(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-24
(45)【発行日】2023-02-01
(54)【発明の名称】ケレン装置
(51)【国際特許分類】
B08B 1/04 20060101AFI20230125BHJP
A46B 7/10 20060101ALI20230125BHJP
E04G 19/00 20060101ALI20230125BHJP
【ＦＩ】
B08B1/04
A46B7/10
E04G19/00 C
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019058061
(22)【出願日】2019-03-26
(65)【公開番号】P2020157212
(43)【公開日】2020-10-01
【審査請求日】2022-01-05
(73)【特許権者】
【識別番号】391015236
【氏名又は名称】大裕株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087538
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 和久
(74)【代理人】
【識別番号】100085213
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100196623
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 計介
(72)【発明者】
【氏名】野村 裕晧
(72)【発明者】
【氏名】西尾 慧太
(72)【発明者】
【氏名】梶 國男
(72)【発明者】
【氏名】笠原 伸正
【審査官】石井 茂
(56)【参考文献】
【文献】実開平０４－０４３６５２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５８－１１７１２９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１１－２４４８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７３９７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４６Ｂ １／００－１７／０８
Ａ４６Ｄ １／００－９９／００
Ａ４７Ｌ １３／００－１３／６２
Ａ６１Ｃ １７／２２－１７／４０
Ｂ０８Ｂ １／００－１／０４
Ｂ０８Ｂ ５／００－１３／００
Ｂ６０Ｓ ３／００－１３／０２
Ｅ０４Ｇ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被ケレン材の付着物をブラシ線で除去するブラシユニットであって、前記ブラシ線に弾性変形が生じた際に前記ブラシ線に接触するブラシ線支持部が設けられ、
前記ブラシ線支持部は、
前記ブラシ線の基端部から先端部に亘って一定の曲率で前記ブラシ線から離間する円弧状に形成されるブラシユニット。
【請求項2】
前記ブラシ線は、束ねられた複数の鋼線が樹脂で被覆されている請求項１に記載のブラシユニット。
【請求項3】
前記ブラシ線支持部の反対側への前記ブラシ線の弾性変形を規制するブラシ線押さえ部が前記ブラシ線を挟んでブラシ線支持部の反対側に設けられる請求項１または２に記載のブラシユニット。
【請求項4】
前記ブラシ線が取り付けられる取付部材を備え、前記取付部材には、前記ブラシ線支持部が設けられ、前記ブラシ線の前記取付部材からの突出量が変更可能に構成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブラシユニット。
【請求項5】
被ケレン材に洗浄水を放出する洗浄ノズルを備え、前記ブラシ線による被ケレン材の付着物の除去前または除去後に洗浄水を放出する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のブラシユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被ケレン部材を搬送しながらブラシローラーで洗浄するケレン装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、足場用支柱や踏板、足場板、鋼矢板、敷き鉄板等に例示される各種建築資材は、現場での使用により、その表面にセメント、モルタル、塗料等が付着するため、回収後の再使用に際して、これら付着物の除去が必要である。そこで、この付着物を除去するケレン作業を自動的に行うケレン装置が種々提案されている。ケレン装置の例としては、ハンマーなどを被ケレン部材の付着物に対して打ち付けて汚れを剥離する機械式のケレン手段や、圧力水を被ケレン部材に噴射する非接触式のケレン手段によってケレン作業を実施するものがある。このようなケレン装置において、ブラシローラーを回転させながら被ケレン部材の表面に接触させて付着物を除去するケレン装置が知られている。例えば特許文献１の如くである。
【0003】
特許文献１に記載の鋼板用洗浄装置（ケレン装置）は、ローラー体の外周面に樹脂製線材からなる中央ブラシ部と側ブラシ部とが取り付けられている。中央ブラシ部は、帯状にブラシが取り付けられ、側ブラシ部は、らせん状にブラシが取り付けられている。鋼板用洗浄装置は、被ケレン部材から剥離した付着物をらせん状の側ブラシ部によって外側に排出する。このように構成される鋼板用洗浄装置は、ブラシローラーの清掃回数を少なくし、生産効率を向上させることが出る。しかし、特許文献１に記載の樹脂製線材から構成されているブラシユニットは、被ケレン部材に付着しているセメントやモルタル等の付着物に対して線材の強度が低いため、ブラシ部が摩耗したり、付着物が残留したりする場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－１４４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができるケレン装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
即ち、第一の発明は、被ケレン材の付着物をブラシ線で除去するブラシユニットであって、前記ブラシ線に弾性変形が生じた際に前記ブラシ線に接触するブラシ線支持部が設けられるものである。
【0007】
第二の発明は、前記ブラシ線は、束ねられた複数の鋼線が樹脂で被覆されているものである。
【0008】
第三の発明は、前記ブラシ線支持部は、前記ブラシ線の基端部から先端部に亘って一定の曲率で前記ブラシ線から離間する円弧状に形成されるものである。
【0009】
第四の発明は、前記ブラシ線支持部の反対側への前記ブラシ線の弾性変形を規制するブラシ線押さえ部が前記ブラシ線を挟んでブラシ線支持部の反対側に設けられるものである。
【0010】
第五の発明は、前記ブラシ線が取り付けられる取付部材を具備し、前記取付部材には、前記ブラシ線支持部が設けられ、前記ブラシ線の前記取付部材からの突出量が変更可能に構成されるものである。
【0011】
第六の発明は、被ケレン材に洗浄水を放出する洗浄ノズルを備え、前記ブラシ線による被ケレン材の付着物の除去前または除去後に洗浄水を放出するものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【0013】
第一の発明においては、ブラシ線支持部によってブラシ線が被ケレン部材に接触した際のブラシ線の弾性変形量が制限される。つまり、ブラシ線の弾性変形によって鋼材に生じる応力を抑制しつつ、弾性変形の反力によってブラシ線が被ケレン部材に加える力を確保する。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【0014】
第二の発明においては、ブラシローラーに設けられているブラシ線の内部に複数の鋼線が配置されているので、ブラシ線は鋼線の弾性力と強度を有している。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【0015】
第三の発明においては、ブラシ線支持部によってブラシ線が被ケレン部材に接触した際のブラシ線の弾性変形の態様と弾性変形量とが制限される。つまり、ブラシ線の弾性変形によって鋼線に生じる応力分布を均一にしつつ、弾性変形の反力によってブラシ線が被ケレン部材に加える力を確保する。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【0016】
第四の発明においては、ブラシ線押さえ部によってブラシ線が被ケレン部材から離間した際に生じるブラシ線の跳ね返りが抑制される。つまり、ブラシ線が被ケレン部材から離間した際に逆方向への弾性変形によって生じる交番荷重の発生を抑制する。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【0017】
第五の発明においては、ブラシ線支持部から突出しているブラシ線の長さがブラシ線の摩耗量と、被ケレン部材に加える力を考慮した最適な長さに調整される。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【0018】
第六の発明においては、洗浄水によってブラシ線の摩耗が抑制されるとともに、被ケレン部材から付着物が剥離されやすくなる。これにより、ブラシ線の耐久性を高めつつ、セメントやモルタル等の強固な付着物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】ケレン装置の第一実施形態の構成を示す概略図。
【図2】ケレン装置におけるブラシローラーの構成を示す部分概略図。
【図3】図３は送り出し装置の動作の態様を示す。（Ａ）はキッカーが被ケレン部材によって押し込まれている状態を示し、（Ｂ）はキッカーが突出している状態を示し、（Ｃ）はキッカーが被ケレン部材に接触している状態を示し、（Ｄ）はキッカーが被ケレン部材をけり出している状態を示す。
【図6】ブラシローラーのローラー幅と被ケレン部材の幅の関係を示す正面図。
【図7】図７はブラシローラーのケレン作業の態様を示す。（Ａ）は、ブラシローラーのブラシ線が被ケレン部材に接触した状態を示し、（Ｂ）はブラシローラーのブラシ線が被ケレン部材に押し付けられて弾性変形している状態を示し、（Ｃ）はブラシローラーのブラシ線が被ケレン部材から離間した状態を示す。
【図8】ブラシローラーのブラシ線に加わる荷重の状態を表すグラスを示す図。
【図9】ケレン装置の第二実施形態の構成を示す概略図。
【図10】ブラシローラーにおける取付部材の別実施形態を示す概略図。
【図11】ケレン装置の第二実施形態における洗浄ノズルの構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
初めに、図１と図２を用いて、本発明に係るケレン装置の第一実施形態であるケレン装置１について説明する。なお、本実施形態において、ケレン装置１は、被ケレン部材である敷き鉄板Ｗ１のケレン作業を実施するものとする。
【0021】
図１に示すように、ケレン装置１は、敷き鉄板Ｗ１の上側面（表面）と下側面（裏面）とのケレン作業（洗浄作業）を同時に行う装置である。ケレン装置１は、フレーム２と、搬送装置３と、上部ブラシローラー１０と、下部ブラシローラー１５と、送り出し装置２４とを具備している。
【0022】
フレーム２は、ケレン装置１を構成する主な部材である。フレーム２は、角パイプ等が溶接されて構成されている。フレーム２は、搬送装置３と、上部ブラシローラー１０と、下部ブラシローラー１５とを支持している。フレーム２の一側（上流側）には、図示しない搬入装置が連結されている。
【0023】
搬送装置３は、敷き鉄板Ｗ１を搬送する装置である（矢印参照）。搬送装置３は、ローラーコンベアとして構成されている。搬送装置３は、上流側ローラー４と、下流側ローラー５と、搬送用モータ６と、搬送用チェーン７と、を具備する。
【0024】
上流側ローラー４は、図示しない搬入装置によって搬入される敷き鉄板Ｗ１を受け取るフリーローラーである。上流側ローラー４は、フレーム２の一側（上流側）部分であって図示しない搬入装置の近傍に設けられている。また、上流側ローラー４は、回転方向が敷き鉄板Ｗ１の搬入方向になるようにフレーム２に支持されている。
【0025】
下流側ローラー５は、図示しない搬入装置によって搬入される敷き鉄板Ｗ１を下流側に向けて搬送する駆動ローラーである。下流側ローラー５は、フレーム２の他側（下流側）部分に設けられている。また、上流側ローラー４は、回転方向が敷き鉄板Ｗ１の搬入方向になるようにフレーム２に支持されている。
【0026】
搬送用モータ６は、下流側ローラー５を駆動させるアクチュエータである。搬送用モータ６は、電動モータで構成される。搬送用モータ６は、搬送用チェーン７を介して下流側ローラー５と送り出し装置２４とに連動連結されている。つまり、搬送用モータ６は、下流側ローラー５と送り出し装置２４とに搬送用チェーン７を介して回転動力を伝達する。
【0027】
このように構成される搬送装置３は、上流側ローラー４の回転軸４ａと下流側ローラー５の回転軸５ａとが平行かつ水平になるように配置されている。つまり、搬送装置３は、上流側ローラー４の外周面と下流側ローラー５の外周面とを結ぶ水平な接線を搬送ラインとする搬送コンベアとして構成される。搬送装置３は、図示しない搬入装置から敷き鉄板Ｗ１を上流側ローラー４で受け取る。搬送装置３は、敷き鉄板Ｗ１の下流側端部が下流側ローラー５に到達するまで図示しない搬入装置の駆動力で敷き鉄板Ｗ１が搬送される。搬送装置３は、敷き鉄板Ｗ１の下流側端部が下流側ローラー５に到達すると、下流側ローラー５の駆動力で敷き鉄板Ｗ１を搬送する。
【0028】
ブラシユニットである上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、敷き鉄板Ｗ１の表裏面においてケレン作業を実施する洗浄装置である。上部ブラシローラー１０は、回転軸である上部回転軸１１に複数の取付部材１２と複数のブラシ線１４とが固定されている。下部ブラシローラー１５は、回転軸である下部回転軸１６に複数の取付部材１２と複数のブラシ線１４とが固定されている。上部ブラシローラー１０は、搬送装置３の上流側ローラー４と下流側ローラー５との間であって、搬送ライン上の敷き鉄板Ｗの板厚の中心を通る面（以下、単に「中心面Ｐ」と記す）よりも上側に配置されている。また、下部ブラシローラー１５は、上流側ローラー４と下流側ローラー５との間であって、中心面Ｐよりも下側に配置されている。つまり、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、中心面Ｐを上下から挟むように配置されている。
【0029】
図２に示すように、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、フレーム２に回転可能に支持されている長方形状の揺動板８に設けられている。上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５は、揺動板８の回転軸８ａを挟んだ両側端部に回転自在に設けられている。また、上部ブラシローラー１０の上部回転軸１１と下部ブラシローラー１５の下部回転軸１６とは、揺動板８の回転軸８ａを通る直線上であって揺動板８の回転軸８ａから長さＲの位置にそれぞれ配置されている。つまり、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、揺動板８の回転軸８ａを中心とする半径Ｒの円弧上に配置されている。
【0030】
揺動板８の回転軸８ａは、搬送方向に対して垂直かつ中心面Ｐ上に配置されている。これにより、揺動板８の両端部に設けられている上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、中心面Ｐ上の回転軸８ａを対称中心とする点対称の位置関係にある。揺動板８には、中心面Ｐを基準とする揺動角度αを調整する調整ネジ９が設けられている。上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、調整ネジ９によって揺動板８の揺動角度αが変更されると、揺動板８の回転軸８ａを中心とする円弧上を揺動角度αの変更分だけそれぞれ移動する。従って、上部ブラシローラー１０の上部回転軸１１から中心面Ｐまでの距離Ｈ１と下部ブラシローラー１５の下部回転軸１６から中心面Ｐまでの距離Ｈ２とは、揺動板８の揺動角度αに基づいた等しい距離になる。
【0031】
図１に示すように、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、ブラシ用チェーン１７を介してブラシ用モータ１８と連動連結されている。つまり、ブラシ用モータ１８は、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とに回転動力を伝達する。また、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とには、同一方向に回転するように回転動力が伝達される。本実施形態において、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、時計回りに回転するように構成されている（円弧矢印参照）。従って、上部ブラシローラー１０は、搬送方向（矢印参照）の順方向に向かってブラシ線１４が敷き鉄板Ｗ１の上側面を摺動する。また、下部ブラシローラー１５は、搬送方向の逆方向に向かってブラシ線１４が敷き鉄板Ｗ１の下側面を摺動する。これにより、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは、それぞれが敷き鉄板Ｗ１に加える力を打ち消しあうので、敷き鉄板Ｗ１の搬送を阻害することがない。
【0032】
送り出し装置２４は、敷き鉄板Ｗ１を図示しない下流側コンベア等に送り出す装置である。送り出し装置２４は、搬送用ギヤ２５と、キッカー２６と、ガイド２９と、から構成される。
【0033】
搬送用ギヤ２５は、敷き鉄板Ｗ１を下流側に向かって搬送する。搬送用ギヤ２５は搬送用チェーン７を介して搬送用モータ６から回転動力が伝達される。
【0034】
図３に示すように、キッカー２６は、敷き鉄板Ｗ１を下流側に向かってけり出す部材である。キッカー２６は、敷き鉄板Ｗ１に接触する係合部材２７と、係合部材２７に力を加える押圧部材２８とから構成されている。係合部材２７と押圧部材２８とは、搬送用ギヤ２５の側面に設けられている。
【0035】
係合部材２７は、搬送用ギヤ２５に揺動自在に支持されている。係合部材２７は、先端部が搬送用ギヤ２５の外周よりも径方向外側と径方向内側とに揺動可能に構成されている。係合部材２７は、先端部が搬送用ギヤ２５の径方向外側に突出した状態で、敷き鉄板Ｗ１の上流側端に接触するように構成されている。
【0036】
押圧部材２８は、圧縮バネ２８ａによって係合部材２７を押圧する。押圧部材２８は、圧縮バネ２８ａの力を、揺動かつ伸縮自在に構成されている押圧リンク２８ｂを介して係合部材２７に伝達している。押圧部材２８は、係合部材２７の先端部を搬送用ギヤ２５の径方向外側に向かって常に押圧している。
【0037】
ガイド２９は、敷き鉄板Ｗ１を図示しない下流側コンベア等に案内する（図３（Ｄ）参照）。ガイド２９は、搬送用ギヤ２５の下流側に設けられている。ガイド２９は、係合部材２７によって下流側にけり出された敷き鉄板Ｗ１の上流側端が接触するように構成されている。
【0038】
図３（Ａ）に示すように、搬送用ギヤ２５によって敷き鉄板Ｗ１が搬送されている場合、送り出し装置２４は、キッカー２６の係合部材２７が敷き鉄板Ｗ１の下側面に接触して搬送用ギヤ２５の外周よりも径方向内側に押し込まれている。つまり、送り出し装置２４は、キッカー２６によって敷き鉄板Ｗ１をけり出さない。
【0039】
図３（Ｂ）に示すように、送り出し装置２４は、キッカー２６の係合部材２７が搬送用ギヤ２５の回転により敷き鉄板Ｗ１から離間すると、係合部材２７が搬送用ギヤ２５の外周よりも径方向外側に突出する。
【0040】
図３（Ｃ）に示すように、敷き鉄板Ｗ１の上流側端がキッカー２６よりも下流側にある場合、送り出し装置２４は、搬送用ギヤ２５の外周よりも径方向外側に突出しているキッカー２６の係合部材２７が、搬送用ギヤ２５の回転により敷き鉄板Ｗ１の上流側端に接触する。送り出し装置２４は、搬送用ギヤ２５の回転動力によってキッカー２６に接触している敷き鉄板Ｗ１を下流側にけり出す。
【0041】
図３（Ｄ）に示すように、送り出し装置２４によって下流側にけり出された敷き鉄板Ｗ１は、搬送用ギヤ２５から離間するとともに、ガイド２９によって図示しない下流側コンベアに案内される。
【0042】
このように構成されるケレン装置１は、図示しない搬入装置から搬入される敷き鉄板Ｗ１を搬送装置３で搬送しながら、回転駆動する上部ブラシローラー１０で敷き鉄板Ｗ１の上側面のケレン作業を実施し、回転駆動する下部ブラシローラー１５で敷き鉄板Ｗ１の下側面のケレン作業を実施する。ケレン装置１は、ケレン作業が完了した敷き鉄板Ｗ１を送り出し装置２４によって図示しない下流側コンベアに送り出す。
【0043】
次に、図４から図６を用いて、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５との構成について詳細に説明する。なお、上部ブラシローラー１０と下部ブラシローラー１５とは同一の構成であるため、上部ブラシローラー１０についてのみ説明する。また、下部ブラシローラー１５において、上部ブラシローラー１０の説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととする。
【0044】
図４（Ａ）に示すように、上部ブラシローラー１０を構成する取付部材１２は、上部ブラシローラー１０の上部回転軸１１にブラシ線１４を取り付ける部材である。取付部材１２には、上部回転軸１１が挿入される軸孔部１２ａが形成されている。軸孔部１２ａには、上部回転軸１１の軸形状に合わせた軸孔１２ｂが形成されている。本実施形態において、取付部材１２には、矩形状の軸孔１２ｂが形成されている。また、各取付部材１２は、軸孔１２ｂの位相が位相角度β（本実施形態において２２．５°）ずつ異なるように形成されている（図５（Ｂ）参照）。
【0045】
軸孔部１２ａには、ブラシ線１４が取り付けられる腕部１２ｃが軸孔部１２ａから径方向外側に延びるように形成されている。さらに、腕部１２ｃの径方向端部には、ブラシ線支持部１２ｄが腕部１２ｃに略垂直な方向かつ上部ブラシローラー１０の回転方向（時計回り、円弧矢印参照）の逆方向に延びるように形成されている。ブラシ線支持部１２ｄの径方向外側面は、一定の曲率ρの湾曲面１２ｅが形成されている。また、ブラシ線支持部１２ｄの腕部１２ｃ側端部には、ブラシ線取付部１２ｆが形成されている。ブラシ線取付部１２ｆには、ブラシ線１４を固定するＵ字金具１３が取り付け可能に構成されている。さらに、取付部材１２には、ブラシ線支持部１２ｄと径方向外側で対向する位置にブラシ線押さえ部１２ｇが形成されている。ブラシ線押さえ部１２ｇは、弾性変形していない状態（以下、単に「中立状態」と記す）のブラシ線１４が接触する形状に形成されている。
【0046】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ブラシ線１４は、敷き鉄板Ｗ１の付着物を除去する線状の部材である。ブラシ線１４は、複数の鋼線１４ａが合成樹脂１４ｂ（薄墨部分）で被覆されたものである。ブラシ線１４は、例えば、７本よりの鋼線を撚った鋼線１４ａが６本束ねられて合成樹脂１４ｂで被覆されている。鋼線１４ａとしては、例えば、ＰＣ鋼線、軟鋼線、硬鋼線、ピアノ線、鉄線、ばね鋼線、ステンレス鋼線等から構成されている。鋼線１４ａを被覆している合成樹脂１４ｂは、ＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）等の合成ゴムから構成されている。ブラシ線１４は、例えば、１０ｍｍ～２０ｍｍ程度の外径に形成されている。ブラシ線１４は、取付部材１２のブラシ線支持部１２ｄの長さよりも長い全長に形成されている。このように構成されるブラシ線１４は、複数の鋼線を束ねた鋼線１４ａを合成樹脂１４ｂで線状に被覆することで、線材の柔軟性と、鋼線１４ａの強度および耐摩耗性と、合成樹脂１４ｂの耐腐食性とを兼ね備え、高い耐久性を発揮する。
【0047】
取付部材１２のブラシ線取付部１２ｆには、ブラシ線１４がＵ字金具１３によって固定されている。ブラシ線１４は、ブラシ線支持部１２ｄとブラシ線押さえ部１２ｇとの間に配置されている。つまり、ブラシ線支持部１２ｄは、ブラシ線１４に対して上部ブラシローラー１０の回転方向の反対側に設けられている。また、ブラシ線押さえ部１２ｇは、ブラシ線１４に対して上部ブラシローラー１０の回転方向側に設けられている。ブラシ線１４の先端は、ブラシ線支持部１２ｄの先端から所定の長さＬだけ突出している。ブラシ線１４は、ブラシ線取付部１２ｆへの取付位置を変更することでブラシ線支持部１２ｄの先端からの突出量である所定の長さＬを変更することができる。
【0048】
中立状態のブラシ線１４とブラシ線支持部１２ｄとの間隔は、ブラシ線取付部１２ｆからブラシ線支持部１２ｄの先端に向かうにつれて大きくなっている。一方、中立状態のブラシ線１４は、ブラシ線押さえ部１２ｇに接している。このように配置されることで、ブラシ線１４は、ブラシ線支持部１２ｄに接するまでブラシ線支持部１２ｄ側への弾性変形が許容される（二点鎖線参照）。一方、ブラシ線１４は、ブラシ線押さえ部１２ｇ側への弾性変形がブラシ線押さえ部１２ｇによって制限される。つまり、ブラシ線１４の弾性変形は、一方向（方振り）かつ所定範囲内に制限されている。
【0049】
図５（Ａ）に示すように、それぞれブラシ線１４が取り付けられた複数の取付部材１２は、上部回転軸１１に固定されて上部ブラシローラー１０を構成している。
図５（Ｂ）に示すように、各取付部材１２は、軸孔１２ｂが同一の位相角である四つの取付部材１２を第一組として、上部回転軸１１の矩形断面に合わせて９０°ずつ回転させた状態で上部回転軸１１に固定される。さらに、各取付部材１２は、単位位相角度β（２２．５°）ずつ位相をずらした第二組、第三組、第四組がそれぞれ上部回転軸１１に固定される。このように構成することで、上部ブラシローラー１０は、上部回転軸１１周りにブラシ線１４が組単位で任意の位相角度β毎に配置される。
図５（Ｂ）に示すように、各取付部材１２は、軸孔１２ｂが同一の位相角である四つの取付部材１２を第一組として、上部回転軸１１の矩形断面に合わせて９０°ずつ回転させた状態で上部回転軸１１に固定される。さらに、各取付部材１２は、単位位相角度β（２２．５°）ずつ位相をずらした第二組、第三組、第四組がそれぞれ上部回転軸１１に固定される。このように構成することで、上部ブラシローラー１０は、上部回転軸１１周りにブラシ線１４が組単位で任意の位相角度β毎に配置される。
【0050】
図６に示すように、上部ブラシローラー１０は、上部回転軸１１の軸方向の長さであるローラー幅Ｒｗが敷き鉄板Ｗ１（薄墨部分参照）の幅Ｗ１ｗよりも大きくなるように取付部材１２の数が選択される。つまり、上部ブラシローラー１０は、上部回転軸１１に固定する取付部材１２の数や位置を調整することでケレン作業を行う被ケレン部材の形状に応じたローラー幅Ｒｗやブラシ線１４の配置に構成することができる。なお、上部回転軸１１おける取付部材１２の配置は、ブラシ線１４が均一に分散する配置であればよい。
【0051】
次に、図７と図８を用いて、ケレン装置１の上部ブラシローラー１０によるケレン作業について説明する。本実施形態において、ケレン装置１は、ブラシ線１４の先端の周速度が敷き鉄板Ｗ１の搬送速度よりも速くなるように上部ブラシローラー１０を時計回りに回転させているものとする。また、敷き鉄板Ｗ１は、ケレン装置１の搬送装置３によって上部ブラシローラー１０のブラシ線１４が接触する位置まで搬送されているものとする。
【0052】
図７（Ａ）に示すように、上部ブラシローラー１０のブラシ線１４は、搬送方向の下流側に（搬送方向の順方向に）向かいながら任意の接触角度γで敷き鉄板Ｗ１の上側面に先端が接触する。この際、ブラシ線１４は、中立状態であり、敷き鉄板Ｗ１に付着物を除去する力を加えていない。また、ブラシ線１４には、弾性変形による応力が発生していない。
【0053】
図７（Ｂ）に示すように、先端が敷き鉄板Ｗ１に接触しているブラシ線１４は、ブラシ線１４の基端がブラシ線１４の先端に対して搬送方向の上流側に（搬送方向の順方向に）相対的に移動される。これにより、ブラシ線１４は、先端の周速度と敷き鉄板Ｗ１との速度差によって、先端が敷き鉄板Ｗ１の上側面を下流側に向かって摺動し、抗力によってブラシ線支持部１２ｄ側（回転方向の反対側）に向かう曲げの弾性変形が生じる（細線矢印参照）。ブラシ線１４は、ブラシ線支持部１２ｄの湾曲面１２ｅの全面に接触するまで弾性変形される。
【0054】
ブラシ線支持部１２ｄの湾曲面１２ｅの全面に接触しているブラシ線１４には、以下の式（１）から算出される曲げモーメントＭが加わっている。ここで式（１）の縦弾性係数Ｅ、断面二次モーメントＩおよびブラシ線支持部１２ｄの曲率ρが一定であることから、ブラシ線１４において湾曲面１２ｅに接触している部分には、一定の曲げモーメントＭが加わっている。
【0055】
【数1】
【0056】
また、ブラシ線１４において曲げモーメントＭが生じている部分には、以下の式（２）から算出される最大曲げ応力σが発生している。ここで式（２）の曲げモーメントＭおよび断面係数Ｚが一定であることから、ブラシ線１４において一定の曲げモーメントＭが生じている部分には、一定の曲げ応力σが発生している。
【0057】
【数2】
【0058】
このように、ブラシ線１４に発生する曲げ応力σは、ブラシ線支持部１２ｄによって曲げの弾性変形の態様および変形量が制限されるので、ブラシ線支持部１２ｄの湾曲面１２ｅに接触している部分において一定になる。すなわち、ブラシ線１４には、一定の曲率ρで弾性変形されるので、応力が均一に分散して発生する。一方、ブラシ線１４は、ブラシ線支持部１２ｄの湾曲面１２ｅに沿った弾性変形の反力、およびブラシ線支持部１２ｄの先端から所定の長さＬだけ突出している部分の弾性変形の反力を敷き鉄板Ｗ１に付着物を除去する力として加えている（白塗矢印参照）。
【0059】
図７（Ｃ）に示すように、ブラシ線支持部１２ｄ側に向かう曲げの弾性変形が生じているブラシ線１４は、取付部材１２がさらに回転されることで、ブラシ線１４の先端が敷き鉄板Ｗ１から離間される。これにより、ブラシ線１４は、弾性変形の反力によってブラシ線押さえ部１２ｇ側（回転方向側）に向かって移動する。ブラシ線１４は、ブラシ線押さえ部１２ｇに接触して中立状態でとどまる。これにより、ブラシ線１４は、ブラシ線押さえ部１２ｇ側に向かう曲げの弾性変形を制限することができる。
【0060】
図８に示すように、ブラシ線押さえ部１２ｇ側への弾性変形が制限されているブラシ線１４には、中立状態からブラシ線支持部１２ｄ材側に弾性変形した場合の曲げ応力のみが発生することになる。つまり、ブラシ線１４には、敷き鉄板Ｗ１に接触した際に生じる中立状態からブラシ線支持部１２ｄ側への曲げによる片振りの繰り返し荷重が加わる。このように、ブラシ線押さえ部１２ｇ側への弾性変形が制限されているブラシ線１４は、曲げの弾性変形がブラシ線押さえ部１２ｇ側とブラシ線支持部１２ｄ側とに等しく発生する場合に比べて疲労寿命が向上する。
【0061】
また、上部ブラシローラー１０は、揺動板８の揺動角度αやブラシ線１４のブラシ線支持部１２ｄの先端からの突出量である所定の長さＬ（図５（Ａ）参照）を変更することで、ブラシ線１４と敷き鉄板Ｗ１との接触角度γ、ブラシ線１４の弾性変形量を調整することができる。このように構成することで、ケレン装置１は、上部ブラシローラー１０のケレン能力が定まるブラシ線１４が敷き鉄板Ｗ１に加える力および接触角度γとブラシ線１４の耐久性とのバランスを考慮してケレン作業を実施することができる。
【0062】
次に、図９から図１１を用いて、本発明に係るケレン装置の第二実施形態であるケレン装置１９について説明する。なお、以下の実施形態に係るケレン装置１９は、図１から図８に示すケレン装置１において、ケレン装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【0063】
図９に示すように、ケレン装置１９は、断面視Ｃ字状の鋼矢板Ｗ２についてケレン作業を実施する装置である。ケレン装置１９のブラシユニットである上部ブラシローラー２０は、鋼矢板Ｗ２の底面Ｗ２ａの内寸と略同一のローラー幅Ｒｗｕに構成されている。一方、ケレン装置１９のブラシユニットである下部ブラシローラー２１は、鋼矢板Ｗ２の底面Ｗ２ａの外寸と略同一のローラー幅Ｒｗｄに構成されている。また、下部ブラシローラー２１は、鋼矢板Ｗ２の側面Ｗ２ｂの外側および側面Ｗ２ｂの折り返し部分Ｗ２ｃのみにブラシ線１４が接触するように構成されている。上部ブラシローラー２０は、鋼矢板Ｗ２の底面Ｗ２ａおよび側面Ｗ２ｂの内側についてケレン作業を実施する。下部ブラシローラー２１は、鋼矢板Ｗ２の側面Ｗ２ｂの外側および側面Ｗ２ｂの折り返し部分Ｗ２ｃについてケレン作業を実施する。
【0064】
ケレン装置１９は、鋼矢板Ｗ２の側面Ｗ２ｂの高さ分だけ上部ブラシローラー２０を上下させることで、鋼矢板Ｗ２の底面Ｗ２ａおよび側面Ｗ２ｂの内側の全面についてケレン作業を実施することができる（矢印参照）。同様に、ケレン装置１９は、鋼矢板Ｗ２の側面Ｗ２ｂの高さ分だけ下部ブラシローラー２１を上下させることで、鋼矢板Ｗ２の側面Ｗ２ｂの外側の全面および側面Ｗ２ｂの折り返し部分Ｗ２ｃついてケレン作業を実施することができる（矢印参照）。また、下部ブラシローラー２１は、上部ブラシローラー２０と同様に底面Ｗ２ａの外側の全面にブラシ線１４が接触できるようにブラシ線１４を設けてもよい。下部ブラシローラー２１は、ブラシ線１４を追加することで底面Ｗ２ａの外側の全面についてケレン作業を実施することができる。このように、ケレン装置１９は、被ケレン部材の形状に応じて、上部ブラシローラー２０と下部ブラシローラー２１とを構成している取付部材１２の数や固定位置を変更することでモルタルやセメント等が付着しやすい部分にブラシ線１４を接触させることができる。
【0065】
上述の各実施形態において、ケレン装置１・１９の上部ブラシローラー１０・２０と下部ブラシローラー１５・２１とは、一つのブラシ線１４が取り付けられた取付部材１２を複数組み合わることによって構成されているが、図１０に示すように複数のブラシ線１４が取り付けられた取付部材２２を組み合わせて構成してもよい。
【0066】
図１０に記載の上部ブラシローラー１０・２０は、軸孔部２２ａから所定角度毎（本実施形態において９０°）に複数の腕部２２ｃが形成されている取付部材２２の組み合わせによって構成されている。取付部材２２の各腕部２２ｃの径方向端部には、ブラシ線支持部２２ｄとブラシ線取付部２２ｆとブラシ線押さえ部２２ｇとが形成されている。取付部材２２には、腕部２２ｃの数に応じた複数のブラシ線１４が固定されている。なお、取付部材２２は、円筒状に形成された軸孔部２２ａの外周面にブラシ線支持部２２ｄとブラシ線取付部２２ｆとブラシ線押さえ部２２ｇとを複数設ける構成でもよい。このように構成することで、上部ブラシローラー１０・２０と下部ブラシローラー１５・２１とは、固定される取付部材２２の数が減るので、組み立て工数や部品点数を削減することができる。
【0067】
また、図１１に示すように、ケレン装置１９のブラシユニットには、洗浄ノズル２３が含まれている。洗浄ノズル２３は、洗浄水を鋼矢板Ｗ２に散水したり高圧で噴射したりするノズルである。洗浄ノズル２３は、上部ブラシローラー２０と下部ブラシローラー２１との上流側または下流側に設けられている。洗浄ノズル２３は、鋼矢板Ｗ２の底面Ｗ２ａおよび側面Ｗ２ｂの全面と折り返し部分Ｗ２ｃとに洗浄水を散水または高圧で噴射可能な位置に複数設けられている。ケレン装置１９は、ケレン作業前に洗浄水を散水または高圧で噴射することで上部ブラシローラー２０と下部ブラシローラー２１とによる付着物の除去が容易になる。また、ケレン装置１９は、ケレン作業後に洗浄水を散水または高圧で噴射することでケレン作業後に付着した粉塵等を除去することができる。このように構成することで、ケレン装置１９は、ブラシユニットとして、上部ブラシローラー２０、下部ブラシローラー２１および洗浄ノズル２３を設けることで、付着物の除去能力が向上するとともにブラシ線１４の摩耗が抑制されるという相乗効果を奏する。
【0068】
上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、ブラシユニットを構成している上部ブラシローラー１０・２０と下部ブラシローラー１５・２１とは、回転することにより被ケレン材から付着物を除去しているが、これらのブラシユニットが被ケレン材に対して相対的に移動された場合に被ケレン材を摩擦する構成であればよい。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【0069】
１ ケレン装置
１０ 上部ブラシローラー
１２ 取付部材
１２ｄ ブラシ線支持部
１２ｇ ブラシ線押さえ部
１４ ブラシ線
Ｗ 被ケレン部材
１０ 上部ブラシローラー
１２ 取付部材
１２ｄ ブラシ線支持部
１２ｇ ブラシ線押さえ部
１４ ブラシ線
Ｗ 被ケレン部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】