(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
作業対象物に係合する作業アタッチメントと、該作業アタッチメントを揺動可能に支持するアーム体と、該作業対象物に泡状物を放出する泡状物発生機構と、を備える作業機械であって、
前記泡状物発生機構は、
前記泡状物の原料となる原液を貯留する原液タンクと、
該原液タンクに連通し、前記原液を高圧水または高圧空気に混合させて泡生成流体を生成する混合器と、
前記作業アタッチメントで支持され、前記泡生成流体が衝突通過することで前記泡状物を生成するメッシュ体を備える吐出ノズルと、
前記混合器を介して該吐出ノズルから吐出可能な前記高圧水または高圧空気を圧送する圧送機構と、
を備え、
前記混合器は、前記圧送機構が前記高圧水を圧送するときに該高圧水に前記原液を混合させる第1混合部と、該第1混合部で得られた原液混合高圧水に更に空気を混合させる第2混合部と、を備える
ことを特徴とする作業機械。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1においては、泡状物の泡噴出ノズルからの放出距離は泡発生室で泡状物を生成するために流入した空気の勢いのみで規定される。つまり、特許文献1の構成では、泡状物を迅速に放出することが困難となるおそれがあった。同時に、特許文献1においては、泡状物は泡状物の原料となる原液を空気で攪拌することで生成される。つまり、特許文献1の構成では、均質な泡状物を安定して放出することが困難となるおそれもあった。
【0005】
本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、均質な泡状物を迅速に必要とされる範囲に安定して放出可能な作業機械を提供することを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、作業対象物に係合する作業アタッチメントと、該作業アタッチメントを揺動可能に支持するアーム体と、該作業対象物に泡状物を放出する泡状物発生機構と、を備える作業機械であって、前記泡状物発生機構が
、前記泡状物の原料となる原液を貯留する原液タンクと
、該原液タンクに連通し、前記原液を高圧水または高圧空気に混合させて泡生成流体を生成する混合器と、前記作業アタッチメントで支持され、前記泡生成流体が衝突通過することで前記泡状物を生成するメッシュ体を備える吐出ノズルと
、前記混合器を介して該吐出ノズルから吐出可能な前記高圧水または高圧空気を圧送する圧送機構と、を備え
、前記混合器が、前記圧送機構が前記高圧水を圧送するときに該高圧水に前記原液を混合させる第1混合部と、該第1混合部で得られた原液混合高圧水に更に空気を混合させる第2混合部と、を備えることで、前記課題を解決したものである。
【0007】
即ち、本発明においては、泡状物を生成するために、原液を高圧水または高圧空気に混合する混合器と、混合器で生成された泡生成流体がメッシュ体に衝突通過することで泡状物を放出する吐出ノズルと、を設けている。つまり、泡状物を生成するのに、混合器と吐出ノズルとで機能を分担している。このため、混合器を泡状物の生成に適した泡生成流体を生成するように構成でき、メッシュ体を備える吐出ノズルで泡生成流体から均質な泡状物を生成するように構成できる。よって、混合器と吐出ノズルとの組み合わせにより、均質な泡状物を安定して放出することが可能である。同時に、本発明においては、圧送機構が、混合器を介して吐出ノズルから吐出可能な高圧水または高圧空気を圧送する。このため、泡状物を放出する距離や範囲が相応に調整可能となり、結果的に泡状物を必要とされる範囲に迅速に放出することが可能となる。
【0008】
なお、前記作業アタッチメントが、前記作業対象物に係合する1以上の係合部材と、該1以上の係合部材を変位可能に支持するブラケットと、を備え、該ブラケットに前記吐出ノズルが取り付けられている場合には、例えば、アーム体に対するブラケットの姿勢の影響を受けずに、泡状物を放出することが可能となる。
【0009】
なお、前記作業アタッチメントが、更に、前記ブラケットを回転可能に支持する回転機構を備える場合には、ブラケットに吐出ノズルが取り付けられている形態において、泡状物を適切に放出可能としながら、より作業対象物に適切に係合部材の角度位置を変更することが可能となる。
【0010】
なお、前記メッシュ体が、前記作業アタッチメントから脱着可能とされている場合には、例えば、目詰まりしたメッシュ体の洗浄及び交換を迅速に行うことが可能となる。
【0011】
なお、前記メッシュ体を支持する構造が、前記吐出ノズルの周囲からの熱の流入を遮断する断熱構造とされている場合には、作業アタッチメントによる作業により作業アタッチメントが高温となっても、メッシュ体を支持する構造はメッシュ体へ伝わる熱を遮断することができる。このため、メッシュ体の温度上昇により泡発生流体の温度を上昇させて表面張力の低下を引き起こして泡状物の生成を不安定にしてしまうことを防止することが可能となる。
【0012】
なお、前記吐出ノズルが、前記作業アタッチメントの
下部フレームの先端部の手前の外側表面に設けられた凹部の内側に完全に収納される、あるいは該作業アタッチメントに支持されるノズルカバーの内側に配置されている場合には、作業アタッチメントが作業対象物等に衝突しても、吐出ノズルにかかる外力を低減でき、吐出ノズルの変形や破損等を防止することが可能となる。
【0013】
なお、前記混合器では、前記原液と前記高圧水または高圧空気との混合比率が調整可能とされている場合には、作業状況や作業環境、作業機械の状態などに対応して生成される泡状物の特徴(特に泡状物の寿命等)を調整することが可能となる。
【0014】
なお、前記混合器が、前記圧送機構が前記高圧水を圧送するときに該高圧水に前記原液を混合させる第1混合部と、該第1混合部で得られた原液混合高圧水に更に空気を混合させる第2混合部と、を備える
ので、第1混合部で高圧水に対する原液の正確な混合比率が安定して実現可能となる。そして、次にくる第2混合部で原液混合高圧水に空気を十分に含ませることが可能となる。つまり、このような混合器により、泡状物を生成するための、より均質な泡生成流体を生成することが可能となる。
【0015】
なお、前記高圧水を、前記混合器を介さずに前記作業アタッチメントから前記作業対象物に吐出可能とする流路切替機構を備える場合には、原液を全く含まない高圧水を作業対象物に放出することが可能となる。つまり、作業状況に応じて、作業対象物に水と泡状物を同時あるいは個別に放出することが可能となる。
【0016】
なお、前記混合器が、前記アーム体に取り付けられている場合には、混合器が作業アタッチメントに取り付けられている場合に比べ、混合器が作業途中に外力で損壊することを低減することが可能となる。同時に、混合器の作業アタッチメント先端からの距離を相応に確保できる。つまり、混合器が空気を吸い込む構成をとる場合においては、混合器で作業による粉塵を吸い込むことを低減できるので、混合器と吐出ノズルの故障・つまりなどを低減することが可能となる。更に、作業アタッチメントの構成が複雑になることを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、均質な泡状物を迅速に必要とされる範囲に安定して放出することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態の一例を詳細に説明する。
【0020】
最初に、本実施形態に係るバックホウ(作業機械)100の構成について、
図1を用いて説明する。なお、このバックホウ100は、建物解体業・建物改修業や瓦礫処理も行う廃棄物処理業などを含む建設業に広く用いることができる。
【0021】
バックホウ100は、
図1に示す如く、車体102と、車体102に揺動可能に支持されるアーム体110と、アーム体110に揺動可能に支持される作業アタッチメント124と、泡状物発生機構140と、を備える。車体102は、クローラ式の走行体104と、旋回機構106と、旋回体108と、を備える。旋回体108は旋回機構106により走行体104に対して回転可能とされている。旋回体108には運転席108Aが設けられている。運転席108Aは、密閉可能な構成であり、雨風を遮断でき且つエアコンにより温度調節が可能とされている。即ち、運転者は、天候に左右されず、バックホウ100を安定して操作することができる(これに限らず、バックホウは遠隔から無人操作されてもよい)。旋回体108には、上下揺動自在のアーム体110が取り付けられている。
【0022】
アーム体110は、
図1に示す如く、旋回体108に連結されるブーム112と、ブーム112の先端に連結される中間アーム114と、中間アーム114の先端に連結される先端アーム118と、を備える。ブーム112、中間アーム114、及び先端アーム118は、いずれも内部に中空部を備えており、剛性を保ちながら軽量化が図られている。中間アーム114は、シリンダ機構116によりブーム112に対して揺動可能とされている。先端アーム118は、シリンダ機構120により中間アーム114に対して揺動可能とされている。先端アーム118の先端には作業アタッチメント124が連結されている。即ち、アーム体110は、車体102に連結されるブーム112と、ブーム112に揺動可能に支持され、作業アタッチメント124に連結される先端アーム118と、を備える。作業アタッチメント124は、リンク機構122を介してシリンダ機構121により揺動可能とされている。即ち、バックホウ100は、作業アタッチメント124を上下方向及び前後左右方向に移動可能としている。
【0023】
次に、作業対象物OBに直接係合する作業アタッチメント124について、
図2(A)を用いて概略的に説明する。なお、
図1と
図2(A)、(B)で示す作業アタッチメント124の形状が若干異なるが、いずれも大割圧砕具で共通しているので、
図1の作業アタッチメント124を
図2(A)、(B)で示す作業アタッチメント124とみなす。
【0024】
作業アタッチメント124は、
図2(A)に示す如く、上部フレーム126と、回転機構128と、下部フレーム(ブラケット)130と、一対の刃部材(2つの係合部材)134と、を備える。上部フレーム126には揺動軸126Aとリンク軸126Bとが設けられている。揺動軸126Aが上述した先端アーム118の先端部に係合し、リンク軸126Bが上述したリンク機構122に係合する。このため、上部フレーム126は、揺動軸126Aを中心として揺動駆動される。上部フレーム126の先端には、スイベルジョイントSJを備える回転機構128が設けられている。スイベルジョイントSJは、内部に図示しない流体用の流路を備えながら、上部フレーム126に対する下部フレーム130の回転軸Oを中心とした回転を可能とする結合部材である。つまり、回転機構128は、下部フレーム130を上部フレーム126に対して回転可能に支持している。なお、これに限定されず、作業アタッチメントは回転機構を備えなくてもよい。
【0025】
下部フレーム130の先端部130Bには、
図2(A)に示す如く、2つの取り付け軸135が設けられている。2つの取り付け軸135はそれぞれ、刃部材134の基端部内側134Cを回動可能に取り付けている。一方、下部フレーム130の基端部130Aにも、2つの取り付け軸131が設けられている。2つの取り付け軸131はそれぞれ、シリンダ機構132の一方の端部132Aを回動可能に取り付けている。2つのシリンダ機構132の他方の端部132Bにも、2つの取り付け軸133が設けられている。2つの取り付け軸133はそれぞれ、刃部材134の基端部外側134Bを回動可能に取り付けている。つまり、下部フレーム130は、一対の刃部材134を変位可能に支持している。2つのシリンダ機構132は、アーム体110から伝達される油圧により駆動される。これにより、刃部材134の互いに対峙する刃部134Aは、取り付け軸135を支点として、回転機構128の回転軸Oに対して対称に接近離反可能とされている。このため、一対の刃部材134は、作業対象物OBに直接係合し、作業対象物OBを破砕することができる。
【0026】
次に、作業対象物OBに泡状物を放出する泡状物発生機構140について、
図1〜
図5を用いて説明する。
【0027】
泡状物発生機構140は、
図1、
図3に示す如く、第1圧送機構(圧送機構)141と、第2圧送機構142と、原液タンク146と、流路切替機構147と、混合器149と、吐出ノズル152と、を備える。
【0028】
第1圧送機構141は、
図1、
図3に示す如く、旋回体108に設けられ、高圧水を圧送する。第1圧送機構141には、配管T1を介して大型の給水タンクを備える給水車両WWから水が供給される。なお、給水車両WWは、無人車両であり、リモコンで配管T1の長さと位置が制御可能となっている(給水車両WWには更に水道から水が供給されてもよい)。勿論、給水車両WWではなく、給水槽が固定配置される構成であってもよい。第1圧送機構141は、配管T2で流路切替機構147に連通されている。第1圧送機構141から圧送される高圧水は、流路切替機構147と混合器149とを介して吐出ノズル152から吐出可能とされている。具体的に、第1圧送機構141は、数MPaから20MPaまでの圧力で高圧水を圧送することができる。なお、配管T1、T2は、屈曲可能なホースであるが、圧送される高圧水に耐えられる構成となっている(以降、配管T3〜T10も同様)。
【0029】
第2圧送機構142は、
図1、
図3に示す如く、旋回体108に設けられ、原液タンク146に圧縮空気(圧縮流体)を送り込む構成を備え、混合器149に泡状物の原料となる原液を圧送する。具体的に、第2圧送機構142は、圧縮空気を発生させるコンプレッサ144と、原液タンク146のアーム側端部から圧縮空気を取り入れる取入口146Aと、原液タンク146の車体側端部から泡状物の原料となる原液を取り出す排出口146Bと、を備える。コンプレッサ144は、周囲の空気(外気)を取り入れて圧縮空気とし、原液タンク146を圧縮空気(例えば、1MPa未満)で加圧する。つまり、第2圧送機構142は、原液タンク146に圧縮空気を送り込む構成を備えている。このため、原液タンクの原液を直接第2圧送機構で圧送する場合に比べて、第2圧送機構142における原液漏れ、第2圧送機構142の汚れや劣化などを防止することが可能である。なお、これに限らず、第2圧送機構が直接原液を圧送するように構成されていてもよい。後述するように、混合器149では、原液を負圧で吸い上げて高圧水と混合させる。このため、基本的には、第2圧送機構142は、混合器149がどのような位置にあっても混合器149の位置まで原液を圧送できればよい構成となっている。なお、混合器に圧力センサを設けて、その圧力センサの出力を一定にするようにコンプレッサの加圧レベルを調整するようにしてもよい。
【0030】
原液タンク146は、
図1、
図3に示す如く、泡状物の原料となる原液を貯留するタンク(例えば、100L以上の原液を貯留可能なポリタンク等)であり、アーム体110のブーム112の中空部内側に完全に内蔵される形態で取り付けられている(これに限らず、原液タンクはブームの中空部内側から一部突出していてもよいし、ブームの外側に凹部を設けてその凹部を利用して原液タンクを取り付けてもよい)。このため、車体102に対して作業アタッチメント124を大きく移動させても原液タンク146自体の位置変動を少なくすることが可能である。即ち、原液タンク146がブーム112に取り付けられていても、作業中のバックホウ100の重心位置が大きく変化することがなく、且つアーム体110を揺動させるのに大きな負荷とならない。このため、原液タンク146の存在が、作業アタッチメント124の移動範囲及び作業能力を制限してしまうことを回避することができる。同時に、原液タンク146が空となっても、原液の補充を手軽に行うことが可能である。加えて、原液タンク146は、ブーム112の中空部内側に完全に内蔵されているので、原液タンク146の劣化や損傷を防止でき、且つアーム体110を移動させる上での不都合を更に少なくすることができる。原液タンク146のアーム側端部に設けられた取入口146Aは、配管T3でコンプレッサ144と連通している。原液タンク146の車体側端部に設けられた排出口146Bは、配管T4で混合器149と連通している。なお、原液は、主成分が界面活性剤であり、例えば、市販の中性洗剤を数倍〜十数倍に希釈したものである。
【0031】
流路切替機構147は、
図1、
図3に示す如く、先端アーム118に取り付けられている。流路切替機構147は、第1圧送機構141から圧送される高圧水を、混合器149を介さずに作業アタッチメント124から作業対象物OBに吐出可能としている。具体的に、流路切替機構147は、
図3に示す如く、切替弁148と、2つの逆止弁CV1、CV2と、を備える。切替弁148は、例えば、リモコン制御される三方ボール弁で構成される。切替弁148は、配管T2を介して第1圧送機構141と連通し、配管T5を介して混合器149に連通し、配管T6を介して逆止弁CV1と連通している。つまり、切替弁148は、図示せぬリモコンで、第1圧送機構141から圧送される高圧水を、混合器149か逆止弁CV1のどちらかに切り替える構成となっている。なお、逆止弁CV1、CV2はそれぞれ、下流の配管T8、T9で連通しており、逆止弁CV2、CV1を通過する泡生成流体(後述)の逆流、高圧水の逆流を阻止するために設けられている。
【0032】
混合器149は、
図1、
図3に示す如く、流路切替機構147と同様に、アーム体110の先端アーム118に取り付けられている。つまり、混合器149は、原液タンク146の位置よりも作業アタッチメント側のアーム体110で支持されている。混合器149は、後述するように外気を吸い込む構成となっているので、外気と連通するような構造で先端アーム118の中空部に内蔵あるいは先端アーム118に支持されている。混合器149は、配管T4、T5により原液タンク146、流路切替機構147にそれぞれ連通している。つまり、混合器149は、原液を(流路切替機構147を介した)高圧水に混合させて泡生成流体を生成する。生成された泡生成流体は、配管T7を介して逆止弁CV2を通過する。混合器149は、第1圧送機構141が圧送する高圧水に原液を混合させる第1混合部150と、第1混合部150で得られた原液混合高圧水に更に空気を混合させる第2混合部151と、を備える。第1混合部150、第2混合部151はともに、流体の流路を絞ることで流体の流速を増加させ、負圧を発生させるベンチュリ効果を利用する構成とされている。具体的に、混合器149の構成を、
図4を用いて以下に説明する。
【0033】
混合器149は、前段部材FEと、後段部材SEと、調整ダイヤル150Eと、を備える。混合器149は、
図4に示す如く、空気孔150F、151Cを備え、空気を吸い込む構成となっている。
【0034】
第1混合部150において、
図4に示す如く、前段部材FEには、十字形に接続された流路150A、150B、150C、150Dがそれぞれ設けられている。流路150Aは、配管T5と切替弁148を介して、第1圧送機構141に連通している。流路150Aに流れ込む高圧水は、絞り150AA(例えば2mmφ以下)を介して、十字形の中心MC近傍まで突出した先端部150ABから広い流路150D(例えば5〜10mmφ程度)に流れていく。流路150Bは、配管T4を介して、原液タンク146に連通している。流路150Bに流れ込む原液は、基本的に、高圧水により発生する流路150Dの負圧により、絞り150BB(例えば4mmφ以下)を介して、流路150Dに流れ込む。このため、原液は高圧水と混合され、原液混合高圧水が生成される。流路150Cは、複数(例えば4つ)の空気孔150Fを介して、外気と連通している。流路150Cに流入する空気は、絞り150CC(例えば4mmφ以下)を介して、流路150Dに合流する。絞り150CCには、調整ダイヤル150Eの回転量を変化させることにより、先端部150EE(例えば3mmφ以下)が出し入れ可能とされている。このため、先端部150EEの絞り150CCに対する位置を変化させることで、流路150Cから流路150Dへの空気の流入量を調整できる。つまり、調整ダイヤル150Eによって高圧水により発生する流路150Dにおける負圧を調整でき、高圧水に対する原液の混合比率を調整することができる(実際には、第2圧送機構142の原液の圧送状態によっても混合比率が変化する)。即ち、混合器149では、原液と高圧水との混合比率が調整可能とされている構造となっている。流路150Dを流れる原液混合高圧水は、絞り150DD(例えば4mmφ以下)を通過して、第2混合部151の流路151A(例えば8mmφ未満)に流れ込む。
【0035】
本実施形態では、調整ダイヤル150Eの回転量が手動で予め調整されるが、リモコンで適宜調整されてもよい。なお、本実施形態では、調整ダイヤル150Eの回転位置の調整及びコンプレッサ144の圧力調整により、高圧水により発生する流路150Dの負圧をゼロとすることで、敢えて原液を高圧水に混合しないようにすることも可能である。
【0036】
第2混合部151において、
図4に示す如く、流路151Aが形成されている突出した先端部151AAの外側を覆うように、円筒形状の後段部材SEが取り付けられている。なお、符号SL1は、前段部材FEと後段部材SEとの密閉を確実にするために設けられたOリングである。後段部材SEの内側に設けられた流路151B(流路151Bの最大径は、例えば20mmφ未満ではあるが、流路150Dの最大径よりも大きくされている)は徐々に狭くなり、絞り151BBを介して配管T7に連通されている。後段部材SEの前段部材FEとの接続部分近傍に複数(例えば後段部材SEの周方向に等間隔で4つ)の空気孔151Cが設けられている。このため、原液混合高圧水が流路151Aから流路151Bに流入することで負圧が発生し、空気孔151Cから空気が原液混合高圧水に混合され泡発生流体が生成される。なお、絞り151BBを設けることにより、以降の配管T7〜T10に存在する泡発生流体の量を少なくできる。このため、結果的に、配管T7〜T10及び吐出ノズル152の配置の自由度を大きくでき、且つ第1、第2圧送機構141、142の圧送負荷を低減することができる。
【0037】
吐出ノズル152は、
図5に示す如く、泡生成流体が衝突通過することで泡状物を生成するメッシュ体MSを備え、作業アタッチメント124に取り付けられている。つまり、吐出ノズル152は、作業アタッチメント124を介して、混合器149の位置よりも作業アタッチメント側のアーム体110で支持されている。吐出ノズル152は、
図2(A)、(B)に示す如く、作業アタッチメント124の下部フレーム130の先端部130Bであって、取り付け軸135の間に回転軸Oと平行に2つ取り付けられている。なお、ノズルカバー130Cは脱着可能に作業アタッチメント124の下部フレーム130に取り付けられ、吐出ノズル152はノズルカバー130Cの内側に配置されている。つまり、ノズルカバー130Cは、
図5に示す如く、吐出ノズル152を完全に覆っており、吐出ノズル152の先端がノズルカバー130Cから突出しないようにされている。吐出ノズル152には、配管T10が連通されている。配管T10は、回転機構128に設けられたスイベルジョイントSJを介して、先端アーム118上の配管T9に連通している。配管T9は、流路切替機構147の逆止弁CV2を介して混合器149に連通している。つまり、吐出ノズル152は、混合器149に連通している構成である。具体的に、吐出ノズル152の構成を、
図5を用いて以下に説明する。
【0038】
吐出ノズル152は、
図5に示す如く、基部材BEとノズル部材TEとを備える。基部材BEとノズル部材TEとは、例えば、円筒形状とされたガラス繊維を含むプラスチックで成形されている。つまり、吐出ノズル152の熱伝導率は、金属でできた先端部130Bやノズルカバー130Cよりも低くされている。
【0039】
基部材BEは、図示しない基端部が先端部130Bに取り付け固定され、配管T10が連通されている。ノズル部材TEは、基部材BEの先端外周部への螺合により脱着可能に取り付けられている。このため、少なくともノズル部材TEは先端部130B及びノズルカバー130Cのいずれにも接触せずに、ノズル部材TEの周囲には断熱効果の高い空気層が存在する構成となっている。ここで、メッシュ体MSはノズル部材TEで支持されている。このため、メッシュ体MSを支持する構造(例えば、周囲をガラス繊維を含むプラスチックで支持し、更にその周囲を空気層が囲む構造)は、先端部130B及びノズルカバー130Cの熱を断熱する構造となっている。つまり、メッシュ体MSを支持する構造は、吐出ノズル152の周囲からの熱の流入を遮断する断熱構造とされている。なお、符号SL2は、基部材BEとノズル部材TEとの密着を確実にするためのOリングである。
【0040】
図5に示す如く、基部材BEに設けられた流路152Aは、絞り152AA(例えば5mmφ以下)で狭められ、先端部152ABで再び広げられている。ノズル部材TEに設けられた流路152Bには、メッシュ体MSが脱着可能に配置されている(例えば、メッシュ体MSは単に流路152Bの絞り152Cの側に押し込められている)。つまり、メッシュ体MSは、ノズル部材TEを基部材BEから分離して、ノズル部材TEから取り出すことで、作業アタッチメント124から脱着可能とされている。そして、流路152Bは、絞り152Cで再び狭められている。なお、絞り152Cは、泡状物の放出する際の放出形状を定めるものであり、例えば5mmφ以下の円形として等方的な泡状物の放出を実現することができる(あるいは、長方形として扁平形状の泡状物の放出を実現してもよい)。メッシュ体MSは、相応の目開き(例えば1mm程度の目開き)のステンレス製メッシュを円柱形状(例えば、20mmφ以下*10mm程度)に成形したものを使用することができる。勿論、メッシュ体MSは、単なるメッシュを複数枚重ねただけでもよい。
【0041】
吐出ノズル152において、配管T10を介して、泡生成流体が流路152Aを流れ、流路152Bに配置されたメッシュ体MSに衝突通過することで、泡状物が生成される。つまり、吐出ノズル152は、泡生成流体を吐出させることで作業対象物OBに泡状物を放出することが可能とされている。
【0042】
このように、本実施形態においては、泡状物を生成するために、原液を高圧水に混合する混合器149と、混合器149で生成された泡生成流体がメッシュ体MSに衝突通過することで泡状物を放出する吐出ノズル152と、を設けている。つまり、泡状物を生成するのに、混合器149と吐出ノズル152とで機能を分担している。このため、混合器149を泡状物の生成に適した泡生成流体を生成するように構成でき、メッシュ体MSを備える吐出ノズル152で泡生成流体から均質な泡状物を生成するように構成できる。よって、混合器149と吐出ノズル152との組み合わせにより、均質な泡状物を安定して放出することが可能である。加えて、第1、第2圧送機構141、142は、どちらも混合器149までは、高圧水、原液をそれぞれ圧送する。このため、混合器149の位置が高所へ移動しても、原液を高圧水に確実に混合させることができる。
【0043】
同時に、本実施形態においては、第1圧送機構141が、混合器149を介して吐出ノズル152から吐出可能な高圧水を圧送する。このため、泡状物の放出する距離や範囲が相応に調整可能となり、結果的に泡状物を必要とされる範囲に迅速に放出することが可能である。
【0044】
また、本実施形態においては、作業アタッチメント124が、作業対象物OBに係合する2つの刃部材134と、該2つの刃部材134を変位可能に支持する下部フレーム130と、を備え、下部フレーム130に吐出ノズル152が取り付けられている。このため、吐出ノズルがアーム体に取り付けられている場合に比べて、吐出ノズル152を作業対象物OBに、より自在に接近させることが可能である。同時に、吐出ノズル152からの泡状物の放出領域が作業アタッチメント124の姿勢で遮られて制限されることを防止することが可能である。加えて、アーム体110に対する下部フレーム130の姿勢の影響を受けずに、泡状物を放出することが可能である。つまり、泡状物を必要とされる範囲に、より迅速に放出することが可能である。なお、これに限らず、吐出ノズルは、下部フレーム以外の作業アタッチメント124の部分に取り付けられていてもよい。
【0045】
そして、本実施形態においては、作業アタッチメント124が、更に、下部フレーム130を回転可能に支持する回転機構128を備える。このため、泡状物を適切に放出可能としながら、より作業対象物OBに適切に刃部材134の角度位置を変更することが可能である。
【0046】
また、本実施形態においては、メッシュ体MSが、作業アタッチメント124から脱着可能とされている。このため、例えば、目詰まりしたメッシュ体の洗浄及び交換を迅速に行うことが可能である。なお、これに限らず、メッシュ体MSは、脱着可能ではないものの、例えばメッシュ体MS自体の支持姿勢をノズル部材TEに対して回転変更とされ、目詰まりを改善できる構成とされていてもよい。
【0047】
また、本実施形態においては、メッシュ体MSを支持する構造が、吐出ノズル152の周囲からの熱の流入を遮断する断熱構造とされている。つまり、作業アタッチメント124による作業により作業アタッチメント124が高温となっても、メッシュ体MSを支持する構造はメッシュ体MSへの伝わる熱を遮断することができる。このため、メッシュ体MSの温度上昇により泡発生流体の温度を上昇させ、粘性の低下などで泡状物の生成を不安定にしてしまうことを防止することができる。なお、これに限らず、メッシュ体を支持する構造は、周囲をガラス繊維を含むプラスチックで支持し、更にその周囲を空気層が囲む断熱構造ではなく、単に周囲をガラス繊維を含むプラスチックで支持しただけとしていてもよいし、基部材BEとノズル部材TEとがともに金属であって断熱構造されていなくてもよい。
【0048】
また、本実施形態においては、吐出ノズル152が、作業アタッチメント124に支持されるノズルカバー130Cの内側に配置されている。このため、作業アタッチメント124が作業対象物OB等に衝突しても、吐出ノズル152にかかる外力を低減でき、吐出ノズル152の変形や破損等を防止することが可能である。
【0049】
また、本実施形態においては、混合器149では、原液と高圧水との混合比率が調整可能とされている。このため、作業状況や作業環境、作業機械の状態などに対応して生成される泡状物の特徴(特に泡状物の寿命等)を調整することが可能である。なお、これに限らず、原液と高圧水との混合比率が固定されていてもよい。その際には、混合器の構成を、より簡易にすることができる。
【0050】
また、本実施形態においては、混合器149が、高圧水に原液を混合させる第1混合部150と、第1混合部150で得られた原液混合高圧水に更に空気を混合させる第2混合部151と、を備える。このため、第1混合部150で高圧水に対する原液の正確な混合比率が安定して実現可能である。そして、次にくる第2混合部151で原液混合高圧水に空気を十分に含ませることが可能である。つまり、このような混合器149により、泡状物を生成するための、より均質な泡生成流体を生成することが可能である。なお、これに限らず、混合器では、高圧水に原液と空気とを同時に混合させてもよいし、高圧水に原液だけを混合し、吐出ノズルで空気を混合するようにしてもよい。
【0051】
また、本実施形態においては、高圧水を、混合器149を介さずに作業アタッチメント124から作業対象物OBに吐出可能とする流路切替機構147を備える。このため、原液を全く含まない高圧水を作業対象物OBに放出することが可能である。つまり、作業状況に応じて、作業対象物OBに水と泡状物を個別に放出することが可能である。
【0052】
また、本実施形態においては、混合器149が、アーム体110に取り付けられている。このため、混合器が作業アタッチメントに取り付けられている場合に比べ、混合器149が作業途中に外力で損壊することを低減することが可能である。同時に、混合器149の作業アタッチメント124先端からの距離を相応に確保できる。つまり、混合器149が空気を吸い込む構成をとっているので、混合器149で作業による粉塵を吸い込むことを低減できるので、混合器149と吐出ノズル152の故障・つまりなどを低減することが可能である。更に、作業アタッチメント124の構成が複雑になることを防止することが可能である。
【0053】
また、本実施形態においては、第2圧送機構142が、圧縮空気を発生させるコンプレッサ144と、原液タンク146の取入口146Aと、原液タンク146の排出口146Bと、を備える。ブーム112に原液タンク146が取り付けられていることにより、作業アタッチメント124をどのように移動させても、ほぼ取入口146Aが上に来て排出口146Bが下に来る構造となっている。このため、圧縮空気を取入口146Aから単に流入させることで、原液タンク146がほぼ空の状態になるまで、排出口146Bから原液を排出させることができる。つまり、原液の確実な圧送を簡易的な構成で実現することが可能である。なお、これに限らず、取入口が排出口の下に来る構成であってもよい。その際には、例えば、原液タンク内部が2層構造となっており、取入口から取り入れられる圧縮空気で、原液タンク内の密閉された袋体(あるいは仕切り)を膨張させて、排出口から原液を排出させるようにしてもよい。このときには、第2圧送機構が油あるいは水を圧縮して圧縮流体として、原液タンクに送り込んでもよい。
【0054】
従って、本実施形態によれば、均質な泡状物を迅速に必要とされる範囲に安定して放出することが可能である。
【0055】
本発明について第1実施形態を挙げて説明したが、本発明は第1実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【0056】
例えば、第1実施形態においては、吐出ノズル152が作業アタッチメント124に支持されるノズルカバー130Cの内側に配置され、ノズルカバー130Cに完全に覆われていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図6(A)、(B)に示す第2実施形態の如くであってもよい。第2実施形態では、例えば、吐出ノズルの配置に関する実施形態を示す。なお、第2実施形態では、吐出ノズル周辺の説明を以下行い、その他の構成要素については、符号上1桁を変更して、説明を省略する。
【0057】
本実施形態においては、
図6(A)、(B)に示す如く、鉄骨カッターである作業アタッチメント224の刃部材234の基端部外側まで延在する下部フレーム230の先端部230Aの手前の外側表面に凹部230Bを設けている。そして、その凹部230Bから突出しないように、4つの吐出ノズル252を刃部材234に対して対称的に配置させている。先端部230Aの側面には貫通孔230Cを設け、吐出ノズル252から放出される泡状物を遮蔽しないようしている。吐出ノズル252は、ノズルカバーで覆われていないものの、凹部230Bの内側に完全に収納されている(つまり、吐出ノズル252は作業アタッチメント224の外形接線の内側に配置された状態といえる)。このため、本実施形態においては、第1実施形態と同様に、吐出ノズル252の付近が仮に作業対象物OBに衝突しても、作業対象物OBが平坦であれば、吐出ノズル252の損壊を防止することができる。つまり、作業アタッチメント224が作業対象物OB等に衝突しても、吐出ノズル252にかかる外力を低減でき、吐出ノズル252の変形や破損等を防止することが可能である。なお、これに限らず、吐出ノズルにノズルカバーがなく、且つ本実施形態の凹部230Bに吐出ノズルが配置されない形態で、吐出ノズルが作業アタッチメントに取り付けられていてもよい。
【0058】
また、第1実施形態においては、作業アタッチメント124が一対の刃部材134を備える大割圧砕具であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図7に示す第3実施形態の如くであってもよい。第3実施形態では、作業アタッチメント324がグラップルとされている。なお、第3実施形態では、作業アタッチメントが異なるだけなので、符号上1桁を変更して、説明を省略する。作業アタッチメントとしては、作業対象物OBに係合する1以上の係合部材と、1以上の係合部材を変位可能に支持する下部フレーム(ブラケット)と、を備える構成であれば、小割圧砕具、クラッシャー、ブレーカー、ドリル、バケット等であってもよい。勿論、作業アタッチメントは1以上の係合部材を変位可能に支持する下部フレーム(ブラケット)を備えなくてもよい。
【0059】
また、第1実施形態においては、吐出ノズル152が高圧水と泡状物のいずれかを選択的にしか放出できない構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図8に示す第4実施形態の如くであってもよい。第4実施形態では、例えば、吐出ノズルから高圧水と泡状物を同時に放出できる構成を示している。なお、第4実施形態では、関連する構成の説明を以下行い、その他については、符号上1桁を変更して、説明を省略する。
【0060】
本実施形態においては、流路切替機構447が、切替弁448のみで構成されている。切替弁448は、配管T5のみ、配管T6のみ、あるいは配管T5、T6の両方へ、第1圧送機構441からの高圧水を流すことが可能となっている。作業アタッチメント424の回転機構のスイベルジョイントSJには、配管T7を介して混合器449から圧送される泡生成流体と、配管T6を介して圧送される高圧水の2系統の流路が設けてある。スイベルジョイントSJを通過した泡生成流体と高圧水とはそれぞれ、配管T9、T10を介して、異なる吐出ノズル452、454に圧送される。このため、本実施形態においては、水と泡状物とを、第1実施形態に比べて、より自在に放出可能である。
【0061】
また、第1実施形態においては、混合器149が先端アーム118に取り付けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図9に示す第5実施形態の如くであってもよい。第5実施形態では、例えば、混合器549が作業アタッチメント524に取り付けられている構成を示している。なお、第5実施形態では、関連する構成の説明を以下行い、その他については、符号上1桁を変更して、説明を省略する。
【0062】
本実施形態においては、流路切替機構を備えておらず、高圧水を直接的に吐出ノズル552から放出しない構成となっている。作業アタッチメント524の回転機構のスイベルジョイントSJには、配管T4を介して原液タンク546から圧送される原液と、配管T2を介して圧送される高圧水の2系統の流路が設けてある。スイベルジョイントSJを通過した原液と高圧水とはそれぞれ、配管T6、T5を介して、混合器549に圧送される。吐出ノズル552は、配管T7を介して混合器549と連通している。このため、本実施形態においては、混合器549と吐出ノズル552との間で適切な配置・構成を実現することが可能である。
【0063】
また、第5実施形態においては、流路切替機構を備えておらず、混合器549を介さずに高圧水を直接的に吐出ノズル552から放出する構成ではなかったが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図10に示す第6実施形態の如くであってもよい。第6実施形態では、例えば、流路切替機構647も作業アタッチメント624に取り付けられている構成を示している。なお、第6実施形態は、第4実施形態の流路切替機構447と混合器449を作業アタッチメント624に取り付けた形態なので、符号上1桁を変更して、説明を省略する。本実施形態においては、流路切替機構647と混合器649と吐出ノズル652、654との間で配置・構成を最適化しつつ、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0064】
また、上記実施形態においては、アーム体がブームと中間アームと先端アームとを備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図11に示す第7実施形態の如くであってもよい。第7実施形態では、例えば、バックホウ700のアーム体710はブーム712と先端アーム718のみで構成されている。なお、第7実施形態では、符号上1桁を変更して、その他の説明を省略する。
【0065】
また、上記実施形態においては、原液タンクがブームのみに取り付けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、原液タンクが、アームのみでもよいし、ブームとアームの両方に取り付けられていてもよい。あるいは、原液タンクが、車体に取り付けられていてもよいし、給水車両WWと同様に、車体の外部に配置されていてもよい。
【0066】
また、上記実施形態においては、第1圧送機構が高圧水を圧送することで、泡状物を生成する構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1圧送機構が高圧空気を圧送する構成であってもよい。
【0067】
また、上記実施形態においては、第1、第2圧送機構が車体に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1、第2圧送機構がアーム体あるいは、給水車両WWと同様に、車体の外部に配置されていてもよい。あるいは、第2圧送機構が存在しなくてもよい。