JP6956393B2

JP6956393B2 - プランジカッター

Info

Publication number: JP6956393B2
Application number: JP2017201019A
Authority: JP
Inventors: 賢野口; 聡大奈良; 文治綿川; 貴史大下; 室明宮地; 宣男丸山
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: JP2019072936A

Description

本発明は、鉄筋コンクリート等のコンクリート構造物の切断や石材の切り出しに用いるプランジカッターに関し、特にコンクリート構造物等を効率的に水平又は垂直切断するのに適したプランジカッターに関する。

従来、コンクリート構造物を切断する機器として、各種の切断機（石工カッター）が使用されている。例えば、図１（図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は平面図）に示すように、本体１１２と、回転刃１３０と、ノズルユニット１４０とを備える切断機１１０が開示されている。

特開２００９−２４８３４３号公報

図１に示す切断機１１０においては、本体１１２が、胴体部１１４と、取っ手１１６と、回転軸１１８と、カバー１２０と、電源接続部１２２とを備えており、その使用時には、本体１１２内のモータを作動させて回転刃１３０を回転させ、当該回転刃１３０を被加工対象に接触させる。また、被加工対象との接触に際して、ノズルユニットのコック１４６ｂを開放し、これにより外部供給源から冷却水供給管４６を介してノズル１４２、１４４の噴射口１４２ａ、１４４ａのそれぞれから回転刃１３０に向けて冷却水が噴射される。

このように、被加工対象との接触に際して液体（例えば、水）を使用するのは、切断時に発生する切断屑を被加工対象から瞬時に離間させるためであり、これにより効率のよい切断を実現することが意図されている。なお、一般に、このような液体を使用する切断機を「湿式」の切断機という。

しかしながら、湿式の切断機は、液体を使用することにより、廃液の発生が必至であり、例えば、コンクリートを切断する際に当該液体として水を使用した場合には、廃液がアルカリ性を呈することとなる。このため、その後の廃液処理において想到の手間や人件費がかかり、この点について改良の余地があった。

さらに、近年では、排水等の処理に際して、環境問題が益々憂慮される傾向にあり、上記のような廃液処理においてより高い技術をもって廃液処理に臨むことが望まれており、ひいてはさらに手間等が嵩む傾向にある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、廃液処理等を不要として、手間や人件費を低減したプランジカッターを提供することを目的とする。

本発明者らは、廃液処理等を不要とすることを前提として、従来に比して手間や人件費のかからないプランジカッターについて、鋭意検討した。その結果、切断時に発生した切断屑を被加工対象から瞬時に離間させるために用いる流体を、液体ではなく気体とすることで、廃液処理等を不要とし、ひいては手間や人件費を低減できるとの知見を得た。以上の知見に基づき、本発明者らは発明を完成した。その要旨は以下のとおりである。

[１]固定ベースから鉛直方向上方に延在するスライドポールと、
上記スライドポールに摺動可能に装着され、ピニオンラック機構により上記スライドポールに沿って移動可能なスライドブロックと、
上記スライドブロックに取り付けられたプランジパイプと、
上記プランジパイプに固定されたプランジカッター本体と、
上記プランジカッター本体に軸着され、上記スライドブロックに内蔵されたモータにより回転駆動されるブレードと、
上記ブレードに対して気体を吹き付ける、気体吹き付け機構と
を備えることを特徴とするプランジカッター。

[２]上記気体吹き付け機構は、噴射口が、上記ブレードの被加工対象との接触予定位置に指向されている第１のノズルを有する、上記[１]に記載のプランジカッター。

[３]上記気体吹き付け機構は、さらに、噴射口が、ブレードの軸に対して、上記ブレードの被加工対象との接触予定位置とは反対側の位置に指向されている第２のノズルを有する、上記[２]に記載のプランジカッター。

[４]上記第１のノズル及び上記第２のノズルの少なくとも一方が、上記ブレードの径方向に移動自在である、上記[２]又は[３]に記載のプランジカッター。

[５]上記被加工対象との接触位置に指向されているノズルは、上記被加工対象との接点における接線方向、かつ、上記ブレードの回転方向と同方向に指向されている、上記[２]〜[３]のいずれか一つに記載のプランジカッター。

本発明に係るプランジカッターでは、流体として液体ではなく気体を利用して、切断時に発生する切断屑を被加工対象から瞬時に離間させることができる。その結果、本発明に係るプランジカッターによれば、廃液処理等を不要として、手間や人件費を低減することができる。

図１は、従来型の湿式の切断機であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。図２は、本実施形態に係るプランジカッターの一例を示す斜視図である。図３は、図２に示すプランジカッターの使用例を示す一部断面側面図である。図４は、図２、３に示すプランジカッターの変形例を示す一部断面側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。

＜基本形態＞
まず、本発明の基本的形態について説明する。
図２は、本実施形態に係るプランジカッターの一例を示す斜視図である。同図に示すプランジカッター１０は、スライドポール１２と、スライドブロック１４と、プランジパイプ１６と、プランジカッター本体１８と、ブレード２０と、気体吹き付け機構２２と、を備える。

図２に示すように、スライドポール１２は、コンクリート等の被加工対象に接触固定する固定ベース１３から鉛直方向上方に延在している。同図に示すスライドポール１２は角柱タイプであり、その一側面にはラック１２ａが形成されている。

スライドブロック１４は、スライドポール１２を包み込んだ状態でスライドポール１２を摺動するように構成されている。具体的には、スライドブロック１４には図示しないピニオンが形成されており、このピニオンがスライドポール１２のラック１２ａと係合した状態で当該ピニオンを回転させると、スライドブロック１４がスライドポール１２に沿って昇降する。例えば、ピニオンの回転は図示しない、非接触式の電磁クラッチを備える伝動機構を介して行うことができる。また、スライドブロック１４には、後述するブレード２０を回転駆動させるためのモータが内蔵されている。

プランジパイプ１６は、スライドポール１２と平行になるように、スライドブロック１４に取り付けられている。同図に示すプランジパイプ１６は円柱タイプであり、その鉛直方向中央部と下方部とには、プランジパイプ１６上を上下動する可動部材１７ａ、１７ｂが取り付けられている。

プランジカッター本体１８は、プランジパイプ１６に固定された状態で取り付けられている。

ブレード２０は、プランジカッター本体１８に軸着により取り付けられており、スライドブロック１４に内蔵された図示しないモータによって回転駆動する。

気体吹き付け機構２２は、外部から気体を供給してブレード２０の外周部分に気体を吹き付けるための機構である。図２に示す例では気体吹き付け機構２２は２本のノズル２２ａ、２２ｂから構成されており、それぞれ、気体を最終的に噴射する噴射口Ｊａ、Ｊｂを有する。噴射口Ｊａ、Ｊｂは、それぞれ、可動部材１７ａ、１７ｂを貫通した出口として構成されている。また、噴射口Ｊａはブレード２０の鉛直方向最下方位置、即ち、ブレード２０の被加工対象との接触予定位置に指向されるように構成されている。また、噴射口Ｊｂはブレード２０の鉛直方向最上方位置、即ち、ブレード２０の軸に対して、ブレード２０の被加工対象との接触予定位置とは反対側の位置に指向されるように構成されている。なお、本実施形態において、２本のノズルのうち、ノズル２２ａは必須構成要素であるが、ノズル２２ｂは任意選択的構成要素である。

上述した可動部材１７ａ、１７ｂは、使用するブレード２０の径に応じて、これらの部材１７ａ、１７ｂの鉛直方向距離を自在に変化させるように構成されており、ブレード２０の使用時には、常時、ブレード２０の外周部分に噴射口Ｊａ、Ｊｂが対峙するようにすることができる。

なお、図２においてブレード２０は、他の部材１６、１７ｂ、１８、２２ａの位置を明らかにすべく、透明に描かれているが、実際には金属製であるので、上記部材１６等のブレード２０と重なる部分については不可視状態にある。

このような構成要素を備える本実施形態のプランジカッター１０は、以下のように使用する。図３は、図２に示すプランジカッターの使用例を示す一部断面側面図である。まず、被加工対象（例えば、コンクリート構造物）Ｗの側面に、コアドリルを用いて、プランジカッター本体１８を案内する円形孔Ｈを形成する。次に、プランジカッター本体１８が円形孔Ｈに入るように、固定ベース１３の水平位置を定め、固定ベース１３を被加工対象Ｗ上に固定する。固定の方法としては、例えば、被加工対象Ｗの側面に図示しない抱きしめ金具を用いて固定することができる。

次に、スライドブロック１４内に内蔵されたモータを起動してブレード２０を回転駆動させるとともに、スライドブロック１４の構成要素であるピニオンを回転させてブレード２０を被加工対象Ｗの側面に当てて切り込みを開始する。切り込み開始直前には、２本のノズル２２ａ、２２ｂのうち、少なくともノズル２２ａには外部から気体（例えば、空気）を供給して、少なくとも噴射口Ｊaから気体を噴射させる。そして、当該ピニオンの回転を継続してスライドブロック１４がスライドポール１２の下端に達するまで、切り込みを進める。

切り込み時には、ブレード２０との被加工対象Ｗとの接触部Ｃにおいては切断屑が生じ、この切断屑を効率的に接触部Ｃから離間させることが肝要である。本実施形態においては、噴射口Ｊaから気体が噴射されることで、この切断屑がその発生後瞬時に接触部Ｃから離間することとなる。

最後にスライドブロック１４がスライドポール１２の下端に達したら、上記ピニオンを逆回転させて、スライドブロック１４を今度は鉛直方向上方に移動させて、元に位置に戻す。この間、安全のため、ブレード２０の回転は止めておくことが好ましいが、回転をそのままにしておいてもよい。また、この間、費用削減のため、気体の噴射についても止めておくことが好ましいが、噴射をそのままにしておいてもよい。

以上のような構成のプランジカッター１０は、上記のとおりに使用すること、即ち、流体として液体ではなく気体を利用することで、切断時に発生する切断屑を被加工対象から瞬時に離間させることができる。その結果、本実施形態に係るプランジカッターによれば、廃液処理等を不要として、手間や人件費を低減することができる。

＜付加的形態＞
次に、本発明の付加的形態について説明する。
図４は、図２、３に示すプランジカッターの変形例を示す一部断面側面図であり、図３とはプランジカッターを９０°回転した位置から示した図である。なお、図４における各構成要素のうち図３に示す構成要素と同じものについては、同じ符号を付すものとする。また、図４中、符号１４ａはスライドブロック１４のピニオンを回転させるためのハンドルを示す。

図４に示す例においては、図３に示す例と異なり、ブレード２０が複数の凹部ｃｐと５つの開口ｈを有する形状を採用している。このような形状によりブレード２０の表面積を意図的に減らし、被加工対象の切断時に発生する摩耗熱を効率的に抑制することができる。

また、図４に示す例では、図３に示す例と異なり、気体吹き付け機構２２に関し、上流側から、１本のノズルが可動部材１７ａの直上位置でノズル２２ａとノズル２２ｂに分岐し、ノズル２２ａについては被加工対象Ｗとブレード２０との接触部Ｃの直上でノズル２２ａ１とノズル２２ａ２にさらに分岐している。そして、最下流部に位置する各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂは、それぞれ、噴射口Ｊａ１、Ｊａ２、Ｊｂを有する。

このような構成のプランジカッター３０では、気体吹き付け機構２２が複数のノズル（分岐したノズルは複数のノズルからなると考える）を有し、少なくとも１つのノズル２２ａ１、２２ａ２の噴射口Ｊａ１、Ｊａ２はブレード２０の被加工対象Ｗとの接触予定位置（図４においては接触位置Ｃ、Ｃ）に指向されている。このため、被加工対象Ｗの切断時に発生した切断屑を被加工対象Ｗから瞬時に離間させることができ、ブレード２０と切断屑との間において発生する摩擦熱を抑制してブレード２０のスリップおよび熱変形を防止することができる。従って、図４に示す構成のプランジカッター３０によれば、被加工対象Ｗの切断をより効率的に行うことができる。

なお、図４に示すプランジカッター３０のノズル２２ｂ（噴射口Ｊｂを含む）については、ブレード２０に付着した切断屑を切断側とは逆側で再度取り除くとともに、切断の際に発生する熱により高温となったブレード２０の温度を低減させるための構成要素である。特に、高温となったブレード２０は変形により破損するおそれがあるため、ノズル２２ｂによれば、さらに効率的な切断を実現できるのみならず、ブレード２０の変形を抑制してひいてはブレード２０の耐久性を向上させることができる。

次に、図４に示す例においては、さらに、各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂがブレード２０の径方向に移動自在であることが好ましい。各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂをブレード２０の径方向に移動自在にする手段としては、例えば、各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂの、噴射口Ｊａ１、Ｊａ２、Ｊｂの近傍部分を、鉛直方向に伸縮自在の材料や、鉛直方向に移動自在の構造とすることができる。また、各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂは、上述したように上流側で連通させてもよいが、連通させずに気体の外部供給機器付近まで単独で延在させることもできる。

このように、各ノズル２２ａ１、２２ａ２、２２ｂを。ブレード２０の径方向に移動自在とすることで、径の異なる複数のブレードを、プランジカッター本体１８に適宜着脱し、幅広いプランジ加工を実現することができる。

さらに、図４に示す例においては、被加工対象Ｗとの接触位置Ｃ、Ｃに指向されているノズル２２ａ１、２２ａ２が、被加工対象Ｗとの接点における接線方向、かつ、ブレード２０の回転方向と同方向に指向されていることが好ましい。

被加工対象Ｗとの接触位置Ｃ、Ｃに指向されているノズル２２ａ１、２２ａ２を、被加工対象Ｗとの接点における接線方向であって、かつ、ブレード２０の回転方向と同方向に指向させることで、切断屑に対して、その発生初期の移動方向と同方向の力を加え、切断屑をさらに効率的にブレード２０から離間させることができ、ひいては被加工対象Ｗさらに一層効率的に切断することができる。

以上に示したとおり、本発明によれば、流体として液体ではなく気体を利用することで、切断時に発生する切断屑を被加工対象から瞬時に離間させることができ、ひいては、廃液処理等を不要として、人件費や手間を低減することができる。なお、ここでいう廃液処理とは、いわゆる廃アルカリを処理することであり、従来１リットル当たり２００円から４００円の費用がかっていた。また、従来廃液を処理する施設費や人件費が嵩むだけでなく、手間が相当に嵩むことが問題であった。しかしながら、本発明により、これらの問題は完全に解消されるに至り、このような意味において本発明は極めて有望である。

１０、３０プランジカッター
１２スライドポール
１３固定ベース
１４スライドブロック
１４ａハンドル
１６プランジパイプ
１７ａ、１７ｂ可動部材
１８プランジカッター本体
２０ブレード
２２気体吹き付け機構
２２ａ、２２ｂノズル
Ｃ接触部
Ｈ円形孔
Ｊａ、Ｊａ１、Ｊａ２、Ｊｂ噴射口
Ｗ被加工対象

Claims

固定ベースから鉛直方向上方に延在するスライドポールと、
前記スライドポールに摺動可能に装着され、ピニオンラック機構により前記スライドポールに沿って移動可能なスライドブロックと、
前記スライドブロックに取り付けられたプランジパイプと、
前記プランジパイプに固定されたプランジカッター本体と、
前記プランジカッター本体に軸着され、前記スライドブロックに内蔵されたモータにより回転駆動されるブレードと、
前記ブレードに対して気体を吹き付ける、気体吹き付け機構とを備え、
前記気体吹き付け機構は、噴射口が前記ブレードの被加工対象との接触予定位置に指向されている第１のノズル、および、噴射口がブレードの軸に対して前記ブレードの被加工対象との接触予定位置とは反対側の位置に指向されている第２のノズルの一方または両方を有し、
前記第１のノズルまたは前記第２のノズルの一方を有する場合はそのノズルが、両方を有する場合は少なくとも一方のノズルが、前記ブレードの径方向に移動自在であることを特徴とするプランジカッター。
前記被加工対象との接触位置に指向されているノズルは、前記被加工対象との接点における接線方向、かつ、前記ブレードの回転方向と同方向に指向されている、請求項１に記載のプランジカッター。