(57)【要約】【課題】センサをレーキの一方のアームにしか設けなくても、良好に異物の噛込みを検出できるようにする。【解決手段】レーキ３とレーキ３の各アーム３１を支持する各レーキ支持体４と各レーキ支持体４を昇降させる昇降機構５とレーキ３の掻上板３０をスクリーン２に向けて付勢するバネ８１とを備える。昇降機構５は各レーキ支持体４に軸支される第１，第２の各ガイドローラ４０，４１と第２のガイドローラ４１が走行する各直線ガイド６と第１のガイドローラ４０が走行する各周回ガイド７とを含む。各アーム３１は長さ中央部が各レーキ支持体４の下端部に揺動可能に支持され各アーム３１の支点部Ｑを形成し、支点部Ｑの位置を連結部材３２により連結している。一方のアーム３１には圧縮バネ８１の伸縮状態を監視し掻上板３０とスクリーン２との間に異物の噛込みを検出するセンサ９が設けられる。【選択図】図１
2010053627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のアームの先端部間にスクリーンで捕捉された水中の塵芥を掻き上げるための掻上板が設けられたレーキと、レーキの各アームをスクリーンに対して揺動可能に支持する左右のレーキ支持体と、各レーキ支持体をスクリーンの両側部に沿って昇降動作させる昇降機構と、掻上板をスクリーンに向けて付勢するバネと、掻上板により掻き上げられた塵芥を回収する回収装置とを備えて成るモノレーキ除塵機において、
前記昇降機構は、各レーキ支持体の下端部にそれぞれ軸支される第１のガイドローラと、各レーキ支持体の上端部にそれぞれ軸支される第２のガイドローラと、スクリーンの両側部沿いに設けられ第２のガイドローラが往復走行する往復路を備えた左右の直線ガイドと、各直線ガイドとスクリーンとの間に各直線ガイドと平行に設けられ第１のガイドローラが掻上動作時に走行する往路と復帰動作時に走行する復路とを上下に備えた左右の周回ガイドとを含んでおり、
各アームの長さ中央部を各レーキ支持体の下端部に揺動可能に支持することにより各アームの支点部を形成し、各アームの支点部の位置を剛性を有する連結手段により連結しており、前記バネは、各アームと各レーキ支持体の上端部との間に掻上板がスクリーンに向けて付勢されるように張設され、一方のアームにはバネの伸縮状態を監視してレーキの掻上板とスクリーンとの間に異物の噛込みを検出するためのセンサが設けられて成るモノレーキ除塵機。
【請求項２】
前記昇降機構は、各レーキ支持体を同期させて昇降動作させる左右の昇降駆動装置を含み、各昇降駆動装置は、両端部が各レーキ支持体に回動自由に支持された駆動軸と、駆動軸を回転駆動するモータと、スクリーンの両側部沿いの周回ガイドの往路と復路との間にそれぞれ設けられるピンラックと、駆動軸の両端部に各ピンラックと噛み合った状態で装着されるホイールとで構成されて成る請求項１に記載されたモノレーキ除塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水処理場などの水路に設置される除塵機に関し、特にこの発明は、水路を遮るスクリーンに沿ってレーキを昇降させてスクリーンで捕捉した水中の塵芥をレーキ先端の掻上板によって水面上まで掻き上げて回収するモノレーキ除塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモノレーキ除塵機は、水路に設置されたスクリーンと平行に上下方向に延びるガイドを敷設し、このガイドに沿ってレーキ支持体が昇降動作可能に設けられている。レーキ支持体は、前記スクリーンで捕捉された水中の塵芥を掻き上げるための掻上板を先端部に備えたレーキと、レーキ支持体を昇降動作させる昇降機構と、レーキの姿勢を変化させるレーキ駆動機構とを搭載した構造のものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３７９１３号公報
【０００４】
このモノレーキ除塵機では、掻上板をスクリーンから離隔させた状態でレーキをガイドに沿って下降動作させ、掻上板がスクリーンの最下端まで下降すると、レーキの姿勢を変化させて掻上板をスクリーンに押し当て、掻上板の歯をスクリーンに噛み込ませながらレーキを上昇動作させる。これにより、スクリーンで捕捉された水中の塵芥が掻上板により掻き上げられ、その後、掻上板が水面上の所定の回収位置まで上昇したとき、掻き上げられた塵芥は地上に設置された回収装置へ放出されて回収される。
【０００５】
しかし、上記した構成のモノレーキ除塵機は、レーキの姿勢を変化させるためのレーキ駆動機構が、レーキをスクリーンに沿って上下方向に昇降動作させるための昇降機構と別個に設けられているため、その構造が複雑になってしまうという問題があった。
【０００６】
この問題を解消するために、図１０および図１１に示す構造のモノレーキ除塵機が提案されている。同図中、１００は水路に設けられたスクリーン、１０１はレーキ、１０２は掻上板、１０５はレーキ支持体、１０６は回収装置である。レーキ１０１は、掻上板１０２が左右のアーム１０３の先端部間で支持された構成のものである。各アーム１０３は、その長さ中央部がそれぞれピン１０４を介して左右の各レーキ支持体１０５の下端部の位置に揺動自由に支持されている。なお、各レーキ支持体１０５は、後述するモータ１１７とスプロケットホイール１１３との間に介在させる減速ギヤが装填されたギヤボックスである。また、各アーム１０３は、それぞれの基端部が軸状の連結部材１０７により連結されて一体化されており、連結部材１０７の両端にはガイドローラ１０８が回動自由に取り付けられている。各ガイドローラ１０８は、スクリーン１００の両側部沿いにスクリーン１００と平行に設置された左右の直線ガイド１０９にそれぞれ転動自由に係合している。
【０００７】
各直線ガイド１０９とスクリーン１００との間には、これらと平行に左右のピンラック１１０が設けられ、各ピンラック１１０の周囲には周回ガイド１１１が設けられている。周回ガイド１１１は、ピンラック１１０の上下に平行に設けられた２本のガイド１１１ａ，１１１ｂ（以下、ガイド１１１ａを「第１のガイド」、ガイド１１１ｂを「第２のガイド」という。）を、その上端および下端においてそれぞれＵ字状に連結したものである。各レーキ支持体１０５の中央部には、駆動軸１１６の両端部が回動自由に取り付けられており、駆動軸１１６の各レーキ支持体１０５の外側へ突き出た両端には周回ガイド１１１の第１のガイド１１１ａおよび第２のガイド１１１ｂに転動自由に係合して移動するガイドローラ１１２が取り付けられている。また、駆動軸１１６の両端には、各ピンラック１１０に噛合するスプロケットホイール１１３が軸支されている。各スプロケットホイール１１３はモータ１１７により回転駆動され、各レーキ支持体１０５の上端部と各アーム１０３との間には、掻上板１０２がスクリーン１００に向けて付勢されるようにバネ１１４が張設されている。
【０００８】
上記した構成のモノレーキ除塵機では、スプロケットホイール１１３が回転してピンラック１１０の長さ方向に沿って移動すると、各レーキ支持体１０５のガイドローラ１１２が周回ガイド１１１を転動し、これに伴い、レーキ１０１の各アーム１０３のガイドローラ１０８が直線ガイド１０９を転動して、レーキ１０１がレーキ支持体１０５と一体に昇降動作する。レーキ支持体１０５のガイドローラ１１２が周回ガイド１１１の第２のガイド１１１ｂを走行している時には、レーキ１０１は掻上板１０２がスクリーン１００から離隔した状態で下降動作する。周回ガイド１１１の最下端でガイドローラ１１２が第２のガイド１１１ｂから第１のガイド１１１ａに進路変更すると、レーキ１０１はガイドローラ１０８の位置を支点としてスクリーン１００側へ傾いて掻上板１０２がスクリーン１００で捕捉された塵芥を掻き上げる。
【０００９】
ところで、この種のモノレーキ除塵機では、スクリーン１００の下端に木片などの大きな異物が存在すると、掻上板１０２がスクリーン１００に押し当てられる際に、この異物を噛み込むことがある。この異物の噛み込みが生じると、掻上板１０２はその移動が妨げられ、除塵機の運転が不能となるばかりか、スプロケットホイール１１３を駆動するモータ１１７に高負荷がかかり、除塵機の故障を招くおそれがある。
【００１０】
そのため、この種のモノレーキ除塵機では、掻上板１０２とスクリーン１００との間の異物の噛み込みを検出するために、各アーム１０３の前記バネ１１４の取付位置にリミットスイッチのようなセンサ１１５が設けられている。このセンサ１１５は、バネ１１４の伸縮状態を監視してオン・オフ動作するように構成されている。つまり、掻上板１０２の両端部で異物が噛み込むと、各アーム１０３の先端部には、図１０に示すように、異物からの反力Ｆが作用する。アーム１０３の先端部に反力Ｆが作用すると、ガイドローラ１０８の位置を支点としてピン１０４を介してレーキ支持体１０５の下端部に左向きの力ｆ１が作用し、ガイドローラ１１２の位置を支点として上端部に右向きの力ｆ２が作用する結果、バネ１１４が圧縮して左右の各センサ１１５がオン動作し、異物の噛み込みが検出される。掻上板１０２の中央部で異物を噛み込んだ場合は、各アーム１０３の先端部に異物からの反力が均等に作用する結果、左右のバネ１１４に等価な力が作用し、各圧縮バネ１１４は均等に圧縮する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、掻上板１０２の一方の端部で異物を噛み込んだ場合には、異物を噛み込んだ側のアーム１０３の先端部には異物からの反力Ｆが作用し、上記したようにバネ１１４がたわむが、異物を噛み込んでいない側のアーム１０３には、アーム間の平面剛性が小さいために、異物からの反力が作用せず、バネ１１４はたわまない。その結果、左右のバネ１１４のたわみ量に差が生じることになり、異物の噛み込み位置を問わず、異物の噛み込みを確実に検出するには、左右のアーム１０３のそれぞれにセンサ１１５を設ける必要があり、装置がコスト高となる。また、異物を噛み込んだ側の一方のバネ１１４しかたわまないので、検知力は異物を掻上板１０２の中央部で噛み込んだ場合と比べて半分程度となり、異物の噛み込み位置によって検知力の誤差が大きくなる。
【００１２】
この発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、レーキの掻上板とスクリーンとの間の異物の噛込みを検出するためのセンサをレーキの一方のアームにしか設けなくても、良好に異物の噛込みを検出し得るとともに、異物の噛み込み位置によって検知力の誤差が少ないモノレーキ除塵機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によるモノレーキ除塵機は、左右のアームの先端部間にスクリーンで捕捉された水中の塵芥を掻き上げるための掻上板が設けられたレーキと、レーキの各アームをスクリーンに対して揺動可能に支持する左右のレーキ支持体と、各レーキ支持体をスクリーンの両側部に沿って昇降動作させる昇降機構と、掻上板をスクリーンに向けて付勢するバネと、掻上板により掻き上げられた塵芥を回収する回収装置とを備えたものである。前記昇降機構は、各レーキ支持体の下端部にそれぞれ軸支される第１のガイドローラと、各レーキ支持体の上端部にそれぞれ軸支される第２のガイドローラと、スクリーンの両側部沿いに設けられ第２のガイドローラが往復走行する往復路を備えた左右の直線ガイドと、各直線ガイドとスクリーンとの間に各直線ガイドと平行に設けられ第１のガイドローラが掻上動作時に走行する往路と復帰動作時に走行する復路とを上下に備えた左右の周回ガイドとを含んでいる。各アームの長さ中央部を各レーキ支持体の下端部に揺動可能に支持することにより各アームの支点部を形成し、各アームの支点部の位置を剛性を有する連結手段により連結している。前記バネは、各アームと各レーキ支持体の上端部との間に掻上板がスクリーンに向けて付勢されるように張設され、一方のアームにはバネの伸縮状態を監視してレーキの掻上板とスクリーンとの間に異物の噛込みを検出するためのセンサが設けられている。
【００１４】
上記した構成のモノレーキ除塵機において、左右のレーキ支持体は、第２のガイドローラが各直線ガイドの往復路に、第１のガイドローラが各周回ガイドの復路に、それぞれ案内されて下降動作し、これに伴い、レーキは各レーキ支持体の下降と一体に下降動作する。下降途中において、レーキの掻上板がスクリーンの下端に達すると、各レーキ支持体の第１のガイドレールが各周回ガイドの復路から往路へと進行方向を変え、この進路変更に伴い、レーキが傾いて掻上板はスクリーンに押し当てられる。
【００１５】
次に、レーキは各レーキ支持体の上昇と一体に上昇動作する。上昇時、レーキの掻上板はスクリーンに捕捉された塵芥を掻き上げてゆく。レーキが所定の塵芥回収位置に達すると、掻き上げられた塵芥は下方に位置する回収装置に落下して回収される。この後、レーキが上昇端に達すると、各レーキ支持体の第１のガイドレールは各周回ガイドの往路から復路へと進行方向を変え、レーキは各レーキ支持体の下降と一体に下降動作を始める。
【００１６】
スクリーンの下端部において、レーキの掻上板がスクリーンに押し当てられる際、例えば、掻上板の中央部で異物を噛み込んだ場合には、レーキの各アームの先端部には異物からの反力が均等に作用するので、各アームはそれぞれ支点部を支点として揺動し、各アームの基端部にバネのバネ力に抗する等価な力が作用し、それぞれバネを均等に伸縮させる。
【００１７】
一方、掻上板の一方の端部で異物を噛み込んだ場合には、異物を噛み込んだ側の一方のアーム（以下、単に「一方のアーム」という。）の基端部には、てこの原理により支点部を媒介してバネのバネ力に抗する力が作用する。これと同時に、各アームの長さ中央部の支点部の位置が、剛性を有する連結部材で連結されて一体化されているので、反力が連結部材を介して異物を噛み込んでいない側の他方のアーム（以下、単に「他方のアーム」という。）に伝達される結果、他方のアームの基端部にも、一方のアームの基端部に作用する力とほぼ等価な力が作用してバネをバネ力に抗して伸縮させる。
このように、掻上板が異物をその中央部で噛み込んでも端部で噛み込んでも、左右のバネにはほぼ等価な力が作用し、左右のバネのたわみ量はほぼ同等となるので、センサをどちらか一方のアームにだけ設ければよく、コスト低減を図れる。そのうえ、異物の噛み込み位置による検知力の誤差も小さくなる。
【００１８】
前記昇降機構は、種々の態様のものが考えられるが、その好ましい実施態様は、各レーキ支持体を同期させて昇降動作させる左右の昇降駆動装置を含み、各昇降駆動装置は、両端部が各レーキ支持体に回動自由に支持された駆動軸と、駆動軸を回転駆動するモータと、スクリーンの両側部沿いの周回ガイドの往路と復路との間にそれぞれ設けられるピンラックと、駆動軸の両端部に各ピンラックと噛み合った状態で装着されるホイールとで構成されたものである。この実施態様によると、モータにより駆動軸を回転させて、各ホイールがピンラックと各周回ガイドの往路との間で噛み合って各レーキ支持体を一体に上昇動作させるとき、レーキは掻上板がスクリーンに当接した状態でスクリーンの下端から上昇動作し、スクリーンで捕捉された塵芥を掻き上げる。各ホイールがピンラックと各周回ガイドの復路との間で噛み合って各レーキ支持体を一体に下降動作させるとき、レーキは掻上板がスクリーンから離隔した状態で下降動作し、スクリーンの下端まで復帰動作する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によると、掻上板がスクリーンとの間で異物を噛み込んだ場合、例えば掻上板の端部で異物を噛み込んでも、レーキの各アームの基端部にそれぞれ配設されたバネにはバネ力に抗する力が均等に作用して、各バネは均等に伸縮するので、各アームのそれぞれにセンサを設ける必要がなく、コスト低減を図ることができるうえ、異物の噛み込み位置による検知力の誤差が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１および図２は、この発明の一実施例であるモノレーキ除塵機１の構成を示す。図示例のモノレーキ除塵機１は下水処理場などの水路１０の途中に設けられている。水路１０を遮るようにスクリーン２が設置され、そのスクリーン２で捕捉された水中の塵芥がレーキ３の掻上板３０によって地上Ｓの上方位置まで掻き上げられる。掻き上げられた塵芥は、塵芥搬送用のコンベヤなどの回収装置１１へ放出されて回収される。なお、図１の矢印Ｐは水流の方向を示し、Ｈは水面を示す。
【００２１】
スクリーン２は、水路１０を流れる塵芥を捕捉するためのものであり、水路１０の断面形状に相応する矩形枠内に縦長のバー材がすのこ状に設けられて成る。スクリーン２の下端は水路１０の底面上に支持され、上端を水路１０の下流側へ適当な角度だけ傾けた状態で複数箇所が支持枠２０により固定される。各支持枠２０は、両端が水路１０の両側壁にそれぞれ固定される。スクリーン２の上端には鉄板製のエプロン２１が連設されており、掻き上げられた塵芥はこのエプロン２１の上端から下方位置の回収装置１１へ回収されるようになっている。なお、エプロン２１の上方位置には、レーキ３の掻上板３０に付着した塵芥を掻き取って回収装置１１に落下させるためのワイパー（図示せず）が揺動可能に設けられている。
【００２２】
モノレーキ除塵機１は、スクリーン２で捕捉した水中の塵芥を水面上まで掻き上げるための掻上板３０を備えるレーキ３と、レーキ３の左右の各アーム３１をスクリーン２に対して揺動可能に支持する左右のレーキ支持体４と、各レーキ支持体４をスクリーン２の両側部に沿って昇降動作させる昇降機構５と、掻き上げた塵芥を回収するための上記の回収装置１１とで構成されている。
【００２３】
昇降機構５は、各レーキ支持体４の下端部の位置にそれぞれ軸支されている第１のガイドローラ４０と、各レーキ支持体４の上端部の位置にそれぞれ軸支されている第２のガイドローラ４１と、水路１０の前記スクリーン２に対する上流側に、スクリーン２の両側部に沿って設けられる左右の直線ガイド６と、各直線ガイド６とスクリーン２との間に各直線ガイド６と平行に設けられる左右の周回ガイド７と、各レーキ支持体４を各ガイド６，７に沿って同期させて昇降動作させる昇降駆動装置５０とを有している。
【００２４】
左右の各直線ガイド６は、図１、図３および図４に示すように、前記スクリーン２と平行に設けられる上下一対の第１のガイドレール６０Ａ，６０Ｂによって構成されている。この第１のガイドレール６０Ａ，６０Ｂは水路１０を跨ぐようにして設けられたフレーム１２に固定されており、上端部は上方へ屈曲している。第１のガイドレール６０Ａ，６０Ｂ間に各レーキ支持体４の上端部の位置に軸支された第２のガイドローラ４１が転動自由に支持され、レーキ支持体４の昇降動作時に第２のガイドローラ４１が往復走行する往復路６１となっている。
【００２５】
左右の各周回ガイド７は、各直線ガイド６と平行に設けられた略長円状のガイド部材７０と、ガイド部材７０の周囲を囲むように設けられた第２のガイドレール７１とで構成されている。この第２のガイドレール７１およびガイド部材７０も前記フレーム１２に固定されている。第２のガイドレール７１は、ガイド部材７０の上方に位置する直線部７１Ａと、ガイド部材７０の下方に位置する直線部７２Ｂと、ガイド部材７０の両端に位置し、各直線部７１Ａ，７１Ｂの端部同士をそれぞれ連結するＵ字状に湾曲した湾曲部７１Ｃとから成る。第２のガイドレール７１とガイド部材７０との間に各レーキ支持体４の下端部の位置に軸支された第１のガイドローラ４０が転動自由に支持されている。ガイド部材７０と直線部７１Ｂとの間はレーキ支持体４の上昇時、つまり、塵芥の掻上動作時に、第１のガイドローラ４０が走行する往路７２を、ガイド部材７０と直線部７１Ａとの間はレーキ支持体４の下降時、つまり、塵芥の掻上後の復帰動作時に、第１のガイドローラ４０が走行する復路７３を、ガイド部材７０と各湾曲部７１Ｃとの間は第１のガイドローラ４０の進行方向を変える移行路７４を、それぞれ構成している。
【００２６】
各周回ガイド７の往路７２と復路７３との間には、これらと平行をなす左右一対のピンラック５１が設けられている。このピンラック５１は、前記ガイド部材７０に複数本のピン５２が一定間隔で一列に配列されて成るものであり、ピンラック５１の上方および下方をスプロケットホイール５５が噛み合って移動することが可能になっている。ピンラック５１およびスプロケットホイール５５は、後述する昇降駆動装置５０を構成する。
【００２７】
左右の各レーキ支持体４の上端部の位置には、図５に示すように、水平な支持軸４２が外向きに取り付けられている。この各支持軸４２の先端には軸受を介して前記の第２のガイドローラ４１がそれぞれ回動自由に支持されている。第２のガイドローラ４１は前記の各直線ガイド６にそれぞれ転動自由に係合させてある。また、左右の各レーキ支持体４の下端部の位置には、後述する昇降駆動装置５０を構成する水平な駆動軸５４の両端部が図示しない軸受により回動自由に支持されている。この駆動軸５４の各レーキ支持体４の外側に突出した両端に前記の第１のガイドローラ４０がそれぞれ取り付けられている。第１のガイドローラ４０は前記の各周回ガイド７にそれぞれ転動自由に係合させてある。また、各レーキ支持体４には、レーキ３の各アーム３１が揺動自由に支持されているほか、昇降駆動装置５０の駆動源であるモータ５３が搭載されている。
図示例の各レーキ支持体４は、モータ５３の回転速度を減速するための減速機構５６（後述）が装填されたギヤボックスによりそれぞれ構成されており、減速ギヤを介して各モータ５３の回転が駆動軸５４に伝達される。
【００２８】
レーキ３は、図１〜図３に示すように、先端縁が熊手状の掻上板３０によりスクリーン２で捕捉された塵芥を掻き集めて水面上へ掻き上げるためのもので、左右のアーム３１を連結部材３２を介して一体結合して構成されたものであり、左右のアーム３１，３１の先端部間に前記掻上板３０が設けられている。
【００２９】
連結部材３２は、例えば鋼材などの剛性を有する管状のものであり、各アーム３１の長さ中央部を連結している。連結部材３２の両端は、各アーム３１の外側方へそれぞれ突出し、各突出端をそれぞれピン３３を介して左右の各レーキ支持体４の下端部に連繋しており、これにより各アーム３１は各レーキ支持体４の下端部にその長さ中央部が揺動自由に支持されることになる。以下、各アーム３１が各レーキ支持体４に支持された点を「支点部Ｑ」という。
【００３０】
各アーム３１の基端部とレーキ支持体４の上端部との間にはバネ機構８が介装されている。このバネ機構８は、図１および図３に示すように、各レーキ支持体４の上端部の位置に連結部８２を介して支持された軸８０と、軸８０に同軸に取り付けられた圧縮バネ８１とから成る。軸８０の上端部はアーム３１の基端部に設けられた孔を貫通し、アーム３１の基端部と軸８０に設けられたフランジ部８３との間に圧縮バネ８１が配備されている。レーキ３は、圧縮バネ８１のバネ力により各アーム３１の基端部が押圧されて支点部Ｑを中心に回動し、これにより掻上板３０が常時スクリーン２に向けて付勢される。なお、各軸８０にはアーム３１の基端部が圧縮バネ８１により押圧されたときに突き当たるストッパー８４が取り付けてある。
【００３１】
レーキ３は、左右の各レーキ支持体４の昇降と一体に昇降動作し、各レーキ支持体４が下降しているときには、各レーキ支持体４の第１のガイドローラ４０は各周回ガイドの復路７３を走行して、掻上板３０がスクリーン２から離隔した状態に保持される。その下降途中において、前記第１のガイドローラ４０が周回ガイド７の復路７３から移行路７４を経て往路７２へ移行したとき、この進路変更に伴い、各アーム３１はスクリーン２側へ傾いて掻上板３０が掻上動作が可能な姿勢、すなわち、掻上部３０がスクリーン２に押し当てられて、掻上板３０の先端縁の歯をスクリーン２に噛み込ませた状態に設定されて保持される。
【００３２】
昇降駆動装置５０は、左右の各レーキ支持体４を同期させて昇降動作させるものであり、図１〜図３および図５に示すように、各レーキ支持体４に搭載されたモータ５３と、両端部が左右のレーキ支持体４の下端部の位置で回動自由に支持された前記駆動軸５４と、スクリーン２の両側部沿いに各周回ガイド７の往路７２と復路７３との間に設けられた左右のピンラック５１と、駆動軸５４の両端部にそれぞれ装着されたスプロケットホイール５５とから成る。スプロケットホイール５５は、駆動軸５４の両端部の前記第１のガイドローラ４０の内側に装着され、前記ピンラック５１に噛み合っている。各モータ５３の回転は減速機構５６を介して駆動軸５４に伝えられ、各スプロケットホイール５５を一方向に回転させることにより各レーキ支持体４が昇降動作する。
減速機構５６は、この実施例では、各モータ５３のモータ軸に装着された駆動ギヤ５７と駆動軸５４の両端部に装着された従動ギヤ５８とから成り、駆動ギヤ５７と従動ギヤ５８との噛合により、モータ５３の回転を減速して駆動軸５４へ伝達するようになっている。
【００３３】
レーキ３の一方のアーム３１（この実施例では、図２に示す右側のアーム３１）には、レーキ３の掻上板３０とスクリーン２との間の異物の噛込みを検出するためのセンサ９が設けられている。センサ９は、この実施例ではリミットスイッチをもって構成されており、各アーム３１と各レーキ支持体４とを接続するバネ機構８の圧縮バネ８１の伸縮状態を監視することにより、掻上板３０とスクリーン２との間の異物の噛込みを検出している。
【００３４】
センサ９は、図３および図５〜図７に示すように、アーム３１の基端部に配置される本体部９０と、基端部を支点として起伏動作するロッド９１とを備えており、ロッド９１の先端部に取り付けられた作動片９２を前記バネ機構８の軸８０に設けられたストッパー８４に対向位置させてある。前記ロッド９１は図示しないバネによりストッパー８４の方に向けて常時付勢されている。
【００３５】
スクリーン２の下端部で掻上板３０がスクリーン２に押し当てられる際に木片などの異物を噛み込むと、アーム３１の先端部には、異物からの反力Ｆ（図１に示す）が作用する。アーム３１の先端部に反力Ｆが作用すると、図７に示すように、アーム３１の基端部にはてこの原理により支点部Ｑを媒介して圧縮バネ８１のバネ力に抗する力ｆが作用し、前記圧縮バネ８１を圧縮させる。アーム３１の基端部が圧縮バネ８１を圧縮させると、作動片９２は軸８０のストッパー８４に押されて、ロッド９１が前記バネのバネ力に抗して押し倒される結果、本体部９０に組み込まれた接点機構が作動し、異物の噛み込みが検出されるようになっている。
【００３６】
上記したモノレーキ除塵機において、各モータ５３を駆動させると、左右のレーキ支持体４は、第２のガイドローラ４１が各直線ガイド６に、第１のガイドローラ４０が各周回ガイド７の復路７３に、それぞれ案内されて下降動作し、レーキ３は各レーキ支持体４の走行と一体に下降動作する。下降途中において、レーキ３の掻上板３０がスクリーン２の下端に達すると、各レーキ支持体４の第１のガイドレール４０が各周回ガイド７の復路７３から移行路７４を介して往路７２へと進行方向を変え、この進路変更に伴い、掻上板３０はスクリーン２に押し当てられる。
【００３７】
次に、レーキ３は各レーキ支持体４の走行と一体に上昇動作し、この上昇時、レーキ３の掻上板３０はスクリーン２に捕捉された塵芥を掻き上げてゆく。レーキ３が塵芥回収位置に達すると、掻き上げられた塵芥は下方に位置する回収装置１１に落下して回収される。この後、レーキ３が上昇端に達すると、各レーキ支持体４の第１のガイドレール４０は各周回ガイド７の往路７２から復路７３へと進行方向を変え、レーキ３は各レーキ支持体４の走行と一体に下降動作を始める。
【００３８】
レーキ３の掻上板３０がスクリーン２の下端部に達してスクリーン２に押し当てられる際に、例えば、掻上板３０の中央部で異物を噛み込んだとき、レーキ３の各アーム３１の先端部には異物からの反力Ｆが均等に作用するので、各アーム３１の基端部にはそれぞれ支点部Ｑを媒介して圧縮バネ８１のバネ力に抗する等価な力ｆが作用し、それぞれ圧縮バネ８１を均等に圧縮させる。
【００３９】
一方、掻上板３０の一方の端部で異物を噛み込んだときは、異物を噛み込んだ側の一方のアーム（以下、単に「一方のアーム」という。）３１の基端部には、てこの原理により支点部Ｑを媒介して圧縮バネ８１のバネ力に抗する力ｆが作用する。これと同時に、各アーム３１の長さ中央部の支点部Ｑの位置が、剛性を有する連結部材３２で連結されて一体化されているので、反力Ｆが連結部材３２を介して異物を噛み込んでいない側の他方のアーム（以下、単に「他方のアーム」という。）３１に伝達される結果、他方のアーム３１の基端部にも、一方のアーム３１の基端部に作用する力ｆとほぼ等価な力が作用して圧縮バネ８１をバネ力に抗して圧縮する。
このように、掻上板３０が異物をその中央部で噛み込んでも端部で噛み込んでも、左右の圧縮バネ８１にはほぼ等価な力が作用し、左右の圧縮バネ８１のたわみ量はほぼ同等となるので、センサ９をどちらか一方のアーム３１にだけ設ければよく、コスト低減を図ることができる。また、異物の噛み込み位置による検知力の誤差が小さくなる。
【００４０】
図８および図９は、この発明の他の実施例のモノレーキ除塵機１の構成を示す。なお、この実施例のモノレーキ除塵機１の基本的な構成は上記した実施例の構成と同様であり、ここでは対応する構成に同一の符号を付することで説明を省略する。
【００４１】
この実施例では、左右の各アーム３１は長さ中央部が鈍角に曲がり、各アーム３２の屈曲部に連結部材３２を取り付けることにより、各アーム３１を連結部材３２により一体に連結している。連結部材３２の中空内部は、前記昇降駆動装置５０の駆動軸５４が貫通している。駆動軸５４は図示しない軸受により連結部材３２の内部に支持されており、その結果、連結部材３２は駆動軸５４の回りに正逆回転自由であり、各アーム３１はその長さ中央部が支点部Ｑとなって各レーキ支持体４の下端部の位置に揺動自由に支持される。
【００４２】
上記した構成のモノレーキ除塵機１においても、掻上板３０が端部でスクリーン２との間で異物を噛み込んだときには、異物を噛み込んだ側の一方のアーム３１の基端部に、てこの原理により支点部Ｑを媒介して圧縮バネ８１のバネ力に抗する力ｆが作用する。これと同時に、異物を噛み込んでいない側の他方のアーム３１の基端部にも、各アーム３１の支点部Ｑの位置が、剛性を有する連結部材３２で連結されて一体化されているので、一方のアーム３１の基端部に作用する力ｆとほぼ等価な力が作用して圧縮バネ８１をバネ力に抗して圧縮する。よって、左右の圧縮バネ８１のたわみ量はほぼ同等となり、センサ９はどちらか一方のアーム３１に設けておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施例であるモノレーキ除塵機の側面図である。
【図２】モノレーキ除塵機の正面図である。
【図３】図１の一部を拡大した図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う筒状体の断面図である。
【図５】レーキ支持体の構成を示す説明図である。
【図６】センサの動作を説明する説明図である。
【図７】センサの動作を説明する説明図である。
【図８】この発明の他の実施例であるモノレーキ除塵機の側面図である。
【図９】他の実施例のモノレーキ除塵機の正面図である。
【図１０】従来例のモノレーキ除塵機の側面図である。
【図１１】従来例のモノレーキ除塵機の正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    モノレーキ除塵機
２    スクリーン
３    レーキ
４    レーキ支持体
５    昇降機構
６    直線ガイド
７    周回ガイド
９    センサ
１１  回収装置
３０  掻上板
３１  アーム
３２  連結部材
４０  第１のガイドローラ
４１  第２のガイドローラ
５０  昇降駆動装置
５１  ピンラック
５３  モータ
５４  スプロケットホイール
６１  往復路
７２  往路
７３  復路
８１  圧縮バネ
Ｑ    支点部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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