建設機械施工 Vol.66

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CMI 報告降灰用歩道清掃車の性能改善技術の研究開発

佐野昌伴・武田芳治

図─ 1

従来型の歩道清掃車の構造

1．はじめに
桜島の噴火回数は 2009 年を境に大幅に増え，2010年以降は年 1000 回を上回るペースになっている。この噴火の増加に伴い，歩道（小型）清掃車が稼働する場面が増え，いくつかの問題点が顕在化してきている。
従来型の歩道清掃車は降灰用に開発された構造でないため，市街地を清掃する際の粉塵，降灰堆積量が多い時の回収能力不足等が課題に挙げられた。
写真─ 1

本稿では，この課題を解決することを目的として，現場踏査状況

国土交通省九州技術事務所の委託を受けて当研究所が平成 24 年度から平成 25 年度までの 2 箇年で行った粉参照）。

塵抑制対策および清掃能力改善技術の研究開発と，そ現場踏査の結果，粉塵および清掃能力に関する内容の効果を確認するための要素実験および現場実証実験

を中心に以下 8 項目の問題点が抽出された。

について報告する。

①回収能力不足（凹凸部，降灰が多い場合等）②清掃時の粉塵巻き上げ

2．従来型の歩道清掃車の構造③メインブラシの耐久性不足④車両小回り性不足＊ 1

従来型の歩道清掃車の構造を図─ 1 に示す。

⑤フィルターの耐久性不足

従来型の歩道清掃車は，車両左前方に装備されてい⑥フレーム下部視認性不足（車両右側）

るサイドブラシによって降灰を車両中央部に掃き寄⑦キャブ内に粉塵が侵入せ，次に掃き寄せられた降灰は，メインブラシとエレ⑧ホッパーからの荷離れが悪い

ベータの連携により後部にあるホッパーへ掻きあげら＊1れ回収される構造になっている。

対策は大幅な改造が必要となるため検討項目から除外した。

4．要素実験による対策案の効果検証

3．問題点の把握
現場踏査により抽出した問題点に対し，既存技術の性能改善の検討を進めるにあたり，実際の清掃現場調査を行い，対策の適用可能性を検討した。検討結果の意見を確認するため，鹿児島国道事務所および大隅のうち，適用可能性の高い技術については，九州技術

河川国道事務所管内で現場踏査を実施した（写真─ 1

事務所構内の要素実験で効果の検証を行った。

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なお，実験車両は大隅河川国道事務所保有の従来型の歩道清掃車（豊和工業製，HF66αH）を使用した。

③清掃モードによる比較（メインブラシ）
清掃モードは，ブラシ最大押付けと中間押付け（4段階からブラシ長さに合わせて選択）の 2 種類で回収（1）回収能力不足能力の比較を行った。両者の間に明確な差はなく，耐回収能力の向上を目的に，メインブラシの材質・線久性を考慮すると中間押付けが最適と考えた。

径等を変更した 4 種類を用意し，さらにブラシ回転数（2）清掃時の粉塵巻き上げおよび清掃モードも変更して効果を確認した。
実験コースは，点字ブロックを含む 1 m 四方の範

清掃時の粉塵抑制を目的に，防塵カバー，散水装置，囲に降灰を散布し，各条件を変更して回収能力を比較

サイドブラシ回転数変更，ブロワ性能の向上，サイド2した。散布した降灰量は，1 m 当たり 750 g とした。な2

お，この値は 2006 年以降のドカ灰の最大値 733 g/mの記録を参考にしている（写真─ 2 参照）。

ブラシ部の吸引機構の効果を確認した。
実験コースは，アスファルト舗装面に 2 × 1.7 m の範囲で降灰を散布し，各条件を変更して粉塵状況を比較した。粉塵の評価は，デジタル粉塵計および目視で行った。散布した降灰量は，前項の実験と同じである。
①防塵カバー種類による比較
防塵カバーは，前側／右側／左側／サイドブラシカ
バーの 4 種類を用意し，各カバーの組合せも含めて比較した。粉塵抑制効果は，個々のカバーだけでは効果が限定的で，特にサイドブラシカバーは全周カバーできないため低い効果となった。最も高い効果が得られたのは，前側／右側／左側カバーの組合せであった。

写真─ 2

実験コースの状況①メインブラシ種類による比較②散水装置種類による比較（サイドブラシ）
散水装置は，ブラシに直接噴霧するブラシ経由給水方式を基本とし，ノズル位置，形状，径，散水量を変メインブラシは，標準（ポリプロピレン製，線径φ更して比較した。ブラシ経由給水方式による粉塵抑制0.6 mm，2 列）と改良型 4 種類の合計 5 種類で回収性効果は，これまでの検討で確認されていたため，省散能を比較した。図─ 2 に示すように回収率で比較し水化も念頭に効率のよいノズル条件を検討した。実験た場合，3 列タイプのブラシ 3 種類（ポリプロピレン製，結果を表─ 1 に，散水の状況を写真─ 3 に示す。

線径φ0.6 またはφ1.0 mm，鋼線入り）は，標準ブラシの回収率を上回り，95％以上の結果であった。
表─ 1ノズル条件

図─ 2

散水装置の効果比較

実験結果
位置による差は小さく，破損防止の観点より前が適当

位置前／左前／左形状・径

扇形（φ 0.6/0.8） 広角に散水できる，扇形（φ 0.6）
円錐型（φ 0.5） が適当散水量

0.3/0.5 L/min

0.3 L/min で抑制効果あり

降灰回収率②メインブラシ回転数による比較
メインブラシ回転数は，463 rpm（標準）と 627 rpmの 2 種類で回収能力の比較を行った。回転数を上げた時に，ブラシの飛跳ね等により追従性が悪化するため，降灰回収率は低下する結果となった。

写真─ 3

散水の状況およびノズル（扇形，φ0.6）

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88③その他の改善案による比較表─ 3No.10

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フィルター圧力損失の比較

次の 3 つの改善案について，粉塵抑制効果を確認しフィルター圧力損失（mmAq）寿命比較（％）

た。実験結果は，いずれの改善案も標準状態に対して標準フィルター

46100

高性能フィルター

12383

バッグフィルター

6575

明確な差は確認できなかった。
・サイドブラシ回転数変更（標準の 75 から 52 rpm に 30％低下）
・ブロワ性能改善によるメインブラシ部吸引力の向上えた。

3（風量を標準の 28 から 34 m /min に 20％向上）
・サイドブラシ部に，粉塵の吸引機構を追加

5．現場実証実験による対策案の効果検証④コンベア改良効果の確認
従来型の歩道清掃車は，比較的比重の小さい塵埃や要素実験において効果の高かった改善策を選定し，落ち葉などを対象に清掃している。このため，比重の実際の稼働現場で現場実証実験を行った。現場実証実

大きい降灰はホッパーの奥まで飛ばずに入口付近に堆

験は，桜島の付け根付近にある大隅河川国道事務所管積し，降灰が山に堆積するとホッパーの手前から落下内の鹿児島市黒神地区で実施した。

する現象を生じる。散水するとさらに比重が大きくなるため，この現象が顕著となる。

実験車両は，要素実験で使用した改良型の車両（改善案を装備）に加え，垂水市役所保有の従来型の車両

このため，コンベアのパドル数を 2 枚から 3 枚に増（標準状態）を使用して比較する方法で行った。

やし，回収時の 1 枚当たりの降灰量を減らす対策を実

実験結果は，写真─ 4 に示すように粉塵抑制効果施した結果，3 枚タイプは散水した降灰でも，ホッパーに明らかな違いが見られた。これは，防塵カバーおよ奥まで降灰を飛ばせることを確認した。

び適正な散水が大きく寄与している。また，回収能力においても，降灰量が多くなるとメインブラシの違い（3）メインブラシの耐久性不足による効果が顕著に表れた。

耐久性向上を目的に，標準ブラシと回収能力の高い改良型 3 種類の合計 4 種類で耐久性を比較した。実験は，コンクリート板上で各ブラシを 1 時間回転させ，摩耗量を計測した。摩耗量は 5 箇所の平均値とした。
実験結果は表─ 2 に示すようにポリプロピレン製，
表─ 2

メインブラシ耐久性の比較

メインブラシ

摩耗量（mm）

ポリプロピレン，φ 0.6，2 列（標準）0.91

ポリプロピレン，φ 0.6，3 列

1.03

ポリプロピレン，φ 1.0，3 列0.36

鋼線φ 0.3 ＆ポリプロピ
レンφ 1.0，3 列

鋼線部0.66ポリプロピレン部0.29

写真─ 4
表─ 4No

現場実証実験状況
有効な改善内容一覧

改善項目

改善内容

線径φ 1.0 mm，3 列タイプが最も摩耗が少なかった。

1防塵カバー

前側・左右カバーの追加

2コンベアの改良

パドルを 2 枚から 3 枚に増加

（4）フィルターの耐久性不足

3散水装置

ブラシ経由給水方式（ノズル：
前方 1 個，扇形，φ 0.6）

4

メインブラシの改良

ポリプロピレン製
線径 1.0 mm，3 列タイプの採用

5

高性能フィルター

フィルター材質を剥離性の良いミクロテックスに変更

6右側アンダーミラー

車両右下の視認性向上

7

メインブラシ加圧調整4 段階化，中間加圧モード

フィルターの詰まりに対する耐久性の向上を目的に，標準・高性能・バッグフィルターの 3 種類で比較を行った。実験は，清掃前と 10 kg の降灰を清掃した
後のフィルターの圧力損失の変化を計測した。
実験結果は，表─ 3 に示すように高性能およびバッグフィルターとも大幅に寿命が向上している。しかし，
バッグフィルター取付けには大幅な改造が必要となるため，標準と形状が同じ高性能フィルターが適当と考建設機械施工 Vol.66

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図─ 3表─ 5項目

有効な改善内容の一覧

歩道清掃車の仕様比較
単位6．改善内容の一覧

全般

従来型

改良型

メーカ名

豊和工業

→

車両形式

HF66αH→性能

走行速度km/h

0 ～ 14.5→

最大清掃幅mm

1,445→

ホッパー容量L

400→

全長（清掃時）mm

2,380→

全幅（清掃時）mm

1,620→

全高mm

1,980→

車両重量kg

1,870

1,930

直径×長さmm

φ 355 × 1,070→

ブラシ条数条8→

φ 0.6 × 2

φ 1.0 × 3

材質

ポリプロピレン

→

芯部

非防水型

防水型

並列式

→

〈メインブラシ〉

主線形×列

要素実験および現場実証実験結果を踏まえ，有効な改善内容の一覧を表─ 4 および図─ 3，歩道清掃車の仕様比較を表─ 5 に示す。

7．おわりに改良型の降灰用歩道清掃車は，実際の現場で長期間の性能および粉塵抑制効果の確認を実施していないた
め，長期間の現場検証が必要である。
また，桜島の噴火回数が増える中，稼働時間だけでなく施工範囲も拡大している現状がある。鹿児島市内

要の狭い市道では，歩道清掃車をそのまま車道に利用しているケースもあるが，能力に限界があるため，更な〈コンベア〉
諸形式

元

直径mm

φ 240→

パドル数枚23る施工能力の向上が求められている。
〈フィルター〉
箱型標準

箱型高性能

ろ過面積m

26.8→

フィルター数個

2→

散水方式

なし

ブラシ経由給水ノズル径×形状なし

φ 0.6 ×扇形なし

ブラシ前方× 1

14

そ

車両前方カバーなし

ありの車両左側カバーなし

あり

他

形状

車両右側カバーなし

あり

左側あり

あり

右側なし

あり

〈散水装置〉

ノズル位置×数
メインブラシ調整段

段《参 考 文 献》
1）平川良一，歩道（小型）清掃車の性能改善に関する検討について，一般社団法人九州地方計画協会，九州技報第 53 号，2013 年 7 月［筆者紹介］
佐野 昌伴（さの まさとも）（一社）日本建設機械施工協会
施工技術総合研究所
研究第四部 次長

〈防塵カバー〉〈アンダーミラー〉

武田 芳治（たけだ よしじ）
（一社）日本建設機械施工協会
施工技術総合研究所
研究第四部 主任研究員