含む吹付機１０全体を小さくできることによって、より狭い空間にも進入することが可能になり、吹付システム１を用いて施工可能な範囲を広げることができる。

（吹付方法）
上記のような吹付システム１を用いた吹付方法は、例えば塗装の塗膜生成処理の工程において実施され、吹付機１０をプロペラ１１が発生させる推力によって作業面Ｗの近傍まで移動させるとともに、中継機２０をプロペラ２１が発生させる推力によって吹付機１０から所定の距離の位置まで移動させる工程と、供給管２２を用いて中継機２０から吹付機１０に塗液を供給する工程と、吹付機１０をプロペラ１１が発生させる推力によって作業面Ｗに沿って移動させるとともに、中継機２０をプロペラ２１が発生させる推力によって吹付機１０から所定の距離を維持して移動させる工程とを含む。

ここで、所定の距離は、供給管２２の長さ以下であり、かつプロペラ２１が発生させる気流がノズル１２による塗液の噴射流に与える影響が無視できる程度の距離である。中継機２０と吹付機１０との間でこのような距離が維持されることによって、ノズル１２による塗液の噴射流への気流の影響を低減し、作業面Ｗに生成される塗膜の乱れを抑えることができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。図３に示されるように、吹付システム２は、吹付機１０（第１の自己推進機）と、中継機４０（第２の自己推進機）とを含む。第１の実施形態との違いとして、本実施形態では、中継機２０が供給管２２（第１の供給管）に接続された塗液タンク４１（流体の供給源）を備える。本実施形態では、中継機２０に塗液タンク４１（流体の供給源）が備えられるため、塗液の供給に関して固定配置ユニットは不要である。それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複した説明は省略する。

吹付システム２では、固定配置ユニットからの供給管の長さに制約されることなく、より高所の、またはより広い範囲での塗装工程を実施することができる。中継機４０に塗液タンク４１を搭載することによって、吹付機１０のプロペラ１１を大きくすることなく塗液タンク４１の容量を大きくし、例えばより長時間の塗装工程を連続して実施することができる。

（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る吹付システムの構成を示す図である。図４に示されるように、吹付システム３は、吹付機１０（第１の自己推進機）と、中継機２０（第２の自己推進機）と、追加の中継機５０（第３の自己推進機）と、固定配置ユニット３０とを含む。第１の実施形態との違いとして、本実施形態では、追加の中継機５０がプロペラ５１（第３の空気推力装置）と、供給管５２（第３の供給管）とを含む。追加の中継機５０が備える供給管５２は、固定配置ユニット３０の塗液タンク３１（流体の供給源）を中継機２０が備える供給管２３（第２の供給管）に接続する。それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため重複した説明は省略する。

吹付システム３では、塗液タンク３１から供給管５２を介して追加の中継機５０に塗液が供給され、追加の中継機５０から供給管２３を介して中継機２０に塗液が供給され、さらに中継機２０から供給管２２を介して吹付機１０に塗液が供給される。供給管５２の重量は追加の中継機５０が支持するため、供給管５２を延伸しても中継機２０が支持する重量は増加しない。従って、本実施形態では、例えば中継機２０が単独で固定配置ユニット３０までの供給管を支持する場合に比べて供給管を長くすることが可能である。これによって、塗装工程を実施可能な高さ、または範囲を拡大することができる。あるいは、例えば第１の実施形態と同様の供給管の長さで十分であるような場合でも、供給管の重量を中継機２０と追加の中継機５０とで分散して支持することによって中継機２０のプロペラ２１をより小さくし、中継機２０と吹付機１０との間隔を短くしても塗液の噴射流への気流の影響が生じにくくすることもできる。

（その他の実施形態）
本発明では、上述した実施形態の他にも、様々な実施形態が可能である。例えば、第３の実施形態において、２機以上の追加の中継機５０を配置してもよい。この場合、それぞれの追加の中継機５０が備える供給管５２が、塗液タンク３１を中継機２０の供給管２３に接続する第３の供給管として機能する。また、第２の実施形態において、中継機２０と吹付機１０との間に第３の実施形態で説明したような追加の中継機５０を配置してもよい。また、第１～第３の実施形態において、中継機２０に２機以上の吹付機１０を接続したり、追加の中継機５０に吹付機１０とは別の吹付機を接続したり、吹付機１０に別の吹付機を接続したりしてもよい。

また、上記の実施形態では吹付システムを作業面Ｗに塗料を含む塗液を吹き付ける塗膜生成の工程に利用したが、流体として塗液に代えて高圧水を吹き付けるようにして、下地処理の工程に吹付システムを利用することも可能である。さらに、吹付システムは、塗装工程に限らず、作業面Ｗに流体を吹き付ける各種の工程において利用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１，２，３…吹付システム、１０…吹付機、１１，２１，５１…プロペラ、１２…ノズル、２０，４０…中継機、２２，２３，５２…供給管、２４…供給ポンプ、３０…固定配置ユニット、３１，４１…塗液タンク、３２…圧送ポンプ、５０…追加の中継機、Ｗ…作業面。

Claims (6)

1. 大型構造物の吹付塗装システムであって、
   第１の空気推力装置と、作業面に下地処理または塗膜生成を行うことが可能な噴射装置とを備える第１の自己推進機、および
   第２の空気推力装置と、前記第１の自己推進機に塗液または高圧水を供給する第１の供給管とを備える第２の自己推進機
   を含む吹付塗装システム。
2. 前記第２の自己推進機は、
   前記塗液の供給源を前記第１の供給管に接続する第２の供給管と、
   前記塗液を一旦減圧した後に所定の圧力まで加圧して前記第１の自己推進機に供給するための供給ポンプと
   をさらに備える、請求項１に記載の吹付塗装システム。
3. 第３の空気推力装置と、前記塗液の供給源を前記第２の供給管に接続する第３の供給管とを備える第３の自己推進機をさらに含む、請求項２に記載の吹付塗装システム。
4. 前記第２の自己推進機は、前記第１の供給管に接続された前記塗液または高圧水の供給源をさらに備える、請求項１に記載の吹付塗装システム。
5. 前記第２の自己推進機は、前記第１の自己推進機に電力を供給する電力供給手段をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吹付塗装システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の吹付塗装システムを用いた吹付塗装方法であって、
   前記第１の自己推進機を前記第１の空気推力装置が発生させる推力によって前記作業面の近傍まで移動させるとともに、前記第２の自己推進機を前記第２の空気推力装置が発生させる推力によって前記第１の自己推進機から所定の距離の位置まで移動させる工程と、
   前記第１の供給管を用いて前記第１の自己推進機に前記塗液または高圧水を供給する工程と、
   前記第１の自己推進機を前記第１の空気推力装置が発生させる推力によって前記作業面に沿って移動させるとともに、前記第２の自己推進機を前記第２の空気推力装置が発生させる推力によって前記所定の距離を維持して移動させる工程と
   を含む吹付塗装方法。

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