(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルパイプの先端に側方へ向け高圧水を噴射するノズルヘッドを設け、該ノズルパイプを軸線方向へ直線往復動可に支持して上記ノズルヘッドを同方向へ直線往復動すると共に、該ノズルパイプを軸線を中心に扇形往復回動可に支持してノズルヘッドを扇形往復回動し表面削り作業を行う構成とした表面削り用ウォータージェット装置において、上記ノズルパイプをカバーパイプに内挿し、該ノズルパイプの外周面を該カバーパイプの内周面で支持し、該ノズルパイプの後端をカバーパイプの後端から延出し、該カバーパイプとノズルパイプとを該カバーパイプの後端において連結軸受けにより一体に直線往復動するように結合すると共にノズルパイプがカバーパイプに対して単独で扇形往復回動できるように支持し、更に上記カバーパイプの後端から延出するノズルパイプを該ノズルパイプと一体に直線往復動する軸受けにて扇形往復回動可に支持し、更に上記カバーパイプを上記とは別の軸受けにて直線往復動可に支持したことを特徴とする表面削り用ウォータージェット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル、橋、擁壁等を形成するコンクリート壁等の表面削りに用いるウォータージェット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１Ａ，Ｂに示すように、従来ノズルパイプ１の先端に側方へ向け高圧水を噴射するノズルヘッド２を突設し、該ノズルパイプ１を軸線Ｘ方向へ直線往復動可に支持してノズルヘッド２を直線往復動させつつ、ノズルヘッド２をノズルパイプ１の軸線Ｘに直交する軸線Ｙを中心に一方向に連続回転させる構成にして、表面削り作業を行う表面削り用ウォータージェット装置が既知である。
【０００３】
このウォータージェット装置においては、ノズルヘッドの内部を螺旋構造にし、ノズルパイプを通じてノズルヘッド内へ供給される高圧水の水力をこの螺旋構造によって回転力に変換し、上記ノズルヘッドの回転を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記ウォータージェット装置においては、螺旋構造の螺旋ピッチをできるだけ多くして水力を効率的に回転力に変換せねばならない関係上、螺旋長が長くなり必然的にノズルパイプ１側方へのノズルヘッド２の突出高さＨも高くなる。このため、例えば橋脚頂部と橋梁両端間に形成される比較的深く細長い狭小空間内表面の削りには適用し難い問題点を有している。
【０００５】
又ノズルヘッド２の端面の偏心位置にノズル口３を設け、削り幅を設定しているが、この削り幅はノズルヘッド２端面の直径寸法内、即ちノズルパイプ１の略直径寸法内に限定され、削り幅の拡大を望み難い構造である。
【０００６】
又ノズルパイプ１とノズルヘッド２のシール部の経年劣化、漏水等の問題を内在している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記ノズルヘッドの突出高さと削り幅に関する問題点を適切に解決して、上記比較的深く細長い狭小空間内表面の削り作業に適切に対応し得るようにした表面削り用ウォータージェット装置を提供するものである。
【０００８】
又上記ノズルパイプにノズルヘッドを回転可に取り付ける回転方式を排し、従ってこれに起因する上記シール劣化と漏水の問題を解決し、ノズルヘッドの回転方式を採ることなく上記削り幅を適正に確保できるようにした表面削り用ウォータージェット装置を提供するものである。
【０００９】
その手段として、この表面削り用ウォータージェット装置は、ノズルパイプの先端に側方へ向け高圧水を噴射するノズルヘッドを設け、該ノズルパイプを軸線方向へ直線往復動可に支持してノズルヘッドを上記軸線方向に直線往復動する構造を採りながら、該ノズルパイプを軸線を中心に扇形往復回動可に支持してノズルヘッドを扇形往復回動させ表面削り作業を行う構成とし、ノズルヘッドの扇形往復角度によって削り幅を適正に確保し、併せてノズルパイプ及びノズルヘッドの専有スペースを削減し狭小空間内表面の削り作業を適切に遂行し得るようにしたものである。
即ち上記ノズルパイプをカバーパイプに内挿し、該ノズルパイプの外周面を該カバーパイプの内周面で支持し、該ノズルパイプの後端をカバーパイプの後端から延出し、該カバーパイプとノズルパイプとを該カバーパイプの後端において連結軸受けにより一体に直線往復動するように結合すると共にノズルパイプがカバーパイプに対して単独で扇形往復回動できるように支持し、更に上記カバーパイプの後端から延出するノズルパイプを該ノズルパイプと一体に直線往復動する軸受けにて扇形往復回動可に支持し、更に上記カバーパイプを上記とは別の軸受けにて直線往復動可に支持し、上記削り作業を適切に遂行し得るようにしたものである。
【００１０】
又上記ノズルパイプを軸線方向に直線往復動せしめる手段として、ノズルパイプの基端を支持するテーブルに上記軸線方向に往復動する駆動チェーンを設け、該駆動チェーンに上記ノズルパイプを連結し、該駆動チェーンの上記軸線方向における往動と復動とにより上記ノズルパイプを直線往復動せしめる構成とし、駆動チェーンの架装長に応じ上記ノズルパイプの往復動ストロークを充分に確保し、加えてストローク設定（調整）も容易にしたものである。
【００１１】
更には、ノズルパイプの軸線方向と直交する方向の装置の幅を最小限にして上記効果が得られるようにしたものである。
【００１２】
上記ノズルヘッドはノズルパイプの側面と略同レベルとなるように設置して上記狭小空間の削り目的を有効に達成する。
【００１３】
又上記ノズルパイプをカバーパイプに内挿し、該ノズルパイプをカバーパイプと一体に直線往復動すると共に、ノズルパイプがカバーパイプに対し単独で扇形往復回動するように支持し、ノズルパイプの扇形往復回動を円滑にし、同パイプのベンディングを有効に防止する。
【００１４】
又上記ノズルパイプの後端をカバーパイプの後端から延出し、該延出部に扇形往復回動機構が作用する構成として、ノズルパイプ単独での扇形往復回動を適正に行わせる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
表面削り用ウォータージェット装置は、図２，図３，図４等に示すように、ノズルパイプ１の先端に側方へ向け高圧水を噴射するように設けたノズルヘッド２を備える。
【００１６】
ノズルパイプ１は横方向に直線的に延び、ノズルヘッド２はこのノズルパイプ１の先端にそれ自身単独で動かないように一体に結合して、その側端面、即ちノズルパイプ１の軸線Ｘと並行な平面から成る側端面４にノズル口３を単数又は複数開口せしめる。
【００１７】
好ましくは、上記側端面４は上記軸線Ｘと直交する軸線Ｙを中心とする平面であって且つ軸線Ｘと平行な平面にて形成する。又は軸線Ｘに対し傾斜し且つ軸線Ｙに対し傾斜する、換言するとノズルパイプ１の側面に対し傾斜する平面にて上記ノズルヘッド２の側端面４を形成する。
【００１８】
上記ノズルヘッド２の側端面４はノズルパイプ１の直径端と同レベルにして側端面４の中心から外れた偏心位置にノズル口３を配する。又は同側端面４の中心部にノズル口３を配する。
【００１９】
好ましくは、上記側端面４を即ちノズルヘッド２をノズルパイプ１の直径端より僅かに突出せしめ、上記ノズル口３はこの突出せる側端面４の中心から外れた偏心位置に配する。又は同側端面４の中心部にノズル口３を配する。
【００２０】
上記ノズルヘッド２とノズルパイプ１とは嵌め合い構造にする。例えばかしめ嵌め構造にするか、溶接結合構造にするか、螺合構造にする。
【００２１】
上記ノズルパイプ１を軸線Ｘ方向へ直線往復動可に支持してノズルヘッド２を同軸線Ｘ方向へ直線往復動する構造を採りながら、該ノズルパイプ１を軸線Ｘを中心に扇形往復回動可に支持してノズルヘッド２を扇形往復回動させ表面削り作業を行う構成とする。
【００２２】
即ちノズルヘッド２とノズルパイプ１とは一体に直線往復動と扇形往復回動とを重畳して生じ、削り幅Ｓ２（扇形往復回動角）と削り長Ｓ１（直線往復動ストローク）の表面削り作業を遂行する。
【００２３】
この構成により図５Ｂに示すように、ノズルヘッド２は、ノズルパイプ１が占有する略直径スペース内で扇形往復回動させるのみで、噴射角（扇形往復回動角）を充分に確保し、図７に示すように、削り幅Ｓ２を拡大可能にする。Ｓ２は削り幅と扇形往復回動角を示し、Ｓ１は削り長と直線往復動ストロークを示す。よって図６に示す如き、狭小な空間内の表面削りが有効に実施できる。
【００２４】
上記ノズルパイプ１はテーブル５に軸線Ｘ方向に直線往復動可に且つ扇形往復回動可に支持する。
【００２５】
他方上記テーブル５に上記軸線Ｘ方向に往復動する駆動チェーン６を環状に架装し、該駆動チェーン６に上記ノズルパイプ１を連結し、該駆動チェーン６の両端を掛け回したチェーンホイール８の一方をテーブル５に支持したモーター１８にて正逆回動することにより、これに連結したノズルパイプ１の直線往復動を得る。従ってノズルパイプ１及びノズルヘッド２の直線往復動ストロークＳ１は、駆動チェーン６の架装長まで拡大可能である。
【００２６】
即ち、チェーンホイール８間の駆動チェーン６の架装長の範囲内で上記ノズルパイプ１及びノズルヘッド２の直線往復動ストロークＳ１の長さを自在に設定し、同設定（調整）も容易にする。
【００２７】
更には駆動チェーン６とチェーンホイール８の噛み合いにより、同チェーン６に連結したノズルパイプ１及びノズルヘッド２の停止位置を適切に確保する。そして、ノズルパイプ１の軸線方向と直交する方向の装置の幅を最小限にして充分な長さの直線往復動ストロークＳ１が得られるようにする。
【００２８】
更にこの直線往復動機構について図面に記載した具体例に従い説明すると、テーブル５に平台から成るスライダー１９を軸線Ｘ方向へ往復動可能に支持し、該スライダー１９上に軸受け７を設け、該軸受け７にて上記ノズルパイプ１を扇形往復回動可に支持する。即ちノズルパイプ１は軸受け７に対し、扇形往復回動はするが、単独では直線往復動せずスライダー１９及び軸受け７と一体に直線往復動するように支持する。
【００２９】
上記スライダー１９を駆動チェーン６に連結し、よってノズルパイプ１を該スライダー１９及び軸受け７を介して駆動チェーン６に連結する。スライダー１９はその四隅に設けた転子２０をテーブル５の左右側面に沿って回転させることによりその直線往復動を案内する。
【００３０】
斯くして駆動チェーン６の直線往復運動はスライダー１９と軸受け７を介してノズルパイプ１に伝達され、該ノズルパイプ１をスライダー１９及び軸受け７と一緒に直線往復動せしめる。
【００３１】
図４に示すように、上記ノズルパイプ１をカバーパイプ９に内挿し、該ノズルパイプ１の後端をカバーパイプ９の後端から延出せしめ、図２，図３に示すように、該延出部を上記軸受け７にて支持し、該延出端（ノズルパイプ１後端）をスライダー１９上に設けたスイベルジョイント２５を介して高圧水供給ホース２６に接続する。
【００３２】
更に上記カバーパイプ９とノズルパイプ１とを該カバーパイプ９の後端において上記スライダー１９に取り付けた連結軸受け１１により支持する。該連結軸受け１１はカバーパイプ９とノズルパイプ１とを一体に直線往復動するように結合し且つノズルパイプ１がカバーパイプ９に対して単独で扇形往復回動できるように支持する。
【００３３】
更にテーブル５には軸受け１０を一体に設け、該軸受け１０にてカバーパイプ９の前端を直線往復動可能に支持し、間接的にノズルパイプ１を直線往復動可能に支持する。
【００３４】
再述すると、カバーパイプ９はノズルパイプ１と一緒に直線往復動するが、単独では扇形回動不可に支持し、ノズルパイプ１はカバーパイプ９に対し、扇形往復回動可に支持する。
【００３５】
上記ノズルパイプ１の外径とカバーパイプ９の内径は略同等にし、ノズルパイプ１の外周面をカバーパイプ９の内周面によって実質的に支持する。これによってノズルパイプ１の高圧水による撓みを防止する。
【００３６】
他方図３，図５Ａに示すように、上記ノズルパイプ１を扇形往復回動せしめる駆動機構、例えばクランク機構を備える。詳述すると、ノズルパイプ１に円盤２１を同芯に取り付けると共に、スライダー１９上にモーター２２とモーター２２によって回転される円盤２３を設け、この円盤２３と上記円盤２１とをクランクレバー２４によって連結する。円盤２３は円盤２１より充分に小径にする。換言すると円盤２３に対するクランクレバー２４の枢支点の偏心距離と、円盤２１に対する枢支点の偏心距離とを、前者が充分に小で、後者が大となるように設定する。
【００３７】
而してモーター２２の駆動により円盤２３が回転するとクランク２４を介して円盤２１が扇形往復回動し、これに伴いノズルパイプ１を扇形往復回動せしめる。この扇形往復回動角Ｓ２の大きさは上記クランクレバー２４両端の両偏心距離の差によって定まる。
【００３８】
上記ノズルパイプ１を支持するテーブル５を荷台１２に一体に荷受けし、該荷台１２を台車１３上に搭載する。この台車１３の一端には手押し把手１４を立ち上げ、作業員がこの手押し把手１４を握り荷台１２及びテーブル５並びにノズルパイプ１から成る装置全体を、台車１３の四隅に設けた車輪１５を介して、例えばレール１６に沿い上記軸線Ｘと直交する方向への移動を可能にし、該移動を行いつつ上記ノズルパイプ１による削りを順次進行せしめ、広面積の削りを行う。
【００３９】
上記荷台１２と台車１３間には荷台１２を上昇又は下降せしめる上下動機構１７を設け、この荷台１２の上昇下降によりテーブル５及びノズルパイプ１を上下動せしめ、ノズルヘッド２が作用せる高さを調整可能にする。
【００４０】
上記荷台１２と台車１３から成る搬送車は、図２，図３に示すように、テーブル５の前端と後端に二台設けるか、又は一台設ける。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルヘッドを回転させたり、ノズルパイプに対し揺振する構造を採ることなく、削り幅を適正に確保でき、ノズルヘッドを狭小の空間内へ差し入れて空間内表面の削り作業を適正に遂行できる。
【００４２】
又駆動チェーンのノズルパイプ軸線方向への回動により、同チェーンの架装長に応じ同パイプの往復動ストロークを確保し、加えて長短ストロークも容易に設定乃至調整できる。
【００４３】
更にはノズルヘッドの停止位置を適切に確保でき、ノズルパイプの軸線方向と直交する方向の装置の幅を最小限にする等、装置全体を小型軽量化して機動性に富む表面削り用ウォータージェット装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは従来のウォータージェット装置におけるノズルパイプのノズルヘッド部を示す平面図、Ｂは同側面図。
【図２】Ａは本発明に係るウォータージェット装置を、ノズルパイプの収縮状態を以って示す平面図、Ｂは同側面図。
【図３】Ａは本発明に係るウォータージェット装置を、ノズルパイプの伸長状態を以って示す平面図、Ｂは同側面図。
【図４】カバーパイプに内挿したノズルパイプを平面視する断面図。
【図５】Ａはノズルパイプの扇形往復回動機構を例示する正面図、Ｂは該扇形往復回動角を示すノズルヘッドの正面図。
【図６】ノズルパイプによる狭小空間内の削り作業を側面視する概略断面図。
【図７】ノズルヘッドの削り幅（扇形往復回動角）と同削り長（直線往復動ストローク）を説明する図。
【符号の説明】
１          ノズルパイプ
２          ノズルヘッド
３          ノズル口
４          ノズルヘッドの側端面
５          テーブル
６          駆動チェーン
７          軸受け
８          チェーンホイール
９          カバーパイプ
１０        軸受け
１１        連結軸受け
１２        荷台
１３        台車
１４        手押し把手
１５        車輪
１６        レール
１７        上下動機構
１８        モーター
１９        スライダー
２０        転子
２１        円盤
２２        モーター
２３        円盤
２４        クランクレバー
２５        スイベルジョイント
２６        高圧水供給ホース
Ｘ，Ｙ      軸線
Ｓ１        削り長（直線往復動ストローク）
Ｓ２        削り幅（扇形往復回動角）
【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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