JP2005262420A - Concrete chipping machine - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a concrete chipping machine that performs cleaning, chipping, polishing, and the like by a water jet that is ultra-high pressure water jet.
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。 The water jet is a technology that applies a very high pressure to the water and destroys the opponent that hits it when it is jetted, and a special pump that generates ultra-high pressure in the water and the jet speed by narrowing the water flow to increase the breaking force And a holding / moving mechanism that reliably holds the nozzle against the reaction force of the jet and moves the nozzle to an appropriate position relative to the concrete surface that is the workpiece.
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。 As such a water jet, there is a water jet machine in which a water jet nozzle is provided at the rear of a traveling vehicle body equipped with a traveling mechanism by wheels or crawler belts, and this water jet is jetted while traveling. In the X direction, a water jet nozzle holding / moving mechanism is provided at the rear portion of the traveling vehicle body in order to obtain a working range in the Y direction perpendicular to the X direction.
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。 Such a water jet nozzle holding / moving mechanism is provided with a support beam having a rail projecting in the width direction of the rear part of the traveling vehicle body, and the support beam travels on a water jet nozzle support having a roller that slides on the rail. It is attached as possible. Conventionally, the operation of the water jet nozzle is known to perform the rotation operation independently.
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。
For example, in the following patent document, the following concrete chipping machine has been proposed. As shown in FIGS. 15 and 16, a crawler type
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。
A
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。
Further, an
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。
A rotating
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。
When the concrete chipping machine is used, the
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。
However, when the
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。 Moreover, as shown in FIG. 18 which is a conceptual diagram of the state of the chipped surface as seen from the side, the chip depth does not become constant due to the structure of the nozzle that performs the rotation operation, and a deep pit is generated particularly on the rear side. Has been found empirically. Further, when an obstacle such as a lower part of the reinforcing bar is matched, the angle of the water flow sprayed on the concrete surface is always constant, so that there is a problem that a chipping residue is likely to occur.
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。 Therefore, the inventors conducted an experiment to observe the finished surface by rotating the water jet nozzle instead of rotating it and performing a chipping operation. As a result, it was confirmed that in the swing operation, the nozzle operation speed was lower than that in the rotation operation, and a relatively smooth chipping surface was obtained. The capacity was about 30 (l / min), and it was found that the capacity was small and inefficient compared to the average capacity of 60 (l / min) when rotating.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a concrete chipping machine that eliminates the disadvantages of the above-mentioned conventional example, finishes the chipping surface beautifully and uniformly, reduces the number of chipping residues, and can chip the chip efficiently.
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。 In order to achieve the above object, the present invention provides a concrete chipping machine for supporting a water jet cutting device in which a support of a rotationally driven water jet nozzle is mounted on a beam so as to be able to travel on the rear side of the traveling vehicle body. The gist of the water jet cutting apparatus is that the rotational drive mechanism of the water jet nozzle is suspended from the support so as to be swingable.
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。 According to the first aspect of the present invention, since the rotation driving mechanism of the water jet nozzle is suspended from the support so as to be swingable, not only the rotation operation but also the swing operation can be added to the nozzle. As a result, a chip having a wider pitch width can be obtained than when the rotation operation and the swinging operation are performed independently, and the pitch width is overlapped, so that a uniform and smooth chip surface having no transverse stripes can be obtained.
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。 Further, by adding a swinging motion to the rotating motion, the angle of the water flow sprayed onto the concrete surface changes, and it is possible to leave without leaving the lower part of obstacles such as reinforcing bars. Furthermore, the capacity of water sprayed from the water jet nozzle can be maintained at a large capacity during the single rotation operation, and the working efficiency is good.
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。 The gist of the present invention is that it includes a swing drive mechanism that swings the rotational drive mechanism at least in the front-rear direction with respect to the support.
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。 According to the second aspect of the present invention, since the rotational drive mechanism of the water jet nozzle is swung at least in the front-rear direction with respect to the support body, the direction in which the support body reciprocates is intersected. The water jet nozzle will oscillate, and the reciprocating pitch widths of the water jet nozzle overlap, so that no transverse streak for each pitch appears on the chip surface.
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。 According to a third aspect of the present invention, the swing drive mechanism is configured by a swing motor coupled to the rotary drive mechanism and a crank mechanism that converts the rotational motion of the swing motor into a swing motion with respect to the support. Is a summary.
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。 According to the third aspect of the present invention, since the water jet nozzle is swung by the rotation of the motor and the cam mechanism, the swing driving mechanism can be easily realized.
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。 The concrete chipping machine according to the present invention can finish the chipping surface beautifully and uniformly and can efficiently cut the chipping surface.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of an essential part showing an embodiment of a concrete chipping machine of the present invention, FIG. 2 is a right side view of the same as above, FIG. 3 is a front view of the same, FIG. 4 is a left side view of the same, and FIG. In the figure,
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。
This traveling
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。
The reason why the
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。
A
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。
The connecting portion between the
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。
As shown in FIG. 1, a water
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。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
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。
The first and
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。
The
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。
Further, an
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。
Note that the sliding mechanism of the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The rotational drive mechanism is fixedly mounted on a holding
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。
The
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。
Further, a
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。
Next, the structure of the multilink which connects the front part of the
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。
Since all the
In addition, without providing the
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。
Next, usage and operation will be described with reference to FIGS. When the traveling
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。
The control unit calculates a deviation value that is a difference between a preset setting value and a detection value detected by the
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。
As described above, if the
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。
Since the water
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。
Further, by rotating and sliding the
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。
Furthermore, in this case, by controlling not only the rotation / sliding operation of the
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。
Further, according to the support of the multi-link 31 and the
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。
When it is necessary to extend the
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。
On the other hand, the sliding
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。
Next, the chipping operation will be described. The traveling
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。
Next, when the
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。
Then, about 240 (MPa) of high-pressure water is supplied from the high-
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。
As shown in FIGS. 13 and 14, the chipped surface finished by performing the work in this way reciprocates in a direction perpendicular to the traveling direction of the traveling
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
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