(57)【要約】【課題】建設機械による粉塵の発生の抑制を図り作業効率の向上を図る上で有利な帯電水粒子散布装置を提供する。【解決手段】バックホウ１０のバケット２０によって地盤Ｇが掘削されることで粉塵が発生する。向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御する。帯電水粒子噴出部２４の向きが粉塵が発生する箇所に向けられる。粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出すると、動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオンさせ、粉塵抑制動作を実行させる。帯電水粒子噴出部２４から噴出された帯電水粒子２が、空間Ｓに向けて移送される。空間Ｓに到達した帯電水粒子２は、空間Ｓの粉塵をクーロン力によって吸着したのち、帯電水粒子２および粉塵の自重により地面に落下する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体と、前記走行体に上下に揺動可能に設けられたアームと、前記アームの先端に上下に揺動可能に設けられたバケットとを有する建設機械であって、
前記アームに設けられ、前記バケットの揺動により発生する粉塵に向けて帯電水粒子を噴出させる帯電水粒子噴出部を備える、
ことを特徴とする帯電水粒子散布装置。
【請求項２】
前記帯電水粒子噴出部の向きを変更するアクチュエータと、
粉塵の発生する箇所を特定する発生箇所特定部と、
前記帯電水粒子噴出部の向きを前記発生箇所特定部で特定された粉塵が発生する箇所に向けるように前記アクチュエータを制御する向き制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項３】
前記発生箇所特定部は、前記バケットおよびその周辺の空間を撮像する第１撮像部と、
前記第１撮像部で撮像された画像を画像処理することにより前記帯電水粒子と区別して前記粉塵が発生する箇所を検出する第１画像処理部とを備える、
ことを特徴とする請求項２記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項４】
前記発生箇所特定部は、前記バケットが揺動されているか、前記バケットが高さ位置を維持した状態で旋回されているかを検出する動作検出部を備え、
前記向き制御部による前記アクチュエータの制御は、前記バケットが揺動されていると検出されたときは前記帯電水粒子噴出部の向きを前記バケットの手前の粉塵が発生する箇所に向け、前記バケットが水平旋回されているときは前記帯電水粒子噴出部の向きを前記帯電水粒子噴出部の向きをバケット内部に向ける、
ことを特徴とする請求項２記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項５】
粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中の粉塵を検出する粉塵検出部と、
前記粉塵検出部の検出結果に基いて、前記帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させる動作制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項６】
前記粉塵検出部は、
前記粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の画像を撮像する第２撮像部と、
前記第２撮像部で撮像された画像を画像処理することにより前記帯電水粒子と区別して前記粉塵を検出する第２画像処理部とを備える、
ことを特徴とする請求項５記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項７】
前記粉塵検出部は、
前記帯電水粒子の粒子径よりも小さい粒子径の粉塵を区別して検出するパーティクルカウンタで構成されている、
ことを特徴とする請求項５記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項８】
前記粉塵検出部は、
前記粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中に照射した光に基いて粒子を検出する光電検出部で構成され、
前記動作制御部は、
前記粉塵検出部による粉塵の検出結果に対応して前記粉塵抑制動作を予め定められた動作期間実行すると、予め定められた待機期間、前記粉塵検出部による粉塵の検出結果の受け付けを無効とした状態で前記粉塵抑制動作を強制的に停止し、
前記待機期間が終了したならば、前記粉塵検出部による粉塵の検出結果の受け付けを有効とした状態に復帰させる、
ことを特徴とする請求項５記載の帯電水粒子散布装置。
【請求項９】
リモートコントローラから送信される制御信号に基いて前記帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させる遠隔制御部を備える、
ことを特徴とする請求項１記載の帯電水粒子散布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電水粒子散布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土工事などの作業現場では粉塵が発生しやすく、粉塵が大量に発生すると、作業効率の低下や作業環境、周辺環境の悪化を招くおそれがある。
そこで、粉塵の発生を抑制するために、水粒子を帯電させた帯電水粒子を空気流によって粉塵の発生する空間に移送させ、帯電水粒子によって粉塵を吸着、落下させる帯電水粒子散布装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２７８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばバックホウなどのように広範囲にわたって移動する建設機械によって土工事を行なう場合は、粉塵が発生する場所も建設機械の移動に応じて移動する。
そのため、従来は、帯電水粒子散布装置を用いて粉塵の発生を抑制しようとすると、帯電水粒子散布装置の場所や向きを建設機械の移動に応じていちいち変更する必要があり、作業効率の向上を図る上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、建設機械による粉塵の発生の抑制を図りつつ作業効率の向上を図る上で有利な帯電水粒子散布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、走行体と、前記走行体に上下に揺動可能に設けられたアームと、前記アームの先端に上下に揺動可能に設けられたバケットとを有する建設機械であって、前記アームに設けられ、前記バケットの揺動により発生する粉塵に向けて帯電水粒子を噴出させる帯電水粒子噴出部を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記帯電水粒子噴出部の向きを変更するアクチュエータと、粉塵の発生する箇所を特定する発生箇所特定部と、前記帯電水粒子噴出部の向きを前記発生箇所特定部で特定された粉塵が発生する箇所に向けるように前記アクチュエータを制御する向き制御部とを備えることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記発生箇所特定部は、前記バケットおよびその周辺の空間を撮像する第１撮像部と、前記第１撮像部で撮像された画像を画像処理することにより前記帯電水粒子と区別して前記粉塵が発生する箇所を検出する第１画像処理部とを備えることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記発生箇所特定部は、前記バケットが揺動されているか、前記バケットが高さ位置を維持した状態で旋回されているかを検出する動作検出部を備え、前記向き制御部による前記アクチュエータの制御は、前記バケットが揺動されていると検出されたときは前記帯電水粒子噴出部の向きを前記バケットの手前の粉塵が発生する箇所に向け、前記バケットが水平旋回されているときは前記帯電水粒子噴出部の向きを前記帯電水粒子噴出部の向きをバケット内部に向けることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中の粉塵を検出する粉塵検出部と、前記粉塵検出部の検出結果に基いて、前記帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させる動作制御部とを備えることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記粉塵検出部は、前記粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の画像を撮像する第２撮像部と、前記第２撮像部で撮像された画像を画像処理することにより前記帯電水粒子と区別して前記粉塵を検出する第２画像処理部とを備えることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記粉塵検出部は、前記帯電水粒子の粒子径よりも小さい粒子径の粉塵を区別して検出するパーティクルカウンタで構成されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、前記粉塵検出部は、前記粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中に照射した光に基いて粒子を検出する光電検出部で構成され、前記動作制御部は、前記粉塵検出部による粉塵の検出結果に対応して前記粉塵抑制動作を予め定められた動作期間実行すると、予め定められた待機期間、前記粉塵検出部による粉塵の検出結果の受け付けを無効とした状態で前記粉塵抑制動作を強制的に停止し、前記待機期間が終了したならば、前記粉塵検出部による粉塵の検出結果の受け付けを有効とした状態に復帰させることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、リモートコントローラから送信される制御信号に基いて前記帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させる遠隔制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、バケットの揺動により発生する粉塵に向けて帯電水粒子を噴出させる帯電水粒子噴出部を建設機械のアームに設けたので、粉塵の発生を的確に抑制できるので、作業効率の向上を図る上で有利となり、現場の作業環境や現場近隣の周辺環境を良好に保つ上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、帯電水粒子噴出部の向きを発生箇所特定部で特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにしたので、粉塵が発生している箇所に的確に帯電水粒子を噴射することができ、不必要に水を消費することなく、粉塵の発生を抑制する上でより有利となる。
請求項３、４記載の発明によれば、請求項２の効果を高める上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、粉塵検出部の検出結果に基いて、帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるようにしたので、帯電水粒子散布装置を運用する際に必要となるコストの抑制を図り、また、不必要に水を消費せず水の使用量を削減する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、請求項５の効果を高める上で有利となる。
請求項７記載の発明によれば、請求項５の効果を高め帯電水粒子散布装置の構成の簡素化を図る上で有利となる。
請求項８記載の発明によれば、請求項５の効果を高め帯電水粒子散布装置のコストを抑制する上で有利となる。
請求項９記載の発明によれば、帯電水粒子散布装置のコストを抑制しつつ、建設機械の運転者、あるいは、現場に所在する作業者に粉塵が与える影響を抑制して現場の作業環境を良好に保つ上で有利となる。また、リモートコントローラの操作により帯電水粒子噴出部による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるようにしたので、不必要に水を消費せず水の使用量を削減する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置が適用された建設機械によって地盤を掘削する状態を示す側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置が適用された建設機械によって掘削土を運搬する状態を示す側面図である。
【図３】アクチュエータの構成を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の構成を示すブロック図である。
【図５】帯電水粒子噴出部の構成を示す断面図である。
【図６】向き制御部、動作制御部を構成するパーソナルコンピュータの構成図である。
【図７】第２の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第４の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の動作フローチャートである。
【図１１】第５の実施の形態に係る帯電水粒子散布装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。
帯電水粒子散布装置は、建設機械の動作によって発生した粉塵に帯電水粒子を噴射することで帯電水粒子に粉塵を吸着させ地面に落下させ、粉塵の発生の抑制を図るものである。
【０００９】
まず、図１、図２を参照して帯電水粒子散布装置が適用される建設機械について説明する。本実施の形態では、建設機械がバックホウである場合について説明するが、本発明はバックホウ以外の従来公知の様々な建設機械に適用可能である。
バックホウ１０は、下部走行体１２と、上部旋回体１４と、ブーム１６と、アーム１８と、バケット２０を含んで構成される。
下部走行体１２は、左右一対のクローラ１２０２の回転により地盤Ｇ上を走行する。
上部旋回体１４は、下部走行体１２の上部に旋回軸を中心に水平旋回可能に設けられている。
上部旋回体１４には操作室１４０２が設けられ、操作室１４０２には、下部走行体１２の走行、上部旋回体１４の旋回、ブーム１６の揺動、アーム１８の揺動、バケット２０の揺動などを操作するための各種操作レバー（不図示）が設けられている。
【００１０】
ブーム１６は、その基端が水平方向に延在する支軸を介して上部旋回体１４に揺動可能に支持されている。
アーム１８は、その基端が水平方向に延在する支軸を介してブーム１６の先端に揺動可能に支持されている。
バケット２０は、その基端が水平方向に延在する支軸を介してアーム１８の先端に揺動可能に支持されている。
上部旋回体１４とブーム１６との間には、ブーム１６を揺動させるブームシリンダ１６０２が設けられている。
ブーム１６とアーム１８との間には、アーム１８を揺動させるアームシリンダ１８０２が設けられている。
アーム１８とバケット２０との間には、バケット２０を揺動させるバケットシリンダ２００２が設けられている。
これらブームシリンダ１６０２、アームシリンダ１８０２、バケットシリンダ２００２は油圧シリンダである。
したがって、ブームシリンダ１６０２が伸縮することにより上部旋回体１４に対してブーム１６が揺動される。
また、アームシリンダ１８０２が伸縮することによりブーム１６に対してアーム１８が揺動される。
また、バケットシリンダ２００２が伸縮することによりアーム１８に対してバケット２０が揺動される。
【００１１】
次に、帯電水粒子散布装置２２Ａについて説明する。
図１〜図５に示すように、帯電水粒子散布装置２２Ａは、帯電水粒子噴出部２４と、アクチュエータ２６と、発生箇所特定部２８Ａと、粉塵検出部３０Ａと、タンク３２と、ポンプ３４と、帯電化電源３６と、制御部３８とを含んで構成されている。なお、制御部３８は、商用電源３９が供給されることで機能する。
【００１２】
帯電水粒子噴出部２４は、帯電水粒子２を噴出させるものである。
図１、図５に示すように、帯電水粒子噴出部２４は、１つまたは複数のノズル部４０と、ノズル部４０に設けられた環状誘電電極部４４とを含んで構成されている。
図５に示すように、ノズル部４０は、基部４００２と、基部４００２の先部に設けられたカバー部４００４と、カバー部４００４の中央に設けられた噴霧部４００６とを備えている。
基部４００２は円筒状を呈し、基部４００２の半径方向内側の空間は水が供給される通路４００８となっている。
本実施の形態では、図１、図２に示すように、ノズル部４０は、バックホウ１０のブーム１６に後述するアクチュエータ２６を介して配設されている。
図５に示すように、ノズル部４０の基部４００２は、ねじ結合４０１０およびＯリング４０１２を介して水供給管４２に連結されている。なお、図４に示すように、水供給管４２は、ホース４５、ポンプ３４、ホース４６を介してタンク３２に連結されている。
カバー部４００４は、基部４００２の先端に設けられ、基部４００２よりも大きな外径で基部４００２と同軸の円筒状を呈している。
【００１３】
本実施の形態では、基部４００２およびカバー部４００４は絶縁性材料で一体的に形成されている。なお、基部４００２およびカバー部４００４は別体で構成されていてもよいが、少なくともカバー部４００４は絶縁性材料で形成されていることが水粒子を帯電させるために必要である。
噴霧部４００６は、基部４００２及びカバー部４００４と同軸の円筒状に形成され、カバー部４００４の基部４００２中央に配置されている。
噴霧部４００６の内側の空間は通路４００８に連通し、噴霧部４００６の軸方向の一端は、カバー部４００４の内周部に接続され、噴霧部４００６の先端中央に水粒子を噴出する噴霧孔４０１４が形成されている。
本実施の形態では、水粒子の平均粒径が８０〜２５０μｍとなるように噴霧孔４０１４が形成されている。
【００１４】
環状誘電電極部４４は、軸方向において噴霧孔４０１４に対して基部４００２から離れる方向に離間したカバー部４００４の部分に埋設されている。
環状誘電電極部４４は、カバー部４００４の全周にわたって延在している。
したがって、後述する帯電化電源３６により環状誘電電極部４４に帯電に必要な電圧を印加することで、噴霧孔４０１４から噴出される水粒子が帯電され、帯電水粒子噴出部２４から平均粒径が８０〜２５０μｍの帯電水粒子２が噴出される。
なお、帯電方式は誘電帯電方式やコロナ放電方式などの様々な方式があり、帯電水粒子噴出部２４として従来公知の様々な構造が採用可能であり、本実施の形態では、帯電水粒子噴出部２４として誘電帯電方式の市販品を使用している。
また、図５に示すように、帯電化電源３６と環状誘電電極部４４とは、電源側ケーブル３７Ａと、防水コネクタ３７Ｂと、中継ケーブル３７Ｃとを介して接続されている。
また、複数のノズル部４０が設けられている場合は、１つ目のノズル部４０に隣接する２つ目のノズル部４０の環状誘電電極部４４への帯電に必要な電圧の印加は、１つ目のノズル部４０の環状誘電電極部４４に接続された別の中継ケーブル３７Ｄ、防水コネクタ３７Ｅを介してなされている。
３つ目以降のノズル部４０については、上記と同様に各ノズル部４０の環状誘電電極部４４が、互いに中継ケーブル、防水コネクタを介して直列に接続されることで帯電に必要な電圧が順次印加されるように構成すればよい。
【００１５】
図１〜図３に示すように、アクチュエータ２６は、帯電水粒子噴出部２４の向きを変更するものである。
本実施の形態では、図３、図５に示すように、アクチュエータ２６は、ノズル部４０の基部４００２に取着されたホルダ２６０２（図５）と、ホルダ２６０２の両側にホルダ２６０２と一体回転可能に設けられた支軸２６０４と、支軸２６０４に一体回転可能に設けられた第１歯車２６０６と、アーム１８の延在方向の中間部に設けられた減速機構内蔵のモータ２６０８と、減速機構の出力軸に取着され第１歯車２６０６に噛合する第２歯車２６１０とを含んで構成されている。
支軸２６０４の外端は、アーム１８から突設されたブラケット２６１２により回転可能に支持されている。
モータ２６０８が後述する制御部３８の制御に基いて正逆回転することで、第１、第２歯車２６０６、２６１０を介して帯電水粒子噴出部２４が上下に揺動され、帯電水粒子噴出部２４の向きが変更される。
【００１６】
図４に示すように、発生箇所特定部２８Ａは、粉塵の発生する箇所を特定するものである。
本実施の形態では、発生箇所特定部２８Ａは、第１撮像部４８Ａと、第１画像処理部５０Ａとを含んで構成されている。
図１、図２に示すように、第１撮像部４８Ａは、バケット２０およびその周辺の空間を撮像して画像情報を生成するものである。なお、画像情報は、静止画の画像情報、動画（映像）の画像情報の何れであっても良い。
本実施の形態では、第１撮像部４８Ａは、ブーム１６の中間部にブラケット５２を介して設けられている。
第１画像処理部５０Ａは、第１撮像部４８Ａで撮像された画像情報（静止画あるいは動画の画像情報）を画像処理することにより帯電水粒子２と区別して粉塵が発生する箇所を検出するものである。
帯電水粒子噴出部２４から噴出され到達箇所に到達した帯電水粒子２の色は白色である。
一方、土工事などによって発生する粉塵は、主に土埃であることから、粉塵の色は茶色、あるいは、灰色であり、一般的に白色とは異なる色となっている。
したがって、第１画像処理部５０Ａは、第１撮像部４８Ａで撮像された画像に含まれる茶色、あるいは、灰色の部分の面積に基いて粉塵の有無を検出し、また、粉塵の発生した箇所を特定する。
なお、検出する色の追加、変更は、対象とする粉塵に応じて可能である。
また、第１撮像部４８Ａを設ける箇所は、ブーム１６の他、操作室１４０２の屋根やフロントガラス前面であってもよい。また、第１撮像部４８Ａを設ける箇所は、バックホウ１０ではなく、粉塵が発生する箇所の周囲であってもよい。
【００１７】
図４に示すように、粉塵検出部３０Ａは、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中の粉塵を検出するものである。
本実施の形態では、粉塵検出部３０Ａは、第２撮像部４８Ｂと、第２画像処理部５０Ｂとを含んで構成されている。
第２撮像部４８Ｂは、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の画像を撮像して画像情報（静止画あるいは動画の画像情報）を生成するものである。
第２画像処理部５０Ｂは、第１画像処理部５０Ａと同様に、第２撮像部４８Ｂで撮像された画像情報を画像処理することにより帯電水粒子２と区別して粉塵を検出するものである。したがって、第２画像処理部５０Ｂは、第２撮像部４８Ｂで撮像された画像に含まれる茶色、あるいは、灰色の部分の面積に基いて粉塵の有無を検出する。
上述した第１、第２撮像部４８Ａ、４８Ｂは互いに機能が重複しており、また、第１、第２画像処理部５０Ａ、５０Ｂも互いに機能が重複している。
したがって、本実施の形態では、第１、第２撮像部４８Ａ、４８Ｂが単一の撮像部４８で構成され、第１、第２画像処理部５０Ａ、５０Ｂが単一の画像処理部５０で構成されている場合について説明する。
なお、第１、第２撮像部４８Ａ、４８Ｂ、第１、第２画像処理部５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ個別に設けても良いが、本実施の形態のように単一の撮像部４８と単一の画像処理部５０を設けると、構成の簡素化を図る上で有利となる。
【００１８】
図４に示すように、タンク３２は水を貯留するものであり、バックホウ１０の適宜箇所に設置されている。
ポンプ３４は、タンク３２からホース４６を介して供給される水を、ホース４４および水供給管４２を介して帯電水粒子噴出部２４のノズル部４０に供給するものであり、バックホウ１０の適宜箇所に設置されている。ポンプ３４の動作の実行、停止は制御部３８によって制御される。
図４、図５に示すように、帯電化電源３６は、商用電源３９の電圧を変圧して帯電水粒子噴出部２４の環状誘電電極部４４に帯電に必要な電圧（例えば７５００Ｖ）を印加するものである。
本実施の形態では、環状誘電電極部４４に正の電圧を印加することで、負に帯電させた帯電水粒子２を帯電水粒子噴出部２４から噴出させるようにしているが、これとは逆に、環状誘電電極部４４に負の電圧を印加することで、正に帯電させた帯電水粒子２を帯電水粒子噴出部２４から噴出させるようにしてもよい。
帯電化電源３６による電圧の印加の実行、停止は制御部３８によって制御される。
【００１９】
本実施の形態では、制御部３８は、向き制御部３８Ａと、動作制御部３８Ｂとして機能する。
向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御するものである。
動作制御部３８Ｂは、粉塵検出部３０Ａの検出結果に基いて、帯電水粒子噴出部２４による帯電水粒子２の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるものである。
詳細に説明すると、制御部３８は、図６に示すように、例えば、パーソナルコンピュータ５４によって構成される。
パーソナルコンピュータ５４は、ＣＰＵ５４０２と、不図示のインターフェース回路およびバスライン５４０４を介して接続されたＲＯＭ５４０６、ＲＡＭ５４０８、ハードディスク装置５４１０、キーボード５４１２、マウス５４１４、ディスプレイ５４１６、入出力インターフェース５４１８などを有している。
ＲＯＭ５４０６は所定の制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ５４０８はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置５４１０は、制御部３８の機能を実現するためのプログラムを格納している。
キーボード５４１２およびマウス５４１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ５４１６は、様々な情報を表示するものである。
入出力インターフェース５４１８は、周辺装置との間でデータの授受を行うものである。本実施の形態では、入出力インターフェース５４１８は、ポンプ３４、帯電化電源３６に対して動作の実行、停止を指示する信号を供給し、また、アクチュエータ２６のモータ２６０８に対して正逆回転あるいは回転の停止を指示する信号を供給する。
パーソナルコンピュータ５４は、ＣＰＵ５４０２が前記プログラムを実行することによって、制御部３８を実現する。
【００２０】
なお、発生箇所特定部２８Ａの第１撮像部４６Ａ、粉塵検出部３０Ａの第２撮像部４６Ｂの画像情報を入出力インターフェース５４１８を介してパーソナルコンピュータ５４に供給し、ＣＰＵ５４０２が画像処理プログラムを実行することで第１、第２画像処理部４８Ａ、４８Ｂとして機能するようにしてもよい。
【００２１】
次に帯電水粒子散布装置２２Ａの使用方法について説明する。
図１、図２は、バックホウ１０を用いて地盤Ｇの掘削を行ない、掘削土を不図示のダンプトラックの荷台に積載する土工事での使用例を示す。
図１に示すように、バックホウ１０のブーム１６、アーム１８、バケット２０をそれぞれ揺動させることにより、バケット２０によって地盤Ｇが掘削される。
地盤Ｇの掘削に伴い、粉塵が発生する。
すると、発生箇所特定部２８Ａにより粉塵の発生する箇所が特定されるため、向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６のモータ２６０８を制御する。
これにより、帯電水粒子噴出部２４の向きが粉塵が発生する箇所に向けられる。具体的には、帯電水粒子噴出部２４の向きがバケット２０の手前側の空間Ｓに向けられる。
【００２２】
そして、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出すると、動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオンさせ、粉塵抑制動作を実行させる。
これにより、帯電水粒子噴出部２４から噴出された帯電水粒子２が、空間Ｓに向けて移送される。空間Ｓに到達した帯電水粒子２は、例えば負に帯電しているので、空間Ｓの粉塵をクーロン力によって吸着したのち、帯電水粒子２および粉塵の自重により地面に落下する。
なお、帯電水粒子２の平均粒径が前述した８０〜２５０μｍであるのに対して、粉塵の平均粒径は例えば１０μｍ以下である。
このような帯電水粒子２による粉塵の吸着、落下がなされることにより空間Ｓの粉塵の発生が抑制される。
【００２３】
粉塵の発生が抑制されると、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出しなくなるため、この結果に基いて動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオフさせ、粉塵抑制動作を停止させる。
また、掘削作業に応じて再び粉塵が発生し、発生箇所特定部２８Ａにより粉塵の発生する箇所が特定されると、向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御し、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出すると、この結果に基いて動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオンさせ、粉塵抑制動作を実行させる。
【００２４】
また、図２に示すように、バケット２０に収容した掘削土をダンプトラックの荷台に移送するために、バケット２０が高さ位置を維持した状態で上部旋回体１４が旋回すると、上部旋回体１４と一体的にバケット２０も旋回し、バケット２０内の掘削土が振動することで、あるいは、バケット２０周辺の風によって粉塵が発生する場合がある。
この場合も、発生箇所特定部２８Ａにより粉塵の発生する箇所が特定されるため、向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御する。
この場合は、向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きをバケット２０の内部に向けるようにアクチュエータ２６を制御する。
また、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出すると、動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオンさせ、粉塵抑制動作を実行させる。
【００２５】
粉塵の発生が抑制されると、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出しなくなるため、この結果に基いて動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオフさせ、粉塵抑制動作を停止させる。
また、バケット２０の旋回に応じて再び粉塵が発生し、発生箇所特定部２８Ａにより粉塵の発生する箇所が特定されると、向き制御部３８Ａは、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御し、粉塵検出部３０Ａが粉塵を検出すると、この結果に基いて動作制御部３８Ｂは、ポンプ３４、帯電化電源３６の電源をオンさせ、粉塵抑制動作を実行させる。
【００２６】
このような掘削作業に伴って発生する粉塵の抑制、あるいは、バケット２０の旋回に伴って発生する粉塵の抑制が、繰り返して実行されることにより、粉塵の発生を的確に抑制できるので、作業効率の向上を図る上で有利となり、また、バックホウ１０の運転者、あるいは、現場に所在する作業者に粉塵が与える影響を抑制して現場の作業環境を良好に保つ上で有利となる。
また、粉塵が風によって現場近隣の住宅などに流れることを抑制でき、現場近隣の周辺環境を良好に保つ上で有利となる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、帯電水粒子噴出部２４の向きを発生箇所特定部２８Ａで特定された粉塵が発生する箇所に向けるようにアクチュエータ２６を制御するようにしたので、粉塵が発生している箇所に的確に帯電水粒子２を噴射することができ、不必要に水を消費することなく、粉塵の発生を抑制する上でより有利となる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、発生箇所特定部２８Ａを、バケット２０およびその周辺の空間を撮像する第１撮像部４８Ａと、第１撮像部４８Ａで撮像された画像（静止画あるいは動画）を画像処理することにより帯電水粒子２と区別して粉塵が発生する箇所を検出する第１画像処理部５４Ａとで構成した。
したがって、帯電水粒子２を粉塵と誤って検出する可能性が低く、向き制御部３８Ａによってアクチュエータ２６を介して帯電水粒子噴出部２４の向きを的確に制御することができ、不必要に水を消費することなく、粉塵の発生を抑制する上でより有利となる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、粉塵検出部３０Ａの検出結果に基いて、帯電水粒子噴出部２４による帯電水粒子２の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるようにした。
したがって、粉塵が検出されない場合は、帯電水粒子噴出部２４から帯電水粒子２を噴出させるためのポンプ３４および帯電化電源３６の動作が停止されるため、使用する水の量を抑制すると共に、電力消費量を抑制する上で有利となり、帯電水粒子散布装置２２Ａを運用する際に必要となるコストの抑制を図る上で有利となる。
また、タンク３２をバックホウ１０に搭載した場合は、タンク３２の容量が限られるが、水の使用量を抑制することにより、タンク３２に対する水の補給回数を減らすことができ、帯電水粒子散布装置２２Ａの稼働時間を延ばすことできるので、作業効率の向上を図る上で有利となる。
【００３０】
また、本実施の形態では、粉塵検出部３０Ａを、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の画像（静止画あるいは動画）を撮像する第２撮像部４８Ｂと、第２撮像部４８Ｂで撮像された画像（静止画あるいは動画）を画像処理することにより帯電水粒子２と区別して粉塵を検出する第２画像処理部５０Ｂとで構成した。
したがって、帯電水粒子２を粉塵と誤って検出する可能性が低く、動作制御部３８Ｂによって粉塵抑制動作の実行、停止を的確に制御することができ、帯電水粒子散布装置２２Ａを運用する際に必要となるコストの抑制を図る上でより有利となる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
次に図７を参照して第２の実施の形態の帯電水粒子散布装置２２Ｂについて説明する。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施の形態の帯電水粒子散布装置２２Ｂは、発生箇所特定部２８Ｂの構成が第１の実施の形態と異なり、それ以外は第１の実施の形態と同様である。
本実施の形態では、発生箇所特定部２８Ｂは、バケット２０が揺動されているか、バケット２０が高さ位置を維持した状態で旋回されているかを検出する動作検出部５６を備えている。
【００３２】
このような動作検出部５６として、バケット２０の揺動角度を検出する角度センサと、上部旋回体１４の旋回角度を検出する角度センサと、それら２つの角度センサの検出結果に基いてバケット２０が揺動されているか、バケット２０が高さ位置を維持した状態で旋回されているかを判定する判定部とを備えるものが考えられる。
あるいは、このような動作検出部５６として、バケット２０を駆動する油圧シリンダを制御する制御信号と、上部旋回体１４の旋回を行うモータの制御信号とを検出し、それら２つの制御信号の検出結果に基いてバケット２０が揺動されているか、バケット２０が高さ位置を維持した状態で旋回されているかを判定する判定部とを備えるものが考えられる。
なお、動作検出部５６は、上記構成に限定されず、バケット２０が揺動されているか、バケット２０が高さ位置を維持した状態で旋回されているかを検出できるものであれば、その構成は任意である。
【００３３】
また、本実施の形態では、向き制御部３８Ａによるアクチュエータ２６の制御は、バケット２０が揺動されていると検出されたときは帯電水粒子噴出部２４の向きをバケット２０の手前の粉塵が発生する箇所に向け、バケット２０が水平旋回されているときは帯電水粒子噴出部２４の向きを帯電水粒子噴出部２４の向きをバケット２０内部に向けるようになされる。
【００３４】
このような第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、発生箇所特定部２８Ｂが、バケット２０が揺動されているか、バケット２０が高さ位置を維持した状態で旋回されているかを検出する動作検出部５６で構成されているので、例えば、夜間や早朝などのように暗い環境下であり、画像処理による粉塵の発生箇所の特定が困難な場合であっても、粉塵の発生箇所の特定を行える。
そのため、そのような環境下であっても、的確に粉塵の発生箇所を特定できるため、向き制御部３８Ａによってアクチュエータ２６を介して帯電水粒子噴出部２４の向きを的確に制御することができ、不必要に水を消費することなく、粉塵の発生を抑制する上でより有利となる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
次に図８を参照して第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態の帯電水粒子散布装置２２Ｃは、粉塵検出部３０Ｂの構成が第１、第２の実施の形態と異なり、それ以外は第１、第２の実施の形態と同様である。
粉塵検出部３０Ｂは、パーティクルカウンタ５８で構成されている。
パーティクルカウンタ５８は、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中の粉塵を検出できるように、粉塵が発生する箇所の空間Ｓに設置する。
パーティクルカウンタ５８は、大気中の粒子の存在を、その粒子径の大きさに基いて区分して検出するものである。
前述したように、帯電水粒子２の平均粒径は８０〜２５０μｍであり、粉塵の平均粒径は１０μｍ以下であるため、パーティクルカウンタ５８は、帯電水粒子２の粒子径よりも小さい粒子径の粒子を粉塵として区別して検出することができる。
このような第３の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第３の実施の形態では、粉塵検出部３０Ｂとしてパーティクルカウンタ５８を用いたので、帯電水粒子２を粉塵と誤って検出することがないことは無論のこと、第１の実施の形態に比較して第２撮像部４８Ｂ、第２画像処理部５０Ｂといった複雑な処理を行なう装置が不要となるため、構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、粉塵の色が帯電水粒子２と類似するような場合であっても、帯電水粒子２を粉塵と誤って検出することがないため、粉塵検出部３０Ｂによる粉塵の検出結果に基いて動作制御部３８Ｂが粉塵抑制動作の実行と停止を的確に制御する上で有利となる。
【００３６】
（第４の実施の形態）
次に図９を参照して第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態の帯電水粒子散布装置２２Ｄは、粉塵検出部３０Ｃの構成と制御部３８による制御が第１〜第３の実施の形態と異なっている。
粉塵検出部３０Ｃは、光電検出部６０で構成されている。
光電検出部６０は、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中の粉塵を検出できるように、粉塵が発生する箇所の空間Ｓに設置する。
光電検出部６０は、粉塵発生箇所または粉塵飛散を防止する箇所の大気中に照射した光に基いて大気中の粒子を検出するものである。光電検出部６０の検出方式としては、検知光が大気中の粒子によって遮られることで粒子を検出する方式、あるいは、検知光が大気中の粒子で散乱された散乱光に基いて粒子を検出する方式など従来公知の様々な検出方式が使用可能である。
したがって、光電検出部６０を用いた場合は、粉塵と、帯電水粒子２との２種類の粒子を区別して検出することができない。
そこで、第４の実施の形態では、図１０のフローチャートに示すような動作を実行することで、粉塵検出部３０Ｃによる粉塵の検出結果に基いて粉塵抑制動作の実行と停止を的確に制御するようにしている。
【００３７】
本実施の形態では、動作制御部３８Ｂは、粉塵検出部３０Ｃの検出結果の受け付けを有効、無効とする機能を備えている。
すなわち、動作制御部３８Ｂが粉塵検出部３０Ｃの検出結果の受け付けを有効とした状態では、動作制御部３８Ｂは粉塵検出部３０Ｃの検出結果の有無を判定する動作を実行する。
これに対して、動作制御部３８Ｂが粉塵検出部３０Ｃの検出結果の受け付けを無効とした状態では、動作制御部３８Ｂは粉塵検出部３０Ｃの検出結果を無視し、粉塵検出部３０Ｃの検出結果の有無を判定する動作を実行しない。
なお、発生箇所特定部２８Ａ（または２８Ｂ）による粉塵の発生箇所の特定と、向き制御部３８Ａによりアクチュエータ２６を介して帯電水粒子噴出部２４の向きを粉塵の発生箇所に向ける制御とについては、第１、第２の実施の形態と同様であるため、以下では説明を省いている。
【００３８】
図１０のフローチャートに沿って説明すると、まず、動作制御部３８Ｂは、粉塵検出部３０Ｃの検出結果の受け付けを有効とする（ステップＳ１０）。
次いで、動作制御部３８Ｂは、粉塵の検出結果が有りであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２が否定であればステップＳ１０に戻る。
ステップＳ１０が肯定ならば、動作制御部３８Ｂは、粉塵抑制動作を実行する（ステップＳ１４）。
次いで、動作制御部３８Ｂは、粉塵抑制動作を実行してからの経過時間が予め定められた動作期間Ｔ１（例えば３０秒）経過したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００３９】
ステップＳ１６が否定ならばステップＳ１６を繰り返す。
ステップＳ１６が肯定ならば動作制御部３８Ｂは、粉塵検出結果の受け付けを無効とした状態で粉塵抑制動作を強制的に停止する（ステップＳ１８）。
そして、動作制御部３８Ｂは、粉制動作を停止した状態で予め定められた待機期間Ｔ２（例えば５秒）経過したか否かを判定する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０が否定ならばステップＳ２０を繰り返す。
ステップＳ２０が肯定ならば、すなわち待機期間Ｔ２が終了したならば、動作制御部３８Ｂは粉塵の検出結果の受け付けを有効とした状態に復帰し（ステップＳ２２）、ステップＳ１２に戻り、以上の動作を繰り返して実行する。
【００４０】
すなわち、動作制御部３８Ｂが行なうステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２の処理内容をまとめると以下の通りである。
すなわち、粉塵検出部３０Ｃによる粉塵の検出結果に対応して粉塵抑制動作を予め定められた動作期間Ｔ１実行すると、予め定められた待機期間Ｔ２、粉塵検出部３０Ｃによる粉塵の検出結果の受け付けを無効とした状態で粉塵抑制動作を強制的に停止し、待機期間Ｔ２が終了したならば、粉塵検出部３０Ｃによる粉塵の検出結果の受け付けを有効とした状態に復帰させる。
なお、動作期間Ｔ１、待機期間Ｔ２の時間は粉塵の発生状況などに応じて適宜設定される。
【００４１】
このような第４の実施の形態においても第１〜第３の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第４の実施の形態では、帯電水粒子２と粉塵とを区別して検出することが難しい光電検出部６０を用いても、第１〜第３の実施の形態と同様に、使用する水の量を抑制すると共に、電力消費量を抑制する上で有利となり、帯電水粒子散布装置２２Ｄを運用する際に必要となるコストの抑制を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、帯電水粒子２を粉塵と誤って検出することなく、画像処理部４８やパーティクルカウンタ５８に比較して安価な光電検出部６０を用いることができるため、帯電水粒子散布装置２２Ｄのコストを抑制する上で有利となる。
また、粉塵の色が帯電水粒子２と類似するような場合であっても、粉塵検出部３０Ｃによる粉塵の検出結果に基いて動作制御部３８Ｂが粉塵抑制動作の実行と停止を的確に制御する上で有利となる。
【００４２】
（第５の実施の形態）
次に図１０を参照して第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態の帯電水粒子散布装置２２Ｅは、遠隔制御により帯電水粒子噴出部２４による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるようしたものである。
帯電水粒子散布装置２２Ｅは、上述した帯電水粒子噴出部２４と、タンク３２と、ポンプ３４と、帯電化電源３６の他に、遠隔制御部７０と、通信部７２と、リモートコントローラ７４とを含んで構成されている。
なお、アクチュエータ２６は省略されており、帯電水粒子噴出部２４は、その向きが粉塵が発生しやすい箇所を向くようにアーム１８に取着されている。また、自在継手などを介して帯電水粒子噴出部２４の向きを手動により調節可能とするようにアーム１８に取着するなど任意である。
【００４３】
遠隔制御部７０は、リモートコントローラ７４から送信される制御信号に基いて帯電水粒子噴出部２４による帯電水粒子の噴出を行なう粉塵抑制動作を実行あるいは停止させるものである。
このような遠隔制御部７０は、例えばリレー回路により、あるいは、プログラマブルロジックコントローラにより、あるいは、マイクロコンピュータによって構成される。
通信部７２は、リモートコントローラ７４から送信される制御信号を受信して遠隔制御部７０に供給するものである。
リモートコントローラ７４は、作業者の操作により、粉塵抑制動作を実行あるいは停止させる指示を行なう制御信号を、無線回線を介して、あるいは、有線回線を介して通信部７２に送信するものである。
【００４４】
第５の実施の形態によれば以下の効果が奏される。
バックホウ１０の運転者あるいは現場に所在する作業者が、目視により粉塵の発生状況を確認した上で、リモートコントローラ７４を操作することにより粉塵抑制動作の実行と停止を行なうことができる。
したがって、遠隔制御部７０とリモートコントローラ７４とを用意すれば足るため、帯電水粒子散布装置２２Ｅの構成を簡素化する上で有利となる。そのため、コストを抑制し、不必要な水の使用量を削減しつつ、バックホウ１０の運転者、あるいは、現場に所在する作業者に粉塵が与える影響を抑制して現場の作業環境を良好に保つ上で有利となる。
なお、リモートコントローラ７４は２つ以上設けてもよい。
その場合は、バックホウ１０の運転者と、現場に所在する１人以上の作業者とがそれぞれリモートコントローラ７４を操作することができるため、粉塵の発生状況に対応して的確に粉塵抑制動作の実行と停止を行なう上で有利となる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バックホウ（建設機械）
１２  下部走行体（走行体）
１４  上部旋回体１４
１６  ブーム
１８  アーム
２０  バケット
２２Ａ〜２２Ｅ  帯電水粒子散布装置
２４  帯電水粒子噴出部
２６  アクチュエータ
２８Ａ、２８Ｂ  発生箇所特定部
３０Ａ〜３０Ｃ粉塵検出部
３８  制御部
３８Ａ  向き制御部
３８Ｂ  動作制御部
４８Ａ  第１撮像部
４８Ｂ  第２撮像部
５０Ａ  第１画像処理部
５０Ｂ  第２画像処理部
５６  動作検出部
５８  パーティクルカウンタ
６０  光電検出部
７０  遠隔制御部
７２  通信部
７４  リモートコントローラ
【図１】
2018071101.tif 000003
【図２】
2018071101.tif 000004
【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】
2018071101.tif 000009
【図８】
2018071101.tif 000010
【図９】
2018071101.tif 000011
【図１０】
2018071101.tif 000012
【図１１】
2018071101.tif 000013