特開 2022-159834 ウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159834

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】ウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/00 20060101AFI20221011BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

B28D1/00

E04G23/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064261

(22)【出願日】2021-04-05

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-06-24

(71)【出願人】

【識別番号】593162291

【氏名又は名称】株式会社フタミ

(74)【代理人】

【識別番号】100136847

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼山 嘉成

(72)【発明者】

【氏名】樋口 幸弘

(72)【発明者】

【氏名】中山 竜一

【テーマコード（参考）】

2E176

3C069

【Ｆターム（参考）】

2E176AA03

2E176AA05

2E176BB05

2E176BB36

2E176DD28

3C069AA06

3C069BA07

3C069BB03

3C069BB04

3C069BC02

3C069CA09

3C069EA01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】中心部分などに、表面処理残しが生じないようにすることができるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置を提供する。
【解決手段】ウォータージェットノズル１４は、表面処理装置の回転軸に取付けられる。ウォータージェットノズル１４は、複数の噴射ノズル１４ｍを有する左右２つの回転体１４ｈ，１４ｉを備えている。回転体１４ｈ，１４ｉは、ウォータージェットノズル１４の全体の回転とは別に、自由回転可能となっている。ウォータージェットノズル１４の全体が回転しながら、回転体１４ｈ，１４ｉが回転して、高圧水が噴射される。これにより、高圧水の噴射軌跡が中心部分でもクロスすることとなり、中心部分の表面処理が残るという問題を解消できる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面処理装置において、高圧水を連通可能な回転軸に取付けられ、前記回転軸の回転に応じて全体が回転するウォータージェットノズルであって、
噴射ノズルを有する少なくとも１つの回転体を備えており、
全体の回転とは別に、前記回転体が回転可能となっており、
全体が回転しながら、前記回転体が回転して、前記高圧水が噴射されることを特徴とする、ウォータージェットノズル。

【請求項2】

前記噴射ノズルからの前記高圧水の噴射によって、前記回転体が自転することを特徴とする、請求項１に記載のウォータージェットノズル。

【請求項3】

前記噴射ノズルからの前記高圧水の噴射によって、前記回転体が自転可能なように、前記噴射ノズルは、鉛直下方向に対して、角度を付けて、設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のウォータージェットノズル。

【請求項4】

前記回転軸に取付けられており、前記高圧水の通水路を有する連結手段を備えており、
前記回転体は、前記連結手段に対して、自由回転可能に取付けられていることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のウォータージェットノズル。

【請求項5】

前記回転体は、前記連結手段に対して、回転可能ジョイントを用いて、自由回転可能に取付けられていることを特徴とする、請求項４に記載のウォータージェットノズル。

【請求項6】

前記回転体は、前記回転可能ジョイントの回転軸心を中心にして、左右に、複数の前記噴射ノズルを有することを特徴とする、請求項５に記載のウォータージェットノズル。

【請求項7】

前記回転体は、前記回転軸の回転軸心を中心にして、左右に、少なくとも２つ、前記連結手段に対して、自由回転可能に取付けられていることを特徴とする、請求項４～６のいずれかに記載のウォータージェットノズル。

【請求項8】

前記回転体において、左又は右の端部の前記噴射ノズルは、外側に向けて前記高圧水を噴射するように、傾斜して設けられていることを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載のウォータージェットノズル。

【請求項9】

供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、
前記回転軸を回転させるための回転手段と、
前記回転軸に取付けられて回転可能なウォータージェットノズルとを備え、
ウォータージェットノズルは、請求項１～８のいずれかに記載の構造を有することを特徴とする、表面処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、横方向に複数の噴射ノズルを配置しており、回転させて使用されるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、横方向に複数の噴射ノズルを配置した横長の給水管によるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置として、特許文献１に記載のものが知られている。

【0003】

特許文献１では、横方向に複数のノズル（３）及び（３′）を配置した給水管（２）がウォータージェットノズルとなる（括弧内の符号は、特許文献１における符号を意味する。以下同様。）。特許文献１では、給水管（２）の中心部が、ロータリージョイントを介してハウジング（１）に回転自在に保持されている。回転駆動手段（４）がロータリージョイントの回転軸を回転させることで、給水管（２）が回転するように構成されている。別途の高圧水発生手段からの高圧水をノズル（３）から路面等の表面に噴射することで、剥離、はつり作業を行うことができる。給水管（２）の回転中心（Ｐ）を中心に、左右に、ノズル（３）及びノズル（３′）が一列に配置されており、各ノズル（３）の中心からの半径と、各ノズル（３′）の中心からの半径とは、異なるようなっている。さらに、特許文献１の図５に示されているように、一側面視において、各ノズル（３）及び各ノズル（３′）は、回転軸心方向に対して、それぞれ異なる方向に、１０度ないし３０度の角度（α１）及び（α２）だけ傾斜するように配置されている。

【0004】

特許文献１では、給水管（２）の回転中心（Ｐ）からの左右の各ノズル（３）及び各ノズル（３′）の距離を異ならせることで、回転によって得られる同心円の半径が異なることとなるので、高圧水の噴射を密な状態とすることが可能となる。また、各ノズル（３）及び各ノズル（３′）を、一側面視において、回転軸心に対して傾斜させることで、回転方向に対して、常に斜め方向に、高圧水を噴射させることが可能となる。これにより、表面処理（例えば、路面の剥離や洗浄など）の効率を高めることが可能となる。

【0005】

図８は、他の従来のウォータージェットノズル４１の構成を示す図である。図８において、ウォータージェットノズル４１は、全体が逆Ｔ字状であり、上部に、雌ネジ４７を有している。雌ネジ４７が、図示しないロータリージョイントの回転軸の雄ネジ部分と連結する。ロータリージョイントの回転軸からの高圧水が給水されて、第１給水路４５及び第２給水路４６を介して、下方に向けて半径方向に二列にジグザグに形成された各第３給水路４８に、高圧水が供給される。

【0006】

第３給水路４８の先端の装着穴４２には、同じく、二列にジグザグに噴射ノズル４３が取付けられている。これにより、密な噴射が可能となっている。ただし、回転軸心の中心付近の複数の第３給水路４８（図８（ｃ）では、左右４つずつ計８個）は、栓部材４４で栓がされている。高圧水は、中心部分ほど、強くなるため、中心部分が必要以上に剥離等されるのを防止するためである。

【0007】

なお、図８（ｃ）において、栓部材４４及び噴射ノズル４３について、同じ図示の部分は、同じ箇所であり、全てには、符号を付していない。噴射ノズル４３については、中心に小さい丸い穴を図示している。図８（ｂ）及び（ｃ）の回転軸心を中心にした左右の噴射ノズル４３は、中心からの距離ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４（ここでは、栓部材４４で塞がれている）がそれぞれ異なるように配置されている。なお、図８（ｃ）では、ｒ４までしか記載していないが、中心から離れる全ての噴射ノズル４３についても同様、半径が異なるようになっている（半径を示す図は省略している）。これによって、特許文献１と同様に、中心からの同心円半径が異なることとなり、表面処理の効率を高めている。

【0008】

ウォータージェットノズル４１では、特許文献１の場合と異なり、図８（ｄ）に示すように、一側面視において、回転軸心に対して、同じ方向に傾斜している。これにより、
ウォータージェットノズルが１８０度回転した際、高圧水の噴射方向が反対になるため、ムラ無く、高圧水を吹き付けることが可能としていた。

【0009】

これらのウォータージェットノズルを用いた表面処理装置は、本願出願人によって、商品名称「アクアサーフェス工法」として、実用化されている（非特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許第４１３１０６０号公報

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】株式会社フタミＷＥＢサイト，検索日：２０２０年１０月１日、作成者株式会社フタミ，ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ２．ｈｔｍｌ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ａｓ．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ａｓ２．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ３．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ａｊ／ｉｎｄｅｘ４．ｈｔｍｌ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｂ－ｆｕｔａｍｉ－ａｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｍｍｏｎ／ｐｄｆ／ａｊ＿ｐａｎｆ．ｐｄｆ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

図８に記載したウォータージェットノズル４１は、回転しつつ、かつ、前進しながら、路面等の表面を処理していくこととなる。図９は、噴射ノズル４３から噴射される高圧水の軌跡を示した図（「軌跡図」という。以下同様。）である。ウォータージェットノズル４１は、地点Ａで一回転すれば、噴射ノズル４３がそれぞれ一つの円（ａ１，ａ２，ａ３，・・・）の軌跡を描くこととなる。ウォータージェットノズル４１が地点Ｂまで、前進すれば、噴射ノズル４３がそれぞれ一つの円（ｂ１，ｂ２，ｂ３，・・・）の軌跡を描くこととなる。このように、高圧水を噴射しながら、ウォータージェットノズル４１が前進していくと、図９に示すような高圧水の軌跡が得られることとなる。

【0013】

しかし、図９の太い点線で示した領域のように、ウォータージェットノズル４１の回転中心部分については、一方向（図９の軌跡図では、上から下の方向）にしか高圧水が当らない。他方、太い点線以外の領域のように、ウォータージェットノズル４１の中心から離れた領域では、ウォータージェットノズル４１の回転と前進によって、図９の軌跡図上で、斜め上からや斜め下から高圧水がクロスするようにして、当ることとなる。

【0014】

その結果、クロスに高圧水が当る領域に比べて、ウォータージェットノズル４１の中心部分では、表面処理の残存が多くなる。

【0015】

図１０は、従来のウォータージェットノズル４１を用いた場合の路面の表面処理の結果を示す図面代用写真である。図１０の太い点線で示した領域のように、中心部分の表面処理の残存が多いのが確認できる。

【0016】

それゆえ、本発明は、中心部分などに、表面処理残しが生じないようにすることができるウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置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】

【0017】

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、表面処理装置において、高圧水を連通可能な回転軸に取付けられ、回転軸の回転に応じて全体が回転するウォータージェットノズルであって、噴射ノズルを有する少なくとも１つの回転体を備えており、全体の回転とは別に、回転体が回転可能となっており、全体が回転しながら、回転体が回転して、高圧水が噴射されることを特徴とする。

【0018】

好ましくは、噴射ノズルからの高圧水の噴射によって、回転体が自転するとよい。

【0019】

好ましくは、噴射ノズルからの高圧水の噴射によって、回転体が自転可能なように、噴射ノズルは、鉛直下方向に対して、角度を付けて、設けられているとよい。

【0020】

好ましくは、回転軸に取付けられており、高圧水の通水路を有する連結手段を備えており、回転体は、連結手段に対して、自由回転可能に取付けられているとよい。

【0021】

好ましくは、回転体は、連結手段に対して、回転可能ジョイントを用いて、自由回転可能に取付けられているとよい。

【0022】

好ましくは、回転体は、回転可能ジョイントの回転軸心を中心にして、左右に、複数の噴射ノズルを有するとよい。

【0023】

好ましくは、回転体は、回転軸の回転軸心を中心にして、左右に、少なくとも２つ、連結手段に対して、自由回転可能に取付けられているとよい。

【0024】

好ましくは、回転体において、左又は右の端部の噴射ノズルは、外側に向けて高圧水を噴射するように、傾斜して設けられているとよい。

【0025】

本発明は、供給される高圧水を連通させると共に回転可能に構成された回転軸と、回転軸を回転させるための回転手段と、回転軸に取付けられて回転可能なウォータージェットノズルとを備える表面処理装置であって、ウォータージェットノズルは、上記のいずれかに記載の構造を有する。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、ウォータージェットノズルの全体の回転とは別に、回転体が回転可能となっており、全体が回転しながら、回転体が回転して、高圧水が噴射されることとなるので、高圧水の噴射軌跡が、ウォータージェットノズルの全体の回転の中心部分においても、クロスするようになる。これにより、中心部分などでの表面処理残りが生じないようになる。また、本発明によって、噴射ノズルの数を最小限の数にしても、むらのない表面処理が可能となるので、その結果、従来に比べて、使用する水の量が少なくなり、排水による汚水も少なくなる。

【0027】

回転体を高圧水の噴射の力によって、自転するように構成することで、回転体を回転させるための動力及び／又は伝達手段を用いなくてもよくなる。そのため、たとえば、従来の表面処理装置のカバーの高さを改造するなど、最小限の改造で、遊星回転するウォータージェットノズルを提供することが可能となる。

【0028】

噴射ノズルを傾斜させて配置することで、回転体を高圧水の噴射の力で、確実に、自転させることができる。

【0029】

回転軸に取付けられた連結手段に、回転体を自由回転可能に取付けることで、全体の回転とは別に、自由回転可能な回転体を備えるウォータージェットノズルが提供されることとなる。

【0030】

連結手段として、スイベルジョイントなどの回転可能ジョイントを用いれば、簡易な構造で、自由回転可能な回転体を構成することができる。

【0031】

回転可能ジョイントの回転軸心を中心に、左右に、複数の噴射ノズルを有するように回転体を構成すれば、回転体が安定的に自由回転することとなる。

【0032】

回転体の左又は右の端部に外側に向けて高圧水を噴射するように噴射ノズルを構成すれば、路面の端部などの処理残りを防止することが可能となる。

【0033】

本発明のこれら、及び他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す正面である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す左側面図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の概略構成を示す平面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態におけるウォータージェットノズル１４の概略構成を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）における矢印Ａ方向からの部分側面図、（ｃ）は平面図である。図４に示す矢印は、高圧水の噴射方向を示しているが、実際は、噴射ノズル１４ｍからの噴射後、高圧水は、広がりを持って、噴射される。

【図5】図５は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０が進行方向に移動しながらウォータージェットノズル１４から高圧水が噴射される場合の高圧水の軌跡図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の一実施例を示す写真である。（ａ）は、底面から見たときの写真である。（ｂ）は、高圧水を噴射したときの写真である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態における表面処理装置２０の一実施例を用いて、路面の表面を処理したときの写真である。（ａ）は、全体写真である。（ｂ）は、拡大写真である。

【図8】図８は、従来のウォータージェットノズル４１の概略構成を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図である。なお、図１３において、噴射ノズル４３、第３給水路４８、及び装着穴４２については、ウォータージェットノズル４１の内部に存在する箇所についても、分かりやすくするために実線で表している。図８に示す矢印は、高圧水の噴射方向を示しているが、実際は、噴射ノズル１４ｄからの噴射後、高圧水は、広がりを持って、噴射される。

【図9】図９は、進行方向に進みながら回転するときの従来のウォータージェットノズル４１から噴射される高圧水の軌跡図である。

【図10】図１０は、従来のウォータージェットノズル４１を用いて路面の表面を処理したときの写真である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

（ウォータージェットによる表面処理装置２０の全体構成）
図１ないし図３を参照しながら、ウォータージェットによる表面処理装置２０の全体構成について説明する。

【0036】

表面処理装置２０は、架台１と、自在車輪２と、固定車輪３と、ハンドル４と、高さ調整ハンドル５と、２つのロックハンドル６と、ロータリージョイント７と、エアモータ８と、筐体９と、カバー１０と、連結部１１と、ウォータージェットノズル１４と、バキューム接続口１５とを備える。

【0037】

架台１の前輪は、固定車輪３である。架台１の後輪は、自在車輪２である。ただし、これは、一例であり、両方が自在車輪でもよいし、両方が固定車輪でもよい。架台１には、ハンドル４が取付けられており、使用者は、ハンドル４を持って、表面処理装置２０を施工したい場所に移動させることができる。

【0038】

架台１には、４つの連結部１１が取付けられている。各連結部１１には、Ｌ字状金具１１ａが取付けられている。Ｌ字状金具１１ａに、板状部材を介して、カバー１０が取付けられている。このようにして、架台１に、カバー１０が取付けられる構造となっている。言うまでもないが、カバー１０を架台１に取付ける構造は一例に過ぎず、本発明においては、いかなる取付け構造も採用し得る。

【0039】

カバー１０の上部には、２本の支柱６ａが取付けられている。筐体９は、ロックハンドル６を介して、支柱６ａに上下可能に取付けられる。筐体９は、高さ調整ハンドル５と連結する固定部５ｃと連結している。高さ調整ハンドル５は、ねじ棒５ａと連結している。高さ調整ハンドル５を回転させると、ねじ棒５ａが回転し、左右の支柱５ｂに沿って、固定部５ｃが上下して、筐体９が上下する構造となっている。高さが調整された後、ロックハンドル６を閉じて、筐体９の高さを固定する。なお、筐体９を上下させるための構造はあくまでも一例に過ぎず、本発明においては、いかなる高さ調整構造も採用し得る。

【0040】

筐体９の上部には、ロータリージョイント７が取付けられている。ロータリージョイント７は、高圧水供給口７ａから供給される高圧水を連通する自在継手になっている。ロータリージョイント７は、回転軸７ｂを有しており、回転軸７ｂの内部を高圧水が連通する構造となっている。なお、ロータリージョイント７以外に、スイベルジョイントなどが用いられてもよい。すなわち、ロータリージョイント７の部分は、高圧水を連通させることができる回転軸を有する手段であればいかなる構造であってもよい。

【0041】

回転軸７ｂには、筐体９内部で、プーリー７ｃが取付けられている。筐体９には、エアモータ８が取付けられている。エアモータ８の回転軸（不図示）には、プーリー８ｂが取付けられている。プーリー７ｃとプーリー８ｂとは、タイミングベルトやチェーンなどの伝達手段８ａで連結されている。なお、エアモータ８に供給される空気の入出口については、図示を省略している。かかる伝達機構により、エアモータ８の回転軸が回転すると、ロータリージョイント７の回転軸７ｂが回転する仕組みになっている。なお、本発明において、エアモータ８以外に、電気モータや油圧モータなどの他の回転手段が使用されてもよいことは言うまでもない。

【0042】

なお、回転軸７ｂを回転させるための機構は、あくまでも一例に過ぎず、本発明においては、いかなる回転機構も採用し得る。また、伝達手段は、あくまでも一例に過ぎず、歯車など、他の伝達手段でモータの回転が伝達してもよい。

【0043】

カバー１０の上部には、回転軸７ｂを通す穴が開いている。当該穴に、回転軸７ｂが通される。筐体９の高さを調整することで、回転軸７ｂも上下し、回転軸７ｂに連結するウォータージェットノズル１４が上下する構造となっている。ウォータージェットノズル１４を上下させることで、路面等の表面からのウォータージェットノズル１４の高さを調節することができる。

【0044】

回転軸７ｂの下端は、雄ネジになっている。ウォータージェットノズル１４の上端は、雌ネジになっている。雄ネジと雌ネジとを連結させることで、回転軸７ｂに、ウォータージェットノズル１４が取付けられる構造となっている。ここで示す回転軸７ｂにウォータージェットノズル１４を取付けるための構造は、あくまでも一例に過ぎず、高圧水が連通可能となるように、回転軸７ｂにウォータージェットノズル１４が取付けられればよく、その他の連結構造を用いてもよいことは、言うまでもない。

【0045】

カバー１０の下部外周には、ブラシ１０ａが取付けられている。カバー１０には、バキューム接続口１５が設けられている。バキューム接続口１５に、吸引装置（不図示）が接続されて、剥離物や汚水などが吸引される。ブラシ１０ａを設けることで、剥離物や汚水がカバー１０の回りに拡散するのを防止しつつ、吸引装置（不図示）による吸引を可能としている。

【0046】

以上のような構成を有する表面処理装置２０は、本願出願人が既に、実用化しているもものであり、具体的な構造に本発明が限定されるものではない。

【0047】

本発明は、表面処理装置２０の回転軸７ｂに取付けられるウォータージェットノズル１４の構造に特徴を有するものであり、ウォータージェットノズル１４に対して、高圧水が供給し、かつ、回転可能な回転軸７ｂを回転させるための構造は、特に本発明を限定するものではなく、あらゆる構造を採用できる。

【0048】

以下、ウォータージェットノズル１４の実施形態及び実施例について、説明する。

【0049】

（一実施形態）
図４を参照しながら、本発明の一実施形態に係るウォータージェットノズル１４について説明する。

【0050】

ウォータージェットノズル１４は、上部の連結部１４ａと、左右の通水管１４ｂ，１４ｃと、支持部１４ｄ，１４ｄと、左右の連結部１４ｅ，１４ｆと、下部の支持板１４ｇと、左右の回転体１４ｈ，１４ｉと、左右の回転可能ジョイント１４ｊ，１４ｋと、各回転体の左右に複数設けられた噴射ノズル１４ｍ（引出線は一部にのみ付与）とを備える。図４において、高圧水の流れを太い破線で示す。また、一点鎖線を用いて、回転の軸心を示す。

【0051】

連結部１４ａの上部は、通水路を兼ねた雌ネジになっており、回転軸７ｂの下端の雄ネジと連結可能となっている。これにより、回転軸７ｂが回転すれば、ウォータージェットノズル１４全体が回転する構造となっている。

【0052】

支持板１４ｇから立脚して取付けられた支持部１４ｄ，１４ｄによって、連結部１４ａが上部で挟まれるようにして、固定されている。連結部１４ａの内部は、逆Ｔ字状に、通水路を有している。連結部１４ａの左右の通水路の出口に、通水管１４ｂ，１４ｃが取付けられている。

【0053】

通水管１４ｂ，１４ｃの端部には、それぞれ、連結部１４ｅ，１４ｆが取付けられている。連結部１４ｅ，１４ｆの内部は、高圧水の通水路を有している。連結部１４ｅ，１４ｆの下端は、支持板１４ｇに固定されている。

【0054】

このように、連結部１４ａ、通水管１４ｂ，１４ｃ、支持部１４ｄ，１４ｄ、連結部１４ｅ，１４ｆ、及び支持板１４ｇは、連結されており、回転軸７ｂの内部の通水路からの高圧水を左右に、分岐することができる構造となっている。連結部１４ａ、通水管１４ｂ，１４ｃ、及び連結部１４ｅ，１４ｆが、高圧水を通水するための回転軸との連結手段となっている。なお、具体的な連結手段の構造は、回転軸からの高圧水を通水して、回転軸に連結されるものであればよく、図示した例に限定されるものではないことは、言うまでもない。

【0055】

連結部１４ｅ，１４ｆの下端には、スイベルジョイントなどの回転可能ジョイント１４ｊ，１４ｋが取付けられている。そして、回転可能ジョイント１４ｊ，１４ｋに、それぞれ、回転体１４ｈ，１４ｉが取付けられている。これにより、回転体１４ｈ，１４ｉは、ウォータージェットノズル１４の下部の左右端部で、自由回転できるようになっている。

【0056】

回転体１４ｈ，１４ｉの下部は、左右対称に、複数の噴射ノズル１４ｍを備える。ただし、左右対称であることに限定されず、また、噴射ノズル１４ｍの数は、本発明において、図示した例に限定されるものではない。

【0057】

回転体１４ｈ，１４ｉの内部は、連結部１４ｅ，１４ｆからの高圧水を通水する縦方向の通水路と、縦方向の通水路とつながる横方向の通水路と、横方向の通水路から下側に向けてつながる噴射ノズルへの通水路とを有する。回転体１４ｈ，１４ｉにおける通水路については、太い破線で示してある。

【0058】

噴射ノズル１４ｍの先端には、通水路の太さよりも小さい穴がある。当該穴から、高圧水が噴射される。

【0059】

回転体１４ｈ，１４ｉにおいて、図示した例では、左右に３つずつの噴射ノズル１４ｍが取付けられている。一組となる３つの噴射ノズル１４ｍを取付けるための直方体状の部分１４ｎは、鉛直下方向に対して、角度がαだけ傾いている（図４（ｂ）参照）。たとえば、αは、約１０度であるが、限定されるものではない。

【0060】

回転体１４ｈ，１４ｉのぞれぞれの左右の一組の噴射ノズル１４ｍが、角度αだけ傾くことで、一側面から見た場合は、ハの字状に、高圧水が噴射される。回転体１４ｈ，１４ｉは、自由回転するようになっているので、この噴射によって、回転体１４ｈ，１４ｉは、一方向に回転することとなる（図４（ａ）において、「噴射によって自転」と記載した回転方向を参照のこと。）。

【0061】

なお、角度αを設けなくても、全体の回転による遠心力などによって、回転体１４ｈ，１４ｉが自転するのであれば、角度αを設けることは必須ではない。

【0062】

以上の構造によって、ウォータージェットノズル１４は、全体がエアモータ８などの回転手段の力によって、回転すると共に、高圧水の噴射によって、回転体１４ｈ，１４ｉが回転することとなる。このような回転は、全体が回転しつつ、遊星歯車が回転するような、遊星歯車機構と似ているので、ここでは、遊星回転と呼ぶことにする。

【0063】

この遊星回転によって、高圧水の噴射軌跡が複雑なものとなる。まず、図５（ａ）に、ウォータージェットノズル１４全体が一回転して、回転体１４ｈ，１４ｉが一回転するときの軌跡を示す。図５（ａ）に示すように、ウォータージェットノズル１４全体が回転しながら、回転体１４ｈ，１４ｉが回転していく。その結果、表面処理装置２０が進行しながら、施工が進むと、図５（ｂ）に示すような軌跡を描くように、高圧水が噴射されることとなる。

【0064】

図５（ｂ）に示されているように、高圧水の軌跡が、ほとんどの箇所で、クロスしながら表面に当っていることが分かる。その結果、従来のように、中心部分の表面処理が残るというような問題を解消することができることとなる（図７参照）。

【0065】

（変形例）
上記実施形態に対して、以下のような変形例が考えられる。

【0066】

上記実施形態では、ウォータージェットノズル１４の正面視において、噴射ノズル１４ｍは、下方向に、高圧水を噴射することとしているが、これに限られるものではない。たとえば、図４（ａ）における回転体１４ｈ，１４ｉの左又は右の端部の噴射ノズル１４ｍについては、正面視において、外側に向けて、高圧水を噴射するようにしてもよい。これにより、ウォータージェットノズル１４の左又は右の端部から、外側に向けて高圧水が噴射されることとなるので、路面の端部などの処理残りを防止することが可能となる。

【0067】

上記実施形態では、噴射ノズル１４ｍは、一列に直線状に配置することとしているが、ジグザグに配置するようにしてもよいし、二列に配置するようにしてもよい。ジグザグや二列に配置すれば、複雑な噴射軌跡が描かれることとなるので、処理残りの防止が期待される。

【0068】

遊星回転のための機構は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、回転体１４ｈ，１４ｉの回転は、噴射水による自転によって、実現しているが、回転手段からの動力を回転体１４ｈ，１４ｉに直接伝達する手段を設けて、回転手段の動力によって、回転体１４ｈ，１４ｉが回転するようにしても、遊星回転を実現することが可能となる。この場合、回転体１４ｈ，１４ｉは、高圧水の噴射によって自転しなくてもよくなるので、噴射ノズル１４ｍの噴射方向には、図４（ｂ）に示したような角度αは無くてもよく、正面及び側面において、噴射ノズル１４ｍの噴射方向は、完全に鉛直下方向であってもよいこととなる。ただし、動力によって、回転体１４ｈ，１４ｉを回転させる場合でも、角度αがついていてもよいことは言うまでもない。

【0069】

また、上記実施形態では、遊星回転する回転体の数が、二つであるとしているが、この数も限定されない。片側一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。たとえば、三つの回転体を使用する場合は、連結部１４ａから分岐する通水路を三方向となるように構成すればよい。

【0070】

このように、本発明においては、ウォータージェットノズル全体を回転させる第１の回転手段と、噴射ノズルを取付けた少なくとも１つの回転体自体を回転させる第２の回転手段とが存在することとなるのである。そして、上記実施形態では、第１の回転手段は、エアモータ８を用いた動力による回転手段であり、第２の回転手段は、高圧水の噴射による自転回転機構ということになる。

【0071】

第２の回転手段の変形例として、回転体を直接動力で回転させる回転手段を用いてもよいということになる。

【0072】

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。本明細書に開示されている発明の構成要件は、それぞれ独立に単独した発明として成立するものとする。各構成要件をあらゆる組み合わせ方法で組み合わせた発明も、本発明に含まれることとする。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明は、ウォータージェットノズル及びそれを用いた表面処理装置であり、産業上利用可能である。

【符号の説明】

【0074】

２０ 表面処理装置
１ 架台
２ 自在車輪
３ 固定車輪
４ ハンドル
５ 高さ調整ハンドル
５ａ ねじ棒
５ｂ 支柱
５ｃ 固定部
６ ロックハンドル
６ａ 支柱
７ ロータリージョイント
７ａ 高圧水供給口
７ｂ 回転軸
７ｃ プーリー
８ エアモータ
８ａ 伝達手段
８ｂ プーリー
９ 筐体
１０ カバー
１１ 連結部
１１ａ Ｌ字状金具
１４ ウォータージェットノズル
１４ａ 連結部
１４ｂ，１４ｃ 通水管
１４ｄ，１４ｄ 支持部
１４ｅ，１４ｆ 連結部
１４ｇ 支持板
１４ｈ，１４ｉ 回転体
１４ｊ，１４ｋ 回転可能ジョイント
１４ｍ 噴射ノズル
１４ｎ 噴射ノズル１４ｍを取付ける部分
１５ バキューム接続口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】