(57)【要約】      （修正有）【課題】レーキアーム回転式除塵機において、レーキが掻揚げ動作を行う際の過負荷状態を検出する機構を有することによって、レーキユニットの過負荷状態を高精度に検出しさらに高耐久なレーキの過負荷検出機構を提供する。【解決手段】過負荷検出機構となるレーキユニット２０は、レーキ２４の掻き揚げ動作でレーキ２４が下部の堆積物Ａに衝突すると、連結軸２３が駆動部フレーム２１の軸穴２１ａ内部を移動してバランスをとって停止するとともに、レーキアーム２２が掻き揚げ動作の回転方向とは逆方向に連結軸２３の停止位置を中心に揺動することによりレーキアーム２２の傾斜角が変化し、傾斜角センサー２６がレーキアーム２２の傾斜角及びその変化を検知し、所定の傾斜角の変化となるとレーキが過負荷状態と判定してレーキの掻き揚げ動作を停止させるレーキの過負荷検出機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を遮るように設置されたスクリーンに沿って水中の塵芥をレーキが昇降動作及び回転動作を伴って掻き上げるレーキアーム回転式除塵機において、
前記レーキと、一端が該レーキに取り付けられ他端に連結軸を有するレーキアームと、一端に回転駆動部を有し他端に前記レーキアームの前記連結軸を連結するための軸穴を有する駆動部フレームと、傾斜角センサーと、を有するレーキユニットが設けられ、
前記駆動部フレームの前記軸穴の直径が前記連結軸の直径より大きく設定されて該連結軸が該軸穴に遊動可能に連結されており、
前記レーキの掻き上げ動作で該レーキが水路底部の堆積物に衝突し該レーキに所定の負荷が加わると、
前記連結軸が前記駆動部フレームの前記軸穴内部を移動してバランスをとって停止するとともに、前記レーキアームが掻き上げ動作の回転方向とは逆方向に該連結軸の前記停止位置を中心に揺動することによりレーキアームの傾斜角が変化し、
前記傾斜角センサーが前記レーキアームの傾斜角及びその変化を検出し、所定の傾斜角の変化となると前記レーキが過負荷状態と判定して該レーキの掻き上げ動作を停止させること
を特徴とするレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構。
【請求項２】
前記傾斜角センサーが前記レーキアームの所定の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路に設置され、水路内の塵芥をスクリーンにて捕捉し、レーキの昇降動作及び回転動作を伴った動作によって掻き上げるレーキアーム回転式除塵機において、レーキが掻揚げ動作を行う際の過負荷状態を検出する機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下水処理場や河川排水処理場における下水或いは排水処理においては、処理する下水或いは排水中に含まれるごみを除去するために、流水路を遮断するように配設して該流水中のごみを捕捉するためのスクリーンを配設し、該スクリーンと噛合し、かつスクリーンに沿って移動し、スクリーンによる捕捉ごみを掻き上げ、排出するためのレーキ装置とにより構成するレーキ式除塵機を設置している。
このスクリーンは、細帯状で同サイズの平鋼の複数本を等間隔に隣接配設し、かつスクリーン前面を同一面になるように固定して構成しているものがある。
【０００３】
レーキ装置には、特許文献１のように、巡回走行する可動レーキで塵芥を掻揚げられ、シュータに搬送されて排出される構成のものがある。
【０００４】
また、近年、下水処理場や河川排水処理場に流入するごみを、後処理を考慮してできるだけ細塵をも除去できるよう、細塵除去用のスクリーンを用いたレーキ式除塵機を設置するようにしている。この細塵除去用のスクリーンを用いたレーキ式除塵機としては、捕捉可能なごみの大きさに応じてスクリーンの目幅を定め、このスクリーン目幅内に円滑に挿入できるようレーキ装置のレーキ爪の間隔を定めている。
【０００５】
上記細塵除去を可能とするためのレーキユニットの一例として、特許文献２や図３・図４の従来例のように、スクリーンに沿って往復し、また水路底部の細塵等の堆積物を掻き上げるためにレーキ先端部が揺動するような回転軸を有したレーキユニットがある。
【０００６】
図３・図４のようなレーキユニット２００では、特に底部の堆積物を掻き上げる際、レーキユニット２００が堆積物に衝突し過負荷がかかって各部を破損する可能性がある。そこで、レーキユニット２００に過負荷検出用リミットスイッチ２０６を設け、図４（ｄ）のように、レーキ２０４、レーキアーム２０２が掻き上げようとする方向と反対方向へ揺動してしまったときには過負荷がかかったとしてリミットスイッチ２０６が作動しレーキユニット２００を停止させる仕組みを有している除塵機がある。なお、図３は従来例の全体図、図４は従来例のリミットスイッチ作動原理を示す図となっている。
【０００７】
また、過負荷検出の他の方法として、レーキを作動させるための電動機の過電流を検出して過負荷状態を判定しレーキユニットを停止させる方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３２２９５３５号
【特許文献２】特許第４８０５２１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図３・図４のようなレーキユニットの従来のリミットスイッチによる過負荷検出方法では、リミットスイッチの水中使用において可動部分等の耐久性に問題があった。さらに、リミットスイッチによる機械的なＯＮＯＦＦ検出となるため、細やかな検出設定を行うことに限界があった。
また、電動機の過電流を検出する方法でも、過電流のたびに電動機に負担を掛けることとなるので電動機の寿命を縮めたり電動機の損傷に繋がるおそれがある。
【００１０】
本発明の課題は、レーキアーム回転式除塵機において、レーキが掻揚げ動作を行う際の過負荷状態を検出する機構を有することによって、レーキユニットの過負荷状態を高精度に検出しさらに高耐久なレーキの過負荷検出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載のレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構の発明は、水路を遮るように設置されたスクリーンに沿って水中の塵芥をレーキが昇降動作及び回転動作を伴って掻き上げるレーキアーム回転式除塵機において、前記レーキと、一端が該レーキに取り付けられ他端に連結軸を有するレーキアームと、一端に回転駆動部を有し他端に前記レーキアームの前記連結軸を連結するための軸穴を有する駆動部フレームと、傾斜角センサーと、を有するレーキユニットが設けられ、前記駆動部フレームの前記軸穴の直径が前記連結軸の直径より大きく設定されて該連結軸が該軸穴に遊動可能に連結されており、前記レーキの掻き上げ動作で該レーキが水路底部の堆積物に衝突し該レーキに所定の負荷が加わると、前記連結軸が前記駆動部フレームの前記軸穴内部を移動してバランスをとって停止するとともに、前記レーキアームが掻き上げ動作の回転方向とは逆方向に該連結軸の前記停止位置を中心に揺動することによりレーキアームの傾斜角が変化し、前記傾斜角センサーが前記レーキアームの傾斜角及びその変化を検出し、所定の傾斜角の変化となると前記レーキが過負荷状態と判定して該レーキの掻き上げ動作を停止させることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２の発明は、前記傾斜角センサーが前記レーキアームの所定の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構となっている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明のレーキの過負荷検出機構は、レーキユニットの駆動部フレームの軸穴の直径が連結軸の直径より大きく設定されて連結軸が軸穴に遊動可能に連結されており、レーキの掻き上げ動作でレーキが水路底部の堆積物に衝突すると、連結軸が駆動部フレームの軸穴内部を移動してバランスをとって停止するとともに、レーキアームが掻き上げ動作の回転方向とは逆方向に連結軸の停止位置を中心に揺動することによりレーキアームの傾斜角が変化し、傾斜角センサーがレーキアームの傾斜角及びその変化を検出し、所定の傾斜角の変化となるとレーキが過負荷状態と判定してレーキの掻き上げ動作を停止させる機構となっていて、回転軸が遊動することにより傾斜角の変化が遊動しない場合よりも顕著に変化するため、より高精度に過負荷検出を行うことができる。
【００１４】
また、傾斜角センサーを適用することによって従来のリミットスイッチでの過負荷検出に比べて水中内で可動部が露出しないので耐久性がより向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構の側面図及びその作動原理を示す。（ａ）（ｂ）は過負荷検出機構の作動前、（ｃ）（ｄ）は過負荷検出機構の作動時を示す。
【図２】本発明に係るレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構を有したレーキアーム回転式除塵機を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図３】従来の過負荷検出用リミットスイッチを使用したレーキアーム回転式除塵機を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図４】従来の過負荷検出用リミットスイッチを使用したレーキアーム回転式除塵機のリミットスイッチ作動原理を示す。（ａ）（ｂ）はリミットスイッチ作動前、（ｃ）（ｄ）はリミットスイッチ作動時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について、さらに詳しく説明する。図１は本発明に係るレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構の側面図及びその作動原理を示す。図２は図１のレーキの過負荷検出機構を有したレーキアーム回転式除塵機を示す。
図１の過負荷検出機構となるレーキユニット２０は、レーキ２４と、一端がレーキ２４に取り付けられ他端に連結軸２３を有するレーキアーム２２と、一端に回転駆動部２５を有し他端にレーキアーム２２の連結軸２３を連結するための軸穴２１ａを有する駆動部フレーム２１と、傾斜角センサー２６とを有しており、レーキユニット２０はユニット自体の下降と駆動部フレーム２１の回転駆動部２５を中心として回転することによってレーキ２４の掻き上げ動作を行う構成となっていて、レーキ２４の掻き上げ動作でレーキ２４が下部の堆積物Ａに衝突すると、連結軸２３が駆動部フレーム２１の軸穴２１ａ内部を移動してバランスをとって停止するとともに、レーキ２４に所定の負荷がかかるとレーキアーム２２が掻き上げ動作の回転方向とは逆方向に連結軸２３の停止位置を中心に揺動することによりレーキアーム２２の傾斜角が変化し、傾斜角センサー２６がレーキアーム２２の傾斜角及びその変化を検出し、所定の傾斜角の変化となるとレーキが過負荷状態と判定してレーキの掻き上げ動作を停止させるレーキの過負荷検出機構となっている。
【００１７】
レーキユニット２０は、図２に示すように、レーキアーム回転式除塵機１０に搭載される。レーキアーム回転式除塵機１０は、主に、水路に平板を所定の間隔で配設したスクリーン１１と、レーキユニッット２０に設けられたローラ１２ａによってレーキユニッット２０をガイドするローラガイド１２と、レーキユニッット２０に設けられたラックホイール１３ａによってレーキユニッット２０をスクリーン１１に沿って移動させるためのラック機構１３と、ラック機構１３上部にはレーキ２４が掬い上げた堆積物Ａやスクリーン１１に挟まっていたごみを排出するシュート１４と、レーキユニット２０等をカバーするための上部ケーシング１５・下部ケーシング１６と、レーキアーム回転式除塵機１０を操作するための操作台１７とから構成される。
【００１８】
レーキユニット２０の駆動部フレーム２１は、回転駆動部２５を有し他端にレーキアーム２２の連結軸２３を連結するための軸穴２１ａを有している。また、駆動部フレーム２１にはラックホイール１３ａが設けられており、このラックホイール１３ａがレーキアーム回転式除塵機１０のラック機構１３に接続されることによってレーキユニット２０がスクリーン１１に沿うように移動可能となっている。
軸穴２１ａの穴径はレーキアーム２２の連結軸２３の直径よりも大きい径となっており、連結軸２３つまりレーキアーム２２が遊動可能となるような穴径となっている。
駆動部フレーム２１の回転駆動部２５には、回転駆動部２５を軸中心に回転するための電動機付減速機２５ａが設けられている。
【００１９】
レーキアーム２２は、本実施例では側面視くの字形状で、一端にレーキ２４が取り付けられ、他端には連結軸２３が設けられている。また、レーキアーム２２の所定の位置には傾斜角センサー２６が設けられている。連結軸２３は駆動部フレーム２１の軸穴２１ａに遊動可能に連結される。
【００２０】
傾斜角センサー２６は防水型で水中での使用も可能なものを選定するとよい。本実施例ではレーキアーム２２のくの字に折れ曲がった箇所の直上に設けられているが、これに限らず過負荷時の傾斜角の変化を検出しやすい場所に設けるとよい。また、センサの耐久性向上やメンテナンス性を考慮して常時は水のかからない位置に取り付けるとさらによい。
【００２１】
レーキ２４は、水路底部の堆積物Ａを掻き上げるためのシャベル形状で、先端部は配設されたスクリーン１１の隙間に挿入できるような櫛歯形状となっている。レーキユニット２０が回転動作を行った際に、堆積物Ａを掻き上げるとともに、スクリーン１１の隙間に挿入され、その状態を保持したままレーキユニット２０がラック機構１３によって上昇してラック機構１３上部に設けられたシュート１４へ掬い上げた堆積物Ａ及びスクリーン１１の隙間に挟まったごみを排出する。
【００２２】
また、レーキユニット２０には駆動部フレーム２１とレーキアーム２２を連結するような構成の過負荷設定機２７が設けられている。この過負荷設定機２７によって、レーキ２４が堆積物Ａに衝突した際にどのくらいの負荷が加わったときに過負荷状態としてレーキ２４及びレーキアーム２２が掻き上げ方向と逆方向へ揺動するかを設定することができる。過負荷設定機２７は通常バネを利用しているが、これに限らず所定の負荷がかかると掻き上げ方向と逆方向へ揺動するような機構であればよい。
【００２３】
次にレーキユニット２０の掻き上げ動作について説明する。通常時の水路底部に溜まったごみを掻き上げてシュート１４へ排出する動作としては、まずレーキユニット２０がラック１３によって水路底部まで移動し、次に駆動部フレーム２１に設けられた回転駆動部２５を中心に図２（ｂ）によれば反時計回りに回転し、駆動部フレーム２１の軸穴２１ａに連結されたレーキアーム２２、レーキ２１が協動して反時計回りに回転することによって掻き上げる動作となり、流路底部に溜まった堆積物Ａ及びスクリーン１１に挟まったごみを掬い上げ、次にレーキユニット２０がラック機構１３によって上昇してレーキアーム回転式除塵機１０上部に設けられたシュート１４へ掬い上げた堆積物Ａ及びごみを排出することとなっている。過負荷状態とならなければレーキアーム２２の連結軸２３は駆動部フレーム２１の軸穴２１ａの略鉛直下部に位置しており、この位置を中心にレーキアーム２２が回転することになる。
【００２４】
次に、過負荷時の動作について図１を参照に説明する。
堆積物Ａに衝突するまでは、図１（ａ）のように、レーキアーム２２の連結軸２３は駆動部フレーム２１の軸穴２１ａの略鉛直下部に位置しており、過負荷状態とならなければこの位置を中心にレーキアーム２２が回転することになる。
【００２５】
堆積物Ａに例えばレーキ２４では掻き上げられないほどの大きい岩石や枝等が含まれていた場合、レーキ２４が堆積物Ａに衝突し、レーキ２４が過負荷設定機２７での設定負荷以上の負荷、つまり過負荷状態となると、図１（ｂ）のように、連結軸２３が駆動部フレーム２１の軸穴２１ａ内部をレーキアーム２２が受ける負荷のベクトル方向へ移動してバランスをとって停止するとともに、レーキアーム２２が掻き上げ動作の回転方向とは逆方向に連結軸２３の停止位置を中心に揺動することによってレーキアーム２２の傾斜角が変化し、傾斜角センサー２６がレーキアーム２２の傾斜角及びその変化を検出し、所定の傾斜角の変化となるとレーキが過負荷状態と判定してレーキの掻き上げ動作を停止させる。
連結軸２３と軸穴２１ａが遊動可能に連結されていることにより、過負荷状態でレーキアーム２２が移動するのでレーキアーム２２の傾斜角の変化が遊動しない場合よりも顕著に変化するため、傾斜角センサー２６の検出がより高精度に行うことができる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のレーキアーム回転式除塵機のレーキの過負荷検出機構は水路に設置されたスクリーンの除塵の際に用いられるだけでなく、回転動作を伴う掻き上げる動作を使用する機構の過負荷検出に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
A      堆積物
１０    レーキアーム回転式除塵機
１１    スクリーン
１２    ローラガイド
１２ａ    ローラ
１３    ラック機構
１３ａ    ラックホイール
１４    シュート
１５    上部カバー
１６    下部カバー
１７    操作台
２０    レーキユニット
２１    駆動部フレーム
２１ａ    軸穴
２２    レーキアーム
２３    連結軸
２４    レーキ
２５    回転駆動部
２５ａ  電動機付減速機
２６    傾斜角センサー
２７    過負荷設定機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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