(57)【要約】【課題】積雪量に応じて自動で除雪を行うことができる簡素な構成の除雪装置を提供する。【解決手段】除雪装置１は、屋根の平部に昇降可能に設けられた除雪プレート１４と、これを支持するレール１２および昇降させるモータ１６と、モータ１６で駆動される駆動軸１８と、一端が駆動軸１８に他端が除雪プレート１４に固定された下降用ワイヤ２０と、一端が駆動軸１８に他端が除雪プレート１４に固定され、中間部が平部に配設されたプーリ２８に巻回された上昇用ワイヤ２４と、モータ１６の駆動を制御する制御部３０と、積雪量を検知する積雪センサ４０とを備え、除雪プレート１４は長方形の板状で、板面が平部に並行方向に配設されると共に上端部のヒンジ１４Ｘを軸として起立可能に設けられ、且つ下端部が反り上がった反り部１４Ｙを有し、積雪センサ４０は所定面積における積雪の重量が所定値となった場合にモータ１６を起動する起動信号を制御部３０へ出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の平部の傾斜方向に昇降可能に設けられた除雪プレートを下降させて前記平部に積もった雪を除雪する除雪装置であって、
前記平部に配設されて前記除雪プレートを昇降可能に支持するレールと、
前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの一方に配設されて、前記除雪プレートを昇降させるモータと、
前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの一方に配設されて、前記モータの駆動力が伝達されて回転する駆動軸と、
一端が前記駆動軸に固定され、他端が前記除雪プレートに固定されて、前記駆動軸の正転により巻取られる下降用ワイヤと、
一端が前記駆動軸に固定され、他端が前記除雪プレートに固定されると共に、中間部が前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの他方に配設されたプーリに巻回されて、前記駆動軸の逆転により巻取られる上昇用ワイヤと、
前記モータの駆動を制御する制御部と、
積雪量を検知する積雪センサと、を備え、
前記除雪プレートは、前記平部の傾斜方向と直交方向に長い長方形の板状に形成され、板面が前記平部に対して並行方向に配設されると共に上端部に設けられたヒンジを回転の軸として板面が前記平部に対して直立方向に起立可能に設けられており、且つ、下端部が上方に反り上がった形状の反り部を有し、
前記積雪センサは、所定面積における積雪の重量を検知するセンサであり、前記重量が所定値となった場合に前記モータを起動する起動信号を前記制御部へ出力すること
を特徴とする除雪装置。
【請求項２】
前記積雪センサは、ベース部から鉛直方向に立設された支柱によって中間部が支持されてシーソー状に揺動可能に設けられたアームと、
前記アームの一端に配設されて、前記所定面積の底面を有する計量枡と、
前記アームの他端に配設されて、前記アーム上をスライド移動可能に設けられたバランスウェイトと、
前記計量枡内の積雪により前記アームの一端が下降して他端が上昇した場合に、前記アームと当接する位置に配設されて、前記起動信号を出力するリミットスイッチと、を備えること
を特徴とする請求項１記載の除雪装置。
【請求項３】
前記計量枡は、側壁が前記アームの一端における端部側以外の位置に設けられた箱状に形成されていること
を特徴とする請求項２記載の除雪装置。
【請求項４】
一端が前記除雪プレートの下端に固定されて、他端が前記平部の下端から軒下へ垂れ下げられた網状の除雪ネットをさらに備えること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の除雪装置。
【請求項５】
前記駆動軸を覆うと共に前記除雪ネットを支持する巻込み防止カバーをさらに備えること
を特徴とする請求項４記載の除雪装置。
【請求項６】
前記モータを起動する起動信号を前記制御部へ出力する手動制御スイッチをさらに備えること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の除雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除雪装置に関し、さらに詳細には、屋根の平部の傾斜方向に昇降可能に設けられた除雪プレートを下降させて平部に積もった雪を除雪する除雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冬季に積雪の多い地方では、屋根に積もった雪を除雪する必要が生じる。これは、雪の重みによる建物の倒壊や、屋根からの落雪による被害を防止するためである。従来は、作業者が直接、屋根に上ってスコップ等を用いて除雪を行うことが一般的であった。しかし、転落事故等の危険を伴う作業となっていた。
【０００３】
そのため、屋根に除雪装置を設置して除雪を行う技術が検討されてきた。一例として、特許文献１：特開２００７−２３１７１４号公報に記載の除雪装置が提案されている。当該除雪装置は、屋根に設けたレール上に雪掻きボードを設置して、これを移動用モータと移動用ワイヤとで移動させることによって雪を掻き下ろす構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３１７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に例示される従来の除雪装置においては、作業者が屋根の雪の量等を目視して除雪の必要性を判断して起動スイッチをオンにすることで除雪動作が開始される。したがって、就寝中や留守中等においては、除雪が必要な積雪量となった場合であっても起動を行うことができない。この問題に対して、例えば、定時間隔での起動や、タイマーによる指定時間での起動も考えられるが、除雪の必要が無い場合であっても起動されてしまうため、エネルギーの無駄が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、積雪量に応じて自動で除雪を行うことができる簡素な構成の除雪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００８】
開示の除雪装置は、屋根の平部の傾斜方向に昇降可能に設けられた除雪プレートを下降させて前記平部に積もった雪を除雪する除雪装置であって、前記平部に配設されて前記除雪プレートを昇降可能に支持するレールと、前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの一方に配設されて、前記除雪プレートを昇降させるモータと、前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの一方に配設されて、前記モータの駆動力が伝達されて回転する駆動軸と、一端が前記駆動軸に固定され、他端が前記除雪プレートに固定されて、前記駆動軸の正転により巻取られる下降用ワイヤと、一端が前記駆動軸に固定され、他端が前記除雪プレートに固定されると共に、中間部が前記平部の下端寄りもしくは上端寄りの他方に配設されたプーリに巻回されて、前記駆動軸の逆転により巻取られる上昇用ワイヤと、前記モータの駆動を制御する制御部と、積雪量を検知する積雪センサと、を備え、前記除雪プレートは、前記平部の傾斜方向と直交方向に長い長方形の板状に形成され、板面が前記平部に対して並行方向に配設されると共に上端部に設けられたヒンジを回転の軸として板面が前記平部に対して直立方向に起立可能に設けられており、且つ、下端部が上方に反り上がった形状の反り部を有し、前記積雪センサは、所定面積における積雪の重量を検知するセンサであり、前記重量が所定値となった場合に前記モータを起動する起動信号を前記制御部へ出力することを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、作業者が屋根の雪の量等を目視して除雪の必要性を判断しない場合においても積雪量に応じて自動で除雪を行うことが可能な簡素な構成の除雪装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る除雪装置の例を示す概略図（側面図）である。
【図２】図１の除雪装置の例を示す概略図（平部に垂直に視た平面図）である。
【図３】図１の除雪装置の例を示す概略図（平部に平行に視た正面図）である。
【図４】図１のＡ部拡大図である。
【図５】図１の除雪装置の積雪センサの例を示す概略図（側面図）である。
【図６】図５の積雪センサの計量枡の例を示す概略図（斜視図）である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る除雪装置の例を示す概略図（側面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第一の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る除雪装置１の例を示す側面図である。また、図２は、その除雪装置１の平面図（平部に対して垂直に視た場合の平面図としている）であり、図３は、その除雪装置１の正面図（平部に対して平行に視た場合の平面図としている）である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。なお、「平部」は屋根の上面（表面）を指す用語（建築用語）として用いている。
【００１２】
図１〜図３に示すように、除雪装置１は、屋根の平部Ｒにおいて、当該平部Ｒの傾斜方向と平行方向に配設された複数のレール１２と、当該レール１２に支持されて移動可能に設けられた除雪プレート１４とを備えている。これによれば、屋根の平部Ｒの傾斜方向に沿って除雪プレート１４を昇降させることができる。一例として、レール１２はＬ字鋼、Ｔ字鋼等を用いて構成されている。また、除雪プレート１４は、溝を有する係止部１４Ｚをレール１２に係止させることによって、移動（昇降）可能なようにレール１２に支持される構成となっている。なお、除雪プレート１４の除雪動作開始前の待機位置は、平部Ｒの上端Ｒｂ寄りの位置（図１におけるＡの位置）となる。また、理解を容易にするために、除雪プレート１４が平部Ｒの下端Ｒａ寄りまで下降した状態（図１におけるＢの位置）も併せて図１および図２中に記載している。また、図３は、除雪プレート１４の板面１４Ａ、１４Ｂを起立させた状態で図示している。
【００１３】
ここで、除雪プレート１４を昇降させる機構について説明する。先ず、除雪プレート１４を昇降させる駆動力を発生するモータ１６、およびモータ１６の駆動力が伝達されて回転する駆動軸１８を備えている。さらに、モータ１６の駆動を制御する制御部３０を備えている。一例として、モータ１６および駆動軸１８は、平部Ｒの下端Ｒａ寄りもしくは上端Ｒｂ寄りの一方（本実施形態では、下端Ｒａ寄り）に配設されている。なお、制御部３０は、雨水のかからない軒下等に適宜、配設すればよい。
【００１４】
また、一端２０ａが駆動軸１８に固定（ここでは、駆動軸１８に固定された巻取りローラ２２に固定）され、他端２０ｂが除雪プレート１４（ここでは平部Ｒの傾斜方向における下端部１４ａ）に固定されて、駆動軸１８の正転（所定方向の回転を指す）により巻取りローラ２２に巻取られる下降用ワイヤ２０を備えている。
【００１５】
さらに、一端２４ａが駆動軸１８に固定（ここでは、駆動軸１８に固定された巻取りローラ２６に固定）され、他端２４ｂが除雪プレート１４（ここでは平部Ｒの傾斜方向における上端部１４ｂ）に固定されて、駆動軸１８の逆転（所定方向と逆方向の回転を指す）により巻取りローラ２６に巻取られる上昇用ワイヤ２４を備えている。なお、上昇用ワイヤ２４は中間部２４ｃが平部Ｒの下端Ｒａ寄りもしくは上端Ｒｂ寄りの他方（本実施形態では、上端Ｒｂ寄り）において回転可能に配設されたプーリ２８に巻回される構成となっており、当該上昇用ワイヤ２４の移動方向を１８０［°］反転させる作用を生じさせている。
【００１６】
この構成によれば、モータ１６を駆動して駆動軸１８を正転させることにより、下降用ワイヤ２０が巻取りローラ２２に巻取られて、除雪プレート１４が下降用ワイヤ２０で引動され、平部Ｒの上端Ｒｂ寄りの待機位置から、下端Ｒａ寄りの位置へ向けて下降する作用が生じる。その後、モータ１６を駆動して駆動軸１８を逆転させることにより、上昇用ワイヤ２４が巻取りローラ２６に巻取られて、除雪プレート１４が上昇用ワイヤ２４で引動され、平部Ｒの下端Ｒａ寄りの位置から、上端Ｒｂ寄りの位置へ向けて上昇する作用が生じる。
【００１７】
本実施形態においては、平部Ｒの下端Ｒａ寄りの位置に、モータ１６の駆動方向（回転方向）を反転させる信号を出力する反転用リミットスイッチ３２が、昇降移動する除雪プレート１４と当接可能に配設されている。これによれば、除雪プレート１４が下降して反転用リミットスイッチ３２に当接することで、モータ１６の駆動方向（回転方向）が正転から逆転へと反転させる信号が制御部３０へ出力される。したがって、除雪プレート１４の動作を下降から上昇へと反転させることができる。
【００１８】
さらに、平部Ｒの上端Ｒｂ寄りの位置に、モータ１６の駆動（回転）を停止させる信号を出力する停止用リミットスイッチ３４が、昇降移動する除雪プレート１４と当接可能に配設されている。これによれば、除雪プレート１４が上昇して停止用リミットスイッチ３４に当接することで、モータ１６の駆動（回転）を停止させる信号が制御部３０へ出力される。したがって、除雪プレート１４の上昇動作を停止させて、待機位置で待機させた状態とすることができる。
【００１９】
なお、各機構の配設位置は上記の構成に限定されるものではなく、モータ１６および駆動軸１８が平部Ｒの上端Ｒｂ寄りに配設され、プーリ２８が下端Ｒａ寄りに配設される構成としてもよい（不図示）。
【００２０】
次に、除雪プレート１４の具体的な構成について説明する。ここで、図１におけるＡ部の拡大図を図４に示す。本実施形態に係る除雪プレート１４は、平面視において平部Ｒの傾斜方向と直交方向に長い長方形の板状に形成されている。また、板面１４Ａ、１４Ｂが平部Ｒに対して並行（平行を含む）方向に配設されると共に上端部１４ｂに設けられたヒンジ１４Ｘを回転の軸として板面１４Ａ、１４Ｂが平部Ｒに対して直立（直交を含む）方向に起立可能に設けられている。さらに、下端部１４ａが上方に（すなわち平部Ｒから離れる方向に）反り上がった形状の反り部１４Ｙを有している。
【００２１】
これによれば、除雪プレート１４の除雪動作開始前の待機状態では、板面１４Ａ、１４Ｂが自重により平部Ｒに対して並行の状態となる（図４における破線の状態）。一方、除雪プレート１４の除雪動作開始後は、除雪プレート１４の下降に伴って反り部１４Ｙが雪の抵抗を受けて上方にせり上がる作用が生じ、ヒンジ１４Ｘを中心に板面１４Ａ、１４Ｂが回転をして平部Ｒに対して直立の状態となる（図４における実線の状態）。したがって、板面１４Ａ、１４Ｂ（雪を掻き下ろすのは１４Ｂ側）が起立した除雪プレート１４を下降させることによって、平部Ｒの雪を軒下へ向けて掻き下ろして除雪することが可能となる。
【００２２】
一方、除雪プレート１４が所定位置まで下降し、反転用リミットスイッチ３２に当接して上昇に転じると、それまで受けていた雪の抵抗がなくなるため、板面１４Ａ、１４Ｂが自重によって下がり平部Ｒと並行の状態に戻る。したがって、平部Ｒの雪が除雪されることに起因して大棟（屋根の頂部）から落下する雪を堰き止めることなく、除雪プレート１４（ここでは、板面１４Ａ）の上方を通過させて軒下へ向かわせることが可能となる。
【００２３】
ここで、前述の通り、従来の除雪装置においては、作業者が装置の起動を行う構成が一般的であった。これに対し、本実施形態においては、積雪量を検知する積雪センサ４０が設けられており、所定の積雪状況となったときにモータ１６を起動させる起動信号を出力させることによって、除雪動作の自動化を可能としている。
【００２４】
例えば、積雪量を検知する積雪センサとして、単純に積雪高さ（深さ）を計測するような公知のセンサを用いることも考えられなくはない。しかしながら、雪は単位体積当たりの水分量によって重量が異なる特性を有している。つまり、水分量が多い雪は、積雪高さ（深さ）がそれ程大きくなくても、屋根への負荷が極めて高くなってしまう場合が生じ得る。そのため、積雪高さ（深さ）を計測するセンサでは、除雪動作を開始するタイミングを適切に把握することはできない。
【００２５】
そこで、本実施形態における積雪センサ４０には、所定面積における積雪の重量を検知するセンサが用いられている。これによれば、所定面積における積雪の重量が所定値となった場合にモータ１６を起動する起動信号を制御部３０へ出力することができる。したがって、積雪による屋根への負荷が所定値となったときに、適切に除雪動作を開始することが可能となる。なお、一例として、積雪センサ４０は屋根の平部Ｒに配設される。ただし、この構成に限定されるものではなく、積雪量を検知することができる場所に適宜、配設してもよい。
【００２６】
ここで、積雪センサ４０の具体的な構成について説明する。図５に示すように、積雪センサ４０は、ベース部４２から鉛直方向に立設された支柱４４によって中間部が支持されてシーソー状に揺動可能に設けられたアーム４６を備えている。なお、除雪動作開始前の待機状態においては、アーム４６の一端４６ａが水平方向となるように設定されている。
【００２７】
また、アーム４６の一端４６ａには、降雪を受け入れて収容する計量枡４８が設けられている。この計量枡４８は、所定面積の底面４８ａを有する構成となっている。一方、アーム４６の他端４６ｂには、当該アーム４６のバランスをとるためのバランスウェイト５０が設けられている。さらに、アーム４６の一端４６ａが下降して他端４６ｂが上昇した状態となったときに、アーム４６の他端４６ｂ（あるいは、一端４６ａ、中間部等でもよい）と当接する位置に配設されて、モータ１６を起動する起動信号を制御部３０へ出力するリミットスイッチ５２が設けられている。
【００２８】
この構成によれば、計量枡４８内の所定面積の底面４８ａ上に積もった雪の重量が、バランスウェイト５０で調整が取られている状態を超えた場合に、アーム４６の一端４６ａが下降して他端４６ｂが上昇した状態へと移行し、アーム４６がリミットスイッチ５２と当接して、モータ１６を起動する起動信号が制御部３０へ出力される。したがって、積雪の重量が所定値となった場合に、自動的にモータ１６を起動して、除雪動作を開始することが可能となる。
【００２９】
また、アーム４６の他端４６ｂ側において、バランスウェイト５０をスライド移動可能に固定するスライド機構５４が設けられている。これによれば、バランスウェイト５０を、一端４６ａ側もしくは他端４６ｂ側に向けて適宜、移動させてバランス調整を行うことができるため、アーム４６とリミットスイッチ５２との当接を生じさせる計量枡４８内の積雪量（重量）を適宜、設定することが可能となる。なお、変形例として、スライド機構５４を設ける構成に代えて、バランスウェイト５０を異なる重量の複数個用意して適宜、交換する構成としてもよい（不図示）。あるいは、バランスウェイト５０を設ける構成に代えて、ベース部４２とアーム４６との間を付勢部材（例えば、コイルスプリング）で連結する構成としてもよい（不図示）。
【００３０】
さらに、図６に示すように、計量枡４８は、側壁４８ｂがアーム４６の一端４６ａにおける端部側（先端側）以外の位置に設けられた箱状に形成されている。これによれば、計量枡４８内に積雪が生じて、アーム４６の一端４６ａが下降した際に、計量枡４８内の雪を外部へ排出することができる。したがって、アーム４６を待機状態へと復帰させることが可能となる。
【００３１】
このように、非常に簡素な構成の積雪センサ４０を用いて、適切な積雪量検知を行うことが可能となる。したがって、適切なタイミングで除雪動作を開始させる自動除雪を実現することが可能となる。
【００３２】
なお、除雪動作の開始は自動に限定されるものではない。例えば、モータを起動する起動信号を前記制御部へ出力する手動制御スイッチを備える構成とすることで、作業者が所望のタイミングで除雪動作を開始させることが可能となる。手動制御スイッチは、制御部３０等に設けてもよく、あるいは、リモートコントローラに設けてもよい（いずれも不図示）。
【００３３】
あるいは、従来の装置と同様に、定時間隔起動やタイマー起動の機能を制御部３０に設けてもよい。
【００３４】
以上説明した各機構については、構成材料の例として錆防止の観点からステンレス合金が好適に用いられる。ただし、これに限定されるものではなく、他の金属材料や樹脂材料等を用いて構成してもよい。
【００３５】
（第二の実施形態）
続いて、本発明の第二の実施形態に係る除雪装置１について説明する。本実施形態に係る除雪装置１は、前述の第一の実施形態と基本的な構成は同様であるが、特に、除雪プレート１４に固定される除雪ネット６０を備える構造において相違点を有する。以下、当該相違点を中心に本実施形態について説明する。
【００３６】
本実施形態に係る除雪装置１は、図７に示すように、一端６０ａが除雪プレート１４の下端部１４ａに固定されて、他端６０ｂが平部Ｒの下端Ｒａから軒下へ垂れ下げられた網状の除雪ネット６０を備えている。この除雪ネット６０は、中間部が平部Ｒ（レール１２を含む）の上に摺動可能なように配設される。なお、網の材質は特に限定されるものではないが、樹脂材料からなる網を好適に用いることができる。
【００３７】
この構成によれば、固定元の除雪プレート１４を下降させることにより、除雪プレート１４に伴って除雪ネット６０も積雪の重みで平部Ｒの上を摺動しながら下降する作用が生じる。したがって、特に、積雪量がきわめて多い時など、除雪プレート１４のみでは雪の掻き下ろしが困難な場合であっても、除雪ネット６０を併用することで容易に除雪を行うことが可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、駆動軸１８を覆うと共に除雪ネット６０を支持する巻込み防止カバー６２が設けられている。一例として、巻込み防止カバー６２は、平面視が長方形の板状であって端部（特に下端部）に湾曲加工が施された構成を有している。これによれば、特に、駆動軸１８が平部Ｒの下端Ｒａ寄りに配設される場合には、駆動軸１８の回転時に除雪ネット６０を巻込んでしまうおそれがあるが、そのような巻込みの防止を図ることができ、さらに、除雪ネット６０を滑らかに摺動させる効果が得られる。
【００３９】
以上説明した通り、開示の除雪装置１によれば、作業者が屋根の雪の量等を目視して除雪の必要性を判断しない場合においても積雪量に応じて自動で除雪を行うことが可能な簡素な構成の装置を実現することができる。
【００４０】
特に、降雪の都度、単位体積当たりの水分量が異なる雪に対して、屋根への負荷が所定値となったときに、適切に除雪動作を開始することができる点できわめて顕著な効果を奏するものである。
【００４１】
例えば、就寝中や留守中等であっても、除雪が必要な積雪量となった場合には自動で起動を行うことができる。したがって、定時間隔起動やタイマー起動等と比較して無駄な起動が一切なく、省エネルギー化を図ることができる。
【００４２】
また、非常に軽量で簡素な構造を実現しているため、一般家屋のみならずビニールハウス等にも対応でき、また、太陽光発電装置等の上にも設置することができる。
【００４３】
なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  除雪装置
１２  レール
１４  除雪プレート
１４Ａ、１４Ｂ  板面
１４Ｘ  ヒンジ
１４Ｙ  反り部
１４Ｚ  係止部
１６  モータ
１８  駆動軸
２０  下降用ワイヤ
２２  巻取りローラ
２４  上昇用ワイヤ
２６  巻取りローラ
２８  プーリ
３０  制御部
３２  反転用リミットスイッチ
３４  停止用リミットスイッチ
４０  積雪センサ
４２  ベース部
４４  支柱
４６  アーム
４８  計量枡
５０  バランスウェイト
５２  リミットスイッチ
５４  スライド機構
６０  除雪ネット
６２  巻込み防止カバー
５２  リミットスイッチ
Ｒ  屋根の平部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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