(57)【要約】  【課題】駆動プーリとワイヤソーとの間でスリップが生じることなく、切断あるいは切削作業を円滑に遂行することができ、また、ワイヤソーのたるみ量を少なくして切断幅を大きくすることができる切断装置を提供する。  【解決手段】互いに間隔を置いて平行に延びる１対のプーリ支持体１，１と、これらのプーリ支持体１，１の先端部にそれぞれ軸支された１対の前方プーリ７，７と、少なくとも一方のプーリ支持体７に前方プーリ７から後方に離間して軸支された後方プーリ１２と、各プーリ７，１２に無端状に巻き掛けられたワイヤソー１３と、ワイヤソー１３に張力を付与する張力付与手段と、ワイヤソー１３を循環走行させる駆動モータとを備え、ワイヤソー１３は互いに隣り合う２つのプーリ７，７間で複数段に巻き掛けられ、これら複数段に巻き掛けられた２つのプーリ７，７の少なくとも一方に、駆動モータが駆動連結されている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を置いて平行に延びる１対のプーリ支持体と、
これらのプーリ支持体の先端部にそれぞれ軸支された１対の前方プーリと、
少なくとも一方のプーリ支持体に前記前方プーリから後方に離間して軸支された後方プーリと、
前記各プーリに無端状に巻き掛けられたワイヤソーと、
このワイヤソーに張力を付与する張力付与手段と、
前記ワイヤソーを循環走行させる駆動モータとを備え、
前記ワイヤソーは互いに隣り合う２つのプーリ間で複数段に巻き掛けられ、
これら複数段に巻き掛けられた２つのプーリの少なくとも一方に、前記駆動モータが駆動連結されていることを特徴とするワイヤソーによる切断装置。
【請求項２】
前記ワイヤーソーは、前記１対の前方プーリ間で複数段に巻き掛けられていることを特徴とする請求項１記載のワイヤソーによる切断装置。
【請求項３】
前記張力付与手段は、前記後方プーリを前記プーリ支持体に前後方向に移動自在に支持する手段と、この後方プーリを後方に付勢する付勢部材とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤソーによる切断装置。
【請求項４】
前記１対のプーリ支持体間は、連結部材により連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載のワイヤソーによる切断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１記載のワイヤソーによる切断装置を使用した構造物切断方法であって、
構造物に間隔を置いて１対のガイド孔を設置し、
これらのガイド孔に前記１対のプーリ支持体をそれぞれ挿入して、前記駆動モータにより前記ワイヤソーを循環走行させ、
同時に前記プーリ支持体をガイド孔に沿って移動させることにより構造物を切断することを特徴とする構造物切断方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１記載のワイヤソーによる切断装置を使用した地盤切削方法であって、
地盤に間隔を置いて１対のガイド管を設置し、
これらのガイド管に前記１対のプーリ支持体をそれぞれ挿入して、前記駆動モータによより前記ワイヤソーを循環走行させ、
同時に前記プーリ支持体をガイド管に沿って移動させることにより前記ガイド管間の地盤を溝状に切削することを特徴とする地盤切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイヤソーによる切断装置、さらには、この切断装置を用いてコンクリート構造物などの構造物を切断し、あるいは地盤を溝状に切削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱、壁、橋脚などの各種コンクリート構造物を切断する方法として、ワイヤにダイヤモンドなどの多数の超硬チップを取り付けてなる無端状のワイヤソーによる切断方法が知られている。この方法は、ワイヤソーをコンクリート構造物にＵ字状に巻き付け、比較的大径の駆動プーリを有する駆動装置によって循環走行させながら一方向に引き寄せることにより、コンクリート構造物を切断するものである。
【０００３】
また、ワイヤソーにより地盤を切削する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、複数のプーリが支持された１対のプーリ支持体と、各プーリに巻き掛けられた無端状のワイヤソーとを備えた装置を使用する。そして、地盤に間隔をおいて１対のガイド管を設置し、これらのガイド管にプーリ支持体を挿入しながらワイヤソーを循環走行させ、これによって地盤を溝状に切削するものである。
【０００４】
この先行技術文献に開示された装置は、ワイヤソー及びこれを循環走行させる駆動プーリを含むプーリ群が支持体に取り付けられて一纏まりとなっていることから、装置全体がコンパクトとなり、またワイヤソーも短くて済むことから、駆動エネルギーのロスも小さいという利点がある。
【０００５】
しかしながら、その反面、駆動プーリもガイド管内に挿入しなければならず、駆動プーリとして小径のものを使用せざるを得ない。しかも、ワイヤソーが全体として略直角三角形（あるいは四角形）をなすように、その各頂点位置に駆動プーリを含む各プーリが取り付けられることから、駆動プーリに対する巻き付け角も小さくなり、駆動プーリとワイヤソーとの間の摩擦力を大きくすることができない。このため、駆動プーリとワイヤソーとの間でスリップが生じやすく、地盤を円滑に切削できない場合がある。また、ワイヤソーのたるみ量も大きいことから、プーリ支持体間の間隔すなわちプーリ支軸間寸法を大きくとることができず、切断幅を大きくとることができない。
【特許文献１】特開平６−２６４４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ワイヤソーを循環走行させて対象物を切断あるいは切削する際に、駆動プーリとワイヤソーとの間でスリップが生じることなく、切断あるいは切削作業を円滑に遂行することができ、また、ワイヤソーのたるみ量を少なくして切断幅を大きくすることができる切断装置、構造物切断方法及び地盤切削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、互いに間隔を置いて平行に延びる１対のプーリ支持体と、
これらのプーリ支持体の先端部にそれぞれ軸支された１対の前方プーリと、
少なくとも一方のプーリ支持体に前記前方プーリから後方に離間して軸支された後方プーリと、
前記各プーリに無端状に巻き掛けられたワイヤソーと、
このワイヤソーに張力を付与する張力付与手段と、
前記ワイヤソーを循環走行させる駆動モータとを備え、
前記ワイヤソーは互いに隣り合う２つのプーリ間で複数段に巻き掛けられ、
これら複数段に巻き掛けられた２つのプーリの少なくとも一方に、前記駆動モータが駆動連結されていることを特徴とするワイヤソーによる切断装置にある。
【０００８】
上記切断装置において、例えば、前記ワイヤーソーは、前記１対の前方プーリ間で複数段に巻き掛けられている構成とすることができる。前記張力付与手段は、前記後方プーリを前記プーリ支持体にその長さ方向に移動自在に支持する手段と、この後方プーリを後方に付勢する付勢部材とで構成することができる。また、前記１対のプーリ支持体間が、連結部材により連結されている構成を採用することもできる。
【０００９】
また、この発明は、上記切断装置を使用した構造物切断方法であって、
構造物に間隔を置いて１対のガイド孔を設置し、
これらのガイド孔に前記１対のプーリ支持体をそれぞれ挿入して、前記駆動モータにより前記ワイヤソーを循環走行させ、
同時に前記プーリ支持体をガイド孔に沿って移動させることにより構造物を切断することを特徴とする構造物切断方法にある。
【００１０】
さらに、この発明は、上記切断装置を使用した地盤切削方法であって、
地盤に間隔を置いて１対のガイド管を設置し、
これらのガイド管に前記１対のプーリ支持体をそれぞれ挿入して、前記駆動モータにより前記ワイヤソーを循環走行させ、
同時に前記プーリ支持体をガイド管に沿って移動させることにより前記ガイド管間の地盤を溝状に切削することを特徴とする地盤切削方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、駆動モータが連結される２つのプーリ間でワイヤソーが複数段に巻き掛けられているので、ワイヤソーと駆動プーリとの間の摩擦力が大きくなり、スリップが生じるのを防止することができる。したがって、切断作業を円滑に遂行することができる。また、２つのプーリ間に生じるたるみ量も小さくなることから、１対のプーリ支持体のプーリ間でワイヤソーを複数段に巻き掛ける構成とした場合には、支持体間の間隔すなわちプーリ支軸間寸法を大きくとることができ、これにより切断幅を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１，図２は、この発明のワイヤソーによる切断装置の実施形態を示し、図１は平面図、図２は側面図である。なお、図１において矢印Ａは切断方向を示している。
【００１３】
切断装置は互いに間隔を置いて延びる１対のプーリ支持体１，１を備えている。プーリ支持体１，１は、前方部２と後方部３とからなり、これらはいずれも２枚のプレート４，４及び５，５からなっている。前方部２を構成するプレート４，４の後端部には鞘管６，６がそれぞれ固定され、これらの鞘管６，６に後方部３を構成するプレート５，５の先端部が挿入されている。これにより、後方部３は前方部２に対して前後に移動自在となっている。すなわち、プーリ支持体１，１は伸縮自在となっている。１対のプーリ支持体１，１は、鞘管６，６間に端部が支持固定された連結部材１０により前方部２，２間が連結され、またプレート５，５間に端部が支持固定された連結部材１１により後方部３，３間が連結されている。
【００１４】
各プーリ支持体１の先端部すなわち前方部２のプレート４，４間には前方プーリ７がそれぞれ軸支されている。下側プレート４の下面には油圧により作動する駆動モータ８が設けられ、この駆動モータ８はギヤボックス９内の変速ギヤ（図示せず）を介して前方プーリ７の軸に駆動連結されている。駆動モータ８及びギヤボックス９は、１対のプーリ支持体１，１の一方にのみ設けてもよいし、双方に設けるようにしてもよい。双方に設ける場合は、駆動モータ８の作動は、同期させるようにする。
【００１５】
各プーリ支持体１には前方プーリ７から後方に離間した位置、すなわち後方部３のプレート５，５間に後方プーリ１２がそれぞれ軸支されている。それぞれ１対の前方プーリ７，７及び後方プーリ１２，１２は、いずれも同軸に重ねた２つのプーリからなり、したがって同軸のプーリ溝を２つ有している。これらの前方プーリ７，７及び後方プーリ１２，１２にワイヤソー１３が無端状に巻き掛けられている。そして、この無端状のワイヤソー１３は、駆動モータ８が連結された１対の前方プーリ７，７間では２回、すなわち２段（あるいは２層）に巻き掛けられている。この巻き掛け段数は、２段に限らず、３段以上の複数段とすることができる。なお、各プーリ７，１２に隣接して設けられたローラ１５は、ワイヤソー１３がプーリ溝から離脱するのを防止するためのものである。
【００１６】
後方部３の下側のプレート５の下面には油圧により作動するシリンダ１６が設けられている。この作動シリンダ１６のロッド部は下側の鞘管６に固定されている。この作動シリンダ１６を作動させることにより、前方部２に対して後方部３を後方に付勢することができる。これにより、後方プーリ１２が後方に付勢され、ワイヤソー１３に所要の張力を付与することができる。
【００１７】
上述のような切断装置によれば、駆動モータ８を作動させると、ワイヤソー１３が循環走行し、この状態でプーリ支持体１，１を図１の矢印Ａ方向に移動させることにより、前方プーリ７，７間のワイヤソー１３部分で切断対象物を切断することができる。その際、ワイヤソー１３は駆動モータ８が連結される２つのプーリ７，７間で２段に巻き掛けられているので、ワイヤソー１３と駆動プーリ７との間でスリップが生じるのを防止することができる。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、駆動プーリ７に対するワイヤソー１３の巻き付け角α1 を従来の装置による巻き付け角α0 よりも大きくすることができ（α1 ＞ α0 )、その結果ワイヤソー１３と駆動プーリ７との間の摩擦力が大きくなることから、スリップが生じるのを防止することができる。
【００１９】
また、プーリ７，７間に生じるたるみ量も小さくなることから、１対のプーリ支持体１，１間の間隔すなわちプーリ支軸間寸法を大きくとることができ、これにより切断幅を大きくすることができる。さらに、１対のプーリ支持体１，１のプーリ７，７間で２本のワイヤソー１３部分により切断対象物が切断されることになるので、切断によって形成される溝厚を大きくすることができる。
【００２０】
プーリの設置形態及びワイヤソーの巻き掛け形態は、種々のものとすることができる。図４は、このことを概念的に示したもので、（ａ）は図１，図２に示した装置の形態を示している。（ｂ）は、後方プーリ１２，１２間でワイヤソー１３を２段に巻き掛けた形態を示している。この場合、後方プーリ１２，１２の一方又は双方に駆動モータが連結されて、後方プーリ１２，１２は一方又は双方が駆動プーリとなる（以下、ワイヤソー１３が２段に巻き掛けられる（ｃ）〜（ｆ）のプーリについても同じ）。この形態では、先ず前方プーリ７，７間の１本のワイヤソー１３部分で対象物が切断された後、後方プーリ１２，１２間の２本のワイヤソー１３部分で対象物が切断されることになるので、切断溝の厚みを段階的に大きくすることができる。
【００２１】
（ｃ）は、一方のプーリ支持体１の前方プーリ７及び後方プーリ１２間でワイヤソー１３を２段に巻き掛けた形態を示している。この形態では、対象物は１本のワイヤソー１３部分で切断されることになる。
【００２２】
（ａ）〜（ｃ）は、プーリを４つとして、これらのプーリを四角形の頂点位置にそれぞれ設置したプーリの設置形態であるが、（ｄ）〜（ｆ）に示すように、プーリを３つとしてすなわち後方プーリ１２を１つとして、三角形の頂点位置にそれぞれ設置した場合にも、この発明を適用できる。（ｄ）は、そのようなプーリ設置形態において、前方プーリ７，７間でワイヤソー１３を２段に巻き掛けた形態を示している。（ｅ）は、一方のプーリ支持体１の前方プーリ７及び後方プーリ１２間でワイヤソー１３を２段に巻き掛けた形態を示している。（ｆ）は、一方のプーリ支持体１の前方プーリ４と、他方のプーリ支持体１の後方プーリ１２との間でワイヤソー１３を２段に巻き掛けた形態を示している。
【００２３】
図５〜図７は、上述の切断装置を用いた構造物切断方法の実施形態を示している。図５に示すように、砂防ダムなどのコンクリートダムの上流側に堆積した土砂を排出するために、ダム本体２０を四角形に切断して排出路２１を形成する場合がある。この工法に上述の切断装置を適用することができる。以下、施工方法について説明する。
【００２４】
先ず、図６に示すように、ダム本体２０に上下流間のボーリング施工により上下各１対のガイド孔２２を設ける。そして、図７に水平断面図で示すように切断装置の１対のプーリ支持体１，１をガイド孔２２，２２にそれぞれ挿入する。ここで、１対のプーリ支持体１，１の先端部にはＰＣ鋼線などの牽引部材２３がそれぞれ取り付けられている。
【００２５】
そして、駆動モータ８の作動によりワイヤソー１３を循環走行させ、同時に牽引部材２３によりプーリ支持体１，１を牽引することにより、ガイド孔２２，２２間のコンクリートを切断する。このような切断を全部のガイド孔２２，２２間について行い、これによってダム本体２２を四角形に切断し、その切断の結果できる四角柱状の切断ブロック２５（図６の４つの切断溝２４で囲まれた部分）を引き出して除去する。これにより、ダム本体２０に図５に示したような排出路２１が形成される。なお、切断装置は、牽引に限らず、油圧ジャッキなどによる推進（押込み）によって、コンクリート内部に進入させるようにしてもよい。
【００２６】
上記工法に適用される切断装置は、上述のように、プーリ７，７間に生じるたるみ量が小さくなることから、１対のプーリ支持体１，１間の間隔すなわちプーリ支軸間寸法を大きくとることができる。したがって、それに応じて、ガイド孔２２，２２間の間隔を大きくとることができ、１回の切断によって切断できる幅を大きくすることができる。
【００２７】
また、２本のワイヤソー１３部分によりコンクリートを切断することができるので、切断によって形成される切断溝２４（図６参照）の厚みを大きくすることができる。因みに、ワイヤソーをコンクリート構造物にＵ字状に巻き付ける従来方法では、１本のワイヤソー部分で切断しているため、切断溝の厚みが小さく切断ブロックを除去するのが困難であった。これに対し、この発明の切断装置を用いる方法では、切断溝２４の厚みが大きくなるので、切断ブロックを容易に除去することができる。
【００２８】
上記施工例は、コンクリートダムを切断する例であるが、構造物としてアースダムなどの土構造物を切断する場合にも、上記切断装置を用いることができる。この場合、ガイド孔２２が崩壊するおそれがあるときは、ボーリング孔にガイド管を挿入する。上記構造物の切断施工形態は、切断装置を水平方向に移動させて構造物を水平方向に切断するものであるが、切断装置を鉛直方向に移動させて構造物を鉛直方向に切断することも可能である。
【００２９】
この発明の切断装置は、例えば地盤中に止水壁を築造する場合などのように、地盤を切削することも可能である。この場合、ボーリング孔をそのままガイド孔として利用すると、孔壁が崩壊してしまうので、ボーリング孔にガイド管を挿入する。それ以外は、構造物を切断する際の手順と全く同様である。地盤を切削する場合も、構造物切断の場合と同様に、鉛直方向、水平方向、あるいは斜め方向いずれの方向にも切削施工できる。また、構造物が地盤と接している場合も、地盤とともに切断することも可能である。
【００３０】
また、例えばヒューム管、コンクリート擁壁などのように、切断幅がプーリ支軸間寸法よりも小さなものであれば、ガイド孔を設けずに切断することが可能である。
【００３１】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採ることができる。例えば、上記実施形態では、ワイヤソーに張力を付与するために、プーリ支持体を前方部と後方部で構成して伸縮自在としたが、そのような構成を採らず、後方プーリの軸を支持するためにプーリ支持体に設ける孔を長孔とし、それにより後方プーリを前後に移動自在とし、この後方プーリの軸に油圧シリンダを連結する構成を採ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明のワイヤソーによる切断装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】同実施形態の側面図である。
【図３】従来装置と本発明装置のワイヤソーの巻き付け角の違いを説明するための図である。
【図４】プーリの設置形態及びワイヤソーの巻き掛け形態を例示する図である。
【図５】構造物切断方法の実施形態を示す断面図である。
【図６】同実施形態の正面図である。
【図７】同実施形態の水平断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      プーリ支持体
２      前方部
３      後方部
４      プレート
５      プレート
６      鞘管
７      前方プーリ
８      駆動モータ
１０      連結部材
１１      連結部材
１２      後方プーリ
１３      ワイヤソー
１５      ローラ
１６      作動シリンダ
２０      構造物（ダム本体）
２１      堆積土砂排出路
２２      ガイド孔
２３      牽引部材
２４      切断溝
２５      切断ブロック
【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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【図６】
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【図７】
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