JP2014104576A - ウォータージェットによる薄型はつり装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト化が要求される特殊用途のはつり装置として、はつり装置を薄く（上下厚み）構成できながら、高圧水の圧損が生じない流路の形成とノズルの回転駆動構成を得ること。
【解決手段】複数のノズルを備えた回転体を回転駆動し、前記ノズルから高圧水を噴射してはつり作業を行うウォータージェットによる薄型はつり装置であって、前記回転体の駆動を大径の平歯車と小径の平歯車により駆動し、且つ、回転体を駆動する受動シャフトの流路を圧力室に開口させてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウォータージェットによる薄型はつり装置、特に、狭い空間（上下の高さ）のはつりを行い得るところのウォータージェットによる薄型はつり装置の改良に関する。

高圧のウォーターをジェット噴射させて、コンクリートやアスファルト等の舗装路面、地盤構造物等を切削破砕する工法の技術が知られている。また、この種の技術は、一般の構造物、例えば、橋梁の補修のための破砕にも用いられている。
その橋梁の橋脚とこの上に載置される上部構造体、例えば、上部工桁端部との間の長期使用に起因する欠損等も補修対象となるのであるが、この箇所は、非常に間隙（上下の高さ）が狭く、通常、高さが２０ｃｍ程度だが、奥行きが１ｍ前後あって、通常のウォータージェット用ノズル装置をそのまま用いてはつりを行うことが出来難く、従って、その後のセメント補充による補修工事を行い難いという問題がある。

この為、狭い間隙（上下の高さ）のはつりに好適な小型の構造のはつり装置が提案されている。例えば、次の技術が挙げられる。
特開２０１１−１２４２１。

上述した特許文献１において提案されているはつり装置は、それまでのはつり装置に比べて、正にそうした橋梁の橋脚と上部工桁端部との間隙に対する適応性に優れ、従来の問題点を解消するものである。
上記の特許文献では、はつり装置を小型化するために、油圧モータでノズルを回転させる構成を採用し、その伝動に傘歯車の機構を採用している。

具体的には、一方の傘歯車には前記油圧モータが設けられ、他方の傘歯車には前記ノズルが設けられ、前記傘歯車の回転軸となるシャフトには通水路が設けられ、この通水路を介して前記ノズルに前記高圧水が供給される構造となっている。
こうした構成によって、従来の一般のはつり装置よりも大幅に小型化でき、対象とする橋梁の間隙、通常２０ｃｍ程度のスペースに挿入して作動させることが可能となったものであるが、次の問題が残っていた。

即ち、前記シャフトを、これを軸承するシリンダのシリンダ孔に嵌入して設けられ、このシリンダには前記シリンダ孔と連通する高圧水導入口がシリンダ孔に嵌入されたシャフトの回転軸に直交状態に設けられ、この高圧水導入口から高圧水を導入することで前記シャフトの通水路を高圧水が流通し、前記ノズルから高圧水が噴出するように構成されていたので、前述の流水路が直交状態となるために、圧力損失が大きくなり、ノズルからの噴射が、所要の圧力で行うことが期待出来ないのである。

傘歯車の採用によって、はつり装置を薄く、コンパクトに構成できたが、その流水路となるノズルを備えた傘歯車のシャフトを十分な強度で軸承するためにはシリンダを所定の長さのものに構成しなければならず、その傘歯車のシャフトの流水路への高圧水の供給は、構造上、直交状態とせざるを得ず、上述した圧損が生じていたのである。
また、他方の傘歯車は、ノズルを備えた傘歯車と直角に噛み合うのであるから、少なくともその直径分のスペース（厚み方向、高さ方向）が必要であり、装置全体を薄く構成しなければならい上において不適合である。

傘歯車によるノズルの直接回転方式は、伝動系として簡潔で、この種のはつり装置のコンパクト化には有益ではあるが、上述した圧損と未だ不十分なコンパクト化が問題である。

本発明は、かかる問題点に鑑み、コンパクト化が要求される特殊用途のはつり装置として、はつり装置を薄く（上下厚み）構成できながら、高圧水の圧損が生じない流路の形成とノズルの回転駆動構成を得ることができるようにすることを目的とする。

本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置は、上記目的を達成するために、
外部の高圧ポンプから本体（１０）に耐圧ホースを介して供給される高圧水を、複数のノズル（１）を備えた回転体（２）に供給し、該回転体（２）を回転駆動し、前記ノズル（１）から高圧水を噴射してはつり作業を行うことができるように構成されたウォータージェットによる薄型はつり装置であって、
前記回転体（２）の受動シャフト（３）に、大径の平歯車（４）を、前記回転体（２）の下方に位置させて前記本体（１０）に回転自在に軸承し、
前記大径の平歯車（４）の受動シャフト（３）と平行な軸芯の駆動シャフト（５）を前記本体（１０）の側部に軸承して配置し、該駆動シャフト（５）の上端側に、前記大径の平歯車（４）と咬合するように小径の歯車（６）を設け、
前記駆動シャフト（５）の下端側に第１ギア（７）を設けると共に該第１ギア（７）に直交して咬合する第２ギア（８）を、前記駆動シャフト（５）に直交する一方向に設けた駆動軸（９）の一端側に設け、
該駆動軸（９）の他端側にエアモータ（１１）を連動連結させ、
前記本体（１０）の下部に圧力室（１３）を設け、
前記受動シャフト（３）に流路（１２）を形成し、その一端側（１２Ａ）を前記回転体（２）のノズル（１）に連通させると共に他端側（１２Ｂ）を前記圧力室（１３）に開口するように構成し、且つ、
前記圧力室（１３）に、外部高圧ポンプに接続の耐圧ホース（１４）を接続する接続口（１５）が設けられている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、ノズルのコンパクト化が要求される特殊用途のはつり装置として、はつり装置を薄く構成できながら、高圧水の圧損が生じない流路の形成とノズルの回転駆動構成を得ることができ、高速道路や各種の橋梁における橋脚と上部工桁端部との間の狭い箇所のはつり作業を効率良く行い得る利点がある。
また、エアモータによれば、エアの供給を一方通行とし、送還２本の油圧とは異なり、他方は、エアモータから外気に放出すれば足りるので、供給用の耐圧ホースのみ備えればよく、狭い箇所でのはつり作業に際してトラブル発生も少なくて済む。
本発明のその他の利点は、以下の実施例の説明から明らかとなろう。

本発明の実施に際しては、前記エアモータ（１１）と耐圧ホース（１４）が同一の方向に延設されていることが好ましい。
このように構成することで、本体の高さの範囲に全体の高さ（厚み）を抑え込むことができて、本来の目的である橋梁、高速道の狭い隙間のはつり作業を良好に行い得る。

そして、前記回転体（２）の上部には、前記ノズル（１）の位置を覆う大きさと高さ位置の天板（１８）が水平に設けられ、該天板（１８）には、前記ノズル（１）の噴射を妨げないための複数の切り欠き（１６）が対応して形成されていることが好ましい。

このように天板（１８）を設けることで、高さのない狭い空間に挿入されたときに、或いは前後左右に移動操作されたときに、万一、本体（１０）が上下の方向にぶれたとしても、回転体（２）と一体的に回転する天板（１８）の方がノズル（１）よりも先に空間の天壁に接当することになって、ノズル（１）が天壁に衝突するのを未然に回避させ、空間の天壁に対してスライド移動を可能にすることができる。この際、ノズル（１）の噴射は、前記切り欠き（１６）を通して噴射されるので問題はない。

更に、前記第１ギア（７）と第２ギア（８）がベベルギアであることが好ましい。
このような構成であると、エアモータ（１１）の駆動軸（９）から駆動シャフト（５）に対する動力伝達を嵩の低い、コンパクトなものと成し得て、本発明の目的である高さを低くする薄型はつり装置としての機能をそり一層確実に達成できる。

前記第１ギア（７）と第２ギア（８）が、平歯車とウォームギアであることが好ましい。
このような構成であると、エアモータ（１１）の駆動軸（９）から駆動シャフト（５）に対する動力伝達を嵩の低い、コンパクトなものと成し得ると共に減速機能を発揮させて高いトルクで、回転体（２）の噴射圧力に十分に抗して回転体（２）を安定的に回転させ、スムースなはつり作業を行い得る。

本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の要部の正面図。 本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の要部の底面。 本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の要部の縦断面。 本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の天板の斜視面。 本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の駆動系を示す概略展開面。 本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の別態様の駆動系を示す概略展開面。

以下、本発明にかかるウォータージェットによる薄型はつり装置の好適実施例について、図１乃至図５に基づいて詳述する。
図１は、ウォータージェットによるはつり（切削）工法に用いるはつり装置の全体の正面図であり、図２は、その底面図である。高圧ポンプ車乃至作業車（図外）で加圧された加圧水（約１５００〜２５００Ｋｇｆ／ｃｍ^２）を用いる。

この装置は、前記外部の高圧ポンプから、この装置の本体１０に耐圧ホースを介して供給される高圧水を、複数のノズル１を備えた回転体２に供給し、該回転体２を回転駆動し、前記ノズル１から高圧水を噴射してはつり作業を行うことができるように構成されている。
前記ノズル１は、ここでは、一対のもので、略円盤状の回転体２の上面に対抗配置（１８０度位置）され、その中心から所定の角度で外側に向けて噴射されるように設けられている。１７は、高圧水のための安全弁機構を示す。

そして、前記回転体２の受動シャフト３に、大径の平歯車４を、前記回転体２の下方に位置させて前記本体１０に回転自在に軸承し、前記大径の平歯車４の受動シャフト３と平行な軸芯の駆動シャフト５を前記本体１０の側部に軸承して配置し、該駆動シャフト５の上端側に、前記大径の平歯車４と咬合するように小径の歯車６を軸承して設けている。
この駆動シャフト５の軸承には、回転体２にかかる噴射反力を受け止めるスラストベアリングが用いられる。

更に、前記駆動シャフト５の下端側に第１ギア７を設けると共に該第１ギア７に直交して咬合する第２ギア８を、前記駆動シャフト５に直交する一方向に設けた駆動軸９の一端側に設けている。前記第１ギア７及び第２ギア８は、ここでは、ベベルギア（傘歯車）を用いている。

そして、該駆動軸９の他端側にエアモータ１１を連動連結させている。このエアモータ１１には、上述した高圧ポンプ車乃至作業車（図外）からエアホース１１Ａを介して高圧エアが供給される。

前記本体１０の下部には圧力室１３を設け、前記受動シャフト３の中心に流路１２を形成し、その一端側１２Ａを前記回転体２のノズル１に、前記回転体２に形成した流路を介して連通させると共に他端側１２Ｂを前記圧力室１３に開口するように構成している。

そして、前記圧力室１３に、外部高圧ポンプに接続の耐圧ホース１４を接続する接続口１５が設けられている。
この耐圧ホース１４は、前記エアモータ１１のエアホース１１Ａと同一の方向に延設されている。これによって、狭い空間で使用される装置の移動に支障を来たさないように工夫されている。

前記回転体２の上部には、前記ノズル１の位置を覆う大きさと高さ位置の天板１８が水平に設けられ、該天板１８には、前記ノズル１の噴射を妨げないための複数の、ここでは、２個のノズル１に合わせて２箇所の切り欠き１６が対応して形成されている。

この実施例では、前記第１ギア７と第２ギア８がベベルギアであるが、図６に示すように、前記第１ギア７と第２ギア８が、平歯車とウォームギアとから構成されてもよい。この際、ウォームギアは減速率の高い噛み合いであるから、上述した大径の平歯車４と小径の歯車６の比率を、前記回転体２の所要の適正な回転が得られるように調整する。

本発明にかかる薄型はつり装置は、橋脚付け根などの狭い隙間でのはつり作業を行うように工夫されたものであるが、同様の狭い間隙におけるはつり作業が求められる種々の現場での応用が可能であり、その用途は広い。

１：ノズル
２：回転体
３：受動シャフト
４：大径の平歯車
５：駆動シャフト
６：小径の平歯車
７：第一ギア
８：第二ギア
９：駆動軸
１０：本体
１１：エアモータ
１２：流路
１２Ａ：流路の一端側
１２Ｂ：流路の他端側
１３：圧力室
１４：耐圧ホース
１５：接続口
１６：切り欠き
１８：天板

Claims (5)

1. 外部の高圧ポンプから本体（１０）に耐圧ホースを介して供給される高圧水を、複数のノズル（１）を備えた回転体（２）に供給し、該回転体（２）を回転駆動し、前記ノズル（１）から高圧水を噴射してはつり作業を行うことができるように構成されたウォータージェットによる薄型はつり装置であって、
   前記回転体（２）の受動シャフト（３）に、大径の平歯車（４）を、前記回転体（２）の下方に位置させて前記本体（１０）に回転自在に軸承し、
   前記大径の平歯車（４）の受動シャフト（３）と平行な軸芯の駆動シャフト（５）を前記本体（１０）の側部に軸承して配置し、該駆動シャフト（５）の上端側に、前記大径の平歯車（４）と咬合するように小径の歯車（６）を設け、
   前記駆動シャフト（５）の下端側に第１ギア（７）を設けると共に該第１ギア（７）に直交して咬合する第２ギア（８）を、前記駆動シャフト（５）に直交する一方向に設けた駆動軸（９）の一端側に設け、
   該駆動軸（９）の他端側にエアモータ（１１）を連動連結させ、
   前記本体（１０）の下部に圧力室（１３）を設け、
   前記受動シャフト（３）に流路（１２）を形成し、その一端側（１２Ａ）を前記回転体（２）のノズル（１）に連通させると共に他端側（１２Ｂ）を前記圧力室（１３）に開口するように構成し、且つ、
   前記圧力室（１３）に、外部高圧ポンプに接続の耐圧ホース（１４）を接続する接続口（１５）が設けられている、
   ことを特徴とするウォータージェットによる薄型はつり装置。
2. 前記エアモータ（１１）と耐圧ホース（１４）が同一の方向に延設されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットによる薄型はつり装置。
3. 前記回転体（２）の上部には、前記ノズル（１）の位置を覆う大きさと高さ位置の天板（１８）が水平に設けられ、該天板（１８）には、前記ノズル（１）の噴射を妨げないための複数の切り欠き（１６）が対応して形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウォータージェットによる薄型はつり装置。
4. 前記第１ギア（７）と第２ギア（８）がベベルギアであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のウォータージェットによる薄型はつり装置。
5. 前記第１ギア（７）と第２ギア（８）が、平歯車とウォームギアであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のウォータージェットによる薄型はつり装置。

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