JP2008063858A - 屋根除雪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】屋根の除雪を機械的に、積雪の多少にかかわらず、また傾斜の緩い屋根においても容易に行なうことができ、さらに保守管理が容易な、屋根除雪装置を提供する。
【解決手段】屋根除雪装置（２）が、屋根（Ｒ）の傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレール（４，６）の間に差し渡されたバー部材（８）と、このバー部材（８）に屋根（Ｒ）面に向けて垂下し取り付けられた除雪板（１０）と、バー部材（８）の移動を駆動する少なくとも一方のガイドレールとバー部材の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段（１２）と、駆動手段（１２）の作動を制御する制御装置（１４）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根の除雪装置に関する。

屋根に積もる雪を機械的に除く除雪装置として、屋根上を移動する除雪具によって積雪を屋根から滑落させる装置がある。例えば、除雪具としてのブレードをワイヤーロープによって移動させ、ブレードにより積雪層を上層と下層に切断し下層面上で上層の雪崩現象を引き起こし滑落させるもの（例えば、特許文献１参照）、あるいはワイヤーロープによって移動させる除雪具としての回転羽根によって積雪を押し滑落させるもの（例えば、特許文献２参照）などがある。
特開２０００−２７４１１１号公報 実用新案登録第３０９３９０２号公報

しかしながら、上述したとおりの形態の従来の屋根除雪装置には、次のような改善の望まれている課題がある。

屋根の除雪は積雪の初期に、特に豪雪地帯のように積雪速度が速い場合には、早めに行なうのが望ましい。しかしながら、ブレードによって積雪を上層下層に切断し上層を滑落させる装置は、積雪が少ない積雪初期には向いていない。また、回転羽根を用いる装置は積雪が多くなると積雪に埋もれ機能を発揮しにくい。

ブレードによって積雪を切断し滑落させる装置、また回転羽根によって積雪を押して滑落させる装置は、屋根の傾斜が緩い場合には積雪を滑落させにくい。

除雪具を移動させるワイヤーロープ、滑車などを用いる手段は、降雪シーズンに合わせての屋根への着脱施工、また防錆など、保守管理が面倒である。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、屋根の除雪を機械的に、積雪の多少にかかわらず、また傾斜の緩い屋根においても容易に行なうことができ、さらに保守管理が容易な、屋根除雪装置を提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決する屋根除雪装置として、屋根の傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレールの間に差し渡されたバー部材と、このバー部材に屋根面に向けて垂下し取り付けられた除雪板と、バー部材の移動を駆動する少なくとも一方のガイドレールとバー部材の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段と、駆動手段の作動を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする屋根除雪装置が提供される。

好適には、除雪板は、バー部材の延びる方向に間隔を置いて複数個備えられている。また除雪板は、垂下した先端部に屋根の傾斜の下方側に向けて延びる雪掻き部を有している。

駆動手段は、バー部材に取り付けられたモーターおよびモーターにより駆動されるピニオンと、このピニオンに噛み合うガイドレールに設けられたラックとを備えている。

制御装置は、モーターを駆動するバッテリーと、このバッテリーを充電する交流電源に接続された交直変換充電器とを備えている。制御装置はまた、駆動手段の起動スイッチおよび停止スイッチ、ならびにバー部材が往復動のいずれかの端にあることを検出する手段を備え、駆動手段作動状態において、検出手段によりバー部材がいずれかの端位置にあることを検出したときにはモーターを逆転させバー部材を逆方向に移動させ、停止スイッチが操作されたとき、あるいはバッテリーが所定電圧以下のときには、任意位置にあるバー部材を屋根の傾斜の上方側の端に位置付け停止させる。

本発明に従って構成された屋根除雪装置は、屋根の傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレールの間に差し渡されたバー部材と、このバー部材に屋根面に向けて垂下し取り付けられた除雪板と、バー部材の移動を駆動する少なくとも一方のガイドレールとバー部材の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段と、駆動手段の作動を制御する制御装置を備えている。

したがって、屋根の傾斜に沿ってラック・ピニオンによる駆動手段により往復動されるバー部材から屋根面に垂下した除雪板によって、屋根の除雪を機械的に、積雪の多少にかかわらず、また傾斜の緩い屋根においても容易に行なうことができ、さらに保守管理も容易である。

以下、本発明に従って構成された屋根除雪装置について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す屋根除雪装置は、屋根Ｒの傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレール４、６の間に差し渡されたバー部材８と、このバー部材８に屋根Ｒの面に向けて垂下し取り付けられた除雪板１０と、バー部材８の移動を駆動する一方のガイドレール４とバー部材８の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段１２と、駆動手段１２の作動を制御する制御装置１４を備えている。

屋根除雪装置２は、除雪板１０以外の部材は基本的にステンレス鋼によって形成されている。また外観は、屋根Ｒと実質上同色に塗装されている。

図1とともに図２および図３を参照して説明する。ガイドレール４、６は、屋根Ｒの傾斜である矢印Ｘ１で示す棟方向の上方側と矢印Ｘ２で示す軒先方向の下方側に沿って延びこの傾斜に直交する方向の屋根Ｒの両側に設置されている。

ガイドレール４、６は、互いに反対の外方に開口した断面Ｌ型の溝を有して延び、一方のガイドレール６の溝の底部には、バー部材８のガイドレール６側の端を滑動自在に支持するコロ状のローラー６ａが備えられ、他方のガイドレール４の溝の底部には、後に説明するケーブルベア３６が位置付けられている（図３）。

一方のガイドレール４の上方側端および下方側端はそれぞれ、屋根Ｒを跨ぐブラケット１６およびブラケット１７によって、軒下の壁面あるいは柱などに取り付けられている。他方のガイドレール６も同様にブラケット１８およびブラケット１９によって取り付けられている。ブラケット１６，１７、１８、１９の形状は、屋根、家屋などの形態に合わせて形成されている。

バー部材８は、厚手の帯状板材によって形成され、下面をガイドレール４，６側にして、長手方向の一端（左端）側の下面に一方のガイドレール４に取り付けられた、後に述べるラック１２ｃの基部に嵌合し滑動するガイド８ａが、他端（右端）側の下面に他方のガイドレール６のローラー６ａ上を滑動するガイド８ｂがそれぞれ取り付けられている。

バー部材８のガイドレール４側の端部は、駆動手段１２を取り付けるために幅広に形成されている。バー部材８は、略全長に渡って延びた、除雪板１０を挿通し取り付けるためのスリット８ｃを備えている。

駆動手段１２は、バー部材８の上面に取り付けられた直流のモーター１２ａおよびこのモーター１２ａによって駆動される、バー部材８の下面側に位置したピニオン１２ｂと、このピニオン１２ｂに噛み合う、ガイドレール４の略全長に延び板状の基部がガイドレール４に取り付けられたラック１２ｃを備えている。

除雪板１０は、バー部材８の延びる方向に間隔を置いて複数個備えられている。除雪板１０それぞれは、垂下した先端部に屋根Ｒの下方向Ｘ２側に向けて延びた雪掻き部１０ａを有している。除雪板１０は、矩形の樹脂板、例えばポリカーボネート板を曲げ成形して形成されている。

複数の除雪板１０は、バー部材８側がスリット８ｃを通して基板２０に一体に連結されている。複数の除雪板１０の長手方向の取付間隔、例えば隙間Ｓは、屋根Ｒが瓦屋根のような場合は瓦の凸状部が、またかわら棒葺き金属屋根のような場合はかわら棒が、それぞれこの隙間Ｓに位置するように、屋根Ｒ面の形状に合わせて適宜に設定すればよい。

複数の除雪板１０を取り付けた基板２０は、バー部材８の上面に複数のボルト２２によって取り付けられている。

制御装置１４について図１〜図３とともに図４、主として図４を参照して説明する。制御装置１４は、モーター１２ａを駆動するバッテリー２４、バッテリー２４を充電する一般家庭用１００Ｖの交流電源２６に接続された交直変換充電器２８、およびバッテリー２４と変換充電器２８の連結部に設けた電圧センサー３０を備えている。制御装置１４はまた駆動手段１２の起動スイッチＳＴ、停止スイッチＳＴＰ、およびバー部材８が往復動のいずれかの端にあることを検出する手段としての一対のリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２を備えている。

リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２はそれぞれ、ガイドレール４のラック１２ｃの長手方向両端部に設けられている（図１）。バー部材８の下面とピニオン１２ｂの間には、リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２の検知作動部が接触するタッチプレート１２ｄが取り付けられている（図２）。

制御装置１４はさらに、上記バッテリー２４、リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２、電圧センサー３０、起動スイッチＳＴ、停止スイッチＳＴＰなどの信号を処理するシーケンサ３２を備えている。シーケンサ３２の出力側には、モーター１２ａの回転方向を切り換えるリレーＣＲ１、ＣＲ２、運転表示ランプＰＬ１、異常停止表示ランプＰＬ２などが接続されている。

シーケンサ３２は、入力信号に応じて出力側のリレーＣＲ１、ＣＲ２などの機器をシーケンス制御するコントローラである。

起動スイッチＳＴを操作すると、運転表示ランプＰＬ１が点灯しモーター１２ａが駆動される。停止スイッチＳＴＰを操作すると、モーター１２ａの駆動が停止され運転表示ランプＰＬ１が消灯する。

起動スイッチＳＴが操作された状態において、リミットスイッチＬＳ１あるいはＬＳ２がタッチプレート１２ｄと接触し、バー部材８がいずれかの端位置にあることを検出したときには、モーター１２ａは逆転されバー部材８は逆方向に移動される。

停止スイッチＳＴＰが操作されたとき、あるいは電圧センサー３０によってバッテリー２４が所定電圧以下であることが検出されたときには、任意位置にあるバー部材８は屋根Ｒの傾斜の上方Ｘ１側の端に位置付けられ停止される。

異常表示ランプＰＬ２は、モーター１２ａが停電などの電圧低下で停止した場合に点灯表示される。停電復帰など異常状態が解除されれば、起動スイッチＳＴにより再起動することができる。

上記のシーケンサ３２、起動スイッチＳＴ、停止スイッチＳＴＰ、リレーＣＲ１、リレーＣＲ２、運転表示ランプＰＬ１、異常停止表示ランプＰＬ２などは、屋内に設置した制御盤３４に取り付けられている。モーター１２ａへの制御電気は、ケーブルベア３６を経由して供給されている（図１〜図３）。ケーブルベア３８は、バー部材８のガイド８ａに取り付けられたプレート３８によって、ガイドレール４の溝に収納され、バー部材８の上面を移動するように案内されている。

上述したとおりの屋根除雪装置２の作動について説明する。
（１）起動スイッチＳＴを入れて屋根除雪装置２を作動させると、除雪板１０が取り付けられたバー部材８は、屋根Ｒの棟側の最上部であるタッチプレート１２ｄがリミットスイッチＬＳ１の検知作動部が接触した初期位置から、ピニオン１２ｂとラック１２ｃの噛み合いによって、ガイドレール４、６上を進み屋根Ｒを下降し（矢印Ｘ２）、除雪板１０によって屋根Ｒに積もる雪が排除される。

（２）バー部材８が下降しタッチプレート１２ｄが他方のリミットスイッチＬＳ２に接すると、シーケンサ３２の制御によってモーター１２ａは逆転し、その移動を反転させ屋根Ｒを上昇する（矢印Ｘ１方向）。

（３）この状態でタッチプレート１２ｄが上方のリミットスイッチＬＳ１に接すると、モーター１２ａは逆転し、バー部材８は屋根Ｒを下降する（矢印Ｘ２方向）。以降バー部材８は自動的に屋根Ｒを上下し、積もる雪を排除する。

（４）停止スイッチＳＴＰを操作すると、任意位置にある除雪板１０の取り付けられたバー部材８は、屋根最上部であるリミットスイッチＬＳ１にタッチプレート１２ｄが接した初期位置まで戻って停止する。

（５）運転中に停電した場合は、バッテリー２４の電力によって作動し続けるが、充電電圧が下限規定値まで減少すると、任意位置にあるバー部材８は上方の初期位置に戻った時点で停止する。

上述したとおりの屋根除雪装置２の作用効果について説明する。

本発明に従って構成された屋根除雪装置２は、屋根Ｒの傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレール４，６の間に差し渡されたバー部材８と、このバー部材８に屋根Ｒ面に向けて垂下し取り付けられた除雪板１０と、バー部材８の移動を駆動するガイドレール４とバー部材８の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段１２と、駆動手段１２の作動を制御する制御装置１４を備えている。

したがって、屋根Ｒの傾斜に沿って、自動的に、ラック・ピニオンによる駆動手段１２によって往復動するバー部材８から屋根Ｒ面に垂下した除雪板１０により除雪を行うので、屋根の除雪を機械的に、積雪の多少にかかわらず、傾斜の緩い屋根においても除雪することができ、またラック・ピニオンによる駆動手段１２は保守管理が容易である。

すなわち、屋根Ｒ面に向って垂下した除雪板１０によって、屋根Ｒの除雪を積雪の初期に特に豪雪地帯のように積雪速度が速い場合、早めに掃くように除雪することができる。

また、屋根Ｒの傾斜が緩い場合においても駆動手段１２によって往復動される除雪板１０により積雪を容易に屋根Ｒから滑落させ除雪することができる。

さらに、除雪板１０の移動手段としてのラック・ピニオンは、設置が容易であり、ステンレス鋼のような材料で形成すれば防錆の必要もなく、ワイヤーロープ、滑車などによる駆動手段に比べ、屋根への着脱施工、防錆保守管理などが容易である。また、モーター１２ａの回転数、駆動力、ピニオン１２ｂとラック１２ｃのギヤ比、などの設定を変えることにより、本装置を設置する地域の降雪、例えば小雪から大雪、軽い雪から重い雪など、様々な積雪に合わせて容易に対応することができる。

屋根除雪装置２は、除雪板１０をバー部材８の延びる方向に間隔を置いて複数個備えている。また除雪板１０は、垂下した先端部に屋根Ｒの傾斜の下方側に向けて延びる雪掻き部１０ａを有している。したがって、櫛歯状の複数の除雪板１０によって除雪排雪の抵抗を軽減、均等化することができる。また、雪掻き部１０ａは特に初期の積雪を効率よく掻くことができる。

駆動手段１２は、バー部材８に取り付けられたモーター１２ａおよびモーター１２ａにより駆動されるピニオン１２ｂと、ピニオン１２ｂに噛み合うガイドレール４に設けられたラック１２ｃを備えている。したがって、最小限のスペースで駆動手段を屋根Ｒに設置することができる。

制御装置１４は、モーター１２ａを駆動するバッテリー２４と、バッテリー２４を充電する家庭の交流電源に接続された交直変換充電器２８を備えている。したがって、家庭電源によって効率よく屋根除雪装置２を稼動させることができる。

制御装置１４はまた、駆動手段１２の起動スイッチＳＴおよび停止スイッチＳＴＰ、ならびにバー部材８が往復動のいずれかの端にあることを検出する手段ＬＳ１およびＬＳ２を備え、駆動手段１２作動状態において、検出手段ＬＳ１あるいはＬＳ２によりバー部材８がいずれかの端位置にあることを検出したときには、モーター１２ａを逆転させバー部材８を逆方向に移動させ、停止スイッチＳＴＰが操作されたとき、あるいはバッテリー２４が所定電圧以下のときには、任意位置にあるバー部材８を屋根Ｒの傾斜の上方側の端に位置付け停止させる。

したがって、屋根除雪装置２を、降雪、積雪の状況に応じて適宜に作動させ屋根Ｒを除雪することができる。また、バー部材８（除雪板１０）は、停止スイッチＳＴＰが操作されると、あるいはバッテリー２４が所定電圧以下になると、屋根Ｒの傾斜の上方棟側の端に位置付け停止されるので、除雪の開始は常に棟から軒に向け効率よく行うことができる。

以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、さまざまな変形あるいは修正をすることができる。例えば、本発明の実施形態においては、屋根Ｒは片流れであるが、両側に流れる切妻屋根のような場合は、一対のガイドレールを、屋根を両側に跨ぐ形状に変更し、除雪板の形状も変更して、屋根全面を除雪できるようにしてもよい。また、本発明の実施の形態においては、本装置の起動停止を人的に行うこととしたが、積雪センサーで積雪を検知し本装置を作動・停止させることにより、屋根除雪装置を完全自動装置とすることができる。

本発明に従って構成された屋根除雪装置の構成を示す斜視図。 図１の要部の拡大平面図。 図２の正面図。 図１に示す屋根除雪装置の制御回路図。

符号の説明

２：屋根除雪装置
４：ガイドレール
６：ガイドレール
８：バー部材
１０：除雪板
１０ａ：雪掻き部
１２：駆動手段
１２ａ：モーター
１２ｂ：ピニオン
１２ｃ：ラック
１４：制御装置
２４：バッテリー
２８：交直変換充電器
ＬＳ１：リミットスイッチ（検出手段）
ＬＳ２：リミットスイッチ（検出手段）
Ｒ：屋根
ＳＴ：起動スイッチ
ＳＴＰ：停止スイッチ

Claims (6)

1. 屋根の傾斜に沿って往復動を可能に一対のガイドレールの間に差し渡されたバー部材と、
   このバー部材に屋根面に向けて垂下し取り付けられた除雪板と、
   バー部材の移動を駆動する少なくとも一方のガイドレールとバー部材の間に取り付けられたラック・ピニオンによる駆動手段と、
   駆動手段の作動を制御する制御装置と
   を備えている、ことを特徴とする屋根除雪装置。
2. 除雪板が、
   バー部材の延びる方向に間隔を置いて複数個備えられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の屋根除雪装置。
3. 除雪板が、
   垂下した先端部に屋根の傾斜の下方側に向けて延びた雪掻き部を有している、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の屋根除雪装置。
4. 駆動手段が、
   バー部材に取り付けられたモーターおよびモーターにより駆動されるピニオンと、
   このピニオンに噛み合うガイドレールに設けられたラックと
   を備えている、ことを特徴とする請求項１記載の屋根除雪装置。
5. 制御装置が、
   モーターを駆動するバッテリーと、
   このバッテリーを充電する交流電源に接続された交直変換充電器と
   を備えている、ことを特徴とする請求項１記載の屋根除雪装置。
6. 制御装置が、
   駆動手段の起動スイッチおよび停止スイッチ、ならびにバー部材が往復動のいずれかの端にあることを検出する手段を備え、
   駆動手段作動状態において、検出手段によりバー部材がいずれかの端位置にあることを検出したときにはモーターを逆転させバー部材を逆方向に移動させ、
   停止スイッチが操作されたとき、あるいはバッテリーが所定電圧以下のときには、任意位置にあるバー部材を屋根の傾斜の上方側の端に位置付け停止させる、
   ことを特徴とする請求項５記載の屋根除雪装置。

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