JP7040948B2

JP7040948B2 - 切断機および切断方法

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Publication number: JP7040948B2
Application number: JP2018008123A
Authority: JP
Inventors: 敬岡村; 丈須藤; 耕介松永
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2038-01-22
Also published as: JP2019126855A

Description

本発明は、切断機および切断方法に関する。

橋梁の床版とは通行する自動車や人などを支え、その荷重を主桁等の構造部材に伝達する部材であり、鋼材で構成される鋼床版は他の形式より軽量で架設期間が短いため、１９５０年代頃から日本国内において数多く建設されている。１９７０年代頃からは閉断面リブ（以下、「Ｕリブ」という。）を有する構造が開発され、高速道路等で多く採用されることとなった。しかしながら、近年、このような鋼床版において、デッキプレートの疲労き裂が顕在化しつつある。デッキプレートの疲労き裂は、例えば、Ｕリブとデッキプレートとの溶接部を起点として生じる。このようなデッキプレートの疲労き裂の補修・補強、予防として、Ｕリブにおけるデッキプレートとの接続部を切断した上で、Ｕリブの外側面とデッキプレートとを接続する補強板を取り付ける工法が提案されている。当該工法は、交通規制を伴うことなく、施工することが可能である。

特許文献１では、上記工法に適したＵリブ切断方法が開示されている。当該Ｕリブ切断方法では、Ｕリブの長手方向に沿って伸びるレール部を、Ｕリブの一の外側面に取り付けた後、レール部に沿って移動可能なスライドベースに切断機が固定される。そして、切断機の切断刃を回転することによりＵリブにおけるデッキプレートとの接続部の一部を切断しつつ、スライドベースと共に切断機がレール部に沿って移動される。これにより、Ｕリブの接続部を適切に切断するとともに、切断面の仕上げ工程を省略することが可能となる。

なお、特許文献２では、往復動鋸歯をもつ切断工具を用いてＵリブを切断する手法が開示されている。当該手法では、Ｕリブの一方の側面板に取り付けた切断工具案内治具に沿って切断工具を移動させながら、当該一方の側面板が上下方向に切断される。Ｕリブの他方の側面板および底面板も同様に、切断工具案内治具および切断工具を用いて切断される。

特開２０１７－８９１１０号公報特開２０１１－１９６１７２号公報

ところで、鋼床版には、Ｕリブの長手方向と直交する方向に伸びる横リブが設けられる。特許文献１では、Ｕリブにおけるデッキプレートとの接続部において横リブと交差する部位（以下、「注目部位」という。）に対して、作業者の手動による切断が行われる。しかしながら、注目部位を手動により精度よく切断することは容易ではない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、注目部位を容易にかつ精度よく切断することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、上下方向に沿う第１板部の主面である前面に対して、前記上下方向に沿う第２板部の端面が接合され、かつ、前記第１板部の上端面および前記第２板部の上端面がカバー部の下面に接合された構造体において、前記第２板部の前記端面に対向し、かつ、前記カバー部の前記下面に近接した前記第１板部の注目部位を、前記第１板部の前記前面側から前記カバー部の前記下面に沿って切断する切断機であって、前記カバー部の前記下面に略平行に配置される長尺の薄板状であり、長手方向に延びる縁に歯部が設けられる切断刃と、前記長手方向における前記切断刃の一端を保持しつつ、前記切断刃を前記長手方向に沿う移動方向に往復移動させる切断機本体と、前記第１板部の前記前面に取り付けられるとともに、前記第１板部の前記前面および前記カバー部の前記下面の双方に沿う送り方向に、前記切断機本体を移動可能に支持する本体支持部とを備え、前記切断刃の前記長手方向が、前記送り方向に垂直かつ前記カバー部の前記下面に沿う方向に対して所定の傾斜角で傾斜し、前記切断機本体が、前記切断刃の前記一端が着脱可能に固定されるホルダと、前記ホルダを前記移動方向に案内するホルダガイドと、前記切断刃に対して、前記カバー部の前記下面とは反対側に配置され、前記ホルダを前記移動方向に往復移動させる移動機構とを備え、前記一端が前記ホルダに固定された前記切断刃が、前記一端から離れるに従って前記送り方向の一方側へと向かい、前記切断機本体が、切断刃の一端が固定可能なもう１つのホルダと、前記移動方向とは異なる方向であって、前記もう１つのホルダに固定された前記切断刃の長手方向に沿う他の移動方向に、前記もう１つのホルダを案内するもう１つのホルダガイドとをさらに備え、前記切断刃が前記もう１つのホルダに固定された状態において、前記切断刃が前記一端から離れるに従って前記送り方向の他方側へと向かい、前記移動機構が、前記もう１つのホルダを前記他の移動方向に往復移動させる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の切断機であって、前記切断機本体において、前記ホルダガイドが他のホルダガイドと交換可能であり、前記ホルダガイドの前記他のホルダガイドへの交換により、前記切断刃の前記長手方向の前記傾斜角が変更される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の切断機であって、前記構造体が、Ｕリブ、横リブおよびデッキプレートを有する鋼床版の一部であり、前記第１板部が前記Ｕリブの側面部であり、前記第２板部が前記横リブであり、前記カバー部が前記デッキプレートである。

請求項４に記載の発明は、上下方向に沿う第１板部の主面である前面に対して、前記上下方向に沿う第２板部の端面が接合され、かつ、前記第１板部の上端面および前記第２板部の上端面がカバー部の下面に接合された構造体において、前記第２板部の前記端面に対向し、かつ、前記カバー部の前記下面に近接した前記第１板部の注目部位を、前記第１板部の前記前面側から前記カバー部の前記下面に沿って切断する切断方法であって、ａ）前記第１板部の前記前面および前記カバー部の前記下面の双方に沿う方向を送り方向として、前記第１板部において前記注目部位に対して前記送り方向に近接する位置に切込部を形成する工程と、ｂ）請求項１ないし３のいずれか１つに記載の切断機の前記切断刃を前記切込部に挿入し、前記切断機本体を前記送り方向に移動することにより、前記第１板部の前記注目部位を切断する工程とを備える。

本発明によれば、第１板部の注目部位を容易にかつ精度よく切断することができる。

鋼床版の一部を示す斜視図である。鋼床版の一部を示す断面図である。切断機を示す図である。切断機を示す図である。切断機を示す図である。切断機を示す図である。注目部位を切断する処理の流れを示す図である。ベースプレートおよび切込機を示す図である。注目部位の切断を説明するための図である。注目部位の切断を説明するための図である。注目部位の切断を説明するための図である。注目部位の切断を説明するための図である。

図１Ａは、鋼床版９の一部を示す斜視図であり、デッキプレート９１の一部を破断した状態を示している。図１Ａでは、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を矢印にて示している（他の図において同様）。以下の説明では、図１Ａ中の縦方向（Ｚ方向）を上下方向と呼ぶ。上下方向は、典型的には重力方向であるが、重力方向には限定されない。

鋼床版９は、デッキプレート９１と、複数のＵリブ９２と、横リブ９３とを備える。各Ｕリブ９２は、Ｙ方向に長く、Ｙ方向に沿って見た形状は、上方（（＋Ｚ）側）に向かって開口するＵ字状である。Ｕリブ９２は、下側（（－Ｚ）側）に配置される下面部９２２と、Ｘ方向における下面部９２２の両端から連続して上方へと伸びる２つの側面部９２３とを備える。下面部９２２は、上下方向に垂直な板部であり、各側面部９２３は上下方向に沿う板部である。Ｕリブ９２では、２つの側面部９２３、および、下面部９２２により内部空間が形成される。複数のＵリブ９２はＸ方向に配列される。

横リブ９３は、上下方向に沿う板部であり、Ｕリブ９２の長手方向（Ｙ方向）と直交する方向に広がる。横リブ９３には、Ｕリブ９２が嵌まる凹部９３１が形成される。Ｙ方向に沿って見た場合における凹部９３１の縁の形状は、上方に向かって開口するＵ字状である。凹部９３１の縁は、一般的にＵリブ９２の２つの側面部９２３の外面に対向し、例えばすみ肉溶接（開先溶接等であってもよい。以下同様。）により、これらの外面に接合される。Ｙ方向に垂直な鋼床版９の断面を示す図１Ｂの例では、横リブ９３において、Ｕリブ９２の下面部９２２に対向する位置には、長孔形状のスリット９３３が設けられており、凹部９３１の縁は、下面部９２２には接合されていない。図１Ａでは、１つの横リブ９３のみを図示しているが、実際には、複数の横リブ９３がＹ方向に配列される。

Ｕリブ９２の２つの側面部９２３の上端面、および、横リブ９３の上端面は、デッキプレート９１の下面９１１に対向する。これらの上端面は、例えばすみ肉溶接によりデッキプレート９１の下面９１１に接合される。デッキプレート９１により、Ｕリブ９２の内部空間の上側が閉塞される。横リブ９３の凹部９３１の縁においてデッキプレート９１の下面９１１近傍には、円弧状の切欠きであるスカラップ９３２が設けられる。スカラップ９３２により、Ｕリブ９２の側面部９２３と横リブ９３との間の溶接部、Ｕリブ９２の側面部９２３とデッキプレート９１との間の溶接部、および、横リブ９３とデッキプレート９１との間の溶接部が互いに重なることが避けられる。

ここで、上下方向に関してＵリブ９２が存在する範囲のみに着目する場合、横リブ９３において、互いに隣接する２つのＵリブ９２の間の部分は、上下方向に沿う１つの板部と捉えることが可能である。また、横リブ９３において、Ｕリブ９２の側面部９２３の外面に対向する凹部９３１の縁は、当該板部の端面であるといえ、当該板部の端面が側面部９２３の外面に対して接合されている。以下の説明では、Ｕリブ９２の側面部９２３において、当該板部の端面に対向し、かつ、デッキプレート９１の下面９１１に近接した部位９２４について注目し、当該部位９２４を「注目部位９２４」と呼ぶ。また、Ｕリブ９２の側面部９２３の外面を「前面」と呼ぶ。図１Ａの例では、Ｘ方向に沿って見た場合に、スカラップ９３２と重なる側面部９２３の部位が、注目部位９２４である。注目部位９２４は、Ｕリブ９２におけるデッキプレート９１との接続部の一部であり、スカラップ９３２の内側の狭隘な空間に位置する部位である。

図２ないし図４は、本発明の一の実施の形態に係る切断機１を示す図である。図２は、（－Ｘ）側から（＋Ｘ）方向を向いて見た切断機１を示し、図３は、（＋Ｙ）側から（－Ｙ）方向を向いて見た切断機１を示し、図４は、（＋Ｚ）側から（－Ｚ）方向を向いて見た切断機１を示す。図２および図３では、Ｕリブ９２の側面部９２３の前面９２５に切断機１を取り付けた状態を示している。図４では、後述の本体支持部４の図示を省略している。切断機１は、側面部９２３の注目部位９２４（図３参照）を、側面部９２３の前面９２５側からデッキプレート９１の下面９１１に沿って切断する装置である。

図２および図３に示すように、切断機１は、切断刃２と、切断機本体３と、本体支持部４とを備える。本体支持部４は、支持ベース４１と、２つのロッド支持板４２と、２つのガイドロッド４３と、２つのスライドブロック４４とを備える。図２に示すように、支持ベース４１は、Ｙ方向に長いブロック状である。支持ベース４１には、複数の取付孔４１１が設けられる。各取付孔４１１は、上下方向に長い長孔であり、複数の取付孔４１１はＹ方向に並ぶ。Ｕリブ９２の側面部９２３の前面９２５には、ベースプレート５が取り付けられており、ベースプレート５には、複数のネジ孔５１が設けられる。固定ネジ４５１を支持ベース４１の取付孔４１１に挿入し、ベースプレート５のネジ孔５１に対して締め付けることにより、支持ベース４１が側面部９２３の前面９２５に取り付けられる。なお、側面部９２３に対するベースプレート５の取り付けについては後述する。

各ロッド支持板４２は、支持ベース４１の長手方向（Ｙ方向）に対して垂直に広がる。２つのロッド支持板４２は、Ｙ方向における支持ベース４１の両端にそれぞれ固定される。各ガイドロッド４３は、Ｙ方向に延びており、２つのロッド支持板４２により、ガイドロッド４３の両端が支持される。２つのガイドロッド４３は上下方向に離れて配置される。図３に示す２つのスライドブロック４４は、切断機本体３に固定される。各スライドブロック４４は、貫通孔を有し、２つのスライドブロック４４の貫通孔に、２つのガイドロッド４３がそれぞれ挿入される。このような構造の本体支持部４により、切断機本体３が、Ｙ方向に沿う送り方向に移動可能に支持される。

切断刃２は、デッキプレート９１の下面９１１に略平行に配置される長尺の薄板状である。典型的には、デッキプレート９１の下面９１１および切断刃２は、上下方向に略垂直である。図４に示すように、切断刃２において長手方向に延びる一方の縁には、歯部である鋸歯２１が設けられる。切断刃２の他方の縁には、鋸歯２１は設けられない。切断刃２の縁は僅かに湾曲していてもよい。切断刃２の長さは、例えば１０ｃｍである。後述するように、切断刃２は、切断機本体３（のホルダ３１）に対して着脱可能である。また、切断刃２が切断機本体３に固定された状態では、切断刃２の長手方向は、Ｘ方向に対して傾斜する。

切断機本体３は、２つのホルダ３１を備える。２つのホルダ３１は、切断機本体３の上部においてＹ方向に並ぶ。各ホルダ３１は、長尺の板状であり、切断刃２の一端が固定可能である。図４の例では、複数のネジ孔３１１がホルダ３１に形成されており、切断刃２の一端にも複数の貫通孔が形成される。固定ネジ３１９を切断刃２の貫通孔に挿入し、ホルダ３１のネジ孔３１１に対して締め付けることにより、切断刃２がホルダ３１に固定される。ホルダ３１に固定された切断刃２の長手方向は、ホルダ３１の長手方向に一致する。切断機１の使用時には、原則として、２つのホルダ３１の一方のみに切断刃２が固定される。

切断機本体３の上部には、上下方向に垂直な方向に広がる蓋板３４が設けられる。蓋板３４は、切断機本体３の他の部位に対して着脱可能である。蓋板３４の（－Ｚ）側の面には、図４中に細い破線にて示す２つの溝３２が形成される。各溝３２はＸ方向に対して傾斜した方向に延びる。図４の例では、一方の溝３２は（＋Ｘ）方向に向かうに従って（－Ｙ）側に位置し、他方の溝３２は（＋Ｘ）方向に向かうに従って（＋Ｙ）側に位置する。すなわち、２つの溝３２は、異なる長手方向に延びる。Ｚ方向に沿って見た場合に、一方の溝３２の長手方向とＸ方向とがなす角度θ１は、他方の溝３２の長手方向とＸ方向とがなす角度θ１と等しい。

各溝３２の幅は、ホルダ３１の幅よりも僅かに大きい。溝３２の幅は、当該溝３２の長手方向に垂直な方向の幅であり、ホルダ３１の幅は、当該ホルダ３１の長手方向に垂直な方向の幅である。各溝３２にはホルダ３１が嵌め込まれる。各溝３２に嵌め込まれたホルダ３１の長手方向は、当該溝３２の長手方向に一致する。切断機１では、各溝３２が、ホルダ３１の移動を案内するホルダガイドとなる。すなわち、ホルダガイド３２により、ホルダ３１が長手方向に沿う移動方向に案内される。

２つのホルダ３１の移動方向は、Ｙ方向に垂直な線に対して対称となる。既述のように、ホルダガイド３２の長手方向は、Ｘ方向に対して角度θ１だけ傾斜する。ホルダ３１に取り付けられた状態における切断刃２の長手方向も、角度θ１とほぼ同じ傾斜角でＸ方向に対して傾斜する。当該切断刃２では、長手方向に延びる２つの縁のうち、他方のホルダ３１から遠い方の縁（すなわち、傾斜方向の前側の縁）に、鋸歯２１が設けられる。図４の例では、仮に２つのホルダ３１の双方に切断刃２を取り付けた場合に、２つの切断刃２の先端が互いに離れるように、当該２つの切断刃２がＹ方向の両外側に向かって傾斜する。後述するように、ホルダ３１および切断刃２は、移動方向に沿って往復移動するため、蓋板３４には、固定ネジ３１９との干渉を避ける凹部３４１が形成されている。

切断機本体３は、移動機構３３をさらに備える。図４に示す移動機構３３は、図示省略のモータ（減速機を含む。）と、ギア３３１と、２つのギア３３２とを備える。モータは、上下方向に平行な中心軸Ｊ１を中心としてギア３３１を回転する。２つのギア３３２は、ギア３３１の（＋Ｙ）側および（－Ｙ）側にそれぞれ配置される。各ギア３３２は、上下方向に平行な回転軸Ｒ１を中心として、ベアリング等により回転可能に支持される。ギア３３２は、ギア３３１に係合しており、ギア３３１の回転により、各ギア３３２が回転軸Ｒ１を中心として回転する。ギア３３２の上面には、回転軸Ｒ１からずれた位置にピン３３３が設けられる。また、ホルダ３１には、その長手方向に垂直な方向に延びるスリット３１２が設けられる。ピン３３３は、スリット３１２内に挿入される。ギア３３２と共にピン３３３が回転軸Ｒ１を中心として回転すると、ピン３３３がスリット３１２に沿って移動しつつ、ホルダガイド３２の長手方向（すなわち、移動方向）に沿ってホルダ３１が往復移動する。切断機本体３は、例えば既存の電動工具を改造することにより、安価に製作することが可能である。もちろん、切断機本体３が専用の部品により作製されてもよい。

切断機１では、ホルダ３１に固定された切断刃２の長手方向の傾斜角（Ｘ方向に対する傾斜角）が変更可能である。具体的には、図５に示すように、他の蓋板３４ａが、図４に示す蓋板３４に代えて切断機本体３において用いられる。図５の蓋板３４ａでは、ホルダガイド（溝）３２の長手方向とＸ方向とがなす角度θ２が、図４の蓋板３４における角度θ１と相違する。蓋板３４ａにおける他の構造は、蓋板３４と同じである。このように、ホルダガイド３２の長手方向の向きが互いに相違する複数の蓋板３４，３４ａが予め準備され、複数の蓋板３４，３４ａのうち、切断刃２の傾斜角が所望の角度となるものが、実際の処理において使用される。

次に、切断機１を用いた処理について説明する。デッキプレート９１の疲労き裂の補修・補強、予防として、Ｕリブ９２の側面部９２３においてデッキプレート９１との接続部をＵリブ９２の全長に亘って切断した上で、当該側面部９２３とデッキプレート９１とを接続する補強板を取り付ける工法が知られている。当該工法の一環として、側面部９２３の接続部において横リブ９３に対向する注目部位９２４を切断する際に、上記切断機１が用いられる。

図６は、Ｕリブ９２の側面部９２３の注目部位９２４を切断機１を用いて切断する処理の流れを示す図である。ここでは、Ｕリブ９２の側面部９２３に複数の孔部が予め形成されている。各孔部は、補強板の固定にも利用される貫通孔であり、作業者によりドリルを用いて形成される。複数の孔部は、一定の間隔を空けてＹ方向に配列される。

注目部位９２４の切断処理では、図７に示すように、Ｕリブ９２に形成された一部の孔部９４２を利用して、側面部９２３の前面９２５にベースプレート５が取り付けられる（ステップＳ１１）。例えば、側面部９２３の前面９２５において、横リブ９３の（＋Ｙ）側の面に近接した位置にベースプレート５が配置され、ベースプレート５に設けられた孔部５２、および、Ｕリブ９２の孔部９４２を介して、ボルト５２１の一方の端部がＵリブ９２内に挿入される。このとき、ベースプレート５の孔部５２はＹ方向に長い形状を有するため、複数の孔部９４２の間隔がばらついている場合でも、ベースプレート５の孔部５２を、Ｕリブ９２の孔部９４２に重ねることが可能である。

ボルト５２１は、軸部の外側面から進退自在な可動突起部５２２（図３参照）を有する。詳細には、ボルト５２１では、中空の軸部の内部において、軸部に垂直な回転軸を中心として可動突起部５２２が回転可能に支持され、ばね等の弾性部材の付勢により、可動突起部５２２が外側面から突出した状態が保持される。また、軸部における外側（Ｕリブ９２の外側）の端部に設けられた操作部を押し込むことにより、可動突起部５２２が軸部の外側面から後退（没入）する。このように、ボルト５２１では、可動突起部５２２の進退（突出または没入）が可能である。

ボルト５２１によるベースプレート５の固定では、操作部を押し込んで可動突起部５２２が後退した状態で、ボルト５２１の一方の端部が孔部５２，９４２を介してＵリブ９２内に挿入される。続いて、操作部の押し込みを解除することにより、可動突起部５２２が軸部の外側面から突出する。そして、ボルト５２１の他方の端部に設けられるナット５２３が締め付けられる。実際には、２つのボルト５２１を用いて、ベースプレート５が、Ｕリブ９２の側面部９２３に固定される。なお、ベースプレート５の側面部９２３への固定において、孔部９４２をネジ孔として形成することにより、孔部９４２に対して締結されるボルトが用いられてよく、また、ベースプレート５がマグネットにより側面部９２３に対して固定されてもよい。

続いて、図７に示す切込機支持部６がベースプレート５に取り付けられる。詳細には、切込機支持部６は、支持ベース６１と、ガイドレール６２とを備える。支持ベース６１には複数の取付孔が設けられる。また、ベースプレート５において、孔部５２の上方には、複数のネジ孔５３が設けられる。固定ネジ６３を支持ベース６１の取付孔に挿入し、ベースプレート５のネジ孔５３に対して締め付けることにより、支持ベース６１がベースプレート５に取り付けられる。支持ベース６１を側面部９２３に固定した状態では、ガイドレール６２は、デッキプレート９１の下面９１１に沿うとともに側面部９２３から離れる（－Ｘ）方向に突出する。図７のガイドレール６２におけるＸ方向に垂直な断面は、上下方向に沿う２つの辺を上底および下底とする台形状である。

切込機支持部６がＵリブ９２の側面部９２３に固定されると、切込機７が切込機支持部６に取り付けられる。切込機７は、切込機本体７１と、切断砥石７２と、２つのスライドベース７３とを備える。切込機本体７１は、モータおよび減速機を内部に収容する。切断砥石７２は円盤状であり、切込機本体７１の上部に取り付けられる。切断砥石７２は、上下方向に平行な軸を中心として、切込機本体７１により回転可能に支持される。

２つのスライドベース７３は、切込機本体７１の（＋Ｙ）側および（－Ｙ）側の側面にそれぞれ固定される。各スライドベース７３は、Ｘ方向に延びるとともにＸ方向に垂直な断面が台形状の溝を有する。（＋Ｙ）側のスライドベース７３の溝の断面形状は、ガイドレール６２の断面形状とほぼ同じである。したがって、（＋Ｙ）側のスライドベース７３は、ガイドレール６２と係合可能である。（＋Ｙ）側のスライドベース７３をガイドレール６２に嵌め込むことにより、切込機７がＸ方向に移動可能な状態で切込機支持部６により支持される。（＋Ｙ）側のスライドベース７３の溝の断面形状と、（－Ｙ）側のスライドベース７３の溝の断面形状とは、上下方向に平行な線に対して対称である。後述するように、図７の切込機支持部６を上下反転させてベースプレート５に取り付けることにより、（－Ｙ）側のスライドベース７３が、ガイドレール６２と係合可能となる。

続いて、切込機本体７１のモータを駆動することにより、切断砥石７２の回転が開始される。そして、作業者が切込機７をガイドレール６２に沿って側面部９２３側へと押し込むことにより、切断砥石７２が側面部９２３の前面９２５に当接し、側面部９２３の一部が切断される。これにより、図８Ａに示すように、側面部９２３において横リブ９３の（＋Ｙ）側に切込部９８ａが形成される（ステップＳ１２）。図８Ａでは、デッキプレート９１を省略し、側面部９２３において切断済みの領域に平行斜線を付している（後述の図８Ｂないし図８Ｄにおいて同様）。例えば、図７のスライドベース７３または切込機本体７１がベースプレート５に当接するまで、切込機７を側面部９２３側へと押し込むことにより、所定の長さ（例えば、約１０ｃｍ）の切込部９８ａが形成される。切込部９８ａは、注目部位９２４に対してＹ方向に近接する。なお、ベースプレート５には、上下方向の高さが異なる複数組のネジ孔５３が形成されており、切込機支持部６の固定に用いるネジ孔５３の選択により、上下方向における切込機支持部６の位置、および、切込部９８ａの位置をある程度調整することが可能である。

切込部９８ａの形成が完了すると、切断砥石７２の回転が停止される。また、切込機７をガイドレール６２に沿って側面部９２３から離れる方向に移動することにより、切込機７がガイドレール６２から取り外される。その後、切込機支持部６がベースプレート５から取り外される。

続いて、図３に示すように、切断刃２を切込部９８ａに挿入しつつ、本体支持部４の支持ベース４１がベースプレート５に取り付けられる。このとき、図２に示すように、支持ベース４１の取付孔４１１が上下方向に長い長孔であることにより、上下方向における切断刃２の位置を、切込部９８ａに合わせて容易に調整することが可能である。また、切込機７の支持に用いたベースプレート５を、そのまま切断機１の支持に利用することにより、切断機１の取り付けに要する時間を短縮することができる。切断機本体３では、（－Ｙ）側のホルダ３１のみに切断刃２が取り付けられている。

続いて、切断機本体３のモータを駆動することにより、切断刃２の往復移動が開始される。そして、作業者が切断機本体３を横リブ９３に向かって送り方向に（すなわち、Ｙ方向を向くガイドロッド４３に沿って）移動することにより、切込部９８ａから送り方向に連続する側面部９２３の部位が切断される。これにより、図８Ｂに示すように、側面部９２３の注目部位９２４の一部が切断される（ステップＳ１３）。例えば、スライドブロック４４がロッド支持板４２に当接する、または、切断機本体３が横リブ９３に当接するまで、切断機本体３が送り方向に移動される。このとき、横リブ９３におけるスカラップ９３２の存在により、切断機本体３を横リブ９３に近づけた状態においても、切断刃２が横リブ９３を損傷することが防止される。

注目部位９２４の一部が切断されると、切断刃２の往復移動が停止される。切断機本体３がガイドロッド４３に沿って横リブ９３から離れる方向に移動され、続いて、図３の本体支持部４がベースプレート５から取り外される。その後、ナット５２３が緩められてボルト５２１から外され、ボルト５２１の操作部を押し込んで可動突起部５２２が後退した状態で、ボルト５２１がＵリブ９２から引き出される。これにより、ベースプレート５が側面部９２３から取り外される（ステップＳ１４）。

続いて、側面部９２３の前面９２５において、横リブ９３の（－Ｙ）側の面に近接した位置にベースプレート５が配置され、上記と同様に、ボルト５２１およびナット５２３を用いて側面部９２３に固定される（ステップＳ１５，Ｓ１１）。また、図７の切込機支持部６が上下反転された状態でベースプレート５に取り付けられる。このとき、切込機支持部６に支持される切込機７の切断砥石７２の位置が、上下方向に関して、直前のステップＳ１３により形成された切断部とほぼ同じになるように、切込機支持部６の固定に用いるベースプレート５のネジ孔５３が選択される。そして、切込機７における（－Ｙ）側のスライドベース７３をガイドレール６２に嵌め込むことにより、切込機７が切込機支持部６により支持される。切断砥石７２の回転を開始し、作業者が切込機７をガイドレール６２に沿って側面部９２３側へと押し込むことにより、図８Ｃに示すように、側面部９２３において横リブ９３の（－Ｙ）側に切込部９８ｂが形成される（ステップＳ１２）。

切込部９８ｂの形成が完了すると、切断砥石７２の回転を停止し、切込機７を側面部９２３から離れる方向に移動することにより、切込機７がガイドレール６２から取り外される。また、切込機支持部６がベースプレート５から取り外される。その後、切断刃２を切込部９８ｂに挿入しつつ、本体支持部４の支持ベース４１がベースプレート５に取り付けられる。このとき、切断機１では、（－Ｙ）側のホルダ３１から（＋Ｙ）側のホルダ３１に切断刃２が付け替えられている。そして、切断刃２の往復移動を開始し、作業者が切断機本体３をガイドロッド４３に沿って横リブ９３に向かって移動することにより、図８Ｄに示すように、側面部９２３の注目部位９２４の残りの部分が切断される（ステップＳ１３）。これにより、切込部９８ｂから切込部９８ａに連続する切断部が形成される。

ここで、ステップＳ１２にて切込部９８ｂを形成した直後において、当該切込部９８ｂと、切込部９８ａから形成された切断部（直前のステップＳ１３により形成された切断部）との間で上下方向の位置がずれていることがある。この場合、図２の支持ベース４１における複数の取付孔４１１において、固定ネジ４５１によりネジ孔５１に対して固定される位置を上下方向に互いにずらすことにより、ガイドロッド４３の方向、すなわち、切断機本体３の送り方向がＹ方向に対して僅かに傾けられる。これにより、切込部９８ｂと上記切断部とが連続するように、側面部９２３を切断することが可能となる。

注目部位９２４の全体が切断されると、切断刃２の往復移動が停止され、切断機本体３がガイドロッド４３に沿って横リブ９３から離れる方向に移動される。その後、本体支持部４がベースプレート５から取り外され、ベースプレート５が側面部９２３から取り外される（ステップＳ１４）。これにより、注目部位９２４の切断処理が完了する（ステップＳ１５）。

なお、切断機１は比較的小型であるため、Ｘ方向に隣接するＵリブ９２間の隙間が狭い場合でも、作業を容易に行うことが可能である。注目部位９２４の切断処理では、切込機７により横リブ９３の両側に切込部９８ａ，９８ｂを形成した後に、切断機１により、切込部９８ａからの注目部位９２４の切断、および、切込部９８ｂからの注目部位９２４の切断が順次行われてもよい。この場合に、２つのベースプレート５が、側面部９２３における横リブ９３の両側にそれぞれ取り付けられ、各ベースプレート５が切込機７の支持および切断機１の支持に利用されてもよい。

実際には、側面部９２３におけるデッキプレート９１との接続部において、Ｙ方向に互いに隣接する横リブ９３の間における部位も他の工程において切断される。側面部９２３の接続部が、Ｕリブ９２の全長に亘って切断されると、当該側面部９２３の前面９２５とデッキプレート９１の下面９１１とを接続する補強板が取り付けられる。補強板には、その長手方向（Ｙ方向）に沿って複数の孔部が設けられる。また、Ｕリブ９２の側面部９２３における複数の孔部９４２は、補強板の複数の孔部に合わせた間隔にて形成されている。ワンサイドボルトにおける軸部の一方の端部を、補強板の孔部および側面部９２３の孔部９４２を介してＵリブ９２内に挿入し、他方の端部に設けられたナットを締め付けることにより、補強板がＵリブ９２の側面部９２３に対して固定される。補強板は、デッキプレート９１の下面９１１にも固定される。Ｕリブ９２の切断処理および補強板の固定は、複数のＵリブ９２の両側面部９２３に対して順次行われる。

ここで、Ｕリブ９２の側面部９２３における注目部位９２４の切断方法として、プラズマ切断を採用する比較例を想定する。プラズマ切断では、切断トーチの構造上の理由により、側面部９２３においてデッキプレート９１の下面９１１の極近傍を切断する場合には、プラズマの噴射方向を上向きに傾斜させる必要がある。この場合、デッキプレート９１の下面９１１を損傷する可能性がある。デッキプレート９１の損傷を避けるために、プラズマの噴射方向を下面９１１に平行にする場合、側面部９２３の切断位置がデッキプレート９１からある程度（例えば、１５ｍｍ程）離れてしまう。補強板のサイズや形状には一定の制限があるため、側面部９２３の切断位置がデッキプレート９１から離れる場合、デッキプレート９１側に残存する側面部９２３の部位と補強板とが当接し、デッキプレート９１の疲労き裂の補修・補強、予防の目的を果たすことができなくなる。また、切込機７により注目部位９２４を切断することも考えられるが、この場合、注目部位９２４の切断の際に横リブ９３を損傷してしまう。

これに対し、切断機１では、デッキプレート９１の下面９１１に略平行に配置される長尺の薄板状の切断刃２が設けられる。また、切断機本体３が、切断刃２に対して、デッキプレート９１の下面９１１とは反対側に配置され、長手方向における切断刃２の一端を保持しつつ、切断刃２を長手方向に沿う移動方向に往復移動させる。このように、切断機１では、切断刃２がほぼ最上部となることにより、デッキプレート９１および横リブ９３の損傷を避けつつ、デッキプレート９１に近接した（例えば、５～１０ｍｍまで近接した）位置において、側面部９２３の注目部位９２４を容易にかつ精度よく切断することが可能となる。また、プラズマ切断のようにドロスが生じることなく、滑らかな切断面が得られるため、プラズマ切断の場合に必要となる切断面の仕上げ工程を省略することができ、Ｕリブ９２の切断処理を比較的短時間にて完了することができる。切断面の品質についても、作業者の技量や習熟度に依らず安定させることが可能となる。

また、本体支持部４が、側面部９２３の前面９２５に取り付けられ、本体支持部４により、側面部９２３の前面９２５およびデッキプレート９１の下面９１１の双方に沿う送り方向に切断機本体３が移動可能に支持される。これにより、切断刃２をデッキプレート９１の下面９１１に沿って精度よく移動することができ、注目部位９２４をより精度よく切断することができる。また、送り方向に垂直かつデッキプレート９１の下面９１１に沿う方向に対して、切断刃２の長手方向が所定の傾斜角で傾斜することにより、切断機本体３が注目部位９２４に対して送り方向に離れた状態で、注目部位９２４を適切に切断することが可能となる。

切断機本体３では、ホルダガイド３２が他のホルダガイド３２と交換可能であり、ホルダガイド３２の交換により、切断刃２の長手方向の傾斜角が変更される。したがって、横リブ９３の厚さが大きい場合には、Ｘ方向に対して切断刃２の傾斜角が大きくなるホルダガイド３２を用いることにより、横リブ９３の一方の面側から、注目部位９２４の大部分（当該面よりも奥まった部分）を切断することが可能となる。また、横リブ９３の厚さが小さい場合には、切断刃２の傾斜角が小さくなるホルダガイド３２を用いることにより、切断刃２と側面部９２３との接触長さを短くして、注目部位９２４を短時間で切断することが可能となる。このように、横リブ９３の厚さ等に応じて切断刃２の傾斜角を変更することにより、側面部９２３の注目部位９２４を適切に切断することが実現される。

切断機本体３では、２つのホルダガイド３２により、２つのホルダ３１が互いに異なる移動方向にそれぞれ案内される。そして、切断刃２の一端が一方のホルダ３１に固定された状態において、当該切断刃２が、当該一端から離れるに従って送り方向の一方側へと向かい、切断刃２の一端が他方のホルダ３１に固定された状態において、当該切断刃２が、当該一端から離れるに従って送り方向の他方側へと向かう。これにより、１つの切断機１を用いて、横リブ９３の両主面側から注目部位９２４を適切に切断することができる。また、１つの移動機構３３により、２つのホルダ３１を往復移動させることにより、切断機１を容易に小型化することができる。

上記切断機１および注目部位９２４の切断処理では様々な変形が可能である。

切断機１は、Ｕリブ９２、横リブ９３およびデッキプレート９１を有する鋼床版９と同様の構造を有する様々な構造体に対して用いることが可能である。このような構造体では、上下方向に沿う第１板部の主面である前面に対して、上下方向に沿う第２板部の端面が接合され、かつ、第１板部の上端面および第２板部の上端面がカバー部の下面に接合される。上下方向に沿って見た場合、好ましくは、第２板部と第１板部とがＴ字状に接合される。第１板部および第２板部は、例えば、金属または合金により形成され、典型的には、鋼板である。鋼床版９では、第１板部はＵリブ９２の側面部９２３であり、第２板部は横リブ９３であり、カバー部はデッキプレート９１である。切断機１では、当該構造体において、第２板部の当該端面に対向し、かつ、カバー部の下面に近接した第１板部の注目部位を、第１板部の前面側からカバー部の下面に沿って容易にかつ精度よく切断することができる。

上記構造体において、第２板部の僅かな損傷が許容される場合には、第２板部においてスカラップ９３２が省略されてもよい。また、上下方向に垂直な方向における第１板部の長さによっては、当該方向における第１板部の端部から注目部位に向かって、切断機１により第１板部を切断することにより、切込部を形成することなく、注目部位の切断が行われてもよい。

切断機１では、電動モータやばね等により、切断機本体３を送り方向に移動する機構が用いられてもよい。第１板部の材料等によっては、本体支持部４が省略されてもよく、この場合、例えば、作業者により切断機本体３が支持される。切断刃２は、往復移動により材料を切断することができるものであればよく、例えば砥石状、チップソー状等の歯部を有するものを使用することも可能である。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１切断機
２切断刃
３切断機本体
４本体支持部
９鋼床版
２１鋸歯
３１ホルダ
３２ホルダガイド
３３移動機構
９１デッキプレート
９２Ｕリブ
９３横リブ
９８ａ，９８ｂ切込部
９１１（デッキプレートの）下面
９２３（Ｕリブの）側面部
９２４注目部位
９２５（側面部の）前面
９３１（横リブの）凹部
Ｓ１１～Ｓ１５ステップ

Claims

上下方向に沿う第１板部の主面である前面に対して、前記上下方向に沿う第２板部の端面が接合され、かつ、前記第１板部の上端面および前記第２板部の上端面がカバー部の下面に接合された構造体において、前記第２板部の前記端面に対向し、かつ、前記カバー部の前記下面に近接した前記第１板部の注目部位を、前記第１板部の前記前面側から前記カバー部の前記下面に沿って切断する切断機であって、
前記カバー部の前記下面に略平行に配置される長尺の薄板状であり、長手方向に延びる縁に歯部が設けられる切断刃と、
前記長手方向における前記切断刃の一端を保持しつつ、前記切断刃を前記長手方向に沿う移動方向に往復移動させる切断機本体と、
前記第１板部の前記前面に取り付けられるとともに、前記第１板部の前記前面および前記カバー部の前記下面の双方に沿う送り方向に、前記切断機本体を移動可能に支持する本体支持部と、
を備え、
前記切断刃の前記長手方向が、前記送り方向に垂直かつ前記カバー部の前記下面に沿う方向に対して所定の傾斜角で傾斜し、
前記切断機本体が、
前記切断刃の前記一端が着脱可能に固定されるホルダと、
前記ホルダを前記移動方向に案内するホルダガイドと、
前記切断刃に対して、前記カバー部の前記下面とは反対側に配置され、前記ホルダを前記移動方向に往復移動させる移動機構と、
を備え、
前記一端が前記ホルダに固定された前記切断刃が、前記一端から離れるに従って前記送り方向の一方側へと向かい、
前記切断機本体が、
切断刃の一端が固定可能なもう１つのホルダと、
前記移動方向とは異なる方向であって、前記もう１つのホルダに固定された前記切断刃の長手方向に沿う他の移動方向に、前記もう１つのホルダを案内するもう１つのホルダガイドと、
をさらに備え、
前記切断刃が前記もう１つのホルダに固定された状態において、前記切断刃が前記一端から離れるに従って前記送り方向の他方側へと向かい、
前記移動機構が、前記もう１つのホルダを前記他の移動方向に往復移動させることを特徴とする切断機。
請求項１に記載の切断機であって、
前記切断機本体において、前記ホルダガイドが他のホルダガイドと交換可能であり、
前記ホルダガイドの前記他のホルダガイドへの交換により、前記切断刃の前記長手方向の前記傾斜角が変更されることを特徴とする切断機。
請求項１または２に記載の切断機であって、
前記構造体が、Ｕリブ、横リブおよびデッキプレートを有する鋼床版の一部であり、
前記第１板部が前記Ｕリブの側面部であり、前記第２板部が前記横リブであり、前記カバー部が前記デッキプレートであることを特徴とする切断機。
上下方向に沿う第１板部の主面である前面に対して、前記上下方向に沿う第２板部の端面が接合され、かつ、前記第１板部の上端面および前記第２板部の上端面がカバー部の下面に接合された構造体において、前記第２板部の前記端面に対向し、かつ、前記カバー部の前記下面に近接した前記第１板部の注目部位を、前記第１板部の前記前面側から前記カバー部の前記下面に沿って切断する切断方法であって、
ａ）前記第１板部の前記前面および前記カバー部の前記下面の双方に沿う方向を送り方向として、前記第１板部において前記注目部位に対して前記送り方向に近接する位置に切込部を形成する工程と、
ｂ）請求項１ないし３のいずれか１つに記載の切断機の前記切断刃を前記切込部に挿入し、前記切断機本体を前記送り方向に移動することにより、前記第１板部の前記注目部位を切断する工程と、
を備えることを特徴とする切断方法。