(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回転軸を備えたウォータージェットガンの先端で前記回転軸に着脱可能に装着され、外部の供給源から前記ウォータージェットガンを介して供給される超高圧水を噴射ノズルから噴射するウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、
前記回転軸との装着部と、ウォータージェットガンから供給される超高圧水を流通させる内部流路とを有するメインヘッダと、
前記超高圧水を噴射するための噴射ノズルを有し、初期設定状態における前記メインヘッダの、回転軸の回転中心軸を含む垂直面を挟んだ左右の側面の一方に着脱可能に取りつけられた第１のサブヘッダと、前記左右の側面の他方に着脱可能に取り付けられた第２のサブヘッダとを備え、
前記第１と第２のサブヘッダは、前記初期設定状態のメインヘッダに対して前記回転軸の回転面に直交する方向に回動可能であり、該回動によって前記噴射ノズルの噴射軸線の前記回転中心軸に対する該回転中心軸を含む垂直面に沿った傾斜角度を任意の角度に変更可能に固定する角度調整機構と、全回動範囲に亘って前記メインヘッダの内部流路と噴射ノズルとを連通させる噴射流路と、を備えていると共に、
前記第１のサブヘッダと第２のサブヘッダは、それぞれ、噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸と平行な平行噴射型の第１噴射ノズルと噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸に対して予め定められた角度だけメインヘッダ側に傾斜した内向き噴射型の第２噴射ノズルとを備え、
前記角度調整機構は、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを選択的に被処理物への高圧水噴射用ノズルとしてメインヘッダの前方側へ噴射方向を向けて前記サブヘッダをメインヘッダに位置固定することを特徴とするウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【請求項２】
同一サブヘッダにおける前記第１の噴射ノズルと第２の噴射ノズルは、互いの噴射軸方向がサブヘッダの回動中心を含む垂直面上の直径に沿って互いに反対方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【請求項３】
前記角度調整機構は、高圧水噴射ノズルとして選択された噴射ノズルの噴射軸線を、前記回転中心軸に対して０〜４５度の仰角度の範囲内または前記回転中心軸に対して０〜４５度の俯角度の範囲内で変更可能にサブヘッダを回動及び位置固定することを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【請求項４】
前記角度調整機構は、メインヘッダにサブヘッダを解除可能にネジ固定するボルト部材と、サブヘッダに設けられたボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、予め定められた角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有し、前記ボルト部材は、固定解除状態にて該スリット形状のボルト孔内を全幅領域に亘って相対移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【請求項５】
同一サブヘッダにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルは、前記回転中心軸を含む垂直面上でサブヘッダ回動中心から噴射方向に延びる互いの噴射軸線同士が４５度以内の角度を形成する配置であることを特徴とする請求項１ウォータージェットガン装着用ノズルヘッド
【請求項６】
第１のサブヘッダの噴射ノズルと第２のサブヘッダの噴射ノズルとの間の前記回転軸と直交する水平方向に沿った間隔が２０〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【請求項７】
前記内向き噴射型の噴射ノズルは、その噴射軸線の前記回転中心軸を含む水平面上での該回転中心軸に対するメインヘッダ側への内向き傾斜角度が５度であることを特徴とする前請求項６に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータージェットを活用した除去作業に用いるウォータージェットガンに装着されるノズルヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウォータージェットは、外壁の洗浄や塗装剥離、またアスベスト撤去等の各種除去作業への活用が検討されている。
【０００３】
特に、高効率で確実にウォータージェットによる除去作業を行う方式として、超高圧ウォータージェトガンを用いるものがある。これは、タンクから超高圧ポンプを介して供給されてくる超高圧水を、先端部に装着されたノズルヘッドを回転させながら該ノズルヘッドの噴射ノズルから噴射させるものである。
【０００４】
このウォータージェットガンの管状砲身部内に回転軸と超高圧水供給流路とが配置され、ノズルヘッドが回転軸先端に装着されると同時にノズルヘッド内の流路入口が前記供給流路の出口に連通される。作業者は、回転軸が被処理壁面に対して略垂直方向となるようにノズルヘッドを該壁面に向けてガンを構え、手元のスイッチを操作することにより、超高圧水の噴射・停止を切り替えながら作業を進めるものである。
【０００５】
ノズルヘッドは、先端前面に複数個の噴射ノズルが配置され、ウォータージェットガンからの超高圧水がヘッド内の流路によって分岐され、各噴射ノズルから噴射されるものである。ノズルヘッドには、例えば、図６や図７に示すような各噴射ノズルの噴射方向が回転軸に対して平行で円柱状にジェットが噴射されるものや、噴射角度が回転軸に対して所定の傾斜角を持ち円錐状にジェットが噴射されものなど、種々のものが用意されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。このようなノズルヘッドは、実際の対象物に応じて適宜選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６６８６９６号公報
【特許文献２】特開平１１−２００６３９号公報
【特許文献３】特開平９−１７３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドでは、噴射ノズルが固定状態で形成されており、用途、対象物によって適した噴射角度のものを選択し、その都度ヘッドごと取り替えるという煩雑な手間が必要であった。これは、ウォータージェットの処理対象面に対する衝突角度が垂直から傾斜するほど、衝突力にジェットの抉るように食い込む切削力が増して除去能力が向上するため、除去対象物の壁面への付着強度が大きいものほど、また厚みが大きいもの物ほど、回転軸に対する噴射角度が大きいノズルヘッドの使用が必要となるためである。
【０００８】
一方、除去能力を上げるのに、噴射水をより高圧、大流量とする場合もある。この場合、水量の増加に伴って大量の廃水も発生し、環境によっては排水処理と漏水対策が必要となる。しかし、これらの対策を講じるのは困難であるため、現状では、排水の回収が問題とならない建物外部の工事のみに活用されており、主に建物内部で行われる改修（リニューアル）工事では活用事例がない。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ウォータージェットガンでの除去作業において除去能力を簡便に向上できると共に、従来より低水量でも同程度以上の除去能力を確保できるウォータージェットガン装着用ノズルヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、内部に回転軸を備えたウォータージェットガンの先端で前記回転軸に着脱可能に装着され、外部の供給源から前記ウォータージェットガンを介して供給される超高圧水を噴射ノズルから噴射するウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、
前記回転軸との装着部と、ウォータージェットガンから供給される超高圧水を流通させる内部流路とを有するメインヘッダと、
前記超高圧水を噴射するための噴射ノズルを有し、初期設定状態における前記メインヘッダの、回転軸の回転中心軸を含む垂直面を挟んだ左右の側面の一方に着脱可能に取りつけられた第１のサブヘッダと、前記左右の側面の他方に着脱可能に取り付けられた第２のサブヘッダとを備え、
前記第１と第２のサブヘッダは、前記初期設定状態のメインヘッダに対して前記回転軸の回転面に直交する方向に回動可能であり、該回動によって前記噴射ノズルの噴射軸線の前記回転中心軸に対する該回転中心軸を含む垂直面に沿った傾斜角度を任意の角度に変更可能に固定する角度調整機構と、全回動範囲に亘って前記メインヘッダの内部流路と噴射ノズルとを連通させる噴射流路と、を備えていると共に、
前記第１のサブヘッダと第２のサブヘッダは、それぞれ、噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸と平行な平行噴射型の第１噴射ノズルと噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸に対して予め定められた角度だけメインヘッダ側に傾斜した内向き噴射型の第２噴射ノズルとを備え、
前記角度調整機構は、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを選択的に被処理物への高圧水噴射用ノズルとしてメインヘッダの前方側へ噴射方向を向けて前記サブヘッダをメインヘッダに位置固定するものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、同一サブヘッドにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルは、互いの噴射軸方向が、サブヘッダの回動中心を含む垂直面上の直径に沿って互いに反対方向に延びているものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、前記角度調整機構は、高圧水噴射ノズルとして選択された噴射ノズルの噴射軸線を、前記回転中心軸に対して０〜４５度の仰角度の範囲内又は前記回転中心軸に対して０〜４５度の俯角度の範囲内で変更可能にサブヘッダを回動及び位置固定するものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項３に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、前記角度調整機構は、メインヘッダにサブヘッダを解除可能にネジ固定するボルト部材と、サブヘッダに設けられたボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、予め定められた角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有し、前記ボルト部材は、固定解除状態にて該スリット形状のボルト孔内を全幅領域に亘って相対移動可能であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、同一サブヘッダにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルは、前記回転中心軸を含む垂直面上でサブヘッダ回動中心から噴射方向に延びる互いの噴射軸線同士が４５度以内の角度を形成する配置であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項１に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、第１のサブヘッダの噴射ノズルと第２のサブヘッダの噴射ノズルとの間の前記回転軸に直交する水平方向に沿った間隔が２０〜３０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載の発明に係るウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、請求項６に記載のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいて、前記内向き噴射型の噴射ノズルは、その噴射軸線の前記回転中心軸を含む水平面上での該回転中心軸に対するメインヘッダ側への内向き傾斜角度が５度であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドにおいては、ウォータージェットガンの回転軸に装着された初期設定状態のメインヘッダの、回転軸の中心軸を含む垂直面を挟んだ左右側面の少なくとも一方に、噴射ノズルを有するサブヘッダが回転面の直交方向に回動可能に取り付けられ、ウォータージェットガンを介して供給されメインヘッダの内部流路を流通する超高圧水が、サブヘッダの全回動範囲に亘って前記内部流路に連通される噴射流路を経て噴射ノズルから噴射されるものであり、角度調整機構によって噴射ノズルの噴射軸線の前記回転中心軸に対する該回転中心軸を含む垂直面に沿った傾斜角度をサブヘッダの回動によって任意の角度に変更可能に固定されるため、メインヘッダに対してサブヘッダを回動させるという簡便な操作だけで、ノズルヘッドの交換も使用水量を増加することもなく、回転軸に対する噴射角度を大きくして除去能力を高めることができると共に、同一ノズルヘッドのままで噴射水量を減らして同じ除去能力を得ることができ、また、噴射角度に応じて除去能力を変更することができるため、同一ノズルヘッドで、除去対象物、用途に応じた所望の除去能力を得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例によるウォータージェットガン装着用ノズルヘッドを示す構成図であり、（ａ）は本ノズルヘッドの概略側面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は上方から見た概略透過図である。
【図２】図１のノズルヘッドの初期設定状態におけるウォータージェットガンへの装着状態を示す側面図である。
【図３】図１のノズルヘッドを装着したウォータージェットガンによる除去試験の結果を示す棒グラフであり、各タイプのノズルヘッドごとの除去率（ｍ２  ／ｈ）を示す。
【図４】本発明の第２の実施例によるウォータージェットガン装着用ノズルヘッドを示す構成図であり、（ａ）は本ノズルヘッドの概略側面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は上方から見た概略透過図である。
【図５】本発明の第３の実施例によるウォータージェットガン装着用ノズルヘッドを示す構成図であり、（ａ）は本ノズルヘッドの概略斜視図、（ｂ）は上方から見た概略透過図である。
【図６】従来のノズルヘッドの一例を示す概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】従来のノズルヘッドの他の例を示す概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のウォータージェットガン装着用ノズルヘッドは、ウォータージェットガンの回転軸に装着された初期設定状態のメインヘッダの、回転軸の中心軸を含む垂直面を挟んだ左右側面の少なくとも一方に、回転面に直交する方向に回動可能に取り付けられたサブヘッダを備え、このサブヘッダに、ウォータージェットガンを介して供給される超高圧水を噴射するための噴射ノズルと、回転軸装着状態にて外部供給源からウォータージェットガンを介して供給される超高圧水を流通させるためのメインヘッダの内部流路に対して全回動範囲に亘って連通する噴射流路が設けられており、角度調整機構によって、この噴射ノズルの噴射軸線の前記回転中心軸に対する該回転中心軸を含む垂直面に沿った傾斜角度をサブヘッダの回動によって任意の角度に変更可能に固定するものである。前記傾斜角度は、回転中心軸を含む水平面に対して直交する上下方向の傾斜角度とも言える。
【００２１】
このような本発明の構成においては、噴射ノズルの噴射軸線は回転軸上に重なることはなく、回転軸から距離を持った位置でウォータージェットが噴射されるため、噴射軸線の回転中心軸に対する該回転中心軸を含む垂直面に沿った噴射角度を０として、噴射方向を回転軸に平行にしても、メインヘッダの回転に伴ってウォータージェットに回転力が付与され、その噴射軌跡は螺旋状となる。このため、水平な回転軸の延長線が直角に交叉するに被処理壁面へのウォータージェットの衝突は、壁面に対して垂直ではなく常に傾斜した入射角度で衝突するため、衝突力に抉るよう食い込む切削力が加わり高い除去能力が得られる。
【００２２】
しかも、メインヘッダに対してサブヘッダを回動させるという簡便な操作だけで噴射ノズルからの回転軸に対するウォータージェット噴射角度を任意に変更できるため、ノズルヘッドの交換も使用水量を増加することもなく、回転軸に対する噴射角度を大きくして除去能力を高めることができる。即ち、同一ノズルヘッドのままで噴射水量を減らして同じ除去能力を得ることができる。また、噴射角度に応じて除去能力を変更することができるため、同一ノズルヘッドで、除去対象物、用途に応じた所望の除去能力を得ることもできる。
【００２３】
なお、本発明で云う初期設定状態とは、回転軸を水平にしてガンのハンドル等を垂直下方に向けると共にガン先端部のノズルヘッドを垂直面である被処理面にノズルヘッドを向けてウォータージェットガンが構えられる初期姿勢を想定した状態である。
【００２４】
また、サブヘッダは、メインヘッダの左右側面の一方に着脱可能に取り付けられる第１のサブヘッダと他方に着脱可能の取り付けられる第２のサブヘッダとの２つのサブヘッダを備える構成とすれば、各サブヘッダに設けられた噴射ノズルの少なくとも計２個の噴射ノズルで２つのウォータージェットを同時に噴射することができ、除去能力を更に増加させることができる。この場合、第１と第２のサブヘッダに噴射ノズル同士で回転軸に対する噴射角度を同じにしても、互いの噴射ノズルはメインヘッダを挟んで間隔を持っているため、両ウォータージェットの噴射軌跡は互いに交わることなくツイスト状に進むため、ジェット同士が干渉してその威力が阻害されることなく、高い切削能力が得られる。
【００２５】
もちろん第１のサブヘッダの噴射ノズルと第２のサブヘッダの噴射ノズルとで、互いに異なる噴射方向、噴射角度に設定して異なる２種類のウォータージェットを噴射することができる。この場合、相対的に回転軸に対する噴射角度が小さい一方のウォータージェットが相対的に回転軸に対する噴射角度が大きい他方のウォータージェットの内側で噴射されるため、被処理面上では径の異なる同心円が描かれることになる。よって両者を１つのジェットとして見ると、外側円周内の衝突領域が密となり、全体的にな処理効率は高いものとなる。
【００２６】
なお、噴射ノズルの基本構成としては、その噴射軸線が回転軸の回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸と平行となる平行噴射型といえる噴射ノズルが想定される。従って、サブヘッダの回動により設定された回転中心軸に対する噴射軸線の角度が０の場合、ノズルヘッドの回転に伴って形成されるウォータージェット全体の輪郭形状は円柱状であるが、前記噴射軸線が回転中心軸に対して仰角度あるいは俯角度を持って傾斜する噴射角度に設定されると、回転時のウォータージェット全体の輪郭形状は円錐状となる。このとき、ウォータージェットが外周方向へ拡散して衝突力も分散してしまう。
【００２７】
そこで、第１のサブヘッダと第２のサブヘッダとで、一方に平行噴射型の噴射ノズルを少なくとも１つ備え、他方に噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上でメインヘッダ側に傾斜した内向き噴射型の噴射ノズルを少なくとも１つ備える構成にすれば、この内向き噴射型の噴射ノズルから噴射されるウォータージェットは、サブヘッダの回動による噴射軸線の回転中心軸に対する傾斜角度が０であれば、回転中心軸の延長線に向かって収束する逆円錐形状となり、ウォータージェットノズル全体としてみると、他方の噴射ノズルからのウォータージェットの拡散を相殺してジェット威力の低減を抑えることができる。
【００２８】
また、第１のサブヘッダと第２のサブヘッダに、それぞれ平行噴射型の第１噴射ノズルと内向き噴射型の第２噴射ノズルとの両方を設ける構成とすれば、組立時に偶々一方のサブヘッダをメインヘッダに取り付ける際に第１噴射ノズルあるいは第２噴射ノズルを噴射用ノズルとして選択してしまった場合、後にメインヘッダに取り付ける他方のサブヘッダにおいては異なる第２噴射ノズルあるいは第１噴射ノズルを噴射用ノズルとして選択すれば良いため、最初にメインヘッダに取り付けるサブヘッダにおいて噴射ノズルの選択に自由度があり、その分組立工程が簡便となる。
【００２９】
さらに、各サブヘッダにおいて、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを、互いの噴射軸方向がサブヘッダの回動中心を含む垂直面上の直径に沿って互いに反対方向に延びるものとし、角度調整機構によって、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを選択的に被処理物への高圧水噴射用ノズルとしてメインヘッダの前方側へ噴射方向を向けて前記サブヘッダをメインヘッダに位置固定する構成とすれば、第１のサブヘッダと第２のサブヘッダのどちらでもメインヘッダの左右両側面に取り付けることができ、高圧水噴射用ノズルとしての第１噴射ノズルと第２噴射ノズルをどちら側のサブヘッダからでも選択でき、組立時の自由度がさらに増し、簡便な設計ながらも組立ミスが生じ難い。
【００３０】
また、角度調整機構による高圧水噴射ノズルとして選択された噴射ノズルの噴射軸線の前記回転中心軸に対する変更可能な調整角度は、０〜４５度の仰角度の範囲内及び／又は０〜４５度の俯角度の範囲内とするのが好ましい。
【００３１】
これは、回転中心軸からの噴射角度が大きすぎては、ウォータージェットが拡散しすぎて良好な除去能力が得られなくなるため、良好な除去能力が確保できる上限角度以上に調整されることがないよう角度調整範囲内に抑えるものである。
【００３２】
従来から、例えば圧力２５０ＭＰａでの超高圧ウォータージェットによる除去処理では、ノズルヘッドから被処理壁面までに約１０ｃｍ前後の距離を持って噴射が行われている。噴射距離において、良好な除去能力が確保できる噴射角度の上限は、回転中心軸に対して４５度である。従って、前記初期設定状態にて、サブヘッダの１つの噴射ノズルに対して角度調整機構が行える角度調整範囲を回転中心軸に対して０〜４０度の仰角度または俯角度とすればよい。より確実な除去能力の確保のためには上限を３０度とするのがより望ましい。
【００３３】
また、角度調整機構の具体的構成としては、サブヘッダの対応位置に予め定められた角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有するボルト孔を設け、該ボルト孔を介してサブヘッダを解除可能にメインヘッダにボルト部材でネジ固定する構成が簡便なものとして好ましい。ボルト部材は、ネジ固定を緩めた状態で該スリット形状のボルト孔内を全幅領域に亘って相対移動可能とする。
【００３４】
この構成において、メインヘッダに対するボルト部材の位置を固定し、該ボルト部材に対してスリット形状のボルト孔を相対移動させることによってサブヘッダがメインヘッダに対して回動する。そこで、サブヘッダの噴射ノズルが所望の噴射角度に達した時点で相対移動を止め、ボルト部材でネジ固定すれば、噴射ノズルの噴射角度が固定される。円弧状スリット形状の角度間隔は、所望の噴射角度調節範囲に応じたサブヘッダの回動範囲に相当するもので良い。従って、例えば角度調整範囲の上限を４５度にしたい場合は、ボルト孔のスリット形状を４５度の角度間隔に亘って円弧状に形成すればよい。
【００３５】
なお、同一サブヘッダにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとが、サブヘッダの回動中心を通る直径方向に沿って互いに反対方向に噴射方向を持つ場合、一方の噴射ノズルを高圧水噴射用としてノズルヘッダの前方側に位置付けると、他方の噴射ノズルの噴射方向は、後方の作業者側に向くため、塞いで噴射不可状態にする。
【００３６】
そこで、同一サブヘッダにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを、前記回転中心軸を含む垂直面上でサブヘッダ回動中心から噴射方向に延びる互いの噴射軸線同士が４５度以内の角度を形成する互いに近接する配置とすれば、第１と第２の噴射ノズル双方を高圧水噴射用として活用することができる。この場合、第１のサブヘッダと第２のサブヘッダとで最大４つの噴射ノズルからのウォータージェットを活用でき、除去能力を格段に高めることができる。
【００３７】
一方、第１のサブヘッダの噴射ノズルと第２のサブヘッダの噴射ノズルとの間の回転軸に直交する方向に沿った間隔が大きいほど、回転するウォータージェットで処理面上に描かれる円の径は大きくなるが、この間隔があまり大きすぎると処理が均一に進みにくくなるため、該間隔は適度に狭い方が好ましい。また、超高圧水の圧力に対する機械的強度を確保するため、必要なメインヘッダの内部流路やサブヘッダの噴射流路とノズル口径に応じてメインヘッダとサブヘッダの厚みにも下限が生じる。これらを鑑み、実用に適した設計として、第１のサブヘッダの噴射ノズルと第２のサブヘッダの噴射ノズルとの回転軸に直交する水平方向に沿った間隔は２０〜３０ｍｍとするのが好適である。
【００３８】
また、前記内向き噴射型の噴射ノズルは、その噴射軸線の前記回転中心軸を含む水平面上での該回転中心軸に対するメインヘッダ側への内向き傾斜角度が大きすぎると、回転中心軸に向かって収束していたウォータージェットが回転中心軸から離れる方向へ拡散した状態で被処理面に衝突することになる。一般的に被処理面とノズルヘッドとの距離が１０ｃｍ前後で行われている実際の作業状況においては、ウォータージェットの良好な収束状での衝突を確保するには、前記内向き角度は５度とするのが好適である。
【実施例１】
【００３９】
本発明の一実施例によるウォータージェットガン装着用ノズルヘッドを図１、２に示す。図１（ａ）は本ノズルヘッドの概略側面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は上方から見た概略透過図である。図２は、本ノズルヘッドの初期設定状態におけるウォータージェットガンへの装着状態を示す側面図である。
【００４０】
本ヘッドノズル１は、主に、ウォータージェットガン１０の管状砲身部１３の先端で砲身部内に配置された回転軸１４に装着される装着部３を備えたメインヘッダ２と、該メインヘッダ２の、回転軸１４の回転中心軸を含む垂直面Ｘを挟んだ左右の側面にそれぞれに角度調整機構によって回動可能に取り付けられた第１のサブヘッダ５Ａと第２のサブヘッダ５Ｂとから構成される。
【００４１】
メインヘッダ２には、ウォータージェットガン１０から供給される超高圧水を各サブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）へ流通させる内部流路４を備え、該内部流路４は、装着部３の回転軸１４への装着と同時にウォータージェットガン側の超高圧水供給路と接続されるものである。
【００４２】
一方、第１と第２のサブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）は、それぞれ回転軸１４による回転面と直交する方向、即ち、前記垂直面Ｘに沿った方向に回動可能であるが、超高圧水を噴射するための噴射ノズル（７Ａ，７Ｂ）をそれぞれ１つずつ備えており、サブヘッダの全回動範囲に亘ってメインヘッダ２の内部流路４と噴射ノズル（７Ａ，７Ｂ）とを連通させる噴射流路（６Ａ，６Ｂ）が形成されている。本実施例において、噴射ノズル（７Ａ，７Ｂ）は、その噴射軸線が回転軸の回転中心軸を含む水平面上で該回転中心軸と平行となる平行噴射型である。
【００４３】
本実施例の角度調整機構は、各サブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）の対応位置に設けられた、予め定められた角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有する２個ずつのボルト孔８と、該ボルト孔８を介してサブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）を解除可能にメインヘッダ２にネジ固定するボルト部材９とで構成されるものである。
【００４４】
各ボルト部材９は、ネジ固定を緩めた状態にて対応する該スリット形状のボルト孔８内をその全幅領域に亘って相対移動可能とするものである。よって、メインヘッダ２に対して位置固定されたボルト部材９に対してスリット形状のボルト孔８を移動させればサブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）がメインヘッダ２に対して回動する。そこで、該回動において、噴射ノズルが所望の噴射角度に達した時点で相対移動を止め、ボルト部材９でネジ固定すれば、噴射ノズルの噴射角度が固定される。この角度調整を第１のサブヘッダ５Ａの噴射ノズル７Ａと第２のサブヘッダ５Ｂの噴射ノズル７Ｂとについてそれぞれ行えば良い。
【００４５】
ボルト孔８の円弧状スリット形状の角度間隔は、所望の噴射角度調節範囲に応じたサブヘッダの回動範囲に相当するもので良い。本実施例では、第１のサブヘッダ５Ａの噴射ノズル７Ａの噴射角度調整を回転中心軸に対して０〜３０度の仰角度範囲、第２のサブヘッダ５Ｂの噴射ノズル７Ｂの噴射角度調整を回転中心軸に対して０〜３０度の俯角度範囲に設定し、各ボルト孔８のスリット形状を３０度の角度間隔に亘る円弧状に形成した。
【００４６】
以上の構成を備えたノズルヘッド１をウォータージェットガン１０に装着した。ウォータージェットガン１０は、本体１１から水平方向に延びる管状の砲身部１３の後端部に超高圧ホース接続口１２を持ち、該接続口１２に外部の超高圧ポンプから送り出されてくる超高圧水を供給するためのホースが接続されている。また本体１１には、超高圧水噴射のＯＮ・ＯＦＦスイッチとなるレバー１６と、該レバー１６に連動して砲身部１３内の回転軸を回転駆動させるモータとを備えた握り部１５が取り付けられている。砲身部１３の先端側には、前方に開口を有するノズルカバー１８が取り付けられており、このノズルカバー内でノズルヘッド１が回転軸１４に装着された状態となる。さらに、砲身部１３には、作業者が砲身部１３を安定させるための防振ハンドル１７が取り付けられている。
【００４７】
以上のウォータージェットガン１０を用いて、ノズルヘッド１を、第１のサブヘッダ５Ａの噴射ノズル７Ａの噴射角度は３０度の仰角に、第２のサブヘッダ５Ｂの噴射角度は３０度の俯角としてウォータージェット噴射による除去試験を行った。試験は、湿式耐火被覆模擬サンプル（０．２ｍ２  、厚み５ｃｍ）と、屋根折板フェルトン除去後の剥離剤塗布後の接着剤（０．４８ｍ２  ）を除去対象とした。
【００４８】
本実施例のノズルヘッド１としては、噴射ノズル（７Ａ，７Ｂ）が口径０．２ｍｍである場合（実施例１−１）と、口径０．２５ｍｍの場合（実施例１−２）との２種類とし、加えて、図６及び図７に示した噴射ノズルが固定されて噴射軸線が互いに平行な従来タイプのノズルヘッドを用いた場合を対照とした。対照ノズルヘッドは、まず図６に示した噴射ノズルを３個備えたものでノズル口径が０．２ｍｍのもの（対照１）と、図７に示した噴射ノズルを２個備えたもので、ノズル口が径０．２ｍｍのもの（対照２）と、ノズル口径が０．２５ｍｍのもの（対照３）である。
【００４９】
以上５種のノズルヘッドにおいて、上記２種の対象物に対する除去試験を行い、試験結果を以下の表１にまとめた。また、各ノズルヘッドによる除去率（ｍ２  ／ｈ）を図３の棒グラフで表した。なお、いずれの場合も、除去対象物の被処理面とノズルヘッドとの距離を５〜１０ｃｍとしてウォータージェットを噴射した。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
以上の結果から、特に湿式耐火被覆を除去対象とした場合をみると、本実施例によるノズルヘッドでは、同じ口径噴射ノズルを同じ個数だけ備えた対照のノズルヘッドに対して２倍の除去率を示し、また同じ吐出水量の条件では対照１に対して実施例１−２は５倍の除去率となっている。おり、従来タイプより格段に高い除去能力が確認された。これによって、同じ除去能力であれば、従来タイプよりも使用水量を低減できることも確認できた。この同一ノズルヘッドにおける除去能力の変更は、第１と第２のサブヘッダ（５Ａ，５Ｂ）をメインヘッダ２に対して回動させるという簡単な操作で噴射ノズル（７Ａ，７Ｂ）の噴射角度を変更するだけで実現できる。
【実施例２】
【００５２】
以上の実施例１では、各サブヘッダに噴射ノズルを１個ずつ設けた場合をしめしたが、本発明の実施例２として、各サブヘッダに、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルの２個ずつ設けて噴射ノズルを計４個とした場合を図４に示す。図４（ａ）は、本ノズルヘッドの概略側面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は上方から見た概略透過図である。
【００５３】
本実施例によるノズルヘッド２１は、各サブヘッダの噴射ノズルと噴射流路以外のメインヘッダおよび角度調整機構は実施例１と基本的に共通する構成を備えたものである。即ち、本ノズルヘッド２１は、主に、ウォータージェットガン１０の回転軸１４に装着される装着部２３を備えたメインヘッダ２２と、該メインヘッダ２２の前記垂直面Ｘを挟んだ左右の側面にそれぞれに角度調整機構によって前記垂直面Ｘに沿って回動可能に取り付けられた第１のサブヘッダ２５Ａと第２のサブヘッダ２５Ｂとから構成される。
【００５４】
メインヘッダ２２には、ウォータージェットガン１０から供給される超高圧水を各サブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）へ流通させる内部流路２４を備え、該内部流路２４は、装着部２３の回転軸１４への装着と同時にウォータージェットガン側の超高圧水供給路と接続されるものである。本実施例における角度調整機構は、各サブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）の対応位置に設けられた所定の角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有する２個ずつのボルト孔２８と、該ボルト孔２８を介してサブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）を解除可能にメインヘッダ２２にネジ固定するボルト部材２９とで構成されている。
【００５５】
第１のサブヘッダ２５Ａは、第１噴射ノズル２７A1と第２噴射ノズル２７A2とを備え、サブヘッダの全回動範囲に亘ってメインヘッダ２５の内部流路２４と両噴射ノズルとをそれぞれ連通させる噴射流路（２６A1，２６A2）が形成されている。同様に第２のサブヘッダ２５Ｂは、第１噴射ノズル２７B1と第２噴射ノズル２７B2とを備え、サブヘッダの全回動範囲に亘ってメインヘッダ２５の内部流路２４と両噴射ノズルとをそれぞれ連通させる噴射流路（２６B1，２６B2）が形成されている。
【００５６】
なお、第１と第２のサブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）で共に第１噴射ノズル（２７A1、２７B1）を前記平行噴射型とし、第２噴射ノズル（２７A2、２７B2）を、噴射軸線が前記回転中心軸を含む水平面上でメインヘッダ側に傾斜した内向き噴射型とした。本実施例では、この内向き傾斜角度を５度とした。また、中心軸に直交する水平方向での第１と第２のサブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）の噴射ノズル間の間隔を３０ｍｍとした。
【００５７】
この内向き噴射型の噴射ノズルから噴射されるウォータージェットは、サブヘッダの回動による噴射軸線の回転中心軸に対する傾斜角度が０であれば、回転中心軸の延長線に向かって収束する逆円錐形状となり、ウォータージェットノズル全体としてみると、他方の噴射ノズルからのウォータージェットの拡散を相殺してジェット威力の低減を抑えることができる。よって、本実施例では、第１と第２のサブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）のそれぞれから高圧水噴射用として噴射ノズルを１つずつ選択するが、一方のサブヘッダから平行噴射型である第１噴射ノズルと選択し、他方のサブヘッダから内向き噴射型の第２噴射ノズルを選択して２種のウォータージェットの組み合わせを得るものとする。
【００５８】
また、本実施例では、第１及び第２のサブヘッダ（２５Ａ，２５Ｂ）共に、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルが、互いの噴射軸方向がサブヘッダの回動中心Ｙを含む垂直面上の直径に沿って互いに反対方向に延びるものとした。第１と第２の噴射ノズルのうち、高圧水噴射用として前方に位置付けられる一方の噴射ノズルに対して反対向きになる他方の噴射ノズルは、蓋手段等により噴射不可状態とする。
【００５９】
従って、角度調整機構によって、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを選択的に被処理物への高圧水噴射用ノズルとしてメインヘッダ２２の前方側へ噴射方向を向けて前記サブヘッダをメインヘッダ２２に位置固定する際に、第１のサブヘッダ２５Ａと第２のサブヘッダ２５Ｂのどちらでもメインヘッダ２２の左右両側面に取り付けることができ、高圧水噴射用ノズルとしての第１噴射ノズルと第２噴射ノズルをどちら側のサブヘッダからでも選択できる。従って、本実施例によるノズルヘッド２１では、異なる２種のウォータージェットを得る設定であるが、組立時の自由度が大きく、簡便な設計ながらも組立ミスが生じ難いものである。
【実施例３】
【００６０】
以上の実施例２では、平行噴射型の第１噴射ノズルと内向き噴射型の第２噴射ノズルとを、互いに互いの噴射軸方向がサブヘッダの回動中心Ｙを含む垂直面上の直径に沿って互いに反対方向に延びるものとしたが、本発明の実施例３として、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとを近接して設け、両ノズルを高圧水噴射用に活用できる構成敏場合を図５に示す。図５（ａ）は本ノズルヘッドの概略斜視図で、部分的に内部を透過状態で示すものであり、（ｂ）は上方から見た概略透過図である。
【００６１】
本実施例によるノズルヘッド３１は、第１と第２の噴射ノズルおよびその噴射流路の配置以外のメインヘッダおよび角度調整機構は実施例２のノズルヘッド２１と基本的に共通する構成を備えたものである。即ち、本ノズルヘッド３１は、主に、ウォータージェットガン１０の回転軸１４に装着される装着部３３を備えたメインヘッダ３２と、該メインヘッダ３２の前記垂直面Ｘを挟んだ左右の側面にそれぞれに角度調整機構によって前記垂直面Ｘに沿って回動可能に取り付けられた第１のサブヘッダ３５Ａと第２のサブヘッダ３５Ｂとから構成される。
【００６２】
メインヘッダ３２には、ウォータージェットガン１０から供給される超高圧水を各サブヘッダ（３５Ａ，３５Ｂ）へ流通させる内部流路３４を備え、該内部流路３４は、装着部３３の回転軸１４への装着と同時にウォータージェットガン側の超高圧水供給路と接続されるものである。本実施例における角度調整機構は、各サブヘッダ（３５Ａ，３５Ｂ）の対応位置に設けられた所定の角度間隔に亘って円弧状に延びるスリット形状を有する２個ずつのボルト孔３８と、該ボルト孔３８を介してサブヘッダ（３５Ａ，３５Ｂ）を解除可能にメインヘッダ３２にネジ固定するボルト部材３９とで構成されている。
【００６３】
第１のサブヘッダ３５Ａは、平行噴射型の第１噴射ノズル３７A1と内向き噴射型の第２噴射ノズル３７A2とが、前記垂直面Ｘ上でサブヘッダ回動中心Ｙから噴射方向に延びる互いの噴射軸線同士が４５度の角度を形成する配置で備えられており、該サブヘッダ３５Ａの全回動範囲に亘ってメインヘッダ３２の内部流路３４と両噴射ノズルとをそれぞれ連通させる噴射流路（３６A1，３６A2）が形成されている。
【００６４】
同様に、第２のサブヘッダ３５Ｂも、第１噴射ノズル３７B1と第２噴射ノズル３７B2とが、前記垂直面Ｘ上でサブヘッダ回動中心Ｙから噴射方向に延びる互いの噴射軸線同士が４５度の角度を形成する配置で備えられており、該サブヘッダ３５Ｂの全回動範囲に亘ってメインヘッダ３２の内部流路３４と両噴射ノズルとをそれぞれ連通させる噴射流路（３６B1，３６B2）が形成されている。
【００６５】
以上の構成により、本実施例によるノズルヘッド３１では、同一サブヘッダにおける第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとが互いに近接して配置されているため、両噴射ノズルをウォータージェット噴射用に活用でき、第１と第２のサブヘッダ（３５Ａ，３５Ｂ）とで最大４つの噴射ノズルを活用して、除去能力を格段に高めることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１，２１，３１：ノズルヘッド
２，２２，３２：メインヘッダ
３，２３，３３：装着部
４，２４，３４：内部流路
５Ａ，２５Ａ，３５Ａ：第１のサブヘッダ
５Ｂ，２５Ｂ，３５Ｂ：第２のサブヘッダ
６Ａ，６Ｂ，２６A1，２６A2，２６B1，２６B2，３６A1，３６A2，３６B1，３６B2：噴射流路
７Ａ，７Ｂ：噴射ノズル
２７A1，２７B1，３７A1，３７B1：第１噴射ノズル
２７A2，２７B2，３７A2，３７B2：第２噴射ノズル
８，２８，３８：ボルト孔
９，２９，３９：ボルト部材
１０：ウォータージェットガン
１１：本体
１２：超高圧ホース接続口
１３：砲身部
１４：回転軸
１５：握り部
１６：レバー
１７：防振ハンドル
１８：ノズルカバー
【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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