JP2002038417A - 自走式ケーブル除雪ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】斜張橋の斜材ケーブル等の自走式除雪ロボット
において、ケーブルの傾斜角が大きく、ケーブル表面が
滑りやすい場合などでも、ケーブルに沿って確実に走行
してケーブル上の積雪を確実に迅速に除去できるように
する。 【解決手段】除雪ロボット１を、斜材ケーブルＣを取り
囲む六角形等のフレーム２ａなどからなるロボット本体
２と、ケーブル軸方向に沿う無端ベルト１０の走行面が
ケーブル表面に接するようにロボット本体２の内側に配
設された３台のクローラ式走行装置３と、このクローラ
式走行装置３を駆動する直流モータと減速機からなる駆
動装置４と、バッテリー電源５と、ロボット本体２の前
部に設けられた排雪板６から構成し、各クローラ式走行
装置３をラジコン操作により駆動させ、除雪ロボット１
をケーブルに沿って直進させ、排雪板６でケーブル上の
積雪Ｓを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜張橋の斜材ケー
ブル等の構造用ケーブルに積もった雪を除去するための
自走式ケーブル除雪ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】寒冷地における落雪・落氷による事故等
の被害は大きな社会問題となっており、橋梁構造物につ
いても落雪氷により通行車両に被害を与えた例が多数実
在している。特に下路アーチ橋，吊橋，斜張橋などの構
造形式では切迫した問題であり、凝結した雪やつららが
落下した場合に通行車両や通行人に重大な損傷を与える
だけでなく、軟雪が落下した場合でも不意の視界不良に
より事故の生じる危険性が否めない。また、積雪・着氷
を発生させ、それを放置することは、利用者に不安感，
不信感を与えるだけでなく、冬期通行止め等の措置を余
儀なくされる状況に至っては橋梁としての機能の停止を
意味する深刻な問題となる。

【０００３】寒冷地の斜張橋において、着雪氷防止工の
対象となる部位は主塔横梁と斜材ケーブルがあり、斜材
ケーブルにおいては、一般にそのケーブル保護管が円形
断面で非常に滑らかな表面仕上げであるにもかかわら
ず、気象その他の条件によっては、かなりの積雪が発生
するケースが見られる。

【０００４】このような斜材ケーブルの着雪氷防止対策
としては、自走式除雪ロボットを往復させる方式，除雪
リングを滑車とワイヤーで往復させる方式，ケーブルに
沿って張った除雪ワイヤーを振動させる方式，あるいは
加振機でケーブルを振動させる方式などの除雪策、ケー
ブル保護管表面に面状ヒーターを貼る方式，ケーブル保
護管内に線状ヒーターを埋設する方式などの融雪策、ケ
ーブル保護管表面に難着雪性の塗料を塗布する方式，ケ
ーブル保護管上部に背びれ状の雪切り板を取り付ける方
式などの避雪策などが考えられるが、それぞれ一長一短
を有している。

【０００５】これらの斜材着雪氷防止工のうち自走式除
雪ロボット方式は、橋梁本体に常設の設備を設ける必要
がなく、橋梁本体に悪影響を与えたり、外観を損なった
りする懸念がなく、また、維持管理・補修・改善等を本
体構造物と無関係に行えるなどのメリットがあり、従来
においては、ゴムタイヤによる自走式除雪ロボットが考
えられ、また特開平５−３３３１１号公報には台車方式
のケーブル除雪装置が提案されている。

【０００６】後者の特開平５−３３３１１号公報に記載
されているケーブル除雪装置は、ケーブルを取り囲む円
筒形の台車の内側にケーブル表面を転動する車輪をケー
ブル軸方向に対して偏角を付けて配設し、台車の先端に
はケーブル軸方向と平行な刃先がケーブル表面に接する
ように切刃を取付け、台車に搭載した電源と直流モータ
により車輪を駆動することで、台車を回転させながら自
走させ、台車先端の切刃をケーブルに沿って螺旋状に移
動させることで、ケーブル上の積雪をかき落とすもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ゴムタイヤに
よる自走式除雪ロボットでは充分なグリップ性能を得る
ことができず、斜張橋のようにケーブルの傾斜角が大き
い場合、あるいはケーブル保護管に表面が滑りやすい材
質を使用している場合などにおいては、確実に走行させ
ることができず、確実な除雪を行えないという課題があ
る。螺旋走行方式では、昇降速度が遅い、回転バランス
が悪くなったときには推進できなくなるなどの課題があ
る。

【０００８】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたもので、その目的は、構造用ケーブルの傾斜角が
大きく、表面が滑りやすいケーブル保護管が使用されて
いる場合などでも、ケーブルに沿って確実に走行するこ
とができ、ケーブル上の積雪を確実に迅速に除去するこ
とのできる自走式ケーブル除雪ロボットを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、斜張橋の斜材
ケーブル等のケーブル上に積もった雪を除去するための
除雪ロボットであり、ケーブルを取り囲む形状のロボッ
ト本体と、ケーブル軸方向に沿う無端ベルトの走行面が
ケーブル表面に接するように前記ロボット本体の内側に
配設されたケーブル円周方向に複数のクローラ式走行装
置と、このクローラ式走行装置を駆動する駆動装置と、
前記ロボット本体の前部に設けられた排雪板を備えてい
ることを特徴とする自走式ケーブル除雪ロボットであ
る。

【００１０】ロボット本体は、ケーブルを取り囲む六角
形・四角形・円形などのフレームをケーブル軸方向の連
結部材で連結して構成し、軽量化を図るのが好ましい。
また、このロボット本体は、上下に２分割とし、上下の
分割体をヒンジと連結金具で接続し、ケーブルに容易に
着脱できるようにする。クローラ式走行装置は、３台と
し、安定した３点支持とするのが好ましい。

【００１１】動力がエンジン式の場合、メンテナンス性
が悪いため、また有線式で電力を供給する場合、長い電
力ケーブルが必要となり、その重量と仕舞いに問題が生
じるため、駆動装置と駆動源には、モータとバッテリー
電源を使用するのが好ましい。また、駆動装置の遠隔操
作も無線式が好ましい。

【００１２】クローラ式走行装置は、ゴム製の無端ベル
ト（履帯）を使用し、この無端ベルトの表面に走行直角
方向の突起を走行方向に間隔をおいて多数設け、この突
起のケーブル表面との接触部分をケーブル外形に対応し
た円弧形状とするのが好ましい。

【００１３】排雪板は、例えば、前方でケーブル上の積
雪に切り込む板と、後方で積雪を側方へ排除する板から
構成する。また、排雪板は、ロボット本体の走行方向の
前部に設ければよいが、前部と後部の両方に設けるよう
にしてもよい。

【００１４】以上のような構成において、ケーブルに除
雪ロボットを取付け、各クローラ式走行装置を駆動さ
せ、除雪ロボットをケーブルに沿って直進させる。除雪
ロボットに設けた排雪板により、ケーブル上に積もった
雪が除去される。複数台のクローラ式走行装置を用いる
ことにより、ゴムタイヤに比べてグリップ性能が大幅に
向上し、さらに無端ベルトの突起とその円弧形状により
グリップ力が増大し、構造用ケーブルの傾斜角が大き
く、表面が滑りやすいケーブル保護管が使用されている
場合などでも、ケーブルに沿って確実に走行してケーブ
ル上の積雪を確実に除去することができる。また、クロ
ーラによる直進式であるため、走行速度が比較的速く、
作業時間を短縮することができると共に、ケーブル上に
積雪の凍結による凹凸があっても、ケーブル表面に段差
・不陸・ギャップ等があっても、支障なく走行すること
ができ、迅速で確実な除雪作業が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。この実施形態は、斜張橋の斜材
ケーブルに適用した例である。図１は本発明の自走式ケ
ーブル除雪ロボットの概要と斜張橋のケーブルを示す斜
視図および側面図である。図２，図３は本発明の自走式
ケーブル除雪ロボットの具体的な１例を示したものであ
り、図２(a),(b) は側面図, 下面図、図３(a),(b) は図
２の各断面図である。

【００１６】図１に示すように、本発明の自走式ケーブ
ル除雪ロボット１は、主に、斜張橋の斜材ケーブルＣを
取り囲む形状のロボット本体２と、ケーブル軸方向に沿
う無端ベルト１０の走行面がケーブル表面に接するよう
にロボット本体２の内側に配設された３台のクローラ式
走行装置３と、クローラ式走行装置３に組み込まれた駆
動装置４と、この駆動装置４に電力を供給するバッテリ
ー電源５と、ロボット本体２の前部に設けられた排雪板
６と、非常時の強制回収索体７などから構成されてい
る。

【００１７】ロボット本体２は、図１〜図３に示すよう
に、ケーブルＣを余裕を持って取り囲むようにアングル
材等を組んで形成された六角形のフレーム２ａを用い、
所定の間隔をおいて配置した一対のフレーム２ａ，２ａ
を連結ロッド２ｂや軽量連結板２ｃあるいはクローラ式
走行装置３のケース３ａにより連結して構成され（図２
参照）、軽量化が図られている。

【００１８】図１，図３に示すように、このような六角
形フレーム２ａの一つ置きの辺の内側にクローラ式走行
装置３を配設し、図２(a),図３(b) に示すように、取付
片２０ａ・ボルト２０ｂ・ナット２０ｃ等からなる固定
装置２０でクローラ式走行装置３を各フレーム２ａ，２
ａに固定する。この固定装置２０はクローラ式走行装置
３を斜材ケーブルＣの径方向に位置調整してグリップ力
を調節することができる。また、この固定装置２０にス
プリングを設けることにより、クローラ式走行装置３を
斜材ケーブルＣに対して所定の力で押圧できるように
し、またケーブル表面の凹凸を吸収できるようにするこ
ともできる。また、装置が大型化するが、固定装置２０
に大きな位置調整機能を持たせ、種々の径の斜材ケーブ
ルＣに対応させることも可能である。

【００１９】また、図３に示すように、３台のクローラ
式走行装置３は、２台が斜材ケーブルＣの上部を左右両
側から挟み、残りの１台が斜材ケーブルＣの下面に当接
するように配置され、さらにロボット本体２を開閉式と
することにより、斜材ケーブルＣに対して容易に脱着で
きるようにされている。即ち、図３(b) に示すように、
六角形フレーム２ａの下部の左右一対の辺においてロボ
ット本体２を上下に２分割し、一側の分割片同士をヒン
ジ部材２１で回転自在に連結し、他側の分割片同士をワ
ンタッチ連結金具２２で着脱自在に連結している。この
ワンタッチ連結金具２２は、図２(b) ，図３(b) に示す
ように、フック２２ａとリング２２ｂとレバー２２ｃか
らなる一般的な着脱金具であり、リング２２ｂをフック
２２ａに引っ掛けてレバー２２ｃを押し下げることで簡
単に連結固定を行うことができる。

【００２０】クローラ式走行装置３は、図２(a) に示す
ように、無端ベルト１０が無端状に巻き掛けられる両端
の駆動輪１１および従動輪１２と、中間に配設されるガ
イド輪１３を備え、前部の駆動輪１１が駆動装置４によ
り駆動される所謂クローラ（履帯）である。駆動輪１１
はスプロケットであり、その爪が無端ベルト１０の幅方
向中央に形成された駆動用穴に噛合する（図２参照）。

【００２１】このような無端ベルト１０の表面には、図
１(b) 等に示すように、走行直角方向に平行なゴム製の
突起（爪）１４が走行方向に間隔をおいて多数突設さ
れ、さらにこの突起１４の斜材ケーブルＣへの接触部分
にはＲ加工を施すことで斜材ケーブルＣの曲面に対応し
た円弧１４ａを形成している。

【００２２】駆動装置４は、図２(a),図３(a) に示すよ
うに、駆動輪１１の駆動軸１５に接続される減速歯車装
置１６と、この減速歯車装置１６に接続されるモータ１
７などからなる。モータ１７は直流モータであり、搭載
されたバッテリー電源５により電力が供給され、無線に
よる遠隔操作（ラジコン操作）により制御される。バッ
テリー電源５はロボット本体２の下部に固定される。

【００２３】排雪板６は、図１(a) ，図２(b) に示すよ
うに、ロボット本体２の前部に取り付けられたプラスチ
ック製等の板であり、例えば、斜材ケーブルＣの上に積
もった雪Ｓに切り込む平面視Ｖ字状の板６ａと、前記積
雪Ｓを側方へ排除する平板状の板６ｂから構成する。平
板状の板６ｂは、走行直角方向と平行となるように、か
つ下部に形成した半円状の切欠きにより斜材ケーブルＣ
の上部を跨ぐように、ロボット本体２の前部に固定され
ている。平面視Ｖ字状の板６ａの板は、斜材ケーブルＣ
の上に乗っかるように、平板状の板６ｂの前面に固定さ
れている。

【００２４】非常時の強制回収索体７は、例えばリール
巻き取りテグスを使用し、一端をロボット本体２に接続
し、橋桁上などに設置したリールに他端を巻き掛け、途
中で故障した場合、テグスを巻き取ることで強制的に回
収する。なお、この非常時の強制回収装置は、これに限
らず、その他の強制回収装置を使用することもできる。

【００２５】以上のような構成の自走式ケーブル除雪ロ
ボット１において、次のような手順で斜材ケーブルＣの
除雪を行う。

【００２６】(1) 斜張橋の歩道上から斜材ケーブルＣの
下端定着部付近に除雪ロボット１を取付ける。ロボット
本体２は上下２分割型であり、上部を斜材ケーブルＣ上
に載せた後、下部を閉じてワンタッチ連結金具２２で連
結固定することで、簡単に取付けることができる。ま
た、小型化・軽量化が図られているため、人力で容易に
扱うことができ、取付けを歩道上から高欄越えに容易に
行うことができる。

【００２７】(2) ラジコン操作により各クローラ式走行
装置３を駆動し、斜材ケーブルＣの上方（主塔）に向か
って除雪ロボット１を走行させる。除雪ロボット１は斜
材ケーブルＣに沿って直進し、排雪板６によりケーブル
上の積雪Ｓがかき落とされる。クローラ式走行装置３の
無端ベルト１０はゴムタイヤに比べてグリップ性能が優
れ、また多数の突起１４とその円弧１４ａ形状により接
触面積・グリップ力が増し、表面が滑りやすいＦＲＰ製
樹脂塗装仕上げのケーブル保護管の場合でも、滑ること
なく確実に走行することができる。また、積雪が凍結し
て斜材ケーブル保護管表面が凹凸になっていても、また
ケーブル保護管に段差・不陸・ギャップ等があっても、
クローラ式であるため、難なく走行することが可能とな
る。また、登坂性能も優れ、最も角度の大きい最下段斜
材ケーブルでも支障なく走行することができる。

【００２８】(3) 除雪ロボット１が主塔付近まで登り、
除雪が終了すると、ラジコン操作により各クローラ式走
行装置３を逆走させ、斜材ケーブルＣに沿って下降させ
回収する。除雪時間は、最上段の最長の斜材ケーブルで
も数分であり、除雪ロボット１を次の斜材ケーブルＣに
取付けて除雪を行ったり、あるいは複数台の除雪ロボッ
ト１で複数の斜材ケーブルＣの除雪を同時に行ったりす
る。

【００２９】(4) 除雪ロボット１が除雪中や下降中に故
障等により走行不能となった場合には、非常時の強制回
収索体７により強制的に回収することができる。

【００３０】なお、以上は、斜張橋の斜材ケーブルの除
雪について説明したが、その他の構造用ケーブルの除雪
にも本発明を適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成からなるの
で、次のような効果を奏することができる。

【００３２】(1) 除雪ロボットを複数台のクローラ式走
行装置で走行させるため、ゴムタイヤに比べてグリップ
性能が大幅に向上し、さらに無端ベルトの突起とその円
弧形状によりグリップ力が増大し、構造用ケーブルの傾
斜角が大きく、表面が滑りやすいケーブル保護管が使用
されている場合などでも、ケーブルに沿って確実に走行
してケーブル上の積雪を確実に除去することができる。

【００３３】(2) クローラによる直進式であるため、走
行速度が比較的速く、作業時間を短縮することができる
と共に、ケーブル上に積雪の凍結による凹凸があって
も、ケーブル表面に段差・不陸・ギャップ等があって
も、支障なく走行することができ、途中で停止すること
がなく、迅速で確実な除雪作業が可能となる。

【００３４】(3) 簡易なロボット本体とクローラ式走行
装置などにより、装置の小型化・軽量化が可能となり、
取り扱いが容易となり、またコストの低減も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自走式ケーブル除雪ロボットの概要と
斜張橋を示したものであり、(a) は除雪ロボットの使用
状態の斜視図、(b) はそのクローラ式走行装置の斜視
図、(c) は斜張橋の部分側面図である。

【図２】本発明の自走式ケーブル除雪ロボットの具体的
な１例を示したものであり、(a) は側面図、(b) は下面
図である。

【図３】(a) は図２の自走式ケーブル除雪ロボットの前
部の断面図、(b) は後部の断面図である。

【符号の説明】

Ｃ……斜張橋の斜材ケーブル Ｓ……積雪 １……自走式ケーブル除雪ロボット ２……ロボット本体 ２ａ…フレーム ２ｂ…連結ロッド ２ｃ…連結板 ３……クローラ式走行装置 ３ａ…ケース ４……駆動装置 ５……パッテリー電源 ６……排雪板 ６ａ…平面視Ｖ字状の板 ６ｂ…平板状の板 ７……非常時の強制回収索体 １０……無端ベルト １１……駆動輪 １２……従動輪 １３……ガイド輪 １４……突起 １４ａ…円弧 ２０……固定装置 ２０ａ…取付片 ２０ｂ…ボルト ２０ｃ…ナット ２１……ヒンジ部材 ２２……ワンタッチ連結金具 ２２ａ…フック ２２ｂ…リング ２２ｃ…レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 康雄 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 岩橋 雅幸 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 佐藤 廣直 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 川岸 誠知 東京都中野区本町１−32−２ ハーモニー タワー オリエンタル建設株式会社東京支 店内 Ｆターム(参考） 2D059 AA41 BB06 BB08 GG19

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーブル上に積もった雪を除去するため
   の除雪ロボットであり、ケーブルを取り囲む形状のロボ
   ット本体と、ケーブル軸方向に沿う無端ベルトの走行面
   がケーブル表面に接するように前記ロボット本体の内側
   に配設されたケーブル円周方向に複数の走行装置と、こ
   の走行装置を駆動する駆動装置と、前記ロボット本体の
   前部に設けられた排雪板を備えていることを特徴とする
   自走式ケーブル除雪ロボット。