JP2016047992A - 舗装面の溝内異物除去清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補修対象となる舗装面の溝内の異物を効率よく、効果的に除去することができる溝内異物除去清掃装置を提供する。【解決手段】シャーシ２と、シャーシ２を支持する複数のタイヤ３と、シャーシ２上に固定された原動機４と、シャーシ２上に立設された操作ハンドル５と、動力伝達部６とを有し、動力伝達部６の先端において支持される従動軸２５のヘッドに作業用回転要素９が固定され、この作業用回転要素９が、原動機４から動力伝達部６を介して供給される回転駆動力により、垂直方向へ回転するように構成され、動力伝達部６は、原動機４の駆動軸の中心軸線Ｃ１周りに回動可能なように支持され、先端側を下降又は上昇させることができるように構成され、作業用回転要素９の回転平面が機体左右方向へ傾斜する方向へ、作業用回転要素９を揺動可能なように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、アスファルト舗装面、又は、コンクリート舗装面（車道、歩道、滑走路等）において、経年劣化、或いは、その他の理由によって生じた溝（クラック、目地、打ち継ぎ目等を含む）の補修作業（補修材を充填して溝を埋める作業）を行う際に、溝内の異物（堆積した砂、砂利、土、或いは、ゴミ等、又は、自生植物）を予め除去して、溝内面を清掃するための装置に関する。

舗装面の溝内に補修材を充填して溝を補修しようとする場合、事前に、溝内の異物を除去し、清掃する作業を行うことが必要となる。このような溝内の異物除去清掃作業は、手作業で行われることが多いが、煩雑で効率が悪く、時間がかかるという問題がある。

特開２０１２−１９１８５６号公報

道路や歩道などの舗装面から雑草を取り除くための装置として、操作ロッドの先端に金属製ワイヤーブラシが取り付けられ、このブラシが高速で回転するように構成された目地用草刈機（特許文献１参照）が知られており、この目地用草刈り機を、溝補修前に行われる溝内異物除去清掃作業に適用することも可能であるが、この目地用草刈機は、草を除去するブラシが水平方向へ回転する（垂直軸線周りに回転する）ように構成されているため、溝の外側へ突出した雑草の茎や穂の部分を取り除くことはできても、溝の中の茎や根、砂、土等をうまく取り除くことができないという問題があるほか、手持ち型であるため、長時間の作業には向いていないという問題がある。

本発明は、上記のような従来技術における課題を解決しようとするものであって、補修対象となる舗装面の溝内の異物（堆積した砂、砂利、土、或いは、ゴミ等、又は、自生植物）を効率よく、効果的に除去することができる溝内異物除去清掃装置を提供することを目的とする。

本発明に係る溝内異物除去清掃装置は、シャーシと、シャーシを支持する複数のタイヤと、シャーシ上に固定された原動機と、シャーシ上に立設された操作ハンドルと、動力伝達部とを有し、動力伝達部の先端において支持される従動軸のヘッドに作業用回転要素が固定され、この作業用回転要素が、原動機から動力伝達部を介して供給される回転駆動力により、垂直方向へ回転するように構成され、動力伝達部は、原動機の駆動軸の中心軸線周りに回動可能なように支持され、先端側を下降又は上昇させることができるように構成され、作業用回転要素の回転平面が機体左右方向へ傾斜する方向へ、作業用回転要素を揺動可能なように構成されていることを特徴としている。

尚、動力伝達部を、駆動側プーリを含む駆動側部と、従動側プーリを含む従動側部と、これらに架け渡されるベルトとを有し、駆動側部と従動側部が伸縮可能な状態で連結されるとともに、駆動側プーリと従動側プーリとの間隔を拡げる方向へ従動側部を付勢する手段が配置されることにより、ベルトに常時適切な張力が付加されるように構成されていることが好ましい。

また、作業用回転要素の揺動の可動範囲を規制する手段が配置されていることが好ましく、更に、従動側部の脱落を防止する手段が配置されていることが好ましい。

本発明に係る溝内異物除去清掃装置は、補修対象となる舗装面の溝内の異物を効率よく除去することができ、更に、作業用回転要素の揺動機構を採用することにより、対象となる舗装面の溝が複雑な形状であっても、回転する作業用回転要素を好適に追随させることができ、また、溝底部の入隅部分や、溝の開口部の陰になっているような部分に対しても、作業用回転要素の外周先端部を届かせることができ、溝内の清掃等を効果的に行うことができる。

また、駆動側プーリを含む駆動側部と、従動側プーリを含む従動側部と、これらに架け渡されるベルトとによって動力伝達部を構成した場合において、ベルト張力付加機構を採用することにより、作業用回転要素の回動を許容しつつ、ベルトに常時適切な張力を付加することができる。

図１は、本発明に係る溝内異物除去清掃装置１の側面図である。 図２は、図１に示す溝内異物除去清掃装置１の正面図である。 図３は、図１に示す溝内異物除去清掃装置１の動力伝達部６の内部構造を示す水平断面図である。 図４は、図３に示す動力伝達部６の内部要素の外側に装着される駆動側カバー３４、及び、従動側カバー３５の平面図である。 図５は、図３に示す動力伝達部６の内部要素の外側に装着される駆動側カバー３４、及び、従動側カバー３５の側面図である。 図６は、図４及び図５に示す長孔プレート３６及びピン３７による回動規制手段の説明図である。

添付図面に沿って、本発明に係る溝内異物除去清掃装置を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係る溝内異物除去清掃装置１の側面図、図２は、その正面図である。図示されているように、この溝内異物除去清掃装置１は、基本的には、シャーシ２、シャーシ２を支持する三つのタイヤ３（一つの前輪３ａ、二つの後輪３ｂ，３ｃ）、シャーシ２上に固定された原動機４（エンジン又は電動モータ）、シャーシ２上に立設された操作ハンドル５、及び、動力伝達部６によって構成されている。

この溝内異物除去清掃装置１は、動力伝達部６の先端において支持される従動軸２５のヘッドに作業用回転要素９が固定され、この作業用回転要素９が、原動機４から動力伝達部６を介して供給される回転駆動力により、垂直方向へ回転する（水平軸線周りに回転する）ように構成されている。

本実施形態においては、従動軸２５のヘッドに、作業用回転要素９として円盤状の金属製ワイヤーブラシが装着されている。尚、金属製ワイヤーブラシを装着する代わりに、Ｖ字型カッター（断面がＶ字状となる切り込みを形成できるカッター）を装着することもできる。

動力伝達部６は、図１に示す原動機４の駆動軸（出力軸）の中心軸線Ｃ１周りに所定角度範囲内で回動可能なように支持されており、レバー７（操作ハンドル５に装着され、動力伝達部６とリンク８を介して連結されている）を、図１に示す位置から下方側（機体前方側）へ操作することにより、動力伝達部６の先端側（従動軸２５側）を、タイヤ３の接地面よりも下降させることができ、従動軸２５のヘッドに装着されている作業用回転要素９の下端側を、作業対象となる舗装面の溝内へ好適に進入させることができる。

つまり、作業用回転要素９としてワイヤーブラシを装着した場合には、溝内から異物を効果的に除去し、溝内面を清掃することができ、Ｖ字型カッターを装着した場合には、舗装面において断面がＶ字状となる切り込みを形成したり、溝の縁や内壁面を削って、補修前に溝の形状を適宜調整することができる。

また、本実施形態においては、従動軸２５のヘッドに装着される作業用回転要素９が、基本的には水平軸線周りに垂直方向へ回転するように、即ち、回転平面（軸線と直交する平面）が垂直となるように保持されているが、回転平面が機体左右方向へ僅かに（本実施形態においては左右それぞれ約５°の範囲内で）傾斜可能なように構成されており（作業用回転要素の揺動機構）、対象となる舗装面の溝が複雑な形状であっても、回転する作業用回転要素９（ワイヤーブラシ等）を好適に追随させることができ、また、溝底部の入隅部分や、溝の開口部の陰になっているような部分に対しても、作業用回転要素９の外周先端部を届かせることができ、溝内の清掃等を効果的に行うことができる。

尚、本実施形態においては、原動機４から供給される回転駆動力を作業用回転要素９に伝達する手段として、二つのプーリと、これらに架け渡されるベルトとからなる動力伝達手段が採用されているところ、この動力伝達手段には、「ベルト張力付加機構」が設けられており、当該機構により、作業用回転要素の揺動が許容されるとともに、ベルトに常時適切な張力が付加されるようになっている。以下、動力伝達部６の構造、及び、作業用回転要素の揺動機構、ベルト張力付加機構について詳細に説明する。

図３は、動力伝達部６の内部構造を示す水平断面図である。この動力伝達部６は、基本的には、駆動側部１０、従動側部２０、コイルスプリング３１（付勢手段）、図示しないベルト、及び、これらの外側に装着されるカバー（図４及び図５に示す駆動側カバー３４、従動側カバー３５）によって構成されている。また、駆動側部１０は、駆動側ベース１１、駆動側軸受け１２、駆動側プーリ１３、及び、駆動側シリンダ１４によって構成され、従動側部２０は、従動側ベース２１、従動側軸受け２２、従動側プーリ２３、従動側シリンダ２４、及び、従動軸２５によって構成されている。

図３に示すように、駆動側ベース１１の一方側には、所定間隔を置いて二つの駆動側軸受け１２，１２が保持され、これら二つの駆動側軸受け１２，１２の間には、駆動側プーリ１３が配置されている。駆動側ベース１１の他方側（駆動側軸受け１２とは反対側）には、先端が従動側部２０へ向かって突出する駆動側シリンダ１４が固定されている。また、従動側ベース２１の一方側にも、所定間隔を置いて二つの従動側軸受け２２，２２（外周側）が保持され、これら二つの従動側軸受け２２，２２の間には、従動側プーリ２３が配置されている。従動側ベース２１の他方側（従動側軸受け２２とは反対側）には、先端が駆動側部１０へ向かって突出する従動側シリンダ２４が固定されている。

駆動側軸受け１２，１２及び駆動側プーリ１３の内周は、図示されているように、水平方向に支持される原動機４の駆動軸４ａの外周に装着されている。一方、従動側軸受け２２，２２及び従動側プーリ２３の内周側には、従動軸２５が装着され、従動軸２５の先端には、作業用回転要素９（ワイヤーブラシ等）が固定される。

駆動側シリンダ１４は、従動側シリンダ２４の内側に挿入され、内側となる駆動側シリンダ１４の外周面と、外側となる従動側シリンダ２４の内周面との間には、摺動抵抗の小さいドライブッシュ（図示せず）が配置されており、従動側シリンダ２４は、駆動側シリンダ１４の軸線方向へ摺動可能で、かつ、駆動側シリンダ１４の軸線周りに回動可能となっている。また、これらの駆動側シリンダ１４、従動側シリンダ２４の外周側には、コイルスプリング３１が装着されている。そして、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３の外側には、図示しないベルトが架け渡されている。

駆動側部１０と従動側部２０とは、上述の通り、駆動側シリンダ１４が従動側シリンダ２４の内側に挿入されることによって連結されており、従動側シリンダ２４が、駆動側シリンダ１４に対し、軸線方向へ摺動可能となっている。従って、駆動側部１０と従動側部２０とは、従動側シリンダ２４を軸線方向へ移動させることによって伸縮が可能であり、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３との間隔寸法を変更できるようになっている。

そして、コイルスプリング３１は、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３にベルトが装着された際、駆動側ベース１１と従動側ベース２１との間に圧縮状態で挟持されており、復元力（反発力）により、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３との間隔を拡げる方向へ従動側部２０（従動側ベース２１等）を付勢する構造となっている。従って、ベルトは、このコイルスプリング３１の付勢力により、弛み無く、適度なテンションをもって駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３との間に張設されることになる（ベルト張力付加機構）。

尚、何らかの原因によってベルトが切れてしまったような場合、コイルスプリング３１の付勢力によって、従動側シリンダ２４が駆動側シリンダ１４の外側の位置から外れて、従動側部２０が脱落してしまう（駆動側部１０との連結状態が解かれてしまう）ことが懸念されるが、本実施形態に係る溝内異物除去清掃装置１には、従動側部２０の脱落防止手段が設けられており、ベルトが切れてしまった場合でも、従動側部２０が脱落しないように構成されている。

この脱落防止手段は、図３に示すように、駆動側シリンダ１４の内側に部分的に挿通されたストッパーボルト３２と、駆動側シリンダ１４の先端側（従動側ベース２１側）に形成された小径部１４ａとによって構成されている。ストッパーボルト３２は、先端部が従動側ベース２１に固定され、中間部が小径部１４ａ内に挿通され、ボルトヘッド部が、小径部１４ａよりも駆動側ベース１１側に位置する状態となっている。ボルトヘッド部は、小径部１４ａの内径よりも直径が大きく、小径部１４ａ内を通過できないようになっている。

また、ストッパーボルト３２の長さ寸法及び取付位置は、コイルスプリング３１によるベルト張力付加機能を損ねてしまわないように、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３とにベルトが装着されている状態において、ボルトヘッド部と小径部１４ａとの間に、十分な大きさの間隔が形成されるように調整されている。尚、ストッパーボルト３２のボルトヘッド部の首周りには、金属製のカラー３３（リング）が装着されており、いわゆる「かじり」を回避できるようになっている。

図４は、動力伝達部６の内部機構の外側に装着される駆動側カバー３４、及び、従動側カバー３５の平面図であり、図５はその側面図である。駆動側カバー３４は、図３に示す駆動側ベース１１に対して固定され、従動側カバー３５は、図３に示す従動側ベース２１に対して固定される。これらの駆動側カバー３４及び従動側カバー３５は、動力伝達部６の内部機構を覆って保護するだけでなく、作業用回転要素９の揺動の可動範囲（従動側部２０等の回動範囲）を規制する機能をも有している。

上述の通り、駆動側シリンダ１４は、従動側シリンダ２４の内側に挿入され、従動側シリンダ２４は、駆動側シリンダ１４の軸線周りに回動可能となっているため、従動側シリンダ２４を含む従動側部２０、及び、従動側カバー３５、作業用回転要素９は、駆動側シリンダ１４の中心軸線を中心として、一体的に回動（揺動）可能な状態となっており（作業用回転要素の揺動機構）、この機構により、作業用回転要素９を溝の形状に好適に追随させることができる等の効果を奏するようになっているが、駆動側プーリ１３、及び、従動側プーリ２３にベルトが装着されている状態で、従動側部２０等の回動が制限無く許容されると、ベルトが捻れて、中間に介在する要素（コイルスプリング３１等）と接触してしまうことになるほか、作業用回転要素９の回転平面の角度が大きく変更されると、溝内異物除去清掃装置１の操作性が悪化してしまうという問題がある。そこで、本実施形態においては、従動側部２０等の回動角度を所定範囲内に規制する回動規制手段が設けられている。

この回動規制手段は、駆動側カバー３４の上面に固定された長孔プレート３６と、従動側カバー３５の上面に固定されたピン３７とによって構成されている。尚、ピン３７は、図示されているように、基端部が従動側カバー３５の上面にブラケットを介して固定され、先端部が長孔プレート３６の長孔３６ａ内に挿通された状態となっている。

図６（１）に示すように、駆動側カバー３４の上面に固定された長孔プレート３６の長孔３６ａ内にピン３７が挿通され、従動側カバー３５が垂直な状態から、図６（２）に示すように、ピン３７が長孔３６ａの左端に当接するまで、或いは、図６（３）に示すように、長孔３６ａの右端に当接するまで（図６（１）に示す中央位置から左右へそれぞれ約５°の範囲内で）、従動側カバー３５（及び、図３に示す従動側部２０、作業用回転要素９等）は、駆動側シリンダ１４（図３参照）の中心軸線Ｃ２を中心として回動が許容され、それ以上の回動が規制されるようになっている。

以上に説明したように、本実施形態の溝内異物除去清掃装置１は、回転要素の揺動機構と、ベルト張力付加機構とを備えており、これらの各機構が協働することにより、各効果の総和以上の相乗効果を期待することができる。より具体的には、動力伝達手段として、二つのプーリとこれらの間に架け渡されるベルトが採用される場合、通常、二つのプーリは、適切な位置（適度なベルト張力を得るために必要な間隔を置いた位置）で固定されているが、本実施形態の溝内異物除去清掃装置１は、上述したように、作業対象となる溝の形状に対して作業用回転要素９を好適に追随させることができるように、作業用回転要素の揺動機構が採用され、作業用回転要素９、及び、従動側プーリ２３をはじめとする従動側部２０の要素が、駆動側シリンダ１４の中心軸線周りに回動可能な構造となっているところ、二つのプーリ（駆動側プーリ１３、従動側プーリ２３）の間隔が固定されていると、ベルトの張力によって、従動側プーリ２３等の回動が抑制されてしまい、揺動機構を採用した目的が達成できない可能性がある。本実施形態においては、この作業用回転要素の揺動機構と併せて、ベルト張力付加機構が採用されているため、従動側プーリ２３等の回動を許容しつつ、ベルトに常時適切な張力を付加することができる。

尚、本実施形態においては、従動側シリンダ２４の内側に駆動側シリンダ１４が挿入されているが、駆動側シリンダ１４の内側に従動側シリンダ２４が挿入されるように構成してもよい。また、駆動側プーリ１３と従動側プーリ２３との間隔を拡げる方向へ従動側部２０を付勢する手段として、コイルスプリング３１が用いられているが、従動側部２０に適度の付勢力を付加できるものであれば、どのようなもの（例えばエアスプリング等）を用いてもよい。

また、本実施形態においては、従動側部２０の脱落防止手段として、駆動側シリンダ１４の内側に部分的に挿通されたストッパーボルト３２と、駆動側シリンダ１４の先端側に形成された小径部１４ａとによって構成されているが、駆動側部１０と従動側部２０の伸縮範囲（駆動側シリンダ１４の軸線方向への従動側部２０の移動範囲）を規制できるものであれば、どのような手段（例えば、キー溝と、このキー溝内に嵌合し摺動するキーとからなる手段等）を用いてもよい。

また、本実施形態においては、従動側部２０等の回動角度を所定範囲内に規制する回動規制手段として、駆動側カバー３４の上面に固定された長孔プレート３６と、従動側カバー３５の上面に固定されたピン３７とによって構成されているが、従動側部２０等の回動角度を所定範囲内に規制できるものであれば、どのような手段を用いてもよい。

１：溝内異物除去清掃装置、
２：シャーシ、
３：タイヤ、
３ａ：前輪、
３ｂ，３ｃ：後輪、
４：原動機、
４ａ：駆動軸、
５：操作ハンドル、
６：動力伝達部、
７：レバー、
８：リンク、
９：作業用回転要素、
１０：駆動側部、
１１：駆動側ベース、
１２：駆動側軸受け、
１３：駆動側プーリ、
１４：駆動側シリンダ、
１４ａ：小径部、
２０：従動側部、
２１：従動側ベース、
２２：従動側軸受け、
２３：従動側プーリ、
２４：従動側シリンダ、
２５：従動軸、
３１：コイルスプリング、
３２：ストッパーボルト、
３３：カラー、
３４：駆動側カバー、
３５：従動側カバー、
３６：長孔プレート、
３６ａ：長孔、
３７：ピン、
Ｃ１：駆動軸の中心軸線、
Ｃ２：駆動側シリンダの中心軸線

Claims (6)

1. シャーシと、シャーシを支持する複数のタイヤと、シャーシ上に固定された原動機と、シャーシ上に立設された操作ハンドルと、動力伝達部とを有し、
   動力伝達部の先端において支持される従動軸のヘッドに作業用回転要素が固定され、この作業用回転要素が、原動機から動力伝達部を介して供給される回転駆動力により、垂直方向へ回転するように構成され、
   動力伝達部は、原動機の駆動軸の中心軸線周りに回動可能なように支持され、先端側を下降又は上昇させることができるように構成され、
   作業用回転要素の回転平面が機体左右方向へ傾斜する方向へ、作業用回転要素を揺動可能なように構成されていることを特徴とする溝内異物除去清掃装置。
2. 動力伝達部が、駆動側プーリを含む駆動側部と、従動側プーリを含む従動側部と、これらに架け渡されるベルトとを有し、
   駆動側部と従動側部が伸縮可能な状態で連結されるとともに、駆動側プーリと従動側プーリとの間隔を拡げる方向へ従動側部を付勢する手段が配置されることにより、ベルトに常時適切な張力が付加されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の溝内異物除去清掃装置。
3. 作業用回転要素の揺動の可動範囲を規制する手段が配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の溝内異物除去清掃装置。
4. 従動側部の脱落を防止する手段が配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の溝内異物除去清掃装置。
5. 作業用回転要素が、ワイヤーブラシであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の溝内異物除去清掃装置。
6. 作業用回転要素が、Ｖ字型カッターであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の溝内異物除去清掃装置。

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