JP7086999B2 - 遠距離操作スプレー装置 - Google Patents

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Description

本発明は、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用等のスプレー装置の噴射ノズルを遠隔地からの作動指令により押下するための装置に関し、特に、簡易的な構造で押下するために必要な押圧力を容易に得るとともに、装置自体の軽量化を図ることで、飛行体等に容易に搭載することを可能とした、遠距離操作スプレー装置に関する。
従来より、スプレー缶等を離れた位置から操作して噴射させるための技術が開発されている。特に、スプレー缶の噴射ノズルを押下するためにはある程度の押圧力が必要であり、そのような力を離れた位置からの操作でも容易に発生させるための技術が数多く開発され使用されている。
例えば、特開２０１６－１２７８０８号公報では、スプレー缶遠隔操作用の長柄であって、スプレー缶の噴射ボタンの位置とプッシャーの位置関係を操作過程でずれずに正確に保つ技術が開示されており、外パイプと、外パイプより長い内パイプの二重パイプからなる長柄にスプレー缶を取付け、長手方向の一部にまわり止めを設けた構造からなり、左右の手で外パイプ及び内パイプのそれぞれを把持し、内パイプを長手方向へ摺動する操作によりスプレーの噴射ボタンの開閉を行う構造が開示されている。
この技術によると、確かにスプレー缶の噴射ボタンを正確に押下する遠隔操作を行う事が可能となるが、噴射ボタンを押下するのに十分な押圧力を得るという観点からは構造的には不十分という問題点があった。また、遠隔操作は柄の長さが限度であり、更に遠く離れた場所ではスプレー缶の噴射ボタンを容易に押下することが出来ないという致命的な問題点があった。
また、特開２００８－１５５９９１号公報では、異なる噴射装置に対応したプッシュアームを遠隔支持棒に取付けた構造からなる、数種の異なる噴射装置のスプレー缶に対応して噴射を可能にした遠隔噴射操作棒に係る技術が開示されている。
この技術によると、遠隔操作によってあらゆるスプレー缶の噴射操作を行うことが可能となるが、上記と同様に、噴射ボタンを押下するのに十分な押圧力を充分に得られないという問題点や、棒の長さ以上に遠く離れた場所ではスプレー缶の噴射ボタンを容易に押下することが出来ないという問題点があった。
更に、特開２００４－７８３４５号公報では、遠隔操作で着色剤を噴射して犯人に着色剤を付着させる防犯噴射装置に関する技術であって、固定設置される本体と、本体の内側に取り付けられるスプレー缶と、本体に形成される透孔とからなり、スプレー缶の噴射口を開いて着色剤を噴射させるソレノイドを遠隔操作することによって、着色剤を本体のノズルから噴射する技術が開示されている。
この技術によれば、遠隔地からの操作でスプレーの噴射を行うことが可能となるが、スプレー缶が一定の箇所に固定される構造であるため、用途が限定されるという問題点があった。また、噴射ノズルを押下する力を得ることが可能となるが、少しの力で大きな押圧力を得ることが不可能であり、十分な押圧力を得るには不十分であった。
そこで、移動可能な移動体上にスプレー缶を搭載し、任意の場所で噴射可能とするとともに、噴射ノズルを押下するのに十分な力を発生し、更には飛行体等を含む様々な移動体に搭載可能とするために軽量化を図った遠距離操作スプレー装置の開発が望まれていた。
特開２０１６－１２７８０８号公報 特開２００８－１５５９９１号公報 特開２００４－７８３４５号公報
本発明の目的は、上記問題を解決するため、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用等のスプレー装置の噴射ノズルを遠隔地から操作して充分な押圧力を与えて押下するための装置であって、特に、簡易的な構造で押下するために必要かつ十分な押圧力を容易に発生するとともに、装置自体の軽量化を図ることで、飛行体等の移動体に容易に搭載することを可能とした、遠距離操作スプレー装置を提供することを目的とする。
有線または無線による操作可能な移動体に搭載する遠距離操作スプレー装置が、移動体に接続固定されたスプレーを装備したスプレー装置本体と、スプレーを固定保持するためのホルダと、前記スプレー装置本体上部に設置される前記スプレーを噴射するための噴射機構と、からなり、前記噴射機構は、前記スプレー装置本体に突設された噴射機構の土台となる基部と、前記基部に軸着され前記スプレーの噴射ノズルを押下する押下部と、前記基部に設置され押圧部の水平方向への押圧力を受ける受動部と、前記基部に設置され前記受動部を水平方向に押圧して移動させる押圧部と、からなり、前記基部は、前記スプレー装置本体の先方向へ水平に突出する状態で前記スプレー装置本体の上部に載置固定され、前記押下部は、前記噴射ノズルに略接した状態で前記基部の突端部分に上下に軸動自在に接続され、前記受動部は、前記押下部と一緒に軸動するように前記押下部の端部に押圧部方向へ前記押下部に対して４５度の傾斜角で固定設置され、押圧部は、前記基部上に傾斜角を付けて設置された前記受動部に向けて押圧可能となるように載置固定されるものであり、前記押圧部は、電源に接続されたソレノイドと、該ソレノイドへの電圧印加によって水平方向に押し出されるプッシュピンと、該押し出されたプッシュピンを反対方向へ引き戻すための開放用スプリングと、からなり、前記ソレノイドへの電圧印加による前記プッシュピンの押出および前記ソレノイドへの電圧非印加による開放用スプリングの引戻によって、前記受動部に向けた水平方向の押圧移動の付与／解放を行うものであり、前記押圧部の水平方向への押圧移動が前記受動部を押圧移動することにより、前記押下部が軸回転して前記噴射ノズルを垂直方向に押し下げる構成である。
また、前記遠距離操作スプレー装置は、噴射機構の押圧部の押圧動作を制御するための無線または有線で遠隔操作可能な制御部を装備した構成である。
また、前記スプレーは、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用の群から選択される一または複数のスプレーからなる構成である。
更に、前記移動体は、滑空飛行自在な飛行体からなる構成である。
本発明に係る遠距離操作スプレー装置は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．操作可能な移動体にスプレーを搭載する構成としたため、遠隔地でスプレー操作を行う事が可能となる。また、押圧部が受動部を水平に押圧した力を下方向への力に変換して押下部に伝達する噴射機構を設けたため、比較的弱い動力であってもスプレーの噴射ノズルを充分に押下する力を得ることが可能となる。
２．押圧部が、ソレノイドの励磁力によってプッシュピンによる押圧力を発生する構造としたため、動力を発生する機構の軽量化を図ることが可能となり、飛行体にスプレー装置を搭載することが可能となる。
３．受動部が押下部の端部に４５度の傾斜角で設置される構成としたため、効率よく、水平方向への押圧力を下方への力へ変換することが可能となる。
４．押圧部の押圧動作を無線または有線で制御する制御部を装備したため、遠隔地から噴射機構の動作の制御を行うことが可能となる。
５．スプレーとして、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用等を選択可能としたため、様々な用途に応じたあらゆるスプレーを遠隔操作する事が可能となる。
６．移動体を飛行体としたため、高い場所におけるスプレー処理を行うことが可能となる。
以下、本発明に係る遠距離操作スプレー装置を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る遠距離操作スプレー装置の側面図であり、図２は、遠距離操作スプレー装置の側面分解図である。図３は、制御部による処理を示すブロック図である。
本発明に係る遠距離操作スプレー装置１は、スプレー装置本体１００と、ホルダ２００と、噴射機構３００と、制御部４００とからなり、スプレー２０を装備した上で移動体１０に搭載し、噴射機構３００を遠隔操作することでスプレー２０の噴射処理を行う装置である。
遠距離操作スプレー装置１を搭載する移動体１０は、本実施例では、有線または無線により、移動体１０より離れた場所から操作可能な構成となっている。なお、移動体１０は、記憶手段と該記憶手段に記憶されたプログラムを読み取って移動体の移動手段を制御する演算装置とからなる自動操縦手段（図示せず）を搭載して、あらかじめプログラムされたルートを自動的に移動する構成とすることも可能である。
スプレー２０は、高圧ガス等を用いて液体を霧状に噴霧する装置であり、筒状の本体内部に収納した液体を、ガスの圧力によって、本体に装備されたノズルから噴射するものである。液体は、缶状の本体上部に装着されたボタンを押下することによって該ボタンの近傍に設けられるノズルから噴射される構成である。本実施例では、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用等のスプレーを任意に選択して装着使用することが可能であり、塗料、殺虫剤、洗浄剤等からなる液体を筒状の本体内部に収納して噴射するものであるが、これらに限定されるものではなく、その他各種のスプレーを利用することが可能である。
スプレー装置本体１００は、図１および図２に示すように、スプレー２０を装着して保持するとともに、移動体１０に接続固定される土台となる本体である。本実施例では、スプレー装置本体１００は軽量化を図るためプラスチック等樹脂製素材から構成されるが、これに限定されることはなく、軽い材質であれば、適宜選択して使用することが可能である。
ホルダ２００は、スプレー２０を固定保持するための部材であり、スプレー装置本体１００から延伸し、スプレー２０を左右および下から着脱自在に保持する。これにより、スプレー２０を安定して保持した状態で移動体１０に搭載することが可能となる。
噴射機構３００は、前記ホルダ２００を介して前記スプレー装置本体１００に固定設置されるもので、スプレー２０の噴射ノズル２２を押下して噴射するための機構であり、図１および図２に示すように、前記スプレー装置本体１００の上部に設置される。
噴射機構３００は、本実施例では、図１および図２に示すように、基部３１０と、押下部３２０と、受動部３３０と、押圧部３４０とからなる。基部３１０は、噴射機構３００の土台となる板状部材であり、スプレー装置本体１００の先方向へ水平に突出する状態でスプレー装置本体１００の上部に載置固定される。基部３１０は、軽量化を図るため軽い材質を用いることが望ましい。また、噴射機構３００の土台となるため、強度を有する材質で構成することが望ましい。
押下部３２０は、スプレー２０の噴射ノズル２２を押下するための部材であり、図１および図２に示すように、噴射ノズル２２に略接した状態で基部３１０に軸着される構成である。基部３１０は、先方へ水平に突出しており、押下部３２０は、該基部３１０の突端部分に軸動自在に接続される。
受動部３３０は、後述する押圧部３４０の水平方向への押圧力を受けるための部材であり、押下部３２０の端部３２２に固定設置される。本実施例では、受動部３３０は、軸動自在に基部３１０に設置される押下部３２０の端部３２２に設置されるため、押下部３２０と一緒に軸動する事となる。
押圧部３４０は、受動部３３０を水平方向へ押圧して移動させるための部材であり、図１および図２に示すように、基部３１０に受動部３３０に向けて押圧可能となるように載置固定される。
押圧部３４０は、基部３１０に固定されるとともに水平方向へ押圧移動の動作をすることにより、受動部３３０が水平方向への押圧力を受ける。受動部３３０は、基部３１０に軸着した押下部３２０に設置されているため、受動部３３０に対する水平方向への押圧力が、押下部３２０の軸回転によって下方向への力に変換される。すなわち、押圧部３４０の水平方向への押圧移動が受動部３３０を押圧移動することにより、押下部３２０が軸回転する。これにより、押下部３２０が噴射ノズル２２を垂直方向に押し下げる動作となり、スプレーが噴射される構成である。
この構造は、てこの原理に似て、左右運動を昇降運動に変換することにより、押し下げ力を充分に獲保できる構成でもある。
この構成とすることにより、押圧部３４０が直接噴射ノズル２２を押下するよりも大きな力で押下することが可能となり、小型で非力の押圧部３４０を使用した場合であってもスプレーの噴射ノズルを押下する力を得ることが出来、飛行体等に搭載可能な程度にスプレー装置本体１００の軽量化を図ることが可能となった。
押圧部３４０は、本実施例では、ソレノイドを用いた機構を使用した構成である。押圧部３４０は、より詳細には、図２に示すように、ソレノイド３４２と、プッシュピン３４４と、開放用スプリング３４６とからなる。
ソレノイド３４２は、電源に接続された銅線をコイル状に捲回した部材であり、通電することにより磁界が生じる構成である。また、プッシュピン３４４は、ソレノイド３４２への電圧印加によって水平方向に押し出される部材である。本実施例では、プッシュピン３４４は磁性体の可動鉄心を有しており、ソレノイド３４２に電流が流れることにより生じる磁気により、内部に設けられた磁気を帯びた固定鉄心に可動鉄心が吸い寄せられ、該方向にプッシュピン３４４が押し出される構成である。
開放用スプリング３４６は、ソレノイド３４２への通電を中断した際に、プッシュ状態のプッシュピン３４４を、プッシュ状態から反対へ引戻す方向に付勢するバネ状部材である。
本実施例では、押圧部３４０は、ソレノイド３４２への電圧印加によるプッシュピン３４４の押出およびソレノイド３４２への電圧非印加による開放用スプリング３４６の引戻によって、受動部３３０に向けた水平方向の押圧移動の付与／解放を行う構成である。この構成とすることにより、スプレー２０の噴射ノズル２２を押下するのに十分な動力を発生するとともに、該機構の軽量化を図ることが可能となった。
受動部３３０は、本実施例では、図１および図２に示すように、端部３２２に押下部３２０に対して４５度の傾斜角θで設置される構成である。この構成とすることにより、受動部３３０に対する水平方向の押圧力が確実かつ効率よく下方向への力に変換されることとなった。なお、本実施例では、傾斜角θは４５度としているが、これに限定されることはなく、押下部３２０の押下ストロークに応じて適宜変更することが可能である。
遠距離操作スプレー装置１は、本実施例では、図３に示すように、噴射機構３００の押圧部３４０の押圧動作を制御するための制御部４００を装備した構成である。制御部４００は、遠距離操作スプレー装置１の外部に設けられる指令部５００から送信される指令信号を受信する受信装置４１０と、受信した指令信号を解析して押圧部３４０に指令を出すソレノイドコントロール回路４２０とからなり、無線または有線で遠隔操作可能となっている。指令部５００は、ユーザからの操作による指令またはプログラムされた指令によってソレノイドのオン／オフの切替指令を出すソレノイド信号生成回路５１０と、該信号を制御部４００へ送信する送信装置５２０とからなる。この構成とすることにより、遠隔地から噴射機構の動作の制御を行うことが可能となった。
移動体１０は、本実施例では、滑空飛行自在な飛行体からなる構成である。この構成とすることにより、例えば高い場所など、かなり遠隔した場所であっても、スプレー処理を行うことが可能となり、さまざまな用途に用いることが可能となった。
本発明に係る遠距離操作スプレー装置の側面図 遠距離操作スプレー装置の側面分解図 制御部による処理を示すブロック図
１ 遠距離操作スプレー装置
１０ 移動体
２０ スプレー
２２ 噴射ノズル
１００ スプレー装置本体
２００ ホルダ
３００ 噴射機構
３１０ 基部
３２０ 押下部
３２２ 端部
３３０ 受動部
３４０ 押圧部
３４２ ソレノイド
３４４ プッシュピン
３４６ 開放用スプリング
４００ 制御部
４１０ 受信装置
４２０ ソレノイドコントロール回路
５００ 指令部
５１０ ソレノイド信号生成回路
５２０ 送信装置
θ 傾斜角

Claims (4)

  1. 有線または無線による操作可能な移動体(10)に搭載する遠距離操作スプレー装置(1)が、
    移動体(10)に接続固定されたスプレー(20)を装備したスプレー装置本体(100)と、スプレー(20)を固定保持するためのホルダ(200)と、前記スプレー装置本体上部に設置される前記スプレー(20)を噴射するための噴射機構(300)と、からなり、
    前記噴射機構(300)は、前記スプレー装置本体(100)に突設された噴射機構の土台となる基部(310)と、前記基部(310)に軸着され前記スプレー(20)の噴射ノズル(22)を押下する押下部(320)と、前記基部(310)に設置され押圧部(340)の水平方向への押圧力を受ける受動部(330)と、前記基部(310)に設置され前記受動部(330)を水平方向に押圧して移動させる押圧部(340)と、からなり、
    前記基部(310)は、前記スプレー装置本体(100)の先方向へ水平に突出する状態で前記スプレー装置本体(100)の上部に載置固定され、前記押下部(320)は、前記噴射ノズル(22)に略接した状態で前記基部(310)の突端部分に上下に軸動自在に接続され、前記受動部(330)は、前記押下部(320)と一緒に軸動するように前記押下部(320)の端部(322)に押圧部(340)方向へ前記押下部(320)に対して４５度の傾斜角(θ)で固定設置され、押圧部(340)は、前記基部(310)上に傾斜角を付けて設置された前記受動部(330)に向けて押圧可能となるように載置固定されるものであり、
    前記押圧部(340)は、電源に接続されたソレノイド(342)と、該ソレノイド(342)への電圧印加によって水平方向に押し出されるプッシュピン(344)と、該押し出されたプッシュピン(344)を反対方向へ引き戻すための開放用スプリング(346)と、からなり、前記ソレノイド(342)への電圧印加による前記プッシュピン(344)の押出および前記ソレノイド(342)への電圧非印加による開放用スプリング(346)の引戻によって、前記受動部(330)に向けた水平方向の押圧移動の付与／解放を行うものであり、
    前記押圧部(340)の水平方向への押圧移動が前記受動部(330)を押圧移動することにより、前記押下部(320)が軸回転して前記噴射ノズル(22)を垂直方向に押し下げることを特徴とする遠距離操作スプレー装置。
  2. 前記遠距離操作スプレー装置(1)は、噴射機構(300)の押圧部(340)の押圧動作を制御するための無線または有線で遠隔操作可能な制御部(400)を装備したことを特徴とする請求項１記載の遠距離操作スプレー装置。
  3. 前記スプレー(20)は、マーキング用、殺虫剤散布用、農薬散布用または洗浄剤塗布用の群から選択される一または複数のスプレーからなることを特徴とする請求項１記載の遠距離操作スプレー装置。
  4. 前記移動体(10)は、滑空飛行自在な飛行体からなることを特徴とする請求項１記載の遠距離操作スプレー装置。
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