JP3614623B2

JP3614623B2 - トンネル清掃車の清掃ブラシ装置

Info

Publication number: JP3614623B2
Application number: JP28009397A
Authority: JP
Inventors: 嘉弘田中; 博元堀江; 耕司田中; 浩一松木
Original assignee: Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2017-10-14
Also published as: JPH11117247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜したトンネル壁面を清掃ブラシで清掃するトンネル清掃車の清掃ブラシ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるトンネル清掃車の清掃ブラシ装置は、特開昭６０−９８１００号公報に記載されているように既に知られている。
【０００３】
このトンネル清掃車の清掃ブラシ装置は、トンネル壁面から一定の距離を保つように敷設したレールに前後の車輪を案内されて走行する車体にアームを支持し、このアームの先端に設けた清掃ブラシをトンネル壁面に当接させて清掃するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、清掃ブラシを格納位置から張出位置に移動させるためのシリンダと、張出位置において清掃ブラシの傾斜角度をトンネル壁面の傾斜角度に沿わせるためのシリンダとを備えているため、両シリンダを別個に作動させる必要があって作業性が悪いだけでなく、シリンダの数が増加して構造の複雑化およびコストの増加を招く問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、清掃ブラシの格納位置から張出位置への移動と、張出位置における清掃ブラシの傾斜とを単一の駆動手段で行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、傾斜したトンネル壁面を清掃する清掃ブラシを回転自在に支持するブラシホルダを架台に揺動自在に支持し、架台が格納位置にあるときに、ブラシホルダを起立姿勢で車体上に格納するとともに、架台が張出位置にあるときに、ブラシホルダを傾斜姿勢で車体から張り出して清掃ブラシをトンネル壁面に当接させるトンネル清掃車の清掃ブラシ装置であって、ブラシホルダを起立姿勢から傾斜姿勢に向けて付勢する傾斜用付勢手段と、架台を格納位置および張出位置の間で移動自在に支持するリンク機構と、リンク機構を駆動して架台を格納位置および張出位置の間で強制的に移動させる駆動手段と、車体に設けられて、架台が格納位置にあるときにブラシホルダを傾斜用付勢手段の付勢力に抗して起立姿勢に保持するようにブラシホルダに当接するストッパとを備えてなり、架台を格納位置から張出位置に移動させたときに、その移動に伴いストッパから離間したブラシホルダを傾斜用付勢手段の付勢力で起立姿勢から傾斜姿勢に自動的に揺動させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、架台が格納位置にあるとき、傾斜用付勢手段の付勢力で傾斜姿勢に向けて付勢されたブラシホルダは、車体に設けたストッパに当接して起立姿勢に保持される。駆動手段でリンク機構を駆動して架台を格納位置から張出位置に強制的に移動させると、その移動に伴いブラシホルダはストッパから離反して傾斜用付勢手段の付勢力で自動的に傾斜姿勢になるため、清掃ブラシを傾斜したトンネル壁面に均一に当接させることができる。このように、架台を格納位置から張出位置に移動させるだけで、ブラシホルダを自動的に傾斜させて清掃ブラシを傾斜したトンネル壁面に当接させることができるので、作業性が大幅に向上するだけでなく、ブラシホルダを傾斜させるための特別の駆動手段が不要になってコスト削減に寄与することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記ブラシホルダはトンネル壁面に当接可能なガイド部材を備えており、前記駆動手段は、架台が張出位置に移動するようにリンク機構を付勢する張出用付勢手段と、架台が格納位置に移動するようにリンク機構を駆動するシリンダとを備えており、シリンダとリンク機構とをロストモーション手段を介して連結したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、格納位置にある架台は張出用付勢手段で張出位置に向けて付勢されるが、架台の張出位置への移動はリンク機構に接続されたシリンダにより拘束される。シリンダを駆動して架台の拘束を解除すると、張出用付勢手段の付勢力でリンク機構が作動して架台は格納位置に移動し、ブラシホルダに設けたガイドローラがトンネル壁面に当接する。清掃ブラシによるトンネル壁面の清掃中に、ガイドローラがトンネル壁面から受ける反力で架台が格納位置に向けて押されても、リンク機構の動きをロストモーション手段で吸収することができるので、シリンダに荷重が加わるのを防止できるだけでなく、トンネル壁面に多少の突出物がある場合でもその都度清掃ブラシを退避させる必要がないので作業性が向上する。張出用付勢手段の付勢力に抗してシリンダを駆動すると、リンクが作動して架台が張出位置から格納位置へと移動する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図１１は本発明の一実施例を示すもので、図１はトンネル清掃車の側面図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図１の要部拡大図、図４は図３の４−４線矢視図、図５は図３の５方向矢視図、図６は図３の６−６線矢視図、図７は張出用付勢手段の拡大図、図８は傾斜用付勢手段の拡大図、図９は図６に対応する作用説明図、図１０は図４に対応する作用説明図、図１１はトンネルの横断面図である。
【００１２】
図１１に示すように、トンネルＴの側部には自動車が走行する路面より一段高い監視員通路Ｐが設けられており、この監視員通路Ｐの内側端と自動車が走行する路面との間に略鉛直な監視員通路下側壁ＷＬが形成される。監視員通路Ｐの路面には、トンネル清掃車を案内するための断面「Ｉ」字状のレールＲが敷設される。監視員通路Ｐの外側端から上方に連なるトンネル側壁は、鉛直な下側トンネル側壁ＷＵａと、トンネル内側に向かって傾斜する上側トンネル側壁ＷＵｂとから構成される。
【００１３】
図１および図２に示すように、トンネル清掃車は図示せぬ動力車の後部に連結器１を介して連結される第１清掃車Ｖ_１と、この第１清掃車Ｖ_１の後部に連結器２，３を介して連結される第２清掃車Ｖ_２とを備える。
【００１４】
第１清掃車Ｖ_１はシャシユニット４を支持する前部台車５および後部台車６を備えており、前部台車５はモータ７により駆動されて監視員通路Ｐの路面上を転動する左右一対の駆動輪８，８と、レールＲの両側面にガイドされる左右各２個のガイド輪９…とを備えるとともに、後部台車６は監視員通路Ｐの路面上を転動する左右一対の従動輪１０，１０と、レールＲの両側面にガイドされる左右各２個のガイド輪１１…とを備える。第１清掃車Ｖ_１のシャシユニット４上には、清掃用の水を収納する水タンクユニット１２と、配電盤ユニット１３と、監視員通路下側壁ＷＬを清掃する第１清掃ブラシユニットＢＵ_１とが設けられる。
【００１５】
第２清掃車Ｖ_２はシャシユニット１４を支持する前部台車１５および後部台車１６を備えており、前部台車１５はモータ１７により駆動されて監視員通路Ｐの路面上を転動する左右一対の駆動輪１８，１８と、レールＲの両側面にガイドされる左右各２個のガイド輪１９…とを備えるとともに、後部台車１６は監視員通路Ｐの路面上を転動する左右一対の従動輪２０，２０と、レールＲの両側面にガイドされる左右各２個のガイド輪２１…とを備える。第２清掃車Ｖ_２のシャシユニット１４上には、下側トンネル側壁ＷＵａを清掃する第２清掃ブラシユニットＢＵ_２と、配電盤ユニット２２と、上側トンネル側壁ＷＵｂを清掃する第３清掃ブラシユニットＢＵ_３と、オペレータが位置する運転室２４と設けられる。運転室２４には、配電盤ユニット２２の左右両側に設けたＣＣＤカメラ２５，２５で撮影したトンネルＴ内の映像を映し出すモニター２６と、オペレータが操作する各種スイッチ類が設けられた操作盤２７が設けられる。
【００１６】
次に、本発明の要旨に関連した第２清掃車Ｖ_２の第３清掃ブラシユニットＢＵ_３の構造を、図３〜図８を参照しながら詳述する。
【００１７】
先ず、図３および図６を参照して張出機構３１の構造を説明する。第２清掃車Ｖ_２のシャシユニット１４の上面に固定した２個の軸受け３２，３３に第１支軸３４および第２支軸３５が回転自在に支持されており、これら第１支軸３４および第２支軸３５に本発明のリンク機構を構成する等長の第１リンクアーム３６および第２リンクアーム３７の基端がそれぞれ固定される。第１リンクアーム３６および第２リンクアーム３７の先端にそれぞれ固定した第３支軸３８および第４支軸３９が、架台４０の下面に固定した２個の軸受け４１，４２に回転自在に支持される。
【００１８】
第１支軸３４の側壁から水平方向に突出する上下一対のレバー４３，４３の先端と、シャシユニット１４の上面に固定したブラケット４４とに、上下一対の張出用付勢手段４５，４５の両端が接続される。図７を併せて参照すると明らかなように、張出用付勢手段４５は、レバー４３の先端にピン４６で枢支された外筒４７と、ブラケット４４にピン４８で枢支されて外筒４７の内部に摺動自在に嵌合する内軸４９と、外筒４７および内軸４９の外周に配置されて内軸４９が外筒４７から突出する方向に付勢するスプリング５０とから構成される。而して、張出用付勢手段４５により第１リンクアーム３６は車体外側に張り出す方向（図６の矢印Ａ方向）に付勢される。
【００１９】
更に他のレバー５１が第１支軸３４の側壁から水平方向に突出しており、このレバー５１は前記上下一対のレバー４３，４３の間に挟まれ、かつ上下方向に重なるように配置される。シャシユニット１４の上面に固定したブラケット５２にシリンダ５３がピン５４で左右揺動自在に支持される。シリンダ５３の出力ロッド５３_１の先端にピン５５でリンク５６の基端が枢支されており、このリンク５６の先端に形成した長孔５６_１にピン５７で前記レバー５１が枢支される。張出用付勢手段４５，４５およびシリンダ５３は本発明の駆動手段を構成し、長孔５６_１およびピン５７は本発明のロストモーション手段を構成する。
【００２０】
次に、第３ブラシユニットＢＵ_３の本体部分の構造を、図３〜図５を参照して説明する。架台４０の上端にブラシホルダ６１の中央部が一対のピン６２，６２で揺動自在に支持される。ブラシホルダ６１の上壁および下壁に、清掃ブラシ６３の回転軸６４が回転自在に支持される。図５から明らかなように、架台４０に支持した清掃ブラシ用モータ６５の出力軸６５_１に設けた駆動プーリ６６と、回転軸６４の下端に設けた従動プーリ６７とが無端ベルト６８で接続される。従って、清掃ブラシ用モータ６５を駆動すると、駆動プーリ６６、無端ベルト６８および従動プーリ６７を介して清掃ブラシ６３が回転駆動される。
【００２１】
図４から明らかなように、ブラシホルダ６１の上下方向中央部に設けたブラケット６９と架台４０の底部上面に設けたブラケット７０とが、傾斜用付勢手段７１で接続される。図８に示すように、傾斜用付勢手段７１は、架台４０のブラケット７０にピン７２で枢支した外筒７３と、ブラシホルダ６１のブラケット６９にピン７４で枢支した内軸７５と、外筒７３に対して内軸７５が退没する方向に付勢するスプリング７６とから構成される。而して、傾斜用付勢手段７１によってブラシホルダ６１はピン６２，６２回りに図４の矢印Ｃ方向に付勢されるが、シャシユニット１４の上面に立設したフレーム７７から前方に延びるストッパ７８にブラシホルダ６１の上部が当接することにより、該ブラシホルダ６１は図４に示す起立位置に保持される。
【００２２】
ブラシホルダ６１に設けた上下一対のブラケット７９，７９に上下方向の軸８０，８０を介してガイドローラ８１，８１が回転自在に支持される。ガイドローラ８１，８１は本発明のガイド部材を構成する。ガイドローラ８１，８１は傾斜した上側トンネル側壁ＷＵｂ（図１１参照）に当接可能であり、清掃ブラシ６３の傾斜角を上側トンネル側壁ＷＵｂに沿わせて一定の面圧を与える機能を有する。またブラシホルダ６１の両側部には洗浄水を噴射する多数の洗浄水ノズル８２…が設けられる。
【００２３】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２４】
第３ブラシユニットＢＵ_３が格納位置にあるとき、張出機構３１は図６に示す状態にある。即ち、シリンダ５３は収縮状態にあり、その出力ロッド５３_１に連結されたリンク５６の長孔５６_１の前端によってピン５７を牽引されたレバー５１は、矢印Ｂ方向に回転した状態にある。このとき、前記レバー５１と共に第１支軸３４に固定された上下一対のレバー４３，４３も矢印Ｂ方向に回転し、張出用付勢手段４５，４５はシリンダ５３の収縮力により圧縮される。而して、前記第３ブラシユニットＢＵ_３が格納された状態では、第１リンクアーム３６および第２リンクアーム３７は車体前後方向に延びており、これら第１、第２リンクアーム３６，３７の上部に架台４０を介して支持された清掃ブラシ６３は、図４に示すように起立姿勢を保ってシャシユニット１４の上方に支持されている。
【００２５】
この格納位置から第３ブラシユニットＢＵ_３を張出位置に移動させるべくシリンダ５３を伸長駆動すると、伸長方向に付勢された張出用付勢手段４５，４５に押圧されて上下一対のレバー４３，４３が図９の矢印Ａ方向に揺動する。その結果、前記レバー４３，４３が固定された第１支軸３４が第１リンクアーム３６を矢印Ａ方向に回転させると、第１リンクアーム３６と協働してリンク機構を構成する第２リンクアーム３７も第２支軸３５回りに矢印Ａ方向に回転し、清掃ブラシ６３を支持する架台４０を車体側方に張り出させる。その間、レバー５１の先端に設けたピンは、リンク５６の長孔５６_１の前端に当接した状態に保持される。
【００２６】
架台４０が図４に示す格納位置にあるとき、傾斜用付勢手段７１により矢印Ｃ方向に付勢されたブラシホルダ６１はその上部がストッパ７８に当接して起立姿勢に保たれる。しかしながら、上述のようにして架台４０が車体側方（図４において左側）に張り出すと、図１０に鎖線で示すように、収縮方向の付勢力を発生する傾斜用付勢手段７１により、ブラシホルダ６１はその上部をストッパ７８に当接させた状態でピン６２，６２回りに矢印Ｃ方向に揺動する。ブラシホルダ６１および清掃ブラシ６３の揺動角が上側トンネル側壁ＷＵｂの傾斜角に達すると、図示せぬストッパによりブラシホルダ６１および清掃ブラシ６３の更なる揺動が規制される。
【００２７】
架台４０が車体側方に更に張り出すと、ブラシホルダ６１はストッパ７８から離れて上側トンネル側壁ＷＵｂに向かって平行移動し、やがて上下一対のガイドローラ８１，８１が上側トンネル側壁ＷＵｂに当接する位置で停止する。このとき、上下一対のガイドローラ８１，８１が上側トンネル側壁ＷＵｂから受ける反力でブラシホルダ６１はピン６２，６２回りに僅かに揺動し、清掃ブラシ６３を全長に亘って均一な面圧で上側トンネル側壁ＷＵｂに当接させる。
【００２８】
而して、清掃ブラシ用モータ６５で清掃ブラシ６３を回転駆動させ、且つ洗浄水ノズル８２…から洗浄水を噴出させながらトンネル清掃車を走行させることにより、上側トンネル側壁ＷＵｂを効果的に洗浄することができる。上記洗浄中に上下一対のガイドローラ８１，８１は張出用付勢手段４５，４５の弾発力で上側トンネル側壁ＷＵｂに押し付けられるが、上側トンネル側壁ＷＵｂの凹凸等により前記ガイドローラ８１，８１が押し返されると、架台４０も張出用付勢手段４５，４５を圧縮しながら格納位置に向けて押し返される。
【００２９】
その際に、図９においてレバー５１が矢印Ｂ方向に揺動しても、そのレバー５１のピン５７はシリンダ５３に連なるリンク５６の長孔５６_１の内部を空動するため、シリンダ５３に負荷が加わって損傷するのが確実に防止される。また、上側トンネル側壁ＷＵｂに多少の突起物等が存在する場合でも、その都度清掃ブラシ６３を格納位置に戻すことなく清掃を続行することができるので、作業性が大幅に向上する。
【００３０】
第３ブラシユニットＢＵ_３を格納状態に復帰させるべく、シリンダ５３を収縮駆動して架台４０を車体内側に向けて移動させると、図１０に示すように、先ずブラシホルダ６１は傾斜姿勢を保ったまま車体内側に移動し、やがてブラシホルダ６１がストッパ７８に当接すると、ブラシホルダ６１は傾斜用付勢手段７１を伸長させながら矢印Ｄ方向に揺動して起立姿勢になる。
【００３１】
このように、単一のシリンダ５３で架台４０（即ち、清掃ブラシ６３）の格納位置および張出位置間の移動と、ブラシホルダ６１の起立姿勢および傾斜姿勢間の揺動とを行わせることができるので、前記それぞれの動作を別個の駆動源で行わせる場合に比べて作業性が向上するだけでなく、構造を簡略化してコストを削減することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
例えば、実施例ではガイド部材として上下一対のガイドローラ８１，８１を採用しているが、清掃ブラシ６３の上下方向長さと略等しい長さを有する１個のガイドローラを採用することも可能である。またガイド部材はローラに限定されず、上側トンネル側壁ＷＵｂを摺動するものでも良い。またストッパ７８の形状が実施例のものに限定されないのは勿論のこと、このストッパ７８にスムーズに当接するガイド部材をブラシホルダ６１側に設けることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、駆動手段でリンク機構を駆動して架台を格納位置から張出位置に強制的に移動させると、その移動に伴いブラシホルダがストッパから離反して傾斜用付勢手段の付勢力で自動的に傾斜姿勢になるようにしている。そして、このように駆動手段でリンク機構を駆動して架台を格納位置から張出位置に移動させるだけで、ブラシホルダを自動的に傾斜させて清掃ブラシを傾斜したトンネル壁面に当接させることができるので、作業性が大幅に向上するだけでなく、ブラシホルダを傾斜させるための特別の駆動手段が不要になってコスト削減に寄与することができる。
【００３５】
また請求項２に記載された発明によれば、清掃ブラシによるトンネル壁面の清掃中に、ガイドローラがトンネル壁面から受ける反力で架台が格納位置に向けて押されても、リンク機構の動きをロストモーション手段で吸収することができるので、シリンダに荷重が加わるのを防止できるだけでなく、トンネル壁面に多少の突出物がある場合でもその都度清掃ブラシを退避させる必要がないので作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】トンネル清掃車の側面図
【図２】図１の２方向矢視図
【図３】図１の要部拡大図
【図４】図３の４−４線矢視図
【図５】図３の５方向矢視図
【図６】図３の６−６線矢視図
【図７】張出用付勢手段の拡大図
【図８】傾斜用付勢手段の拡大図
【図９】図６に対応する作用説明図
【図１０】図４に対応する作用説明図
【図１１】トンネルの縦断面図
【符号の説明】
１４シャシユニット（車体）
３６第１リンクアーム（リンク機構）
３７第２リンクアーム（リンク機構）
４０架台
４５張出用付勢手段（駆動手段）
５３シリンダ（駆動手段）
５６_１長孔（ロストモーション手段）
５７ピン（ロストモーション手段）
６１ブラシホルダ
６３清掃ブラシ
７１傾斜用付勢手段
７８ストッパ
８１ガイドローラ（ガイド部材）
ＷＵｂトンネル壁面（上側トンネル側壁）

Claims

傾斜したトンネル壁面（ＷＵｂ）を清掃する清掃ブラシ（６３）を回転自在に支持するブラシホルダ（６１）を架台（４０）に揺動自在に支持し、架台（４０）が格納位置にあるときに、ブラシホルダ（６１）を起立姿勢で車体（１４）上に格納するとともに、架台（４０）が張出位置にあるときに、ブラシホルダ（６１）を傾斜姿勢で車体（１４）から張り出して清掃ブラシ（６３）をトンネル壁面（ＷＵｂ）に当接させるトンネル清掃車の清掃ブラシ装置であって、
ブラシホルダ（６１）を起立姿勢から傾斜姿勢に向けて付勢する傾斜用付勢手段（７１）と、
架台（４０）を格納位置および張出位置の間で移動自在に支持するリンク機構（３６，３７）と、
リンク機構（３６，３７）を駆動して架台（４０）を格納位置および張出位置の間で強制的に移動させる駆動手段（４５，５３）と、
車体（１４）に設けられて、架台（４０）が格納位置にあるときにブラシホルダ（６１）を傾斜用付勢手段（７１）の付勢力に抗して起立姿勢に保持するようにブラシホルダ（６１）に当接するストッパ（７８）とを備えてなり、
架台（４０）を格納位置から張出位置に移動させたときに、その移動に伴いストッパ（７８）から離間したブラシホルダ（６１）を傾斜用付勢手段（７１）の付勢力で起立姿勢から傾斜姿勢に自動的に揺動させることを特徴とする、トンネル清掃車の清掃ブラシ装置。
前記ブラシホルダ（６１）はトンネル壁面（ＷＵｂ）に当接可能なガイド部材（８１）を備えており、
前記駆動手段（４５，５３）は、架台（４０）が張出位置に移動するようにリンク機構（３６，３７）を付勢する張出用付勢手段（４５）と、架台（４０）が格納位置に移動するようにリンク機構（３６，３７）を駆動するシリンダ（５３）とを備えており、
シリンダ（５３）とリンク機構（３６，３７）とをロストモーション手段（５６₁，５７）を介して連結したことを特徴とする、請求項１に記載のトンネル清掃車の清掃ブラシ装置。