JP2004278054A - 除雪機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＳＴを２個使用する構成を採りながら、重量の増加を可及的少なく抑えることができるようにする。
【解決手段】互いに独立して形成された２個のＨＳＴ１６，１７をクローラ走行装置３毎に設ける。これらのＨＳＴ１６，１７にエンジン２の動力を１本のＶベルト４６によって伝達する構成とした。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの動力がハイドロ・スタティック・トランスミッションを介して左右一対のクローラ走行装置に伝達される除雪機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の除雪機としては、例えば特開２００２−２７５８４８号公報に開示されたものがある。この公報に示された歩行型除雪機は、エンジンのクランク軸にベルトを介してハイドロ・スタティック・トランスミッション（以下、単にＨＳＴと呼称する）の入力軸が接続され、このＨＳＴの出力軸に伝動装置を介して車体左側と車体右側のクローラ走行装置が接続されている。前記ＨＳＴは、クランク軸に接続された斜板式油圧ポンプと、このポンプから吐出された作動油によって回転して前記伝動装置を駆動する油圧モータとが一つのハウジングに一体的に組み付けられている。
【０００３】
前記伝動装置には、車体左側のクローラ走行装置への動力の伝達・遮断を切換える左側クラッチと、車体右側のクローラ走行装置への動力の伝達・遮断を切換える右側クラッチとが設けられている。これらのクラッチは、操縦者が各クラッチ毎の操作レバーを操作することによって、切断状態と接続状態とが切換えられるように構成されている。
【０００４】
このように構成された従来の除雪機は、前記２つのクラッチが両方とも接続状態になることにより前方または後方へ直進し、一方のクラッチが切断状態になることによって、このクラッチで動力伝達が絶たれたクローラ走行装置が旋回方向の内側に位置するように旋回する。
しかし、この除雪機では、緩やかに曲がるように旋回するときなど、相対的に大きな旋回半径を描くように操縦するときには、旋回方向の内側に位置するクローラ走行装置が断続的に停止するように操作レバーを頻繁に操作しなければならないから、操作性が低下するという不具合があった。
【０００５】
このような不具合は、例えば特開２００２−８８７２９に開示されているように、車体左側のクローラ走行装置と車体右側のクローラ走行装置とをそれぞれモータによって駆動する構成を採ることにより解消することができる。すなわち、左右のクローラ走行装置の回転速度を任意に変えることができるから、旋回半径が大きくても操作が簡単になる。
しかしながら、走行するための動力の全てをモータによって発生させるためには、大型のモータが必要であり、しかも、バッテリーの容量も多くとらなければならないから、前記モータ駆動式の除雪機は、エンジン駆動式のものに較べると重量が嵩み、扱い難いものであった。
【０００６】
エンジンを動力源としながら旋回時の操作性を向上させるためには、除雪機ではなく荷物運搬用のものとして、例えば特許第２８６９８８２号公報に開示されているように、ＨＳＴを左右のクローラ走行装置毎に設けた車両がある。この公報に示された車両は、エンジンの動力がベルトによって左右一対のＨＳＴの入力軸に伝達され、車体左側のＨＳＴによって車体左側のクローラ走行装置の回転が制御されるとともに、車体右側のＨＳＴによって車体右側のクローラ走行装置の回転が制御されるように構成されている。
【０００７】
この車両に設けられているＨＳＴは、車幅方向の中央部に位置する一つのミッションケースの車幅方向の一端部と他端部とに取付けられている。これらのＨＳＴの入力軸は、軸線方向が車幅方向と平行になるように構成されており、車体左側のＨＳＴの入力軸と車体右側のＨＳＴの入力軸とが同一軸線上に位置付けられている。また、これらの入力軸は、車幅方向の中央部で互いに連動するように連結されている。これらの入力軸のうち車体左側のＨＳＴの入力軸は、車体左側の端部がベルトによってエンジンのクランク軸に接続されている。すなわち、エンジンの動力は、前記ベルトを介して一方のＨＳＴの入力軸に伝達され、この入力軸から他方のＨＳＴの入力軸に伝達される。
この車両においては、二つのＨＳＴによって左右のクローラ走行装置の回転数をそれぞれ制御することができるから、クラッチで一方のクローラ走行装置を停止させて旋回する除雪機に較べると、円滑にしかも簡単に旋回することができる。
【０００８】
しかし、ＨＳＴを２個使用した上記車両においては、左右のＨＳＴを支持するミッションケースの重量が著しく重くなるという不具合があった。これは、左右のＨＳＴの入力軸が確実に同一軸線上に位置するように、両方のＨＳＴをミッションケースで強固に支持しなければならないからである。すなわち、ミッションケースの剛性を向上させるために、ハウジングの厚みをどうしても厚くなるように形成しなければならないから、ミッションケースの重量が増大してしまう。ミッションケースの剛性が低いと、両方の入力軸を同一軸線上に位置付けることができなくなることがあり、このような場合には、入力軸に曲げ応力や剪断応力が生じ、回転時の抵抗が増大するばかりか、疲労により入力軸が折損するおそれもある。
なお、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。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２７５８４８号公報
【特許文献２】
特開２００２−８８７２９号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献３】
特許第２８６９８８２号公報（第３−４頁、第４−６図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明者は、ＨＳＴを２個使用する前記走行装置を除雪機に搭載することによって、除雪機の旋回時の操作性を向上させることを考えてみた。しかし、これを実現するためには、ＨＳＴの数が増えることの他に、上述したように重くなるミッションケースの重量も加算されるため、車体の重量が著しく重くなってしまうという問題を解決しなければならなかった。
【００１１】
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、ＨＳＴを２個使用する構成を採りながら、重量の増加を可及的少なく抑えることができる除雪機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る除雪機は、互いに独立して形成された２個のＨＳＴをクローラ走行装置毎に設け、これらのＨＳＴにエンジンの動力を１本の巻掛け式伝動手段によって伝達する構成としたものである。
本発明によれば、一方のＨＳＴから他方のＨＳＴへ動力を伝達する部材が不要となり、２個のＨＳＴをそれぞれ車体フレーム側に独立した状態で支持させることができるから、２個のＨＳＴを一つのミッションケースに取付ける従来のものに較べてＨＳＴを支持する部分を剛性がそれほど高くなるように形成する必要がなくなる。
【００１３】
請求項２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、エンジンの出力軸を軸線方向が車体の前後方向を指向する状態で車幅方向の中央近傍に位置付け、二つのＨＳＴの入力軸を前記出力軸と平行になるとともに前記出力軸からの距離が略等しくなるように位置付け、これらの軸どうしをベルトを有する巻掛け式伝動手段によって連動するように接続したものである。
この発明によれば、ベルトが巻掛けられる部分の長さを両方のＨＳＴで略等しくすることができるとともに可及的長くとることができる。
【００１４】
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、ＨＳＴの出力軸とクローラ走行装置の駆動軸との間に減速機を介装し、この減速機の一部を車体の前後方向から見てクローラベルトの内側に臨ませたものである。
この発明によれば、前記減速機をクローラ走行装置の駆動輪に近付けることができるから、左右のクローラ走行装置の間隔を狭く形成しながら、左右のクローラ走行装置の間に二つのＨＳＴを配設することができる。
【００１５】
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。
この発明によれば、運転操作が簡単な歩行型除雪機を提供することができる。
【００１６】
【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６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は要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は要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。
【００１７】
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、エンジン２によってクローラ走行装置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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。この実施の形態においては、前記クランク軸１１によって本発明に係るエンジン２の出力軸が構成され、Ｖベルト式伝動装置１５によって本発明に係る巻掛け式伝動手段が構成されている。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。
【００２０】
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の前端部内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。
【００２１】
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。
【００２２】
前記減速機２８は、後述するＨＳＴ１６，１７の出力軸３１の回転を減速して前記駆動軸２５に伝達するためのもので、前記出力軸３１に軸装されたピニオン３２と、このピニオン３２に噛合する大径歯車３３（図４参照）および小径歯車３４を有する中間歯車３５と、この中間歯車３５の前記小径歯車３４に噛合する出力歯車３６とを備えている。これらの歯車は、前記ハウジング２９に収納され、このハウジング２９は、車体フレーム７の外側壁に固定されている。前記出力歯車３６は、前記駆動軸２５に一体に回転するように固着されている。
この実施の形態による減速機２８は、図５に示すように、前記減速機２８の車体外側の端部が車体の前後方向から見てクローラ２４の内側に臨んでいる。
【００２３】
また、前記クローラ走行装置３の前記走行フレーム２３は、図１に示すように、前端部がチルト用シリンダ３７を介して車体フレーム７に連結されている。この実施の形態による除雪機１は、前記チルト用シリンダ３７が伸縮動作することにより、車体フレーム７およびオーガ４が前記駆動軸２５を中心として上下方向に揺動する。このチルト用シリンダ３７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が用いられている。
【００２４】
この除雪機１に装備された前記２個のＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）１６，１７は、互いに独立して形成され、図３に示すように、後方から見てエンジン２の下方かつ左右のクローラ走行装置３の間であって、図１に示すように、側方から見て前記駆動スプロケット２２と重なるような位置に、車幅方向に並べて配設されている。
これらのＨＳＴ１６，１７は、車体の左右方向に対称となるように形成されており、図示していない油圧ポンプおよび油圧モータを収納したハウジング４１（図４および図５参照）の前端部から前方へ突出する入力軸４２と、前記ハウジング４１の後端部から車幅方向の両方へ突出する前記出力軸３１と、ハウジング４１における車体の後方から見て車体右側に設けられた揺動式の変速レバー４３とを備え、この変速レバー４３を車体の前後方向へ揺動させることによって、入力軸４２の回転が一定であっても出力軸３１の回転方向と回転速度とを変えることができるように構成されている。
【００２５】
この実施の形態によるＨＳＴ１６，１７は、前記変速レバー４３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４３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４３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。このＨＳＴ１６，１７のハウジング４１内の構造は、従来の除雪機に用いられているＨＳＴと同等のものであるから、ここにおいて詳細な説明は省略する。
【００２６】
前記入力軸４２は、図４に示すように、軸線方向が車体の前後方向を指向するように形成され、その前端部に前記Ｖベルト式伝動装置１５の従動プーリ４４が固着されている。前記Ｖベルト式伝動装置１５は、左右のＨＳＴ１６，１７のそれぞれの前記従動プーリ４４と、クランク軸１１側（走行用クラッチ１４の出力軸１４ａ）の駆動プーリ４５とに１本のＶベルト４６が巻掛けられた構造のものである。すなわち、左右のＨＳＴ１６，１７の従動プーリ４４は、前記Ｖベルト４６によって連動するように連結され、このＶベルト４６を介してエンジン２の動力がそれぞれ伝達される。また、上述した二つのＨＳＴ１６，１７の入力軸４２は、図３に示すように、クランク軸１１からの距離が略等しくなるように位置付けられている。この実施の形態では、図５に示すように、Ｖベルト４６に張力を付与するためのテンションプーリ４７が車体右側のＨＳＴ１７の従動プーリ４４と駆動プーリ４５との間に設けられている。
【００２７】
前記出力軸３１は、図５に示すように、軸線方向が車幅方向を指向するように形成されており、車体外側の一端部が前記減速機２８のピニオン３２と軸受５１とを介して車体フレーム７の外側壁７ａに回転自在に支持され、他端部が車体フレーム７の前記駆動軸支持用ブラケット２６に軸受５１を介して回転自在に支持されている。すなわち、このＨＳＴ１６，１７の下部は、前記出力軸３１を介して車体フレーム７に支持されている。一方、ＨＳＴ１６，１７の上部は、図５に示すように、ハウジング４１の上端部に設けられた取付座５３，５４を車体フレーム７の上部ブラケット５５に固定用ボルト５６により固定することによって、車体フレーム７に支持されている。前記上部ブラケット５５は、車体フレーム７の車幅方向の両端部に位置する二つの外側壁７ａどうしの間に横架されたクロスメンバ５７に設けられている。
【００２８】
前記変速レバー４３は、この実施の形態では電動式の操作装置６１（図４〜図６参照）に接続され、この操作装置６１によって操作される。
操作装置６１は、前記変速レバー４３にリンク機構６２を介して連結された変速用モータ６３および変速位置検出用センサ６４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６５および旋回用レバー６６と、前記変速用モータ６３を制御するコントローラ６７（図６参照）などによって構成されている。前記変速用モータ６３および前記変速位置検出用センサ６４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。
【００２９】
前記走行用レバー６５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６８から操作部分が上方に突出している。また、この走行用レバー６５の下端部には、走行用レバー６５の位置を検出するための目標速度検出用センサ６９が接続されている。前記旋回用レバー６６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６６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７０がリンク機構７１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６４と、前記目標速度検出用センサ６９と、前記旋回検出用センサ７０は、後述するコントローラ６７に検出信号をそれぞれ送出する。
【００３０】
前記コントローラ６７は、前記走行用レバー６５に対応して両方のＨＳＴ１６，１７の変速レバー４３が揺動するように前記変速用モータ６３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、コントローラ６７は、前記目標速度検出用センサ６９の検出値に基づいて変速レバー４３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６４によって検出された実際の変速レバー４３の揺動方向と揺動角度が前記目標値と一致するように変速用モータ６３を制御する。また、このコントローラ６７は、旋回用レバー６６が操作されたときには、この旋回用レバー６６と左右方向の同一側に位置するＨＳＴ１６，１７の変速レバー４３を旋回用レバー６６の操作量に相当する角度だけ中立位置側へ揺動させるように構成されている。
【００３１】
図６において、コントローラ６７の近傍に設けられた符号７２で示すものはバッテリーである。また、前記走行用レバー６５の近傍であってコントロールボックス６８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７３と、前記ローリング用シリンダとチルト用シリンダ３７とを操作するためのオーガ位置変更用レバー７４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７５（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７６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７７が設けられている。
【００３２】
上述したように構成された除雪機１においては、互いに独立して形成された２個のＨＳＴ１６，１７にエンジン２の動力が１本のＶベルト４６によってそれぞれ伝達され、これらのＨＳＴ１６，１７によってクローラ走行装置３が制御される。
したがって、この除雪機１においては、２個のＨＳＴのうち一方のＨＳＴから他方のＨＳＴへ動力を伝達する部材が不要となり、２個のＨＳＴ１６，１７をそれぞれ車体フレーム７側に独立した状態で支持させることができるから、２個のＨＳＴが一つのミッションケースに取付けられた従来のものに較べてＨＳＴ１６，１７を支持する部分を剛性が低くなるように形成することができる。この結果、この実施の形態による除雪機１は、従来のものにＨＳＴを一つ追加した程度の重量が増加するだけで相対的に軽量に構成することができた。また、ＨＳＴ１６，１７は、既製品を特別な加工を施すことなく使用することができるから、このような構成を採ることにより、製造コストを低減することができるようになる。
【００３３】
さらに、前記２個のＨＳＴ１６，１７の入力軸４２は、エンジン２のクランク軸１１からの距離が略等しくなるように配設されているから、従動プーリ４４におけるＶベルト４６が巻掛けられる部分の長さを両方のＨＳＴ１６，１７で略等しくすることができるとともに可及的長くとることができる。このため、エンジン２の動力を効率よくしかも略均等に二つのＨＳＴ１６，１７に伝達することができる。
さらにまた、この実施の形態による除雪機１は、クローラ走行装置３の減速機２８の一部が車体の前後方向から見てクローラの内側に臨んでいるから、減速機２８をクローラ走行装置３の駆動スプロケット２２に近付けることができる。このため、左右のクローラ走行装置３の間隔を狭く形成しながら、左右のクローラ走行装置３，３の間に二つのＨＳＴ１６，１７を配設することができる。
【００３４】
上述した実施の形態では、エンジン２の動力がＶベルト４６によってＨＳＴ１６，１７に伝達される例を示したが、巻掛け式伝動手段としては、Ｖベルト４６の代わりにチェーンを用いることができる。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２個のＨＳＴを一つのミッションケースに取付ける従来のものに較べてＨＳＴを支持する部分をそれほど剛性が高くなるように形成する必要がなく、軽量化を図ることができる。このため、旋回時の操作性を向上させるためにＨＳＴを２個使用する構成を採りながら、重量の増加を可及的少なく抑えることができる除雪機を提供することができる。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、ベルトが巻掛けられる部分の長さを両方のＨＳＴで略等しくすることができるとともに可及的長くとることができるから、エンジンの動力を効率よくしかも略均等に二つのＨＳＴに伝達することができる。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、減速機をクローラ走行装置の駆動輪に近付けることができるから、左右のクローラ走行装置の間隔を狭く形成しながら、左右のクローラ走行装置の間に二つのＨＳＴを配設することができる。このため、車体の小型化を図ることができるから、より一層旋回性能を向上させることができる。
請求項４記載の発明によれば、運転操作が簡単な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】要部を拡大して示す側面図である。
【図５】要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。
【符号の説明】
１…除雪機、２…エンジン、３…クローラ走行装置、１１…クランク軸、１５…Ｖベルト式伝動装置、１６，１７…ＨＳＴ、２４…クローラ、２５…駆動軸、２８…減速機、３１…出力軸、４２…入力軸、４６…Ｖベルト。

Claims (4)

1. エンジンの動力がハイドロ・スタティック・トランスミッションを介して左右一対のクローラ走行装置に伝達される除雪機において、互いに独立して形成された２個のハイドロ・スタティック・トランスミッションをクローラ走行装置毎に設け、これらのトランスミッションにエンジンの動力を１本の巻掛け式伝動手段によって伝達する構成としたことを特徴とする除雪機。
2. 請求項１記載の除雪機において、エンジンの出力軸を軸線方向が車体の前後方向を指向する状態で車幅方向の中央近傍に位置付け、二つのハイドロ・スタティック・トランスミッションの入力軸を前記出力軸と平行になるとともに前記出力軸からの距離が略等しくなるように位置付け、これらの軸どうしをベルトを有する巻掛け式伝動手段によって連動するように接続したことを特徴とする除雪機。
3. 請求項１記載の除雪機において、ハイドロ・スタティック・トランスミッションの出力軸とクローラ走行装置の駆動軸との間に減速機を介装し、この減速機の一部を車体の前後方向から見てクローラベルトの内側に臨ませてなる除雪機。
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。

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