JPS6356396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粒状物、例えば砂を高圧水ジエツトと
共に、被切削物、例えばコンクリート構造物、岩
盤等に吹付けて被切削物を切削するアブレイシブ
ジエツトによる切削装置の移動装置に関する。

［従来技術］ かかるアブレイシブジエツトによる切削技術は
公知（例えば実公昭47−13842号公報参照）であ
り、種々の被切削物を切削する場合に用いられて
いる。特に切断面がきれいであり、かつジエツト
ノズルの移動によつて任意の切断面を形成できる
ので、その他の切削技術例えば火炎ジエツトによ
るものや鉄とアルミニウムの混合物に酸素を供給
して燃焼させるバーニングバー法等と比べて好ま
しい。

したがつて、例えば既設トンネルの側壁に分岐
通路を形成する場合や耐用年数の過ぎた原子炉を
破壊する場合に好適に使用することができる。

このようなアブレイシブジエツトによる切削に
際し、アブレイシブジエツトを噴射するノズルを
切削しようとする軌跡に沿つて所定の速度で動か
すと共に、被切削物に対して所定の距離を保持し
て移動させねばならない。ノズルから噴射される
アブレイシブジエツトの圧力は約1000Kg／cm²以上
という極めて高い圧力であり、したがつて作業員
が手でノズルを持つて作業することは勿論のこ
と、作業員がノズル付近に近付くことすら極めて
危険である。これ故にノズルの移動は自動装置に
たよらねばならない。

一般的に各種の自動移動装置は知られている
が、かかるアブレイシブジエツトのノズルを移動
させる場合ではかなりの反力を生ずるので、その
移動機構は丈夫な構成にしなければならず、また
被切削物の壁面にはかなりの凹凸があるので、ノ
ズルの位置をその壁面の凹凸に対して所定位置で
移動させることは困難である。

例えば、特公昭50−23537号公報には作業台に
ジエツト水を噴射するノズルを有する切削装置を
設け、その切削装置でトンネルを掘削する技術が
開示されている。しかしながら、トンネルのよう
に断面形状が一定のものを掘削する場合は、所定
の断面形状に適合するように、噴射ノズルを移動
させればよいが、例えば原子炉の破壊を行う場
合、特にアブレイシブジエツトでは被切削物の距
離や切削装置が問題となり、かかる公知技術を適
用することができない。また、特公昭51−34642
号公報にはノズルの前方に車輪を設け、その車輪
によつて水ジエツトの飛走距離を一定に保つ技術
が開示されている。しかしながら、かかる公知技
術はトンネル掘削のように比較的に広く平面的な
空間を掘削する場合はよいが、例えば原子炉解体
の場合のように、原子炉内部の比較的に狭く、彎
曲している場合は不適当である。

［発明の目的］ したがつて本発明の目的は、壁面の凹凸に好適
に追従でき、ジエツトノズルの位置およびアブレ
イシブの供給量を適正に制御して、アブレイシブ
ジエツトによる切削効果を高めことのできる水噴
射切削装置の移動装置を提供するにある。

［発明の構成］ 本発明によれば、粒状物を高圧水ジエツトと共
に被切削物に吹付けて被切削物を切削するアブレ
イシブジエツトによる切削装置の移動装置におい
て、移動可能な平行リンク式のマニプレータアー
ムと、そのマニプレータアームの先端に設けたジ
エツトノズルと、そのジエツトノズルに高圧水お
よび粒状物を送るホースとを備え、そのマニプレ
ータの先端にはジエツトノズルと同方向にそのジ
エツトノズルより所定長さ突出して設けた位置検
出センサが取付けられており、その位置検出セン
サの出力によつてジエツトノズルと被切削物との
距離を適正に保ち、かつジエツトノズル位置およ
びアブレイシブの供給量を制御する制御盤を備え
ている。

［発明の作用効果］ したがつて、マニプレータアームを平行リング
式に構成したので、充分な強度を有し、かつ制御
盤によつて、所定の軌跡に沿つて移動させること
ができる。そしてセンサが被切削物の表面と係合
してその凹凸を検知し、その出力信号に応じてマ
ニプレータを作動してジエツトノズルの位置を適
正に保つので、表面の凹凸と追従でき、被切削物
の表面に対して常にジエツトノズルを最も切削効
率のよい距離に保つことができる。

このようにセンサおよび制御盤の組合せによつ
て、被切削物とジエツトノズルとの距離およびジ
エツトノズルの位置ならびにアブレイシブの供給
量を制御するので、被切削物の表面形状がどのよ
うに３次元的に彎曲していても、適正位置を切削
でき、しかも効率よく自動的に所定の軌跡に沿つ
て切削作業を行うことができる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明を実施した装置を示し、図にお
いてトンネルの側壁を切断する場合に使用する装
置が示されている。一対の走行レール１上を走行
できる超高圧水発生装置２と制御装置３と、その
制御装置３によつて作業されるマニプレータ４と
を備えている。この一対の走行レール１はトンネ
ル内に敷設されており、その装置全体を所定の位
置に移動させるようになつている。しかしなが
ら、例えば垂直円筒体を切断する場合には垂直方
向に伸びる一本の走行レール上をマニプレータ４
が走行できるようにし、超高圧水発生装置２や制
御装置３は固定式にすることもできる。超高圧水
発生装置２や制御装置３はそれ自体公知の構造の
ものであり、超高圧水発生装置２はアブレイシブ
（粒状物）例えば砂の供給源を備えている。

マニプレータ４は後述する平行リンク式のアー
ムを使用しており、その先端にはピン５を中心と
して回動できる接続金具６を備え、その接続金具
６にはピン７を中心として回動できる取付台８が
設けられている。この取付台８にはノズル保持台
９が取付台８に沿つて移動自在に取付けられ、か
つ取付台８に取付けられたノズル１０がその軸線
方向の突出自在になるようにノズル１０の軸線方
向に伸縮自在に設けられている。そして保持台９
には位置検出センサ１１がノズル１０から軸線方
向に所定長さ突出して設けられている。このノズ
ル１０に供給される高圧水は２本のホース１２
ａ，１２ｂによつて供給され、またアブレイシブ
はアブレイシブホース１３によつて供給されるよ
うになつている。２本のホース１２ａ，１２ｂを
用いた理由は２台のポンプを用いて噴出量を多く
するためである。したがつてホース１２ａ，１２
ｂはバランスをとるために、その長さを等しくし
なければならず、それ故にマニプレータアームに
ホーススライダを設け、両ホースが実質的に平行
になつてアームの動きに追従するようにしてあ
る。

第２図はマニプレータ４の一実施例を示し、基
部Ｂ（第１図）に固定された架台２０にはピン２
１を介して第１のアーム２２が枢着され、その第
１のアーム２２の下端部２３には油圧シリンダ２
４のピストン２５の先端が枢着され、その油圧シ
リンダ２４の端部は基部Ｂに固着されたシリンダ
架台２６に枢着されている。第１アーム２２の先
端はピン２７を介して第２アーム２８が枢着され
ると共に、ブラケツト２９が枢着されている。こ
のブラケツト２９は調節自在の連結棒３０で調節
自在に固定されている。

第１のアーム２２は一端が固着されて油圧シリ
ンダ３１のピストン３２の先端は第２のアーム２
８に枢着されている。第２のアーム２８の先端に
は接続金具６が枢着されており、ブラケツト２９
と接続金具６とは調節自在の連結棒３３によつて
枢着自在に連結されている。したがつて第１およ
び第２のアーム２２，２８と連結棒３０，３３と
ブラケツト２９および接続金具６とは平行リンク
を形成している。

したがつて油圧シリンダ２４を作動させると、
第１のアーム２２がピン２１を中心として傾動で
き、油圧シリンダ３１を作動させると第１のアー
ム２２に対して第２のアーム２８が傾動する。し
かしながら、平行リンク式であるから接続金具６
の姿勢は第２のアーム２８の傾動作業によつて変
らない。

次に第３図を参照して本発明に実施される回路
の一例につき説明する。

図示しない水の供給源から伸びる給水ラインＬ
１から弁Ｖ１を介してラインＬ１が接続され、こ
のラインＬ１には第１の超高圧水ポンプＰ１が接
続されている。そしてポンプＰ１の吐出側はチエ
ツキ弁Ｃ１を介してアブレイシブホース１２ａが
接続されている。ポンプＰ１を冷却するための冷
却水ラインが弁Ｖ３を介してラインＬ１に接続さ
れている。他方第２の超高圧水ポンプＰ２も同時
に弁Ｖ２を有するラインＬ３を介してラインＬ１
に接続され、そしてその吐出側はチエツキ弁Ｃ２
を介してアブレイシブホース１２ｂが接続されて
いる。また弁Ｖ４を有する冷却水ラインＬ５が設
けられている。

また図示しない空気供給源に接続されたライン
Ｌ６がドライヤ４０に接続され、そしてラインＬ
７を介してアブレイシブ例えば砂Ｓを貯蔵してい
るアブレイシブタンク４１に接続されている。ラ
インＬ７から圧力空気をアブレイシブタンク４１
に供給することによつてタンク４１内の砂は制御
弁４２を通つてエジエクタ４３に送られるように
なつている。このエジエクタ４３には制御弁４４
を設けたラインＬ８が接続され、ドライヤ４０か
らの空気を送るようになつている。各制御弁４
２，４４には制御空気ラインＬ９が接続されてい
る。

したがつてアブレイシブタンク４１内の砂Ｓは
ラインＬ６からの圧力空気によつて制御弁４２で
制御された量がエジエクタ４３に送られ、そして
制御弁４４によつて制御されラインＬ８を通る圧
力空気によつてアブレイシブホース１３に送られ
るのである。走行できる制御装置３には、図示し
ない電源から電力を受けるキユービクルＣと、減
圧トランス４５と、制御盤４６とから設けられて
いる。キユービクルＣからの高圧電圧は第１およ
び第２の高圧水ポンプＰ１，Ｐ２に印加され、ト
ランス４５を経た低圧電圧は制御盤４６に送られ
る。制御盤４６は安全な場所に設けられた接作盤
４７から制御でき、またセンサ１１からの信号を
ラインＷ１から受けるようになつている。そして
ラインＷ２を介して接続金具８を水平方向に動か
す送りモータ４８と、ラインＷ３を介して接続金
具８を回転させる回転用モータ４９と、ラインＷ
４を介してノズル保持台９をノズル１０の軸線方
向に動かす移動用モータ５０と、ラインＷ５を介
し油圧ユニツト５１と、ラインＷ６を介して装置
の走行用モータ５２と、ラインＷ７を介してドラ
イヤ４０とをそれぞれ制御するようになつてい
る。油圧ユニツト５１は油圧シリンダ２４，３１
を制御するものである。

本発明では、位置検出センサ１１が被切削物の
壁面と接続することによつてノズル１０と切削し
ようとする壁面との距離を適正位置に保つように
してある。すなわちラインＷ１からの信号によつ
て制御盤４６はラインＷ２〜Ｗ７に信号を送り、
ノズル１０の位置および砂Ｓの供給作業を制御す
るのである。

この位置検出センサ１１はシリンダ５３中に伸
縮自在に嵌合しているロツド５４の先端に設けら
れ、センサ１１が被切削物の壁面と係合するとロ
ツド５４がシリンダ５３内にはいり込み図示しな
い近接スイツチから信号を生ずるようになつてい
る。したがつてロツド５４はばねに抗して引込む
ようにするのが好ましい。

したがつて作動に際してあらかじめ所定の切削
軌跡は制御盤に記憶させておき、マニプレータ３
はノズル１０をその軌跡に沿つて作動する。そし
てセンサ１１が壁面と係合した状態に移動用モー
タ５０を作動させて位置させれば常に適正距離に
ノズル１０を位置させることができる。

すなわち係合しないときはノズル１０を突出さ
せ、ロツド５４が引込み過ぎたときは後退させる
のである。

［まとめ］ 以上の如く本発明によれば、平行リンク式のア
ームを用いたので、接続金具の姿勢は油圧シリン
ダ３１の作動によるアーム２８の傾動で変化せ
ず、又充分に堅固にノズルを支持でき、したがつ
てジエツトによるノズルの反力を充分に受けもつ
てとができる。そして姿勢の変化しない接続金具
にノズルを取付けたので、接続金具の回動や水平
送り作業の制御が比較的に容易である。そして位
置検出センサによつて常にノズルを最も効率のよ
い位置に存ぜしめることができる。それ故に所定
の軌跡に沿う切断作業を被切削面の凹凸に関係な
く、効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した装置全体を説明する
ための斜視図、第２図は本発明に実施するマニプ
レータの側面図、第３図は本発明に実施される回
路の説明図である。 ４……マニプレータ、１０……アブレイシブジ
エツトノズル、１２ａ，１２ｂ……高圧水ホー
ス、１３……アブレイシブホース、１１……位置
検出センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒状物を高圧水ジエツトと共に被切削物に吹
   付けて被切削物を切削するアブレイシブジエツト
   による切削装置の移動装置において、移動可能な
   平行リンク式のマニプレータアームと、そのマニ
   プレータアームの先端に設けたジエツトノズル
   と、そのジエツトノズルに高圧水およびアブレイ
   シブを送るホースとを備え、そのマニプレータの
   先端にはジエツトノズルと同方向にそのジエツト
   ノズルより所定長さ突出して設けた位置検出セン
   サが取付けられており、その位置検出センサの出
   力によつてジエツトノズルと被切削物との距離を
   適正に保ち、かつジエツトノズル位置およびアブ
   レイシブの供給量を制御する制御盤を備えること
   を特徴とする水噴射切削装置の移動装置。