(57)【要約】【課題】ワイヤーソーの周回経路長が長くなったり、深い湖底でのワイヤーソーによる水による抵抗を無視できない場合等に対応する可能な、新たなワイヤーソーによる切断装置及び方法を提供する。【解決手段】無端状のワイヤーソーを周回走行して被切断物を切断する切断手段であって、被切断物を挟んで両側に配設されるレールと、レール間においてワイヤーソーを往来走行させて該レールに沿って掃印させる掃印手段と、その掃印手段によるワイヤーソーの掃印においてワイヤーソーを供給するための供給手段とを有することを特徴とする。【選択図】　図１
2004066382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のワイヤーソーを周回走行して被切断物を切断する切断手段であって、
被切断物を挟んで両側に配設されるレールと、
レール間においてワイヤーソーを往来走行させて該レールに沿って掃印させる掃印手段と、
前記掃印手段によるワイヤーソーの掃印においてワイヤーソーを供給するための供給手段と、を有することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記掃印手段は第１の前記レールを移動可能な偏向手段と第２の前記レールを移動可能な折り返し手段とを有し、
前記偏向手段は前記供給手段から供給されたワイヤーソーを前記折り返し手段に偏向して前記折り返し手段へと渡し、
前記折り返し手段は該渡されたワイヤーソーを折り返して該偏向手段へと渡し、
前記偏向手段は前記折り返し手段からのワイヤーソーを前記供給手段へと戻すようにした、ことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記供給手段がワイヤーソーの走行力を与えるための駆動手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項４】
更にワイヤーソーの余長を調整するための調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項５】
前記偏向手段は少なくとも３個の個別のプーリを有し、
第１の個別のプーリが一方から延在するワイヤーソーを掛け、第２の個別のプーリが他方から延在するワイヤーソーを掛け、当該第１及び第２の中間に位置する第３の個別のプーリが第１及び第２の個別のプーリに掛けられたワイヤーソーを夫々両側面で受けて前記折り返し手段へと渡し、該少なくとも３個の個別のプーリが一体的にレール上を移動するように構成されたこと、を特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項６】
前記供給手段が前記偏向手段の移動の前後方向に配設された少なくとも２個のプーリを有することを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項７】
前記供給手段の１個のプーリがワイヤーソーの走行力を与えるための駆動用プーリであることを特徴とする請求項６に記載の切断装置。
【請求項８】
前記調整手段が移動可能な少なくとも一つのプーリから構成されていることを特徴とする請求項４に記載の切断装置。
【請求項９】
無端状のワイヤーソーを被切断物の一方の側において延在させるとともにその一部を互いに合わさるようにして被切断物の他方の側へと突出させて渡し、ワイヤーソーを周回走行させつつ該突出した部分を被切断物に当接移動させることで被切断物の切断を行う、ことを特徴とするワイヤーソーの切断方法。
【請求項１０】
前記ワイヤーソーの該突出した部分を移動する際、ワイヤーソーの余長を調整するようにしたことを特徴とする請求項９に記載のワイヤーソーの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ワイヤーソーを使用する切断装置及びその切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されてきたワイヤーソーによる切断方法は、切断物の周囲を取り囲むように回された無端状のワイヤーソーを走行させながら、一方に引張ることにより行われてきた。
【０００３】
第４図は、橋脚を取り除くためにワイヤーソーＷを使用した概要図である。ここでは、橋脚Ｂの下部にワイヤーソーＷを巻き付け、中間のプーリ３０によってワイヤーソーＷの方向を変え、橋上にある牽引装置３２に設けられた駆動用プーリ３１へと掛ける。そして駆動用プーリ３１を回転してワイヤーソーを周回走行させた状態で、橋脚Ｂから離れるように牽引装置３２によってワイヤーソーを引張る。橋脚Ｂと当接するワイヤーソーＷは、橋脚Ｂを研削しながら中間プーリ３０への方向へと侵入移動し橋脚を分離する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかるワイヤーソーによる切断は、その機構が簡単なため、比較的多く利用されてきた。しかし、水の底が深い場合、例えば、ダムの深い湖底にある物を切削除去しようとする場合には、ワイヤーソーは水の抵抗を大きく受けるため、強力なパワーのプーリ駆動源を有する牽引装置によって駆動プーリを駆動して強い力でワイヤーソーを牽引しなければならなかった。
【０００５】
また、強大なパワーによりワイヤーソーを走行させるため、ワイヤーソーの経路途中に設ける中間のプーリや駆動用プーリの強度を高め、しかも強固に設置しなければならず、実用的とは言えなかった。しかもワイヤーソーへの極度の緊張により、一度事故が発生すると、人の生命をも危うくし、その被害は甚大ともなりかねなかった。
【０００６】
一方、水の抵抗を軽くするために、本出願人は、特願平７−１５０７７５号特許出願により、プーリをドライな空間に設けたドライ密閉室を取付台座に移動可能に設け、取付台座に固定された油圧シリンダのピストンを次第に伸長させることにより、ドライ密閉室をピストンのストローク分だけ後退させて研削していく新たな装置を開示している。
【０００７】
しかし、その機構は必ずしも簡単ではない。一方、水中で移動して牽引する牽引装置も一考であるが、切断エリアが大きい場合には、それに応じて牽引装置の移動エリアを大きくする必要があるため、牽引エリアが限られる場所での使用が難しい。従って、水中でも簡易に切断可能な新たな手段が望まれていた。本願発明は、かかる問題点を解決するためのなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、無端状のワイヤーソーを周回走行して被切断物を切断する切断手段であって、被切断物を挟んで両側に配設されるレールと、レール間においてワイヤーソーを往来走行させて該レールに沿って掃印させる掃印手段と、その掃印手段によるワイヤーソーの掃印においてワイヤーソーを供給するための供給手段とを有することを特徴とする切断装置である。
【０００９】
このように、被切断物を挟むようにしてレールを配設させ、そしてその間を往来するようにしたワイヤーソーをレールに沿って掃印させることで、従来の牽引装置の牽引エリアを不要とすることができた。しかも、ワイヤーソーが被切断物の周囲を取り囲む従来の切断装置とは異なり周囲の一方から切断しているために従来と比較して小さい動力で切断が可能となり、空間的に制限がある場所での使用にも適することとなった。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、より具体的な形態であって、上記掃印手段は第１のレールを移動可能な偏向手段と第２のレールを移動可能な折り返し手段とを有し、その偏向手段は供給手段から供給されたワイヤーソーを折り返し手段に偏向して折り返し手段へと渡し、折り返し手段はその渡されたワイヤーソーを折り返してもとの偏向手段へと渡し、偏向手段は折り返し手段からのワイヤーソーを供給手段へと戻すようにしたことを特徴とする切断装置である。
【００１１】
このように偏向手段と折り返し手段がワイヤーソーが往来するように構成されて、供給手段によって偏向手段から戻されたワイヤーソーを偏向手段へと供給して偏向手段の移動範囲において全体としてワイヤーソーの周回走行を行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、供給手段がワイヤーソーの走行力を与えるための駆動手段を兼ねていることを特徴とする切断装置である。
【００１３】
これによって掃印手段によるワイヤーソーの掃印範囲でワイヤーソーの供給を可能としつつその走行動力をも与えることができるため駆動装置を簡単な構造とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、更にワイヤーソーの余長を調整するための調整手段が設けられていることを特徴とする切断装置である。
【００１５】
これによって、ワイヤーソーを切断装置に取り付ける際や、レール間でのワイヤーソーの往来走行する距離の変化等による周回経路長の変動の応じて、周回走行が適切に行われて、望ましい切断を行うことのできるように、余長を調整することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載された発明は、偏向手段は少なくとも３個の個別のプーリを有し、第１の個別のプーリが一方から延在するワイヤーソーを掛け、第２の個別のプーリが他方から延在するワイヤーソーを掛け、当該第１及び第２の中間に位置する第３の個別のプーリが第１及び第２の個別のプーリに掛けられたワイヤーソーを夫々両側面で受けて折り返し手段へと渡し、その少なくとも３個の個別のプーリが一体的にレール上を移動するように構成されたことを特徴とする切断装置である。
【００１７】
このように構成することで、偏向手段が供給手段からワイヤーソーの供給を受けて折り返し手段へと渡し、そして再度そのワイヤーソーを受けて供給手段へと戻すことができるとともに、いわゆる偏向手段に対して折り返し手段の相対的な首振り動作も可能となる。
【００１８】
請求項６に記載された発明は、供給手段が偏向手段の移動の前後方向に配設された少なくとも２個のプーリを有することを特徴とする切断装置である。これによって偏向手段が移動してもワイヤーソーの全体の経路長の変動が少なくて済むこととなる。
【００１９】
請求項７に記載された発明は、供給手段の１個のプーリがワイヤーソーの走行力を与えるための駆動用プーリであることを特徴とする切断装置である。
【００２０】
この構成により、請求項３と同様に、掃印手段によるワイヤーソーの掃印範囲でワイヤーソーの供給を可能としつつその走行動力をも与えることができるため駆動装置を簡単な構造とすることができる。
【００２１】
請求項８に記載された発明は調整手段が移動可能な少なくとも一つのプーリから構成されていることを特徴とする切断装置である。
【００２２】
これによって、調整用プーリに掛けられたワイヤーソーの経路が変更されて全体の経路長を制御し、又は所望の張力に調整することが可能となる。
【００２３】
更に請求項９に記載された発明は、無端状のワイヤーソーを使用した切断方法であって、ワイヤーソーを被切断物の一方の側において延在させるとともにその一部を互いに合わさるようにして被切断物の他方の側へと突出させて渡し、ワイヤーソーを周回走行させつつ該突出した部分を被切断物に当接移動させることで被切断物の切断を行うことを特徴とするものである。
【００２４】
これによって、突出した部分で被切断物の切断を可能としつつ、該突出した部分を移動しても継続的にワイヤーソーを送り込むことが可能となり、切断部分を移動して切断することが可能となる。
【００２５】
そして、請求項１０に記載された発明は、更にワイヤーソーの該突出した部分を移動する際に変化するワイヤーソーの余長を調整することで、より適切な切断を行うことを可能としたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例を図を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１は、横に延びた被切断物Ｓを切断するためのワイヤーソーＷを使用した切断装置１の主要な構成を示す平面図である。
【００２８】
切断装置１は、被切断物Ｓを挟んで、その被切断の長手方向に沿って設けられた２本のレール２、３と、レール２に移動可能に取り付けられた偏向手段４と、レール３に移動可能に取り付けられた折り返し手段５と、偏向手段４を駆動するための第１の駆動手段６と、折り返し手段５を駆動するための第１の駆動手段７と、偏向手段４へのワイヤーソーの供給を行い偏向手段４からのワイヤーソーを受けるように配置された供給手段８、９とを有する。複数の細長い強固な（例えば鉄等の）ブラケット２０がレール２、３に固定されて被切断物Ｓに向かい、その先端には強固な（例えばブラケットと同様の鉄等による）扁平な板状体２１が取り付けられてレール２、３の相互から挟み込んで押すようにしている。これによって、レール２、３は被切断物Ｓとの間で固定され、容易にずれることがない。尚。被切断物Ｓが人工に造られた金属の壁等である場合には、板状体２１と金属の壁面とを溶接してより強固に固定してもよい。
【００２９】
ワイヤーソーＷは、供給手段８、供給手段９、偏向手段４、折り返し手段５、そして再度偏向手段４を経由し、元の供給手段８へと戻る無端状のループを形成し、走行可能な動力を得てその経路を周回走行する。
【００３０】
偏向手段４と、折り返し手段５とは、それぞれの駆動手段６、７によって互いの移動に応じて移動するようにされて、ワイヤーソーＷをレール２、３に沿って掃印する掃印手段を構築する。供給手段９から延びたワイヤーソーＷは、偏向手段４によってその向きを走行可能に偏向され、被切断物Ｓを突出するようにして折り返し手段５へと延びる。折り返し手段５は、ワイヤーソーＷを走行可能に折り返して偏向手段４へと戻し、偏向手段４は更にその向きを変更させる。被切断物Ｓを突出するように延ばされたワイヤーソーＷは、偏向手段４と折り返し手段５によってその間を往来走行する。そしてこの突出して往来走行するワイヤーソーＷの一辺を被切断物Ｓに当接させるようにして被切断物Ｓを研削し、偏向手段４と折り返し手段５とを同期させながら同方向に移動させることで、より被切断物Ｓの内部に食い込ませて切断する。
【００３１】
このように、偏向手段４と折り返し手段５とによって、ワイヤーソーＷが被切断物Ｓを挟んで往来するように橋渡し、その橋渡し部分を偏向手段４と折り返し手段５の移動によって掃印させることで、被切断物Ｓの切断が可能となる。図１に破線で示された左側のワイヤーソーＷと偏向手段４と折り返し手段５、実線で示された中央のワイヤーソーＷと偏向手段４と折り返し手段５、そして破線で示された右側のワイヤーソーＷと偏向手段４と折り返し手段５は、矢印方向へと掃印される過程を表している。
【００３２】
偏向手段４と折り返し手段５の目的とする移動範囲において、継続的にその橋渡し部分に無端走行するワイヤーソーを供給できるように、供給手段８、９が配置される。この例では、供給手段８と供給手段９とは、偏向手段４が移動する範囲を挟むように夫々レールの両端部分に配置されている。供給手段８、９が偏向手段４の移動の前後方向に配設されることで、偏向手段４が移動してもワイヤーソーＷの全体の経路長の変動が少なくて済む。尚、使用するワイヤーソーＷのループ長が一定であって、被切断物Ｓが大きい等、偏向手段４と折り返し手段５との距離を大きく取らなければならないときには、当然ながら偏向手段４と折り返し手段５の移動範囲がより限定され、供給手段８と供給手段９との距離もより縮小せざるをえないであろう。従って、この場合には必ずしも供給手段８と供給手段９がレール２、３の両端にある必要はない。
【００３３】
偏向手段４と折り返し手段５とは、通常は同方向に同期して移動するように各駆動手段６、７が制御される。しかし、折り返し手段５が偏向手段４に対して遅れて移動したり、偏向手段４の移動に先んじて移動するように、偏向手段４に対していわゆる首を振るように移動制御することも可能である（図２を参照）。例えば、図１では、レール３の敷設エリアが制限される等の事情で、レール２に対して短いレール３を使用せざるを得ない場合であるが、この場合でもその被切断物Ｓを左から右へと切断することが可能であることが明らかであろう。また、被切断物Ｓの硬度が場所によって変化する場合にも、この首振り走行により、硬度の高い箇所にワイヤーソーＷを局部的に当てさせて強い切断力をその箇所へと集中させることが可能となり、切断能力を高めることができる。
【００３４】
偏向手段４と折り返し手段５との首振りによって、偏向手段４と折り返し手段５との間の距離が変化する。従って、そのワイヤーソーＷが足りなくなって極度の張力負荷がかかったり、あるいはワイヤーソーＷが余って緩んだりすることがないように、切断装置１は、ワイヤーソーＷの全体の経路長が一定となるように、あるいはワイヤーソーＷが所望の張力となるように調整する調整手段１０、１１を有する。調整手段１０、１１は、ワイヤーソーＷによる切断に適合するように図示しない制御手段によって調整されて良好な切断を達成する。
【００３５】
ここで各手段について説明する。偏向手段４は３つのプーリ４ａ、４ｂ、４ｃから構成され、折り返し手段５は１つの円形状のプーリ５ａから構成される。プーリ４ａ、４ｂ、４ｃは、レール２上を摺動可能な移動フレーム４ｄに固着された各軸４ｅ、４ｆ、４ｇに回動可能に取り付けられている。同様に、プーリ５ａもレール３上を摺動可能な移動フレーム５ｄに固着された軸５ｂに回動可能に取り付けられている。
【００３６】
プーリ４ａ、４ｂ、４ｃは略３角形に配置されており、供給手段９から延びるワイヤーソーＷは、プーリ４ａの側面を一部周回してプーリ４ｂの側面に当接するように掛けられて対向するプーリ５ａの側面へと延び、その一部を周回して向きが変えられて他方の側面からプーリ４ｂの他方の側面へと延びる。プーリ４ｂの他方の側面に部分的に当接するワイヤーソーＷは、プーリ４ｃの一部側面を周回するように亘ってその向きを変えて供給手段８へと延びる。
【００３７】
供給手段８は、一つの円形状のプーリ８ａから構成され、図示しないモータ等の駆動源によって軸８ｂに回動可能に軸支されている。偏向手段４から延びたワイヤーソーＷは、このプーリ８ａの側面に部分的に周回してかけられ、回転駆動されるプーリ８ａによって走行力を得て走行する。軸８ｂは、レール３に対してその位置が動かないように支持フレーム１２に取り付けられている。支持フレーム１２は、レール３とのずれが生じないように、互いの一部が溶接されて固定されている。
【００３８】
偏向手段４を挟んで供給手段８の反対側に位置する供給手段９は、一つの円形状のプーリ９ａから構成され、レール２から拡大する突出部分２ａに取り付けられた軸９ｂに回動可能に軸支されている。供給手段８から延びて到来するワイヤーソーＷは、プーリ９ａの側面を部分的に周回してかけられて偏向手段４へと延びる。
【００３９】
このように、被切断物Ｓの一方の側に両供給手段８、９を設けてワイヤーソーＷ両方から延材させて、偏向手段４で互いに合わされるようにし、そして被切断物Ｓの他方の側へと突出させて、その間でワイヤーソーを往来走行させつつ被切断物にワイヤーソーを当接移動させることで、被切断物Ｓの切断が行われる。
【００４０】
供給手段８と供給手段９との間に設けられた調整手段１０、１１は、それぞれがその位置を移動可能な円形状のプーリ１０ａ、１１ａから構成されている。そして、このプーリ１０ａ、１１ａの移動によって各プーリ１０ａ、１１ａにかけられたワイヤーソーＷの余長が調整されるようになっている。
【００４１】
図１及び図３を参照すると、第１の調整手段１０で使用される余長調節用の油圧シリンダー１０ｃは、支持フレーム１２に固着されている。油圧シリンダー１０ｃのピストンロッド１０ｅの先端には接続部材１０ｆが取り付けられて、ピン１０ｇによって図示しないプーリ固定部材の一端に枢着されている。プーリ固定部材の他端には、プーリ１０ａを回動可能に軸支する軸１０ｂが取り付けられている。ピストンロッド１０ｅは油圧シリンダー１０ｃの油圧によって伸張又は縮小することができる。
【００４２】
プーリ固定部材は支持フレーム１２を移動可能なように支持され、ピストンロッド１０ｅの伸縮ストロークの量に応じてプーリ１０ａが移動する。プーリ１０ａの移動方向は、ワイヤーソーＷの余長を調整できるような方向であればよい。図２（ａ）では、実線でピストンロッド１０ｅが縮退した状態を示し、破線でピストンロッド１０ｅが縮退した状態を示しており、プーリの移動方向は、延在部材８と延在部材９を結んだ方向とほぼ直角をなした矢印で示している。
【００４３】
レール３の中央に位置する第２の調節装置１１は、余長調節用として調節装置１０で使用したと同様の油圧シリンダー１１ｃが使用されている。油圧シリンダー１１ｃは支持フレーム１３に固着され、この支持フレーム１３はレール２に固着されている。油圧シリンダー１１ｃのピストンロッド１１ｅの先端には接続部材１１ｆが取り付けられ、その接続部材１１ｆにプーリ固定部材１１ｄがピン１１ｇにより枢着されている。プーリ固定部材１１ｄは、さらにピン１１ｇと距離を置いたピン１１ｈによって回動可能に支持フレーム１３に取り付けられている。プーリ固定部材１１ｄには、ピン１１ｇとピン１１ｈから離れて延びたその先端部にプーリ１１ａが回動可能に軸１１ｂに軸支されている。油圧シリンダー１１ｃの油圧によってピストンロッド１１ｅが進退動作し、これに伴ってプーリ固定部材１１ｄがピン１１ｈを軸として回転し、その先端にあるプーリ１１ａもその軸を中心として円弧状に移動する。プーリ１１ａの回転移動方向は、ワイヤーソーＷの余長を調整できるような方向であればよい。図３（ｂ）では、実線でピストンロッド１０ｅが伸長した状態を示し、破線でピストンロッド１０ｅがそこからやや縮退した状態を示している。プーリの移動方向は、延在部材８と延在部材９を結んだ線を遮るように移動する。ピストンロッド１１ｅが縮退すると、プーリ１１ａの軸１１ｂが反時計回りに回転してプーリ１１ａにかかったワイヤーソーＷをより多く押し出し、一方、ピストンロッド１１ｅが伸張すると、プーリ１１ａの軸１１ｂが時計回り回転してワイヤーソーＷの押し出しの程度を緩める。この押し出しの程度を調整することで、ワイヤーソーＷの余長やワイヤーソーの張力が調整される。
【００４４】
調整手段１０、１１は、偏向手段４と折り返し手段５の移動のみでなく、ワイヤーソーを切断装置１に取り付けたり取り外したりする際に有効であるとともに、切断中に極度に張力が変化する場合にも有効である。例えば、ワイヤーソーＷの張力検出器を設けて被切断物の切断の最中にその張力を継続的に監視する。そしてワイヤーソーＷを所望の張力となるように、制御装置で調整手段１０、１１のピストンロッド１０ｅ、１１ｅの油圧を制御する。
【００４５】
偏向手段４と折り返し手段５を駆動するための駆動手段６、７は、ここでは、図示しないモータ等の駆動源によって回転するローラ６ａ、７ａとそのローラに巻き付けられるワイヤー６ｂ、７ｂから構成される。ワイヤー６ｂ、７ｂは、夫々移動フレーム４ｄ、５ｄに接続されている。そして、ローラ６ａ、７ａにワイヤー６ｂ、７ｂを巻き付けることによって、移動フレーム４ｄ、５ｄを牽引するようにして移動させる。ローラ６ａ、７ａの回転速度は、それぞれ別個に制御されることが好ましい。そして、通常は、移動フレーム４ｄ、５ｄは同様の移動速度を有するように互いに制御されるが、先に示したように、移動フレーム４ｄ、５ｄの何れかの移動を相対的に遅く又は早くするといった制御も場合に応じて行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、被切断物Ｓを研削するように、往復走行するワイヤーソーをレールに沿って掃引することで、深い川底や湖底、あるいは牽引エリアが限られているような場合でも、効果的に被切断物を研削切断することが可能となった。
【００４７】
尚、上記実施形態は、本願発明の思想を具体的に表した一例であって、本発明の技術的思想内で多様な変更が可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤーソーを利用した切断装置の概要図である。
【図２】偏向手段４に対して相対的に折り返し手段５が前後に首を振るように移動する概要図である。
【図３】調整手段１０、１１の移動前後の状態を示した概要図である。
【図４】従来のワイヤーソーによる研削の例を示した概要図である
【符号の説明】
１．．．切断装置
２、３．．．レール
４．．．偏向手段
４ａ、４ｂ、４ｃ．．．偏向用プーリ
５．．．折り返し手段
５ａ．．．折り返し用プーリ
６、７．．．駆動手段
６ａ、７ａ．．．ローラ
６ｂ、７ｂ．．．牽引用ワイヤー
８、９．．．供給手段
８ａ．．．供給用（駆動用）プーリ
９ａ．．．供給用プーリ
１０、１１．．．調整手段
１０ａ、１１ａ．．．調整用プーリ
１０ｃ、１１ｃ．．．ピストンロッド
【図１】
2004066382.tif 000003
【図２】
2004066382.tif 000004
【図３】
2004066382.tif 000005
【図４】
2004066382.tif 000006