(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構とを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、該高圧水噴射ノズル機構に連通する高圧水供給口を前記ジョイント部材の反対側端部に設けて該高圧水供給口に高圧水供給ポンプを接続できるように構成するとともに、前記ケーシングの内部空間に連通する排水口を該ケーシングに設けて該排水口に真空ポンプを接続できるように構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記コンクリート打継面上を走行する走行車輪を走行枠体に取り付けるとともに該走行枠体を前記ケーシングに連結し、前記走行車輪の駆動軸を所定の動力伝達機構を介して前記シャフトに連結したことを特徴とするコンクリートの打継面処理装置。
【請求項２】
開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構とを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、該高圧水噴射ノズル機構に連通する高圧水供給口を前記ジョイント部材の反対側端部に設けて該高圧水供給口に高圧水供給ポンプを接続できるように構成するとともに、前記ケーシングの内部空間に連通する排水口を該ケーシングに設けて該排水口に真空ポンプを接続できるように構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたことを特徴とするコンクリートの打継面処理装置。
【請求項３】
前記アームを放射方向が互いに異なる複数のアームで構成するとともに、該各アームにそれぞれ設けられた噴射ノズルの前記シャフトからの偏心距離が互いに異なる寸法となるように前記各噴射ノズルを位置決めした請求項１又は請求項２記載のコンクリートの打継面処理装置。
【請求項４】
前記ジョイント部材の反対側端部に把持部を連結するとともに該把持部に前記高圧水供給口を設けた請求項１又は請求項２記載のコンクリートの打継面処理装置。
【請求項５】
前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えた請求項１記載のコンクリートの打継面処理装置。
【請求項６】
開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構と、該高圧水噴射ノズル機構に連通するように前記ジョイント部材の反対側端部に設けられた高圧水供給口に接続された高圧水供給ポンプと、前記ケーシングの内部空間に連通するように該ケーシングに設けられた排水口に接続された真空ポンプとを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記コンクリート打継面上を走行する走行車輪を走行枠体に取り付けるとともに該走行枠体を前記ケーシングに連結し、前記走行車輪の駆動軸を所定の動力伝達機構を介して前記シャフトに連結したことを特徴とするコンクリートの打継面処理システム。
【請求項７】
開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構と、該高圧水噴射ノズル機構に連通するように前記ジョイント部材の反対側端部に設けられた高圧水供給口に接続された高圧水供給ポンプと、前記ケーシングの内部空間に連通するように該ケーシングに設けられた排水口に接続された真空ポンプとを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたことを特徴とするコンクリートの打継面処理システム。
【請求項８】
前記排水口と前記真空ポンプとをつなぐ排水ホースに空気導入用開口を設けるとともに、該空気導入用開口をその開口面積が調整自在となるように構成した請求項６又は請求項７記載のコンクリートの打継面処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの打継面、特に鉛直打継面の処理に適したコンクリートの打継面処理装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物を構築するにあたっては、コンクリートの打設時期が異なることに起因する境界が打継目として生じるが、かかる打継目の発生自体を回避することは一般的には困難である。
【０００３】
そのため、できるだけせん断力の小さな箇所に打継目がくるように施工計画を立てるとともに、施工時においては、打継目がコールドジョイントにならないよう、先行コンクリートの表層部に存在する品質の悪いコンクリートを除去するとともに打継面を粗面にする必要がある。
【０００４】
ここで、コンクリートの打継面を処理する方法として、ワイヤブラシによる切削、砂や金属粒体を研磨材としたショットブラスト、工具を用いたチッピング等が知られているが、コンクリート打設を終えてから時間が経過すると、コンクリートの硬化が徐々に進行し、上述した方法によるコンクリート表層部の除去作業が困難になる。加えて、チッピングによる方法では、粉塵や騒音を伴うため、良好な作業環境を確保することが難しく、周辺への影響も懸念される。
【０００５】
そのため、グルコン酸ナトリウム等を主成分とする遅延剤を用いてコンクリート表層部の硬化を遅延させる方法が広く採用されている。
【０００６】
具体的には、水平打継目の場合、先行コンクリートの打設直後に遅延剤を散布し、下層部分が硬化した適当な時期にコンクリート表面を高圧水で洗浄することにより、鉛直打継目の場合には、型枠を構成する堰板内面に遅延剤を予め塗布しておき、かかる状態でコンクリートを打設した後、適当な時期に型枠を脱型するとともに、露出面を高圧水で洗浄することにより、それぞれ先行コンクリートの表層部を除去するとともに打継面を粗面にする。
【０００７】
かかる方法によれば、遅延剤による作業時間の確保と高圧水噴射による作業の容易化とが相俟って、打継面が広い場合であっても、効率よく処理することが可能になる。
【０００８】
一方、高圧水噴射によってコンクリート斫りを行ったり、レイタンス処理を行うことが可能な各種装置が知られている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−７７６２１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１３５４号公報
【特許文献３】特開２００２−１７７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらのうち、特許文献１記載のグリーンカット装置においては、回転ノズルユニットによって均一なレイタンス除去が可能になる。また、特許文献２記載のコンクリート表面研掃装置においては、回転ノズル機構によって均一なコンクリート斫りが可能になるとともに、回転ノズル機構をケーシング内に収容することによって、斫りガラや洗浄水の飛散を防止し、さらにケーシングに取り付けられた真空吸引機構によってそれらを回収することも可能となる。
【００１１】
しかしながら、これらの装置は、いずれも油圧モータによって回転ノズルユニットや回転ノズル機構を駆動するようになっているため、装置の大型化を余儀なくされ、それに伴って重量も大きくなる。
【００１２】
そのため、上述の装置は、いずれも重機の併用が可能でかつ処理面積が大きい場合に限られ、重機を用いることが困難な場合、例えば狭隘な箇所や空頭制限がある場所、あるいは重機併用がかえって非効率になる場合、例えば処理面積が比較的小さい場合には適さないという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、重機と併用せずともコンクリート打継面を効率的に処理することが可能なコンクリートの打継面処理装置及びシステムを提供することを目的とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は請求項１に記載したように、開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構とを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、該高圧水噴射ノズル機構に連通する高圧水供給口を前記ジョイント部材の反対側端部に設けて該高圧水供給口に高圧水供給ポンプを接続できるように構成するとともに、前記ケーシングの内部空間に連通する排水口を該ケーシングに設けて該排水口に真空ポンプを接続できるように構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記コンクリート打継面上を走行する走行車輪を走行枠体に取り付けるとともに該走行枠体を前記ケーシングに連結し、前記走行車輪の駆動軸を所定の動力伝達機構を介して前記シャフトに連結したものである。
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は請求項２に記載したように、開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構とを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、該高圧水噴射ノズル機構に連通する高圧水供給口を前記ジョイント部材の反対側端部に設けて該高圧水供給口に高圧水供給ポンプを接続できるように構成するとともに、前記ケーシングの内部空間に連通する排水口を該ケーシングに設けて該排水口に真空ポンプを接続できるように構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は、前記アームを放射方向が互いに異なる複数のアームで構成するとともに、該各アームにそれぞれ設けられた噴射ノズルの前記シャフトからの偏心距離が互いに異なる寸法となるように前記各噴射ノズルを位置決めしたものである。
【００１６】
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は、前記ジョイント部材の反対側端部に把持部を連結するとともに該把持部に前記高圧水供給口を設けたものである。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理システムは請求項６に記載したように、開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構と、該高圧水噴射ノズル機構に連通するように前記ジョイント部材の反対側端部に設けられた高圧水供給口に接続された高圧水供給ポンプと、前記ケーシングの内部空間に連通するように該ケーシングに設けられた排水口に接続された真空ポンプとを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記コンクリート打継面上を走行する走行車輪を走行枠体に取り付けるとともに該走行枠体を前記ケーシングに連結し、前記走行車輪の駆動軸を所定の動力伝達機構を介して前記シャフトに連結したものである。
【００１９】
また、本発明に係るコンクリートの打継面処理システムは請求項７に記載したように、開口周縁に沿ってシール材が設けられ該シール材が処理対象となるコンクリート打継面に当接されるようにして該コンクリート面を覆うことが可能なボックス状のケーシングと、該ケーシングに貫通配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構と、該高圧水噴射ノズル機構に連通するように前記ジョイント部材の反対側端部に設けられた高圧水供給口に接続された高圧水供給ポンプと、前記ケーシングの内部空間に連通するように該ケーシングに設けられた排水口に接続された真空ポンプとを備えるとともに、前記高圧水噴射ノズル機構を、材軸廻りに回転自在となるように前記ジョイント部材に基端側が保持されたシャフトと、該シャフトの先端から放射方向に向けて延設されたアームと、該アームに設けられた噴射ノズルとで構成し、前記噴射ノズルからの噴射方向が、前記シャフトの材軸方向に対して前記アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように前記噴射ノズルを構成することにより、前記高圧水噴射ノズル機構を高圧水の噴射力で前記シャフトの材軸廻りに回転させるようになっており、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたものである。
【００２０】
また、本発明に係るコンクリートの打継目処理システムは、前記排水口と前記真空ポンプとをつなぐ排水ホースに空気導入用開口を設けるとともに、該空気導入用開口をその開口面積が調整自在となるように構成したものである。
【００２１】
本発明に係るコンクリートの打継面処理装置及びシステムを用いてコンクリートの打継面を処理するには、まず、ボックス状のケーシングの開口周縁に沿って設けられたシール材が処理対象となるコンクリートの打継面に当接されるようにして該ケーシングを打継面に押し当て、該打継面をケーシングで覆う。
【００２２】
かかる状態においては、ケーシングとコンクリート打継面との間で水密性が確保される。
【００２３】
次に、ジョイント部材の反対側端部（ケーシング側とは反対の側）に設けられた高圧水供給口に高圧水供給ポンプを接続する。
【００２４】
このようにすると、高圧水供給ポンプが高圧水噴射ノズル機構に連通されるため、高圧水供給ポンプから供給される高圧水は、ジョイント部材を経て、高圧水噴射ノズル機構のシャフトからアームへと流れた後、噴射ノズルから噴射されるとともに、処理対象となるコンクリートの打継面を洗浄する。
【００２５】
洗浄に用いた水や洗浄によって除去されたコンクリート表層部については、ケーシングとコンクリート打継面との水密性によって外部に飛散することなく、ケーシングに設けられた排水口に接続された真空ポンプによってケーシングの外に吸引される。
【００２６】
ここで、噴射ノズルを、その噴射方向が、シャフトの材軸方向に対し、アームの材軸廻りに所定角度だけ回転させた方向となるように構成してあるので、高圧水が噴射される際、その反作用として、シャフトの材軸廻りに回転する方向の反力成分がアームに作用する。
【００２７】
そして、シャフトがその材軸廻りに回転自在となるようにジョイント部材に保持されているため、噴射による反力成分は、高圧水噴射ノズル機構にトルクとして作用し、該高圧水噴射ノズル機構をそのシャフトの材軸廻りに回転させる。
【００２８】
すなわち、本発明によれば、油圧モータや電動モータといった回転駆動手段を別途備えずとも、高圧水が噴射される際の反作用によって高圧水噴射ノズル機構を回転させ、それによって、コンクリートの打継面を、シャフトの材軸を中心とした広い範囲にわたって洗浄処理することが可能となる。
【００２９】
アームの具体的な構成は任意であって、シャフトの先端から該シャフトに直交する方向にＴ字状に分岐する構成、シャフトの材軸方向から見た場合には、シャフトを中心とした直線状の構成が典型的な構成となるほか、シャフトから例えば１２０゜あるいは９０゜おきに放射状に延びるように構成することが可能であるとともに、噴射ノズルの位置や個数も任意であるが、前記アームを放射方向が互いに異なる複数のアームで構成するとともに、該各アームにそれぞれ設けられた噴射ノズルの前記シャフトからの偏心距離が互いに異なる寸法となるように前記各噴射ノズルを位置決めしたならば、各噴射ノズルがカバーするコンクリート打継面上の範囲は、シャフトの材軸を中心とした同心円状の環状領域となり、噴射時の拡がり角度やコンクリート打継面までの距離を調整することにより、コンクリート打継面を余すところなく大きな円領域として処理することが可能となる。
【００３０】
噴射ノズルの噴射方向角度は、例えば１゜〜４５゜、望ましくは１゜〜３０゜とするのがよい。シャフトの材軸方向がコンクリート打継面に直交するようにケーシングを該コンクリート打継面に押し付ける場合、１゜未満だと、噴射時の反作用として、シャフトの材軸廻りに回転する方向の反力成分がほとんど発生しないからであり、４５゜を上回ると、コンクリート打継面への噴射エネルギーが大幅に低下するからである。
【００３１】
コンクリート打継面を処理する際、その切削深さをどのように把握するかは任意であって、例えば高圧水の噴射時間や打設されたコンクリートの性質を考慮しつつ経験的に推定したり、高圧水の噴射を停止してケーシングをいったんコンクリート打継面から離間させ、それによって露出したコンクリート打継面における切削深さを目視によって確認したりといった方法を採用することが可能であるが、前記ケーシングで前記コンクリート打継面を覆ったときに該コンクリート打継面の切削深さを計測する非接触型の距離センサを、前記コンクリート打継面に対向するようにかつ前記シャフトの材軸近傍となるように、前記シャフトの先端又は前記アームに取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段を備えたならば、打継面処理を中断することなくしかも客観的に切削深さを把握することができるとともに、非接触型の距離センサをシャフトの材軸近傍に配置することで、高圧水噴射による影響を受けずに計測を行うことも可能となる。
【００３２】
本発明に係るコンクリートの打継面処理装置は、水平打継面の処理にも鉛直打継面の処理にも適用可能であるが、ジョイント部材の反対側端部に把持部を連結するとともに該把持部に高圧水供給口を設けた構成とするならば、シャフトの材軸が概ね水平になるように把持部を持つことで、鉛直打継面に対する処理の作業性が格段に向上する。
【００３３】
ここで、コンクリート打継面上を走行する走行車輪を走行枠体に取り付けるとともに該走行枠体をケーシングに連結し、走行車輪の駆動軸を所定の動力伝達機構を介してシャフトに連結したならば、高圧水の流体エネルギーを使って装置全体を移動させることができるとともに、鉛直打継面の場合、装置全体の走行方向に注意するだけで足り、作業員は、その自重を支える必要がない。
【００３４】
動力伝達機構は、プーリー、ベルト、チェーン、ロッド、各種歯車、クラッチその他公知の動力伝達要素を適宜組み合わせて構成することが可能である。
【００３５】
なお、鉛直打継面の場合、装置全体が自重で落下することなく鉛直打継面に押し付けられかつその押付け力が横方向に水平移動できる程度の大きさにとどまるよう、ケーシング内の負圧を調整する。
【００３６】
ここで、排水口と真空ポンプとをつなぐ排水ホースに空気導入用開口を設けるとともに、該空気導入用開口をその開口面積が調整自在となるように構成したならば、真空ポンプを操作せずとも、手元でケーシング内の負圧の大きさを調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る打継面処理装置１及びシステム２の概略図。
【図２】高圧水噴射ノズル機構６の回転原理を示した説明図であり、(a)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図、(b)は力のベクトル図、(c)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。
【図３】排水ホース１７に空気導入用開口３１とその開口面積を制限する調整リング３２を設けた様子を示した図であり、(a)は側面図、(b)はＤ−Ｄ線方向に沿った断面図。
【図４】コンクリートの打継面処理装置１と高圧水供給ポンプ１３との間に把持部としての噴射ガン４１を介在させた様子を示した全体図。
【図５】アームの配置変形パターンを示した図。
【図６】非接触型の距離センサ６１とその切削深さデータを取得表示する液晶パネル６２の配置図。
【図７】変形例に係るコンクリートの打継面処理装置の図であり、(a)は水平断面図、(b)はＥ−Ｅ線方向から見た矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係るコンクリートの打継面処理装置及びシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図１は、本実施形態に係るコンクリートの打継面処理装置１及びそのシステム２を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係るコンクリートの打継面処理装置１は、処理対象となるコンクリート打継面３を覆うことが可能な有底円筒状のケーシング４と、該ケーシングの底部に貫通配置されたジョイント部材５と、該ジョイント部材のケーシング側端部に連結された高圧水噴射ノズル機構６とを備える。
【００４０】
高圧水噴射ノズル機構６は、シャフト８がその材軸廻りに回転自在となるように該シャフトの基端側をジョイント部材５に設けられた軸受７に保持させてあるとともに、シャフト８の先端から放射方向、本実施形態では左右２方向に２本のアーム９ａ，９ｂを延設してＴ字状に形成し、該アームに噴射ノズル１０ａ，１０ｂをそれぞれ設けてなり、軸受７の回転軸線、すなわちシャフト８の材軸Ａの廻りに全体が回転できるようになっている。
【００４１】
ジョイント部材５の反対側端部には、高圧水噴射ノズル機構６に連通する高圧水供給口１１を設けてあり、該高圧水供給口に高圧ホース１２を介して高圧水供給ポンプ１３を接続することにより、清水槽１４に貯留された清水を高圧水噴射ノズル機構６の噴射ノズル１０ａ，１０ｂからコンクリート打継面３に向けて噴射できるようになっている。
【００４２】
高圧水供給ポンプ１３は例えば、圧力が１〜２０ＭＰａ、流量が２〜１０Ｌ／分程度のものを選択することができる。
【００４３】
ケーシング４にはその開口内周縁に沿ってシール材１５を設けてあり、該シール材がコンクリート打継面３に当接されるようにケーシング４をコンクリート打継面３に押し付けることにより、その内部空間を水密な状態に保持した状態で、コンクリート打継面３を覆うことができるようになっている。
【００４４】
また、ケーシング４には、その内部空間に連通する排水口１６を設けてあり、該排水口に排水ホース１７を介して真空ポンプ１８を接続することで、ケーシング４内に噴射された洗浄水や該洗浄水によって除去されたコンクリートガラを飛散させることなく、ケーシング４の外に吸引して固液分離器１９で固形分を分離するとともに、分離水については、必要に応じて細粒分を除去した後、清水槽１４に戻して循環使用するようになっている。
【００４５】
真空ポンプ１８は、例えば流量が１０Ｌ／分、タンク容量が５０Ｌ程度のものを選択することができる。
【００４６】
なお、ケーシング４にはその開口外周縁に沿って飛散防止用ブラシ２０を設けてあり、シール材１５を抜けてきたコンクリートガラがあったとしても、これをケーシング４内にとどめて外方への飛散を確実に防止するようになっている。
【００４７】
図２(a)は、噴射ノズル１０ａ，１０ｂを図１のＢ−Ｂ線方向から見た矢視図である。同図でわかるように、コンクリートの打継面処理装置１をシャフト８の材軸Ａがコンクリート打継面３と直交するように保持した際、噴射ノズル１０ａ，１０ｂの噴射方向が、材軸Ａの方向ではなく、その方向に対し、アーム９ａ，９ｂの材軸廻りに角度θだけ回転させた方向、すなわちアーム９ａ，９ｂの端部から見たときの噴射ノズル１０ａ，１０ｂの各噴射方向が、それぞれ材軸Ａから時計廻りに角度θだけ回転した方向を向くように、噴射ノズル１０ａ，１０ｂを構成してある。
【００４８】
噴射ノズル１０ａ，１０ｂの噴射方向角度θは、例えば１゜〜４５゜、望ましくは１゜〜３０゜とするのがよい。シャフト８の材軸Ａがコンクリート打継面３に直交するようにケーシング４を該コンクリート打継面に押し付ける場合、１゜未満だと、噴射時の反作用として、ジョイント部材５の材軸廻りに回転する方向の反力成分がほとんど発生しないからであり、４５゜を上回ると、コンクリート打継面３への噴射エネルギーが大幅に低下し、本来の目的であるコンクリート表層部の除去ができないからである。
【００４９】
噴射ノズル１０ａ，１０ｂは、それらの噴射方向をアーム９ａ，９ｂの材軸廻りに回転自在に構成することで、上述の角度θを任意に設定できるようにしておくのが望ましい。
【００５０】
本実施形態に係るコンクリートの打継面処理装置１を用いてコンクリートの打継面３を処理するにあたり、予め、ジョイント部材５の反対側端部に設けられた高圧水供給口１１に高圧ホース１２を介して高圧水供給ポンプ１３を接続するとともに、ケーシング４に設けられた排水口１６に排水ホース１７を介して真空ポンプ１８を接続することにより、高圧水の供給、コンクリート打継面３への高圧水の噴射洗浄、洗浄水及びコンクリートガラの回収という一連の処理が可能なコンクリートの打継面処理システム２を構築する。
【００５１】
一方、処理対象となる打継面については、先行コンクリートを打設するに先立ち、型枠を構成する堰板の内面に遅延剤を予め貼付あるいは塗布しておくことにより、型枠脱型後も、露出コンクリート面の表層部がすぐに硬化しないようにしておく。
【００５２】
遅延剤としては、三光株式会社が「リタメイト」の商品名で製造販売しているフィルムタイプのものや、三信工業株式会社が「ヒーバウ」の商品名で製造販売している塗布タイプのものを用いることができる。
【００５３】
次に、コンクリートの打継面処理装置１を、そのシャフト８の材軸Ａがコンクリート打継面３と直交するように保持しつつ、ケーシング４の開口周縁に沿って設けられたシール材１５がコンクリート打継面３に当接されるように該ケーシングをコンクリート打継面３に押し当てることで、該打継面をケーシング４で覆う。
【００５４】
かかる状態においては、ケーシング４とコンクリート打継面３との間で水密性が確保される。
【００５５】
次に、高圧水供給ポンプ１３を駆動することで、清水槽１４に貯留された清水を高圧ホース１２で圧送し、これを高圧水としてコンクリートの打継面処理装置１のジョイント部材５に供給する。
【００５６】
このようにすると、高圧水は、ジョイント部材５の内部に形成された流路を流れた後、高圧水噴射ノズル機構６のシャフト８からアーム９ａ，９ｂを経て、噴射ノズル１０ａ，１０ｂから噴射される。
【００５７】
ここで、噴射ノズル１０ａ，１０ｂから噴射された高圧水は、コンクリート打継面３に衝突し、その際の衝突エネルギーにより、コンクリート打継面３の表層部が除去されるが、噴射ノズル１０ａ，１０ｂは上述したように、シャフト８の材軸Ａに対し、アーム９ａ，９ｂの材軸廻りに角度θだけ回転させた方向にそれらの噴射方向を傾けてある。
【００５８】
そのため、高圧水が噴射される際の反作用としてアーム９ａ，９ｂに働く反力Ｐは、図２(b)に示すように材軸Ａに平行でかつ材軸Ａと逆向きの成分ＰVのみならず、材軸Ａに直交する向きの成分ＰHも発生する。
【００５９】
そして、反力成分ＰHは同図(c)に示すように、材軸Ａ廻りのトルクＴを発生させ、かかるトルクＴによって、高圧水噴射ノズル機構６は、同図矢印に示すように回転する。
【００６０】
すなわち、高圧水噴射ノズル機構６は、噴射ノズル１０ａ，１０ｂから噴射される高圧水の反作用によって自ら材軸Ａの廻りに回転しながら、コンクリート打継面３を高圧水で洗浄する。
【００６１】
一方、上述した高圧水による洗浄を行っている間、真空ポンプ１８を同時に作動させることで、ケーシング４内の使用済み洗浄水やそれによって生じたコンクリートガラをケーシング４の外に吸引し、固液分離器１９でコンクリートガラを分離除去するとともに、水については、清水槽１４に戻して再利用する。
【００６２】
ここで、ケーシング４は、シール材１５による密封作用と真空ポンプ１８による負圧押付け作用とが相俟って、内部空間の水密性が確保されており、洗浄水やコンクリートガラがケーシング４の外に飛散するおそれはない。
【００６３】
上述した高圧水による洗浄は、ケーシング４を適宜縦横にずらしながら継続して行うようにすればよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリートの打継面処理装置１及び打継面処理システム２によれば、油圧モータや電動モータといった回転駆動手段を別途備えずとも、高圧水が噴射される際の反作用によって高圧水噴射ノズル機構６を回転させ、それによって、コンクリート打継面３を広範囲に洗浄処理することが可能となる。
【００６５】
したがって、洗浄処理の機能を落とすことなく、装置全体を大幅に軽量化することが可能となり、その結果、ケーシング４内の空気圧と大気圧の差圧で装置全体の自重を支持することが可能となる。
【００６６】
そのため、洗浄処理の間は軽く手を添えているだけで足りることとなり、鉛直打継面を処理する際の作業性が格段に向上する。
【００６７】
本実施形態では、シール材１５をケーシング４の開口内周縁に取り付けるようにしたが、ケーシング４を移動させる際にコンクリート打継面３との摩擦によって剥がれたり外れたりするおそれがある場合には、ケーシング４の肉厚断面中心に沿って形成された溝に貫入する構成をはじめ、より強固な取付け方法を適宜選択すればよい。
【００６８】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、ケーシング４を縦横にずらす際、負圧が大きいためにケーシング４をずらしにくい場合には、図３に示すように排水ホース１７に長孔状の空気導入用開口３１を設けるとともに、該空気導入用開口を取り囲むようにホース材軸廻りに回動自在な調整リング３２を設けることで、空気導入用開口３１の開口面積を調整できるように構成し、コンクリート打継面３に対してケーシング４をずらしたいときには、調整リング３２を廻して空気導入用開口３１を開き、該空気導入用開口から空気を導入して真空ポンプ１８による引抜き力を下げ、ケーシング４内の負圧を小さくすればよい。
【００６９】
また、本実施形態では、説明の便宜上、真空ポンプ１８の操作を本体側で行うものとして説明したが、これに代えて、図４に示すようにジョイント部材５の高圧水供給口１１に把持部としての噴射ガン４１を接続し、該噴射ガンの高圧水供給口４２に高圧ホース１２を接続するようにしてもよい。
【００７０】
かかる構成においては、噴射ガン４１を操作することで、噴射のオンオフを切り替えたり噴射圧を調整したりすることができる。なお、噴射ガン４１については、高圧水に用いられている公知の噴射ガンあるいは洗浄ガンを転用することが可能であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７１】
また、本実施形態では、シャフト８からの噴射ノズル１０ａ，１０ｂの偏心距離を同一としたが、これを異なる寸法とすることにより、図５(a)に示すように、同心円状をなす２つの環状領域５１ａ，５１ｂにわたってコンクリート打継面３を洗浄することができる。
【００７２】
さらに、アームの本数は任意であって、同図(b)に示すように、シャフト８の先端から１２０゜間隔で計３本のアーム５２ａ，５２ｂ，５２ｃを放射状に延設する構成としたり、同図(c)に示すように、９０゜間隔で計４本のアーム５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを放射状に延設する構成が可能である。
【００７３】
なお、かかるアーム構成においても同図に示した通り、噴射ノズル５４ａ，５４ｂ，５４ｃのシャフト８からの偏心距離、あるいは噴射ノズル５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄのシャフト８からの偏心距離をそれぞれ順次ずらすことにより、コンクリート打継面３をあますところなく、あるいは互いに重複させながら確実にカバーすることができる。
【００７４】
噴射ノズル５４ａ，５４ｂ，５４ｃの位置や、噴射ノズル５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄの位置は、アーム５２ａ，５２ｂ，５２ｃや、アーム５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの材軸に沿って可変に構成するのが望ましい。この点、上述した実施形態でも同様であり、噴射ノズル１０ａ，１０ｂの位置を、アーム９ａ，９ｂの材軸に沿って可変に構成しておくのが望ましい。
【００７５】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、コンクリート打継面３の切削深さを計測することで正確な打継面処理を行いたいときには、図６に示すように、コンクリート打継面３の切削深さを計測する非接触型の距離センサ６１をシャフト８の先端であって該シャフトの材軸Ａ近傍に取り付けるとともに、該距離センサで計測された切削深さデータを取得表示する表示手段としての液晶パネル６２をケーシング４に取り付けるようにすればよい。距離センサ６１は、例えばレーザーや超音波を用いたセンサで構成することが可能である。
【００７６】
かかる構成によれば、打継面処理を中断することなくしかも客観的に切削深さを把握することができるとともに、非接触型の距離センサ６１をシャフト８の材軸Ａ近傍に配置することで、高圧水噴射による影響を受けずに計測を行うことも可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、コンクリート打継面３に対し、ケーシング４をずらすことで、処理対象領域を移動させていくことを前提としたが、ケーシング４内の負圧が大きい場合、既に述べたようにケーシング４がコンクリート打継面３にぴったりと密着し、ケーシング４をずらせない場合が生じる。
【００７８】
また、これを回避するために負圧を小さくすると、ケーシング４内の空気圧と大気圧の差圧で装置全体の自重を支持することが困難となり、打継面処理装置１が鉛直打継面から落下することも懸念される。
【００７９】
このような場合、図７に示すように、コンクリート打継面３上を走行する走行車輪７２及び走行車輪７３，７３を走行枠体７１に取り付けるとともに、ボルト、ナットその他の連結手段（図示せず）を適宜用いることで、走行枠体７１をケーシング４に連結し、走行車輪７３，７３の駆動軸８０を動力伝達機構８１を介してシャフト８に連結するようにすればよい。
【００８０】
動力伝達機構８１は、走行車輪７３，７３の駆動軸８０にその中央近傍において歯車７４を配置し、該歯車に連結ロッド７６の一端に取り付けられたウォーム歯車７５を噛合させるとともに、該連結ロッドの他端にプーリー７７を取り付け、該プーリーとシャフト８に固定されたプーリー７８にベルト７９を掛けて構成してある。
【００８１】
かかる構成においては、ケーシング４内の空気圧と大気圧の差圧が、走行枠体７１を介して走行車輪７２及び走行車輪７３，７３に伝達し、次いで、接地圧としてコンクリート打継面３に作用する。そのため、コンクリートの打継面処理装置１は、鉛直壁であるコンクリート打継面３に保持される。
【００８２】
一方、高圧水を高圧水噴射ノズル機構６に送り込むと、噴射ノズル１０ａ，１０ｂから噴射される際の反作用で高圧水噴射ノズル機構６が回転し、その回転力は、シャフト８から動力伝達機構８１に伝達された後、駆動軸８０に伝達されて走行車輪７３，７３を回転させ、走行枠体７１は、それに連結されたケーシング４とともにコンクリート打継面３上を移動する。
【００８３】
かかる変形例によれば、コンクリート打継面３を洗浄するためだけに高圧水の力を用いるのではなく、コンクリート打継面３上を走行移動させる動力としても利用されることとなり、高圧水のさらなる有効利用が可能になるとともに、真空ポンプ１８の引抜きによって発生する負圧が大きい場合にも、その負圧を走行車輪７２及び走行車輪７３，７３を介してコンクリート打継面３に作用させるので、ケーシング４を介してコンクリート打継面３に作用させる場合に比べ、走行時の抵抗がはるかに小さくなり、負圧が大きい場合でも、ケーシング４をスムーズに横移動させることが可能となる。
【００８４】
加えて、ケーシング４をスムーズに横移動させることができることにより、高圧水噴射ノズル機構６を用いたコンクリート打継面３の洗浄を広い範囲にわたって連続的に行うことが可能となり、打継面の処理を均一にかつ迅速に行うことができる。
【００８５】
また、本実施形態では、コンクリートガラがシール材１５を抜けて外方に飛散することがなきよう、ケーシング４の開口外周縁に沿って飛散防止用ブラシ２０を設けるようにしたが、シール材１５によってコンクリートガラの飛散を十分に防止できるのであれば、飛散防止用ブラシ２０を省略してもかまわない。
【符号の説明】
【００８６】
１              コンクリートの打継面処理装置
２              コンクリートの打継面処理システム
３              コンクリート打継面
４              ケーシング
５              ジョイント部材
６              高圧水噴射ノズル機構
８              シャフト（高圧水噴射ノズル機構）
９ａ，９ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ
アーム（高圧水噴射ノズル機構）
１０ａ，１０ｂ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ
噴射ノズル（高圧水噴射ノズル機構）
１１              高圧水供給口
１２              高圧ホース
１３              高圧水供給ポンプ
１５              シール材
１６              排水口
１７              排水ホース
１８              真空ポンプ
３１              空気導入用開口
４１              噴射ガン（把持部）
６１              距離センサ
６２              液晶パネル（表示手段）
７１              走行枠体
７２，７３        走行車輪
８０              駆動軸
８１              動力伝達機構
【図１】
0005565572.tif 000002
【図２】
0005565572.tif 000003
【図３】
0005565572.tif 000004
【図４】
0005565572.tif 000005
【図５】
0005565572.tif 000006
【図６】
0005565572.tif 000007
【図７】
0005565572.tif 000008