(57)【要約】【課題】  狭隘な空調ダクトに適用可能であり、清掃時に内壁面等の破損を防止することができる効果的な客車車輌用の清掃システムを提供する。【解決手段】  清掃装置３０は、清掃用ブラシ４０と、屈曲可能であり、かつ、ピアノ線４６が内装されている圧縮空気を供給するための接続管４５とを備えている。また、清掃用ブラシ４０の駆動ヘッド部５０は、複数本のブラシ体５１を有し、接続管４５を介して揺動可能に圧縮空気の給気ホース１８と接続しており、ピアノ線４６が直線状態となるように復元可能に構成されている。【選択図】  図２
2019111464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮装置と、前記空気圧縮装置と給気管を介して接続されている、清掃用ブラシを有する清掃装置と、
前記清掃装置により剥離した塵埃を回収するための吸引装置と、集塵装置と、を備える客車車輌における空調ダクトを清掃するための客車車輌用空調ダクト清掃システムであって、
前記清掃用ブラシは、エアモータにより回動可能である駆動ヘッド部と、
屈曲可能であり、かつ、直線状態に復元可能である弾性線条体が内装されている、前記駆動ヘッド部に圧縮空気を供給するための接続管と、を備え、
前記駆動ヘッド部は、複数本のブラシ体を有するとともに、前記接続管を介して揺動可能となるように前記給気管と接続していること、を特徴とする客車車輌用空調ダクト清掃システム。
【請求項２】
空気圧縮装置と、前記空気圧縮装置と給気管を介して接続されている、清掃用ブラシを有する複数の清掃装置と、
前記清掃装置により剥離した塵埃を回収するための吸引装置と、集塵装置と、を備える客車車輌における空調ダクトを清掃するための客車車輌用空調ダクト清掃システムであって、
前記各清掃用ブラシは、エアモータにより回動可能である駆動ヘッド部と、
屈曲可能であり、かつ、直線状態に復元可能である弾性線条体が内装されている、前記駆動ヘッド部に圧縮空気を供給するための接続管と、を備え、
前記駆動ヘッド部は、複数本のブラシ体を有するとともに、前記接続管を介して揺動可能となるように前記給気管と接続しており、
前記各清掃用ブラシの各接続管は、前記給気管から分岐して接続されていること、を特徴とする客車車輌用空調ダクト清掃システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車輌の空調ダクト内に堆積している塵埃を清掃除去する客車車輌用空調ダクト清掃システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公共交通機関である鉄道車輌には運行上の規定があり、客室上部に配置されている空調ダクトは、高さ約１００ｍｍ及び幅約２５０ｍｍの狭隘な空間となっている。その上、内部には、保温材或いは空調給気時の消音用の内装材等（以下、「内装材等」という。）が貼付されている。それらは、約３ｍｍ〜１０ｍｍの厚さを有しているため、空調ダクトの実寸法は、高さ約８０ｍｍ〜９４ｍｍ及び幅約２３０ｍｍ〜２４４ｍｍと更に狭隘な空間となってしまっている。
【０００３】
上記空調ダクトの清掃は、鉄道車輌のオーバーホール時において、屋上部に設けられている空調機を取り外した際に、その下部空間のみを掃除機で吸引すること以外に方法が存在していなかった。そのため、塵埃、臭気、雑菌の繁殖等が発生することが問題となっており、効果的な清掃方法の開発が望まれていた。
【０００４】
一方、ビル等の空調ダクトを清掃するための従来のダクト清掃システムとして、自在に屈曲しうる材料から形成したエアホ−スの先端に、直接若しくは連結具を介してパイプを接続し、当該パイプに軸受を介して先端にブラシを取着した回転体を回動自在に嵌合させ、上記パイプに形成した貫通孔から吐出した上記エアホースからのエアが上記回転体の内面に固定した羽根車に当たり、上記回転体の後方の貫通孔から逆噴射するように形成し、上記回転体を、前進及び回転可能に構成した技術が存在している（特許文献１参照）。
【０００５】
また、空調ダクトの清掃方法として、他の各種方法が採用されている。
すなわち、（ａ）空調ダクト内に吹き流し上の清掃具を送りこみ、送風機からの空気流により清掃する方法、（ｂ）空調ダクト内に多数の穿孔を行ない、穿孔部から掃除機のホースを挿入し、人力により清掃する方法、（ｃ）空調ダクト内に所定間隔で穿孔し、穿孔部にバルブ状の器具を取り付け、当該穿孔部から挿入したホースを不規則に移動させることにより塵埃を剥離し、吸引除去する方法、（ｄ）高圧エア回転ブラシを備える電動ロボットを、空調ダクト内に挿入して清掃する方法等が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５４９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のダクト清掃システムを使用し、高圧エアを噴出させることにより客車車輌の空調ダクトを清掃する場合には、空調ダクトが狭隘であることから、内装材等を破損するのみで、塵埃等を剥離して清掃することは不可能であった。
【０００８】
また、仮に、上記（ａ）〜（ｄ）の各清掃方法を使用したとしても、上記と同様の理由により、内装材等を剥離させることなく、長期間にわたり空調ダクト内に堆積した塵埃のみを完全に剥離させることは不可能であった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、客車車輌における狭隘な空調ダクトに適用可能であり、清掃時に空調ダクトの内装材等の破損を防止することを可能とした、清掃効果を優れた空調ダクト清掃システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、空気圧縮装置と、上記空気圧縮装置と給気管を介して接続されている、清掃用ブラシを有する清掃装置と、上記清掃装置により剥離した塵埃を回収するための吸引装置と、集塵装置と、を備える客車車輌における空調ダクトを清掃するための客車車輌用空調ダクト清掃システムであって、上記清掃用ブラシは、エアモータにより回動可能である駆動ヘッド部と、屈曲可能であり、かつ、直線状態に復元可能である弾性線条体が内装されている、上記駆動ヘッド部に圧縮空気を供給するための接続管と、を備え、上記駆動ヘッド部は、複数本のブラシ体を有するとともに、上記接続管を介して揺動可能となるように上記給気管と接続していること、を特徴としている。
【００１１】
ここで、空気圧縮装置と清掃装置の間には、圧縮空気タンクやオイルフィルタなどの装置が介装されていてもよい。また、圧縮空気量や圧縮空気圧は、空気圧縮装置の設定により、所望の値に調節可能となっている。
【００１２】
また、接続管は、所定の柔らかさ（内装材等を損傷しない程度の軟度）を備える柔軟性を有することで屈曲可能となっているものであれば好適である。
さらに、接続管の弾性線条体は、直線状態となるように復元可能となる性質を有するピアノ線や硬鋼線等を使用することが好適である。加えて、弾性線条体の接続管への内装態様を問うものではなく、管体又は中空部に適宜の方法で設けられているものであればよい。
【００１３】
本発明によれば、清掃用ブラシは、屈曲可能である接続管を備えているため、空調ダクトの内壁面に接続管が接触した場合でも、その位置を直ちに修正可能であり、内装材等を損傷することがなく、効果的に清掃作業を継続することができる。
【００１４】
また、接続管には弾性線条体が内装されており、当該弾性線条体は直線状態に復元可能に構成されていることから、その復元力により、駆動ヘッドの進行方向に向けて、適切な位置に戻ることができる。そのため、接続管が複雑な動きをした場合であっても、当該接続管がもつれることや、圧縮空気の供給を妨げること等を防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、空気圧縮装置と、上記空気圧縮装置と給気管を介して接続されている、清掃用ブラシを有する複数の清掃装置と、上記清掃装置により剥離した塵埃を回収するための吸引装置と、集塵装置と、を備える客車車輌における空調ダクトを清掃するための客車車輌用空調ダクト清掃システムであって、上記清掃用ブラシは、エアモータにより回動可能である駆動ヘッド部と、屈曲可能であり、かつ、直線状態に復元可能である弾性線条体が内装されている、上記駆動ヘッド部に圧縮空気を供給するための接続管と、を備え、上記駆動ヘッド部は、複数本のブラシ体を有するとともに、上記接続管を介して揺動可能となるように上記給気管と接続しているとともに、上記各清掃用ブラシの各接続管は、上記給気管から分岐して接続されていること、を特徴としている。
【００１６】
ここで、各清掃用ブラシにおける各駆動ヘッド部は、回転方向を自在に制御可能とすることが好適である。
【００１７】
本発明によれば、複数本の清掃用ブラシを備えることにより、さらに効率的に清掃作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、狭隘な客車車輌の空調ダクトに適用可能であり、清掃時に内装材等の破損を防止することができる清掃効果に優れた客車車輌用空調ダクト清掃システムを提供することができる。特に、本発明を利用することにより、長年の客車車輌の運行により空調ダクト内に堆積した塵埃を清掃除去し、清浄な調和空気を客室内に供給することができるため、利用者に快適な車輌空間を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の客車車輌用空調ダクト清掃システムの第１実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明の客車車輌用空調ダクト清掃システムにおける清掃装置を示す平面図である。
【図３】本発明の客車車輌用空調ダクト清掃システムにおける清掃装置の清掃用ブラシにおける駆動ヘッド部を示す断面図である。
【図４】本発明の客車車輌用空調ダクト清掃システムの第２実施形態を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、鉄道車輌Ｔを清掃するための本発明の客車車輌用空調ダクト清掃システム１（以下、「本空調ダクト清掃システム」という場合がある。）の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、図面に基づく説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
［空調ダクト］
まず、清掃される鉄道車輌Ｔの空調ダクトＤについて、簡単に説明する。
図１に示すように、鉄道車輌Ｔでは、天井部に空調ダクトＤが設けられており、空調機Ｎと複数のシロッコファン（図示せず）が備えられている。
【００２２】
各シロッコファンは、車幅方向の中央部であり、かつ、車長方向に所定間隔で配置されている。このシロッコファンの左右には、同一構造である直方体形状の長尺の空調ダクトＤが、車長方向に延在している。また、空調機Ｎは、鉄道車輌Ｔの車長方向の屋上中央部において突設されている。この空調機Ｎにより、調温された調和空気が空調ダクトＤに供給され、当該空調ダクトＤの側面の複数箇所に設けられている吹出孔Ｄ１，Ｄ２から適温の空気が客室Ｋに導風されるようになっている。
【００２３】
（１）本空調ダクト清掃システムの構成
［全体構成］
本空調ダクト清掃システム１は、清掃装置３０と、空気圧縮機１１（空気圧縮装置）と、圧縮空気タンク１２（水抜きタンク）と、サイクロン集塵機２１（集塵装置）と、フィルタ及び吸引機を内蔵したフィルタ式強力集塵機２２（集塵装置及び吸引装置）とを主要部として構成されている（図１）。
【００２４】
空気圧縮機１１は、第１エアホース１６（給気管）を介して、空気圧縮機１１から供給されてきた圧縮空気を貯留するための圧縮空気タンク１２と接続している。圧縮空気タンク１２の排出部には、オイルフィルタ１３を介して第２エアホース１７が接続されている。この第２エアホース１７はホースドラム１４に接続されており、給気ホース１８（給気管）を介して乾燥空気を清掃装置３０に供給できるようになっている。
【００２５】
また、空調ダクトＤは、複数の吹出孔Ｄ２と接続されている小口径の複数本の第１吸引管２６と、当該各第１吸引管２６と接続されている大口径の第２吸引管２７を介して、サイクロン集塵機２１と接続している。サイクロン集塵機２１は、排気管２８を介して、フィルタ式強力集塵機２２と接続している。上記フィルタ式強力集塵機２２には、吸気口側から順に中性能フィルタと高性能フィルタ（ともに図示せず）が設けられている。上記構成により空調ダクトＤ内の空気を、各吸引管２６，２７を介して、外部に吸引することにより、サイクロン集塵機２１で大塵芥を除去し、フィルタ式強力集塵機２２で細密な粉塵を除去できるようになっている。
【００２６】
［清掃装置］
図２に示すように、清掃装置３０は、２本の清掃用ブラシ４０と、当該２本の清掃用ブラシ４０を給気ホース１８に接続するめの連結体３５とを備えている。後に詳述するが、清掃用ブラシ４０は、駆動ヘッド部５０と、当該駆動ヘッド部５０に圧縮空気を供給するための可撓性を有する接続管４５とを備えている。
【００２７】
上記のとおり、第２エアホース１７の一端部が接続されているホースドラム１４は、給気ホース１８の一端部と接続しており、第２エアホース１７と給気ホース１８と連通している。給気ホース１８は、ホースドラム１４に捲回されており、駆動ヘッド部５０が前進することに伴い、当該給気ホース１８がホースドラム１４から送り出され、また、当該ホースドラム１４を逆方向に回転させることにより、給気ホース１８が巻き戻され、清掃用ブラシ４０の駆動ヘッド部５０が後進できるようになっている。
【００２８】
なお、給気ホース１８及び接続管４５は、内径約２３ｍｍであり、４気圧〜７気圧程度の圧力に耐えられ、軽く柔軟性に富む可撓性の合成樹脂で形成された専用ホースであり、少なくとも鉄道車輌Ｔの車長の長さを有している。
【００２９】
給気ホース１８の他端部は、Ｙ字状に形成されている連結体３５の基端部と接続されている。また、連結体３５の２つの先端部は、各接続管４５の一端部と接続されることにより、給気ホース１８から分岐して各清掃用ブラシ４０の各接続管４５が連通することになる。さらに、駆動ヘッド部５０におけるエアモータ６０の給気口（図示せず）は、上記接続管４５の他端部に挿設されている。
【００３０】
連結体３５は、清掃用ブラシ４０が空調ダクトＤの底面等と接触することを防止するために、また、清掃用ブラシ４０が空調ダクトＤ内の移動を円滑に行うことができるように車台３７に載置されている。この車台３７は、空調ダクトＤの幅方向に設けられた車軸の両側に一対の移動補助用の車輪３７ａが設けられており、円滑に移動が可能となっている。
【００３１】
また、詳細な説明は省略するが、図３に示すように、駆動ヘッド部５０は、公知の構造である内装されているエアモータ６０により、回動自在となっている。なお、駆動ヘッド部５０は、空気圧縮機１１から供給される圧縮空気で回動するとともに、後端部の噴出孔５０ｂから噴出される圧縮空気（以下、「噴出圧縮空気」という。）により推進力を得ることにより、接続管４５の基端部を起点として上下左右に揺動することが可能となっている。
【００３２】
上記駆動ヘッド部５０の前面には、放射状に複数本のブラシ体５１が植設されている。なお、駆動ヘッド部５０は、各ブラシ体５１により、空調ダクトＤの幅方向の全体を一度に清掃できる程度の寸法に形成されている。
【００３３】
また、各駆動ヘッド部５０は、エアモータ６０に供給される圧縮空気の吸気孔（図示せず）を切り替えることにより、回転方向を制御できるようになっている。そして、平面視で左右の各駆動ヘッド部５０は、互いに水平方向に離間する向きであり、その回転方向が異なる方向になるように（一方が時計回り、他方が反時計回りとなるように）制御可能となっている。なお、空調ダクトＤの内装材等を破損しないためには、エアモータ６０の回転数は、駆動源である圧縮空気の供給量を制御することや、遊星歯車機構構（図示せず）を利用して減速することで、５００回転〜８００回転とすることが好適である。
【００３４】
接続管４５は、中空である外側筒部４６と、ピアノ線４７（弾性線条体）とから構成されている。外側筒部４６は、所定の柔らかさ（内装材等を損傷しない程度の軟度）を備える柔軟性を有する合成樹脂製であり、屈曲可能に形成されている。また、外側筒部４６における中空部には、長手方向にピアノ線４７が挿通されている。ピアノ線４７の両端部は、伸縮自在に倦回されており、接続管４５の基端部（連結体３５との接続部）を起点として、駆動ヘッド部５０が揺動自在となっているとともに、ピアノ線４７の復元力により、接続管４５が直線状態に復元可能となっている。
【００３５】
（２）本空調ダクト清掃システムの使用方法
続いて、本空調ダクト清掃システム１を使用して、鉄道車輌Ｔの空調ダクトＤを清掃する方法について説明する。
【００３６】
まず、清掃装置３０を、空調ダクトＤの吹出孔Ｄ１からその内部に挿入する。
続いて、空気圧縮機１１、サイクロン集塵機２１、フィルタ式強力集塵機２２を動作させる。
【００３７】
空気圧縮機１１から供給された高圧の圧縮空気は、圧縮空気タンク１２及びオイルフィルタ１３で、水及び機械油が取り除かれて乾燥圧縮空気となり、給気ホース１８及び接続管４５を通り、清掃用ブラシ４０の駆動ヘッド部５０に供給される。この時に、圧縮空気の供給量を適切に設定することにより、駆動ヘッド部５０の回転数が、空調ダクトＤの内装材等を損傷しない回転数となるように、その調整を行う。
【００３８】
そして、上記駆動ヘッド部５０は、噴出圧縮空気の逆噴射力で前進し、空調ダクトＤの内部を不規則に運動する。また、エアモータ６０の動作により、各駆動ヘッド部５０のブラシ体５１が回転し、空調ダクトＤの壁面をブラッシングすることにより、塵埃を剥離させるとともに、噴出圧縮空気によって生じた乱気流によって剥離が促進される。
【００３９】
上記作用によって剥離した塵埃は、噴出圧縮空気により、駆動ヘッド部５０の進行方向に対して後方に送られる。フィルタ式強力集塵機２２の動作により、空調ダクトＤ内が減圧されていることから、後方に送られた塵埃は、第１吸引管２６及び第２吸引管２７を通して、サイクロン集塵機２１及びフィルタ式強力集塵機２２の順に送られる。そして、サイクロン集塵機２１において大塵芥が除去され、フィルタ式強力集塵機２２において細密な粉塵が除去されることになる。
【００４０】
なお、清掃終了後には、給気ホース１８を巻き戻し、清掃装置３０を空調ダクトＤの外部に取り出すことになる。
【００４１】
（３）本空調ダクト清掃システムの作用及び効果
本空調ダクト清掃システム１によれば、清掃用ブラシ４０の駆動ヘッド部５０は、エアモータ６０を利用することにより小型化及び軽量化を図ることができ、加えて、駆動源である圧縮空気の供給量を制御することや、遊星歯車機構構を利用して減速することで、塵埃の剥離に必要最小の回転数とすることができる。したがって、狭隘な空調ダクトＤ内の清掃に特化した清掃装置３０を構成することができる。加えて、小型化した複数の清掃用ブラシ４０を備えることにより、効率的に、狭隘な空調ダクトＤ内の清掃作業を行うことができる。
【００４２】
また、清掃作業時において、駆動ヘッド部５０は不規則に運動することになり、接続管４５も当該駆動ヘッド部５０の動きに追従して移動することになる。その場合において、接続管４５の外側筒部４６は、所定の柔らかさ（内装材等を損傷しない程度の軟度）を有しているため、空調ダクトＤの内壁面に外側筒部４６が接触した場合でも、内装材等を損傷することがなく、効果的に清掃作業を継続することができる。
【００４３】
また、外側筒部４６は屈曲可能であり、駆動ヘッド部５０の動きに連動して、迅速に動作することが可能であるが、ピアノ線４６が内装されているため、その復元力により、駆動ヘッド５０の進行方向に向かい直線状態となるように、その位置が復元されることになる。したがって、接続管４５が複雑な動きをした場合であっても、当該接続管４５がもつれることや、圧縮空気の供給を妨げること等を防止することができる。
【００４４】
また、清掃装置３０を構成する連結体３５は、移動補助用の車輪３７ａが設けられている車体３７に載置されている。そのため、圧縮空気の供給時において、駆動ヘッド部５０と接続管４５が、空調ダクトＤの内部空間内に浮遊した状態となり、当該空調ダクトＤの底面部等と接触することを防ぐことができ、内装材等の損傷を防止することができる。
【００４５】
また、清掃用ブラシ４０には、圧縮空気により駆動するエアモータ６０を使用していることから、空調ダクトＤ内部に存在している可燃性の塵埃（綿ほこり等）を、清掃時に燃焼等させることを防止することができるため、安全に清掃作業を行うことが可能となる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、圧縮空気を、清掃用ブラシ４０の進行方向に対して、後方に噴出させている。したがって、剥離した粉塵を空調ダクトＤの床面に堆積させることなく、浮遊粉塵として後方に送ることができ、後方に設置したサイクロン集塵機２１等により容易に回収することが可能となる。
【００４７】
［その他の実施形態］
第２実施形態の本空調ダクト清掃システム２は、その構成要素は、第１実施形態と同様であるが、清掃装置３０と、サイクロン集塵機２１及びフィルタ式強力集塵機２２の設置態様が異なっている。
【００４８】
すなわち、本実施形態では、空調機Ｎを取り外すことにより形成された鉄道車両Ｔの屋上開口部Ｔ１から空調ダクトＤの内部に、清掃装置３０と、サイクロン集塵機２１と接続されている吸引管２７’を挿入している。そして、圧縮空気を、清掃用ブラシ４０の進行方向に対して、後方に噴出させ、剥離した粉塵を空調ダクトＤの床面に堆積させることなく、浮遊粉塵として後方に送り、サイクロン集塵機２１等により回収することにより、その内部の清掃を行うものである（図４）。
【００４９】
本実施形態の本空調ダクト清掃システム２によれば、定期的に鉄道車Ｔのオーバーホールを行う際において、空調機Ｎの取り外し作業時を利用して、容易に清掃作業を行うことができる。
【００５０】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
【００５１】
例えば、本空調ダクト清掃システムを構成する、空気圧縮装置、集塵装置、吸引装置の仕様等は、清掃を行う空調ダクトの形状及び寸法に応じて、適宜定めることができる。また、清掃装置を構成する各要素、各給気管及び接続管の仕様、材質、寸法、形状及び設置方法等に関しても、適宜定めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１，２    客車車輌用空調ダクト清掃システム
Ｄ      空調ダクト
１１    空気圧縮機（空気圧縮装置）
１８    給気ホース（給気管）
２１    サイクロン集塵機（集塵装置）
２２    フィルタ式強力集塵機（集塵装置及び吸引装置）
３０    清掃装置
３５    連結体
４０    清掃用ブラシ
４５    接続管
４６    外側筒部
４７    ピアノ線（弾性線条体）
５１    ブラシ体
６０    エアモータ
【図１】
2019111464.tif 000003
【図２】
2019111464.tif 000004
【図３】
2019111464.tif 000005
【図４】
2019111464.tif 000006