(57)【要約】      （修正有）【課題】ウォータ−ジェット作業等において、誤操作などによる危険を未然に防ぎ、尚且つ、高品質、高効率の作業を行うために、対象物との距離を一定に保つことのできるウォ一タジェット噴射装置を得る。【解決手段】高圧流体発生手段から供給される高圧流体を線状噴射流として噴射するノズル４と、噴射流の噴射をオン・オフする手元スイッチ９とを作業者が持ち運び可能な本体に備えた小型ウォータジェット噴射装置であって、前記線状噴射流が噴射される切断対象箇所の近傍に接触してノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つ噴射ガイド片１３と、該噴射ガイド片の切断対象箇所への設置が離れると噴射流の噴射を遮断する安全スイッチ１２とを備えたもの。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧流体発生手段から供給される高圧流体を線状噴射流として噴射するノズルと、噴射流の噴射をオン・オフする手元スイッチとを作業者が持ち運び可能な本体に備えた小型ウォータジェット噴射装置であって、
前記線状噴射流が噴射される切断対象箇所の近傍に接触してノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つ噴射ガイド片と、該噴射ガイド片の切断対象箇所への設置が離れると噴射流の噴射を遮断する安全スイッチとを備えたことを特徴とするウォ一タジェット噴射装置。
【請求項２】
前記高圧流体発生手段が公道を走行可能な車両に設置され、該車両の動力を利用して駆動されることを特徴とする請求項１に記載のウォータジェット噴射装置。
【請求項３】
前記噴射ガイド片が切断対象箇所を跨いで両側に設置された一対の縦枠部材を含み、
該縦枠部材は切断対象箇所から切断進行方向に若干離れた位置に最突設部を形成して突設されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータジェット噴射装置。
【請求項４】
前記高圧流体に研磨材が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のウォータジェット噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば繊維強化プラスチックを切断することのできるウォータジェットハンドガンに関し、特に安全性を向上させたウォータジェットハンドガンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス繊維等で補強された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製のプレジャーボートや、小型漁船は耐食性、耐衝撃性等や機械的な強度に優れていることから昭和４０年代より本格的に建造されるようになった。半永久的と謳われたＦＲＰ船であるが、船舶としての耐用年数は２０〜２５年と言われ、現在では初期に建造されたものは廃船期を迎えているものも多く、現在プレジャーボート及び漁業系の廃船は全国に相当な隻数があると言われており、今後これが急増する事が懸念されている。
【０００３】
ＦＲＰ船の廃船処理工程としては、先ず廃船を引き揚げ、粗解体場所まで運搬し、そこでＦＲＰと、ＦＲＰ以外の金属資源、金属屑、木屑、廃油等との粗解体及び分別が行われる。分別された金属資源、廃油等は再利用され、金属屑、木屑等は焼却処分される。更に、ＦＲＰは破砕されセメント用材として再利用等される。
【０００４】
この廃船処理においては、廃船自体を大型トラックの荷台に載せて運搬するため、廃船の粗解体場所までの運搬費用が馬鹿にならなかった。荷台の嵩を減らして効率よく運搬するだけで、運搬費用を大幅に減少させることが可能となるため、ＦＲＰ船を切断する治具が求められていた。
【０００５】
一方、径の小さなノズルから超高圧の水を勢いよく噴射した線状超高圧噴射流（所謂、ウォータジェット）で対象物を切断する技術がある（例えば、特許文献１）。ウォータジェットは洗浄や剥離，切断の作業に用いられている。特に様々な形状が対象物となっている場合や、狭い場所での作業を想定して、ウォータジェットのノズルを備えた本体部を小型化して作業者が持ち運べる大きさにしたウォータジェットハンドガンが種々試作されている（例えば、、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５５−１５０９９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５４００１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなウォ−タジェットハンドガンの操作において、ノズルと対象物との距離を一定に保つのは人間が行っており、このため、洗浄や剥離，切断の結果は均一にする事が難しかった。また、超高圧水の噴射のオン・オフは作業者の手元スイッチ等によって行われており、万が一の誤作動に対しては、安全性に問題があった。
【０００８】
本発明はこれらの問題を艦み、安全性の向上を図り作業性を高めたものであり、本発明は、ウォータ−ジェット作業等において、誤操作などによる危険を未然に防ぎ、尚且つ、高品質、高効率の作業を行うために、対象物との距離を一定に保つことのできるウォ一タジェット噴射装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明に係るウォ一タジェット噴射装置は、高圧流体発生手段から供給される高圧流体を線状噴射流として噴射するノズルと、噴射流の噴射をオン・オフする手元スイッチとを作業者が持ち運び可能な本体に備えた小型ウォータジェット噴射装置であって、
前記線状噴射流が噴射される切断対象箇所の近傍に接触してノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つ噴射ガイド片と、該噴射ガイド片の切断対象箇所への設置が離れると噴射流の噴射を遮断する安全スイッチとを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載された発明に係るウォ一タジェット噴射装置は、請求項１に記載の高圧流体発生手段が公道を走行可能な車両に設置され、該車両の動力を利用して駆動されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明に係るウォ一タジェット噴射装置は、請求項１に記載の噴射ガイド片が切断対象箇所を跨いで両側に設置された一対の縦枠部材を含み、
該縦枠部材は切断対象箇所から切断進行方向に若干離れた位置に最突設部を形成して突設されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載された発明に係るウォ一タジェット噴射装置は、請求項１に記載の高圧流体に研磨材が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、高圧流体発生手段から供給される高圧流体を線状噴射流として噴射するノズルと、噴射流の噴射をオン・オフする手元スイッチとを作業者が持ち運び可能な本体に備えた小型ウォータジェット噴射装置であって、前記線状噴射流が噴射される切断対象箇所の近傍に接触してノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つ噴射ガイド片と、該噴射ガイド片の切断対象箇所への設置が離れると噴射流の噴射を遮断する安全スイッチとを備えるものであるため、ウォータ−ジェット切断作業において、誤操作などによる危険を未然に防ぎ、対象物との距離を一定に保つことができる。このため、ウォ−タ−ジェット切断作業において、安全性が高く、高品質、高効率の作業を行うことができる。
【００１４】
本発明の小型ウォータジェット噴射装置としては、作業者が持ち運び可能な本体に噴射ノズルと手元スイッチとを備えればよく、形状等に制約はないが、作業者が切断作業がし易い形状のものが好適である。例えば、ノズルを銃身に見立てて長尺のノズルの後端部と中間位置とに各々握り手（把手）を形成させたガン形状ものが作業性から好適である。手元スイッチは作業者の利き腕が握る長尺のノズルの後端部の握り手に形成させればよい。
【００１５】
本発明における高圧流体発生手段としては、トラックの荷台等に設置されたプランジャーポンプ等の昇圧ポンプの駆動によって給水タンク内の液体を供給・加圧して供給流路内の液体を加圧する。本発明では好ましくは、この昇圧ポンプが車両の動力を利用して駆動される。これにより、公道を走行する車両の荷台などに昇圧ポンプを設置し、解体作業現場へ走行して出向いて行くことができ、作業現場では車両の動力を利用してポンプを駆動することができるため、本発明のウォータジェット噴射装置を含んだシステムが大型化せず、従って、安価に制作されることが可能となる。
【００１６】
本発明のウォータジェット噴射装置としては、例えばプレジャーボートや小型漁船に使用されている繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の船体を切断するため、厚さ２０ｍｍの船体に対し、１５００ｋｇｆ／ｃｍ２  〜４００Ｏｋｇｆ／ｃｍ２  、より好ましくは２００Ｏｋｇｆ／ｃｍ２の圧力水を口径０．２〜１．０ｍｍ、より好ましくは  ０．７５ｍｍの噴射ノズルから噴射させて、平均毎分４ｍの切断速度にて、極めて良好に切断することがてきる。尚、切断条件によつて前記仕様は自由に変更し得るものであり、前記の仕様にて本発明が限定されるものではない。
【００１７】
本発明の安全スイッチとしては、ノズル先端と切断対象箇所との距離が一定以上となった場合に手元スイッチによって噴射している噴射流を遮断させるものであればよい。言い換えるならば、噴射流は安全スイッチと手元スイッチとの両方が噴射を容認する状態となって噴射されるものであり、何れか一方が噴射を遮断する状態では噴射しないように設定されている。これにより、不用意にノズルを切断対象箇所から持ち上げたり外したりしても噴射流が遮断されるため、安全性が向上する。
【００１８】
安全スイッチの機構としては、ノズル先端と切断対象箇所との距離が一定である場合に、ノズルからの噴射流の噴射を容認する状態となり、ノズル先端と切断対象箇所との距離が一定を越えた場合に、ノズルからの噴射流の噴射を遮断するＯＦＦ状態となればよい。具体的な例としては、ノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つ噴射ガイド片の後端に接触センサを設ければよい。より具体的には、バネ等の付勢手段で伸張方向に押圧したガイド片をノズルの先端の近傍に取り付け、一定の長さに縮められた場合に接触センサに触れるように配することにより、接触検知の安全スイッチとすることができる。
【００１９】
この噴射ガイド片の切断対象側の形状については、切断された断片や切断対象の面の凹凸の影響を受け難く、尚且つ、接触させたまま移動が可能な形状にするのであれば、何の限定も受けない。例えば、切断対象箇所を略中心にした枠状や接触させたまま移動が容易なように切断対象箇所を略中心にした矩形状の枠の縦枠だけ接触させるようにしてもよい。
【００２０】
好ましい態様としては、噴射ガイド片が切断対象箇所を跨いで両側に設置された一対の縦枠部材を含み、この縦枠部材は切断対象箇所から切断進行方向に若干離れた位置に最突設部を形成して突設されているものが挙げられる。これにより、切断された断片や切断対象の面の凹凸の影響を受け難く、尚且つ、接触させたまま滑らかな移動が可能となる。
【００２１】
本発明では、前述の通り、１５００ｋｇｆ／ｃｍ２  〜４００Ｏｋｇｆ／ｃｍ２  、より好ましくは２００Ｏｋｇｆ／ｃｍ２の圧力水を口径０．２〜１．０ｍｍ、より好ましくは  ０．７５ｍｍの噴射ノズルから噴射させることにより、プレジャーボートや小型漁船に使用されている繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の船体を切断することが出来、細かい粉末状の切断屑が発生せず、切断場所である海岸、港を汚染することはないが、より硬い対象物を切断する場合には、高圧流体に研磨材を含んでもよい。また、本発明のウォータジェット噴射装置は、超高圧水の圧力を調整することにより洗浄作業、はつり作業にも使用することができる。
【００２２】
【実施例】
図１は本発明のウォータジェット噴射装置の一実施例の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は先端部分の平面図である。図１に示す通り、肩掛けバンド１９を装着したウォータジェット噴射装置本体１の後端には超高圧水供給ホース５の接続口６が備わり、中空の本体経路２内を通ってノズルキャップ３が装着された先端に至る。ノズルキャップ３には０．４ｍｍの径の開口が備わり、これがウォ−タジェットノズル４として超高圧水を噴射する。
【００２３】
本体１の先端部には、ウォータジェットノズル４の上部に安全スイッチ１２が装着されている。この安全スイッチ１２はノズルの噴射方向に移動可能なバネ（図示せず）で伸張方向に押圧したガイド片１３を一定の長さに縮められた場合に接触センサ（図示せず）に触れるように配されており、噴射ガイド片１３は切断対象箇所を跨いで両側に設置された一対の縦枠部材１４を含み、この縦枠部材１４は切断対象箇所から上部に若干離れた位置に最突設部１５を形成して突設されている。
【００２４】
本体１の略中央部には、片手で本体１を保持する際の樹脂製の握りホルダが本体１の配管を取り巻いて形成されており、その両側には、切断作業の場合に、各々を握る把手７，８が本体１の配管に対して略直行して取付けられている。後部の把手８は作業者の利き手用であり、前部の把手はもう一方の手用である。利き手用の把手８には、手元スイッチ９と手元スイッチ９のセーフティロック１０とが備わっている。安全スイッチの指令及び手元スイッチ９の指令は把手８から伸びる配線１１を通って操作盤（図２）に至る。
【００２５】
図２はウォータジェット噴射装置を含むシステムの構成図である。切断作業は図２のプランジャポンプ２１を駆動し、ドレン弁２２を閉じる作業から始まる。これにより、プランジャポンプ２１で発生した超高圧水はセーフティセレクタ２３まで満たされる。超高圧水はセーフティセレクタ２３のリークノズル２４から流れ出る。
【００２６】
次に作業者はウォータジェット噴射装置を構え、非切断物の切断対象箇所に安全スイッチ１２の縦枠部材１４を押し当てる。押し当てられた枠部材１４はガイド片１３を移動させて安全スイッチの接触センサが噴射を容認する状態となり、この指令が操作盤に至り、リミットスイッチを解除する。
【００２７】
尚、枠部材１４の押し当ては接触センサに触れた以上には縮むことはなく、その状態でストップし、その後はノズル先端と切断対象箇所との距離を一定に保つガイドとなる。
【００２８】
作業者は、２つの把手７，８をしっかり握り、ウォータジェット噴射装置をしっかりと固定し、把手８のセ−フティロック１０を押し下け、手元スイッチ９を押す。エアー源２５からの駆動エアを切り替えるセ−フティセレクタ２３の電磁弁２６を切り替え、これにより駆動エアにより切り替わる切替弁２７を切り替え、リークノズル２４から流れ出ていた超高圧水をウォータジェット噴射装置への超高圧水供給ホース５へ供給し、ノズルから線状の超高圧水が噴射する。
【００２９】
もし、作業者が手元スイッチ９を握って切断を行っている最中に、不意にウォータジェット噴射装置が切断対象物から離れた場合には、安全スイッチ１２のガイド片１３がばねによって接触センサから離れ、安全スイッチのリミットスイッチを作動させる。これにより、電磁弁２６が切り替え、切替弁２７を切り替わり、超高圧水はリークノズル２４から流れ出る。また当然のことながら、作業者は、手元スイッチ９のＯＮ／ＯＦＦにより、任意に超高圧水の噴射、停止を行うことができる。
【００３０】
以上のように、手元スイッチ９と安全スイッチ１２との２重の安全機構を持つため、ウォータージェットハンドガン作業による安全性が飛躍的に高まった。また、ウォータ−ジェッ卜ハンドガン作業において、対象物とノズルの距離を−定に保つ事ができるため、様々な形状の対象物において大掛かりな装置を必要とせずに、高品質の洗浄、剥離、切断作業を行う事ができる利点もある。
【００３１】
また、本実施例では、図２に示したプランジャポンプ２２、制御板、操作盤等をトラックの荷台に設置して、切断作業現場まで出向いていき、切断作業を行うことを可能とした。図３は図２に示したポンプを装荷したトラックの構成を示す説明図である。
【００３２】
図３に示す通り、トラック（４ｔ車）３１の荷台３２の略中央部に水タンク（２，０００Ｌ）３３が設置されている。水タンク３３は現場近くに給水源がない場合の非常用の水タンクであり、現場に給水源がある場合には、荷台前方の給水タンク３６に給水する。
【００３３】
給水タンク３６からの水はカートリッジフィルター３７でゴミを濾過され、給水ポンプ３８を経てプランジャポンプ２２で２，０００ｋｇｆ／ｃｍ２  に加圧される。このプランジャポンプ２２の駆動は、荷台３２下のトラック３１のエンジンの回転をＶプーリとＶベルト３９で拾い、減速機４０で減速してプランジャポンプ２２の駆動とする。
【００３４】
加圧された超高圧水は圧力調整弁４１を経てセーフティセレクタ２３に導入され、操作盤４２の指令を受けてセーフティセレクタ２３内部の電磁弁の切換えを行い、切断作業を行う。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通り、ウォータ−ジェット切断作業において、誤操作などによる危険を未然に防ぎ、ウォ−タ−ジェット切断作業において、高品質、高効率の作業を行うために、対象物との距離を一定に保つことのできるウォ一タジェット噴射装置を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウォータジェット噴射装置の一実施例の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は先端部分の平面図である。
【図２】ウォータジェット噴射装置を含むシステムの構成図である。
【図３】図２に示したポンプを装荷したトラックの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ウォータジェット噴射装置本体、
２…本体経路、
３…ノズルキャップ、
４…ウォータジェットノズル、
５…超押圧水供給ホース、
６…接続口、
７…前部把手、
８…後部把手、
９…手元スイッチ、
１０…セーフティロック、
１１…配線、
１２…安全スイッチ、
１３…ガイド片、
１４…縦枠部材、
１５…最突設部、
２１…プランジャポンプ、
２２…ドレン弁、
２３…セーフティセレクタ、
２４…リークノズル、
２５…エアー源、
２６…電磁弁、
２７…切替弁、
３１…トラック、
３２…荷台、
３３…水タンク、
３６…給水タンク、
３９…ＶプーリとＶベルト、
４０…減速機、
４２…操作盤、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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