JP3347112B2 - ウォータージェットによる切削方法 - Google Patents

ウォータージェットによる切削方法

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JP3347112B2 JP35333599A JP35333599A JP3347112B2 JP 3347112 B2 JP3347112 B2 JP 3347112B2 JP 35333599 A JP35333599 A JP 35333599A JP 35333599 A JP35333599 A JP 35333599A JP 3347112 B2 JP3347112 B2 JP 3347112B2
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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切削
方法に関する。
【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
める様な切削方法を提供することを目的としている。
【0009】
【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が互いに衝突するように
一定角度で噴射させて被切削物を切削する切削方法にお
いて、旋回する軸(1a)とその軸(1a)に連結され
た分岐管(2)とその分岐管(2)の両端(2a、2
b)に設けたノズル(3、4)とを備え、それらのノズ
ル(3、4)は噴射されるウォータージェット(3a、
4a)が衝突角度(θ)で衝突するように構成されかつ
分岐管(2)の軸(2A)に対し傾斜角度(φ)を回動
自在に構成したノズル装置を準備し、前記衝突角度
(θ)および傾斜角度(φ)をあらかじめ設定し、前記
旋回する軸(1a)を回転運動させながら一方向に移動
させて、ノズル(3、4)から噴流の円周方向成分と半
径方向成分を用いて一定巾で被切削物を切削するように
なっている。
【0010】さらに本発明によれば、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角度で
噴射させて被切削物を切削する切削方法において、旋回
する軸(1a)とその軸(1a)に連結された分岐管
(2)とその分岐管(2)の両端(2a、2b)に設け
たノズル(3、4)とを備え、それらのノズル(3、
4)は噴射されるウォータージェット(3a、4a)が
衝突角度(θ)で衝突するように構成されかつ分岐管
(2)の軸(2A)に対し傾斜角度(φ)を回動自在に
構成したノズル装置を準備し、前記衝突角度(θ)およ
び傾斜角度(φ)をあらかじめ設定し、前記旋回する軸
(1a)を回転させて孔を切削するようになっている。
【0011】そして本発明によれば、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角度で
噴射させて被切削物を切削する切削方法において、旋回
する軸(1a)とその軸(1a)に連結された分岐管
(21)とその分岐管(21)に対して回動自在に設け
た別の分岐管(22)とその別の分岐管(22)に設け
たノズル(26)とを備え、それらのノズル(26)は
噴射されるウォータージェットが衝突角度(θ)で衝突
するように構成されかつ別の分岐管(22)の軸に対し
傾斜角度(φ)を回動自在に構成したノズル装置を準備
し、前記衝突角度(θ)および傾斜角度(φ)をあらか
じめ設定し、前記旋回する軸(1a)を回転運動させな
がら一方向に移動させて一定巾で被切削物を切削するよ
うになっている。
【0012】また本発明によれば、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角度で噴
射させて被切削物を切削する切削方法において、旋回す
る軸(1a)とその軸(1a)に連結された分岐管
(2)とその分岐管(2)の両端(2a、2b)に設け
たノズル(3、4)とを備え、それらのノズル(3、
4)は噴射されるウォータージェット(3a、4a)が
衝突角度(θ)で衝突するように構成されかつ分岐管
(2)の軸(2A)に対し傾斜角度(φ)を回動自在に
構成したノズル装置を準備し、前記衝突角度(θ)およ
び傾斜角度(φ)をあらかじめ設定し、前記旋回する軸
(1a)を回転運動しないように固定して、一定巾を揺
動しながら移動させて一定の深さを切削するようになっ
ている。
【0013】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。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。
【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は本発明を実施する装置の一例を示
し、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、4a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、実施の態様に
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
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28D 1/00 B26F 3/00

Claims (4)

    (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が
    互いに衝突するように一定角度で噴射させて被切削物を
    切削する切削方法において、旋回する軸(1a)とその
    軸(1a)に連結された分岐管(2)とその分岐管
    (2)の両端(2a、2b)に設けたノズル(3、4)
    とを備え、それらのノズル(3、4)は噴射されるウォ
    ータージェット(3a、4a)が衝突角度(θ)で衝突
    するように構成されかつ分岐管(2)の軸(2A)に対
    し傾斜角度(φ)を回動自在に構成したノズル装置を準
    備し、前記衝突角度(θ)および傾斜角度(φ)をあら
    かじめ設定し、前記旋回する軸(1a)を回転運動させ
    ながら一方向に移動させて、ノズル(3、4)から噴流
    の円周方向成分と半径方向成分を用いて一定巾で被切削
    物を切削することを特徴とする切削方法。
  2. 【請求項2】 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角度で噴射させて被切削物を
    切削する切削方法において、旋回する軸(1a)とその
    軸(1a)に連結された分岐管(2)とその分岐管
    (2)の両端(2a、2b)に設けたノズル(3、4)
    とを備え、それらのノズル(3、4)は噴射されるウォ
    ータージェット(3a、4a)が衝突角度(θ)で衝突
    するように構成されかつ分岐管(2)の軸(2A)に対
    し傾斜角度(φ)を回動自在に構成したノズル装置を準
    備し、前記衝突角度(θ)および傾斜角度(φ)をあら
    かじめ設定し、前記旋回する軸(1a)を回転させて孔
    を切削することを特徴とする切削方法。
  3. 【請求項3】 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角度で噴射させて被切削物を
    切削する切削方法において、旋回する軸(1a)とその
    軸(1a)に連結された分岐管(21)とその分岐管
    (21)に対して回動自在に設けた別の分岐管(22)
    とその別の分岐管(22)に設けたノズル(26)とを
    備え、それらのノズル(26)は噴射されるウォーター
    ジェット(26)が衝突角度(θ)で衝突するように構
    成されかつ別の分岐管(22)の軸に対し傾斜角度
    (φ)を回動自在に構成したノズル装置を準備し、前記
    衝突角度(θ)および傾斜角度(φ)をあらかじめ設定
    し、前記旋回する軸(1a)を回転運動させながら一方
    向に移動させて一定巾で被切削物を切削することを特徴
    とする切削方法。
  4. 【請求項4】 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角度で噴射させて被切削物を
    切削する切削方法において、旋回する軸(1a)とその
    軸(1a)に連結された分岐管(2)とその分岐管
    (2)の両端(2a、2b)に設けたノズル(3、4)
    とを備え、それらのノズル(3、4)は噴射されるウォ
    ータージェット(3a、4a)が衝突角度(θ)で衝突
    すように構成されかつ分岐管(2)の軸(2A)に対し
    傾斜角度(φ)を回動自在に構成したノズル装置を準備
    し、前記衝突角度(θ)および傾斜角度(φ)をあらか
    じめ設定し、前記旋回する軸(1a)を回転運動しない
    ように固定して、一定巾を揺動しながら移動させて一定
    の深さを切削することを特徴とする切削方法。
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