JP3144811U - 構造物破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートなどの構造物に高圧水を噴射する際の制御性に優れ、広範囲の構造物を効率よく破砕できるとともに、破砕作業の安定化及び作業コストの低減を図ることができ構造物破砕装置を提供する。
【解決手段】構造物に高圧水を噴射して構造物を破砕する破砕ノズル１１のノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持する基台部１２と、前記基台部上に支持された前記破砕ノズルをそのノズル軸方向に進退させるＺ軸駆動部１３と、基台部１２を水平方向にスライド支持するＸ軸駆動部１４と、前記Ｘ軸駆動部を高さ方向にスライド支持するＹ軸駆動部１５と、を有するように構造物破砕装置１０を構成する。
【選択図】図１

Description

本考案は、高圧水をコンクリートなどの構造物に噴射して鉄筋を傷付けることなくコンクリート部分を効率よく破砕できる構造物破砕装置に関する。

従来、ビルや道路等に用いられているコンクリート構造物を取り壊す際には、ブレーカーにより機械的にコンクリートを破砕する装置や、高圧水をコンクリート表面に吹き付けることでコンクリートを破砕する装置が、近年開発されている。特に高圧水による破砕装置のものは、既存の鉄筋を傷つける恐れがない等の利点を有しているため、ブレーカー方式に代わる破砕方法として採用されている。
このような高圧水を用いたコンクリート破砕装置に関連して例えば特許文献１（特開２００２−３５６３０号公報）には、高圧水を送水し先端側から吹き付ける送水管部と、装置本体の一側に設けられ送水管部先端側の振れ角を持った回動を許容しかつ軸線方向への移動を禁止するように支持する支持部と、装置本体の他側に回転可能に設けられ回転軸線からオフセットした位置に送水管部の先端側を相対回転可能に支持する回転部とを備えるように構成したコンクリート破砕装置が記載されている。
特開２００２−３５６３０号公報

しかしながら、前記従来の破砕装置は、高圧水ポンプからノズルシャフトに送水するとともに、そのノズルシャフトを支持する送水管部を軸線回りに旋回させて、高圧水噴射孔から噴射される高圧水がコンクリート表面上に円を描くように吹き付けることによって破砕するので、矩形状や円形状などの所定範囲のコンクリート構造物を破砕するに際してノズルシャフトの位置の制御操作が複雑となることに加えて、高圧水による破砕の効率性に欠けるという課題があった。
本考案は前記従来の課題を解決するためになされたもので、施工範囲の限定されたコンクリートなどの構造物に高圧水を噴射する際の制御性に優れ、広範囲のコンクリートなどの構造物を効率よく破砕できるとともに、破砕作業の安定化及び作業コストの低減を図ることもできる構造物破砕装置を提供することを目的とする。

（１）前記従来の課題を解決する本考案の構造物破砕装置は、構造物に高圧水を噴射して構造物を破砕する破砕ノズルと、前記破砕ノズルのノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持する基台部と、前記基台部上に支持された前記破砕ノズルをそのノズル軸方向に進退させるＺ軸駆動部と、前記基台部を水平方向にスライド支持するＸ軸駆動部と、前記Ｘ軸駆動部を高さ方向にスライド支持するＹ軸駆動部と、を有して構成される。

（２）本考案は前記（１）記載の構造物破砕装置において、前記破砕ノズルのノズル軸を回転させるノズル回転駆動部が前記基台部に設けられていることにも特徴を有している。

（３）本考案は前記（１）又は（２）記載の構造物破砕装置において、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸駆動部のスライド機構が、長尺枠体上にその両端が固定張設されたチェーンと、前記チェーンに噛合して前記長尺枠体上をスライド移動するスプロケットとを有していることも特徴とする。

（４）本考案は前記（１）〜（３）記載の構造物破砕装置において、前記破砕ノズルには、そのノズル軸に対して所定角度に傾斜した複数の高圧水噴射孔が設けられていることにも特徴を有している。

本考案によれば、コンクリートなどの構造物に高圧水を噴射してコンクリートなどの構造物を破砕する破砕ノズルのノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持するとともに、基台部上に支持された前記破砕ノズルをそのＸＹＺ軸方向に進退させる駆動部を備えているので、コンクリートなどの構造物に高圧水を噴射して破砕する際の制御性に優れ、広範囲のコンクリートなどの構造物を効率よく破砕でき、大がかりな装置を要することなく、現場での作業性にも優れた構造物破砕装置を提供することができる。

本実施形態の構造物破砕装置は、コンクリートなどの構造物に高圧水を噴射してコンクリートなどの構造物を破砕する破砕ノズルと、前記破砕ノズルのノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持する基台部と、前記基台部上に支持された前記破砕ノズルをそのノズル軸方向に進退させるＺ軸駆動部と、前記基台部を前記ノズル軸と直交する方向にスライド支持するＸ軸駆動部と、前記Ｘ軸駆動部をＸ軸と直交する方向にスライド支持するＹ軸駆動部と、を有して構成される。
これら首振り駆動部及びＸＹＺ軸駆動部をそれぞれ制御することによって、所定範囲内に置かれたコンクリートなどの構造物に高圧水を効果的に噴射して、コンクリートなどの構造物を効果的に破砕することができる。
さらに、首振り駆動部及びＺ軸駆動部が基台部に設けられて所定位置に位置付けられるので、このＸＹ軸方向の駆動機構を構造的に強固なものとすることができるとともに高水圧による反力に耐えうる構造としながら、複雑な施工範囲となる構造物を破砕できる。

破砕ノズルは、高圧水ポンプなどを介して供給される高圧水を構造物表面に吹き付けるための複数又は単数の高圧水噴射孔を備えたノズルであって、スウィベルジョイントなどを介して高圧送管などに相対回転可能にその基端側が連結され、この高圧送水管には高圧水ポンプが設けられている。
破砕ノズルは、電動モータなどの駆動部を介してそのノズル軸が所定回転速度で回転駆動されるよう基台部に取り付けられる。

基台部には、破砕ノズルのノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持するための上下首振り駆動部及び水平首振り駆動部と、破砕ノズルをそのノズル軸方向に進退させるためのＺ軸駆動部とを備えて構成されている。
これら駆動部はコンピュータやシーケンサなどの制御部を介して手動又は自動制御され、施工現場毎に異なる破砕条件に応じて、破砕ノズルが操作されるようになっている。
なお、ＸＹＺ軸駆動部を支持する本体枠は施工現場に設けられたステイなどの固定フレームなどに取り付けて設置される。

本実施形態の構造物破砕装置においては、前記破砕ノズルのノズル軸を回転させるノズル回転駆動部を前記基台部に設けることができる。これによって、破砕ノズルにおける高圧水噴射孔をそのノズル軸に対して傾斜させて設けた場合には、高圧水噴射孔から噴射する高圧水が旋回するため高圧水噴射孔が１つであっても広い破砕面積を確保でき、しかも高圧の水流を発生させることができる。
ノズル回転駆動部は、破砕ノズルのノズル軸を回転駆動させるためのスプロケットと、このスプロケットに噛合するギア、及びギアを駆動させる電動モータをなどにより構成することができ、破砕ノズルの先端に穿孔用ドリルなどを設けた場合などにおいてもその駆動部としても用いることも可能としている。

本実施形態の構造物破砕装置においては、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸駆動部のスライド機構が、長尺枠体上にその両端が固定張設されたチェーンと、前記チェーンに噛合して前記長尺枠体上をスライド移動するスプロケットとを有するように構成することができる。
これによって、電動モータなどの回転駆動力をスプロケットを介して伝達するので、ベルト駆動によるような滑りや空転などを生じさせることがなく、高圧水の噴射に伴う反力を受ける駆動部などに対して、その駆動力を確実に伝達することができ、信頼性に優れた駆動機構とすることができる。

さらに本実施形態の構造物破砕装置においては、前記破砕ノズルにそのノズル軸に対して所定角度に傾斜した複数の高圧水噴射孔を設けることもできる。これによって、ノズル軸を回転軸芯とする破砕ノズルの操作によりコンクリートなどの構造物の施工面をより広範囲にカバーすることができ、コンクリート破砕作業における効率性をさらに向上させることができる。
破砕ノズルは、ステンレススチールなどの高強度鋼材を素材として製造された円筒ノズル体であって、その高圧水噴射孔は例えば、その円筒状のノズル軸に対して約３０〜４５度の範囲に単数もしくは２〜４箇所設けれらる。
高圧水噴射孔は、そのそれぞれの孔径が例えば、約０．０５〜２ｍｍであり、コンクリート構造物を破砕することのできる高圧水を噴射させる能力を備えたものなどが適用される。

（実施例）
図１は本実施例に係る構造物破砕装置の正面図であり、図２はその平面図であり、図３はその側面図である。以下、図面を参照して本実施例の構造物破砕装置についてさらに具体的に説明する。
図示するように、本実施例の構造物破砕装置１０は、その全体が縦横方向に対となる横フレーム１０ａ、縦フレーム１０ｂにより略矩形状に組まれた本体枠を備え、この本体枠内でＸＹＺ三軸方向にそれぞれスライド駆動自在に支持されて、高圧水を噴射する破砕ノズル１１と、破砕ノズル１１のノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持する基台部１２と、基台部１２上に支持された破砕ノズル１１をそのノズル軸方向に進退させるためのＺ軸駆動部１３と、基台部１２を左右水平方向にスライド支持するための長尺状のレールフレーム１４ａを備えたＸ軸駆動部１４と、Ｘ軸駆動部１４のレールフレーム１４ａの両端側を高さ方向にスライド支持するための縦フレーム１０ｂを有したＹ軸駆動部１５と、電動モータ１６ａを介して破砕ノズル１１のノズル軸を回転させるためのノズル回転駆動部１６などを備えている。

本体フレーム１０ａは、図示するように、コンクリート構造物Ｃの前面に所定間隔をおいてアウトリガーやボルトなどを介して基礎部分などに固定配置され、垂直方向に対となって立設されたＹ軸駆動部の縦フレーム１０ｂ間に、Ｘ軸駆動部１４のレールフレーム１４ａの両端が高さ方向（Ｙ軸方向）にスライド自在に配置されている。
各ＸＹＺ軸駆動部は、図１に示すように、各フレーム上にそれぞれの両端を固定して渡設されたチェーン１７と、このチェーン１７に噛合して回転するスプロケット１８、１８ａと、スプロケット１８、１８ａを回転駆動させるためのギアモータ１９と、スプロケット１８、１８ａ、ギアモータ１９が設けられて、フレーム上をスライドする基台部１２などを有して構成されている。

基台部１２には、搭載される破砕ノズル１１を前後方向に進退させるノズルシャフト１３ａを備えたＺ軸駆動部１３に加えて、破砕ノズル１１のノズル軸を首振回動軸を支点としてそれぞれ上下方向及び左右方向の任意角度に首振り自在に支持するための上下首振り駆動部２０と、左右首振り駆動部２１と、が設けられるとともに、破砕ノズル１１の基端側に設けられた電動モータなどのノズル回転駆動部１６を介してこのノズル軸が回転されるようになっている。
なお、図２に示すように、高圧水によって破砕されたコンクリート片の飛来による衝撃から基台部１２側をガードするための防護板２７が、破砕ノズル１１のノズルシャフト１３ａに挿通されるように取り付けられている。

また、図示するように、左右首振り駆動部２１は、基台部１２上に設けられた左右旋回アーム２２と、この左右旋回アーム２２に可動部材が連結される左右首振り用シリンダ２３と、を備えている。
さらに、この左右旋回アーム２２上には、破砕ノズル１１を上下方向に首振りするための上下首振り用シリンダ２４が設けられており、この上下首振り用シリンダ２４に連結された支持部材を介して破砕ノズル１１が支持されている。

破砕ノズル１１の基端には送水管連結部２５が設けられており、図示しない高圧水を供給するための高圧水ポンプなどに接続されている。送水管部２５は破砕ノズル１１の筒体に連結され、その内部にはノズルシャフト１３ａが回転可能に挿通され、この筒体の基端側には略球面状の滑り面を有するボールジョイントなどが設けられている。ボールジョイントは破砕ノズル１１の支持部などに設けられたボールジョイント受に回転可能に継合され支持されている。
なお、破砕ノズル１１の先端側には高圧水噴射孔２６が設けられており、高圧水ポンプから供給された高圧水がコンクリート構造物Ｃに向けて吹き付けられるようになっている。

図４〜図６は、構造物破砕装置１０におけるノズル駆動機構を説明する詳細図であり、それぞれ正面図、平面図、側面図である。
図４に示すように、基台部１２は、水平方向に渡設されたＸ軸駆動部１４のレールフレーム１４ａに嵌合して、チェーン１７やスプロケット１８、ギアモータなどからなる駆動機構によって走行スライドするように配設されるとともに、この基台部１２上には、左右首振り用シリンダ２３を介して首振りされる左右旋回アーム２２が搭載されている。すなわち、左右首振り用シリンダ２３の一端は基台部１２の延長部に接続され、このシリンダの他端が左右旋回アーム２２に回動自在に固定され、シリンダの伸縮動作に伴って、所定角度範囲で左右旋回アーム２２が、図５の平面図に示すように、左右に振られるようになっている。

また、左右旋回アーム２２に設けられた破砕ノズル１１の支持部も、上下首振り用シリンダ２４を介して、図６に示すように、上下方向に首振り可能に取り付けられている。これによって、破砕ノズル１１の先端を、施工対象となるコンクリート構造物Ｃに対して、その施工作業における最適位置に位置付けることができるように構成されている。

図７は、破砕ノズルにおける高圧水噴射孔の変形例１〜３を示す断面説明図である。図示するように、変形例１における破砕ノズル１１の先端側に形成される高圧水噴射孔２６ａは、破砕ノズル１１のノズル軸に対して傾斜配置されるようになっている。すなわち、破砕ノズルは、先端側に向けて傾斜させた３個の高圧水噴射孔２６ａを有しており、ノズル回転駆動部１６によりノズル軸が回転されることによって、コンクリート構造物Ｃの施工面における高圧水の噴射範囲を円形状に広く形成させることができる。

また、図７（ｂ）における変形例２における破砕ノズルでは、先端側に向けて傾斜させ、しかも互いに交差させた３個の高圧水噴射孔２６ｂを有しており、ノズル内における流路を確実に規制することで、高圧水の流れをコンクリート構造物Ｃに向けて安定的に噴射させることができる。

図７（ｃ）における変形例３の破砕ノズルでは、ノズル軸方向に設けた高圧水噴射孔２６ｄに加えて、破砕ノズル１１の先端側に膨出状に形成したタンク部１１ａの側壁を貫通する３個の高圧水噴射孔２６ｃを、ノズル軸に対して１５〜４５度の噴射角度をもたせて設けている。これによって、コンクリート構造物Ｃに向けて、広範囲にかつ安定的に高圧水を噴射させることを可能にしている。

これらの高圧水噴射孔２６、２６ａ〜２６ｄは、その孔径が例えば約０．０５〜２ｍｍであって、コンクリート構造物Ｃを破砕可能な圧力と水量の高圧水が高圧水ポンプなどを介して噴射されるようになっている。
なお、高圧水噴射孔が穿設される破砕ノズルの孔部分に、タングステンやモリブデンなどを含む超硬合金材や、ジルコニア、窒化珪素などのセラミックス材を適用して、高圧水の噴流に対する耐磨耗性が確保できるようにしてもよい。

以上説明したように、本考案の構造物破砕装置は、上下水平方向にそれぞれ首振可能に支持された破砕ノズルを、ＸＹＺ三軸方向に進退させる駆動部を設けることによって、コンクリート構造物に高圧水を噴射して破砕する際の、制御性とコスト性に優れた構造物破砕装置を提供することを要旨としたものであり、これに該当するものは本考案の権利範囲に属する。
例えば、破砕ノズルの先端に円筒状の穿孔ドリルを設けることによって、高圧水の噴射と穿孔ドリルによるコンクリート構造物の破砕作業を併用することで、既存の鉄筋コンクリート構造物における劣化コンクリートを破砕除去して新たなコンクリートを打設する補強作業や解体作業を効率的に行うこともできる。
また、構造物破砕装置にカメラを設置し、作業者の手元にある操作装置にモニターを設置することにより、構造物破砕装置を作業者が遠隔操作することができ、構造物破砕作業をより安全に実行することができる。

本実施例に係る構造物破砕装置の正面図である。 本実施例に係る構造物破砕装置の平面図である。 本実施例に係る構造物破砕装置の側面図である。 本実施例に係る構造物破砕装置の駆動機構を説明する正面図である。 本実施例に係る構造物破砕装置の駆動機構を説明する平面図である。 本実施例に係る構造物破砕装置の駆動機構を説明する側面図である。 本実施例に係る破砕ノズルの変形例１〜３を示す断面説明図である。

符号の説明

１０ 構造物破砕装置
１０ａ 横フレーム
１０ｂ 縦フレーム
１１ 破砕ノズル
１１ａ タンク部
１２ 基台部
１３ Ｚ軸駆動部
１３ａ ノズルシャフト
１４ Ｘ軸駆動部
１４ａ レールフレーム
１５ Ｙ軸駆動部
１６ ノズル回転駆動部
１６ａ 電動モータ
１７ チェーン
１８、１８ａ スプロケット
１９ ギアモータ
２０ 上下首振り駆動部
２１ 左右首振り駆動部
２２ 左右旋回アーム
２３ 左右首振り用シリンダ
２４ 上下首振り用シリンダ
２５ 送水管連結部
２６、２６ａ〜２６ｄ 高圧水噴射孔
２７ 防護板
Ｃ コンクリート構造物

Claims (4)

1. 構造物に高圧水を噴射して構造物を破砕する破砕ノズルと、
   前記破砕ノズルのノズル軸をその上下及び左右水平方向にそれぞれ首振可能に支持する基台部と、
   前記基台部上に支持された前記破砕ノズルをそのノズル軸方向に進退させるＺ軸駆動部と、
   前記基台部を水平方向にスライド支持するＸ軸駆動部と、
   前記Ｘ軸駆動部を高さ方向にスライド支持するＹ軸駆動部と、を有することを特徴とする構造物破砕装置。
2. 前記破砕ノズルのノズル軸を回転させるノズル回転駆動部が前記基台部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の構造物破砕装置。
3. 前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸駆動部のスライド機構が、
   長尺枠体上にその両端が固定張設されたチェーンと、
   前記チェーンに噛合して前記長尺枠体上をスライド移動するスプロケットとを有していることを特徴とする請求項１又は２記載の構造物破砕装置。
4. 前記破砕ノズルには、そのノズル軸に対して所定角度に傾斜した複数の高圧水噴射孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の構造物破砕装置。

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