(57)【要約】【課題】石材や、コンクリートなどの切断に用いられるダイヤモンドワイヤソーにおいて、作業中に異常な力が発生して、ワイヤロープが接続スリーブの箇所で破断したときに、接続スリーブが飛ぶことのない安全な接続スリーブ及び該接続スリーブにより接続した安全なワイヤソーを提供する。【解決手段】ダイヤモンドワイヤソーの接続スリーブにおいて、接続スリーブの略中央部に、分割手段を有することを特徴とする接続スリーブ、及び、ワイヤロープの両端部が、接続スリーブに左右両側から対向状態に挿入され、接続スリーブのかしめにより無端状態に接続されてなるワイヤソーにおいて、接続スリーブが略中央部に分割手段を有することを特徴とするワイヤソー。【選択図】図３
2005074543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドワイヤソーの接続スリーブにおいて、接続スリーブの略中央部に、分割手段を有することを特徴とする接続スリーブ。
【請求項２】
分割手段が、接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝及び／又は穴である請求項１記載の接続スリーブ。
【請求項３】
分割手段の引張破断強度が、５〜１０ｋＮである請求項１記載の接続スリーブ。
【請求項４】
ワイヤロープの両端部が、接続スリーブに左右両側から対向状態に挿入され、接続スリーブのかしめにより無端状態に接続されてなるワイヤソーにおいて、接続スリーブが略中央部に分割手段を有することを特徴とするワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石材やコンクリートなどの切断に用いられるダイヤモンドワイヤソーを無端状態に接続する接続スリーブ及びワイヤソーに関する。さらに詳しくは、本発明は、ワイヤロープが接続スリーブの箇所で破断したときに、接続スリーブが飛ぶことのない安全な接続スリーブ及び該接続スリーブにより接続した安全なワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
超砥粒を固着した円筒状のビーズが、ワイヤロープに数珠状に連なって取り付けられたワイヤソーは、石材やコンクリートなどの切断対象物に環状に巻きつけられ、ワイヤソー駆動機で２５〜４０ｍ／ｓの高速で巻き回すことにより対象物を切断する。ワイヤソー工法は、大型鉄筋コンクリートの切断が可能であり、複雑な形状の切断を行うことができ、騒音、振動、粉塵が少なく、環境特性に優れ、遠隔操作により水中構造物や高所構造物の切断が可能であり、作業効率が高いために、時間的制約の厳しい作業に適している。
ワイヤソーのワイヤロープの両端部を接続し、無端状態の環状にするために、接続スリーブが用いられる。図１は、ワイヤソーの接続部分の一例を示す部分断面図である。ワイヤロープの両端部１及び２を、切断面がワイヤの長さ方向に対して垂直な平滑面になるようにワイヤカッターで切断し、切断面から所定の位置まで被覆材を除去してワイヤロープを露出させる。次いで、ワイヤロープを接続スリーブ３の両端から挿入し、ワイヤロープの端面同士が接続スリーブの中央で接触し、かつ接続スリーブとビーズ４の間にワイヤロープが露出していない状態とする。この状態で、接続スリーブを手動式油圧プレスのダイスにセットし、加圧ハンドルを操作し、接続スリーブのかしめにより圧着してワイヤロープの両端部を接続し、無端状態のワイヤソーを完成する。
以前には、ワイヤロープの接続部の強度は、大きいことが好ましいと考えられていた。例えば、ワイヤの両端突合せ部に硬質砥粒を介してスリーブを嵌め、かしめ止めすることにより、硬質砥粒がワイヤとスリーブの両方に食い込んで、ワイヤとスリーブの結合作用が極めて強くなるワイヤソーの接合構造が提案されている（特許文献１）。しかし、ワイヤロープの接続部が強固であると、ワイヤソーの破断箇所が予測できず、また、切断作業中にワイヤロープに異常な負荷がかかると、ワイヤロープが破断したり、ワイヤソー駆動機が損傷するおそれがあり、かえって危険であると考えられるようになってきた。このために、近年は、ワイヤロープの接続スリーブを一定時間ごとに交換するとともに、万一ワイヤソーが破断する場合には、接続スリーブでワイヤロープが抜けるような工夫がなされはじめた。
例えば、保持力が高く、安全性の高いワイヤソーとして、ワイヤロープの一方に対する保持力と他方に対する保持力に差が生ずるように、接続スリーブの内面に、左右において形態の異なる円周方向の溝を形成したワイヤソーが提案されている（特許文献２）。また、本発明者は、接続スリーブとワイヤロープ間の保持力が高く、安全性の高いワイヤソーを与え、製作が簡単な接続スリーブとして、内径が同一であるが、外径が左右で異なり、小さい外径と大きい外径の比が０.８５〜０.９５である接続スリーブを提案した（特許文献３）。この接続スリーブでワイヤロープを接続し、外径の大きい部分がワイヤソーの回転方向に対して後方に位置するように配置すると、接続スリーブからワイヤソーが抜けたとき、前方のワイヤソーが鞭のように跳ねても、接続スリーブは後方側に残り、飛散することが防止される。このような接続スリーブを用いることにより、ワイヤソーの破断時の危険性を減少することができるが、接続スリーブの残らない前方側のワイヤロープからビーズが抜け落ちることを完全に防止することはできなかった。
【特許文献１】実公平６−１２９６号公報（第１−２頁）
【特許文献２】特許第２７００９７３号公報（第１−２頁）
【特許文献３】特許第３４４８０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、石材や、コンクリートなどの切断に用いられるダイヤモンドワイヤソーにおいて、作業中に異常な力が発生して、ワイヤロープが接続スリーブの箇所で破断したときに、接続スリーブが飛ぶことのない安全な接続スリーブ及び該接続スリーブにより接続した安全なワイヤソーを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、接続スリーブの略中央部に分割手段を設け、該分割手段の引張破断強度を、接続スリーブのかしめにより接続されたワイヤロープの引き抜き強度より小さくすることにより、接続スリーブは該分割手段において破断し、ワイヤロープが接続スリーブから抜けることなく、破断箇所の両側に接続スリーブが残り、ワイヤロープからのビーズの飛散と脱落を防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、
（１）ダイヤモンドワイヤソーの接続スリーブにおいて、接続スリーブの略中央部に、分割手段を有することを特徴とする接続スリーブ、
（２）分割手段が、接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝及び／又は穴である第１項記載の接続スリーブ、
（３）分割手段の引張破断強度が、５〜１０ｋＮである第１項記載の接続スリーブ、及び、
（４）ワイヤロープの両端部が、接続スリーブに左右両側から対向状態に挿入され、接続スリーブのかしめにより無端状態に接続されてなるワイヤソーにおいて、接続スリーブが略中央部に分割手段を有することを特徴とするワイヤソー、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の接続スリーブ及びワイヤソーは、ワイヤロープが接続スリーブから抜けることがなく、ワイヤソーが破断するときは、接続スリーブの略中央部の分割手段において破断し、破断箇所の前後両方に接続スリーブが残るので、接続スリーブがワイヤロープから抜けて飛び出すことがなく、ビーズが飛散することも脱落することもなく、極めて安全性が高い。また、破断部分を新しい接続スリーブを用いて接続するとき、すべてのビーズはワイヤロープの所定の位置に留まっているので、容易に短時間でワイヤソーを接続し、作業を再開することができる。本発明の接続スリーブは、金属材料から簡単な工作により容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の接続スリーブは、ダイヤモンドワイヤソーの接続スリーブにおいて、接続スリーブの略中央部に、分割手段を有する接続スリーブである。本発明の接続スリーブは、分割手段が、接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝及び／又は穴であることが好ましい。本発明の接続スリーブは、引張破断強度が５〜１０ｋＮであることが好ましい。本発明のワイヤソーは、ワイヤロープの両端部が、接続スリーブに左右両側から対向状態に挿入され、接続スリーブのかしめにより無端状態に接続されてなるワイヤソーにおいて、接続スリーブが略中央部に分割手段を有するワイヤソーである。
現在、建設構造物の切断解体工法に用いられるワイヤソーのワイヤロープ径は、ほとんどが５.０ｍｍである。ただし、ロープ径とは、ロープの任意の断面における外接円の直径である。ワイヤロープ径５.０ｍｍのワイヤソーに用いられる接続スリーブの寸法は、全長２０ｍｍ、外径９.０〜９.３ｍｍ、内径５.１〜５.４ｍｍである場合が多い。
【０００７】
本発明の接続スリーブは、接続スリーブの略中央部に分割手段を有する。接続スリーブの略中央部とは、接続スリーブの中央から接続スリーブの長さ方向の前後にスリーブ長さの２０％の位置であり、より好ましくはスリーブ長さの１０％の位置である。長さ２０ｍｍの接続スリーブにおいて、略中央部は、接続スリーブの一端から６〜１４ｍｍの位置であり、より好ましくは８〜１２ｍｍの位置である。
本発明において、接続スリーブの分割手段に特に制限はなく、例えば、接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝、穴や、接続スリーブの略中央部における２個の接続スリーブ片の接着、ろう付け、溶接などを挙げることができる。これらの中で、外周に設けた円周方向の割り溝及び穴は、接続スリーブへの工作が容易なので、特に好適に用いることができる。本発明の接続スリーブは、外周に設けた割り溝のみを有することができ、穴のみを有することもでき、あるいは、外周に設けた割り溝及び穴の両方を有することもできる。割り溝と穴の両方を設けることにより、割り溝での破断をより確実にすることができる。穴の形状に特に制限はなく、例えば、丸穴や多角形のきり穴などを挙げることができ、また、貫通穴と止り穴のいずれともすることができる。貫通穴とは、接続スリーブの外周から内周まで達する穴をいう。貫通穴は、１個設けることができ、２個以上設けることもできる。２個以上の貫通穴は、接続スリーブの中心軸に対して対称の位置に存在することが好ましい。
本発明の接続スリーブにおいて、内周面の状態に特に制限はなく、平滑面とすることができ、ドリルで貫通したのみの状態とすることもでき、あるいは、溝を設けた状態や、ねじを切った状態とすることもできる。
【０００８】
図２は、本発明の接続スリーブの一態様の部分断面図である。本態様の接続スリーブは、全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍの金属製のスリーブの中央の外周に、断面が開口部において３.０ｍｍ、底部において１.５ｍｍ、深さ０.７ｍｍの台形である円周方向の割り溝５が設けられている。すなわち、割り溝部分の外径は７.８ｍｍである。本態様の接続スリーブは、両端の内周部にＣ面取り６を有する。両端の内周部にＣ面取りを設けることにより、ワイヤロープの端部を接続スリーブに容易に挿入することができる。
図３は、本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。本態様の接続スリーブは、図２に示す接続スリーブの割り溝に、中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの２個の貫通穴７を設けたものである。割り溝にさらに貫通穴を設けることにより、より確実に接続スリーブの割り溝でワイヤソーの破断を生じさせることができる。
【０００９】
図４は、本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。本態様の接続スリーブは、図２に示す接続スリーブの内周部にＭ６のめねじ８を切ったものである。内周部にめねじを切ることにより、接続スリーブのかしめにより接続されたワイヤロープの引き抜き強度を高めることができ、また、接続スリーブの破断をより確実に生じさせることができる。
図５は、本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。本態様の接続スリーブは、図２に示す接続スリーブの円周方向の割り溝に、中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの２個の貫通穴７を設け、さらに内周部にＭ６のめねじ８を切ったものである。割り溝に貫通穴を設けることにより、より確実に割り溝で接続スリーブの破断を生じさせることができる。接続スリーブの内周部にめねじを切ることにより、接続スリーブのかしめにより接続されたワイヤロープの引き抜き強度を高めることができ、また、接続スリーブの破断をより確実に生じさせることができる。
【００１０】
本発明のワイヤソーにおいて、接続スリーブの分割手段の引張破断強度は、５〜１０ｋＮであることが好ましく、６〜８ｋＮであることがより好ましい。分割手段の引張破断強度が５ｋＮ未満であると、ワイヤソーが作業中に破断しやすくなるおそれがある。分割手段の引張破断強度が１０ｋＮを超えると、ワイヤソーの使用中に、分割手段が破断する前に、ワイヤロープが接続スリーブから抜けるおそれがある。接続スリーブの分割手段の引張破断強度を好ましくは５〜１０ｋＮ、より好ましくは６〜８ｋＮとすることにより、ワイヤソーの使用中に接続スリーブの破断が頻発することなく、ワイヤソーの使用中にワイヤロープが接続スリーブから抜けることもなく、安全に切断作業を行うことができる。
【００１１】
接続スリーブのかしめによるワイヤロープの接続には、手動油圧プレスとダイスが用いられる。接続スリーブのかしめには、断面が円形又は正六角形のダイスが用いられる場合が多い。図６は、接続スリーブのかしめに用いられる断面が正六角形のダイスの一例の断面図である。ワイヤロープの端部１が挿入された接続スリーブ３を、断面が正六角形のダイス９を用いてかしめることにより、ワイヤロープを接続する。全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍの接続スリーブとワイヤロープ径５.０ｍｍのワイヤソーに対しては、正六角形の相対する面の間隔が７.４〜７.８ｍｍのダイスが一般的に用いられる。
接続スリーブのかしめによるワイヤロープ接続には、２本のワイヤロープの端部を接続スリーブの中央で両端部が接触するように挿入し、接続スリーブを油圧プレスのダイスにセットして加圧し、接続スリーブのかしめによりワイヤロープを圧着する。１か所のかしめを終えたのち、接続スリーブをずらして、圧着されていない残りの部分も同様に圧着する。断面が正六角形のダイスの場合、かしめられた接続スリーブの六角面が左右で同一平面になるように位置を合わせ、左側と右側の圧着が重なり合うように圧着する。
【００１２】
接続スリーブの分割手段の引張破断強度は、接続スリーブについて引張試験を行うことにより測定することができる。分割手段が円周方向の割り溝のみである全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍの接続スリーブの場合、円周方向の割り溝部分の外径は、通常は６.５〜８.５ｍｍであることが好ましく、７.０〜８.０ｍｍであることがより好ましい。分割手段が中心軸に対して対称の位置に設けた貫通穴２個である全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍの接続スリーブの場合、貫通穴の直径は、通常は２.０〜５.０ｍｍであることが好ましく、３.０〜４.０ｍｍであることがより好ましい。分割手段が円周方向の割り溝と、中心軸に対して対称の位置に設けた貫通穴２個である全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍの接続スリーブの場合、円周方向の割り溝部分の外径は、通常は７.０〜８.５ｍｍであることが好ましく、７.２〜８.０ｍｍであることがより好ましく、貫通穴の直径は、通常は２.０〜４.０ｍｍであることが好ましく、２.５〜３.５ｍｍであることがより好ましい。分割手段として、円周方向の割り溝と、中心軸に対して対称の位置の２個の穴を設けることにより、接続スリーブの破断を、確実に分割手段において生じさせることができる。
【００１３】
本発明の接続スリーブの材質に特に制限はなく、例えば、ＳＳ３００、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材、Ｓ４５Ｃ、Ｓ３０Ｃ、ＳＴＫＭ１１Ａなどの炭素鋼、ＳＫ、ＳＫＳ、ＳＫＤなどの工具鋼、あるいはこれらを熱処理したもの、純チタン、ＴＡＢ６４００Ｈなどのチタン合金、ジュラルミンＡ２０１７Ｂなどのアルミ合金などを挙げることができる。
本発明のワイヤソーは、接続スリーブの略中央部に分割手段を有するので、切断作業中に異常な力が発生してワイヤソーが破断しても、破断は接続スリーブの分割手段で起こり、接続スリーブが左右に分かれてそれぞれがワイヤー端部に残存するので、接続スリーブの飛び出しや、ビーズの飛散、脱落を防止することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
ＪＩＳ Ｇ ３４４５に規定される機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａを焼き入れ調質し、硬度ＨＲＢ４０として、接続スリーブを作製した。接続スリーブの寸法は、全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍとし、両端の内周部にＣ面取りを設けた。この接続スリーブを、接続スリーブＡとする。
接続スリーブＡを加工して、図２に示す形状の分割手段を有する接続スリーブＢを作製した。接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝は、断面が開口部において３.０ｍｍ、底部において１.５ｍｍ、深さ０.９ｍｍの台形であり、割り溝部分の外径は７.４ｍｍである。ＪＩＳ Ｇ ３５４０に規定される構成１×７、ステンレス鋼ＳＡ、ロープ径５.０ｍｍの操作用ワイヤロープを、切断面が平滑な面になるように長さ５０ｍｍに２本切断した。このワイヤロープを、接続スリーブＢの左右から１０ｍｍずつ挿入し、手動式油圧プレスと断面が正六角形で相対する面の間隔が７.８ｍｍのダイスを用いて接続スリーブをかしめ、引張試験片５個を作製した。万能試験機［(株)島津製作所、オートグラフＡＧ−２０ｋＮＣ］を用い、引張速度５ｍｍ／分で引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は１０.６ｋＮであった。
接続スリーブＢの割り溝部分に、中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図３に示す形状の接続スリーブＣを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は７.３ｋＮであった。
接続スリーブＢの内周部全面にＭ６のめねじを切り、図４に示す形状の接続スリーブＤを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は７.１ｋＮであった。
接続スリーブＢの内周部全面にＭ６のめねじを切り、さらに割り溝部分に中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図５に示す形状の接続スリーブＥを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は５.１ｋＮであった。
接続スリーブＡを加工して、図２に示す形状の分割手段を有する接続スリーブＦを作製した。接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝は、断面が開口部において３.０ｍｍ、底部において１.５ｍｍ、深さ０.７ｍｍの台形であり、割り溝部分の外径は７.８ｍｍである。この接続スリーブＦを用いて、同様にして５個の引張試験片を作製して、５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は１２.９ｋＮであった。
接続スリーブＦの割り溝部分に、中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図３に示す形状の接続スリーブＧを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は９.０ｋＮであった。
接続スリーブＦの内周部全面にＭ６のめねじを切り、図４に示す形状の接続スリーブＨを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は９.９ｋＮであった。
接続スリーブＦの内周部全面にＭ６のめねじを切り、さらに割り溝部分に中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図５に示す形状の接続スリーブＩを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は６.６ｋＮであった。
接続スリーブＡを加工して、図２に示す形状の分割手段を有する接続スリーブＪを作製した。接続スリーブの外周に設けた円周方向の割り溝は、断面が開口部において３.０ｍｍ、底部において１.５ｍｍ、深さ０.５ｍｍの台形であり、割り溝部分の外径は８.２ｍｍである。この接続スリーブＪを用いて、同様にして５個の引張試験片を作製して、５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は１６.８ｋＮであった。
接続スリーブＪの割り溝部分に、中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図３に示す形状の接続スリーブＫを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は１０.８ｋＮであった。
接続スリーブＪの内周部全面にＭ６のめねじを切り、図４に示す形状の接続スリーブＬを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は１０.４ｋＮであった。
接続スリーブＪの内周部全面にＭ６のめねじを切り、さらに割り溝部分に中心軸に対して対称の位置に直径３.０ｍｍの貫通穴２個を開け、図５に示す形状の接続スリーブＭを作製し、同様にして５回の引張試験を行った。引張試験片は、すべて中央部の分割手段で破断し、引張破断強度の平均値は８.６ｋＮであった。
実施例１の結果を、第１表に示す。
【００１５】
【表１】
2005074543.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の接続スリーブ及びワイヤソーを用いることにより、ワイヤロープが接続スリーブから抜けることがなく、ワイヤソーが破断するときは、接続スリーブの略中央部の分割手段において破断し、破断箇所の前後両方に接続スリーブが残るので、安全にワイヤソー工法による切断作業を実施することができる。また、破断部分を新しい接続スリーブを用いて接続するとき、すべてのビーズはワイヤロープの所定の位置に留まっているので、容易に短時間でワイヤソーを接続し、作業を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ワイヤソーの接続部分の一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の接続スリーブの一態様の部分断面図である。
【図３】本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。
【図４】本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。
【図５】本発明の接続スリーブの他の態様の部分断面図である。
【図６】接続スリーブのかしめに用いるダイスの一例の断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ワイヤロープの端部
２  ワイヤロープの端部
３  接続スリーブ
４  ビーズ
５  割り溝
６  Ｃ面取り
７  貫通穴
８  めねじ
９  ダイス
【図１】
2005074543.tif 000004
【図２】
2005074543.tif 000005
【図３】
2005074543.tif 000006
【図４】
2005074543.tif 000007
【図５】
2005074543.tif 000008
【図６】
2005074543.tif 000009