JP2011016433A - 鉄道車両用ロールフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ロールフィルタのメンテナンス作業を簡易化することのできる鉄道車両用ロールフィルタユニットを提供する。
【解決手段】一対の巻き取りロール１４，１４に渡って張設された帯状のロールフィルタ１５を一方の巻き取りロール１４から他方の巻き取りロール１４によって交互に巻き出し、巻き取ることによって往復運動させながら空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を補集する鉄道車両用ロールフィルタユニットの各巻き取りロール１４，１４の巻き取り経路の近傍において、ロールフィルタ１５を巻き取る際に該ロールフィルタ１５の塵埃付着面に接触して塵埃を掻き落とすスクリューブラシ２３を設けた。
【選択図】図７

Description

本発明は、鉄道車両の空調装置に用いられる鉄道車両用ロールフィルタユニットに関する。

特許文献１には、鉄道車両の空調装置の空気吸入口にロール状に巻かれたロールフィルタを配置し、塵埃が空調装置内部に侵入することを防ぐことが開示されている。この特許文献１に開示された鉄道車両では、一対のロールの一方に巻かれた帯状のロールフィルタの端部を他方のロールに固定し、他方のロールを所定間隔（所定時間）ごとに駆動することで、塵埃の付着したロールフィルタを順次巻き取り収納し、新たなロールフィルタの濾過面を空調装置の空気吸入口に提供している。

特開平８−５８５８４号公報

特許文献１に係るロールフィルタでは、一方のロールに巻かれたロールフィルタが全て巻き取られた際、他方のロールに巻かれた塵埃の付着したロールフィルタを清掃するメンテナンス作業が必要となる。このようなメンテナンス作業は、巻き取りが完了する度に行われ、ロールフィルタを天井部から取り外して清掃現場まで運搬し、その後ロールフィルタを清掃して再び天井部に取り付けるといった作業が必要であり、非常に手間のかかるものである。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、ロールフィルタのメンテナンス作業を簡易化することのできる鉄道車両用ロールフィルタユニットの提供を目的とする。

上記課題の解決手段として請求項１に係る発明は、一対の巻き取りロールに渡って張設された帯状のロールフィルタを一方の巻き取りロールから他方の巻き取りロールによって交互に巻き出し、巻き取ることによって往復運動させながら空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を補集する鉄道車両用ロールフィルタユニットであって、前記各巻き取りロールの巻き取り経路の近傍に、前記ロールフィルタを巻き取る際に前記ロールフィルタの塵埃付着面に接触して塵埃を掻き落とすブラシを設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記ブラシと塵埃を収容するカートリッジとを一体形成したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記カートリッジの側壁に塵埃の量を確認するための確認窓を設けたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記カートリッジの底壁の開口部を、閉方向に付勢された状態で閉塞し、内部に押し開き可能な開閉扉を設けたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記一対のカートリッジと、これら一対のカートリッジをその両端部で連結するプーリーユニットとを備えたフレームの一側に、車両の天井部に回動自在に支持される軸部を設け、前記フレームの他側に車両の天井部に係脱可能に取り付けられるロック機構を設けたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、前記ブラシは前記ロールフィルタの移動方向と逆行する方向に回転するスクリューブラシであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、一方のロールを巻き取り側に他方のロールを巻き出し側にして、空気吸入口に新しい濾過面を位置させて塵埃を除去し、順次ロールフィルタを巻き取りながらブラシにより巻き取る直前で塵埃を除去することができるため、巻き取られたロールフィルタには塵埃が除去され、再度巻き出された際に塵埃を除去された状態で用いることができるので、ロールフィルタの取り外し作業、清掃作業を省略して、ロールフィルタのメンテナンス作業を簡易化できる。

請求項２に係る発明によれば、ブラシによって掻き落とされた塵埃を飛散させることなくカートリッジ内に収めることができるため、補集された塵埃によって空調環境を悪化させることをなくすことができる。

請求項３に係る発明によれば、カートリッジ内の塵埃の量を容易に確認することができるため、メンテナンス作業のタイミングを最適時期に設定することができる。

請求項４に係る発明によれば、カートリッジ内に吸引ノズルを容易に挿入して、掃除機等によって塵埃を吸引回収することが可能となるため、吸引ノズルを引き出すと、自動的に開閉扉が閉じ周囲に塵埃が飛散することがなく、カートリッジ内の清掃作業を容易に行える。

請求項５に係る発明によれば、一側に設けた軸部を中心にフレームを回転させて、他側のロック機構で天井部に係止することで、天井部に鉄道車両用ロールフィルタユニットを取り付けることが可能となり、使い勝手に優れ、また取り外し作業の作業性を向上できる。

請求項６に係る発明によれば、フィルタが移動する力とブラシが回転する力の双方を使って、相対速度を大きく確保して短時間でダストを掻き落とすことが可能となるため、次に塵埃を捕集するために用いられる巻き取られたロールフィルタを、確実に塵埃が付着していない状態にすることができる。

本発明の実施の形態に係る鉄道車両用ロールフィルタユニットを備えた鉄道車両の内部を模式的に示した図である。 鉄道車両における鉄道車両用ロールフィルタユニットの配置を説明する図である。 鉄道車両用ロールフィルタユニットの底面図である。 鉄道車両用ロールフィルタユニットの側面図である。 鉄道車両用ロールフィルタユニットの正面図である。 鉄道車両用ロールフィルタユニットの背面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 鉄道車両用ロールフィルタユニットにおける塵埃除去を説明する図である。 ダスト吸入口塞ぎ板を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は鉄道車両１の内部を模式的に示した図である。図１に示すように、鉄道車両１の車体２の下方には車輪３が左右に配され、屋根上には車幅方向に延びる空調装置４が設けられている。空調装置４の中央及び両側部にはそれぞれ送風口５及び送風口５’が形成され、これらの間には空気吸入口６，６が形成されている。なお、図１においては送風口５及び送風口５’の間に空気吸入口６，６が位置しているように図示しているが、厳密には空気吸入口６，６は送風口５及び送風口５’と前後方向で離間している。本図においては紙面直交方向において紙面手前側が鉄道車両１の前方であるものとする。

図１において、矢印Ａは送風口５から送風される清浄風、矢印Ａ’は送風口５’から送風される清浄風を示し、矢印Ｂは車体２の内部を循環して上方に向けて空気吸入口６，６に向かう塵埃を含んだ風を示している。鉄道車両用ロールフィルタユニット（以下、単にロールフィルタユニットという）７は、車両前後方向に沿って長い平面視で長方形状を呈しており、上方に向かう風Ｂに含まれる塵埃を除去するための装置であり、空気吸入口６，６の下方にそれぞれ一対配置され、図２に示すように合計４機配置されている。なお、以下では、鉄道車両１の前後方向、車幅方向、上下方向を基準に、ロールフィルタユニット７の前後方向、幅方向、上下方向を説明し、前方をＦｒ、後方をＲｒ、上方をＵ、下方をＤとする。

図３に示すようにロールフィルタユニット７は、前側に配置され幅方向に沿って延びる前側プーリーユニット８と、前側プーリーユニット８の後方に配置され幅方向に沿って延びる後側プーリーユニット９と、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の一端に連結され前後方向に沿って延びる一側カートリッジユニット１０と、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の他端に連結され前後方向に沿って延びる他側カートリッジユニット１１とを有している。前側プーリーユニット８、後側プーリーユニット９、一側カートリッジユニット１０及び他側カートリッジユニット１１は連結することで長方形状の枠体を構成し、ロールフィルタユニット７のフレームを構成している。

前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９は箱状に形成され、それぞれの両側内部には前側樹脂ベアリング１２，１２及び後側樹脂ベアリング１３，１３が固定支持されている。前側樹脂ベアリング１２，１２及び後側樹脂ベアリング１３，１３には、前側プーリーユニット８から後側プーリーユニット９にかけて前後方向に沿って延びる一対のロール軸１４，１４が軸支されている。

ロール軸１４，１４には、図７に示すように、一端を一方のロール軸１４に固定し、他端を他方のロール軸１４に固定する帯状のロールフィルタ１５が巻回されている。また、ロール軸１４，１４の後端にはギヤ（図示せず）が固定され、これらギヤは後側プーリーユニット９の後面に前側を固定された双方向回転可能な一対のフィルタ駆動電動機１６，１６の回転軸先端のギヤに噛合している。なお、フィルタ駆動電動機１６，１６は制御回路（図示せず）に接続しており、双方向の回転を制御される。

前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９には、前側プーリーユニット８から後側プーリーユニット９にかけて前後方向に沿って延び、ロール軸１４，１４によるロールフィルタ１５の巻き取り経路を構成する複数のガイドシャフトが支持されている。具体的には、図７の断面図に示すように、ロール軸１４，１４の幅方向外側かつ上方に位置する一対のガイドシャフトＡ１７，１７と、ロール軸１４，１４の幅方向外側かつ下方に位置し、ガイドシャフトＡ１７，１７の略直下に位置する一対のガイドシャフトＢ１８，１８と、ガイドシャフトＢ１８，１８の水平面上において幅方向内側に位置する一対のガイドシャフトＣ１９，１９とが支持されている。一方のロール軸１４から延出するロールフィルタ１５は、幅方向外側かつ上方に延び、一方のガイドシャフトＡ１７を経由して下方に延び、その後、一方のガイドシャフトＢ１８を経由し略水平状態で空気吸入口６に沿って延出して、ガイドシャフトＣ１９，１９の下方を通過する。そして、ロールフィルタ１５は、他側のガイドシャフトＢ１８を経由して上方に延出し、他側のガイドシャフトＡ１７を経由して他方のロール軸１４に巻回されている。なお、図３においては、説明の便宜のため、ロールフィルタ１５を図示していない。

前側プーリーユニット８の幅方向中央付近には、図７に示すように双方向回転可能な一対のブラシ駆動電動機２０，２０が幅方向に並んだ状態で固定されている。ブラシ駆動電動機２０，２０の回転軸は、前方に向けて突出し、その先端には主動軸プーリー２１，２１が固定されている。主動軸プーリー２１，２１にはタイミングベルト２２，２２が巻回され、タイミングベルト２２，２２はそれぞれ、一側及び他側カートリッジユニット１０，１１側へ延びている。なお、ブラシ駆動電動機２０，２０は制御回路（図示せず）に接続しており、双方向の回転を制御される。

また、前側プーリーユニット８においてブラシ駆動電動機２０，２０の周囲にはコ字の壁部８Ａが形成され、後側プーリーユニット９においては壁部８Ａの後方延長上に形成される壁部８Ａと同一形状の壁部（図示せず）が形成されている。前側プーリーユニット８の壁部８Ａの両側部と後側プーリーユニット９の壁部の両側部には、これらに渡り前後方向に沿って延び、かつ、その下部が幅方向外側に向けて斜め下方に折れ曲がるルーバー３４，３４が固定されている。

一側カートリッジユニット１０及び他側カートリッジユニット１１は、図７に示すように上下方向において上部側に、幅方向内側に開口し、かつ前後方向において全域に渡り開口する開口部３３，３３を有する箱状の一側カートリッジ本体１０Ａ，他側カートリッジ本体１１Ａを有している。一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａは、開口部３３，３３の近傍内部において、前後方向に沿って延びる一対のスクリューブラシ２３，２３を回転可能に支持し、スクリューブラシ２３，２３の一部は開口部３３，３３を覆った状態で外側に突出している。

スクリューブラシ２３，２３は、軸部２４，２４と、軸部２４，２４から放射状に突出するブラシ部２５，２５とを有してなり、軸部２４，２４の前端側及び後端側は、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの前端側及び後端側に回転可能に軸支されている。また、軸部２４，２４の前端には従動軸プーリー２６，２６が固定され、従動軸プーリー２６，２６には前述したタイミングベルト２２が巻回されている。

ブラシ部２５，２５はポリエステル等の樹脂から毛体状に形成されたものであり、ロールフィルタ１５の前後方向の長さと略同一の長さに渡り軸部２４，２４に植設されている。ブラシ部２５，２５の毛先は、図７に示すように開口部３３，３３から延出し、ガイドシャフトＡ１７，１７を介して下方に延びるロールフィルタ１５に接触している。換言すれば、スクリューブラシ２３，２３は、ブラシ部２５の毛先がロールフィルタ１５の巻き取り経路に交錯するように、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａにおいて支持されている。なお、スクリューブラシ２３，２３は、図４に示すように前後方向の略中央においてブラシ部２５が分離している。

一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの下面（底壁）には、複数のダスト吸入口２７が形成され、各ダスト吸入口２７はダスト吸入口塞ぎ板２８によって閉塞されている。ダスト吸入口塞ぎ板２８は、図９に示すようにダスト吸入口２７の内側から外側に向けて付勢力を与えるスプリング蝶番２９を有し、スプリング蝶番２９を回転中心として開閉される構成になっている。すなわち、ダスト吸入口塞ぎ板２８は閉じ方向に付勢され、これを開く際には下方向から押し開くようにし、また、力を解除すると自然と閉じるようになっている。

また、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの幅方向外側の側面（側壁）には、図４に示すように、複数のダスト確認窓３０が形成されている。ダスト確認窓３０は開口にアクリル板を貼り付けることで構成され、ダスト確認窓３０からは、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの内部が視認できるようになっている。

また、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の一側カートリッジユニット１０側の上部には、それぞれ前方及び後方に向けて突出する、車体２の天井部に形成された係合部（穴等、図示せず）に係止された状態で回動自在に支持される軸部３１，３１が設けられ、他側カートリッジ本体１１Ａの前端及び後端には、それぞれ前方及び後方に向けて突出し、車体２の天井部に設けられた軸（図示せず）に係脱可能なロック機構３２，３２が設けられている。ロック機構３２，３２は、図５又は図６に示すように正面視で上方に向けて開口する溝部３２Ａを有し、ここに車体２の天井部に設けられた軸が入り込むに従い、内部に設けられたラッチ機構が回動し、前記天井部に設けられた軸を係止する構成になっている。また、ロック機構３２には、車体２の天井部に設けられた軸の係合状態を解除する解除機構（図示せず）が設けられている。

このように構成されたロールフィルタユニット７では、一方のロール軸１４をフィルタ駆動電動機１６で駆動することで他方のロール軸１４に巻回されたロールフィルタ１５を巻き取ることが可能になっている。この際、他方のロール軸１４を駆動するフィルタ駆動電動機１６はロールフィルタ１５を巻き出す方向へ同期させてもよいし、停止させておいてもよい。また、ブラシ駆動電動機２０，２０を駆動することで、主動軸プーリー２１、タイミングベルト２２、及び従動軸プーリー２６，２６を介してスクリューブラシ２３，２３を回転させることが可能になっている。

そして、実際にロールフィルタユニット７を使用する際には、フィルタ駆動電動機１６を所定間隔（例えば、２０時間）ごとに駆動し、ロール軸１４，１４間の水平方向長さ程度巻き取るようにし、塵埃の付着したロールフィルタ１５を巻き取って収納するとともに、新たなロールフィルタ１５を空調装置の空気吸入口６の下方に巻き出して提供する。そして、この際、ブラシ駆動電動機２０により、ロールフィルタ１５を巻き取るロール軸１４側に位置するスクリューブラシ２３をロールフィルタ１５の移動方向と逆行する方向に回転させるように制御する。これにより、図８に示すように、スクリューブラシ２３の回転により、ロールフィルタ１５から塵埃Ｄが掻き落とされ、スクリューブラシ２３を一体に支持している一側カートリッジ本体１０Ａ又は他側カートリッジ本体１１Ａの内部に外部に飛散することなく捕集される。

このように本実施の形態では、ロールフィルタユニット７において、ロール軸１４，１４の巻き取り経路の近傍に、ロールフィルタ１５を巻き取る際にロールフィルタ１５の塵埃付着面に接触して塵埃を掻き落とすスクリューブラシ２３を設けている。このような構成により、一方のロール軸１４を巻き取り側に他方のロール軸１４を巻き出し側にして、空気吸入口６に新しい濾過面を位置させて塵埃を除去し、順次ロールフィルタ１５を巻き取りながらスクリューブラシ２３により巻き取る直前で塵埃を除去することができ、巻き取られたロールフィルタ１５には塵埃が除去され、再度巻き出された際に塵埃を除去された状態で用いることができるので、ロールフィルタ１５の取り外し作業、清掃作業を省略して、ロールフィルタ１５のメンテナンス作業を簡易化できる。

そして、スクリューブラシ２３はロールフィルタ１５の移動方向と逆行する方向に回転するものであるため、ロールフィルタ１５が移動する力とスクリューブラシ２３が回転する力の双方を使って、相対速度を大きく確保して短時間で塵埃を掻き落とすことが可能となり、次に塵埃を捕集するために用いられる巻き取られたロールフィルタ１５を確実にダ塵埃が付着していない状態にすることができる。

また、スクリューブラシ２３と塵埃を収容する一側カートリッジユニット１０、他側カートリッジユニット１１とを一体形成、すなわち、スクリューブラシ２３を箱状の一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内に収容している。これにより、スクリューブラシ２３によって掻き落とされた塵埃を飛散させることなく一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内に収めることができ、補集された塵埃によって空調環境を悪化させることをなくすことができる。

また、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの側壁に塵埃の量を確認するためのダスト確認窓３０を設けている。これにより、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内の塵埃量を容易に確認することができ、メンテナンスのタイミングを最適時期に設定することができる。

また、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａの底壁にダスト吸入口２７を形成し、閉方向に付勢された状態で閉塞し、内部に押し開き可能なダスト吸入口塞ぎ板２８を設けている。これにより、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内に吸引ノズルを容易に挿入して、掃除機等によって塵埃を吸引回収することが可能となり、吸引ノズルを引き出すと、自動的にダスト吸入口塞ぎ板２８が閉じ周囲に塵埃が飛散することがなく、一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内の清掃作業が容易に行える。

また、一側カートリッジユニット１０及び他側カートリッジユニット１１と、これらをその両端部で連結する前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９とでフレームを構成し、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の一側カートリッジユニット１０側の上部に、車体２の天井部に回動自在に支持される軸部３１を設け、フレームの他側に位置する他側カートリッジユニット１１の天井部に係脱可能に取り付けられるロック機構３２を設けている。これにより、一側に設けた軸部３１を中心にフレームを回転させて、他側のロック機構３２で天井部に係止することで、天井部にロールフィルタユニット７を取り付けることが可能となる。また、ロック機構３２の解除機構を操作して天井部の軸との係止状態を解除し、他側カートリッジユニット１１を一側カートリッジユニット１０の軸部３１を軸中心として回動させ、軸部３１を引き抜いて取り外すことで、ロールフィルタユニット７を取り外すことが可能となる。作業性を向上できる。そのため、使い勝手に優れ、ロールフィルタユニット７の取り外し作業の作業性を向上できる。

更に、一側カートリッジユニット１０及び他側カートリッジユニット１１は、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の両端に連結するため、ロールフィルタユニット７の上下方向の厚みを抑えることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、鉄道車両１の前後方向、車幅方向、上下方向を基準にロールフィルタユニット７の説明を行ったが、実施の形態で説明したロールフィルタユニット７の前部及び後部等は鉄道車両１における取り付け位置に応じて変わるものであり、この方向によってロールフィルタユニット７の各構成部材の取り付け位置等が解釈されるものではない。

また、本実施の形態では、スクリューブラシ２３を含む一側カートリッジユニット１０及び他側カートリッジユニット１１を、前側プーリーユニット８及び後側プーリーユニット９の両端に連結したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、水平状に延びるロールフィルタ１５の下面の設けるようにしても構わず、この場合にも、スクリューブラシ２３によって掻き落とされた塵埃を飛散させることなく一側カートリッジ本体１０Ａ及び他側カートリッジ本体１１Ａ内に収めることができる。

６ 空気吸入口
７ 鉄道車両用ロールフィルタユニット
８ 前側プーリーユニット（プーリーユニット）
９ 後側プーリーユニット（プーリーユニット）
１０ 一側カートリッジユニット（カートリッジ
１１ 他側カートリッジユニット（カートリッジ）
１４ ロール軸（ロール）
１５ ロールフィルタ（フィルタ）
２３ スクリューブラシ（ブラシ）
２７ ダスト吸入口（開口部）
２８ ダスト吸入口塞ぎ板（開閉扉）
３０ ダスト確認窓（確認窓）
３１ 軸部
３２ ロック機構

Claims (6)

1. 一対の巻き取りロールに渡って張設された帯状のロールフィルタを一方の巻き取りロールから他方の巻き取りロールによって交互に巻き出し、巻き取ることによって往復運動させながら空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を補集する鉄道車両用ロールフィルタユニットであって、
   前記各巻き取りロールの巻き取り経路の近傍に、前記ロールフィルタを巻き取る際に前記ロールフィルタの塵埃付着面に接触して塵埃を掻き落とすブラシを設けたことを特徴とする鉄道車両用ロールフィルタユニット。
2. 前記ブラシと塵埃を収容するカートリッジとを一体形成したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ロールフィルタユニット。
3. 前記カートリッジの側壁に塵埃の量を確認するための確認窓を設けたことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ロールフィルタユニット。
4. 前記カートリッジの底壁の開口部を、閉方向に付勢された状態で閉塞し、内部に押し開き可能な開閉扉を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の鉄道車両用ロールフィルタユニット。
5. 前記一対のカートリッジと、これら一対のカートリッジをその両端部で連結するプーリーユニットとを備えたフレームの一側に、車両の天井部に回動自在に支持される軸部を設け、前記フレームの他側に車両の天井部に係脱可能に取り付けられるロック機構を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両用ロールフィルタユニット。
6. 前記ブラシは、前記ロールフィルタの移動方向と逆行する方向に回転するスクリューブラシであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄道車両用ロールフィルタユニット。
   
   
   

Images