特開 2023-24024 切断装置及び被切断物の切断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023024024

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】切断装置及び被切断物の切断方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/08 20060101AFI20230209BHJP

   E02B 3/06 20060101ALI20230209BHJP

【ＦＩ】

E04G23/08 D

E02B3/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021130061

(22)【出願日】2021-08-06

(71)【出願人】

【識別番号】500497652

【氏名又は名称】株式会社渋谷潜水工業

(71)【出願人】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】591043477

【氏名又は名称】寄神建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】小野 寿久

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 正信

(72)【発明者】

【氏名】水野 智亮

【テーマコード（参考）】

2D118

2E176

【Ｆターム（参考）】

2D118AA29

2D118CA03

2D118CA07

2D118GA07

2D118GA09

2E176AA01

2E176AA07

2E176DD22

(57)【要約】

【課題】液体中に設置された被切断物の切断に要する時間及びコストを削減するとともに潜水士の身体への負担を軽減することが可能な切断装置を提供する。
【解決手段】被切断物を切断する際に用いられる切断装置であって、ベースフレームと、基端側がそれぞれベースフレームに固定された第１アーム及び第２アームと、第１アームによって支持された第１滑車と、第２アームによって支持された第２滑車と、第１滑車及び第２滑車によって支持され、第１滑車と第２滑車との間の領域で被切断物に接触する無端のワイヤーソーと、ワイヤーソーを走行させる駆動機構と、被切断物を切断する際に、第１滑車を第１アームの基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第１移動機構と、被切断物を切断する際に、第２滑車を第２アームの基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第２移動機構と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被切断物を切断する際に用いられる切断装置であって、
ベースフレームと、
基端側がそれぞれ前記ベースフレームに固定された第１アーム及び第２アームと、
前記第１アームによって支持された第１滑車と、
前記第２アームによって支持された第２滑車と、
前記第１滑車及び前記第２滑車によって支持され、前記第１滑車と前記第２滑車との間の領域で前記被切断物に接触する無端のワイヤーソーと、
前記ワイヤーソーを走行させる駆動機構と、
前記被切断物を切断する際に、前記第１滑車を前記第１アームの前記基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第１移動機構と、
前記被切断物を切断する際に、前記第２滑車を前記第２アームの前記基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第２移動機構と、を備えることを特徴とする切断装置。

【請求項2】

前記ベースフレーム及び前記駆動機構を覆うカバーをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の切断装置。

【請求項3】

前記第１移動機構は、前記第１滑車が連結された第１可動体を備え、
前記第２移動機構は、前記第２滑車が連結された第２可動体を備え、
前記第１可動体には、第１圧力計と、前記第１滑車を撮影する第１カメラと、が設けられ、
前記第２可動体には、第２圧力計と、前記第２滑車を撮影する第２カメラと、が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の切断装置。

【請求項4】

前記第１移動機構、前記第２移動機構、前記駆動機構、前記第１圧力計、前記第２圧力計、前記第１カメラ、及び前記第２カメラは、コントローラに接続されていることを特徴とする、請求項３に記載の切断装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の切断装置を用いて液体中に設置された前記被切断物を切断する被切断物の切断方法であって、
前記第１アームと前記第２アームとの間に前記被切断物が配置されるように、前記第１アーム及び前記第２アームの一部又は全体を前記液体中に配置する第１工程と、
前記駆動機構によって前記ワイヤーソーを走行させた状態で、前記第１滑車及び前記第２滑車を前記第１移動機構及び前記第２移動機構によって移動させることにより、前記ワイヤーソーを前記被切断物に接触させて前記被切断物を前記液体の深さの方向に沿って切断する第２工程と、を含むことを特徴とする被切断物の切断方法。

【請求項6】

前記第１工程では、前記ベースフレームを前記第１アーム及び前記第２アームとともに前記液体中に配置することを特徴とする、請求項５に記載の被切断物の切断方法。

【請求項7】

前記ワイヤーソーで前記被切断物を切断することによって前記被切断物に形成された切り口に横切り用ワイヤーソーを挿入する第３工程と、
前記横切り用ワイヤーソーによって前記被切断物を前記液体の深さの方向と交差する方向に沿って切断する第４工程と、をさらに含むことを特徴とする、請求項５又は６に記載の被切断物の切断方法。

【請求項8】

前記横切り用ワイヤーソーは、前記ワイヤーソーよりも細いことを特徴とする、請求項７に記載の被切断物の切断方法。

【請求項9】

前記被切断物は、鋼管及び継手を備える鋼管矢板であり、
前記第２工程では、前記ワイヤーソーで前記継手を切断することを特徴とする、請求項５又は６に記載の被切断物の切断方法。

【請求項10】

前記被切断物は、鋼管及び継手を備える鋼管矢板であり、
前記第２工程では、前記ワイヤーソーで前記継手を切断し、
前記第４工程では、前記横切り用ワイヤーソーで前記鋼管を切断することを特徴とする、請求項７又は８のいずれかに記載の被切断物の切断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被切断物を切断する際に用いられる切断装置、及び、該切断装置を用いて被切断物を切断する被切断物の切断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建築工事や土木工事においては、鉄筋コンクリート建造物、鋼管、橋梁等の各種の構造物の解体、撤去に際して、ワイヤーソーイング工法が用いられる。ワイヤーソーイング工法では、ワイヤーソーを切断の対象物（被切断物）に巻き付け、所定の張力をかけながら高速で走行させることにより、被切断物を切断する。また、ワイヤーソーによる被切断物の切断には、ワイヤーソーを滑車で支持して被切断物に押し付ける、いわゆる押し切り方式が用いられることもある（特許文献１等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－６９５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被切断物の切断作業は、ダム、堤防、橋梁の建設のような、河川、海洋、港湾等における工事においても実施される。例えば、河川におけるダムの建設では、河川水中に設置された複数の鋼管矢板で囲まれる領域の内側で水面下の建設作業が行われ、工事の最終段階において鋼管矢板が切断、撤去される。このような水中に設置された被切断物の切断は、潜水士による水中アーク切断によって行われることが主流となっている。

【0005】

しかしながら、潜水士が水中で連続して作業可能な時間には限界があり、水中における被切断物の切断は作業を頻繁に中断しながら断続的に進めざるを得ない。そのため、水中アーク切断による被切断物の切断には時間とコストがかかる。また、水中で長時間の作業を行うと潜水士の身体に負担がかかり、潜水事故のリスクが高まるという問題もある。特に、鋼管矢板のような大規模な構造物が水中に設置されている場合には、施工期間の長期化及び施工コストの増加が顕著になる上、水深が深い場所での作業も必要となり潜水士の身体への負担も増大する。

【0006】

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、液体中に設置された被切断物の切断に要する時間及びコストを削減するとともに潜水士の身体への負担を軽減することが可能な切断装置、及び、該切断装置を用いた被切断物の切断方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、被切断物を切断する際に用いられる切断装置であって、ベースフレームと、基端側がそれぞれ前記ベースフレームに固定された第１アーム及び第２アームと、前記第１アームによって支持された第１滑車と、前記第２アームによって支持された第２滑車と、前記第１滑車及び前記第２滑車によって支持され、前記第１滑車と前記第２滑車との間の領域で前記被切断物に接触する無端のワイヤーソーと、前記ワイヤーソーを走行させる駆動機構と、前記被切断物を切断する際に、前記第１滑車を前記第１アームの前記基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第１移動機構と、前記被切断物を切断する際に、前記第２滑車を前記第２アームの前記基端側から先端側へと向かう方向に移動させる第２移動機構と、を備える切断装置が提供される。

【0008】

なお、好ましくは、前記切断装置は、前記ベースフレーム及び前記駆動機構を覆うカバーをさらに備える。また、好ましくは、前記第１移動機構は、前記第１滑車が連結された第１可動体を備え、前記第２移動機構は、前記第２滑車が連結された第２可動体を備え、前記第１可動体には、第１圧力計と、前記第１滑車を撮影する第１カメラと、が設けられ、前記第２可動体には、第２圧力計と、前記第２滑車を撮影する第２カメラと、が設けられている。また、好ましくは、前記第１移動機構、前記第２移動機構、前記駆動機構、前記第１圧力計、前記第２圧力計、前記第１カメラ、及び前記第２カメラは、コントローラに接続されている。

【0009】

また、本発明の他の一態様によれば、上記の切断装置を用いて液体中に設置された前記被切断物を切断する被切断物の切断方法であって、前記第１アームと前記第２アームとの間に前記被切断物が配置されるように、前記第１アーム及び前記第２アームの一部又は全体を前記液体中に配置する第１工程と、前記駆動機構によって前記ワイヤーソーを走行させた状態で、前記第１滑車及び前記第２滑車を前記第１移動機構及び前記第２移動機構によって移動させることにより、前記ワイヤーソーを前記被切断物に接触させて前記被切断物を前記液体の深さの方向に沿って切断する第２工程と、を含む被切断物の切断方法が提供される。

【0010】

なお、好ましくは、前記第１工程では、前記ベースフレームを前記第１アーム及び前記第２アームとともに前記液体中に配置する。また、好ましくは、前記被切断物の切断方法は、前記ワイヤーソーで前記被切断物を切断することによって前記被切断物に形成された切り口に横切り用ワイヤーソーを挿入する第３工程と、前記横切り用ワイヤーソーによって前記被切断物を前記液体の深さの方向と交差する方向に沿って切断する第４工程と、をさらに含む。また、好ましくは、前記横切り用ワイヤーソーは、前記ワイヤーソーよりも細い。

【0011】

また、好ましくは、前記被切断物は、鋼管及び継手を備える鋼管矢板であり、前記第２工程では、前記ワイヤーソーで前記継手を切断する。また、好ましくは、前記被切断物は、鋼管及び継手を備える鋼管矢板であり、前記第２工程では、前記ワイヤーソーで前記継手を切断し、前記第４工程では、前記横切り用ワイヤーソーで前記鋼管を切断する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様に係る切断装置は、第１滑車を支持する第１アームと第２滑車を支持する第２アームとを備え、第１滑車及び第２滑車によって支持されたワイヤーソーを走行させつつ第１アームと第２アームとの間に配置された被切断物に接触させることによって被切断物を切断する。これにより、液体中に配置された被切断物を自動で連続的に切断することが可能になり、被切断物の切断に要する時間及びコストが大幅に削減される。また、液体中における潜水士の作業量が低減され、潜水士の身体への負担が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】切断装置を示す斜視図である。

【図2】切断装置を示す正面図である。

【図3】第１滑車及び第２滑車が下降した状態の切断装置を示す正面図である。

【図4】切断装置及び鋼管矢板を示す斜視図である。

【図5】切断装置及び鋼管矢板を示す一部断面正面図である。

【図6】図６（Ａ）は第１工程における切断装置及び鋼管矢板を示す一部断面正面図であり、図６（Ｂ）は第２工程における切断装置及び鋼管矢板を示す一部断面正面図である。

【図7】図７（Ａ）は第３工程における鋼管矢板を示す断面図であり、図７（Ｂ）は第４工程における鋼管矢板を示す断面図であり、図７（Ｃ）は上部が撤去された鋼管矢板を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して本実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切断装置の構成例について説明する。図１は切断装置２を示す斜視図であり、図２は切断装置２を示す正面図である。なお、図１及び図２において、Ｘ軸方向（第１水平方向、左右方向）とＹ軸方向（第２水平方向、前後方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。以下、主に図１を参照しつつ切断装置２の構成を説明する。

【0015】

切断装置２は、切断装置２の骨組みに相当する直方体状のベースフレーム４を備える。ベースフレーム４は、幅方向、奥行き方向、高さ方向がそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿うように配置されている。例えばベースフレーム４は、ステンレス等の金属でなる柱状のフレームを連結させることによって構成される。また、ベースフレーム４は、ベースフレーム４の幅方向（Ｘ軸方向）に沿う下辺に対応し互いに概ね平行に配置された第１フレーム４ａ及び第２フレーム４ｂを備える。

【0016】

ベースフレーム４の下面側には、第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂが接続されている。第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂは、ステンレス等の金属でなる柱状の部材であり、Ｚ軸方向に沿って互いに概ね平行に配置されている。例えば、第１アーム６ａの基端側（一端部、上端部）は第１フレーム４ａの一端部に固定され、第２アーム６ｂの基端側（一端部、上端部）は第１フレーム４ａの他端部に固定される。

【0017】

第１アーム６ａには、第１アーム６ａを支持して補強するＸ軸支持アーム８ａ及びＹ軸支持アーム１０ａが接続されている。Ｘ軸支持アーム８ａの基端側（一端部、上端部）は第１フレーム４ａに固定され、Ｘ軸支持アーム８ａの先端側（他端部、下端部）は第１アーム６ａの右側面に固定されている。また、Ｙ軸支持アーム１０ａの基端側（一端部、上端部）は第２フレーム４ｂに固定され、Ｙ軸支持アーム１０ａの先端側（他端部、下端部）は第１アーム６ａの後面に固定されている。

【0018】

同様に、第２アーム６ｂには、第２アーム６ｂを支持して補強するＸ軸支持アーム８ｂ及びＹ軸支持アーム１０ｂが接続されている。Ｘ軸支持アーム８ｂの基端側（一端部、上端部）は第１フレーム４ａに固定され、Ｘ軸支持アーム８ｂの先端側（他端部、下端部）は第２アーム６ｂの左側面に固定されている。また、Ｙ軸支持アーム１０ｂの基端側（一端部、上端部）は第２フレーム４ｂに固定され、Ｙ軸支持アーム１０ｂの先端側（他端部、下端部）は第２アーム６ｂの後面に固定されている。

【0019】

Ｘ軸支持アーム８ａ，８ｂは、ＸＺ平面において第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂに対して傾斜するように配置され、第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂのＸ軸方向における変形を抑制する。また、Ｙ軸支持アーム１０ａ，１０ｂは、ＹＺ平面において第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂに対して傾斜するように配置され、第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂのＹ軸方向における変形を抑制する。

【0020】

第１アーム６ａは、第１滑車１２ａを支持している。具体的には、第１アーム６ａの前面側には、第１滑車１２ａを第１アーム６ａの長さ方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる第１移動機構１４ａが設けられている。第１移動機構１４ａは、第１アーム６ａの基端側に装着された第１駆動滑車１６ａと、第１アーム６ａの先端側に装着された第１従動滑車１８ａとを備える。第１駆動滑車１６ａ及び第１従動滑車１８ａには、無端の環状に形成されたチェーン、ベルト等の第１動力伝達部材２０ａが巻き掛けられている。また、第１駆動滑車１６ａには、第１駆動滑車１６ａを双方向に回転させるモータ等の第１回転駆動源２２ａ（図２参照）が連結されている。

【0021】

さらに、第１移動機構１４ａは、ステンレス等の金属でなり第１動力伝達部材２０ａに固定された第１可動体２４ａを備える。第１可動体２４ａの前面側には第１滑車１２ａが回転可能な状態で連結され、第１可動体２４ａの後面側は、第１可動体２４ａが第１アーム６ａに沿って移動できるように第１アーム６ａに支持されている。すなわち、第１滑車１２ａは、第１移動機構１４ａを介して第１アーム６ａによって支持されている。

【0022】

同様に、第２アーム６ｂは、第２滑車１２ｂを支持している。具体的には、第２アーム６ｂの前面側には、第２滑車１２ｂを第２アーム６ｂの長さ方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる第２移動機構１４ｂが設けられている。第２移動機構１４ｂは、第２アーム６ｂの基端側に装着された第２駆動滑車１６ｂと、第２アーム６ｂの先端側に装着された第２従動滑車１８ｂとを備える。第２駆動滑車１６ｂ及び第２従動滑車１８ｂには、無端の環状に形成されたチェーン、ベルト等の第２動力伝達部材２０ｂが巻き掛けられている。また、第２駆動滑車１６ｂには、第２駆動滑車１６ｂを双方向に回転させるモータ等の第２回転駆動源２２ｂが連結されている。

【0023】

さらに、第２移動機構１４ｂは、ステンレス等の金属でなり第２動力伝達部材２０ｂに固定された第２可動体２４ｂを備える。第２可動体２４ｂの前面側には第２滑車１２ｂが回転可能な状態で連結され、第２可動体２４ｂの後面側は、第２可動体２４ｂが第２アーム６ｂに沿って移動できるように第２アーム６ｂに支持されている。すなわち、第２滑車１２ｂは、第２移動機構１４ｂを介して第２アーム６ｂによって支持されている。

【0024】

第１回転駆動源２２ａで第１駆動滑車１６ａを第１の方向（図２において時計回り）に回転させると、第１動力伝達部材２０ａが第１の方向に走行し、第１滑車１２ａが第１可動体２４ａとともに第１アーム６ａの基端側から先端側へと向かう方向に移動（下降）する。一方、第１回転駆動源２２ａで第１駆動滑車１６ａを第２の方向（図２において反時計回り）に回転させると、第１動力伝達部材２０ａが第２の方向に走行し、第１滑車１２ａが第１可動体２４ａとともに第１アーム６ａの先端側から基端側へと向かう方向に移動（上昇）する。

【0025】

また、第２回転駆動源２２ｂで第２駆動滑車１６ｂを第１の方向（図２において反時計回り）に回転させると、第２動力伝達部材２０ｂが第１の方向に走行し、第２滑車１２ｂが第２可動体２４ｂとともに第２アーム６ｂの基端側から先端側へと向かう方向に移動（下降）する。一方、第２回転駆動源２２ｂで第２駆動滑車１６ｂを第２の方向（図２において時計回り）に回転させると、第２動力伝達部材２０ｂが第２の方向に走行し、第２滑車１２ｂが第２可動体２４ｂとともに第２アーム６ｂの先端側から基端側へと向かう方向に移動（上昇）する。

【0026】

上記のように、第１移動機構１４ａ及び第２移動機構１４ｂはそれぞれ巻き掛け伝動機構を構成しており、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂを独立に移動（昇降）させることができる。そして、第１駆動滑車１６ａ及び第２駆動滑車１６ｂの回転を制御することにより、第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとをそれぞれ任意の高さ位置（Ｚ軸方向における位置）に位置付けることができる。

【0027】

ベースフレーム４の前面側の下部には、ステンレス等の金属でなる梁状の支持フレーム２６が固定されている。支持フレーム２６は、第１フレーム４ａの上側に第１フレーム４ａと概ね平行に配置され、駆動機構２８を支持している。駆動機構２８は、支持フレーム２６に支持された第３駆動滑車３０と、第３駆動滑車３０を回転させるモータ等の第３回転駆動源３２（図１参照）とを備える。

【0028】

第１滑車１２ａ、第２滑車１２ｂ及び第３駆動滑車３０には、切断の対象物（被切断物）を切断する無端のワイヤーソー３４が巻き掛けられている。例えばワイヤーソー３４として、ダイヤモンド砥粒を含むビーズをワイヤー（芯材）に固定することによって形成されるダイヤモンドワイヤーソーが用いられる。

【0029】

ワイヤーソー３４の下端側は、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂによって支持され、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間で張った状態で、例えばＸ軸方向に沿って配置される。そして、駆動機構２８は、第３回転駆動源３２で第３駆動滑車３０を回転させることにより、第３駆動滑車３０に接触するワイヤーソー３４を送り出し、ワイヤーソー３４を走行させる。

【0030】

第３駆動滑車３０の両側方には、支持フレーム２６に支持された複数の定滑車３６が設けられている。図１及び図２には、第３駆動滑車３０よりも第１アーム６ａ側に６個の定滑車３６が設けられ、第３駆動滑車３０よりも第２アーム６ｂ側に２個の定滑車３６が設けられている例を示している。さらに、支持フレーム２６の上方には、一対の第３滑車３８ａ及び一対の第４滑車３８ｂが設けられている。そして、複数の定滑車３６と、一対の第３滑車３８ａ及び一対の第４滑車３８ｂとにそれぞれ、ワイヤーソー３４が巻き掛けられている。

【0031】

一対の第３滑車３８ａには、一対の第３滑車３８ａをＺ軸方向に沿って移動させる第３移動機構４０ａが連結されている。また、一対の第４滑車３８ｂには、一対の第４滑車３８ｂをＺ軸方向に沿って移動させる第４移動機構４０ｂが連結されている。例えば、第３移動機構４０ａ及び第４移動機構４０ｂは、第１移動機構１４ａ及び第２移動機構１４ｂと同様の巻き掛け伝動機構によって構成される。

【0032】

具体的には、第３移動機構４０ａは、ステンレス等の金属でなりベースフレーム４の上端部から下端部にわたって配置された柱状の第１レール４２ａと、第１レール４２ａに沿って環状に張られたチェーン、ベルト等の第３動力伝達部材４４ａ（図１参照）とを備える。第３動力伝達部材４４ａには、第３動力伝達部材４４ａを走行させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0033】

また、第３移動機構４０ａは、ステンレス等の金属でなり第３動力伝達部材４４ａに固定された第３可動体４６ａを備える。第３可動体４６ａの前面側には一対の第３滑車３８ａが回転可能な状態で連結され、第３可動体４６ａの後面側は、第３可動体４６ａが第１レール４２ａに沿って移動できるように第１レール４２ａに支持されている。第３動力伝達部材４４ａを走行させると、一対の第３滑車３８ａが第３可動体４６ａとともに第１レール４２ａに沿ってＺ軸方向に移動（昇降）する。

【0034】

同様に、第４移動機構４０ｂは、ステンレス等の金属でなりベースフレーム４の上端部から下端部にわたって配置された柱状の第２レール４２ｂと、第２レール４２ｂに沿って環状に張られたチェーン、ベルト等の第４動力伝達部材４４ｂ（図１参照）とを備える。第４動力伝達部材４４ｂには、第４動力伝達部材４４ｂを走行させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0035】

また、第４移動機構４０ｂは、ステンレス等の金属でなり第４動力伝達部材４４ｂに固定された第４可動体４６ｂを備える。第４可動体４６ｂの前面側には一対の第４滑車３８ｂが回転可能な状態で連結され、第４可動体４６ｂの後面側は、第４可動体４６ｂが第２レール４２ｂに沿って移動できるように第２レール４２ｂに支持されている。第４動力伝達部材４４ｂを走行させると、一対の第４滑車３８ｂが第４可動体４６ｂとともに第２レール４２ｂに沿ってＺ軸方向に移動（昇降）する。

【0036】

第３駆動滑車３０から繰り出されたワイヤーソー３４は、第３駆動滑車３０よりも第１アーム６ａ側に設けられた複数の定滑車３６、一対の第３滑車３８ａ、一対の第４滑車３８ｂを通って、第１滑車１２ａに到達する。また、第１滑車１２ａから繰り出されたワイヤーソー３４は、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間を走行して第２滑車１２ｂに到達する。そして、第２滑車１２ｂから繰り出されたワイヤーソー３４は、第３駆動滑車３０よりも第２アーム６ｂ側に設けられた複数の定滑車３６を通って、第３駆動滑車３０に到達する。

【0037】

第３移動機構４０ａは、第１滑車１２ａの昇降距離に応じて一対の第３滑車３８ａを昇降させる。また、第４移動機構４０ｂは、第２滑車１２ｂの昇降距離に応じて一対の第４滑車３８ｂを昇降させる。これにより、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間を走行するワイヤーソー３４を、その張りを維持した状態で昇降させることができる。

【0038】

図３は、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂが下降した状態の切断装置２を示す正面図である。第１移動機構１４ａ及び第２移動機構１４ｂによって第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂを下降させると、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂに追従して一対の第３滑車３８ａ及び一対の第４滑車３８ｂが下降する。このとき、第３滑車３８ａ又は第４滑車３８ｂの一方を下降させた後に第３滑車３８ａ又は第４滑車３８ｂの他方を下降させてもよいし、第３滑車３８ａ及び第４滑車３８ｂを同時に下降させてもよい。また、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの下降距離が短い場合には、第３滑車３８ａ又は第４滑車３８ｂの一方のみを下降させてもよい。

【0039】

第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間に被切断物を配置した状態で、ワイヤーソー３４を走行させつつ下降させると、ワイヤーソー３４が第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの間の領域で被切断物に接触する。これにより、ワイヤーソー３４が被切断物に押し当てられ、被切断物が切断される。

【0040】

なお、第１滑車１２ａ又は第２滑車１２ｂを下降させる際には、第１移動機構１４ａ又は第２移動機構１４ｂからワイヤーソー３４に付与される下向きの力に抗する僅かな上向きの力が第３移動機構４０ａ又は第４移動機構４０ｂからワイヤーソー３４に付与されるように、第１移動機構１４ａ又は第２移動機構１４ｂと第３移動機構４０ａ又は第４移動機構４０ｂとを連動させることが望ましい。これにより、一対の第３滑車３８ａ又は一対の第４滑車３８ｂが必要以上に下降してワイヤーソー３４の張りが緩むことを防止できる。

【0041】

一方、第１滑車１２ａ又は第２滑車１２ｂを上昇させる際には、第１移動機構１４ａ又は第２移動機構１４ｂと第３移動機構４０ａ又は第４移動機構４０ｂとを連動させて、第１滑車１２ａ又は第２滑車１２ｂを上昇させる。なお、この際にも、ワイヤーソー３４の張りが緩むことを防止するために、第３移動機構４０ａ又は第４移動機構４０ｂからワイヤーソー３４に付与される上向きの力に抗する僅かな下向きの力が第１移動機構１４ａ又は第２移動機構１４ｂからワイヤーソー３４に付与されるように、第１移動機構１４ａ又は第２移動機構１４ｂと第３移動機構４０ａ又は第４移動機構４０ｂとを連動させても良い。

【0042】

切断装置２を構成する各構成要素（第１移動機構１４ａ、第２移動機構１４ｂ、駆動機構２８、第３移動機構４０ａ、第４移動機構４０ｂ等）は、コントローラ４８に接続されている。コントローラ４８は、切断装置２の動作を制御する制御部（制御ユニット、制御装置）に相当し、切断装置２の各構成要素に制御信号を出力する。

【0043】

具体的には、コントローラ４８は、第１回転駆動源２２ａ及び第２回転駆動源２２ｂ（図１参照）に制御信号を出力することにより、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの昇降を制御する。また、コントローラ４８は、第３回転駆動源３２（図１参照）に制御信号を出力することにより、ワイヤーソー３４の走行を制御する。さらに、コントローラ４８は、第３移動機構４０ａ及び第４移動機構４０ｂがそれぞれ備える回転駆動源に制御信号を出力することにより、第３滑車３８ａ及び第４滑車３８ｂの昇降を制御する。

【0044】

例えばコントローラ４８は、コンピュータによって構成され、切断装置２の制御に必要な演算を行う演算部と、切断装置２の制御に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを備える。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。

【0045】

次に、切断装置２を用いた被切断物の切断方法の具体例について説明する。切断装置２は、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間に配置された切断の対象物（被切断物）をワイヤーソー３４で切断する。特に切断装置２は、河川、海洋、港湾等における工事の際に、河川水、海水等の液体中に設置された様々な構造物を切断できる。以下では代表例として、被切断物が液体中に設置された鋼管矢板である場合について説明する。

【0046】

図４は切断装置２及び鋼管矢板１１を示す斜視図であり、図５は切断装置２及び鋼管矢板１１を示す一部断面正面図である。例えば、海水、河川水等の液体中に複数の鋼管矢板１１が環状に配列されることにより、護岸、岸壁、防波堤等が形成される。なお、鋼管矢板１１の寸法に制限はなく、工事の目的に応じて適宜選択される。

【0047】

鋼管矢板１１は、中空の円柱状に形成された鋼管１３と、鋼管１３の中心を挟むように鋼管１３の外側の側面（外周面）に設けられた一対の継手１５ａ，１５ｂとを含む。継手１５ａ，１５ｂは、鋼管１３の外周面から鋼管１３の径方向外向きに突出する部材であり、鋼管１３の一端（上端）から他端（下端）に至るように柱状に形成されている。

【0048】

一の鋼管矢板１１の継手１５ａと他の鋼管矢板１１の継手１５ｂとが嵌め合わされることにより、鋼管矢板１１同士が継手１５ａ，１５ｂを介して連結される。なお、継手１５ａ，１５ｂの形状に制限はなく、例えば鋼管矢板１１の用途に応じてＰ－Ｐ型、Ｌ－Ｔ型、Ｐ－Ｔ型が使い分けられる。また、互いに嵌め合わされた継手１５ａ，１５ｂの内部には、隣接する鋼管１３の間における遮水性を確保するとともに継手１５ａ，１５ｂの強度を向上させるため、モルタル等の充填材１７が充填される。

【0049】

環状に配列された複数の鋼管矢板１１の内側には、金属等でなり鋼管矢板１１を支持する環状の連結部材１９が設けられている。連結部材１９は、鋼管１３それぞれの外周面に連結されており、鋼管矢板１１の傾きや移動を防止する。

【0050】

液体中に設置された鋼管矢板１１を撤去する際には、継手１５ａ，１５ｂを切断して個々の鋼管矢板１１を分離した後、鋼管矢板１１を液体中から１本ずつ引き上げる。このとき、本実施形態に係る切断装置２を用いることにより、鋼管矢板１１の切断作業を自動化（全自動化、又は半自動化）できる。以下、液体中に設置された鋼管矢板１１を切断装置２で切断する際の手順について説明する。

【0051】

まず、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間に鋼管矢板１１が配置されるように、第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂの一部又は全体を液体中に配置する（第１工程）。図６（Ａ）は、第１工程における切断装置２及び鋼管矢板１１を示す一部断面正面図である。なお、図６（Ａ）では、切断装置２の主要な構成要素のみを図示している。

【0052】

第１工程では、鋼管矢板１１が設置されている河川水、海水等の液体５０中に、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとを挿入する。このとき、第１アーム６ａと第２アーム６ｂとは、互いに連結された継手１５ａ，１５ｂを挟むように配置され、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂによって支持されたワイヤーソー３４が継手１５ａ，１５ｂと重なるように配置される。

【0053】

次に、ワイヤーソー３４を鋼管矢板１１に接触させて、鋼管矢板１１を液体５０の深さの方向に沿って切断する（第２工程）。図６（Ｂ）は、第２工程における切断装置２及び鋼管矢板１１を示す一部断面正面図である。なお、図６（Ｂ）では、切断装置２の主要な構成要素のみを図示している。

【0054】

第２工程では、まず、駆動機構２８（図１等参照）によってワイヤーソー３４を走行させる。具体的には、第３回転駆動源３２で第３駆動滑車３０を回転させることにより、ワイヤーソー３４を第１滑車１２ａから第２滑車１２ｂに向かって所定の速度で走行させる。このとき、第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの高さ位置は同じであっても異なっていてもよい。第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの高さ位置が異なる場合には、第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの間で張られたワイヤーソー３４が、水平方向（Ｘ軸方向）に対して傾斜した状態となる。

【0055】

次に、ワイヤーソー３４を走行させた状態で、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂを第１移動機構１４ａ及び第２移動機構１４ｂ（図１等参照）によって下降させる。具体的には、第１回転駆動源２２ａで第１駆動滑車１６ａを回転させて第１動力伝達部材２０ａを走行させることにより、第１可動体２４ａを下降させ、第１滑車１２ａを第１アーム６ａの基端側（上端側）から先端側（下端側）へと向かう方向に移動させる。また、第２回転駆動源２２ｂで第２駆動滑車１６ｂを回転させて第２動力伝達部材２０ｂを走行させることにより、第２可動体２４ｂを下降させ、第２滑車１２ｂを第２アーム６ｂの基端側（上端側）から先端側（下端側）へと向かう方向に移動させる。

【0056】

第１滑車１２ａから第２滑車１２ｂに向かってワイヤーソー３４が走行している状態で第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂが下降し、第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの間の領域で、ワイヤーソー３４が鋼管矢板１１に押し当てられる。その結果、鋼管矢板１１のワイヤーソー３４と重なる領域が液体５０の深さ方向（Ｚ軸方向）に沿って切断される。また、鋼管矢板１１のワイヤーソー３４によって切断された領域には、切り口１１ａが形成される。

【0057】

具体的には、互いに連結された継手１５ａ，１５ｂが、鋼管１３の高さ方向（継手１５ａ，１５ｂの長さ方向）に沿って切断される。このときワイヤーソー３４は、Ｘ軸方向と平行な状態で継手１５ａ，１５ｂに切り込んでもよいし、Ｘ軸方向に対して傾斜した状態で継手１５ａ，１５ｂに切り込んでもよい。そして、継手１５ａ，１５ｂが上端から下端まで切断されると、継手１５ａ，１５ｂによって連結されていた一対の鋼管矢板１１が分離される。

【0058】

なお、鋼管矢板１１には他の部材が接続されていることがある。この場合には、ワイヤーソー３４で他の部材を鋼管矢板１１とともに切断してもよい。例えば、図４及び図５に示すように、鋼管矢板１１には環状の連結部材１９が固定されている。この場合、継手１５ａ，１５ｂ及び連結部材１９を第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間に配置することにより、継手１５ａ，１５ｂと連結部材１９とをワイヤーソー３４で同時に切断できる。これにより、鋼管矢板１１の分離に要する工程及び時間が削減される。

【0059】

互いに連結された全ての継手１５ａ，１５ｂをワイヤーソー３４で切断すると、環状に配列された複数の鋼管矢板１１が個々に分離される。そして、鋼管矢板１１を１本ずつ液体５０から引き上げることにより、鋼管矢板１１が撤去される。

【0060】

なお、継手１５ａ，１５ｂの長さが第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの昇降距離の上限よりも大きい場合には、ワイヤーソー３４を下降させても継手１５ａ，１５ｂが下端まで切断されない。この場合には、鋼管矢板１１を横方向に切断して鋼管矢板１１の上部を撤去した後、改めてワイヤーソー３４で鋼管矢板１１の切断を続行してもよい。

【0061】

具体的には、まず、第２工程において第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂを第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂの先端部まで下降させる。これにより、第１滑車１２ａと第２滑車１２ｂとの間の領域で鋼管矢板１１の継手１５ａ，１５ｂが切断され、継手１５ａ，１５ｂには、鋼管矢板１１の下端に至らない深さの切り口１１ａ（溝）が形成される。

【0062】

次に、鋼管矢板１１に形成された切り口１１ａに横切り用ワイヤーソーを挿入する（第３工程）。図７（Ａ）は、第３工程における鋼管矢板１１を示す断面図である。

【0063】

第３工程では、鋼管矢板１１の切り口１１ａに横切り用ワイヤーソー５２を挿入する。横切り用ワイヤーソー５２としては、例えばワイヤーソー３４と同様にダイヤモンドワイヤーソーを用いることができる。ただし、横切り用ワイヤーソー５２は、ワイヤーソー３４よりも細いことが好ましい。これにより、横切り用ワイヤーソー５２を切り口１１ａにスムーズに挿入できる。そして、横切り用ワイヤーソー５２は切り口１１ｂの底部に位置付けられる。

【0064】

次に、横切り用ワイヤーソー５２によって鋼管矢板１１を液体５０の深さの方向と交差する方向に沿って切断する（第４工程）。例えば第４工程では、横切り用ワイヤーソー５２を張った状態で走行させつつ、横切り用ワイヤーソー５２を鋼管１３の径方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる。その結果、横切り用ワイヤーソー５２によって鋼管１３及び継手１５ａ，１５ｂが鋼管１３の径方向に沿って切断される。図７（Ｂ）は、第４工程における鋼管矢板１１を示す断面図である。

【0065】

横切り用ワイヤーソー５２によって鋼管矢板１１を横方向に切断すると、鋼管矢板１１には鋼管矢板１１の径方向に沿って切り口１１ｂが形成され、鋼管矢板１１が上部と下部とに分離される。そして、鋼管矢板１１の上部は引き上げられて撤去される。図７（Ｃ）は、上部が撤去された鋼管矢板１１を示す断面図である。

【0066】

その後、鋼管矢板１１の下部に対して第１工程乃至第４工程が繰り返され、継手１５ａ，１５ｂ及び鋼管１３が段階的に切断される。これにより、継手１５ａ，１５ｂの長さが第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの昇降距離の上限より大きい場合にも、鋼管矢板１１を分離して撤去することが可能になる。

【0067】

以上の通り、本実施形態に係る切断装置２は、第１滑車１２ａを支持する第１アーム６ａと第２滑車１２ｂを支持する第２アーム６ｂとを備え、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂによって支持されたワイヤーソー３４を走行させつつ第１アーム６ａと第２アーム６ｂとの間に配置された被切断物に接触させることによって被切断物を切断する。これにより、液体５０中に配置された被切断物を自動で連続的に切断することが可能になり、被切断物の切断に要する時間及びコストが大幅に削減される。また、液体５０中における潜水士の作業量が低減され、潜水士の身体への負担が軽減される。

【0068】

なお、本実施形態では被切断物が鋼管矢板１１である場合について説明したが、切断装置２によって切断される被切断物に制限はない。例えば切断装置２は、鉄筋コンクリート、鉄骨、大理石、レンガ等でなる構造物を切断することもできる。

【0069】

また、切断装置２には、切断装置２の状態や切断加工の状況を監視するためのカメラ、各種のセンサ等が設けられていてもよい。例えば、第１可動体２４ａ（図１等参照）には第１滑車１２ａを撮影可能な第１カメラが設けられていてもよく、第２可動体２４ｂ（図１等参照）には第２滑車１２ｂを撮影可能な第２カメラが設けられていてもよい。第１カメラ及び第２カメラで第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂを撮影することにより、被切断物の切断中における第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの状態を監視することが可能になる。

【0070】

また、第１可動体２４ａには水圧を測定する第１圧力計が設けられていてもよく、第２可動体２４ｂには水圧を測定する第２圧力計が設けられていてもよい。この場合、第１圧力計及び第２圧力計によって測定された圧力に基づいて、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂが配置されている液体５０中の深さを算出できる。これにより、被切断物の切断の進捗状況を監視することが可能になる。

【0071】

第１カメラ、第２カメラ、第１圧力計、第２圧力計はそれぞれ、コントローラ４８に接続される。そして、コントローラ４８は、第１カメラ及び第２カメラに制御信号を出力することにより、第１カメラ及び第２カメラによる第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂの撮影のタイミング、頻度等を制御する。また、コントローラ４８は、第１圧力計及び第２圧力計に制御信号を出力することにより、水圧測定のタイミング、頻度等を制御する。

【0072】

また、液体５０中の深い位置に設置されている鋼管矢板１１、上部が撤去された鋼管矢板１１（図７（Ｃ）参照）等を切断する場合には、第１工程において切断装置２の全体が液体５０中に配置されることがある。この場合、ベースフレーム４（図１等参照）も第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂとともに液体５０中に配置される。その結果、駆動機構２８（図１等参照）も液体５０に配置されることになり、第３駆動滑車３０が液体５０の抵抗によって回転しにくくなる。

【0073】

そこで、切断装置２は、ベースフレーム４及び駆動機構２８（第３駆動滑車３０及び第３回転駆動源３２）を覆うカバーをさらに備えることが好ましい。例えば、ガラス、プラスチック、金属等でなるカバーが、ベースフレーム４の全体及び駆動機構２８を覆うように装着される。

【0074】

なお、駆動機構２８（第３駆動滑車３０及び第３回転駆動源３２）は、ベースフレーム４の内部に設けられてもよい。この場合には、ベースフレーム４の上面、下面、前面、後面、右側面及び左側面を覆うカバーを設けることにより、駆動機構２８がカバーによって覆われる。また、カバーには、ワイヤーソー３４が通過する貫通孔が設けられてもよい。

【0075】

ベースフレーム４をカバーによって覆うことにより、ベースフレーム４が液体５０に沈むように配置された際に、ベースフレーム４の内部への液体５０の浸入が防止される。これにより、ベースフレーム４の内部に設けられた第３駆動滑車３０が液体５０に沈むことを防止し、第３駆動滑車３０の回転に要するトルクを低減できる。

【0076】

なお、上記のカバーを設ける場合には、定滑車３６、第３滑車３８ａ及び第４滑車３８ｂもベースフレーム４の内部に設置することが好ましい。これにより、定滑車３６、第３滑車３８ａ及び第４滑車３８ｂを円滑に回転させることができる。

【0077】

また、ベースフレーム４を覆うカバーを設ける代わりに、駆動機構２８のみを覆う小型のカバーを設けることもできる。同様に、定滑車３６、第３滑車３８ａ及び第４滑車３８ｂをそれぞれ小型のカバーで覆ってもよい。

【0078】

さらに、第１可動体２４ａ（図１等参照）には、第１滑車１２ａ及び第１カメラを覆うカバーが装着されてもよい。同様に、第２可動体２４ｂ（図１等参照）には、第２滑車１２ｂ及び第２カメラを覆うカバーが装着されてもよい。これにより、第１滑車１２ａ及び第２滑車１２ｂが円滑に回転するとともに、第１カメラ及び第２カメラが液体５０から保護される。

【0079】

その他、本実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更できる。

【符号の説明】

【0080】

１１ 鋼管矢板
１１ａ，１１ｂ 切り口
１３ 鋼管
１５ａ，１５ｂ 継手
１７ 充填材
１９ 連結部材
２ 切断装置
４ ベースフレーム
４ａ 第１フレーム
４ｂ 第２フレーム
６ａ 第１アーム
６ｂ 第２アーム
８ａ，８ｂ Ｘ軸支持アーム
１０ａ，１０ｂ Ｙ軸支持アーム
１２ａ 第１滑車
１２ｂ 第２滑車
１４ａ 第１移動機構
１４ｂ 第２移動機構
１６ａ 第１駆動滑車
１６ｂ 第２駆動滑車
１８ａ 第１従動滑車
１８ｂ 第２従動滑車
２０ａ 第１動力伝達部材
２０ｂ 第２動力伝達部材
２２ａ 第１回転駆動源
２２ｂ 第２回転駆動源
２４ａ 第１可動体
２４ｂ 第２可動体
２６ 支持フレーム
２８ 駆動機構
３０ 第３駆動滑車
３２ 第３回転駆動源
３４ ワイヤーソー
３６ 定滑車
３８ａ 第３滑車
３８ｂ 第４滑車
４０ａ 第３移動機構
４０ｂ 第４移動機構
４２ａ 第１レール
４２ｂ 第２レール
４４ａ 第３動力伝達部材
４４ｂ 第４動力伝達部材
４６ａ 第３可動体
４６ｂ 第４可動体
４８ コントローラ
５０ 液体
５２ 横切り用ワイヤーソー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】