JP2007120059A - スイーパユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 工事現場等において敷設された鋼板等による仮設道路上の土砂や泥土を状況に応じて回収清掃と掃き飛ばし清掃とを任意に選択可能であるとともに、散水することなく塵埃の飛散を防止して安全かつ迅速に清掃作業を行えるスイーパユニットを提供する。
【解決手段】 路面３に接地しながら正逆回転可能に軸支された一対の清掃ブラシ４，４と、これら清掃ブラシ４，４の周囲を覆って塵埃の拡散を防止する防塵カバー５と、この防塵カバー５の内部に設けられて塵埃を吸引する吸塵手段６とを有しており、一対の清掃ブラシ４，４は、進行方向に対して前後方向および左右方向へ互いに接触しないようにずらして配置されているとともに、両清掃ブラシ４，４の接地領域を進行方向から見て一部が重なるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、路面を清掃するためのスイーパユニットに関し、特に、工事現場等に敷設される鋼板等による仮設道路を清掃するのに好適なスイーパユニットに関するものである。

従来より、土木工事や建築工事が行われる未整地の現場では、トラックや重機等の走行を円滑にするため、およびタイヤ等に付着した泥土が一般道に持ち出されるのを防止するため、鋼板等を敷設して仮設道路を構成することが多い。しかしながら、この仮設道路には使用するうちに泥土が堆積するため、清掃しなければ結局、泥土が一般道に持ち出されたり、塵埃が飛散してしまう。このため、一般に仮設道路においては、清掃員が人手によりブラシなどを使って鋼板上を清掃している。

また、従来より、舗装された道路や床面を清掃するスイーパとして、例えば、特開平１１−３３６０３６号公報に記載のスイーパが知られている（特許文献１）。この従来のスイーパは、塵埃を回収するためのダストボックスと、このダストボックス内に塵埃を掃き込むメインブラシと、このメインブラシの清掃領域内に塵埃を掃き集めるサイドブラシとが車両に備えられている。そして、サイドブラシで掃き集めた塵埃をメインブラシによってダストボックス内に回収するようになっている。

特開平１１−３３６０３６号公報

しかしながら、清掃員を雇って清掃作業を行うには、人件費や作業時間がかかるという問題がある。また、上記のような現場では、トラックや重機が仮設道路上を往来するため、清掃員の安全性の面で問題もある。

そこで、上記特許文献１に記載されたようなスイーパを使用することも考えられるが、従来のスイーパは、路面専用車として予め使用目的が限定的であってアスファルト等によって舗装された路面を清掃対象としている。このため、上記のような特殊寸法の鋼板に対しては清掃範囲が適合せず、複数回にわたって往復しなければならないという問題がある。また、アスファルト路面を想定していることから工事現場等の土砂の多い劣悪な環境には不向きでありトラブルが発生しやすい。例えば塵埃を回収できても清掃後の土砂の処理対応がなされなかったりする。

また、スイーパの車幅が鋼板寸法に合致せずに脱輪し易く、鋼板の外側に外れてしまうと未整地路面のため走行不能になってしまうおそれがある。さらに、仮設道路としての鋼板のすべてを平らに敷設することは不可能であり、鋼板間に段差があったり、隣接する鋼板同士の傾斜が異なる場合もある。この場合、ブラシが追従できずに鋼板面から離れてしまったり、逆に鋼板に当接して衝撃による破損のおそれもある。また、後輪とブラシ面だけで車体を支えてしまうケースもある。

また、従来のスイーパでは、ブラシによって清掃した際に塵埃が舞い上がり、視界が悪くなるほど空気が汚れてしまうという問題がある。このため、塵埃の発生を防止するために散水しながら清掃を行うスイーパも存在するが、北海道などの寒冷地域では、散水により路面が凍結してしまい走行車両が脱輪してしまうおそれがある。また、散水により泥土を濡らすと、路面に付着して回転ブラシでも除去できなくなるし、乾燥した後は再び塵埃発生の原因になってしまうという問題がある。

さらに、工事現場において土砂を回収した場合、その土砂は産業廃棄物として処理しなければならず、処理経費が別途発生してしまうという実状があり、必ずしも全量を回収することが好ましいとはいえず、状況に応じて環境を害せずに土砂を現場に戻せる手段が望まれている。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、工事現場等において敷設された鋼板等による仮設道路上の土砂や泥土を状況に応じて回収清掃と掃き飛ばし清掃とを任意に選択可能であるとともに、散水することなく塵埃の飛散を防止して安全かつ迅速に清掃作業を行えるスイーパユニットを提供することを目的としている。

本発明に係るスイーパユニットの特徴は、路面に接地しながら正逆回転可能に軸支された一対の清掃ブラシと、これら清掃ブラシの周囲を覆って塵埃の拡散を防止する防塵カバーと、この防塵カバーの内部に設けられて塵埃を吸引する吸塵手段とを有するスイーパユニットであって、前記一対の清掃ブラシは、進行方向に対して前後方向および左右方向へ互いに接触しないようにずらして配置されているとともに、両清掃ブラシの接地領域を進行方向から見て一部が重なるように配置されている点にある。

また、本発明において、前記吸塵手段は、前記防塵カバーの内壁に沿って設けられる長尺状の吸引パイプと、この吸引パイプを通して前記防塵カバー内の空気を吸引する吸気ブロワとを有しており、前記吸引パイプには、所定の吸入圧を確保し得る大きさの吸込孔を前記吸引パイプの長手方向に沿って多数形成してなる吸込孔群が設けられていることが好ましい。

また、本発明において、前記吸塵手段は、前記防塵カバー内の空気を吸引する吸気ブロワと、この吸気ブロワに連結された吸引パイプとを有しており、この吸引パイプの吸引口は、各清掃ブラシの接地領域における掃き飛ばす側の回転終端点の接線上の路面近傍に配置されていてもよい。

さらに、本発明において、前記一対の清掃ブラシは、進行方向前方側の略半分の領域が接地する傾斜角度で軸支されていることが好ましい。

また、本発明において、前記防塵カバーは、路面から受ける衝撃を緩衝し得る弾性力を備えた緩衝スカート部と、この緩衝スカート部の下端縁部に設けられる裾スカート部とを有しており、この裾スカート部は、前記緩衝スカート部よりも高い柔軟性を備えた弾性シートあるいは刷毛状のブラシから構成されていることが好ましい。

本発明によれば、工事現場等において敷設された鋼板等による仮設道路上の土砂や泥土を状況に応じて回収清掃と掃き飛ばし清掃とを任意に選択可能であるとともに、散水することなく塵埃の飛散を防止して安全かつ迅速に清掃作業を行うことができる。

本件発明者らは、土砂を清掃した際に発生する埃を抑制する必要があると考え、その埃の発生メカニズムを北海道立工業試験場の高速度カメラを使って分析したところ、１）ブラシは風を巻き起こしていないこと、２）ブラシによって飛ばされた土砂がその周辺で細かな埃を発生させること、３）その細かな埃が外風により撒き散らされること、の各分析結果を得ることができた。そこで、かかる分析結果を踏まえ、土砂を全回収する場合と土砂を掃き飛ばす場合のいずれの場合においてもブラッシングによって発生する埃を外部に漏らさずに回収し得るスイーパユニットを発明するに至ったものである。

以下、本発明に係るスイーパユニット１の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のスイーパユニット１を搭載した清掃車２を示す斜視図である。また、図２から図５は、それぞれ本実施形態のスイーパユニット１を示す一部断面斜視図、下方からみた斜視図、平面断面図、および側面断面図である。

図１に示すように、本実施形態のスイーパユニット１は、清掃車２の機体２１の進行方向前方において前輪車軸支持体２２に回動自在に支持された一対の支持アーム２３，２３により支持されている。これら支持アーム２３，２３は、図示しない油圧ピストン等によって上下に揺動可能とされ、かつ、サスペンション機能も兼備されており、スイーパユニット１が路面３から受ける衝撃を吸収し得るようになっている。また、本実施形態の清掃車２は、操縦者用の運転席２４を有しており、この運転席２４に用意された図示しないハンドルや操作レバー等によって、清掃車２やスイーパユニット１の運転操作が行えるようになっている。

そして、図２から図５に示すように、本実施形態のスイーパユニット１は、主として、正逆回転可能に軸支される一対の清掃ブラシ４，４と、これら清掃ブラシ４，４の周囲を覆う防塵カバー５と、この防塵カバー５の内部に設けられる吸塵手段６と、各清掃ブラシ４，４により集められる土砂等を回収するダストボックス７と、当該スイーパユニット１の移動を補助する補助輪８とを有している。

以下、各構成部について詳細に説明する。清掃ブラシ４，４は、路面３に接地して土砂等を掃除するものであり、略円錐台形状を構成するブラシ部４１と、モータ等の駆動源に接続される回転軸４２とを有している。本実施形態では、図４に示すように、各清掃ブラシ４，４が進行方向に対して前後方向および左右方向に位置がずらされており、回転状態において互いに接触しないように配置されている。そして、本実施形態では、図５および図６に示すように、進行方向に対して前方側のほぼ半分のブラシ部４１が路面３に接地し得る傾斜角度で軸支されている。さらに、一対のブラシ部４１，４１の接地領域が、進行方向から見て内側の一部を重ねるように配置されている。つまり、両ブラシ部４１，４１の接地領域の間に隙間が存在すると掃き残しが生じてしまうため、これを防ぐものである。一部を重ねるという状態には、２つの接地領域が進行方向から見て完全に重なる場合のみならず、その端部を一致する、換言すれば接線を共通とする場合も含まれるものとする。

また、一対のブラシ部４１，４１の間には、進行方向に対して斜め方向に隙間が形成されており、その隙間に面してダストボックス７の回収口７１が設けられている。そして、各ブラシ部４１，４１が逆回転することによってその隙間に土砂を送り込み、ダストボックス７内に回収し得るようになっている。なお、一対の清掃ブラシ４，４の前後方向における間隔は過分に離れることは好ましくはないが、特に限定はされない。

なお、清掃ブラシ４の傾斜角度は、前述のようにブラシ部４１の前方側のほぼ半分が接地し得る傾斜角度に軸支する構成により左右方向における清掃領域が最大限に確保されるとともに、土砂を掃き飛ばす方向がコントロールし易くなっているが、これに限定されるものではなく、適宜変更されてよい。なお、ブラシ部４１全体を接地させてしまうと、土砂を掃き飛ばす方向を制御できなくなるという問題があるので注意を要する。

防塵カバー５は、塵埃の拡散を防止する役割を果たすものであり、図２に示すように、各清掃ブラシ４，４の周囲を覆う緩衝スカート部５１と、この緩衝スカート部５１の下端縁部に設けられる裾スカート部５２とを有している。緩衝スカート部５１は、硬質ゴム等の弾性材料により形成されており、本実施形態では、路面３から受ける衝撃を緩衝し得る程度の弾性力を備えている。また、裾スカート部５２は、緩衝スカート部５１よりも高い柔軟性を備えたゴムシートにより形成されており、路面３で摺動するように配置される。なお、裾スカート部５２は、上記ゴムシートに限られるものではなく、刷毛状のブラシを緩衝スカート部５１の下端縁部に植設するようにしてもよい。

吸塵手段６は、発生した塵埃を吸引する役割を果たすものであり、図２、図４および図５に示すように、吸引パイプ６１と、吸気ブロワ６２と、遠心分離清浄器６３とを有している。吸引パイプ６１は、長尺状に形成されており、防塵カバー５の内壁に沿ってその下端部近傍に設けられている。そして、吸引パイプ６１には、その長手方向に沿って小径の吸込孔６４が多数形成されている。吸気ブロワ６２は、吸引パイプ６１に連結されており、この吸引パイプ６１を介して防塵カバー５内の塵埃を吸引するようになっている。

吸引パイプ６１に形成する吸込孔６４の大きさや孔数は、吸入圧（負圧）や吸入量が所定値を確保するように、吸気ブロワ６２の吸引力の程度に応じて決められる。少なくとも裾スカート部５２と路面３の隙間から塵埃が漏洩するのを防止し、塵埃を吸引パイプ６１内に引き込める範囲に設定される。また、遠心分離清浄器６３は、旋回気流を発生させて塵埃を空気から遠心分離するものであり、本実施形態では、分離後の空気を浄化フィルタで浄化するようになっている。

なお、吸引パイプ６１は、上述した構成に限られるものではなく、図７および図８に示すように、清掃ブラシ４によって掃き飛ばされる方向に大きめの吸引口６５を設けるようにしてもよい。例えば、２本の吸引パイプ６１を各清掃ブラシ４，４の接地領域における掃き飛ばす側の回転終端点６６の接線上に垂下させて、その吸引口６５を路面３近傍に配置させてもよい。この構成によれば、清掃ブラシ４によって掃き飛ばされる方向の延長上に吸引口６５が存在するため、効率的に塵埃を回収できる。

また、複数本の吸引パイプ６１に対し、一つの吸気ブロワ６２で吸引する場合には、図３に示すように、分岐合流地点としてジョイントボックス６７を設けて各吸引パイプ６１を分岐させている。前記ジョイントボックス６７は複数の吸引口６５の吸い込み量を均等にするため、できるだけ大きな容積にすることが望ましい。

ダストボックス７は、土砂や塵埃等を回収するものである。本実施形態のダストボックス７は、図３および図４に示すように、一対の清掃ブラシ４，４の略中間位置に配置されており、その回収口７１が各清掃ブラシ４，４の間隙に向けられている。また、補助輪８は、本スイーパユニット１の移動を補助する役割を果たすものであり、回動自在に軸支された一対の小径車輪から構成されている。本実施形態の補助輪８は、図３に示すように、前側の清掃ブラシ４の進行方向後方と、後側の清掃ブラシ４の進行方向前方にそれぞれ設けられている。

つぎに、本実施形態におけるスイーパユニット１による作用を説明する。

まず、本実施形態のスイーパユニット１により工事現場に敷設された鋼板等の清掃作業を行う場合、図１に示すように、清掃車２の支持アーム２３，２３にスイーパユニット１を取り付ける。このように、本実施形態のスイーパユニット１は着脱自在な構成であるため、既存の特殊車両に取り付けて使用することができるので初期投資が抑えられる。

つぎに、支持アーム２３，２３によりスイーパユニット１の上下位置を調節し、各清掃ブラシ４，４のブラシ部４１，４１が進行方向に対して前方側の略半分を接地するように設定する。これにより、清掃車２の進行方向に対して、左右方向の清掃領域が最大限に確保される。そして、各清掃ブラシ４，４の回転駆動を開始するとともに、吸気ブロワ６２および遠心分離清浄器６３を作動させた後、鋼板３の上を走行する。このとき、各ブラシ部４１，４１の接地領域が、進行方向から見て内側の一部を重ねているため掃き残しがないし、各清掃ブラシ４，４は互いに接触しないように配置されているため相互接触による摩耗を防止できる。

ここで、一対の清掃ブラシ４，４の回転方向を同一方向に設定した場合、具体的には、図９に示すように、前方の清掃ブラシ４を後方の清掃ブラシ４側（上から見て反時計回り）に回転させるとともに、後方の清掃ブラシ４を鋼板３の外側（上から見て反時計回り）に回転させた場合について説明する。

この場合、各清掃ブラシ４，４のブラシ部４１，４１が、鋼板３上に付着した土砂や泥土を剥離させるとともに、これらの土砂を進行方向に対して左側後方に掃き飛ばすようになっている。すなわち、図９に示すように、前方の清掃ブラシ４が、鋼板３の右側領域にある土砂を後方の清掃ブラシ４側に掃き飛ばし、後方の清掃ブラシ４が、前方の清掃ブラシ４から受けた土砂と合わせて鋼板３の左側領域にある土砂を鋼板３の外側へ掃き飛ばすようになっている。したがって、清掃路面３以外は未整地であるような工事現場等では、上記のように、土砂を鋼板３の外側へ掃き飛ばすだけでよい。このとき、清掃ブラシ４が土砂を掃き飛ばす際に埃が生じるが、これらは直ちに吸気ブロワ６２によって吸入孔６４から吸い込まれ、遠心分離清浄器６３で浄化される。したがって、現場を塵埃によって環境悪化させずに、土砂等を鋼板３の外へ掃き飛ばすことができる。

一方、各清掃ブラシ４，４の回転方向を反対方向に設定した場合、具体的には、図１０に示すように、前方の清掃ブラシ４を後方の清掃ブラシ４側（上から見て反時計回り）に回転させるとともに、後方の清掃ブラシ４を前方の清掃ブラシ４側（上から見て時計回り）に回転させた場合について説明する。

この場合、各清掃ブラシ４，４のブラシ部４１，４１が、鋼板３上に付着した土砂や泥土を剥離させるとともに、これらの土砂をダストボックス７側へ掃き入れるようになっている。すなわち、図１０に示すように、前方の清掃ブラシ４が、鋼板３の右側領域にある土砂を後方の清掃ブラシ４側に掃き飛ばし、後方の清掃ブラシ４が、前方の清掃ブラシ４から受けた土砂と合わせて鋼板３の左側領域にある土砂を右後方へ掃き飛ばす。これにより、鋼板３上の土砂が両清掃ブラシ４，４の間隙に吸い込まれるように掃き集められ、この間隙を通過した土砂がダストボックス７内に収容される。したがって、たとえば市街地の舗装道路等を清掃する場合には、上記のように、土砂をダストボックス７で回収するようにすればよい。

また、本実施形態では、清掃時の散水をしない構成であるため、各清掃ブラシ４，４により飛散された土砂は塵埃を舞い上がらせるが、防塵カバー５の緩衝スカート部５１が各清掃ブラシ４，４を覆うため、塵埃が周囲に飛散されるのを防止する。また、裾スカート部５２は、路面３と摺動するように配置されて防塵カバー５内の密閉度を高めるため、吸込孔６４の負圧が得やすく、また、防塵カバー５の裾から塵埃が漏洩するのを防止する。しかも風の侵入によって吸込孔６４周辺の空気の流れが乱されるのも抑制できる。

さらに、吸塵手段６が、防塵カバー５内に発生した塵埃を吸引するため、路面３の段差等により裾スカート部５２との間に隙間が形成された場合でも、塵埃が漏洩するのを抑えられる。また、吸塵手段６は、吸引した空気を浄化して排気するため、周囲の空気が汚れない。

また、鋼板３上を走行する場合には、鋼板３の段差や走行中の跳ね上がりにより、スイーパユニット１と鋼板３が強く衝突してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、緩衝スカート部５１および清掃ブラシ４のブラシ部４１の弾性力により、鋼板３から受ける衝撃を吸収して緩衝するため、スイーパユニット１の破損を防止する。

以上のような本実施形態によれば、
１．工事現場等において敷設される特殊寸法の鋼板３等であっても、その表面に付着した土砂や泥土を安全、確実かつ迅速に清掃することができる。
２．ブラッシングによって生じる埃を防塵カバー５内で吸引して浄化処理するため、周辺の空気がひどく汚れるのを防ぐことができる。
３．路面３に散水することなく清掃時に発生する塵埃の飛散を防止することができる。
４．周囲環境に合わせて、現場の空気を汚すことなく清掃した土砂等を回収するか、回収せずに仮設道路外に掃き飛ばすかを任意に選択することができ、無駄な産業廃棄物を発生させたくないというニーズに応えることができる。
５．路面３との衝突によるスイーパユニット１の破損を防止することができる。
６．ユニット化することにより、既存の特殊車両等に取り付けて安価に実現できる等の効果を奏することができる。

なお、本発明に係るスイーパユニット１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、本実施形態では、操縦者が支持アーム２３，２３を操作することにより、スイーパユニット１の上下位置を設定しているが、これに限られるものではなく、例えば、スイーパユニット１の下端面に非接触式の接地センサを設け、この接地センサからの出力信号に基づいて支持アーム２３，２３の上下動を制御し、路面３に対するスイーパユニット１の上下位置を常に一定となるようにアクティブ制御するようにしてもよい。これによれば、鋼板３の段差や傾斜等に対しても、スイーパユニット１が自動的に路面３に追従し、くまなく確実に清掃することができる。

また、本実施形態では、一対の清掃ブラシ４，４を設けているが、必要に応じて対となる清掃ブラシ４の数を増やしてもよい。

本発明に係るスイーパユニットを搭載した清掃車の実施形態を示す斜視図である。 本実施形態のスイーパユニットを示す一部断面斜視図である。 本実施形態のスイーパユニットを下方から見た斜視図である。 本実施形態のスイーパユニットの一部を示す平面断面図である。 本実施形態のスイーパユニットの一部を示す側面断面図である。 本実施形態において、清掃ブラシの接地領域を示す平面図である。 他の実施例の吸引パイプを備えたスイーパユニットを示す平面断面図である。 他の実施例の吸引パイプを備えたスイーパユニットを示す側面断面図である。 本実施形態において、各清掃ブラシを同一方向に回転させた状態を示す図である。 本実施形態において、各清掃ブラシを反対方向に回転させた状態を示す図である。

符号の説明

１ スイーパユニット
２ 清掃車
３ 路面（鋼板）
４ 清掃ブラシ
５ 防塵カバー
６ 吸塵手段
７ ダストボックス
８ 補助輪
２１ 機体
２２ 前輪車軸支持体
２３ 支持アーム
２４ 運転席
４１ ブラシ部
４２ 回転軸
５１ 緩衝スカート部
５２ 裾スカート部
６１ 吸引パイプ
６２ 吸気ブロワ
６３ 遠心分離清浄器
６４ 吸込孔
６５ 吸引口
６６ 回転終端点
６７ ジョイントボックス
７１ 回収口

Claims (5)

1. 路面に接地しながら正逆回転可能に軸支された一対の清掃ブラシと、これら清掃ブラシの周囲を覆って塵埃の拡散を防止する防塵カバーと、この防塵カバーの内部に設けられて塵埃を吸引する吸塵手段とを有するスイーパユニットであって、
   前記一対の清掃ブラシは、進行方向に対して前後方向および左右方向へ互いに接触しないようにずらして配置されているとともに、両清掃ブラシの接地領域を進行方向から見て一部が重なるように配置されていることを特徴とするスイーパユニット。
2. 請求項１において、前記吸塵手段は、前記防塵カバーの内壁に沿って設けられる長尺状の吸引パイプと、この吸引パイプを通して前記防塵カバー内の空気を吸引する吸気ブロワとを有しており、前記吸引パイプには、所定の吸入圧を確保し得る大きさの吸込孔を前記吸引パイプの長手方向に沿って多数形成してなる吸込孔群が設けられていることを特徴とするスイーパユニット。
3. 請求項１において、前記吸塵手段は、前記防塵カバー内の空気を吸引する吸気ブロワと、この吸気ブロワに連結された吸引パイプとを有しており、この吸引パイプの吸引口は、各清掃ブラシの接地領域における掃き飛ばす側の回転終端点の接線上の路面近傍に配置したことを特徴とするスイーパユニット。
4. 請求項１において、前記一対の清掃ブラシは、進行方向前方側の略半分の領域が接地する傾斜角度で軸支されていることを特徴とするスイーパユニット。
5. 請求項１において、前記防塵カバーは、路面から受ける衝撃を緩衝し得る弾性力を備えた緩衝スカート部と、この緩衝スカート部の下端縁部に設けられる裾スカート部とを有しており、この裾スカート部は、前記緩衝スカート部よりも高い柔軟性を備えた弾性シートあるいは刷毛状のブラシから構成されていることを特徴とするスイーパユニット。