JP5973877B2 - 高圧水噴射装置および出隅部研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、隅部対応型の高圧水噴射装置とこれを利用した出隅部研削方法に関する。

構造物の表面を研削する場合において、高圧水を既設構造物の表面に対して噴射するウォータージェット工法が知られている。
ウォータージェット工法では、一般的にガンタイプのノズルを利用して高圧水を噴射するため、研削対象面から研削された粒子（除去物）が飛散してしまう。

そのため、ノズルの周囲を囲うカバー材が取付けられた高圧水噴射装置が採用される場合がある（例えば、特許文献１参照）。
この高圧水噴射装置によれば、カバー材を研削対象物の表面に密着させた状態で、カバー材の内部において高圧水を噴射するため、除去物等の飛散を抑制した状態で研削を行うことが可能となる。

ところが、前記高圧水噴射装置を、出隅部を備えた柱や壁等に採用する場合には、カバー材が研削対象物の出隅部から張り出さないように施工を行う必要がある。
カバー材を出隅部に沿って配置すると、高圧水を吹きつけることができないがために角部の周囲（研削対象物の端部）の研削することができないおそれがある。

そのため、隅部を有した研削対象物に対しては、別途研削カッター等により隅部の研削を行う必要があった。

特許第２７５０８０２号公報

研削カッターによりウォータージェット工法と同程度に仕上げるには、研削カッターによる研削を繰り返し実施する必要があり、作業に手間を要していた。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、出隅部に対する施工速度を速めることができ、環境にも配慮した高圧水噴射装置および出隅部研削方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の高圧水噴射装置は、研削対象面に対して高圧水を噴射する噴射ノズルと、前記研削対象面側が開口しているとともに前記噴射ノズルを囲うスカート部と、前記スカート部の前記研削対象面側に配設されて前記スカート部の開口部分の一部を遮蔽する遮蔽プレートと、前記遮蔽プレートの表面に立設されたガイドプレートとを備えることを特徴としている。

前記遮蔽プレートは、前記スカート部の開口部分を１／３以上から１／２未満の範囲で遮蔽しているのが望ましい。

かかる高圧水噴射装置によれば、開口部の一部が遮蔽プレートにより遮蔽されているため、スカート部の一部を研削対象面から張り出させた状態で高圧水を噴射しても、高圧水や除去物などが飛散することがない。そのため、出隅部に対して、高圧水による施工を行うことができる。
また、遮蔽プレートには、ガイドプレートが立設されているため、高圧水噴射装置の位置決めが容易で、作業性に優れている。

また、本発明の出隅部研削方法は、高圧水噴射装置を利用して、二つの面が出合うことで形成された出隅部の表面を研削する出隅部研削方法であって、前記出隅部の端部から前記遮蔽プレートを張り出させた状態で前記出隅部の一方の前記面に前記スカート部を密着させるとともに、前記ガイドプレートを他方の前記面に当接させた状態で、前記噴射ノズルにより前記一方の面に対して高圧水を噴射することを特徴としている。

かかる出隅部研削方法によれば、出隅を備えた研削対象物に対して、簡易に研削作業を行うことができる。

本発明の高圧水噴射装置および出隅部研削方法によれば、研削対象物の出隅部に対して、施工速度を早めることができ、環境にも配慮した研削作業を行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係る高圧水噴射装置の使用状況を示す斜視図である。 高圧水噴射装置を示す斜視図である。 高圧水噴射装置を一方から望む分解斜視図である。 高圧水噴射装置を他方から望む分解斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は高圧水噴射装置の使用状況を示す斜視図である。 平坦な研削対象面に使用可能な高圧水噴射装置を示す参考斜視図である。 （ａ）は入隅部を備えた研削対象物に使用可能な高圧水噴射装置を示す参考斜視図、（ｂ）は同高圧水噴射装置の使用状況を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る高圧水噴射装置１は、図１に示すように、二つの面ｍ１，ｍ２が出合うことで形成された出隅部ｋ１の表面を研削するものである。
本実施形態では、研削対象物Ｓが断面矩形の柱の場合について説明するが、研削対象物Ｓは限定されるものではない。

高圧水噴射装置１は、図２に示すように、本体部２と、噴射部３と、スカート部４と、遮蔽部５とを備えている。

本体部２は、図３に示すように、ベースプレート２１と、ハンドル２２と、給水口２３と、フリーベア２４と、排水口２５を備えている。

ベースプレート２１は、板材からなり、噴射部３、スカート部４および遮蔽部５を支持している。なお、ベースプレート２１の材質や板厚は限定されない。

本実施形態のベースプレート２１は円形状を呈しており、フリーベア２４を取り付けるための取付部２１ａが複数（本実施形態では３箇所）張り出している。
取付部２１ａの中央部には、貫通孔２１ｂが形成されており、フリーベア２４の固定用軸２４ｃを挿通することが可能となっている。

ベースプレート２１の背面（研削対象面と反対側）には、ハンドル２２が固定されている。
ハンドル２２は、固定部２２ａとグリップ２２ｂとを備えて構成されている。

固定部２２ａは、ベースプレート２１の背面に固定される部分である。
グリップ２２ｂは、固定部２２ａから延設されている。本実施形態では、２本のグリップ２２ｂが、ハ字状に固定されている。なお、ハンドル２２の構成は限定されない。

給水口２３は、ベースプレート２１の背面中央に取り付けられた管材により構成されている。
給水口２３の端部（ベースプレート２１との取付部と反対側の先端）には、図示しないコネクタが設置されている。コネクタには、送水ポンプから延設された送水管が連結される。

給水口２３は、噴射部３に至る管路（図示せず）に接続されている。この管路は、ベースプレート２１の中央部を貫通している。
送水ポンプから送水された高圧水は、給水口２３を介して噴射部３に送水される。

フリーベア２４は、研削対象面に沿って高圧噴射装置1を移動させる際に研削対象面を転動する走行手段である。本実施形態では、ベースプレート２１の周縁に等間隔で３箇所に固定されている。
フリーベア２４は、図３および図４に示すように、ホルダ２４ａと、ホルダ２４ａに回転可能に支持された球体２４ｂと、ホルダ２４ａの背面（研削対象面と反対側）に固定された固定用軸２４ｃとを備えている。

ホルダ２４ａは、研削対象面側が開口した有底の筒状部材からなる。
ホルダ２４ａの開口部には、球体２４ｂが配設されている。

球体２４ｂの一部はホルダ２４ａの開口部から研削対象面側に突出している。
球体２４ｂの先端は、スカート部４の先端と同等の高さに位置している。つまり、フリーベア２４は、スカート部４を研削対象面に当接させた状態で、研削対象面上を走行可能である。

フリーベア２４は、固定用軸２４ｃを取付部２１ａの貫通孔２１ｂに貫通させて、ナットを螺着することによりベースプレート２１に固定されている。
なお、フリーベア２４の配置や固定方法は限定されない。

排水口２５は、スカート部４の内部に連通しており、スカート部４の内部からの排水を可能としている。排水口２５は、ベースプレート２１の一部を切り欠くとともに、この切欠部分に管材を配置することにより形成されている。

噴射部３は、図４に示すように、本体部の表面（研削対象面）側に取付けられていて、研削対象面に対して高圧水を噴射する。
本実施形態の噴射部３は、本体部２に回転可能に設置されたノズルホルダー３１と、ノズルホルダー３１に取付けられた複数の噴射ノズル３２，３２，…とを備えている。

ノズルホルダー３１は、ベースプレート２１の研削対象面側に並設された角柱状の部材であって、ペースプレート２１の中心の延長線を軸に回転可能に保持されている。

ノズルホルダー３１の内部には、ノズル３２に通じる管路が形成されている。給水口２３を介して送水された高圧水は、ノズルホルダー３１内の管路を通ってノズル３２に供給される。

ノズル３２は、ノズルホルダー３１に固定されている。給水口２３およびノズルホルダー３１内の管路を介してノズル３２に送水された高圧水は、研削対象面に向けて噴射される。

本実施形態では、６つのノズル３２がノズルホルダー３１に配設されている。なお、ノズル３２の数や配置は限定されない。

スカート部４は、図４に示すように、噴射部３を囲うように、本体部２の周縁に形成されている。
スカート部４の研削対象面側は開口している。

スカート部４は、壁体４１と、ブラシ４２とを備えて構成されている。
壁体４１は、ベースプレート２１の周縁に立設された円筒状の部材であって、背面側はベースプレート２１により遮蔽されており、研削対象面側は開口している。なお、壁体４１の形状は限定されるものではない。

ブラシ４２は、施工時に研削対象面に当接する部分であって、壁体４１の研削対象面側端面に設置されている。
本実施形態のブラシ４２は、壁体４１の形状に応じて円筒状に形成されている。ブラシ４２は、施工に伴い発生する除去物や高圧水が周囲に飛散することがない程度の密度および強度を有している。

遮蔽部５は、図３および図４に示すように、スカート部４の開口部分の一部を遮蔽する遮蔽プレート５１と、遮蔽プレート５１の表面に立設されたガイドプレート５２と、本体部２に固定するための取付部材５３とを備えている。

遮蔽プレート５１は、板材からなり、図２に示すように、スカート部４の開口部分の１／３を遮蔽している。なお、遮蔽プレート５１により遮蔽させるスカート部４の開口部分の範囲は限定されるものではないが、１／３以上から１／２未満の範囲を遮蔽するのが望ましい。なお、遮蔽プレート５１の材質は限定されない。

遮蔽プレート５１は、図３に示すように、背面に固定された取付部材５３を介して本体部２に固定されている。
取付部材５３は、板材をクランク形に折り曲げることにより形成されている。つまり、取付部材５３は、遮蔽プレート５１に固定される部分である第一片５３ａと、第一片５３ａの一端に立設された第二片５３ｂと、第二片５３ｂの第一片５３ａと反対側の端部から張り出す第三片５３ｃとを備えている。

取付部材５３の第一片５３ａは、遮蔽プレート５１の背面に重ね合せた状態で固定されている。
取付部材５３の第二片５３ｂは、スカート部４の高さ（壁体４１の高さとブラシ４２の高さの合計）と同等の高さを有している。
取付部材５３の第三片５３ｃには、貫通孔が形成されている。この貫通孔にはフリーベア２４の固定用軸２４ｃが連通される。取付部材５３は、固定用軸２４ｃを利用してベースプレート２１の取付部２１ａに固定される。

本実施形態では、図３に示すように、遮蔽プレート５１の背面に２つの取付部材５３，５３が固定されている。遮蔽プレート５１は、２つのフリーベア２４，２４を利用して本体部２に固定されている。なお、取付部材５３の数や配置は限定されない。

図４に示すように、遮蔽プレート５１を固定する２つのフリーベア２４，２４のうちの一方のフリーベア２４は遮蔽プレート５１の背面に配置され、他方のフリーベア２４は遮蔽プレート５１から外れた位置に配置されている。つまり、遮蔽プレート５１を固定する際に利用する２つのフリーベア２４，２４のうちの他方のフリーベア２４は、遮蔽プレートを固定する際に使用しないフリーベア２４とともに、研削対象面上を走行することが可能である。

本実施形態のガイドプレート５２は、図４に示すように、直線を呈した断面Ｌ型の部材により構成されている。ガイドプレート５２は、遮蔽プレート５１の表面に固定されている一片５２ａと、一片５２ａに立設された他片５２ｂとを備えている。他片５２ｂは、遮蔽プレート５１の表面に立設された状態となっている。

本実施形態では、断面Ｌ型の部材によりガイドプレート５２を形成したが、ガイドプレート５２の構成は限定されるものではない。例えば、遮蔽プレート５１の端部を折り曲げることにより形成してもよい。また、本実施形態では、ガイドプレート５２の他片５２ｂが遮蔽プレート５１に対して垂直に立設しているが、他片５２ｂ（ガイドプレート５２）の遮蔽プレート５１に対する角度は、出隅ｋ１の形状に応じて適宜設定すればよい。

高圧水噴射装置１による出隅部研削方法は、まず、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、出隅部ｋ１の端部（研削対象面である面ｍ１の端縁）から遮蔽プレート５１を張り出させ、かつ、出隅部ｋ１の一方の面（研削対象面）ｍ１にスカート部４のブラシ４２を密着させた状態で、高圧水噴射装置１を配置する。
このとき、ガイドプレート５２の他片５２ｂを他方の面ｍ２に当接させておく。

次に、噴射ノズル３２から一方の面ｍ１に対して高圧水を噴射して、一方の面ｍ１の表面を研削する。
高圧水の噴射は、作業員がハンドル２２を持った状態で、高圧水噴射装置１を上下に移動させながら行う。このとき、一方の面ｍ１側に配置された２つのフリーベア２４，２４（遮蔽プレート５１の背面に位置するフリーベア２４以外のフリーベア２４）は、一方の面ｍ１上を走行する。また、高圧水噴射装置１は、ガイドプレート５２が出隅部ｋ１に係止した状態であるため、出隅部ｋ１に沿って移動する。

噴射ノズル３２から噴射された高圧水は、研削対象面である面ｍ１に吹き付けられた後、排水口２５から除去物とともの排水される。

本実施形態の高圧水噴射装置１によれば、スカート部４の開口部の一部が遮蔽プレート５１により遮蔽されているため、スカート部４の一部を研削対象面から張り出させた状態で高圧水を噴射しても、高圧水や除去物などが飛散することがない。そのため、出隅部に対して、高圧水による研削施工を行うことができる。

また、遮蔽プレート５１には、ガイドプレート５２が立設されているため、高圧水噴射装置１の位置決めが容易で、作業性に優れている。つまり、ガイドプレート５２により、出隅部に沿って高圧水噴射装置１を移動させることができるため、作業性に優れている。
また、高圧水噴射装置１は、フリーベア２４が研削対象面上を走行することで、出隅部に沿った移動をより容易に行うことができる。

研削対象面に噴射された高圧水や研削対象面から除去された除去物は、スカート部４の内部から飛散することなく、排水口から排出されるため、検索作業により周囲が汚れることがない。

高圧水の噴射は、スカート部４の内部で回転する噴射ノズル３２により行われるため、研削対象面の研削が面的行われ、作業性に優れている。

なお、研削対象面が平らな場合には、図６に示すように、遮蔽部４を取外した高圧水噴射装置１ａを使用する。遮蔽部４を取り外すことで、スカート部４の開口部の全体が露出するとともに、３つのフリーベア２４の全てが露出する。

また、入隅部ｋ２を有する研削対象物Ｓ（図１参照）に対しては、図７の（ａ）に示すように、入隅部ｋ２の形状に応じたスカート部４を有した高圧噴射装置１ｂを使用する。
高圧噴射装置１ｂは、研削対象面との当接面が平坦な高圧噴射装置１ａ（図６参照）のスカート部４を、研削対象面との設置面が入隅部ｋ２の形状に応じて傾斜したスカート部４ａに交換することにより構成されている。

高圧噴射装置１ｂは、ノズル３２も入隅部ｋ２用のものに交換する。高圧噴射装置１ｂでは、ノズルホルダー３１の中央側に配置された配置された噴射ノズル３２が、隣接する他の噴射ノズル３２よりも研削対象面側に突出している。こうすることで、噴射ノズル３２先端から研削対象面までの距離を一定にする。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ 高圧水噴射装置
２ 本体部
３ 噴射部
３２ 噴射ノズル
４ スカート部
５ 遮蔽部
５１ 遮蔽プレート
５２ ガイドプレート
ｋ１ 出隅部
ｍ１，ｍ２ 面

Claims (3)

1. 研削対象面に対して高圧水を噴射する噴射ノズルと、
   前記研削対象面側が開口しているとともに、前記噴射ノズルを囲うスカート部と、
   前記スカート部の前記研削対象面側に配設されて前記スカート部の開口部分の一部を遮蔽する遮蔽プレートと、
   前記遮蔽プレートの表面に立設されたガイドプレートと、を備えることを特徴とする、高圧水噴射装置。
2. 前記遮蔽プレートが、前記スカート部の開口部分の１／３以上から１／２未満の範囲を遮蔽していることを特徴とする、請求項１に記載の高圧水噴射装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の高圧水噴射装置を利用して、二つの面が出合うことで形成された出隅部の表面を研削する出隅部研削方法であって、
   前記出隅部の端部から前記遮蔽プレートを張り出させた状態で前記出隅部の一方の前記面に前記スカート部を密着させるとともに、前記ガイドプレートを他方の前記面に当接させた状態で、前記噴射ノズルにより前記一方の面に対して高圧水を噴射することを特徴とする、出隅部研削方法。

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