(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接続スリーブからワイヤロープが抜けるとき、ワイヤソーの回転方向に対して前方部で抜ける安全性の高い接続スリーブ及び該接続スリーブを用いるダイヤモンドワイヤソーの接続方法を提供する。【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、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブ、及び、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブを用い、ダイヤモンドワイヤソーの両端部を貫通する孔の位置で接触させ、接続スリーブをかしめることにより、ワイヤソーの両端部を接続し無端状態とするダイヤモンドワイヤソーの接続方法。【選択図】図３
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【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、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなることを特徴とする接続スリーブ。
【請求項２】
接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブを用い、ダイヤモンドワイヤソーの両端部を貫通する孔の位置で接触させ、接続スリーブをかしめることにより、ワイヤソーの両端部を接続し無端状態とすることを特徴とするダイヤモンドワイヤソーの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続スリーブ及びダイヤモンドワイヤソーの接続方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、接続スリーブからワイヤロープが抜けるときに、ワイヤソーの回転方向に対して前方の接合部で抜ける安全性の高い接続スリーブ及びダイヤモンドワイヤソーの接続方法に関する。
【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。
ダイヤモンド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ダイヤモンドビーズ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、ダイヤモンド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、万一ダイヤモンドワイヤソーが破断する場合には、接続スリーブから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、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）。
図２は、そ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、ワイヤロープの端部の挿入を容易にするためのＣ面取り５を除いて、スリーブ全長を通じて内径ｄは一定であるが、外径は、右方の外径Ｄ1が左方の外径Ｄ2より大きい。この接続スリーブにワイヤロープの両端部を左右から挿入して中央で接触させ、油圧プレスとダイスを用いて一定の力で接続スリーブをかしめると、外径の小さい左方よりも、外径の大きい右方の方が、接続スリーブとワイヤロープがより強く接合される。したがって、ダイヤモンドワイヤソーを用いる切断作業において、接続スリーブの外径の大きい方若しくは大きかった方をワイヤソーの進行方向の後方側に位置させると、ワイヤソーの破断は接続スリーブからワイヤロープが抜けることにより起こり、しかもワイヤロープの抜けは、ワイヤソーの進行方向の前方側で起こる。その結果、後方側のワイヤロープの先端に接続スリーブが接合したまま残り、接続スリーブがワイヤロープから完全に外れて飛ぶことがない。この接続スリーブは、構造が簡単で容易に製造することができ、接続スリーブからワイヤロープが抜けるときも安全を保つことができるが、さらに簡単な構造で同様な効果を有する接続スリーブ及びダイヤモンドワイヤソーの接続方法が求められていた。
【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接続スリーブからワイヤロープが抜けるとき、ワイヤソーの回転方向に対して前方部で抜ける安全性の高い接続スリーブ及び該接続スリーブを用いるダイヤモンドワイヤソーの接続方法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、接続スリーブに接合されるワイヤロープの両端部の長さに長短をつけることにより、長い端部の方が短い端部よりも強い保持力で接続スリーブに接合され、内径、外径ともに均一な接続スリーブであっても、外径に大小のある接続スリーブと同様な効果が得られ、さらに、接続スリーブに貫通する孔を設けることにより、両端部の接合長さを正確に調整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、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなることを特徴とする接続スリーブ、及び、
（２）接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブを用い、ダイヤモンドワイヤソーの両端部を貫通する孔の位置で接触させ、接続スリーブをかしめることにより、ワイヤソーの両端部を接続し無端状態とすることを特徴とするダイヤモンドワイヤソーの接続方法、
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ダイヤモンドワイヤソーの接続方法によれば、ワイヤソーによる切断作業中に、ワイヤロープの保持力の小さい一方の端部が接続スリーブから抜けても、保持力の大きい他方の端部は接続スリーブから外れない。したがって、保持力の大きい端部をワイヤソーの進行方向に対して後方側とすることにより、接続スリーブが完全にワイヤロープから外れて飛んだり、接続スリーブが前方のワイヤロープの後端に残り、鞭のようにしなうワイヤロープから外れたりすることがなく、安全に切断作業を行うことができる。本発明の接続スリーブは、構造が簡単で容易に製造することができ、しかも、ワイヤロープの両端部の接合長さを正確に調整することができる。
【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、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブである。本発明のダイヤモンドワイヤソーの接続方法においては、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置に中心を有する該接続スリーブの外周から内周に貫通する孔を少なくとも１個設けてなる接続スリーブを用い、ダイヤモンドワイヤソーの両端部を貫通する孔の位置で接触させ、接続スリーブをかしめることにより、ワイヤソーの両端部を接続し無端状態とする。
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】
図３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であり、図中の左端から６.０ｍｍの位置、すなわち接続スリーブの全長に対して３０％の位置に中心を有する直径３.０ｍｍの円形の貫通する孔６が１個設けられている。また、両端の内周部にＣ面取り５を設け、ワイヤロープの端部の接続スリーブへの挿入を容易にしている。
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、全長２０ｍｍ、外径９.２ｍｍ、内径５.２ｍｍであり、図中の左端から６.０ｍｍの位置、すなわち接続スリーブの全長に対して３０％の位置に中心を有する直径３.０ｍｍの円形の貫通する孔６が、接続スリーブの中心軸に対して対称の位置に２個設けられている。また、両端の内周部にＣ面取り５を設け、ワイヤロープの端部の接続スリーブへの挿入を容易にしている。
【０００８】
図５は、本発明のダイヤモンドワイヤソーの接続方法の説明図である。本図においては、簡略化のために、ダイヤモンドビーズなどを省略して、接続スリーブとワイヤロープのみを示す。ワイヤロープの一方の端部１と、他方の端部２とを接続するために、それぞれの端部を接続スリーブ７に挿入し、接続スリーブに設けた貫通する孔６を通してワイヤロープの両端面が接触していることを目視により確認し、油圧プレスとダイスを用いて接続スリーブをかしめ、ワイヤロープと接続スリーブを接合させる。図５に示す状態においては、左方のワイヤロープの端部１と接続スリーブ７の全長の３０％が接合し、右方のワイヤロープの端部２と接続スリーブ７の全長の７０％が接合している。ワイヤロープのそれぞれの端部が接続スリーブと接合する長さは、接続スリーブに挿入するワイヤロープのゴム被覆層又は樹脂被覆層を剥離する長さによっても調整することができるが、本発明方法によれば、ワイヤロープの両端面の接触位置を目視により確認するので、より確実かつ正確にワイヤロープの両端部の接続スリーブとの接合長さを調整することができる。接続スリーブのかしめにより、接続スリーブの貫通する孔は変形するが、貫通する孔自体は目視し得るので、ワイヤソー駆動機へのワイヤソーの取り付け方向を誤って逆方向にするおそれもない。
本発明方法において、ワイヤロープの両端面の接触は、貫通する孔を通して目視により確認するほかに、例えば、貫通する孔にピン、金属薄膜片、プラスチック薄膜片などを挿入し、ワイヤロープの端面がこれらに接触するまで接続スリーブにワイヤロープの端部を挿入した上で、目視により確認することもできる。
【０００９】
図６は、本発明方法により接続したワイヤソーの使用方法の説明図である。本図においては、理解を容易にするために、ワイヤソーのゴム被覆又は樹脂被覆を省略している。また、接続スリーブの貫通する孔はかしめにより変形するが、本図では円形の貫通する孔として示している。ワイヤソーの進行方向が図の矢印の方向である場合、図に示すように、ワイヤロープの端部と接続スリーブとの接合長さが長い方をワイヤソーの進行方向に対して後方とする。ワイヤロープの端部と接続スリーブとの接合長さが短い方が、接合長さが長い方よりも、ワイヤロープの保持力が小さいので、ワイヤロープが接続スリーブから抜ける場合は、接合長さが短いほうのワイヤロープの端部が抜ける。すなわち、図６において、ワイヤソーの端部８と接続スリーブ７が離れ、接続スリーブ７はワイヤソーの端部９に接合した状態で接続スリーブからワイヤロープが抜ける。
【００１０】
本発明の接続スリーブにおいて、貫通する孔の中心の位置は、接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０〜４５％の位置であり、より好ましくは２５〜４０％の位置である。貫通する孔の中心の位置が接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して２０％未満の位置であると、接続スリーブとの接合長さの短いワイヤロープの端部に対する保持力が小さくなり、小さい力でワイヤロープが接続スリーブから抜けやすくなるおそれがある。貫通する孔の中心の位置が接続スリーブの一方の端から接続スリーブの全長に対して４５％を超える位置であると、接続スリーブとの接合長さの短いワイヤロープの端部に対する保持力と接合長さの長いワイヤロープの端部に対する保持力との差が小さくなり、接続スリーブとの接合長さの長いワイヤロープの端部が抜ける場合が生ずるおそれがある。
本発明の接続スリーブにおいて、貫通する孔の形状に特に制限はなく、例えば、円形、正方形、長方形、その他の多角形、楕円形、不定形などを挙げることができる。貫通する孔の中心は、円形は、円の中心、正方形及び長方形は、対角線の交点、その他の形状は、その平面図形の重心である。これらの図形の中で、ワイヤロープの両端面の接触状態を目視で観察するために、左右対称の図形であることが好ましく、工作の容易さから、円形であることが特に好ましい。
【００１１】
本発明の接続スリーブにおいて、貫通する孔が円形である場合、その直径が接続スリーブの内径の２０〜９０％であることが好ましく、４０〜７０％であることがより好ましい。直径が接続スリーブの内径の２０％未満であると、ワイヤロープの両端面の接触状態の目視による確認が困難になり、かつ、接続スリーブのかしめにより孔の痕跡が確認しにくくなるおそれがある。直径が接続スリーブの内径の９０％を超えると、接続スリーブの強度が低下するおそれがある。
本発明の接続スリーブにおいて、貫通する孔は、接続スリーブの壁面に１個設けることができ、接続スリーブの中心軸に対称に２個設けることもできる。貫通する孔を２個設けると、接続スリーブの強度は低下するが、接続スリーブを回転しながらかしめるとき、常に貫通する孔を通してワイヤロープの端面を観察することができる。
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、例えば、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。
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、ＳＴＫＭ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、チタン、ＴＡＢ６４００Ｈ、ＴＡＢ３２５０Ｈ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。
【実施例】
【００１２】
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ＨＲＢ８７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、一方の端面から６.０ｍｍ、すなわち全長に対して３０％の位置に中心を有する直径３.０ｍｍの円形の貫通する孔を、接続スリーブの中心軸に対称の位置にそれぞれ１個ずつ開けた。
ゴム被覆層を有するダイヤモンドワイヤソー［旭ダイヤモンド工業(株)、ハイパースネークＣＳ］の端部のゴム被覆層を剥離し、接続スリーブの両端から、ワイヤロープの端面が貫通する孔の中央部で接触するように挿入し、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、引っ張り試験片を作製した。
万能試験機［(株)島津製作所、オートグラフＡＧ−２０ｋＮＣ］を用い、引っ張り速度５ｍｍ／分で引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は５.１ｋＮであった。
実施例２
貫通する孔の中心の位置を、一方の端面から８.０ｍｍ、すなわち全長に対して４０％とした以外は、実施例１と同様にして接続スリーブを作製し、引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は７.１ｋＮであった。
実施例３
焼き入れ調質した機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａの代わりに、ＪＩＳ Ｈ ４６５０に規定するチタン合金ＴＡＢ３２５０Ｈを用いた以外は、実施例１と同様にして接続スリーブを作製し、引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は５.２ｋＮであった。
実施例４
焼き入れ調質した機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａの代わりに、ＪＩＳ Ｈ ４６５０に規定するチタン合金ＴＡＢ３２５０Ｈを用いた以外は、実施例２と同様にして接続スリーブを作製し、引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は７.８ｋＮであった。
実施例５
焼き入れ調質した機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａの代わりに、ＪＩＳ Ｈ ４０４０に規定するジュラルミンＡ２０１７Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして接続スリーブを作製し、引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は５.０ｋＮであった。
実施例６
焼き入れ調質した機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａの代わりに、ＪＩＳ Ｈ ４０４０に規定するジュラルミンＡ２０１７Ｂを用いた以外は、実施例２と同様にして接続スリーブを作製し、引っ張り試験を行った。その結果、ワイヤロープは、接続スリーブとの接合長さが短い方が抜け、そのときの引き抜き強度は６.８ｋＮであった。
実施例１〜６の結果を、第１表に示す。
【００１３】
【表１】
2005059169.tif 000003
【００１４】
第１表に見られるように、本発明の接続スリーブを用いて、本発明方法により接続したワイヤソーの接続部分は、引っ張り試験において、常に接続スリーブとの接合長さが短い方が抜ける。また、同質の材料で作製した接続スリーブでは、接合長さが短い方が引き抜き強度が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】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一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】本発明のダイヤモンドワイヤソーの接続方法の説明図である。
【図６】本発明方法により接続したワイヤソーの使用方法の説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
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  ダイヤモンドビーズ
５  Ｃ面取り
６  貫通する孔
７  接続スリーブ
８  ワイヤソーの端部
９  ワイヤソーの端部
１０  コイルばね
【図１】
2005059169.tif 000004
【図２】
2005059169.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005059169.tif 000007
【図５】
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【図６】
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