JP6496131B2 - Processing unit and processing method - Google Patents
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Description
本発明は、加工ユニット及び加工方法に関する。 The present invention relates to a machining unit and a machining method.
特許文献1には、コンクリート構造体を解体するために、作業アタッチメントとしてカッターアタッチメントを取り付けた作業機械が開示されている。このカッターアタッチメントは、一対の刃部材を備えており、この刃部材を互いに接近させることで、刃部材の間にくる対象物を加工(切断や破砕を含む)する構成となっている。 Patent Document 1 discloses a work machine having a cutter attachment attached as a work attachment in order to dismantle a concrete structure. The cutter attachment includes a pair of blade members, and is configured to process (including cutting and crushing) an object between the blade members by bringing the blade members closer to each other.
特許文献1で示されるようなカッターアタッチメントは、広く鉄筋コンクリート構造物にも適用することができる。しかし、鉄筋自体(H鋼を含む)は、コンクリートに比べて、はるかに延性・展性が大きい。このため、カッターアタッチメントで鉄筋コンクリート構造物の解体をしようとしても、コンクリート部分が先に加工(切断や破砕を含む)できても、鉄筋の多い部分(鉄筋部分)では、加工作業がはかどらず、且つ意図した加工がなされずに変形しただけとなる場合がある。また、加工作業で切断したはずの鉄筋部分が、意図しないような形態で宙にぶら下がり、いつ落下するかわからないといった不安定な状態となってしまう場合も出てくる。加えて、年々コンクリート自体の強度も大きくなっている。即ち、特許文献1で示されるようなカッターアタッチメントでは、加工の対象物の構成によっては、作業がはかどらないばかりか、作業の安全性を脅かすおそれも出てきている。 The cutter attachment as shown in Patent Document 1 can be widely applied to reinforced concrete structures. However, the rebar itself (including H steel) is much more ductile and malleable than concrete. For this reason, even if you try to dismantle a reinforced concrete structure with a cutter attachment, even if the concrete part can be processed first (including cutting and crushing), there will be no processing work in the part with many reinforcing bars (rebar part), and In some cases, the intended processing is not performed and only the deformation occurs. In some cases, the rebar portion that should have been cut by the machining operation hangs in the air in an unintended form and becomes unstable, such as when it does not know when it will fall. In addition, the strength of concrete itself is increasing year by year. That is, in the cutter attachment as disclosed in Patent Document 1, depending on the configuration of the object to be processed, not only the operation is accelerated, but there is also a risk of threatening the safety of the operation.
そこで、本発明は、前記問題点等を解決するべくなされたもので、作業効率の低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能な加工ユニット及び加工方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems and the like, and has an object to provide a machining unit and a machining method capable of avoiding a reduction in work efficiency and improving work safety. To do.
本発明は、作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットであって、前記作業アタッチメントが対象物に係止される係止部を有し、前記加工ノズルを支持し、該加工ノズルを前記対象物に向ける支持機構が、前記作業アタッチメントに設けられ、該作業アタッチメントに支持されていることにより、前記課題を解決したものである。 The present invention includes a work attachment attached to a work machine, and a machining nozzle that is supported by the work attachment and that enables abrasive water jet machining by injecting a machining fluid in which an abrasive is mixed in a water jet fluid. A working unit, the work attachment having a latching portion that is latched to an object, supporting the machining nozzle, and a support mechanism for directing the machining nozzle toward the object is provided in the work attachment. by Rukoto is supported on the working attachment, it is obtained by solving the problem.
即ち、本発明においては、対象物に、アブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルを向けて、加工用流体を噴射する。このため、その対象物の少なくとも一部をアブレシブウォータージェット加工で加工することが可能となる。このとき、適当な研磨材を用いることで対象物の構造に依存した加工効率の低下を回避することが可能となる。しかも、作業アタッチメントの係止部で対象物に係止した状態とすることができる。つまり、対象物に対して加工ノズルの位置を支持する作業アタッチメントを安定して静止した状態とすることができる。このため、アブレシブウォータージェット加工を行う上で加工する部分の位置が加工途中で意図せず、ずれてしまうことを防止でき、効率的に加工を進めることが可能となる。 That is, in the present invention, the machining fluid is jetted toward the object toward the machining nozzle that enables the abrasive water jet machining. For this reason, at least a part of the object can be processed by the abrasive water jet processing. At this time, it is possible to avoid a reduction in processing efficiency depending on the structure of the object by using an appropriate abrasive. And it can be set as the state latched to the target object by the latching | locking part of the work attachment. That is, the work attachment that supports the position of the processing nozzle with respect to the object can be stably brought into a stationary state. For this reason, it is possible to prevent the position of the portion to be processed during the abrasive water jet processing from being unintentionally shifted during the processing, and the processing can proceed efficiently.
なお、前記作業アタッチメントが、前記対象物を把持可能な一対の把持部材を有し、前記係止部が、該把持部材の少なくとも一部に設けられている場合には、対象物を作業アタッチメントで把持することで、対象物に対して加工ノズルの位置をさらに安定して静止した状態とすることができる。同時に、加工ノズルで対象物を完全に切断分離する加工を行う際においては、対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、把持部材で把持しておくことができ、加工した部分(コンクリート塊や鉄骨等)の落下を防止することが可能となる。 Note that when the work attachment has a pair of gripping members capable of gripping the target object and the locking portion is provided on at least a part of the gripping member, the target object is a work attachment. By gripping, the position of the processing nozzle can be made more stable and stationary with respect to the object. At the same time, when performing the process of completely cutting and separating the object with the processing nozzle, the part that is not supported when the object is processed can be held by the gripping member, and the processed part (concrete It is possible to prevent a lump or a steel frame from falling).
なお、前記把持部材が互いの対向する端部の間の距離を短くすることで前記対象物を加工する刃部材とされ、前記加工ノズルの方向が一対の該刃部材の接近離間する平面と並行に配置されている場合には、刃部材に直接的に加工用流体が噴射されてしまうことを防止できる。つまり、アブレシブウォータージェット加工で刃部材が損耗してしまうことを確実に防止することができる。同時に、刃部材を用いることで、加工用流体で加工した対象物の残りの部分を安定して迅速に加工することができる。つまり、仮に加工残しがあっても、刃部材で完全に加工を完了させることができる。 The gripping member is a blade member that processes the object by shortening the distance between the opposing ends, and the direction of the processing nozzle is parallel to a plane in which the pair of blade members approach and separate from each other. When it is arrange | positioned, it can prevent that the fluid for a process will be jetted directly to a blade member. That is, it is possible to reliably prevent the blade member from being worn out by the abrasive water jet processing. At the same time, by using the blade member, the remaining part of the object processed with the processing fluid can be processed stably and quickly. In other words, even if there is a processing residue, the processing can be completed completely with the blade member.
なお、前記加工ノズルに連通する混入路部材が前記作業アタッチメントに支持され、該混入路部材で前記研磨材がウォータージェット流体に混入されて、前記加工用流体が該加工ノズルから噴射される場合には、研磨材の混入された加工用流体の流路を最小限の長さにできる。即ち、加工用流体の流れで損耗する部材を最小限に抑えることができ、故障の発生と消耗部材の交換費用とを低減することが可能となる。 When the mixing path member communicating with the processing nozzle is supported by the work attachment, the abrasive is mixed into the water jet fluid by the mixing path member, and the processing fluid is ejected from the processing nozzle. Can minimize the length of the flow path of the processing fluid mixed with the abrasive. That is, it is possible to minimize the members that are worn out by the flow of the working fluid, and it is possible to reduce the occurrence of failure and the replacement cost of the consumable members.
なお、前記支持機構が、前記加工ノズルの方向を変える回転機構と、該加工ノズルの位置を変える移動機構と、を備える場合には、対象物において加工用流体の当たる領域を広くすることができる。このため、より大きな対象物を効率よく加工することが可能となる。 When the support mechanism includes a rotating mechanism that changes the direction of the processing nozzle and a moving mechanism that changes the position of the processing nozzle, a region where the processing fluid hits the object can be widened. . For this reason, it becomes possible to process a larger target object efficiently.
なお、前記支持機構により、前記加工ノズルの方向が前記対象物の前側面から背側面まで向けることが可能とされている場合には、加工ノズルで少なくとも対象物を全外周の半分の方向から加工を実現することが可能となる。 When the processing mechanism allows the direction of the processing nozzle to be directed from the front side surface to the back side surface of the object, the processing nozzle processes at least the object from the half of the entire outer periphery. Can be realized.
なお、前記支持機構が、無線操作により制御される場合には、有線操作の場合に比べて、加工ユニットの適用範囲を広げることが可能となる。 When the support mechanism is controlled by wireless operation, the application range of the processing unit can be expanded as compared with the case of wired operation.
なお、更に、前記対象物の加工される部分に散水可能な散水機構を備える場合には、対象物が加工される際の粉塵の発生を抑制することができる。同時に、加工ノズルで加工される位置を、相応に散水で洗い流し、異物を排除することもできる。 Furthermore, in the case where a sprinkling mechanism capable of sprinkling water is provided in the processed portion of the object, generation of dust when the object is processed can be suppressed. At the same time, the position to be processed by the processing nozzle can be washed away with watering to remove foreign matter.
なお、前記散水機構は、前記ウォータージェット流体を散水する場合には、加工ユニットに接続される流路を増やす必要はなく、構成を単純化でき、加工ユニットの大きな姿勢自由度を確保することができる。 Note that the watering mechanism does not need to increase the number of flow paths connected to the processing unit when watering the water jet fluid, can simplify the configuration, and ensure a large degree of freedom of posture of the processing unit. it can.
なお、本発明は、作業機械に取り付けられる作業アタッチメントと、該作業アタッチメントで支持され、ウォータージェット流体に研磨材が混入された加工用流体を噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットを用いた加工方法であって、対象物に前記作業アタッチメントを係止させる工程と、該対象物に前記加工ノズルを向け、該加工ノズルから前記加工用流体を噴射し、該対象物の少なくとも一部を加工する工程と、を含むことを特徴とする加工方法と捉えることも可能である。 The present invention includes a work attachment attached to a work machine, a processing nozzle supported by the work attachment and capable of performing an abrasive water jet process by injecting a processing fluid in which an abrasive is mixed in a water jet fluid, A processing method using a processing unit comprising: a step of locking the work attachment to an object; directing the processing nozzle to the object; and injecting the processing fluid from the processing nozzle; It can also be regarded as a processing method characterized by including a step of processing at least a part of an object.
なお、更に、前記加工ノズルで前記対象物を完全に切断分離する加工を行う際には、該対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、前記作業アタッチメントで保持する工程を含むことを特徴とする加工方法と捉えることも可能である。 In addition, when performing the process of completely cutting and separating the object with the processing nozzle, the process attachment includes a step of holding a portion that is not supported when the object is processed with the work attachment. It can also be regarded as a characteristic processing method.
本発明によれば、作業効率の低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to avoid a decrease in work efficiency and improve work safety.
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
最初に、本実施形態に係るバックホウ(作業機械)100の構成について、図1を用いて説明する。なお、このバックホウ100は、建物解体業・建物改修業や廃棄物処理業などに広く用いることができる。 Initially, the structure of the backhoe (work machine) 100 which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. The backhoe 100 can be widely used in a building demolition business, a building repair business, a waste disposal business, and the like.
バックホウ100は、図1に示す如く、車体120とアーム体127と加工ユニット140とを備える。車体120は、クローラ式の走行体122と旋回機構124と旋回体126とを備える。即ち、旋回体126は旋回機構124により走行体122に対して回転可能とされている。旋回体126には運転室126Aが設けられている。運転室126Aは、密閉可能な構成であり、雨風を遮断でき且つエアコンにより温度調節が可能とされている。即ち、運転者は、天候に左右されず、バックホウ100を安定して操作することができる(これに限らず、バックホウは無人操作されてもよい)。旋回体126には、上下揺動自在のアーム体127が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the backhoe 100 includes a
アーム体127は、図1に示す如く、旋回体126に取り付けられるブーム128とブーム128の先端に取り付けられるアーム132とを備える。アーム132は、シリンダ機構130により揺動可能とされている。アーム132の先端には対象物OBを加工する加工ユニット140が取り付けられている。加工ユニット140は、リンク機構136を介してシリンダ機構134により揺動可能とされている。即ち、バックホウ100は、加工ユニット140を上下方向及び前後左右方向に移動可能としている。
As shown in FIG. 1, the
次に、加工ユニット140について、図1〜図3を用いて概略的に説明する。
Next, the
加工ユニット140は、図1、図2(A)に示す如く、バックホウ100に取り付けられるカッターアタッチメント(作業アタッチメント)CTと、流体加工機構160と、を備える。カッターアタッチメントCTは、加工対象となる対象物OBを把持可能な一対の刃部材(把持部材)156、158を有する(例えば鉄骨カッターなど)。なお、一対の刃部材156、158は、カッターアタッチメントCTを対象物OBに係止させる係止部ともいえる(この係止は、刃部材156、158を対象物OBに押し付けることで、刃部材156、158の対象物OBへの食い込みや、刃部材156、158と対象物OBとの摩擦力の増加などで、実現することができる)。流体加工機構160は、加工ノズル170と支持機構172とを備える。加工ノズル170は、カッターアタッチメントCTで支持され、ウォータージェット流体WFに研磨材ABが混入された加工用流体CFを噴射しアブレシブウォータージェット加工を可能とする。支持機構172は、加工ノズル170を支持し、加工ノズル170を把持された対象物OBに向けることができる。
The
次に、加工ユニット140について、以下、図2(A)、(B)、図3を用いて詳細に説明する。
Next, the
前記カッターアタッチメントCTは、図2(A)に示す如く、フレーム146とブラケット150と刃部材156、158とを備える。フレーム146には揺動軸142とリンク軸144とが設けられている。揺動軸142が上述したアーム132に係合し、リンク軸144が上述したリンク機構136に係合する。このため、フレーム146は、揺動軸142を中心として揺動駆動される。フレーム146の先端には回転機構148が設けられており、回転機構148を介してブラケット150はフレーム146に対して回転可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 2A, the cutter attachment CT includes a
ブラケット150の先端には、図2(A)に示す如く、2つの取付け軸152、154が設けられている。取付け軸152、154はそれぞれ、刃部材156、158を回動可能に取り付けている。刃部材156、158の根元側(ブラケット150側)には、図示せぬシリンダ機構が設けられている。このシリンダ機構がアーム体127から伝達される油圧により駆動されることで、取付け軸152、154を支点として、刃部材156、158の互いに向き合う端部が中心軸Oに対して対称に接近離反可能とされている。
As shown in FIG. 2A, two mounting
刃部材156、158はそれぞれ、図2(A)に示す如く、互いの対向する端部が刃部156A、158Aとされ、刃部156A、158Aの間の距離を短くすることで対象物OBを加工することができる。
As shown in FIG. 2 (A), the
前記流体加工機構160は、図3に示す如く、高圧流体発生部164と、研磨材貯留部166と、研磨材供給部168と、混入路部材169と、加工ノズル170と、支持機構172と、を備える。
As shown in FIG. 3, the
高圧流体発生部164は、図3に示す如く、水(水を主成分とする水溶液を含む)を高圧状態(例えば200MPaから400MPa)のウォータージェット流体WFにして流体供給路164Aへ送出する機構(例えば高圧ポンプなど)である。
As shown in FIG. 3, the high-
研磨材貯留部166は、図2(A)、図3に示す如く、ウォータージェット流体WFに混入される研磨材ABを貯留する部分である。研磨材ABが消費されると、研磨材貯留部166が例えばカセットで交換されることで、外部から研磨材ABを容易に補充することができる。
As shown in FIGS. 2A and 3, the
研磨材供給部168は、図2(A)、図3に示す如く、圧縮空気を発生させ、研磨材供給路168Aを介して研磨材貯留部166に存在する研磨材ABをウォータージェット流体WFに混入させる。なお、この圧縮空気の圧力はウォータージェット流体WFの圧力よりも大きくされている(これに限らず、オリフィスによって発生する負圧や重力の利用で研磨材ABをウォータージェット流体WFに混入させてもよい)。このため、ウォータージェット流体WFが研磨材供給部168に入り込むことを防止でき、且つウォータージェット流体WFに研磨材ABを安定して混入することができる。
As shown in FIG. 2A and FIG. 3, the abrasive
混入路部材169は、図2(B)、図3に示す如く、加工ノズル170に連通している。そして、混入路部材169には、流体供給路164Aと研磨材供給路168Aとが接続されている。このため、混入路部材169で研磨材ABがウォータージェット流体WFに混入され、加工用流体CFが加工ノズル170から噴射されることとなる。混入路部材169は、支持機構172に軸Pを中心に回動可能に支持されている(つまり、支持機構172は、加工ノズル170の噴射口170Aの方向を変える回転機構である)。実際には、混入路部材169に接続される部分の流体供給路164A及び研磨材供給路168Aは伸縮可能且つ屈曲可能な材質とされているので、混入路部材169は所定の範囲(例えば中心軸Oから±数十度)で回動が可能である。なお、流体供給路164Aと研磨材供給路168Aとは、軸Pに対して互いに反対方向から接続される。このため、高圧流体発生部164及び研磨材供給部168から混入路部材169にかかる力を相応に相殺でき、混入路部材169の軸Pを一方向に傾斜させる力を低減することができる。
The mixing
加工ノズル170は、図2(A)、(B)に示す如く、軸Pに直交するように混入路部材169によって支持されている。加工ノズル170の噴射口170Aの開口径は、例えば数百μmから数mm以下とされている。なお、図2(A)、(B)において、白抜き矢印は、加工ノズル170の回動方向を示している。また、図3において、右端の白抜き矢印は高圧流体発生部164に供給される水の流れを示しており、左端の白抜き矢印は加工ノズル170から噴出される加工用流体CFの方向を示している。
2A and 2B, the
なお、図3に示す如く、高圧流体発生部164はアーム体127に支持されている。そして、図2(A)に示す如く、研磨材貯留部166と研磨材供給部168と支持機構172とは、カッターアタッチメントCTのブラケット150に支持されている(必ずしもこのように支持されていなくてもよい)。支持機構172は、混入路部材169を回動可能に支持し、軸Pが中心軸Oに来るように配置されている。このため、加工ノズル170の方向は、一対の刃部材156、158の接近離間する平面と並行に配置されている。
As shown in FIG. 3, the high-
なお、支持機構172は、支持機構172に設けられた電源(不図示)で動作する無線操作により制御される(送信機は例えば、運転室126Aで操作される)。支持機構172は、電源(不図示)で動く電動モータでもよいし、アーム体127から供給される油圧を利用する油圧モータや油圧シリンダの機構でもよい。
The
次に、加工ユニット140の動作手順を説明する。なお、ここでは、対象を鉄筋コンクリート構造物とする。
Next, the operation procedure of the
まず、カッターアタッチメントCTの一対の刃部材156、158で鉄筋コンクリート構造物の加工対象(切断対象)となる部分のコンクリート部分をできるだけ破砕する。そして、一対の刃部材156、158で対象物OB(主に残る鉄筋部分)を把持し、固定する。言い換えれば、一対の刃部材156、158で対象物OBにカッターアタッチメントCTを係止させる。その際には、把持した部分を圧縮して流体加工機構160による加工範囲(切断範囲)をできるだけ小さくまとめる。
First, the concrete portion of the portion to be processed (cutting target) of the reinforced concrete structure is crushed as much as possible by the pair of
次に、把持された対象物OBに加工ノズル170の噴射口170Aを向ける。本実施形態では、中心軸Oと加工ノズル170の方向とが初期状態で一致しているので、一対の刃部材156、158で、対象物OBを把持した段階で、加工ノズル170の噴射口170Aが対象物OBに向けられる。
Next, the
次に、加工ノズル170から加工用流体CFを噴射し、対象物OBの少なくとも一部(カッターアタッチメントCTで加工(切断)が容易となるための必要最低限の箇所)を加工(切断)する(もちろん全てでもよい)。このとき、加工用流体CFの噴射された対象物OBの領域の加工状況(切断状況)に合わせて、加工ノズル170を支持機構172で回動させる。同時に、その加工状況に合わせて、刃部材156、158による把持位置を適宜変えてもよい。
Next, the processing fluid CF is ejected from the
次に、加工用流体CFの噴射を止め、加工状態に応じて刃部材156、158を移動させ、刃部材156、158によって所望の加工(切断)を完了させる。なお、この刃部材156、158による加工は、流体加工機構160の動作前に行ってもよいし、流体加工機構160による加工と交互に行うようにしてもよい。あるいは、コンクリート部分を加工破砕せずに、カッターアタッチメントCTで対象物OBを把持し、そのまま、加工ノズル170によって、コンクリート部分ごと加工してもよい。
Next, injection of the machining fluid CF is stopped, the
なお、加工ノズル170で対象物OBを完全に切断分離する加工を行う際には、対象物OBが加工された際に支持されなくなる部分を、カッターアタッチメントCTで保持するようにする。具体的に、例えば下からのみ支持される垂直に立つ鉄筋コンクリート構造物などの対象物OBをその途中の高さで完全に切断分離する加工を行う場合がある。
In addition, when performing the process of completely cutting and separating the object OB with the
このときには、まず、一対の刃部材156、158の上側に加工ノズル170が来るように加工ユニット140を向ける。そして、刃部材156、158及び加工ノズル170で対象物OBを加工(切断)する(いずれか一方によって加工してもよいし、交互に加工してもよい)。その際には、適宜刃部材156、158で、対象物OBを把持し、加工ノズル170で加工する。そして、対象物OBの加工位置(切断位置)よりも上側に来る部分が、完全に切断分離する状況に至る際には、回転機構148により、一対の刃部材156、158の下側に加工ノズル170が来るように加工ユニット140を向ける。そして、対象物OBの加工位置(切断位置)よりも上側に来る部分を一対の刃部材156、158で把持し、対象物OBの加工位置(切断位置)を加工ノズル170で加工する。
At this time, first, the
このように、本実施形態においては、一対の刃部材156、158で把持した状態の対象物OBに、アブレシブウォータージェット加工を可能とする加工ノズル170を向けて、加工用流体CFを噴射する。このため、その対象物OBの少なくとも一部をアブレシブウォータージェット加工で加工することが可能となる。このとき、適当な研磨材ABを用いることで対象物OBの構造に依存した加工効率の低下を回避することが可能となる。しかも、その対象物OBはカッターアタッチメントCTの刃部材156、158で把持された状態となる。即ち、対象物OBに対して加工ノズル170の位置を極めて安定して静止した状態とすることができる。このため、アブレシブウォータージェット加工を行う上で加工する部分の位置が加工途中で意図せず、ずれてしまうことを防止でき、効率的に加工を進めることが可能となる。更に、カッターアタッチメントCTが回転機構148を備えているので、加工ノズル170と刃部材156、158との上下左右関係を容易に変更することができる。このため、加工ノズル170で対象物OBを完全に切断分離する加工を行う際においては、対象物OBが加工された際に支持されなくなる部分を刃部材156、158で把持しておくことが容易となり、加工した部分(コンクリート塊や鉄骨等)の落下を防止できる(なお、回転機構がなくても、バックホウの位置を変えることで、加工ノズルと刃部材との上下左右関係は変更可能なので、加工した部分(コンクリート塊や鉄骨等)の落下を防止できる)。加えて、対象物OBを加工するのは、加工用流体CFである。このため、加工で生じる粉塵自体を低減でき、且つその粉塵の空気中への飛散を、加工用流体CF自体で抑制することも可能となる。同時に、加工で火花が出ることもなく、加工工程で可燃物、可燃ガスへの印加で、火災や爆発などの発生も防止できる。
As described above, in this embodiment, the machining fluid CF is ejected toward the object OB held by the pair of
また、本実施形態では、刃部材156、158は互いの対向する端部(刃部156A、158A)の間の距離を短くすることで対象物OBを加工することができる。そして、加工ノズル170の方向は、一対の刃部材156、158の接近離間する平面と並行に配置されている。このため、刃部材156、158に直接的に加工用流体CFが噴射されてしまうことを防止できる。つまり、アブレシブウォータージェット加工で刃部材156、158が損耗してしまうことを確実に防止することができる。同時に、刃部材156、158を用いることで、加工用流体CFで加工した対象物OBの残りの部分を安定して迅速に加工することができる。つまり、仮に加工残しがあっても、刃部材156、158で完全に加工を完了させることができる。なお、これに限らず、対象物OBを把持するのが刃部を備えない把持部材で構成されていてもよい(グラップルなど)。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、加工ノズル170に連通する混入路部材169がカッターアタッチメントCTに支持され、混入路部材169で研磨材ABがウォータージェット流体WFに混入されて、加工用流体CFが加工ノズル170から噴射される。このため、研磨材ABの混入された加工用流体CFの流体加工機構160の中の流路を最小限の長さにできる。即ち、加工用流体CFの流れで損耗してしまう部材を支持機構172で支持される加工ノズル170と混入路部材169だけに抑えることができ、故障の発生と消耗部材の交換費用とを低減することが可能となる。そして、部材交換の容易性と低コスト化が可能となる。なお、これに限らず、混入路部材がカッターアタッチメントではなく、アーム体に支持されていてもよい。
In the present embodiment, the mixing
また、本実施形態では、支持機構172が、加工ノズル170の噴射口170Aの方向を変える回転機構である。そして、この回転機構で回動される軸Pと回動の中心が一致する混入路部材169は中心軸O上に位置し、且つ加工ノズル170の向きは初期状態で中心軸Oの方向と一致している。このため、加工ノズル170は、回転機構を初期状態から回動させなくても対象物OBに当たるように加工用流体CFを噴射できる。また、回転機構による加工ノズル170の角度変更で加工個所の効果的な拡大が可能である。なお、これに限らず、支持機構が固定され、軸Pが中心軸O上に位置し且つ加工ノズルの向きは初期状態で中心軸Oの方向と一致していてもよい。カッターアタッチメントCTの把持位置及び把持方向を変化させることでも、加工個所の範囲を変更することは可能となるからである。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、支持機構172が無線操作により制御される。このため、有線操作の場合に比べて、線がついていない分、加工ユニット140の操作上の制限がなく、自在な高さや場所に移動でき、適用範囲を広げることが可能となる。
In the present embodiment, the
即ち、本実施形態では、加工作業の効率低下を回避でき且つ作業の安全性も向上させることが可能である。このため、加工ユニット140は、従来よりも鉄筋が太く且つ多く、コンクリートの厚みや強度が大きい鉄筋コンクリート構造物(例えば、原子力発電所の廃炉や、それに類する施設・構造物)の解体や一部除去、撤去、取り壊しにも適用することができる。そして、刃部材156、158の刃部156A、158Aの摩耗も低減できる。更には、カッターアタッチメントCTへの余計な負荷も低減できる。つまり、カッターアタッチメントCTへ動力を供給する油圧ホースのパンク等の破損や、アーム体127のリンク機構136などの関節部への無理な力がかかることを解消できる。このため、故障、修理が低減でき、バックホウ100の保守管理を含めた全体的なコストを低減することも可能となる。
That is, in this embodiment, it is possible to avoid a reduction in efficiency of the machining operation and to improve the safety of the operation. For this reason, the
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、第1実施形態では、支持機構172が加工ノズル170の方向を変える回転機構であったが、これに限定されない。例えば、図4、図5に示す第2実施形態の如くであってもよい。なお、第2実施形態では、第1実施形態とは主に支持機構が異なるだけなので、第2実施形態では、主に第1実施形態と異なる部材に符号をつけ、重複する説明は省略する。なお、図4において、白抜き矢印は、支持機構272における移動可能な方向を示している。
For example, in the first embodiment, the
第2実施形態では、図5に示す如く、支持機構272が加工ノズル270の方向を変える回転機構273、280と加工ノズル270の位置を変える移動機構277とを備える(回転機構273、280と移動機構277とは、電源(不図示)で動く電動モータを適用した機構(ボールねじやリニアモータ、歯車減速機構など)でもよいし、アーム体から供給される油圧を利用するシリンダ機構でもよい)。具体的には、軸Pが中心軸O上に来るように、回転機構273の固定部274がブラケット250に取り付けられている。固定部274に対して回動する回転軸276に、移動機構277のレール部278が取り付けられている。レール部278は、移動機構277の移動部279を直線移動可能に支持する。移動部279には、回転機構280の支持部281が取り付けられている。支持部281に対して回転部282が回動可能に支持されている。なお、回転部282は、混入路部材となっており、ここでウォータージェット流体WFに研磨材ABが混入される。支持機構272は、支持機構272に設けられた電源(不図示)で動作する無線操作により制御される。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
本実施形態では、支持機構272が、加工ノズル270の方向を変える回転機構273、280と、加工ノズル270の位置を変える移動機構277と、を備える。このため、刃部材で把持された対象物OBにおいて、加工ノズル270をより広い範囲で適用できるようになり、加工用流体CFの当たる領域を広くすることができる。即ち、より大きな対象物OBを効率よく加工することが可能となる。
In the present embodiment, the
なお、回転機構と移動機構との組み合わせは第2実施形態に限定されず、例えば図6、図7で示す第3実施形態の如くであってもよい。なお、第3実施形態では、上記実施形態とは主に支持機構が異なるだけなので、第3実施形態では、主に上記実施形態と異なる部材に符号をつけ、重複する説明は省略する。なお、図6(A)、(B)において、白抜き矢印は支持機構372における移動可能な方向を示している。また、破線輪郭は、加工ノズル370が移動した際の位置と方向の一例を示している。
The combination of the rotation mechanism and the movement mechanism is not limited to the second embodiment, and may be, for example, the third embodiment shown in FIGS. In the third embodiment, since the support mechanism is mainly different from the above embodiment, in the third embodiment, members different from those in the above embodiment are denoted by reference numerals, and redundant description is omitted. In FIGS. 6A and 6B, the white arrow indicates the direction in which the
第3実施形態では、図7に示す如く、支持機構372が回転機構373、380と移動機構377とを備える。移動機構377は、2つのレール部378A、378Bと移動部379とで構成されている。2つのレール部378A、378Bは円弧形状となっており、図6(A)、(B)に示す如く、レール部378Bがレール部378Aに対して伸縮する形態となっている。このため、対象物OBの大きさに応じてレール部378Bの伸縮量を変更することで、対象物OBの反対側にも加工ノズル370を移動できる。言い換えれば、支持機構372により、加工ノズル370の方向が対象物OBの前側面から背側面まで向けることが可能とされている。このため、加工ノズル370で少なくとも対象物OBを全外周の半分の方向から加工を実現することが可能となる。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the
また、第3実施形態では、レール部378A、378Bが円弧形状なので、レール部378A、378Bに対して局所的に大きな応力がかかることを防止できる。
In the third embodiment, since the
また、回転機構と移動機構との組み合わせは上記実施形態に限定されず、例えば図8、図9で示す第4実施形態の如くであってもよい。なお、図8(A)、(B)において、白抜き矢印は支持機構472における移動可能な方向を示している。
Further, the combination of the rotation mechanism and the movement mechanism is not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, the fourth embodiment shown in FIGS. 8A and 8B, a white arrow indicates a direction in which the
第4実施形態では、図9に示す如く、支持機構472が回転機構473と移動機構477とを備える。移動機構477では、2つのレール部478A、478Bが直線形状となっている。そして、レール部478Bに対して移動部479が所定の長さまで延びたところで、移動部479がその伸縮方向から所定の角度(例えば90度)に屈曲する構成となっている(図8(B))。このため、目標とする対象物OBの大きさをある程度定めておくことで、第3実施形態のように、加工ノズル470で少なくとも対象物OBを全外周の半分の方向から加工を実現することが可能である。また、この実施形態では、2つの加工ノズル470が移動部479に固定的(可動でもよい)に設けられており、その加工ノズル470の噴射方向が(完全な平行でなく)ある程度互いに向き合う構成となっている。このため、対象物OBの側面を同時に2か所で加工可能となるので、加工作業をより高速化することが可能となる。なお、本実施形態では、移動部479が混入路部材となっている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the
なお、上記実施形態では、バックホウが比較的小型のものであったが、図10に示す第5実施形態の如くであってもよい。第5実施形態では、バックホウ500がより大型のものとされている。このため、加工ノズル570から距離を長くすることができ、加工用流体CFの車体520や作業員への影響をより低減することが可能となる。同時に、カッターアタッチメントCTを大型にでき、より大きな対象物OBをバックホウ500で把持した状態とすることができる。
In the above embodiment, the backhoe is relatively small, but it may be as in the fifth embodiment shown in FIG. In the fifth embodiment, the
なお、本実施形態では、カッターアタッチメントCTは、クラッシャーと呼ばれる破砕用の刃部を備えている。なお、クラッシャーはこの形に限定されるものではなく、図11に示す第6実施形態の如くであってもよい。 In the present embodiment, the cutter attachment CT includes a crushing blade portion called a crusher. The crusher is not limited to this shape, and may be as in the sixth embodiment shown in FIG.
第6実施形態では、加工ユニット640のカッターアタッチメントCTが第5実施形態とは異なる形状のクラッシャーとされている。そして、この加工ユニット640は、中心軸O上に第1実施形態と同様の流体加工機構660を備えた(中心軸O上に軸Pが配置されている)上で、更に、散水機構680を備えている。散水機構680は、水(水を主成分とする流体を含む)を散水ノズル686から散水することが可能とされている。散水機構680は、軸Qが中心軸O上に来るように配置されている(必ずしもそのような配置でなくてよい)。散水機構680は、支持部682と回転部684と散水ノズル686とを備える。支持部682は、ブラケット650に取り付けられている。そして、支持部682は、軸Qを中心にして回転部684を回転可能に支持している。回転部684は、軸Qに対して散水ノズル686を傾斜可能に支持している。
In the sixth embodiment, the cutter attachment CT of the
散水機構680は、図示しない送信機(前述の送信機と同一でもよいし、別でもよい)で無線操作される。この送信機では、散水ノズル686からの散水の開始・停止と散水ノズル686の回転傾斜とを制御することができる。このため、散水ノズル686の方向を適宜対象物OBの加工される部分に向けて散水することが可能であり、対象物OBが加工される際の粉塵の発生を効果的に抑制することができる。
The watering
散水ノズル686からは、(加工ノズル670から噴射される)ウォータージェット流体WFが流路の切り替えで散水される。このため、加工ユニット640に接続される流路を増やす必要はなく、構成を単純化でき、加工ユニット640の大きな姿勢自由度を確保することができる。
From the watering
散水ノズル686のノズル径は、加工ノズル670のノズル径よりも大きくされている。このため、加工ノズル670で加工される位置を、適宜散水ノズル686からの散水で洗い流し、異物を排除することもできる。つまり、加工ノズル670による加工位置をより正確に定めることも可能となる。
The nozzle diameter of the watering
なお、本実施形態では、中心軸O上に、流体加工機構660の軸Pと散水機構680の軸Qとが刃部材656、658から順番に配置されていたが、これに限らず、軸Pと軸Qとが一致(流体加工機構と散水機構とが重ねて配置される)してもよいし、流体加工機構と散水機構との順番が異なってもよい。また、ブラケット650の片側にのみ流体加工機構660と散水機構680の両方が配置されているのではなく、流体加工機構と散水機構とが互いにブラケットの反対側に配置されていてもよい。あるいは、図12に示す第7実施形態のように、散水機構780がアーム732に取り付けられた支持部733上に配置される形でもよい(他の符号の説明は、上記実施形態と重複する内容となるので省略する)。
In the present embodiment, the axis P of the
また、散水機構680はこれに限らず、送信機により無線操作されなくてもよい。また、散水ノズルは、固定されていてもよいし、回転だけや傾斜だけがなされてもよい。そして、散水機構から散水される水とウォータージェット流体WFとは別とされていてもよい。その場合には、散水ノズルからの散水のタイミングが、加工ノズルからの噴射のタイミングに制限されず、それぞれを同時に行うことが可能となる。なお、散水機構からは、水だけでなく、泡状物などを同時放出する、あるいは時分割して放出するようにしてもよい。
The watering
また、上記実施形態では、対象物OBを主に切断することを想定して、加工ノズルを用いていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図13に示す第8実施形態の如くであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the processing nozzle was used supposing cut | disconnecting the target object OB mainly, this invention is not limited to this. For example, it may be as in the eighth embodiment shown in FIG.
第8実施形態では、流体加工機構860の加工ノズル870を切断ではなく、対象物OBのはつりや表面研磨に適用している。なお、符号は異なるものの、上記実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
In the eighth embodiment, the
まず、カッターアタッチメントCTの一対の刃部材856、858の先端にそれぞれ、脱着可能な(破線で示す)係止部857、859が設けられている。係止部857、859の先端には複数の突起857A、859Aが設けられている。この突起857A、859Aを対象物OBに対して付き当てることで、対象物OBに突起857A、859Aをめり込ませたり、あるいは対象物OBと突起857A、859Aとの間の摩擦力を増大させたりすることが可能である。即ち、この係止部857、859により、カッターアタッチメントCTを対象物OBに係止させることができる。このため、一対の刃部材856、858で対象物OBを把持しなくても、対象物OBに対して加工ノズル870の位置を支持するカッターアタッチメントCTを安定して静止した状態とすることができる。加えて、刃部材856、858の開閉状態で、加工ノズル870の先端と(突起857A、859Aの外側に来る)対象物OBとの距離も調整可能である。つまり、本実施形態では、加工用流体CFの圧力の調整に加えて、刃部材856、858の開閉状態で、はつり量を調整することが可能となる。
First,
一方、流体加工機構860は、第2実施形態の流体加工機構260と同様の構成である。つまり、流体加工機構860は、対象物OBの表面に対して、加工ノズル870の向きを同一の角度(例えば直角)に保ちながら、平行に移動させることを可能としている。
本実施形態では、カッターアタッチメントCTが、対象物OBを把持可能な一対の刃部材856、858を有し、係止部857、859が、刃部材856、858の少なくとも一部に設けられている構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、作業アタッチメントが一対の刃部材や把持部材を有さずに単にブラケットを有し、加工ノズルを支持するブラケットに係止部が直接設けられている構成であってもよい。また、本実施形態では、対象物OBのはつりや表面研磨といったことを行うことを説明したが、本実施形態の構成で、対象物OBを切断してもよい。
On the other hand, the
In the present embodiment, the cutter attachment CT has a pair of
本発明は、特に鉄筋コンクリート構造物に対応可能であり、建物解体業・建物改修業や廃棄物処理業などに広く適用することができる。 The present invention is particularly applicable to a reinforced concrete structure, and can be widely applied to a building demolition industry, a building repair industry, a waste disposal industry, and the like.
100、500、700…バックホウ
120、520、720…車体
122、522、722…走行体
124、524、724…旋回機構
126、526、726…旋回体
127、527、727…アーム体
128、528、529、728、729…ブーム
130、134、530、534、730、734…シリンダ機構
132、532、732…アーム
136、536、736…リンク機構
140、240、340、440、540、640、740、840…加工ユニット
142…揺動軸
144…リンク軸
146…フレーム
148、273、280、373、380、473…回転機構
150、250、350、450、550、650、750、850…ブラケット
152、154…取付け軸
156、158、556、558、656、658、856、858…刃部材
156A、158A、556A、558A、656A、658A…刃部
160、260、360、460、560、660、760、860…流体加工機構
164…高圧流体発生部
164A…流体供給路
166…研磨材貯留部
168…研磨材供給部
168A…研磨材供給路
169、669…混入路部材
170、270、370、470、570、670、770、870…加工ノズル
170A…噴射口
172、272、372、472、672、872…支持機構
274、374、474…固定部
276、376、476…回転軸
277、377、477…移動機構
278、378A、378B、478A、478B…レール部
279、379、479…移動部
281、381、682、733…支持部
282、382、684…回転部
680、780…散水機構
686、786…散水ノズル
857、859…係止部
857A、859A…突起
AB…研磨材
CF…加工用流体
CT…カッターアタッチメント
O…中心軸
OB…対象物
P、Q…軸
WF…ウォータージェット流体
100, 500, 700 ...
Claims (11)
前記作業アタッチメントは対象物に係止される係止部を有し、
前記加工ノズルを支持し、該加工ノズルを前記対象物に向ける支持機構は、前記作業アタッチメントに設けられ、該作業アタッチメントに支持されている
ことを特徴とする加工ユニット。 A machining unit comprising: a work attachment attached to a work machine; and a machining nozzle supported by the work attachment and capable of performing abrasive water jet machining by injecting a machining fluid in which an abrasive is mixed in a water jet fluid. And
The work attachment has a locking portion locked to an object,
Machining unit supporting the processing nozzle, a support mechanism for directing the machining nozzle to the object, which is provided in the working attachment, characterized in that that is supported on the working attachment.
前記作業アタッチメントは、前記対象物を把持可能な一対の把持部材を有し、
前記係止部は、該把持部材の少なくとも一部に設けられている
ことを特徴とする加工ユニット。 In claim 1,
The work attachment has a pair of gripping members capable of gripping the object,
The processing unit, wherein the locking portion is provided on at least a part of the gripping member.
前記把持部材は互いの対向する端部の間の距離を短くすることで前記対象物を加工する刃部材とされ、前記加工ノズルの方向は一対の該刃部材の接近離間する平面と並行に配置されている
ことを特徴とする加工ユニット。 In claim 2,
The gripping member is a blade member that processes the object by shortening the distance between the opposing end portions, and the direction of the processing nozzle is arranged in parallel with a plane in which the pair of blade members approach and separate from each other. Machining unit characterized by being.
前記加工ノズルに連通する混入路部材が前記作業アタッチメントに支持され、
該混入路部材で前記研磨材がウォータージェット流体に混入されて、前記加工用流体が該加工ノズルから噴射される
ことを特徴とする加工ユニット。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A mixing path member communicating with the processing nozzle is supported by the work attachment,
The processing unit, wherein the abrasive is mixed into a water jet fluid by the mixing path member, and the processing fluid is ejected from the processing nozzle.
前記支持機構は、前記加工ノズルの方向を変える回転機構と、該加工ノズルの位置を変える移動機構と、を備える
ことを特徴とする加工ユニット。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The support unit includes a rotation mechanism that changes the direction of the processing nozzle and a moving mechanism that changes the position of the processing nozzle.
前記支持機構により、前記加工ノズルの方向は前記対象物の前側面から背側面まで向けることが可能とされている
ことを特徴とする加工ユニット。 In claim 5,
The processing unit is characterized in that the direction of the processing nozzle can be directed from the front side surface to the back side surface of the object by the support mechanism.
前記支持機構は、無線操作により制御される
ことを特徴とする加工ユニット。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The processing unit, wherein the support mechanism is controlled by wireless operation.
前記対象物の加工される部分に散水可能な散水機構を備える
ことを特徴とする加工ユニット。 In any one of Claims 1 thru | or 7, Furthermore,
A processing unit comprising a watering mechanism capable of watering a portion of the object to be processed.
前記散水機構は、前記ウォータージェット流体を散水する
ことを特徴とする加工ユニット。 In claim 8,
The processing unit characterized in that the watering mechanism sprays the water jet fluid.
ジェット加工を可能とする加工ノズルと、を備える加工ユニットを用いた加工方法であって、
対象物に前記作業アタッチメントを係止させる工程と、
該対象物に前記加工ノズルを向け、該加工ノズルから前記加工用流体を噴射し、該対象物の少なくとも一部を加工する工程と、
を含むことを特徴とする加工方法。 A processing unit comprising: a work attachment attached to a work machine; and a work nozzle supported by the work attachment and capable of performing an abrasive water jet process by injecting a work fluid in which an abrasive is mixed in a water jet fluid. Processing method,
Locking the work attachment to an object;
Directing the processing nozzle to the object, spraying the processing fluid from the processing nozzle, and processing at least a part of the object;
The processing method characterized by including.
前記加工ノズルで前記対象物を完全に切断分離する加工を行う際には、該対象物が加工された際に支持されなくなる部分を、前記作業アタッチメントで保持する工程を含む
ことを特徴とする加工方法。 The claim 10, further comprising:
When performing the process of completely cutting and separating the object with the processing nozzle, the process attachment includes a step of holding a portion that is not supported when the object is processed with the work attachment. Method.
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