特許 7535439 はつり装置及び自動はつり工法

(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】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】はつり装置及び自動はつり工法

(51)【国際特許分類】

   E01C 23/09 20060101AFI20240808BHJP

   E01D 24/00 20060101ALI20240808BHJP

【ＦＩ】

E01C23/09 Z

E01D24/00

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020189298

(22)【出願日】2020-11-13

(65)【公開番号】P2022078553

(43)【公開日】2022-05-25

【審査請求日】2023-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】505398952

【氏名又は名称】中日本高速道路株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390020422

【氏名又は名称】日進機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123674

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 亮

(74)【代理人】

【識別番号】100097559

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 浩司

(74)【代理人】

【識別番号】100173680

【弁理士】

【氏名又は名称】納口 慶太

(72)【発明者】

【氏名】藤田 鉱治

(72)【発明者】

【氏名】矢吹 太一

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 敏孝

(72)【発明者】

【氏名】▲浜▼ 高志

(72)【発明者】

【氏名】中谷 光志

(72)【発明者】

【氏名】井上 大介

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０７７５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１８４７２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０５１６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５３２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１７１８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４０５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３５０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００２００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２５３６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０２３５４３１５（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｃ ２３／０９

Ｅ０１Ｄ ２４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工事現場に設置されて、道路、橋梁、コンクリートその他の材料で構成された構造物の所定の領域を自動的にはつり処理を行うはつり装置であって、
はつり面に対して超高圧水を噴射して破砕するウォータージェットノズルを備えるＷＪヘッドと、
前記ＷＪヘッドを保持して移動する移動台部を有し、該移動台部を、はつり処理を行う前記所定の領域と並行なＸ－Ｙ平面上の所望の位置に移動させるＸ－Ｙ移動機構と、
前記ウォータージェットノズルに超高圧水を供給する超高圧水供給路と、
前記ウォータージェットノズルによるはつり処理により生じた残渣排液及び水蒸気その他の気体を排出する吸引排出路と、
前記ウォータージェットノズルで自動的にはつり処理を行う前記所定の領域、前記超高圧水供給路、及び吸引排水路を含む空間の側面と上面とを防音カバーで覆うはつり作業室と、
を備え、
前記はつり作業室は密閉構造であり、少なくとも、超高圧水を外部から前記はつり作業室の内部へ供給する密閉構造の第１の接続部と、はつり作業室内部の前記吸引排出路からの残渣排液及び水蒸気その他の気体を外部へ排出する密閉構造の第２の接続部を備える、
ことを特徴とするはつり装置。

【請求項2】

前記Ｘ－Ｙ移動機構は、前記所定の領域のはつり面の両側に間隔をあけて平行に設けられた2つの固定ガイドと、２つの前記固定ガイドに跨って該固定ガイドに沿ってスライド移動可能な移動ガイドとを有しており、
前記移動台部は前記移動ガイド上に載置され、該移動ガイドに沿ってスライド移動可能に載置されており、
前記超高圧水供給路は、一端を前記第１の接続部に接続されており他端を前記はつり作業室の内部に設けられた第１の中継部に接続された管路と、一端を前記第１の中継部に接続されており他端を第２の中継部に接続された屈曲可能な第１の超高圧ホースと、一端を前記第２の中継部に接続されており他端を第３の中継部に接続されている屈曲可能な第２の超高圧ホースとを備え、前記第１の中継部は前記固定ガイドまたは本体枠体に固定され、前記第２の中継部は前記移動ガイドに固定され、第３の中継部は前記移動台部に固定された前記ＷＪヘッドに固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のはつり装置。

【請求項3】

前記第１の中継部は、前記固定ガイドの長さ方向に沿って前記第1の接続部からの距離が前記固定ガイドの全長の１／４～１／２の距離の位置に固定されており、前記第２の中継部は前記第１の接続部からの前記固定ガイドと直行する方向の距離が前記移動ガイドの全長の１／４～１／２の距離の位置に、前記移動ガイドに固定されている
ことを特徴とする請求項２に記載のはつり装置。

【請求項4】

前記第２の超高圧ホースが接続される前記第２の中継部及び第３の中継部の双方またはいずれか一方は、前記Ｘ－Ｙ平面に垂直な軸を中心に回動可能なスイーベルジョイントであり、前記第２の超高圧ホースの双方の端部又はいずれか一方の端部は、前記Ｘ－Ｙ平面に垂直な軸を中心に自由に回動可能である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のはつり装置。

【請求項5】

前記第１の超高圧ホースが接続される前記第１の中継部及び前記第２の中継部の双方またはいずれか一方は、前記Ｘ－Ｙ平面に垂直な軸を中心に回動可能なスイーベルジョイントであり、前記第１の超高圧ホースの双方の端部又はいずれか一方の端部は、前記Ｘ－Ｙ平面に垂直な軸を中心に自由に回動可能である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項6】

前記はつり作業室に、開閉可能な防音扉を設けたことを特徴とする請求項２から５のいずれか1項に記載のはつり装置。

【請求項7】

前記防音扉は、少なくとも前記はつり作業室の側壁と天井の一部を開閉可能であることを特徴とする請求項６に記載のはつり装置。

【請求項8】

前記防音カバーは、硬質材料の保護プレートと、吸音層を備える防音パネルとを備えることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項9】

前記防音カバーは、前記はつり作業室の内部側に前記保護プレートを備え、その外側に空隙を介して前記防音パネルと接続固定されている
ことを特徴とする請求項８に記載のはつり装置。

【請求項10】

前記吸引排出路は、残渣排液を吸引する残渣排液吸引部と、水蒸気その他の気体を吸引するための気体吸引部を備え、前記はつり作業室の内部を減圧状態に維持する
ことを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項11】

前記はつり作業室内において、前記WＪヘッドは前記ウォータージェットノズルの周囲を覆う一次カバー部を備える
ことを特徴とする請求項２から１０のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項12】

前記はつり作業室の外に、前記Ｘ－Ｙ移動機構を駆動する電気機器及び配線を設けたことを特徴とする請求項２から１１のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項13】

前記Ｘ－Ｙ移動機構は、前記固定ガイド及び前記移動ガイド内に装架した1本の駆動ベルトを前記固定ガイドの端部に配置した駆動モータにより駆動することにより、前記移動台部を前記Ｘ－Ｙ平面上を自由に移動するよう構成し、前記駆動モータを前記はつり作業室の外に配置した
ことを特徴とする請求項１２に記載のはつり装置。

【請求項14】

制御プログラムに基づいて、前記Ｘ－Ｙ移動機構による前記WＪヘッドの移動及び超高圧水の噴射を自動的に制御する制御部と、
複数の所定の形状および大きさのはつり処理を実行するための制御用データを記憶する記憶部と、
複数の形状、大きさ、位置を指定する操作部と、
を備え、操作部により指定された前記所定の領域の一部または複数の箇所を、指定した形状および大きさによりはつり処理を行うことを特徴とする請求項２から１３のいずれか１項に記載のはつり装置。

【請求項15】

WＪヘッドを所望の位置に移動させながらウォータージェットノズルから超高圧水を噴射して、道路、橋梁、コンクリートその他の材料で構成された構造物の所定の領域を自動的にはつり処理する自動はつり工法であって、
はつり処理を行う前記ＷＪヘッドの移動範囲全体の側面及び上部を密閉構造の防音カバーで覆ってはつり作業室とし、
前記はつり作業室の外壁となる前記防音カバーの壁面に設けられた密閉構造の第１の接続部を介して外部から内部へ前記超高圧水を供給し、該超高圧水を内部の超高圧水供給路を介して前記ウォータージェットノズルに供給し、
内部の残渣排液を吸引パイプで吸引して、前記はつり作業室の前記防音カバーの壁面に設けられた密閉構造の第２の接続部を介して外部に排出することにより、
超高圧水によるはつり処理の騒音の外部への漏洩を抑制したことを特徴とする自動はつり工法。

【請求項16】

前記超高圧水供給路は第１の超高圧ホースと第２の超高圧ホースを備え、前記WＪヘッドのX方向への移動に合わせて前記第１の超高圧ホースが追随して移動し、前記ＷＪヘッドの前記X方向と直行するY方向への移動に合わせて第２の超高圧ホースが追随して移動する
ことを特徴とする請求項１５に記載の自動はつり工法。

【請求項17】

前記吸引パイプには蒸気その他の気体を吸引する気体吸引部が接続されており、該気体吸引部により前記はつり作業室の内部の気体を吸引して減圧することにより、該はつり作業室内における騒音の伝達を抑制する
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の自動はつり工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路、橋梁、その他のコンクリート等による構造物に超高圧水（ウォータージェット）を噴射衝突させて、コンクリート等の構造材を破壊して剥ぎ取る（以下、“はつり“又は”はつり処理“と称する）超高圧水によるはつり装置及び自動はつり工法に関する。特に、道路等の構造物の劣化部分のはつり処理を自動的に行うことのできる静粛性の高い超高圧水を用いたはつり装置及び自動はつり工法に関する。

【背景技術】

【0002】

道路や橋梁などのはつり処理を行う従来技術として、高圧水を噴射するコリジョンノズル（以下適宜、「ウォータージェットノズル」又は「ＷＪノズル」と称する）をＸ－Ｙ方向に移動させながら所定範囲を自動的にはつり処理を行う伸縮継手の撤去方法及び道路の切削方法がある（特許文献１）。
この特許文献１の従来技術では、超高圧水を噴射するコリジョンノズル４１を取り付けた前後スライダ４８を二つの左右レール４２，４２と二つの前後レール４６，４６に沿ってモータ４５と４９によりＸ―Ｙ方向に移動させることにより、自動的にＸ－Ｙ平面のはつり処理を行う移動装置４０を有している。

【0003】

なお、本明細書の段落[０００２]～[０００９]における従来技術の説明においては、特許文献１に記載の発明の説明の便宜のために、特許文献1において使用されている符号(数字)を、参照用符号としてそのまま使用して説明する。従って、他の段落で本発明の実施形態等で使用している符号（数字）は、段落[０００２]～[０００９]で使用している特許文献１の符号（数字）と同じ数字であっても、その意義が異なるので注意されたい。

【0004】

ウォータージェットによるはつり処理は、コンクリートブレーカによる破砕と異なり振動は抑制されるが、はつり処理面に対して超高圧水を噴射衝突させてコンクリート等を破砕するため、大きな騒音（衝突音と破砕音）が発生する。そのため、特許文献１の方法では、装置や周辺設備の破損防止と騒音抑制のために、移動装置４０の外側を囲うように防護枠７０を設けて、その防護枠の内側にポリカーボネードからなる厚さ１．０ｍｍの防音シート７１を設け、さらに外側にプラスチック製の吸音パネル７２を設けて、移動装置４０全体を覆っている。移動装置４０は、コリジョンノズル４１、前後スライダ４８、二つの左右レール４２，４２と二つの前後レール４６，４６、モータ４５、４９のすべてを含んでおり、これらはすべて防音シート７１と吸音パネルの中に収納されている。

【0005】

特許文献１に開示されている防音構造では、作業領域は防音シート７１と吸音パネル７２で覆われているものの、防音シート７１及び吸音パネル７２にはそれぞれ、高圧水や圧縮空気を通す管８０，８１及び電気系統の配線６１を通すために、左右方向（幅方向）に延びる細長い矩形の開口７１ａと７２ａが設けられている。そして左右に延びる細長い開口７１ａ、７２ａを覆う位置にゴム製のカバーシート７３と７４がそれぞれ設けられている。カバーシート７３，７４は開口７１ａ，７２ａを覆う構造となっているものの、開口の上部が固定されて、その固定部を支点として前後に自由に揺動可能（開閉可能）とした上で、開口７１ａ、７２ａに高圧水のホース等を通している。また、開口７１ａ，７２ａの下側には、バキュームホースを接続する接続管７８が挿入される挿入穴７１ｂ、７２ｂが左右に設けられている。このバキュームホースを介して、破砕した微細なコンクリートと水の混ざった「ノロ」と称する残渣排液、及び超高圧水の衝突により高温の水蒸気などを排出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１２－７７５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の従来技術では、はつり領域に設けられた移動装置４０全体を覆うように防音シート及びプラスチックの吸音パネルをかぶせて、はつり処理による騒音を抑制している。しかし、特許文献１の防音シート７１と吸音パネル７２には、前述の通り、幅方向のほぼ全面にわたり左右方向に延びる横方向に延びる細長い矩形の開口７１ａ，７２ａを設けて、高圧水や圧縮空気を通す管８０，８１や電気配線６１を通している。この管８０，８１は本願発明の超高圧ホースに相当するものであり、内部で自動的に移動するＷＪノズルの動きに追随するように移動させる必要がある。

【0008】

この細長い開口７１ａ、７２ａには開口部分を覆うゴム製のカバーシート７３と７４が設けられているものの、カバーシート７３と７４の上部が固定されて揺動可能になっており、管８１、８２などの挿入部分は開口７１ａ、７２ａを覆うことはできない。そのため、細長い開口７１ａ，７２ａの管８１，８２の左右上下に大きな隙間ができ、そこから騒音が大きく漏れてしまい、十分な防音効果が得られなかった。また、ＷＪノズルの動きに合わせて開口７１ａ、７２ａに沿って管８１．８２を自由に移動するために、特に管８０，８１が移動する際にはカバーシートが大きく揺動して騒音漏れがひどくなる。このように、特許文献１に示す防音構造では、深夜の作業等においては騒音が大きく響き、周辺住民への影響が問題となる他、作業従事者の作業環境の改善という観点からも問題があった。

【0009】

また、ＷＪノズルに超高圧水を供給する管８１，８２（超高圧ホース）には高い圧力がかかり管８１，８２は非常に硬くて曲がりにくい。したがって、ＷＪノズルが所定の領域を移動しながら自動的にはつり処理を行うためには、ＷＪノズルの動きに合わせて管８１，８２の曲げが小さくなるように（曲げ部分の曲率半径が大きくなるように）、管８１，８２の向きを調整する必要がある。そのため特許文献１の方法においては、ＷＪノズルの動きに合わせて管８１，８２の曲げが小さくなるように、左右方向のほぼ全面にわたる細長い開口７１ａ、７２ａを設け、該開口７１ａ，７２ａを介して、防音シートと吸音パネルの外側から適宜人手により管８１，８２を動かして管８１，８２の向きを調整していた。したがって、特許文献１の方法では開口７１ａ，７２ａによる騒音の漏れに加えて、ＷＪノズルは所定領域を自動的にはつり処理が行っているにもかかわらず、管８１，８２の向きの調整に人手を要するため、完全な自動化とは言えないという問題もあった。

【0010】

さらに、特許文献１では、はつり処理により生じるノロ（残渣排液）の排水処理と、高温の水蒸気が防音シート内に充満することを防止するために、「ノロ」と「高温の水蒸気」を接続管７８及びバキュームホースにより防音シートと吸音パネルの外に排出している。しかし、はつり処理を行う領域の床面には凹凸や、コンクリートの塊である「ガラ」が散在しているため、特許文献１では床面と吸引ホースとの間に隙間ができてノロが防音シートの外に漏れ出るという問題もあった。

【0011】

また、上述のように防音シート内は高温の水蒸気が充満した高湿度空間であり、はつり処理によるコンクリートのガラが飛び散るので、防音シート内のモータや電気配線等の電気設備は破損、劣化が進行しやすく、漏電や故障が発生しやすいという問題もあった。

【0012】

本発明は、上記した従来技術の問題点に着目してなされたものであり、超高圧水により所定の領域を自動的にはつり処理を行う防音効果の優れたはつり装置及び自動はつり工法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】

【0013】

上記した目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るはつり装置は、工事現場に設置されて、道路、橋梁、コンクリートその他の材料で構成された構造物の所定の領域を自動的にはつり処理を行うはつり装置であって、
はつり面に対して超高圧水を噴射して破砕するウォータージェットノズルを備えるＷＪヘッドと、
前記ＷＪヘッドを保持して移動する移動台部を有し、該移動台部を、はつり処理を行う前記所定の領域と並行なＸ－Ｙ平面上の所望の位置に移動させるＸ－Ｙ移動機構と、
前記ウォータージェットノズルに超高圧水を供給する超高圧水供給路と、
前記ウォータージェットノズルによるはつり処理により生じた残渣排液及び水蒸気その他の気体を排出する吸引排出路と、
前記ウォータージェットノズルで自動的にはつり処理を行う前記所定の領域、前記超高圧水供給路、及び吸引排水路を含む空間の側面と上面とを防音カバーで覆うはつり作業室と、を備え、
前記はつり作業室は密閉構造であり、少なくとも、超高圧水を外部から前記はつり作業室の内部へ供給する密閉構造の第１の接続部と、はつり作業室内部の前記吸引排出路からの残差排液及び水蒸気その他の気体を外部へ排出する密閉構造の第２の接続部を備える、
ことを特徴とする。

【0014】

上記構成のはつり装置によれば、超高圧水を噴射してはつり処理を行うはつり作業室は、はつり処理面である底面を除き、側面及び上部の全面が密閉構造の防音カバーでおおわれており、超高圧水は密閉構造の第１の接続部を介して行われ、内部の残渣排液や水蒸気も密閉構造の第２の接続部を介して排出される。従って、従来のように開口部が設けられていないため、開口部を介して騒音が漏れることがなく、はつり処理に伴う騒音を大幅に抑制することができる。なお、内部に圧縮空気を供給する場合、またはモータなどの電気機器が存在する場合、電気系統の電力を供給する電線や制御信号その他の電気信号の通信のための配線を接続する場合など、必要に応じて第３、第４、第５の接続部等を設けることもできる。さらに、第１及び／又は第２の接続部を複数設けることも可能である。さらに、作業現場環境に応じて各接続部の位置を自由に選択できるように、はつり作業室の前面、後面、又は左右面にそれぞれ第１の接続部及び第２の接続部、その他の接続部を、複数の位置に設けても良い。これらの接続部は使用されない接続部は機密に封止されている。

【0015】

また、本発明の他の態様に係るはつり装置は、前記Ｘ－Ｙ移動機構は、前記所定の領域のはつり面の両側に間隔をあけて平行に設けられた2つの固定ガイドと、２つの前記固定ガイドに跨って該固定ガイドに沿ってスライド移動可能な移動ガイドとを有しており、
前記移動台部は前記移動ガイド上に載置され、該移動ガイドに沿ってスライド移動可能に載置されており、
前記超高圧水供給路は、一端を前記第１の接続部に接続されており他端を前記はつり作業室の内部に設けられた第１の中継部に接続された管路と、一端を前記第１の中継部に接続されており他端を第２の中継部に接続された屈曲可能な第１の超高圧ホースと、一端を前記第２の中継部に接続されており他端を第３の中継部に接続されている屈曲可能な第２の超高圧ホースとを備え、前記第１の中継部は前記固定ガイドまたは本体枠体に固定され、前記第２の中継部は前記移動ガイドに固定され、第３の中継部は前記移動台部に固定された前記ＷＪヘッドに固定されていることを特徴とする。

【0016】

この実施態様によると、超高圧水供給路が、管路と第１の超高圧ホースと第２の超高圧ホースが、第１、第２、第３の中継部を介して直列に接続されている。第１の超高圧ホース及び第２の超高圧ホースがそれぞれ別々に移動して変形することが可能であるために、超高圧水供給路が変形しながら第１のＷＪヘッドの動きに自動的に追随することが可能となる。

【0017】

また、前記第１の中継部は、前記固定ガイドの長さ方向に沿って前記第1の接続部からの距離が前記固定ガイドの全長の１／４～１／２の距離の位置に固定されており、前記第２の中継部は前記第１の接続部からの前記固定ガイドと直行する方向の距離が前記移動ガイドの全長の１／４～１／２の距離の位置に、前記移動ガイドに固定されることが好ましい。これにより、第１及び第２の超高圧ホース長さをそれぞれ固定ガイド及び移動ガイドとほぼ同じ程度または少し長い程度の長さとすることにより、超高圧ホースの屈曲部の曲率半径が小さくなるのを抑制することができる。
さらに、第１、第２の超高圧ホースが接続される第１～第３の中継部のいずれか一つ又は複数を、Ｘ－Ｙ平面に垂直な軸を中心に回動可能なスイーベルジョイントとすることが好ましい。これによりＷＪヘッドの動きに合わせて、第１及び第２の超高圧ホースが追随しやすくなり、変形部の曲率半径をより大きく保つことが可能となる。

【0018】

さらに、はつり作業室には、開閉可能な防音扉を設けることが好ましい。また、該防音扉ははつり作業室の側面だけでなく、天井の一部も開閉可能であることが望ましい。これにより、はつり作業室内での作業がやりやすくなる。また、防音カバーは内側が硬質材料の保護プレートで、外側が吸音層を備える防音パネルとすることが好ましい。また、保護プレートと防音パネルは５ｍｍ～１５ｍｍの範囲内で、空隙（スペース）を開けて固定することがさらに好ましい。これにより吸音層により騒音を窮するとともに、空隙により防音機能を高めることが可能となる。

【0019】

はつり装置内部には、残渣排液を吸引する残渣排液吸引部と水蒸気や気体を吸引して減圧する気体吸引部を備える吸引排出路を設けることが好ましい。これにより残渣排液がはつり作業室から漏れ出すことや水蒸気の充満を抑制するとともに、はつり作業室内部を減圧することにより、騒音伝達媒体である空気の濃度を落としてはつり作業室内部での騒音の伝達率を下げている。また、Ｘ－Ｙ移動機構の破損防止や騒音抑制の観点から、はつり作業室内部のＷＪノズルの周囲にも一次カバーを設けることが好ましい。

【0020】

さらに、高湿度、高温、ガラの飛散などの環境であるはつり作業室の外に、Ｘ－Ｙ移動機構の駆動モータを配置することが好ましい。これにより、モータや電気配線の劣化や破損を抑制することができる。
さらに、制御プログラムに基づいて、前記Ｘ－Ｙ移動機構による前記WＪヘッドの移動及び超高圧水の噴射を自動的に制御する制御部と、複数の所定の形状および大きさのはつり処理を実行するための制御用データを記憶する記憶部と、複数の形状、大きさ、位置を指定する操作部と、を備え、操作部により指定された前記所定の領域の一部または複数の箇所を、指定した形状および大きさによりはつり処理を行うように構成することも可能である。この構成により、はつり対象となる道路などの劣化状態に応じて、効率的なはつり処理が可能となる。

【0021】

本発明の第１の態様に係る自動はつり工法は、WＪ ヘッドを所望の位置に移動させながらウォータージェットノズルから超高圧水を噴射して、道路、橋梁、コンクリートその他の材料で構成された構造物の所定の領域を自動的にはつり処理する自動はつり工法であって、
はつり処理を行う前記ＷＪヘッドの移動範囲全体の側面及び上部を密閉構造の防音カバーで覆ってはつり作業室とし、
前記はつり作業室の外壁となる前記防音カバーの壁面に設けられた密閉構造の第１の接続部を介して外部から内部へ前記超高圧水を供給し、該超高圧水を内部の超高圧水供給路を介して前記ウォータージェットノズルに供給し、
内部の残渣排液吸引パイプで吸引して、前記はつり作業室の前記防音カバーの壁面に設けられた密閉構造の第２の接続部を介して外部に排出することにより、
超高圧水によるはつり処理の騒音の外部への漏洩を抑制したことを特徴とする。

【0022】

本発明の他の態様に係る自動はつり工法は、前記超高圧水供給路は第１の超高圧ホースと第２の超高圧ホースを備え、前記WＪヘッドのX方向への移動に合わせて前記第１の超高圧ホースが追随して移動し、前記ＷＪヘッドの前記X方向と直行するY方向への移動に合わせて第２の超高圧ホースが追随して移動することを特徴とする。
また、前記吸引パイプには蒸気その他の気体を吸引する気体吸引部が接続されており、該気体吸引部により前記はつり作業室の内部の気体を吸引して、前記はつり作業室内部を減圧することにより、騒音の防音カバーの外への伝達を抑制しても良い。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、防音カバーを密閉構造とし、超高圧水の供給は第１の接続部を介して行い、内部の残差排液や水蒸気その他の気体の排出は第２の接続部から行うことにより、作業現場に設置可能で騒音抑制効果の高い自動はつり装置を提供することができる。従って、より騒音を抑制でき、深夜でも住宅近くで作業できるだけでなく、作業現場の騒音を抑えた良好な作業環境を提供することができる
また、本発明の他の実施形態によれば、防音カバー内部の超高圧ホースの向きを、WＪヘッドの移動の動きに合わせて自動的に調整されるので、人手による超高圧ホースの調整が不要な自動はつり装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明のはつり装置の一実施形態を示す斜視図。

【図2】はつり装置の防音扉の一部、その他の扉を開けた状態を示す斜視図。

【図3】図１に示すはつり装置の天井部分の防音カバーを外した状態を示す平面図。

【図4】（ａ）は本発明のＷＪヘッドアセンブリの一例を示す側面図であり、（ｂ）は内部（一次）防音カバーとその内部のＷＪノズルの構成の概要を示す概念図。

【図5】高速道路のはつり作業に投入する１単位の作業車両機器の配置の一例を示す図。

【図6】Ｘ方向ガイド及びモータを付けた状態の本体枠体部の一例を示す斜視図。

【図7】防音カバー枠体部の一実施形態を示す斜視図。

【図8】（ａ）防音パネルの構造のカバーフレームへの接続構造の一例を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は特殊ハニカム構造の防音パネルの一例を示す断面図。

【図9】防音扉とカバーフレームの密閉構造を示す部分拡大断面図。

【図10】防音扉の開閉状態を示す側面図、及びヒンジ（平蝶番）と床面側とのカバーフレーム周辺の濾水構造の一例を示す部分拡大図。

【図11】図１のはつり装置の正面側と後面側の双方の防音扉、及び接続部蓋を開けた状態を示す左側面図。

【図12】（ａ）は超高圧水の接続部の一例を例示する説明図、（ｂ）は圧縮空気を接続する接続部の一例を説明する図、（ｃ）は排水ホースの接続部の一例を説明する図。

【図13】（ａ）は本発明の一実施形態に係るＸ－Ｙ移動機構の斜視図であり、（ｂ）は、その駆動原理を示す図である。

【図14】図１３に示すＸ－Ｙ移動機構の制御方法を説明する図。

【図15】はつり作業室の内部の構造を示す側面図。

【図16】スイーベルジョイント２７の構造の一例を模式的に示す図。

【図17】ＷＪヘッドの移動に追随する超高圧水の供給機構の第１の実施例の動きを説明する説明図。

【図18】ＷＪヘッドの移動に追随する超高圧水の供給機構の第１の実施例の他の動きを説明する説明図。

【図19】ＷＪヘッドの移動に追随する超高圧水の供給機構の第２の実施例の動きを説明する説明図。

【図20】ＷＪヘッドの移動に追随する超高圧水の供給機構の第２の実施例の他の動きを説明する説明図。

【図21】（ａ）はノロ及び高温水蒸気の回収、減圧する回収減圧設備を例示する内部構造を単純化して例示した平面図である。（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線方向の部分拡大断面図であり、（ｃ）はＢ－Ｂ線方向の部分拡大断面図。

【図22】（ａ）は、はつり装置を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示している矢印Ｃの方向からみた防音カバーの駆動ベルトの通過部分を模式的に示す部分拡大図である。

【図23】（ａ）は騒音測定現場の環境及び測定位置等を示す平面図であり、（ｂ）は測定結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は、超高圧水を噴射してはつり処理を行うはつり処理装置に関するものであり、はつり処理に伴う騒音が外部に漏れることを抑制した従来に比べて静粛性の高いはつり処理装置を提供するものである。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態にかかるはつり装置の外観を示す斜視図である。図２は図１のはつり装置１０の片側（正面側）の２つの防音扉１２を開放した状態、及び右側面の調整部扉１３と左側面の接続部蓋１４及び電源部蓋１５をそれぞれ開けた状態を示す斜視図である。図３は、図１の天井部分（上側）の防音カバーを取り除いて内部が見える状態にした平面図である。図４（ａ）は、ウォータージェットヘッドアセンブリ（本明細書においては「ＷＪヘッド」と称する）を例示する斜視図であり、図４（ｂ）は超高圧水を照射するウォータ―ジェットノズル（以下「ＷＪノズル」と称する）とＷＪノズルを覆う一次カバー部の構成例を説明するための概念図である。

【0027】

図１に示す通り、本発明の一実施形態に係るはつり装置１０では、はつり処理作業を行う領域を含むはつり装置全体を防音カバー１１で覆っている。防音カバー１１で覆う領域の大きさは、騒音の遮蔽、コスト及び作業性等を勘案した上で、自動的にはつり処理を行う範囲の大きさ、及びはつり処理に必要な内部機構等に応じて、適宜決定することができる。一度の設定で自動的にはつり処理を行う作業範囲は、一般的には１０００ｍｍ ｘ １５００ｍｍ程度であるので、この広さを自動はつり領域の基準の大きさとすると、防音カバー１１で覆う範囲はおおよそ、底面が１７００ｍｍｘ２５００ｍｍ程度、コスト低減の観点からは１５００ｍｍ程度と低い高さに設定することが好ましい。なお、この寸法は例示であり、要求される作業条件や状況に応じて、これより大きくすることも、小さくすることも自由に選択することが可能である。

【0028】

図１～３等に示す実施形態では、はつり処理作業を行う空間であるはつり作業室４０と、制御室４１、調整室４２の３つの部屋を設けており、各部屋を個別に防音カバー１１で覆う構成を例示している。しかし、必ずしも制御室４１、調整室４２まで防音カバー１１で覆う必要はなく、はつり作業室４０のみを防音カバー１１で覆う構成としてもよい。

【0029】

はつり装置１０では、必要に応じてはつり作業室４０の内部に入ることができるように、防音扉１２が設けられている。本明細書で例示するはつり装置１０では、図２に示すようにはつり作業室４０の正面側に２つの防音扉１２を有しており、後面側にも２つの防音扉１２を備えている。防音扉１２をどこに何個設けるかは設置作業、調整作業の効率の観点から任意に設定できる。

【0030】

また、上述したように、防音カバー１１で覆う高さを１５００ｍｍ前後と比較的低い場合には、防音カバー１１の側面だけが開く防音扉では、内部作業の際には天井に頭が使えてしまう。そのため、防音扉１２は、防音カバー１１の天井部分の一部も側面の防音カバー１１と一体となって開閉される構造とすることが好ましい。図２の例では、防音扉１２は、側面と天井の一部の防音カバー１１が一緒に上側にはね上がるように開閉される構造となっているが、横方向に開閉する防音扉としてもよい（図示せず）。横方向に開閉する場合でも、防音扉は側面部と天井の一部が一緒に開閉できる構造とすることが好ましい。

【0031】

図３を参照して、はつり装置１０のはつり作業室４０内の内部構造を説明する。後述するように、制御室４１の下側にある接続部蓋１４を開けた内部に設けられている第１の接続部２０（図１１参照）に外側から超高圧ホースが接続されて、超高圧水がはつり装置１０の内部に供給される。超高圧水は、第１の接続部２０から管路２１（図１５参照）を介して第１の中継部２２に運ばれる。第１の中継部２２は、固定部材２１ａによりＸ方向ガイド５１（図１５参照）に固定されており、第１の中継部２２には第１の超高圧ホース２３の一端が接続されている。第１の超高圧ホース２３の他端は、Ｙ方向ガイド５２（図１３参照）に固定されている第２の中継部２４の一端に接続されている。第２の中継部２４の他端には第２の超高圧ホース２５が接続されており、第２の超高圧ホース２５の他端はさらに第３の中継部２６に接続されている。第１及び第２の超高圧ホースで運ばれた超高圧水は、第３の中継部２６からＷＪヘッド３０を介してＷＪノズル３１ａ、３１ｂ（図４参照）に供給される。管路２１、第１の中継部２２、第１の超高圧ホース２３、第２の中継部２４、第２の超高圧ホース２５、第３の中継部２６が、超高圧水供給路を形成する。Ｘ方向ガイド５１、Ｙ方向ガイド５２については後述する。

【0032】

図４（ａ）は、ＷＪヘッド３０の一例を示す斜視図である。ＷＪヘッド３０は上部には回動可能なスイーベルジョイントを備える第３の中継部２６が設けられており、ここに第２の超高圧ホース２５の一端が接続される。超高圧水は第３の中継部２６からＷＪヘッド３０の内部を通り下方のＷＪノズル３１（３１ａ，３１ｂ：図４（ｂ）参照）に送られる。ＷＪノズル３１ａ，３１ｂは、側面と上面が第１次防音カバー（内部防音カバー）３２に覆われており、超高圧水を下方に噴射してはつり処理を行うために下面のみが開放されている。図４（ｂ）はＷＪノズル３１と内部防音カバー３２の構造を模式的に示す側面の断面図である（断面の斜線は省略している）。内部防音カバーの接続構造を示すために内部防音カバー３２の構造と留め具を模式的に示し、ＷＪノズル３１を破線で示している。

【0033】

ＷＪノズル３１は、互いに所定の角度で向き合う２つのＷＪノズル３１ａ、３１ｂにより構成されており、２つのＷＪノズル３１ａ、３１ｂは圧縮空気により回転されながらＷＪノズルの先端から超高圧水を下方に噴射してはつり処理を行う。２つのＷＪノズル３１ａ、３１ｂによる超高圧水の噴射角度及び圧縮空気によるノズルの回転機構等は、当業者に周知又は公知の技術を適宜使用することができる。内部防音カバー３２は、外側の金属部３２ａと内側の耐衝撃性及び耐水性の樹脂部３２ｂとがボルトとナット３４ａにより接続されており、金属部３２ａがボルトとナット３４ｂによりＷＪヘッド３０の躯体３３に固定されている。この内部防音カバー３２により、はつり処理作業に伴い飛散するコンクリート破片（ガラ）のはつり作業室４０内への飛散を抑制し、はつり処理に伴い発生する第１次騒音がはつり作業室４０内に広がるのを抑制する。

【0034】

本発明に係るはつり装置は種々のはつり処理作業の工事現場で使用することができるが、代表的な使用例は、高速道路のはつり処理作業である。図５は、高速道路のはつり処理作業現場で使用される設備及び作業車両等の基本構成単位を示す図である。はつり処理作業には、はつり装置１０の他に、はつり装置１０に供給される超高圧水や圧縮空気を作成するための水源、コンプレッサ、電源等、及びこれらを運ぶための車両やクレーンが必要となる。そのため、図１に示すように、給水車９０、ポンプユニット９１、コンプレッサ９２、発電機９３、はつり装置１０または組み立てユニットを運ぶクレーン車９４、はつり処理作業により発生した排水等を回収する吸引ポンプ車９５等が、作業現場に必要な1単位として出動して稼働されることにより、はつり処理作業が行われる。吸引ポンプ車９５は、本発明でははつり作業室４０内部の減圧処理にも使用される。

【0035】

図１に示す本発明の一実施形態に係るはつり装置１０では、はつり処理の作業空間であるはつり作業室４０全体を防音カバー１１で覆うとともに、さらに制御室４１、調整室４２も防音カバー１１で覆って、はつり処理に伴う騒音をできるだけ外に逃がさない構造としている。図６は、本願発明のはつり装置１０全体の基本フレームである本体枠体部１６の一実施形態を示す斜視図である。図７は防音カバー１１を取り付けるフレームとなるカバー枠体部１７の一実施形態を示す斜視図である。いずれの枠体部１６，１７も、アルミフレーム等の比較的軽い金属材料、または樹脂材料からなるフレーム（本体フレーム１６ａ、カバーフレーム１７ａ）で構成されることが好ましい。

【0036】

カバー枠体部１７は本体枠体部１６よりも少し大きく、本体枠体部１６を完全に覆い、カバー枠体部１７が本体枠体部１６の本体フレーム１６ａに固定される構造となっている。図６に示す本体枠体部１６の実施形態では、本体枠体部１６に、後述するＸ－Ｙ移動機構のＸ方向ガイド５１が一体的に構成され、２つの駆動モータ５５ａ，５５ｂがＸ方向ガイド５１に固定されている状態を示している。

【0037】

上述の通り、本明細書に示す実施形態のはつり装置１０では、はつり領域部分を覆うはつり作業室４０と、外部から超高圧ホース等を接続する接続部や超高圧水の圧力や電気機器等の制御部や操作端末等の操作部が設置される制御室４１と、搬送ベルトの調整などを行う調整室４２の３つの部屋がそれぞれ個別に防音カバー１１で仕切られて覆われている（図３、６等参照）。本実施形態では防音効果を高めるために３つの部屋をそれぞれ防音カバー１１で覆う構成としているが、これに限らず、はつり作業室４０だけを防音カバー１１で覆い、他の部分は外壁を設けない構造、または他の部屋の外壁は防音カバー１１以外の壁面で区画する構造としても良い。

【0038】

はつり装置１０の外面を覆う防音カバー１１は、保護プレート１１ａと防音パネル１１ｃとから構成される。図８、図９を参照して、防音カバー１１の構成を説明する。図８（ａ）は、防音カバー１１の一部である防音パネル１１ｃの構成と、防音パネル１１ｃのカバーフレーム１７ａへの取り付け構造を模式的に示す部分拡大断面図であり、図８（ｂ）は、防音パネル１１ｃを構成する吸音層の特殊ハニカム構造の一例を示す断面図である。図９は、防音扉１２の一部を模式的に示す部分拡大断面図である。防音扉１２は防音カバー１１で構成されているので、ヒンジ等を除く主要な構成は防音カバー１１と同じである。なお、他の図も同様であるが、特に図８，図９及び後述する図１０においては、各部の大きさは、各部の構造をわかり易く説明するために強調して描いてあり、実際の寸法比とは異なる。図９はまた、防音扉１２とカバーフレーム１７ａの密閉構造も示している。図８、９に示す構造は一例であり、本発明の防音カバー１１及びカバーフレーム１７ａへの接続構造は、図８、９で示す構成に限定されず、他の構成を採用しても良い。

【0039】

図９に示す本発明の一実施形態に係る防音カバー１１は、保護プレート１１ａと防音パネル１１ｃとで構成されている。防音カバーシート１１は、保護プレート１１ａをはつり作業室４０の内部側にして、空隙１１ｂを設けて防音パネル１１ｃに接続された構成となっている。保護プレート１１ａは、はつり処理作業により発生するコンクリート破片(ガラ)の衝突による防音カバー１１の破損、超高圧水や高温水蒸気による劣化を防ぐために、耐衝撃性及び耐水性を有する樹脂などの材料が好ましいが、特に樹脂に限定されるものではない。保護プレート１１ａは、ボルト１１ｅなどにより、スペーサ１１ｄを介して５ｍｍ～１５ｍｍ程度の空隙（空間）１１ｂを隔てて、防音パネル１１ｃに取り付けられる。防音パネル１１ｃの吸音及び遮音機能に加えて、この空隙１１ｂが防音効果をさらに高める効果を有している。保護プレート１１ａにより防音カバー１１の破損を防ぐとともに、保護プレート１１ａ、空隙１１ｂ及び防音パネル１１ｃの三重構造によりはつり作業室４０内の騒音が外にもれることを防いでいる。

【0040】

図８、９に示すように、防音パネル１１ｃは内側に吸音板１１ｃ１、中央部分に厚い吸音層１１ｃ２、外側に遮音板１１ｃ３を設けた３層構造となっている。吸音板１１ｃ１としては例えばアルミ繊維などの多孔性焼結金属を使用することができる。遮音板１１ｃ３としては、アルミ板等の耐水金属プレートを使用するのが好ましい。吸音層１１ｃ２は、例えば、図８（ｂ）に例示すように、芯材１１ｃ２ａにより特殊ハニカム構造を形成し、ハニカム構造の隙間（空間）に吸音材１１ｃ２ｂを埋め込む構造とすることが好ましい。ここで特殊ハニカム構造とは、断面が正六角形に限定されない多角形状、または角のない変形した形状の空洞を芯材により作成して、多数並べた形状をいう。芯材１１ｃ２ａとしては、例えば、セラミックを含侵したセラミックペーパーなどの耐水性を有する含侵加工紙その他の材料を使用することができる。また、吸音材１１ｃ２ｂとしては従来から存在する多種のものを使用することができ、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン等の発砲樹脂などを使用することができる。また、芯材の形状もハニカム構造に限定されず、段ボール状の形状やアコーディオン形状など、吸音効果の高い周知、公知の構造とすることもできる。

【0041】

図８（ａ）を用いて、防音パネル１１ｃのカバーフレーム１７ａへの取り付け構造の一例を説明する。図８（ａ）に示すように、カバーフレーム１７ａには、挿入ガイド１７ｂが取付ボルト１７ｃにより固定されており、この挿入ガイド１７ｂに防音パネル１１ｃをスライド挿入することにより、防音パネル１１ｃがカバー枠体部１７全体に取り付けられて、はつり装置１０全体が防音パネル１１ｃで覆われる。図８ではわかり易くするために、取付ボルト１７ｃの頭部が防音パネル１１ｃ側に突出している状態を示しているが、取付ボルト１７ｃは挿入ガイド１７ｂ内に埋め込まれるように構成することが好ましい。

【0042】

防音パネル１１ｃをカバーフレーム１７ａにスライド挿入して取り付けた後に、保護プレート１１ａが、スペーサ１１ｄを介して防音パネル１１ｃにボルト１１ｅ等により固定される。はつり装置１０は防音カバー１１が取り付けられた状態ではつり作業現場に運搬し、クレーン車によりはつり作業現場に設置しても良いが、図６，７に示すような本体枠体部１６及びカバー枠体部１７を結合した枠体だけの状態、またはＸ－Ｙ移動機構５０まで取り付けた状態ではつり作業現場に運び、で防音カバー１１、その他の装置を作業現場で組み立てるようにしても良い。

【0043】

図９に、防音扉１２の下側部分と、防音扉１２と協働するカバーフレーム１７ａの防音及び濾水防止構造を例示する。カバーフレーム１７ａの上部には防音扉１２の内側への過度の移動を停止するストッパー４３ａ、防音扉１２とストッパー４３ａとの間の気密性を維持するための密閉ゴム４３ｂが設けられている。防音扉１２は図１０に示すように、図９の右側方向に跳ね上がるように回動して大きく開放され、閉じるときの停止位置はストッパー４３ａにより規制される。カバーフレーム１７ａの外側には側部止水ゴム４３ｃが設けられており、さらに下側には底部止水ゴム４３ｄが設けられている。カバーフレーム１７ａの下側の底部止水ゴム４３ｄは、はつり装置１０が設置される床面と密着して、微小コンクリート破片と水の混ざった残渣排液(ノロ)が内側から外側に漏れ出すのを防止するとともに音漏れを防止するものであり、側部止水ゴム４３ｃはさらにその外側で濾水を防止している。

【0044】

図１０は防音扉１２のヒンジ（平蝶番）１２ａと、床面側のカバーフレーム１７ａ近辺の濾水構造の一例を示す部分拡大図である。防音扉１２を閉じた状態を実線で示し、開く途中の段階にある防音扉１２を破線で示している。図１０の上部に示すように、天井部分のカバーフレーム１７ａと防音扉１２の遮音板１１ｃ３がヒンジ１２ａにより接続されて、防音扉１２がヒンジ１２ａを中心に上下方向に回動可能となっている。ヒンジ１２ａの反対側には回動停止部材１２ｂがカバーフレーム１７ａに固定されて防音扉１２側に突出しており、突出部上に遮音ゴム１２ｃが設けられている。防音扉１２が、上部に回動して開放されると、はつり作業室４０内にアクセスすることができる。

【0045】

防音扉１２が閉じたときには、防音扉１２の下部がカバーフレーム１７ａの上に隙間なく入り込み、密閉ゴム４３ｂによりカバーフレーム１７ａとの当接部における騒音漏れや蒸気漏れを防止している。カバーフレーム１７ａ、ストッパー４３ａ、側部止水ゴム４３ｃ、底部止水ゴム４３ｄの構造は図９と同様である。図１０では、後述する吸引パイプ６２を例示している。吸引パイプ６２は、はつり装置１０の周囲を取り囲むように配置され、ノロや高温水蒸気を吸い込み排出する。

【0046】

図１１は図１に示すはつり装置１０の左側面図であり、図２に示すように接続部蓋１４を開け、さらに正面側と後面側の双方の防音扉１２をいずれも開けた状態を示している。図１１では、各接続部の位置を例示しており、左下の一番左側の接続部は、外部から超高圧ホースを接続するための第１の接続部２０であり、一番右側の接続部は残渣排液等を吸引する第２の接続部６１であり、中央の接続部は、圧縮空気を供給するための第３の接続部４６である。

【0047】

各接続部２０、４６、６１の配置の順序は任意に設定できる。またこれらの各接続部２０，４６，６１の位置は、はつり装置１０の左側面に限定する必要はなく、右側、又は左右双方に設けて良い。さらにはつり装置１０の作業現場の状況に応じていずれの方向からでも超高圧水を供給できるように、左右双方、前後等に接続部を複数設けても良い。また、圧縮空気を使用してＷＪノズル３１ａ，３１ｂを回転させない場合等のように、圧縮空気を利用しない場合には、必ずしも第３の接続部４６を設ける必要はない。

【0048】

図１２に、第１～第３の接続部２０、６１、４６の例を示す。図１２（ａ）は、第１の接続部２０の構造の一例を示す側面図であり、左側は外部超高圧ホース８５の接続端部８５ａであり、この接続端部８５ａを右側の第１の接続部２０に挿入して、ナット８５ｂにより固定する。外部超高圧ホース８５の他端部（図示せず）はポンプユニット９１に接続されており、ポンプユニット９１から超高圧水がはつり作業室内部に供給される。

【0049】

超高圧水は、第１の接続部２０からはつり装置内部に投入され、はつり作業室４０内の第１の中継部２２まで運ばれて、そこから第２の中継部２４及び第３の中継部２６を介してＷＪヘッドまで供給される。超高圧水と圧縮空気はそれぞれ同じ中継ルートを介して供給することが好ましいが、異なるルートを介して供給しても良い。図１２（ｂ）は圧縮空気を供給する第３の接続部４６の接続構造を示す図であり、コンプレッサ９２に接続されている左側の外部圧縮空気ホースの端部８６ａを、右側の第３の接続部４６に挿入することにより接続固定され、圧縮空気が内部に供給される。

【0050】

図１２（ｃ）は後述するノロや水蒸気を外部に排出する排水ホースの接続部である第２の接続部６１の構造を説明する図である。第２の接続部６１には、外部からノロ等を吸引するための外部排水ホース８７が接続される。外部排水ホースの他端は吸引ポンプ車９５に接続されて、吸引ポンプ車により吸引されている。第２の接続部６１に、外周にねじ山が設けられた内部排水ホース６１ａが固定されており、外部排水ホース８７にも外周に内部排水ホース６１ａと同じねじ山が設けられている。また、第２の接続部６１には、内周に同じねじ山を備えるナット状のホース接続部材６１ｃを備えており、外周排水ホースの端部８７ａと内部排水ホースの端部６１ｂとを突き合わせて、ホース接続部材を回転させることにより、両ホース８７と６１ａとが接続される。

【0051】

次に、ＷＪヘッドをＸ－Ｙ方向に移動させるＸ－Ｙ移動機構について説明する。
図１３（ａ）は本発明の一実施形態に係るＸ－Ｙ移動機構の斜視図であり、図１３（ｂ）は、その駆動原理を示す図である。Ｘ－Ｙ移動機構５０は、平行に伸びている２つのＸ方向ガイド５１と、２つのＸ方向ガイド５１の間に装荷されてＸ方向ガイド５１に沿ってスライド移動可能であるＹ方向ガイド５２を備えている。Ｘ方向ガイド５１は、本体フレーム１６ａに固定された「固定ガイド」であり、Ｙ方向ガイド５２は２つのＸ方向ガイド５１に装荷された２つのガイドが互いに接続固定されて一体となってＸ方向に移動する「移動ガイド」である。

【0052】

Ｙ方向ガイド５２はＹ方向ガイド５２に沿ってスライド移動可能な移動台部(ステージ)５３を備えている。移動ガイドであるＹ方向ガイド５２にはさらに、第２の中継部２４が固定されており、第２の中継部２４はＹ方向ガイド５２の移動に伴い、Ｙ方向ガイド５２とともにＸ方向に移動する。移動台部５３には第３の中継部２６及びＷＪヘッド３０が固定されており、第３の中継部２６及びＷＪヘッド３０は移動台部５３とともにはつり領域４５の上をＸ方向及びＹ方向に移動する。

【0053】

本実施形態で例示するＸ－Ｙ移動機構５０は、図１３（ｂ）に示す通り、プーリ５６ａ～５６ｈを介してＸ－Ｙ軸を一本の駆動ベルト５４でリンクした平面ガントリ機構であり、２つの駆動モータ５５ａ、５５ｂの回転方向の組み合わせにより、Ｘ方向、Ｙ方向、及び斜め方向への自由移動が可能である。図１４に示す表を用いて、移動台部５３の移動について説明する。図１４において、時計回りを正転、反時計回りを逆転として説明する。図１４の表に示す通り、２つの駆動モータ５５ａ及び５５ｂを同時に正転させると移動台部５３は図１４のＹ方向上側（－Ｙ方向とする）に向かって移動し、双方を同時に逆転すると移動台部５３はＹ方向下側（＋Ｙ方向）に向かって移動する。駆動モータ５５ａを逆転させ、５５ｂを正転させるとＸ方向右側（＋Ｘ方向とする）に向かって移動し、駆動モータ５５ａを正転させ、５５ｂを逆転させるとＸ方向左側（－Ｘ方向）に向かって移動する。また、片方の駆動モータのみを駆動することにより斜めに移動することができる。これにより図１４に示すような所定のはつり領域４５上の任意の位置に移動することができる。
なお図１３、１４に示すようなＸ－Ｙ移動機構５０は、フェスト株式会社より「平面ガントリＥＸＣＭ」として販売されている。

【0054】

ＷＪノズルには超高圧ホースを介して超高圧水が送りこまれるが、超高圧ホースには超高圧水の高い圧力がかかっているために、超高圧ホースを簡単に曲げることはできず、特に小さな曲率半径で曲げることは難しい。そのために、特許文献1などの従来技術のはつり装置においては、Ｘ－Ｙ方向に移動するＷＪノズルの移動位置に合わせて防音シートの外側から細長い開口部を設け、該開口部を介して、ノズルの移動に追随して超高圧ホース（管）を左右に移動させることができるようにしていた。そのため、特許文献１では、超高圧ホース（管）を送り込み又は引き出すために、はつり領域の横幅とほぼ同等の長さの横に長い開口窓が必要であり、この細長い開口窓を介して超高圧ホースを移動させており、そのため開口部から大きな騒音が漏れていた。
これに対して、本発明では以下のように構成して、開口窓を設けることなく、ＷＪヘッドの移動に合わせて、第１、第２の超高圧ホース２３、２５が自動的に屈曲して追随することを可能としている。

【0055】

図３、図１３及び図１５を用いて、本発明のはつり装置１０における接続部２０からＷＪノズル３１ａ、３１ｂまでの超高圧水の供給について説明する。図１５は、はつり作業室４０の内部の構造を示す側面図である。図１５に示すように、管路２１は接続部２０からはつり領域内部(はつり作業室４０)に少し入った位置から上方に立ち上がっており、Ｘ方向ガイド５１よりも少し上方の位置で水平方向に曲げられてＸ方向ガイド５１と並行に中央部に向かって第１の中継部２２まで伸びている。管路２１の先端である第１の中継部２２は、本体フレーム１６ａ（図３参照）に固定されている。第１の中継部２２から第３の中継部２６までの中継経路については既に説明した通りであるが、中継経路はＷＪヘッド３０の移動に伴い変化するのでさらに詳細に説明する。

【0056】

ＷＪヘッド３０のＸ－Ｙ方向の移動に伴い、第１及び第２の超高圧ホース２３、２５が適切に追随する構成を、図１６～図２０を参照しつつ詳細に説明する。
第１の超高圧ホース２３は、ＷＪヘッド３０のＸ軸方向への移動に対応して追随するために設けたものであり、第２の超高圧ホース２５はＷＪヘッド３０のＹ軸方向への移動に追随するために設けたものである。ＷＪヘッド３０の移動に伴う第１の超高圧ホース２３及び第２の超高圧ホース２５の変形時の曲率半径が小さくなりすぎないようにするためには、まず、第１の中継部２２と第２の中継部の固定位置が重要である。

【0057】

結論から述べると、図１７（ａ）に示すように、管路２１の長さがＸ方向ガイド５１の長さの１／４～１／２となる位置に固定し、第２の中継部を、第１の中継部２２側からＹ方向ガイド５２の長さの１／４～１／２の位置に固定するのが好ましい。この位置に固定することにより第１の超高圧ホース２３、第２の超高圧ホース２５の曲率半径が小さくなりすぎず、かつホースの長さを適正にすることができる。

【0058】

さらに、ＷＪヘッド３０の移動に伴って追随する超高圧ホースの曲げ部分の曲率半径が小さくなりすぎないようにするためには、第２の中継部２４及び／又は第３の中継部２６を構成する接続継手として、図１５の上下方向を回転軸として接続部の角度を自由に変えることができる回動可能な継手（本発明では、「スイーベルジョイント」と称する）を備えることが好ましい。図１６にスイーベルジョイント２７の構造の一例を模式的に示す。スイーベルジョイント２７は、固定されている中継管２７ｂに回動可能に接続される継手２７ａと、中継管２７ｂと継手２７ａの接続部分で超高圧水が漏れないように封止する封止部２７ｃにより構成されている。したがって、継手２７ａは中継管２７ｂを軸として時計方向又は半時計方向に回動可能である。

【0059】

以下、図１７～２０を参照して、はつり作業室４０内において、ＷＪヘッド３０の移動に追随する超高圧水の供給機構の実施例を説明する。
図１７及び図１８では、第１の中継部２２の位置を、Ｘ方向ガイド５１の１/３程度の位置に固定し、第２の中継部２４をＹ方向ガイド５２の１／３程度の位置に固定した実施例（第１の実施例）を示している。また、第３の中継部２６にスイーベルジョイントを採用して、ＷＪヘッド３０のＹ軸方向への移動に伴う第２の超高圧ホースの曲率半径が小さくならないようにした例を示している。なお、図１７を除き、管路２１は省略している。

【0060】

図１７は、ＷＪヘッド３０のＸ軸方向の移動に追随する場合の第１の超高圧ホース２３の変形状態を例示している。第１の中継部２２、第２の中継部２４が第１の実施例の位置にある場合には、ＷＪヘッド３０が図１７（ａ）の位置から、図１７（ｂ）の位置にＸ軸方向に移動する場合、第１の超高圧ホース２３には無理な変形は見られない。すなわち、第１の超高圧ホース２３は、逆さＪ字状の形状から逆さＵ字状に変形し、反対方向の辺が伸びた逆さＪ字状に変形するだけですると、曲率半径に大きな変化はみられない。また、第１の超高圧ホース２３の長さもほぼＸ方向ガイド５１と同程度の長さとすることにより、余分な弛みも生じない。これは、多少の差はあるものの、第１の中継部２２をＸ軸方向１／４～１／２範囲内で変更してもあまり大きな変化はみられない。第２の中継部２４の位置をＹ軸方向１／４～１／２の範囲内で変更した場合も同様である。

【0061】

図１８は、第１の実施例におけるＷＪヘッド３０のＹ軸方向の移動に追随する第２の超高圧ホース２５の変形状態を例示している。第２の中継部２４と第３の中継部２６の距離が比較的近いため、ＷＪヘッド３０の移動位置によっては、第２の超高圧ホース２５の曲率半径が小さくなるおそれがある。そのため第３の中継部２６をスイーベルジョイント２７として、曲率半径が小さくなることを防いでいる。この点については、図１９、図２０に一例として示すように、第２の中継部２４と第３の中継部２６の距離を離すことにより、スイーベルジョイントを設けなくとも、曲率半径が小さくなることを防止することが可能となる。

【0062】

図１９、図２０は、ＷＪヘッド３０の移動に追随する超高圧水の供給機構の他の実施例(第２の実施例)を示す。第１の実施例と異なるのは、第２の中継部２４をＹ方向ガイド５２の第１の実施例とは反対側に設けるとともに、取付部材２４ｃを少し長くして第２の中継部２４と第３の中継部２６との距離が遠くなるようにしている。これにより、第３の超高圧ホースの曲率半径を大きくすることができる。また、第３の中継部２６だけでなく、第２の中継部２４の第１の超高圧ホースが接続される接続端部２４ａをスイーベルジョイント２７にしている。

【0063】

第２の実施例では、第１の中継部２２と第２の中継部24の相対位置が変わるので、ホースの変形状態が第１の実施例とは異なってくる。WJヘッド３０の位置が図１９（ａ）の位置では、逆Ｕ字状であるが、（ｂ）の位置に移動すると、逆L字状となり、曲率半径を維持することができる。なお、第２の実施例のように、取付部材２４ｃを長くすることにより、後述するように、第２の超高圧ホース２５の曲率半径を大きくできるというメリットが得られる。しかし、第２の中継部２４がＹ方向ガイド５２から大きく突出している分、はつり作業室４０を大きくする必要がある。

【0064】

さらに、第２の中継部の接続端部２４ａをスイーベルジョイント２７とすることにより、接続端部２４ａの角度を９０度変化させてＷＪヘッド３０の動きに追随することができる。しかし、第２の中継部の接続端部２４ａがスイーベルジョイントにしない場合には、図１７（ｂ）に示すような逆Ｊ字状に変形する必要があるため、第１の超高圧ホース２３をより長くする必要がある。第１の超高圧ホースが長くなると、外側に突出する逆Ｊ字状の変形部分を覆うために、はつり作業室４０をさらに大きくすることが必要となる。

【0065】

図２０は、第２の実施例において、ＷＪヘッド３０がＹ軸方向に移動する場合の第２の超高圧ホース２５の変形を説明する図である。第２の実施例のように、比較的長い取付部材２４ｃを用いることにより第２の中継部２４と第３の中継部２６の距離を比較的大きくとると、第２の超高圧ホースの曲率半径を大きい状態に維持することが容易となる。第２の実施例においても、第１の中継部２２をＸ軸方向１／４～１／２範囲内で変更し、第２の中継部２４の位置をＹ軸方向１／４～１／２の範囲内で変更してもほぼ同様の結果をえることが可能である。

【0066】

図１７～図２０では、スイーベルジョイントを第３の中継部２６、第２の中継部２４の接続端部２４ａに採用する例を示したが、これらの部位に加えて又はこれらの部位に代えて、他の部位にスイーベルジョイントを採用することも可能である。

【0067】

本発明のはつり装置では、超高圧水を衝突させてコンクリート等を破壊するため、破壊されたコンクリート塊（ガラ）や微細コンクリートの残渣排液（ノロ）が排出されるとともに、超高圧水の衝突により高温の水蒸気が発生する。本願発明のようにはつり作業室４０を完全に覆う場合、ノロや高温の水蒸気を外部に排出する必要がある。そのため、はつり作業室４０内に図２１に例示するようなノロ及び高温の水蒸気の回収設備を設けて、第２の接続部６１から吸引して回収している。

【0068】

図２１（ａ）は、はつり作業室４０内のノロ及び高温水蒸気を回収し、はつり作業室４０内を減圧する吸引機構からなる吸引排出路６０を例示する内部構造を単純化して示す平面図である。図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＡ－Ａ線方向の部分拡大断面図であり、図２１（ｃ）はＢ－Ｂ線方向の部分拡大断面図である。図２１からわかるように、吸引排出路６０は、ノロを吸い込み回収するための複数の吸引穴または吸引スリット６２ａを有する互いに接続された一連の吸引パイプ６２を備えている。図２１のＡ－Ａ線の部分拡大断面図に示すように、吸引パイプ６２はＴ字継手６３部分で立ち上がりＴ字継手６３を介して第２の接続部６１の内部排水ホース６１ａに接続されている。第２の接続部６１には外部の吸引ポンプ車９５に繋がっている外部排水ホース８７（図１２参照）が接続されて、吸引パイプ６２の吸引スリット６２ａを介してはつり作業室４０内のノロを吸引して回収する。吸引パイプ６２は複数の吸引スリット６２ａ等の吸引部を備えている。

【0069】

また、図２１（ａ）のＡ－Ａ線の部分拡大断面図である図２１（ｂ）に示すように、Ｔ字継手６３の上方には調整バルブ６５を備える蒸気吸引パイプ６４が設けられ、ここから高温の水蒸気等が吸引されて回収する。図２１では蒸気吸引パイプ６４は１か所しか例示していないが、蒸気吸引パイプ６４も複数設けることができる。この蒸気吸引パイプ６４は、蒸気に限らずはつり作業室４０内の気体を吸引する気体吸引部を構成しており、はつり作業室４０内を一定程度減圧することにより騒音を抑制する減圧機構の機能も有している。調整バルブ６５によりはつり作業室４０内をどの程度減圧するかを調整することができる。また、吸引パイプ６２の下面外側にはパイプ止水ゴム６２ｂが設けられて、ノロが外部に漏れ出すことを防止しており、本体フレーム１６ａの下面にも防音扉１２の下側のカバーフレーム１７ａの下側同様に、床面９６との間に２重に底部止水ゴム４３ｄが設けられている。

【0070】

また、Ｂ－Ｂ線部分拡大断面図に示すように、吸引パイプ６２には複数の箇所に吸引パイプ６２を床面に押圧する押圧部材６６が設けられている。押圧部材６６は一端が吸引パイプに固定され、他端が弾性部材６７により床面９６側に付勢されており、吸引パイプ６２を弾性部材６７により、常に床面に押圧して、ノロが外部に漏れ出すことを防止している。

【0071】

特許文献１にも開示されているように、従来のＸ－Ｙ移動機構では、移動台をＸ－Ｙ方向に自由に移動させるための少なくとも１つの駆動モータが防音シート内に設置されている。しかし、前述した通り、超高圧水によるはつり装置では、はつり作業室４０内部は水と水蒸気が充満した高湿度で大小のガラが飛散する環境である。このような環境に電気機器を配置すると故障や漏電の可能性が高くなり、機器の劣化も早くなる。そのため、はつり作業室４０には、できるだけ電気配線や電気機器を配置しないことが好ましい。

【0072】

そこで、図１乃至図３等に示す本発明一実施形態に係るはつり装置１０では、前述したようなＸ－Ｙ移動機構５０を採用して、駆動モータ５５ａと５５ｂをはつり作業室４０から隔離された制御室４１に配置している。このように、駆動モータ及びその配線をはつり作業室４０の外に配置することにより、内部の劣悪環境下に配置する場合にくらべて駆動モータ５５ａ、５５ｂとその電気配線の劣化や故障のリスクを抑制することが可能となる。

【0073】

また、本発明の実施例では、Ｘ－Ｙ移動機構５０の駆動ベルト５４のテンションを監視し調整等を行う調整機構（図示せず）もはつり作業室４０とは別の調整室４２内に配置している。これにより、自動はつり作業中に、はつり作業室４０を密閉した状態で駆動ベルト５４の点検や監視及び調整が可能となる。

【0074】

なお、本実施形態では、駆動モータ５５ａ、５５ｂとその配線の劣化防止や作業性に観点から、駆動モータ及び調整機構をはつり作業室４０の外に配置するようにしたが、騒音防止の観点からは、はつり作業室４０のみを防音カバー１１で覆うだけでも十分効果がある。なお、劣悪環境ではあるものの、正確な動作の監視や作業モニタの観点からは、はつり作業室内部の状況を監視するセンサ、カメラなどを、必要に応じて、はつり作業室４０内に設ける構成としても良い。

【0075】

駆動モータ５５ａ，５５５ｂ及び／又は調整機構をはつり作業室４０の外に配置する場合、例えば図２２に示すような構造を採用することにより、はつり作業室４０の密閉性を確保することができる。図２２（ａ）は、はつり装置１０を模式的に示す平面図である。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に示す矢印Ｃの方向（はつり作業室４０の内部側）からみた防音カバー１１の駆動ベルト５４の通過部分を模式的に示す部分拡大図である。

【0076】

防音カバー１１には駆動ベルトが出入りするために、１か所につき図２２（ｂ）に示すような２つの１組の通過穴４４ａ、４４ｂを設け、各通過穴４４ａ、４４ｂにはそれぞれ両側から駆動ベルト５４を挟むように２つのブラシ４７ａ、４７ｂが設けられている。ブラシ４７ａと４７ｂの毛４８ａと４８ｂはそれぞれ駆動ベルト５４の表面と裏面に当接して、ガラやノロその他のごみを取り除いている。駆動ベルト５４の幅（図における高さｗ）は、２５ｍｍ程度であり、通過穴４４ａ、４４ｂの高さｈ１と横ｈ２の大きさは駆動ベルト５４の幅Ｗよりも僅かに大きい程度であるので、機密性は十分確保される。制御室４１に駆動モータ５５ａ、５５ｂを配置し、調整室４２に調整機構を設ける場合には、このような一組の通過穴４４ａ，４４ｂが、４組設けられる。駆動モータのみ制御室に配置する場合には、通過穴４４ａ，４４ｂは制御室側の防音カバーのみに２組設けられる。
なお、Ｘ－Ｙ駆動機構の駆動モータをはつり作業室４０の外に配置することは必須ではなく、はつり作業室４０内に配置しても良い。その場合、ＷＪヘッドを移動させるＸ－Ｙ駆動機構としては、特許文献１に示すような従来技術や周知、慣用技術を用いることができる。

【0077】

本発明のはつり装置１０では、例えば、１０００ｍｍ × １５００ｍｍのはつり領域４５（図１４参照）を防音カバー１１で覆いはつり作業室４０として密閉して、自動的にはつり処理を行う。そのため、予めどの部分をどの程度ではつり処理するかを調べ、それに基づいてはつり領域を設定し、Ｘ－Ｙ移動機構の移動台部５３の動きとＷＪノズル３１を制御して、設定されて領域を設定された形状及び深さではつり処理を行う。

【0078】

基本的には、このような制御は、ＣＰＵと、記憶部と、記憶部に予め記録されたプログラムを備えた制御装置(図示せず)に、所定の設定入力を行うことにより、指定された箇所ごとに長方形、三角形、ひし形、その他自由な形状の自由な大きさはつり箇所の指定、及びはつり処理の深さの設定が可能となる。具体的には、制御装置により、駆動モータ５５ａ、５５ｂを回転駆動する方向及び駆動量並びに駆動タイミングや速度を制御することにより、ＷＪノズル３１の移動場所と移動速度を制御し、必要に応じて、ＷＪノズル３１の噴射タイミングと超高圧水の圧力も制御することにより、所望のはつり処理を実行することが可能となる。

【0079】

自動制御を行うにあたり、ＷＪノズルの現在位置は、駆動モータ５５ａ，５５ｂの駆動データに基づいて把握することができる。また、必要に応じて、移動台部やＷＪノズルの位置を検出する各種センサや、作業状況を把握するカメラ等をはつり作業室４０内に設置するようにしても良い。また、長方形、三角形、ひし形、円形、楕円形等の典型的な形状を制御する制御データ及び制御プログラムを予め記憶しておき、希望の形状を選択して座標、大きさ、傾斜角度等の数値を入力するだけで所望の箇所を所望の形状ではつり処理できるように構成することもできる。また、事前に取得した座標データを自動入力することや、はつり処理する形状を手書きで図形入力することにより、はつり処理箇所を指定できるように構成することも可能である。

【0080】

図２３に、本発明の一実施形態であるはつり装置１０の作業現場における騒音防止効果を検証するため、模擬工事現場を設定して、騒音を測定した結果を示す。（ａ）は騒音測定現場の環境及び測定位置等を示す平面図であり、（ｂ）は測定結果を示す表である。はつり装置のみ稼働した状態で防音扉１２を開放したときと防音扉１２を閉じたときの騒音の測定結果と、全機材を稼働したときの騒音の測定結果等を示している。

【0081】

測定は以下の環境及び条件にて行った。
測定機器：デジタル騒音計 シンワ（周波数特性 ｄｂＡ：Ａ特性音圧レベルＬａ）
測定場所日進機工技術センター（周囲通常作業有＝暗騒音あり）
超高圧水噴射圧力：２３０ＭＰａ
噴射流量 ：２３Ｌ／分
測定場所：図２３（ａ）のＡライン，Ｂラインの各地点（地上１ｍの高さでの測定）

【0082】

実際の作業現場においては、吸引車、ポンプ車も騒音を発生するため、測定は、はＡラインとＢラインの各地点で測定した。図２３（ｂ）に示す通り、Ａラインの測定では、はつり装置１０のみを可動させて４個の防音扉をすべて開放してはつり装置のみを稼働させた状態と、防音扉をすべて閉じてはつり装置１０のみを稼働させた状態と、吸引車、ポンプ車を含むすべての機材を稼働させた状態の３つの状態の騒音を測定している。Ｂラインの測定では、防音扉を閉じてすべての機材を稼働させた状態のみ測定している。

【0083】

図２３（ｂ）のはつり装置１０のみ稼働させたときの測定データからわかる通り、防音扉１２を開いたときに比べて防音扉を閉じたときには、装置から５ｍ近傍では測定値が９１．５ｄｂと６７ｄｂであり騒音を約２５ｄｂ抑制でき、２５ｍ離れた位置での測定値が７６．３ｄｂと６６．９ｄｂであり約１０ｄｂの騒音抑制効果を得られることが観測された。これは暗騒音が５１～５６ｄｂあることを考慮すると、大きな騒音抑制効果があることがわかる。全機材稼働状態でも、Ａラインはほぼ７０ｄｂ程度に抑制されている。Ｂラインの騒音が大きいのは、吸引車(吸引ポンプ車)等の騒音の影響だと思われる。

【0084】

なお、以上説明した本発明の実施形態では、防音カバー、Ｘ－Ｙ移動装置、超高圧水供給路の構成、吸引排水路など各種の構成を複数例示しているが、これらは本明細書または図面に明示的に開示した組み合わせだけでなく、それぞれを適宜組み合わせた構成とすることができる。

【符号の説明】

【0085】

１０ はつり装置
１１ 防音カバー
１２ 防音扉
１６ 本体枠体部
１７ カバー枠体部
２０ 第１の接続部
２１ 管路
２２ 第１の中継部
２３ 第１の超高圧ホース
２４ 第２の中継部
２５ 第２の超高圧ホース
２６ 第３の中継部
２７ スイーベルジョイント
３０ ウォータージェットヘッドアセンブリ（ＷＪヘッド）
３１ ウォータージェットノズルド（ＷＪノズル）
４０ はつり作業室
４１ 制御室
４２ 調整室
５０ Ｘ－Ｙ移動機構
５１ Ｘ方向ガイド（固定ガイド）
５２ Ｙ方向ガイド（移動ガイド）
５５ａ、５５ｂ 駆動モータ
６０ 吸引排出路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】