JP4149437B2 - 凍結路面用刻溝装置およびそれを利用したスリップ防止用横縞溝の刻設方法 - Google Patents
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冬期における山間部や降雪、寒冷地域等における道路交通は積雪した路面上を通過する車両によって押し潰され、次第に圧雪状となり、日中の気温の上昇や日射を受けることによって圧雪の表面が溶けて下方に染み込み、下方圧雪自体の氷点下温度に触れたり、あるいは夜間等の気温の低下に伴って再凍結し、アイスバーンを形成してしまうことが多くなり、走行車両がスリップ事故を起こしてしまう危険性が高まることから、その防止策としてスパイクタイヤやスタッドレスタイヤが実用化され、近年では粉塵公害を防止するスタッドレスタイヤが広く採用、普及してきている。
こうした弊害を解消しようとして、例えば特開平8−158339号公報にある「凍結路面切削装置」発明のように、車体にドッキングフレームをその自重により下降勝手となるよう連結し、左右幅間に設けたゲージシューにより路面に対し支承させ、同ドッキングフレームの前面に装設させた支持機枠にメインフレームを、それに設けた左右に並列するガイド軸と支持機枠に開設したガイド穴との嵌合によって連結し、メインフレームの荷重をガイド軸と支持機枠との間に設ける押し上げ方向のバネ材によって減殺し、メインフレームの下面側に多数の切削刃をエンドレスに回動するチェーンで略水平な面に沿い循環回動するように支架してなるものや、特開平8−240424号公報に開示された「凍結路面切削作業車」発明のように、路面上の氷雪層を螺旋状回転部材で切削する際、超音波距離計で氷雪層の厚さを測定し、その厚さが予め定めた測定値よりも厚い間はCEシリンダを収縮することによってカッティングエッジを縮め、そうすることによって螺旋状回転部材が路面に押し付けられて切削深さを深くし、氷雪層の厚さが設定値以下になると、CEシリンダを伸長してカッティングエッジを伸ばし、これによって螺旋状回転部材を持ち上げ、切削深さを浅くするようにしたもの等が既に開発済みである。
この発明は、以上のように、従前までの凍結路面切削装置は、その構造が複雑なために厳冬期の夜間等に一旦故障が発生してしまうと迅速な修理が不可能となってしまい、一向に凍結路面の切削作業が進まず、スリップ事故の多発や道路が通行不能となってしまうというような重大な結果を招いてしまう虞れがあり、またその作業車両を走行させながら凍結路面を切削するという構造上、路面に対して車両進行方向に平行な溝を切削するものとなってしまい、一般車両の制動性の向上という作用が得られず、しかも切削氷片を作業車両の進行方向に向けて排出し、旋回回動部材に氷雪が付着、堆積してしまう頻度が高まり、度々作業車両を停止させて作業者自ら付着した氷雪を除去する等の作業を行わなければならない等といった様々な問題を抱えており、構造が比較的簡素で故障が少なくて修理も簡便、迅速に行うことができ、道路幅方向に溝を刻設して一般車両の制動摩擦が高められるようにし、切削氷雪を車両の左右何れか一方もしくは双方に排除できるようにして切削氷片の付着を防止可能とする凍結路面用の新たな刻溝装置の開発が待望されているというのが実情であった。
そこで、この発明においては、荒天下であっても簡便に整備および修理ができる程度に比較的簡素な構造であり、しかも道路幅方向に溝を刻むことができると共に、その切削氷片を車幅方向に排除して長距離に渡って連続走行し、凍結路面に横溝を切削できるようにした凍結路面用の刻溝装置を提供することはできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の凍結路面用刻溝装置、およびそれを利用した新規なスリップ防止用横縞溝の刻設方法を実現化することに成功したものであり、以下では図面に示すこの発明を代表する実施例と共にその構成を詳述することとする。
即ち、路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした構成を要旨とする凍結路面用刻溝装置である。
この発明の基本を成す凍結路面用刻溝装置に関連し、それを利用したスリップ防止用横縞溝の刻設方法についても、この発明に包含されている。
即ち、路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした凍結路面用刻溝装置を用い、当該無端チェーンの周回軌道が属す垂直面の、車両走行方向に対する角度姿勢を適宜調節し、車両走行中に回転駆動する無端チェーンの複数の鈎爪が、夫々車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可能となるようにしたスリップ防止用横縞溝の刻設方法である。
本体フレームは、装着対象となる作業車両の適所に無端チェーンを有効に作動できるよう装着、支持可能とすると共に、必要に応じて無端チェーン用の回転駆動源をも固定的に支持可能とする機能を果たすものであって、作業車両適所への着脱を可能とする脱着機構を有するものとしなければならず、無端チェーンの路面への接近距離を調節可能とする高低調節機構と路面への圧接強度を調節可能とする下向き圧力調節機構との何れか一方、もしくは双方または両方の機能的要素を兼ね備えたものを有すると共に、左右一対のスプロケット間に巻回された無端チェーンの作業車両進行方向に対する傾斜姿勢を調節可能とする角度調節機構を具備し、それらの各機構を作業車両に対して充分な強度で装着、固定可能としたものとすべきであり、そのフレーム構造は、ラチス組の梁や鋼管製等のパイプあるいは鋼板等を熔接し、鋳造もしくは鍛造して横転直方体または多角断面棒状、モノコックフレーム状としたボックス型等様々な構造とすることが可能である。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
Cv=Sv*1/sin(90°−θ)……(1)
Cv:チェーン駆動速度、Sv:車両走行速度、θ:チェーンの姿勢角度
上記式(1)について、図6の無端チェーン3の動作を模式的に示す座標図を参照して補足すると、無端チェーン3の姿勢角度θを設定した作業車両Gを所定の速度Svで走行させる場合、切削される横溝Mの車幅方向長さLを底辺とする直角三角形が想定され、無端チェーン3の駆動速度Cvと車両走行速度Svとの関係を三角関数を用いて示すと下記式(2)が得られる。
sin(90°−θ)=Sv/Cv……(2)
以上のとおりの構成からなるこの発明の凍結路面用刻溝装置は、この発明の凍結路面へのスリップ防止用横縞溝の刻設方法に用いることができるものであり、実施例に示した凍結路面用刻溝装置1を使用する手順に従いこの発明における凍結路面へのスリップ防止用横縞溝の刻設方法について以下に開示することとする。
図4および図5中に示すように、当該凍結路面用刻溝装置1をその脱着機構24を介してグレーダーGの除雪用ブレードB後部に装着し、図7の鈎爪の切削開始状態の模式的平面図中に示すように、白抜き矢印で示すグレーダーGの進行方向に対する無端チェーン3の姿勢角度θを車室内からの遠隔操作かもしくは車外での回動操作により、右側前方から左側後方に60°傾斜するよう設定すると、図示しない自動制御装置は適所に設けられた角度センサーかまたは作業者による入力を受け、下記式(1)に従って演算処理を実行することとなる。
Cv=Sv*1/sin(90°−θ)……(1)
この演算処理により、無端チェーン3の駆動速度Cvが自動的にグレーダーGの走行速度Svの2倍に設定され、除雪作業を開始可能な状態となる。
このとき下向き圧力調節機構6は凍結路氷面に鈎爪31,31,……を適度な深さまで切り込ませると共に、路面アスファルトまでは達しない程度の適度な押圧力を発揮するものとなる。
以上のような構成からなる実施例の凍結路面用刻溝装置1は、前記この発明の効果の項で記載の特徴に加え、装着の対象をグレーダーGとし除雪用ブレードBの後部に装着してあることから、一度の走行によってアイスバーン上の除雪を行うと同時に露出させたアイスバーンの表面に横縞溝M,M,……を切削することができるものとなり、従前までであればグレーダーGによる除雪作業の後に融雪剤や凍結防止剤の散布車両を走らせていたものが、こうした重複的な作業が一切不要となり、しかも、融雪剤や凍結防止剤等の薬剤を使わずに滑り止め作業を完了できることになって効率的で経済性にも秀れる上、これまでに多発していたアイスバーン上を走行する融雪剤等の散布車両のスリップ事故も防止可能となり、より安全な除雪作業を行うことができるものとなる。
Cv=Sv*1/sin(90°−θ)……(1)
更にまた、上記式(1)によって得られるチェーン駆動速度Cvよりも速く、もしくは遅いチェーン駆動速度に設定した場合や、上記式(1)とは関係無くチェーンの姿勢角度θおよびチェーン駆動速度Cvを適宜設定した場合等には、夫々の条件に応じて作業車両Gの進行方向に対し右端側が後方に傾斜した横縞溝M,M,……や左端側が後方に傾斜した横縞溝M,M,……等の外、横縞溝M,M,……間のピッチを変化させたもの等様々な横縞溝M,M,……を刻設することが可能となり、凍結路面の状況に応じて最適な制動性を確保したり、排水方向を適正に設定することができるという利点を得られることになる。
叙述の如く、この発明の凍結路面用刻溝装置およびそれを利用したスリップ防止用横縞溝の刻設方法は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも、比較的簡素な構造で製造も容易であり、厳冬期や深夜の出動が多い除雪車の整備性を大幅に改善するものとなって突発的な故障にも素早い対応が可能となり、より確実に除雪作業を遂行できるようになる上、装着対象車両にも大きな制限を受けないので緊急時にも対応し易く、除雪車両に装備することによって除雪作業と同時にスリップ防止処理を行うことができると共に、融雪剤散布車両等の走行も不要として従前までの除雪、融雪作業に比較して遥かに安全且つ経済的に行うことができるだけではなく、薬剤の散布による自然環境や人体への悪影響の懸念をも払拭することができるものとなることから、道路を管理する各公共団体や国や都道府県および市町村等から高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
2 本体フレーム
21 同 補強ビーム部
22 同 実装フレーム部
23 同 支持杆部
24 同 脱着機構
25 同 軸受け機構部
26 同 スプロケット
27 同 チェーンカバー
3 無端チェーン
31 同 鈎爪
32 同 硬質刃部
33 同 ナット部
4 駆動用モーター(回転駆動源)
5 高低調節機構
6 下向き圧力調節機構
7 角度調節機構
G グレーダー
B 同 除雪用ブレード
M 横溝(横縞溝M,M,……)
L 同 横溝の幅方向長さ
θ チェーンの姿勢角度
Cv チェーン駆動速度
Sv 車両走行速度
Claims (7)
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとしたことを特徴とする凍結路面用刻溝装置。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとし、車両走行方向に対する角度姿勢を適宜調節して車両走行中に回転駆動する無端チェーンの複数の鈎爪が、夫々車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可能にしてなるものとしたことを特徴とする凍結路面用刻溝装置。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して除雪用車両の除雪機構の後方に配置、固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとしたことを特徴とする凍結路面用刻溝装置。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした凍結路面用刻溝装置を用い、当該無端チェーンの周回軌道が属す垂直面の、車両走行方向に対する角度姿勢を適宜調節し、車両走行中に回転駆動する無端チェーンの複数の鈎爪が、夫々車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可能となるようにしたことを特徴とするスリップ防止用横縞溝の刻設方法。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした凍結路面用刻溝装置を用い、当該無端チェーンの周回軌道が属す垂直面の、車両走行方向に対する角度姿勢を適宜角度θに調節し、車両走行速度Svに1/sin(90゜−θ)を乗じた速度Cvで無端チェーンを回転駆動させ、その複数の鈎爪夫々が、車両の走行と同時に車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可能となるようにしたことを特徴とするスリップ防止用横縞溝の刻設方法。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした凍結路面用刻溝装置を用い、当該無端チェーンの周回軌道が属す垂直面の、車両走行方向に対する角度姿勢を60゜に調節した上、同無端チェーンを車両速度の2倍の速度で回転駆動させ、複数の鈎爪が、夫々車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可となるようにしたことを特徴とするスリップ防止用横縞溝の刻設方法。
- 路面に対する接近距離を調節可能な高低調節機構および/または路面への押圧力を調節可能な下向き圧力調節機構、ならびに走行方向に直交する鉛直軸を中心とする姿勢について走行方向に適宜角度調節可能とする角度調節機構を具備し、脱着機構を介して車両適所に固定されるようにした左右に長い本体フレームを有し、該本体フレームには、その左右端付近に配した一対のスプロケットにオープンベルト状に巻回されて同本体フレームに沿う同一垂直面内を周回軌道として周回し得る如くした無端チェーンを組み込むようにすると共に、該無端チェーンには、その外周側の複数適所に路面アイスバーンに横溝を刻設可能とする鈎爪を、同無端チェーン周回軌道上から外方に向けて突設した上、それら左右スプロケットの少なくとも何れか一方には、所定方向の回転駆動力を与える回転駆動源が接続されてなるものとした凍結路面用刻溝装置を用い、車両走行中に回転駆動する当該無端チェーンの複数の鈎爪が、夫々車両幅方向一端前方から同方向他端後方に移動する過程で、路面アイスバーンに車幅方向のスリップ防止用横縞溝を刻設可能とし、しかも、同無端チェーンの周回軌道が属す垂直面の、車両走行方向に対する姿勢角度θを適宜変更してスリップ防止用横縞溝のピッチを変更し、あるいは車両走行速度に対する無端チェーンの回転速度を速め、もしくは遅くする等適宜調節して車幅方向の何れか一方端を進行方向に対し前後方向に適宜傾斜させるようスリップ防止用横縞溝を刻設可能となるようにしたことを特徴とするスリップ防止用横縞溝の刻設方法。
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