JP2019019529A - 自在爪ユニット、レーキおよび除塵機 - Google Patents

Abstract

【課題】レーキにより塵を掬い上げて除去する除塵機において、レーキ爪の破損のおそれが少なく、レーキ爪による塵の掻き取りが阻害されるおそれが少ない自在爪ユニットを提案すること。【解決手段】除塵機１は、スクリーンバー３に沿ってレーキ５を引き上げてスクリーンバー３に補足された塵を掬い上げて除去する。レーキ５の先端には複数の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが着脱可能に取り付けられている。自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、レーキ爪４１とスペーサ４２を交互に配列し、全体を連結軸４３で連結し、爪ケース４４で保持する構造である。スペーサ４２の一部は、皿ボルト４６によって爪ケース４４に連結されている。スペーサ４２は、ゴムブロックなどの弾性部材であるため、レーキ爪４１が異物に当たったとき、レーキが横方向に動いて異物から逃げることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、水路等に配置されたスクリーンバーに沿って昇降してスクリーンバーに捕捉された塵を取り除くレーキに関し、特に、スクリーンバーから塵を掻き取るためにレーキの先端に設けられるレーキ爪に関する。

水路や用水の取り入れ口には、流水と共に流れてくる塵を捕捉するために、スクリーンバーが配置されている。そして、このスクリーンバーに捕捉された塵を取り除くために、除塵機が使用される。除塵機は、スクリーンバーの表面に沿ってレーキを昇降させて、スクリーンバーに捕捉されている塵をレーキによって掬い上げて除去する。レーキを昇降させる機構は、レーキが先端に取り付けられたアームを伸縮させるアーム式の昇降機構、ワイヤロープによってレーキを吊り下げてワイヤロープの巻き取りおよび繰り出しによってレーキを昇降させるワイヤロープ式の昇降機構、スクリーンバーに沿って架け渡されたチェーンを駆動してチェーンに取り付けられたレーキを昇降させるチェーン駆動式の昇降機構、などが用いられる。特許文献１には、アーム式の昇降機構を備えた除塵機の例が開示されている。

特許文献１において、レーキの先端にはレーキ爪（鋤刃）が取り付けられている。このようなレーキにおいて、スクリーンバーに堆積している塵をレーキ爪で掻き取る際に、レーキ爪が喰い込んだ塵に固形の異物などが含まれていてこの異物がスクリーンバーに引っ掛かると、異物を掻き取ろうとしたレーキ爪は動けなくなり、レーキを引き上げられなくなってしまう。このような状態でレーキを無理に引き上げると、レーキ爪が破損するおそれがある。また、スクリーンバーに堆積している塵にレーキ爪が刺さらずに固形の異物に乗り上げた場合、レーキを引き上げることはできるものの、レーキ爪は塵から離れてしまうため、塵の掻き取りが阻害される。

特許文献２には、除塵機（除塵装置）のレーキ爪（掻揚爪）が固形物などに当たった場合の対策として、通常時はバネ力によりレーキ爪をレーキの先端側に飛び出させておき、固形物などに当たったレーキ爪をバネが配置された箱側へ押し込んで退避させる機構を設けることが開示されている。

特開平８−６８０３７号公報 実開昭５６−５９２３１号公報

特許文献２のレーキ爪の退避構造は、ばねの弾性変形によりレーキ爪を退避させることができるものの、レーキ爪が動ける方向はレーキ爪の進退方向に限られる。従って、スクリーンバーに引っ掛かった固形の異物がレーキ爪の先端に正面から当たらない場合、レーキ爪をうまく退避させられずにレーキ爪が異物に引っ掛かってしまうおそれがある。その結果、レーキ爪が破損したり、塵を掻き取ることができないおそれがある。

また、特許文献１のようなレーキ爪の退避構造は、レーキ爪を退避させる際にレーキ本体に加わる反力によってレーキ本体が浮き上がり、レーキ爪の塵への食い込みが妨げられて効率的に塵を掻き取ることができないおそれがある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、レーキ爪の破損のおそれが少なく、レーキ爪による塵の掻き取りが阻害されるおそれを少なくすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、スクリーンバーに沿って上下して前記スクリーンバーに捕捉されている塵を掬い上げるレーキの先端に設けられる自在爪ユニットであって、交互に配列される複数のレーキ爪および複数のスペーサと、前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを連結する連結軸と、前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを保持する爪ケースと、を有し、前記スペーサは弾性部材であることを特徴とする。

本発明は、このように、隣り合うレーキ爪の間に弾性部材からなるスペーサを介在させ、レーキ爪とスペーサを連結軸で連結して爪ケースに保持させることによって自在爪ユニットを構成している。このような自在爪ユニットは、弾性部材の弾性変形量に応じた範囲でレーキ爪が横方向（レーキの幅方向）に動けるので、レーキ爪が固形物などの異物に当たったとき、レーキ爪がレーキの幅方向に適宜動いて異物から逃げることができる。従って、レーキを引き上げる際にレーキ爪に無理な力がかかって破損することを回避できる。また、レーキ爪を異物に乗り上げさせずに横方向に逃がすことができるので、レーキ爪が塵から離れるおそれが少なく、レーキ爪による塵の掻き取りが阻害されるおそれが少ない。

本発明において、前記爪ケースは、前記連結軸を介して前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを保持することが望ましい。このようにすると、簡素な構造でレーキ爪およびスペーサを保持することができる。従って、自在爪ユニットの構造の簡素化および小型化に有利である。

この場合に、例えば、前記複数のスペーサの少なくとも１つは、前記連結軸と交差するボルトを介して前記爪ケースに連結されていることが望ましい。このようにすると、連結軸の撓みを抑制できるため、連結軸の撓みによってレーキ爪が過度に動きやすくなることを避けることができる。また、爪ケースと連結軸との間にスペーサが介在するので、スペーサの弾性変形量に応じた範囲で適度にレーキ爪が動けるようにすることができる。

本発明において、前記爪ケースは、略直角に繋がる第１側板と第２側板を備え、前記第１側板は、前記レーキに設けられた爪ケース取付部材に対して着脱可能に固定され、前記第２側板には、前記ボルトを介して前記複数のスペーサの少なくとも１つが連結されていることが望ましい。このように、Ｌ字型の部材を用いることにより、レーキに対する固定とスペーサとの連結を簡素な構造で行うことができる。また、自在爪ユニットが爪ケース取付部材に対して着脱可能となっているため、自在爪ユニットの交換作業を容易に行うことができる。

本発明において、少なくとも２つの前記レーキ爪を連結するストッパーを備え、前記ストッパーは、前記スペーサより前記レーキ爪の先端側の位置で前記レーキ爪に固定されていることが望ましい。このようにすると、レーキ爪が塵に対して深く喰い込みすぎたり、スクリーンバーの隙間に深く入り込むことをストッパーによって規制できる。従って、レーキを引き上げながら塵を掻き取る際の抵抗が大きくなりすぎることを抑制できるので、レーキ爪の破損を抑制できる。

本発明において、前記スペーサはゴムブロックであることが望ましい。このようにすると、レーキ爪が固形物等の異物に当たったとき、ゴムブロックの弾性変形によりレーキ爪が異物から逃げられるので、レーキ爪に過度な力がかかって破損するおそれが少ない。ま
た、レーキ爪が異物を通り過ぎたとき、ゴムブロックの弾性復帰力によってレーキ爪を元の位置に戻すことができる。

次に、本発明は、スクリーンバーに沿って昇降して前記スクリーンバーに捕捉されている塵を掬い上げるレーキであって、上記の自在爪ユニットを備えることを特徴とする。このようなレーキは、上記のようにレーキ爪が固形物などの異物に当たったとき、レーキ爪がレーキの幅方向に適宜動いて異物から逃げることができる。従って、レーキを引き上げる際にレーキ爪に無理な力がかかって破損することを回避できる。また、レーキ爪を異物に乗り上げさせずに横方向に逃げることができるので、レーキ爪が塵から離れるおそれが少なく、レーキ爪による塵の掻き取りが阻害されるおそれが少ない。

本発明のレーキにおいて、前記自在爪ユニットは、前記レーキの幅方向に複数配列されて、着脱可能な状態で取り付けられていることが望ましい。このように、レーキ爪を複数の自在爪ユニットに分けて着脱可能に取り付けることにより、レーキ爪を部分的に交換する作業が容易である。

また、本発明の除塵機は、上記のレーキと、スクリーンバーに沿って前記レーキを昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする。

本発明を適用した除塵機の側面図である。 図１の除塵機の主要部を模式的に示す正面図である。 レーキの側面図である。 放出姿勢のレーキを後方から見た背面図である。 レーキの先端部の部分拡大図および部分側面図である。 自在爪ユニットの正面図および爪ケースの正面図である。 自在爪ユニットの断面図である。 レーキ爪の側面図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した自在爪ユニットを備えるレーキを用いて塵を掬い上げる除塵機の実施形態を説明する。最初に除塵機の全体構造を説明し、続いてレーキおよび自在爪ユニットの構造を説明する。

（除塵機の全体構造）
図１は本発明を適用した除塵機１の側面図であり、図２は除塵機１の主要部を模式的に示す正面図である。本形態の除塵機１は、水力発電所において発電用水を取り入れる取水口２に配置されたスクリーンバー３に捕捉された塵をレーキ５によって掬い上げて除去するためのものである。本明細書において、ＸＹＺの３方向は互いに直交する方向である。Ｘ方向は水平方向、Ｙ方向は前後方向、Ｚ方向は上下方向を示す。

図１、図２に示すように、除塵機１は、鋼材を組み立てた架台１０によって支持される２本の伸縮式の多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌと、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌの下端に取り付けられたレーキ５を備える。多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌは、下段アーム６１、中段アーム６２および上段アーム６３を備えた３段型伸縮アームである。下段アーム６１の下端にはレーキ５が取り付けられている。上段アーム６３の下端開口から中段アーム６２を下方に引き出し可能であり、中段アーム６２の下端開口から下段アーム６１を下方に引き出し可能である。多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌは、図１に示すように、最も縮んだ引き込み状態６Ａと、最も伸長した伸長状態６Ｂとの間で伸縮可能である。

図１に示すように、除塵機１は、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌを伸縮させる伸縮機構７を備える。伸縮機構７は、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌの近傍でレーキ５を吊り下げている昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌと、昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌの巻き取りおよび繰り出しを行う巻取装置７３を備える。昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌは、架台１０の上端に回転可能に取り付けられた左右一対のロープシーブ７５Ｌ、７５Ｒに掛けられて巻取装置７３まで引き回される。巻取装置７３は、昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌの巻き取りおよび繰り出しを左右均等に行う。これにより、昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌが連結されたレーキ５を介して多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌが伸縮する。

多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌは、架台１０の前端に設けられた支点軸１１を中心として前後方向Ｙ（すなわち、スクリーンバー３に対して接近する方向および離れる方向）に旋回可能な状態で架台１０に支持される。除塵機１は、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌを前後方向Ｙに旋回させるアーム開閉機構８を備える。アーム開閉機構８は、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌを伸縮させる伸縮機構７と共に、スクリーンバー３に沿ってレーキ５を昇降させる昇降機構を構成している。アーム開閉機構８は、左右の多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌのそれぞれについて１組ずつ設けられている。アーム開閉機構８は、上段アーム６３を支持するアーム支持腕８２と、連結軸８３を介してアーム支持腕８２を上方から押さえているシリンダ８５を備える。

アーム支持腕８２は、架台１０に設けられた支点軸１１によって回転可能に支持される。シリンダ８５を駆動して作動ロッド８４を引き込むと、アーム支持腕８２の後端部が押し下げられ、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌがスクリーンバー３から離れる方向に旋回する。これにより、レーキ５がスクリーンバー３から持ち上がる。この状態で巻取装置７３を駆動して昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌを繰り出せば、スクリーンバー３に沿って多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌを伸ばすことができ、スクリーンバー３の下端近傍までレーキ５を移動させることができる。

また、シリンダ８５を駆動して作動ロッド８４を上方に突出させると、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌの自重によってアーム支持腕８２の後端部が持ち上がり、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌがスクリーンバー３に対して接近する方向に旋回する。これにより、レーキ５がスクリーンバー３に押し付けられる。自重によりレーキ５がスクリーンバー３に押し付けられた状態で、巻取装置７３を駆動して昇降用ロープ７２Ｒ、７２Ｌを巻き取れば、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌが縮むため、自重によってレーキ５がスクリーンバー３に当たった姿勢を保ちながらスクリーンバー３に沿ってレーキ５が引き上げられる。これにより、スクリーンバー３に捕捉された塵がレーキ５によって掬い上げられる。

（レーキ）
図３はレーキ５の側面図であり、図３（ａ）は放出姿勢５Ｂのレーキ５を示し、図３（ｂ）は掬い上げ姿勢５Ａのレーキ５を示す。レーキ５は、湾曲した内面２１を備えるレーキ本体２０と、レーキ本体２０の先端に回転可能に取り付けられたレーキ爪ユニット３０を備える。レーキ５の姿勢は、レーキ本体２０の内面２１を上方に向けた掬い上げ姿勢５Ａ、および、レーキ本体２０の内面２１を後方（スクリーンバー３側および架台１０が位置する側）に向けた放出姿勢５Ｂに変化する。

図３（ｂ）に示すように、レーキ５が掬い上げ姿勢５Ａになったとき、レーキ爪ユニット３０は、レーキ本体２０の内面２１から斜めに立ち上がる閉姿勢３０Ａとなる。従って、スクリーンバー３に沿って掬い上げ姿勢５Ａのレーキ５が引き上げられるとき、レーキ爪ユニット３０によってスクリーンバー３に捕捉された塵が掻き取られ、レーキ５によって塵が掬い上げられる。一方、図３（ａ）に示すように、レーキ５が放出姿勢５Ｂになったとき、レーキ爪ユニット３０はレーキ本体２０の内面２１と平行に延びた開姿勢３０Ｂ
となる。従って、掬い上げられた塵がレーキ５から放出される。

図２に示すように、レーキ５の中央には、開閉用ワイヤロープ９０が連結されている。開閉用ワイヤロープ９０は、レーキ５から上方へ引き出され、架台１０の前端に設けられたガイドシーブ９１に掛けられる。図１に示すように、ガイドシーブ９１の後方には、架台１０に設けられた支点軸１２に回転可能に取り付けられたローラ支持腕９２と、ローラ支持腕９２を上下方向に旋回させるシリンダ９３と、ローラ支持腕９２の先端に取り付けられた昇降ロープシーブ９４が設けられている。開閉用ワイヤロープ９０は、ガイドシーブ９１へ掛けられて後方へ方向転換された後、昇降ロープシーブ９４に掛けられて巻取装置７３まで引き回される。

開閉用ワイヤロープ９０は、多段型伸縮アーム６Ｌ、６Ｒを伸縮させるための昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒと同期して巻き取りおよび繰り出しが行われるが、シリンダ９３を駆動すると、昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒとは独立して開閉用ワイヤロープ９０が上下方向に移動する。これにより、レーキ５の姿勢が変化する。例えば、巻取装置７３を停止して左右の昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒをそのままに保持して、シリンダ９３を駆動して作動ロッド９５を上方に突出させると、昇降ロープシーブ９４が上昇し、開閉用ワイヤロープ９０が引き上げられる。これにより、レーキ５の基端部が持ち上げられ、レーキ本体２０の内面２１が後方を向くようにレーキ５が回転して放出姿勢５Ｂに変化する。また、シリンダ９３を駆動して作動ロッド９５を引き込むと、昇降ロープシーブ９４が下降し、開閉用ワイヤロープ９０が緩む。これにより、レーキ５の基端部が下降し、レーキ本体２０の内面２１が上方を向くようにレーキ５が回転して掬い上げ姿勢５Ａに変化する。

図３（ａ）に示すように、開閉用ワイヤロープ９０は、第１リンク９６および第２リンク９７を介してレーキ５に連結されている。なお、図３（ｂ）では、第１リンク９６、第２リンク９７、開閉用ワイヤロープ９０の図示を省略している。第１リンク９６および第２リンク９７と、レーキ本体２０およびレーキ爪ユニット３０は、全体として４節のリンク機構９８を構成している。このリンク機構９８の働きにより、開閉用ワイヤロープ９０が引き上げられるとき、レーキ５は基端部が持ち上げられて放出姿勢５Ｂに変化するとともに、レーキ爪ユニット３０が開姿勢３０Ｂに変化する。

図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒは、左右の下段アーム６１の間に支持されているロープガイドローラ６４の下側に掛けられ、これによってレーキ５の先端側に案内されている。昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒは、レーキ爪ユニット３０の回転中心Ｐに取り付けられたスプロケット９９に掛けられて、回転中心Ｐから離れた位置でレーキ爪ユニット３０に連結されている。従って、開閉用ワイヤロープ９０が緩むと、レーキ５は基端部が前方に倒れて掬い上げ姿勢５Ａに変化するとともに、昇降用ロープ７２Ｌ、７２Ｒに加わる荷重によってレーキ爪ユニット３０が回転中心Ｐを中心としてレーキ本体２０の内面２１側に回転する。これにより、レーキ爪ユニット３０は、レーキ本体２０の内面２１から斜めに立ち上がる閉姿勢３０Ａとなる。

（自在爪ユニット）
図４は放出姿勢５Ｂのレーキ５を後方（スクリーンバー３の側）から見た背面図である。レーキ本体２０は全体として水平方向Ｘに長い横長の形状をしており、レーキ本体２０の幅全体に亘る長さで水平方向Ｘに平行に延在する３本の連結軸２２、２３、２４を備える。また、レーキ本体２０は、水平方向Ｘに所定間隔で配置される湾曲した板状の櫛歯２５と、隣り合う櫛歯２５の間に配置される線状の櫛歯２６を備える。レーキ爪ユニット３０は、レーキ本体２０の連結軸２４に回転可能に取り付けられる爪ケース取付部材３１と、爪ケース取付部材３１に着脱可能に固定される３種類の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを備える。自在爪ユニット４０Ａは、レーキ５の中央部分に２つ配置されている
。また、自在爪ユニット４０Ｂは、自在爪ユニット４０Ａの幅方向の両側に１つずつ配置されている。そして、自在爪ユニット４０Ｃは、レーキ５の両端に１つずつ配置されている。両端の自在爪ユニット４０Ｃは、他の２種類の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂより幅が小さい。

図５（ａ）はレーキ５の先端部の部分拡大図であり、図４の領域Ｃの部分拡大図である。また、図５（ｂ）はレーキ５の先端部の部分側面図である。図５（ｂ）に示すように、爪ケース取付部材３１は、Ｌ字型断面の取付板３２と、取付板３２から連結軸２４に向けて突出する腕部３３を備える。取付板３２は、自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの後端面（連結軸２４側の端面）に当接する第１側板３２１、および、第１側板３２１と直交する第２側板３２２を備える。爪ケース取付部材３１は、腕部３３を介して連結軸２４に回転可能に取り付けられている。

図６（ａ）は自在爪ユニット４０Ｂの正面図であり、図６（ｂ）は爪ケース４４の正面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図４、図５（ａ）とは反対側から見た状態を示す。また、図７は自在爪ユニット４０Ｂの断面図であり、図７（ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図７（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。以下、３種類の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃのうち、代表して自在爪ユニット４０Ｂの構造を説明する。図６（ａ）に示すように、自在爪ユニット４０Ｂは、交互に配列された複数のレーキ爪４１および複数のスペーサ４２と、レーキ爪４１およびスペーサ４２を連結する連結軸４３と、連結軸４３を介してレーキ爪４１およびスペーサ４２を保持する爪ケース４４を備える。自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｃは、レーキ爪４１とスペーサ４２の配列数などが異なっているが、基本的な構造は自在爪ユニット４０Ｂと同一である。

図５（ｂ）に示すように、爪ケース４４はＬ字型断面の部材であり、レーキ爪４１の後端面に当接する第１側板４４１と、第１側板４４１と略直角に繋がる第２側板４４２を備える。図６（ａ）に示すように、爪ケース４４の両端には２つの座板４４３が溶接により固定されている。なお、図６（ａ）では、第２側板４４２の一部分の図示を省略している。２つの座板４４３の間には、レーキ爪４１およびスペーサ４２が交互に配列されている。連結軸４３は両ネジボルトであり、レーキ爪４１およびスペーサ４２の貫通穴に通されている。連結軸４３の両端は座板４４３に形成された貫通穴に通され、ナットが締め付けられている。従って、複数のレーキ爪４１および複数のスペーサ４２は、交互に配列された状態で連結軸４３により連結され、爪ケース４４に保持されている。

図６（ａ）に示すように、爪ケース４４の第１側板４４１には、一定ピッチで皿ボルト４５が取り付けられている。図５（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、爪ケース４４の第１側板４４１は、爪ケース取付部材３１の第１側板３２１と重なり合っており、皿ボルト４５およびナットによって第１側板４４１が第１側板３２１に着脱可能に固定されている。レーキ爪４１の後端部およびスペーサ４２は、爪ケース取付部材３１の第２側板３２２と爪ケース４４の第２側板４４２の間に配置されており、レーキ爪４１の先端部は、第２側板３２２と第２側板４４２の間からレーキ５の先端側に突出している。

また、図６（ｂ）に示すように、爪ケース４４の第２側板４４２には、一定ピッチで皿ボルト４６が取り付けられている。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、皿ボルト４６と重なる位置に配置されるスペーサ４２には、連結軸４３と交差しない位置で連結軸４３と直交する方向にスペーサ４２を貫通する貫通穴が形成されている。皿ボルト４６は、スペーサ４２の貫通穴を通り、爪ケース取付部材３１の第２側板３２２に形成されたボルト穴に通され、その先端にはナットが締め付けられる。従って、爪ケース取付部材３１の第２側板３２２と爪ケース４４の第２側板４４２は、レーキ爪４１を間に挟み込んだ状態で皿ボルト４６およびナットにより固定される。つまり、自在爪ユニット４０Ｂは、爪ケース４
４の第１側板４４１と第２側板４４２が、皿ボルト４５、４６によって、爪ケース取付部材３１の第１側板３２１と第２側板３２２に着脱可能に固定されている。

皿ボルト４６はスペーサ４２を貫通しているため、スペーサ４２は爪ケース４４と連結され、スペーサ４２を介して連結軸４３の中間部が爪ケース４４によって支持される。なお、本形態では、皿ボルト４６は、１つおきのスペーサ４２の位置に取り付けられているが、皿ボルト４６の配置および数は、適宜変更することができる。

連結軸４３に沿って交互に配列される複数のレーキ爪４１および複数のスペーサ４２は、相互に固定されておらず、連結軸４３に対して固定されていない。従って、複数のレーキ爪４１は、連結軸４３の軸線方向に移動可能な状態で、爪ケース４４に保持されている。また、複数のスペーサ４２の一部は皿ボルト４６によって爪ケース４４に連結されているものの、他のスペーサ４２は爪ケース４４に対して連結されておらず、連結軸４３の軸線方向に移動可能な状態で、爪ケース４４に保持されている。

自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｂは、３種類のレーキ爪４１を備える。すなわち、レーキ爪４１は、単体のレーキ爪４１Ａと、隣り合うレーキ爪４１Ａをストッパー４７で連結した連結レーキ爪４１Ｂと、ローラ付きレーキ爪４１Ｃを含む。図６（ａ）に示すように、自在爪ユニット４０Ａには、連結レーキ爪４１Ｂが２箇所に設けられ、ローラ付きレーキ爪４１Ｃが２箇所に設けられ、単体のレーキ爪４１Ａが４箇所に設けられている。なお、自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｂを構成するレーキ爪４１の種類、数、および配置は適宜変更可能である。

図８はレーキ爪４１（４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ）の側面図である。図８（ａ）は単体のレーキ爪４１Ａの側面図であり、図８（ｂ）はローラ付きレーキ爪４１Ｃの側面図であり、図８（ｃ）は連結レーキ爪４１Ｂの側面図である。レーキ爪４１の先端には、それぞれ、レーキ爪４１の先端が鋭角をなすように切り欠かれた斜面４１１が形成されている。連結レーキ爪４１Ｂにおいて、ストッパー４７は、レーキ爪４１Ａと直交する円形断面の部材である。ストッパー４７の両端には半円状の切り欠きが形成され、この切り欠きにレーキ爪４１Ａが溶接等により固定されている。図６（ａ）に示すように、ストッパー４７は、爪ケース４４およびスペーサ４２よりもレーキ爪４１Ａの先端に近い位置に固定されている。このような位置にストッパー４７を取り付けることにより、レーキ爪４１の先端が深く塵に喰い込みすぎることを規制できるようになっている。

図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、ローラ付きレーキ爪４１Ｃは、レーキ爪４１Ａより板厚が大きい。また、図７（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ローラ付きレーキ爪４１Ｃは、爪先端の斜面４１１の傾きが他のレーキ爪４１Ａと異なっており、爪先端部のなす角度がレーキ爪４１Ａより大きい。ローラ付きレーキ爪４１Ｃには、斜面４１１と繋がる位置にローラ取付部４１２が形成されている。図５（ａ）に示すように、ローラ取付部４１２の端面には溝部が形成され、この溝部にローラ４８が回転可能に収容されている。図３（ｂ）に示すように、レーキ５が掬い上げ姿勢５Ａになったとき、ローラ付きレーキ爪４１Ｃのローラ４８はスクリーンバー３あるいはその上に堆積した塵の表面と接触可能な位置にある。なお、本形態の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃはローラ付きレーキ爪４１Ｃを備えているが、ローラ付きレーキ爪４１Ｃを廃止し、ローラ付きレーキ爪４１Ｃの代わりに通常のレーキ爪４１Ａを用いてもよい。

自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにおいて、隣り合うレーキ爪４１の間に介在するスペーサ４２は、弾性部材で形成されている。例えば、本形態のスペーサ４２は、クロロプレンゴムからなるゴムブロックである。なお、クロロプレンゴム以外の素材でスペーサ４２を形成してもよい。レーキ爪４１は、連結軸４３の軸線方向に移動可能となってお
り、弾性部材であるスペーサ４２および連結軸を介して爪ケース４４に保持されている。従って、スペーサ４２の弾性変形により、レーキ爪４１の先端をレーキ５の幅方向に傾けることができる。また、レーキ爪４１を全体としてレーキ５の幅方向に移動させることができる。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態では、隣り合うレーキ爪４１の間にゴムブロックなどの弾性部材からなるスペーサ４２を介在させて自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを構成している。このような自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、スペーサ４２の弾性変形によってレーキ爪４１がレーキ５の横方向に適宜動けるようになっているので、レーキ爪４１が固形物などの異物に当たったとき、レーキ爪４１が適宜動いて異物から逃げることができる。また、レーキ爪４１が異物から離れたとき、スペーサ４２が元の形状に戻るため、レーキ爪４１は元の位置に復帰する。従って、レーキ５を引き上げる際にレーキ爪４１に無理な力がかかって破損することを回避できる。また、レーキ爪４１を異物に乗り上げさせずに横方向に移動して異物から逃げることができるので、レーキ爪４１が塵から離れるおそれが少ない。従って、レーキ爪４１による塵の掻き取りが阻害されるおそれが少ない。

本形態の自在爪ユニット４０は、連結軸４３を介して複数のレーキ爪４１および複数のスペーサ４２を保持する構造であるため、簡素な構造でレーキ爪４１およびスペーサ４２を保持することができる。また、レーキ爪４１は連結軸４３に固定されておらず、スペーサ４２も連結軸４３に固定されておらず、レーキ爪４１とスペーサ４２は相互に固定されていない。従って、レーキ爪が異物から逃げやすく、異物から逃げる際にレーキ爪４１やスペーサ４２に無理な力がかからない。従って、レーキ爪４１やスペーサ４２が破損するおそれが少ない。

また、本形態では、複数のスペーサ４２の少なくとも１つは、連結軸４３と直交する方向にスペーサ４２を貫通する皿ボルト４６を介して爪ケース４４に連結されている。このようにすると、連結軸４３の撓みを抑制でき、連結軸４３の撓みによってレーキ爪４１が動いてしまうことを回避できる。また、弾性部材であるスペーサ４２を介して連結軸４３を爪ケース４４に連結するため、レーキ爪４１の動きを過度に妨げないようにすることができる。

本形態の爪ケース４４は第１側板４４１と第２側板４４２を備えており、第１側板４４１と第２側板４４２が、皿ボルト４５、４６によって、爪ケース取付部材３１の第１側板３２１と第２側板３２２に着脱可能に固定されている。このように、２方向で爪ケース４４を固定することにより、爪ケース４４のがたつきを抑制でき、自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを安定した状態に取り付けることができる。

本形態の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、それぞれ、爪ケース取付部材３１に対して着脱可能に取り付けられる。このように、多数のレーキ爪４１を複数の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに分けてユニット化した状態で着脱可能に爪ケース取付部材３１に取り付けているので、レーキ爪４１の一部が破損した場合に、破損した部分のみを容易に交換することができる。

本形態の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、２つのレーキ爪４１をストッパー４７で連結した連結レーキ爪４１Ｂを備えており、ストッパー４７は、スペーサ４２よりレーキ爪４１の先端側の位置でレーキ爪４１に固定されている。従って、レーキ爪４１が塵に対して深く喰い込みすぎたり、スクリーンバー３の隙間に深く入り込むことをストッパー４７によって規制できる。よって、塵を掻き取る際の抵抗が大きくなりすぎることを
抑制でき、レーキ爪４１の破損を抑制できる。なお、ストッパー４７は、３つ以上のレーキ爪４１を連結するように構成されていてもよい。

（他の実施形態）
上記形態は、多段型伸縮アーム６Ｒ、６Ｌを伸縮させてレーキ５を昇降させる昇降機構（伸縮機構７およびアーム開閉機構８）を備えた除塵機１のレーキ５に本発明の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを適用したものであったが、ワイヤロープ式の昇降機構やチェーン駆動式の昇降機構により昇降するレーキに本発明の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを適用してもよい。また、上記形態のレーキ５は、レーキ爪ユニット３０がレーキ本体２０に対して回転する開閉式のレーキ５であったが、レーキ本体２０に対して回転不能な固定式のレーキ爪ユニットとして本形態の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを用いてもよい。すなわち、本発明の自在爪ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが適用されるレーキや除塵機は、上記形態に限定されるものではない。

１…除塵機、２…取水口、３…スクリーンバー、５…レーキ、５Ａ…掬い上げ姿勢、５Ｂ…放出姿勢、６Ｒ、６Ｌ…多段型伸縮アーム、６Ａ…引き込み状態、６Ｂ…伸長状態、７…伸縮機構、８…アーム開閉機構、１０…架台、１１…支点軸、１２…支点軸、２０…レーキ本体、２１…内面、２２、２３、２４…連結軸、２５…板状の櫛歯、２６…線状の櫛歯、３０…レーキ爪ユニット、３０Ａ…閉姿勢、３０Ｂ…開姿勢、３１…爪ケース取付部材、３２…取付板、３３…腕部、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ…自在爪ユニット、４１、４１Ａ…レーキ爪、４１Ｂ…連結レーキ爪、４１Ｃ…ローラ付きレーキ爪、４２…スペーサ、４３…連結軸、４４…爪ケース、４５…皿ボルト４６…皿ボルト、４７…ストッパー、４８…ローラ、６１…下段アーム、６２…中段アーム、６３…上段アーム、６４…ロープガイドローラ、７２Ｒ、７２Ｌ…昇降用ロープ、７３…巻取装置、７５Ｌ、７５Ｒ…ロープシーブ、８２…アーム支持腕、８３…連結軸、８４…作動ロッド、８５…シリンダ、９０…開閉用ワイヤロープ、９１…ガイドシーブ、９２…ローラ支持腕、９３…シリンダ、９４…昇降ロープシーブ、９５…作動ロッド、９６…第１リンク、９７…第２リンク、９８…リンク機構、９９…スプロケット、３２１…第１側板、３２２…第２側板、４１１…斜面、４１２…ローラ取付部、４４１…第１側板、４４２…第２側板、４４３…座板、Ｐ…回転中心、Ｘ…水平方向、Ｙ…前後方向、Ｚ…上下方向

Claims (9)

1. スクリーンバーに沿って上下して前記スクリーンバーに捕捉されている塵を掬い上げるレーキの先端に設けられる自在爪ユニットであって、
   交互に配列される複数のレーキ爪および複数のスペーサと、
   前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを連結する連結軸と、
   前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを保持する爪ケースと、を有し、
   前記スペーサは弾性部材であることを特徴とする自在爪ユニット。
2. 前記爪ケースは、前記連結軸を介して前記複数のレーキ爪および前記複数のスペーサを保持することを特徴とする請求項１に記載の自在爪ユニット。
3. 前記複数のスペーサの少なくとも１つは、前記連結軸と交差するボルトを介して前記爪ケースに連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自在爪ユニット。
4. 前記爪ケースは、略直角に繋がる第１側板と第２側板を備え、
   前記第１側板は、前記レーキに設けられた爪ケース取付部材に対して着脱可能に固定され、
   前記第２側板には、前記ボルトを介して前記複数のスペーサの少なくとも１つが連結されていることを特徴とする請求項３に記載の自在爪ユニット。
5. 少なくとも２つの前記レーキ爪を連結するストッパーを備え、
   前記ストッパーは、前記スペーサより前記レーキ爪の先端側の位置で前記レーキ爪に固定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の自在爪ユニット。
6. 前記スペーサはゴムブロックであることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の自在爪ユニット。
7. スクリーンバーに沿って昇降して前記スクリーンバーに捕捉されている塵を掬い上げるレーキであって、
   請求項１から６の何れか一項に記載の自在爪ユニットを備えることを特徴とするレーキ。
8. 前記自在爪ユニットは、前記レーキの幅方向に複数配列されて、着脱可能な状態で取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のレーキ。
9. 請求項７または８に記載のレーキと、
   スクリーンバーに沿って前記レーキを昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする除塵機。

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