(57)【要約】【課題】噴水量および噴水圧力の増加を抑えつつ除去能力を向上させることができる水柱形成方法および水柱形成装置を提供する。【解決手段】水柱形成方法は、対象物ＷＫの表面に噴射した水柱ＷＣを水柱ＷＣの直径Ｄと同じ直径の円周Ｃ上を旋回変位、換言すれば、水柱ＷＣの太さと同じ量の振れ幅Ｗで旋回するように振動させて水柱ＷＣの直径Ｄの２倍の直径の擬似的な水柱である擬似水柱ＷＣ’を形成して除去作業を行う。より具体的には、水柱形成方法は、水柱形成装置１００を用いる。水柱形成装置１００は、水を柱状に形成した水柱ＷＣを噴射する噴射ノズル体１０１を偏心ホルダ１０８の中心軸である垂線ＰＬの周りを同垂線ＰＬと軸線ＳＬとの交点Ｏを頂点とする図示上下方向にそれぞれ円錐軌跡上を旋回変位可能に保持して構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を柱状に形成した水柱を噴射する噴射ノズル体を用いて対象物に前記水柱を衝突させて前記対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去するための水柱形成方法であって、
前記対象物の表面に前記水柱を同水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させることによって前記水柱よりも太い擬似水柱を形成することを特徴とする水柱形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載した水柱形成方法において、
前記噴射ノズルを振動させることによって前記水柱を振動させることを特徴とする水柱形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した水柱形成方法において、
前記水柱を同水柱の太さの２倍以下の振れ幅で振動させることを特徴とする水柱形成方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した水柱形成方法において、
前記水柱を同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させることを特徴とする水柱形成方法。
【請求項５】
対象物に水を衝突させることにより前記対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去するための水柱形成装置であって、
水を柱状に形成した水柱を噴射する噴射ノズル体と、
前記噴射ノズル体を振動させる前記噴射ノズル体を振動させて前記対象物の表面に前記水柱を同水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させることによって前記水柱よりも太い擬似水柱を衝突させるノズル振動手段とを備えることを特徴とする水柱形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載した水柱形成装置において、
前記ノズル振動手段は、
前記水柱を同水柱の太さの２倍以下の振れ幅で振動させることを特徴とする水柱形成装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載した水柱形成装置において、
前記ノズル振動手段は、
前記水柱を同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させることを特徴とする水柱形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物、路面、機械装置、または部品などの対象物に向けて水を噴射することにより対象物自体または同表対象物に付着した付着物を除去する水柱形成方法および水柱形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主として、建設業界や土木業界などにおいては建物や路面などの対象物に向けて水を噴射することにより対象物の表面または同表面に付着した付着物を除去するハツリ作業や剥離作業が行われている。例えば、下記特許文献１には、水を柱状に形成した水柱を噴射する噴水ノズルを複数備えたノズルヘッドを回転させながら前記水柱によって対象物表面自体や同表面に付着した付着物を除去するウォータジェットガンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７３０６４号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたウォータジェットガンにおいては、対象物や付着物の除去能力を向上させるために噴水ノズルの数を増加したり、噴水ノズルにおける噴水口の大きさを拡大したりすると、噴水量および噴水圧力の増大が必要となって除去作業に要する水量およびエネルギ量が増大して装置構成が大型化および複雑化するという問題があった。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、噴水量および噴水圧力を増加させることなく除去能力を向上させることができる水柱形成方法および水柱形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、水を柱状に形成した水柱を噴射する噴射ノズル体を用いて対象物に水柱を衝突させて対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去するための水柱形成方法であって、対象物の表面に水柱を同水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させることによって水柱よりも太い擬似水柱を形成することにある。
【０００７】
このように構成した本発明の特徴によれば、水柱形成方法は、噴射ノズル体から噴射する水柱を同水柱が対象物に衝突する表面において水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させている。この場合、水柱は、水柱を揺動または旋回させることにより振動させることができる。これにより、対象物の表面に噴射ノズル体から噴射された水柱の太さの４倍以下の太さの水柱を疑似的に形成して衝突させることができるため、噴射ノズル体から噴射した水柱によってこの水柱の太さの４倍以下の太さの水柱と同等またはそれに近い除去能力を得ることができる。すなわち、本発明に係る水柱形成方法によれば、噴水量および噴水圧力を増加させることなく除去能力を向上させることができる。なお、噴射ノズル体から噴射された水柱をこの水柱の太さを超えかつ同太さの３倍以下の振れ幅で振動させた場合、対象物の表面に衝突する擬似的な水柱である擬似水柱は、断面形状がリング状に形成されることになるが、水柱先端部に不可避的に生じる拡散および水柱が対象物表面に衝突する際の飛散などによって中実の水柱と同等またはそれに近い除去能力を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記水柱形成方法において、噴射ノズルを振動させることによって水柱を振動させることにある。
【０００９】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、水柱形成方法は、噴射ノズルを振動させることによって水柱を振動させているため、対象物を振動させる場合に比べて容易に水柱を振動させることができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記水柱形成方法において、水柱を同水柱の太さの２倍以下の振れ幅で振動させることにある。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、水柱形成方法は、水柱を同水柱の太さの２倍以下の振れ幅で振動させているため、対象物の表面に衝突する水柱を中実の水柱に近づけることができ、中実の水柱における除去能力により近い除去能力を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記水柱形成方法において、水柱を同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させることにある。
【００１３】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、水柱形成方法は、水柱を同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させているため、対象物の表面に衝突する水柱を中実の水柱にすることができ、中実の水柱と同等の除去能力を得ることができる。
【００１４】
また、本発明は、水柱形成方法の発明として実施できるばかりでなく、水柱形成装置および表面除去方法の発明としてもそれぞれ実施できるものである。
【００１５】
具体的には、水柱形成装置は、対象物に水を衝突させることにより対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去するための水柱形成装置であって、水を柱状に形成した水柱を噴射する噴射ノズル体と、噴射ノズル体を振動させる噴射ノズル体を振動させて対象物の表面に水柱を同水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させることによって水柱よりも太い擬似水柱を衝突させるノズル振動手段とを備えるようにする。
【００１６】
また、この場合、水柱形成装置において、ノズル振動手段は、水柱を同水柱の太さの２倍以下の振れ幅で振動させるとよい。
【００１７】
また、これらの場合、水柱形成装置において、ノズル振動手段は、水柱を同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させるとよい。
【００１８】
また、表面除去方法は、水を柱状に形成した水柱を噴射する噴射ノズル体を用いて対象物に水柱を衝突させて対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去する水柱による表面除去方法であって、対象物の表面に水柱を同水柱の太さの３倍以下の振れ幅で振動させながら衝突させて対象物自体または同対象物に付着した付着物を除去すればよい。
【００１９】
また、この場合、表面除去方法において、水柱を同水柱の太さの２倍以下または同水柱の太さ以下の振れ幅で振動させるとよい。これらの水柱形成装置および表面除去方法によっても、上記水柱形成方法と同様の作用効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る水柱形成方法の実施に用いられる水柱形成装置の構成の概略を示す一部破断正面図である。
【図２】図１に示す水柱形成装置が除去作業を行う場合に形成する水柱とこの水柱を振動させることによって形成する擬似的な水柱との関係を説明するための説明図である。
【図３】本発明の変形例に係る水柱とこの水柱を振動させることによって形成する擬似水柱との関係を説明するための説明図である。
【図４】本発明の他の変形例に係る水柱とこの水柱を振動させることによって形成する擬似水柱との関係を説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の変形例に係る水柱とこの水柱を振動させることによって形成する擬似水柱との関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る水柱形成方法および水柱形成装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る水柱形成方法の実施に用いられる水柱形成装置１００の構成の概略を示す一部破断正面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各図面間および各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この水柱形成装置１００は、建物、車両または機会装置の外表面や道路などの路面などからなる対象物ＷＫの表面に高圧水を噴射することによって対象物ＷＫ自体または同対象物ＷＫの表面に付着した塗料、異物または汚れなどの付着物（図示せず）を剥離させて除去するための機械装置である。
【００２２】
（水柱形成装置１００の構成）
水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１を備えている。噴射ノズル体１０１は、水を柱状に形成した水柱を対象物ＷＫの表面に対して噴射するための機具であり、ステンレス材を長尺の管状に形成して構成されている。この噴射ノズル体１０１は、一方（図示上側）の端部に継手１０２を介して送水管１０３が接続されているとともに、他方（図示下側）の端部に噴射ノズル１０４およびノズルキャップ１０５が取り付けられている。
【００２３】
送水管１０３は、図示しない高圧送水ポンプによって供給される高圧水（例えば、２００ＭＰａ）を噴射ノズル体１０１に導くための管であり、樹脂材によって可撓性を有して構成されている。一方、噴射ノズル１０４は、噴射ノズル体１０１内に供給された高圧水を円柱状に噴射するための噴口１０４ａが形成された筒状の部品である。すなわち、噴射ノズル１０４は、水を直線状に噴射する所謂直射ノズルによって構成されている。本実施形態においては、噴射ノズル１０４における噴口１０４ａは、直径が０.２ｍｍに形成されている。この噴射ノズル１０４は、噴射ノズル体１０１の端部にノズルキャップ１０５によって着脱自在に取り付けられている。
【００２４】
そして、この噴射ノズル体１０１は、鉛直方向に延びる垂線ＰＬに対して噴射ノズル１０１の軸線ＳＬが傾斜した状態でハウジング１１０に支持されている。より具体的には、噴射ノズル体１０１は、外周部に２つの調心軸受１０６が取り付けられており、これらのうち一方（図示上側）の調心軸受１０６を介して偏心ホルダ１０８に支持されるとともに他方（図示下側）の調心軸受１０６を介してハウジング１１０における下カバー１１３に支持されている。調心軸受１０６は、ハウジング１１０に対して噴射ノズル１０１を軸線が傾斜した状態で回転自在に保持することができる軸受である。
【００２５】
この場合、噴射ノズル体１０１は、詳しくは図２に示すように、水柱ＷＣが衝突する対象物ＷＫの表面において水柱ＷＣを同水柱ＷＣの直径Ｄと同じ量の振れ幅Ｗで旋回、換言すれば、水柱ＷＣの直径Ｄと同じ直径の円周Ｃ上を変位する傾斜角αで支持されている。本実施形態においては、噴射ノズル１０１は、噴口１０４ａから５０ｍｍの位置で直径が０.２ｍｍの円周Ｃ上を噴口１０４ａから噴射した水柱ＷＣの軸線が変位する傾斜角αで支持されている。また、各調心軸受１０６の外側にはシール材１０７がそれぞれ設けられており、偏心ホルダ１０８および下側カバー１１３の各内部への浸水を防止している。
【００２６】
偏心ホルダ１０８は、噴射ノズル体１０１をスピンドル状（錘状）に回転させるための機械部品であり、有底筒状に形成されている。より具体的には、偏心ホルダ１０８は、外周部に同外周部から張り出した状態で歯部１０８ａが形成されるとともに底部に貫通孔１０８ｂが形成されて構成されている。貫通孔１０８ｂは、噴射ノズル体１０１が貫通する孔であり、偏心ホルダ１０８の底部において歯部１０８ａの軸心に対して偏心した位置に形成されている。この偏心ホルダ１０８は、２つの軸受１０９を介してハウジング１１０内に回転自在な状態で支持されている。
【００２７】
ハウジング１１０は、噴射ノズル体１０１を支持するとともにこの噴射ノズル体１０１を回転させるための駆動機構を収める板金製の筐体であり、主として、ハウジング本体１１１、上カバー１１２および下カバー１１３によって構成されている。これらのうち、ハウジング本体１１１は、主として射ノズル体１０１を回転させるための駆動機構を収める部分であり、駆動機構を収める収容空間の図示上下方向が開口した箱型に形成されている。
【００２８】
上カバー１１２は、偏心ホルダ１０７をハウジング本体１１１とともに支持しつつハウジング本体１１１における図示上側開口部を覆う部材であり、板部材に噴射ノズル体１０１および後述する駆動軸がそれぞれ貫通する貫通孔を有して構成されている。一方、下カバー１１３は、噴射ノズル体１０１をハウジング本体１１１とともに支持しつつハウジング本体１１１における図示下側開口部を覆う部材であり、図示下側に凸状に張り出した箱状体に噴射ノズル体１０１が貫通する貫通孔を有して構成されている。
【００２９】
このハウジング１１０内には、偏心ホルダ１０８の歯部１０８ａに噛み合った状態で駆動歯車１１４が設けられている。駆動歯車１１４は、偏心ホルダ１０８を回転駆動させるための機械要素であり、ハウジング１１０内において連結軸１１５によって支持されている。連結軸１１５は、図示しない駆動モータに連結されて回転駆動する駆動軸１１６の回転駆動力を駆動歯車に伝達するための棒状の機械部品である。この連結軸１１５は、軸受１１７を介して連結カバー１１８に回転自在な状態で支持されている。連結カバー１１８は、連結軸１１５と駆動軸１１６との連結部分を覆う筒状の部材であり、一方（図示下側）の端部がハウジング１１０の上カバー１１２に固定されているとともに、他方（図示上側）
の端部に駆動軸１１６が嵌合している。
【００３０】
そして、この水柱形成装置１００は、対象物ＷＫに対向した状態で図示しない支持部材によって安定的に支持される。この場合、水柱形成装置１００を支持する支持部材は、図示しないキャスタや無限軌道などを備えて自走または図示しない自走車両に積載されることによって対象物ＷＫに対して相対移動するように構成されている。すなわち、水柱形成装置１００は、対象物ＷＫに対して相対移動しながら対象物ＷＫ自体または同対象物ＷＫの表面に付着した付着物を剥離させて除去するための機械装置である表面除去装置（図示せず）に搭載されてものである。
【００３１】
（水柱形成装置１００の作動）
次に、このように構成された水柱形成装置１００の作動について説明する。まず、作業者は、水柱形成装置１００を用意する。この場合、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１に高圧送水ポンプ（図示せず）が連結されるとともに駆動歯車１１４に駆動モータ（図示せず）が連結された状態で表面除去装置（図示せず）に搭載されている。
【００３２】
次に、作業者は、水柱形成装置１００を対象物ＷＫにおける表面除去処理部分上に対向配置した後、図示しない高圧送水ポンプおよび駆動モータをそれぞれ駆動させる。これにより、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１における噴射ノズル１０４から高圧水が対象物ＷＫに向けて噴射されるとともに、噴射ノズル体１０１が旋回変位を開始する。これにより、対象物ＷＫの表面においては、水柱ＷＣが旋回する。
【００３３】
より具体的には、噴射ノズル体１０１は、駆動歯車１１４の回転駆動によって偏心ホルダ１０８の中心軸である垂線ＰＬの周りを同垂線ＰＬと軸線ＳＬとの交点Ｏを頂点とする図示上下方向にそれぞれ円錐軌跡上を旋回変位する。これにより、対象物ＷＫの表面においては、水柱ＷＣが水柱ＷＣの直径Ｄと同じ直径の円周Ｃ上を旋回変位、換言すれば、水柱ＷＣの太さと同じ量の振れ幅Ｗで旋回する（図２参照）。
【００３４】
そして、この場合、駆動歯車１１４を回転駆動させる駆動モータは、３０００ｒｐｍの回転数で噴射ノズル体１０１を旋回させる。これにより、対象物ＷＫの表面においては、水柱ＷＣの高速な旋回変位によって水柱ＷＣの直径Ｄの２倍の直径の擬似的な水柱である擬似水柱ＷＣ’が形成される。すなわち、水柱形成装置１００は、水柱ＷＣによって同水柱ＷＣの直径Ｄの２倍の直径の擬似水柱ＷＣ’を形成した状態でこの擬似水柱ＷＣ’を対象物ＷＫに対して移動させることにより除去作業を行うことができる（図２において破線矢印参照）。なお、図２においては、水柱ＷＣを濃いハッチングで示すとともに、擬似水柱ＷＣ’および同擬似水柱ＷＣ’が移動した範囲を水柱ＷＣよりも薄いハッチングで示している。
【００３５】
一方、剥離作業を終了する場合には、作業者は、図示しない高圧送水ポンプおよび駆動モータの駆動をそれぞれ停止させる。これにより、作業者は、水柱形成装置１００による剥離作業を終了することができる。
【００３６】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、この水柱形成方法は、噴射ノズル体１０１から噴射する水柱ＷＣを同水柱ＷＣが対象物ＷＫに衝突する表面において水柱ＷＣの太さと同じ量の振れ幅Ｗで振動させている。これにより、対象物ＷＫの表面に噴射ノズル体１０１から噴射された水柱ＷＣの太さに対して２倍の太さの水柱ＷＣ’を疑似水柱ＷＣ’を形成して衝突させることができるため、噴射ノズル体１０１から噴射した水柱ＷＣによってこの水ＷＣ柱の太さの２倍の太さの水柱ＷＣと同等の除去能力を得ることができる。すなわち、本発明に係る水柱形成方法によれば、噴射ノズル体の噴水量および噴水圧力を増加させることなく除去能力を向上させることができる。
【００３７】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、噴射ノズル体１０１から噴射させる水柱ＷＣを対象物ＷＫの表面において水柱ＷＣの直径Ｄと同じ直径の円周Ｃ上を旋回させることにより水柱ＷＣの直径Ｄの２倍の直径を有する擬似水柱ＷＣ’を形成した。すなわち、上記実施形態においては、水柱ＷＣを水柱ＷＣの直径Ｄと同じ量の振れ幅Ｗとなるように旋回させた。しかし、水柱ＷＣの振れ幅Ｗは、本発明者らの実験によれば、水柱ＷＣの太さの３倍以下であれば、上記実施形態と同等またはそれに近い除去効果を得ることができることを確認した。
【００３９】
この場合、噴射ノズル体１０１から噴射した水柱ＷＣをこの水柱ＷＣの太さを超えかつ同太さの３倍以下の振れ幅Ｗで振動させた場合、対象物ＷＫの表面に衝突する擬似水柱ＷＣ’は、断面形状がリング状に形成されることになる。例えば、図３は、水柱ＷＣをこの水柱ＷＣの直径Ｄの２倍の直径の円周Ｃ上を旋回させた場合に形成される擬似水柱ＷＣ’を示している。また、図４は、水柱ＷＣをこの水柱ＷＣの直径Ｄの３倍の直径の円周Ｃ上を旋回させた場合に形成される擬似水柱ＷＣ’を示している。しかし、これらの場合であっても、水柱ＷＣの先端部に不可避的に生じる水柱ＷＣの拡散および水柱ＷＣが対象物ＷＫの表面に衝突した際の飛散などによって中実の水柱と同等またはそれに近い除去能力を得ることができることを確認している。なお、図３および図４においては、図２と同様に、水柱ＷＣを濃いハッチングで示すとともに、擬似水柱ＷＣ’を水柱ＷＣよりも薄いハッチングで示している。
【００４０】
そして、これらの場合、本発明者らは、水柱ＷＣをこの水柱ＷＣの太さを超えかつ同太さの３倍以下の振れ幅Ｗで振動させてリング状の擬似水柱ＷＣ’を形成する場合においては、水柱ＷＣの直径Ｄが小さい程中実の水柱と同等またはこれに近い除去能力を得ることができることを確認している。具体的には、水柱ＷＣの直径Ｄが０.１ｍｍ〜１.５ｍｍの範囲の場合には、中実の水柱と同等またはこれに近い除去能力を顕著に得ることができる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、水柱ＷＣを円周Ｃ上を旋回させることにより擬似水柱ＷＣ’を形成した。しかし、擬似水柱ＷＣ’は、水柱ＷＣを振動させることによって形成することができるため、水柱ＷＣを円周Ｃ上を旋回させる方法以外の方法によっても形成することができる。例えば、擬似水柱ＷＣ’は、図５に示すように、水柱ＷＣを直線上を往復変位させる揺動によっても形成することができる。この場合、擬似的水柱ＷＣ’は、水柱ＷＣの揺動によって噴射ノズル体１０１の噴口１０４ａから三角形状に広がって対象物ＷＫ上で直線状に形成される。すなわち、水柱形成装置１００は、水柱ＷＣを用いてヘラ状の擬似水柱ＷＣ’を形成することができる。これにより、水柱形成装置１００は、対象物ＷＫ上に付着した付着物を平射ノズルに比べて効果的かつ効率的に除去することができる。
【００４２】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１を傾斜角αで傾斜させた状態でハウジング１１０に支持して構成した。この場合、噴射ノズル体１０１の傾斜角αは、形成する擬似水柱ＷＣ’の大きさに対応している。しかし、噴射ノズル体１０１は、擬似水柱ＷＣ’を形成可能に支持されていればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、例えば、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１を垂直、すなわち、偏心ホルダ１０８の中心軸である垂線ＰＬに対して軸線ＳＬが平行になるようにハウジング１１０に支持して構成することもできる。この場合、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１の垂直状態を維持した状態で円周Ｃ上を旋回させることにより擬似水柱ＷＣ’を形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１を振動させることにより擬似水柱ＷＣ’を形成するように構成した。しかし、噴射ノズル体１０１と対象物ＷＫとの変位は相対的なものであるため、必ずしも噴射ノズル体１０１側を変位させる必要はなく、例えば、対象物ＷＫが軽量物や大きさが小さい場合には対象物ＷＫを振動させて噴射ノズル体１０１に対して変位させるように構成することもできる。
【００４４】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、対象物ＷＫに対して移動する図示しない表面除去装置に搭載されるように構成した。しかし、水柱形成装置１００は、対象物ＷＫに対して固定的に設けられて対象物ＷＫ側が移動する構成の表面除去装置（図示せず）に搭載することもできる。また、水柱形成装置１００は、人手で持って操作されるガンタイプの表面除用装置（図示せず）に搭載することできる。
【００４５】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、２００ＭＰａの高圧水を噴射ノズル体１０１から噴射させることにより水柱ＷＣを形成した。しかし、噴射ノズル体１０１から噴射させる噴水の圧力は、水を柱状に形成して噴出させることができる圧力に適宜決定されればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、水柱形成装置１００は、２００ＭＰａ以下または２００ＭＰａ以上の高圧水を噴射ノズル体１０１から噴射させて水柱ＷＣを形成することができる。なお、噴射ノズル体１０１から噴射させる噴水の圧力は、水柱ＷＣの直径Ｄが０.１ｍｍ〜１.５ｍｍの範囲においては、５ＭＰａ〜３００ＭＰａが好適である。
【００４６】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１を３０００ｒｐｍの回転速度で旋回させることにより擬似的な水柱ＷＣ’を形成するように構成した。しかし、噴射ノズル体１０１の回転速度は、擬似的な水柱ＷＣ’を形成することができる速度に適宜決定されればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、水柱形成装置１００は、３０００ｒｐｍ以下または３０００ｒｐｍ以上の回転速度で旋回させることにより擬似的な水柱ＷＣ’を形成するように構成することができる。なお、噴射ノズル体１０１の回転速度は、水柱ＷＣの直径Ｄが０.１ｍｍ〜１.５ｍｍの範囲においては、１０００ｒｐｍ〜２００００ｒｐｍが好適である。
【００４７】
また、上記実施形態においては、水柱形成装置１００は、噴射ノズル体１０１から直径Ｄが０.２ｍｍの円柱状の水柱ＷＣを噴射するように構成した。しかし、噴射ノズル体１０１から噴射する水柱の大きさおよび断面形状は、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、噴射ノズル体１０１から噴射される水柱ＷＣの直径は０.２ｍｍ以下であってもよいし０.２ｍｍ以上であってもよい。なお、本発明者らの実験によれば、噴射ノズル体１０１から噴射される水柱ＷＣは、直径Ｄが０.１ｍｍ〜２ｍｍであって断面形状が円形に形成することが好適である。
【００４８】
また、上記実施形態においては、駆動モータによって回転駆動する駆動歯車１１４および噴射ノズル体１０１を保持しつつ駆動歯車１１４に噛み合って回転駆動する偏心ホルダ１０８によって噴射ノズル体１０１を旋回するように構成した。すなわち、駆動歯車１１４および偏芯ホルダ１０８が本発明に係るノズル振動手段に相当する。しかし、ノズル振動手段は、噴射ノズル体１０１を振動させることによって擬似水柱ＷＣ’を形成することができればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、例えば、ノズル振動手段は、駆動モータによって回転駆動するプーリにベルトを介して偏心ホルダを回転駆動するように構成することもできる。
【００４９】
また、上記各実施形態においては、水柱形成装置１００は、対象物ＷＫの表面または同表面の付着物を剥離して除去する用途に用いる例を示した。しかし、水柱形成装置１００を用いる用途には、対象物ＷＫ自体の一部または全部を破壊するハツリ作業や対象物ＷＫの表面を部分的に削る目粗し作業も含むものである。
【００５０】
ＷＫ…対象物、ＷＣ…水柱、ＷＣ’…擬似水柱、Ｃ…円周、α…傾斜角、ＰＬ…垂直線、ＳＬ…軸線、Ｏ…交点、
１００…水柱形成装置、１０１…噴射ノズル体、１０２…継手、１０３…送水管、１０４…噴射ノズル、１０４ａ…噴口、１０５…ノズルキャップ、１０６…調心軸受、１０７…シール材、１０８…偏芯ホルダ、１０８ａ…歯部、１０８ｂ…貫通孔、１０９…軸受、
１１０…ハウジング、１１１…ハウジング本体、１１２…上カバー、１１３…下カバー、１１４…駆動歯車、１１５…連結軸、１１６…駆動軸、１１７…軸受、１１８…連結カバー。
【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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