(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットであって、
前記作業アタッチメントは対象物に係止される係止部を有し、
前記加工ノズルを支持し、該加工ノズルを前記対象物に向ける支持機構は、前記作業アタッチメントに設けられ、該作業アタッチメントに支持されている
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記作業アタッチメントは、前記対象物を把持可能な一対の把持部材を有し、
前記係止部は、該把持部材の少なくとも一部に設けられている
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記把持部材は互いの対向する端部の間の距離を短くすることで前記対象物を加工する刃部材とされ、前記加工ノズルの方向は一対の該刃部材の接近離間する平面と並行に配置されている
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記加工ノズルに連通する混入路部材が前記作業アタッチメントに支持され、
該混入路部材で前記研磨材がウォータージェット流体に混入されて、前記加工用流体が該加工ノズルから噴射される
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記支持機構は、前記加工ノズルの方向を変える回転機構と、該加工ノズルの位置を変える移動機構と、を備える
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項６】
請求項５において、
前記支持機構により、前記加工ノズルの方向は前記対象物の前側面から背側面まで向けることが可能とされている
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記支持機構は、無線操作により制御される
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、更に、
前記対象物の加工される部分に散水可能な散水機構を備える
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項９】
請求項８において、
前記散水機構は、前記ウォータージェット流体を散水する
ことを特徴とする加工ユニット。
【請求項１０】
作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォーター
ジェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットを用いた加工方法であって、
対象物に前記作業アタッチメントを係止させる工程と、
該対象物に前記加工ノズルを向け、該加工ノズルから前記加工用流体を噴射し、該対象物の少なくとも一部を加工する工程と、
を含むことを特徴とする加工方法。
【請求項１１】
請求項１０において、更に、
前記加工ノズルで前記対象物を完全に切断分離する加工を行う際には、該対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、前記作業アタッチメントで保持する工程を含む
ことを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工ユニット及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コンクリート構造体を解体するために、作業アタッチメントとしてカッターアタッチメントを取り付けた作業機械が開示されている。このカッターアタッチメントは、一対の刃部材を備えており、この刃部材を互いに接近させることで、刃部材の間にくる対象物を加工（切断や破砕を含む）する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１３３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で示されるようなカッターアタッチメントは、広く鉄筋コンクリート構造物にも適用することができる。しかし、鉄筋自体（Ｈ鋼を含む）は、コンクリートに比べて、はるかに延性・展性が大きい。このため、カッターアタッチメントで鉄筋コンクリート構造物の解体をしようとしても、コンクリート部分が先に加工（切断や破砕を含む）できても、鉄筋の多い部分（鉄筋部分）では、加工作業がはかどらず、且つ意図した加工がなされずに変形しただけとなる場合がある。また、加工作業で切断したはずの鉄筋部分が、意図しないような形態で宙にぶら下がり、いつ落下するかわからないといった不安定な状態となってしまう場合も出てくる。加えて、年々コンクリート自体の強度も大きくなっている。即ち、特許文献１で示されるようなカッターアタッチメントでは、加工の対象物の構成によっては、作業がはかどらないばかりか、作業の安全性を脅かすおそれも出てきている。
【０００５】
そこで、本発明は、前記問題点等を解決するべくなされたもので、作業効率の低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能な加工ユニット及び加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットであって、前記作業アタッチメントが対象物に係止される係止部を有し、前記加工ノズルを支持し、該加工ノズルを前記対象物に向ける支持機構が、前記作業アタッチメントに設けられ、該作業アタッチメントに支持されていることにより、前記課題を解決したものである。
【０００７】
即ち、本発明においては、対象物に、アブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルを向けて、加工用流体を噴射する。このため、その対象物の少なくとも一部をアブレシブウォータージェット加工で加工することが可能となる。このとき、適当な研磨材を用いることで対象物の構造に依存した加工効率の低下を回避することが可能となる。しかも、作業アタッチメントの係止部で対象物に係止した状態とすることができる。つまり、対象物に対して加工ノズルの位置を支持する作業アタッチメントを安定して静止した状態とすることができる。このため、アブレシブウォータージェット加工を行う上で加工する部分の位置が加工途中で意図せず、ずれてしまうことを防止でき、効率的に加工を進めることが可能となる。
【０００８】
なお、前記作業アタッチメントが、前記対象物を把持可能な一対の把持部材を有し、前記係止部が、該把持部材の少なくとも一部に設けられている場合には、対象物を作業アタッチメントで把持することで、対象物に対して加工ノズルの位置をさらに安定して静止した状態とすることができる。同時に、加工ノズルで対象物を完全に切断分離する加工を行う際においては、対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、把持部材で把持しておくことができ、加工した部分（コンクリート塊や鉄骨等）の落下を防止することが可能となる。
【０００９】
なお、前記把持部材が互いの対向する端部の間の距離を短くすることで前記対象物を加工する刃部材とされ、前記加工ノズルの方向が一対の該刃部材の接近離間する平面と並行に配置されている場合には、刃部材に直接的に加工用流体が噴射されてしまうことを防止できる。つまり、アブレシブウォータージェット加工で刃部材が損耗してしまうことを確実に防止することができる。同時に、刃部材を用いることで、加工用流体で加工した対象物の残りの部分を安定して迅速に加工することができる。つまり、仮に加工残しがあっても、刃部材で完全に加工を完了させることができる。
【００１０】
なお、前記加工ノズルに連通する混入路部材が前記作業アタッチメントに支持され、該混入路部材で前記研磨材がウォータージェット流体に混入されて、前記加工用流体が該加工ノズルから噴射される場合には、研磨材の混入された加工用流体の流路を最小限の長さにできる。即ち、加工用流体の流れで損耗する部材を最小限に抑えることができ、故障の発生と消耗部材の交換費用とを低減することが可能となる。
【００１１】
なお、前記支持機構が、前記加工ノズルの方向を変える回転機構と、該加工ノズルの位置を変える移動機構と、を備える場合には、対象物において加工用流体の当たる領域を広くすることができる。このため、より大きな対象物を効率よく加工することが可能となる。
【００１２】
なお、前記支持機構により、前記加工ノズルの方向が前記対象物の前側面から背側面まで向けることが可能とされている場合には、加工ノズルで少なくとも対象物を全外周の半分の方向から加工を実現することが可能となる。
【００１３】
なお、前記支持機構が、無線操作により制御される場合には、有線操作の場合に比べて、加工ユニットの適用範囲を広げることが可能となる。
【００１４】
なお、更に、前記対象物の加工される部分に散水可能な散水機構を備える場合には、対象物が加工される際の粉塵の発生を抑制することができる。同時に、加工ノズルで加工される位置を、相応に散水で洗い流し、異物を排除することもできる。
【００１５】
なお、前記散水機構は、前記ウォータージェット流体を散水する場合には、加工ユニットに接続される流路を増やす必要はなく、構成を単純化でき、加工ユニットの大きな姿勢自由度を確保することができる。
【００１６】
なお、本発明は、作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットを用いた加工方法であって、対象物に前記作業アタッチメントを係止させる工程と、該対象物に前記加工ノズルを向け、該加工ノズルから前記加工用流体を噴射し、該対象物の少なくとも一部を加工する工程と、を含むことを特徴とする加工方法と捉えることも可能である。
【００１７】
なお、更に、前記加工ノズルで前記対象物を完全に切断分離する加工を行う際には、該対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、前記作業アタッチメントで保持する工程を含むことを特徴とする加工方法と捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、作業効率の低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバックホウを示す模式図
【図２】図１で示したバックホウに用いられる加工ユニットを示す模式図（加工ユニット全体の正面図（Ａ）、流体加工機構の側面図（Ｂ））
【図３】流体加工機構の構成要素とアーム体及び作業アタッチメントとの関係を示す模式図
【図４】本発明の第２実施形態に係る加工ユニット全体を示す模式図
【図５】図４の加工ユニットに用いられる流体加工機構を示す模式図
【図６】本発明の第３実施形態に係る加工ユニット全体を示す模式図（レールの未展開状態を示す図（Ａ）、レールの展開状態を示す図（Ｂ））
【図７】図６の加工ユニットに用いられる流体加工機構を示す模式図
【図８】本発明の第４実施形態に係る加工ユニット全体を示す模式図（レールの未展開状態を示す図（Ａ）、レールの展開状態を示す図（Ｂ））
【図９】図８の加工ユニットに用いられる流体加工機構を示す模式図
【図１０】本発明の第５実施形態に係るバックホウを示す模式図
【図１１】本発明の第６実施形態に係るカッターアタッチメントを示す模式図
【図１２】本発明の第７実施形態に係るバックホウを示す模式図
【図１３】本発明の第８実施形態に係るカッターアタッチメントを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
最初に、本実施形態に係るバックホウ（作業機械）１００の構成について、図１を用いて説明する。なお、このバックホウ１００は、建物解体業・建物改修業や廃棄物処理業などに広く用いることができる。
【００２２】
バックホウ１００は、図１に示す如く、車体１２０とアーム体１２７と加工ユニット１４０とを備える。車体１２０は、クローラ式の走行体１２２と旋回機構１２４と旋回体１２６とを備える。即ち、旋回体１２６は旋回機構１２４により走行体１２２に対して回転可能とされている。旋回体１２６には運転室１２６Ａが設けられている。運転室１２６Ａは、密閉可能な構成であり、雨風を遮断でき且つエアコンにより温度調節が可能とされている。即ち、運転者は、天候に左右されず、バックホウ１００を安定して操作することができる（これに限らず、バックホウは無人操作されてもよい）。旋回体１２６には、上下揺動自在のアーム体１２７が取り付けられている。
【００２３】
アーム体１２７は、図１に示す如く、旋回体１２６に取り付けられるブーム１２８とブーム１２８の先端に取り付けられるアーム１３２とを備える。アーム１３２は、シリンダ機構１３０により揺動可能とされている。アーム１３２の先端には対象物ＯＢを加工する加工ユニット１４０が取り付けられている。加工ユニット１４０は、リンク機構１３６を介してシリンダ機構１３４により揺動可能とされている。即ち、バックホウ１００は、加工ユニット１４０を上下方向及び前後左右方向に移動可能としている。
【００２４】
次に、加工ユニット１４０について、図１〜図３を用いて概略的に説明する。
【００２５】
加工ユニット１４０は、図１、図２（Ａ）に示す如く、バックホウ１００に取り付けられるカッターアタッチメント（作業アタッチメント）ＣＴと、流体加工機構１６０と、を備える。カッターアタッチメントＣＴは、加工対象となる対象物ＯＢを把持可能な一対の刃部材（把持部材）１５６、１５８を有する（例えば鉄骨カッターなど）。なお、一対の刃部材１５６、１５８は、カッターアタッチメントＣＴを対象物ＯＢに係止させる係止部ともいえる（この係止は、刃部材１５６、１５８を対象物ＯＢに押し付けることで、刃部材１５６、１５８の対象物ＯＢへの食い込みや、刃部材１５６、１５８と対象物ＯＢとの摩擦力の増加などで、実現することができる）。流体加工機構１６０は、加工ノズル１７０と支持機構１７２とを備える。加工ノズル１７０は、カッターアタッチメントＣＴで支持され、ウォータージェット流体ＷＦに研磨材ＡＢが混入された加工用流体ＣＦを噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする。支持機構１７２は、加工ノズル１７０を支持し、加工ノズル１７０を把持された対象物ＯＢに向けることができる。
【００２６】
次に、加工ユニット１４０について、以下、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３を用いて詳細に説明する。
【００２７】
前記カッターアタッチメントＣＴは、図２（Ａ）に示す如く、フレーム１４６とブラケット１５０と刃部材１５６、１５８とを備える。フレーム１４６には揺動軸１４２とリンク軸１４４とが設けられている。揺動軸１４２が上述したアーム１３２に係合し、リンク軸１４４が上述したリンク機構１３６に係合する。このため、フレーム１４６は、揺動軸１４２を中心として揺動駆動される。フレーム１４６の先端には回転機構１４８が設けられており、回転機構１４８を介してブラケット１５０はフレーム１４６に対して回転可能に取り付けられている。
【００２８】
ブラケット１５０の先端には、図２（Ａ）に示す如く、２つの取付け軸１５２、１５４が設けられている。取付け軸１５２、１５４はそれぞれ、刃部材１５６、１５８を回動可能に取り付けている。刃部材１５６、１５８の根元側（ブラケット１５０側）には、図示せぬシリンダ機構が設けられている。このシリンダ機構がアーム体１２７から伝達される油圧により駆動されることで、取付け軸１５２、１５４を支点として、刃部材１５６、１５８の互いに向き合う端部が中心軸Ｏに対して対称に接近離反可能とされている。
【００２９】
刃部材１５６、１５８はそれぞれ、図２（Ａ）に示す如く、互いの対向する端部が刃部１５６Ａ、１５８Ａとされ、刃部１５６Ａ、１５８Ａの間の距離を短くすることで対象物ＯＢを加工することができる。
【００３０】
前記流体加工機構１６０は、図３に示す如く、高圧流体発生部１６４と、研磨材貯留部１６６と、研磨材供給部１６８と、混入路部材１６９と、加工ノズル１７０と、支持機構１７２と、を備える。
【００３１】
高圧流体発生部１６４は、図３に示す如く、水（水を主成分とする水溶液を含む）を高圧状態（例えば２００ＭＰａから４００ＭＰａ）のウォータージェット流体ＷＦにして流体供給路１６４Ａへ送出する機構（例えば高圧ポンプなど）である。
【００３２】
研磨材貯留部１６６は、図２（Ａ）、図３に示す如く、ウォータージェット流体ＷＦに混入される研磨材ＡＢを貯留する部分である。研磨材ＡＢが消費されると、研磨材貯留部１６６が例えばカセットで交換されることで、外部から研磨材ＡＢを容易に補充することができる。
【００３３】
研磨材供給部１６８は、図２（Ａ）、図３に示す如く、圧縮空気を発生させ、研磨材供給路１６８Ａを介して研磨材貯留部１６６に存在する研磨材ＡＢをウォータージェット流体ＷＦに混入させる。なお、この圧縮空気の圧力はウォータージェット流体ＷＦの圧力よりも大きくされている（これに限らず、オリフィスによって発生する負圧や重力の利用で研磨材ＡＢをウォータージェット流体ＷＦに混入させてもよい）。このため、ウォータージェット流体ＷＦが研磨材供給部１６８に入り込むことを防止でき、且つウォータージェット流体ＷＦに研磨材ＡＢを安定して混入することができる。
【００３４】
混入路部材１６９は、図２（Ｂ）、図３に示す如く、加工ノズル１７０に連通している。そして、混入路部材１６９には、流体供給路１６４Ａと研磨材供給路１６８Ａとが接続されている。このため、混入路部材１６９で研磨材ＡＢがウォータージェット流体ＷＦに混入され、加工用流体ＣＦが加工ノズル１７０から噴射されることとなる。混入路部材１６９は、支持機構１７２に軸Ｐを中心に回動可能に支持されている（つまり、支持機構１７２は、加工ノズル１７０の噴射口１７０Ａの方向を変える回転機構である）。実際には、混入路部材１６９に接続される部分の流体供給路１６４Ａ及び研磨材供給路１６８Ａは伸縮可能且つ屈曲可能な材質とされているので、混入路部材１６９は所定の範囲（例えば中心軸Ｏから±数十度）で回動が可能である。なお、流体供給路１６４Ａと研磨材供給路１６８Ａとは、軸Ｐに対して互いに反対方向から接続される。このため、高圧流体発生部１６４及び研磨材供給部１６８から混入路部材１６９にかかる力を相応に相殺でき、混入路部材１６９の軸Ｐを一方向に傾斜させる力を低減することができる。
【００３５】
加工ノズル１７０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、軸Ｐに直交するように混入路部材１６９によって支持されている。加工ノズル１７０の噴射口１７０Ａの開口径は、例えば数百μｍから数ｍｍ以下とされている。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、白抜き矢印は、加工ノズル１７０の回動方向を示している。また、図３において、右端の白抜き矢印は高圧流体発生部１６４に供給される水の流れを示しており、左端の白抜き矢印は加工ノズル１７０から噴出される加工用流体ＣＦの方向を示している。
【００３６】
なお、図３に示す如く、高圧流体発生部１６４はアーム体１２７に支持されている。そして、図２（Ａ）に示す如く、研磨材貯留部１６６と研磨材供給部１６８と支持機構１７２とは、カッターアタッチメントＣＴのブラケット１５０に支持されている（必ずしもこのように支持されていなくてもよい）。支持機構１７２は、混入路部材１６９を回動可能に支持し、軸Ｐが中心軸Ｏに来るように配置されている。このため、加工ノズル１７０の方向は、一対の刃部材１５６、１５８の接近離間する平面と並行に配置されている。
【００３７】
なお、支持機構１７２は、支持機構１７２に設けられた電源（不図示）で動作する無線操作により制御される（送信機は例えば、運転室１２６Ａで操作される）。支持機構１７２は、電源（不図示）で動く電動モータでもよいし、アーム体１２７から供給される油圧を利用する油圧モータや油圧シリンダの機構でもよい。
【００３８】
次に、加工ユニット１４０の動作手順を説明する。なお、ここでは、対象を鉄筋コンクリート構造物とする。
【００３９】
まず、カッターアタッチメントＣＴの一対の刃部材１５６、１５８で鉄筋コンクリート構造物の加工対象（切断対象）となる部分のコンクリート部分をできるだけ破砕する。そして、一対の刃部材１５６、１５８で対象物ＯＢ（主に残る鉄筋部分）を把持し、固定する。言い換えれば、一対の刃部材１５６、１５８で対象物ＯＢにカッターアタッチメントＣＴを係止させる。その際には、把持した部分を圧縮して流体加工機構１６０による加工範囲（切断範囲）をできるだけ小さくまとめる。
【００４０】
次に、把持された対象物ＯＢに加工ノズル１７０の噴射口１７０Ａを向ける。本実施形態では、中心軸Ｏと加工ノズル１７０の方向とが初期状態で一致しているので、一対の刃部材１５６、１５８で、対象物ＯＢを把持した段階で、加工ノズル１７０の噴射口１７０Ａが対象物ＯＢに向けられる。
【００４１】
次に、加工ノズル１７０から加工用流体ＣＦを噴射し、対象物ＯＢの少なくとも一部（カッターアタッチメントＣＴで加工（切断）が容易となるための必要最低限の箇所）を加工（切断）する（もちろん全てでもよい）。このとき、加工用流体ＣＦの噴射された対象物ＯＢの領域の加工状況（切断状況）に合わせて、加工ノズル１７０を支持機構１７２で回動させる。同時に、その加工状況に合わせて、刃部材１５６、１５８による把持位置を適宜変えてもよい。
【００４２】
次に、加工用流体ＣＦの噴射を止め、加工状態に応じて刃部材１５６、１５８を移動させ、刃部材１５６、１５８によって所望の加工（切断）を完了させる。なお、この刃部材１５６、１５８による加工は、流体加工機構１６０の動作前に行ってもよいし、流体加工機構１６０による加工と交互に行うようにしてもよい。あるいは、コンクリート部分を加工破砕せずに、カッターアタッチメントＣＴで対象物ＯＢを把持し、そのまま、加工ノズル１７０によって、コンクリート部分ごと加工してもよい。
【００４３】
なお、加工ノズル１７０で対象物ＯＢを完全に切断分離する加工を行う際には、対象物ＯＢが加工された際に支持されなくなる部分を、カッターアタッチメントＣＴで保持するようにする。具体的に、例えば下からのみ支持される垂直に立つ鉄筋コンクリート構造物などの対象物ＯＢをその途中の高さで完全に切断分離する加工を行う場合がある。
【００４４】
このときには、まず、一対の刃部材１５６、１５８の上側に加工ノズル１７０が来るように加工ユニット１４０を向ける。そして、刃部材１５６、１５８及び加工ノズル１７０で対象物ＯＢを加工（切断）する（いずれか一方によって加工してもよいし、交互に加工してもよい）。その際には、適宜刃部材１５６、１５８で、対象物ＯＢを把持し、加工ノズル１７０で加工する。そして、対象物ＯＢの加工位置（切断位置）よりも上側に来る部分が、完全に切断分離する状況に至る際には、回転機構１４８により、一対の刃部材１５６、１５８の下側に加工ノズル１７０が来るように加工ユニット１４０を向ける。そして、対象物ＯＢの加工位置（切断位置）よりも上側に来る部分を一対の刃部材１５６、１５８で把持し、対象物ＯＢの加工位置（切断位置）を加工ノズル１７０で加工する。
【００４５】
このように、本実施形態においては、一対の刃部材１５６、１５８で把持した状態の対象物ＯＢに、アブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズル１７０を向けて、加工用流体ＣＦを噴射する。このため、その対象物ＯＢの少なくとも一部をアブレシブウォータージェット加工で加工することが可能となる。このとき、適当な研磨材ＡＢを用いることで対象物ＯＢの構造に依存した加工効率の低下を回避することが可能となる。しかも、その対象物ＯＢはカッターアタッチメントＣＴの刃部材１５６、１５８で把持された状態となる。即ち、対象物ＯＢに対して加工ノズル１７０の位置を極めて安定して静止した状態とすることができる。このため、アブレシブウォータージェット加工を行う上で加工する部分の位置が加工途中で意図せず、ずれてしまうことを防止でき、効率的に加工を進めることが可能となる。更に、カッターアタッチメントＣＴが回転機構１４８を備えているので、加工ノズル１７０と刃部材１５６、１５８との上下左右関係を容易に変更することができる。このため、加工ノズル１７０で対象物ＯＢを完全に切断分離する加工を行う際においては、対象物ＯＢが加工された際に支持されなくなる部分を刃部材１５６、１５８で把持しておくことが容易となり、加工した部分（コンクリート塊や鉄骨等）の落下を防止できる（なお、回転機構がなくても、バックホウの位置を変えることで、加工ノズルと刃部材との上下左右関係は変更可能なので、加工した部分（コンクリート塊や鉄骨等）の落下を防止できる）。加えて、対象物ＯＢを加工するのは、加工用流体ＣＦである。このため、加工で生じる粉塵自体を低減でき、且つその粉塵の空気中への飛散を、加工用流体ＣＦ自体で抑制することも可能となる。同時に、加工で火花が出ることもなく、加工工程で可燃物、可燃ガスへの印加で、火災や爆発などの発生も防止できる。
【００４６】
また、本実施形態では、刃部材１５６、１５８は互いの対向する端部（刃部１５６Ａ、１５８Ａ）の間の距離を短くすることで対象物ＯＢを加工することができる。そして、加工ノズル１７０の方向は、一対の刃部材１５６、１５８の接近離間する平面と並行に配置されている。このため、刃部材１５６、１５８に直接的に加工用流体ＣＦが噴射されてしまうことを防止できる。つまり、アブレシブウォータージェット加工で刃部材１５６、１５８が損耗してしまうことを確実に防止することができる。同時に、刃部材１５６、１５８を用いることで、加工用流体ＣＦで加工した対象物ＯＢの残りの部分を安定して迅速に加工することができる。つまり、仮に加工残しがあっても、刃部材１５６、１５８で完全に加工を完了させることができる。なお、これに限らず、対象物ＯＢを把持するのが刃部を備えない把持部材で構成されていてもよい（グラップルなど）。
【００４７】
また、本実施形態では、加工ノズル１７０に連通する混入路部材１６９がカッターアタッチメントＣＴに支持され、混入路部材１６９で研磨材ＡＢがウォータージェット流体ＷＦに混入されて、加工用流体ＣＦが加工ノズル１７０から噴射される。このため、研磨材ＡＢの混入された加工用流体ＣＦの流体加工機構１６０の中の流路を最小限の長さにできる。即ち、加工用流体ＣＦの流れで損耗してしまう部材を支持機構１７２で支持される加工ノズル１７０と混入路部材１６９だけに抑えることができ、故障の発生と消耗部材の交換費用とを低減することが可能となる。そして、部材交換の容易性と低コスト化が可能となる。なお、これに限らず、混入路部材がカッターアタッチメントではなく、アーム体に支持されていてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、支持機構１７２が、加工ノズル１７０の噴射口１７０Ａの方向を変える回転機構である。そして、この回転機構で回動される軸Ｐと回動の中心が一致する混入路部材１６９は中心軸Ｏ上に位置し、且つ加工ノズル１７０の向きは初期状態で中心軸Ｏの方向と一致している。このため、加工ノズル１７０は、回転機構を初期状態から回動させなくても対象物ＯＢに当たるように加工用流体ＣＦを噴射できる。また、回転機構による加工ノズル１７０の角度変更で加工個所の効果的な拡大が可能である。なお、これに限らず、支持機構が固定され、軸Ｐが中心軸Ｏ上に位置し且つ加工ノズルの向きは初期状態で中心軸Ｏの方向と一致していてもよい。カッターアタッチメントＣＴの把持位置及び把持方向を変化させることでも、加工個所の範囲を変更することは可能となるからである。
【００４９】
また、本実施形態では、支持機構１７２が無線操作により制御される。このため、有線操作の場合に比べて、線がついていない分、加工ユニット１４０の操作上の制限がなく、自在な高さや場所に移動でき、適用範囲を広げることが可能となる。
【００５０】
即ち、本実施形態では、加工作業の効率低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能である。このため、加工ユニット１４０は、従来よりも鉄筋が太く且つ多く、コンクリートの厚みや強度が大きい鉄筋コンクリート構造物（例えば、原子力発電所の廃炉や、それに類する施設・構造物）の解体や一部除去、撤去、取り壊しにも適用することができる。そして、刃部材１５６、１５８の刃部１５６Ａ、１５８Ａの摩耗も低減できる。更には、カッターアタッチメントＣＴへの余計な負荷も低減できる。つまり、カッターアタッチメントＣＴへ動力を供給する油圧ホースのパンク等の破損や、アーム体１２７のリンク機構１３６などの関節部への無理な力がかかることを解消できる。このため、故障、修理が低減でき、バックホウ１００の保守管理を含めた全体的なコストを低減することも可能となる。
【００５１】
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００５２】
例えば、第１実施形態では、支持機構１７２が加工ノズル１７０の方向を変える回転機構であったが、これに限定されない。例えば、図４、図５に示す第２実施形態の如くであってもよい。なお、第２実施形態では、第１実施形態とは主に支持機構が異なるだけなので、第２実施形態では、主に第１実施形態と異なる部材に符号をつけ、重複する説明は省略する。なお、図４において、白抜き矢印は、支持機構２７２における移動可能な方向を示している。
【００５３】
第２実施形態では、図５に示す如く、支持機構２７２が加工ノズル２７０の方向を変える回転機構２７３、２８０と加工ノズル２７０の位置を変える移動機構２７７とを備える（回転機構２７３、２８０と移動機構２７７とは、電源（不図示）で動く電動モータを適用した機構（ボールねじやリニアモータ、歯車減速機構など）でもよいし、アーム体から供給される油圧を利用するシリンダ機構でもよい）。具体的には、軸Ｐが中心軸Ｏ上に来るように、回転機構２７３の固定部２７４がブラケット２５０に取り付けられている。固定部２７４に対して回動する回転軸２７６に、移動機構２７７のレール部２７８が取り付けられている。レール部２７８は、移動機構２７７の移動部２７９を直線移動可能に支持する。移動部２７９には、回転機構２８０の支持部２８１が取り付けられている。支持部２８１に対して回転部２８２が回動可能に支持されている。なお、回転部２８２は、混入路部材となっており、ここでウォータージェット流体ＷＦに研磨材ＡＢが混入される。支持機構２７２は、支持機構２７２に設けられた電源（不図示）で動作する無線操作により制御される。
【００５４】
本実施形態では、支持機構２７２が、加工ノズル２７０の方向を変える回転機構２７３、２８０と、加工ノズル２７０の位置を変える移動機構２７７と、を備える。このため、刃部材で把持された対象物ＯＢにおいて、加工ノズル２７０をより広い範囲で適用できるようになり、加工用流体ＣＦの当たる領域を広くすることができる。即ち、より大きな対象物ＯＢを効率よく加工することが可能となる。
【００５５】
なお、回転機構と移動機構との組み合わせは第２実施形態に限定されず、例えば図６、図７で示す第３実施形態の如くであってもよい。なお、第３実施形態では、上記実施形態とは主に支持機構が異なるだけなので、第３実施形態では、主に上記実施形態と異なる部材に符号をつけ、重複する説明は省略する。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）において、白抜き矢印は支持機構３７２における移動可能な方向を示している。また、破線輪郭は、加工ノズル３７０が移動した際の位置と方向の一例を示している。
【００５６】
第３実施形態では、図７に示す如く、支持機構３７２が回転機構３７３、３８０と移動機構３７７とを備える。移動機構３７７は、２つのレール部３７８Ａ、３７８Ｂと移動部３７９とで構成されている。２つのレール部３７８Ａ、３７８Ｂは円弧形状となっており、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、レール部３７８Ｂがレール部３７８Ａに対して伸縮する形態となっている。このため、対象物ＯＢの大きさに応じてレール部３７８Ｂの伸縮量を変更することで、対象物ＯＢの反対側にも加工ノズル３７０を移動できる。言い換えれば、支持機構３７２により、加工ノズル３７０の方向が対象物ＯＢの前側面から背側面まで向けることが可能とされている。このため、加工ノズル３７０で少なくとも対象物ＯＢを全外周の半分の方向から加工を実現することが可能となる。
【００５７】
また、第３実施形態では、レール部３７８Ａ、３７８Ｂが円弧形状なので、レール部３７８Ａ、３７８Ｂに対して局所的に大きな応力がかかることを防止できる。
【００５８】
また、回転機構と移動機構との組み合わせは上記実施形態に限定されず、例えば図８、図９で示す第４実施形態の如くであってもよい。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）において、白抜き矢印は支持機構４７２における移動可能な方向を示している。
【００５９】
第４実施形態では、図９に示す如く、支持機構４７２が回転機構４７３と移動機構４７７とを備える。移動機構４７７では、２つのレール部４７８Ａ、４７８Ｂが直線形状となっている。そして、レール部４７８Ｂに対して移動部４７９が所定の長さまで延びたところで、移動部４７９がその伸縮方向から所定の角度（例えば９０度）に屈曲する構成となっている（図８（Ｂ））。このため、目標とする対象物ＯＢの大きさをある程度定めておくことで、第３実施形態のように、加工ノズル４７０で少なくとも対象物ＯＢを全外周の半分の方向から加工を実現することが可能である。また、この実施形態では、２つの加工ノズル４７０が移動部４７９に固定的（可動でもよい）に設けられており、その加工ノズル４７０の噴射方向が（完全な平行でなく）ある程度互いに向き合う構成となっている。このため、対象物ＯＢの側面を同時に２か所で加工可能となるので、加工作業をより高速化することが可能となる。なお、本実施形態では、移動部４７９が混入路部材となっている。
【００６０】
なお、上記実施形態では、バックホウが比較的小型のものであったが、図１０に示す第５実施形態の如くであってもよい。第５実施形態では、バックホウ５００がより大型のものとされている。このため、加工ノズル５７０から距離を長くすることができ、加工用流体ＣＦの車体５２０や作業員への影響をより低減することが可能となる。同時に、カッターアタッチメントＣＴを大型にでき、より大きな対象物ＯＢをバックホウ５００で把持した状態とすることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、カッターアタッチメントＣＴは、クラッシャーと呼ばれる破砕用の刃部を備えている。なお、クラッシャーはこの形に限定されるものではなく、図１１に示す第６実施形態の如くであってもよい。
【００６２】
第６実施形態では、加工ユニット６４０のカッターアタッチメントＣＴが第５実施形態とは異なる形状のクラッシャーとされている。そして、この加工ユニット６４０は、中心軸Ｏ上に第１実施形態と同様の流体加工機構６６０を備えた（中心軸Ｏ上に軸Ｐが配置されている）上で、更に、散水機構６８０を備えている。散水機構６８０は、水（水を主成分とする流体を含む）を散水ノズル６８６から散水することが可能とされている。散水機構６８０は、軸Ｑが中心軸Ｏ上に来るように配置されている（必ずしもそのような配置でなくてよい）。散水機構６８０は、支持部６８２と回転部６８４と散水ノズル６８６とを備える。支持部６８２は、ブラケット６５０に取り付けられている。そして、支持部６８２は、軸Ｑを中心にして回転部６８４を回転可能に支持している。回転部６８４は、軸Ｑに対して散水ノズル６８６を傾斜可能に支持している。
【００６３】
散水機構６８０は、図示しない送信機（前述の送信機と同一でもよいし、別でもよい）で無線操作される。この送信機では、散水ノズル６８６からの散水の開始・停止と散水ノズル６８６の回転傾斜とを制御することができる。このため、散水ノズル６８６の方向を適宜対象物ＯＢの加工される部分に向けて散水することが可能であり、対象物ＯＢが加工される際の粉塵の発生を効果的に抑制することができる。
【００６４】
散水ノズル６８６からは、（加工ノズル６７０から噴射される）ウォータージェット流体ＷＦが流路の切り替えで散水される。このため、加工ユニット６４０に接続される流路を増やす必要はなく、構成を単純化でき、加工ユニット６４０の大きな姿勢自由度を確保することができる。
【００６５】
散水ノズル６８６のノズル径は、加工ノズル６７０のノズル径よりも大きくされている。このため、加工ノズル６７０で加工される位置を、適宜散水ノズル６８６からの散水で洗い流し、異物を排除することもできる。つまり、加工ノズル６７０による加工位置をより正確に定めることも可能となる。
【００６６】
なお、本実施形態では、中心軸Ｏ上に、流体加工機構６６０の軸Ｐと散水機構６８０の軸Ｑとが刃部材６５６、６５８から順番に配置されていたが、これに限らず、軸Ｐと軸Ｑとが一致（流体加工機構と散水機構とが重ねて配置される）してもよいし、流体加工機構と散水機構との順番が異なってもよい。また、ブラケット６５０の片側にのみ流体加工機構６６０と散水機構６８０の両方が配置されているのではなく、流体加工機構と散水機構とが互いにブラケットの反対側に配置されていてもよい。あるいは、図１２に示す第７実施形態のように、散水機構７８０がアーム７３２に取り付けられた支持部７３３上に配置される形でもよい（他の符号の説明は、上記実施形態と重複する内容となるので省略する）。
【００６７】
また、散水機構６８０はこれに限らず、送信機により無線操作されなくてもよい。また、散水ノズルは、固定されていてもよいし、回転だけや傾斜だけがなされてもよい。そして、散水機構から散水される水とウォータージェット流体ＷＦとは別とされていてもよい。その場合には、散水ノズルからの散水のタイミングが、加工ノズルからの噴射のタイミングに制限されず、それぞれを同時に行うことが可能となる。なお、散水機構からは、水だけでなく、泡状物などを同時放出する、あるいは時分割して放出するようにしてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、対象物ＯＢを主に切断することを想定して、加工ノズルを用いていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１３に示す第８実施形態の如くであってもよい。
【００６９】
第８実施形態では、流体加工機構８６０の加工ノズル８７０を切断ではなく、対象物ＯＢのはつりや表面研磨に適用している。なお、符号は異なるものの、上記実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００７０】
まず、カッターアタッチメントＣＴの一対の刃部材８５６、８５８の先端にそれぞれ、脱着可能な（破線で示す）係止部８５７、８５９が設けられている。係止部８５７、８５９の先端には複数の突起８５７Ａ、８５９Ａが設けられている。この突起８５７Ａ、８５９Ａを対象物ＯＢに対して付き当てることで、対象物ＯＢに突起８５７Ａ、８５９Ａをめり込ませたり、あるいは対象物ＯＢと突起８５７Ａ、８５９Ａとの間の摩擦力を増大させたりすることが可能である。即ち、この係止部８５７、８５９により、カッターアタッチメントＣＴを対象物ＯＢに係止させることができる。このため、一対の刃部材８５６、８５８で対象物ＯＢを把持しなくても、対象物ＯＢに対して加工ノズル８７０の位置を支持するカッターアタッチメントＣＴを安定して静止した状態とすることができる。加えて、刃部材８５６、８５８の開閉状態で、加工ノズル８７０の先端と（突起８５７Ａ、８５９Ａの外側に来る）対象物ＯＢとの距離も調整可能である。つまり、本実施形態では、加工用流体ＣＦの圧力の調整に加えて、刃部材８５６、８５８の開閉状態で、はつり量を調整することが可能となる。
【００７１】
一方、流体加工機構８６０は、第２実施形態の流体加工機構２６０と同様の構成である。つまり、流体加工機構８６０は、対象物ＯＢの表面に対して、加工ノズル８７０の向きを同一の角度（例えば直角）に保ちながら、平行に移動させることを可能としている。
本実施形態では、カッターアタッチメントＣＴが、対象物ＯＢを把持可能な一対の刃部材８５６、８５８を有し、係止部８５７、８５９が、刃部材８５６、８５８の少なくとも一部に設けられている構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、作業アタッチメントが一対の刃部材や把持部材を有さずに単にブラケットを有し、加工ノズルを支持するブラケットに係止部が直接設けられている構成であってもよい。また、本実施形態では、対象物ＯＢのはつりや表面研磨といったことを行うことを説明したが、本実施形態の構成で、対象物ＯＢを切断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、特に鉄筋コンクリート構造物に対応可能であり、建物解体業・建物改修業や廃棄物処理業などに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００、５００、７００…バックホウ
１２０、５２０、７２０…車体
１２２、５２２、７２２…走行体
１２４、５２４、７２４…旋回機構
１２６、５２６、７２６…旋回体
１２７、５２７、７２７…アーム体
１２８、５２８、５２９、７２８、７２９…ブーム
１３０、１３４、５３０、５３４、７３０、７３４…シリンダ機構
１３２、５３２、７３２…アーム
１３６、５３６、７３６…リンク機構
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０、８４０…加工ユニット
１４２…揺動軸
１４４…リンク軸
１４６…フレーム
１４８、２７３、２８０、３７３、３８０、４７３…回転機構
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８５０…ブラケット
１５２、１５４…取付け軸
１５６、１５８、５５６、５５８、６５６、６５８、８５６、８５８…刃部材
１５６Ａ、１５８Ａ、５５６Ａ、５５８Ａ、６５６Ａ、６５８Ａ…刃部
１６０、２６０、３６０、４６０、５６０、６６０、７６０、８６０…流体加工機構
１６４…高圧流体発生部
１６４Ａ…流体供給路
１６６…研磨材貯留部
１６８…研磨材供給部
１６８Ａ…研磨材供給路
１６９、６６９…混入路部材
１７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０、８７０…加工ノズル
１７０Ａ…噴射口
１７２、２７２、３７２、４７２、６７２、８７２…支持機構
２７４、３７４、４７４…固定部
２７６、３７６、４７６…回転軸
２７７、３７７、４７７…移動機構
２７８、３７８Ａ、３７８Ｂ、４７８Ａ、４７８Ｂ…レール部
２７９、３７９、４７９…移動部
２８１、３８１、６８２、７３３…支持部
２８２、３８２、６８４…回転部
６８０、７８０…散水機構
６８６、７８６…散水ノズル
８５７、８５９…係止部
８５７Ａ、８５９Ａ…突起
ＡＢ…研磨材
ＣＦ…加工用流体
ＣＴ…カッターアタッチメント
Ｏ…中心軸
ＯＢ…対象物
Ｐ、Ｑ…軸
ＷＦ…ウォータージェット流体
【図１】
0006496131.tif 000002
【図２】
0006496131.tif 000003
【図３】
0006496131.tif 000004
【図４】
0006496131.tif 000005
【図５】
0006496131.tif 000006
【図６】
0006496131.tif 000007
【図７】
0006496131.tif 000008
【図８】
0006496131.tif 000009
【図９】
0006496131.tif 000010
【図１０】
0006496131.tif 000011
【図１１】
0006496131.tif 000012
【図１２】
0006496131.tif 000013
【図１３】
0006496131.tif 000014