特許 7362176 コンクリート床面凹部形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】コンクリート床面凹部形成方法

(51)【国際特許分類】

   E04F 15/08 20060101AFI20231010BHJP

   B23K 26/36 20140101ALI20231010BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

E04F15/08 Z

B23K26/36

E04G23/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023115371

(22)【出願日】2023-07-13

(62)【分割の表示】P 2023061039の分割

【原出願日】2023-04-04

【審査請求日】2023-07-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521263685

【氏名又は名称】株式会社レーザーメカトロ研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100120226

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 知浩

(72)【発明者】

【氏名】日暮 功一

(72)【発明者】

【氏名】金谷 義夫

【審査官】荒井 隆一

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３２３３６８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１８７８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｆ １５／０８

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｂ２３Ｋ ２６／３６－２６／４０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被覆材で被覆される前のコンクリート床面の表面に凹部を形成するコンクリート床面凹部形成方法であって、
複数のレーザ部からパルスレーザを同時に出射し、前記コンクリート床面に照射された前記パルスレーザの一部が重なり合うようにして走査し、前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成する、コンクリート床面凹部形成方法。

【請求項2】

集塵機装置を接続し、前記集塵機装置で前記コンクリート床面の表面改質時に発生する粉塵を吸引しながら、前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成する、請求項１に記載のコンクリート床面凹部形成方法。

【請求項3】

前記レーザ部は、３基搭載されている、請求項１又は２に記載のコンクリート床面凹部形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、厨房などにおける床面の目粗しに好適なコンクリート床面凹部形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のコンクリート表面改質装置は、１基のレーザ装置を備えており、１基のレーザ装置によりコンクリート床面の表面改質を行っていた。具体的に、従来のコンクリート表面改質装置は、台車の先端側に１個のレーザ装置が設けられており、その後ろ側にシステムコントローラ及びレーザドライバが設けられている。コンクリート表面改質装置をコンクリートの床面上を一定速度で移動させ、スイッチを操作してシステムコントローラにより１個のレーザ装置を駆動させ、床面に対してレーザヘッドからパルスレーザを出力する。パルスレーザは、高速スキャナで床面上をスキャンする。床面にパルスレーザが照射されると、表面に凹部が形成される。床面の微細な凹凸により、床表面に塗布する樹脂材との密着性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録３２３３６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、１基のレーザ装置では、コンクリート床面の面積が大きい場合、効率的にコンクリート床面の表面改質ができず、多大な時間を要していた。

【0005】

そこで、本発明は、コンクリート床面の面積にかかわらず、コンクリート床面の表面改質を効率的に行うことができるコンクリート床面凹部形成方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明は、被覆材で被覆される前のコンクリート床面の表面に凹部を形成して前記表面を改質するコンクリート表面改質装置であって、パルスレーザを出射して前記コンクリート床面上に照射するレーザ部を、前記コンクリート床面に対して平行方向に沿って複数配置した。

【0007】

複数の前記レーザ部は、前記コンクリート床面に照射された前記パルスレーザの一部が重なり合う位置に配置されていることが好ましい。

【0008】

前記レーザ部は、防護カバーに取り付けられ、前記防護カバーは、前記レーザ部から出射された前記パルスレーザを所定の方向に走査するための走査部を収容する第１のカバー部と、前記第１のカバー部に連通して形成され、前記第１のカバー部の容積と比較して小さく設定されるとともに、前記走査部で走査された前記パルスレーザが入射する第２のカバー部と、を有することが好ましい。

【0009】

前記防護カバーは、ベース部材の上面に設置され、前記ベース部材の下面には、前記第２のカバー部と連通するとともに、前記第１のカバー部の容積よりも小さい容積を有し、前記コンクリート床面上の前記パルスレーザの走査範囲を絞る絞り部を有することが好ましい。

【0010】

前記絞り部の少なくとも一部には、前記絞り部の内部に入射した前記パルスレーザを視認可能な透明部材で構成されていることが好ましい。

【0011】

前記第２のカバー部には、前記コンクリート床面の表面改質時に発生する粉塵を吸引する集塵機装置が接続することが好ましい。

【0012】

前記レーザ部が３基配置されていることが好ましい。

【0013】

第２の発明は、被覆材で被覆される前のコンクリート床面の表面に凹部を形成して前記表面を改質する表面改質方法であって、複数のレーザ部からパルスレーザを同時に出射し、前記パルスレーザを前記コンクリート床面上で走査して前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成する。

【0014】

前記コンクリート床面に照射された前記パルスレーザの一部が重なり合うようにして前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部が形成されることが好ましい。

【0015】

前記レーザ部から出射された前記パルスレーザを防護カバーの内部に入射させ、前記防護カバーに、容積が大きくなる第１のカバー部と、前記第１のカバー部よりも容積が小さくなる第２のカバー部と、を形成し、前記パルスレーザを前記第１のカバー部から前記第２のカバー部に至るように走査して、前記コンクリート床面に照射させ、前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成することが好ましい。

【0016】

前記第２のカバー部に集塵機装置を接続し、前記集塵機装置で前記コンクリート床面の表面改質時に発生する粉塵を吸引しながら、前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成することが好ましい。

【0017】

前記レーザ部は、３基搭載され、前記３基の前記レーザ部から前記パルスレーザを同時に出射し、前記パルスレーザを前記コンクリート床面上で走査して前記コンクリート床面の前記表面に前記凹部を形成することが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、コンクリート床面の面積にかかわらず、コンクリート床面の表面改質を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置の側面側から見た図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置の正面側から見た図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置の各種スイッチ類を示した図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置の制御系統を示すブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置による床面の目粗しの様子を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置により床面上に形成されたレーザ痕の様子を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の一実施形態に係るコンクリート表面改質装置及びコンクリート表面改質方法について、図面を参照して説明する。

【0021】

［コンクリート表面改質装置の全体構成］
図１乃至図３に示すように、コンクリート表面改質装置１０は、例えば、台車１２の先端側に設けられたレーザ装置１４と、レーザ装置１４の後ろ側に設けられた制御システム５２（図４参照）の主要素であるシステムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと、レーザ装置１４の後ろ側に設けられレーザ装置１４の一部を構成するレーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、を備えている。レーザ装置１４とシステムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃとレーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃとは、台車１２に搭載されており、全体として一体的に移動可能となっている。

【0022】

図４に示すように、コンクリート表面改質装置１０は、さらに集塵機装置２０を備えている。図示の例では、集塵機装置２０は、台車１２には搭載されておらず、コンクリート床面ＦＣ上の適宜位置に置かれる。集塵機装置２０は、台車１２の移動を妨げないように、例えば、伸縮・曲折自在の蛇腹パイプ２２で接続されている。

【0023】

台車１２は、荷台２４と、ハンドル２６（図２では図示省略）と、複数のキャスター２８と、を備えており、作業者がハンドル２６を操作して全体がコンクリート床面ＦＣ上を移動できるようになっている。システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃには、各種スイッチが設けられている。各種スイッチの詳細は後述する。ハンドル２６には、ハンドルスイッチ３０（図３参照）が設けられており、レーザ装置１４からのパルスレーザＬＺの出力を制御できるようになっている。

【0024】

［レーザ装置の構成］
レーザ装置１４は、レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと、高速スキャナ３４と、スキャンレンズ３６と、を備えており、レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを除いて筒状の防護カバー３８によって覆われている。レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの上には、システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが重ねて置かれている。防護カバー３８の第２カバー部４２には、排気口４４が設けられている。防護カバー３８は、レーザ光が外部に漏れるのを防止するとともに、レーザ光の照射によって生ずる粉塵の飛散を防止する機能を備えている。

【0025】

ここで、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、コンクリート床面ＦＣに対して平行方向に沿って複数配置されている。本実施形態では、３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが配置されている構成であるが、３基に限定されるものではない。レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及びシステムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを駆動制御する。

【0026】

なお、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、本発明の「レーザ部」の一実施態様である。

【0027】

複数のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、例えば、各レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからコンクリート床面ＦＣに照射されたパルスレーザＬＺの一部が重なり合うような位置に配置されている。パルスレーザＬＺの一部が重なり合うとは、例えば、図６に示すように、コンクリート床面ＦＣに照射されたパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の一部が重なり合う部分（図６の斜線領域）が生じることを意味している。図６の符号Ｍ１は、隣接するレーザヘッド３２Ａとレーザヘッド３２Ｂから照射されたパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２の一部が重なり合うパルスレーザ重合痕Ｍ１である。図６の符号Ｍ２は、隣接するレーザヘッド３２Ｂとレーザヘッド３２Ｃから照射されたパルスレーザ痕Ｌ２、Ｌ３の一部が重なり合うパルスレーザ重合痕Ｍ２である。パルスレーザ重合痕Ｍ１、Ｍ２は、レーザ光の照射エネルギーが他の部位よりも高くて深く削れるため、白っぽくなる。換言すると、パルスレーザ重合痕Ｍ１、Ｍ２の色は、他の部分の色と異なる。このため、コンクリート床面ＦＣに照射されたパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が複数のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのうち、どのレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃによる処理なのかを瞬時に判別することができる。

【0028】

防護カバー３８の第２のカバー部４２には、排気口４４が形成されている。排気口４４には、蛇腹パイプ２２を介して集塵機装置２０が接続されている。集塵機装置２０は、コンクリート床面ＦＣ上の適宜位置に置かれており、必ずしも台車１２と連動して動く必要はない。蛇腹パイプ２２が伸縮自在・曲折自在となっているので、集塵機装置２０をいずれか適当な場所に設置して、台車１２をレーザ照射のために移動することができる。

【0029】

［防護カバーの構成］
ここで、防護カバー３８の構成について詳細に説明する。

【0030】

図１に示すように、防備カバー３８は、第１のカバー部４０と、第２のカバー部４２と、で構成されている。第１のカバー部４０には、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃから出射されたパルスレーザＬＺを所定の方向に走査するための高速スキャナ３４と、スキャンレンズ３６と、が収容されている。高速スキャナ３４は、例えば、パルスレーザＬＺを反射する反射ミラー（図示省略）と、反射ミラーで反射されたパルスレーザＬＺを所定の角度の範囲で走査させるスキャナ本体（図示省略）と、で構成されている。換言すれば、高速スキャナ３４とは、ポリゴンミラーやガルバノミラーを利用してレーザ光をスキャンするためのものである。なお、レーザ光のスキャンは、防護カバー３８で覆われた範囲となっている。

【0031】

なお、高速スキャナ３４は、本発明の「走査部」の一実施態様である。

【0032】

第２のカバー部４２は、第１のカバー部４０に連通して形成されている。第２のカバー部４２の容積は、第１のカバー部４０の容積と比較して小さく設定されている。第２のカバー部４２には、第１のカバー部４０の内部で高速スキャナ３４により走査されたパルスレーザが入射する。

【0033】

防護カバー３８は、台車１２の荷台２４の上面に設置されている。荷台２４の下面には、第２のカバー部４２と連通するとともに、第１のカバー部４１及び第２のカバー部４２の各々の容積よりも小さい容積を有し、コンクリート床面ＦＣ上のパルスレーザＬＺの走査範囲を規制する絞り部４６が取り付けられている。

【0034】

絞り部４６は、４つの側壁部で囲まれた構成をしており、コンクリート床面ＦＣと僅かな離間距離を空けて対面する下面には、パルスレーザＬＺが通る開口４８が形成されている。なお、４つの側壁部は、例えば、アルミニウムで形成されていることが好ましい。

【0035】

第２のカバー部４２と絞り部４６との連通部位において、絞り部４６の開口面積が第２のカバー部４２の開口面積と同じか、又は小さくなるように設定されている。これにより、絞り部４６の容積を小さくすることができるとともに、絞り部４６に入射するパルスレーザＬＺの走査範囲が絞られるため、コンクリート床面ＦＣ上の所定の部位に確実に照射することができる。

【0036】

絞り部４６を構成する側壁部の少なくとも一部は、絞り部４６の内部に入射したパルスレーザＬＺを視認可能な透明部材５０で構成されている。透明部材５０とは、例えば、アクリル樹脂である。これにより、絞り部４６の外側から絞り部４６の内部に照射されたパルスレーザＬＺの色やコンクリート床面ＦＣにおける照射部位等を視認でき、レーザ光の状態を把握できる。さらには、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの位置調整やメンテナンス、またレーザ光の出力調整に役立てることが可能になる。なお、透明部材５０で構成されている側壁部は、正面側（先端側）の位置にある側壁部が好ましい。

【0037】

荷台２４は、本発明の「ベース部材」の一実施態様である。

【0038】

［制御システムの構成］
次に、コンクリート表面改質装置１０の制御システムの構成について説明する。

【0039】

図４に示すように、制御システム５２は、システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを中心に構成されている。システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃには、ハンドルスイッチ３０と、システムキースイッチ５４と、緊急停止スイッチ５６と、スタートスイッチ５８と、方向切換スイッチ６０と、レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと、高速スキャナ３４と、集塵機装置２０とがそれぞれ接続されている。

【0040】

ハンドルスイッチ３０は、作業者がパルスレーザＬＺのコンクリート床面ＦＣに対する照射をＯＮ・ＯＦＦするためのスイッチである。システムキースイッチ５４は、起動準備するためのスイッチである。緊急停止スイッチ５６は、緊急時にレーザ出力を停止するためのスイッチである。スタートスイッチ５８は、レーザ出力を開始及び一定速度で移動するためのスイッチである。方向切換スイッチ６０は、前移動と背後移動とを切り替えるためのスイッチである。

【0041】

レーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、複数のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを駆動するためのものである。レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃとしては、例えば、１００Ｗ程度の比較的低出力のパルスレーザ装置が用いられる。例えば、トルンプ社製、IPGフォトニクス社製、RAYCUS社製、コヒレント社製、イエナオプテック社製のファイバーレーザが適用可能である。本実施形態では、JPT社製ファイバーレーザを使用した。

【0042】

［本実施形態のコンクリート表面改質装置の作用］
次に、本実施形態のコンクリート表面改質装置１０の作用、すなわちコンクリート表面改質方法について説明する。

【0043】

作業者は、システムキースイッチ５４をＯＮとして、起動準備を行う。そして、作業者は、集塵機装置２０を適当な位置に設置するとともに、ハンドル２６を操作して、コンクリート床面ＦＣ上を一定速度でコンクリート表面改質装置１０を移動させる。スタートスイッチ５８をＯＮにすると、システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにより３基のレーザドライバ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが起動される。すると、並行配置された３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２ＣからパルスレーザＬＺが同時に出力され、コンクリート床面ＦＣに照射される。このとき、パルスレーザＬＺは、高速スキャナ３４でコンクリート床面ＦＣ上をスキャンする。作業者が、何らかの事情でハンドルスイッチ３０を起動すると、レーザ出力はＯＦＦになって停止する。

【0044】

図５にはコンクリート床面ＦＣの様子が示されており、図５（Ａ）に示すコンクリート床面ＦＣにパルスレーザＬＺが照射されると、図５（Ｂ）に示すようにコンクリート床面ＦＣの表面に凹部ＨＣが形成される。作業者は、ハンドル２６を操作して、パルスレーザＬＺの走査方向と交わる方向に台車１２を移動することで、コンクリート床面ＦＣの全体に凹部ＨＣが形成され、コンクリート床面ＦＣは凹凸となる。

【0045】

図２に示すように、並行配置された３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２ＣからパルスレーザＬＺが同時に出力されるため、コンクリート床面ＦＣには、３つのパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が同時に形成される。これにより、コンクリート床面ＦＣの表面改質処理が短時間で完了でき、処理効率が上がる。

【0046】

ここで、図６に示すように、３つのパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のうち、隣接するパルスレーザ痕、例えばパルスレーザ痕Ｌ１とパルスレーザ痕Ｌ２とのエッジ部分同士、パルスレーザ痕Ｌ２とパルスレーザ痕Ｌ３とのエッジ部分同士が重なり合う。パルスレーザ痕Ｌ１とパルスレーザ痕Ｌ２とのエッジ部分同士が重なり合う部分をパルスレーザ重合痕Ｍ１と称し、パルスレーザ痕Ｌ２とパルスレーザ痕Ｌ３とのエッジ部分同士が重なり合う部分をパルスレーザ重合痕Ｍ２と称する。

【0047】

各パルスレーザ重合痕Ｍ１、Ｍ２は、他のパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と比較して、色合いが異なるものであり、肉眼でも視認することができる。このため、パルスレーザ重合痕Ｍ１、Ｍ２が形成されることにより、パルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の区別が視認できる。これにより、どのパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３がどのレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに対応しているのかを把握することができ、パルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のいずれかに色合いから不具合が生じた場合には、それに対応するレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを特定することができる。この結果、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの出力調整や交換等のメンテナンスが容易になり、コンクリート床面ＦＣの表面改質処理の精度が低下することを防止できる。

【0048】

パルスレーザＬＺによる凹部ＨＣの形成時には、システムコントローラ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃによって集塵機装置２０が駆動される。このため、凹部ＨＣの形成に伴って発生した粉塵は、防護カバー３８の内部から蛇腹パイプ２２を介して集塵機装置２０に集められる。これにより、粉塵が室内に飛散することによる作業環境の悪化が低減されるようになる。

【0049】

特に集塵機装置２０が防塵カバー３８のうち、容積の小さい第２のカバー部４２に接続されている。ここで、第２のカバー部４２の容積が第１のカバー部４０の容積と比較して小さくなるように設定されているため、凹部ＨＣの形成に伴って発生した粉塵を容積の小さい第２のカバー部４２に誘導でき、第２のカバー部４２の内部を舞う粉塵から優先的に外部に排出することが可能になる。

【0050】

ここで、仮に第２のカバー部４２の容積が第１のカバー部４０の容積と同じように設定されていれば、防塵カバー３８の内部の全ての空間部位に粉塵が拡散されてしまい、防塵カバー３８の内部の粉塵の全てを外部に排出するための時間が長くなる。防塵カバー３８の内部に粉塵が舞っている状態が長時間続くと、パルスレーザＬＺが粉塵で乱反射して、コンクリート床面ＦＣに照射されるレーザ光の光量が低下し、表面改質の処理精度が低下する問題がある。

【0051】

しかしながら、本実施形態では、第２のカバー部４２の容積を第１のカバー部４０の容積よりも敢えて小さくして、第２のカバー部４２の内部に集塵機装置２０を接続することで、凹部ＨＣの形成に伴って発生した粉塵を容積の小さい第２のカバー部４２に誘導して、第２のカバー部４２の内部の粉塵から優先的に外部に排出できる。これにより、防塵カバー３８の内部の粉塵が第１のカバー部４０の内部で拡散されず、防塵カバー３８の内部の粉塵を短時間で外部に排出することに成功した。この結果、コンクリート床面ＦＣに照射されるレーザ光の光量が低下せず、表面改質の処理精度を高く維持することができる。

【0052】

また、荷台２４の下面には、第２のカバー部４２と連通するとともに、第１のカバー部４０の容積よりも小さい容積を有し、コンクリート床面ＦＣ上のパルスレーザＬＺの走査範囲を絞る絞り部４６が設けられており、パルスレーザＬＺが絞り部４６の開口４８から外部に出ていき、コンクリート床面ＦＣに照射される。これにより、コンクリート床面ＦＣに照射されるレーザ光を絞ることができ、コンクリート床面ＦＣに与えるレーザ強度が密になり、レーザ痕に不良が生じ難くなる。この結果、コンクリート床面ＦＣの表面改質の処理精度を高めることができる。

【0053】

さらには、絞り部４６の少なくとも一部には、絞り部４６の内部に入射したパルスレーザＬＺを視認可能な透明部材５０で構成されているため、パルスレーザＬＺの出力状態を視認することができる。なお、作業者はレーザ光を安全に視認できる特殊なサングラスを身につけて、パルスレーザＬＺの出力状態を確認することは言うまでもない。これにより、パルスレーザＬＺの出力状態により、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのメンテナンスの必要性を早い段階で把握でき、コンクリート床面ＦＣの表面改質処理の低下を防止できる。

【0054】

以上のようにして、コンクリート床面ＦＣに対して凹部ＨＣが形成された後、図５（Ｃ）に示すように、樹脂材ＣＴが塗布される。樹脂材ＣＴとしては、メタクリル樹脂やエポキシ樹脂が使用される。これにより、コンクリート床面ＦＣの表面の凹部ＨＣに樹脂材ＣＴが入り込んで密着性が大幅に向上するようになる。一方、従来技術では、図５（Ｄ）に示すように、コンクリート床面ＦＣと樹脂材ＣＴとの間の密着性が悪く、不良部位ＦＢが存在していた技術的問題があった。

【0055】

本実施形態によれば、高品質コンクリートの床面ＦＣに対し、パルスレーザＬＺを走査して照射することとしたので、コンクリート床面ＦＣに微細な凹凸が形成されるようになる。このため、床表面に塗布する樹脂材との密着性が向上するという優れた効果が得られる。

【0056】

［実用新案登録３２３３６８５号に記載された考案との比較］
次に、本願の先行技術である実用新案登録３２３３６８５号公報に記載されている表面改質装置（以下、先行技術という。）と比較する。

【0057】

先行技術は、１個のレーザヘッドでコンクリート床面の表面改質処理を行っていたため、コンクリート床面のレーザ光の照射面積が小さく限られ、膨大な表面改質処理に伴う時間を要していた。これに対して、本実施形態のコンクリート表面改質装置１０によれば、複数、特に３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを同時に駆動して、コンクリート床面ＦＣに対してレーザ光を照射するため、照射面積が広くなり、表面改質処理に伴う時間を短縮することができる。

【0058】

ここで、コンクリート表面改質装置１０の３基のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを同時に駆動して、コンクリート床面ＦＣに対してレーザ光を照射するとコンクリート床面ＦＣに３つのパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が形成される。各パルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、同じ色合いを呈しているため、どのレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃによって形成されたレーザ痕なのかを判別できない事態になる。このため、いずれかのレーザ痕が不良である場合には、それに対応するレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを特定すめることができなかった。

【0059】

そこで、本実施形態のように、複数のレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、図６に示すようにコンクリート床面ＦＣに照射されたパルスレーザＬＺの一部が重なり合う位置に配置されている構成を採用したことにより、３つのパルスレーザ痕Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が同じ色合いを呈していても、パルスレーザＬＺの一部が重なり合うパルスレーザ重合痕Ｍ１、Ｍ２の色合いが他のレーザ痕の色合いと明確に異なるため、どのレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃによって形成されたパルスレーザ痕なのかを判別することができる。これにより、パルスレーザ痕に不良が認められる場合には、不良であるパルスレーザ痕に対応するレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを瞬時に特定することができ、確実にメンテナンスを行うことができる。

【0060】

先行技術の防護カバーは、一定の容積で固定された所謂寸胴タイプの形状を有していた。このため、他の要素を収容する関係で防護カバーの容積が大きくなり、一部においてデッドスペースが生じていた。コンクリート床面の表面改質処理では、防護カバーの内部の全体に粉塵が舞い上がり、パルスレーザの一部が粉塵に対して乱反射して、コンクリート床面に届かない状況になっていた。この現象は、粉塵の舞い上がり状況によって、毎回の表面改質処理ごとに変動するため、レーザ痕に不良のムラが生じ、レーザヘッドの出力制御では改善することができない不具合が生じていた。

【0061】

そこで、本実施形態のように、防護カバー３８の構成を、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃから出射されたパルスレーザＬＺを所定の方向に走査するための高速スキャナ３４を収容する第１のカバー部４０と、第１のカバー部４０に連通して形成され、第１のカバー部４０の容積と比較して小さく設定されるとともに、高速スキャナ３４で走査されたパルスレーザＬＺが入射する第２のカバー部４２と、することにより、防護カバー３８の内部のデッドスペースを削減するように工夫した。そして、コンクリート床面ＦＣから近い位置にある第２のカバー部４２に集塵機装置２０を接続して、容積の小さい第２のカバー部４２の内部に粉塵を誘導し、その粉塵から優先的に外部に排出することにより、粉塵の第１のカバー部４０内への流入を阻止することができ、防護カバー３８の内部に滞留する粉塵を瞬時に取り除くことに成功した。これにより、各レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃから出射されたパルスレーザＬＺが防護カバー３８内の粉塵に乱反射することを低減でき、コンクリート床面ＦＣに届くレーザ光の光量欠損を削減することができる。この結果、レーザ痕に不良が生じることがなく、コンクリート床面ＦＣの表面改質処理の精度を安定的に高めることができる。

【0062】

また、本実施形態のコンクリート表面改質装置１０によれば、コンクリート床面ＦＣに近い絞り部４６の一部を透明部材５０で構成してコンクリート床面ＦＣに照射するレーザ光を視認することができる。このため、レーザ光が出ているか否か、レーザ光の色やコンクリート床面ＦＣ上のレーザ照射面の状況を確認することができ、レーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが正常に動作しているか否かを容易に判別することができる。仮にレーザヘッド３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの動作が不良であることが確認できれば、早急にメンテナンスを行うことにより、トラブルを最小限に留めて、大幅な表面改質処理の効率低下を回避できる。

【0063】

また、本発明には数多くの実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例えば、次のようなものも含まれる。
（１）上記実施形態では、作業者がレーザ装置１４を押して移動するようにしたが、台車１２にモータを設けて自走式とし、リモコン等で操作するようにしてもよい。
（２）上記実施形態では、台車１２と集塵機装置２０とを別体としたが、集塵機装置２０を台車１２に載せるようにしてもよい。
（３）上記実施形態は、本発明をコンクリート表面の改質に適用したものであるが、コンクリート以外に適用することを妨げるものではない。例えば、御影石のような石材の表面に凹凸を形成するような場合などに対して適用してもよい。あるいは、床面上の凹凸を滑り止めとして利用するようにしてもよい。

【0064】

なお、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具現した一例に過ぎないものである。本発明は、当然ながらこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を利用した全ての態様を含むものである。

【符号の説明】

【0065】

１０ コンクリート表面改質装置
１２ 台車
１４ レーザ装置
１６Ａ システムコントローラ
１６Ｂ システムコントローラ
１６Ｃ システムコントローラ
１８Ａ レーザドライバ
１８Ｂ レーザドライバ
１８Ｃ レーザドライバ
２０ 集塵機装置
２２ 蛇腹パイプ
２４ 荷台（ベース部材）
２６ ハンドル
２８ キャスター
３０ ハンドルスイッチ
３２Ａ レーザヘッド（レーザ部）
３２Ｂ レーザヘッド（レーザ部）
３２Ｃ レーザヘッド（レーザ部）
３４ 高速スキャナ（走査部）
３６ スキャンレンズ
３８ 防護カバー
４０ 第１のカバー部
４２ 第２のカバー部
４４ 排気口
４６ 絞り部
４８ 開口
５０ 透明部材
５２ 制御システム
５４ システムキースイッチ
５６ 緊急停止スイッチ
５８ スタートスイッチ
６０ 方向切換スイッチ
ＣＴ 樹脂材
ＦＢ 不良部位
ＦＣ コンクリート床面
ＨＣ 凹部
ＬＺ パルスレーザ
Ｌ１ パルスレーザ痕
Ｌ２ パルスレーザ痕
Ｌ３ パルスレーザ痕
Ｍ１ パルスレーザ重合痕
Ｍ２ パルスレーザ重合痕

【要約】

【課題】コンクリート床面の面積にかかわらず、コンクリート床面の表面改質を効率的に行うことができるコンクリート床面凹部形成方法を提供する。
【解決手段】被覆材で被覆される前のコンクリート床面ＦＣの表面に凹部ＨＣを形成して表面を改質するコンクリート床面凹部形成方法であって、パルスレーザＬＺを出射してコンクリート床面ＦＣ上に照射するレーザヘッド３２Ａ～３２Ｃを、コンクリート床面ＦＣに対して平行方向に沿って複数配置し、複数のレーザヘッド３２Ａ～３２Ｃは、コンクリート床面ＦＣに照射されたパルスレーザＬＺの一部が重なり合う位置に配置されている。
【選択図】 図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】