JPS6317000A - ウオ−タジエツト切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はウォータジェット切断装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ウォータジェット切断装置の従来例としては、例えば特
開昭５４−５４３８４号公報及び実開昭５５−２６６６
０号公報を挙げることができる。これらの公報に記載さ
れたウォータジェット切断装置は、何れもウォータジェ
ットを噴出するノズルと、上記ノズルから噴出されたウ
ォータジェットを減衰させるキャッチャ−とを有して成
るが、上記キャッチャ−の本体はトレー状の容器にて形
成され、その底部には、メタルウールや砂利あるいはタ
ングステンカーバイドやセラミックス製の板が配置され
ている。すなわち、これら従来のウォータジェット切断
装置のキャッチャ−は、容器内に固定したメタルウール
やタングステンカーバイド板によって直接ウォータジェ
ットをキャッチすることにより、その衝撃エネルギーを
吸収する構造とされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記従来のウォータジェット切断装置において
は、キャッチャ−の本体容器内に配置したメタルウール
やタングステンカーバイド板等によってウォータジェッ
トを直接キャッチすることから、それらの部材が数時間
で切断されることとなっている。したがって部材の交換
作業を頻繁に行なう必要があるという不具合が生じてい
る。このためメタルウール量を増加さセたりタングステ
ンカーバイド板の板厚を増加させたりすることが考えら
れるが、そうした場合、キャッチャ−が大型化し、ロボ
ットを使用した水平方向の切断時のように、ノズルとキ
ャッチャ−とを同時に移動させる切断時に使用できない
等の問題を生じる。

この発明は」二記した従来の欠点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、」−記従来のキャッチ
ャ−よりも旧時間に亘ってウォータジェットの減衰を行
なうことができると共に、全体をコンパクトに抑えるこ
とのできるキャッチャ−を備えたウォータジェット切断
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のウォータジエンｌ−切断装置において
は、ウォータジェットをＩＩＮ出するノズルと、上記ノ
ズルに相対向して配置されると共にノズルから噴出され
たウォータジェットを減衰させるキャッチャ−とを有す
ると共に、上記キャッチャ−は、上記ノズルから噴出さ
れるウオータジェソｌ□を受け入れるための受入れ容器
と、この受入れ容器内に配置された適当数の緩衝ボール
と、−Ｉ−記受入れ容器を支持する支持部材とを有して
成り、上記受入れ容器の奥部内壁面ば円弧状に形成しで
ある。

（作用） 上記のようにキャッチャ−の受入容器内に適当数の緩（
Ｅボールが配置されると共に、受入容器の奥部内壁面が
円弧状に形成されていると、ノズルから噴出されたウォ
ータジェットを受けた各緩ｉＩｉボールは受入容器内を
円弧状の内壁面に沿って移動し、交互に入れ換わる状態
となる。その結果、ウォータジェットの衝撃力は、交互
に入れ換わる各緩衝ボールによって吸収されることにな
り、従来のように固定状態にあるメタルウールやタング
ステンカーバイド板によって衝撃力を直接吸収するのと
異なり、長時間に亘ってウォータジェットの減衰を行な
えることになる。また緩衝ボールは上記のように交互に
入れ換わってウォータジェットを受けることから、少量
個数の使用でも長時間耐えることができ、その結果、受
入れ容器を小さくしてキャッチャ−全体をコンパクトに
抑えることが可能となる。

（実施例） 次にこの発明のウオークジェット切断装置の具体的な実
施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図はこの発明のウォータジェット切断装置の第１実
施例を示している。図において、１は被切断材２を切断
するためのジェットノズル（アブレソシブノズル）であ
って、このジェットノズル１の基端部には超高圧水を供
給するだめの高圧水供給ホース３が接続されると共に、
−側部には微粒研摩材を含有した懸濁液を供給するため
の懸濁液供給ホース４が接続されている。５は一ト記ジ
ェットノズル１から噴出されたウォータジェット６を減
衰させるためのキャッチャ−であって、上記ジェットノ
ズル１に相対向して（図の場合はジェットノズル１の下
方に位置して）配置されており、次のような構造とされ
ている。すなわら上記キャッチャ−５の本体はケーシン
グタンク７にて形成され、このケーシングタンク７の天
板にはウォータジェット６の受入れ孔８が穿設されると
共に、側板庇部には回収排液１１を外部に流出するため
の流出孔１２が穿設されている。上記ケーシングタンク
７の内部には、ウオータジェソ１−６を受け入れるため
の受入れ容器１３及びこの受入れ容器１３の底部を容器
支持台１４を介して緩（ｈ支持する支持バネ（コイルバ
ネ）１５が配置されており、−Ｆ記受入れ容器１３の上
部中央に形成された開口部１９とケーシングタンク７の
天板下面との間には、上記受入れ孔８と受入れ容器１３
内部とを連通ずる蛇腹１６が介設されている。なお」−
記容器支持台１４は、例えばタングステンカーバイドに
よって製作するのが好ましい。」−記受入れ容器】３は
球状に形成されており、したがって内壁面全体が円弧状
に形成されているが、回収排液１１を外部に排出すべく
、壁面の全面に亘って多数の叶出孔１７・・】７が穿設
されている。そして上記受入れ容器１３の内部には、」
−記懸濁液４に含まれる微粒研摩材と同じ材質（例えば
セラミックス、鋼等）で製作された緩衝ボール１８・・
１８が適当数配置されている。一方、」１記ケーシング
タンク７の流出孔１２と上記ジェットノズル１−１１＋
１ｆＨ１との間には、キャッチャ−５にて回収した微粒
研摩材をジェットノズル１へと返流ずべく循環路２１が
形成されている。この循環路２１は」１記懸濁液供給ホ
ース４を含むものであって、その途中には、キャッチャ
−５側から順に沈澱槽２２、濃度制御槽２３及び攪拌槽
２４がそれぞれ介設されているが、これら各槽２２．２
３．２４を経て上記ジェットノズル１に返流される懸濁
液には、例えば平均微粒径１００μｍ以下のアルミナ系
微粒粉、炭化ケイ素系微粒粉が２０〜７０％の濃度で含
有させられる。上記攪拌槽２４は微粒研摩材と水との攪
拌を行なうためのものであるが、微粒研摩材及び水の補
給はこの槽２４において行なわれる。

次に上記ウォータジェット切断装置を用いて被切断材２
を切断する場合について述べる。この場合は先ず図に示
すように、ジエン１−ノズル１とキャッチャ−５との間
に被切断材２を配置し、次に超高圧水を高圧水供給ポー
ス３を介してジェットノズル１に供給すると共に、微粒
研摩材を含有した懸濁液を懸濁液供給ホース４を介して
ジｙ−ソｔ□ノズル１に供給する。そうするとジェット
ノズル１からは上述の平均粒径１００μｍ以下の微粒研
摩材の混入したウオータジェソ１，６が噴射されること
になり、これにより被切断材２が切断されることになる
。次に切断に（Ｊ（されたウオータジ、ｙ−ソｌ−６は
キャッチャ−５によってキャッチされ、排液が微粒研摩
材と共に回収されることとなるが、その際、ウオータジ
ェソ；−６の（ｉ撃力は次のようにしてキャッチャ−５
に吸収されることになる。すなわち、先ずウオータジェ
ソｌ−６がケーシングタンク７の受入れ孔８からキャッ
チャ−５内に入ると、蛇腹１６を通って受入れ容器１３
内の緩衝ホール１８・・１８に衝突する。そうするとウ
ォータジェット６の衝突した緩衝ボール１８・・１８は
図中に矢印にて示すように一旦、下方に押し付けられた
後、左イｉに分かれて円弧状の内壁面に沿って旋回移動
する状態となり、ウォータジェット６は交互に入れ換わ
る緩衝ボール１８・・１８に衝突する状態となる。また
受入れ容器１３は、容器支持台］４を介して支持ハネ１
５によってｙ衝支持されていることから、うオータジエ
ソト６の衝撃に対応して弾力的に上下動すると共に、支
持バネ１５及び蛇腹１６の許容する範囲内で左右方向等
にも僅かに往復移動する状態となる。その結果、ウオー
タジェソ１６の衝撃力は、交互に入れ換わる各緩衝ボー
ル１８・・１Ｂと弾力的に移動する受入れ容器１３とに
よって吸収されことになり、従来のように固定状態にあ
るメタルウールやタングステンカーバイｌ−板によって
衝撃力を直接吸収するのと異なり、長時間に亘ってウォ
ータジェット６の減衰を行なえることになる。一方、減
衰されたウォータジェット６つまり回収排液１１は受入
れ容器１３の各吐出孔１７・・１７から排出され、ケー
シングタンク７の下部に溜る。そしてこの回収排液１１
は、循環路２１中に介設されたスラリーポンプ（図示せ
ず）によって、微粒研摩材を含有したまま沈澱槽２２に
圧送され、この沈澱槽２２において微粒研摩材の沈澱が
行なわれることになる。沈澱槽２２に沈澱した微粒研摩
材は次に適宜の送出手段（例えばスクリューポンプ）に
よって濃度制御槽２３に送１１１され、この濃度制御槽
２３において微粒研摩Ｈの濃度が２０〜７０％に調整さ
れる。そして濃度制御された懸濁液は、循環路２１中に
介設されたスラリーポンプ（図示せず）によって攪拌槽
２４に圧送され、この攪拌槽２４において十分に攪拌、
混合された後、再び上記ジェットノズル１に供給される
ことになる。

ところで、」二記のように緩ｉ和ボール１８・・１８が
交互に入れ換わってウォータジェット６を受ｂ）る構造
であると、緩衝ボール】８・・１Ｂは少し個数でも長時
間の使用に耐えることができる。したがって、受入れ容
器１３の人きざは比較的小さくてよく、その結果、キャ
ッチャ−５全体をコンパクトに抑えることが可能である
。また緩衝ボール１８・・１８は微粒研摩材と同じ材質
で製作されていることから、上記のように研摩材の回収
、再利用を行なうに際して、緩衝ボール１８・・１８に
ウォータジェット６が衝突することにより、あるいは緩
衝ボール１８・・１８相互間の摩擦等によって生成され
た研摩粒を格別分離する必要はなく、このため研摩材の
回収、再利用を効率良く行なうことができる。なお緩衝
ボール１８・・１８の交換は適宜行なうが、その際、単
に緩衝ボール１８・・１８の入れ換え作業を行なうだけ
でよいので、きわめて容易に行なうことができる。

第２図及び第３図は第２実施例を示している。

この実施例のウォータジェット切断装置の基本構造は上
記第１実施例のウォータジェット切断装置と略同−であ
るが、キャッチャ−２５の構造が次の点で異なっている
。すなわちこの実施例のウォータジェット切断装置のキ
ャッチャ−２５は、その受入れ容器２６が円筒型のタン
クにて形成され、両端部が容器支持台２７側にブラケッ
ト２日、２８を介して回動自在に支持されている。この
場合、受入れ容器２６の回動は一定範囲内となるように
規制されており、このため蛇腹１６は受入れ容器２６か
ら離脱することなく、該受入れ容器２６の回動及び上下
動に追従して伸縮することが可能である。またウオータ
ジェソｌ−６を受入れるための開口部３１が受入れ容器
２６の上部−例寄りの位置に形成されており、ウォータ
ジェット６の衝突した緩衝ボール１８・・１８が受入れ
容器２６内において積極的に旋回するように設定されて
いる。

上記のウォータジェット切断装置においても、第１実施
例の場合と同様に、ジェットノズル１による被切断材２
の切断、キャッチャ−２５によるウォータジェット６の
減衰と回収、さらには図示していない沈澱槽２２、濃度
制御槽２３、攪拌槽２４等による研摩材の再利用が行な
われるが、ウォータジェット６の衝撃力は次のようにし
てキャッチャ−２５に吸収されることになる。すなわち
、ウォータジェット６がケーシングタンク７の受入れ孔
８からキャッチャ−２５内に入ると、蛇腹１６を通って
受入れ容器２６内の緩衝ボール１８・・１８に衝突する
が、この場合、受入れ容器２６の開口部３１が一側寄り
の位置に形成されていることから、ウォータジェット６
の衝突した緩衝ボール１８・・１８は図中に矢印にて示
すように受入れ容器２６内を旋回移動する状態となり、
ウォータジェット６は交互に入れ換わる緩衝ボール１８
・・１８に衝突する状態となる。またこれと同時に受入
れ容器２６全体がウォータジェット６の衝撃に対応して
一定範囲内において往復回動すると共に、支持バネ１５
の働きにより弾力的に上下動し、その結果、各緩衝ボー
ル１８・・１８がさらに積極的に移動し、ウォータジェ
ット６の衝撃力はこれら積極的に入れ換わる各緩衝ボー
ル１８・・１８と弾力的に上下動する受入れ容器２６と
によって吸収されることになる。なお受入れ容器２６内
における緩衝ボール１８・・１８の移動は、受入れ容器
２６の横断面方向から見た場合には第２図の矢印に示す
ように一方向の旋回移動となるが、縦断面方向から見た
場合には、一旦、下方に押し付けられた緩衝ボール１８
が左右に分かれて旋回移動する状態となる。

第４図は第３実施例を示している。上記第１実施例（第
１図）におけるウォータジェット切断装置のキャッチャ
−５は、受入れ容器１３を緩衝支持する支持部材として
支持バネ（コイルバネ）１５を使用するものであったが
、この実施例におけろウォータジェット切断装置のキャ
ッチャ−３２は、上記支持バネ１５に代えて板バネ３３
．３３を使用している。つまり球状の受入れ容器１３の
両側部とケーシングタンク７の内側面との間に板バネ３
３を介設し、受入れ容器１３を中吊り状態で緩衝支持す
る構造とされている。

上記のウォータジェット切断装置のキャッチャ−３２に
おいても、ウォータジェット６の衝撃に対応して受入れ
容器１３が弾力的に上下動し、各緩衝ボール１８・・１
８の作用と相埃ってうオータジェソト６の衝撃力が吸収
されることになる。

第５図は上記各実施例における受入れ容器１３．２６の
変形例を示している。すなわち上記各実施例においては
、受入れ容器１３．２６の壁面の全面に亘って吐出孔１
７・・１７を穿設した場合を例に挙げて説明したが、図
に示すように受入れ容器１３．２６の壁面の上部にのみ
吐出孔１７・・１７を穿設するようにしてもよい。そう
した場合、図に示すように回収排液１１が受入れ容器１
３．２６の上部にまで溜る状態となり、これにより各緩
衝ボール１８・・１８が浮力を受けることとなって、そ
れだけウォータジェット６を受けた際の移動がスムーズ
になる。

（発明の効果） この発明のウォータジェット切断装置においては、キャ
ッチャ−の受入れ容器内に適当数の緩衝ボールを配置す
ると共に、この受入れ容器を支持部材によって緩衝支持
し、かつ上記受入れ容器の奥部内壁面を円弧状に形成し
であるので、ウォータジェットの衝撃力を、該ウォータ
ジェットを受けることによって交互に入れ換わる各錘（
ｈボールと上記支持部材に緩ｉｈ支持された受入れ容器
とによって吸収することができ、これにより従来のウォ
ータジェット切断装置におけるキャッチャ−よりも長時
間に亘ってウォータジェットの減衰を行なうことができ
る。また各緩衝ボールは交互に入れ換わってウォータジ
ェットを受けることから、少量個数の使用でも置時間耐
えることができ、その結果、受入れ容器を小さくしてキ
ャッチャ−全体をコンバク］・に抑えることができる。

したがってロボットを使用した水平方向切断時のように
、ノズルとキャッチャ−とを同時に移動させる方式の切
断作業用として特に好適である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明のウォータジェット切断装置の一実施例
を示し、第１図は第１実施例におけるウォータジェット
切断装置の縦断側面図、第２図は第２実施例におけるウ
ォータジェノ１〜切断装置の縦断側面図、第３図は第２
図のｍ−ｒｎ矢視断面図、第４図は第３実施例における
ウォータジェット切断装置の縦断側面図、第５図はキャ
ッチャ−の受入れ容器の変形例を示す縦断側面図である
。 １・・・ジェットノズル、５．２５．３２・・・キャッ
チャ−１６・・・ウォータジェット、１３．２６・・・
受入れ容器、１５・・・支持バネ、１８・・・緩衝ボー
ル、３３・・・板バネ。 特許出願人　　　　　　　　川崎重工業株式会社」 第２区 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ウォータジェットを噴出するノズルと、上記ノズル
   に相対向して配置されると共にノズルから噴出されたウ
   ォータジェットを減衰させるキャッチャーとを有するウ
   ォータジェット切断装置であって、上記キャッチャーは
   、上記ノズルから噴出されるウォータジェットを受け入
   れるための受入れ容器と、この受入れ容器内に配置され
   た適当数の緩衝ボールと、上記受入れ容器を支持する支
   持部材とを有して成り、上記受入れ容器の奥部内壁面は
   円弧状に形成されていることを特徴とするウォータジェ
   ット切断装置。