(57)【要約】【課題】  ノズルを回転させることなく移動させることにより、ノズルに高圧水を供給する高水ホースに捩じれを生じるのを防止する。【解決手段】  高圧水を噴射させるノズルを備えたウォータージェット装置のノズル移動機構２であって、一端を中心に回転可能な一対の従節５、５と、該一対の従節５、５間に両端が回転可能に結合される中間節６とを備え、前記中間節６の中間に前記ノズル１０を取り付け、前記ノズル１０を前記中間節６に追従して移動させるように構成したノズル移動機構。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水を噴射させるノズルを備えたウォータージェット装置のノズル移動機構であって、
一端を中心に回転可能な一対の従節と、該一対の従節間に両端が回転可能に結合される中間節とを備え、
前記中間節の中間に前記ノズルを取り付け、前記ノズルを前記中間節に追従して移動させるように構成したことを特徴とするノズル移動機構。
【請求項２】
前記一対の従節の一端間の長さと前記中間節の両端間の長さとが同一、及び前記両従節の長さが同一に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のノズル移動機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のノズル移動機構を用いたノズル移動装置であって、
前記一方の従節を駆動源に連結し、該駆動源によって該一方の従節を回転させることにより、該一方の従節に他方の従節を連動して回転させるように構成したことを特徴とするノズル移動装置。
【請求項４】
前記駆動源は、回転モータ、又は油圧又は空圧のシリンダーであることを特徴とする請求項３に記載のノズル移動装置。
【請求項５】
前記一対の従節間にベルトを掛け渡し、該ベルトを介して前記一方の従節に前記他方の従節を連動させるように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のノズル移動装置。
【請求項６】
前記各従節を遊星歯車に連結し、該各遊星歯車を太陽歯車と噛合させ、太陽歯車の回転に追従して各遊星歯車を介して各従節を回転させるように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のノズル移動装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のノズル移動機構を平行移動可能に案内する案内手段を備えていることを特徴とする請求項３から６の何れか１項に記載のノズル移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル移動機構及びノズル装置に関し、特に、高圧水を噴射させるノズルを備えたウォータージェット装置のノズル移動機構及びノズル移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物等の対象物に対して各種の工事を行う場合、躯体の壁や床等を切断し、くり貫くことが行われている。
【０００３】
このような工事においては、従来、電動ピッチングマシンや高速回転カッター装置等を用いていたが、工事の際に生じる振動や騒音によって周辺の生活環境に影響を与えるため、近年では、振動や騒音の発生を抑えた各種のウォータージェット装置が用いられている。
【０００４】
ウォータージェット装置は、例えば、非特許文献１、２に記載されているように、高圧水を発生させる高圧ポンプを有するポンプユニット、高圧ポンプを回転させるモータを有するモータユニット、高圧ポンプで発生させた高圧水を噴射させるノズルを有するノズルユニット等を備え、ポンプユニットの高圧ポンプで発生させた高圧水（必要に応じて研磨剤を混入させる）をノズルに導き、ノズルの噴射口から対象物に向けて噴射させることにより、対象物を切断し、くり貫くことができものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】株式会社ジェットホームページ、ｏｎｌｉｎｅ、平成２１年２月４日検索、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｗａｔｅｒ−ｊｅｔ／ｒｏｂｏｔ．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】株式会社ユアーズホームページ、ｏｎｌｉｎｅ、平成２１年２月４日検索、インターネット＜ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｙｏｕｒｓ−ｔｋ．ｃｏ．ｊｐ／ｗａｔｅｒｊｅｔ．ｈｔｍ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような構成のウォータージェット装置を用いて対象物をくり貫く場合、例えば、ノズルを対象物の表面に沿って円形状に移動させることにより、対象物を円形状に切断し、くり貫いている。
【０００７】
しかし、ノズルを円形状に移動させる場合、ノズルを円形状に１周させることによってノズル自体も３６０°回転した状態になるため、ノズルに高圧水を供給する高圧ホースに捩じれが生じ、この捩じれを防止するためには、高圧ホースの接続に高価な回転継手を使用する等の方法を採らなければならず、設備費が高くつく。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ノズルの接続に高価な継手を使用する等の方法を採ることなく、ノズルに高圧水を供給する高圧ホースに捩じれが生じるのを防止できる、ノズル移動機構及びノズル移動装置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】
【０００９】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、高圧水を噴射させるノズルを備えたウォータージェット装置のノズル移動機構であって、一端を中心に回転可能な一対の従節と、該一対の従節間に両端が回転可能に結合される中間節とを備え、前記中間節の中間に前記ノズルを取り付け、前記ノズルを前記中間節に追従して移動させるように構成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のノズル移動機構によれば、一対の従動節を回転させることにより、一対の従節に追従して中間節が回転し、中間節に追従してノズルが移動し、ノズルの移動軌跡に応じて、対象物を切断し、くり貫くことができる。
この場合、ノズルは、中間節の回転に追従して、中間節の中間の移動軌跡上を回転することなく移動することになるので、ノズルに高圧水を供給する高圧ホースが捩じられるようなことはなく、高圧ホースが捩じれによって破損するようなことはない。
【００１１】
また、本発明において、前記一対の従節の一端間の長さと前記中間節の両端間の長さとが同一、及び前記両従節の長さが同一に構成されていることとしてもよい。
【００１２】
本発明のノズル移動機構によれば、一対の従節を回転させることにより、一対の従節に追従して中間節が回転し、ノズルが中間節の中間の移動軌跡上を回転することなく移動することになるので、ノズルに高圧水を供給する高圧ホースが捩じられるようなことはなく、高圧ホースが捩じれによって破損するようなことはない。
【００１３】
さらに、本発明は、請求項１又は２に記載のノズル移動機構を用いたノズル移動装置であって、前記一方の従節を駆動源に連結し、該駆動源によって該一方の従節を回転させることにより、該一方の従節に他方の従節を連動して回転させるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明のノズル移動装置によれば、駆動源の駆動によって一方の従節を回転させることにより、一方の従節に連動して他方の従節が回転し、両従節の回転に追従して中間節が回転し、中間節の回転に追従してノズルが中間節の中間の移動軌跡上を回転することなく移動することになる。
【００１５】
さらに、本発明において、前記駆動源は、回転モータ、又は油圧又は空圧のシリンダーであることとしてもよい。
【００１６】
本発明のノズル移動装置によれば、回転モータ、又は油圧又は空圧のシリンダーを駆動によって一方の従節を回転させることにより、一方の従節に連動して他方の従節が回転し、両従節の回転に追従して中間節が回転し、中間節に追従してノズルが中間節の中間の移動軌跡上を回転することなく移動することになる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記一対の従節間にベルトを掛け渡し、該ベルトを介して前記一方の従節に前記他方の従節を連動させるように構成したこととしてもよい。
【００１８】
本発明のノズル移動装置によれば、ベルトを介して一方の従節の回転に連動して他方の従節が回転することになる。
【００１９】
さらに、本発明において、前記各従節を遊星歯車に連結し、該各遊星歯車を太陽歯車と噛合させ、太陽歯車の回転に追従して各遊星歯車を介して各従節を回転させるように構成したこととしてもよい。
【００２０】
本発明のノズル移動装置によれば、遊星歯車及び太陽歯車を介して一方の従節の回転に連動して他方の従節が回転することになる。
【００２１】
さらに、本発明において、請求項１又は２に記載のノズル移動機構を平行移動可能に案内する案内手段を備えていることとしてもよい。
【００２２】
本発明のノズル移動装置によれば、ノズル移動機構を案内手段を介して平行移動させることにより、案内手段による平行移動に追従して中間節の移動軌跡が平行移動し、中間節の移動軌跡上を回転することなく移動しながら、ノズルが平行移動することになる。
【発明の効果】
【００２３】
以上、説明したように、本発明のノズル移動機構及びノズル移動装置によれば、ノズル移動機構の中間節にノズルを取り付け、ノズルを中間節の中間の移動軌跡上を移動させるように構成したので、ノズルが中間節の移動軌跡上を移動する際に、ノズル自体が回転するようなことはなく、ノズルに接続される高圧ホースが捩じられるようなことはない。従って、ノズルの接続に高価な回転継手を使用する必要はなく、設備費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるノズル移動機構の一実施の形態を示した概略平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】本発明によるノズル移動装置の第１の実施の形態を示した概略平面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】本発明によるノズル移動装置の第２の実施の形態を示した概略平面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】本発明によるノズル移動装置の第３の実施の形態を示した概略平面図である。
【図８】図７の正面図である。
【図９】本発明によるノズル移動装置の第４の実施の形態を示した概略平面図である。
【図１０】図９の正面図である。
【図１１】本発明によるノズル移動装置の第５の実施の形態を示した概略平面図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】本発明によるノズル移動装置の第６の実施の形態を示した概略平面図である。
【図１４】図１３の正面図である。
【図１５】本発明によるノズル移動装置の第７の実施の形態を示した概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図１５には、本発明によるノズル移動機構及びノズル移動装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態のノズル移動機構及び移動装置は、ウォータージェット装置のノズルに適用可能なものであって、ノズルに高圧水を供給する高圧水ホースに捩じれを生じさせることなく、ノズルを移動可能に構成するのに有効なものである。
【００２６】
ウォータージェット装置は、例えば、高圧水を発生させる高圧ポンプを有するポンプユニット、ポンプユニットの高圧ポンプを回転させるモータを有するモータユニット、ポンプユニットの高圧ポンプで発生させた高圧水を噴射させるノズルを有するノズルユニット、ノズルに研磨剤を供給する研磨剤供給ユニット等から構成され、ノズルユニットのノズルが本実施の形態のノズル移動機構及びノズル移動装置によって移動可能に構成されている。
【００２７】
ノズル移動機構２は、例えば、図１及び図２に示すように、固定節４と、固定節４の両端に一端がそれぞれ回転可能に結合される一対の従節５、５と、両従節５、５の他端間に両端が回転可能に結合される中間節６とから構成される４節リンク機構３であって、この４節リンク機構３の中間節６にノズル１０が固定された状態に取り付けられている。
【００２８】
４節リンク機構３は、例えば、固定節４と中間節６が同一長さ、両従節５、５が同一長さの平行４節リンク機構３であって、固定節４の両端に各従節５の一端がピン（以下、第１ピン７という。）を介して回転可能にそれぞれ結合され、両従節５、５の他端間に中間節６の両端がピン（以下、第２ピン８という。）を介して回転可能に結合されている。
【００２９】
固定節４、従節５、及び中間節６を構成する部材に特に制限はなく、本実施の形態では、固定節４を長方形板状の台座４ａによって構成し、従節５を帯板状の第１フレーム５ａ５ｂによって構成し、中間節６を帯板状の第２フレーム６ａによって構成している。
【００３０】
この場合、台座４ａの中心部には、ノズル１０を移動可能に配置するための貫通孔４ｂが設けられ、この貫通孔４ｂの縁部に各第１フレーム５ａ、５ｂの長手方向の一端が第１ピン７を介して回転可能に結合され、両第１フレーム５ａ、５ｂの長手方向の他端間に第２フレーム６ａの長手方向の両端が第２ピン８を介して回転可能に結合されている。
【００３１】
また、両第１フレーム５ａ５ｂは、台座４ａの第１中心線ａを中心として左右対称となるように、かつ、表裏面が台座４ａの上面と平行となるように、長手方向の一端が台座４ａの第２中心線ｂ上に第１ピン７を介して回転可能に結合されている。これにより、各第１フレーム５ａ、５ｂの第２フレーム６ａとの結合部（第２ピン８）は、第１ピン７を中心とする半径ｒ１の円周上を移動することになる。
【００３２】
さらに、第２フレーム６ａは、長手方向の両端間の距離（第２ピン８、８間の距離Ｌ２）が両第１フレーム５ａ、５ｂの第１ピン７、７間の距離Ｌ１と等しくなるように、かつ、表裏面が台座４ａの上面と平行となるように、長手方向の両端が両第１フレーム５ａ、５ｂの長手方向の他端に第２ピン８、８を介して回転可能に結合されている。これにより、第２フレーム６ａの第１フレーム５ａ、５ｂとの結合部（第２ピン８）は、第１ピン７を中心とする半径ｒ１の円周上を移動することになる。
【００３３】
さらに、第２フレーム６ａの長手方向の中央部は他の部分よりも幅広に形成され、この幅広に形成された中央部にノズル１０が固定状態に取り付けられている。この場合、ノズル１０は、第２フレーム６ａの長手方向の中心に噴射口が位置し、かつ、軸線が第２フレーム６ａの表裏面に対して直交するように、第２フレーム６ａに取り付けられている。これにより、ノズル１０は、台座４ａの第１中心線ａと第２中心線ｂとの交点ｃを中心とする半径ｒ２の円周上を第２フレーム６ａの中心部と一体に移動することになる。
【００３４】
次に、上記のような構成のノズル移動機構２を用いた本発明のノズル移動装置１の実施の形態について、図３〜図１５を参照しながら説明する。
図３及び図４には、ノズル移動装置１の第１の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、図１及び図２に示したノズル移動機構２の一方の第１フレーム５ａの長手方向の一端を第１ピン７に固定し、この第１ピン７を駆動源である回転モータ１１の駆動軸１２に連結し、回転モータ１１の駆動によって駆動軸１２及び第１ピン７を介して一方の第１フレーム５ａを第１ピン７の周りに回転させるように構成したものである。
【００３５】
上記のような構成のノズル移動装置１にあっては、回転モータ１１を駆動させて、回転モータ１１の駆動軸１２及び第１ピン７を介して一方の第１フレーム５ａを回転させることにより、上述したように、第２フレーム６ａの長手方向の中心部に固定されているノズル１０が、台座４ａの第１中心線ａと第２中心線ｂとの交点ｃを中心とする半径ｒ２の円周上を回転することなく移動することになる。
【００３６】
そして、上記のようにノズル１０を半径ｒ２の周上を移動させながら、高圧ホースを介してノズル１０に高圧水を供給して、ノズル１０の噴射口から対象物に向けて高圧水を噴射させることにより、対象物にノズル１０の移動軌跡に応じて切断し、くり貫くことができる。
【００３７】
上記のように構成した本実施の形態によるノズル移動装置１にあっては、ノズル移動機構２によってノズル１０を移動させた場合に、ノズル１０は回転することなく半径ｒ２の円周上を移動することになるので、ノズル１０に高圧水を供給する高圧ホースに捩じれが生じるようなことはない。
【００３８】
従って、高圧ホースの接続に高価な継手を使用する必要はなく、設備費を安く抑えることができる。
【００３９】
また、ノズル移動機構２により、ノズル１０を常に同じ経路に沿って移動させることができるので、対象物を高精度で切断し、くり貫くことができる。
【００４０】
さらに、回転モータ１１の回転速度を調整して、両第１フレーム５ａ、５ｂの回転速度を調整することにより、ノズル１０の移動速度を調整できるので、対象物に溝等を形成する場合には、その深さを容易に調整することができる。
【００４１】
図５及び図６には、本発明によるノズル移動装置１の第２の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、駆動源として、回転モータ１１の代わりに油圧又は空圧で作動するシリンダー１３を用いたものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００４２】
そして、本実施の形態のノズル移動装置１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する他、駆動源に流体圧で作動するシリンダー１３を用いているので、可燃性蒸気が存在するような現場においても利用が可能となる。
【００４３】
図７及び図８には、本発明によるノズル移動装置１の第３の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、各第１ピン７に主プーリー１７をそれぞれ取り付け、各第１ピン７を各第１フレーム５ａ、５ｂの長手方向の一端にそれぞれ固定し、両主プーリー１７、１７間に複数のテンションプーリー１８を介してベルト１６を掛け渡し、さらに、一方の第１フレーム５ａの第１ピン７を回転モータ１１の駆動軸１２に連結したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００４４】
上記のような構成のノズル移動装置１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する他、一方の第１フレーム５ａと他方の第１フレーム５ｂとの間にベルト１６を掛け渡して、両第１フレーム５ａ、５ｂを連動させるように構成しているので、両第１フレーム５ａ、５ｂを等速で回転させることができ、両第１フレーム５ａ、５ｂに連動させて第２フレーム６ａを安定した状態で移動させることができ、ノズル１０を安定して移動させることができる。
【００４５】
図９及び図１０には、本発明によるノズル移動装置１の第４の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、駆動源として回転モータ１１の代わりに、油圧又は空圧で作動するシリンダー１３を用いたものであって、その他の構成は前記第３の実施の形態に示すものと同様である。
【００４６】
そして、本実施の形態に示すものにあっても、前記第３の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏することになる。
【００４７】
図１１及び図１２には、本発明によるノズル移動装置１の第５の実施の形態が示されている。この移動装置１は、各第１フレーム５ａ、５ｂの第１ピン７にそれぞれ遊星歯車１９を取り付け、各第１ピン７を各第１フレーム５ａ、５ｂの長手方向の一端に固定し、各遊星歯車１９を、台座４ａの下面側の中心部に回転可能に設けた円環状の太陽歯車２０に噛合させ、さらに、一方の第１フレーム５ａの第１ピン７を回転モータ１１の駆動軸１２に連結したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００４８】
そして、本実施の形態のノズル移動装置１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏するほか、一方の第１フレーム５ａと他方の第１フレーム５ｂとを一対の遊星歯車１９、１９及び太陽歯車２０を介して連動させているので、両第１フレーム５ａ、５ｂを等速で回転させることができ、両第１フレーム５ａ、５ｂに連動させて第２フレーム６ａを安定した状態で移動させることができ、ノズル１０を安定して移動させることができる。
【００４９】
図１３及び図１４には、本発明によるノズル移動装置１の第６の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、駆動源として回転モータ１１の代わりに油圧又は空圧で作動するシリンダー１３を用いたものであって、その他の構成は前記第５の実施の形態に示すものと同様である。
【００５０】
そして、本実施の形態のノズル移動装置１にあっても、前記第５の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する。
【００５１】
図１５には、本発明によるノズル移動装置１の第７の実施の形態が示されている。このノズル移動装置１は、前述した第２の実施の形態に示すノズル移動装置１を案内手段（図示せず）によって平行移動可能に案内したものであって、その他の構成は前記第３及び第４の実施の形態に示すものと同様である。
【００５２】
この場合、案内手段としては、例えば、ガイドレールと、ガイドレールに沿って移動可能なスライダーと、スライダーをガイドレールに沿って移動させる駆動源とから構成され、スライダーに前述したノズル移動装置１を固定することにより、スライダーと一体にノズル移動装置１をガイドレールに沿って平行移動させることができる。
【００５３】
上記の構成により、例えば、ノズル１０を半径ｒ１の円周上を移動させながら、ガイドレールに沿って平行移動させることにより、半径ｒ２×２の幅で対象物をトラック状に切断等することができる。
【００５４】
なお、第５及び図６の実施の形態に示すように、一方の第１フレーム５ａと他方の第１フレーム５ｂとを一対の遊星歯車１９、１９と太陽歯車２０を介して連動させたタイプのノズル移動機構２を備えたノズル移動装置１に本実施の形態を適用してもよい。
【００５５】
なお、前記各実施の形態においては、ノズル移動機構２を平行４節リンク機構３によって構成し、ノズル１０を中心線ａと中心線ｂとの交点ｃを中心とする半径ｒ２の円周上を移動させるように構成したが、固定節４、従節５、及び中間節６の長さを変更して、種々の半径の円周上をノズル１０を移動させるようにしてもよい。
【００５６】
また、一対の従節５の長さを異なる長さに設定する等の方法により、ノズル１０を様々な形状に移動させるように構成してもよい。ただし、この場合には、中間節６を伸縮可能に構成する必要がある。
【符号の説明】
【００５７】
１  ノズル移動装置
２  ノズル移動機構
３  ４節リンク機構
４  固定節
４ａ  台座
４ｂ  貫通孔
５  従節
５ａ  一方の第１フレーム
５ｂ  他方の第１フレーム
６  中間節
６ａ  第２フレーム
７  第１ピン
８  第２ピン
１０  ノズル
１１  駆動源（回転モータ）
１２  駆動軸
１３  駆動源（シリンダー）
１４  ロッド
１５  連結ロッド
１６  ベルト
１７  主プーリー
１８  テンションプーリー
１９  遊星歯車
２０  太陽歯車
２１  案内手段
ａ  第１中心線
ｂ  第２中心線
ｃ  交点
Ｌ１  第１ピン間の距離
Ｌ２  第２ピン間の距離
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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