(57)【要約】【課題】ハツリ面を美しく均一に仕上げるとともに、ハツリ残しが少なく、効率良くハツることができるコンクリートハツリ機を提供する。【解決手段】回転駆動するウォータージェットノズル２７の支持体２３をサポートビーム１４に走行可能に取り付けたウォータージェット切削装置２９を走行車体の後方で支承するコンクリートハツリ機において、ウォータージェット切削装置２９はウォータージェットノズル２７の回転駆動機構を支持体から揺動自在に吊支する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動するウォータージェットノズルの支持体をビームに走行可能に取り付けたウォータージェット切削装置を走行車体の後方で支承するコンクリートハツリ機において、ウォータージェット切削装置はウォータージェットノズルの回転駆動機構を支持体から揺動自在に吊支したことを特徴とするコンクリートハツリ機。
【請求項２】
回転駆動機構を支持体に対して少なくとも前後方向に揺動する揺動駆動機構を備えた請求項１記載のコンクリートハツリ機。
【請求項３】
揺動駆動機構は、回転駆動機構に結合した揺動モータと、該揺動モータの回転運動を支持体に対する揺動運動に変換するカム機構により構成する請求項２記載のコンクリートハツリ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高圧水噴射であるウォータージェットにより洗浄やハツリ、研掃等を行うコンクリートハツリ機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウォータージェットは水に非常な高圧をかけ、噴射する時当たった相手を破壊する現象を利用する技術で、水に超高圧を発生させる特殊ポンプと、水流を細く絞って噴射速度を上げ、破壊力を生じさせるウォータージェットノズルと、ジェットの反力に抗してノズルを確実に保持し、加工対象物であるコンクリート面に対して適当な位置に移動させる保持・移動機構とからなる。
【０００３】
このようなウォータージェットを利用するものとして、車輪や履帯による走行機構を備えた走行車体の後部にウォータージェットノズルを設け、走行しながらこのウォータージェットを噴射させるウォータージェット機があり、この場合、走行方向をＸ方向とすると、これと直交するＹ方向の作業範囲も得るために、走行車体の後部にウォータージェットノズルの保持・移動機構を設ける。
【０００４】
かかるウォータージェットノズルの保持・移動機構は、走行車体の後部幅方向にレールを突設したサポートビームを横向きに設け、このサポートビームに前記レールを滑走するローラを有するウォータージェットノズルの支持体を走行可能に取り付けてなる。そして従来、ウォータージェットノズルの動作は、回転動作を単独で行うものが知られている。
【０００５】
例えば、下記特許文献において以下のコンクリートハツリ機が提案されている。図１５、図１６に示すように、ゴム製の履帯１ａを有するクローラタイプの走行車体１に、ディーゼルエンジン２、ラジエータ・オイルクーラ３、燃料タンク、走行ポンプ８、走行油圧モータ５、走行バルブ６等の走行に必要な機構の他に、作動油タンク９、作業機ポンプ１０、作業機バルブ１１等の作動機構を搭載し、さらに、運転操作機構としてステアリングレバー右旋回１２ａ、ステアリングレバー左旋回１２ｂ、クラッチレバー１２ｃ、ブレーキレバー１２ｄ等を備える。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１６４３９３号公報
【０００７】
かかる走行車体１の後部に平行四辺形の対向辺部分を支持アームとするリンクアーム１３を設け、このリンクアーム１３でサポートビーム１４を支承するが、該リンクアーム１３の対角線位置に昇降ジャッキ１５を配設し、該昇降ジャッキ１５の伸縮でリンクアーム１３がその偏平角度を変えることによりサポートビーム１４を上下動できるようにする。
【０００８】
また、サポートビーム１４の外側端の下端にキャスター２１を設けたアウトリガー２２を設け、サポートビーム１４の上下にレール１８ａ，１８ｂを長さ方向に沿って突設し、ウォータージェットノズル２７の支持体２３の上下に前記レール１８ａ，１８ｂを走行するダブルローラとしての滑走ローラ２４を設け、支持体２３をこの滑走ローラ２４を介してサポートビーム１４にその長さ方向に移動可能に取り付ける。
【０００９】
そして、前記支持体２３にスイベル２５を有する回動軸管２６をノズル回転モータ２８で回転駆動するように設け、中心に位置する該回動軸管２６の先端を左右に分岐してその先にウォータージェットノズル２７を円周上に均等間隔で配置するとともに、水や砕かれた石、セメントが周囲に飛び散らないよう、その周囲を円筒状のフード２９ａで囲撓する。
【００１０】
このコンクリートハツリ機の使用時には走行車体１を走行させ、また、同時に油圧モータ３４でチェーンを動かして支持体２３をサポートビーム１４に沿って往復運動させ、ノズル回転モータ２８でウォータージェットノズル２７を回転駆動しながら、該ウォータージェットノズル２７からのジェット水で劣化したコンクリート層のはつり、洗浄や研掃等の作業を行う。これによると、ウォータージェットノズル２７の回転と支持体２３の往復により、一定の幅を持ったハツリを行うことが出来る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前記のようにウォータージェットノズル２７の回転動作を単独で行った場合には、仕上げが平滑にならず、仕上げ面が美しくないという問題があった。例えば、図１７に示すように、ウォータージェットノズル２７の往復ピッチ毎にハツリ面に横行筋目が現れ、仕上げ面として完全なものにならない。
【００１２】
また、同上ハツリ面の状態を側面から見た概念図である図１８に示すように、回転動作を行うノズルの構造上、ハツリ深さが一定にならず、特に後ろ側に深堀が発生することが経験的に見出されている。更に、鉄筋下部などの障害物が合った場合には、コンクリート面に対し噴射する水流の角度が常に一定であるため、ハツリ残しが発生しやすいという問題があった。
【００１３】
そこで発明者等は、ウォータージェットノズルを回転させるのではなく、揺動させてハツリ作業を行い、仕上げ面を観察する実験を行った。その結果、揺動動作の場合は回転動作に比べノズルの動作速度が低速度になり比較的平滑なハツリ面が得られることが確認されたが、低速度であるためノズルから噴射する高圧水の容量が３０（ｌ／ｍｉｎ）程度となり、回転動作を行った場合の平均容量６０（ｌ／ｍｉｎ）に比べ、小容量で非効率的になることがわかった。
【００１４】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ハツリ面を美しく均一に仕上げるとともに、ハツリ残しが少なく、効率良くハツリできるコンクリートハツリ機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転駆動するウォータージェットノズルの支持体をビームに走行可能に取り付けたウォータージェット切削装置を走行車体の後方で支承するコンクリートハツリ機において、ウォータージェット切削装置はウォータージェットノズルの回転駆動機構を支持体から揺動自在に吊支したことを要旨とするものである。
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、ウォータージェットノズルの回転駆動機構を支持体から揺動自在に吊支するようにしたから、ノズルに回転動作だけでなく揺動動作も加えることが出来、これにより回転動作や揺動動作を単独で行った場合よりもピッチ幅の広いハツリが可能となり、ピッチの幅が重なり合うことにより、横行筋目のない均一且つ平滑なハツリ面に仕上げることが出来る。
【００１７】
また、回転動作に揺動動作が加わることで、コンクリート面に噴射する水流の角度が変化し、鉄筋など障害物の下部も残さずハツることができる。更に、ウォータージェットノズルから噴射する水の容量も回転単独動作時の大容量を維持でき、作業効率が良い。
【００１８】
請求項２記載の発明は、前記回転駆動機構を前記支持体に対して少なくとも前後方向に揺動する揺動駆動機構を備えたことを要旨とするものである。
【００１９】
請求項２記載の本発明によれば、支持体に対してウォータージェットノズルの回転駆動機構を少なくとも前後方向に揺動するようにしたから、支持体の往復走行する方向に対して交差する方向にウォータージェットノズルが揺動することになり、ウォータージェットノズルの往復ピッチ幅が重なり合って、ハツリ面にピッチ毎の横行筋目が現れない。
【００２０】
請求項３記載の発明は、前記回転駆動機構に結合した揺動モータと、該揺動モータの回転運動を前記支持体に対する揺動運動に変換するクランク機構により前記揺動駆動機構を構成したことを要旨とするものである。
【００２１】
請求項３記載の本発明によれば、モータの回転とカム機構によりウォータージェットノズルを揺動するようにしたから、前記揺動駆動機構が容易に実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のコンクリートハツリ機は、ハツリ面を美しく均一に仕上げるとともに、効率良くハツることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す要部の側面図、図２は同上全体の右側面図、図３同上正面図、図４は同上左側面図、図５は同上平面図で、図中１はゴム製の履帯１ａを有するクローラタイプの走行車体を示す。
【００２４】
この走行車体１は、ディーゼルエンジン２、エンジンパネル２ａ、ラジエータ・オイルクーラ３、燃料タンク４、プレクリーナ１７ａ、エアクリーナ１７、排気マフラ１８、油圧ポンプである走行ポンプ８等の走行に必要な機構の他に、作動油タンク９等の作動機構を搭載し、各種制御を行うための制御盤１６を走行車体１より９０°開閉自在に備え、更に作業時に周囲に注意を呼びかけるパトライト１９、ヘッドライト１９ａ等を備える。
【００２５】
なお、走行車体１の前部にヘッドライト１９ａを備えるのは、作業時には作業後のハツリ面上を走行車体１が走行しないよう、走行車体１を前向きに走行させるからである。
【００２６】
かかる走行車体１の後部上側に、走行車体１の横方向に回転自在のスライドアーム２０を設け、スライドアーム２０の前部先端側に回転盤２０ｃを設ける。このスライドアーム２０のスライド伸縮機構は相互に嵌合摺動する角柱体の内部にシリンダー（図示せず）を配設してなるものである。
【００２７】
なお、走行車体１とスライドアーム２０との連結部には、その回転によりスライドアーム２０が走行車体１に対して回転する上部旋回モータ２０ａを備え、スライドアーム２０と回転盤２０ｃとの連結部には、その回転により回転盤２０ｃがスライドアーム２０に対して回転する下部旋回モータ２０ｂを備える。そして、回転盤２０ｃの前部に、ウォータージェット切削装置２９を後述のマルチリンクを介して取り付ける。
【００２８】
図１に示すように、作業装置としてのウォータージェット切削装置２９は、ウォータージェットノズル２７の横方向への往復駆動機構と、ウォータージェットノズル２７の回転駆動機構及び揺動駆動機構からなる。
【００２９】
ウォータージェットノズル２７の横方向への往復駆動機構は、図６、図７に示すように、サポートビーム１４は内管３６と外管３７との２重管構造を採用し、外管３７に対して内管３６が左右外方へ摺動する伸縮構造とする。
【００３０】
このサポートビーム１４の前方に、サポートビーム１４の長さ方向に沿って第１及び第２のレール９ａ，９ｂを並列させ、その端を両内管３６の外側端のフランジに結合する。そしてウォータージェットノズル２７の支持体２３の上下に前記レール９ａ，９ｂを走行するダブルローラとしての滑走ローラ２４を設け、支持体２３をこの滑走ローラ２４を介してサポートビーム１４にその長さ方向に移動可能に取り付ける。
【００３１】
また、前記支持体２３は油圧モータ３４である横行モータにより、サポートビーム１４の左右端間に張設する横行チェーン３５で牽引する。このチェーン３５は無端のものとして各内管３６内の外側端に設けたスプロケット３６ａに巻回してから内管３６内の内側端に設けたスプロケット３６ｂに巻回して折り返し、次いで、外管３７内の外側端に設けたスプロケット３７ａに巻回してこのスプロケット３７ａ同士に掛け渡す。このようにすれば、各外管３７が左右に移動してもスプロケット３７ａは常にチェーン３５の弛みを吸収する役割を果たす。
【００３２】
更に、前記スプロケット３７ａの近傍に補助のスプロケット３７ｂを設け、スプロケット３７ａ，３７ｂ間のチェーン３５に横行モータ３４の駆動スプロケットを圧接して、チェーン３５を緊張した状態でチェーン３５に確実に動力を伝達する。
【００３３】
なお、前記サポートビーム１４の内管３６に対する外管３７の摺動機構はこれを手動とするか、もしくはネジシャフトで動かすようにすることが考えられるが、本実施例では第１のレール９ａの上下を繋ぐ第１の連結部９ｃ及び第２のレール９ｂの上下を繋ぐ第２の連結部９ｄと、内管３６内の左右端間に伸縮用の油圧シリンダー３８を掛け渡す。
【００３４】
図１に示すように、ウォータージェットノズル２７は回動軸管２６の先端にハツリのノズル２７ａを設けたものであり、その回転駆動機構は、スイベル２５を有する回動軸管２６をギヤ−ボックス４１内のギヤを介して油圧モータであるノズル回転モータ２８で回転駆動する。
【００３５】
そして前記回転駆動機構を、支持体２３の上部より吊支される後述の揺動フレーム４２の保持板４２ｂ上に固定して取り付ける。
【００３６】
揺動フレーム４２は、支持体２３に対しほぼ平行な揺動板４２ａの前方に保持板４２ｂを垂直に形成して構成し、揺動板４２ａの上端を、支持体２３の上部の左右両端より前方に突出する支持片４３に架け渡した回動軸４４に固定する。この状態で、保持板４２ｂの下面はハツリ面に対して水平に向けられる。
【００３７】
更に保持板４２ｂ上には、油圧モータからなる揺動モータ４５を固定し、その回転軸の先端４５ａを保持板４２ｂの下から突出させ、揺動モータ４５の先端４５ａに揺動モータ４５の回転動作を支持体２３に対する前後方向の揺動動作に変えるクランク４６を噛合わせ、クランク４６の一端を支持体２３に固定する。これにより、揺動モータ４５及びクランク４６により揺動駆動機構を構成する。
【００３８】
次に、走行車体１側の回転盤２０ｃの前部とウォータージェット切削装置２９とを連結するマルチリンクの構成について説明する。マルチリンク３１は、左右の平行リンクであるロアリンク及び中央のトップリンクとで構成し、更に、該左右のロアリンクの上側にリンクシリンダー３２を設ける。
【００３９】
マルチリンク３１は全て回動自在なリンクアームで構成されるため、走行車体１側の回転盤２０ｃの後部とウォータージェット切削装置２９との間に更にラテラルロッド３０を架け渡し、ウォータージェット切削装置２９を支承する。また、走行車体１に、該走行車体１の傾きを検知する傾斜センサ３３を設ける。
なお、この傾斜センサ３３を設けずに、リンクシリンダ油圧のフリー回路で床盤への平行を確保することも可能である。
【００４０】
次に、使用法および動作を図９〜図１２について説明する。走行車体１を作業目的位置まで移動した際、走行車体１の履帯１ａが段差に乗り上げて走行車体１が傾くと、傾斜センサ３３がその傾きを検知し、検知信号を図示しない制御部へと送る。
【００４１】
該制御部において、予め設定した設定値と、傾斜センサ３３によって検出された検出値との差である偏位値を算出して、ウォータージェット切削装置２９の姿勢を設定した姿勢にするよう、リンクシリンダー３２及びアウトリガー２２を自動的に伸縮制御する。
【００４２】
なお、前記のごとく傾斜センサ３３を設けないで、リンクシリンダ油圧のフリー回路で床盤への平行を確保することにした場合は、リンクシリンダー３２に予め設定した油圧力によりシリンダロッドが伸び、アウトリガー２２が滑走面を押し付け床盤に倣う。こうすることによりウォータージェット切削装置２９が床盤に平行な姿勢をとる。
【００４３】
マルチリンク３１とラテラルロッド３０によるリンク機構を用いたことにより、ウォータージェット切削装置２９は走行車体１の傾きに対し不追随となるので、走行車体１が傾いてもウォータージェット切削装置２９が自動的に水平状態を確保するようにすることが出来る。なお、リンクシリンダー３２及びアウトリガー２２の伸縮を操作する操作スイッチを制御盤１６に設けるようにすれば、作業者によりウォータージェット切削装置２９の傾きを更に微調整することが出来、より好ましい。
【００４４】
更に、スライドアーム２０を回転及びスライドし、回転盤２０ｃを回転することにより、図１０に示すようにウォータージェット切削装置２９を傾斜のある壁面に沿って位置付けたり、図１１に示すように高所の壁面に位置付ける場合であっても、ラテラルロッド３０を用いた支承によりマルチリンク３１のみでは支えきれないウォータージェット切削装置２９の荷重を支えることができ、所望の位置に安定してウォータージェット切削装置２９を位置付けることが出来る。
【００４５】
更にこの場合、スライドアーム２０や回転盤２０ｃの回転・スライド動作だけでなく、リンクシリンダーの伸縮を制御することにより、ウォータージェット切削装置２９をより確実に壁面の傾斜に沿わせることが出来る。
【００４６】
また、マルチリンク３１とラテラルロッド３０との支承によると、走行車体１の傾きに対してはウォータージェット切削装置２９は不追随である一方で、ハツリ作業を開始し走行車体１を図１２の矢印方向に走行させると、ラテラルロッド３０が走行車体１のステアリング動作を確実にウォータージェット切削装置２９に伝達する。
【００４７】
なお、このようなウォータージェットノズル２７の支持体２３を移動させるサポートビーム１４を伸長する必要がある場合は、油圧シリンダー３８を伸長して外管３７に対して内管３６を左右外方へ摺動させる。かかる伸長状態では、図８に示すように第１及び第２レール９ａ，９ｂが内管３６とともに外側へ移動し、互いに左右にずれていく。
【００４８】
一方、支持体２３の滑走ローラ２４はダブルローラであり、第１、第２レール９ａ，９ｂが並んでいる個所ではこれら両方のレール９ａ，９ｂが係合しているが、いずれか一方のレールしか存在しない端でも前記ダブルローラのうち片方のローラがレールに係合するので支持体２３はこのレール上を支障なく移動できる。
【００４９】
次に、ハツリ動作について説明する。走行車体１を走行させ、また、同時に油圧モータ３４でチェーン３５を動かして支持体２３をサポートビーム１４に沿って往復運動させる。なお、走行車体１の走行に際し、サポートビーム１４は左右のキャスター２１付のアウトリガー２２で支承される。
【００５０】
次に、揺動モータ４５を回転すると、その回転動作はクランク４６により支持体２３に対する前後方向の揺動動作に変換され、揺動板４２ａが回動軸４４の中心を揺動中心として揺動する。これに伴い、保持板４２ｂを介して揺動モータ４５に結合される回転駆動機構も支持体２３に対し前後方向に揺動する。
【００５１】
そして、高圧水入口４７より約２４０（ＭＰａ）の高圧水を６０（ｌ／ｍｉｎ）で供給し、ノズル回転モータ２８でウォータージェットノズル２７を回転駆動するとともに、揺動モータ４５でウォータージェットノズル２７を揺動駆動しながら、該ウォータージェットノズル２７からのジェット水を約２２度の角度で噴射して、コンクリートの剥離、研掃等の作業を行う。
【００５２】
このようにして作業を行うことにより仕上げたハツリ面は、図１３、図１４に示すように、ウォータージェットノズル２７は回転しながら走行車体１の走行方向に対し直行する方向に往復する一方で、走行車体１の走行方向に揺動する揺動動作も加わるので、往復ピッチの幅が広がり重なり合って、ハツリ面にピッチ毎の横行筋目が現れず、均一且つ平滑なハツリ面に仕上げることが出来る。また、ハツリ面を観察したところ、鉄筋下部のコンクリートまでハツることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す要部の側面図である。
【図２】本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す全体の右側面図である。
【図３】本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す全体の正面図である。
【図４】本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す全体の左側面図である。
【図５】本発明のコンクリートハツリ機の１実施形態を示す全体の平面図である。
【図６】本発明のコンクリートハツリ機のウォータージェットノズルの往復駆動機構の正面図である。
【図７】本発明のコンクリートハツリ機のウォータージェットノズルの往復駆動機構の通常状態の平面図である。
【図８】本発明のコンクリートハツリ機のウォータージェットノズルの往復駆動機構の幅を拡張した状態の平面図である。
【図９】本発明のコンクリートハツリ機の背面方向からの説明図である。
【図１０】本発明のコンクリートハツリ機の動作を示す背面図である。
【図１１】本発明のコンクリートハツリ機の別の動作を示す背面図である。
【図１２】本発明のコンクリートハツリ機の動作を示す平面図である。
【図１３】従来装置により仕上げたハツリ面の正面図である。
【図１４】従来装置により仕上げたハツリ面の説明図である。
【図１５】従来例を示す側面図である。
【図１６】従来例を示す平面図である。
【図１７】本発明のコンクリートハツリ機により仕上げたハツリ面の正面図である。
【図１８】本発明のコンクリートハツリ機により仕上げたハツリ面の説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  走行車体                        １ａ  履帯
２  ディーゼルエンジン              ２ａ  エンジンパネル
３  ラジエータ・オイルクーラ        ４  燃料タンク
５  走行油圧モータ                  ６  走行バルブ
８  走行ポンプ                      ９  作動油タンク
９ａ，９ｂ  レール                  ９ｃ，９ｄ  連結部
１０  作業機ポンプ                  １１  作業機バルブ
１２ａ  ステアリングレバー右旋回
１２ｂ  ステアリングレバー左旋回
１２ｃ  クラッチレバー              １２ｄ  ブレーキレバー
１３  リンクアーム                  １４  サポートビーム
１５  昇降ジャッキ                  １６  制御盤
１７  エアクリーナ                  １７ａ  プレクリーナ
１８  排気マフラ                    １８ａ，１８ｂ  レール
１９  パトライト                    １９ａ  ヘッドライト
２０  スライドアーム                ２０ａ  上部旋回モータ
２０ｂ  下部旋回モータ              ２０ｃ  回転盤
２１  キャスター                    ２２  アウトリガー
２３  支持体                        ２４  滑走ローラ
２５  スイベル                      ２６  回動軸管
２７  ウォータージェットノズル      ２７ａ  ノズル
２８  ノズル回転モータ
２９  ウォータージェット切削装置
２９ａ  フード
３０  ラテラルロッド                ３１  マルチリンク
３２  リンクシリンダー              ３３  傾斜センサ
３４  油圧モータ                    ３５  チェーン
３６  内管                          ３７  外管
３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｃ  スプロケット
３８  油圧シリンダー                ４１  ギヤーボックス
４２  揺動フレーム                  ４２ａ  揺動板
４２ｂ  保持板                      ４３  支持片
４４  回動軸                        ４５  揺動モータ
４５ａ  先端                        ４６  クランク
４７  高圧水入口
【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】
2005262420.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005262420.tif 000011
【図１０】
2005262420.tif 000012
【図１１】
2005262420.tif 000013
【図１２】
2005262420.tif 000014
【図１３】
2005262420.tif 000015
【図１４】
2005262420.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2005262420.tif 000018
【図１７】
2005262420.tif 000019
【図１８】
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