(57)【要約】【課題】  噴射口を変更せずに高圧水の形状を変形することができる高圧水噴射装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るウォータージェットハンドガン１０は、高圧水を噴射するノズルヘッド１２と、ノズルヘッド１２から噴射される高圧水の軌道線Ｌ上に配置され、噴射された高圧水の形状を変える変形部材スクレーパ２６の連結部３０とを備えている。従って、このウォータージェットハンドガン１０においては、スクレーパ２６の連結部３０によって、ノズルヘッド１２から噴射された高圧水の形状が変わるため、ノズルヘッド１２の噴射口１２ａの数や断面形状を変更することなく、高圧水の形状を変えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水を噴射する噴射部と、
前記噴射部から噴射される高圧水の軌道線上に配置され、噴射された前記高圧水の形状を変える変形部材とを備える、高圧水噴射装置。
【請求項２】
前記変形部材のうち、少なくとも前記高圧水が進行する側の先端部がヘラ状になっている、請求項１に記載の高圧水噴射装置。
【請求項３】
前記変形部材を、前記高圧水の前記軌道線上の位置と前記軌道線上から逸れた位置とに、変位させる変位手段をさらに備える、請求項１又は２に記載の高圧水噴射装置。
【請求項４】
前記高圧水を噴射する対象物と前記変形部材とが所定の位置関係になったことを検出するセンサ部をさらに備え、前記センサ部の検出結果に基づいて、前記噴射部から前記高圧水の噴射が可能となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧水噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧水を利用して付着物を除去する高圧水噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この技術の分野における高圧水噴射装置は、例えば、下記特許文献１に開示されている。この公報に記載の高圧水噴射装置は、高圧水を噴射する噴射口を複数有するノズルヘッドにより、噴射口が１つであるノズルヘッドを用いた場合とは異なる形状の高水圧形状を実現しており、高圧水の噴きつけ幅の拡張を図っている。このように噴きつけ幅を拡張することで、効率よく付着物の除去をおこなうことができるようになる。
【特許文献１】特開平９−１７３９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明者らは、鋭意研究の末、ノズルヘッドの噴射口の数や断面形状を変更することなく、高圧水の形状を変形することができる技術を新たに見出した。
【０００４】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、噴射口を変更せずに高圧水の形状を変形することができる高圧水噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る高圧水噴射装置は、高圧水を噴射する噴射部と、噴射部から噴射される高圧水の軌道線上に配置され、噴射された前記高圧水の形状を変える変形部材とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この高圧水噴射装置においては、変形部材によって、噴射部から噴射された高圧水の形状が変形されるため、噴射部の噴射口の数や断面形状を変更することなく、高圧水の形状を変えることができる。
【０００７】
また、変形部材のうち、少なくとも高圧水が進行する側の先端部がヘラ状になっている態様であってもよい。この場合、付着物を、変形部材のヘラ状の部分において剥ぎ落とすことができ、付着物の除去効率が高まる。
【０００８】
また、変形部材を、高圧水の軌道線上の位置と軌道線上から逸れた位置とに、変位させる変位手段をさらに備える態様であってもよい。この場合、変形部材を利用するときと利用しないときとの切り替えを容易におこなうことができる。
【０００９】
また、高圧水を噴射する対象物と変形部材とが所定の位置関係になったことを検出するセンサ部をさらに備え、センサ部の検出結果に基づいて、噴射部から高圧水の噴射が可能となる態様であってもよい。この場合、付着物の除去をしていないときに、噴射部から誤って高圧水が噴射される事態が有意に回避される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、噴射口を変更せずに高圧水の形状を変形することができる高圧水噴射装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る高圧水噴射装置であるウォータージェットハンドガン１０を示した概略構成図である。このウォータージェットハンドガン１０は、高圧水を噴出して壁面に付着するペンキ等の付着物を除去するためのものであり、高圧水を噴射するノズルヘッド１２と、ノズルヘッド１２に水を送る送水管１４と、作業者が送水管１４を保持するためのグリップ１６，１８とを有している。
【００１３】
ノズルヘッド１２には、その断面中心位置に断面円形の噴射口１２ａが１つ設けられており、その噴射口１２ａから高圧水を直線状に噴出する。送水管１４は、その先端部１４ａがノズルヘッド１２に連結され、その後端部１４ｂが給水ホース２０に連結された長尺パイプ状部材である。そして、送水管１４は、給水ホース２０から供給される水をノズルヘッド１２まで送る。
【００１４】
ウォータージェットハンドガン１０のグリップ１６，１８のうち、後端側の一方のグリップ１８には、噴射レバー２２が設けられており、この噴射レバー２２の操作によって、送水管１４内を流れる水の流通を開始したり停止したりすることができる。
【００１５】
また、ノズルヘッド１２にはヘッドカバー２４が設けられている。このヘッドカバー２４は、ノズルヘッド１２の噴射口１２ａからわずかに後退した位置に取り付けられており、ノズルヘッド１２の略全体の周囲を覆う筒状部材である。そして、このヘッドカバー２４の外周面に、金属製のスクレーパ２６が取り付けられている。
【００１６】
スクレーパ２６（変形部材）は、図２に示すように、上述のヘッドカバー２４を挟み込む一対のアーム部２８Ａ，２８Ｂと、アーム部２８Ａ，２８Ｂの先端２８ａ側（すなわち、ヘッドカバー２４から離れた側）においてアーム部２８Ａ，２８Ｂを連結する連結部３０とで構成されている。
【００１７】
ここで、スクレーパ２６のヘッドカバー２４への取り付けは、アーム部２８Ａ，２８Ｂの後端部２８ｂの穴２９Ａ，２９Ｂに、ヘッドカバー２４の軸２５を挿通させることによっておこなっている。そのため、スクレーパ２６は、アーム部２８Ａ，２８Ｂの対面方向に延びる軸線Ａ及びヘッドカバー２４の軸２５に関し回動できるようになっている。ここで、ヘッドカバー２４の軸２５の位置（すなわち、アーム部２８Ａ，２８Ｂのヘッドカバー２４への取り付け位置）は、ノズルヘッド１２の噴射口１２ａに対応する位置（図１におけるヘッドカバー２４の上下中心位置）となっている。従って、スクレーパ２６は、図１に示すように、ノズルヘッド１２から噴射される高圧水の直線状の軌道線Ｌ（図１の一点鎖線）に沿って、アーム部２８Ａ，２８Ｂが延在する第１の位置と、軌道線Ｌに交差する方向にアーム部２８Ａ，２８Ｂが延在する第２の位置（図１の二点鎖線）とに変位可能となっている。
【００１８】
さらに、スクレーパ２６のアーム部２８Ａ，２８Ｂは、バネ２７を介して、ヘッドカバー２４に連結されている。このバネ２７は、一端が、アーム部２８Ａ，２８Ｂの中央付近に設けられたバネ用穴３１Ａ，３１Ｂに取り付けられており、他端が、ヘッドカバー２４の外周部に取り付けられている。このバネ２７は、スクレーパ２６が、上記第１の位置及び第２の位置において付勢力が最小となるように、その取り付け位置や長さが調整されている。そのため、このバネ２７と軸２５とにより、スクレーパ２６を第１の位置と第２の位置とに変位させる変位手段が構成されている。そして、この変位手段により、スクレーパ２６を利用するときと利用しないときとの切り替えを容易におこなうことができるようになっている。なお、スクレーパ２６の位置をしっかりと固定するために、別途、公知のロック機構を適用することもできる。
【００１９】
スクレーパ２６の連結部３０は、その先端側に向かうに従って幅が拡がる略扇形状のへら状部分であり、その面方向は、アーム部２８Ａ，２８Ｂの延在方向から所定角度αだけ傾斜している。アーム部２８Ａ，２８Ｂを高圧水の軌道線Ｌに沿うように第１の位置にセットされたときに、この連結部３０には高圧水が打ち付けられる。そして、連結部３０の面のうち、高圧水が打ち付けられる傾斜した側の表面３０ａには立体成型された隆起部３２が形成されている。
【００２０】
この隆起部３２は、表面３０ａの領域のうち、連結部３０の後端側の領域であって、高圧水が打ち付けられる打付領域Ｓを含む領域に設けられている。上述したように、噴射口１２ａの断面は円形であるため、高水圧も円形断面のライン状に噴射され、打付領域Ｓは略楕円形状となる。また、連結部３０に打ち付けられた高圧水の噴流が均一に拡散されて先端部（刃先）３０ｂのほうに流れるようにするため、打付領域Ｓが、先端部側に向かって下降するように傾斜する部分の隆起部３２に位置するように設計されている。なお、上記角度αが３０度であって、打付領域Ｓが平面である場合には、高圧水の拡がり角はおよそ６０度となる。
【００２１】
そのため、噴射口１２ａから高圧水が噴射されると、高圧水はその軌道線Ｌ上に配置されたスクレーパ２６の連結部３０に衝突し、連結部３０の表面３０ａ上を流れる。このとき、高圧水の噴流は、図２の梨地部分に示すように、表面３０ａを流れる際にその幅が次第に拡張されると共に、先端部３０ｂの縁ではその縁に沿う方向に関して水量及び水圧が略均一となる。すなわち、高圧水は、スクレーパ２６によって、その形状が断面円形のライン状から幅広のプレート状に変えられる。
【００２２】
以上で詳細に説明したとおり、上述したウォータージェットハンドガン１０においては、ノズルヘッド１２の形状を変更することなく高圧水の形状が変わる。すなわち、噴射口１２ａから噴射されるライン状（線状）の高圧水は、スクレーパ２６により、プレート状（面状）の高水圧に変えられる。そして、スクレーパ２６によって、高圧水の壁面への噴きつけ幅の拡張が実現されている。それにより、ウォータージェットハンドガン１０においては、効率よく付着物の除去をおこなうことができるようになっている。このような高圧水の噴流の幅拡張は、連結部３０の打付領域Ｓに隆起部３２を設けることによってさらに効果的に実現される。なお、ウォータージェットハンドガン１０では、変位手段を採用することにより、スクレーパ２６を利用するときと利用しないときとで容易に切り替えをおこなうことができ、スクレーパ２６を利用するときには高水圧の噴射範囲が有意に広げられて作業効率の大幅な向上が図られ、スクレーパ２６を利用しないときにはエネルギー密度の高いライン状の高水圧を用いて強固に固着した付着物や厚い付着物の除去や切断を実現する。
【００２３】
また、ウォータージェットハンドガン１０は、図３に示すように、スクレーパ２６を用いて、壁面Ｗに付着した付着物Ｆを剥ぎ落とすことができるため、高圧水の噴射との併用により、より効率よく付着物Ｆを除去することができるようになっている。つまり、付着物Ｆの除去を高圧水の噴射のみでおこなう場合、高圧水のターゲット位置の移動速度を精度良く制御しなければ、付着物Ｆが縞状に残ってしまう。ところが、スクレーパ２６を併用することで、このような縞状の取り残しも容易に除去することができ、使用する水の量を抑えることもできる。
【００２４】
さらに、高圧水は、連結部３０に形成された隆起部３２の傾斜面部分に打ち付けられるため、平面部分に打ち付けられる場合に比べて、衝突によるエネルギー損失が小さくなるといった技術的効果も得られる。その上、高圧水がスクレーパ２６に衝突した際にはスクレーパ２６が振動するため、スクレーパ２６が振動しない場合に比べて、より効率よく付着物Ｆの除去をおこなうことができる。
【００２５】
加えて、スクレーパ２６の連結部３０の裏面３０ｃには、ブラシ３３が設けられており、
このブラシ３３を壁面Ｗに擦りつけることで、付着物Ｆの小さな取り残しも確実に除去することができる。
【００２６】
ここで、上述したウォータージェットハンドガン１０には、図４に示すように、ヘッドカバー２４内に螺旋バネ３４が設けられており、ヘッドカバー２４がノズルヘッド１２に対して相対的に前後移動できるようになっている。この螺旋バネ３４は、ノズルヘッド１２に巻回されており、且つ、ヘッドカバー２４を先端側に付勢している（図４（ａ）参照）。そのため、スクレーパ２６が前側から押されると、図４（ｂ）に示すように、螺旋バネ３４が圧縮されると共に、ヘッドカバー２４がノズルヘッド１２に対して後退する。
【００２７】
送水管１４には、ヘッドカバー２４が後退した位置に、センサスイッチ（センサ部）３６が取り付けられており、ヘッドカバー２４の後退によってこのセンサスイッチ３６が押下される。そのため、スクレーパ２６が押圧されて、センサスイッチ３６が押下されることによりスクレーパ２６の接触を検知することができる。すなわち、壁面Ｗの付着物Ｆの除去に際し、高圧水を噴射する壁等の対象物にスクレーパ２６が押し当てられたこと、すなわち対象物とスクレーパとが所定の位置関係（所定の離間距離）になったことを、センサスイッチ３６によって検知することができる。
【００２８】
センサスイッチ３６は、高圧水噴射制御と連動しており、例えば、図示しない制御回路若しくは制御機構により、センサスイッチ３６がＯＮになっているとき以外は噴射レバー２２を引いても高圧水が噴射されないよう、インタロックが組まれている。
【００２９】
すなわち、作業者は、付着物Ｆの除去に際し、スクレーパ２６を壁面Ｗに押し当てない限り、センサスイッチ３６をＯＮにすることができず、高圧水の噴射をおこなうことができない。従って、付着物Ｆの除去をしていないときに、ノズルヘッド１２から誤って高圧水が噴射される事態が有意に回避され、高圧水の誤噴射による様々な事故を未然に防止することができる。なお、センサ部は、接触タイプのセンサ（例えば、導電ゴムや圧電素子等を利用したもの）に限らず、対象物とスクレーパとが所定の位置関係（例えば、離間距離や相対位置）になったことを検出できるものであれば、非接触タイプのセンサ（例えば、光、音、磁気、静電容量等を利用したもの）であってもよい。
【００３０】
また、上述したスクレーパ２６とセンサスイッチ３６との機構によれば、付着物Ｆを除去する際、噴射口１２ａと壁面Ｗとの距離が常に一定に保たれる。そのため、スクレーパ２６及びセンサスイッチ３６の配置関係を調節することによって、噴射口１２ａと壁面Ｗとが最適な離間距離で付着物Ｆの除去をおこなうことができる。この最適距離は、例えば２０ｃｍであり、この数値は、噴射口１２ａから噴射される高圧水の圧力等に応じて変化する。
【００３１】
なお、スクレーパ２６の形状は、上述した形状に限定されず、例えば、図５や図６に示すような形状であってもよい。
【００３２】
図５に示すスクレーパ２６Ａには、図２に示したスクレーパ２６同様、立体成型された隆起部３２Ａがその表面３０ａに設けられている。このスクレーパ２６Ａが用いられる態様においては、高圧水の打付領域Ｓが連結部３０Ａの略中央に位置するように設定されている。そして、隆起部３２Ａは、その頂部に打付領域Ｓが位置するように、連結部３０Ａの表面領域の略中央部に形成されている。
【００３３】
このようなスクレーパ２６Ａにおいても、噴射口１２ａから噴射された高圧水の噴流の幅は、図５の梨地部分に示すように、連結部３０Ａの隆起部３２Ａに衝突した際及び表面３０ａを流れる際に拡張される。それにより、ノズルヘッド１２の噴射口１２ａから噴射されるライン状の高圧水は、スクレーパ２６Ａにより、プレート状の高水圧に変えられる。また、スクレーパ２６Ａにおいては、打付領域Ｓが、スクレーパ２６の打付領域Ｓに比べて先端部３０ｂ側が位置しているため、高圧水が連結部表面３０ａを流れる際の摩擦損失が有意に低減されている。従って、スクレーパ２６Ａは、スクレーパ２６に比べて、高いエネルギー効率で付着物の除去をおこなうことができる。なお、上述したスクレーパ２６及びスクレーパ２６Ａは、付着物Ｆが比較的柔らかく、付着物を均一に剥ぎ取りたい場合に適している。
【００３４】
図６に示すスクレーパ２６Ｂには、後端部から先端部に向かう複数の溝４０が、その表面３０ａに設けられている。これらの溝４０は、打付領域Ｓから先端部に向かって延びており、その間隔が先端部側に向かうにつれて次第に拡がるように設計されている。このようなスクレーパ２６Ｂにおいても、噴射口１２ａから噴射された高圧水の噴流の幅は、図６の梨地部分に示すように、表面３０ａを流れる際に拡張される。このスクレーパ２６Ｂは、付着物Ｆが堅くて大きな切断力を必要とする場合に適している。
【００３５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、高圧水噴射装置は、ウォータージェットハンドガンに限らず、高圧水を噴射することができるその他の装置であってもよい。ノズルヘッドの噴射口については、例えば、複数設けられていてもよく、その断面形状は楕円断面や多角形断面であってもよい。また、高圧水の噴射軌道は、直線状に限定されず、例えば放物線状の噴射軌道であってもよい。さらに、変形部材は、その全体がヘラ状になっている必要はなく、少なくとも高圧水が進行する側の先端部がヘラ状になっていればよい。
【００３６】
また、隆起部３２，３２Ａは、連結部３０，３０Ａに必ずしも一体成形されている必要はなく、適宜別体にして着脱可能にするようにしてもよい。この場合、隆起部部分が高圧水の衝撃力により摩耗したとき等に、隆起部部分だけを交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るウォータージェットハンドガンを示した概略構成図である。
【図２】図１のスクレーパを示した斜視図である。
【図３】図１のウォータージェットハンドガンを用いて付着物を除去する様子を示した模式図である。
【図４】図１のヘッドカバー２４の内部構造を示した断面図であり、（ａ）はスクレーパが押圧されていない状態、（ｂ）はスクレーパが押圧されている状態を示した図である。
【図５】図２に示したスクレーパとは異なる形状のスクレーパを示した図である。
【図６】図２に示したスクレーパとは異なる形状のスクレーパを示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ウォータージェットハンドガン、１２…ノズルヘッド、２４…ヘッドカバー、２５…軸、２６，２６Ａ，２６Ｂ…スクレーパ、２７…バネ、３０…連結部、３２，３２Ａ…隆起部、３６…センサスイッチ、Ｆ…付着物、Ｗ…壁面。
【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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