JP7129717B2 - ウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、横方向に複数の噴射ノズルを配置しており、回転させて使用されるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置に関する。

従来、横方向に複数の噴射ノズルを配置した横長の給水管によるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置として、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１では、横方向に複数のノズル（３）及び（３′）を配置した給水管（２）がウォータージェットノズルとなる（括弧内の符号は、特許文献１における符号を意味する。以下同様。）。特許文献１では、給水管（２）の中心部が、ロータリージョイントを介してハウジング（１）に回転自在に保持されている。回転駆動手段（４）がロータリージョイントの回転軸を回転させることで、給水管（２）が回転するように構成されている。別途の高圧水発生手段からの高圧水をノズル（３）から路面等の表面に噴射することで、剥離、はつり作業を行うことができる。給水管（２）の回転中心（Ｐ）を中心に、左右に、ノズル（３）及びノズル（３′）が一列に配置されており、各ノズル（３）の中心からの半径と、各ノズル（３′）の中心からの半径とは、異なるようなっている。さらに、特許文献１の図５に示されているように、一側面視において、各ノズル（３）及び各ノズル（３′）は、回転軸心方向に対して、それぞれ異なる方向に、１０度ないし３０度の角度（α１）及び（α２）だけ傾斜するように配置されている。

特許文献１では、給水管（２）の回転中心（Ｐ）からの左右の各ノズル（３）及び各ノズル（３′）の距離を異ならせることで、回転によって得られる同心円の半径が異なることとなるので、高圧水の噴射を密な状態とすることが可能となる。また、各ノズル（３）及び各ノズル（３′）を、一側面視において、回転軸心に対して傾斜させることで、回転方向に対して、常に斜め方向に、高圧水を噴射させることが可能となる。これにより、表面処理（例えば、路面の剥離や洗浄など）の効率を高めることが可能となる。

図１３は、他の従来のウォータージェットノズル４１の構成を示す図である。図１３において、ウォータージェットノズル４１は、全体が逆Ｔ字状であり、上部に、雌ネジ４７を有している。雌ネジ４７が、図示しないロータリージョイントの回転軸の雄ネジ部分と連結する。ロータリージョイントの回転軸からの高圧水が給水されて、第１給水路４５及び第２給水路４６を介して、下方に向けて半径方向に二列にジグザグに形成された各第３給水路４８に、高圧水が供給される。

第3給水路４８の先端の装着穴４２には、同じく、二列にジグザグに噴射ノズル４３が取付けられている。これにより、密な噴射が可能となっている。ただし、回転軸心の中心付近の複数の第３給水路４８（図１３（ｃ）では、左右４つずつ計８個）は、栓部材４４で栓がされている。高圧水は、中心部分ほど、強くなるため、中心部分が必要以上に剥離等されるのを防止するためである。

なお、図１３（ｃ）において、栓部材４４及び噴射ノズル４３について、同じ図示の部分は、同じ箇所であり、全てには、符号を付していない。噴射ノズル４３については、中心に小さい丸い穴を図示している。図１３（ｂ）及び（ｃ）の回転軸心を中心にした左右の噴射ノズル４３は、中心からの距離ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４（ここでは、栓部材４４で塞がれている）がそれぞれ異なるように配置されている。なお、図１３（ｃ）では、ｒ４までしか記載していないが、中心から離れる全ての噴射ノズル４３についても同様、半径が異なるようになっている（半径を示す図は省略している）。これによって、特許文献１と同様に、中心からの同心円半径が異なることとなり、表面処理の効率を高めている。

ウォータージェットノズル４１では、特許文献１の場合と異なり、図１３（ｄ）に示すように、一側面視において、回転軸心に対して、同じ方向に傾斜している。これにより、
ウォータージェットノズルが１８０度回転した際、高圧水の噴射方向が反対になるため、ムラ無く、高圧水を吹き付けることが可能としていた。

これらのウォータージェットノズルを用いた表面処理装置は、本願出願人によって、商品名称「アクアサーフェス工法」として、実用化されている（非特許文献１）。

特許第４１３１０６０号公報

株式会社フタミＷＥＢサイト，検索日：２０２０年１０月１日、作成者株式会社フタミ，ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ２．ｈｔｍｌ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ａｓ．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ａｓ２．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ３．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ４．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｍｍｏｎ／ｐｄｆ／ａｊ＿ｐａｎｆ．ｐｄｆ

特許文献１の図５に示すように、一側面図において、ノズル（３）及び（３′）は、回転軸心に対して、傾斜するように構成されているものの、横長方向を正面とした場合の正面視からノズル（３）及び（３′）を見た場合、図１３（ｂ）と同様に、回転軸心に対して、真下に、ノズル（３）及び（３′）並びに噴射ノズル４３が向いている構成となっている。

このような構成の場合、上記正面視において、回転軸心に対して斜め方向、すなわち、回転方向から外方向に向かう高圧水の噴射が弱いので、立ち上がりがあるような端部については、高圧水が行き届かないこととなり、そのような端部の表面処理を綺麗に行うことができなかった。図１４は、従来のウォータージェットノズルを用いたときの立ち上がりの端部の表面処理の施工結果の一例を示す写真である。図１４に示すように、立ち上がり端部が、綺麗に、表面処理されていないのが確認できる。

また、従来のウォータージェットノズルの場合、中心になるほど円周長が短くなり、速度が遅くなるため、水力が強くなる。それについては、中心部ほどサイズの小さなノズルを配置すれば解決する。ただ、供給される水量には限界があるため、中心部にノズルを配置すると、他の場所のノズルのサイズも小さくしなければならなくなる。そうなると、全体的に水力が弱まり残存が多くなる。そのため、中心部にはノズルを配置しない構成としている。

また、水の軌跡にも問題がある。進行方向の中心部は、進行方向に対して横向きにしか水が当たらないため、クロスに水が当たる中心部以外の場所に比べて残存が多くなる。このように、従来のウォータージェットノズルの場合、中心部の表面処理が綺麗に行われないという問題があった。

図１５は、従来のウォータージェットノズルによる表面処理の施工結果の一例を示す写真である。図１５に示すように、中心部分の表面処理が残ってしまっているのが分かる。

それゆえ、本発明は、端部や中心部分などに、表面処理残しが生じないようにすることができるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、回転軸から供給される高圧水を通すための横長の給水路と、給水路と連通して、底面で横長方向に配置された複数の噴射ノズルとを含み、横長の給水路側を正面とした場合の正面視において、複数の噴射ノズルの内、給水路の少なくとも一方の端部における少なくとも１つの噴射ノズルは、回転軸の回転軸心に対して、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して配置されていることを特徴とする。

好ましくは、正面視において、複数の噴射ノズルの内、給水路の両端部のそれぞれにおいて、少なくとも１つの噴射ノズルは、回転軸心に対して、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して配置されているとよい。

本発明の一実施形態では、正面視において、回転軸心に対して、右側にある噴射ノズルは、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜しており、左側にある噴射ノズルは、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜しているとよい。
より具体的には、本発明は以下の構成を有する。
本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、前記回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、回転軸から供給される高圧水を通すことができ、回転軸の回転軸心の方向に形成された第１給水路と、第１給水路の下端で左右に分かれるように、第１給水路に連通して形成されている横長の直線状の第２給水路と、ウォータージェットノズルの底面側から、全てが第２給水路に連通するよう穿孔して形成されており、回転軸の回転軸心を中心に、右側及び左側でそれぞれ二列にジグザグに設けられた複数の第３給水路と、複数の第３給水路の先端にそれぞれ取り付けられることで、右側及び左側にそれぞれ複数配置され、ウォータージェットノズルの底面で横長方向に二列にジグザグに配置された複数の噴射ノズルとを含む。
第２給水路の横長方向側を正面とした場合の正面視において、複数の第３給水路の内、右側に穿孔されているものは、回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜するように穿孔されており、左側に穿孔されているものは、回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して穿孔されている。
正面視において、複数の噴射ノズルの内、右側に配置されているものは、回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して第３給水路の先端に取り付けられており、かつ、左側に配置されているものは、回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して第３給水路に取り付けられている。
正面視において、回転軸心から複数の噴射ノズルの噴射孔までの距離は、それぞれ異なっており、回転軸心を中心にウォータージェットノズルが回転した場合に、複数の噴射ノズルの噴射孔の移動軌跡は回転軸心を中心とした同心円となる。

好ましくは、上記傾斜角度は、５～３０度の範囲内であるとよい。

また、本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、回転軸から供給される高圧水を通すための横長の給水路と、給水路と連通して、底面で横長方向に配置された複数の噴射ノズルとを含み、横長の給水路側を正面とした場合の正面視において、複数の噴射ノズルの内、給水路の中心部における少なくとも１つの噴射ノズルは、回転軸の回転軸心に対して、傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜して配置されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態では、正面視において、回転軸心に対して、右側にある噴射ノズルは、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜しており、左側にある噴射ノズルは、傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜しているとよい。
また、より具体的には、本発明は以下の構成を有する。
本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、回転軸から供給される高圧水を通すことができ、回転軸の回転軸心の方向に形成された第１給水路と、第１給水路の下端で左右に分かれるように、第１給水路に連通して形成されている横長の直線状の第２給水路と、ウォータージェットノズルの底面側から、全てが第２給水路に連通するよう穿孔して形成されており、回転軸の回転軸心を中心に、右側及び左側でそれぞれ二列にジグザグに設けられた複数の第３給水路と、複数の第３給水路の先端にそれぞれ取り付けられることで、右側及び左側にそれぞれ複数配置され、ウォータージェットノズルの底面で横長方向に二列にジグザグに配置された複数の噴射ノズルとを含む。
第２給水路の横長方向側を正面とした場合の正面視において、複数の第３給水路の内、右側に穿孔されているものは、回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜するように穿孔されており、左側に穿孔されているものは、回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜して穿孔されている。
正面視において、複数の噴射ノズルの内、右側に配置されているものは、回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して第３給水路の先端に取り付けられており、かつ、左側に配置されているものは、回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜して第３給水路に取り付けられている。
正面視において、回転軸心から複数の噴射ノズルの噴射孔までの距離は、それぞれ異なっており、回転軸心を中心にウォータージェットノズルが回転した場合に、複数の噴射ノズルの噴射孔の移動軌跡は回転軸心を中心とした同心円となる。
好ましくは、横長の給水路を正面とした場合の側面視において、複数の噴射ノズルは、回転軸心に対して、第３の傾斜角度で傾斜している。

好ましくは、上記傾斜角度は、５～３０度の範囲内であるとよい。

また、本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、回転軸から供給される高圧水を通すための横長の給水路と、給水路と連通して、底面で横長方向に配置された複数の噴射ノズルとを含み、横長の給水路側を正面とした場合の正面視において、複数の噴射ノズルの内、少なくとも１つの噴射ノズルは、回転軸の回転軸心に対して、傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して配置されていることを特徴とする。

また、本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段と、回転軸に取付けられて回転可能なウォータージェットノズルとを備え、ウォータージェットノズルは、上記のいずれかに記載の構造を有することを特徴とする、表面処理装置である。

横長の給水路側を正面とした場合の正面視において、給水路の端部に外側に向けて傾斜した噴射ノズルを配置することで、端部の立ち上がり部分に対して、斜め上方から、高圧水を噴射することが可能となる。したがって、端部の表面処理残しを防止することが可能となる。

給水路の両端部において、外側に向けて傾斜した噴射ノズルを設ければ、回転するウォータージェットノズルの両端部で常に、斜め上方から高圧水を噴射することができるので、効率的に、端部の表面処理残しを防止する事が可能となる。

横長の給水路側を正面とした場合の正面視において、給水路の中央部で、内側に向けて傾斜した噴射ノズルを配置することで、ウォータージェットノズルの中心部において、斜め上方から、高圧水を噴射することができるので、中心部における表面処理残しを防止することができる。

上記正面視において、給水路の右側の噴射ノズルを外側に向けて傾斜させ、左側の噴射ノズルを内側に向けて傾斜させることで、ウォータージェットノズルが１８０度回転した際、中心部に対する高圧水の噴射方向が反対になるため、中心部において、ムラ無く、高圧水を様々な方向から吹き付けることが可能となる。これによって、中心部における端部の表面処理残しを、効率的に、防止する事が可能となる。
また、噴射ノズルを２列にジグザグに配置ことにより、隣り合う噴射ノズルを正面視上ではオーバーラップさせて配置させることができるので、噴射ノズルを密に配置させることができる。
また、噴射ノズルを回転軸心からの半径が異なる同心円に配置することで、回転軸心を中心にウォータージェットノズルが回転した場合に、噴射ノズルによって描かれる同心円が全て異なる半径となるので、噴射ノズルから噴射される高圧水が密に噴射されることとなる。

本発明のこれら、及び他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

図1は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す正面である。 図２は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す左側面図である。 図３は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す平面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の概略構成を示す図である。図４（ａ）は平面図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は底面図、同（ｄ）は右側面図である。なお、図４において、噴射ノズル１４ｄ、第３給水路１４ｅ、及び装着穴１４ｆについては、ウォータージェットノズル１４の内部に存在する箇所についても、分かりやすくするために実線で表している。図４に示す矢印は、高圧水の噴射方向を示しているが、実際は、噴射ノズル１４ｄからの噴射後、高圧水は、概ね２度程度の広がり（０．４ｍｍのノズルで２０ｍｍで１．１ｍｍ程度広がる）を持って、噴射されるが、限定されるものではない（以下同様）。図４に示す矢印の角度と回転軸との間の角度α及びβは、噴射ノズル１４ｄの回転軸心からの傾き角度である。 図５は、本発明の第２の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の概略構成を示す図である。図５（ａ）は平面図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は底面図、同（ｄ）は右側面図である。なお、図５（ｄ）では、ノズル部１４ｌのみが図示されている。なお、図５において、噴射ノズル１４ｄ、第３給水路１４ｅ、及び装着穴１４ｆについては、ウォータージェットノズル１４の内部に存在する箇所についても、分かりやすくするために実線で表している。図５に示す矢印は、高圧水の噴射方向を示しているが、実際は、噴射ノズル１４ｄからの噴射後、高圧水は、広がりを持って、噴射される。図５に示す矢印の角度と回転軸との間の角度α及びβは、噴射ノズル１４ｄの回転軸心からの傾き角度である。 図６は、第１の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の実施例１を示す写真である。図６は、噴射ノズル１４ｄを２列にジグザグに配置した実施例を示す。 図７は、第１の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の他の実施例２を示す写真である。図７は、噴射ノズル１４ｄを１列に配置した実施例を示す。 図８は、第２の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の実施例３を示す写真である。図８（ａ）は底面写真、同（ｂ）は右端部分の拡大写真である。図８は、噴射ノズル１４ｄを２列にジグザグに配置した実施例を示す。 図９は、第２の実施形態におけるウォータージェットノズル１４の実施例４を示す写真である。図９（ａ）は底面写真、同（ｂ）は正面図である。図９は、噴射ノズル１４ｄを１列に配置した実施例を示す。 図１０（ａ）は、装着穴１４ｆの実施例を示す写真である。同（ｂ）、同（ｃ）、及び同（ｄ）は、噴射ノズル１４ｄの実施例を示す写真である。 図１１Ａは、図６に示す第１の実施形態の実施例１を用いて施工したときの立ち上がりの端部の表面処理の施工結果を示す写真である。 図１１Ｂは、図８に示す第２の実施形態の実施例３を用いて施工したときのウォータージェットノズルの中心部分の表面処理の施工結果を示す写真である。ボールペンを置いた箇所が、中心部分である。 図１２Ａは、第１の実施形態の効果を説明するための図である。 図１２Ｂは、第２の実施形態の効果を説明するための図である。 図１３は、従来のウォータージェットノズル４１の概略構成を示す図である。図１３（ａ）は平面図、同（ｂ）は正面図、同（ｃ）は底面図、同（ｄ）は右側面図である。なお、図１３において、噴射ノズル４３、第３給水路４８、及び装着穴４２については、ウォータージェットノズル４１の内部に存在する箇所についても、分かりやすくするために実線で表している。図１３に示す矢印は、高圧水の噴射方向を示しているが、実際は、噴射ノズル１４ｄからの噴射後、高圧水は、広がりを持って、噴射される。 図１４は、従来のウォータージェットノズルを用いたときの立ち上がりの端部の表面処理の施工結果の一例を示す図である。 図１５は、従来のウォータージェットノズルを用いたときの中心部分の施工結果の一例を示す図である。

（ウォータージェットによる表面処理装置２０の全体構成）
図１ないし図３を参照しながら、ウォータージェットによる表面処理装置２０の全体構成について説明する。

表面処理装置２０は、架台１と、自在車輪２と、固定車輪３と、ハンドル４と、高さ調整ハンドル５と、２つのロックハンドル６と、ロータリージョイント７と、エアモータ８と、筐体９と、カバー１０と、連結部１１と、ウォータージェットノズル１４と、バキューム接続口１５とを備える。

架台１の前輪は、固定車輪３である。架台１の後輪は、自在車輪２である。ただし、これは、一例であり、両方が自在車輪でもよいし、両方が固定車輪でもよい。架台１には、ハンドル４が取付けられており、使用者は、ハンドル４を持って、表面処理装置２０を施工したい場所に移動させることができる。

架台１には、４つの連結部１１が取付けられている。各連結部１１には、Ｌ字状金具１１ａが取付けられている。Ｌ字状金具１１ａに、板状部材を介して、カバー１０が取付けられている。このようにして、架台１に、カバー１０が取付けられる構造となっている。言うまでもないが、カバー１０を架台１に取付ける構造は一例に過ぎず、本発明においては、いかなる取付け構造も採用し得る。

カバー１０の上部には、２本の支柱６ａが取付けられている。筐体９は、ロックハンドル６を介して、支柱６ａに上下可能に取付けられる。筐体９は、高さ調整ハンドル５と連結する固定部５ｃと連結している。高さ調整ハンドル５は、ねじ棒５ａと連結している。高さ調整ハンドル５を回転させると、ねじ棒５ａが回転し、左右の支柱５ｂに沿って、固定部５ｃが上下して、筐体９が上下する構造となっている。高さが調整された後、ロックハンドル６を閉じて、筐体９の高さを固定する。）なお、筐体９を上下させるための構造はあくまでも一例に過ぎず、本発明においては、いかなる高さ調整構造も採用し得る。

筐体９の上部には、ロータリージョイント７が取付けられている。ロータリージョイント７は、高圧水供給口７ａから供給される高圧水を連通する自在継手になっている。ロータリージョイント７は、回転軸７ｂを有しており、回転軸７ｂの内部を高圧水が連通する構造となっている。なお、ロータリージョイント７以外に、スイベルジョイントなどが用いられてもよい。すなわち、ロータリージョイント７の部分は、高圧水を連通させることができる回転軸を有する手段であればいかなる構造であってもよい。

回転軸７ｂには、筐体９内部で、プーリー７ｃが取付けられている。筐体９には、エアモータ８が取付けられている。エアモータ８の回転軸（不図示）には、プーリー８ｂが取付けられている。プーリー７ｃとプーリー８ｂとは、タイミングベルトやチェーンなどの伝達手段８ａで連結されている。なお、エアモータ８に供給される空気の入出口については、図示を省略している。かかる伝達機構により、エアモータ８の回転軸が回転すると、ロータリージョイント７の回転軸７ｂが回転する仕組みになっている。なお、本発明において、エアモータ８以外に、電気モータや油圧モータなどの他の回転手段が使用されてもよいことは言うまでもない。

なお、回転軸７ｂを回転させるための機構は、あくまでも一例に過ぎず、本発明においては、いかなる回転機構も採用し得る。また、伝達手段は、あくまでも一例に過ぎず、歯車など、他の伝達手段でモータの回転が伝達してもよい。

カバー１０の上部には、回転軸７ｂを通す穴が開いている。当該穴に、回転軸７ｂが通される。筐体９の高さを調整することで、回転軸７ｂも上下し、回転軸７ｂに連結するウォータージェットノズル１４が上下する構造となっている。ウォータージェットノズル１４を上下させることで、路面等の表面からのウォータージェットノズル１４の高さを調節することができる。

回転軸７ｂの下端は、雄ネジになっている。ウォータージェットノズル１４の上端は、雌ネジ１４ａになっている（図４参照。後述。）。雄ネジと雌ネジ１４ａとを連結させることで、回転軸７ｂに、ウォータージェットノズル１４が取付けられる構造となっている。ここで示す回転軸７ｂにウォータージェットノズル１４を取付けるための構造は、あくまでも一例に過ぎず、高圧水が連通可能となるように、回転軸７ｂにウォータージェットノズル１４が取付けられればよく、その他の連結構造を用いてもよいことは、言うまでもない。

カバー１０の下部外周には、ブラシ１０ａが取付けられている。カバー１０には、バキューム接続口１５が設けられている。バキューム接続口１５に、吸引装置（不図示）が接続されて、剥離物や汚水などが吸引される。ブラシ１０ａを設けることで、剥離物や汚水がカバー１０の回りに拡散するのを防止しつつ、吸引装置（不図示）による吸引を可能としている。

以上のような構成を有する表面処理装置２０は、本願出願人が既に、実用化しているもものであり、具体的な構造に本発明が限定されるものではない。

本発明は、表面処理装置２０の回転軸７ｂに取付けられるウォータージェットノズル１４の構造に特徴を有するものであり、ウォータージェットノズル１４に対して、高圧水が供給し、かつ、回転可能な回転軸７ｂを回転させるための構造は、特に本発明を限定するものではなく、あらゆる構造を採用できる。

以下、ウォータージェットノズル１４の実施形態及び実施例について、説明する。

（第１の実施形態）
図４及び図１２Ａを参照しながら、第１の実施形態に係るウォータージェットノズル１４について説明する。

ウォータージェットノズル１４は、逆Ｔ字状の外観形状を有している。縦方向に伸びる部分の上部には、雌ネジ１４ａが形成されている。先述した回転軸７ｂの下部は雄ネジになっており、雌ネジ１４ａにねじ込まれることで、ウォータージェットノズル１４が回転軸７ｂと連結できる。

雌ネジ１４ａの部分から、縦方向に、第１給水路１４ｂが形成されている。横方向に伸びる部分には、第１給水路１４ｂと連通するように、横方向に第２給水路１４ｃが形成されている。第２給水路１４ｃの両端は、穿孔後に、塞いである。

ウォータージェットノズル１４の底面側から、第２給水路１４ｃに連通するように、複数の第３給水路１４ｅが形成されている。各第３給水路１４ｅの先端には、装着穴１４ｆが形成されており、装着穴１４ｆに、噴射ノズル１４ｄがねじ込まれるなどして、取り付けられる。なお、図４では、噴射ノズル１４ｄが、取り付けられる様子を矢印で模式的に示した。

第１の実施形態では、噴射ノズル１４ｄの配置角度に特徴があるので、以下、その点を詳しく説明する。

まず、従来同様、各噴射ノズル１４ｄは、図４（ｃ）に示すように、回転軸心を中心とした場合に、当該中心からの距離がそれぞれ異なるように、たとえば、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４の順に、中心から異なる距離で離れるように配置されている。なお、図4（ｃ）において、中心からの距離について、一部にしか距離を記載していないが全ての噴射ノズル１４ｄの距離について、異なるように配置されている（図５（ｃ）についても同様）。これにより、回転軸心を中心にウォータージェットノズル１４が回転した場合に、噴射ノズル１４ｄによって描かれる同心円が全て異なる半径となるので、噴射ノズル１４ｄから噴射される高圧水が密に噴射されることとなる。

また、従来同様、各噴射ノズル１４ｄは、図４（ｃ）に示すように、２列にジグザグに配置されている。これにより、隣り合う噴射ノズル１４ｄを正面視（図４（ｄ）参照）上ではオーバーラップさせて配置させることができるので、噴射ノズル１４ｄを密に配置させることができる。

そして、従来と異なるのは、回転中心に対しての噴射ノズル１４ｄの傾斜向きである。図４（ｂ）に示すように、正面視において、回転軸心から右側に設けられた各噴射ノズル１４ｄの縦方向中心線と回転軸心との間の角度αは、反時計回りに傾斜するように設けられている。すなわち、右側に設けられた各噴射ノズル１４ｄは、ウォータージェットノズル１４の回転軸心に対して、外側に傾斜するように配置されている。図４（ｃ）に示す右側の２列の噴射ノズル１４ｄ全てが、外側に傾斜するように配置されている。αの角度は、５～３０度のいずれかの数値であるとよいが、本発明を限定するものではない。実施例としては、α＝２０度の場合が用いられたが、良好な結果が得られている。

一方、図４（ｂ）に示すように、正面視において、回転軸心から左側に設けられた各噴射ノズル１４ｄの縦方向中心線と回転軸心との間の角度βは、時計回りに傾斜するように設けられている。すなわち、左側に設けられた各噴射ノズル１４ｄは、ウォータージェットノズル１４の回転軸心に対して、外側に傾斜するように配置されている。図４（ｃ）に示す左側の２列の噴射ノズル１４ｄ全てが、外側に傾斜するように配置されている。βの角度は、５～３０度のいずれかの数値であるとよいが、本発明を限定するものではない。実施例としては、β＝２０度の場合が用いられたが、良好な結果が得られている。

図４（ｄ）に示すように、側面視において、各噴射ノズル１４ｄは、回転軸心に対して、傾斜していない。ただし、本発明は、図４（ｄ）の場合に限定されるものではなく、側面視において、回転軸心に対して、左右どちらかに噴射ノズル１４ｄが傾斜していてもよい。

なお、上記第１の実施形態において、２列に噴射ノズル１４ｄをジグザグに配置することとしたが、左右の噴射ノズル１４ｄがそれぞれ、回転軸心に対して、外側に傾斜しているのであれば、１列に噴射ノズル１４ｄを配置してもよい。

このように、本発明の第１の実施形態では、ウォータージェットノズル１４において、横方向に伸びる部分を正面とした正面視において、回転軸心を中心として、右側の噴射ノズル１４ｄが外側に傾斜するように配置されており、左側の噴射ノズル１４ｄが外側に傾斜するように配置されている。すなわち、左右の噴射ノズル１４ｄは、ハの字状となるように、配置されている。

図１２Ａの丸で囲った場所のように、上記の左右の噴射ノズル１４ｄをハの字状に配置することで、ウォータージェットノズル１４が回転した場合、左右どちらの噴射ノズル１４ｄの場合でも、端部の立ち上がり部分に対して、斜め上方から、高圧水が噴射されて、路面等の剥離や切削などが行われることとなる。したがって、端部の立ち上がり部分の表面処理が効率的に行われることとなり、表面処理残し無く、綺麗に仕上がることなる。

（第２の実施形態）
図５及び図１２Ｂを参照しながら、第２の実施形態に係るウォータージェットノズル１４′について説明する。第１の実施形態と異なる点を中心に説明して、特に断らない限り、第２の実施形態において第１の実施形態と同一の符号を付した部分については、第１の実施形態と同様の機能を有するものとして、説明を省略する。

ウォータージェットノズル１４′は、逆Ｔ字状の外観形状を有している。第２の実施形態では、逆Ｔ字状を構成するために、縦方向連通部１４ｋと、横方向連通部１４ｌとに、部材を分けて、連結部１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ，１４ｊを用いて、縦方向連通部１４ｋと、横方向連通部１４ｌを連結することとしている。縦方向連通部１４ｋの下端が、連結部１４ｇにねじ込まれて、同最下端が、横方向連通部１４ｌにねじ込まれる。そして、連結部１４ｇが、連結部１４ｉを介して、横方向連通部１４ｌを、連結部１４ｈで挟んで、ボルト等の連結部１４ｊで固定する。

なお、このような連結構造は、第１の実施形態にも採用できる。その他、逆Ｔ字状の外観を有するための構造としては種々考えられるが、いずれの構造も、第１及び第２の実施形態に係るウォータージェットノズル１４′に採用し得る。さらに、ウォータージェットノズル１４′は、逆Ｔ字状である場合に限定されず、少なくとも底面に、複数の噴射ノズル１４ｄが設けられ、ロータリージョイント７などの回転手段の回転軸からの高圧水と連通可能な構造であればよいため、その外観形状は、特に、本発明において、限定されるものではない。

第２の実施形態では、第２給水路１４ｌに連通する第３給水路１４ｅ′及び装着穴１４ｆ′が、第１の実施形態と異なる。

図５（ｂ）に示すように、横長方向を正面とし、回転軸心を中心とした場合、正面視において、第２の実施形態に係るウォータージェットノズル１４′における右側の第３給水路１４ｅ′は、外側に角度αで傾斜しおり、左側の第３給水路１４ｅ′は、内側に角度βで傾斜している。角度α及びβは、５度～３０度であるとよいが、本発明において、限定されるものではない。実施例としては、α＝５度の場合が用いられたが、良好な結果が得られている。

したがって、第３給水路１４ｅ′の先端に設けられた各装着穴１４ｆ′も、同じく、右側が外側に傾斜しており、左側が内側に傾斜している。そのため、噴射ノズル１４ｄは、右側が、外側に傾斜して配置され、左側が内側に傾斜して配置されることとなる。なお、図５では、噴射ノズル１４ｄが取り付けられる様子を矢印で模式的に示した。また、図５では、右端の噴射ノズル１４ｄのみを図示しており、他の装着穴１４ｆ′に装着される噴射ノズル１４ｄについては、記載を省略している。

図５（ｄ）に示すように、２列に並ぶ各噴射ノズル１４ｄは、側面視において、一方向に傾斜するように配置されている。その傾斜角度θは、５度～３０度であるとよいが、本発明において、限定されるものではない。実施例としては、θ＝５度の場合が用いられたが、良好な結果が得られている。

なお、上記第２の実施形態において、２列に噴射ノズル１４ｄをジグザグに配置することとしたが、右側の噴射ノズル１４ｄが外側に傾斜し、左側の噴射ノズル１４ｄが内側に傾斜しているのであれば、１列に噴射ノズル１４ｄを配置してもよい。

このように、第２の実施形態において、回転軸心に対して、右側の噴射ノズル１４ｄは、外側に傾斜しており、左側の噴射ノズル１４は、内側に傾斜するように配置されている。図１２Ｂに示すように、このような配置にすることによって、ウォータージェットノズル１４′が１８０度回転（反転）したら、正面視において、噴射ノズル１４ｄの傾斜角度が逆になる。

なお、側面視においても、ウォータージェットノズル１４′が１８０度回転（反転）したら、噴射ノズル１４ｄの傾斜角度が逆になる。

したがって、図１２Ｂに示すように、ウォータージェットノズル１４′の中心部分は、左の斜め上方から高圧水が噴射された後、反転後は、右の斜め上方から、高圧水が噴射される構造となっており、これが繰り返されることとなる。したがって、左右の斜め上方から、中心部分には、高圧水が噴射されることとなるので、中心部分の表面処理が均一に行われ、中心部分の表面処理漏れを防ぐことが可能となっている。

また、第２の実施形態については、中心部に限ることではないが、全体に渡って、右斜め上からの高圧水、左斜め上からの高圧水が交互に表面に噴射されることとなる。したがって、左右交互に高圧水が斜め上方から当たることとなるので、表面が均一に削られることとなる。

このように、第２の実施形態では、中心部の表面処理が均一となるように施工される。また、全体に渡って、均一に表面が処理されることとなり、全体の仕上がりも綺麗なものとなる。

（変形について）
第１の実施形態は、主に、端部の立ち上がり部分の表面処理に効果を発揮するので、端部用として使用することとなるが、端部用に限定されるものではないのはない。

また、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、第１の実施形態の中心部付近の右又は左側の噴射ノズル１４ｄについては、外側に傾斜するのではなく、内側に傾斜するように、配置してもよい。その場合、第３給水路１４ｅ及び装着穴１４ｆもそれに合わせて内側に傾斜するように形成される。そのようにすることで、端部の表面処理残しを防止しつつ、中心部についての表面処理残しも防止することが可能となる。

同様に、第２の実施形態において、図５（ｂ）であれば、ウォータージェットノズル１４′の左側の端の部分の噴射ノズル１４ｄを内側に傾斜させるのではなく、外側に傾斜させるようにしてもよい。そのようにすることで、中心部分の表面処理残しを防止しつつ、端部の表面処理残しを防止することが可能となる。

このような変形例の考察を考慮すると、本発明は、横長方向を正面とした場合に、正面視において、少なくとも１つの噴射ノズル１４ｄが、回転軸心に対して、傾斜するように、配置されるという構成を有するというものである。

そして、立ち上がりの端部の表面処理残しを防止することを目的とするのであれば、ウォータージェットノズルの左右の端部の少なくとも１つの噴射ノズル１４ｄが、外側を向くように、回転軸心に対して傾斜するように配置していればよい。

その場合、好ましくは、正面視において、回転軸心を中心とした左右の複数の噴射ノズル１４ｄは、外側に傾斜するように配置されていればよいということとなる。なお、左右の噴射ノズル１４ｄの内、一部の噴射ノズル１４ｄの傾斜方向が異なっていることを排除するものではなく、許容されることとする。これが、第１の実施形態の変形である。

そして、中心部の表面処理残しを防止することを目的とするのであれば、ウォータージェットノズルの中心部の少なくとも１つの噴射ノズル１４ｄが、内側を向くように、回転軸心に対して傾斜するように配置していればよい。

その場合、好ましくは、正面視において、回転軸心を中心とした右側の複数の噴射ノズル１４ｄが外側を向くように配置されており、左側の複数の噴射ノズル１４ｄが内側を向くように配置されていればよいということになる。すなわち、複数の噴射ノズル１４ｄが回転軸心に対して、同じ方向に傾斜するように配置されている。なお、一部の噴射ノズル１４ｄの傾斜方向が異なっていることを排除するものではなく、許容されることとする。これが、第２の実施形態の変形である。

本願出願人は、実際に以下に示す実施例を製造して、表面処理施工を行った。以下、実施例とその施工結果について説明する。

（実施例１）
図６は、第１の実施形態の実施例１を示す。すなわち、実施例１では、底面に２列の噴射ノズル１４ｄを配置して、左右の噴射ノズル１４ｄが外側を向くように配置している。

（実施例２）
図７は、第１の実施形態の実施例２である。すなわち、実施例２では、底面に１列の噴射ノズル１４ｄを配置して、左右の全ての噴射ノズル１４ｄが外側を向くように配置している。

（実施例３）
図８は、第２の実施形態の実施例３である。すなわち、実施例３では、底面に２列の噴射ノズル１４ｄを配置して、全ての噴射ノズル１４ｄが、回転軸心に対して、同じ方向に傾斜するように、配置している。

（実施例４）
図９は、第２の実施形態の実施例４である。すなわち、実施例４では、底面に１列の噴射ノズル１４ｄを配置して、全ての噴射ノズル１４ｄが、回転軸心に対して、同じ方向に傾斜するように、配置している。

図１０に、装着穴１４ｆや噴射ノズル１４ｄの実施例が示されている。図１０（ａ）に示すように、装着穴１４ｆには、内側に雌ネジが形成されている。図１０（ｂ）ないし（ｄ）に示すように、噴射ノズル１４ｄには、外側に雄ネジが形成されている。また、噴射ノズル１４ｄの凹み部には、極小穴を有する円筒部材が入れられる。これによって、さらに、高圧水が噴射されるようにしている。上記雌ネジに雄ネジをねじ込むことで、装着穴１４ｆに、噴射ノズル１４ｄが取り付けられる。

図１１Ａは、実施例１を用いて、立ち上がりの端部の表面処理を施工したときの写真である。このように、端部に表面処理残しがなく、綺麗に処理されていることが分かる。

図１１Ｂは、実施例３を用いて、平坦な路面の表面処理を施工したときの写真である。このように、中心部分（ペンを置いた部分）は、表面処理残しがなく、綺麗に処理されていることが分かる。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。本明細書に開示されている発明の構成要件は、それぞれ独立に単独した発明として成立するものとする。各構成要件をあらゆる組み合わせ方法で組み合わせた発明も、本発明に含まれることとする。

本発明は、ウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置であり、産業上利用可能である。

２０ 表面処理装置
１ 架台
２ 自在車輪
３ 固定車輪
４ ハンドル
５ 高さ調整ハンドル
５ａ ねじ棒
５ｂ 支柱
５ｃ 固定部
６ ロックハンドル
６ａ 支柱
７ ロータリージョイント
７ａ 高圧水供給口
７ｂ 回転軸
７ｃ プーリー
８ エアモータ
８ａ 伝達手段
８ｂ プーリー
９ 筐体
１０ カバー
１１ 連結部
１１ａ Ｌ字状金具
１４，１４′ ウォータージェットノズル
１４ａ 雌ネジ
１４ｂ 第１給水路
１４ｃ 第２給水路
１４ｄ 噴射ノズル
１４ｅ，１４ｅ′ 第３給水路
１４ｆ，１４ｆ′ 装着孔
１４ｋ 縦方向連通部
１４ｌ 横方向連通部
１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ 連結部
１５ バキューム接続口

Claims (6)

1. 供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、前記回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における前記回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、
   前記回転軸から供給される高圧水を通すことができ、前記回転軸の回転軸心の方向に形成された第１給水路と、
   前記第１給水路の下端で左右に分かれるように、前記第１給水路に連通して形成されている横長の直線状の第２給水路と、
   前記ウォータージェットノズルの底面側から、全てが前記第２給水路に連通するよう穿孔して形成されており、前記回転軸の回転軸心を中心に、右側及び左側でそれぞれ二列にジグザグに設けられた複数の第３給水路と、
   前記複数の第３給水路の先端にそれぞれ取り付けられることで、前記右側及び前記左側にそれぞれ複数配置され、前記ウォータージェットノズルの底面で横長方向に二列にジグザグに配置された複数の噴射ノズルとを含み、
   前記第２給水路の横長方向側を正面とした場合の正面視において、前記複数の第３給水路の内、前記右側に穿孔されているものは、前記回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜するように穿孔されており、左側に穿孔されているものは、前記回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して穿孔されており、
   前記正面視において、前記複数の噴射ノズルの内、前記右側に配置されているものは、前記回転軸心に対して、前記第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して前記第３給水路の先端に取り付けられており、かつ、前記左側に配置されているものは、前記回転軸心に対して、前記第２の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して前記第３給水路に取り付けられており、
   前記正面視において、前記回転軸心から前記複数の噴射ノズルの噴射孔までの距離は、それぞれ異なっており、前記回転軸心を中心に前記ウォータージェットノズルが回転した場合に、前記複数の噴射ノズルの前記噴射孔の移動軌跡は前記回転軸心を中心とした同心円となることを特徴とする、ウォータージェットノズル。
2. 前記第１及び第２の傾斜角度は、５～３０度の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のウォータージェットノズル。
3. 供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、前記回転軸を回転させるための回転手段とを備える表面処理装置における前記回転軸に取付けられるウォータージェットノズルであって、
   前記回転軸から供給される高圧水を通すことができ、前記回転軸の回転軸心の方向に形成された第１給水路と、
   前記第１給水路の下端で左右に分かれるように、前記第１給水路に連通して形成されている横長の直線状の第２給水路と、
   前記ウォータージェットノズルの底面側から、全てが前記第２給水路に連通するよう穿孔して形成されており、前記回転軸の回転軸心を中心に、右側及び左側でそれぞれ二列にジグザグに設けられた複数の第３給水路と、
   前記複数の第３給水路の先端にそれぞれ取り付けられることで、前記右側及び前記左側にそれぞれ複数配置され、前記ウォータージェットノズルの底面で横長方向に二列にジグザグに配置された複数の噴射ノズルとを含み、
   前記第２給水路の横長方向側を正面とした場合の正面視において、前記複数の第３給水路の内、前記右側に穿孔されているものは、前記回転軸心に対して、第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜するように穿孔されており、左側に穿孔されているものは、前記回転軸心に対して、第２の傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜して穿孔されており、
   前記正面視において、前記複数の噴射ノズルの内、前記右側に配置されているものは、前記回転軸心に対して、前記第１の傾斜角度を有するように、外側に向けて傾斜して前記第３給水路の先端に取り付けられており、かつ、前記左側に配置されているものは、前記回転軸心に対して、前記第２の傾斜角度を有するように、内側に向けて傾斜して前記第３給水路に取り付けられており、
   前記正面視において、前記回転軸心から前記複数の噴射ノズルの噴射孔までの距離は、それぞれ異なっており、前記回転軸心を中心に前記ウォータージェットノズルが回転した場合に、前記複数の噴射ノズルの前記噴射孔の移動軌跡は前記回転軸心を中心とした同心円となることを特徴とする、ウォータージェットノズル。
4. 前記第２給水路の横長方向側を正面とした場合の側面視において、前記第３の給水路及び前記複数の噴射ノズルは、前記回転軸心に対して、第３の傾斜角度で傾斜していることを特徴とする、請求項３に記載のウォータージェットノズル。
5. 前記第１、第２、及び第３の傾斜角度は、５～３０度の範囲内であることを特徴とする、請求項４に記載のウォータージェットノズル。
6. 供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、
   前記回転軸を回転させるための回転手段と、
   前記回転軸に取付けられて回転可能なウォータージェットノズルとを備え、
   前記ウォータージェットノズルは、請求項１～５のいずれかに記載の構造を有することを特徴とする、表面処理装置。

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