JP2017197903A - ゴム除去機、ゴム除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に付着したタイヤのゴムをより簡便に除去できるようにするゴム除去機を提供する。【解決手段】舗装された路面３に向けてレーザ光を照射して路面に付着したタイヤのゴムを除去するレーザ光照射装置１を具備するゴム除去機を構成した。本ゴム除去機は、特に、多数本の溝が刻まれ、航空機が着陸または離陸する滑走路の路面に向けてレーザ光を照射し、溝を含む路面に付着したタイヤのゴムを除去することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に付着したタイヤのゴムを除去するためのゴム除去機及びゴム除去方法に関する。

航空機の離着陸に用いられる滑走路は、固いアスファルトやコンクリートに覆われており、一見すると平らに見える。だが、実際には、図３に示すように、その路面３には多数本の溝３１が刻まれている。この溝３１はグルービングと呼ばれ、通常は、滑走路を左右に横切るように伸びる深さ６ｍｍ、幅６ｍｍの横溝が３２ｍｍ間隔で形成される。グルービング３１の目的は、航空機の着陸時にタイヤのグリップ力を高めること、また雨天時の滑走路の水はけをよくしてハイドロプレーニング現象の抑制を図ることにある。

大重量の航空機が滑走路に着陸する際には、その路面３にタイヤのゴム４が付着する。溝３１を埋めるようにこびり付いたゴム４は、滑走路の滑り摩擦抵抗を減少させるため、着陸する航空機の制動距離が長くなる。加えて、滑走路の水はけの悪化を招き、ハイドロプレーニング現象を惹起する懸念も生じる。

そこで、路面３に付着したゴム４を適時除去するメンテナンスが必要となる。現状、路面３に付着したゴム４の除去は、ウォータジェットを噴射することで行われている（例えば、下記先行技術文献を参照）。

礒部公一、アマティア・シャイレンドラ、「連載企画 真夜中の技術者たち 第２回 空港夜間作業」、土木学会誌、公益社団法人土木学会、２００４年６月、第８９巻、第６号、ｐ．５８−６１

路面に向けてウォータジェットを噴射し付着したゴムを剥離させる作業では、大量の水を消費する上に、ゴム片の混入した排水を処理するコストの負担も大きくなる。

ガラスビーズその他の研磨材（サンド）を混交した圧縮空気を吹き付けるサンドブラストにより路面に付着したゴムを剥離させることも考えられるものの、やはりゴム片及び研磨材の残渣の処理が問題となる。ドライアイスの粒を噴射するドライアイスブラストでも、路面から剥離したゴム片を回収しなければならない点では変わらない。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、舗装された路面に付着したタイヤのゴムをより簡便に除去できるようにすることを所期の目的としている。

上述した課題を解決するべく、本発明では、アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に向けてレーザ光を照射することにより、路面に付着したタイヤのゴムを除去することとした。そのために用いられるゴム除去機は、路面に向けてレーザ光を照射して路面に付着したタイヤのゴムを除去するレーザ光照射装置を具備してなる。

特に、前記レーザ光照射装置は、多数本の溝が刻まれ、航空機が着陸または離陸する滑走路の路面に向けてレーザ光を照射し、当該溝を含む路面に付着したタイヤのゴムを除去することができる。

前記レーザ光照射装置が、レーザ光の光軸の向きを変化させることのできるガルバノスキャナを用いたものであれば、レーザ光照射装置の肥大化を抑制しつつ、路面の広い範囲にレーザ光を照射することが可能となる。

レーザ光照射装置にガルバノスキャナを実装している場合、レーザ光軸はそのガルバノスキャナのミラーを中心に回動する。そして、当該ミラーからレーザ光の照射を受ける路面までの距離は、ミラーの角度即ち路面とレーザ光軸との交差角度に応じて拡縮する。路面に対するレーザ光の照射位置如何によらず、路面がレーザ光から受けるエネルギ量を概ね一定に保つためには、前記レーザ光照射装置が、前記ガルバノスキャナのミラーの角度に応じてミラーからレーザ光の焦点までの距離を変化させる光学系を有していることが好ましい。

本発明によれば、舗装された路面に付着したタイヤのゴムをより簡便に除去できるようになる。

本発明の一実施形態のゴム除去機を模式的に示す側面図。 同実施形態のゴム除去機のレーザ光照射装置の構成を模式的に示す斜視図。 滑走路の路面に形成される溝及び当該路面にタイヤのゴムが付着する模様を示す斜視図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態のゴム除去機は、アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面３、特にグルービング３１が施された滑走路に付着するタイヤのゴム４を除去するためのものである。図１に示すように、本実施形態のゴム除去機は、滑走路の路面３や溝３１に付着しているゴム４を蒸発または気化させるべくレーザ光Ｌを路面３に照射するレーザ光照射装置１を車両２に搭載してなるものである。レーザ光照射装置１は、エアサスペンション等を介して車両２の車体に支持させることが好ましい。

図２に示すように、同ゴム除去機が具備するレーザ光照射装置１は、レーザ光源であるレーザ発振器１４と、レーザ発振器１４から発振されるレーザ光Ｌを走査するガルバノスキャナ１１、１２と、レーザ発振器１４とガルバノスキャナ１１、１２との間の光路上に介在しレーザ発振器１４から出射したレーザ光Ｌの焦点を調整する焦点調整レンズ１５と、焦点調整レンズ１５及びガルバノスキャナ１１、１２を経由したレーザ光Ｌを集光し路面３に向けて照射する集光レンズ１３とを有している。

レーザ発振器１４は、非連続なパルスレーザを出力するものであってもよく、連続波レーザを出力するものであってもよい。その方式も任意であり、ＣＯ₂レーザであっても、ＹＡＧレーザであっても、ファイバレーザであっても構わない。

ガルバノスキャナ１１、１２は、レーザ光Ｌを反射するガルバノミラー１１２、１２２を、サーボモータ（または、ステッピングモータ等）１１１、１２１により回動させるものである。ガルバノミラー１１２、１２２の方向を変えることで、路面３に照射されるレーザ光Ｌの光軸の向きを変位させることができる。本実施形態では、レーザ光Ｌの光軸を路面３に平行なＸ軸方向に変化させるＸ軸ガルバノスキャナ１１と、レーザ光Ｌの光軸を路面３に平行かつＸ軸と直交するＹ軸方向に変化させるＹ軸ガルバノスキャナ１２とを両備しており、路面３におけるレーザ光Ｌの照射位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の二次元に制御し得る。ガルバノスキャナ１１、１２の機能により、路面３上の１５００ｍｍ四方、またはそれ以上に大きい領域内の任意の位置にレーザ光Ｌを照射することが可能となる。

一方で、これだけ大きな領域を走査できるために、ガルバノミラー１１２、１２２の角度如何によってレーザ光Ｌの光軸の路面３に対する交差角度が大きく変化し、同時にミラー１２２から路面３までの距離も少なからず変動してしまう。レーザ光Ｌの照射を受ける路面３とレーザ光Ｌの焦点との位置関係の変動は、路面３及び路面３に付着しているタイヤのゴム４がレーザ光Ｌから受けるエネルギ密度の増減変化を意味する。焦点調整レンズ１５は、当該レンズ１５を通過するレーザ光Ｌの光路の軸と平行に変位することができる。その変位は、リニアサーボモータ（図示せず）により惹起する。焦点調整レンズ１５が光路の軸に沿って変位すると、ミラー１２２からレーザ光Ｌの焦点までの距離が拡縮する。ガルバノミラー１１２、１２２の角度つまりは路面３におけるレーザ光Ｌの照射位置に応じて焦点調整レンズ１５の位置を操作すれば、ガルバノミラー１１２、１２２の角度如何を問わず、路面３及び路面３に付着しているゴム４がレーザ光Ｌから受けるエネルギ（熱）の量の均一化を図ることができる。

尤も、路面３に照射するレーザ光Ｌの焦点を路面３に合わせることは必須ではない。路面３に付着しているゴム４を確実に蒸発または気化させ、かつ路面３の舗装を損傷させない程度のエネルギを与えることができるよう、路面３とレーザ光Ｌの焦点との位置関係を一定に保てばよいということであり、敢えてレーザ光Ｌの焦点を路面３からずらし、路面３に照射されるレーザ光Ｌのスポット径を大きくすることも考えられる。路面３の広範な領域を速やかに処理するためには、寧ろレーザ光Ｌのスポット径をできるだけ拡大させることが望ましいとも言える。

レーザ発振器１４、ガルバノスキャナ１１、１２、焦点調整レンズ１５の制御を司る制御装置（図示せず）は、プロセッサ、メインメモリ、補助記憶デバイス、Ｉ／Ｏインタフェース等を有したコンピュータシステムであり、レーザ光照射装置１とともに車両に搭載される。Ｉ／Ｏインタフェースは、サーボドライバ（サーボコントローラ）を含むことがある。制御装置が実行するべきプログラムは、補助記憶デバイスに記憶されており、プログラム実行の際に、メインメモリに読み込まれ、プロセッサによって解読される。制御装置は、プログラムに従い、ガルバノスキャナ１１、１２のサーボモータ１１１、１２１を制御してガルバノミラー１１２、１２２の角度を高速に操作し、レーザ光Ｌが路面３上の所望の目標位置座標に照射されるよう光軸を調整する。並びに、制御装置は、レーザ発振器１４に指令を与えてレーザＬの出力（パルスレーザの場合には出射周波数を含む）を制御するとともに、ガルバノミラー１１２、１２２の角度の操作と同期させて焦点調整レンズ１５の位置を高速に操作し、ミラー１２２を経て路面３に向かうレーザ光Ｌの焦点の位置を調整する。

本実施形態では、アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面３に向けてレーザ光Ｌを照射して路面３に付着したタイヤのゴム４を除去するレーザ光照射装置１を具備するゴム除去機を構成した。本実施形態によれば、舗装された路面３に付着したタイヤのゴム４をより簡便に除去できる。従来のウォータジェットを用いる手法のように、大量の水の消費を招くことはなく、大量の排水の処理に要するコストも削減できる。レーザ光Ｌの照射を受けたゴム４は蒸発または気化してしまうので、路面３から剥離したゴム片を回収する手間も避けられる。

本実施形態のゴム除去機は、特に、多数本の溝３１が刻まれ、航空機が着陸または離陸する滑走路の路面３に付着したタイヤのゴム４を除去する用途に好適となる。

ゴム除去機が具備するレーザ光照射装置１は、レーザ光Ｌの光軸の向きを変化させることのできるガルバノスキャナ１１、１２を用いたものであるため、装置１の肥大化を回避しつつ路面３の広範囲にレーザ光Ｌを照射することができ、ゴム４除去処理の作業時間の短縮に寄与する。

加えて、前記レーザ光照射装置１が、前記ガルバノスキャナ１１、１２のミラー１１２、１２２の角度に応じてミラー１２２からレーザ光Ｌの焦点までの距離を変化させる光学系１５を有していることから、路面３上のレーザ光Ｌの照射位置、換言すれば路面３とレーザ光Ｌの光軸との交差角度如何によらず、路面３及び路面３に付着したゴム４がレーザ光Ｌから受けるエネルギ量を概ね一定に保つことができる。これにより、路面３に付着したゴム４を確実に除去しながら、路面３に与えるダメージを最小限に抑えることが可能となる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。本発明の適用対象となる路面は、多数本の溝３１が形成された滑走路３には限定されない。グルービング３１が施されていない態様の滑走路の路面に付着するタイヤのゴム４の除去に本発明を用いてもよいし、グルービングが施された／施されていない車両用道路等の路面に付着するタイヤのゴム４の除去に本発明を用いてもよい。

また、ゴム除去機（を構成する車両２の車体）に、蒸発または気化したゴム４を含んだガスや微小なゴム粒を吸引して回収する吸引ダクト及び吸引装置（または、集塵機）、吸引したガスを濾過するフィルタ等を搭載することも好ましい。

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に付着したタイヤのゴムを除去する作業に適用できる。

１…レーザ光照射装置
１１、１２…ガルバノスキャナ
１１２、１２２…ミラー
１５…レーザ光の焦点までの距離を変化させる光学系（焦点調整レンズ）
３…路面
３１…溝
４…ゴム

Claims (5)

1. アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に向けてレーザ光を照射して路面に付着したタイヤのゴムを除去するレーザ光照射装置を具備するゴム除去機。
2. 前記レーザ光照射装置は、多数本の溝が刻まれ、航空機が着陸または離陸する滑走路の路面に向けてレーザ光を照射して当該溝を含む路面に付着したタイヤのゴムを除去するものである請求項１記載のゴム除去機。
3. 前記レーザ光照射装置は、レーザ光の光軸の向きを変化させることのできるガルバノスキャナを用いたものである請求項１または２記載のゴム除去機。
4. 前記レーザ光照射装置が、前記ガルバノスキャナのミラーの角度に応じてミラーからレーザ光の焦点までの距離を変化させる光学系を有している請求項３記載のゴム除去機。
5. アスファルトまたはコンクリートで舗装された路面に向けてレーザ光を照射して路面に付着したタイヤのゴムを除去するゴム除去方法。

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