JP2008080265A - 建枠洗浄用高圧水噴射回転ノズルヘッドとそれを用いた建枠洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】対面する建設用軽量仮設機材の一つであるパイプ製建枠における構成パイプの表側又は裏側の片面側外周面の湾曲面全体に対し常時連続して高圧水を噴出照射してその洗浄効率を高揚する回転ノズルヘッドの提供と、この回転ノズルヘッドを用いて建枠の効率的洗浄をなす建枠洗浄システムを提供する。
【解決手段】高圧水の供給を受けて軸を介し水平回転する回転ノズルヘッドの本体内に、対面する建枠構成パイプの片面側外周面における頂面とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向に高圧水を照射する複数の垂直ノズルと，更にその外側側面部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を照射する複数の内向き傾斜ノズルとを夫々適宜角度を配し同心円状に配設せしめる。この回転ノズルヘッドを備えた回転ガンを産業用ロボットに保持させ、それを設定プログラムに従って建枠の表裏いずれか片面側外面に沿って移動させつつ高圧水噴射で狙い撃ち洗浄させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧水を噴出照射して，建設用軽量仮設機材の一つであるパイプ製建枠を効率的に洗浄するロータリー式回転洗浄ガンの構成要素である回転ノズルヘッドとそれを用いた建枠洗浄システムに関するものである。

パイプ製建枠は、建設作業現場においてその多数を縦置きに配置してその間に足場板を渡し足場の構築機材として使用されているものであるが、作業中における塗料，コンクリートの付着等による汚れがひどく、その洗浄，除去には困難を伴っていた。従来この汚れを粉塵の飛散や建枠構成パイプの損傷等の弊害を伴うことなく，高圧水を噴射して洗浄，除去する方法としてウォータージェット工法が用いられており、例えば特許文献１記載のものがある。

特許第３２１７７２６号公報

特許文献１記載のものは、搬送コンベヤーに載置されて搬送されてくる建枠に対し、搬送コンベヤーの上方に幅方向に沿って掛け渡されクランク運動により幅方向に沿って往復揺動する長尺状の揺動リンクの両側部側に配設された複数の傾斜ノズルより建枠構成パイプ外周面の湾曲面に斜め方向に向かって高圧水を噴射してその洗浄を行っていた。また，長尺状の揺動リンクの中間部に配した垂直ノズルにより高圧水を噴射して，建枠中間部分の平面的な部分の洗浄を行っていた。

しかしこの場合には、洗浄される建枠が搬送コンベヤーにより搬送されて移動している状態であることと，建枠構成パイプ外周面の湾曲面に対する高圧水噴射ノズルの配設が今一好適ではないことにより、高圧水の噴出照射が建枠構成パイプ外周面の湾曲面の範囲全体に常時連続して万遍なく均一に当たることがなく洗浄効率は必ずしも好適とはいえないものであった。即ちこの場合には、搬送コンベヤーの幅方向に亘ってクランク揺動する揺動リンクにより傾斜ノズルも左右方向に揺動移動し建枠構成パイプ外周面の湾曲面に対し左右両方向から斜めに高圧水が噴射されるに過ぎないものであるから、高圧水の噴出照射に対面する建枠構成パイプ外周面の湾曲面の範囲全体に対し高圧水の噴出照射が常時連続して万遍なく均一になされるということはないからである。

本発明は、斯かる従来技術の有する難点を解消し，高圧水が対面する建枠構成パイプ外周面の湾曲面の範囲全体に常時連続して万遍なく均一に噴出照射されて建枠構成パイプを含む建枠洗浄の確実性と洗浄効率の高揚を図ることができる，建枠洗浄用高圧水噴射回転ノズルヘッドとそれを用いた建枠洗浄システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、高圧水の供給を受けその噴出照射を行う洗浄ガンにおけるノズルヘッドの対面する建枠構成パイプ外周面の湾曲面に対する運動並びに移動構造と，ノズルヘッドにおけるノズルの配設構造とに工夫を図っている。

即ち，請求項１に係る発明においては、高圧水の供給を受け軸を中心としてその廻りに水平方向に回転する回転ノズルヘッドの本体内に、搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向に高圧水を噴出照射する複数の垂直ノズルと，更にその外側外周側面部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を内向き傾斜方向に噴出照射する複数の内向き傾斜ノズルとを，夫々適宜間隔を配し同心円の円周上に配設せしめ，且つ，垂直ノズルと建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点部分との距離即ち洗浄が有効に働く距離を建枠構成パイプの径とノズルの径に対応して所定距離に設定して用いるようになしたものである。

また，請求項２に係る発明においては、高圧水の供給を受けて軸を介し水平方向に回転する回転ノズルヘッドの本体内に、搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向に高圧水を噴出照射する複数の垂直ノズルと，更にその外側外周側面部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を内向き傾斜方向に噴出照射する複数の内向き傾斜ノズルとを夫々適宜間隔を配し同心円の円周上に配設せしめ、且つ、前記垂直ノズルと建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点部分との距離即ち洗浄が有効に働く距離を建枠構成パイプの径とノズルの径に対応して所定距離に設定して用いる建枠洗浄用高圧水噴射回転ノズルヘッドを備えたロータリー式回転洗浄ガンを、多関節アーム型又は直交座標系型等産業用ロボットに把持させ、それを設定プログラムに従って建枠の表裏いずれか片面側外面に沿って移動させつつ高圧水の噴出照射により狙い撃ち洗浄せしめるようになしたものである。

搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表面側又は裏面側のいずれか片面側外周面に対しては、その上方所定位置に高圧水の供給を受け軸を中心としてその廻りに水平方向に回転する回転ノズルヘッドが対面して配置され、回転ノズルヘッドの本体内には、複数の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルとが夫々適宜間隔を配し同心円の円周上に配設されている。 複数の垂直ノズルは、適宜径の建枠構成パイプ片面側外周面の頂点部分及びその周辺部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を直角（垂直）方向に噴出照射するようにそれに応じた径の円周上に適宜角度を配して等間隔に配設されており、複数の内向き傾斜ノズルは、更にその外側外周の建枠構成パイプの直径方向両側面に至る側面部分における湾曲面の範囲に対し内向き傾斜方向に高圧水を噴出照射するようにそれに応じた径の円周上に適宜角度を配して等間隔に配設されるとともに建枠構成パイプに向けて斜め内向きに傾斜して配設されている。 そして，その複数の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルとから噴出された高圧水が建枠構成パイプの片面側外周面における湾曲面の範囲内を確実に照射されるように、垂直ノズルと建枠構成パイプ片面側外周面の頂点部分との間の距離即ち洗浄が有効に働く距離と建枠構成パイプの直径方向両側面部分に向かう傾斜ノズルの内向き傾斜角度とが建枠構成パイプの径とノズルの径とに対応して所定に設定されている。 従って軸を中心としてその廻りに回転するノズルヘッドの水平方向の回転に伴い複数の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルも建枠構成パイプの片面側外周面の湾曲面の範囲に対面してその上方所定位置で水平方向に回転しているので、建枠構成パイプ片面側外周面の湾曲面の範囲全体に亘って常時連続して万遍なく均一に高圧水の噴出照射がなされる状態となっている。

建枠は搬送コンベヤーにて運ばれてきて、前記複数の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルとを夫々適宜角度で等間隔に同心円の円周上に配設した回転ノズルヘッドを搭載してなるロータリー式回転洗浄ガンが設置された場所にて定置される。この回転洗浄ガンは、多関節アーム型又は直交座標系型等産業用ロボットに把持されており、ロボットは設定プログラムに従って把持した回転洗浄ガンを搬送コンベヤー上に定置された建枠の表裏いずれか片面側外面に沿って移動させながら回転洗浄ガンに備えたノズルヘッド内に配設されて水平方向に回転する垂直ノズル及び内向き傾斜ノズルより噴出照射される高圧水によって建枠外面を狙い撃ち洗浄する。建枠の片面側外面の洗浄終了後建枠を反転させて１８０度反対側外面の洗浄を図る。その際高圧水を噴出照射する複数の垂直ノズル及び内向き傾斜ノズルは建枠構成パイプの上方所定位置に配置されて同パイプと平行に水平方向に回転しており、対面する建枠構成パイプ片面側外周面の湾曲面全体の範囲内には常時連続して万遍なく均一に高圧水の噴出照射がなされるので、建枠外面に沿った産業用ロボットによる狙い撃ち洗浄により建枠外面の洗浄が確実になされその洗浄効率を高揚させることができる。

従来の特許文献１記載のものにおいては、建枠は搬送コンベヤーにより搬送されて移動しており、しかも高圧水を噴出照射する傾斜ノズルは搬送コンベヤーの上方にその幅方向に亘ってクランク揺動する揺動リンクに伴い左右方向に揺動移動しながら建枠構成パイプ外周面の湾曲面に対し高圧水を噴出照射するので、対面する建枠構成パイプ外周面の湾曲面全体の範囲に亘って常時連続して万遍なく均一に高圧水が噴出照射されることはなく、確実な洗浄及び洗浄効率の面では今ひとつ最適とは云い難いものであった。 これに対し本発明においては、回転ノズル本体内に同心円の円周上に夫々適宜角度を配して配設されている複数の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルは、搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表裏いずれか片側外周面における湾曲面の上方に建枠構成パイプとノズルの径に対応して所定に設定された距離に対面して配置されて軸を中心としてその廻りに水平方向に回転しながら高圧水を噴出照射するので、それによって対面する建枠構成パイプ片面側外周面における１８０度に亘る湾曲面全体の範囲に対し高圧水を常時連続して万遍なく均一に噴出照射することができ、従来に比し建枠構成パイプ外面に対する確実な洗浄と洗浄効率の高揚を期することができる。

そして斯かる垂直ノズルと内向き傾斜ノズルを配設した回転ノズルヘッドを備えた回転ガンを産業用ロボットに把持させて，それを設定プログラムに従って搬送コンベヤー上に定置された建枠外面に沿って移動させながら高圧水を噴出照射させて狙い撃ち洗浄するので、一層その迅速確実な洗浄と洗浄効率の高揚を図ることができる。

別紙図面について本発明の実施形態の一例を説明する。

図1は、建枠構成パイプに対する高圧水噴射ノズルを備えた回転ノズルヘッドの配置使用状況を示す説明図である。１は高圧水を導入し軸２を中心としてその廻りに水平方向に回転する回転ノズルヘッドで、高圧ポンプより高圧ホース又は高圧配管を介して高圧水の供給を受けるロータリー式回転ガンＡに搭載されている。 回転ノズルヘッド１本体内には、導入された高圧水を噴出照射して建枠構成パイプＰ等建枠Ｔの外面を洗浄する複数の垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４（図2参照）とが夫々同心円の円周上に配設されている。図中５と６は、その垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４のノズルキャップである。

建枠Ｔを構成するパイプＰの径は主として４２．７ｍｍ（加工公差によっては４２．８ｍｍの場合もある）であり、回転ノズルヘッド１における垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４の配設は主としてこの径のパイプＰ外面の効率的な洗浄を考慮して設定されている。

垂直ノズル（ストレートノズル）３は、図1の如く，対面する建枠構成パイプＰの表裏いずれか片面側外周面（１８０度の範囲に亘る半外周面）における頂点とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向（鉛直方向）に高圧水を噴出照射するもので、図2の如く，３７ｍｍの径の円周上に１２０度の角度で等間隔に3個配設されている。内向き傾斜ノズル４は、図1の如く，更にその外側外周側面部分（建枠構成パイプＰの水平方向直径の両側面部分に至るまで）の湾曲面の範囲に対し内向き傾斜方向に高圧水を噴出照射するもので、図2の如く，垂直ノズル３の外側に同心円状に配された６９ｍｍの径の円周上に１２０度の角度で等間隔に3個配設されている。図1の如く，回転ノズルヘッド１は、垂直ノズル３のキャップ５と建枠構成パイプＰ外周面の頂点との間の距離即ち洗浄が有効に働く距離（スタンドオフ）２７ｍｍ〜３０ｍｍ上方の位置に建枠構成パイプＰの外面と対面して配置されるように設定されており、このとき，内向き傾斜ノズル４の高圧水噴射の傾斜角度は、建枠構成パイプＰの水平方向直径の両側面部分に対し内向き約１５度前後に設定され，また，内向き傾斜ノズル４のキャップ６と建枠構成パイプＰの水平方向直径の両側面部分との間の距離は５０ｍｍ〜５０数ｍｍに設定されている。垂直ノズル３，内向き傾斜ノズル４は、ノズルの径が０．２ｍｍ〜０．４ｍｍのものを適宜選択し設定されている。

図３は、本体内に斯かる垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４とを配設した回転ノズルヘッド１を搭載したロータリー式回転洗浄ガンＡにより建枠構成パイプＰの外面を洗浄する使用説明図である。 回転ノズルヘッド１は、前記のとおり建枠構成パイプＰの径とノズルの径に対応して上方所定位置に配置されているとともに，垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４は対面する建枠構成パイプＰの表裏いずれか片面側外周面の湾曲面に対し所定の高圧水噴射角度で配置され、回転洗浄ガンＡの移動に伴い建枠構成パイプＰの長さ方向外面に沿って移動しながら高圧水の噴出照射により洗浄する。

図4は、その回転洗浄ガンＡを建枠構成パイプＰの長さ方向外面に沿って移動させた場合における回転ノズルヘッド１本体内の垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４とから噴出照射される高圧水による洗浄軌跡を示すものである。 建枠構成パイプＰの径は４２．７ｍｍで、これに対面する垂直ノズル３は、径３７ｍｍの円周上に１２０度間隔で3個配設されて同円周上を水平方向に回転しながら建枠構成パイプＰの片面側外周面の頂点部分より上方２７ｍｍの位置から建枠構成パイプＰに対し直角（鉛直）方向に高圧水を噴出照射し、一方内向き傾斜ノズル４は、その外側の径６９ｍｍの円周上に１２０度間隔で3個配設されて同円周上を同じく水平方向に回転しながら垂直ノズル３と同様建枠構成パイプＰの上方所定位置から内向き１５度の傾斜角度で建枠構成パイプＰの水平方向直径の両側面部分に向かって高圧水を噴出照射する。そしてこれら複数の垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４は、この夫々所定径の円の円周上を水平回転しながら高圧水の噴出照射をなすとともに回転洗浄ガンＡの移動に伴い建枠構成パイプＰの長さ方向外面に沿って移動しその外面の洗浄を図る。
従って，水平方向に回転する複数の垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４からの高圧水の噴出照射による建枠構成パイプＰ片面側外周面の湾曲面に対する洗浄軌跡は図4に示すとおりであり、建枠構成パイプＰ片面側外周面の頂点部分とその周辺部分の湾曲面の範囲（径３７ｍｍの円形内の範囲）には垂直ノズル３により，更にその外側外周の水平方向直径の両側面部分に亘る湾曲面の範囲（径４２．７ｍｍの円形内の範囲）には内向き傾斜ノズル４により高圧水が常時連続して万遍なく均一に噴出照射照射されながら建枠構成パイプＰの長さ方向外面に沿って移動して該部の洗浄がなされる。従って垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４からの高圧水は全て無駄なく連続して万遍なく均一に建枠構成パイプＰ外面の洗浄に供されるので、その確実な洗浄と洗浄効率の高揚を図ることができる。図4において、径３７ｍｍの円形からなる建枠構成パイプＰの片面側外周面長さ方向外面に沿った一連の連続図形Ｂは水平回転する内側の垂直ノズル３から噴出照射される高圧水による洗浄軌跡であり、その外側の径４２．７ｍｍの円形からなる一連の連続図形Ｃは建枠構成パイプＰ側内向きに１５度傾斜して水平回転する内向き傾斜ノズル４から噴出照射される高圧水による洗浄軌跡である。

図５は、建枠構成パイプＰを含む建枠Ｔの洗浄システムの一例を示す説明図（斜視図）である。建枠構成パイプＰを含む建枠Ｔは、搬送コンベヤー７により運ばれて同コンベヤー上所定位置に位置決めされて横臥状態に定置されている。垂直ノズル３と内向き傾斜ノズル４を配設せる回転ノズルヘッド１を搭載したロータリー式回転洗浄ガンＡは、6軸多関節アーム型産業用ロボット８の腕部に把持されて上記建枠構成パイプＰの片面側外周面上方の所定位置にセットされる。産業用ロボット８は、設定プログラム（事前に教示された動作）に従って回転洗浄ガンＡを建枠構成パイプＰ等建枠Ｔの表裏いずれか片面側外面に沿って移動させながらその外面を狙い撃ち洗浄する。その洗浄終了後，建枠Ｔを反転させて反対側の片面側外周面に沿って移動させながら同様の操作で洗浄する。回転洗浄ガンＡを把持する産業用ロボットは、3軸直交座標系型産業用ロボット等でも差し支えない。斯かる洗浄システムにより、回転ノズルヘッドからの高圧水の噴出照射が無駄なく効率的になされることと相俟って，建枠構成パイプＰを含む建枠Ｔ外面の洗浄を迅速，確実になすとともにその洗浄効率の一層の高揚を図ることができる。 図中，９はロボットベース、１０は高圧ポンプよりの高圧水を回転洗浄ガンＡに導入する高圧ホースである。 ちなみに，高圧水を供給する高圧ポンプは、吐出圧力１００ＭＰａ〜１５０ＭＰａ、吐出流量５Ｌ／ｍｉｎ〜３０Ｌ／ｍｉｎ、ロータリー式回転洗浄ガンＡは、使用圧力２００ＭＰａ、使用流量３０Ｌ／ｍｉｎまで、使用回転数５００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍのものを用いる。

本体内に垂直ノズルと内向き傾斜ノズルを配設した回転ノズルヘッドの建枠構成パイプ外面に対する配置使用状況（動作イメージ）を示す正面図である。 回転ノズルヘッド本体内における垂直ノズルと内向き傾斜ノズルの配設要領（配置構想）を示す説明図である。 回転ノズルヘッドを備えた回転ガンを建枠構成パイプの片面側長さ方向外面に沿って移動させながら洗浄する使用説明図である。 建枠構成パイプの片面側（１８０度）外周面の湾曲面に対する回転ノズルヘッド本体内の垂直ノズルと内向き傾斜ノズルとより噴出照射される高圧水による建枠構成パイプの片面側外面に沿った洗浄軌跡を示す説明図である。 回転ノズルヘッドを備えた回転ガンを産業用ロボットに把持させて建枠外面に沿って移動させながら設定プログラムに従って高圧水の噴射による狙い撃ち洗浄をする使用（システム）説明図である。

符号の説明

Ａ ロータリー式回転洗浄ガン。
Ｂ 垂直ノズル３から噴出照射される高圧水による建枠構成パイプＰの外面に沿った洗浄軌跡。
Ｃ 内向き傾斜ノズルから噴出照射される高圧水による建枠構成パイプＰの外面に沿った洗浄軌跡。
Ｐ 建枠構成パイプ。
Ｔ 建枠。
１ 回転ノズルヘッド。
２ 軸。
３ 垂直ノズル。
４ 内向き傾斜ノズル。
５ 垂直ノズルのノズルキャップ。
６ 内向き傾斜ノズルのノズルキャップ。
７ 搬送コンベヤー。
８ 産業用ロボット。
９ ロボットベース。
１０ 高圧ホース。

Claims (2)

1. 高圧水の供給を受け軸を中心としてその廻りに水平方向に回転する回転ノズルヘッドの本体内に、搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向に高圧水を噴出照射する複数の垂直ノズルと，更にその外側外周側面部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を内向き傾斜方向に噴出照射する複数の内向き傾斜ノズルとを，夫々適宜間隔を配し同心円の円周上に配設せしめ，且つ，垂直ノズルと建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点部分との距離即ち洗浄が有効に働く距離を建枠構成パイプの径とノズルの径に対応して所定距離に設定して用いることを特徴とする建枠洗浄用高圧水噴射回転ノズルヘッド。
2. 高圧水の供給を受け軸を中心としてその廻りに水平方向に回転する回転ノズルヘッドの本体内に、搬送コンベヤー上に定置された建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点とその周辺部分の湾曲面の範囲に対し直角方向に高圧水を噴出照射する複数の垂直ノズルと，更にその外側外周側面部分の湾曲面の範囲に対し高圧水を内向き傾斜方向に噴出照射する複数の内向き傾斜ノズルとを，夫々適宜間隔を配し同心円の円周上に配設せしめ，且つ，前記垂直ノズルと建枠構成パイプの表裏いずれか片面側外周面における頂点部分との距離即ち洗浄が有効に働く距離を建枠構成パイプの径とノズルの径に対応して所定距離に設定して用いる建枠洗浄用高圧水噴射回転ノズルヘッドを備えたロータリー式回転洗浄ガンを、多関節アーム型又は直交座標系型等産業用ロボットに把持させ、それを設定プログラムに従って搬送コンベヤー上に定置された建枠の表裏いずれか片面側外面に沿って移動させつつ高圧水の噴出照射により狙い撃ち洗浄せしめることを特徴とする建枠洗浄システム。

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