JP3043334B1 - ウォータージェットによるノズル装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ウォータージェットを用いてモルタル等を精
度よくはつるための切削深さ制御方法およびそのノズル
装置の提供。 【解決手段】 圧力水を供給する中空の軸に分岐管を取
り付け、その分岐管の端部に一対のノズルを噴射方向自
在なジョイントを介して取り付け、ウォータージェット
の衝突点が掘削する位置にくるよう制御している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のノズルから
ウォータージェットが互いに衝突するように一定の角度
で噴射させてコンクリート等の被切削物を切削するノズ
ル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一対のノズルからウォータージェットが
互いに衝突するように一定の角度で噴射させて地中の地
盤を切削する技術は知られており、例えば特開平８−１
０９７８６号公報や特開平９−２７３１４６号公報に記
載されており、切削距離が一定となる利点がある。しか
しながら、これらの技術は地盤を削孔するもので構造物
等を切削することはできない。

【０００３】また、例えばウォータージェットやアブレ
シブジェットにより構造物を解体するために切削する技
術も知られている（例えば特開平７−１２７２８４号公
報参照）。

【０００４】ウォータージェットで被切削物の切削に際
してその切削深さは単位長さ或いは単位面積あたりの投
入エネルギである［噴射圧力×噴射流量］で決定され
る。

【０００５】しかしながら、被切削物が建築資材のよう
に強度が場所によって異なる場合に切削深さが異なって
しまう。また鉄筋コンクリートの場合は起伏が生じ、特
に鉄筋の背後のコンクリートが残存する。

【０００６】これらの問題に対しては、ノズルを調節し
てウォータージェットの噴射角度により緩和する事も可
能である。しかし、ウォータージェットの噴射角度を調
節しても、切削、はつりを行った箇所において起伏を生
ずる恐れが存在する。

【０００７】さらに、切削において、投入エネルギによ
る深さの設定を行う事も可能である。しかし、投入エネ
ルギによる切削深さの設定を行う場合には、被切削物に
よる強度のばらつきのため、精度は高くない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した様
な従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構
造が簡単であり、被切削物の強度ばらつきに関係なく、
切削、はつり等を高精度にて実施することを可能ならし
める様なノズル装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一対の
ノズルからウォータージェットを一定角度で衝突させて
被切削物を切削するためのノズル装置において、軸と、
その軸に対して直角方向両方向に延びる分岐管と、その
分岐管に対して回動自在に設けられた別の分岐管と、そ
の別の分岐管に対して相い対する方向に回動できるノズ
ルを設け、前記軸と分岐管と別の分岐管とはノズルに至
る高圧水の流路を有している。

【００１１】したがって、一対のノズルの衝突角を設定
することにより、切削深さを制御することができる。

【００１２】すなわち衝突噴流の衝突点において、衝突
噴流を構成するウォータージェットが保有するエネルギ
は噴流同士の衝突により概略消散される。そのため、衝
突点よりも深い箇所においては最早切削は行われない。

【００１３】本発明の実施に際して、ノズル装置を移動
するには軸を回転させると同時に一方向に動かせばよ
い。このようにすれば傾斜角度を持っているから帯状の
一定巾の部分が切削される。

【００１４】また、本発明の実施に際してジグザグ状に
ノズル装置を移動させてもよい。

【００１５】このように本発明によれば、一定巾の切削
部分と被切削物に形成することができ、比較的に凹凸の
少ない切削面を得ることができる。また鉄筋等の下側も
切削できる。

【００１６】なお、本明細書で、「切削」なる文言は、
切断、切削のみならず、はつり或いは破壊や破砕等の作
業或いは概念をも含むものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態を説明する。添付図面において、同様な
部材には同様な符号が付されている。

【００１８】図１において、高圧水を供給する流路を構
成する中空の軸部１の軸１ａの一端１ｂはパイプで構成
された分岐管２に連結されており、その分岐管２の端部
２ａと２ｂとにはそれぞれウォータージェット３ａ、４
ａを噴射するノズル３と４とが設けられている。

【００１９】そして、それらのノズル３、４から噴射さ
れるウォータージェット３ａ、４ａは衝突点５で衝突角
度θで衝突するよう構成されている。換言すれば、ウォ
ータージェット３ａ、４ａは衝突噴流を構成している。
ここで、衝突後のウォータージェットは、符号５ａに示
すように、その保有するエネルギを殆ど消散したジェッ
トとして消失する。

【００２０】また、図２は図１のＡ矢視を示す斜視図で
あり、軸１ａはロータリージョイント１ｃを介して回転
するよう構成されており、ノズル３が取り付けられた分
岐管２の端部２ａは回動可能に取り付けられ、ノズル４
が取り付けられた分岐管２の端部２ｂは同様に回動可能
に取り付けられており、衝突点５を分岐管２の軸２Ａに
対し、衝突点６まで移動させる場合の衝突点振り角すな
わち傾斜角度φだけ、ノズル３ａ、４ａのある分岐管端
部２ａ、２ｂをそれぞれ同方向に回動自在に構成されて
いる。

【００２１】以下、図３、４を参照して、作用について
説明する。

【００２２】図３は、軸１ａを旋回中心として分岐管２
を旋回させつつ、旋回中心１ａをＢ方向に移動させては
つりを実施している態様を示したものである。図３のＢ
矢視を示す図４を参照すれば、振り角φだけ旋回軸１ａ
上の衝突点５から振られた衝突点６は、分岐管２の旋回
によって６ａで示す軌跡をたどりながら、（図示を省略
している例えば壁面において、）噴流の円周方向成分Ｖ
ｃと半径方向成分Ｖとにより、粗骨材の脚部のモルタル
を、楔を打ち込むように効果的に除去することができ
る。そして、この衝突点６でウォータージェットのエネ
ルギがほとんど消散されるため、はつり深さはこの衝突
点６で一定となり、精度のよいはつりを施工できる。

【００２３】図５は、軸１ａを分岐管２の旋回軸として
円錐形状の孔を掘削中の態様を示し、図６は軸１ａを分
岐管２の旋回軸とすると共にその軸１ａを公転（図示の
例は渦巻き状）させて円錐台状の孔を掘削している態様
を示している。

【００２４】図７−図９は鉄筋の背部のモルタルを除去
する場合の例を示し、いずれも軸１ａの回動をロックし
て分岐管２の方向を固定し、ウォータージェットの衝突
点５は軸１ａの下方として、所望の幅ｇ−ｈ間をＲで示
すように揺動しながら主鉄筋の背部のモルタルを除去す
る方法を示している。ここで、図７は主鉄筋の方向がＸ
である場合、図８は主鉄筋の方向がＹである場合、図９
はＸ、Ｙ方向が同径の鉄筋の場合を、それぞれ示してい
る。この際に、図９の場合だけは、分岐管２が軸の進行
方向に対して４５度傾斜しており、その他の場合（図
７、図８の場合）は、分岐管２が軸の進行方向に対して
直角または平行である。

【００２５】以上のようにすることで、ウォータージェ
ットの衝突点５は鉄筋の背部のモルタルを一定の深さだ
け除去することができる。

【００２６】図１０は溝を堀削する場合の態様を示し、
軸１ａの回転をロックして分岐管２を溝１０の方向に固
定し、軸１ａを溝の掘削方向であるＣ方向に移動させて
溝掘削する態様を示しており、溝１０の深さは衝突点５
の位置を制御すればよい。

【００２７】図１２およびそのＤ矢視を示す図１１は、
軸１ａと分岐管２とノズル３、４とで構成された部材で
あるノズルユニットの具体的な実施例を示し、軸１ａの
ジョイント部１１ａには第１の分岐管２１、２１が回動
自在に取り付けられ、それらの第１の分岐管２１には第
１のジョイント２３を介して第２の分岐管２２が回動自
在に接続され、第２の分岐管２２の端部には第２の分岐
管２２の軸を中心として回転自在に接続された部材２５
とその部材２５に回転自在に接続されたノズル２６とで
振り角φと衝突角θとを自由に選択できる噴射方向自在
なジョイントを形成している。ここで、符号Ｗは水回
路、Ｎはナットをそれぞれ示している。

【００２８】図１３はジョイントを所望の角度に固定す
る固定手段の例を示している。ナットＮによりテーパー
リング２７を例えば、分岐管２１に押し込んで固定する
よう構成されている。なお、符号３０はＯリング、３１
はバックアップリングをそれぞれ示している。

【００２９】図１４−図１７は、上記のノズルユニット
を用いた場合の衝突角θと衝突点振り角φの調整方法の
例を示す。ここで図１４では、軸１ａからノズル２６ま
での半径方向の距離Ｒはフリーとして第１のジョイント
２３だけで衝突角θを調整する場合を示している。ま
た、図１５はノズル２６により振り角φを主として調整
する場合を示している。そして、図１６では、第１のジ
ョイント２３により半径距離Ｒを主として調整する場合
を示している。さらに、図１７ではノズル角度を調整す
ることで主として衝突角θを調整し、同時に振り角φも
調整する場合を示している。

【００３０】勿論、上記の作用にに限定されるものでな
くノズルユニットの応用により多岐にわたって対応する
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されており、ウ
ォータージェットによるはつりや切削深さを精度よく制
御できるため、鉄筋を露出させるはつり作業を的確に実
施でき、また、外壁タイルの剥離作業における下地モル
タルの切削、鉄筋を接合するための鉄筋のはつりだし等
ウォータージェットを用いた作業が効率よく、高い精度
の深さで施工出来るので、工期の短縮、コスト低減にも
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す全体構成図。

【図２】図１の斜視図。

【図３】図１の装置を用いたはつり作業の態様を示す斜
視図。

【図４】図３の作用を説明する図。

【図５】図１の装置で円錐状の孔を掘削する態様を示す
図。

【図６】図１の装置で円錐台状の孔を掘削する態様を示
す図。

【図７】鉄筋の背部のモルタルをはつる第１態様を示す
図。

【図８】鉄筋の背部のモルタルをはつる第２態様を示す
図。

【図９】鉄筋の背部のモルタルをはつる第３態様を示す
図。

【図１０】図１の装置でモルタルに溝を掘削する態様を
示す斜視図。

【図１１】ノズルユニットの具体的な実施例を示す平面
図。

【図１２】図１１の側面図。

【図１３】ジョイント部の断面を例示する図。

【図１４】図１１のノズルユニットの衝突角を調整する
作用を説明する図。

【図１５】図１１のノズルユニットで衝突点の振り角を
調整する作用を説明する図。

【図１６】図１１のノズルユニットで軸からノズルまで
の半径を調整する作用を説明する図。

【図１７】図１１のノズルユニットで衝突角と振り角と
を調整する作用を説明する図。

【符号の説明】

１…軸部 １ａ…軸 ２…分岐管 ３、４…ノズル ５、６…衝突点 ２１…第１の分岐管 ２２…第２の分岐管 ２３…第１のジョイント ２７…テーパーリング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のノズルからウォータージェットを
   一定角度で衝突させて被切削物を切削するためのノズル
   装置において、軸と、その軸に対して直角方向両方向に
   延びる分岐管と、その分岐管に対して回動自在に設けら
   れた別の分岐管と、その別の分岐管に対して相い対する
   方向に回動できるノズルを設け、前記軸と分岐管と別の
   分岐管とはノズルに至る高圧水の流路を有していること
   を特徴とするウォータージェットによるノズル装置。