JP3488856B2

JP3488856B2 - ガン装置

Info

Publication number: JP3488856B2
Application number: JP2000192830A
Authority: JP
Inventors: 昌彦辻田; 隆昭大塚
Original assignee: 株式会社ワラテック
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2004-01-19
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: JP2002011699A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木作業あるいは
建設作業等の分野において使用される表面処理（剥離又
ははつり）装置あるいは切断装置のガン装置に関し、特
に、先端のノズルから高圧水（温水を含む）を対象物に
噴射して表面処理あるいは切断をおこなうガン装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、静粛性あるいは作業環境の点において優れているこ
とから、高圧水を使用してビルの外壁の塗装又はモルタ
ルの剥離、あるいはコンクリート，石等の切断等をおこ
なう、表面処理装置あるいは切断装置が市場に提供され
ている。例えば、この種の特許として本発明者の特許第
２９６８４８２号がある。

【０００３】ところで、この表面処理装置あるいは切断
装置には、先端のノズルから高圧水を噴射して、上記塗
装の剥離あるいは石等の切断をおこなう、ガン装置を有
する。このガン装置は、ノズル、つまりガン装置全体を
作業者が手で移動させて、対象物の所望の位置の塗装等
を剥離等するものと、ガン装置が、ノズルを所定のタイ
ミングで左右あるいは上下に自動的に移動させて、対象
物の所望の位置の塗装等を剥離等するものものがある。
つまり、外壁等の塗装（塗膜）の剥離作業を例に挙げる
と、該剥離作業が高圧水（具体的には、例えば３００〜
１２００ｋｇｆ／ｃｍ² の高圧水）でおこなわれること
から、同じ位置に高圧水が噴射し続けると、塗膜等の下
のコンクリートをも削り取るような事態になる。また、
石材等の凹部の形成においても、同じ位置で高圧水が噴
射され続けると、その部分のみ所望の深さより深い凹部
が形成されるような事態となる。切断の際にも、同様に
無駄な噴射がおこなわれることになる。このような事態
を回避するために、上記ガン装置全体あるいはガン装置
のノズル部分を上下あるいは左右に揺動させることによ
って、所望の作業がおこなえるように構成している。

【０００４】ところが、従来のガン装置の場合、上記上
下あるいは左右の揺動が正確におこなえず、途中で停止
したままの状態が生じ、再起動すらできないような構成
のものであった。

【０００５】また、このような剥離あるいは切断装置の
場合、作業者が高圧水と接触すると傷害が発生する危惧
があり、従って、より圧力の低い高圧水でもって、剥離
あるいは切断ができることが望ましいことは言うまでも
ない。

【０００６】本発明は、このような現況に鑑みおこなわ
れたもので、第１に、ノズルの揺動が確実且つ円滑にお
こなえるようなガン装置を提供することを目的とし、第
２に、可及的に低い圧力の高圧水でも剥離あるいは切断
が可能なガン装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本第１の発明にかかるガ
ン装置は、先端に高圧水噴射用のノズルが設けられ且つ
枢支軸を中心に揺動する通水ロッドと、この通水ロッド
を揺動させる揺動手段と、揺動手段の揺動を制御する制
御手段を具備したガン装置であって、上記揺動手段がリ
ニア型の複動式空圧シリンダで構成されるとともに、こ
の空圧シリンダのピストンロッドが上記通水ロッドと連
結されており、上記制御手段が、切換弁を具備する空圧
回路から構成され、上記切換弁が、５ポート２位置型の
Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｒ₁ ，Ｒ₂ 切換弁によって構成され、上記
空圧回路が、空圧シリンダの一方のポートと切換弁のＡ
ポートとが接続され、空圧シリンダのもう一方のポート
と切換弁のＢポートとが接続され、切換弁のＰポートと
空圧源側が接続され、切換弁のＲ₁ ポートとＲ₂ ポート
が大気開放側に接続され、且つ、上記切換弁のパイロッ
ト受圧部分の一方が、上記空圧シリンダの一方のポート
側と、該切換弁のパイロット受圧部分のもう一方が、上
記空圧シリンダのもう一方のポート側と接続された構成
を有し、第１の状態において、ＰポートからＡポートに
圧力空気が供給されるとともに、Ｂポートは大気側に開
放され、第２の状態において、ＰポートからＢポートに
圧力空気が供給されるとともに、Ａポートは大気側に開
放され、且つ、上記切換弁の第１の状態と第２の状態が
交互に連続して形成されるよう構成されていることを特
徴とする。

【０００８】しかして、上述のように構成された本発明
にかかるガン装置によれば、空圧源から空圧が供給され
ている間は、常に、安定して、切換弁のスプールが揺動
を繰り返すことから、従来のように、ガン装置のノズル
から噴射される高圧水は、空圧シリンダによって、揺動
された状態で噴射され、従来のように、一定の部位のみ
に高圧水を噴射するような誤作動の危惧はない。

【０００９】そして、上記本発明のガン装置において、
上記切換弁のＰポートと空圧源側との間に、トリガー式
のＯＮ−ＯＦＦバルブが配設され、このトリガーが高圧
水の噴射のＯＮ−ＯＦＦ操作手段としても機能するよう
構成されていると、作業者は、このトリガー式のＯＮ−
ＯＦＦバルブを指で操作することによって、所望のとき
に、高圧水の噴射と共に、ガン装置の揺動を操作するこ
とが可能となり、且つ高圧水が噴射されている間は、常
にガン装置のノズルが揺動することから、従来のよう
な、外壁の塗膜の剥離において下地のコンクリートを傷
めるようなこともなく、且つ効率的な作業ができる構成
となる。

【００１０】また、上記本発明のガン装置において、上
記パイロット受圧部分と空圧シリンダの各ポートを接続
するそれぞれの接続路に、可変式の絞り弁が配置されて
いると、この絞り弁を調整することによって、空圧シリ
ンダの伸縮速度を任意に調整することができ、作業内容
に合わせたスピードの揺動が行える点で、優れた構成と
なる。

【００１１】本第２の発明にかかるガン装置は、先端に
加温された高圧水を噴射するためのノズルが設けられ且
つ枢支軸を中心に揺動する通水ロッドと、この通水ロッ
ドを揺動させる揺動手段と、揺動手段の揺動を制御する
制御手段を具備したガン装置であって、上記通水ロッド
あるいはその基端側の通水部に、発振装置に接続された
超音波振動子を配置したことを特徴とする。

【００１２】しかして、このように構成された本第２の
発明にかかるガン装置によると、ノズルから噴射する高
圧水は、温水と減圧により発生するキャビテーションに
よる剥離，切断効果とともに、この高圧水が超音波で加
振されてさらに活性され、従来のガン装置（本発明者の
特許第２９６８４８２号記載のガン装置）に比べてさら
に、低い圧力の高圧水、例えば２０〜３０％程度低い圧
力の高圧水でもって、同様の剥離あるいは切断能力を有
する。

【００１３】そして、上記第２の発明にかかるガン装置
において、上記超音波振動子が圧電素子であり、該超音
波振動子の振動数が２０〜６０ｋＨｚであることが、剥
離あるいは切断作業に望ましい振動数となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態（実施
例）にかかるガン装置について、図面を参照しながら説
明する。

【００１５】図１は本実施例にかかるガン装置の全体の
構成を示すカバーの側面部分をカットして内部構造を示
す全体側面図、図２は図１に示すガン装置の揺動をおこ
なわせる空圧回路の構成を示す回路図、図３は図１に示
すガン装置を含むはつりおよび切断装置の全体の概略構
成を示す概念図である。図１において、１は高圧水噴射
用のノズル、２は噴射ノズル１をノズルホルダー３を介
して先端に付着し内部を高圧水が通過する通水ロッド
（ランスロッドとも呼ばれる）、４は先端が上記通水ロ
ッド２に接続された高圧水供給パイプ、５は上記通水ロ
ッド２を枢支軸２Ａを中心に揺動させる空圧シリンダ、
６は空圧シリンダ５を伸縮動作させるための切換弁、７
は全体が筒状体の超音波発生用の圧電素子（超音波振動
子）、８は上記圧電素子７を加振する発振装置、１２は
ガン装置ＧのＯＮ−ＯＦＦ制御するトリガーである。

【００１６】図１に示すように、上記通水ロッド２は、
上記空圧シリンダ５のシリンダロッド５Ａの先端と枢着
（連結）され、この空圧シリンダ５の伸縮動作によっ
て、図１において実線と二点鎖線で示すように、所定角
度範囲内を上下に揺動するよう構成されている。そし
て、上記空圧シリンダ５は複動式の空圧シリンダで、図
示しないピストンの行程の両側の部位に圧力空気を供給
あるいは排出するためのポート５ａ，５ｂが設けられて
いる。そして、これらのポート５ａ，５ｂは、途中を省
略した接続路９によって、上記切換弁６に接続されてい
る。次に、これら切換弁６と空圧シリンダ５等によって
構成される空圧回路Ｃについて、図２を参照して説明す
る。上記切換弁６は、５ポート２位置型のもので、この
切換弁６のＡポートは、上記空圧シリンダ５の下死点側
のポート５ｂと接続され、また、切換弁６のＢポート
は、上記空圧シリンダ５の上死点側のポート５ａと接続
されている。そして、上記切換弁６のＡポートと空圧シ
リンダ５の下死点側のポート５ｂとを接続する接続路２
０から分岐した接続路２０Ｇは、切換弁６の左端部のパ
イロット受圧部分５ｄに接続されている。この接続路２
０Ｇの途中には可変式の絞り弁１０が配設されている。
そして、上記切換弁６のＢポートと空圧シリンダ５の上
死点側のポート５ａとを接続する接続路２１から分岐し
た接続路２１Ｇは、切換弁６の左端部のパイロット受圧
部分５ｅに接続されている。この接続路２１Ｇの途中に
は可変式の絞り弁１１が配設されている。また、切換弁
６のＲ₁ とＲ₂ の各ポートは、大気側に開放している。
また、切換弁６は、スプールが２位置間を移動すること
によって、上記Ｐポートと、Ａポート又はＢポートのい
ずれのポートとを接続することができるよう構成されて
いる。同様に、切換弁６は、スプールが２位置間を移動
することによって、大気側に開放されている上記Ｒ₁ と
Ｒ₂ の各ポートと、Ａポート又はＢポートのいずれのポ
ートとをスプール内の通路を介して接続することができ
るよう構成されている。そして、切換弁６のＰポート
は、手動式のＯＮ−ＯＦＦ制御弁を具備するトリガー１
２を介して、圧力源（空圧源：例えばコンプレッサーの
圧力タンク）１３側と接続されている。上記手動式のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御弁は、図１のトリガー１２形式にするこ
とが操作を容易にする点で好ましい。

【００１７】ところで、図１に図示するように、上記高
圧水供給パイプ４には、該高圧水供給パイプ４を周囲か
ら取り巻くように、上記超音波発生用の圧電素子７が配
設され、この超音波発生用の圧電素子７は、ガン装置Ｇ
内に配設された発振装置８に電気的に接続され、ガン装
置Ｇの外から供給される電気（電源）によって、高圧水
供給パイプ４内を通過する高圧水に超音波を付与するよ
う構成されている。この実施例では、２０〜６０ｋＨｚ
の周波数の超音波を与えることができるよう構成されて
いる。そして、上記構成のガン装置Ｇは、図３に図示す
るように、ガン装置Ｇの高圧水供給パイプ４は、高圧ホ
ース１４、アキュムレータ１５、温水器１６を介して、
高圧ポンプ１７の高圧吐出口１７ａに接続されている。
また、この高圧ポンプ１７の吸入口１７ｂは、清水タン
ク１８に接続され、清水タンク１８へは、フィルター１
９を介して、水源から水が供給されるよう構成されてい
る。

【００１８】なお、切断装置として使用する場合には、
図３に図示しないスラリータンクを設け、上記高圧水中
に砥粒等を混入できるよう構成するのが望ましい。

【００１９】また、特に説明していないが、手動式のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御弁を具備するトリガー１２のＯＮ−ＯＦ
Ｆ操作を検出する検出装置を設け、このＯＮ−ＯＦＦ制
御弁（トリガー１２）がＯＮになったときに、高圧水の
供給と上記発振装置８を同期して作動させるよう構成す
る。

【００２０】以下、このガン装置Ｇの作用を、はつりあ
るいは切断装置の作用とともに、説明する。即ち、例え
ば、ビルの外壁の塗装あるいはモルタルを剥離しようと
するときには、作業者あるいはロボットが、上記ガン装
置Ｇのノズル１を壁面に向け、上記トリガー１２をＯＮ
側に操作すると、上記高圧ポンプ１７から加温された高
圧水が高圧ホース１４を経て高圧水供給パイプ４に供給
され、ここで圧電素子７で超音波が付与され、上記通水
ロッド２を経て、ノズル１から壁面に向けて噴射され
る。また、その噴射とともに、上記通水ロッド２は、空
圧シリンダ５によって、上下に揺動させられる。つま
り、圧力源１３側から供給される圧力空気によって、図
２に図示する状態（第１の状態）では、切換弁６のＰポ
ートとＡポートが接続され、切換弁６のＲ₂ ポートとＢ
ポートが接続される。従って、空圧シリンダ５のシリン
ダロッド５Ａは伸長して、上記通水ロッド２は上方に向
かって移動する。

【００２１】そして、この状態で、接続路２０Ｇに作用
している空気圧によって、上記絞り弁１０を経て、切換
弁６のスプールは左側へ移動することから、その結果、
第２の状態が形成される。つまり、この第２の状態にお
いては、切換弁６のＰポートとＢポートが接続され、切
換弁６のＲ₁ ポートとＡポートが接続される。従って、
空圧シリンダ５のシリンダロッド５Ａは収縮して、上記
通水ロッド２は下方に向かって移動する。

【００２２】そして、この状態で、接続路２１に供給さ
れている空気圧によって、上記絞り弁１１を経て、切換
弁６のスプールは再び右側へ移動することから、その結
果、再び、上記第１の状態が形成される。このように、
Ｐポートに圧力空気が供給されている間は、その圧力空
気によって、上記第１の状態と第２の状態が連続して形
成される。そして、その状態を形成する切換弁６のスプ
ールの移動速度は、上記絞り弁１０および１１の絞り程
度によって、調整することが可能となっている。換言す
れば、この絞り弁１０および１１の絞り程度を変えるこ
とによって、通水ロッド２の揺動速度（揺動の時間的間
隔）を自在に変えることができる。

【００２３】この実施例にかかるガン装置によれば、ノ
ズル１から噴射される高圧水は、温水と減圧によるキャ
ビテーション効果ととともに、高圧水が超音波によって
活性化されていることから、従来の圧力より２０〜３０
％低い圧力によって、剥離を生じさせることができ、同
様に従来の圧力より低い圧力によって、切断できること
になる。また、作業者は、単にトリガー式のＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御弁１２を操作するだけでよいため、簡単に塗膜の
剥離等のはつり作業あるいは切断作業をおこなうことが
できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明にかかるガン装置によれば、第１
に、ノズルの揺動が確実且つ円滑におこなえるようなガ
ン装置を提供することができ、第２に、可及的に低い圧
力の高圧水でも剥離あるいは切断が可能なガン装置を提
供することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかるガン装置の全体の構成を示
すカバーを断面して内部構造を示す全体側面図である。

【図２】図１に示すガン装置の空圧回路の構成を示す
回路図である。

【図３】図１に示すガン装置を含むはつりおよび切断
装置の全体の概略構成を示す概念図である。

【符号の説明】

１……ノズル２……通水ロッド２Ａ……枢支軸５……空圧シリンダ５ａ，５ａ……ポート６……切換弁１３……空圧源（圧力源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ１５Ｂ 11/06 Ｆ１５Ｂ 11/15 11/15 11/06 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B26F 3/00 B05B 1/00 B05B 13/04 B28D 1/00 F15B 11/06 F15B 11/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先端に高圧水噴射用のノズルが設けられ
且つ枢支軸を中心に揺動する通水ロッドと、この通水ロ
ッドを揺動させる揺動手段と、揺動手段の揺動を制御す
る制御手段を具備したガン装置であって、上記揺動手段がリニア型の複動式空圧シリンダで構成さ
れるとともに、この空圧シリンダのピストンロッドが上
記通水ロッドと連結されており、上記制御手段が、切換弁を具備する空圧回路から構成さ
れ、上記切換弁が、５ポート２位置型のＡ，Ｂ，Ｐ，Ｒ
₁ ，Ｒ₂ 切換弁によって構成され、上記空圧回路が、空
圧シリンダの一方のポートと切換弁のＡポートとが接続
され、空圧シリンダのもう一方のポートと切換弁のＢポ
ートとが接続され、切換弁のＰポートと空圧源側が接続
され、切換弁のＲ₁ ポートとＲ₂ ポートが大気開放側に
接続され、且つ、上記切換弁のパイロット受圧部分の一
方が、上記空圧シリンダの一方のポート側と、該切換弁
のパイロット受圧部分のもう一方が、上記空圧シリンダ
のもう一方のポート側と接続された構成を有し、第１の状態において、ＰポートからＡポートに圧力空気
が供給されるとともに、Ｂポートは大気側に開放され、第２の状態において、ＰポートからＢポートに圧力空気
が供給されるとともに、Ａポートは大気側に開放され、且つ、上記切換弁の第１の状態と第２の状態が交互に連
続して形成されるよう構成されていることを特徴とする
ガン装置。
【請求項２】前記切換弁のＰポートと空圧源側との間
に、トリガー式のＯＮ−ＯＦＦバルブが配設され、この
トリガーが高圧水の噴射のＯＮ−ＯＦＦ操作手段として
も機能するよう構成されていることを特徴とする請求１
記載のガン装置。
【請求項３】前記パイロット受圧部分と空圧シリンダ
の各ポートを接続するそれぞれの接続路に、可変式の絞
り弁が配置されていることを特徴とする請求項１又は２
記載のガン装置。