(57)【要約】【課題】オペレータの保護を目的とする歩行型除雪機の運転者駐在制御型安全装置は、従来小型機では実現されていたが、複雑で高度な運転操作を必要とする中型機、大型機ではその高い要請にもかかわらず実現されないでいた。【解決手段】発想を変え、動力クラッチ操作器類以外の操作器と運転補助具にに着目し、ＨＳＴレバー５３に運転者駐在検知用のグリップスイチ６１を一つ、グリップハンドル５７に同じくもう一つ運転者駐在検知用のベルトスイッチ６２を装着し、安全制御即ちエンジン停止に遅延時間を設定し、その間警報ランプ６３で点滅表示させるようにした。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行型除雪機の運転操作器に、人体による操作可能なスイッチを設け、該スイッチが運転者の操作力により動作状態にあるときのみ、動力供給可能なるようにし、動力供給運転中は該スイッチが不動作状態になったとき、即座にまたは設定時間後に、動力供給を停止または動力停止させる構成としたことを特徴とする歩行型除雪機の安全装置。
【請求項２】
歩行型除雪機の運転補助具、及び運転操作器に、人体による操作可能なスイッチを設け、該スイッチが運転者の操作力により動作状態にあるときのみ、動力供給可能なるようにし、動力供給運転中は該スイッチが不動作状態になったとき、即座にまたは設定時間後に、動力供給を停止または動力停止させる構成としたことを特徴とする歩行型除雪機の安全装置。
【請求項３】
前記スイッチに、感圧導電式スイッチを使用する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の歩行型除雪機の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主にオーガ１１（雪を掻き崩したり、削雪したりして収集する装置）とブロワ１２（雪を吐出させる装置）とシュータ１３（投雪方向を定める装置）とで構成される除雪部１と、走行部２と、それらを駆動する原動機３（エンジン、モータなど）とによって構成され、一連の運転操作を操作パネル５で行うようにした歩行型ロータリー除雪機の安全装置に関わるものであり、従来小型機で採用されてきた通称デットマン機構（除雪機安全協議会規格）と呼ばれている運転者駐在制御型安全装置の機能を発展させ中型機や大型機で操作性を損なうことなく実現化し、運転者の安全性を向上させることをねらいとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
運転者駐在制御型安全装置は動力供給中、即ちロータリー除雪部の回転中あるいは機体走行中に、運転者が運転位置を離れて作業する際に生ずる危険から運転者を保護するために考案され、運転に複雑高度な操作を必要としない小型機で既に実現されＩＳＯ８４３７やＡＮＳＩ　Ｂ７１にも規格化されている。一般的には除雪作業クラッチレバーと走行クラッチレバーとして実用化され、運転者のクラッチレバーの入り切りで除雪部や走行部への動力を機械的又は電気的に入り切りする。運転者が運転位置を離れるとき、クラッチレバーが離され（切られ）同時に自動的に動力供給が切られるため安全である。しかしこのクラッチレバー方式は除雪作業走行中は両腕が両クラッチ保持操作に完全に取られるため、他の操作は一切出来なくなるという欠点をもっている。このことが中、大型機への実用化を阻んでいた。また除雪作業走行中レバーを握りしめていなければならないのは運転者にかなりの心身的負担にもなっていた。これを改善するための方法がいくつか考案されている。（例えば、実公平１−３８６８１、特開平３−１０７００９）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれまでの考案はいずれも運転者駐在制御型安全装置付き小型機の操作性の改良と運転者の疲労軽減程度にとどまり、複雑で高度な操作を必要とする中、大型機への展開はされなかった。そもそもクラッチレバーを使用し握り操作を強いることで、機械式電動式にかかわらずその腕がその操作に取られてしまうことには変わりなく、前記安全装置の中、大型機への展開は今までの操作概念とは全く違った方式が必要とされる。
【０００４】
故に本発明は従来方式では困難であった運転者駐在制御型安全装置の中、大型機での実用化を、操作性を損なうことなく実現し、中、大型除雪機の安全性の向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明において講じた技術手段は、歩行型除雪機の運転操作器に、人体による操作可能なスイッチを設け、そのスイッチが運転者の操作力により動作状態にあるときのみ、動力供給可能なるようにし、動力供給運転中はそのスイッチが不動作状態になったとき、即座にまたは設定時間後に、動力供給を停止または動力停止させる構成にしたことである。
【０００６】
さらには運転者駐在制御型安全装置付き中、大型除雪機の操作違和感を無くすため前記スイッチに、感圧導電式スイッチを使用する構成にしたことである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
その結果、運転者が運転位置を離れるときは確実に動力供給が停止されるようになり、且つその安全機能維持のための余分な操作負担を運転者に強いることがなく、運転者駐在制御型安全装置が中、大型機で実現でき、中、大型除雪機の運転者に対する安全性が飛躍的に向上するようになった。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１から図７に本発明の第一実施例を示す。図１、図２は歩行型除雪機の運転位置側と除雪部側からみた全体図、図３は運転者が操作を行う操作パネル５を示す。除雪機はオーガ１１により雪を掻き崩したり削雪したりして収集しシュータ１３によって運転者の意図する方向に投雪させる機械である。
【０００９】
図３の運転操作器類と除雪機の各部動作の関係を説明する。走行クラッチレバー５１は走行部２への動力の入り切りを行う。除雪クラッチレバー５２は除雪部１への動力の入り切りを行う。クラッチはいずれも一般的ベルトテンション式の手動式で、入り位置と切り位置でスプリング固定されるが、始動安全装置（除雪機安全協議会規格、ＩＳＯ８４３７、ＡＮＳＩ　Ｂ７１など）に関わるクラッチレバーと連動するクラッチ投入判別機能がある。
【００１０】
走行クラッチレバー５１が前方に投入され走行クラッチが入った後はＨＳＴと走行ミッション（図省略）に連結連動するＨＳＴレバー５３で前後進行方向と走行速度を調節し、走行ミッションのサイドクラッチ（図省略）に連結連動するサイドクラッチレバー５４で左右の旋回操作を行う。５４Ｌを手前に倒すことで左旋回、５４Ｒを手前に倒すことで右旋回動作する。ＨＳＴは油圧ポンプと油圧モータを合体させた油圧式無断変速機であり、走行ミッションは常時接続式クラッチ付きの左右両出力軸をもつものでそれぞれのクラッチを切ることで片回転運転により旋回する種のものであり、いずれも農機、作業機などに広く一般的に使われているものである。
【００１１】
除雪部１の操作は、油圧切替弁（図省略）に連結連動する除雪部操作レバー５５で油圧シリンダ（図省略）で駆動される除雪部１の昇降位置とロール位置の調節を行い、モータ（図省略）を駆動するクロスレバースイッチ式の投雪調節レバー５６でシュータ１３の回動位置を定め投雪方向を調節する。両レバーとも十文字方向にスプリングバック式に可倒する。手前のグリップハンドル５７は運転操作には直接関係しないが、前記レバー類操作の際の反動補助用や、定常運転走行の際の歩行補助用、もちろん使用しない腕の置き場、などに都度使用される。
【００１２】
本発明のスイッチ装着機構とその機能について説明する。本第一実施例では操作パネル５上の前記運転者操作器類の内、ＨＳＴレバー５３の握り部分に一つ（グリップスイッチ６１）、グリップハンドル５７上に一つ（ベルトスイッチ６２）、合計二つ装着している。グリップスイッチ６１はＨＳＴレバー５３を握るとき動作する。ベルトスイッチ６２は帯状のどの部分を握っても、また手を置くだけでも動作する。
【００１３】
図４及び図５にそれぞれのスイッチの詳細を示す。本実施例ではいずれも感圧式のものを使用している。グリップスイッチ６１は上部電極６１２と下部電極６１４との間に感圧導電ゴム６１３又は相当材を積層した構造で全体は高弾性の被覆ゴムケース６１１に覆われている。これをＨＳＴレバー５３の握り５３１に上部から埋め込み、電極６１２、６１３から延びるリード線６１５、６１６をＨＳＴレバーパイプ５３２を通して取り出している。ベルトスイッチ６２のスイッチ構造もグリップスイッチ６１と原理は同じで、上部ベルト電極６２２と下部ベルト電極６２４との間に感圧導電ゴムベルト６３３又は相当材を積層し、全体は高弾性の被覆ゴムベルトケース６２１に覆われている。最近ではフィルム状電極６２７、６２９をゴム成形したものもある。受圧感度を高めるためタッチ面は図のように突起形状をしている。産業的にはグリップスイッチ６１は屋外用として、また多方向感知の機能からマルチタッチセンサなどに、ベルトスイッチ６２は別にコードスイッチ、ケーブルスイッチとも呼ばれ、ドア開閉検知用や機械装置安全保護用又はセキュリティ用などに一般的に使用されている。これらを本発明の除雪機の使用条件に合わせ装着している。
【００１４】
制御を図３、図６、図７で簡潔に説明する。エンジン３の始動後、除雪部１への動力接続は除雪クラッチレバー５２で、走行部２への動力接続は走行クラッチレバー５１で行うが、その際グリップスイッチ６１とベルトスイッチ６２の少なくともどちらか一方が動作状態にないとき、コントローラ５８がクラッチ投入後約１秒で燃料カットソレノイド３１を動作させ、エンジン３を停止させ動力投入を絶つようにしている。即ちＨＳＴレバー５３、グリップハンドル５７のどちらかが握られていないか又は触っていないと、動力の供給が出来ないようにしてある。遅延時間の約１秒の間はコントローラ５８がエンジン停止を予告する警報ランプ６３を点滅させる。尚、図６で配線関係は省略してある。
【００１５】
一方運転中は二つのスイッチがいずれも不動作になった時、即ち除雪機操作パネル５から運転者の手が完全に離された時、コントローラ５８がそれから約１秒後にエンジン停止させ除雪部１、走行部２への動力を絶つようにしてある。その間は同様に警報ランプ６３を点滅させる。このようにして運転者が運転位置を離れて動力供給させることが出来ず、また運転者が運転位置を離れた状態で運転継続することが出来きないため、運転者駐在制御型安全装置を実現できる。運転者が除雪部１の回転動作中、又は走行中に運転位置を離れて危険な作業をすることがなく、また除雪機が暴走することもなく安全である。
【００１６】
図７に以上の制御ブロックを示す。図のようにグリップスイッチ６１とベルトスイッチ６２は並列接続されコントローラ５８へ入力される。クラッチ投入判別はクラッチレバー５１、５２に連動している既装着のスイッチ（図省略）を利用している。図でスイッチ６１、６２の二つとも開放且つクラッチ投入となると、コントローラ５８は警報ランプ６３を点滅させ、約１秒後に燃料カットソレノイド３１を作動させ、エンジン停止させる。スイッチ６１、６２のいずれか動作状態にある時は停止制御は行わない。停止制御に燃料カットソレノイド３１を作動させるのは原動機がディーゼルエンジンの場合であり、ガソリンエンジンの場合は点火コイル１次側をショート、モータの場合は電源断及び回生制動、などさせて原動機停止にする。
【００１７】
以上のように制御としては簡明であるが、この構成で最も安価で従来の操作性を損なわない運転者駐在制御型安全装置を中、大型機で実現できる。従来から小型機で実施されてきた方式を中、大型機に、たとえば電磁クラッチなど電動制御を使用し安易に展開しようとしても、小型機にはない中、大型機用の操作器類の操作性に行き詰まる。本発明は除雪機運転中最も多用される操作器という見地と、両腕を自由に使えるようにするという見地から調査研究した結果、運転者駐在確認をクラッチ操作器類とは別の、一つはＨＳＴレバー５３に、一つは操作器ではない運転補助具のグリップハンドル５７に持たせるようにした。
【００１８】
除雪機運転のほとんどは当然であるが除雪作業である。そして除雪作業走行中はほとんど速度調整用のＨＳＴレバー５３が握りしめられる。次に多用されるのは除雪部操作レバー５５と投雪調節レバー５６である。そして使用しない腕はグリップハンドル５７の上に置かれる。除雪以外の運転操作として、例えば移動走行、またトラックなどへの積み卸しなどがあるが、その際必ずグリップハンドル５７に手が置かれる。クラッチレバー５１、５２は運転開始と終了の時のみであり、サイドクラッチレバー５４は除雪作業中はまれにしか使用されない。
【００１９】
一方、安全制御で安易にエンジン停止させるのは作業性に問題が残る。これについては運転モード解析と市場調査を行った結果、両腕開放が絶対に必要な運転操作モードはなく（当然であるが）、またＨＳＴレバー５３を含まない両腕連続操作はほとんど可能性のないこともわかった。運転中両腕開放となるのは運転者の故意の動作と、不用意ミス、転倒などのときである。これを対策すれば通常の運転操作で両腕開放となることはほとんど無く、安全制御にエンジン停止を採用しても操作性に問題はなく、高額な電動制御式クラッチにする必要はない。
【００２０】
以上の理由から、ＨＳＴレバー５３に運転者駐在検知用のグリップスイッチ６１を一つ、グリップハンドル５７に同じくもう一つ運転者駐在検知用のベルトスイッチ６２を装着し、安全制御即ちエンジン停止に遅延時間を設定し、その間警報ランプ６３で点滅表示させるようにした。表示は両腕開放操作は厳禁且つ危険である旨運転者に知らしめると共に、エンジン停止予告警報でもある。運転中なにかの拍子に不用意に両腕開放となった場合でも即エンジン停止には至らず運転継続できる。本当に安全制御の必要な時、即ち運転者が運転位置を離れたときのみ停止制御する。
【００２１】
本発明に使用したスイッチは運転者に違和感を与えないよう特別に選定した。冬場の劣悪な環境の中でもスイッチ感応が十分可能なように、グリップスイッチ６１はスキー手袋、オーバーミトンでも使用可能なように、耐環境性、耐荷重性、多方向性に優れたものを、ベルトスイッチ６２はグリップハンドル５７を握るだけでなく手を置くだけでも感応し、左手でも右手でも、ハンドル上のどこでも、感応するように工夫した。いわゆる押力だけのスイッチでなく、握力、触力、圧力などあらゆる力形態に感応できるようにした。例えばベルトスイッチをハンドルの運転者側に装着し、足、腰での寄りかかりでも感応させるようにも出来る。
【００２２】
こうして運転者に負担を与えない、スイッチを握っていなければエンジン停止してしまうということを意識しなくとも、従来の操作と変わりなく普通に運転していればエンジン停止誤動作することはなく、中、大型機での運転者駐在制御型安全装置が実現できる。
【００２３】
図８に従来の操作パネル５Ａを示す。本発明の操作パネル５（図３）はこれに対し投雪方向調節レバー５６のみ右手操作配置にしただけで、他は全く従来と同一である。従来機からの大幅な機構変更なしに、ほとんど従来機のままで安全確保のために是非とも必要とされている運転者駐在制御型安全装置を中、大型機で実現した。
【００２４】
本実施例では前記二カ所に運転者駐在検知用スイッチを設けたが、それ以外の操作器にもまた操作器以外の場所にも設けてもさしつかえない。例えば使用頻度の多い除雪部操作レバー５５にも、投雪方向調節レバー５６にも、また全ての操作器に設ければ、グリップハンドル５７を含めて完璧に運転中はどれかが握られている状態にある。また操作パネル５上のどこかに新たに設けてもさしつかえない。制御上はそれぞれのスイッチを前記グリップスイッチ６１、ベルトスイッチ６２に並列接続するだけである。（図７）　しかし前記の理由でそこまでする必要はない。
【００２５】
図９に一般的な押しボタンスイッチ６４をＨＳＴレバー５３に装着した第二実施例を示す。軽作業除雪の小型機ではある程度の指操作は許容される。本実施例では左手親指操作である。これは、更に低価格が要求される小形機用である。
【００２６】
図１０から図１４に本発明第三実施例を示す。クラッチに電動制御を採用した中、大型機への本発明の適用である。前記の理由から運転者駐在制御だけの為にわざわざクラッチを電動制御化する必要はないが、クラッチの電動制御化により運転快適性の向上、メインテナンスフリー、安全性向上などトータル性能が向上し製品魅力度も向上する。
【００２７】
図１０に操作器類を配置した操作パネル５Ｂを示す。操作器は第一実施例での走行クラッチレバー５１が走行クラッチスイッチ５１Ａに、除雪クラッチレバー５２が除雪クラッチスイッチ５２Ａに変わり、第一実施例での警報ランプ６３はない。クラッチスイッチは両方とも照光式オルタネイト型で、クラッチ投入即動力供給中は点灯表示する。クラッチ操作がレバー操作からスイッチ操作に変わるためこのスイッチ配置である必然性はなく、例えば二つ並べてもよいが従来機からの違和感を無くすため、左右配列にしてある。運転者駐在確認は第一実施例と同じ考えで、ＨＳＴレバー５３にグリップスイッチ６１を、グリップハンドル５７にベルトスイッチ６２を装着している。
【００２８】
第三実施例では産業用乾式単板式の電磁クラッチ、及びブレーキを採用している。図１１に動力供給伝達のブロックを、又図１３には除雪部１への動力供給を、図１４には走行部２への動力供給を、それぞれ示す。尚図１３には走行部伝達の図を図１４には除雪部伝達の図を、それぞれ省略している。エンジン３の動力は、エンジンプーリ４１からブロワプーリ４２で受けブロワクラッチ７１を介してブロワ１２、オーガ１１へ供給される。一方エンジンプーリ４１からもう一つの走行プーリ４３で受け走行クラッチ７３を介して、直交ギヤ４６、ギヤプーリ４７、ＨＳＴプーリ４８、ＨＳＴ８、走行ミッション９、を経て、駆動スプロケット２１へ供給される。除雪クラッチ７１が切られた後は除雪ブレーキ７２が作動しブロワ１４、オーガ１１の回転を止める。一方走行クラッチ７３が切られた後は走行ミッション９のギヤ抵抗で自然停止する。
【００２９】
以上のクラッチ、ブレーキをコントローラ５９で制御を行う、第一実施例の安全制御はエンジン停止だったのに対し、本第三実施例の安全制御はクラッチ断にしてある。また第一実施例では遅延時間を約１秒設けたが、こちらでは速やかに行う。運転者の両手開放操作を積極的に防止する意味からであるが、エンジン停止は除雪作業の大きな中断になるのに対し、クラッチ断はたいした中断にはならないことにもよる。駐在者制御は第一実施例と同じ考えでグリップスイッチ６１、ベルトスイッチ６２のいずれか動作していないとクラッチ投入は出来ず、また運転中はどちらも不動作となると直ちにクラッチ断にし、クラッチスイッチ５１Ａ、５２Ａを消灯させるが、前記理由で普通に除雪作業していればクラッチ断になることはない。しかしながら運転者の不用意ミスをカバーする意味で第一実施例同様、クラッチ断制御まで遅延時間を設け、クラッチスイッチ５１Ａ、５２Ａを点滅させたり、また第一実施例と同様に警報ランプ６３を設け点滅させ、運転者に注意を勘気させるのも良い。
【００３０】
コントローラ５９Ａはこの他、始動安全装置、運転安全監視装置などの機能を合せ持ちクラッチ電動制御の良さをフルに生かしている。図１２に運転者駐在制御部分の制御ブロックを示す。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、歩行型除雪機の運転操作器に、人体による操作可能なスイッチを設け、そのスイッチが運転者の操作力により動作状態にあるときのみ、動力供給可能なるようにし、動力供給運転中はそのスイッチが不動作状態になったとき、即座にまたは設定時間後に、動力供給を停止または動力停止させる構成にしたので以下の効果を有する。
【０００３２】
従来困難とされてきた中、大型機での運転者駐在制御型安全装置が実現でき中、大型機の安全性が飛躍的に向上する。
【０００３３】
従来機構のほとんどそのままの状態で実現できるため安全装置の普及に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の運転者位置側から見た図である。
【図２】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の除雪部側から見た図である。
【図３】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の運転操作器類の配置を示す図である。
【図４】本出願実施例の運転者駐在制御用グリップスイッチの詳細を示す図である。
【図５】本出願実施例の運転者駐在制御用ベルトスイッチの詳細を示す図である。
【図６】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の側面透視図である。
【図７】本出願第一実施例での制御ブロックを示す図である。
【図８】従来の歩行型除雪機の運転操作器類の配置を示す図である。
【図９】本出願第二実施例の運転者駐在制御用グリップスイッチを示す図である。
【図１０】本出願第三実施例を示す歩行型除雪機の運転操作器類の配置を示す図である。
【図１１】本出願第三実施例を示す歩行型除雪機の動力供給伝達を示す図である。
【図１２】本出願第三実施例での制御ブロックを示す図である。
【図１３】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の除雪部中心の側面透視図である。
【図１４】本出願第一実施例を示す歩行型除雪機の走行部中心の側面透視図である。
【符号の説明】
１　除雪部
２　走行部
３　原動機部
４　動力伝達要素
５　操作パネル
６　運転者駐在制御機器
７　クラッチ、ブレーキ
８　ＨＳＴ
９　走行ミッション
１１　オーガ
１２　ブロワ
１３　シュータ
１４　オーガミッション
１５　オーガケース
２１　駆動スプロケット
２２　クローラ
３１　燃料カットソレノイド
５１　走行クラッチレバー
５２　除雪作業クラッチレバー
５３　ＨＳＴレバー
５４　サイドクラッチレバー
５５　除雪部操作レバー
５６　投雪調節レバー
６１　運転者駐在検知グリップスイッチ
６２　運転者駐在検知ベルトスイッチ
６３　警報ランプ
【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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【図８】
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【図９】
2004036331.tif 000011
【図１０】
2004036331.tif 000012
【図１１】
2004036331.tif 000013
【図１２】
2004036331.tif 000014
【図１３】
2004036331.tif 000015
【図１４】
2004036331.tif 000016