JPH0671599A - ウォータジェットノズルの先端移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル先端が路面に対して一定の距離に於い
て円運動するウォータジェットノズルの先端移動機構を
提供する。 【構成】 走行可能な装置本体にクロスローラベアリン
グ１１を介して水平回転自在に支持された平面円盤４
と、該平面円盤４を歯車機構１，３を介して回転駆動す
るモータと、前記平面円盤４の回転中心線上に位置して
上部が装置本体に支持ピン１４，１６によりＸ，Ｙ軸方
向へ揺動自在に支持されるとともに下部が前記平面円盤
４に対しその回転中心線Ｏ₁ より偏位した位置で貫通し
かつ長手方向へ移動可能に係合されたノズルランス固定
用パイプ１３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウォータジェット路面
斫り工法に用いられるウォータジェットノズルの先端移
動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の移動機構として、従来、図９に
示すようなものがある。これは、電動モータ等に連結さ
れたカム機構４１にカムピン４２を介してクランクロッ
ド４３を連結するとともに、このクランクロッド４３の
中間部を、回転可能な位置固定金物４４で摺動自在に支
持し、かつクランクロッド先端の取付け棒４５にノズル
ランス固定用板４７及びＵボルト４９を介してノズルラ
ンス４８を支持したものである。

【０００３】これによれば、今カム機構４１が右回りの
時クランクロッド４３の先端は左回りに回転運動する。
この際、前記取付け棒４５はその上部が揺動自在で軸方
向には位置固定されているので、クランクロッド４３の
先端部では楕円運動をし、かつ水平面上で運動をしてい
るのではなく楕円運動により上下にも運動していた。こ
の楕円運動により、取付け棒４５に取り付けられたノズ
ルランス４８も楕円運動となり、ノズル先端も楕円運動
かつ上下運動していた。

【０００４】従って、ノズル先端は路面から等距離の位
置（高さ）では円運動をしていなかった。即ち、図１０
に示すように、楕円運動の長径（長半径Ｌ₅ 参照）と短
径（短半径Ｌ₄ 参照）ではウォータジェット噴射水の噴
射位置が路面Ｇに対し一定距離ではなかった（ノズル先
端の楕円運動短径時の路面Ｇとノズル先端間の距離Ｌ₆
とノズル先端の楕円運動長径時の路面Ｇとノズル先端間
の距離Ｌ₇ 参照）。なお、図１０中Ｏ₂ は揺動中心であ
る。このように従来の機構では、ジェット水の噴射位置
が路面に対し一定距離ではないため、ウォータジェット
の破砕力を１００％有効活用しているとは言えない面が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウォータジェットノズ
ルの先端移動機構には以下に述べるような課題がある。 （１）路面上のアスファルトを斫るには、路面に満遍な
く高圧ジェット水を噴射する必要があるが、ジェット水
破砕力の有効活用のため路面から等距離の位置でジェッ
ト水を噴射する必要がある。 （２）後部（上部）に超高圧ホースが取付けられたノズ
ルランス自身を回転することは出来ない。 （３）ノズルランスの運動を妨げるため回転軸の支持梁
の設置が不可能であり、Ｌ形腕等の先端部にノズルラン
スを取付け、Ｌ形腕の軸を回転させることも出来ない。 （４）前記超高圧ホースは耐久性の面から過度な揺動を
避けるべきであり、ノズルランス後方（上部）は揺動を
小さくする必要がある。また、ノズル先端と路面の間隔
は、作業現場で簡単に設定調整可能なることが望まし
い。 （５）斫り工法に使用されるジェット水の圧力は１００
０〜２０００kgf/cm²であり、ノズルヘッド、ノズルラ
ンス、超高圧ホースは、強固に締め付けられ、作業現場
において、再三、取り外し締め付けをすることは容易で
はない。そこで、ノズルヘッド等を締め付けた状態のま
までノズル移動装置（円運動機構）に簡単に取り付け可
能なる必要がある。 （６）前記のとおり路面には満遍なくジェット水を噴射
する必要があるが、円運動の中心に回転軸を設けず、現
地で簡単に取り付け可能な、ノズルランスの先端のみが
円運動をする装置が必要である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の、本発明の構成は、鋼床版上アスファルト路面にジェ
ット水を噴射してアスファルト路面のみを斫りとるウォ
ータジェット路面斫り工法に用いられるウォータジェッ
トノズルの先端移動機構であって、走行可能な装置本体
と、該装置本体に水平回転自在に支持された円盤と、前
記装置本体上に設けられて前記円盤を回転させる駆動装
置と、前記円盤の回転中心線上に位置して上部が装置本
体に揺動自在に支持されるとともに下部が前記円盤に対
しその回転中心より偏位した位置で貫通しかつ長手方向
へ移動可能に係合されたノズルランス固定用パイプとを
備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】前記構成によれば、上部を揺動自在に支持され
たノズルランス固定用パイプは、円盤が水平回転すると
きパイプ自身は回転せず、円盤レベルでは円盤中心（揺
動中心）から芯ずれした寸法を半径とする円運動をな
し、その円運動は正円運動となる。ノズルランス固定用
パイプに固定されたノズルランス下端、即ちノズル先端
は、揺動中心位置と回転する円盤位置の距離の倍率で以
て、路面から一定の距離で正円運動をすることになる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図１〜図３は本発明に係る先端移動機構の一実
施例を示すものであり、図１は平面円盤と駆動歯車の関
係を示す平面図、図２はノズルランス固定用パイプとそ
のパイプの上部支持要領と平面円盤との関係を示す側面
図、図３は図２のIII −III 矢視図である。

【０００９】走行可能な装置本体は架台１２と該架台１
２上に架設された梁１８とを有している。前記架台１２
上には、その透孔１２ａを閉塞するようにして平面円盤
４がクロスローラベアリング１１を介して水平回転可能
に支持されている。図中８はクロスローラベアリング１
１の内輪、９は同じく下側外輪、１０は同じく上側外輪
である。

【００１０】前記平面円盤４の上面外周には、従動歯車
３が固設され、この従動歯車３に噛合する駆動歯車１
が、架台１２上に配置された駆動モータの出力軸２に固
設されている。図中５は従動歯車固定用の取付ボルトで
ある。

【００１１】そして、前記梁１８における一対の支持金
物１７には、前記平面円盤４の回転中心線Ｏ₁ 上に位置
して角パイプ１５が、水平面におけるＹ軸方向に支持ピ
ン１６を介して揺動自在に支持されるとともに、この角
パイプ１５にノズルランス固定用パイプ１３の上端部寄
りが支持ピン１４を介して水平面におけるＸ軸方向に揺
動自在に貫通支持されている。

【００１２】一方、前記平面円盤４には、半径方向に延
びる長孔７が形成され、この長孔７の両側に位置した平
面円盤４上に取付ボルト２２で固定された一対のＬ型金
物２１に支持ピン２０を介してパイプ１９が揺動自在に
支持される。前記支持ピン２０の位置は平面円盤４の回
転中心線Ｏ₁ から距離Ｌ₁ だけ芯ずれされている。図中
２３は調整用孔である。

【００１３】そして、前記パイプ１９に交換パイプ２４
を介してノズルランス固定用パイプ１３の下端部寄りが
摺動自在に貫通支持され、そのパイプ先端が前記長孔７
を所定の長さに亘って貫通している。図中２５はロック
ボルトである。

【００１４】図４〜図６はノズルランス３７をノズルラ
ンス固定用パイプ１３へ固定する要領を示すものであ
り、図４はノズルランス上端側の固定要領側面図、図５
は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６は変形例を示す図４のＶ
−Ｖ線断面図である。

【００１５】なお、前記ノズルランス３７は、図８に示
すように、その先端にノズルヘッド３８が取付けられる
とともに、上端にカップリング３９を介して超高圧ホー
ス４０が連結される。

【００１６】図４及び図５に示すように、ノズルランス
固定用パイプ１３の上端部には切欠き部３０が形成さ
れ、この切欠き部３０において押え板３１及びＵボルト
３２を介してノズルランス３７が固定される。また、図
６に示すように、ノズルランス３７とノズルランス固定
用パイプ１３との間にスペーサ３３を介在させてノズル
ランス３７とノズルランス固定用パイプ１３との軸心を
一致させても良い。

【００１７】このように構成されるため、今駆動歯車１
が回転すると、平面円盤４がクロスローラベアリング１
１に支持された状態で中心軸棒なしに回転する。この
時、ノズルランス固定用パイプ１３はその上部が平面円
盤４の回転中心線上で２軸方向に揺動自在に支持されて
いるので、円盤レベルでは芯ずれの距離Ｌ ₁ を半径とす
る円運動をする（図中Ｃ₁ の移動軌跡参照）。この結
果、ノズルランス固定用パイプ１３に固定されたノズル
ランス３７の下端、即ちノズルヘッド３８は、揺動中心
位置（支持ピン１６）と円盤位置（支持ピン２０）の距
離の倍率により所定の円運動径で路面から一定の距離で
正円運動をする。

【００１８】図７がそのノズル移動軌跡で、図中Ｃ₂ は
ノズルヘッドの移動軌跡、Ｌ₂ はノズルヘッドの円運動
径（斫り幅）、Ｌ₃ はノズルステップである。前記ノズ
ルステップＬ₃ （ノズル円運動１回転中の前進距離）
は、平面円盤４の回転速度と装置全体の前進速度を変え
ることにより変化させることができる。又、同形ノズル
軌跡上での所要時間を変化させることもでき、単位面積
当たりのジェット水の投射水量（破砕力）を設定するこ
とができる。

【００１９】また、前記の際ノズルランス固定用パイプ
１３は自転しないが、円盤側に取り付けられたパイプ１
９は平面円盤４と共に回転することになる。このよう
に、揺動のみし、回転しないパイプ１３の外面と、回転
するパイプ１９の内面とは摩擦することになる。したが
って、本実施例では摩擦による摩耗対策としては交換パ
イプ２４をこの間に挿入し、これを交換することにより
対応することにしてあるが、交換パイプ２４の代わりに
ベアリング機構を設置する等、摩擦を回避する機構を採
用すればより万全である。

【００２０】なお、本発明は前記実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、駆動源の変更、ベ
アリングの変更等各種の変更が可能であることは言う迄
もない。

【００２１】

【発明の効果】ノズル先端が路面に対して一定の距離に
於いて円運動することにより、ジェット水を路面に満遍
なく投射することが出来る。従って、ジェット水の破砕
力を十分に活用し、斫り能力を向上することができる効
果があり、路面の斫り作業を敏速に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る平面円盤と駆動歯車の
関係を示す平面図である。

【図２】同じくノズルランス固定用パイプとそのパイプ
の上部支持要領と平面円盤との関係を示す側面図であ
る。

【図３】図２のIII −III 矢視図である。

【図４】ノズルランス上端側の固定要領側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】固定要領の変形例を示す図４のＶ−Ｖ線断面図
である。

【図７】本発明によるノズル移動軌跡である。

【図８】一般的なウォータジェットノズルの形状図であ
る。

【図９】従来機構の構造説明図である。

【図１０】同じくノズル先端の位置説明図である。

【符号の説明】

１ 駆動歯車 ４ 平面円盤 ７ 長孔 １１ クロスローラベアリング １３ ノズルランス固定用パイプ １４，１６ 支持ピン １９ パイプ ２０ 支持ピン ３７ ノズルランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼床版上アスファルト路面にジェット水
   を噴射してアスファルト路面のみを斫りとるウォータジ
   ェット路面斫り工法に用いられるウォータジェットノズ
   ルの先端移動機構であって、走行可能な装置本体と、該
   装置本体に水平回転自在に支持された円盤と、前記装置
   本体上に設けられて前記円盤を回転させる駆動装置と、
   前記円盤の回転中心線上に位置して上部が装置本体に揺
   動自在に支持されるとともに下部が前記円盤に対しその
   回転中心より偏位した位置で貫通しかつ長手方向へ移動
   可能に係合されたノズルランス固定用パイプとを備えた
   ことを特徴とするウォータジェットノズルの先端移動機
   構。