(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面を走行する走行体の機体フレームにスイングフレームをスイング可能に取付け、このスイングフレームにオーガ、ドーザなどの除雪部材及びこの除雪部材を駆動する駆動源を取付け、スイングフレームと前記機体フレームとに掛け渡した昇降シリンダを伸縮させることで、路面から前記除雪部材までの距離を変更することのできる除雪機において、
この除雪機は、オーガを手動で上げる手動上げモードとオーガを手動で下げる手動下げモードとオーガを自動的に上げる自動上げモードとからなる３モードを備えるとともに、手動下げモードを選択したときに昇降シリンダの縮動量を計測し、この縮動量を記憶し、その後に自動上げモードを選択し且つ走行体を後進させる後進情報を得たときには前記縮動量と同じだけ昇降シリンダを伸動させる自動上げ制御を行う制御部を、備えていることを特徴とする除雪機。
【請求項２】
前記昇降シリンダは伸動速度と縮動速度とを同じにし、前記縮動量の計測は時間で実施することを特徴とする請求項１記載の除雪機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除雪機の操作性改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（ａ）〜（ｃ）は従来の除雪機の操作説明図である。
（ａ）は前進しつつ除雪をなす除雪機１００を示し、クローラ１０１の作用で矢印の通りに前進すると共にエンジン１０２の作用でオーガ１０３及びブロア１０４を回してオーガ１０３で集めた雪をブロア１０４でシュート１０５を介して投雪することのできるオーガ型自走式除雪機を示す。
このときには、操作盤１１０での走行操作レバー１１１は、Ｆ（前進）のポジションにあり、オーガ昇降レバー１１２はＤＮ（下げ）のポジションにある。
【０００３】
除雪すべき雪の丈が大きいことや、機体の進行方向を変更するなどの理由で除雪機１００を後進させるときには次の様に操作する。
（ｂ）において、操作盤１１０の走行操作レバー１１１を矢印▲１▼の如くＮ（中立）へ切替える。これで、前進中の除雪機１００は停止する。次に、オーガ昇降レバー１１２を矢印▲２▼の如くＵＰ（上げ）へ切替える。すると、昇降シリンダ１０６が延び、クローラ１０１側の機体フレーム１０７を基準にして、スイングフレーム１０８が上へスイングし、結果としてオーガ１０３などが上昇する。
【０００４】
（ｃ）において、操作盤１１０の走行操作レバー１１１を矢印▲３▼の如くＲ（後進）へ切替える。これで、除雪機１００は矢印の如く後退する。
この従来例では、前進中の除雪機１００を後進させるのに、矢印▲１▼〜▲３▼の３つの操作をこの順で実施しなければならない。
逆に、後進から前進に切替えるときには、後進中の除雪機１００を一旦止め、上がっているオーガを下げ、前進操作をなす、如くに３つの操作を順に実施しなければならない。従って、２本のレバー１１１，１１２の操作が複雑で且つ手順の間違いは許されないことから、操作性が良いとは言えない。
【０００５】
そこで、実開昭６４−２８４１６号公報「除雪機」などで提案される除雪機が必要となってくる。すなわち、上記公報の除雪機は、「機体の後退操作時に除雪機を自動上昇させる」ことを特徴とするものである。具体的には同公報の第１図において、変速レバー２２（符号は公報記載のままとした。以下同じ）を後進へ切替えると、変速レバー２２に付属する係合板２５が昇降レバー２７を、下降ポジション→中立ポジション→上昇ポジションの如く上昇ポジションまで移動し且つ上昇検出スイッチ２６を作動させてオーガの回転を止めるというものである。すなわち、前進しつつ除雪作業をなす除雪機を、後進させるとオーガが上昇すると共にオーガが止まることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７（ａ），（ｂ）は実開昭６４−２８４１６号公報の除雪機と同等の除雪機の作用説明図である。ただし、符号や名称は変更した。
（ａ）において、操作盤１１０の走行操作レバー１１１を「Ｆ」に切替えるだけで、除雪機１００を前進させつつ、オーガ１０３を回し、除雪作業を行うことができる。
（ｂ）において、操作盤１１０の走行操作レバー１１１を「Ｒ」に切替えるだけで、オーガ１０３を上昇させ、オーガ１０３の回転を止め（具体的には図示せぬ「オーガクラッチ」を接続状態から切断状態に切替えることで回転を止める。）且つ除雪機１００を矢印のごとく後退させることができる。
【０００７】
上記公報の除雪機、すなわち図７で説明した除雪機では、後退する度に、オーガが自動的に上限まで上昇する。前進の際には高い位置からオーガを除雪ポジションまで下げなければならず、そのための下降時間が長くなり、この間は作業ができない。すなわち、後退時に自動的に上限までオーガを上昇させると、作業能率が低下する。従って、上記公報の技術は改良の余地がある。そこで、図６で説明した除雪機１００が常用されることになり、これでは操作性は一向に良くならず、作業者若しくは運転者の負担は軽くならない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、除雪機に適当したオーガ自動上昇技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、路面を走行する走行体の機体フレームにスイングフレームをスイング可能に取付け、このスイングフレームにオーガ、ドーザなどの除雪部材及びこの除雪部材を駆動する駆動源を取付け、スイングフレームと機体フレームとに掛け渡した昇降シリンダを伸縮させることで、路面から除雪部材までの距離を変更することのできる除雪機において、この除雪機は、オーガを手動で上げる手動上げモードとオーガを手動で下げる手動下げモードとオーガを自動的に上げる自動上げモードとからなる３モードを備えるとともに、手動下げモードを選択したときに昇降シリンダの縮動量を計測し、この縮動量を記憶し、その後に自動上げモードを選択し且つ走行体を後進させる後進情報を得たときには前記縮動量と同じだけ昇降シリンダを伸動させる自動上げ制御を行う制御部を、備えていることを特徴とする。
【００１０】
手動下げモードを選択する直前の走行状態は、一般路上走行、雪路面後退が考えられ、オーガは一般路上走行であれば上限高さ 、雪路面後退であれば中庸な高さと考えられる。中庸な高さであれば後進時にオーガが雪面に掛る虞れはない。そこで、自動上げモードではオーガを中庸な高さまで上げるようにした。すなわち、オーガは自動的に元の高さに戻るから、除雪機を後退させてもオーガが雪面に掛る心配はない。
この結果、前進に際して中庸な高さからオーガを下げることができ、オーガ下降に要する時間が半減し、作業能率を大いに高めることができる。自動運転であるから、運転者の負担が軽減できることは言うまでもない。
【００１１】
請求項２では、昇降シリンダは伸動速度と縮動速度とを同じにし、縮動量の計測は時間で実施することを特徴とする。
【００１２】
縮動量を直接計測するには距離センサを昇降シリンダに設けることが一般的である。しかし、距離センサは高価であり、雪や泥を浴びるため故障対策が不可欠であり、ハーネスを付設しなければならないから、除雪機のコストを押上げる。
そこで、請求項２では昇降シリンダの伸動速度と縮動速度とを同じにし、縮動量の計測は時間で実施するようにした。
時間のカウントであればモータ電流が流れている時間を制御部に備えたストップウオッチ機能などで計測するだけで済み、格別に外部センサを設ける必要はなく、除雪機のコストが上がる虞れはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る除雪機の概略平面図であり、この除雪機１０は、走行を電動モータ、オーガやブロアなどの除雪作業をエンジンで行わせるものであり、路面（含む雪面）を走行する走行体２０と、この走行体２０の機体フレーム２１にスイングフレーム３０をスイング可能に取付け、このスイングフレーム３０の前部に除雪部材としてのオーガ３１やブロア３２を配置したものである。
【００１４】
詳しくは走行体２０を、機体フレーム２１、駆動輪２２Ｌ，２２Ｒ（Ｌは運転者から見て左、Ｒは同右を示す添え字である。以下同じ）、遊転輪２３Ｌ，２３Ｒ、クローラ２４Ｌ，２４Ｒ、駆動輪２２Ｌ，２２Ｒに連結した減速機２５Ｌ，２５Ｒ及び電動モータ２６Ｌ，２６Ｒとで構成し、機体フレーム２２にピボット２８，２８を介して図面表裏方向へスイング可能にスイングフレーム３０を取付け、このスイングフレーム３０と機体フレーム２１とに昇降シリンダ３３Ｌ，３３Ｒを掛け渡すと共にこの様なスイングフレーム３０に、駆動源としてのエンジン３５、動力断接手段としてのオーガクラッチ３６（シンボルで示した。詳細構造は図２で説明する。）、駆動軸３７、ブロア３２、オーガ軸３８、オーガ３１及びオーガハウジング３９を一括搭載した自走式除雪機である。
【００１５】
昇降シリンダ３３Ｌ，３３Ｒは伸動速度と縮動速度が同一な電動シリンダ若しくは電動油圧シリンダが望ましい。電動シリンダはモータを駆動源とし、このモータでスクリューを回す形式のものであり、モータの正転速度と逆転速度が同じであれば伸動速度と縮動速度が同一になる。また、電動油圧シリンダは油圧シリンダと油圧ポンプとを一体化したもので、モータで油圧ポンプを回し、油圧ポンプで油圧シリンダを伸縮させる形式のものであり、油圧シリンダの伸動速度と縮動速度とを同じに調整する。
【００１６】
なお、４１はバッテリ、４２Ｌ，４２Ｒはハンドル、４４は操作盤、４５は制御部である。
また、前記走行体はタイヤで走行するもの若しくは前にタイヤ、後にクローラを配置したものでもよく、要は雪面を走行し得るものであればよい。
除雪部材はドーザであってもよい。
【００１７】
図２（ａ），（ｂ）は本発明の除雪機で採用したオーガクラッチの構成図兼作用図である。
（ａ）では、エンジン３５の出力軸に取付けた第１プーリ４６と、駆動軸３７に取付けた第２プーリ４７とにベルト４８を巻き、クラッチシリンダ４９でベルト４８を緊張させた。クラッチシリンダ４９はソレノイド駆動プランジャが好適である。
【００１８】
これで第１プーリ４６に連動した第２プーリ４７が連れ回り、駆動軸３７が回る。この結果、図１に示す通り、駆動軸３７に繋がるオーガ３１並びにブロア３２が回る。
従って、（ａ）はオーガクラッチが接続状態にあり、これをクラッチ「接」と呼ぶことにする。
【００１９】
（ｂ）では、クラッチシリンダ４９を退動させることにより、ベルト４８をルーズ状態にしたものであり、第１プーリ４６は回るものの第２プーリ４７は回らない。
従って、（ｂ）はオーガクラッチが切断状態にあり、これをクラッチ「断」と呼ぶことにする。
【００２０】
図３は本発明に係る除雪機の操作盤の平面図であり、操作盤４４に、オーガ昇降レバー５１、オーガクラッチレバー５２、走行操作レバー５３及び方向・速度操作レバー５４を備える。各レバーの作用は次の通りである。
【００２１】
オーガ昇降レバー５１は、図１の昇降シリンダ３３Ｌ，３３Ｒを伸縮させることにより、オーガ３１等を昇降制御するレバーである。
オーガ昇降レバー５１では、自動上げモード、手動上げモード、手動下げモードの何れか選択することができる。
【００２２】
オーガクラッチレバー５２は、図２のクラッチシリンダ４９を伸縮させることにより、オーガクラッチの断接制御をなすレバーである。
走行操作レバー５３は、図１の電動モータ２６Ｌ，２６Ｒに給電することで除雪機１０を前進又は後進させ、給電を停止することで除雪機１０を停止状態にするレバーである。
方向・速度操作レバー５４は、ポテンショメータ（可変抵抗器）５５に連結しており、ポテンショメータ５５で前進高速−前進低速、後進低速−後進高速に該当する電圧信号を無段階で発生させ、この可変信号に基づいて前後の方向及び高中低の速度を定めることができる。
【００２３】
以上に述べた操作盤４４及び制御部４５を備えた除雪機の作用を次に述べる。図４は本発明に係る除雪機の操作フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：先ず、オーガ昇降レバーの位置を調べる。図３において、オーガ昇降レバー５１が「自動上げ」、「手動上げ」、「手動下げ」のポジションの何れにあるかを調べる。
ＳＴ０２：「手動上げ」を選択したときには、昇降シリンダを伸動させる。
ＳＴ０３：この結果、オーガは上昇する。
【００２４】
ＳＴ０４：ＳＴ０１で、「手動下げ」を選択したときには、昇降シリンダは縮動し始める。
ＳＴ０５：制御部に内蔵のストップウオッチ機能で、昇降シリンダの作動時間の計測を開始する。具体的には、モータ電流を監視し、電流値が所定値にアップしたら時間のカウントを開始する。
ＳＴ０６：この結果、オーガは下降を開始する。
【００２５】
ＳＴ０７：オーガ昇降レバーを「手動下げ」以外のポジションに切換えることで、オーガの下降は停止する。この停止までのシリンダ作動時間Ｔｄを読み込む。
ＳＴ０８：この時間Ｔｄを制御部内に記憶させる。若しくは記憶させてある時間Ｔｄを、ＳＴ０７で確定したＴｄで置き換える。すなわちＴｄはその都度更新する。
【００２６】
ＳＴ０９：方向・速度操作レバーが「後進」ポジションにあるか否か、すなわち図３の方向・速度操作レバー５４が「前進」、「後進」ポジションの何れにあるかを調べる。
除雪機が前進中あれば、オーガ自動上昇の対象とはならない。
従って、方向・速度操作レバーが「後進」ポジションにあるときのみＳＴ１０へ進む。
【００２７】
ＳＴ１０：昇降シリンダを時間Ｔｄだけ伸動させる。
ＳＴ１１：この結果、オーガは自動的に上昇する。
ここで重要なことは、ＳＴ０４〜ＳＴ０７での「手動下げ」モードによるオーガの下げ量に、ＳＴ１０〜ＳＴ１０での「自動上げ」モードによるオーガの上げ量を合致させたことである。
手動下げモードを選択するＳＴ０１直前の走行状態は、路上走行、雪路面後退が考えられ、オーガは路上走行であれば上限高さ 、雪路面後退であれば中庸な高さと考えられる。中庸な高さであれば後進時にオーガが雪面に掛る虞れはない。そこで、自動上げモードではオーガを中庸な高さまで上げるようにした。すなわち、オーガは自動的に元の高さに戻るから、除雪機を後退させてもオーガが雪面に掛る心配はない。
【００２８】
図５は図４の改良操作フロー図である。図４と重複する部分が多いが、全ステップを掲載する。
ＳＴ３１：先ず、オーガ昇降レバーの位置を調べる。図３において、オーガ昇降レバー５１が「自動上げ」、「手動上げ」、「手動下げ」のポジションの何れにあるかを調べる。
ＳＴ３２：「手動上げ」を選択したときには、昇降シリンダを伸動させる。
ＳＴ３３：この結果、オーガは上昇する。
【００２９】
ＳＴ３４：ＳＴ３１で、「手動下げ」を選択したときには、昇降シリンダは縮動し始める。
ＳＴ３５：制御部に内蔵のストップウオッチ機能で、昇降シリンダの作動時間の計測を開始する。具体的には、モータ電流を監視し、電流値が所定値にアップしたら時間のカウントを開始する。
ＳＴ３６：この結果、オーガは下降を開始する。
【００３０】
ＳＴ３７：オーガ昇降レバーを「手動下げ」以外のポジションに切換えることで、オーガの下降は停止する。この停止までのシリンダ作動時間Ｔｄを読み込む。
ＳＴ３８：この時間Ｔｄを制御部内に記憶させる。若しくは記憶させてある時間Ｔｄを、ＳＴ３７で確定したＴｄに置き換えて更新する。
【００３１】
ＳＴ３９：ＳＴ３１で、自動運転を選択したときには、図３において、オーガクラッチが「接」ポジションにあるか否かを調べる。
オーガクラッチ「接」であれば、オーガやブロアが回っている。
オーガクラッチ「断」であれば、オーガやブロアは停止していることになり、このときにはクラッチが切れているためエンジンには負荷が掛らず、オーガが下がったままで、前進又は後進させることはエンジン負荷の点から差支えない。
従って、オーガやブロアが回っているところのオーガクラッチ「接」のときにのみＳＴ４０へ進む。
【００３２】
ＳＴ４０：ここでは走行操作レバーが「走」ポジションにあるか否か、すなわち図３の走行操作レバー５３が「走」、「停」の何れのポジションにあるかを調べる。
走行操作レバー５３が「停」ポジションにあれば、オーガが下がったままで支障はない。そこで、走行操作レバー「走」でないときには制御フローから抜けさせ、走行操作レバー「走」であるときにのみＳＴ４１へ進める。
【００３３】
ＳＴ４１：方向・速度操作レバーが「後進」ポジションにあるか否か、すなわち図３の方向・速度操作レバー５４が「前進」、「後進」ポジションの何れにあるかを調べる。
除雪機が前進中あれば、オーガ自動上昇の対象とはならない。
従って、方向・速度操作レバーが「後進」ポジションにあるときのみＳＴ４２へ進む。
【００３４】
ＳＴ４２：昇降シリンダを時間Ｔｄだけ伸動させる。
ＳＴ４３：この結果、オーガは自動的に上昇する。
なお、上記フローは一例を示したものであり、例えばＳＴ３９〜ＳＴ４１は順序を入れ替えことができる。
【００３５】
図４の別実施例をまとめると、図１において、路面を走行する走行体２０の機体フレーム２１にスイングフレーム３０をスイング可能に取付け、このスイングフレーム３０にオーガ３１、ドーザなどの除雪部材及びこの除雪部材を駆動する駆動源（エンジン３５）を取付け、スイングフレーム３０と機体フレーム２１とに掛け渡した昇降シリンダ３３Ｌ，３３Ｒを伸縮させることで、路面から除雪部材までの距離を変更することのできる除雪機１０において、この除雪機１０は、自動運転を選択した自動運転選択情報（図５のＳＴ３１参照）と、走行体２０を後進させる後進情報（図５のＳＴ４１参照）と、駆動源３５と除雪部材との間に設けたクラッチ３６を接合状態にするクラッチ接合情報（図５のＳＴ３９参照）との３つの情報を得たときに、除雪部材を上昇させるべく昇降シリンダ３３Ｌ，３３Ｒを作動させる（図５のＳＴ４２参照）自動上げ制御を行うことを特徴とする。加えて、自動上げにおいては、中庸な高さまでしかオーガを上げないので、次の手動下げに要する時間が短くなり、作業能率が高まる。
【００３６】
すなわち、別実施例では、自動運転を選択したときには、後進であってもクラッチが「断」であれば、オーガやブロアを上昇させない。オーガやブロアが非駆動状態であれば、オーガやブロアを上げずに後進させることは差支えない。
この結果、前進後進を頻繁に繰り返す除雪機において、自動的にオーガやブロアを上昇させる回数を限定することができ、これに連れてオーガクラッチの断接回数も大幅に減り、オーガクラッチの寿命を延ばすことができる。自動運転であるから、運転者の負担が軽減できることは言うまでもない。
【００３７】
尚、オーガクラッチは図２で説明したもの以外の構造のクラッチ、例えば電磁クラッチ、ギヤ噛み合いクラッチであってもよい。また、実施例ではオーガやブロアを回す駆動源をエンジンとしたが、駆動源は電動モータであってもよい。同様に、走行体を前進後進させる駆動源を電動モータとしたがこれをエンジンに替えることは差支えない。
【００３８】
又、実施例では伸動速度と縮動速度が同一の昇降シリンダを前提としてシリンダ作動時間Ｔｄを求めることで、オーガの下げ量と上げ量を合致させたが、伸動速度と縮動速度が等しくない場合は昇降シリンダに距離（ストローク）センサを設け、この距離センサで伸動量／縮動量を求めてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の除雪機によれば、前進に際して中庸な高さからオーガを下げることができ、オーガ下降に要する時間が半減し、作業能率を大いに高めることができる。自動運転であるから、運転者の負担が軽減できることは言うまでもない。
【００４０】
請求項２では、昇降シリンダは伸動速度と縮動速度とを同じにし、縮動量の計測は時間で実施することを特徴とする。
縮動量を直接計測するには距離センサを昇降シリンダに設けることが一般的である。しかし、距離センサは高価であり、雪や泥を浴びるため故障対策が不可欠であり、ハーネスを付設しなければならないから、除雪機のコストを押上げる。
そこで、請求項２では昇降シリンダの伸動速度と縮動速度とを同じにし、縮動量の計測は時間で実施するようにした。
時間のカウントであればモータ電流が流れている時間を制御部に備えたストップウオッチ機能などで計測するだけで済み、格別に外部センサを設ける必要はなく、除雪機のコストが上がる虞れはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除雪機の概略平面図
【図２】本発明の除雪機で採用したオーガクラッチの構成図兼作用図
【図３】本発明に係る除雪機の操作盤の平面図
【図４】本発明に係る除雪機の操作フロー図
【図５】図４の別実施例図
【図６】従来の除雪機の操作説明図
【図７】実開昭６４−２８４１６号公報の除雪機と同等の除雪機の作用説明図
【符号の説明】
１０…除雪機、２０…走行体、２１…機体フレーム、２４Ｌ，２４Ｒ…クローラ、２６Ｌ，２６Ｒ…電動モータ、３０…スイングフレーム、３１…除雪部材としてのオーガ、３３Ｌ，３３Ｒ…昇降シリンダ、３５…駆動源としてのエンジン、４５…制御部、５１…オーガ昇降レバー、５２…オーガクラッチレバー、５４…方向・速度制御レバー。
【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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