(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記のごとくハンドガンを利用して表面加工をする場合、加工精度が一定とな
らず、加工で得られる凹凸模様にばらつきが生じることがある。その理由のひとつとして
は、ノズルヘッドを最後まで捩じ込んだ際の捩じ込み位置や軸回り角度に微小ながらも製
品ごとのばらつき(不足量あるいは行過ぎ量)が生じ、そのことに起因して複数のノズル
の並び角度に微差が生じることが挙げられる。例えば、複数のノズルがまっすぐ縦に並ん
だノズルヘッドと、僅かに傾いたノズルヘッドとでは、ハンドガンを所定の角度に維持し
ながら一様な速度で移動させたとしても表面加工の仕上がりに大きな差が生じてしまう。
また、このような仕上がりの差はノズルの並び角度の微小な差によっても生じうるもので
あるため、仮に、作業者が熟練した者であっても、微差に応じてハンドガンの角度を修正
しながらどのパネルも同様に仕上げていくことは、高圧水を扱う作業の特性からして至難
の業である。
【0006】
そこで、本発明は、製品の組み立て精度のばらつき等に起因する表面加工の仕上りの差
を抑制することができるウォータージェット工法用のハンドガンとそのノズルヘッドを提
供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、ウォータージェット工法用のハンドガンの先端に取り付けられるノ
ズルヘッドであって、
ハンドガンの長手方向に垂直な横断面の形状が非円形のヘッド筐体と、
該ヘッド筐体に配置された複数のノズルと、
ヘッド筐体の外側から穿設して形成され、水路を途中で複数のノズルのそれぞれに向け
て分岐させる水分岐路と、
を備える、ノズルヘッドである。
【0008】
上記のごとき態様のノズルヘッドは、その外観形状たるヘッド筐体の形状が非円形であ
ることから、ハンドガン先端に取り付けられたノズルヘッドが所定の位置から傾いている
場合に、そのことをヘッド筐体の傾きから視認することができる。したがって、ヘッド筐
体が円形等であってその外観からは傾きが生じているかどうかの判別をすることが難しか
った従来構造とは異なり、本態様によればノズルの並び角度に傾きが生じていることを簡
単に判別し、直すことができる。
【0009】
上記のごとき態様のノズルヘッドにおいて、複数のノズルのうちの少なくとも一部が、
中心軸に対して開くように傾斜して配置されていてもよい。
【0010】
上記のごとき態様のノズルヘッドにおいて、複数のノズルが、中心軸に垂直な垂線に沿
って配置されていてもよい。
【0011】
上記のごとき態様のノズルヘッドにおいて、ヘッド筐体は、複数のノズルの配置方向に
長く形成されていてもよい。
【0012】
上記のごとき態様のノズルヘッドは、ヘッド筐体の外側から水分岐路に至るまでの開口
部分を封止する封止部材を備えていてもよい。
【0013】
また、本発明の一態様に係るハンドガンは、
上記のごときノズルヘッドと、
該ノズルヘッドが取り付けられるランス部材と、
該ランス部材に取り付けられるランス用ハンドル部材と、
ランス部材のノズルヘッドとは反対側となる基端部に取り付けられるハンドガン本体部
材と、
ハンドル部材および/またはハンドガン本体部材とノズルヘッドとの軸回りの相対的な
角度の差分を変更することができる角度調整機構と、
を備える、ウォータージェット工法用のハンドガンである。
【0014】
上記のごとき態様のハンドガンによれば、ランス部材の先端に取り付けたノズルヘッド
のノズルの並び角度に所定角度からの差分が生じている場合に、角度調整機構を利用して
当該角度の差分がなくなるよう調整することができる。
【0015】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、角度調整機構は、ランス部材とハンドガン本
体部材との間に介在するカプラーを含んでいてもよい。
【0016】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、角度調整機構は、ハンドガン本体部材の軸回
りの回転を許容しあるいは規制する本体保持部材を含んでいてもよい。
【0017】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、角度調整機構は、ランス用ハンドル部材の軸
回りの回転を許容しあるいは規制するハンドル保持部材を含んでいてもよい。
【0018】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、角度調整機構は、ランス部材とノズルヘッド
との間に介在する軸回り角度調整ジョイントを含んでいてもよい。
【0019】
上記のごとき態様のハンドガンは、調整ジョイントとノズルヘッドとの間に配置された
軸回り角度調整ランス部材をさらに備えていてもよい。
【0020】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、軸回り角度調整ランス部材の回転を許容しま
たは規制する軸回り角度固定用ナットをさらに備える、請求項11に記載のハンドガン。
【0021】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、軸回り角度固定用ナットは、軸回り角度調整
ランス部材に形成されたフランジ部を軸回り角度調整ジョイントに向け押圧するように設
けられていてもよい。
【0022】
上記のごとき態様のハンドガンにおいて、ランス部材と軸回り角度調整ランス部材の一
方または両方の軸方向長さが変更可能であってもよい。
【0023】
上記のごとき態様のハンドガンは、ノズルヘッドに装着可能な樹脂製のカバー部材をさ
らに備えていてもよい。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、製品の組み立て精度のばらつき等に起因する表面加工の仕上りの差を
抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【0027】
ウォータージェット工法用のハンドガン1は、鉄筋コンクリート構造物などを斫り、目
荒し及び削孔するといった作業時に利用しうるものであるが、以下に示す実施形態では、
コンクリートパネル等の表面の一部を削って模様を形成するためのものとして特に好適な
ハンドガン1について説明する(
図14等参照)。
【0028】
[第1の実施形態]
本実施形態のハンドガン1は、ハンドガン本体部材10、ランス用ハンドル部材30、
ノズルヘッド50、ランス部材60、角度調整機構100などを備える(
図1〜
図9参照
)。
【0029】
ハンドガン本体部材10は、ホースを介して供給された高圧水をランス部材60側へと
送る部材であり、作業者が持ちやすい形状に形成されている(
図1、
図2参照)。本実施
形態のハンドガン本体部材10はL字形の給水管を備えたエルボ形状であり、下端部には
給水用のホースが接続されるホース接続部12が設けられている。ハンドガン本体部材1
0のノズルヘッド50を向く先端側の排水口14にはカプラー120を介してランス部材
60が取り付けられ、後端側には作業者が持ち運んだり抱えて固定したりする際のハンド
リングのしやすさを向上させて作業を行いやすくするハンドル部(グリップ部)18が取
り付けられる(
図1、
図2参照)。
【0030】
ランス部材60は、ノズルヘッド50に向け高圧水を送る筒状の部材である。本実施形
態では長尺(径に比較して長さが十分に長い)のランス部材60を採用しているが(
図1
参照)、その具体的な長さが特に限定されることはないし、ランス部材60が長尺のもの
に限定されることもない。なお、本明細書では便宜的に「ランス」と表記しているが、高
圧水を送ることができるあらゆる筒状部材(シャフト)が「ランス(部材)」として適用
可能である。本実施形態のハンドガン1においては、ランス部材60からノズルヘッド5
0まで同一の軸(本実施形態ではが便宜的に「中心軸」という)Cに沿って直線状に配置
されている。なお、特に図示はしないが、ランス部材60の軸方向長さを可変とし、ある
いは軸方向長さが異なる複数のランス部材60を用意しておくことで、作業者の体格や作
業の態様(例えば、水を水平に噴出させるか、あるいは斜め下向きに噴出させるか、等)
に応じて長さを簡単に変えることが可能となり便宜である。ランス部材60の途中にはラ
ンス用ハンドル部材30が取り付けられている。
【0031】
ランス用ハンドル部材30は、ランス部材60の途中に取り付けられるグリップ用の部
材で、ハンドル部材20やハンドガン本体部材10と同様、作業者によるハンドリングの
しやすさを向上させる。本実施形態のランス用ハンドル部材30は、ハンドル保持部材1
60によってランス部材60に取り付けられている。
【0032】
ハンドル保持部材160は、ランス用ハンドル部材30をランス部材60に取り付ける
とともに、当該ランス用ハンドル部材30の中心軸C回りの回転を許容しあるいは規制す
る部材である。本実施形態では、ボルト孔164に通したボルトとナット(図示省略)を
締めることでランス用ハンドル部材30の動きを規制し、緩めることで許容する、クリッ
プ状のハンドル保持部材160を当該ランス用ハンドル部材30の一部に設けている(図
3等参照)。ボルトとナット(図示省略)を緩めると、ランス用ハンドル部材30の中心
軸C回りの向き(角度)を調整することが可能となることはもちろん、ランス用ハンドル
部材30を中心軸Cに沿って移動させ軸方向位置を調整することも可能となる。
【0033】
ランス部材60の先端側には、軸回り角度調整ジョイント140、軸回り角度調整ラン
ス部材170、軸回り角度固定用ナット180が設けられ、さらにノズルヘッド50が設
けられる(
図1等参照)。
【0034】
軸回り角度調整ジョイント140は、ランス部材60の先端部に取り付けられるジョイ
ント(ニップル)である(
図4参照)。本実施形態の軸回り角度調整ジョイント140に
は、ランス部材60の先端の雄ねじ部(図示省略)がねじ込まれる基端側凹部141と、
軸回り角度調整ランス部材170の基端部171が差し込まれる先端側凹部142とが形
成されている。基端側凹部141には雌ねじ部144が設けられている。先端側凹部14
2の外側には、軸回り角度固定用ナット180の雌ねじ部182が螺合する雄ねじ部14
3が設けられている。工具(モンキーレンチ、スパナ等)を適宜用いて軸回り角度調整ジ
ョイント140を軸回りに回すことができる。
【0035】
軸回り角度調整ランス部材170は、軸回り角度調整ジョイント140に取り付けられ
る筒状の部材である。本実施形態の軸回り角度調整ランス部材170は、軸回り角度調整
ジョイント140の先端側凹部141に差し込まれる基端部171と、ノズルヘッド50
が取り付けられる先端部172と、基端部171よりも先端部172寄りの位置に形成さ
れたフランジ部173と、を備える(
図5参照)。特に図示はしないが、軸回り角度調整
ランス部材170の軸方向長さを可変とし、あるいは軸方向長さが異なる複数の軸回り角
度調整ランス部材170を用意しておくことで、作業者の体格や作業の態様(例えば、水
を水平に噴出させるか、あるいは斜め下向きに噴出させるか、等)に応じて長さを簡単に
変えることが可能となり便宜である。
【0036】
軸回り角度固定用ナット180は、軸回り角度調整ランス部材170を軸回り角度調整
ジョイント140に取り付けるとともに、軸回り角度調整ランス部材170の回転を許容
しまたは規制する(
図7参照)。本実施形態の軸回り角度固定用ナット180は、フラン
ジ部173を収容可能な大きさの凹部181と、雌ねじ部182とを備えており(
図6参
照)、雌ねじ部182を軸回り角度調整ジョイント140の雄ねじ部143に螺合させて
締めると、フランジ部173を軸回り角度調整ジョイント140に向けて押圧し、軸回り
角度調整ランス部材170の回転を規制した状態となる(
図7参照)。この状態から軸回
り角度固定用ナット180を緩めると、軸回り角度調整ランス部材170の回転を許容し
た状態となる。
【0037】
ノズルヘッド50は、高圧水を噴出するノズル52を備えた部材であり、ハンドガン1
の先端(本実施形態においては軸回り角度調整ランス部材170の先端部172)に取り
付けられる。本実施形態のノズルヘッド50は、ヘッド筐体51、ノズル52、水路53
,55、水分岐路54、開口部分56、封止部材57を備える。
【0038】
ヘッド筐体51は、中心軸Cに垂直な横断面の形状が非円形、非球体とされた筐体であ
る。例えば本実施形態では、両側面が平坦な略直方体形状の筐体としている(
図8参照)
。筐体が非円形、非球体である場合、ノズルヘッド50が中心軸C回りにどの程度傾いて
いるかを当該ヘッド筐体51の傾きから視認して簡単に把握することができる。また、ヘ
ッド筐体51を直方体形状などとした場合、余分な肉を落として薄型化、軽量化を図りや
すい。ノズルヘッド50を軽量化することは、高圧水を扱う作業時におけるハンドガン1
の操作性を向上させうる。
【0039】
ノズル52は、ヘッド筐体51に形成された多穴ノズル(噴出孔)で構成される。これら複数のノズル52は、中心軸Cを中心として線対称配置あるいは中心軸Cを含む面を中心として面対称に配置されていてもよい。例えば本実施形態のノズルヘッド50では、1つのノズル52bが中心軸Cに沿って配置され、該ノズル52bを挟んで2つのノズル52a,52cが対称に配置されている(
図8参照)。これらのノズル52a,52b,52cは、中心軸Cに垂直な垂線に沿って並んでいる。また、ノズル52a,52cはそれぞれが中心軸Cから離れる方向を向くように僅かに開いて配置されており、V字状に広がるように高圧水を噴射する。なお、ヘッド筐体51は、これらノズル52a,52b,52cの配置方向に沿って長い形(例えば略矩形)に形成されている(
図8(A)参照)。なお、ノズル2の個数が特に限定されること
がないことはいうまでもなく、3穴のほか、5穴、7穴などとすることができる。また、特に図示はしないが、栓部材で所定のノズル52に蓋をした状態(メクラ)にして使用できるようにしてもよい。
【0040】
水路53は、軸回り角度調整ランス部材170を介して供給された水を各ノズル52ま
で導くようにヘッド筐体51内に形成されている。
【0041】
水分岐路54は、水路53をその途中で複数のノズル52のそれぞれに向けて分岐させ
るように形成されている(
図8参照)。水分岐路54の具体的形状やその形成の手法は特
に限定されるものではないが、一例として、本実施形態では、ヘッド筐体51の外側(例
えば底面51A)から穿設し、中心軸Cにほぼ垂直な水分岐路54を形成している(
図8
(B)参照)。穿設により形成された開口部分(別言すれば、ヘッド筐体51の底面51
Aから水分岐路54に至るまでの部分)56には、水漏れを封止する封止部材57が設け
られる。
【0042】
上記のごとき構造の水分岐路54を採用することは、ノズルヘッド50の小型化を図る
うえで有利となる。すなわち、このような水分岐路を採用せず、外側のノズル52a,5
2cの各水路を中央のノズル52bの水路に交わるまで真っすぐ穿設して延長する構造と
した場合は、水路が長くなるぶん、ヘッド筐体51の全長(軸方向の長さ)が長くならざ
るを得ない。この点、ヘッド筐体51の外側(例えば底面51A)から穿設して形成した
水分岐路54を利用して水を分岐させる構造は、ヘッド筐体51の全長(軸方向の長さ)
を短縮することを可能とする(
図8参照)。
【0043】
水路55(55a,55b,55c)は、水分岐路54を通過した水を各ノズル52(
52a,52b,52c)に供給する流路である。水路55(55a,55b,55c)
の具体的形状やその形成の手法は特に限定されるものではないが、一例として、本実施形
態では、ヘッド筐体51の先端側の端面51Bから3つの水路55(55a,55b,5
5c)を穿設して形成している。これら3つの水路55のうち、中央の水路55bは中心
軸Cに沿って形成され、2つの水路55a,55cは中心軸Cに対して傾斜して形成され
ている(
図8(B)参照)。
【0044】
なお、ノズルヘッド50にはカバー部材58が装着されてもよい。本実施形態では、着
脱可能な樹脂製のカバー部材58を状況に応じてノズルヘッド50に取り付けることがで
きるようにしている。カバー部材58は、作業時に削り取られたコンクリートパネル等の
小破片が跳ね返ってノズルヘッド50を傷つけることを抑止する。カバー部材58の具体
的な構造が特に限定されることはないが、一例として、本実施形態では、平面視において
略コ字形であり、両側に装着用のボルト孔58dが設けられ、ノズルヘッド50の各ノズ
ル52に対応した部分に噴出孔58a,58b,58cが設けられたカバー部材58を採
用している(
図9参照)。
【0045】
上記のごとき形態のノズルヘッド50は、ヘッド筐体51の形状が非円形・非球状であ
ることから、ハンドガン1の先端に取り付けられたノズルヘッド50が中心軸C回りにど
の程度傾いているかを簡単に把握することができる。したがって、コンクリートパネル等
に表面加工をする際、ノズルヘッド50を中心軸C回りにどの程度回転させるべきか、あ
るいはどの程度回転させたかが分かりやすく、所望の模様が得られるように調整しやすい
。
【0046】
また、ノズルヘッド50を中心軸C回りに回転させるにあたっては、軸回り角度固定用
ナット180等で構成される各種の角度調整機構100を利用してノズルヘッド50等を
簡便に回転させて周方向の相対的角度を調整することが可能となっている。以下、本実施
形態のハンドガン1が備える各種の角度調整機構100について説明する。いずれの角度
調整機構100も、ランス用ハンドル部材(ハンドル部材)30および/またはハンドガ
ン本体部材10とノズルヘッド50との中心軸C回りの相対的な角度の差分を変更するこ
とができるように構成されている。
【0047】
<第1の角度調整機構>
上記のごとく軸回り角度固定用ナット180を緩めると、軸回り角度調整ジョイント1
40に対して軸回り角度調整ランス部材170を中心軸C回りに回転させることが可能と
なる。先端に取り付けられたノズルヘッド50ごと軸回り角度調整ランス部材170を回
転させ、軸回り角度固定用ナット180を締めることで、ノズルヘッド50の中心軸C回
りの角度を調整することができる(
図7等参照)。
【0048】
<第2の角度調整機構>
カプラー120として軸回りの回転が自在である継手部材を用いることで、当該カプラ
ー120を、ハンドガン本体部材10とランス部材60との軸回りの相対回転を可能とす
る角度調整機構として機能させることができる。このような継手部材としては、スイベル
ジョイント、いわゆるワンタッチでの着脱が可能な高圧ホース用コネクターなどの既存の
各種部材を利用することができる。
【0049】
<第3の角度調整機構>
上記のごとくハンドル保持部材160のボルトとナット(図示省略)を緩めることで、
ランス用ハンドル部材30を中心軸C回りに回して周方向の向き(角度)を調整すること
が可能となる。この調整自体は、ノズルヘッド50の中心軸C回りの角度を直接変更する
ものではないが、例えば作業者の体格や作業の態様に応じてランス用ハンドル部材30の
向きを適宜変えることで、構えたときのハンドガン1の向きや傾きが僅かながらも変わり
、結果的に、作業時に構えたノズルヘッド50の中心軸C回りの角度が微調整されること
につながる。作業者が構えたときにランス用ハンドル部材30が例えば真横を向くように
調整してもよい。
【0050】
[第2の実施形態]
本実施形態のハンドガン1は、第1の実施形態とは異なるハンドガン本体部材10と、
ハンドル部材20とを備える。以下、主としてこれらの部材について説明する(
図10〜
図12参照)。
【0051】
本実施形態のハンドガン本体部材10は直線状の給水管を備えた円筒形状であり、ノズ
ルヘッド50側とは逆の基端部に給水用のホースが接続されるホース接続部12が設けら
れている。ハンドガン本体部材10のノズルヘッド50を向く先端側の排水口14にはカ
プラー120を介してランス部材60が取り付けられる。ハンドガン本体部材10の排水
口14の近傍には錘16が取り付けられ、ハンドガン本体部材10の途中(例えば中央付
近)にはハンドル部材20が取り付けられている(
図11参照)。
【0052】
ハンドル部材20は、ランス用ハンドル部材30と同様、作業者によるハンドリングの
しやすさを向上させるグリップ用の部材であり、本体保持部材130によってハンドガン
本体部材10に取り付けられている(
図10等参照)。
【0053】
本体保持部材130は、ハンドル部材20をハンドガン本体部材10に取り付けるとと
もに、当該ハンドル部材20の中心軸C回りの回転を許容しあるいは規制する部材である
。本実施形態では、ボルト孔134に通したボルトとナット(図示省略)を締めることで
ハンドル部材20の動きを規制し、緩めることで許容する、クリップ状の本体保持部材1
30を当該ハンドル部材20の一部に設けている(
図12等参照)。ボルトとナット(図
示省略)を緩めると、ハンドル部材20の中心軸C回りの向き(角度)を調整することが
可能となることはもちろん、ハンドル部材20を中心軸Cに沿って移動させ軸方向位置を
調整することも可能となる。
【0054】
<第4の角度調整機構>
上記のごとく本体保持部材130のボルトとナット(図示省略)を緩めることで、ハン
ドル部材20を中心軸C回りに回して周方向の角度(向き)を調整することが可能となる
。仮に、作業中はハンドル部材20が常に鉛直下方を向くようにハンドガン1を構えると
するならば、上記のようにハンドル部材20の周方向の角度を変えることは、すなわち、
ハンドル部材20に対する、ハンドガン本体部材10、ランス部材60さらにはノズルヘ
ッド50等の軸回り角度の差分を相対的に変えることに相当する。つまり、ハンドル部材
20を中心軸C回りの角度を調整することによって、ハンドガン本体部材10を軸回りに
回転させ、ノズルヘッド50の中心軸C回りの角度を調整することができる。
【0055】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるもので
はなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【解決手段】ウォータージェット工法用のハンドガンの先端に取り付けられるノズルヘッド50は、ハンドガンの長手方向に垂直な横断面の形状が非円形のヘッド筐体51と、該ヘッド筐体51に配置された複数のノズル52(52a,52b,52c)と、ヘッド筐体51の外側から穿設して形成され、水路53を途中で複数のノズルのそれぞれに向けて分岐させる水分岐路54と、を備える。複数のノズルのうちの少なくとも一部が、中心軸