(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-07
(45)【発行日】2023-02-15
(54)【発明の名称】回転ノズルを備える装置
(51)【国際特許分類】
B05B 3/02 20060101AFI20230208BHJP
B05B 13/04 20060101ALI20230208BHJP
【ＦＩ】
B05B3/02 G
B05B3/02 L
B05B13/04
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019055787
(22)【出願日】2019-03-24
(65)【公開番号】P2020151695
(43)【公開日】2020-09-24
【審査請求日】2022-03-21
(73)【特許権者】
【識別番号】710006367
【氏名又は名称】ウラカミ合同会社
(72)【発明者】
【氏名】浦上 不可止
【審査官】伊藤 寿美
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－１７９１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２９３４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０８８７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００３２８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０８４９６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２２６２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国登録特許第１０－１２４２５９３（ＫＲ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｂ ３／００－ ３／１８，
１３／００－１３／０６
Ｂ０８Ｂ ３／００－ ３／１４，
７／００－ ９／４６
Ｂ２４Ｃ ３／００－ ５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体表面に沿って移動可能な移動装置と、該移動装置に搭載された回転ノズル装置から構成された、回転ノズルを備える装置において；該回転ノズル装置は、円運動を行う少なくとも２個の噴射ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成された回転ノズルユニットが、該移動装置の移動方向と直角に交差する方向に並列に２式具備されており、すなわち、ローラチェーンやギヤなどの回転伝導手段により連動して回転運動を行う、左回転ノズルユニットと右回転ノズルユニットが具備されており；
噴射ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、各々の回転ノズルユニットの噴射ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、各々の噴射ノズルが移動装置の移動方向に向かって左の端部領域もしくは右の端部領域に在る場合においては運動速度が増加し、移動方向に向かって前方の端部領域もしくは後方の端部領域に在る場合においては運動速度が減少するように構成されている；ことを特徴とする回転ノズルを備える装置において；
左回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置と、右回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置について、左右の噴射ノズルどうしは約９０度位相がずれた状態で配置されており、よって、左の噴射ノズルの円運動が加速される場合には右の噴射ノズルの円運動が減速されるように構成されており、また、左の噴射ノズルの円運動が減速される場合には右の噴射ノズルの円運動が加速されるように構成されており、すなわち、左の噴射ノズルの運動の加速度の反力と右の噴射ノズルの運動の加速度の反力が打ち消されるように構成されている；ことを特徴とする回転ノズルを備える装置。
【請求項2】
２式の回転ノズルユニットの各々は、等速円運動を不等速円運動に変換する運動伝達機構として非円形歯車機構を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転ノズルを備える装置。
【請求項3】
移動装置の形態に関し、該移動装置は、函体と、該函体及び移動面と協働して減圧空間を規定するシールと、該減圧空間から流体を排出して該減圧空間内を減圧せしめるための減圧生成手段とを具備する構成により包囲流体の圧力によって移動面に吸着し且つ移動面に沿って移動可能な台車、の形態を成しており、該台車の該減圧空間内において、該ノズルが円運動を行い、該ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の回転ノズルを備える装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物体表面に水などの超高圧流体や、あるいは砥粒を混合された圧縮空気などの物質を噴射することにより、物体表面に付着する旧塗膜やさび等の異物を除去し、あるいは物体表面を粗面化することが可能な装置に関する。
また、本発明は、物体表面に塗料や、あるいはプラズマ化された金属などの物質を噴射することにより、物体表面をコーティングすることが可能な装置に関する。
また、本発明は、空気や水の如とき包囲流体の圧力によって物体表面に吸着し且つそれに沿って移動しながら、物体表面に種々の物質を噴射することにより、物体表面の処理を行うことが可能な装置に関する。
また、本発明は、物体表面に塗料や、あるいはプラズマ化された金属などの物質を噴射することにより、物体表面をコーティングすることが可能な装置に関する。
また、本発明は、空気や水の如とき包囲流体の圧力によって物体表面に吸着し且つそれに沿って移動しながら、物体表面に種々の物質を噴射することにより、物体表面の処理を行うことが可能な装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、貯油タンクや船体等の物体表面に水などの超高圧流体や、あるいは砥粒を混合された圧縮空気を噴射することにより、物体表面に付着する旧塗膜やさび等の異物を除去し、あるいは噴射された砥粒により物体表面を粗面化し、よって塗装の素地調整を行ったり、あるいは非破壊検査を実施するために物体表面を清浄にする装置として、超高圧ウオータジェット装置やサンドブラスト装置が実用に供されている。
また、空気や水の如とき包囲流体の圧力によって貯油タンクや船体等の物体表面に吸着し且つそれに沿って移動しながら、物体表面に水などの超高圧流体や、あるいは砥粒を混合された圧縮空気を噴射することにより、物体表面に付着する旧塗膜やさび等の異物を除去し、あるいは噴射された砥粒により物体表面を粗面化し、よって塗装の素地調整を行ったり、あるいは非破壊検査を実施するために物体表面を清浄にする装置として、例えば特公昭６０－２６７５２号公報、特許第１３２３８４３号、米国特許第４，０９５，３７８号に開示された装置を挙げることができる。
かかる装置は、函体と、該函体に装着された複数の車輪と、該函体に連結されその自由端部が物体表面に接触せしめられるシールと、該函体、物体表面及び該シールによって規定された減圧空間内の流体を外部に排出するための減圧生成手段とを備えている。
かかる装置においては、減圧生成手段が付勢されると減圧空間内の流体が外部に排出され、減圧空間内外の流体圧力差に起因して函体に作用する流体圧力は車輪を介して物体表面に伝達され、かかる流体圧力によって装置が物体表面に吸着される。
また、かかる吸着状態において電動モータの如き駆動手段によって車輪を回転駆動せしめると、上記車輪の作用によって装置は物体表面に沿って移動する。
なお、かかる装置には、物体表面に超高圧水を噴射する超高圧水噴射ノズルや砥粒を圧縮空気と共に噴射する砥粒噴射ノズルの如きノズルが装着され、かつ該ノズルから噴射された物質が物体表面上に円形の軌跡を描くように該ノズルが円運動を行える状態で装着されている。
以下に、従来の超高圧ウオータジェット装置における、超高圧水を噴射しながら円運動を行う回転ノズルの具体例を記載する。
従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、１平方センチメータあたり約２０００～２５００キログラムの超高圧に加圧された毎分約２０リットルの量の水を、直径０．１～０．５ミリメートルのノズルより噴射せしめ、かつ該ノズルを、物体表面より２０～３０ミリメートル離れた該表面と平行な面上において、毎分約１０００回転で、回転直径は約４００ミリメートルで高速回転せしめ、しかも該回転するノズルを毎分約３メートルの速度で物体表面に沿って徐々に移動せしめることにより、物体表面の処理を連続的に行っている。
なお、上記の装置においては、超高圧水をノズルに供給する超高圧ホースと回転ノズルの間は、回転継手により連結されている。
なお、上記の装置においてノズルが高速回転せしめられる理由は、ノズルの直径が０．１～０．５ミリメートルと非常に小さく、よって処理幅も同様に小さいため、もしノズルを低速で回転せしめると、処理後の表面はノズルの中心が移動する軌跡の部分のみ線の状態で処理され、面の状態で処理されない、という問題が発生するからである。
また、空気や水の如とき包囲流体の圧力によって貯油タンクや船体等の物体表面に吸着し且つそれに沿って移動しながら、物体表面に水などの超高圧流体や、あるいは砥粒を混合された圧縮空気を噴射することにより、物体表面に付着する旧塗膜やさび等の異物を除去し、あるいは噴射された砥粒により物体表面を粗面化し、よって塗装の素地調整を行ったり、あるいは非破壊検査を実施するために物体表面を清浄にする装置として、例えば特公昭６０－２６７５２号公報、特許第１３２３８４３号、米国特許第４，０９５，３７８号に開示された装置を挙げることができる。
かかる装置は、函体と、該函体に装着された複数の車輪と、該函体に連結されその自由端部が物体表面に接触せしめられるシールと、該函体、物体表面及び該シールによって規定された減圧空間内の流体を外部に排出するための減圧生成手段とを備えている。
かかる装置においては、減圧生成手段が付勢されると減圧空間内の流体が外部に排出され、減圧空間内外の流体圧力差に起因して函体に作用する流体圧力は車輪を介して物体表面に伝達され、かかる流体圧力によって装置が物体表面に吸着される。
また、かかる吸着状態において電動モータの如き駆動手段によって車輪を回転駆動せしめると、上記車輪の作用によって装置は物体表面に沿って移動する。
なお、かかる装置には、物体表面に超高圧水を噴射する超高圧水噴射ノズルや砥粒を圧縮空気と共に噴射する砥粒噴射ノズルの如きノズルが装着され、かつ該ノズルから噴射された物質が物体表面上に円形の軌跡を描くように該ノズルが円運動を行える状態で装着されている。
以下に、従来の超高圧ウオータジェット装置における、超高圧水を噴射しながら円運動を行う回転ノズルの具体例を記載する。
従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、１平方センチメータあたり約２０００～２５００キログラムの超高圧に加圧された毎分約２０リットルの量の水を、直径０．１～０．５ミリメートルのノズルより噴射せしめ、かつ該ノズルを、物体表面より２０～３０ミリメートル離れた該表面と平行な面上において、毎分約１０００回転で、回転直径は約４００ミリメートルで高速回転せしめ、しかも該回転するノズルを毎分約３メートルの速度で物体表面に沿って徐々に移動せしめることにより、物体表面の処理を連続的に行っている。
なお、上記の装置においては、超高圧水をノズルに供給する超高圧ホースと回転ノズルの間は、回転継手により連結されている。
なお、上記の装置においてノズルが高速回転せしめられる理由は、ノズルの直径が０．１～０．５ミリメートルと非常に小さく、よって処理幅も同様に小さいため、もしノズルを低速で回転せしめると、処理後の表面はノズルの中心が移動する軌跡の部分のみ線の状態で処理され、面の状態で処理されない、という問題が発生するからである。
【0003】
なお、上述した従来の装置には次の通りの解決すべき問題が存在する。
即ち、従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、ノズルが等速円運動を行っており、よって回転ノズル全体の移動方向に向かって該ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であった。
そこで本発明者は、上記事実に鑑みて、従来の装置に比べて処理むらの発生を防止できる装置として、特開２００１－１７９１４３号公報に記載の装置、即ち；
回転ノズルを備える装置において、円形の軌跡を被噴射面に沿って移動させるために移動手段を備え、ノズルは不等速円運動を行うようにされている。すなわち、該ノズルが該回転ノズルを備える装置の移動方向に向かって左右の端部に在る場合は運動速度が増加し、前後の端部に在る場合は減少する。該移動手段は、函体２及び移動面と協働して減圧空間を規定するシール３６と、該減圧空間から流体を排出して該減圧空間内を減圧せしめるための減圧生成手段とを具備し、包囲流体の圧力によって移動面に吸着し且つ移動面に沿って移動可能な台車となっており、台車の減圧空間内でノズルが円運動を行う、回転ノズルを備える装置；を提案している。
即ち、従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、ノズルが等速円運動を行っており、よって回転ノズル全体の移動方向に向かって該ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であった。
そこで本発明者は、上記事実に鑑みて、従来の装置に比べて処理むらの発生を防止できる装置として、特開２００１－１７９１４３号公報に記載の装置、即ち；
回転ノズルを備える装置において、円形の軌跡を被噴射面に沿って移動させるために移動手段を備え、ノズルは不等速円運動を行うようにされている。すなわち、該ノズルが該回転ノズルを備える装置の移動方向に向かって左右の端部に在る場合は運動速度が増加し、前後の端部に在る場合は減少する。該移動手段は、函体２及び移動面と協働して減圧空間を規定するシール３６と、該減圧空間から流体を排出して該減圧空間内を減圧せしめるための減圧生成手段とを具備し、包囲流体の圧力によって移動面に吸着し且つ移動面に沿って移動可能な台車となっており、台車の減圧空間内でノズルが円運動を行う、回転ノズルを備える装置；を提案している。
【文献】特公昭６０－２６７５２号
【文献】特許第１３２３８４３号
【文献】米国特許第４，０９５，３７８号
【文献】特開２００１－１７９１４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した従来の装置には次の通りの解決すべき問題が存在する。
即ち、特開２００１－１７９１４３号公報に記載の装置においては、不等速円運動を行うノズルが、等速円運動を不等速円運動に変換する運動伝達機構を介して、等速円運動を行う質量が重いフライホイールに連結されおり、而して、装置の質量が重くなる、という欠点があった。
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的解決課題は、質量が重いフライホイールの使用を廃止することにより軽量化された装置と、且つ、２式の回転ノズルユニットを具備したことにより処理巾が増大化された装置、を提供することである。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる装置を提供することである。
即ち、特開２００１－１７９１４３号公報に記載の装置においては、不等速円運動を行うノズルが、等速円運動を不等速円運動に変換する運動伝達機構を介して、等速円運動を行う質量が重いフライホイールに連結されおり、而して、装置の質量が重くなる、という欠点があった。
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的解決課題は、質量が重いフライホイールの使用を廃止することにより軽量化された装置と、且つ、２式の回転ノズルユニットを具備したことにより処理巾が増大化された装置、を提供することである。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、請求項１に記載のように、物体表面に沿って移動可能な移動装置と、該移動装置に搭載された回転ノズル装置から構成された、回転ノズルを備える装置において；
該回転ノズル装置は、円運動を行う少なくとも２個の噴射ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成された回転ノズルユニットが、該移動装置の移動方向と直角に交差する方向に並列に２式具備されており、すなわち、ローラチェーンやギヤなどの回転伝導手段により連動して回転運動を行う、左回転ノズルユニットと右回転ノズルユニットが具備されており；
噴射ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、各々の回転ノズルユニットの噴射ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、各々の噴射ノズルが移動装置の移動方向に向かって左の端部領域もしくは右の端部領域に在る場合においては運動速度が増加し、移動方向に向かって前方の端部領域もしくは後方の端部領域に在る場合においては運動速度が減少するように構成されている；ことを特徴とする回転ノズルを備える装置において；
左回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置と、右回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置について、左右の噴射ノズルどうしは約９０度位相がずれた状態で配置されており、よって、左の噴射ノズルの円運動が加速される場合には右の噴射ノズルの円運動が減速されるように構成されており、また、左の噴射ノズルの円運動が減速される場合には右の噴射ノズルの円運動が加速されるように構成されており、すなわち、左の噴射ノズルの運動の加速度の反力と右の噴射ノズルの運動の加速度の反力が打ち消されるように構成されている；
ことを特徴とする回転ノズルを備える装置が提供される。
また本発明によれば、２式の回転ノズルユニットの各々は、等速円運動を不等速円運動に変換する運動伝達機構として非円形歯車機構を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転ノズルを備える装置が提供される。
また本発明によれば、移動装置の形態に関し、該移動装置は、函体と、該函体及び移動面と協働して減圧空間を規定するシールと、該減圧空間から流体を排出して該減圧空間内を減圧せしめるための減圧生成手段とを具備する構成により包囲流体の圧力によって移動面に吸着し且つ移動面に沿って移動可能な台車、の形態を成しており、該台車の該減圧空間内において、該ノズルが円運動を行い、該ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の回転ノズルを備える装置が提供される。
該回転ノズル装置は、円運動を行う少なくとも２個の噴射ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成された回転ノズルユニットが、該移動装置の移動方向と直角に交差する方向に並列に２式具備されており、すなわち、ローラチェーンやギヤなどの回転伝導手段により連動して回転運動を行う、左回転ノズルユニットと右回転ノズルユニットが具備されており；
噴射ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、各々の回転ノズルユニットの噴射ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、各々の噴射ノズルが移動装置の移動方向に向かって左の端部領域もしくは右の端部領域に在る場合においては運動速度が増加し、移動方向に向かって前方の端部領域もしくは後方の端部領域に在る場合においては運動速度が減少するように構成されている；ことを特徴とする回転ノズルを備える装置において；
左回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置と、右回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置について、左右の噴射ノズルどうしは約９０度位相がずれた状態で配置されており、よって、左の噴射ノズルの円運動が加速される場合には右の噴射ノズルの円運動が減速されるように構成されており、また、左の噴射ノズルの円運動が減速される場合には右の噴射ノズルの円運動が加速されるように構成されており、すなわち、左の噴射ノズルの運動の加速度の反力と右の噴射ノズルの運動の加速度の反力が打ち消されるように構成されている；
ことを特徴とする回転ノズルを備える装置が提供される。
また本発明によれば、２式の回転ノズルユニットの各々は、等速円運動を不等速円運動に変換する運動伝達機構として非円形歯車機構を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転ノズルを備える装置が提供される。
また本発明によれば、移動装置の形態に関し、該移動装置は、函体と、該函体及び移動面と協働して減圧空間を規定するシールと、該減圧空間から流体を排出して該減圧空間内を減圧せしめるための減圧生成手段とを具備する構成により包囲流体の圧力によって移動面に吸着し且つ移動面に沿って移動可能な台車、の形態を成しており、該台車の該減圧空間内において、該ノズルが円運動を行い、該ノズルから噴射された被噴射物が被噴射面に射突して該被噴射面上に円形の軌跡を描くように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の回転ノズルを備える装置が提供される。
【発明の効果】
【0006】
本発明は、下記の効果をもたらすものである。
ノズルから噴射された物質が被噴射面に射突する点の軌跡が円形の軌跡を描くようにノズルが円運動を行う、従来の超高圧ウオータジェット装置等の回転ノズルを備えた装置においては、ノズルは等速円運動を行っており、よって回転ノズルを備えた装置の移動方向に向かって、ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であったが、本発明においては、ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、該ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、回転ノズルを備える装置の移動方向に向かって左の端部もしくは右の端部にノズルが在る場合においては該運動速度が増加し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少するように構成されているため、従来の装置に比べて処理むらの発生を防止でき、処理品質が均一でかつ効率的な表面処理作業を実施することができる。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる。
ノズルから噴射された物質が被噴射面に射突する点の軌跡が円形の軌跡を描くようにノズルが円運動を行う、従来の超高圧ウオータジェット装置等の回転ノズルを備えた装置においては、ノズルは等速円運動を行っており、よって回転ノズルを備えた装置の移動方向に向かって、ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であったが、本発明においては、ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、該ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、回転ノズルを備える装置の移動方向に向かって左の端部もしくは右の端部にノズルが在る場合においては該運動速度が増加し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少するように構成されているため、従来の装置に比べて処理むらの発生を防止でき、処理品質が均一でかつ効率的な表面処理作業を実施することができる。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例】
【0008】
図１、図２及び図３において、図示の装置は、例えば鋼の如き剛性乃至半剛性の材料から形成された函体２を具備している。
函体２は適宜の形状でよいが、図示の具体例では、本発明の装置が移動する表面である物体表面１に対向する部分が開口した略長円筒の箱の該開口部の外周縁に長円形の板が溶着されている形状をしている。
この函体２の側壁の対向する両部位には、外方に突出する支持部材１２及び１４が固定され、支持部材１２及び１４には更に支持フレーム１６及び１８が固定されている。
主として図１を参照して、支持フレーム１６には車輪２２ａ及び ２２ｂが回転自在に装着されている。
支持フレーム１６には、更に、走行駆動源を構成する電動モータ２４が設置されている。電動モータ２４は、チェーン２６及びスプロケットの如き適宜の伝動手段を介して車輪２２ａ及び２２ｂに連結されていて車輪２２ａ及び２２ｂを回転駆動する。
また、支持フレーム１８にも、車輪３０ａ及び３０ｂが回転自在に装着されている。
支持フレーム１８にも、更に、走行駆動源を構成する電動モータ３２が設置されており、電動モータ３２はチェーン３４及びスプロケットの如き適宜の伝動手段を介して車輪３０ａ及び３０ｂに連結されていて車輪３０ａ及び３０ｂを回転駆動する。
これら車輪２２ａ，２２ｂ，３０ａ及び３０ｂは本発明の装置を物体表面１に沿って移動せしめるための走行手段を構成し、具体例においては後に詳述する如く、函体２に作用する包囲流体圧力によって物体表面１に押付けられてこれに接触せしめられる。
尚、具体例においては、走行手段として４個の車輪を用いているが、これに代えて３個又は５個以上の車輪を用いてもよく、更に車輪に代えて２個以上のそれ自体周知のエンドレストラックを用いてもよい。
主として図３を参照して、函体２の開口部にはシール３６が装着されている。
全体の形状が長円形かつ環状のシール３６の一方の端部は函体２の長円形の板に連結され、もう一方の端部は物体表面１に接触せしめられ、函体２及び物体表面１と協働して減圧空間５０を規定している。
かかるシール３６は、ポリウレタンの如き非通気性で且つ比較的柔軟な材料から形成されており、従って比較的小さな力によってそれ自体が弾性変形し、これによって物体表面１に接触する端部は函体２に対して物体表面１の方向及びこれから離れる方向に変位せしめられる。
函体２、物体表面１及びシール３６によって規定される減圧空間５０は減圧生成手段（図示せず）に連通されている。
具体例では、函体２の側壁には接続管部１０ａが設けられており、サクションホース（図示せず）の一端部が上記接続管部１０ａに接続され、その他端部がバッグフィルタ等の分離器（図示せず）を介して減圧生成手段（図示せず）に接続されている。
減圧生成手段（図示せず）は減圧空間５０から流体を排して減圧空間５０内を減圧せしめるそれ自体周知のものでよく、上記装置を例えば大気中で使用する場合には排気ポンプ又はエゼクタ等を用いることができ、また上記装置を例えば水中又は海中で使用する場合には排水ポンプ等を用いることができる。
函体２は適宜の形状でよいが、図示の具体例では、本発明の装置が移動する表面である物体表面１に対向する部分が開口した略長円筒の箱の該開口部の外周縁に長円形の板が溶着されている形状をしている。
この函体２の側壁の対向する両部位には、外方に突出する支持部材１２及び１４が固定され、支持部材１２及び１４には更に支持フレーム１６及び１８が固定されている。
主として図１を参照して、支持フレーム１６には車輪２２ａ及び ２２ｂが回転自在に装着されている。
支持フレーム１６には、更に、走行駆動源を構成する電動モータ２４が設置されている。電動モータ２４は、チェーン２６及びスプロケットの如き適宜の伝動手段を介して車輪２２ａ及び２２ｂに連結されていて車輪２２ａ及び２２ｂを回転駆動する。
また、支持フレーム１８にも、車輪３０ａ及び３０ｂが回転自在に装着されている。
支持フレーム１８にも、更に、走行駆動源を構成する電動モータ３２が設置されており、電動モータ３２はチェーン３４及びスプロケットの如き適宜の伝動手段を介して車輪３０ａ及び３０ｂに連結されていて車輪３０ａ及び３０ｂを回転駆動する。
これら車輪２２ａ，２２ｂ，３０ａ及び３０ｂは本発明の装置を物体表面１に沿って移動せしめるための走行手段を構成し、具体例においては後に詳述する如く、函体２に作用する包囲流体圧力によって物体表面１に押付けられてこれに接触せしめられる。
尚、具体例においては、走行手段として４個の車輪を用いているが、これに代えて３個又は５個以上の車輪を用いてもよく、更に車輪に代えて２個以上のそれ自体周知のエンドレストラックを用いてもよい。
主として図３を参照して、函体２の開口部にはシール３６が装着されている。
全体の形状が長円形かつ環状のシール３６の一方の端部は函体２の長円形の板に連結され、もう一方の端部は物体表面１に接触せしめられ、函体２及び物体表面１と協働して減圧空間５０を規定している。
かかるシール３６は、ポリウレタンの如き非通気性で且つ比較的柔軟な材料から形成されており、従って比較的小さな力によってそれ自体が弾性変形し、これによって物体表面１に接触する端部は函体２に対して物体表面１の方向及びこれから離れる方向に変位せしめられる。
函体２、物体表面１及びシール３６によって規定される減圧空間５０は減圧生成手段（図示せず）に連通されている。
具体例では、函体２の側壁には接続管部１０ａが設けられており、サクションホース（図示せず）の一端部が上記接続管部１０ａに接続され、その他端部がバッグフィルタ等の分離器（図示せず）を介して減圧生成手段（図示せず）に接続されている。
減圧生成手段（図示せず）は減圧空間５０から流体を排して減圧空間５０内を減圧せしめるそれ自体周知のものでよく、上記装置を例えば大気中で使用する場合には排気ポンプ又はエゼクタ等を用いることができ、また上記装置を例えば水中又は海中で使用する場合には排水ポンプ等を用いることができる。
【0009】
次に、主として図３乃至図４を参照して説明すると、函体２の上面部に在るフランジ部にはギヤボックス９がその底面部に在るフランジ部において固定されている。
電動モータ９４はそのフランジ部においてギヤボックス９の上面部に在るフランジ部に固定されている。
ギヤボックス９は、電動モータ９４の出力軸９４１と、２式の回転ノズル軸９２と中間軸９７を軸受を用いて軸支している。
各々の回転ノズル軸９２の物体表面側の端部にはノズルホルダ９１１が固着され、ノズルホルダ９１１には２本のノズルバー９１２が固着され、ノズルバー９１２の各々には噴射ノズル９１が固着されている。
各々の回転ノズル軸９２の物体表面と反対側の端部はギヤボックス９の上面部を貫通し、該端部には回転継手９５がネジ込まれ、回転継手９５には超高圧水ホース（図示せず）が接続されている。
各々の回転ノズル軸９２の軸線部分には超高圧水の流路として細孔９２４が有り、超高圧水ホース（図示せず）から、回転継手９５、細孔９２４、ノズルホルダ９１１及びノズルバー９１２を通り噴射ノズル９１に至る超高圧水の流路が形成されている。
各々の回転ノズル軸９２の上部には従動側の非円形歯車９２２が固着され、従動側の非円形歯車９２２と噛合う原動側の非円形歯車９２３は中間軸９７の上部に固着されている。
図４に図示のように、従動側の非円形歯車９２２は概ね長円形に近い形状を成し、原動側の非円形歯車９２３は概ね菱形に近い形状を成している。
中間軸９７の中央部には従動側の円形歯車９４２が固着され、従動側の円形歯車９４２と噛合う原動側の円形歯車９４３は出力軸９４１の中央部に固着されている。
各々の中間軸９７の下部にはスプロケット９６３が固着されており、２式のスプロケット９６３の間にはローラチェーン９６４が懸架されている。
なお、２式のノズルバー９１２と２式の非円形歯車ユニットは、９０度位相が異なって配置されている。
以上に記載した歯車の構成により、出力軸９４１と中間軸９７は等速円運動を行い、回転ノズル軸９２は不等速円運動を行う。
よって回転ノズル軸９２にノズルホルダ９１１及びノズルバー９１２を介して装着されている２個の噴射ノズル９１も不等速円運動を行う。
電動モータ９４はそのフランジ部においてギヤボックス９の上面部に在るフランジ部に固定されている。
ギヤボックス９は、電動モータ９４の出力軸９４１と、２式の回転ノズル軸９２と中間軸９７を軸受を用いて軸支している。
各々の回転ノズル軸９２の物体表面側の端部にはノズルホルダ９１１が固着され、ノズルホルダ９１１には２本のノズルバー９１２が固着され、ノズルバー９１２の各々には噴射ノズル９１が固着されている。
各々の回転ノズル軸９２の物体表面と反対側の端部はギヤボックス９の上面部を貫通し、該端部には回転継手９５がネジ込まれ、回転継手９５には超高圧水ホース（図示せず）が接続されている。
各々の回転ノズル軸９２の軸線部分には超高圧水の流路として細孔９２４が有り、超高圧水ホース（図示せず）から、回転継手９５、細孔９２４、ノズルホルダ９１１及びノズルバー９１２を通り噴射ノズル９１に至る超高圧水の流路が形成されている。
各々の回転ノズル軸９２の上部には従動側の非円形歯車９２２が固着され、従動側の非円形歯車９２２と噛合う原動側の非円形歯車９２３は中間軸９７の上部に固着されている。
図４に図示のように、従動側の非円形歯車９２２は概ね長円形に近い形状を成し、原動側の非円形歯車９２３は概ね菱形に近い形状を成している。
中間軸９７の中央部には従動側の円形歯車９４２が固着され、従動側の円形歯車９４２と噛合う原動側の円形歯車９４３は出力軸９４１の中央部に固着されている。
各々の中間軸９７の下部にはスプロケット９６３が固着されており、２式のスプロケット９６３の間にはローラチェーン９６４が懸架されている。
なお、２式のノズルバー９１２と２式の非円形歯車ユニットは、９０度位相が異なって配置されている。
以上に記載した歯車の構成により、出力軸９４１と中間軸９７は等速円運動を行い、回転ノズル軸９２は不等速円運動を行う。
よって回転ノズル軸９２にノズルホルダ９１１及びノズルバー９１２を介して装着されている２個の噴射ノズル９１も不等速円運動を行う。
【0010】
次に、上述した装置の作用について説明する。
減圧生成手段（図示せず）が作動すると、この減圧生成手段の作用によって減圧空間５０内の流体（例えば大気中で使用する場合には空気、また例えば水中で使用する場合には水）がサクションホース（図示せず）を通って外部に排出され、これによって減圧空間５０内が所要の通り減圧される。
かくすると、シール３６が比較的柔軟な材料から形成されている故に、減圧空間５０の内外の流体圧力差に起因して函体２に作用する包囲流体圧力は実質上函体２から支持フレーム１６及び１８、並びに車輪２２ａ，２２ｂ，３０ａ及び３０ｂを介して物体表面１に伝達され、これによって装置が物体表面１に吸着せしめられる。
なお、減圧空間５０の内外の流体圧力差に起因してシール３６に作用する包囲流体圧力は、シール３６を物体表面１に向けて偏倚せしめてその端部を物体表面１に接触せしめるように作用する。
尚、容易に理解される如く、電動モータ２４及び３２を作動せしめて車輪２２ａ及び２２ｂと車輪３０ａ及び３０ｂを同方向に回転駆動すると、装置は物体表面１に沿って直進（前進または後進）し、また車輪２２ａ及び２２ｂと車輪３０ａ及び３０ｂを逆方向に回転駆動すると、装置はその中心軸線の回りを回転（左回転または右回転）して所望の方向に向けられる。
減圧生成手段（図示せず）が作動すると、この減圧生成手段の作用によって減圧空間５０内の流体（例えば大気中で使用する場合には空気、また例えば水中で使用する場合には水）がサクションホース（図示せず）を通って外部に排出され、これによって減圧空間５０内が所要の通り減圧される。
かくすると、シール３６が比較的柔軟な材料から形成されている故に、減圧空間５０の内外の流体圧力差に起因して函体２に作用する包囲流体圧力は実質上函体２から支持フレーム１６及び１８、並びに車輪２２ａ，２２ｂ，３０ａ及び３０ｂを介して物体表面１に伝達され、これによって装置が物体表面１に吸着せしめられる。
なお、減圧空間５０の内外の流体圧力差に起因してシール３６に作用する包囲流体圧力は、シール３６を物体表面１に向けて偏倚せしめてその端部を物体表面１に接触せしめるように作用する。
尚、容易に理解される如く、電動モータ２４及び３２を作動せしめて車輪２２ａ及び２２ｂと車輪３０ａ及び３０ｂを同方向に回転駆動すると、装置は物体表面１に沿って直進（前進または後進）し、また車輪２２ａ及び２２ｂと車輪３０ａ及び３０ｂを逆方向に回転駆動すると、装置はその中心軸線の回りを回転（左回転または右回転）して所望の方向に向けられる。
【0011】
次に、不等速円運動を行うノズル９１の作用効果について説明する。
なお、従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、ノズルが等速円運動を行っており、よって回転ノズル全体の移動方向に向かって該ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であった。
上記の処理むらを解消するために不等速円運動を行うノズル９１を具備した本発明の実施例の装置においては、電動モータ９４を作動せしめて出力軸９４１を回転駆動すると、従動側の中間軸９７は回転駆動されて等速円運動を行う。一方、同じく従動側の回転ノズル軸９２も回転駆動されるが、非円形歯車９２２及び９２３の作用により不等速円運動を行うものである。
以下に図４により非円形歯車９２２及び９２３の作用を説明する。
図４において、矢印Ｃは本発明の装置の移動方向を示し、Ａは本発明の装置が移動する表面に平行かつ移動方向に直交する線とノズルバー９１２及びノズル９１が成す角度を示し、Ｒはノズル９１の回転半径を示し、Ｗは本発明の装置の回転ノズル軸が移動する中心線とノズル９１の距離を示している。
噴射ノズル９１の加速度は、角度Ａが０度（３６０度）及び１８０度の近傍で急激に増大し、よって噴射ノズル９１が不等速円運動を行うためには、該加速度の変化を阻止しようとする噴射ノズル９１とノズルバー９１２の慣性力に打ち勝つだけの反力が必要となる。
本発明の実施例の装置においては、回転ノズルユニットが、移動装置の移動方向と直角に交差する方向に並列に２式具備されており、すなわち、スプロケット９６３とローラチェーン９６４による回転伝導手段により連動して回転運動を行う、左回転ノズルユニットと右回転ノズルユニットが具備されている。
なお、スプロケット９６３の回転方向をＣＣＷで示しており、左回転ノズルユニットのノズルバー９１２Ｌと右回転ノズルユニットのノズルバー９１２Ｒの回転方向をＣＷで示している。
噴射ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、各々の回転ノズルユニットの噴射ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、各々の噴射ノズルが移動装置の移動方向に向かって左の端部領域もしくは右の端部領域に在る場合においては運動速度が増加し、移動方向に向かって前方の端部領域もしくは後方の端部領域に在る場合においては運動速度が減少するように構成されている。
左回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置と、右回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置について、左右の噴射ノズルどうしは９０度位相がずれた状態で配置されており、よって、左の噴射ノズルの円運動が加速される場合には右の噴射ノズルの円運動が減速されるように構成されており、また、左の噴射ノズルの円運動が減速される場合には右の噴射ノズルの円運動が加速されるように構成されており、すなわち、左の噴射ノズルの運動の加速度の反力と右の噴射ノズルの運動の加速度の反力が打ち消されるように構成されている。
なお、従来の超高圧ウオータジェット装置の回転ノズルにおいては、ノズルが等速円運動を行っており、よって回転ノズル全体の移動方向に向かって該ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であった。
上記の処理むらを解消するために不等速円運動を行うノズル９１を具備した本発明の実施例の装置においては、電動モータ９４を作動せしめて出力軸９４１を回転駆動すると、従動側の中間軸９７は回転駆動されて等速円運動を行う。一方、同じく従動側の回転ノズル軸９２も回転駆動されるが、非円形歯車９２２及び９２３の作用により不等速円運動を行うものである。
以下に図４により非円形歯車９２２及び９２３の作用を説明する。
図４において、矢印Ｃは本発明の装置の移動方向を示し、Ａは本発明の装置が移動する表面に平行かつ移動方向に直交する線とノズルバー９１２及びノズル９１が成す角度を示し、Ｒはノズル９１の回転半径を示し、Ｗは本発明の装置の回転ノズル軸が移動する中心線とノズル９１の距離を示している。
噴射ノズル９１の加速度は、角度Ａが０度（３６０度）及び１８０度の近傍で急激に増大し、よって噴射ノズル９１が不等速円運動を行うためには、該加速度の変化を阻止しようとする噴射ノズル９１とノズルバー９１２の慣性力に打ち勝つだけの反力が必要となる。
本発明の実施例の装置においては、回転ノズルユニットが、移動装置の移動方向と直角に交差する方向に並列に２式具備されており、すなわち、スプロケット９６３とローラチェーン９６４による回転伝導手段により連動して回転運動を行う、左回転ノズルユニットと右回転ノズルユニットが具備されている。
なお、スプロケット９６３の回転方向をＣＣＷで示しており、左回転ノズルユニットのノズルバー９１２Ｌと右回転ノズルユニットのノズルバー９１２Ｒの回転方向をＣＷで示している。
噴射ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、各々の回転ノズルユニットの噴射ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、各々の噴射ノズルが移動装置の移動方向に向かって左の端部領域もしくは右の端部領域に在る場合においては運動速度が増加し、移動方向に向かって前方の端部領域もしくは後方の端部領域に在る場合においては運動速度が減少するように構成されている。
左回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置と、右回転ノズルユニットの噴射ノズルの配置について、左右の噴射ノズルどうしは９０度位相がずれた状態で配置されており、よって、左の噴射ノズルの円運動が加速される場合には右の噴射ノズルの円運動が減速されるように構成されており、また、左の噴射ノズルの円運動が減速される場合には右の噴射ノズルの円運動が加速されるように構成されており、すなわち、左の噴射ノズルの運動の加速度の反力と右の噴射ノズルの運動の加速度の反力が打ち消されるように構成されている。
【0012】
なお、本発明の実施例の装置においては、超高圧水ホース（図示せず）から回転継手９５、細孔９２４、ノズルホルダ９１１及びノズルバー９１２を通りノズル９１から噴射された超高圧水は、物体表面１へ射突して物体表面上の旧塗膜やサビ等の異物を除去したあと、減圧空間５０から接続管部１０ａ、サクションホース（図示せず）及びバッグフィルタ等の分離器（図示せず）を通って減圧生成手段（図示せず）に至る吸引空気流の作用により吸引回収される。
【0013】
以上の本発明の装置の好適実施例についての説明は、本発明の装置が大気中の表面上に在るものとして説明を行ったが、本発明の装置は水中においても適用されることができる。かかる場合の真空ポンプについては、水ポンプや水駆動エゼクタを用いることができる。
以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、さまざまな変形あるいは修正ができるものである。
以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、さまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0014】
ノズルから噴射された物質が被噴射面に射突する点の軌跡が円形の軌跡を描くようにノズルが円運動を行う、従来の超高圧ウオータジェット装置等の回転ノズルを備えた装置においては、ノズルは等速円運動を行っており、よって回転ノズルを備えた装置の移動方向に向かって、ノズルが左の端部もしくは右の端部に在る場合においては処理能力が増大し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少する、といった現象に起因した処理むらの発生が問題であったが、本発明においては、ノズルが円形の軌跡を描く運動速度に関し、該ノズルは不等速円運動を行うように構成されており、すなわち、回転ノズルを備える装置の移動方向に向かって左の端部もしくは右の端部にノズルが在る場合においては該運動速度が増加し、前の端部もしくは後の端部に在る場合においては減少するように構成されているため、従来の装置に比べて処理むらの発生を防止でき、処理品質が均一でかつ効率的な表面処理作業を実施することができる。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる。
また本発明においては、物質の物体表面への噴射を物体表面に沿って移動する減圧空間内で実施することにより、噴射された物質や物体表面から剥離された異物を真空生成装置により吸引回収し、よって大気浮遊物質の発生源を無くし環境汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【符号の説明】
【0016】
１：物体表面
２：函体
９：ギヤボックス
９１：噴射ノズル
９２：回転ノズル軸
９３：ギヤボックスケース
９４：電動モータ
９５：回転継手
９７：中間軸
９１１：ノズルホルダ
９１２：ノズルバー
９１２Ｌ：左ノズルバー
９１２Ｒ：右ノズルバー
９２２：従動側の非円形歯車
９２３：原動側の非円形歯車
９２４：細孔
９４１：出力軸
９４２：従動側の円形歯車
９４３：原動側の円形歯車
９６３：スプロケット
９６４：ローラチェーン
１０a：接続管部
１２：支持部材
１４：支持部材
１６：支持フレーム
１８：支持フレーム
２２a：車輪
２２b：車輪
２４：電動モータ
２６：チェーン
３０a：車輪
３０ｂ：車輪
３２：電動モータ
３４：チェーン
３６：シール
５０：減圧空間
２：函体
９：ギヤボックス
９１：噴射ノズル
９２：回転ノズル軸
９３：ギヤボックスケース
９４：電動モータ
９５：回転継手
９７：中間軸
９１１：ノズルホルダ
９１２：ノズルバー
９１２Ｌ：左ノズルバー
９１２Ｒ：右ノズルバー
９２２：従動側の非円形歯車
９２３：原動側の非円形歯車
９２４：細孔
９４１：出力軸
９４２：従動側の円形歯車
９４３：原動側の円形歯車
９６３：スプロケット
９６４：ローラチェーン
１０a：接続管部
１２：支持部材
１４：支持部材
１６：支持フレーム
１８：支持フレーム
２２a：車輪
２２b：車輪
２４：電動モータ
２６：チェーン
３０a：車輪
３０ｂ：車輪
３２：電動モータ
３４：チェーン
３６：シール
５０：減圧空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】