JPH06292843A - ウォータジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理対象物の作用幅が比較的長尺なものにも
適用可能なウォータジェット装置を安価に提供する。 【構成】 直線走行する機体１２に、第１のモータ１３
によって駆動される回転体１５と該回転体１５の回転中
心Ｏを介して同一線上に位置する一対のスプロケット２
６，２７とをそれぞれ回転自在に設け、前記回転体１５
の偏心位置にはサポート軸１８を回転自在に支承し、該
サポート軸１８に複数のノズル孔２５を有するノズルホ
ルダ２４を連設すると共に、該ノズルホルダ２４の両端
近傍に一対のピン２９，３０を設け、これらピン２９，
３０を前記スプロケット２６，２７の偏心位置にそれぞ
れ連結し、かつ、これらのスプロケット２６，２７間に
同期ベルト２８を巻回した。 【効果】 一対のスプロケットとこれらスプロケットに
巻回された同期ベルトとによってノズルホルダの姿勢を
一定に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理対象物に対してジ
ェット噴流を回転させながら噴射することにより、該処
理対象物の表面の付着物を剥離あるいは洗浄するウォー
タジェット装置に係り、特に、比較的長尺な処理対象物
に用いて好適なウォータジェット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１はこの種のウォータジェット装置
の従来例を示す断面図であり、特開昭６３−３６８５９
号公報に開示されたものである。同図において、１は移
動可能な機体、２，３はこの機枠１に軸受を介して回転
自在に支承された一対の回転体、４，５は回転体２，３
に軸受を介して回転自在に支承されたホルダ支持軸であ
り、これらホルダ支持軸４，５の中心は対応する回転体
２，３の回転中心に対してそれぞれ所定の偏心量δだけ
位置ずれしている。６は両回転体２，３の間に配置され
た駆動歯車、７はこの駆動歯車６を定速回転するモータ
であり、駆動歯車６は両回転体２，３の外周に設けられ
た従動歯車２ａ，３ａとそれぞれ噛合している。８は両
ホルダ支持軸４，５の下端に固着されたノズルホルダで
あり、このノズルホルダ８の下面には複数のノズル孔９
が一直線状に配設されている。このノズル孔９は一方の
ホルダ支持軸４の軸心に形成された通路４ａに連通され
ており、この通路４ａの上端には高圧水用ホース１０が
連結されている。なお、１１は剥離あるいは洗浄される
べき処理対象物である。

【０００３】このように構成されたウォータジェット装
置において、モータ７の駆動により駆動歯車６が回転す
ると、従動歯車２ａ，３ａを有する両回転体２，３は同
一方向に回転し、これら回転体２，３に偏心支持された
両ホルダ支持軸４，５は偏心量δを半径とする軌跡上を
同期回転する。この場合、両ホルダ支持軸４，５はノズ
ルホルダ８と共に同一姿勢を保持して平行移動されるた
め、上記両回転体２，３の回転によって、ノズルホルダ
８の各ノズル孔９は図１２に示すようにそれぞれ円形の
軌跡ｔを描く。この状態で、各ノズル孔９からジェット
噴流を噴射しながら、機枠１をノズル孔９の配列方向と
直交する方向（図１２の矢印方向）に移動すると、処理
対象物１１の表面が円形運動する各ノズル孔９の合計の
作用幅Ｌにわたって剥離あるいは洗浄される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く構成された
従来のウォータジェット装置にあっては、同期回転する
両ホルダ支持軸４，５によってノズルホルダ８の姿勢が
一定に保たれるため、ジェット噴流の噴射領域を正確に
コントロールでき、剥離あるいは洗浄のムラを防止でき
るという利点がある。しかしながら、両ホルダ支持軸
４，５の回転を同期させるための手段として、１つの駆
動歯車６と２つの従動歯車２ａ，３ａとを必要とするた
め、ノズルホルダ８の寸法が長く大型化した場合、つま
り、処理対象物１１における作用幅Ｌが大きくなった場
合、１つの駆動歯車６と２つの従動歯車２ａ，３ａとで
構成される歯車列の寸法も必然的に大きくなり、その結
果、構造が複雑化しコスト高になるという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、処理対象物の作用幅
が比較的長尺なものにも適用可能なウォータジェット装
置を安価に提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、移動可能な機体と、この機体に回転可能に支承され
た回転体と、複数のノズル孔を有するノズルホルダと、
このノズルホルダに設けられ前記回転体の偏心位置に支
持されたサポート軸とを備え、前記回転体の回転に伴っ
て前記サポート軸が前記偏心量を半径とする軌跡を描い
て回転運動するウォータジェット装置において、前記機
体の前記回転体の回転中心を介した同一線上に一対のス
プロケットを回転自在に設け、これらのスプロケット間
に同期ベルトを巻回し、前記ノズルホルダの両端近傍に
前記サポート軸を介して同一線上に配置された一対のピ
ンを設け、これらのピンを前記スプロケットの偏心位置
にそれぞれ連結することによって達成される。

【０００７】

【作用】回転体が回転すると、サポート軸は偏心量を半
径として回転体の回転中心のまわりを公転し、一対のピ
ンは偏心量を半径としてスプロケットの回転中心のまわ
りを公転する。その際、両スプロケットには同期ベルト
が巻回されているため、両ピン相互間の回転ズレはな
く、ノズルホルダは同一姿勢を保ちながら平行移動す
る。したがって、サポート軸が１回転すると、ノズルホ
ルダの各ノズル孔はそれぞれ円形の軌跡を描いて１回転
し、この状態で各ノズル孔からジェット噴流を噴射しな
がら機体を移動すると、処理対象物の表面が円形運動す
る各ノズル孔の合計の幅にわたって剥離あるいは洗浄さ
れる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係るウォータジェット
装置の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図
３は該ウォータジェット装置に備えられる台車の側断面
図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は処理対
象物の一例である廃ゴムクローラの斜視図、図６は該廃
ゴムクローラの構成図、図７は該廃ゴムクローラの断面
図、図８はサポート軸の軌跡を示す説明図、図９はノズ
ルホルダの軌跡を示す説明図、図１０はノズル孔の軌跡
を示す説明図である。

【０００９】本実施例に係るウォータジェット装置は、
ドライブ装置Ｃと、該ドライブ装置Ｃの走行を案内する
支持体Ｄと、処理対象物を搭載する台車Ｅとで概略構成
されている。まず、ドライブ装置Ｃについて説明する
と、１２はドライブ装置Ｃの本体を成す機体であり、該
機体１２には第１のモータ１３と第２のモータ１４とが
それぞれ取り付けられている。１５は機体１２の下部に
軸受１６を介して回転自在に支承された回転体であり、
該回転体１５の上部外周に形成されたリングギヤ１５ａ
は第１のモータ１３の出力軸に取り付けられたピニオン
１７と噛合している。１８は回転体１５に軸受１９を介
して回転自在に支承された中空のサポート軸であり、図
８に示すように、該サポート軸１８の中心は回転体１５
の回転中心Ｏに対して所定の偏心量ｅだけ位置ずれして
いる。このサポート軸１８の上端は水圧ホース２０を介
して機体１２の管路５ａに連結されており、さらに、該
管路５ａには別の水圧ホース２１が連結されている。２
２はシャフトであり、図１，２に示すように、該シャフ
ト２２は前記機体１２の上部両側面に片側について２
本、合計で４本取り付けられており、各シャフト２２の
先端にはローラ２３が回転自在に取り付けられている。

【００１０】２４は内部に管路２４ａを有するノズルホ
ルダであり、該ノズルホルダ２４は垂直部を介して上下
の水平部が連続するコの字状に形成されている。このノ
ズルホルダ２４の上方の水平部の略中央は前記サポート
軸１８の下端に連設されており、また、上下の水平部に
はそれぞれ複数のノズル孔２５が一直線状に配設されて
いる。２６，２７はスプロケットであり、これらのスプ
ロケット２６，２７は前記機体１２の下部側面に突設さ
れた一対の支持片５ｂ，５ｃにそれぞれ回転自在に支承
されている。２８は両スプロケット２６，２７に巻回さ
れた同期ベルトであり、該同期ベルト２８は機体１２の
下面とノズルホルダ２４の上方の水平部との間に配置さ
れている。また、前記ノズルホルダ２４の上方の水平部
の両端近傍にはピン２９，３０がそれぞれ植設されてお
り、これらのピン２９，３０は前記スプロケット２６，
２７のそれぞれの回転中心Ｏ₁，Ｏ₂に対して偏心量ｅだ
け位置ずれして連結されている。図９に示すように、両
スプロケット２６，２７の回転中心Ｏ₁，Ｏ₂は回転体１
５の回転中心Ｏに対して等距離ｌに設定されており、両
ピン２９，３０も回転体１５の回転中心Ｏに対して等距
離ｌに設定されている。したがって、両スプロケット２
６，２７の回転中心Ｏ₁，Ｏ₂は回転体１５の回転中心Ｏ
を介して機体１２側に一直線上に配置されると共に、両
ピン２９，３０はサポート軸１８を介してノズルホルダ
２４側に一直線上に配置され、かつ、ピン２９〜回転中
心Ｏ₁〜回転中心Ｏ〜サポート軸１８〜ピン２９とサポ
ート軸１８〜回転中心Ｏ〜回転中心Ｏ₂〜ピン３０〜サ
ポート軸１８とはそれぞれ長辺をｌ，短辺をｅとする平
行四辺形を形成し、ピン２９〜回転中心Ｏ₁〜回転中心
Ｏ₂〜ピン３０は長辺を２ｌ，短辺をｅとする平行四辺
形を形成する。

【００１１】次に、前記支持体Ｄについて説明すると、
図１および図４に示すように、支持体Ｄは一対の支持枠
３１とこれら支持枠３１の上面に架設された２本のレー
ル３２とから成る。図２から明らかなように、これらの
レール３２は断面コの字状に形成され、前記各ローラ２
３にそれぞれ嵌合されている。また、一方のレール３２
の上面にはラックギヤ３３が固着されており、該ラック
ギヤ３３は前記第２のモータ１４の出力軸に取り付けら
れたピニオン３４と噛合している。したがって、前述し
たドライブ装置Ｃは支持体Ｄの２本のレール３２に懸下
され、第２のモータ１４を駆動源としてレール３２に沿
って走行する。なお、前記ノズル孔２５の配列方向は、
ドライブ装置Ｃの移動方向（レール３２の延出方向）と
直角になるように設定されている。

【００１２】次に、前記台車Ｅについて説明すると、台
車Ｅは一対の支持板３５と、これら支持板３５間に保持
されたホルダ３６と、該ホルダ３６上に載置される処理
対象物としての廃ゴムクローラ３７、およびこの廃ゴム
クローラ３７を固定するためのクランプ機構とから成
る。図１および図３に示すように、前記支持板３５の下
面両端にはキャスタ３８が取り付けられており、これら
キャスタ３８によって台車Ｅが自由に移動できるように
なっている。また、両支持板３５の上端には断面Ｌ字状
のクランプ３９がボルト４０とナット４１によって取り
付けられており、廃ゴムクローラ３７はこれらクランプ
３９の先端が食い込むことで前記ホルダ３６上に確実に
固定されるようになっている。このホルダ３６は断面逆
Ｔ字状に形成され、その両端は両支持板３５に設けられ
た孔（図示せず）にスライド自在に嵌合されている。前
記廃ゴムクローラ３７は油圧ショベルの下部走行体やク
ローラキャリアの下部走行体等に多用されている廃棄物
であり、図５〜図７に示すように、帯状のゴムリング４
２と、該ゴムリング４２内に等ピッチ間隔で埋設された
芯金４３と、各芯金４３の下面に埋設された多数本の補
強用鋼線４４とで構成されている。この廃ゴムクローラ
３７は適当な長さに切断された状態でホルダ３６上に載
置されており、図２に示すように、これらホルダ３６と
廃ゴムクローラ３７は前記ノズルホルダ２４の開口端か
ら上下の水平部間に挿入されるようになっている。

【００１３】このように構成されたウォータジェット装
置においては、まず、台車Ｅをドライブ装置Ｃから後退
させた状態で、適当な長さに切断した廃ゴムクローラ３
７をホルダ３６上に載置する。この時、芯金４３の凹部
４３ａをホルダ３６の凸部に合致させることで、ホルダ
３６と廃ゴムクローラ３７とを位置決めする。次いで、
支持板３５とホルダ３６とを水平方向にスライドさせる
ことにより、両支持板３５の間隔を調整した後、対をな
すボルト４０とナット４１を締め付けることにより、廃
ゴムクローラ３７の両端を一対のクランプ３９でホルダ
３６に固定する。この時、クランプ３９の先端がゴムリ
ング４２内に食い込んで鋼線４４を押さえる程度まで、
ボルト４０とナット４１を締め付ける。しかる後、キャ
スタ３８を利用して台車Ｅを移動し、図１，２に示すよ
うに、ホルダ３６と廃ゴムクローラ３７をノズルホルダ
２４の開口端から上下の水平部間に挿入すると共に、台
車Ｅの長軸（ホルダ３６の長手方向）をドライブ装置Ｃ
の移動方向（レール３２の延出方向）に位置合わせす
る。

【００１４】このように廃ゴムクローラ３７を搭載した
台車Ｅをドライブ装置Ｃに対して位置決めした後、高圧
水を水圧ホース２１に供給すると、この高圧水は管路５
ａ、水圧ホース２０、サポート軸１８を経由してノズル
ホルダ２４の管路２４ａに入り、該管路２４ａに連通す
る多数のノズル孔２５から廃ゴムクローラ３７の表面へ
ジェット噴流として噴射される。使用されるジェット噴
流の圧力は３００〜７００kgf/cm²程度で充分だが、作
業効率を高めるために１０００kgf/cm²以上としても差
し支えない。この状態で第１のモータ１３に通電する
と、該第１のモータ１３の出力軸はピニオン１７を回転
させ、ピニオン１７と噛合するリングギヤ１５ａを介し
て回転体１５が回転する。回転体１５が回転すると、図
８に示すように、サポート軸１８は偏心量ｅを半径とし
て回転体１５の回転中心Ｏのまわりを公転する。このサ
ポート軸１８と両ピン２９，３０はノズルホルダ２４側
に一直線上に配置され、かつ、両ピン２９，３０はスプ
ロケット２６，２７のそれぞれの回転中心Ｏ₁，Ｏ₂に対
して偏心量ｅだけ位置ずれして連結されているため、図
９に示すように、サポート軸１８が回転中心Ｏのまわり
を角度θだけ回転すると、両ピン２９，３０もそれぞれ
回転中心Ｏ₁，Ｏ₂のまわりを同一方向に角度θだけ回転
する。その際、両ピン２９，３０と係合するスプロケッ
ト２６，２７には同期ベルト２８が巻回されているた
め、該同期ベルト２８の作用によって両ピン２９，３０
相互間の回転ズレは確実に防止される。したがって、サ
ポート軸１８が１回転すると、ノズルホルダ２４は同一
姿勢を保持しながら平行移動し、ノズルホルダ２４の各
ノズル孔２５はそれぞれ円形の軌跡を描いて１回転す
る。なお、図１０に示すように、１個のノズル孔２５が
描く円形の軌跡の直径は２ｅとなるため、ノズル孔２５
をピッチ２ｅの距離でｎ個設けた場合の作用幅は２ｅ・
ｎとなる。

【００１５】次に、第２のモータ１４に通電すると、該
第２のモータ１４の出力軸はピニオン３４を回転させる
が、ピニオン３４と噛合するラックギヤ３３は支持体Ｄ
のレール３３に固着されていて移動しないため、ピニオ
ン３４がラックギヤ３３上を転動し、第２のモータ１４
を搭載したドライブ装置Ｃが移動する。その際、ドライ
ブ装置Ｃはレール３２とローラ２３との嵌合部分を介し
て両レール３２に吊り下げられているため、ドライブ装
置Ｃはローラ２３の回転を伴いながら両レール３２に沿
って移動する。ここで、各ノズル孔２５はドライブ装置
Ｃの移動方向と直角になるよう配設されているため、各
ノズル孔２５から噴射されるジェット噴流は、各ノズル
孔２５の合計の作用幅２ｅ・ｎをもってドライブ装置Ｃ
の移動方向（図１０の矢印方向）に進行し、しかも、各
ノズル孔２５はコの字状のノズルホルダ２４の上下の水
平部にそれぞれ形成されているため、ドライブ装置Ｃの
１回の走行によって、ジェット噴流は廃ゴムクローラ３
７の上下両表面のゴムリング４２を全て剥離する。な
お、ジェット噴流によって剥離されたゴムリング４２は
下方に落下し、台車Ｅ上には芯金４３と鋼線４４とが残
るため、上記した一連の操作が完了した後、台車Ｅをド
ライブ装置Ｃから再び後退させ、ボルト４０とナット４
１を緩めてクランプ３９を外すことにより、廃ゴムクロ
ーラ３７をゴムリング４２と芯金４３および鋼線４４の
三者にきれいに分離することができる。

【００１６】上記一実施例にあっては、これまでリサイ
クル処理が困難とされていた廃ゴムクローラ３７を、ゴ
ムリング４２と芯金４３および鋼線４４の三者にきれい
に分離することができるため、これらのゴムリング４２
と芯金４３および鋼線４４を再生利用することが可能に
なる。すなわち、ゴムリング４２はジェット噴流によっ
て機械的に剥離され、化学的に変成していないため、ゴ
ム素材としてリサイクルでき、芯金４３と鋼線４４もく
ず鉄等としてリサイクルできる。特に、ゴムクローラは
油圧ショベルやクローラキャリアの下部走行体等に多用
されており、それらの生産量が多いことと、表面のゴム
リングがゴム製のため機械本体より早く老朽化し、新品
と交換する頻度が高いこと等の理由により、年間かなり
の量のゴムクローラが廃ゴムクローラとして廃棄処分さ
れていることを考慮すると、廃ゴムクローラをリサイク
ル処理できるということは、地球環境保護の点からも有
益である。

【００１７】また、一対のスプロケット２６，２７とこ
れらスプロケット２６，２７に巻回された同期ベルト２
８とによってノズルホルダ２４の姿勢が一定に保たれる
ため、廃ゴムクローラ３７のように剥離すべき作用幅が
大きな処理対象物であっても、ジェット噴流の噴射領域
を正確にコントロールでき、剥離ムラを防止することが
できる。しかも、このようにノズルホルダ２４の寸法が
長く大型化した場合でも、単に同期ベルト２８を長くす
ることで大型化に対応できるため、コストアップを抑え
ることができる。

【００１８】また、ノズルホルダ２４をコの字状に形成
し、該ノズルホルダ２４の上下の水平部に各ノズル孔２
５をそれぞれ形成したため、廃ゴムクローラ３７の上下
両表面のゴムリング４２が同時に剥離され、作業能率を
向上できる。

【００１９】また、ドライブ装置Ｃおよび該ドライブ装
置Ｃの走行を案内する支持体Ｄに対し、廃ゴムクローラ
３７が搭載される台車Ｅを独立して構成したため、台車
Ｅを複数台準備することにより、１つの台車に搭載した
廃ゴムクローラをジェット噴流で剥離処理中に、次に処
理すべき廃ゴムクローラを別の台車にセットすることが
でき、段取替え時間の大幅な短縮を図ることができる。

【００２０】さらに、台車Ｅの構成部材である支持板３
５とホルダ３６とをスライド自在に嵌合したため、処理
対象物（上記実施例では廃ゴムクローラ３７）の長さの
変化に容易に対応することができる。

【００２１】なお、上記実施例では、処理対象物として
廃ゴムクローラ３７を用い、該廃ゴムクローラ３７の表
面のゴムリング４２をジェット噴流によって剥離する場
合について説明したが、本発明を廃ゴムクローラ３７以
外の処理対象物に適用できるのはいうまでもなく、剥離
処理の代わりに洗浄処理に適用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対のスプロケットとこれらスプロケットに巻回された
同期ベルトとによってノズルホルダの姿勢が一定に保た
れ、しかも、同期ベルトを長くすることによってノズル
ホルダの寸法の大型化に対応できるため、廃ゴムクロー
ラのように比較的長尺な処理対象物であっても、ジェッ
ト噴流の噴射領域を正確にコントロールして、剥離ある
いは洗浄のムラを防止することができると共に、構造が
簡単で安価なウォータジェット装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るウォータジェット装置
の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】該ウォータジェット装置に備えられる台車の側
断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】処理対象物の一例である廃ゴムクローラの斜視
図である。

【図６】該廃ゴムクローラの構成図である。

【図７】該廃ゴムクローラの断面図である。

【図８】サポート軸の軌跡を示す説明図である。

【図９】ノズルホルダの軌跡を示す説明図である。

【図１０】ノズル孔の軌跡を示す説明図である。

【図１１】従来例に係るウォータジェット装置の断面図
である。

【図１２】該ウォータジェット装置におけるノズル孔の
軌跡を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｃ ドライブ装置 Ｄ 支持体 Ｅ 台車 １２ 機体 １３ 第１のモータ １４ 第２のモータ １５ 回転体 １５ａ リングギヤ １６，１９ 軸受 １７，３４ ピニオン １８ サポート軸 ２３ ローラ ２４ ノズルホルダ ２４ａ 管路 ２５ ノズル孔 ２６，２７ スプロケット ２８ 同期ベルト ２９，３０ ピン ３１ 支持枠 ３２ レール ３３ ラックギヤ ３５ 支持板 ３６ ホルダ ３７ 廃ゴムクローラ ３８ キャスタ ３９ クランプ ４２ ゴムリング ４３ 芯金 ４４ 鋼線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能な機体と、この機体に回転可能
   に支承された回転体と、複数のノズル孔を有するノズル
   ホルダと、このノズルホルダに設けられ前記回転体の偏
   心位置に支持されたサポート軸とを備え、前記回転体の
   回転に伴って前記サポート軸が前記偏心量を半径とする
   軌跡を描いて回転運動するウォータジェット装置におい
   て、前記機体の前記回転体の回転中心を介した同一線上
   に一対のスプロケットを回転自在に設け、これらのスプ
   ロケット間に同期ベルトを巻回し、前記ノズルホルダの
   両端近傍に前記サポート軸を介して同一線上に配置され
   た一対のピンを設け、これらのピンを前記スプロケット
   の偏心位置にそれぞれ連結したことを特徴とするウォー
   タジェット装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記ノズルホ
   ルダはコの字状の連通部を有し、該連通部の上下に前記
   各ノズル孔を設けたことを特徴とするウォータジェット
   装置。