(57)【要約】【課題】車速が自動で制御される構成を採りながら、多様な使用形態を採ることができる除雪機を提供する。【解決手段】オーガ駆動用エンジンの回転数が予め定めた目標回転数と一致するように車速を制御する車速制御装置（コントローラ４７）を備える。前記目標回転数を複数設定する。これらの目標回転数を選択する切換手段（モード切換スイッチ６１）を装備した。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガを駆動するエンジンを備えるとともに、除雪時の前記エンジンの回転数に対応させて車速を制御する車速制御装置を備えた除雪機において、前記車速制御装置を、前記エンジンの回転数が予め定めた目標回転数と一致するように車速を制御する構成とし、前記目標回転数を複数設定し、これらの目標回転数を選択する切換手段を備えたことを特徴とする除雪機。
【請求項２】
請求項１記載の除雪機において、切換手段はスイッチである除雪機。
【請求項３】
請求項１記載の除雪機において、切換手段は目標回転数を無段階に変えることができる除雪機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つの除雪機において、車体後部に操作ハンドルを後方へ突出するように設けてなる除雪機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーガを駆動するエンジンの回転数に対応するように車速が制御される除雪機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車体後部の操作ハンドルを操縦者が把持して歩行しながら除雪する除雪機は、オーガとブロアとがエンジンによって駆動され、前記オーガによって集められた雪を前記ブロアによってシュータから遠方へ飛ばす構成が採られている。この種の除雪機としては、除雪中にオーガの負荷が過度に大きくなることにより、エンジンが停止したりエンジン回転数が過度に低くなって能率が低下したりするのを防ぐために、このような場合にはオーガの負荷が低減するように車速を自動的に低下させる車速制御装置を装備したものがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の除雪機は、走行用の動力源としてモータが用いられており、このモータの出力を増減させることによって、オーガ駆動用エンジンの回転数が設定値（最適値）となるように車速が制御される。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【非特許文献１】
花房  実美，脇谷  勉，山本  隆弘，乾  勉：ハイブリッド除雪機「ＨＳ１３９０ｉ」の開発，Ｈｏｎｄａ  Ｒ＆Ｄ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ，Ｖｏｌ．１４，ｐ．３１−３８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように構成された従来の除雪機においては、車速制御装置によって車速が自動で制御される場合には、除雪効率が高くなるようにエンジンの回転数が最適値になって略一定になるから、例えば雪をより一層遠くへ飛ばすために、エンジンの回転数が最適な回転数の範囲から大きく外れて高くなるような使用形態を採ることはできなかった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、車速が自動で制御される構成を採りながら、多様な使用形態を採ることができる除雪機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る除雪機は、オーガ駆動用エンジンの回転数が予め定めた目標回転数と一致するように車速を制御する車速制御装置を備え、前記目標回転数を複数設定し、これらの目標回転数を選択する切換手段を備えたものである。
【０００８】
本発明によれば、高回転側目標回転数を切換手段により選択することによって、車速が低下してエンジンの回転数が相対的に高くなり、低回転側目標回転数を切換手段により選択することによって、車速が上昇してエンジンの回転数が相対的に低くなる。このため、本発明に係る除雪機は、高回転側目標回転数を選択することにより、エンジン回転数が増大して雪をより一層遠くへ飛ばすことができ、低回転側目標回転数を選択することによって、除雪時の車速が増大して効率よく（速く）除雪を行うことができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載した発明に係る除雪機は、請求項１記載の除雪機において、切換手段はスイッチであるものである。
この発明によれば、目標回転数を予め定めておくことができ、切換スイッチを操作することによって、エンジン回転数を目標回転数とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載した発明に係る除雪機は、請求項１に記載した発明に係る除雪機において、切換手段は目標回転数を無段階に変えることができるものである。
この発明によれば、エンジン回転数を任意の回転数に設定することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明に係る除雪機は、請求項１ないし請求項３に記載した発明に係る除雪機のうち何れか一つの除雪機において、車体後部に操作ハンドルを後方へ突出するように設けたものである。
多様な運転形態を採ることができる歩行型除雪機を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る除雪機の一実施の形態を図１ないし図９によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る除雪機の側面図、図２は同じく平面図、図３は同じく背面図である。図４は車体後部の一部を拡大して示す側面図で、車体フレームと動力伝達系の一部とを破断した状態で描いてある。図５は車体後部の一部を拡大して示す背面図で、車体フレームおよびクローラ走行装置を破断した状態で描いてある。図５中に破断して示した部材の破断位置を図４中にＶ−Ｖ線によって示す。図６は操作ハンドルの近傍を拡大して示す側面図で、コントロールボックスを破断した状態で描いてある。図７は操作パネルの一部を示す平面図、図８は制御系の構成を示すブロック図、図９はコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【００１３】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による歩行型除雪機である。この除雪機１は、一つのエンジン２によって左右両側のクローラ走行装置３，３と車体前部のオーガ４とが駆動され、車体後部の操作ハンドル５を操縦者が把持して歩行しながら除雪するものである。前記操作ハンドル５は、図２に示すように、操縦者が把持するグリップ６が車幅方向の両端部に設けられ、後述する車体フレーム７の後端部に立設された支持パイプ８の上端部に溶接されている。
【００１４】
前記エンジン２は、クローラ走行装置３の上方であって車幅方向の中央部にクランク軸１１の軸線方向が車体の前後方向を指向する状態で搭載されており、車体フレーム７に支持されている。この車体フレーム７は、この実施の形態では鋼板を組合わせることによって箱状を呈するように形成されている。また、エンジン２は、図示してはいないが、スロットル弁にガバナが接続されており、このガバナによって回転数が略一定になるように制御される。
【００１５】
前記クランク軸１１は、図３に示すように、車幅方向の中央近傍に位置付けられており、図１に示すように、前端部にオーガ用クラッチ１２とＶベルト式伝動装置１３を介してオーガ４の入力軸４ａが接続されるとともに、後端部に走行用クラッチ１４とＶベルト式伝動装置１５とを介して後述するＨＳＴ１６，１７が接続されている。前記オーガ用クラッチ１２と走行用クラッチ１４は、それぞれ電磁クラッチによって構成されている。
【００１６】
前記オーガ４は、従来の除雪機に用いられているものと同等の構造のものであり、上部にシュータ１８が設けられ、前記車体フレーム７の前端部に左右方向に揺動可能に装着されている。また、このオーガ４は、車体フレーム７の前端部に設けられたローリング用シリンダ（図示せず）によって、左右方向の傾斜角度を変えることができるように構成されている。
【００１７】
前記クローラ走行装置３は、従来からよく知られているように、従動スプロケット２１と駆動スプロケット２２とが走行フレーム２３に回転自在に支持され、これら両スプロケット２１，２２にはクローラ２４が巻掛けられ、図３に示すように、車体の左右方向に対をなすように設けられている。これらのクローラ走行装置３の駆動軸２５（駆動スプロケット２２の軸）は、図５に示すように、駆動スプロケット２２から車幅方向の中央部まで延びるように形成されており、車幅方向の中央部が車体フレーム７の駆動軸支持用ブラケット２６に軸受２７を介して回転自在に支持され、車幅方向の外端部が後述する減速機２８のハウジング２９に軸受３０を介して回転自在に支持されている。前記ハウジング２９は、車体フレーム７の外側壁７ａに固定されている。また、前記走行フレーム２３の前端部と車体フレーム７との間には、車体上部の傾斜角度を変化させるためのチルト用シリンダ３ａが介装されている。
【００１８】
前記駆動軸２５とエンジンのクランク軸１１との間の動力伝達系は、図１、図３〜図５に示すように、クランク軸１１の後端部に軸装された前記走行用クラッチ１４と、前記Ｖベルト式伝動装置１５と、前記２個のＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ）１６，１７と、前記減速機２８とによって構成されている。前記ＨＳＴ１６，１７は、従来からよく知られているものと同等の構造のものが用いられており、左右のクローラ走行装置３毎に装備され、それぞれ車体フレーム７に支持されている。
【００１９】
前記両ＨＳＴ１６，１７の入力軸３１（図３参照）は、Ｖベルト式伝動装置１５を介して互いに連動するように接続され、これらのＨＳＴ１６，１７の出力軸３２（図５参照）は、車幅方向の外端部で前記減速機２８に接続されている。この減速機２８は、いわゆる二段減速式のものであり、図４および図５に示すように前記出力軸３２に接続されたピニオン３３と、中間歯車３４と、駆動軸２５側の出力歯車３５とによって構成されている。
【００２０】
この実施の形態による前記ＨＳＴ１６，１７は、車体の後方から見て車体右側にそれぞれ設けられた揺動式変速レバー３６（図４および図５参照）が揺動方向の中央（中立位置）に位置しているときにクローラ走行装置３を停止させ、変速レバー３６が車体の前側または後側へ揺動することによって、車体が前進または後退するようにクローラ走行装置３を駆動する。また、このＨＳＴ１６，１７は、変速レバー３６の揺動する角度が大きくなればなるほどクローラ走行装置３の回転する速度が高くなるように構成されている。前記変速レバー３６は、この実施の形態では電動式の操作装置４１（図４〜図６参照）に接続され、この操作装置４１によって操作される。
【００２１】
操作装置４１は、前記変速レバー３６にリンク機構４２を介して連結された変速用モータ４３および変速位置検出用センサ４４と、車体後部の操作ハンドル５の近傍に設けられた走行用レバー４５および旋回用レバー４６と、前記変速用モータ４３を制御するコントローラ４７（図６，８参照）などによって構成されている。前記変速用モータ４３および前記変速位置検出用センサ４４は、２個のＨＳＴ１６，１７毎に設けられ、図示していないステーを介して車体フレーム７に支持されている。本発明に係る車速制御装置は、前記コントローラ４７によって構成されている。
【００２２】
前記走行用レバー４５は、図６に示すように、前記操作ハンドル５における車幅方向に延在する水平部５ａに装着されて前後方向へ揺動できるように構成されており、操向ハンドル５の近傍で車幅方向の中央に位置するように設けられたコントロールボックス４８から操作部分が上方に突出している。また、前記走行用レバー４５の下端部には、この走行用レバー４５の位置を検出するための目標速度検出用センサ４９が接続されている。
【００２３】
前記旋回用レバー４６は、操作ハンドル５の左右両側のグリップ６の近傍にそれぞれ設けられており、自転車のブレーキレバーと同様に操縦者がグリップ６とともに把持できるように構成されている。また、これらの旋回用レバー４６には、このレバー６６の操作量を検出するための旋回検出用センサ５０がリンク機構５１を介してそれぞれ接続されている。前記変速位置検出用センサ４４と、前記目標速度検出用センサ４９と、前記旋回検出用センサ５０は、後述するコントローラ４７に検出信号をそれぞれ送出する。
【００２４】
前記旋回用レバー４６が操作されたときに前記コントローラ４７は、旋回用レバー４６と左右方向の同一側に位置するＨＳＴ１６，１７の変速レバー３６を旋回用レバー４６の操作量に相当する角度だけ中立位置側へ揺動させる。このようにコントローラ４７が旋回用レバー４６の操作に対応するように変速レバー３６を制御することによって、操作された旋回用レバー４６が位置する方向へ車体が旋回する。
【００２５】
図６において、コントローラ４７の近傍に設けられた符号５２で示すものはバッテリーである。また、前記走行用レバー４５の近傍であってコントロールボックス４８の上端部には、前記ガバナによるエンジン２の設定回転数を増減させるためのスロットルレバー５３と、前記ローリング用シリンダとチルト用シリンダ３ａとを操作するためのオーガ位置変更用レバー５４と、オーガ４に設けられたシュータ１８の位置を変えるためのシュータ用レバー５５（図３参照）と、オーガ４の駆動系に介装されたオーガ用クラッチ１２の接続・切断を切り換えるためのオーガ用スイッチ５６などが設けられている。さらに、車体左側のグリップ６の近傍には、エンジン２とＨＳＴ１６，１７との間の駆動系に介装された走行用クラッチ１４の接続・切断を切り換えるための走行用クラッチレバー５７が設けられている。
【００２６】
前記コントローラ４７は、前記走行用レバー４５の揺動に対応して両方のＨＳＴ１６，１７の変速レバー３６が揺動するように前記変速用モータ４３をフィードバック制御により制御する構成が採られている。すなわち、このコントローラ４７は、前記目標速度検出用センサ４９の検出値に基づいて変速レバー３６の目標揺動方向と目標揺動角度を設定し、前記変速位置検出用センサ４４によって検出された実際の変速レバー３６の揺動方向と揺動角度とが前記目標値と一致するように変速用モータ４３を制御する。
【００２７】
このように前記コントローラ４７がフィードバック制御を実施することにより、前記走行用レバー４５が図７に示す中立位置に位置しているときは車体が停止し、走行用レバー４５が前方または後方へ操作されたときには、走行用レバー４５の操作されている方向へ操作量に対応する車速となるように車体が走行する。図７中に符号５８で示すものは、前記コントロールボックス４８の上端部に設けられた操作パネルである。走行用レバー４５は、前記操作パネル５８に形成されたガイド溝５８ａに沿って前後方向へ揺動する。
【００２８】
この除雪機１においては、前記走行用レバー４５が最も前側に位置付けられている状態で前進時の車速が最大になり、最も後側に位置付けられている状態で後退時の車速が最大になる。前進時の車速は、エンジン２の回転数に対応させて制御される。すなわち、除雪時のオーガ４の負荷が相対的に大きい場合には、エンジン２の負荷も大きくなってエンジン回転数が相対的に低くなるから、このときには、オーガ４に入る雪の量が少なくなって前記負荷が低減するように、コントローラ４７が車速を低下させる。
【００２９】
この制御を実施するに当たってコントローラ４７は、現在のエンジン２の回転数をエンジン回転数センサ５９（図８参照）によって検出し、この現在のエンジン回転数と、目標とするエンジン回転数（以下、これを単に目標回転数と呼称する）とが一致するように車速（変速レバー３６の揺動角度）を制御する。前記エンジン回転数センサ５９は、点火パルスからエンジン２の回転数を求める構成のものが用いられている。コントローラ４７が車速を制御するに当たっては、前記変速用モータ４３の出力を目標車速側に回して変速レバー３６の揺動角度を制御することによって実施する。
【００３０】
前記目標回転数は、この実施の形態においては、高回転側の目標回転数と低回転側の目標回転数とが設定されており、これらの目標回転数のうち何れか一方が選択されて用いられる。前記高回転側目標回転数は、例えばオーガ４の前記シュート１８から雪をより一層遠くへ飛ばすことができるような回転数であって、相対的に高い回転数に設定されている。前記低回転側目標回転数は、前進速度が高くなって除雪能率が向上するような回転数であって、相対的に低い回転数に設定されている。これらの目標回転数の数値データは、コントローラ４７に設けられたメモリ６０（図８参照）に記憶させ、図７に示すように、操作パネル５８に設けられたモード切換スイッチ６１によって何れか一方が選択される。
【００３１】
次に、車速を制御するときのコントローラ４７の動作を図９に示すフローチャートによって説明する。コントローラ４７は、先ず、図９のステップＳ１で現在のエンジン２の回転数を検出し、次に、ステップＳ２で前記モード切換スイッチ６１によって高回転モード（高回転側目標回転数を使用する運転モード）が選択されているか否かを判別する。
この判別結果がＹＥＳ、すなわち高回転側目標回転数が選択されている場合は、ステップＳ３で示すように、コントローラ４７は前記メモリ６０から高回転側目標回転数の数値データを読出し、これを目標回転数として設定する。前記ステップＳ２で低回転側目標回転数が選択されていると判別された場合には、ステップＳ４で示すように、コントローラ４７はメモリ６０から低回転側目標回転数の数値データを読出し、これを目標回転数として設定する。
【００３２】
その後、コントローラ４７は、前記ステップＳ１で検出された現在のエンジン回転数と、前記ステップＳ３，Ｓ４で設定された目標回転数とが一致しているか否かを判別する。これら両回転数が一致している場合は、コントローラ４７は現在の状態を維持してステップＳ１に戻り、前記両回転数が互いに相違している場合には、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６においては、コントローラ４７は現在のエンジン回転数が目標回転数より大きいか否かを判別する。そして、現在のエンジン回転数の方が大きい場合は、コントローラ４７はステップＳ７で変速レバー３６を増速側へ予め定めた角度だけ揺動させ、現在のエンジン回転数の方が小さい場合は、コントローラ４７はステップＳ８で変速レバー３６を予め定めた角度だけ減速側（中立側）へ揺動させる。変速レバー３６をこのように揺動させることによって、車速が上昇または低下し、オーガ４の負荷が増大または減少するために、エンジン２の回転数が目標回転数に近付く。
【００３３】
したがって、上述したように構成された除雪機１においては、モード切換スイッチ６１により高回転側目標回転数を選択することによって、車速が低下してエンジン２の回転数が相対的に高くなり、低回転側目標回転数をモード切換スイッチ６１により選択することによって、車速が上昇してエンジン２の回転数が相対的に低くなる。このため、本発明に係る除雪機１は、高回転側目標回転数を選択することにより、雪をより一層遠くへ飛ばすことができる形態を採ることができ、低回転側目標回転数を選択することによって、除雪時の車速が増大して除雪効率が向上する形態を採ることができる。
【００３４】
上述した実施の形態では一つのエンジン２によってオーガ４を駆動するとともに左右のクローラ走行装置３，３を駆動する例を示したが、本発明は、このような限定にとらわれることなく、クローラ走行装置３，３をエンジン２とは別の動力源によって駆動する構成を採ることができる。すなわち、本発明は、クローラ走行装置３，３をモータによって駆動する構成や、オーガ駆動用エンジン２とは別のエンジンによって駆動する構成を採ることができる。
【００３５】
上述した実施の形態による除雪機は、モード切換スイッチ６１によって使用形態を変えることができるように構成されているから、目標回転数を予め定めておくことができる。このため、モード切換スイッチ６１を操作することによってエンジン回転数を目標回転数とすることができるから、使用形態を変えるときの操作が容易になる。目標回転数は、この実施の形態で示したようにスイッチによって切換える他に、例えばポテンショメータなどの可変式スイッチによって無段階に設定することができる。この構成を採ることにより、エンジン回転数を任意の回転数に設定することができるから、より一層多くの使用形態を採ることができる。
【００３６】
上述した実施の形態では、本発明を歩行型除雪機に適用する例を示したが、本発明は、運転者が乗車して除雪を行う乗用型除雪機にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高回転側目標回転数を選択することにより、エンジン回転数が増大して雪をより一層遠くへ飛ばすことができ、低回転側目標回転数を選択することによって、除雪時の車速が増大して効率よく（速く）除雪を行うことができるようになる。したがって、車速が自動的に制御される構成を採りながら、複数の使用形態を採ることができるから、使い勝手がよい除雪機を提供することができる。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、目標回転数を予め定めておくことができ、切換スイッチを操作することによって、エンジン回転数を目標回転数とすることができるから、使用形態を変えるときの操作が容易になる。
請求項３記載の発明によれば、エンジン回転数を任意の回転数に設定することができるから、より一層多くの使用形態を採ることができる。
請求項４記載の発明によれば、多種多様な運転形態を採ることができる歩行型除雪機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除雪機の側面図である。
【図２】本発明に係る除雪機の平面図である。
【図３】本発明に係る除雪機の背面図である。
【図４】車体後部の一部を拡大して示す側面図である。
【図５】車体後部の一部を拡大して示す背面図である。
【図６】操作ハンドルの近傍を拡大して示す側面図である。
【図７】操作パネルの一部を示す平面図である。
【図８】制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】コントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
４…オーガ、２…エンジン、３…クローラ走行装置、４７…コントローラ、５９…エンジン回転数センサ、６１…モード切換スイッチ。
【図１】
2004278058.tif 000003
【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】
2004278058.tif 000009
【図８】
2004278058.tif 000010
【図９】
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