(57)【要約】【課題】  除雪作業に不慣れなオペレータであっても、安全かつ容易に除雪を行なうことができるロータリー除雪車を提供することを課題とする。【解決手段】  動力により自走可能とした車両２と、前記車両２の前部にオーガ４とブロア５を有する除雪装置３を備え、前記オーガ４を回転することにより集積した雪をブロア５によって発生させた空気流とともに吹き飛ばして投棄するロータリー除雪車１において、前記オーガ４またはブロア５の駆動系統に回転数を検出する回転数検出器31を取付け、前記オーガ４またはブロア５の回転数が所定の値以下に低下した場合、車両２の走行を自動停止するようにして上記の課題を解決する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力により自走可能とした車両と、前記車両の前部にオーガとブロアを有する除雪装置を備え、前記オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして投棄するロータリー除雪車において、前記ブロアの駆動系統に回転数を検出する回転数検出器を取付け、前記ブロアの回転数が所定の値以下に低下した場合、車両の走行を自動停止するようにしたことを特徴とするロータリー除雪車。
【請求項２】
動力により自走可能とした車両と、前記車両の前部にオーガとブロアを有する除雪装置を備え、前記オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして投棄するロータリー除雪車において、前記オーガの駆動系統に回転数を検出する回転数検出器を取付け、前記オーガの回転数が所定の値以下に低下した場合、車両の走行を自動停止するようにしたことを特徴とするロータリー除雪車。
【請求項３】
前記回転数検出器が検出した回転数が所定の値以下に低下した後、前記回転数が所定の値以上に回復した場合、リセット操作をした後でなければロータリー除雪車が走行できないようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のロータリー除雪車。
【請求項４】
前記ブロアの羽根の外周速度が所定の値以下に低下した場合に、ロータリー除雪車の走行を自動停止するようにしたことを特徴とする請求項１項に記載のロータリー除雪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーガにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流を用いて投棄するロータリー除雪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路に積もった雪を効率的に除雪するため、オーガにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流を用いて投棄するロータリー除雪車が普及してきた（例えば、特許文献１、２参照）。このようなロータリー除雪車は、ヘリカルリボン形状をしたオーガと、回転式ブロアを備えた除雪装置を車両の前部に装着して構成されている。そして、エンジンからの動力は、除雪車としての車両の走行装置に動力を伝達する動力伝達系統と、オーガおよびブロアを回転するための動力を伝達する動力伝達系統とに分岐して伝達される。各動力伝達系統はエンジンに直結された２つの油圧ポンプから別系統の油圧管路で夫々の油圧モータに接続して構成されている。その結果、除雪車としての車両の走行に供される油圧モータと、オーガやブロアを駆動する油圧モータの回転数とは連動することはなく、夫々の油圧モータは異なる回転数で回転することになる。
【特許文献１】特開平１０−９６２１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２４００２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転するオーガにより集積した雪をブロアの空気流によって投棄するロータリー除雪車に関しては、大規模なものから小規模なものまで各種サイズの除雪車がある。その理由は除雪対象となる道路には、幹線道路である車道から歩道にいたるまで各種サイズの道路が存在するからである。ここで、幹線道路の除雪は除雪専門業者に委託される場合が多く、大型のロータリー除雪車を用いて行なわれる。また、除雪作業に従事するオペレータも経験豊かで優れた技能を有した者が殆どである。このような経験豊かなオペレータは、積雪情況を的確に判断してロータリー除雪車の走行速度を微妙に加減し、積雪情況が異なる場合あっても、効率よく除雪をしている。
【０００４】
一方、小さな小路や歩行者用の歩道の除雪も次第に機械化が進み、ロータリー除雪車を用いて行なわれるようになってきたが、そのような小規模な道路の除雪は専門業者による熟練したオペレータにより行なわれる機会は少なく、多くの場合、素人に近い不慣れなオペレータによって行われている。
【０００５】
このような不慣れなオペレータによって従来方式のロータリー除雪車、すなわち、除雪車としての車両の走行に供される油圧モータと、オーガやブロアを駆動する油圧モータが夫々独立しており、２つの油圧モータの回転が連動していないロータリー除雪車を用いて除雪を行う場合、除雪作業の効率が著しく低下することがある。たとえば、路上に積もった雪の量が多く、しかも踏み固められた状態の雪を除雪する場合には、オーガの駆動に要する負荷が増大し、オーガおよびオーガの回転と連動するブロアの回転数も低下する。そして、ブロアの回転数がある程度以下に低下すると、投棄に必要なエネルギを雪に付与することが出来ず、うまく除雪することが出来なくなる。さらに、ブロアの回転数が低下した状態であっても、車両の走行に供される油圧モータは、ブロアの駆動に供される油圧モータとは異なるので、車両の走行は停止することなく続行する。したがって、固く踏み固められた状態の雪を除雪する場合のようにオーガに大きな負荷が作用し、オーガやブロアの回転数が低下した状態では除雪を上手く行なうことはできず、適宜車両の走行を手動で停止してオーガやブロアの回転数が上昇するのを待って、再度除雪を開始する操作を行う必要があった。このような車両の走行停止のタイミングは微妙なものがあり、経験の浅いオペレータにとっては困難な操作であった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、積雪情況が悪く、オーガにある程度の大きさの負荷が作用してブロアの回転数が低下した場合に、低下したブロアの回転数を検出して車両の走行を自動的に停止し、オーガやブロアの回転数が上昇するのを待つ操作を自動的に行なうこととして、除雪作業に不慣れなオペレータであっても、安全かつ容易に除雪を行なうことができるロータリー除雪車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、動力により自走可能とした車両と、前記車両の前部にオーガとブロアを有する除雪装置を備え、前記オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして投棄するロータリー除雪車において、前記ブロアの駆動系統に回転数を検出する回転数検出器を取付け、前記ブロアの回転数が所定の値以下に低下した場合、車両の走行を自動停止するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、動力により自走可能とした車両と、前記車両の前部にオーガとブロアを有する除雪装置を備え、前記オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして投棄するロータリー除雪車において、前記オーガの駆動系統に回転数を検出する回転数検出器を取付け、前記オーガの回転数が所定の値以下に低下した場合、車両の走行を自動停止するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記回転数検出器が検出した回転数が所定の値以下に低下した後、前記回転数が所定の値以上に回復した場合、リセット操作をした後でなければロータリー除雪車が走行できないようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブロアの羽根の外周速度が所定の値以下に低下した場合に、除雪車の走行を自動停止するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載のロータリー除雪車によれば、固く踏み固められた状態の雪を除雪する場合のようにオーガに大きな除雪負荷が作用して、ブロアの回転数が低下すると、車両の走行を一時的に自動停止してブロアの回転数を上昇させることができる。したがって、オーガに大きな除雪負荷が作用した場合であっても、ブロアの回転が停止することはなく、除雪作業に不慣れな者であっても安全で効率的な除雪を行なうことができる。
【００１２】
請求項２記載のロータリー除雪車によれば、請求項１記載のロータリー除雪車と同様の効果が得られ、かつ回転数検出器の取り付け場所の自由度が大きくなることから、除雪装置の設計が容易になる。
【００１３】
請求項３記載のロータリー除雪車によれば、オーガに大きな除雪負荷が作用し、オーガやブロアの回転数が低下した場合であっても、除雪の進行によりオーガやブロアの回転数が回復し、リセット操作をした後でなければ車両が自動的に走行し出すことがないので、安全な除雪作業を行なうことができる。
【００１４】
請求項４記載のロータリー除雪車によれば、オーガにより集積した雪を投棄するのに必要な最低限の風力を得るためのブロアの羽根の外周速度が所定の値以下になると車両の走行を自動停止するので、除雪作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態におけるロータリー除雪車の側面図である。また、図２は、本発明の実施形態におけるロータリー除雪車の動力伝達系統図である。本実施形態のロータリー除雪車１は、雪が積もった道路や歩道上を走行する４輪駆動の車両２と、この車両２の前部に装着された除雪装置３とからなる。車両２には、車両２の走行動力源ならびに除雪装置３に備えられたオーガ４やブロア５を駆動するための動力源としてのエンジン６が搭載されている。エンジン６には低速回転域でのトルクが大きいディーゼルエンジンが用いられる場合が多い。エンジン６の出力軸6aには油圧ポンプである車両走行用ポンプＰ１および除雪装置駆動ポンプＰ２の駆動軸７が連結されている。車両走行用ポンプＰ１から送り出される高圧の作動油は、油圧モータである車両走行用モータＭ１に供給される。一方、除雪装置駆動ポンプＰ２から送り出される高圧の作動油は、油圧モータである除雪装置駆動モータＭ２に供給される。車両走行用モータＭ１の出力軸８は、トランスミッション９の入力軸9aに連結され、車両走行用モータＭ１の回転速度は減速される。トランスミッション９の２つの出力軸9b，9cは、ユニバーサルジョイント等の自在継手11を介して、車両２の前後の各車軸を駆動するための差動歯車減速機12の入力軸12aに連結されて４輪駆動が可能な構造とされている。
【００１６】
車両走行用ポンプＰ１および除雪装置駆動ポンプＰ２は、市販されている汎用の斜板ピストンポンプであり、斜板の角度を変化させることによって作動油の流れを切り替えることができる構造を有している。すなわち、斜板をピストンの軸方向に直角にした中立位置にすると、ポンプの吐出量はゼロとなり、この中立位置を挟んでいずれかの方向へ斜板を傾けるとポンプの吐出量が次第に増加するようになっている。換言すると、中立位置を挟んで斜板の傾ける方向を変化させると、作動油の流れ方向を逆方向に変えることができるとともに、ポンプの吐出量をも変化させることができるものである。
【００１７】
このような斜板ピストンポンプを車両走行用ポンプＰ１に用いると、斜板の角度を操作することにより車両２の前後進を切り替えることができるとともに、車両２の進行速度をも容易に調整できる。したがって、トランスミッション９の構造が簡素化され、車両走行装置全体として製作コストを低減できるメリットがある。また、このような斜板ピストンポンプを除雪装置駆動ポンプＰ２に用いると、斜板の角度を操作することによりオーガ４およびブロア５の回転方向を正転または逆転に切り替えることができる。なお、エンジンにはアクチュエータを駆動するための油圧を発生するギアポンプＰ３も連結されている。
【００１８】
図３および図４は車両走行用ポンプＰ１の前進／後進および中立の切り替えを走行レバー13により行なう構成を示す略図である。車両走行用ポンプＰ１の斜板の角度を変化させる操作棹14は、リンクまたはワイヤーロープ15により走行レバー13と連結されている。したがって、走行レバー13を前進位置にシフトすると、車両走行用ポンプＰ１の斜板も前進位置になり、車両走行用モータＭ１に作動油が送られて車両２は前進する。一方、走行レバー13を後進位置にシフトすると、車両走行用ポンプＰ１の斜板も後進位置になり、車両走行用モータＭ１に作動油が送られて車両２は後進する。さらに、走行レバー13を中立位置にシフトすると、車両走行用ポンプＰ１の斜板は中立位置になり、車両走行用モータＭ１に作動油は送られることなく車両２は停止する。このようにして走行レバー13の位置をシフトすることにより車両２の走行状態を制御することができる。
【００１９】
車両２の前部にはオーガ４とブロア５とを備えた除雪装置３が取付けられている。オーガ４は回転軸にヘリカルリボン形状をしたブレードを取付けたものであり、軸方向の中央に関して左右対称に配置されている。すなわち、オーガ４のブレードの捩れ方向は左右逆方向とされている。そして、オーガ４を正転方向に回転すると、路上の雪はオーガ４の中央部に搬送されるようになっている。
【００２０】
オーガ４の後方には回転式ブロア５が設けられている。ブロア５はオーガ４により集積した雪を吸入して空気流とともに遠方へ投棄するためのものである。雪を吸入して遠方へ投棄するためには、ブロア５の羽根の周速度は所定の値以上でなければならない。ブロア５の羽根の必要周速度は機種や雪質によっても異なるが、概ね８〜１２ｍ／ｓｅｃ以下では上手く雪を投棄することができないことが経験的に知られている。
【００２１】
次に、オーガ４とブロア５の駆動機構について説明する。原動機としてのエンジン６の出力軸6aには、車両走行用ポンプＰ１とともに、除雪装置３に備えられたオーガ４とブロア５を駆動するための除雪装置駆動ポンプＰ２も連結されている。除雪装置駆動ポンプＰ２も車両走行用ポンプＰ１と同様の斜板ピストンポンプであり、斜板の角度を変化させることによって作動油の流れを切り替えることができる。すなわち、斜板をピストンの軸方向に直角にした中立位置においては、ポンプの吐出量はゼロとなり、この中立位置を挟んでいずれかの方向へ斜板を傾けるとポンプの吐出量が次第に増加するようになっている。換言すると、中立位置を挟んで斜板の傾ける方向を変化させると、作動油の流れ方向を逆方向に変えることができる構造を有している。
【００２２】
除雪装置駆動ポンプＰ２からの高圧の作動油は、配管路により除雪装置駆動モータＭ２に供給される。そして、除雪装置駆動ポンプＰ２の斜板の角度を変化させることにより、除雪装置駆動モータＭ２は、除雪装置駆動ポンプＰ２から供給される作動油によって正逆両方向に選択的に回転できるようになっている。除雪装置駆動ポンプＰ２の斜板の角度を操作する方法は、図３および図４に示した車両走行用ポンプＰ１の操作機構と同様にして行なうことができる。
【００２３】
除雪装置駆動モータＭ２の出力軸16は、ベベルギア17、18を内蔵した２つの出力軸20、21を有する歯車減速機22の入力軸19に連結されている。この歯車減速機22の２つの出力軸20、21のうちの一方の出力軸21にはブロア５の回転軸が連結されており、他方の出力軸20には、自在継手23を介してチェーン伝動機24の入力軸25が連結されている。さらに、このチェーン伝動機24の出力軸26は、オーガ４に作用する負荷トルクを制限するためのシェアピン継手27を介してオーガ４に連結され、オーガ４を駆動するようになっている。
【００２４】
したがって、除雪装置駆動モータＭ２が回転すると、シェアピン継手27の規定トルク以下の駆動トルクであれば、オーガ４とブロア５は連動して回転する。また、除雪装置駆動ポンプＰ２の斜板の角度を操作して除雪装置駆動モータＭ２の回転方向を切り替えることにより、オーガ５の回転方向を切り替えることができるようになっている。
【００２５】
車両２には、ブロア４から放出された雪を遠方へ投棄するためのシュート10が設けられている。シュート10は略縦型の筒状をしており、上下方向に伸縮可能である。さらに、平面内において回転可能な構造とされ、上端に設けた蓋体は雪の放出口を任意の開度で開口できる。シュート10上端の放出口の位置と向きを適当に定めることにより、雪を飛ばす位置を任意に設定することができるようになっている。
【００２６】
車両２には運転席2aが設けられている。運転席2aには、本ロータリー除雪車１の走行機能及び除雪機能を制御するための操作パネル（図示せず）が設けられている。図３および図４に示す走行レバー13は、制御リンク又はワイヤのような連結部材15により連結され、運転席の近くに配置されている。したがって、運転席から走行レバー13を操作することにより、車両走行用ポンプＰ１や除雪装置駆動ポンプＰ２の斜板の角度を変えることができ、これによって車両走行用モータＭ１および除雪装置駆動モータＭ２の回転方向を切り替えることができる。
【００２７】
なお、切り替えレバー13は、図示の中立位置から前進方向または後進方向に揺動させることによって、当該方向について車両走行用モータＭ１または除雪装置駆動モータＭ２の回転数を無段変速することができる。
【００２８】
通常の除雪作業は、除雪装置駆動モータＭ２を正転させてオーガ４を正転させ、雪をオーガ４の中央部に集めてからブロア５の空気流とともにシュート10から遠方に放出する。ただし、狭隘道路を除雪する場合や、雪を飛ばして投棄する場所が無い場合には、切り替えレバーを油圧モータ逆転方向に切り替える。そうすると、除雪装置駆動モータＭ２は逆転してオーガ４も逆転し、ロータリー除雪車１の前方の雪は車両２の前進に伴って両外側に排除され、プラウと同様の除雪効果が得られる。
【００２９】
図５は、ブロア５の回転数を検出するための回転数検出器31の取付け構造を示すものである。（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は側面図を示している。回転数検出器31はパルス信号を発生するための近接センサ32と、該近接センサ32の検出範囲に近接する回転軸に取付けられた鉄板片33とからなる。歯車減速機22の２つの出力軸のうちの一方の出力軸21には、ブロア５の回転軸が連結されており、他方の出力軸20には自在継手23を介してチェーン伝動機24の入力軸25が連結されている。
【００３０】
近接センサ32は、歯車減速機22のハウジング22aの外面にブラケット34を用いて取付けられている。また、該近接センサ32によってパルス信号を発生させるための鉄板片33は、歯車減速機22とチェーン伝動装置24とを連結する自在継手23の取付けフランジ35に取付けられている。鉄板片33はフランジ35の周囲に配されたフランジ締結用ボルト36とナット37を利用して容易に取付けることができる。ここで、フランジ35が回転するとフランジ35の２ヶ所に取付けられた鉄板片33も回転し、フランジ35が１回転すると２つのパルスが出力されることになる。
【００３１】
なお、図示した例では回転数検出器31を歯車減速機22とチェーン伝動機24とを連結する自在継手23の取付けフランジ35に取付けているが、回転数検出器31の取り付け場所は歯車減速機22とブロア５との間に設けてもよいし、チェーン伝動機24の入力軸25または出力軸26の回転数を検出できる場所に設けてもよい。図の例では歯車またはチェーンというスリップのない動力伝動機構を採用していることから、除雪装置駆動モータＭ２より後段の回転軸は連動して回転する。したがって、ブロア５の回転数はブロア５の軸の回転数のみならず、除雪装置駆動モータＭ２より後段の回転軸の回転数を検出することによっても検出することができる。
【００３２】
図６は、ブロア駆動系統またはオーガ駆動系統の回転数低下を検出して、車両２の走行を自動的に停止する機能を説明するためのブロック図である。回転センサ32には広く市販されている近接センサ32を用いることができる。ブロア駆動系統またはオーガ駆動系統の一部をなすフランジ35の周囲２箇所に取り付けられた鉄板片33は、フランジ35が回転すると１周に１回近接センサ32の検出範囲に入り、それに対応して近接センサ32からパルスが出力される。したがって、フランジ35の周囲２箇所に鉄板片33を取り付けると、フランジ１回転あたり２つのパルスが出力されることになる。フランジ１回転あたりのパルス数を多くすれば、低速回転領域での回転数検出精度は向上する。しかし、パルス数を多くするには、フランジ35に取り付ける鉄板片33の数を増加する必要があり、保守整備の事情をも考慮すると、フランジ35に取り付ける鉄板片33の数は２個程度が適切である。
【００３３】
回転センサ32のパルス出力は回転数表示器38に送られ、ブロア駆動系統またはオーガ駆動系統の回転数が表示される。ここで、回転数表示器38にパルス入力方式のものを用いると、入力信号を直結できるので好都合である。
【００３４】
回転センサ32のパルス出力は、回転数表示器38に送られるとともに走行制御アンプ39にも送られる。走行制御アンプ39は、回転センサ32からの回転数信号を入力として用い、回転数信号が所定の値以下に低下した場合にリレー41を作動させてソレノイドバルブ42を駆動し、車両２の走行を自動的に停止するためのものである。図６に示す例ではアナログ式の走行制御アンプ39を用いている。すなわち、走行制御アンプ39はＦ／Ｖ変換器43とコンパレータ44から構成されている。回転センサ32からのパルス信号は、Ｆ／Ｖ変換器43により電圧信号に変換され、次に、コンパレータ44により基準電圧と比較される。そして、回転センサ32からの入力信号が基準電圧を下回った場合にはリレー41を作動させるようになっている。なお、リレー41の動作は自己保持される。また、走行制御アンプ39には車両２の前後進および停止を制御する走行レバー位置検出器45の信号が入力されている。そして、リレー41の自己保持状態を解除するためには、走行レバー13の位置をいったん中立位置に戻さなければならないようになっている。走行レバー位置検出器45からの信号は、そのために走行制御アンプ39に入力される。
【００３５】
リレー41のオン／オフ動作は、車両走行用ポンプＰ１から車両走行用モータＭ１に高圧作動油を供給する配管路に設けられたソレノイドバルブ42を駆動する。すなわち、オーガ４に作用する除雪負荷が増大し、オーガ４またはブロア５の回転数が所定の値以下に低下した場合、車両走行用ポンプＰ１から車両走行用モータＭ１への高圧作動油の供給はソレノイドバルブ42により遮断されて、車両２の走行は自動的に停止させられる。そして、除雪作業の進行によりオーガ４に作用する負荷が軽減し、オーガ４またはブロア５の回転数が所定の値以上に回復した後に走行レバー13を中立位置にすると、ソレノイドバルブ42は開となり、高圧作動油の供給は再び開始されることになる。しかし、走行レバー13が中立位置にあるため、車両２が走行し出すことはない。したがって、オーガ４に大きな除雪負荷が作用した場合であっても、オーガ４やブロア５の回転が停止することはなく、除雪作業に不慣れな者であっても安全で効率的な除雪を行なうことができる。また、除雪の進行によりオーガ４やブロア５の回転数が回復した後でも、走行レバー13を中立位置に戻すリセット操作をしなければ車両２が自動的に走行し出すことがないので、安全な除雪作業を行なうことができる。ここで、オーガ４やブロア５の回転数について所定の値とは、ブロア５の羽根の外周速度に換算して８〜１２ ｍ／ｓｅｃに相当する回転数を意味する。このブロア５の羽根の必要外周速度は機種によっても異なるし、雪質によっても異なるので、適宜設定値を変更可能なようにされている。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で種々の変形実施をすることができる。たとえば、上記実施形態では走行制御アンプ39としてアナログ式のものを用いて説明したが、ＣＰＵを用いたデジタル式の制御装置を採用することもできる。また、上記実施形態では車両走行装置に動力を伝達する方式として、油圧ポンプと油圧モータを用いた油圧伝動方式を用いているが、機械式動力伝動方式を用いる場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態におけるロータリー除雪車の側面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるロータリー除雪車の動力伝達系統図である。
【図３】本発明の実施形態におけるロータリー除雪車の走行レバーと斜板ポンプ間の接続を示す略図である。
【図４】本発明の実施形態における走行レバーを示す図面である。
【図５】本発明の実施形態における回転数検出器の取付け構造を示す正面図および側面図である。
【図６】本発明の実施形態における車両走行制御の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ロータリー除雪車
２  車両
３  除雪装置
４  オーガ
５  ブロア
31  回転数検出器
【図１】
2006037618.tif 000003
【図２】
2006037618.tif 000004
【図３】
2006037618.tif 000005
【図４】
2006037618.tif 000006
【図５】
2006037618.tif 000007
【図６】
2006037618.tif 000008