JPH0747321A - 表面研掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造の簡素化及びコストの低減を図ると共に
均一な被研掃面を得ることのできる表面研掃装置を提供
する。 【構成】 油圧シリンダ２２によって回動自在な支持ア
ーム１３の先端部に釣合いアーム１５の中間部を回動自
在に連結してその釣合いアーム１５の先端部に研掃部１
７を装着し、また、支持アーム１３と釣合いアーム１５
の基端部との間に研掃部１７を被研掃表面４２に押し付
ける押付力を有する引張スプリング２６とその引張スプ
リング２６の伸縮量を検出するストロークセンサ２７を
装着し、サーボアンプ３２によりストロークセンサ２７
の検出結果と設定値とに基づいて油圧シリンダ２２への
油圧の供給方向と供給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面研掃装置に関し、例
えば、陸上に置かれた船体の外板ブロックの表面を連続
的に、且つ、自動研掃する場合に用いられるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来の表面研掃装置を示す。図５
に示すように、複数の車輪１０１によって走行自在な台
車１０２上には三角形をなす第１支持アーム１０３の基
端部が支持ピン１０４によって回動自在に取付けられて
いる。第１支持アーム１０３の先端部にはＬ字形状をな
す第２支持アーム１０５の基端部が連結ピン１０６によ
って回動自在に連結されている。この第２支持アーム１
０５には、２つの駆動回転自在な研掃ローラ１０７が収
納されたケース１０８が取付けられている。

【０００３】押上油圧シリンダ１０９は台車１０２に枢
着され、作動ロッド１１０の先端部は第１支持アーム１
０３に連結されている。また、押付シリンダ１１１は第
１支持アーム１０３に枢着され、作動ロッド１１２の先
端部は第２支持アーム１０５に連結されている。この押
上油圧シリンダ１０９には図示しないストロークセンサ
が内蔵されており、このストロークセンサによって押上
シリンダ１０９の作動量を制御することで、被研掃面と
なる船体１２１の外表面１２２に合わせて研掃ローラ１
０７の高さを調節できるようになっている。また、第２
支持アーム１０５とケース１０８との間にはロードセン
サ１１３が取付られており、このロードセンサ１１３の
出力結果によって押付シリンダ１１１の作動量を制御す
ることで、外表面１２２への研掃ローラ１０７押し付け
力を所定値に保持できるようになっている。なお、１１
４は研掃粉回収用のタンクであり、蛇腹状のホース１１
５によってケース１０８に連結されている。

【０００４】而して、このような表面研掃装置によって
船体１２１の外表面１２２の研掃作業を行うには、船体
１２１の外表面１２２の下方に台車１０２を設置し、ま
ず、押上油圧シリンダ１０９を作動して第１支持アーム
１０３を上方に回動して研掃ローラ１０７を上昇させ
る。このとき、ストロークセンサによって押上シリンダ
１０９の作動量を制御して船体１２１の外表面１２２に
合わせて研掃ローラ１０７の高さを調節する。次に、押
付シリンダ１１１を作動して第２支持アーム１０５を上
方に回動して研掃ローラ１０７を外表面１２２に接触さ
せる。このとき、ロードセンサ１１３によって外表面１
２２に対する研掃ローラ１０７の押し付け反力を検出
し、押付シリンダ１１１の作動量を制御して外表面１２
２への研掃ローラ１０７の押し付け力を所定値に保持す
る。そして、この状態で研掃ローラ１０７によって船体
１２１の外表面１２２の研掃作業を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の表面研
掃装置にあっては、研掃ローラ１０７の高さを調節する
ために押上シリンダ１０９を設けると共に、研掃ローラ
１０７の押し付け力を所定置に保持するために押付シリ
ンダ１１１を設けており、これによっていろいろな問題
が発生する。即ち、各シリンダ１０９，１１１を作動す
ると各支持アーム１０３，１０５を介して研掃ローラ１
０７の高さが変化することから、船体１２１の外表面１
２２への研掃ローラ１０７の押し付け力の調整は、実質
的には２つのシリンダ１０９，１１１の作動の組合せに
よって行われるものであり、その調整作業が複雑で面倒
なものとなってしまう。また、各シリンダ１０９，１１
１への油圧配管も２通り設けなければならず、配管構造
も複雑となってしまう。更に、油圧制御のためのサーボ
アンプ等も２通り必要となって装置として高価なものと
なってしまう。

【０００６】また、船体１２１の外表面１２２への研掃
ローラ１０７の押し付け力の調整を２つの油圧シリンダ
１０９，１１１のサーボ制御で行っているので、船体１
２１の外表面１２２の研掃作業による仕上がりが均一に
なりにくいという問題がある。更に、研掃ローラ１０７
の押し付け力を調整するための要素として、ロードセン
サ１１３による外表面１２２からの研掃ローラ１０７の
押し付け反力を適用しているが、このロードセンサ１１
３は研掃作業時の振動をも検出してしまい、正確な押し
付け反力の検出ができない。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、構造の簡素化及びコストの低減を図ると共に均
一な被研掃面を得ることのできる表面研掃装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の表面研掃装置は、基端部が架台に枢着され
た支持アームと、該支持アームを駆動する油圧シリンダ
と、前記支持アームの先端部に回動自在に連結された釣
合いアームと、該釣合いアームに装着された研掃部と、
前記釣合いアームに装着されて前記研掃部を被研掃表面
側に押し付ける押付力を有するスプリングと、該スプリ
ングの伸縮量を検出する伸縮量検出センサと、該伸縮量
検出センサの検出結果に基づいて前記油圧シリンダを駆
動制御する制御装置とを具えたことを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、本発明の表面研掃装置は、釣合いア
ームの一端部に研掃部を装着する一方、釣合いアームの
他端部と支持アームとの間に研掃部を被研掃表面側に押
し付ける押付力を有するスプリングを張設したことを特
徴とするものである。

【００１０】また、本発明の表面研掃装置は、釣合いア
ームの一端部と架台とを補助アームによって連結するこ
とで略平行四節リンクを構成し、研掃部を被研掃表面側
に押し付ける押付力を有するスプリングを前記補助アー
ムの中途部に介在させたことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の表面研掃装置は、釣合いア
ームの一端部を研掃部のほぼ重心位置に枢着する一方、
釣合いアームの他端部と支持アームとの間に研掃部を被
研掃表面側に押し付ける押付力を有するスプリングを張
設したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】被研掃面の研掃作業を行うには、油圧シリンダ
を作動して支持アームを上方に回動して研掃部を上昇さ
せ、この研掃部を被研掃面に接触させる。このとき、伸
縮量検出センサはスプリングの伸縮量を検出し、制御装
置は検出したスプリングの伸縮量に基づいて油圧シリン
ダを駆動制御し、被研掃面への研掃部の押し付け力を所
定値に保持する。即ち、被研掃面への研掃部の押し付け
力はスプリングの弾性力が釣合いアームを介して研掃部
に伝達されることで発生する。従って、この状態で研掃
部によって被研掃面の研掃作業が行われる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１に本発明の第１実施例に係る表面研掃
装置の側面概略、図２にその表面研掃装置の作動時様態
を表す概略を示す。

【００１５】図１に示すように、本実施例の表面研掃装
置において、図示しない台車の架台１１にはブラケット
１２を介して支持アーム１３の基端部が支持ピン１４に
よって回動自在に取付けられている。この支持アーム１
３の先端部には釣合いアーム１５の中間部が連結ピン１
６によって回動自在に連結されている。そして、この釣
合いアーム１５の先端部には研掃部１７が取付けられた
取付台１８が取付ピン１９によって回動自在に取付けら
れている。なお、この研掃部１７はケース２０内に駆動
回転自在な研掃ローラ２１が収容されて構成されてい
る。

【００１６】また、架台１１には支持アーム１３を駆動
する油圧シリンダ２２が支持ピン２３によって枢着され
ており、その作動ロッド２４の先端部は支持アーム１３
に連結ピン２５によって連結されている。一方、支持ア
ーム１３の中間部と釣合いアーム１５の基端部との間に
は引張スプリング２６が張設されており、この引張スプ
リング２６にはその伸縮量を検出するストロークセンサ
２７が装着されている。また、釣合いアーム１５と取付
台１８の端部との間には引張スプリング２８が張設され
ている。この場合、釣合いアーム１５を介して一端には
研掃部１７が装着され、他端には引張スプリング２６が
装着されることとなり、通常、研掃部１７の自重と引張
スプリング２６の弾性力が釣合った状態となっている。
そして、予め、引張スプリング２６の自由長さを計測し
ておくと共に研掃部１７と引張スプリング２６とが釣合
った状態での引張スプリング２６の伸縮量を計測してお
き、引張スプリング２６の伸縮量に対する研掃部１７の
押し付け力を把握しておく。なお、２９は一端部がケー
ス２０に連結された蛇腹状のホースであって、その他端
部は図示しない研掃粉回収用のタンクに連結されてい
る。

【００１７】制御装置３１はサーボアンプ３２を有し、
このサーボアンプ３２にはストロークセンサ２７が接続
されて引張スプリング２６の伸縮量が入力されると共
に、研掃部１７の押し付け力に対する引張スプリング２
６の伸縮量の設定値が入力されるようになっている。ま
た、制御装置３１はサーボ弁３３を有する油圧ユニット
３４を有しており、このサーボ弁３３はサーボアンプ３
２によって開閉作動することで、油圧シリンダ２２を駆
動制御することができるようになっている。

【００１８】而して、このような表面研掃装置により、
被研掃面としての船体４１の外表面４２の研掃作業を行
うには、図１に示すように、船体４１の下方に台車を設
置し、まず、制御装置３１のサーボアンプ３２はサーボ
弁３３を開閉制御して油圧ユニット３４から油圧シリン
ダ２２に油圧を供給することで、この油圧シリンダ２２
を伸長方向に作動させる。油圧シリンダ２２が作動して
作動ロッド２４が延びると、支持アーム１３が上方に回
動する。すると、釣合いアーム１５及び取付台１８を介
して研掃部１７の研掃ローラ２１が上昇し、図２に示す
ように、この研掃ローラ２１が外表面４２に接触する。

【００１９】油圧シリンダ２２により更に支持アーム１
３を上方に回動させると、研掃ローラ２１が外表面４２
との接触状態を保持したまま、釣合いアーム１５が連結
ピン１６を支点として図２において時計回り方向に回動
する。このとき、釣合いアーム１５の基端部が支持アー
ム１３から離間することで引張スプリング２６が伸び、
研掃ローラ２１による外表面４２への押し付け力が増加
する。ストロークセンサ２７はこの引張スプリング２６
の伸縮量を検出し、サーボアンプ３２に出力する。サー
ボアンプ３２は検出した引張スプリング２６の伸縮量と
予め記憶されている引張スプリング２６の伸縮設定値と
を比較し、引張スプリング２６の伸縮量の検出値が伸縮
設定値となるように制御する。即ち、サーボアンプ３２
は引張スプリング２６の伸縮量の検出値と伸縮設定値と
に基づいてサーボ弁３３を開閉制御して油圧シリンダ２
２への油圧を供給方向及び供給量を駆動制御する。

【００２０】従って、船体４１の外表面４２への研掃ロ
ーラ２１の押し付け力は、常時、設定値に保持される。
即ち、外表面４２への研掃ローラ２１の押し付け力は引
張スプリング２６の弾性力が釣合いアーム１５を介して
研掃部１７に伝達されることで発生する。そして、この
状態で研掃部１７によって外表面４２の研掃作業が行わ
れる。

【００２１】このように本実施例の表面研掃装置は、船
体４１の外表面４２への研掃ローラ２１の押し付け力を
油圧シリンダ２２による支持アーム１３の回動及び引張
スプリング２６の弾性力によって発生するようにしたの
で、従来、２個使用していた油圧シリンダを１つとして
構造が簡単となると共にその油圧配管も簡単となった。
また、油圧シリンダ２２の作動をサーボアンプ３２によ
って制御しているので、研掃作業中の外表面４２凹凸に
よる振動は引張スプリング２６によって吸収される。更
に、外乱による押し付け力の変動や高い周波数の振動に
対し、その影響をほとんど排除することができる。

【００２２】図３に本発明の第２実施例に係る表面研掃
装置の側面概略を示す。なお、前述した実施例と同様の
機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明
は省略する。

【００２３】図３に示すように、本実施例の表面研掃装
置において、架台１１のブラケット１２には支持アーム
１３の基端部が支持ピン１４によって回動自在に取付け
られると共に、架台１１のブラケット５１には補助アー
ム５２の基端部が支持ピン５３によって回動自在に取付
けられている。この支持アーム１３及び補助アーム５２
はほぼ同じ長さであり、両者が略平行をなすように各ア
ーム１３，５２の先端部が釣合いアーム５４及び連結ピ
ン１６，５５によって回動自在に連結されることで、平
行四節リンク機構を構成している。そして、この釣合い
アーム５４の端部には研掃部１７が取付けられている。

【００２４】また、架台１１には油圧シリンダ２２が枢
着されており、その作動ロッド２４の先端部は衝撃吸収
用スプリング５６を介して支持アーム１３に連結ピン２
５により連結されている。一方、補助アーム５２は上下
で２分割されて互いに長手方向伸縮自在に接合されると
共に両者の間に引張スプリング２６が張設されており、
この引張スプリング２６にはその伸縮量を検出するスト
ロークセンサ２７が装着されている。この場合、釣合い
アーム５４を介して一端には研掃部１７が装着され、他
端には補助アーム５２及び引張スプリング２６が装着さ
れることとなり、通常、研掃部１７の自重と引張スプリ
ング２６の弾性力が釣合った状態となっている。そし
て、予め、引張スプリング２６の自由長さを計測してお
くと共に研掃部１７と引張スプリング２６とが釣合った
状態での引張スプリング２６の伸縮量を計測しておき、
引張スプリング２６の伸縮量に対する研掃部１７の押し
付け力を把握しておく。

【００２５】制御装置３１はサーボアンプ３２を有し、
このサーボアンプ３２にはストロークセンサ２７が接続
されて引張スプリング２６の伸縮量が入力されると共
に、研掃部１７の押し付け力に対する引張スプリング２
６の伸縮量の設定値が入力されるようになっている。ま
た、制御装置３１はサーボ弁３３を有する油圧ユニット
３４を有しており、このサーボ弁３３はサーボアンプ３
２によって開閉作動することで、油圧シリンダ２２を駆
動制御することができるようになっている。

【００２６】而して、このような表面研掃装置により、
被研掃面としての船体４１の外表面４２の研掃作業を行
うには、研掃部１７を図３に二点鎖線で示す下降状態と
して船体４１の下方に台車を設置し、まず、制御装置３
１のサーボアンプ３２はサーボ弁３３を開閉制御して油
圧ユニット３４から油圧シリンダ２２に油圧を供給し、
油圧シリンダ２２を伸長方向に作動させる。油圧シリン
ダ２２が作動して作動ロッド２４が延びると、支持アー
ム１３が上方に回動する。すると、釣合いアーム５４を
介して連結された補助アーム５２も同様に上方に回動
し、釣合いアーム５４を介して研掃部１７が上昇し、図
３に実線で示すように、この研掃ローラ２１が外表面４
２に接触する。

【００２７】油圧シリンダ２２により更に支持アーム１
３を上方に回動させると、研掃ローラ２１と外表面４２
との接触部が支持アーム１３と釣合いアーム５４との連
結部（連結ピン１６）よりも図３において右方に位置し
ているので、研掃ローラ２１が外表面４２との接触状態
を保持したまま、釣合いアーム５４は連結ピン１６を支
点として図３において時計回り方向に回動する。このと
き、釣合いアーム５４の一端部が連結された補助アーム
５２の先端部（連結ピン１６）が上方に移動することで
引張スプリング２６が伸び、研掃ローラ２１による外表
面４２への押し付け力が増加する。ストロークセンサ２
７はこの引張スプリング２６の伸縮量を検出し、サーボ
アンプ３２に出力する。サーボアンプ３２は検出した引
張スプリング２６の伸縮量と予め記憶されている引張ス
プリング２６の伸縮設定値とを比較し、引張スプリング
２６の伸縮量の検出値が伸縮設定値となるように制御す
る。即ち、サーボアンプ３２は引張スプリング２６の伸
縮量の検出値と伸縮設定値とに基づいてサーボ弁３３を
開閉制御して油圧シリンダ２２への油圧を供給方向及び
供給量を駆動制御する。

【００２８】従って、船体４１の外表面４２への研掃ロ
ーラ２１の押し付け力は、常時、設定値に保持される。
即ち、外表面４２への研掃ローラ２１の押し付け力は引
張スプリング２６の弾性力が釣合いアーム５４を介して
研掃部１７に伝達されることで発生する。そして、この
状態で研掃部１７によって外表面４２の研掃作業が行わ
れる。このように本実施例では、研掃部１７を釣合いア
ーム５４に固定してこの釣合いアーム５４を平行四節リ
ンク機構によって水平状態に維持するようにしたので、
釣合いアーム５４の回動状態にかかわらず、研掃ローラ
２１の外表面４２への押し付け状態を適性に保持するこ
とができる。

【００２９】図４に本発明の第３実施例に係る表面研掃
装置の側面概略を示す。なお、前述した実施例と同様の
機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明
は省略する。

【００３０】図４に示すように、本実施例の表面研掃装
置において、架台１１のブラケット１２には支持アーム
１３の基端部が支持ピン１４によって回動自在に取付け
られており、この支持アーム１３の先端部には釣合いア
ーム６１の中間よりやや先端部側が連結ピン１６によっ
て回動自在に連結されている。そして、この釣合いアー
ム６１の先端部は研掃部１７のほぼ重心位置に連結ピン
６２によって回動自在に連結されている。また、架台１
１には油圧シリンダ２２が装着され、その作動ロッド２
４の先端部は支持アーム１３に連結されている。一方、
支持アーム１３と釣合いアーム６１の基端部との間には
引張スプリング２６が張設されており、この引張スプリ
ング２６にはその伸縮量を検出するストロークセンサ２
７が装着されている。そして、制御装置３１はサーボア
ンプ３２を有し、ストロークセンサ２７からの引張スプ
リング２６の伸縮量が入力されると共に、引張スプリン
グ２６の伸縮量の設定値が入力されるようになってお
り、また、制御装置３１は油圧シリンダ２２を駆動制御
するサーボ弁３３を有する油圧ユニット３４を具備して
いる。

【００３１】而して、このような表面研掃装置により、
被研掃面としての船体４１の外表面４２の研掃作業を行
うには、図４に示すように、制御装置３１によって油圧
シリンダ２２を伸長方向に作動させて作動ロッド２４が
延びると、支持アーム１３が上方に回動する。すると、
釣合いアーム６１を介して研掃部１７の研掃ローラ２１
が上昇して外表面４２に接触する。そして、油圧シリン
ダ２２により更に支持アーム１３を上方に回動させる
と、研掃ローラ２１が外表面４２との接触状態を保持し
たまま、釣合いアーム６１が連結ピン１６を支点として
図４において時計回り方向に回動する。このとき、釣合
いアーム６１の基端部が支持アーム１３から離間するこ
とで引張スプリング２６が伸び、研掃ローラ２１による
外表面４２への押し付け力が増加する。ストロークセン
サ２７は引張スプリング２６の伸縮量を検出してサーボ
アンプ３２に出力し、引張スプリング２６の伸縮量と伸
縮設定値とを比較し、引張スプリング２６の伸縮量の検
出値が伸縮設定値となるように油圧シリンダ２２への油
圧を供給方向及び供給量を制御する。

【００３２】従って、船体４１の外表面４２への研掃ロ
ーラ２１の押し付け力は設定値に保持され、この状態で
研掃部１７によって外表面４２の研掃作業が行われる。
本実施例では、研掃部１７の重心位置に釣合いアーム６
１の先端部を枢着したので、釣合いアーム６１の回動状
態にかかわらず、研掃ローラ２１の外表面４２への押し
付け状態を適性に保持することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の表面研掃装置によれば、油圧シリンダによ
って回動自在な支持アームの先端部に釣合いアームを回
動自在に連結してその釣合いアームに研掃部を装着し、
支持アームと釣合いアームとの間に研掃部を被研掃表面
側に押し付ける押付力を有するスプリングとそのスプリ
ングの伸縮量を検出する伸縮量検出センサを装着し、制
御装置により伸縮量検出センサの検出結果に基づいて油
圧シリンダを駆動制御するようにしたので、研掃部は１
つの油圧シリンダによる支持アームの回動とスプリング
の弾性力とにより被研掃面への押し付け力が発生するこ
ととなり、構造の簡素化及びコストの低減を図ることが
できると共に被研掃面の均一で且つ良好に仕上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る表面研掃装置の側面
概略図である。

【図２】表面研掃装置の作動状態を表す概略図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る表面研掃装置の側面
概略図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る表面研掃装置の側面
概略図である。

【図５】従来の表面研掃装置を搭載した台車の概略側面
図である。

【符号の説明】

１１ 架台 １３ 支持アーム １５，５４，６１ 釣合いアーム １７ 研掃部 ２２ 油圧シリンダ ２６，２８ 引張スプリング ２７ ストロークセンサ（伸縮量検出センサ） ３１ 制御装置 ５２ 補助アーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が架台に枢着された支持アーム
   と、該支持アームを駆動する油圧シリンダと、前記支持
   アームの先端部に回動自在に連結された釣合いアーム
   と、該釣合いアームに装着された研掃部と、前記釣合い
   アームに装着されて前記研掃部を被研掃表面側に押し付
   ける押付力を有するスプリングと、該スプリングの伸縮
   量を検出する伸縮量検出センサと、該伸縮量検出センサ
   の検出結果に基づいて前記油圧シリンダを駆動制御する
   制御装置とを具えたことを特徴とする表面研掃装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の表面研掃装置において、
   釣合いアームの一端部に研掃部を装着する一方、釣合い
   アームの他端部と支持アームとの間に研掃部を被研掃表
   面側に押し付ける押付力を有するスプリングを張設した
   ことを特徴とする表面研掃装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の表面研掃装置において、
   釣合いアームの一端部と架台とを補助アームによって連
   結することで略平行四節リンクを構成し、研掃部を被研
   掃表面側に押し付ける押付力を有するスプリングを前記
   補助アームの中途部に介在させたことを特徴とする表面
   研掃装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の表面研掃装置において、
   釣合いアームの一端部を研掃部のほぼ重心位置に枢着す
   る一方、釣合いアームの他端部と支持アームとの間に研
   掃部を被研掃表面側に押し付ける押付力を有するスプリ
   ングを張設したことを特徴とする表面研掃装置。