JP4194394B2

JP4194394B2 - 線材切断装置

Info

Publication number: JP4194394B2
Application number: JP2003062331A
Authority: JP
Inventors: 博保皆吉; 喜久雄新美; 正光落合
Original assignee: エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社; 株式会社キクテック; 株式会社ダイア
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004268199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設のコンクリート製電柱の中空部においてコンクリートに付着した線材を切断する線材切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート製電柱の中空部には、通常アース線を引き込むための線材であるワイヤが設けられている。このワイヤは、コンクリート製電柱を遠心力工法によって製造する際に、その一部がコンクリートに付着することが多い。
【０００３】
このようなコンクリート製電柱の経年変化等に対応して、そのコンクリート製電柱を補強する際には、中空部内に補強材を注入することによって補強を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３５７０１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、補強材を中空部内に挿入するに際して、その中空部の底面付近のコンクリートに付着しているワイヤや、中空部の上部付近で切断されて底面付近に落下したワイヤが補強材の挿入を妨げる場合があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、既設のコンクリート製電柱の中空部内でコンクリートに付着した線材を簡単に切断することのできる線材切断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、既設のコンクリート製電柱の中空部内を上方から吊下し、当該中空部のコンクリート内壁から突出する線材を切断する線材切断装置であって、前記線材切断装置を吊下したときに、当該線材切断装置の下降に従って切断すべき線材を下側から上側に誘導するために下側に向けて開拡する２つの斜辺部の交点付近に切り欠きが設けられる基盤部と、この基盤部に固定され、前記切り欠きと重なり合う位置に切断用の刃が設けられる固定刃部と、前記基盤部の盤面に対して垂直な方向を指向するように固定される軸によって軸支され、当該軸を中心に回動可能な円盤状体から、中心角が９０度の扇形の弧を含み、かつ当該扇形の中心を含まない領域を切り欠いて形成される形状を有し、この形成される領域が有する断面のうち前記円盤状体の径方向を指向する断面に、前記固定刃部と掛合して前記線材をせん断する切断用の刃が設けられ、少なくとも、この切断用の刃が前記基盤部に固定される固定刃部と掛合する位置に達するまで切断方向に回転可能な回転刃部と、この回転刃部の前記円盤状体の径方向を指向する、前記切断用刃が設けられた断面以外の、いずれかの断面を押圧して当該回転刃部を前記切断方向に回動せしめる押圧手段とを具備し、前記基盤部の斜辺部によって切り欠きに切断すべき線材が誘導されたときに、前記押圧手段は当該断面を押圧して回転刃部を前記切断方向に回動せしめ、前記固定刃部と掛合して前記線材をせん断することを要旨とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、本発明の線材切断装置を既設のコンクリート製電柱の中空部内の内壁から突出する切断すべき線材の上方から吊下し、この線材切断装置の下降に従って、切断すべき線材を下側に向けて開拡する２つの斜辺部によって下側から上側の切り欠きに誘導し、次に押圧手段で前記回転刃部の円盤状体の径方向を指向する断面を押圧して回転刃部を切断方向に回動せしめ、この回転刃部と固定刃部とを掛合し当該線材をせん断することを可能とする。
【０００９】
なお、本発明においては、二つの切断用の刃を用いた具体的な切断方法を示すとき、「せん断」という言葉を用いることにする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記回転刃部は、中心角が９０度で半径の等しい二つの扇形が互いの中心角を対角として配置されて成る第１の扇形の組と、この第１の扇形の組をなす扇形の半径と異なる半径を有し、中心角が９０度で半径の等しい二つの扇形が互いの中心角を対角として配置されて成る第２の扇形の組とを、互いの中心を一致させ、なおかつ各扇形の面が互いに重ならないように組み合わせることによって構成される形状をなすことを要旨とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記押圧手段は、外部から加えられる空気圧または油圧によって押圧するピストンにより構成されることを要旨とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記回転刃部の回転または回動の中心となる軸の軸心方向の厚みが２０ｍｍ乃至２４ｍｍであることを要旨とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、コンクリート製電柱の主筋の間隔が小さく、横幅の狭い開口部しか外周部に設けることができない場合でも、中空部内に挿入可能な線材切断装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１、図２、および図３は、それぞれが本発明の一実施形態に係る線材切断装置の概略構成を示す正面図、背面図、および斜視図である。図１乃至図３に示す線材切断装置１は、基盤部２をベースとして、他の構成要素がこの基盤部２に取り付けられることによって構成される。基盤部２に取り付けられる構成要素は、外部からの空気圧を装置内部に加えるためのホース等の部材を連結する連結部を備えた加圧部３、切断用の刃（直刃）を備えて固定される固定刃部４、この固定刃部４との間でせん断を行うために、基盤部２に固定される軸９を回転軸として回動自在に軸支され、切断用の刃（直刃）を備えた回転刃部５、この回転刃部５を装置内部に格納するためのカバー６、基盤部２と固定刃部４との間に回転刃部５が回動可能な空間を設けるために基盤部２および固定刃部４双方にボルト等で締結されるスペーサ７および８を有している。
【００１７】
基盤部２は、厚みが５ｍｍ乃至８ｍｍ程度、より好ましくは６ｍｍ乃至７ｍｍ程度を有する板状の部材を加工して形成されるものであり、図２の背面図にその詳細を示すように、少なくともその一方の側は、略直交して「ハの字」型をなすように形成され、この「ハの字」を形成する二つの斜辺が交わる交点付近の基端部には、各辺が交点から延出する方向とそれぞれ１３５度程度の角度をなす方向に略長方形状の切り欠きが設けられている。換言すれば、切り欠きをなす略長方形状の（長手方向の）面を通過する中心軸が、「ハの字」型をなす二つの斜辺の対称軸となるように切り欠きが設けられている。この二つの斜辺のうちの一方は、前述したカバー６がその斜辺に沿う形状を有して被覆され、基盤部２の斜面とは異なる面でボルト等を用いて締結されている。このカバー６と基盤部２の間にできる隙間には、回転刃部５が格納されている。基盤部２に形成された一方の斜辺部２１と、カバー６を基盤部２に固着することによって生じ、斜辺部２１とは異なる斜辺を被覆するカバー６上の斜辺部６１とは、線材であるワイヤを切り欠きの根元まで誘導するワイヤ誘導部（誘導部）としての機能を有している。
【００１８】
基盤部２に形成される切り欠きは、前述したワイヤ誘導部を誘導されてくるワイヤが貫通可能な幅を有している。したがって、切り欠きと固定刃部４との相対的な位置関係は、ワイヤが貫通可能であるとともに、その貫通するワイヤを切断する前後で保持可能とするように設計される。ところで、本実施形態で切断することが想定されるワイヤは、その断面の直径が４ｍｍ乃至５ｍｍ程度の針金等である。この意味では、切り欠きをなす略長方形の奥行き（長辺の長さ）が１５ｍｍ乃至２０ｍｍ程度、幅（短辺の長さ）が６ｍｍ乃至８ｍｍ程度であり、なおかつ直径５ｍｍ程度の針金を保持可能であるように、固定刃部４を基盤部２に対して配置することが望ましい。
【００１９】
なお、基盤部２は、その大部分が板状の平面から構成されるが、後述するピストンを格納するために、加圧部３付近の一部が筐体状部分２’をなしている。
【００２０】
固定刃部４は、図１の正面図および図３の斜視図に示すように、正面視で略長方形をなす一方の長辺の中心付近から所定の半径を有する半円を突出させて図１のように正面から見た場合に左右対称な形状を有するように構成されるものである。このうち半円の中心が、回転刃部５の回転または回動の中心となる軸９に一致する。また、半円が突出している側の長方形の長辺部分は研磨されて切断用の刃となっており、そのうちの一方が前述した基盤部２の切り欠きの位置に対応して切断部２３を形成している。もう一方については、切断用の刃を設ける必要はないが、例えば固定刃部４が前述したように正面視（図１の視方向）で左右対称な形状を有することに鑑み、最初に切断部２３を構成する刃が磨耗等の理由で交換が必要となった場合、固定刃部４を取り外して図１における左右を入れ替えた後、再び同じ固定刃部４を使用可能にするという意味では、半円形の部分を挟んだ両側に切断用の刃を設けておけば、より好ましい。
【００２１】
図４は、線材切断装置１のカバー６を取り外して図３と同じ方向から見たときの斜視図である。また、図５は、線材切断装置１の正面（図１の正面図に対応）から見たときの部分断面図であり、そのＸ−Ｘ線断面図が図６である。これらの図を参照して、線材切断装置１内部の詳細な構成について説明する。
【００２２】
回転刃部５は、軸９を回転または回動可能に軸支されており、軸９を中心として円盤形状を有する部材から適宜「部分円環」を切り取った形状を有する。ここでいう「部分円環」とは、軸９の軸心方向の中心をその中心とする扇形から、その扇形の弧を含み、かつその扇形の中心を含まない領域を適宜切り欠いて形成される形状を意味するものとする。
【００２３】
図５に示す回転刃部５は、具体的には、半径の異なる複数の扇形を組み合わせて構成される形状を有する。さらに詳細には、中心角が９０度で半径の等しい扇形を互いの中心角が対角となるように対向して配置して形成される二組の扇形の組（第１および第２の扇形の組）を、互いの中心を一致させ、なおかつ各扇形の面が互いに重ならないように組み合わせて構成したものとほぼ同じ形状を有する。ここで「ほぼ同じ形状」と記載したのは、図５に示す場合のように、切り欠いた断面の一部、より具体的には、扇形の半径方向を向く断面が半径の小さい扇形の部分に接続する箇所が、階段状ではなくフランジ形状をなしている場合も想定されるためである。
【００２４】
このような形状を有する回転刃部５の半径が異なる部分に生じる段差部分に形成される断面のうち、扇形の半径方向を指向する断面のうち少なくとも基盤部２の切り欠きに最も近い断面は、研磨されて切断用の刃となっている。本実施形態においては、図５に示すように、回転刃部５には前述した断面が４箇所形成されており、その各々を研磨して切断用の刃とすることが可能である。この意味では、回転刃部５が軸９を中心として１８０度の回転対称性を有することに加え、正面と背面（表裏）の折り返しの対称性も有しているので、計４箇所を切断用の刃部として研磨しておき、利用することが可能である。したがって、固定刃部４と同様に磨耗等の理由によって交換が必要なときには、軸９を取り外して回転刃部５の設置方向を変更することにより、少なくとも３回の変更までは新規な回転刃または刃砥ぎを必要としない。なお、固定刃部４と回転刃部５にそれぞれ設けられる切断用の刃については、互いにせん断時に接触する側の面を研磨して刃部を設けることはいうまでもない。
【００２５】
ところで、回転刃部５の扇形の半径方向を指向する段差部分の断面のいずれかには、回転刃部５を外部からの空気圧によって押圧して回動させるラムに相当するピストン１３が当接する。図５の場合には、略鉛直方向を向き、軸９より図面上で上部に位置する（段差部分の）断面にピストン１３が当接している。他方、この回転刃部５には、回転または回動方向と垂直な方向、すなわち軸９と平行な方向に突出した突出部１０が設けられており、この突出部１０には、フランジにばね等の弾性部材を巻回して構成されるねじりコイルばね１１の一端部が当接している。このねじりコイルばね１１の弾性力によって、回転刃部５は、ピストン１３から押圧を受けて自身が回転する方向と反対側に回転する方向（図５で反時計回りの方向）に付勢されている。この結果、初期状態では、ねじりコイルばね１１から受ける弾性力とピストン１３から受ける力がつりあって回転刃部５は静止している。
【００２６】
また、回転刃部５には、軸９の方向への移動を拘束し、軸９を中心とした回転または回動を円滑に行わせるためのサポート部１２が設けられている。
【００２７】
なお、図５に示す回転刃部５の場合、段差部分に切断用の刃を４箇所備えることも可能なため、突出部１０はボルト等を回転刃部５の本体に設けるねじ孔に締結するなどして形成し、着脱自在な構成にしておけばより好ましい。
【００２８】
ちなみに、以上説明した固定刃部４および回転刃部５の材質としては、焼入れ焼戻しが行われたＳＫＤ１１またはＳＫＤ６１等が想定され、刃部の硬さはＨＲＣ５８〜６０であれば本実施形態を実施する上で好適である。
【００２９】
ピストン１３は、外部から加わる空気圧によって移動自在な構成を有しており、回転刃部５に当接するのと反対側の基端部付近は、軸９の方向に厚みを有する基盤部２の筐体状部分２’に格納されている。このピストン１３に対しては、加圧部３に設けられ、外部から空気圧を伝達するホース等の空気圧伝送部材を連結するねじ孔等の連結部３１、およびこの連結部３１からピストン１３まで空気圧を伝達するための加圧用通路３３を介して空気圧がピストン１３に加えられる。なお、外部から空気圧を加える方法については、ホース等の連結部３１とは反対側の端部には、圧発生手段として、例えば電動式のコンプレッサを接続してもよいし、手動式の油圧コンプレッサを接続してもよい。実際の作業現場では、運搬および作業の簡便性を考慮した場合、特に後者の方が使い勝手がよいのでより好ましい。
【００３０】
以上の構成を有する線材切断装置１は、既設のコンクリート製電柱の側面に設けられる開口部からコンクリート製電柱の中空部内に挿入される。コンクリート製電柱の外周部には、立設時に鉛直方向を指向する複数の鉄筋がコンクリートを補強するための主筋として設けられている。この鉄筋の外周方向の埋設間隔はコンクリート製電柱の重量やサイズ等に依存しており、その最小値は２５ｍｍ程度である。このため、開口部の横方向（水平方向）の幅は、２５ｍｍ程度しか取れない場合もある。したがって、本実施形態に係る線材切断装置１の軸９の軸心方向の厚みは、２０ｍｍ乃至２４ｍｍ程度であれば好ましく、特に２０ｍｍ程度であれば、あらゆるサイズのコンクリート製電柱に対して線材切断装置１を中空部内に挿入し、適用することが可能となる。
【００３１】
次に、線材切断装置１の作用について説明する。
【００３２】
図９は、コンクリート製電柱４０の中空部４１に線材切断装置１を挿入するときの状況を示す説明図である。同図に示すように、外周部４３にも受けられる開口部４２から中空部４１へ挿入される線材切断装置１は、空気圧伝送部材であるホース５１を介して電動コンプレッサや手動油圧コンプレッサ等の圧発生手段（図示せず）に接続されているが、実際の中空部４１内は暗いため、ワイヤ１００の切断を行うときには、小型カメラおよび照明を備えた撮影装置７１を予め中空部４１内に挿入し、その撮影装置７１が撮影する映像を、ケーブル７２を介して接続される外部のモニタ（図示せず）で表示し、この表示された中空部４１内の映像をモニタで見ながらワイヤ１００の位置を確認して切断作業を進めることが望ましい。
【００３３】
なお、図９に示す撮影装置７１には、その先端から線状部材７３が突出しているが、この線状部材７３は、例えば中空部４１内部に水が堆積している場合に、撮影装置７１を誤って水中に沈めてしまい、使用不能状態にしてしまうのを防止するためのガイドの役割を果たすものである。すなわち、中空部４１の下部付近に水が堆積している場合には、この線状部材７３の先端が水面に達すると波紋が生じるので、この波紋を小型カメラが撮影することにより、その様子をモニタで見た作業者は、撮影装置７１のさらなる降下を一旦停止し、ポンプ等を中空部４１に挿入して水を外部に汲み上げてから、再度ワイヤ１００の切断を試みることが可能となる。
【００３４】
図１０は、線材切断装置１を徐々に降下していき、ワイヤ誘導部を利用して、ワイヤ１００を切断部２３に誘導して切断するに際しての中空部内の状況を示す説明図である。切断部２３にワイヤ１００が誘導され、ワイヤ１００を切断部２３の切り欠きと固定刃部４との間の基端部に当接した後、コンクリート製電柱４０の外部から空気圧を適宜加えることによってピストン１３を押し出す。
【００３５】
ピストン１３が押し出されると、このピストン１３の先端に当接する回転刃部５がピストン１３から押圧を受け、軸９を中心とする回転を始める。
【００３６】
この結果、回転刃部５が回転するうちに、その回転刃部５の切断用の刃がワイヤ１００に当接し始め、回転刃部５に設けられる切断用の刃と固定刃部４に設けられる切断用の刃との間で挟持される状態になり、この結果ワイヤ１００にせん断力が加わり始める。このせん断力が一定の値を超えたときにワイヤ１００がせん断されることになる。
【００３７】
図７は、ワイヤ１００をせん断した後の線材切断装置１の各部位の状態を示す部分断面図であり、図８は図７のＸ−Ｘ線断面図である。これらの図からも分かるように、切断されたワイヤ１００のうち、回転刃部５、基盤部２、および固定刃部４の間で挟持される側のワイヤ１００はそのままの状態で線材切断装置１から離間しない（ちなみに、せん断直後にはワイヤ１００に加わるせん断力自体が急激に減少することもあり、基盤部２と回転刃部５の間でさらにせん断等が起こることはない）。このため、ワイヤ１００のコンクリートへの付着具合によっては、このまま線材切断装置１をコンクリート製電柱４０の外部へ取り出すことにより、把持されている側のワイヤ１００自体もコンクリート製電柱４０の外部に取り出すことができる。この意味で、ワイヤ１００を切断する際には、図９及び図１０に示すように、できるだけ外周部４３に近い方を固定刃部４が露出する側（切断後にワイヤ１００が把持されない側。図１の正面側に相当）が向くように合わせておき、その状態で切断部２３にワイヤ１００を誘導して切断するようにすれば、コンクリートに付着しているワイヤ１００の量をできるだけ少なくすることができ、補強工事を施工する際にも中空部４１内に残留するワイヤ１００の影響をほとんどなくすことができる。
【００３８】
なお、前述した場合とは別に、例えばワイヤ１００の２箇所がコンクリートに付着しており、一度切断しただけではまだワイヤ１００をコンクリート製電柱４０の外部に取り出すことができない場合、すなわち再び中空部４１内での切断が必要な場合には、最初にワイヤ１００を切断した後、一旦ピストン１３に対して加えた圧を開放する。これにより、ピストン１３は、ねじりコイルばね１１の弾性力の作用によって元の位置（図５の位置を参照）に戻され、切断後も把持していたワイヤ１００が離間される。その後、改めてワイヤ１００で切断すべき箇所を特定し、再びワイヤ誘導部（および撮影装置７１）を利用しながら切断部２３にワイヤ１００の切断すべき箇所を誘導固定して上記同様にワイヤ１００の切断を行う。以後の処理については、１回で切断が完了した場合と同じである。
【００３９】
ここでは、ワイヤ１００の２箇所が外周部４３のコンクリートに付着している場合を説明したが、さらに多くの箇所が外周部４３に付着している場合にも、基本的には以上説明した処理を繰り返すことにより、中空部４１内のワイヤ１００の大部分をコンクリート製電柱４０の外部に取り出すことが可能となる。
【００４０】
ちなみに、本実施形態の線材切断装置１の最大せん断力は、およそ９．８ｋＮ（キロニュートン）である。
【００４１】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、既設コンクリート製電柱の中空部内の下部付近に電柱外周をなすコンクリートにその一部が付着しているワイヤを簡単かつ迅速に切断することができる。
【００４２】
この結果、中空部内に障害物のない状態を作り出し、その後に実施することが想定される中空部内補強工事を円滑に施工することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、既設のコンクリート製電柱の中空部内でコンクリートに付着した線材を簡単に切断することのできる線材切断装置を提供することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、中空部内の線材を除去することができるので、中空部に補強材を挿入することによって、既設コンクリート製電柱の補強を行う際にも円滑な施工を実現することができ、補強効果も大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材切断装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る線材切断装置の概略構成を表す背面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る線材切断装置の概略構成を表す斜視図である。
【図４】図３で基盤部のカバーを取り外したときの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る線材切断装置内部の構成を示す部分断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】線材を切断した後の状態を示す部分断面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る線材切断装置をコンクリート製電柱に適用するときの実施例を示す説明図である。
【図１０】コンクリート製電柱中空部内で線材を切断する直前の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１線材切断装置
２基盤部
３加圧部
４固定刃部
５回転刃部
６カバー
７、８スペーサ
９軸
１０突出部
１１ねじりコイルばね
１２サポート部
１３ピストン
２１、６１斜辺部
２３切断部
３１連結部
３３加圧用通路
４０コンクリート製電柱
４１中空部
４２開口部
４３外周部
５１ホース
７１撮影装置
７２ケーブル
７３線状部材
１００ワイヤ（線材）

Claims

既設のコンクリート製電柱の中空部内を上方から吊下し、当該中空部のコンクリート内壁から突出する線材を切断する線材切断装置であって、
前記線材切断装置を吊下したときに、当該線材切断装置の下降に従って切断すべき線材を下側から上側に誘導するために下側に向けて開拡する２つの斜辺部の交点付近に切り欠きが設けられる基盤部と、
この基盤部に固定され、前記切り欠きと重なり合う位置に切断用の刃が設けられる固定刃部と、
前記基盤部の盤面に対して垂直な方向を指向するように固定される軸によって軸支され、当該軸を中心に回動可能な円盤状体から、中心角が９０度の扇形の弧を含み、かつ当該扇形の中心を含まない領域を切り欠いて形成される形状を有し、この形成される領域が有する断面のうち前記円盤状体の径方向を指向する断面に、前記固定刃部と掛合して前記線材をせん断する切断用の刃が設けられ、少なくとも、この切断用の刃が前記基盤部に固定される固定刃部と掛合する位置に達するまで切断方向に回転可能な回転刃部と、
この回転刃部の前記円盤状体の径方向を指向する、前記切断用刃が設けられた断面以外の、いずれかの断面を押圧して当該回転刃部を前記切断方向に回動せしめる押圧手段と
を具備し、
前記基盤部の斜辺部によって切り欠きに切断すべき線材が誘導されたときに、前記押圧手段は当該断面を押圧して回転刃部を前記切断方向に回動せしめ、前記固定刃部と掛合して前記線材をせん断すること
を特徴とする線材切断装置。
前記回転刃部は、
中心角が９０度で半径の等しい二つの扇形が互いの中心角を対角として配置されて成る第１の扇形の組と、
この第１の扇形の組をなす扇形の半径と異なる半径を有し、中心角が９０度で半径の等しい二つの扇形が互いの中心角を対角として配置されて成る第２の扇形の組とを、
互いの中心を一致させ、なおかつ各扇形の面が互いに重ならないように組み合わせることによって構成される形状をなすことを特徴とする請求項１記載の線材切断装置。
前記押圧手段は、外部から加えられる空気圧または油圧によって押圧するピストンにより構成されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の線材切断装置。
前記回転刃部の回転または回動の中心となる軸の軸心方向の厚みが２０ｍｍ乃至２４ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の線材切断装置。