(57)【要約】【課題】  無水式のワイヤーソー切断装置であって、ワイヤーを空冷する手段や、ワイヤーに付いた研削粉を分離回収する手段に改良を加えた装置を提供する。【課題解決手段】  ワイヤーソー切断装置１は、硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤーＷを、鉄筋コンクリートなどからなる構造体Ｃに押し当てながら長手方向に走行させて切断する装置である。ワイヤーＷの案内溝35bを外周に有するプーリー30を備え、この案内溝35bには、プーリー30の外周から軸芯方向に空気を通過させる通気孔35fが形成されている。そして、30の軸芯部の空気を吸引する手段47・49（図３）が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤー（Ｗ）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体（Ｃ）に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体（Ｃ）に切り込みを入れて切断するワイヤーソー切断装置（１）であって、
前記ワイヤー（Ｗ）の案内溝（35b）を外周に有するプーリー（30）を備え、
前記案内溝（35b）には、前記プーリー（30）の外周から軸芯方向に空気を通過させる通気孔（35f）が形成されているとともに、前記プーリー（30）の軸芯部の空気を吸引する手段（47・49）が設けられていることを特徴とするワイヤーソー切断装置。
【請求項２】
前記プーリー（30）に入る前に設けられた、前記ワイヤー（Ｗ）に付着した研削粉の離脱を促進する手段（70）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のワイヤーソー切断装置。
【請求項３】
前記プーリー（30）の軸芯部から吸引した空気から塵を除く集塵器（48）をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤーソー切断装置。
【請求項４】
前記プーリー（30）が、
軸芯部のハブ部（31p）、その外側に延びるスポーク部（31m）、及び、その最外周部のリング状のフランジ部（31b）を有するプーリー本体（31）と、
前記フランジ部（31b）に係止された、前記ワイヤー案内溝（35b）、及び、前記通気孔（35f）が形成されているゴムリング（35）と、
前記プーリー（30）内の負圧を維持するカバー（39・38）と、
前記プーリー（30）の軸芯部に、軸受（43）を介して取り付けられた空気吸引手段（47・49）への接続管（45）と、を具備することを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載のワイヤーソー切断装置。
【請求項５】
前記ワイヤーソー（Ｗ）に付着した研削粉の離脱を促進する手段（70）が、
前記ソーを、両側から挟むように配設されている振動プーリー（77・78）と、
該振動プーリー（77・78）を軸支する、前記ソーの位置変化に応じて変位可能な振動ブラケット（71・72）と、
該振動ブラケット（71・72）及び／又は前記振動プーリー（77・78）を加振する振動器（73）と、を具備することを特徴とする請求項３又は４記載のワイヤーソー切断装置。
【請求項６】
硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤー（Ｗ）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体（Ｃ）に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体（Ｃ）に切り込みを入れて切断するワイヤーソー切断装置（１）であって、
前記ワイヤー（Ｗ）を駆動案内するプーリー（30）と、
前記ワイヤー（Ｗ）に付着した研削粉の離脱を促進する手段（70）と、
前記研削粉を含む粉塵の浮遊した空気を吸引する手段（47・49）と、を備え、
前記研削粉の離脱を促進する手段（70）が、
前記ワイヤーを、両側から挟むように配設されている振動プーリー（77・78）と、
該振動プーリー（77・78）を軸支する、前記ワイヤーの位置変化に応じて変位可能な
振動ブラケット（71・72）と、
該振動ブラケット（71・72）及び／又は前記振動プーリー（77・78）を加振する振動器（73）と、を具備することを特徴とするワイヤーソー切断装置。
【請求項７】
硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤー（Ｗ）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体（Ｃ）に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体（Ｃ）に切り込みを入れて切断する方法であって、  前記ワイヤー（Ｗ）を案内及び／又は駆動するプーリー（30）の外周部から軸芯方向に空気を吸引して集塵することを特徴とする構造体切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドなどの硬質物質の粒を付着させた紐状の刃であるダイヤモンドワイヤー（ワイヤーソーあるいは単にワイヤーともいう）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体に切り込みを入れて切断するワイヤーソー切断装置等に関する。特には、ワイヤーに水をかけない（乾式）で切断する無水式の切断装置であって、ワイヤーを空冷する手段や、ワイヤーに付いた研削粉を集める手段に改良を加えた装置等に関する。なお、本明細書中においては、「ワイヤーソー切断装置」を、単に「ワイヤーソー」と略称することもある。
【背景技術】
【０００２】
従来のワイヤーソーの例が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2013-10297号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような無水式のワイヤーソー切断装置は、切断水の飛散防止のための現場養生が不要であるとともに、河川や下水への切断水の流入の心配がないという特長を有している。しかしながら、水に替わる、より有効なワイヤーソー（ダイヤモンドワイヤー）の冷却手段、及び、切断塵の除去手段が必要とされている。本発明は、無水式のワイヤーソー切断装置であって、ワイヤーを空冷する手段や、ワイヤーに付いた研削粉を分離させて集める手段に改良を加えた装置など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】
【０００５】
この「課題を解決するための手段」の項、及び、「特許請求の範囲」においては、添付図各部の参照符号を括弧書きして示すが、これは単に参考のためであって、権利範囲を添付図のものに限定するものではない。
【０００６】
本発明のワイヤーソー切断装置（１）は、  硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤー（Ｗ）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体（Ｃ）に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体（Ｃ）に切り込みを入れて切断する装置であって、  前記ワイヤー（Ｗ）の案内溝（35b）を外周に有するプーリー（30）を備え、  前記案内溝（35b）には、前記プーリー（30）の外周から軸芯方向に空気を通過させる通気孔（35f）が形成されているとともに、前記プーリー（30）の軸芯部の空気を吸引する手段（47・49）が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
プーリー（30）の外周から前記通気孔（35f）に吸い込まれる空気流によって、ワイヤー（Ｗ）に付いた研削粉、あるいは、プーリー（30）の周囲に漂う塵を、真空掃除機のように吸引できる。また、その空気流によって、構造体（Ｃ）との摩擦により昇温したワイヤー（Ｗ）や、それに接するプーリー（30）自身を冷却することもできる。なお、プーリー（30）は、後述の実施形態のようにワイヤーを駆動するプーリーに限られるものではなく、ワイヤー駆動プーリーと別個のものであってもよい。ワイヤーやプーリーの冷却手段として、上記空気吸引機構以外に、別個のものを追加してもよい。
【０００８】
本発明のワイヤーソー切断装置（１）は、  前記プーリー（30）に入る前に設けられた、前記ワイヤー（Ｗ）に付着した研削粉の離脱を促進する手段（70）をさらに備えることが好ましい。そのような研削粉の離脱を促進する手段（70）としては、後述の実施形態における高周波振動機などの振動付加手段などを挙げることができる。
【０００９】
プーリー（30）に入る前でワイヤー（Ｗ）から研削粉を離脱しやすくしておけば、プーリー（30）における吸引空気流による研削粉の吸引が容易になる。また、空気流がワイヤーに直接当たり易くなるので、ワイヤーの冷却効果を高めることができる。さらに、研削粉の熱がプーリー（30）に伝わるのを防止して、プーリーゴムリング（35）の耐久性を向上させることも期待できる。
【００１０】
本発明のワイヤーソー切断装置（１）は、  前記プーリー（30）の軸芯部から吸引した空気から塵を除く集塵器（48）をさらに備えることが好ましい。切断現場における塵飛散を避けることができ、周辺住民や作業者の生活・作業環境を保護できる。
【００１１】
本発明の構造体切断方法は、  硬質物質の粒を付着させた紐状のワイヤー（Ｗ）を、鉄筋コンクリートなどからなる構造体（Ｃ）に押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体（Ｃ）に切り込みを入れて切断する方法であって、  前記ワイヤー（Ｗ）を案内及び／又は駆動するプーリー（30）の外周部から軸芯方向に空気を吸引して集塵することを特徴とする。構造体は特に限定されるものではないが、例えば、鉄筋コンクリート製の柱やスラブ、路盤、橋脚、ダムなど、あるいは、鋼製梁などの鋼構造物などを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周囲の空気をプーリーに吸引するので、空気でワイヤーやプーリーを冷却できる。そのため、ワイヤーの温度上昇を抑制でき、ワイヤー寿命延長という効果も期待できる。あるいは、効果的な集塵を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るワイヤーソー切断装置の主要部の構成を示す一部断面側面図である。
【図２】図１のワイヤーソー切断装置のメインプーリー周りの構成を示す模式的正面図である。
【図３】図１ワイヤーソー切断装置のメインプーリーの詳細構成、並びに、空気吸引系統の概要を模式的に示す側面断面図である。
【図４】図３のメインプーリー外周部における冷却空気の流れを模式的に示す側面断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るワイヤーソー切断装置の全体構成を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００１４】
Ｃ；構造体、Ｍ；貫通孔、
Ｗ；ワイヤー（ソー）、Wc；芯部、Wd；ダイヤモンド含有焼結リング
１；ワイヤーソー切断装置、11；ベース、12；アンカーボルト、
13；縦ポール、13b；ラック、15；横ポール、16；左右可動角パイプ
20；プーリー駆動機構、21；減速機、23；モータ、29；出力軸（プーリー駆動軸）
30；メインプーリー、30k；空気吸引（負圧）空間、
31；プーリー本体、31b；フランジ部、31f；凹部、31j；リング部、31k；リブ
31m；スポーク部、31p；ハブ部、31r；内径部、32；ネジ
33；プーリーリング、33f；半円孔、34；ボルト
35；ゴムリング、35b；案内溝、35f；通気孔、36；ネジ、38・39；カバー
41；フード、41b；上後側端部、41g；下前側端部、41j；内面、42；ボルト
43；軸受、45；ダクト接続管、47；吸引ダクト、48；集塵器、49；吸引ブロワー、
61・61´；メインプーリーカバー、63；中央カバー71・72；振動ブラケット、71b；外端部、73；高周波振動器、77・78；振動プーリー、
81・83・85・87・89；補助プーリー
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図に示す方向の意味は次のとおりである。上下は、図を見る者から見た上下方向であり、かつ、ワイヤー（ソー）Ｗの切り込みに応じて、ワイヤーＷが上昇する方向である。ただし、切断する構造体Ｃの形態によっては、図の上下方向は、重力方向に一致しない場合も、大いにあり得る。左右方向も、図を見る者から見た左右方向である。前後方向は、プーリー駆動モータのある側を後側といい、その反対側（プーリーやワイヤーのある側）を前側という。ただし、方向の名前に、本発明を限定する意味はない。
【００１６】
最初に、本発明の実施形態に係るワイヤーソー切断装置の全体構成の概要を、図５を参照しつつ説明する。図５の下部には、切断対象物であるコンクリート構造体Ｃが示されている。切断装置１は、ダイヤモンドの粒を付着させた紐状の刃であるダイヤモンドワイヤーＷを、鉄筋コンクリートなどからなる構造体Ｃに押し当てながら長手方向に走行させ、該構造体Ｃに切り込みを入れて切断するものである。
【００１７】
同装置１は、ワイヤーＷをそれが延びる経路に沿って白抜き矢印Ｘ方向に走行駆動させるための、複数のワイヤーソー駆動プーリー30・81・83・85・87・89・30´（回転方向は黒矢印Ｙ）を備える。これらのプーリーのうち、図の左右端部の大きいプーリー30・30´が駆動プーリーであり、他の小さいプーリー81・83・85・87・89は従動プーリーである。従動プーリーのうち、中央下部に示すプーリー85、及び、その左右のプーリー81・89は、上下方向に位置固定されている。中央上部の補助プーリー83・87は、後述する縦ポール13に沿って設けられたラック13b及びガイドポスト19・19´に沿って上下する。このような構成は、従来の装置同様である。
【００１８】
図中において、太い実線で示すダイヤモンドワイヤーＷは、切断作業開始前に構造体Ｃの二か所の貫通孔Ｍ（予め開けておく）に通されて、構造体Ｃの下面に当てられている状態（切断開始前）である。一方、太い実線のワイヤーＷの上に、想像線で示すダイヤモンドワイヤーＷ´は、コンクリート構造体Ｃに一定程度切り込まれた状態（切り込み方向は白抜き想像線矢印Ｚ）である。切断作業の進行に伴い、中央上部のワイヤー持上げ用補助プーリー83・87が、図の上方向（細矢印方向）に持ち上げられる。それに伴い、ダイヤモンドワイヤーＷ´も、図の上方のＺ方向に持ち上げられる。
【００１９】
図１・図２には、本発明の実施形態に係るワイヤーソー切断装置１の主要部の概要が示されている。図の下部には、前述の図５同様に、切断対象物であるコンクリート構造体Ｃが示されている。
【００２０】
図１に示すように、ワイヤーソー切断装置１は、ワイヤーＷを走行駆動するメインプーリー30と、その駆動機構20を備える。また、プーリー30や、その駆動機構20を支持する横ポール15・縦ポール13（スライドガイド）を備える。切断装置１全体は、構造体Ｃ上に、アンカーボルト12によって固定されたベース11上に搭載されている。具体的には、ベース11上には、縦ポール13が立設されている。縦ポール13には、横ポール15及びそれに搭載された左右可動角パイプ16が支持されている。
【００２１】
左右可動角パイプ16は、切断対象部位の幅に応じて、横ポール15に沿って位置調整可能である。メインプーリー30を回転駆動する減速機21及びモータ23は、上述の左右可動角パイプ16上に搭載されている。
【００２２】
次に、本発明のワイヤーソー切断装置１の特徴的部分であるメインプーリー30の構成を説明する。この装置１のメインプーリー30は、詳しくは、図３・図４を参照しつつ後述するように、プーリー本体31と、ゴムリング35、プーリーリング33などを組み合わせたものである。ゴムリング35の外周には、ワイヤーＷの嵌り込むワイヤー案内溝35bが、全周にわたって彫り込まれている。
【００２３】
図２は、図１のワイヤーソー切断装置のメインプーリー周りの構成を示す模式的正面図である。図中には、比較的大径のメインプーリー30と、比較的小径の補助プーリー81が示されている。両プーリー30・81の外周には、ワイヤーＷが巻き付くようにガイドされている。メインプーリー30は、前述のモータ23の出力軸29によって回転駆動され、ワイヤーＷをコンクリート構造体Ｃの研削抵抗に打ち勝って走行駆動する。この補助プーリー81は、ワイヤーＷをメインプーリー30に沿わせるものである。なお、ワイヤーＷを持ち上げる中央部補助プーリー（図５の符号83・87参照）は、図２においては図示されていない。
【００２４】
図中において、実線で示す真っすぐ下に下がっているワイヤーＷは、切断作業開始前に構造体Ｃに予め開けておいた孔Ｍ（図５参照）に通されている切断開始前状態である。一方、想像線で示す斜めのワイヤーＷ´は、コンクリート構造体Ｃを切り終わった状態である。なお、切断する構造体Ｃの形態によっては、図の上下方向は、重力方向に一致しない場合も、大いにあり得る。
【００２５】
メインプーリー30の右下に実線で示す５個の小径の円は、振動プーリー77・78である。同振動プーリー77・78は、従動プーリーであって、図３に示すように、振動ブラケット71・72に、両端部が軸支されている。また、振動プーリー77・78は、メインプーリー30に係合する手前のワイヤーＷを、両側から挟むように配設されている。振動プーリー77・78は、切断作業の進行に伴い、ワイヤーＷがメインプーリー30に入る（巻き付く）角度・位置が変わる。図２において、実線で示すもの（メインプーリー30の右下）は、切断開始時の振動プーリー77・78であって、想像線で示すもの（メインプーリー30の左下）は、切断終了時の振動プーリー77・78である。
【００２６】
振動プーリー77・78を軸支する振動ブラケット71・72は、メインプーリー30の軸部を中心に回動するものであり、メインプーリー30の外周側にまで突出する幅狭の扇状のものである（図２において切断完了状態のもののみの全体を想像線で図示）。振動ブラケット71・72は、図３に示すように、前後方向に対抗して二枚設けられており、その間に振動プーリー77・78を回転自在に挟持している。
【００２７】
図２に示すように、振動ブラケット71・72の外端部71bには、高周波振動器73が取り付けられている。この高周波振動器73は、振動ブラケット71・72及び振動プーリー77・78を加振する。そして、切断対象物のコンクリート構造体Ｃから出て、メインプーリー30に入る手前のワイヤーＷを振動させる。そして、ワイヤーＷの表面に付着した研削粉の離脱を促進し、メインプーリー30に周囲から吸引される空気の流れ（基本的には大気、詳細後述）が直接ワイヤーに当たるようにして、ワイヤー冷却効果を大いに高める。ワイヤーＷから剥がれた研削粉は、後述する吸引手段によってメインプーリー30内に吸引される。なお、振動プーリー77・78そのものに、加振機を取り付けることもできる。
【００２８】
メインプーリー30の周囲には、メインプーリーカバー61が設けられている。図示省略されているが、同カバー61の底面（ワイヤーＷが通るところ）には通気口が開けられており、周囲に塵が散らない程度の速度で外気が吸い込まれる。なお、図５に示すように、装置１の左右方向中央部には、縦ポール13やワイヤー持上げ用補助プーリー83・87の部分を覆う中央カバー63が設けられている（内部は左右のメインプーリーカバー61・61´と連通している）。
【００２９】
次に、図３・図４を参照しつつ、メインプーリー30の詳細構成及び作用を説明する。この装置１のメインプーリー30は、プーリー本体31と、ゴムリング35、プーリーリング33などを組み合わせたものである。プーリー本体31は、この例ではアルミニウム合金製の車輪状のものである。プーリー本体31は、軸芯部に、厚肉円筒状のハブ部31pを有する。同ハブ部31pの内径部31rには、メインプーリー駆動軸29（図１参照）が嵌合する。ハブ部31pの外側には、スポーク部31mやリブ31kが延びている。スポーク部31mの外側は、円環状のリング部31jとなっている。
【００３０】
プーリー本体31の最外周部は、リング状でやや分厚いフランジ部31bとなっている。同フランジ部31bの前側の正面には、やや後側に彫り込まれた凹部31fとなっている。この凹部31fには、後述するゴムリング35が嵌め込まれている。プーリー本体31の肉盗み開口（図５の符号31n参照）の後側には、ネジ32で本体31に取り付けられたカバー38が被さっている。このカバー38は、プーリー本体31の後側を遮蔽して、メインプーリー30内の負圧（吸引可能状態）を維持するためのものである。なお、図３や図４は、メインプーリー30の構造を分かり易く模式的に示すものであって、図２や図５と、機械製図上の厳密な整合性を有するものではない。
【００３１】
ゴムリング35は、硬質ゴム製であり、その外周には、ワイヤーＷの嵌り込むワイヤー案内溝35bが、全周にわたって彫り込まれている。ワイヤーＷは、この案内溝35bに嵌り、両者の間の高い摩擦により、ワイヤーＷはプーリー回転方向に駆動される。ワイヤーＷは、図４の上部に示すように、鋼ワイヤーの芯に周りに硬質ゴム層を被覆した芯部Wcを有する。そして、この芯部Wcの外側に、ダイヤモンド含有焼結リングWdが、長手方向にあるピッチで固定されている。したがって、ゴムリング35の溝35bと焼結リングWdとは接触するが、ワイヤー芯部Wcと溝35bとの間には隙間（１mm程度）が開き、ここを冷却風（白抜き矢印）が通過可能である。
【００３２】
ゴムリング35の上記案内溝35bの底には、メインプーリー30の外周から軸芯方向に空気を通過させる通気孔35fが形成されている。この通気孔35fは、メインプーリー30の軸芯部の空気吸引（負圧）空間30kに連通している。
【００３３】
ゴムリング35の前側には、アルミニウム合金製（一例）のプーリーリング33が配置されている。プーリーリング33は、プーリー本体31の最外周部のフランジ部31bと同様の断面形状のものである（ただし前後が逆、内径側端部には空気流路となる肉盗み（半円孔）33fを有する）。このプーリーリング33と、上述のプーリー本体31のフランジ部31bとで、ゴムリング35を挟み込んで保持している。
【００３４】
プーリーリング33の前側の、プーリー本体スポーク部31mの前側には、前カバー39が貼られており、その内部が空気吸引（負圧）空間30kとなっている。なお、図示する前後方向中心線34・36（図２も参照）は、プーリーリング33と、プーリー本体31あるいは前カバー39とを固定するボルト・ネジである。
【００３５】
スポーク部31mの中央側の、ハブ部31pの外前側には、図３に示すように、フード41が被せられている。フード41は、二段のキャップ状のものである。フード41の外周後ろ側端部41bは、プーリー本体31のリブ31kに、ボルト42で固定されている。フード41の内周前側端部41gは、その内面41jが、軸受43の外輪に外嵌している。したがって、このフード41は、プーリー本体31とともに回転する。
【００３６】
上記軸受43の内輪の内側には、ダクト接続管45が嵌っている。同ダクト接続管45の後側は、メインプーリー30内の負圧空間30kに開口している。ダクト接続管45の前側には、吸引ダクト47が接続されている。吸引ダクト47の先には、集塵器48及び吸引ブロワー49が接続されている。
【００３７】
本実施形態のワイヤーソー切断装置１における、ワイヤーの冷却及び集塵の総合的な作用を説明する。メインプーリー30の内部30kの空気は、ダクト接続管45や吸引ダクト47を介して吸引ブロワー49によって吸引されており、負圧になっている。そのため、プーリー30の外周の空気は、通気孔35fに吸い込まれる。その空気流によって、ワイヤーＷに付いた研削粉、あるいは、プーリー30の周囲に漂う塵を、真空掃除機のように吸引できる。そして、その空気流により、昇温したワイヤーＷや、ワイヤーに接するプーリー30自身を冷却することができる。
【００３８】
さらに、メインプーリー30に入る前に設けられた、ワイヤーＷを加振して、それに付着した研削粉の離脱を促進するので、プーリー30における吸引空気流による研削粉の吸引が容易になる。また、空気流がワイヤーに直接当たり易くなるので、ワイヤーの冷却効果を高めることができる。なお、吸引した空気は、集塵器48において捕集されるので、切断現場における塵飛散を避けることができ、周辺住民や作業者の生活・作業環境を保護できる。
【００３９】
なお、図５の左側（ワイヤーＷの出側）のメインプーリー30´については、上述の右側のメインプーリー30と同じ吸引・冷却機構を有するものとすることが好ましいが、それらの機構を有しないものとしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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