JP2005083005A - 舗装路面切断装置 - Google Patents

Abstract

【目的】切断傾斜角度を調整可能とした舗装路面切断装置を提供する。
【構成】走行可能且つ路面Ｓに固定可能なフレーム１１に対して上下動可能且つ回転可能なセンターシャフト２３に第１のアーム２９が回動自在に連結され、、センターシャフトと第１のアームとの間に第２のアーム４４が連結される。第１のアームと第２のアームはいずれも伸縮可能である。センターシャフトの上下動によって調節可能な第１のアームの高さ位置Ｈと、第１のアーム自身の伸縮によって調節可能な第１のアームの長さｒとによって、第１のアームの先端に取り付けた切断ブレード３８による路面切断作業における切断径Ｒおよび切断傾斜角度θを所望値に設定することができる。切断ブレードを直線切断用の円板状のもの（４６）に交換することにより直線切断にも対応し、この場合にも所定の切断傾斜角度（θｙ）で路面を切断することができる。
【選択図】 図５

Description

この発明は、主としてマンホールの設置・交換・嵩上げなどの工事を行う場合にマンホールを取り囲む円形領域で舗装路面を切断するために用いられる舗装路面切断装置に関する。

この種の装置として、従来は、舗装路面に対して略直交する切断ブレードを回転駆動させて舗装路面を切断する装置が用いられていたが、この装置によると舗装路面が垂直に切断されるため、マンホール設置や嵩上げ工事後にその回りの切断領域内にコンクリートやアスファルト舗装を行ったときに、この新設舗装部と既設舗装部との密着が十分に得られず、車両走行等による荷重を長期にわたって受けたときに新設舗装部が陥没して既設舗装部との間で亀裂段差や路面破損を生じ、道路の寿命を著しく低下させるという欠点が指摘されるに至った。

そこで、このような欠点を解消するため、下記特許文献１に記載される装置では、カッター状の切断刃を斜めに傾斜させて舗装路面に食い込ませながら所定の円形軌道に沿って周回させることにより舗装路面を円錐形状に切断する。すなわち、垂直に配される駆動主軸の先端（下端）に水平アームを介してカッター状の切断刃（図１０，図１１）を傾斜させた状態でセットし、駆動主軸を路面に向けて下降させることにより切断刃を路面に徐々に食い込ませ、且つ、駆動主軸を中心とする所定の円形軌道に沿って周回移動させて路面を円形に切削してゆく。これによって円形に切断された路面部分は、上方に向かうにつれて徐々に径が大きくなる切頭逆円錐形状を有することになるので、この切断路面部分を取り出すことが容易である。
特開２００２−００４２１５号公報

また、下記特許文献２に記載される装置には、切断刃が周設された平面視および正面視断面円弧状（すなわち球冠状）の回転体を、回転軸を水平に維持した状態で駆動手段により高速回転させながら、該回転体に周設された切断刃を所定深さまで路面に食い込ませた状態とし、この状態を維持しながら所定の円形軌道に沿って一周させることにより、舗装路面の円形切断作業を行うことができる。これによって円形に切断された路面部分は、上方に向かうにつれて徐々に径が大きくなる断面円弧状の周縁形状を有することになるので、この切断路面部分を取り出すことが容易であり、新設舗装部の陥没も防止することができる。
特許第３３７１２５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、切断刃を下降させながら路面に徐々に食い込ませて所定円形軌道に沿って周回移動させるものであるが、路面切断部分との干渉が大きい。したがって、切断刃の移動速度を速くすると舗装路面の切削片が周囲に飛散し、切断刃の摩耗も激しく且つ一定ではないため、早めに交換しないと摩耗の激しい箇所の切断刃が作業中に飛散することもあって、きわめて危険性が大きいものであった。このため、実際には、切断刃の下降移動速度および周回移動速度を比較的低速にして作業を行わなければならず、所定の深さまで切削するには周回移動を何度も繰り返して行う必要があり、作業効率が悪いものであった。

特許文献２に記載の装置では、球冠状の切断ブレードを用いているため、上記の欠点はほぼ解消されるが、工事現場までおよび工事現場からの移動時には切断ブレードが路面と干渉することを防ぐためにフレームを傾倒させた状態に維持しなければならず、この傾倒されたフレーム上にエンジンなどの重量物が載置されることになるため、安定性に欠けるものであった。

また、前述のような利点から、円形に切断した路面部分が上方に向かうにつれて徐々に大径となる形状を有するように切断することが望まれるものの、該切断部端面が有するべき最適な傾斜角度は路面舗装体の合材の骨材種類や施工場所などによって変動するため、舗装路面円形切断装置には切断傾斜角度を可変とする機構が備えられていることが好ましい。しかしながら、特許文献１，２記載のいずれの装置にも、このような機構は開示されていない。球冠状の切断ブレードを用いる特許文献２では、回転軸を水平に維持した状態で該球冠状切断ブレードの下端部を路面に食い込ませて切断を行う構造であるため、切断深さに応じて切断傾斜角度は若干変動するが、同一の切断ブレードを用いながら切断傾斜角度を自在に調整することは不可能である。

また、舗装路面の補修工事などにおいて舗装路面を直線に沿って切断することが要求されることがあり、この直線切断の場合も、既設舗装部と新設舗装部との間の密着性を向上させて路面陥没などを防止するために傾斜角度を持たせて切断することが好ましいが、円形切断と直線切断をともに傾斜角度を持たせた状態で行うことのできる兼用機としての構成は、特許文献１，２記載のいずれにも開示されていない。特許文献１記載の装置は円形切断専用機である。特許文献２に記載の装置は、切断ブレードを直線切断用のものに交換することにより直線切断加工を行うことができる円形／直線切断兼用機である（段落００２３）が、直線切断を行うときは円板状の切断ブレードを路面に垂直に食い込ませることしかできず、所定の傾斜角度で直線切断を行うことは不可能である。

さらに、マンホールの設置や嵩上げ工事に際しては、該マンホールと略同心に路面を切断することが要求されるが、特許文献１，２記載のいずれの装置にしても、これを簡便に行うことができず、しかも正確な心出し作業を行うことが困難であった。

したがって、本発明が解決しようとする主たる課題は、これら従来技術の不利欠点を解消し、舗装路面を可変の傾斜角度で切断することができる装置を提供することにある。

本発明が解決しようとするもう一つの課題は、切断ブレードを交換するだけで円形切断と直線切断のいずれをも行うことができる舗装路面切断装置を提供することにある。

本発明が解決しようとするさらに別の課題は、マンホールの心出し作業を簡単且つ正確に行うことができる手段を備えた舗装路面円形切断装置を提供することにある。

これらの課題を解決するための手段として、請求項１にかかる本発明の舗装路面切断装置は、略垂直方向に延長するセンターシャフトと、センターシャフトを上下動させるためのシャフト昇降駆動手段と、センターシャフトを回転させるためのシャフト回転駆動手段と、センターシャフトに対して回動自在に連結された第１のアームと、第１のアームを伸縮させるための第１のアーム伸縮手段と、センターシャフトおよび第１のアームとの間に各々回動自在に連結された第２のアームと、第２のアームを伸縮させるための第２のアーム伸縮手段と、第１のアームの先端に取り付けた切断ブレードと、切断ブレードを高速回転させるためのブレード回転駆動手段と、を有することを特徴としている。

請求項２は、請求項１記載の舗装路面切断装置において、切断ブレードを第１のアームに対して第１のアームの延長方向と略直交方向にスライド移動させるためのブレード移動手段が設けられたことを特徴としている。

請求項３は、請求項１記載の舗装路面切断装置において、切断ブレードとして、円形切断用の球冠状切断ブレードと、直線切断用の円板状切断ブレードとが準備され、そのいずれかが第１のアームの先端に交換可能に取り付けられることを特徴としている。

請求項４は、請求項３記載の舗装路面切断装置において、円形切断用の球冠状切断ブレードが第１のアームの先端に取り付けられた場合に、センターシャフトの下端に切断径に応じた径の心出し用円板が交換可能に取り付けられることを特徴としている。

請求項５は、請求項１記載の舗装路面切断装置において、切断ブレードを実質的に覆うブレードカバーが設けられることを特徴としている。

請求項６は、請求項５記載の舗装路面切断装置において、ブレードカバーの下端開口に、路面の凹凸に追従して蛇腹状に変形可能な汚泥吸引台が周設され、さらにその回りに、路面に接地するブラシが周設されることを特徴としている。

請求項７は、請求項５または６記載の舗装路面切断装置において、切断ブレードによる舗装路面切断作業中にブレードカバーの内部に冷却水を供給して切断ブレードを冷却するための冷却水供給手段と、冷却水供給手段により供給された冷却水および舗装路面切断作業によって発生する汚泥を吸引する水・汚泥吸引手段と、水・汚泥吸引手段によって吸引した水と汚泥とを分離する水・汚泥分離手段と、水・汚泥分離手段により分離された水を回収して冷却水供給手段により供給すべき冷却水として再利用可能とする水回収手段と、を有することを特徴としている。

請求項８は、請求項１記載の舗装路面切断装置において、装置全体を舗装路面に沿って走行可能とするための走行手段と、装置全体を舗装路面の所定箇所に不動に保持するための設置固定手段とを有することを特徴としている。

本発明の舗装路面切断装置によれば、センターシャフトの上下動によって調節可能な第１のアームの高さ位置と、第１のアーム自身の伸縮によって調節可能な第１のアームの長さとの相関関係によって、第１のアームの先端に取り付けた切断ブレードによる路面切断傾斜角度を可変とすることができる。したがって、路面舗装体の合材の骨材種類や施工場所などに応じて最適な切断傾斜角度を選択して設定することができるという、従来技術にはない大きな効果を発揮する。

また、本発明の舗装路面切断装置では、第１のアームの先端に、円形切断用の球冠状切断ブレードと直線切断用の円板状切断ブレードの２種類の切断ブレードを交換可能に取り付けられるので、円形／直線切断兼用装置として機能する。しかも、いずれの場合にも路面切断端面に傾斜角度を持たせて切断することが可能であり、且つ、その切断傾斜角度を必要に応じて可変とすることができる。

また、本発明の舗装路面切断装置では、センターシャフトの下端に切断径に応じた径の心出し用円板が交換可能に取り付けられるので、特にマンホールの設置や嵩上げ工事などの際にマンホールと同心に舗装路面を円形切断する場合に、マンホールと略同径の心出し用円板を用いることで、簡単且つ正確な心出しを行うことができる。

本発明の一実施形態による舗装路面切断装置について、以下に添付の図１および図２を参照して説明する。この舗装路面切断装置１０のフレーム１１には、エンジン１２、エンジン１２の出力軸（符号なし）に連結された油圧ポンプ１３、エンジン１２に供給する燃料を収容する燃料タンク１４、ハンドル１５の回転伝達軸１６に連結されたウォーム減速機１７、油圧ポンプ１３を駆動するための媒体油を収容する油圧タンク１９などが支持されている。油圧ポンプ１３は、油圧タンク１９からの媒体油を分送器２６を介して各油圧ホース（図示せず）に送油し、この装置１０内のすべての油圧シリンダおよび油圧モータを作動する。

フレーム１１の四隅には、路面切断作業時に進行方向前方となる一対の前方支持脚２０ａと、同進行方向後方となる一対の後方支持脚２０ｂが垂下固定され、これらの各支持脚２０ａ，２０ｂに内設された油圧シリンダ２１により伸縮可能なアンカー２２が各支持脚の下端から突出している。油圧シリンダ２１は上述のように油圧ポンプ１３の出力を受けて作動する。各前方支持脚２０ａには旋回板１８を介して前輪３１が回転自在且つ旋回自在に連結されている。左右一対の後輪３２は、エンジン１２の出力軸（図示せず）に減速機およびスプロケット／チェーン等の回転伝達機構（図示せず）を介して連結されることによりエンジン１２によって所定の低速で駆動される駆動軸３３の両端に固着されている。駆動軸３３には変速機６９およびシフトハンドル（図示せず）が付設され、シフトハンドルの操作により変速比を可変とすることができるようになっている。なお、図１には、アンカー２２が縮小していて路面Ｓから離れており、前輪３１および後輪３２が路面Ｓに接して走行可能とされた状態が示されている。

フレーム１１の中心には、下方に延長するセンターシャフト２３が上下動可能且つ回転可能に設けられている。センターシャフト２３は、ベアリング付の軸受６４を介してフレーム１１に対して上下動不能且つ回転可能に支持されているシャフト上下用油圧シリンダ６３の下端に固着され（すなわち、センターシャフト２３はシリンダ６３のシリンダシャフトである）、その先端にはセンターピン６５が着脱可能に取り付けられている。シリンダ６３にはスプロケット２４が固着され、このスプロケット２４と、ウォーム減速機１７の出力軸（符号なし）に固着したスプロケット（符号なし）との間にチェーン２５が巻回されていることにより、ハンドル１５の手動回転に応答してシリンダ６３が回転するようになっている。シリンダ６３の下端には複数本のガイド棒６６が固着されており、センターシャフト２３に固着されたリング板７０の穴（図示せず）を挿通して、センターシャフト２３の回りを下方に延長している。シリンダ６３が回転すると、その下端に固着されたガイド棒６６も一体に回転するので、リング板７０を介してセンターシャフト２３も一体に回転する。すなわち、これらガイド棒６６およびリング板７０を有する連動機構によってシリンダ６３とセンターシャフト２３は互いに相対回転不能であり、シリンダ６３の回転と共に常にセンターシャフト２３も一体に回転する。また、センターシャフト２３は、油圧ポンプ１３の出力を受けて上下動するシリンダ６３と一体に上下動する。センターピン６５の先端には後述するセンター円板２７を着脱可能に取り付けることができる。

センターシャフト２３の先端近くには、油圧ポンプ１８の出力を受けて作動する油圧シリンダ２８により伸縮可能な第１のアーム２９が取り付けられ、第１のアーム２９の先端にはハウジング３６が連結され、さらにその先端には、油圧ポンプ１８により駆動されるブレード回転用油圧モータ（モータハウジング３７に収容されている）の出力軸（符号なし）に連結された球冠状の切断ブレード３８が設けられている。この切断ブレード３８は球面の一部に相当する形状を有しており、平面視（図２）および正面視（図１）のいずれにおいても断面円弧形状を呈している。

ハウジング３６には、ギヤドモータ３４、ユニバーサルジョイント３５、ボールネジ６７などの部材が収容されており、ギヤドモータ３４の回転出力をユニバーサルジョイント３５を介してポールネジ６７に伝達してボールネジ６７を回転させ、このボールネジ６７に螺合するナット６８を介して連結したモータハウジング３７をハウジング３６の長手方向に沿ってスライド移動可能とするための移動手段を構成している。図示の構成はこの移動手段の一例であり、同様の目的を達成できるものであれば任意の構成を採用することができる。

符号３９は切断ブレード３８の大半部を収容するブレードカバーであり、第１のアーム２９の先端に着脱可能且つ水平軸７１の回りを回動自在に取り付けられている。ブレードカバー３９は、切断ブレード３８と干渉しないように適当な空間を開けてこれを包囲し、その下端開口部には汚泥吸引台４０が周設され、さらにその外側をブラシ４１が包囲している。

ブレードカバー３９および汚泥吸引台４０に関連する構成について、図８および図１５〜図２０を参照してより具体的に説明すると、ブレードカバー３９の外側面には後述する吸引・分離システム５０に関連する給水口４５が開口形成されるとともに、内側面には下端から所要の高さに至る細長溝７２が切り欠き形成されている。後述するように、この装置１０を直線切断に使用する場合、所望の切断傾斜角度θｙを得た後にモータハウジング３７をハウジング３６に対してスライド移動させて下降させ、直線切断用ブレード４６を路面Ｓに所定の切断深さＤｙまで食い込ませる必要がある（図１４）が、ブレード４６が路面Ｓに食い込んだ直後から汚泥の飛散が始まるので、ブレード４６が切断深さＤｙまで食い込む間のブレード回転軸（モータハウジング３７）の移動を許容しなければならない。細長溝７２はこのために形成されたものであり、モータハウジング３７がハウジング３６に対してスライド下降するにつれて、モータハウジング３７はこの細長溝７２内を移動する。図８において、Ｓ１はモータハウジング３７がハウジング３６に対して最上昇位置にあるときのブレード軸位置を示し、Ｓ２は最下降位置にあるときのブレード軸位置を示す。Ｂ１は軸位置Ｓ１のときのブレード３８，４６の外周、Ｂ２は軸位置Ｓ２のときのブレード３８，４６の外周を示す。

汚泥吸引台４０は、長手方向両端に配置される一対の端部材７３と、一または複数の連結部材７４を長手方向において支点ピン７５で互いに回動自在に連結して略方形の枠状に組んだ構成を有している。ブレードカバー３９はこの略方形枠状の汚泥吸引台４０の中に位置しており、その長手方向両端の下端部に端部材７３，７３が取り付けられている。

端部材７３は、汚泥吸引台４０の短手方向に延長する部分７３ａと、この部分７３ａの両端に連結されて平行に延長する一対の部分７３ｂ，７３ｂとから一体に形成された平面視略Ｕ字形を有している。部分７３ａ，７３ｂはいずれも概して筒状の中空部材であり、それらの底面には切断作業中に発生する汚泥を吸引するための吸引溝７９ａ，７９ｂが各長手方向全長に亘って延長形成されている。吸引溝７９ａは部分７３ａの中空部８４ａに連通し、吸引溝７９ｂは部分７３ｂの中空部８４ｂに連通し、中空部８４ａ，８４ｂ同士も連通している。

部分７３ａの中央には軸７６が一体に設けられ、この軸７６を挿通する穴（図示せず）を有する回転金具７７がブレードカバー３９の長手方向両端の下端に回動自在に連結されており、また、軸７６の回りにはバネ７８が巻回されていて端部材７３を下方に（路面に向けて）付勢している。

連結部材７４も概して筒状の中空部材であるが、端部材７３の部分７３ｂの外寸と略同一またはそれより若干大きな内寸を有し、部分７３ｂを嵌合可能である。連結部材７４の両端に部分７３ｂを嵌合してピン穴８０，８２を整列させ、これらピン穴に支点ピン７５を挿通して先端に任意抜け止めを施すことにより、端部材７３，７３と連結部材７４とを互いに回動自在に連結する。連結部材７４を複数用いる場合には、連結部材７４同士の連結も同様にして行う。連結部材７４の底面にも全長に亘って延長する吸引溝８１が形成され、支点ピン７５により連結される端部材７３の部分７３ｂにおける吸引溝７９ｂ（および複数の連結部材７４が用いられる場合は隣接する連結部材７４の吸引溝８４）と連続する吸引溝を与えている。

また、端部材７３には中空部８４ａと連通して上方に延長する吸引パイプ８３が設けられている。これら吸引溝７９ａ，７９ｂ，８１および吸引パイプ８３は後述する吸引・分離システム５０に関連するので、それらの作用については後述する。

端部材７３の外側および両側の下端ならびに各連結部材７４の外側の下端には各々ブラシ４１が取り付けられ、これらが実質的に連続して汚泥吸引台４０の下端を包囲している。ブラシ４１の下端は汚泥吸引台４０よりさらに下方に位置しており、汚泥吸引台４０の全体を路面Ｓからわずかに浮かせた状態として、汚泥吸引台４０が路面Ｓに直接接触することによる異音発生を防止すると共に、給水口４５から供給される冷却水を毛細管現象で保水誘導することによってブレードカバー３９の外部への飛散を防止する役割を果たしている。

第１のアーム２９はセンターシャフト２３に対して水平軸４２を介して回動自在に連結されており、第１のアーム２９の上面とセンターシャフト２３の中間地点との間にこれらに対して回動自在に連結された第２のアーム４４が、油圧ポンプ１８の出力を受けて作動するシャフト上下用油圧シリンダにより伸縮することにより、第１のアーム２９が水平軸４２を中心として垂直面上を回動し、これとともにハウジング３６、油圧モータハウジング３７、切断ブレード３８およびブレードカバー３９も一体的に回動する。図１には、第２のアーム４４が最も収縮した状態が示されており、このとき第１のアーム２９はほぼ水平である。図示の実施形態では、第２のアーム４４を第１のアーム２９に対して特定の位置で連結しているが、第１のアーム２９の軸方向に沿って複数の連結地点を設けておき、その中の任意の連結地点を選択して第２のアーム４４を連結するような構成を採用してもよい。

なお、第１のアーム２９、第２のアーム４４、ハウジング３６、油圧モータハウジング３７、切断ブレード３８およびブレードカバー３９などの部材はセンターシャフト２３の回転につれて一体的に回転するが、図１と図２とではセンターシャフト２３の回転角度位置が９０度異なっており、図１には、図２のセンターシャフト２３を同図において９０度時計方向に回転させたときの状態が示されている。

次に、この舗装路面切断装置１０を用いて、マンホールの嵩上げ工事に際してマンホールの周囲の舗装路面を略同心の円形に切断する作業工程を、図１および図２に加えて図３ないし図９を参照して説明する。

まず、図１に示す状態の舗装路面切断装置１０を工事現場に設置する。前述のように、この装置１０はエンジン１２を動力源として回転駆動される駆動軸３３、その両端に固着された後輪３２および回転自在且つ旋回自在な前輪３１を備えているので、工事現場まで自走させることができる。たとえば、トラックの荷台に載せて工事現場近くまで搬送し、荷台にあゆみ板を渡して地上に降ろして自走させて、工事現場に設置することができる。

マンホールの嵩上げ工事を行う場合、該マンホールの周囲の舗装路面を略同心の円形に切断することが必要となるので、装置１０の設置に際しては、センターシャフト２３の下端に、嵩上げ工事を行うマンホールＭと略同一寸法のセンター円板２７を取り付ける（図３）。一般に使用されているマンホールの径は数種類に限定されているので、これら数種類のマンホール径に各々対応する径を有する数種類のセンター円板２７を用意しておき、嵩上げ工事を行うマンホールＭの径に合ったセンター円板２７を取り付ける。そして、シリンダ６３によりセンターシャフト２３を伸張（下降）させて、先端に取り付けたセンター円板２７をマンホールＭに近付け、これらの円周が一致するように装置１０を移動させる。これによって心出し作業が簡単且つ正確に行われる。このようにして装置１０をマンホールＭに対して所定位置に設置することができる。

装置１０の位置決めが完了した後、支持脚２０ａ，２０ｂに内設された油圧シリンダ２１を駆動してアンカー２２を下降させる。これにより、車輪３１，３２は路面Ｓから離れて空中に浮いた状態となり、装置１０は４本の支持脚２０ａ，２０ｂによって工事現場の所定位置に安定的に固定される（図４）。なお、センター円板２７は心出し作業にのみ用いるものであるので、心出し作業を完了した後には取り外してもよい（図５参照）が、これを取り付けたままにしておいても特にその後の切断作業などに支障を来さないので、取り付けたままにしておいてもよい。

次に、この装置１０でマンホールＭの周囲の既設舗装部６０を切断するに際して、その切断径Ｒｘおよび切断傾斜角度θｘを決定し、決定した切断径Ｒｘおよび切断傾斜角度θｘを与えるように、路面Ｓから第１のアーム２９の長さｒ（センターシャフト２３の軸心から切断ブレード３８までの距離、すなわち切断ブレード３８の回転半径）および高さＨ（路面Ｓから回転軸４２までの高さ）を、各々油圧シリンダ２８およびシャフト上下用油圧シリンダの駆動によって調節する。たとえば、図６の（ａ）と（ｂ）とを比較すると、アーム２９の高さＨについてはＨ１＝Ｈ２で同一であるが、アーム２９の長さｒがｒ１＜ｒ２であるため、（ｂ）の方が切断ブレード３８が立った状態で路面Ｓに食い込むことになり、切断径ＲｘについてはＲ１＜Ｒ２となり、切断傾斜角度θｘについてはθ１＞θ２となる。また、図６の（ａ）と（ｃ）とを比較すると、アーム２９の長さｒについてはｒ１＝ｒ３で同一であるが、アーム２９の高さＨがＨ１＜Ｈ３であるため、（ｃ）の方が切断ブレード３８が寝た状態で路面Ｓに食い込むことになり、切断径ＲｘについてはＲ１＞Ｒ３となり、切断傾斜角度θｘについてはθ１＜θ３となる。このように、第１のアーム２９の長さｒと高さＨとの相関関係によって切断径Ｒｘおよび切断傾斜角度θｘの組み合わせを任意に設定することができる。なお、アーム２９の長さｒを変えると、これを半径とする球冠状の切断ブレード３８も変えなければならないので、あらかじめ数種類の径の球冠状の切断ブレード３８を準備しておく。

以上の要領にて第１のアーム２９の長さｒおよび高さＨを、所要の切断径Ｒｘおよび切断傾斜角度θｘを与えるように適宜設定した後、フレーム１１に設置したブレード回転スイッチ（図示せず）を入れてモータハウジング３７内のブレード回転用油圧モータを駆動し、切断ブレード３８を所定の回転速度で回転させ、油圧シリンダを駆動して第２のアーム４４を伸張させる。第２のアーム４４の伸張につれて第１のアーム２９が水平軸４２を中心として図において反時計方向に徐々に回転移動し、高速回転する切断ブレード３８の先端が路面Ｓに食い込む。更に第２のアーム４４を伸張させ、マンホールＭの上面を露出させるに十分な深さＤｘまで切断ブレード３８を食い込ませたときに、第２のアーム４４の動きを止める（図７）。このとき、第１のアーム２９の先端に回動可能に連結されているブレードカバー３９の下端開口部はその自重によって路面Ｓとほぼ平行となり、ブレードカバー３９の下端にバネ（図示せず）を介して連結されている汚泥吸引台４０は適宜バネ付勢に抗しながら路面Ｓに凹凸に追従して蛇腹状に変形し、外周のブラシ４１が路面に略密着した状態となっている。

切断ブレード３８を所定深さＤｘまで食い込ませた後、ハンドル１５を手動操作により少しずつ回していく。これにより、回転伝達軸１６、ウォーム減速機１７、チェーン２５およびスプロケット２４を介してセンターシャフト２３が回転するので、センターシャフト２３に第１のアーム２９で連結された切断ブレード３８が、前記設定された切断径Ｒｘの円周上をゆっくり周回移動し、一周して切断作業を終了する。なお、この実施形態ではハンドル１５の手動操作で切断ブレード３８を回転移動させるものとしているが、電動や油圧モータを駆動源として切断ブレード３８を任意の回転速度で移動させるようにしてもよい。

路面切断作業中、舗装合材との摩擦による切断ブレード３８の過熱防止および粉塵発生防止のため、切断ブレード３８に冷却水を供給するとともに、この冷却水および切断によって発生する汚泥を吸引回収することが望まれる。これを実現するため、この実施形態では、ブレードカバー３９の前面中央に給水口４５を開口させ（図８，図９）、水タンク５５からの給水パイプ（図示せず）を接続して水をブレードカバー３９内に圧入し、切断ブレード３８に噴射して冷却するとともに、図９に示すような吸引・分離システム５０を汚泥吸引台４０に接続して、冷却水と汚泥を吸引し且つ汚泥を回収するとともに気液分離するものとしている。この吸引・分離システム５０は、汚泥吸引台４０の端部材７３の中空内部８４ａに連通形成された吸引パイプ８３（図１８）に連結された吸引パイプ５１と、吸引パイプ５１の末端部に設けられるストレーナ５２と、吸引ブロア５３と、吸引ブロア５３とストレーナ５２出口との間に接続される排気路５４と、水タンク５５と、水タンク５５とストレーナ５２出口との間に接続される排水路５６と、排水路５６に設けられる排水ポンプ５７とを有している。路面切断作業中にブレードカバー３９内に溜まる冷却水および汚泥は、吸引ブロア５３の吸引力により、端部材７３の底面の吸引溝７９ａおよび連結部材７４の底面の吸引溝７９ｂから各々の中空内部８４ａ，８４ｂに入り込み、最終的には端部材７３の中空内部８４ａから吸引パイプ８３を経て吸引され、さらに、吸引パイプ５１からストレーナ５２に入り、ここで汚泥５８が分離回収され、冷却水は排水ポンプ５７により排水路５６を通って水タンク５５に収容され、空気は排気路５４を通って大気に放出される。水タンク５５に収容された水は、冷却水として再利用可能であり、ブレードカバー３９の給水口４５から切断ブレード３８に噴射する。前述のように、第１のアーム２９の先端に回動自在に連結されたブレードカバー３９はその自重によって切断傾斜角度θｘに応じて回動するので、その下端開口部は路面Ｓと略平行となっており、また、ブレードカバー３９の下端にバネ７８を介して連結された端部材７３が適宜バネ付勢に抗しながら路面Ｓの凹凸に追従して上下動し、且つ、支点ピン７５を介して互いに回動自在に連結された端部材７３および連結部材７４が路面Ｓの凹凸に追従して蛇腹状に変形し（図１９）、さらには汚泥吸引台４０を取り巻くブラシ４１の下端が路面Ｓに接地しているので、ブレードカバー３９の内部は実質的に密閉状態に維持され、水および汚泥の吸引を効率的に行うことができる。

以上のようにして路面切断作業を完了した後、切断ブレード３８によって切断された所定切断径の円周内の既設舗装部６０を前記所定深さＤｘまで掘削して撤去する（図１０）。そして、マンホールＭを一旦取り出し、その底部に所要の高さ分Ｈ’だけ高さ調節用のパイプ６２を載置固定して舗装路面Ｓと同一レベルに嵩上げした後、撤去部分を再舗装する（図１１）。既設舗装部６０と新設舗装部６１との境界は傾斜角度θｘを有する断面円弧状に形成されるため、密着性が良好であり、隙間からの雨水の浸入や冬季における凍結破壊が防止され、また、この上を走行する車両等による荷重や振動が加えられても新設舗装部６１の陥没や既設舗装部６０との境界での路面段差が発生せず、騒音防止に有効であり、工事完了後のメンテナンスやその費用を大幅に軽減することができる。

この実施形態による装置１０は、以上に説明したように舗装路面を所定径の円形に傾斜切断する場合に好適に使用されるだけでなく、球冠状の切断ブレード３８に代えて円板状の切断ブレード４６を装着することによって舗装路面を直線状に傾斜切断する場合にも使用可能な兼用機として構成されている。直線切断装置として使用する場合は、図１２および図１３に示すように、球冠状の切断ブレード３８に代えて円板状の切断ブレード４６をモータハウジング３７内のブレード回転用油圧モータの出力軸（符号なし）に装着するとともに、支持脚２０ａ，２０ｂ下端のアンカー２２は路面Ｓの上方に待避した状態に維持しておき、車輪３１，３２を路面Ｓに設置させて走行移動可能とする。前輪３１は支持脚２０ａに旋回自在に取り付けられているが、直線切断を行う場合には装置１０を切断方向に直線移動させる必要があるので、前輪３１を進行方向に固定する手段を付設しておく。このような固定手段としては各種の公知のものを採用することができるので、図示および詳細を割愛する。

また、直線切断を行う場合は円板状の切断ブレード４６の向きを進行方向（切断方向）と平行に固定しておく必要があるので、このための固定手段を設けておく。この固定手段として、図示実施形態では、センターシャフト２３をフレーム１１に回転不能に固定するネジ４７が用いられているが、これに限定されるものではなく、上記目的を達成することができるものであればいかなる構成であってもよい。なお、図１と図２の関係と同様、図１２と図１３とではセンターシャフト２３の回転角度位置が９０度異なっており、図１２には、図１３のセンターシャフト２３を同図において９０度時計方向に回転させたときの状態が示されている。したがって、工事現場への移動の際に装置１０が図１２の位置関係となっているときは、センターシャフト２３を９０度回転して図１３の位置関係とした後にセンターシャフト２３を同位置に固定する。

このような装置１０を自走や搬送などにより工事現場に移動し、切断ブレード４６が切断方向を向くように装置１０の方向性を定め、且つ、切断ブレード４６を路面Ｓに降ろしたときに刃先が切断線に合致するように装置１０の幅方向位置を定める。

そして、ギヤドモータ３４、ユニバーサルジョイント３５、ポールネジ３５、ナット６８などの部材を介してモータハウジング３７をハウジング３６の上方にスライド移動させた後、油圧シリンダを駆動して第２のアーム４４を伸張させることにより、第１のアーム２９を水平軸４２を中心に図１２において反時計方向に回転させ所定の傾斜角度θｙを与える（図１４）。モータハウジング３７のスライド移動量は直線切断の際の深さＤｙに応じて決定され、第１のアーム２９の傾斜角度は切断傾斜角度θｙに応じて決定される。

以上で装置１０が直線切断用に準備されるので、フレーム１１に設置したブレード回転スイッチ（図示せず）を入れてモータハウジング３７内のブレード回転用油圧シリンダを駆動し、切断ブレード４６を所定速度で回転させながら、ギヤドモータ３４を駆動することによりモータハウジング３７をハウジング３６に対してスライド移動により下降させ、高速回転する切断ブレード４６の先端を所定の切断深さＤｙまで路面Ｓに食い込ませてモータハウジング３７を停止する。そして、エンジン１２を動力源として駆動軸３３を回転させることによって装置１０全体を切断方向に低速走行させながら、切断ブレード４６で直線切断作業を行う。

なお、直線切断作業を行う場合の上記以外の構成および作用については、円形切断作業を行う場合について既述したと同様であるので、説明を省略する。

本発明の舗装路面切断装置は、主として、マンホールの設置・交換・嵩上げなどの工事を行う場合にマンホールを取り囲む円形領域で舗装路面を切断するために用いられるが、図１２〜図１４を参照して説明したように、切断ブレードを交換するだけで、傾斜角度を持たせた直線切断用の装置としても使用することができる。さらには、植木を植えるための植栽工事や電柱設置工事等において舗装路面を円形等に切断する場合にも使用することができ、幅広い用途を持つものである。

本発明の一実施形態による舗装路面切断装置を円形切断作業に用いる場合の装置構成を示す立面図である。 この装置におけるセンターシャフト・切断ブレードなどの部材が図１とは異なる角度位置にあるものとして示す平面図である。 この装置をマンホールに対して心出しして所定位置に移動させたときの状態図である。 この装置を上記所定位置で固定したときの状態図である。 この装置の切断ブレードを所定の切断径および切断傾斜角度に応じてセットしたときの状態図である。 この装置を用いて円形切断作業を行う場合の切断径および切断傾斜角度と切断ブレードまでのアーム長および高さとの相関関係を示す説明図である。 この装置を用いて円形切断作業を行っているときの状態図である。 この装置におけるブレードカバーおよび汚泥吸引台に関連する構成を示す正面図である。 舗装路面切断作業中にブレードカバー内に溜まる冷却水および汚泥を吸引し且つ汚泥を回収するとともに気液分離するために装置に付設される吸引・分離システムの概略構成図である。 この装置を用いて既設マンホールの回りの舗装路面を円周状に切除した後に該円周の内部を撤去した状態を示す断面図である。 図１０の撤去部を再舗装した状態を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。 この装置を直線切断作業に用いる場合の装置構成を示す立面図である。 この装置におけるセンターシャフト・切断ブレードなどの部材が図１２とは異なる角度位置にあるものとして示す平面図である。 この装置の切断ブレードを所定の切断傾斜角度に応じてセットしたときの状態図であり、併せて、この装置を用いて円形切断作業を行っているときのブレード位置を仮想線で示す図である。 図８中Ａ部拡大断面図である。 ブレードカバーおよび汚泥吸引台に関連する構成を示す平面図である。 汚泥吸引台の底面図である。 汚泥吸引台を構成する端部材の片側断面図である。 汚泥吸引台を構成する連結部材が蛇腹状に変形することを示す説明図である。 汚泥吸引台を構成する端部材および連結部材を底面側から見た組立斜視図である。

符号の説明

１０ 舗装路面切断装置
１１ フレーム
１２ エンジン
１５ ハンドル
２３ センターシャフト
２７ センター円板（心出し用円板）
２９ 第１のアーム
３８ 球冠状切断ブレード（円形切断用）
３９ ブレードカバー
４０ 汚泥吸引台
４１ ブラシ
４４ 第２のアーム
４６ 円板状切断ブレード（直線切断用）
５０ 水・汚泥の吸引・分離システム
６０ 既設舗装部
６１ 新設舗装部
７３ 汚泥吸引台の端部材
７４ 汚泥吸引台の連結部材
Ｄｘ，Ｄｙ 切断深さ
Ｍ マンホール（マンホール蓋）
Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 切断径
θｘ，θ１，θ２，θ３，θｙ 切断傾斜角度

Claims (8)

1. 略垂直方向に延長するセンターシャフトと、センターシャフトを上下動させるためのシャフト昇降駆動手段と、センターシャフトを回転させるためのシャフト回転駆動手段と、センターシャフトに対して回動自在に連結された第１のアームと、第１のアームを伸縮させるための第１のアーム伸縮手段と、センターシャフトおよび第１のアームとの間に各々回動自在に連結された第２のアームと、第２のアームを伸縮させるための第２のアーム伸縮手段と、第１のアームの先端に取り付けた切断ブレードと、切断ブレードを高速回転させるためのブレード回転駆動手段と、を有することを特徴とする舗装路面切断装置。
2. 切断ブレードを第１のアームに対して第１のアームの延長方向と略直交方向にスライド移動させるためのブレード移動手段が設けられたことを特徴とする、請求項１記載の舗装路面切断装置。
3. 切断ブレードとして、円形切断用の球冠状切断ブレードと、直線切断用の円板状切断ブレードとが準備され、そのいずれかが第１のアームの先端に交換可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載の舗装路面切断装置。
4. 円形切断用の球冠状切断ブレードが第１のアームの先端に取り付けられた場合に、センターシャフトの下端に切断径に応じた径の心出し用円板が交換可能に取り付けられることを特徴とする、請求項３記載の舗装路面切断装置。
5. 切断ブレードを実質的に覆うブレードカバーが設けられることを特徴とする、請求項１記載の舗装路面切断装置。
6. ブレードカバーの下端開口に、路面の凹凸に追従して蛇腹状に変形可能な汚泥吸引台が周設され、さらにその回りに、路面に接地するブラシが周設されることを特徴とする、請求項５記載の舗装路面切断装置。
7. 切断ブレードによる舗装路面切断作業中にブレードカバーの内部に冷却水を供給して切断ブレードを冷却するための冷却水供給手段と、冷却水供給手段により供給された冷却水および舗装路面切断作業によって発生する汚泥を吸引する水・汚泥吸引手段と、水・汚泥吸引手段によって吸引した水と汚泥とを分離する水・汚泥分離手段と、水・汚泥分離手段により分離された水を回収して冷却水供給手段により供給すべき冷却水として再利用可能とする水回収手段と、を有することを特徴とする、請求項５または６記載の舗装路面切断装置。
8. 装置全体を舗装路面に沿って走行可能とするための走行手段と、装置全体を舗装路面の所定箇所に不動に保持するための設置固定手段とを有することを特徴とする、請求項１記載の舗装路面切断装置。

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