(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の回転領域に起因する処理予定領域の未処理部分を低減する切削装置及び切削方法を提供する。【解決手段】切削装置１は、切削用の水が通過する直線状の分岐流路７と、分岐流路７の両端部にそれぞれ接続され分岐流路７からの水を互いに交差する噴流軸線２１ａ，２２ａ上にウォータージェット２１，２２として噴射する一対のノズル流路１１，１２と、を備え、一対の噴流軸線２１ａ，２２ａを含む仮想平面Ｓに対して所定の角度φを為す回転軸線Ａ周りに回転しながらノズル流路１１，１２から互いに衝突するウォータージェット２１，２２を噴射しコンクリート構造物の斫り処理を行う装置である。分岐流路７の流路軸線Ｃは、回転軸線Ａに直交する平面Ｔ内に位置し且つ回転軸線Ａと交差しない。【選択図】図２
2020121365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、前記分岐流路の両端部にそれぞれ接続され前記分岐流路からの前記水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備え、一対の前記噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転しながら前記ノズル流路から互いに衝突する前記ウォータージェットを噴射し被切削物を切削する切削装置であって、
前記分岐流路の流路軸線が、前記回転軸線に直交する平面内に位置し且つ前記回転軸線と交差しない、切削装置。
【請求項２】
前記分岐流路の前記流路軸線に対して、一方の前記噴流軸線が為す角度と他方の前記噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、前記分岐流路の両端部にそれぞれ接続され前記分岐流路からの前記水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備え、一対の前記噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転しながら前記ノズル流路から互いに衝突する前記ウォータージェットを噴射し被切削物を切削する切削装置であって、
前記分岐流路の流路軸線に対して、一方の前記噴流軸線が為す角度と他方の前記噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、切削装置。
【請求項４】
切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、前記分岐流路の両端部にそれぞれ接続され前記分岐流路からの前記水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備える切削装置を一対の前記噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転させながら前記ノズル流路から互いに衝突する前記ウォータージェットを噴射させ被切削物を切削する切削方法であって、
前記分岐流路の流路軸線が、前記回転軸線に直交する平面内に位置し且つ前記回転軸線と交差しない、切削方法。
【請求項５】
前記分岐流路の前記流路軸線に対して、一方の前記噴流軸線が為す角度と他方の前記噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、請求項４に記載の切削方法。
【請求項６】
切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、前記分岐流路の両端部にそれぞれ接続され前記分岐流路からの前記水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備える切削装置を一対の前記噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転させながら前記ノズル流路から互いに衝突する前記ウォータージェットを噴射させ被切削物を切削する切削方法であって、
前記分岐流路の流路軸線に対して、一方の前記噴流軸線が為す角度と他方の前記噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置及び切削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に記載の切削装置が知られている。この切削装置は、所定の回転軸線周りに回転する軸と、当該軸に直交して連結された直線状の分岐管と、分岐管の両端にそれぞれ設けられた一対のノズルと、を備えている。各ノズルの噴射口からは直線状のウォータージェットがそれぞれ噴射され、ウォータージェット同士が所定の衝突点で互いに衝突するようになっている。
【０００３】
この切削装置の使用時には、ウォータージェットの噴射方向が分岐管に対して為す角度と、２つのウォータージェットの噴流軸線を含む平面が上記回転軸線に対して為す角度と、が予め設定される。そして、２つの噴射口を被切削物の表面に近接させ、切削装置が回転しながら被切削物の表面に沿って移動されることで、ウォータージェットのエネルギーによって被切削物が一定の処理幅で切削される。また、ウォータージェット同士が互いに衝突することでそのエネルギーのほとんどが消散されるので、衝突点以深の部分は切削されず、被切削物は一定の切削深さに切削される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2000-238031号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、切削装置による処理予定領域の端部に壁などが立設されている場合には、装置の回転領域が壁に干渉しないようにする必要がある。この条件下において、切削装置による処理幅が装置の回転領域の幅に比べて小さいと、その差に応じて処理予定領域の端部に未処理部分が残されることになる。特にこの種の切削装置では、ウォータージェット同士を衝突させるべく、直線状の分岐管の両端から互いに内側に向けてウォータージェットを噴射することになる。従って、ウォータージェットの旋回半径が分岐管の旋回半径よりも小さくなる傾向にあり、すなわち、処理幅が装置の回転領域の幅に対して小さくなる傾向にある。
【０００６】
この問題に鑑み、本発明は、装置の回転領域に起因する処理予定領域の未処理部分を低減する切削装置及び切削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の切削装置は、切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、分岐流路の両端部にそれぞれ接続され分岐流路からの水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備え、一対の噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転しながらノズル流路から互いに衝突するウォータージェットを噴射し被切削物を切削する切削装置であって、分岐流路の流路軸線が、回転軸線に直交する平面内に位置し且つ回転軸線と交差しない、切削装置である。
【０００８】
また、本発明の切削装置では、分岐流路の流路軸線に対して、一方の噴流軸線が為す角度と他方の噴流軸線が為す角度とが互いに異なることとしてもよい。
【０００９】
本発明の切削装置は、切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、分岐流路の両端部にそれぞれ接続され分岐流路からの水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備え、一対の噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転しながらノズル流路から互いに衝突するウォータージェットを噴射し被切削物を切削する切削装置であって、分岐流路の流路軸線に対して、一方の噴流軸線が為す角度と他方の噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、切削装置である。
【００１０】
本発明の切削方法は、切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、分岐流路の両端部にそれぞれ接続され分岐流路からの水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備える切削装置を一対の噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転させながらノズル流路から互いに衝突するウォータージェットを噴射させ被切削物を切削する切削方法であって、分岐流路の流路軸線が、回転軸線に直交する平面内に位置し且つ回転軸線と交差しない、切削方法である。
【００１１】
また、本発明の切削方法では、分岐流路の流路軸線に対して、一方の噴流軸線が為す角度と他方の噴流軸線が為す角度とが互いに異なることとしてもよい。
【００１２】
本発明の切削方法は、切削用の水が供給される直線状の分岐流路と、分岐流路の両端部にそれぞれ接続され分岐流路からの水を互いに交差する噴流軸線上にウォータージェットとして噴射する一対のノズル流路と、を備える切削装置を一対の噴流軸線を含む仮想平面に対して所定の角度を為す回転軸線周りに回転させながらノズル流路から互いに衝突するウォータージェットを噴射させ被切削物を切削する切削方法であって、分岐流路の流路軸線に対して、一方の噴流軸線が為す角度と他方の噴流軸線が為す角度とが互いに異なる、切削方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置の回転領域に起因する処理予定領域の未処理部分を低減する切削装置及び切削方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る切削装置の斜視図である。
【図２】（ａ）は切削装置のモデルの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は切削装置を用いたコンクリート構造物の切削方法を示す断面図である。
【図４】切削装置の噴射口の軌跡を示す平面図である。
【図５】（ａ）は従来の切削装置のモデルの平面図、（ｂ）は特徴点Ｆ１を備えた切削装置のモデルの平面図である。
【図６】（ａ）は特徴点Ｆ２を備えた切削装置のモデルの平面図、（ｂ）は特徴点Ｆ１及びＦ２を備えた切削装置のモデルの平面図である。
【図７】切削装置によるコンクリート構造物の切削状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら切削装置及び切削方法の実施形態について詳細に説明する。各図において、同一又は同等の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。なお、本願で、「切削」なる文言は、切断、切削のみならず、斫り或いは破壊や破砕等の作業或いは概念をも含むものである。
【００１６】
図１は、本実施形態の切削装置１の斜視図である。図２は切削装置１の要部の三次元的な配置（特に、給水路５の三次元的な構造）をモデル化して示すものであり、（ａ）は切削装置１のモデルの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、切削装置１は、回転本体部２とロータリージョイント３とを備えている。回転本体部２は、ロータリージョイント３に対して回転軸線Ａ周りに回転可能に連結されている。以下の説明で単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」というときには、回転本体部２の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を意味するものとする。
【００１８】
回転本体部２は、複数の金属ブロック８と２つのウォータージェットノズル９，１０とが組立てられて構成されている。また、回転本体部２の重心位置の偏芯による遠心力と噴射反力の回転軸垂直方向成分をバランスさせ、回転に伴う振動を抑制するため、回転本体部２には、ウエイト４が適宜取付けられる。回転本体部２の内部には、切削用の水を流通させるための給水路５が形成されている。給水路５は、各金属ブロック８及びウォータージェットノズル９，１０の内部をそれぞれ貫通する孔が連続的に接続されて構成されている。
【００１９】
給水路５は、回転軸線Ａ上に延びる導入流路１３と、導入流路１３の下端から屈曲して径方向に延び出す接続流路１５とを有している。給水路５は、更に、接続流路１５の下流側に連結された分岐流路７と、分岐流路７の両端部にそれぞれ接続された一対のノズル流路１１，１２と、を有している。接続流路１５の下流端は分岐流路７の長手方向中央の位置に接続されている。なお、接続流路１５の下流端の接続位置は、分岐流路７の長手方向のちょうど中央の位置には限られず、概ね中央の位置であってもよい。
【００２０】
ノズル流路１１，１２は、ウォータージェットノズル９，１０内に形成された整流流路を含んでおり、整流流路は分岐流路７から送られる水を整流してウォータージェット水流を生成する。ノズル流路１１の下流端には生成されたウォータージェットを噴射する噴射口１１ａが設けられ、同様に、ノズル流路１２の下流端には噴射口１２ａが設けられている。
【００２１】
分岐流路７の流路軸線Ｃは、回転軸線Ａに直交する平面Ｔ内に位置している。また、分岐流路７は、接続流路１５を介して導入流路１３に接続されているので、流路軸線Ｃと回転軸線Ａとは交差しない。すなわち、分岐流路７の流路軸線Ｃは、回転軸線Ａに対して径方向にずれて位置している。
【００２２】
噴射口１１ａと噴射口１２ａとは、流路軸線Ｃから等距離に位置している。すなわち、噴射口１１ａと噴射口１２ａとは、回転軸線Ａに直交する同じ平面上に位置している。このため、ノズル流路１２はノズル流路１１よりも長い。
【００２３】
切削装置１では、外部からロータリージョイント３を通じて高圧で供給された水が、導入流路１３と接続流路１５とを通じて分岐流路７に供給され、分岐流路７で分岐された水がそれぞれノズル流路１１，１２に供給される。ノズル流路１１の噴射口１１ａからは直線状のウォータージェット２１が噴流軸線２１ａ上に噴射される。同様に、ノズル流路１２の噴射口１２ａからは直線状のウォータージェット２２が噴流軸線２２ａ上に噴射される。噴流軸線２１ａ，２２ａ同士は衝突点１７で交差している。従って、ウォータージェット２１，２２同士は衝突点１７で互いに衝突し、衝突によってウォータージェット２１，２２が保有するエネルギーのほとんどが消散される。
【００２４】
図１に示されるように、流路軸線Ｃに対して噴流軸線２１ａが為す角度をθ１とし、流路軸線Ｃに対して噴流軸線２２ａが為す角度をθ２とし、このように定義される角度θ１，θ２を以下ではそれぞれ「噴射角度θ１」、「噴射角度θ２」と呼ぶ。噴射角度θ１と噴射角度θ２とは互いに異なっている。換言すれば、流路軸線Ｃと２つの噴流軸線２１ａ，２２ａとで囲まれる三角形は二等辺三角形ではない。本実施形態においては、θ１＞θ２の関係がある。このため、衝突点１７は噴射口１２ａよりも噴射口１１ａに近い位置にある。
【００２５】
また、図２（ｃ）に示されるように、２つの噴流軸線２１ａ，２２ａを含む仮想平面Ｓは回転軸線Ａに対して傾斜しており、仮想平面Ｓと回転軸線Ａとが為す角度φは予め設定されている。上記のように定義される角度φを以下では「振り角度φ」と呼ぶ。本実施形態における振り角度φは例えば約２５°に設定されている。上記のような仮想平面Ｓの傾斜によって、衝突点１７と回転軸線Ａとの距離は、流路軸線Ｃと回転軸線Ａとの距離よりも大きくなっている。なお、振り角度φがゼロに設定され、仮想平面Ｓと回転軸線Ａとが平行であってもよい。
【００２６】
ノズル流路１１，１２は、予め設定された噴射角度θ１，θ２及び振り角度φが実現されるような向きで分岐流路７に接続されている。
【００２７】
続いて、図３及び図４を参照しながら、切削装置１を用いた被切削物の切削方法について説明する。本実施形態では、コンクリート構造物５０の上面５１の斫り処理を例として説明し、当該コンクリート上面５１は水平面をなすものとする。
【００２８】
図３（ａ）に示されるように、この斫り処理では、回転軸線Ａがコンクリート上面５１に直交し（すなわち、回転軸線Ａが鉛直になり）、噴射口１１ａ，１２ａがコンクリート上面５１に近接する状態で切削装置１が設置される。この状態から、ロータリージョイント３に対して回転本体部２が回転し、噴射口１１ａ，１２ａからそれぞれウォータージェット２１，２２が噴射される。更に、コンクリート上面５１と平行な一方向に切削装置１全体が直線的に移動される。なお、上記の切削装置１全体の移動は往復移動であってもよい。
【００２９】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、上記のように回転本体部２を回転させながら切削装置１全体を紙面に直交する方向に移動させた状態を模式的に示す断面図である。図３（ｂ）においては、ノズル流路１１及びウォータージェット２１が実線で示され、ノズル流路１２及びウォータージェット２２が破線で示されている。また、図４は、回転軸線Ａの軌跡と噴射口１１ａの軌跡を模式的に示す平面図である。
【００３０】
上記のような切削装置１の動作により、コンクリート上面５１において噴流軸線２１ａ，２２ａが通過する領域がウォータージェット２１，２２によって斫られる。結局のところ、噴射口１１ａ，１２ａの旋回範囲のうち広い方（本実施形態では、噴射口１１ａの旋回範囲）の幅におよそ対応する帯状領域がウォータージェット２１，２２によって斫られる。そして、上記の切削装置１の動作が繰り返されることで、コンクリート上面５１が徐々に深く斫られ、コンクリート上面５１には平面視帯状の溝５３が形成される。前述したとおり、ウォータージェット２１，２２のエネルギーは衝突点１７においてほとんど消散されるので、衝突点１７以深の部分は斫られず、溝５３の深さは衝突点１７の深さに収束する。
【００３１】
なお、溝５３の底面の幅は、衝突点１７の旋回半径に依存するので、溝５３の最浅部の幅とは必ずしも一致しない。本実施形態では、図３（ｂ）に示されるように、溝５３の底面の幅は、溝５３の最浅部の幅よりも僅かに広くなっている。以下では、溝５３の最浅部の幅を「処理幅５４」という。処理幅５４は、噴射口１１ａ，１２ａの旋回半径のうち大きい方（本実施形態では、噴射口１１ａの旋回半径）の約２倍になる。
【００３２】
続いて、以上説明した切削装置１及び切削方法による作用効果について説明する。切削装置１は、前述したとおり、主に次の２つの特徴点Ｆ１，Ｆ２を備えている。
〔特徴点Ｆ１〕分岐流路７の流路軸線Ｃが、回転軸線Ａに直交する平面Ｔ内に位置し且つ回転軸線Ａと交差しない。
〔特徴点Ｆ２〕噴射角度θ１と噴射角度θ２とが互いに異なっている。
【００３３】
（特徴点Ｆ１に起因する作用効果）
まず、特徴点Ｆ１に起因する作用効果について、図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較しながら説明する。図５（ａ）は、特徴点Ｆ１，Ｆ２のいずれも備えていない切削装置９０のモデルを示す平面図である。切削装置９０では、所定の振り角度φと、所定の噴射角度θ１，θ２（但し、θ１＝θ２）が設定されている。切削装置９０は、例えば前述の特許文献１に記載された切削装置である。一方、図５（ｂ）は、切削装置９０に対して特徴点Ｆ１のみが付加された切削装置９１のモデルを示す平面図である。切削装置９１では、切削装置９０と同じ振り角度φ及び噴射角度θ１，θ２が設定されている。ここで図に示されるように、切削装置９０,９１において、流路軸線Ｃと噴流軸線２１ａとの交点、及び流路軸線Ｃと噴流軸線２２ａとの各交点を「分岐流路端部」と呼び、「２７」の符号を付す。
【００３４】
この種の切削装置において、例えば処理予定領域の端部に壁などが立設されている場合には、回転本体部２の回転領域が壁に干渉しないようにする必要がある。この条件下において、切削装置による処理幅５４が回転本体部２の回転領域の幅に比べて小さいと、その差に応じて処理予定領域の端部に未処理部分が残されることになる。このような装置の回転領域に起因する未処理部分は、可能な限り低減されることが望まれる。
【００３５】
前述したように、処理幅５４は、噴射口１１ａ，１２ａの旋回半径のうち大きい方の約２倍に相当する。この旋回半径は図５（ａ），（ｂ）中に符号ｒ１で示されるように回転軸線Ａと噴射口１１ａとの距離に対応する。一方、回転本体部２の回転領域の幅は、回転本体部２のうち分岐流路端部２７を形成する部位の旋回半径に支配されると考えられ、分岐流路端部２７の旋回半径の２倍よりもやや大きいと考えてよい。この分岐流路端部２７の旋回半径は図５（ａ），（ｂ）中に符号ｒ２で示されるように回転軸線Ａと分岐流路端部２７との距離に対応する。従って、上記のような未処理部分を低減するためには、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１を拡大すればよい。
【００３６】
上記の知見に基づき、図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すると、特徴点Ｆ１を備える切削装置９１の構造では、切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ２と旋回半径ｒ１との差が緩和されることが幾何学的に明らかである。或いは、旋回半径ｒ１が旋回半径ｒ２以上になる場合もある。このように、切削装置９１及びこれを用いた切削方法では、特徴点Ｆ１により、切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１を拡大することができ、その結果、回転本体部２の回転領域に起因する未処理部分を低減することができる。
【００３７】
なお、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１を拡大するためには、振り角度φを拡大することも考えられる。しかしながら、振り角度φを拡大すると、噴射口１１ａ，１２ａの旋回半径ｒ１に対する衝突点１７の旋回半径も拡大することになる。そうすると、処理幅５４に比較して溝５３の底面が極端に幅広に斫られてしまう場合がある。そしてこの場合、溝５３の側壁面が鉛直面から大きく傾斜してしまい、好ましくない。これに対し切削装置９１の構造によれば、振り角度φを抑えて、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１を拡大することができ、溝５３の側壁面を鉛直面に近い状態に維持することができる。
【００３８】
（特徴点Ｆ２に起因する作用効果）
次に、特徴点Ｆ２に起因する作用効果について、図５（ａ）と図６（ａ）とを比較しながら説明する。図６（ａ）は、切削装置９０に対して特徴点Ｆ２のみが付加された切削装置９３のモデルを示す平面図である。切削装置９３では、切削装置９０と同じ振り角度φと、所定の噴射角度θ１，θ２（但し、θ１＞θ２）とが設定されている。
【００３９】
図５（ａ）と図６（ａ）とを比較すると、特徴点Ｆ２を備える切削装置９３の構造では、切削装置９０に比較して、噴射口１１ａが回転軸線Ａから遠ざかり旋回半径ｒ１が拡大することが幾何学的に明らかである。従って、切削装置９３では切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ２と旋回半径ｒ１との差が緩和される。或いは、旋回半径ｒ１が旋回半径ｒ２以上になる場合もある。このように、切削装置９３及びこれを用いた切削方法では、特徴点Ｆ２により、切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１を拡大することができ、その結果、回転本体部２の回転領域に起因する未処理部分を低減することができる。
【００４０】
（切削装置１及び切削方法による作用効果）
図６（ｂ）は、切削装置１のモデルを示す平面図である。切削装置１は、切削装置９０に対して特徴点Ｆ１及びＦ２が付加された切削装置である。図５（ａ）と図６（ｂ）との比較で判るように、切削装置１では、特徴点Ｆ１と特徴点Ｆ２とが相俟って、切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ２に対する旋回半径ｒ１が更に拡大されることが幾何学的に明らかである。従って、切削装置１及びこれを用いた切削方法によれば、特徴点Ｆ１，Ｆ２によって、回転本体部２の回転領域に起因する未処理部分を低減することができる。
【００４１】
なお、切削装置１では、回転本体部２の流路軸線Ｃ方向の幅、ノズル流路１１，１２の長さ、流路軸線Ｃと回転軸線Ａとの距離、噴射角度θ１，θ２、振り角度φ等を適切に設計することにより、処理幅５４を回転本体部２の回転領域の幅と同じにすることも可能であり、或いは、処理幅５４を回転本体部２の回転領域の幅よりも広くすることも可能である。すなわち、上記のような事項を適切に設計することにより、回転本体部２の回転領域に起因する未処理部分をゼロにすることも可能である。
【００４２】
（特徴点Ｆ２に起因する他の作用効果）
この種の従来の切削装置（例えば、図５（ａ）の切削装置９０）では、噴射口１１ａ，１２ａの軌跡が図４に示されるような螺旋状をなすので、コンクリート上面５１においては、溝５３の幅方向端部にウォータージェット２１，２２が最も高い頻度で接触することになる。従って、ウォータージェット２１，２２のエネルギーは、溝５３の幅方向端部に偏って付与される傾向にある。このため、溝５３の幅方向端部が衝突点１７の深さまで早期に斫られたとしても、溝５３の幅方向中央部では斫り深さが十分ではない、といったことが起こる。そうすると、溝５３の幅方向中央部のみを更に斫るために、斫り処理を更に継続せざるを得ず、エネルギー効率が悪い。
【００４３】
これに対し、特徴点Ｆ２を備える切削装置９３では、図６（ａ）に示されるように、噴射口１２ａの旋回半径ｒ３が、噴射口１１ａの旋回半径ｒ１よりも小さい。従ってコンクリート上面５１においては、ウォータージェット２１のエネルギーが主に溝５３の幅方向端部に付与される一方で、ウォータージェット２２のエネルギーは溝５３の幅方向中央寄りに付与されることになる。このように、ウォータージェット２１，２２から付与されるエネルギーが溝５３の幅方向に均されるので、溝５３の斫り深さが幅方向で均一になり易い。そして、溝５３の幅方向の一部のみを斫るために斫り処理を継続するといった必要性が低減される。その結果、切削装置９３及びこれを用いた切削方法では、特徴点Ｆ２により、切削装置９０に比較してエネルギー効率が向上する。よって、切削装置１及びこれを用いた切削方法においても、特徴点Ｆ２によりエネルギー効率が向上する。
【００４４】
図７は、切削装置１による溝５３の理想的な切削状態の一例を模式的に示す断面図である。図７の例は、切削装置１を紙面に直交する方向に４往復させて溝５３を形成するものであり、１往復ごとに形成される溝の底面形状をそれぞれＳ１〜Ｓ４で模式的に示す。溝５３の浅い部分においては、溝５３の幅方向中央近傍にウォータージェット２１，２２の両方が接触し、溝５３の幅方向端部にはウォータージェット２１のみが接触する。従って、溝５３の幅方向中央近傍の斫りが、幅方向端部よりも速く進行し、例えば符号Ｓ１，Ｓ２で示されるような形状の溝端面が形成される。そして、溝５３の深い部分に行くほど、ウォータージェット２２の接触範囲が幅方向端部側に拡がっていき、例えば符号Ｓ３で示されるような形状の溝端面が形成される。最終的には、符号Ｓ４で示されるように、溝５３の幅方向端部と幅方向中央部とが同時点に衝突点１７の深さに到達する。
【００４５】
また、図５（ａ）と図６（ａ）に示されるように衝突点１７の旋回半径をｒ４とする。前述したとおり、溝５３の最浅部の幅（処理幅５４）は噴射口１１ａの旋回半径ｒ１に依存し、溝５３の底面の幅は衝突点の旋回半径ｒ４に依存する。図５（ａ）と図６（ａ）とを比較すると、特徴点Ｆ２を備える切削装置９３の構造では、特徴点Ｆ２により、切削装置９０に比較して、旋回半径ｒ１と旋回半径ｒ４との差が縮小することが幾何学的に明らかである。従って、切削装置９３では、切削装置９０に比較して、溝５３の最浅部の幅と底面の幅とが近くなる。すなわち、切削装置９３及びこれを用いた切削方法によれば、特徴点Ｆ２により、切削装置９０に比較して溝５３の側壁面が鉛直面に近い状態になる。よって、切削装置１及びこれを用いた切削方法においても、側壁面が鉛直面に近い状態になるといった作用効果が得られる。
【００４６】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４７】
例えば、上述の実施形態では、切削装置１全体を直線的に移動させて平面視帯状の溝を形成する例について説明したが、この形態に限られず、切削装置１の移動は種々の形態で実行することができる。例えば、ウォータージェット２１，２２を噴射させ回転本体部２を回転させた状態で、切削装置１全体を一方向に往復運動させながら、その往復運動の直交方向に一定の往復回数毎に一定の幅（ステップ幅）移動することにより任意の大きさの平面を斫り処理することができる。このような方法は高架橋床板の劣化部除去では一般的に用いられる。また、ウォータージェット２１，２２を噴射させ回転本体部２を回転させた状態で、切削装置１を公転させ、回転本体部２よりも大きい平面視円形の穴をコンクリート上面５１に形成してもよい。また、実施形態で説明した切削装置及びこれを用いた切削方法は、コンクリート構造物の斫り処理のみならず、種々の物体の切削、斫り、破壊及び破砕等の処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，９１，９３…切削装置、７…分岐流路、１１，１２…ノズル流路、２１，２２…ウォータージェット、２１ａ，２２ａ…噴流軸線、５０…コンクリート構造物（被切削物）、Ａ…回転軸線、Ｃ…流路軸線、Ｓ…仮想平面、Ｔ…平面、θ１，θ２…噴射角度、φ…振り角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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