【発明の詳細な説明】
雪状材料を製造する装置と方法
この発明は、スノーボードのコース、アルペンスキーのトラック、スキージャ
ンプ台などの雪状面を調製するのに使用される大量の雪または氷を調製する特許
請求の範囲１の装置に関する。さらにこの発明は、雪材料で物体を調製する請求
の範囲９に記載の方法に関する。
冬季の趣味の中で、とりわけ、各種の形態のアルペンスキーの趣味は、大きな
人気を得て、アルペンスキーヤーとアルペンスキー場の数は増大し続けている。
冬季スポーツの「ニューカマー」はスノーボーディングである。この種目は、技
側とアクロバシー(acrobacy)が要求され、それらのいくつかの形式では、各種形
態のスキージャンプ台、バンプ(bump)およびマウンド(mound)のみならず、いわ
ゆるスキーボードコースを作製する必要があることが特徴である。これまで、雪
のコースまたはいわゆるハーフパイプトラックの土台は掘削機などの重機械で調
製され、そして雪積み部分（場合によって、氷状堆積物）の保守と調製は、シャ
ベル、スノープッシャー(snow pusher)などの手で操作されるものを使って手作
業で行われることが最も多く、または建設機械に取り付けられたブルドーザーの
ブレードなどによって行われている。
知られている解決策の欠点は、その性能の速度が低くて、機械化度が低いので
、大量の人力が必要なことである。シャベルまたはスノープッシャーを用いる１
名の人またはブルドーザーのブレードが設置されている１台の建設機械は、１ｈ
ｒのような時間単位で限られた面積しか処理できない。また、前記土台は、それ
を手作業の道具で修復することが不可能なほど硬くなることもある。ブルドーザ
ーブレードで行われる調製は、とりわけ、前進と後退が必要であるため、不正確
でしかも遅い。しかしアルペンスキーのトラック、例えばスキージャンプ台およ
びその着地スロープを利用すると非常に硬くて摩耗性であり、一般的な気象条件
のわずかな変化でも、通常、土台の保守／調製を行うことが必要になり、そのた
め、より発達した解決策が必要なことは明らかである。
コンクリートの底部の上に作製されたスキートラックの保守の一解決策として
、米国特許第４９１４９２３号が知られている。前記米国特許第４９１４９２３
号が提供する装置は、トラクター上に取り付けられた装置を含んでなり、その装
置によって、固定スキートラックがコンクリートアイス(concrete ice)で構築さ
れ（このコンクリートアイスは、スキートラック上に取り付けられた固定冷却パ
イプによって製造される）、そのコンクリートアイスは、その装置がトラックが
前方に向かって前進するにつれて、ピックを設置された回転式ミリングカッター
によって所望の大きさに破砕され、一方、まだ破砕されていない氷の層の上に水
が散布され、その後、前記破砕された氷が、広げられた水の上面に戻して広げら
、有望なスキートラックが上面に形成される。
しかし、この解決策は、スノーボード用のスノーコースの保守と修復に特に関
連する問題に全く解決をもたらさず、コンクリートの上に作られたスキートラッ
クの修復にしか助けにならない。その装置は、勿論、雪で、雪の城またはスキー
ジャンプ台または対応する建造物などの物体を製造するのに全く適合していない
。
アルペンスキーのスロープを保守するのに適した装置が、例えば、刊行物のド
イツ特許第２２４４３８５号とヨーロッパ特許第０４６１３０３Ａ１号に提供さ
れている。これら刊行物はともに、スキースロープ上を移動するよう調節された
無限軌道の車両を提供し、その車両は背後にアルペンスキースロープを保守する
ロールを引張っている。前記保守ロールは、車両の移動方向に直角の回転軸線の
まわりを回転する。しかしこのような装置は、ハーフパイプのトラックを保守す
るのに使用できない。というのは、そのコースの壁を保守できないからである。
そのコースの側壁はほぼ垂直に延び、その上、本質的に高いので、この公知の装
置は、側壁の上部端縁には全く到達できない。さらに、その公知の装置はそれが
傾くかもしれない危険なしで側壁上に十分にその公知の装置を支持することは不
可能である。
さらに、前記スノーコースを構築するのに正確に適合しているスノーボードコ
ース機械が知られている。その機械は、半円形の固定されたアーチ形構造物を備
え、そのアーチの形態はそのハーフパイプの曲率半径に一致している。特別のカ
ッターカーペットが前記アーチ形構造物のまわりを回転するよう調節されている
が、この場合、そのループカーペットは、壁の弯曲部にそって弯曲部の背後下側
へ、コースの側壁の底部から上方に移動するよう調節されている。またこの装置
は、例えばスロープ上で使用されるいわゆるスノーキャットの背後にあって引っ
ぱられてもよい。このような装置は、例えば、雑誌「Internationale Seilbahn-
Rundschau 8/1996」の３０頁の論文に提供されている。
この解決策の欠点は、それが単一の曲率半径にのみ調節されて、例えばそれを
半径３ｍのコースから半径６ｍのコースに変えることが不可能であるが、このよ
うに変えることは、これらコース間に差があるので望ましいということである。
この装置は、コースを正確な曲率半径に保守すること以外の目的に使用できない
。またこの装置はいくぶん大きくてかつ重い。それを自動的にパイロットテスト
する手段が全くなかった。
いわゆるブレードフォーマー(blade former)は、その基本的原理とその問題点
が、上記装置と同じである。それには、特に大きな弯曲した「ナイフ」が設けら
れ、そのナイフは、コースの壁を製造するのに使用される。そのナイフは、コー
スの壁の方向に引っぱられるときに、余分の雪を切り落とす。このような装置は
、上記雑誌「Internationale Seilbahn-Rundschau 8/1996」の３７頁に記載され
ている。上記欠点に加えて、この解決策はスロープを摩耗させる。というのは、
この解決策はふみ固めることなしで材料を切り落とすからである。このふみ固め
によって、材料は、例えば、すり減ったスポットまたはコースの上部でしっかり
固定できるのである。
この発明の目的は、従来技術の諸欠点を排除して、アルペンスキーの土台に、
特にハーフパイプのコースを製造するために使用される、雪状もしくは氷状の材
料もしくは物質または他の多少柔らかな材料を調製する新規な解決策を提供する
ことである。
この発明の目的は、さらに、特にハーフパイプのコースの修復と保守が容易に
なって、より迅速になり、かつ保守作業の得られる質が改善される解決策を提供
するものである。
この発明の追加の目的は、形成される物体に望ましい形態を機械的に得ること
ができる方法と装置を提供することである。
また、切り落された材料を、追加の材料を必要とするスポットに望ましい方式
で移すことができる方法と装置を提供することもこの発明の目的である。
この発明の追加の目的は、製造と保守の異なる手順の自動化度を高めることが
できる方法と装置を提供することである。
また、トラクタ、スノーモビル、いわゆるスノーキャットもしくはスロープマ
シン、掘削機または類似機器などの機械的駆動手段を利用する方法と装置であっ
て、好ましくは一つの基本的な装置によって、修復および／または保守のいくつ
もの異なる作業を実施できるような配置構成になっている方法と装置を提供する
こともこの発明の目的である。
この発明の追加の目的は、底部の調製と保守を一段階で行うことができる方法
と装置を提供することである。
この発明は、ブーム手段が、調製すべき物体の方向に移動するよう構成された
調製機械に関着方式で取り付けられ、そして前記ブーム手段が、互いに関着方式
で取り付けられた少なくとも二つのアーム部分で構成されているという原理に基
づいている。そのアーム手段のうちの外側のものは、調製ヘッドを移動させるよ
うに調節される。この発明によれば、前記調製ヘッドは回転可能な調製ロールを
備えている。この調製ロールは、調製機械の主移動方向にほぼ平行の、したがっ
てスノーボードのコースなどの物体の主方向に対してほぼ直角の軸線のまわりを
回転するように調節されている。
より正確に述べると、この発明の装置は、後記特許請求の範囲１−８に記載さ
れていること、特に独立の特許請求の範囲１の特徴部分に記載されていることを
主として特徴としている。この発明の方法は、特許請求の範囲９−１２に記載さ
れていること、特に特許請求の範囲９の特徴部分に記載されていることを主とし
て特徴としている。
この発明の好ましい実施態様によれば、前記調製ヘッド手段は回転可能な破砕
ロール手段を備えていてもよい。また、この破砕ロール手段は、関着方式で互い
に連結されたいくつものロール部材で構成されていてもよい。前記ブームは、例
えばクレーンジブなどによって設置されてもよく、そして、それの多軸運動を可
能にする関着手段と駆動装置を備えていてもよい。別の実施態様で、調製ヘッド
手段は、その両端と接続して設けられた二つの案内レール間を、それらの長手方
向に、前記レールが調製ヘッド手段を案内する方式で、ほぼ直線的に移動するよ
う調節される。
また、この発明の装置は、予め確立されたパラメータによって、調製ヘッド手
段の作動を自動制御する制御手段を備えていてもよい。
この発明の、雪状材料を調製する方法は、回転可能なロールまたは対応する調
製ヘッド手段を、アーム手段で、成形すべき雪状材料に対して移動させることを
含む方法である。一実施態様によれば、この方法は、調製ヘッド手段を、雪壁ま
たは雪面にそって、底部から上の方向へ移動させ、調製ヘッド手段の調製ロール
手段を、前記移動方向と逆の方向に回転させるステップを含んでいる。一実施態
様によれば、この方法は、さらに、物体が望ましい方式で調製されるような方式
で、調製ヘッド手段の相対的位置を検出し、この検出情報に基づいて調製ヘッド
手段の作動も制御することを含んでいる。
この発明によって、少なからぬ利点が得られる。雪または対応する材料で、ス
ノーボードのコースなどの物体を調製する作業が実際に容易にかつ迅速になり、
一方、その作業の質と仕上げのレベルが改善される。この発明の装置には、既知
の部材を利用することができるので経済的に有利になる。この発明は、融通のき
く方式で、各種の寸法の物体を調製できるという解決策を提供する。またこの発
明は、調製作業の自動化度を高めることができる。
この発明およびこの発明のその他の目的と利点は、添付図面を参照して実施例
によって以下に説明する。なお図面の同じ参照番号は同じ特徴部分を意味する。
以下の実施例による説明の目的は、この発明を実施例に提供される特定の形態に
限定することではなく、この発明には、この発明の精神と範囲の中にあるすべて
の変形と類似物が含まれるものであると解すべきである。
図１は、この発明の一実施態様の簡単な概略的斜視図を示す。
図２は、この発明の調製ヘッドの一実施態様を示す。
図３ａと３ｂは、２種の作動状態にあるこの発明の調製ヘッドの別の実施態様
の概略図を示す。
図４，５，６，７ａおよび７ｂは、この発明の特定の好ましい追加の実施態様
の部分概略図である。
駆動装置１に取り付けられたこの発明の調製装置を図１に示し、その例示され
ている駆動装置は、コース４の方向にコース４の底部上を移動する掘削機に事実
上相当する。スノーボードのコースの方向の上記移動は、矢印Ｘで示してあり、
それは、調製機械１の主要移動方向と呼ぶ。このコースの形態は、通常、半楕円
形であるが、分かりやすくするため、図１には一方の壁２のみを示してある。壁
２の半径は例えば２〜８ｍの範囲内であり、両方の壁の間の距離は、例えば６〜
２５ｍの範囲内である。
この発明の調製装置は、必須部分として、移動可能なブーム手段８を備えてお
り、この手段は、この実施例では、関着方式（１３）で互いに取り付けられた二
つのアーム部材１２と１４で構成されている。調製ヘッド１０が、外側アーム部
材１２の末端に配置され、その連結は関着方式（１１）で実施する方が好ましい
。調製ヘッド１０の好ましい構造は、図２と３に関連して詳細に説明する。
ブーム手段８は、図１に開示されているように、掘削機１または対応する調製
機械に対して、１５の位置のアーム部材１４に関着方式で取り付けられているブ
ームまたはクレーンブームでもよい。関着手段１５は、好ましくは、コースの両
方の壁を、機械１の向きを変える必要なしに同時に調製できるように、回転半径
（作動領域）が少なくとも１８０°以上でなければならない。また、適切なブー
ム手段の例は、森林機械のクレーン、トラックなどに用いられるリフティングブ
ーム、または例えば、適切な支持体上に設置されて、３軸運動を行うよう配置さ
れたロボットもしくはマニプレータなどである。適切なブーム手段はそれ自体、
当業技術者に知られているので、この明細書では詳細には説明しない。この発明
から見て、調製ヘッド１０が、少なくとも一つのアーム部材１２によって、所望
の方式で移動できることが不可欠である。
図１で分かるように、コース２の調製は、調製ヘッド１０をブーム８によって
移動させることによって行われる。この作業は、調製ヘッドを、コース４の底部
からコース４の上部端縁３の方に移動させ、同時に、調製ロールを、図１の実施
例の場合、右回りに、すなわち移動方向と反対の方向に回転させるように行うこ
とが好ましい。この方式で分離された雪材料は、コースの曲線にそって上方に誘
導するこことができ、このようにして、コースの上部端縁３の高さを上げること
ができる。
図２に、調製ヘッド１０の一実施態様を示す。このヘッドは、例えば、適切な
パイプパリソンで製造できる回転可能な円筒形ロール手段２０を備えている。そ
のパリソンの直径は、例えば５〜２５ｃｍであってもよく、好ましくは１０〜２
０ｃｍであり、そして長さは０．８〜２．０ｍであってもよく、好ましくは１．
０〜１．４ｍである。またそのパリソンは、例えばプラスチックもしくはゴムの
材料でコートされていてもよく、または適切な非金属材料で全体が製造されてい
てもよい。
破砕−切断ロール２０は、その末端またはその中に設置できる油圧モータまた
は電動機などの適切な原動機手段によって調節して回転させる。適切な回転運動
を与える駆動装置を選択することは、当業技術者にとって普通の作業なので、各
種の変形またはその方法は、その好ましい変形によって、基本機械１の作動シス
テムから、例えば、その機械の油圧、空気圧または電気のシステムから、必要な
動力を得る駆動装置を用いる場合を除いて、この明細書では説明しない。前記破
砕ロールの回転速度は例えば２００〜３００回／ｍｉｎの範囲内でよいが、必要
に応じて他の速度値も利用できる。場合によっては、両方向に回転できるように
することが好ましい。
破砕ロール２０の表面には、隆起部２２すなわち「結節」が、切削作業をより
効率的に行うために設けられている。その隆起部は、歯形、端縁が鋭いピラミッ
ド形または円錐形などの手段でもよく、または、ロールの表面上に延びるチェー
ン、ワイヤケーブル、リビング（ribbing）などの手段によって製造してもよい
。隆起部の材料は、鋼鉄、プラスチック、ゴム、ナイロンプラスチックまたは他
の類似の材料でもよい。
また、破線で示した保護ケーシング２４を、回転可能な破砕ロール２０のまわ
りに設ける方が好ましい。場合によって、ケーシング２４は、切削された雪の塊
を破砕する場合に使用され、その結果、例えば約３００回／ｍｉｎの速度で回転
するカッターで運動させられる雪は、例えば、ブレンダーによって知られている
方式でケーシング内で回転して、ケーシングが、雪の塊を十分に微細結晶の雪の
塊に破砕することが保証され、その塊がケーシングから出た後、その塊から、適
切な形態を、例えば適切な制御板または平滑化板（smoothing plate）（図示せ
ず）などの助けによって形成または結晶化させることができる。
調製ヘッド１０は、好ましくは、関着装置１１によって外側アーム部材１２に
取り付けられ、外側アーム部材に対して水平方向と垂直方向の両方に回転させる
ことができかつ該アームに対し回転させることができ、すなわち、少なくとも３
軸で移動させることができる。適切な関着装置の例は木材グラブローダー（lumb
er grab loader）のグラブアーティキュレーション（grab articulation）であ
る。ロール２０の関着装置１１の回転可能な固定は、当業技術者にとってそれ自
体公知の方式で支持アーム２６で行うことができる。
これに関連して、調製ヘッド１０の回転可能な調製部材は、前記ロール手段２
０の代わりに、例えば、二つのロール間に延出して設置された回転式破砕カーペ
ットでも製造することもできる。
図３ａには、調製ヘッド１０の好ましい一実施態様を示す。このヘッドはまっ
すぐな面と異なる形態に調製または切削できる。この実施態様によれば、調製ヘ
ッド１０は、その破砕ロール２０を、いくつものインターリーブ（interleave）
する部分ロール２０ａ−２０ｅに分割することによって、いくつもの部分形削り
盤（shaper）に分割される。その部分ロール２０ａ−２０ｅは、関着手段２７に
よって、他のロールに関着方式で取り付けられ、その結果図３ｂに示す弯曲形が
可能になる。この実施例において、その形態は、調製ロール群の外側ロールの２
０ａと２０ｅの末端に取り付けられた固定手段２６により、その位置を適切なア
クチュエータ手段で回転させることによって、変えることができる。手動による
かまたは適当な電動機手段によって達成される回転の他の適切な方法は当業技術
者にとって公知である。
保護ケーシングが必要な場合、各ロールに対し別個の保護ケーシングを設ける
ことが好ましい。当然のことながら、共通の保護ケーシングを、いくつもの部分
ロール上に配置してもよい。また、ロールは、例えば、インターリーブされてか
つ平行か、または互いに平行であるだけの方式でロールを設置することもできる
。
図４に、この発明の追加の特徴部分のスノーガイド２８を図式的に示す。この
ガイドの目的は、固締していない雪が流れ落ちるのを防止し、かつ左回りに回転
するロール１０によって、削り落とされる雪材料を、上方へ、コースの上部端縁
３の上に持ち上げて、コースの壁２を、以前の（削り取られた）レベル５からレ
ベル３まで上げることである。さらに、ガイドプレート２８は、固締されていな
い雪を、コースの壁上に生じうるサプレッション（suppression）に圧入させて
、一般に、調製後、破砕された表面を固めて／仕上げるように適応させることが
できる。
図４に、コースの底部４を調製中のアーム部材１２の位置を破線で示した。コ
ースの壁２に対する調製ヘッド１０の角度は、そのヘッドが上方へ移動するにつ
れて変化するので、スノーガイドプレート２８の状態（角度と位置）が調製ヘッ
ド１０とアーム１２に対して変化し、そしてそのアーム１２が、ガイドプレート
２８と壁２の間の角度と距離を、永続的に雪の塊を上方に持ち上げるのにできる
だけ最適である状態に導くように、スノーガイドプレート２８を図４に示す如く
移動可能に配置することが好ましい。ガイドプレート２８の移動は、機械装置に
よって実施することができ、その装置は、アーム部材１２の位置によってガイド
２８の位置を調節し、かつその駆動力を、アーム部材の移動から、または適切な
油圧シリンダーもしくは空気圧シリンダーの手段または電気駆動装置（図示せず
）によって得る。
スノーボードコースの構築に関連する一つの問題は、雪で、滑らかな楕円形の
コースを達成することであり、そのため、調製ヘッド１０の平行走査（parallel
sweep）は等しい半径でなければならない。図５から分かるように、上記状態は
、通常、コースの底部４を調製中で、アーム部材の関着点１３からコースの底部
までの距離ｈが、基本的に、コースの上部端縁３までの距離ｌより短い状態であ
る。図５に、アーム部材１２が、両端矢印で示したように、その長さを調節でき
るよう構成されている一実施態様を示す。調節可能なアーム部材１２によって、
望ましい曲率半径および特に所望の方式で変化する曲率半径をもたらす調製手段
が達成されるが、壁２の正確に同じベンディングバリュー（bending value）を
平行な調製コース間に使用できる。アーム部材の長さの調節またはコースの曲率
の調整は、アーム部材１２のシリンダー手段のような作動装置に作動的に接続さ
れている制御手段で実施できることが好ましく、その制御手段は、例えば、適切
なプログラム式マイクロプロセッサまたは論理手段などでもよい。
図６は、この発明のさらに別の好ましい一実施態様を開示している。この実施
態様によると、ブーム手段８に、支持脚３０が設けられている。その支持脚３０
は、好ましくは、関着手段３１によってアーム１４に取り付けられ、そしてその
底部に適切なスキー手段もしくはそり手段３２が取り付けられている。支持脚を
調節することによって、関着点１３の位置を固定することができ、および／また
はその位置を正確に調節することができ、その結果、コースの壁の望ましい曲率
が達成される。その支持脚は、ブーム手段８とこの発明の調製装置１０が、例え
ばスノーモバイル１もしくはスノーキャットまたはスロープ機械の助けによって
ひっぱられたりまたは押される別個のそりの上で、著しく軽い装置に接続して搭
載されると別の著しい利点が提供される。上記支持体がないと、この発明の構造
体の重量と重心の位置によって、上記そりまたは別の軽い装置が傾くことがある
。
一実施態様（図示せず）によれば、別個の迅速リリースファスナー（quick re
lease fastener）が、スロープ機械の前後に設けられ、その結果、この発明の調
製装置１０がその上に設置されているそり手段を、スロープ機械の前および／ま
たはうしろに、場合によってはスロープ機械の頂部に取り付けることができる。
一変形によれば、一つの同じ調製機械を、雪のコース、ジャンプ台などの調製
、および伝統的な滑降スキーのスロープの保守を行うために、先に述べた方式で
使用できる。これらの場合で、アーム部材の末端に設置されている調製手段１０
は、後者の場合、巻上機（traction machine）の背後に設置され、その結果、ロ
ール２０の方向が約９０°回転されかつ該ロールは下方の位置に低下して、巻上
機の背後に引っぱられて表面を切削／トリムする。
図面に示していない一実施態様によれば、その装置はさらに、調製機械が自動
的にたどるように設定されている固定制御点を設けるための手段を備えている。
これによって、装置は、コースの壁などの成形すべき物体に対するその装置の相
対的位置を知ることになり、その結果、装置の制御機構の例えばマイクロプロセ
ッサの手段は、装置がコースの底部の上を前進するにつれて、均一にかつ自動的
に所望の形態がコースに得られるような方式で装置の作業サークルを制御する。
この解決策は、例えば産業用の自動的に案内される車両装置から知られている機
械の視覚、レーダーまたは無線信号を利用する適切な装置をベースにすることが
できる。これらの装置の中で、建設機械に設けられている検出装置は、上記方法
に基づいた位置決定作動を行う。一変形によれば、制御ケーブルまたは制御レー
ルが、スノーコースの底部または別の土台の上に配置され、建設機械１が、前記
底部または別の土台に実際に接触することなしに、それをたどるよう設置されて
いる。この解決策の基本的原理も、自動的に案内される車両から知られている。
一実施態様によれば、外側のアーム部材１２が、例えば油圧モータを使って関
着点１３のまわりを回転するよう構成され、その結果、外側アーム部材１２が関
着部１３のまわりに完全３６０°の円を形成し、主移動方向Ｘにほぼ平行の軸線
のまわりの回転が行われる。アーム部材１２は、連続回転によって、調製ヘッド
１０を回転させることができ、その結果、調製ヘッド１０が、各回転毎に、コー
スの他方の壁２と接触するが、同時に、構築機械１がコース中をＸ方向に前進す
る。この実施態様によって、アーム１２の、コースの壁２に対する前進・後退の
運動を避けることができる。
図７ａと７ｂに、この発明のさらに他の実施態様の部分断面図を示す。この実
施態様では、調製ヘッド１０が、スキージャンプヒルの降下スロープの幅をほぼ
横切って延びるように調節される。その調製ヘッド１０は、１個の円筒形ロール
２０またはいくつもの可撓的に連結されたロールで構成されていてもよい。その
スロープの両側部２の上に二つの案内レール手段４０が設けられている。破砕ロ
ール１０を回転させながら、調製ヘッドは適切な駆動装置、例えばチェーン巻上
機もしくはケーブル巻上機、またはロール２０の回転からその動力を得る適切な
ピニオン手段４２などの装置でレール４０に関連して移動する。
さらに、図７ｂに、ケーシング手段２４、および調製された雪のかたまりをか
きおとして滑らかにするガイドプレート手段２５を図式的に示す。
図７ａと７ｂに示す装置は、例えばスキージャンプ台などの着地スロープの上
方と下方の両方へ移動できる。これを使って、平坦な「突き固められた」面を容
易にかつ迅速に達成できる。このことは１ラウンドの競技中の連続している競技
者間でも、再々繰り返し実施できる。
このように、この発明は、雪状材料または氷状材料で物体／材料を調製する際
の著しく改善された装置と方法を提供するものである。しかし、請求の範囲の範
囲から逸脱することなしに、上記のことからこの発明を変更し改変することは当
業技術者にとって明らかなことであることに注目すべきである。当業技術者は、
調製手段の回転が、成形すべき面が位置している場所とほぼ同じレベルで、基本
的に直径が大きいいわゆるプレートカッターの助けをかりて行われるように計画
することができる。また、回転式手段以外の、例えば可動ラック、レベラなどに
よって切削を行うことも、当業技術者にとって明らかなことであろう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Apparatus and method for producing snow-like material
The present invention relates to a snowboard course, an alpine ski track, and a ski jar.
Patent for preparing large amounts of snow or ice used to prepare snowy surfaces such as pump stands
The device of claim 1. Further, the invention provides a method for preparing an object from snow material.
The method described in range 9 of the above.
Among the hobbies in winter, hobbies of various forms of alpine skiing are
Due to its popularity, the number of alpine skiers and alpine ski areas continues to grow.
Winter sports "Newcomer" is snowboarding. This event is a skill
Side and acrobacy are required, and in some of these forms
Ski jumps, bumps and mounds
The feature is that it is necessary to create a loose keyboard course. Ever, snow
Or the base of a so-called half-pipe truck is adjusted by heavy equipment such as an excavator.
And maintenance and preparation of the snow pile (possibly icy deposits)
Hand-crafted with a hand-operated device such as a bell or snow pusher
Bulldozers, which are most often done in the
It is performed by a blade or the like.
The disadvantages of the known solutions are that their speed of performance is low and their mechanization is low.
It requires a lot of human power. 1 using a shovel or snow pusher
One construction machine equipped with a well-known person or bulldozer blade is 1h
Only a limited area can be processed in time units such as r. Also, the base is
Can be too stiff to be repaired with manual tools. Bulldozer
-Preparations performed with blades are inaccurate, especially because they require advancement and retreat.
And slow. However, Alpine ski tracks, such as ski jumps and
And its landing slopes are very hard and abrasive and can be used in general weather conditions.
Small changes in the size usually require maintenance / preparation of the foundation,
Clearly, a more developed solution is needed.
As a solution for the maintenance of ski tracks made on concrete bottom
U.S. Pat. No. 4,914,923 is known. US Pat. No. 4,914,923
The equipment provided by the ship comprises equipment mounted on the tractor,
The fixed ski track is built on concrete ice
(This concrete ice is supplied by a fixed cooling pump mounted on a ski track.
Manufactured by Ip), the concrete ice is
Rotating milling cutter with pick as you move forward
Water on top of a layer of ice that has been crushed to the desired size by
And then the crushed ice is spread back to the top of the spread water.
A promising ski track is formed on the upper surface.
However, this solution is particularly relevant for the maintenance and restoration of snow courses for snowboarding.
A ski track made on concrete that does not solve any
It can only help repair the problem. The device is, of course, snow, snow castle or ski
Not at all adapted to manufacture objects such as jump hills or corresponding buildings
.
Apparatus suitable for maintaining alpine ski slopes is, for example, the publication
Provided in patents 2244385 and EP 0461303A1
Have been. Both of these publications were adjusted to travel on ski slopes
Provide a tracked vehicle, which maintains the alpine ski slope behind
The roll is being pulled. The maintenance roll has a rotation axis perpendicular to the moving direction of the vehicle.
Rotate around. However, such devices maintain half-pipe trucks.
Can not be used. This is because the course walls cannot be maintained.
The side wall of the course runs almost vertically and, furthermore, is inherently high, so that this known device is
The arrangement cannot reach the upper edge of the side wall at all. Furthermore, the known device is
It is not possible to fully support the known device on the side wall without the danger of tilting
It is possible.
In addition, a snowboard controller that is exactly adapted to build the snow course
Source machines are known. The machine has a fixed semicircular arched structure.
The shape of the arch matches the radius of curvature of the half pipe. Special mosquito
The carpet is adjusted to rotate around the arched structure
However, in this case, the loop carpet is located along the curved portion of the wall and below and behind the curved portion.
To move upward from the bottom of the side wall of the course. Also this device
Is dragged behind a so-called snowcat, for example, used on a slope.
You may be asked. Such a device is described, for example, in the magazine "Internationale Seilbahn-
Rundschau 8/1996, page 30.
The disadvantage of this solution is that it is only adjusted to a single radius of curvature, e.g.
It is impossible to change from a course with a radius of 3m to a course with a radius of 6m.
This is desirable because of the differences between the courses.
This device cannot be used for any purpose other than maintaining the course to the correct radius of curvature
. This device is also somewhat bulky and heavy. Pilot test it automatically
There was no way to do it.
The so-called blade former is the basic principle and its problems
Is the same as the above device. It has a particularly large curved "knife"
The knife is used to make the course wall. The knife is
Trim off excess snow as it is pulled toward the wall of the fabric. Such a device
Is described on page 37 of the above-mentioned magazine "Internationale Seilbahn-Rundschau 8/1996".
ing. In addition to the above disadvantages, this solution wears the slope. I mean,
This solution cuts off the material without compacting. This firming
Depending on the material, e.g., at a worn spot or at the top of the course
It can be fixed.
The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art,
Snowy or icy wood, especially used to make half-pipe courses
Provide a new solution for preparing ingredients or substances or other somewhat soft materials
That is.
The object of the invention is furthermore to facilitate the repair and maintenance of courses, especially of half pipes.
Provides a solution that is faster and improves the quality of maintenance work
Is what you do.
It is an additional object of the invention to mechanically obtain the desired shape of the object to be formed
To provide a method and apparatus that can
Also, the cut-off material can be used for spots that require additional material.
It is also an object of the present invention to provide a method and an apparatus which can be transferred at the same time.
An additional object of the present invention is to increase the degree of automation of different manufacturing and maintenance procedures.
To provide a possible method and apparatus.
Also, tractors, snowmobiles, so-called snowcats or slope machines
A method and apparatus utilizing mechanical drive means such as a thin machine, excavator or similar equipment.
Repair and / or maintenance, preferably by one basic device.
Provide methods and apparatus that are arranged so that different tasks can be performed
This is also an object of the present invention.
An additional object of the present invention is a method whereby bottom preparation and maintenance can be performed in one step.
And to provide equipment.
The invention is arranged such that the boom means moves in the direction of the object to be prepared.
The boom means is attached to the preparation machine in an associated manner, and
Based on the principle that it consists of at least two arm parts
Is based on The outer one of the arm means moves the preparation head.
Adjusted accordingly. According to the invention, the preparation head comprises a rotatable preparation roll.
Have. The preparation roll is therefore substantially parallel to the main movement direction of the preparation machine, and therefore
Around an axis approximately perpendicular to the main direction of the object, such as a snowboard course.
Adjusted to rotate.
More precisely, the device according to the invention is described in claims 1 to 8 below.
In particular, what is stated in the characterizing part of independent claim 1.
Mainly features. The method of the invention is described in claims 9-12.
Mainly, that is described in the characterizing part of claim 9.
It is characterized.
According to a preferred embodiment of the present invention, the preparation head means comprises a rotatable crusher.
Roll means may be provided. Also, the crushing roll means are mutually engaged in an association manner.
It may be constituted by any number of roll members connected to the first member. The boom is an example
For example, it may be installed by a crane jib, etc.
It may be provided with an engaging means and a driving device for enabling the function. In another embodiment, a preparation head
The means extends between the two guide rails provided at the ends of the guide rails.
The rails guide the preparation head means in a substantially linear manner.
Adjusted.
Also, the apparatus of the present invention uses a pre-established
Control means for automatically controlling the operation of the step may be provided.
The method of the present invention for preparing snow-like material comprises a rotatable roll or a corresponding preparation.
Moving the head means for manufacturing with respect to the snow-like material to be formed by the arm means.
It is a method that includes. According to one embodiment, the method comprises the steps of:
Or along the snow surface in the direction from the bottom to the top, and the preparation roll of the preparation head means
Rotating the means in a direction opposite to the direction of movement. One embodiment
According to the method, the method further comprises a method in which the object is prepared in a desired manner.
The relative position of the preparation head means is detected, and the preparation head is
The actuation of the means also includes controlling.
The invention offers considerable advantages. Snow or corresponding material
The task of preparing objects such as no-board courses is actually easier and faster,
Meanwhile, the quality of work and the level of finish are improved. The device of the present invention
This can be economically advantageous because the above member can be used. This invention is flexible
A solution is provided in which the objects of various sizes can be prepared in a simple manner. This departure
As a result, the degree of automation of the preparation operation can be increased.
The present invention and other objects and advantages of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
This will be described below. The same reference numerals in the drawings denote the same features.
The purpose of the description of the following examples is to describe the invention in the specific form provided in the examples.
This invention includes, but is not limited to, all that comes within the spirit and scope of this invention.
It should be understood that the modifications and the like are included.
FIG. 1 shows a simplified schematic perspective view of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows one embodiment of the preparation head of the present invention.
3a and 3b show another embodiment of the preparation head according to the invention in two operating states.
FIG.
4, 5, 6, 7a and 7b illustrate certain preferred additional embodiments of the present invention.
FIG.
The preparation device of the present invention attached to the driving device 1 is shown in FIG.
The drive that is in effect is an excavator moving on the bottom of course 4 in the direction of course 4
Equivalent to the above. The above movement in the direction of the snowboard course is indicated by arrow X,
It is called the main direction of travel of the preparation machine 1. The form of this course is usually semi-elliptical
Although it is in shape, only one wall 2 is shown in FIG. 1 for simplicity. wall
The radius of 2 is for example in the range of 2 to 8 m and the distance between both walls is for example 6 to
It is within the range of 25 m.
The preparation apparatus of the present invention includes a movable boom means 8 as an essential part.
This means, in this embodiment, comprises two means attached to each other in an associative manner (13).
It is composed of two arm members 12 and 14. The preparation head 10 has an outer arm portion.
It is arranged at the end of the material 12 and its connection is preferably carried out in an engaging manner (11).
. The preferred structure of the preparation head 10 will be described in detail with reference to FIGS.
The boom means 8 can be connected to the excavator 1 or a corresponding preparation, as disclosed in FIG.
A block attached to the arm member 14 at the position 15 is attached to the machine.
Boom or crane boom. The engagement means 15 is preferably provided on both sides of the course.
Radius so that the other wall can be simultaneously adjusted without having to turn the machine 1
(Operating area) must be at least 180 ° or more. Also make sure that
An example of a vehicle means is a lifting machine used for cranes, trucks, etc. of forestry machinery.
Or, for example, mounted on a suitable support and arranged to perform triaxial movement.
Robot or manipulator. Appropriate boom measures are themselves
It will not be described in detail in this specification as it is known to those skilled in the art. The invention
The preparation head 10 is at least one arm member 12
It is essential to be able to move in this way.
As can be seen in FIG. 1, the preparation of course 2 is achieved by moving the preparation head 10 with the boom 8
This is done by moving. This operation involves adjusting the preparation head to the bottom of course 4
To the upper edge 3 of the course 4 and at the same time the preparation roll is
In the case of the example, rotation in the clockwise direction, that is, in the direction opposite to the movement direction is performed.
Is preferred. Snow material separated in this manner is guided upward along the curve of the course.
Can be guided, thus increasing the height of the upper edge 3 of the course
Can be.
FIG. 2 shows one embodiment of the preparation head 10. This head, for example,
It comprises a rotatable cylindrical roll means 20 which can be manufactured with a pipe parison. So
May have a diameter of, for example, 5 to 25 cm, preferably 10 to 2 cm.
0 cm, and the length is 0,0 cm. 8-2. 0 m, preferably 1.m.
0-1. 4 m. The parison is made of plastic or rubber, for example.
Material, or may be entirely made of a suitable non-metallic material.
You may.
The crushing-cutting roll 20 is a hydraulic motor or
Is adjusted and rotated by a suitable motor means such as an electric motor. Proper rotational movement
Is a common task for those skilled in the art,
Depending on the type of variant or the preferred variant, the operating system of the basic machine 1
From the system, for example, from the hydraulic, pneumatic or electrical system of the machine.
Except in the case of using a driving device that obtains power, it is not described in this specification. Said breaking
The rotation speed of the crushing roll may be, for example, in the range of 200 to 300 times / min,
Other speed values are also available, depending on. In some cases, you can rotate in both directions
Is preferred.
On the surface of the crushing roll 20, ridges 22 or "knots" are provided to make the cutting operation easier.
It is provided for efficient operation. The raised part is a pyramid with sharp teeth and sharp edges.
Or a chain extending over the surface of the roll.
May be manufactured by such means as wire, cable, living (ribbing), etc.
. The material of the ridge can be steel, plastic, rubber, nylon plastic or other
And similar materials.
Further, the protective casing 24 shown by the broken line is rotated by the rotatable crushing roll 20.
It is more preferable to provide it in In some cases, the casing 24 may be
Is used for crushing, for example, as a result of rotation at a speed of about 300 times / min.
The snow that is moved by the cutter that makes it is known, for example, by blenders
Rotating in a casing in a manner, the casing dissolves the snow clumps
It is guaranteed to break into chunks, and after the chunks leave the casing,
The sharp form can be, for example, a suitable control or smoothing plate (shown
Can be formed or crystallized with the help of
The preparation head 10 is preferably attached to the outer arm member 12 by an engagement device 11.
Attached and rotated both horizontally and vertically relative to the outer arm member
And can be rotated with respect to the arm, ie at least 3
Can be moved by axis. An example of a suitable attachment device is a wood grab loader (lumb
er grab loader) is a grab articulation.
You. The rotatable fixation of the applicator 11 of the roll 20 is self-explanatory to the person skilled in the art.
This can be performed by the support arm 26 in a known manner.
In this context, the rotatable preparation member of the preparation head 10 is
Instead of 0, for example, a rotary crushing carpet extending between two rolls
It can also be manufactured in units.
FIG. 3 a shows one preferred embodiment of the preparation head 10. This head is true
Can be prepared or cut into a different form from the immediate surface. According to this embodiment, the preparation
And the crushing roll 20 is made of several interleaves.
By dividing into the partial rolls 20a to 20e,
Divided into shapers. The partial rolls 20a-20e are
Thus, the other rolls are attached in an engaging manner so that the curved shape shown in FIG.
Will be possible. In this example, the form is two of the outer rolls of the preparation rolls.
Fixing means 26 attached to the ends of Oa and 20e ensure that the position is correct.
The rotation can be changed by rotating the actuator. Manually
Other suitable methods of rotation achieved by or appropriate motor means are known in the art.
Is known to those skilled in the art.
If protective casing is required, provide a separate protective casing for each roll
Is preferred. Of course, a common protective casing
It may be arranged on a roll. Also, rolls can be interleaved, for example.
Rolls can be installed in a manner that is only parallel to each other or parallel to each other
.
FIG. 4 schematically illustrates a snow guide 28 of an additional feature of the present invention. this
The purpose of the guide is to prevent loose snow from falling and to rotate counterclockwise
The snow material to be shaved off by the rolling roll 10 is moved upwards to the upper edge of the course.
3 and lift the course wall 2 from the previous (carved) level 5
It is to raise to bell 3. Further, the guide plate 28 is not fastened.
Injecting snow into the suppression that can occur on the course walls
, Generally, after preparation, can be adapted to consolidate / finish the crushed surface
it can.
In FIG. 4, the position of the arm member 12 during preparation of the bottom 4 of the course is indicated by a broken line. Ko
The angle of the preparation head 10 with respect to the base wall 2 is such that the head moves upwards.
The state (angle and position) of the snow guide plate 28 is adjusted.
With respect to the arm 10 and the arm 12, and the arm 12 is
The angle and distance between 28 and wall 2 can be used to permanently lift the snow mass up
Only the snow guide plate 28 is moved as shown in FIG.
It is preferable to dispose them movably. The movement of the guide plate 28 is
Therefore, the device can be guided by the position of the arm member 12.
28 and adjust its driving force from the movement of the arm member or the appropriate
Hydraulic or pneumatic cylinder means or electric drive (not shown)
Get by).
One problem associated with building a snowboard course is that of snow, a smooth oval
To achieve a course, so that a parallel scan of the preparation head 10
sweep) must be of equal radius. As can be seen from FIG.
Usually, the bottom 4 of the course is being prepared, and the bottom 13
Is basically shorter than the distance 1 to the upper edge 3 of the course.
You. In FIG. 5, the length of the arm member 12 can be adjusted as indicated by the double-headed arrow.
1 shows one embodiment configured to be so. With the adjustable arm member 12,
Preparation means for providing a desired radius of curvature and particularly a radius of curvature that varies in a desired manner
Is achieved, but with exactly the same bending value of wall 2.
Can be used between parallel preparation courses. Adjusting arm member length or course curvature
Adjustment is operatively connected to an actuator such as a cylinder means of the arm member 12.
Preferably, the control means can be implemented by an appropriate control means.
Any suitable programmable microprocessor or logic means may be used.
FIG. 6 discloses yet another preferred embodiment of the present invention. This implementation
According to the embodiment, the boom means 8 is provided with the support leg 30. Its support leg 30
Is preferably attached to the arm 14 by the engagement means 31 and
Suitable skiing or sled means 32 are mounted on the bottom. Support legs
By adjusting, the position of the engagement point 13 can be fixed and / or
Can precisely adjust its position, so that the desired curvature of the course wall
Is achieved. The supporting legs are boom means 8 and the preparation device 10 of the present invention, for example.
With the help of a snowmobile 1 or a snowcat or a slope machine
Mount on a separate sled that is pulled or pushed and connected to significantly lighter equipment.
Listing provides another significant advantage. Without the above support, the structure of the present invention
Depending on body weight and center of gravity, the sled or other light device may tilt
.
According to one embodiment (not shown), a separate quick release fastener (quick re
lease fasteners) are provided before and after the slope machine, and consequently
The sledge means on which the production device 10 is mounted is moved in front of and / or
Alternatively, it can optionally be mounted on top of a slope machine.
According to one variant, one same preparation machine, preparation of snow courses, jump hills etc.
, And to maintain traditional downhill ski slopes in the manner described above.
Can be used. In these cases, the preparation means 10 located at the end of the arm member
In the latter case, it is installed behind a traction machine, so that
The direction of the roll 20 is rotated about 90 ° and the roll is lowered to the lower position,
Pulled behind the machine to cut / trim the surface.
According to one embodiment not shown in the drawings, the apparatus further comprises an automatic preparation machine.
Means for providing a fixed control point set to follow the target.
This makes the device compatible with objects to be formed, such as course walls.
The relative position is known, so that the control mechanism of the device, e.g.
The means of the monitor will be uniform and automatic as the device advances over the bottom of the course.
The working circle of the device is controlled in such a way that the desired form is obtained on the course.
This solution is for example a machine known from automatically guided vehicle equipment for industrial use.
It can be based on a suitable device that utilizes the machine's vision, radar or radio signals
it can. Among these devices, the detection device provided in the construction machine is the method described above.
The position determination operation based on is performed. According to one variant, the control cable or control rail
Is placed on the bottom of the snow course or on another base, and the construction machine 1
Installed to follow it without actually touching the bottom or another base
I have. The basic principle of this solution is also known from automatically guided vehicles.
According to one embodiment, the outer arm member 12 is associated with, for example, a hydraulic motor.
It is configured to rotate about a landing point 13 so that the outer arm member 12
An axis that forms a complete 360 ° circle around the attachment portion 13 and is substantially parallel to the main movement direction X
A rotation around is performed. The arm member 12 is rotated by a continuous rotation of the preparation head.
10 can be rotated so that the preparation head 10
Contact the other wall 2 of the machine, but at the same time the construction machine 1 advances in the X direction through the course
You. This embodiment allows the arm 12 to move forward and backward with respect to the wall 2 of the course.
Exercise can be avoided.
7a and 7b show partial cross-sectional views of yet another embodiment of the present invention. This fruit
In an embodiment, the preparation head 10 substantially reduces the width of the downhill slope of the ski jump hill.
Adjusted to extend across. The preparation head 10 comprises one cylindrical roll
It may consist of 20 or any number of flexible connected rolls. That
Two guide rail means 40 are provided on both sides 2 of the slope. Crushing b
While rotating the tool 10, the preparation head is driven by a suitable drive, for example a chain hoist.
Machine or cable hoist, or a suitable machine that obtains its power from the rotation of roll 20
A device such as a pinion means 42 moves in relation to the rail 40.
FIG. 7b also shows the casing means 24 and the prepared snow mass.
The guide plate means 25 for smoothing and smoothing is schematically shown.
The device shown in FIGS. 7a and 7b can be used on landing slopes, for example on ski jumps.
Can move both up and down. Use this to create a flat, “compacted” surface
Can be achieved easily and quickly. This is a consecutive competition during a round of competition
It can be performed again and again even between persons.
Thus, the present invention relates to the preparation of objects / materials in snowy or icy materials.
A significantly improved apparatus and method. However, the scope of the claims
Changes and alterations of the invention from the above without departing from the scope are
It should be noted that it is clear to the industrial engineers. Engineers in the field
The rotation of the preparation means should be at the same level as where the surface to be
Planned to be performed with the help of a so-called plate cutter with a large diameter
can do. Also, for example, in movable racks, levelers, etc. other than rotary means
Thus, cutting will also be apparent to those skilled in the art.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
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U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
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