JPH02190265A - 無足場壁面処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無足場壁面処理方法および装置に関し、大壁
面をもつ土木、建築物、大型石油タンク、サイロ、原発
リアクター収納容器等の鋼製あるいはコンクリート構造
物など建造物の壁面のリフレッシュのための下地処理工
事、ブラスト工事、塗装工事等の壁面処理工事を安全か
つ効率的に実施する技術に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、大型タンク、サイロ、原子力発電所収納容器、ビ
ルディングなどの建造物の塗装またはブラストなどの壁
面リフレッシユニ事は、建造物の周囲に足場を組み上げ
るかまたは建造物の屋上からゴンドラを吊下げ、作業者
が足場またはゴンドラに乗り、スプレーガンまたはプラ
ストヘッドなどを手に持って、壁面に向かい、手動ヘッ
ドの到達可能範囲の壁面を塗装またはブラスト施工して
順次移動していく方法によっていた。

以下ブラスト工事の場合を例にあげて、壁面処理につい
て述べる。

ブラスト装置は、第２図に示すようなバキュームブラス
ト方式のものが通常用いられる。この装置は、地上にブ
ラスト機ＩＯ、コンプレッサ１１、回収選別機１２、集
塵機１３、バキュームブロア１４の各機器を一個所にま
とめておき。

（これをバキュームブラスト機３と仮称する）、壁面１
などブラストすべき面にブラストヘッド１５を当て、こ
れに組込まれたブラストガン１６にコンプレッサー１１
で発生させた高速気流にブラスト材を乗せて送り込む、
ブラスト材はガンノズル先端から噴射し、次いでプラス
トヘッド１５に開口した吸気口１７から研削屑とともに
吸引して回収選別機１２に送り込まれる。再利用可能な
サイズのブラスト材は篩分けて、再度ブラスト機ＩＯの
方に回して使用する。これらの動作は自動的に行われる
。プラストヘッド１５は噴射ブラスト材および発生する
研削屑の飛散防止のために壁面とともに閉空間をなすよ
うに、半割りのチャンバ構造に作られており、壁面とチ
ャンバ半割り面の縁はシール１８が施されている。プラ
ストヘッド１５のブラストガン１６の人口と吸気口１７
の出口はそれぞれブラスト機１０のブラスト材供給出口
および回収選別機１２の入口とブラストホス４およびバ
キュームホース５で連結されている０作業者はプラスト
ヘッド１５を壁面に押しつけて移動しながらプラストヘ
ッド１５の近傍に装着している手元操作スイッチ（図示
せず）により吸引開始、ブラスト開始、ブラスト停止、
吸引停止の操作を繰り返してブラスト作業する。プラス
トヘッド１５にはブラストをある面積内で均一に行うた
めに、ノズル揺動機構（図示せず）が組込まれている。

これも手元スイッチによりＯＮ／　ＯＦＦ可能である。

〔発明が解決しようとする課屈］ このようなブラスト装置の地上部の装置は完全とはいえ
ないまでもで既に自動化されているため、特に改善すべ
き大きな問題点はないが、スプレーガンやブラストヘッ
ドを足場やゴンドラに乗った作業者が操作するというと
ころに下記の問題点がある。

（１）　　高所作業であるため転落、墜落事故の危険性
をはらむ。また有機溶剤を用いることによる問題とか、
風量、日照等による気候的な寒暖の変化など厳しい作業
環境による労働衛生上の問題及び人力による移動のため
シールの離脱により粉塵または塗料等が大気中に飛散す
る公害上の問題がある。

（２）　作業者の熟練度により仕上面の品質にむらがで
きる。

（３）　人力操作のため、スプレーガンやブラストヘッ
ドをある程度以上太き（することができず、また大型の
ものは一人で操作することができない。

（４）　能率を上げようとすると手動ヘッドを増やすし
か方法がなく、人件費及び設備費がかさむ。

（５）　足場仮設、撤去に処理工事以上の費用がかかる
こともあるのに加え安全上重大な危険がある。

［課題を解決するための手段］ 壁面自走ロボットが近年数多（提案されている。本発明
者らはこれらのロボットのうち適切なものを選択し、こ
れに改造を加えて大型化し、上記に説明したブラストヘ
ッドその他塗装装置などの壁面処理装置を好適に搭載し
、あるいはロボットと一体化することにより、ブラスト
ヘッド等の大型化を図ることができ、能率向上が期待で
きること、無足場ブラスト及び塗装作業が可能であるこ
とに着目し、鋭意検討実験を繰返して本発明を完成する
に至った。

すなわち、本発明の無足場壁面処理方法は、第１図に示
すように、処理を施すべき鋼製あるいはコンクリート壁
ｌの上部壁面にガイドフレーム受けを取付けてこれにガ
イドフレーム２１を架設し、このガイドフレーム２１に
横行台車６を仮設し、これを横行により所定位置に停止
させ、この横行台車６より壁面吸着自走式の塗装ヘッド
またはブラストヘッドなどの壁面処理装置２をこの台車
６に固定した揚速可変ウィンチ７でローブ８を介して懸
垂し、この自走壁面処理装置２の昇降速度と、ウィンチ
７による揚速を同期させながら。

壁面処理装置２を壁面ｌを縦走行させ塗装またはブラス
トなどの壁面処理を行うことを特徴とするものである。

また本発明方法を好適に実施する装置は、次の装置によ
って構成される。

（イ）横行台車： 壁面上部に設けたガイドフレームに係止して横行自走す
る。この台車には揚速可変なウィンチを備える。このウ
ィンチは前記壁面自走ロボットの昇降速度と一致させる
制御機能を有する。

（ロ）自走ヘッド（壁面処理装置）： 自走ヘッドは壁面塗装の場合とブラスト作業の場合とで
は異なったものを用いる。自走ヘッドは横行台車から吊
下げられている壁面自走ロボットと一体になって、壁面
自走ロボットは真空吸着左右クローラ走行方式であって
、吸着力およびクローラ回転数が可変でかつ自動方向修
正機能を有する。ブラスト装置はこのロボットにノズル
揺動装置および水平方向移動レシプロ装置つきブラスト
ガンおよび排気口（使用済ブラスト材の回収機能あり）
および壁面接触開口部の周縁にシール機構を有するバキ
ュームブラストヘッドを搭載している。塗装装置は水平
方向移動レシプロ装置付スプレーガンと余剰塗料を吸引
するフィルターつきフードと防爆型排風機を有する塗装
ヘッドをロボットと一体化したものである。

（ハ）地上装置ニ ブラスト装置ではバキュームブラスト機であり、塗装装
置では塗料供給装置である。

（ニ）地上装置と自走ヘッド間を連絡する連絡媒体とし
てはブラスト装置ではブラストホース、バキュームホー
スおよび電動操作ケーブルであり。

塗装装置では塗料輸送ホース、圧縮空気ホース及び電動
操作ケーブルである。

［作用１ 本発明によれば、建造物の壁面処理において人力による
高所作業を排除して自動的に処理を行うことができ、足
場等を不要とし、安全、迅速、能率的に塗装、ブラスト
などの壁面処理を行うことができる。

〔実施例］ 以下図面によって本発明の詳細な説明する。まず、ブラ
スト処理について述べる。第１図は本発明方法を実施中
の壁面処理の概念図であって、壁面ｌに沿って自走ヘッ
ド（壁面処理装置）２が縦走行している。地上には公知
のバキュームブラスト８１３が設置され自走ヘッド（壁
面処理装置）２とブラストホース４およびバキュームホ
ース５及び電動操作ケーブルで連結されている。壁面１
の上部には横行台車６が設置され、これに固定した揚速
可変なウィンチ７のローブ８により自走ヘッド２を懸垂
し、自走ヘッド２の荷重を支えると共にその走行速度に
揚速を同期させる。同期させる必要性は、ローブ８が緩
んだ場合とか、壁面の段差や凹凸により自走ヘッド２の
クローラ４１あるいはブラストヘッドの吸着が破れて落
下あるいはブラスト材の吹出し飛散した場合、またロー
ブ８の張力が大きすぎた場合に、自走ヘッド２を引張り
過ぎることとなり壁面の破損やクローラまたはブラスト
ヘッドのシールの破損のおそれがあるからである。同期
させる方法は公知の各種制御機能の何れかを用いればよ
い。例えば自走ヘッド２のクローラの回転数をウィンチ
７の駆動モータの回転数にフィードバックする方法でも
よく、あるいはローブ８の張力を検出し、これが一定範
囲内に収まるようにウィンチ７の駆動量を制御する等の
手段を用いることができる。

横行台車６は、上部のキャスタ２０でガイドフレーム２
１の上に係止し、タッチロール２２で壁面ｌから反力支
持されている。ガイドフレーム２１にはラックレール２
３が取付けられている。

ラックレール走行機構を第３図に示す。ラックレール２
３は取付治具２６を介してガイドフレーム２１に取付け
られ、ラックレール２３の上面にローラ２４、下面のラ
ック部にはラック車輪２５が係合する。ラック車輪２５
には駆動装置２７が連結されている。これらの車輪２４
．２５は軸箱（図示せず）に組込まれており、この軸箱
が横行台車６と連結されている。

従って、ラックレールを取付けるには、まずある単位長
さのラックレールを架設して、レールの一端から前記軸
箱を挿入して次に横行台車をセットし、レールの他端に
横行台車を移動させ１次々にレールを延長架設して行く
ことができる。横行台車にはもちろん人が乗ることがで
きる。このため、横行台車の軌道設置が効率的に無足場
で行うことができる。解体撤去時も同様の作業を逆に行
えばよいので簡単である。

なお、キャスタ２０の好ましい機構の拡大図を第４図に
示す。複数の自在車輪２９を放射状に配し、その中心で
回転可能に横行台車６と連結しているので、ガイドフレ
ーム２１に既設の突起物３０（パイプ等）があってもこ
れを回避して走行することができ、こうした突起物３０
の撤去、復旧の手間が不要である。

なお自走ヘッドのバキュームホース５は重いためホース
支持具を吊った横行台車６をもう１台設置し、ホース荷
重をこれで支えながら１作業位置まで横行するのが好ま
しい。

次に、自走ヘッド（壁面処理装置）について説明する。

第５図に壁面自走ロボットの側面図を模式的に示した。

本発明に用いるロボットは真空吸着左右フロラ４１を備
えている。クローラ４１は吸着室４２をエンドレス状に
結合したもので、壁面１上に来たとき真空室４３が作動
し壁ｌに吸着する。真空発生器４５は圧縮空気４６によ
って作動するニジフタである。４４はフィルタ、４７は
エジェクタの排気である。このクローラ走行方式のロボ
ットは重量のあるヘッドを安定して、壁面に沿って葡圓
連続走行をさせることができる。歩行型のロボットでは
３次元運動となるので機構が複雑になる。

このクローラは吸着力可変である。壁面の性質（とくに
粗さ）によって吸着力を変えてやる必要がある。またブ
ラストヘッド自身も吸着するため両者の調節が必要であ
る。

またクローラの回転数は可変とした。ブラスト条件によ
って走行スピードを変える必要があるからである。下記
の自動修正機能を発揮するために左右のクローラを独立
に可変とする必要がある。

壁面の微妙な凹凸段差等で鉛直方向からずれる可能性が
ある。初期のずれは地上から判別困難なため、自動修正
が必要である。自動方向修正機能は例えば角度センサを
用い鉛直方向からのずれを検出し、前記クローラ回転数
をこのずれを修正するように変更することで実現できる
。

第６図はバキュームブラストヘッドの模式断面図、第７
図はその模式正面図である。ブラストヘッドはノズルガ
ン５１をスプリング５２で支え、その中にノズル５３を
備える。ノズル５３を揺動させる装置は高さ方向にノズ
ル５３の首を振らせる装置でノズル支持ビン５４、ビン
オン５５、ラック５６、クランク５７、クロスヘツド５
８から成る。ノズル水平レシプロ装置との稼動によって
稲妻模様の不均一研掃を避け、均一なブラスト面を得る
ために必要である。

第７図にノズル水平方向レシプロ装置を示した。ノズル
ガン５１を水平方向に移動させるねじつきロッド６１を
モータ６２で回転し、支持アーム６３を左右動させる。

第７図において６４はシール用のベローズ、６５はシー
ル付半割チェンバーである。また６６は吸気口を示す。

吸気口６６はブラスト材および粉塵の回収を行う。

ブラスト材および粉塵の飛散を防止するためシールを行
う。なおこれらの機能を実現できる機構は必ずしもここ
に記載した図面に限定されるものではない。

また、より好ましくは前記自走ヘッドにプラスト材噴射
量調節用自動開閉バルブ装置を具備するのがより望まし
い、理由は、壁面高さによりホース長が変わり、圧損が
大きく変化する場合も考えられ、これに対応してブラス
ト噴射量を遠隔調節する必要があるからである６ 以上、ブラスト装置について説明したが、自走ヘッド２
として塗装ヘッドを用い、バキュームブラスト機３の代
りに塗料供給装置を用いれば、塗装装置となる。スプレ
ーガンは第６図と同様のものを用いることができる。第
８図に塗装ヘッド（壁面処理装置）を示した。塗装装置
は第６図のバキュームブラストガンとほぼ同様の機構を
もつスプレーガン７１に塗料を送って吹付ける。塗料は
図示しない地上の圧送ポンプからホース７２を経て圧送
される。スプレーガン７１はモータ７５の正逆転により
ガイドバー７４に案内されて水平方向左右に移動する。

この正逆転は図示しないリミットスイッチによって自動
的に行われる。ホース７２はホースガイド７３に沿って
伸縮する。塗装空間から排風機７７がダクト７８を介し
てフード内の吸引排気を行い、排ガス７９として放出す
る。

塗装ヘッドは自走ロボット２に対して片持状態に支持さ
れ、塗装済の区域をクローラ４１が通らないようになっ
ている。

横行台車は１回の縦方向塗装終了後自走ロボットが塗装
面と反対側へ動くように横行、停止し、次の塗装ゾーン
を塗装する。この時の横行ピッチを、ブラストガンある
いはスプレーガンの水平方向移動量との関係で設定する
ことにより、隣接するブラスト面あるいは塗装面とのラ
ップ幅を調節することもできる。

［発明の効果］ 本発明は壁面の塗装下地処理もしくは老化した表面層を
除去し、再仕上げするバキュームブラスト作業や塗装作
業などの壁面処理作業を機械化し、かつ無足場で可能に
するもので、壁面仕上げの品質向上、作業能率の向上、
省力化、作業工程の削減、さらに安全性の向上などリフ
レッシユニ事を行う上でのメリットが多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は無足場ブラスト方法の実施例を示す（ａ）側面
図、（ｂ）正面図、第２図はブラストヘッドとバキュー
ムブラスト機の原理説明図、第３図はラックレール走行
機構を示す（ａ）側面図、（ｂ）正面図、第４図はキャ
スタの好ましい機構を示す斜視図、第５図は壁面自走ロ
ボットの例を示す模式側面図、第６図はブラストヘッド
のノズル揺動機構の例を示す模式断面図、第７図はノズ
ル水平方向レシプロｉｔｓの例を示す正面図。 第８図は塗装装置の正面図である。 ｌ・・・壁 ２・・・壁面処理装置（自走ヘッド） ３−・−バキュームブラスト装置 ６−・−横行台車 ７・・・ウィンチ ８・・・ローブ （ａ） 第 図 （ｂ） 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　構造物の壁面処理を施すべき位置の上方壁面にガイ
   ドフレーム受けを取付けてこれにガイドフレームを架設
   し、該ガイドフレームにラックレールを取付け、該ガイ
   ドフレームと該ラックレールに横行台車を係合し、該横
   行台車に揚速可変ウィンチを取付け、該ガイドフレーム
   に揚速可変ウィンチを取付けた横行台車を水平方向走行
   自在に係止し、前記揚速可変ウィンチから壁面吸着自走
   式の壁面処理装置を懸垂し、該壁面処理装置の上下自走
   速度と、前記ウィンチによる揚速を同期させながら、該
   壁面処理装置を壁面に沿い上縦走行させ、該壁面処理装
   置により壁面処理を行うことを特徴とする無足場壁面処
   理方法。 ２　ガイドフレームに単位長のラックレールを架設し、
   該レールの一端から横行台車の軸箱を挿入し、これに横
   行台車を取付け、横行台車を該レールの端部に移動させ
   、ラックレールの延長架設を繰り返すことを特徴とする
   請求項１記載の無足場壁面処理方法。 ３　壁面上部に懸架した横行台車と、該横行台車に吊下
   された自走ヘッドと、地上装置と、該地上装置と自走ヘ
   ッド間を連絡する連絡媒体とから成り、 該横行台車はラックレール上を走行する自 走装置を備えると共に揚速可変なウィンチを備え、かつ
   前記自走ヘッドの昇降速度をこの揚速に同期させる装置
   を備え： 前記自走ヘッドは、真空吸着左右クローラ 走行方式であって、吸着力およびクローラ回転数が可変
   でかつ、自動方向修正機能を有する壁面自走ロボットと
   、ノズル揺動装置および水平レシプロ装置つきブラスト
   ガンと、吸気口および壁面接触開口部の周縁にシール機
   構を有するバキュームブラストヘッドとを一体化して成
   り： 前記地上装置はバキュームブラスト機であ り： 前記連絡媒体はブラストホース、バキュー ムホースおよび電動操作ケーブルである ことを特徴とする無足場ブラスト装置。 ４　前記バキュームブラストヘッドがブラスト材噴射量
   調節用自動開閉バルブを具備することを特徴とする請求
   項２記載の無足場ブラスト装置。 ５　壁面上部に懸架した横行台車と、該横行台車に吊下
   された自走ヘッドと、地上装置と、該地上装置と自走ヘ
   ッド間を連絡する連絡媒体とから成り、 該横行台車はラックレール上を走行する自 走装置を備えると共に揚速可変なウィンチを備え、かつ
   前記自走ヘッドの昇降速度をこの揚速に同期させる制御
   装置を備え、 前記自走ヘッドは、真空吸着左右クローラ 走行方式であって、吸着力およびクローラ回転数が可変
   でかつ、自動方向修正機能を有する壁面自走ロボットと
   、水平レシプロ装置つきスプレーガン吸引フード、排風
   機を有する装置ヘッドがロボットと一体化した装置と、
   前記地上装置は塗料供給装置であり、 前記連絡媒体は塗料輸送ホース、圧縮空気 ホースおよび電動操作ケーブルであることを特徴とする
   無足場塗装装置。