JP2004278058A - 除雪機 - Google Patents
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Abstract
【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
Description
【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。
Claims (4)
- 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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