JP2009281025A - 除雪機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃料消費を抑えることができる除雪機を提供することを課題とする。
【解決手段】機体１１にエンジン５４を設け、機体１１の前端に雪を集めるオーガ１３を設け、このオーガ１３とエンジン５４の間に動力を断接するオーガクラッチ４２を設け、このオーガクラッチ４２が接続されていることを検出するオーガクラッチスイッチ４３を設けてなる除雪機１０において、フラップ２２の向きが略水平方向に向いていることを検出するフラップ状態検出スイッチ７１を設け、オーガクラッチスイッチ４３がオーガクラッチ４２の接続を検出し、且つ、フラップ状態検出スイッチ７１が検出したときに、エンジン５４の回転速度を高速から中速にする制御部６６を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、除雪機の改良に関する。

作業者が機体の後方から連れ歩く型式の除雪機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３３６２３６公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本構成を説明する図であり、除雪機１００の駆動系統１０１は、エンジン１０２からクローラなどの走行体へ動力を伝達する走行動力伝達機構１０４と、オーガ１０５およびブロア１０６へ動力を伝達するオーガ動力伝達機構１１０とからなる。

オーガ動力伝達機構１１０は、ベルト式伝動機構１１１にオーガ用クラッチ１１２を介在させたものである。ベルト式伝動機構１１１は、エンジン１０２の出力軸１０２ａに取り付けた駆動プーリ１１２と、オーガ用伝動軸１１３に取り付けた従動プーリ１１４と、これらのプーリ１１２、１１４間に掛け渡したベルト１１５とからなる。そして、オーガクラッチレバー１１６により、ワイヤケーブル１１７を介してオーガ用クラッチ１１２をクラッチオン・オフ操作するようにした。

ところで、特許文献１の技術では、エンジン１０２の回転速度は、オーガクラッチ１１２の断接とは無関係に設定されるとともに、投雪距離の大小とは無関係に設定される。このため、除雪時において、投雪距離が小さいときでも、エンジン１０２は、高速回転モードで回転する。この間も燃料は盛んに消費される。
燃料節約の観点からは、燃料消費の低減対策が求められる。

本発明は、燃料消費を抑えることができる除雪機を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、所定の低速とこの低速より回転速度の高い中速とこの中速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるエンジンで、機体の前部に設けたブロアおよびオーガを駆動することにより、オーガで集めた雪をブロアで加速し、シュータを介して投雪する除雪機において、この除雪機は、エンジンの動力をブロアおよびオーガへ伝達する駆動系に動力を断接するオーガクラッチを備え、このオーガクラッチにオーガクラッチの断接状態を検出するクラッチスイッチを備え、シュータの先端に投雪方向を略直角に折り曲げることができるフラップを備え、このフラップにフラップが略直角に曲げられていることを検出するフラップ状態検出スイッチを備え、オーガクラッチが接続されているとのクラッチスイッチの情報を受け且つフラップが略直角に曲げられているとのフラップ状態検出スイッチの情報を受けたときにエンジンの回転速度を中速になるように制御し、オーガクラッチが接続されているとのクラッチスイッチの情報を受け且つフラップが略直角に曲げられていないとのフラップ状態検出スイッチの情報を受けたときにエンジンの回転速度を高速になるように制御し、オーガクラッチが切断されているとのクラッチスイッチの情報を受けときにエンジンの回転速度を低速になるように制御する制御部を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、除雪機に、フラップの向きがシュータに対し略直角に曲げられていることを検出するフラップ状態検出スイッチを配置した。そして、フラップの向きに応じてエンジンの速度モードを切り換えるようにした。

従来、除雪機のオーガ駆動手段は、クラッチを接続したときには、フラップの向きに無関係に、常時、高速モードで運転されていた。投雪距離が短いときにおいて、エンジンが高速回転モードであれば、エンジンの出力は過剰な出力となり、燃料消費量が増加することになる。

ところで、フラップをシュータに沿った向きにすると、遠くまで投雪することができ、一方、フラップを略直角に折り曲げたときには、近くに投雪することができる。
遠くまで投雪するには、大きなエネルギーが必要となり、近くへ投雪するには、エネルギーは、小さくて済む。

この点、本発明では、フラップ状態検出スイッチでフラップの向きを検出するようにした。そして、フラップの向きがシュータに対し略直角に曲げられているときには、エンジンの回転が中速モードになるようにした。

フラップの向きによって、エンジンの回転速度を変化させたので、燃料消費を減らすことができ、除雪機の燃料消費を抑えることができる。加えて、騒音を低減することができる。騒音が低減されれば、作業の快適性を高めることができる。

本発明を実施するための最良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左側面図であり、除雪機１０は、機体１１と、この機体１１の後部下方に取り付けられている左右の車輪１１Ｌ、１１Ｒ（手前側の符号１１Ｌのみ示す。以下同じ。）と、これらの車輪１１Ｌ、１１Ｒの前方に配置され後述する駆動源としてのエンジンに駆動され雪を集めるオーガ１３と、このオーガ１３および機体１１の周囲を覆うケース体１４と、このケース体１４の上面１４ｔに配置されオーガ１３で集めた雪を投雪方向にガイドするシュータ１５と、機体１１の下部から斜後上方に延びており作業者が操作するハンドル部１６と、このハンドル部１６に設けられ後述するオーガクラッチを断接するオーガクラッチレバー１７と、を備えている。

シュータ１５は、機体１１の上面に回動可能に取り付けられている本体部２１と、この本体部２１の上部に横向きまたは上向きに揺動可能に取り付けられ投雪方向を変化させるフラップ２２と、このフラップ２２に取り付けられシュータ１５の向きを操作可能にする操作バー２３とからなる。

この除雪機１０には、車輪１１Ｌ、１１Ｒを駆動する機構は含まれていない。除雪機１０を移動させるときは、作業者が直接ハンドル部１６を押し引きまたは旋回操作をする。
なお、本実施例において歩行型であるが、車輪に駆動機構を設け自走型とすることは差し支えない。図中、２４は燃料タンクの給油キャップである。

図２は本発明に係る除雪機に備えられているシュータの側面図およびその作用説明図である。
図２（ａ）において、シュータ１５の上部には、ヒンジ部５１を介してシュータ１５の軸方向に沿ってフラップ２２を向けた状態（上向き）が示されている。５２はフラップ２２に形成された長穴状のガイド溝であり、ヒンジ部５１を軸に、フラップ２２は、ガイド溝５２に沿って本体部２１に水平に立設したガイドピン５３にガイドされ揺動可能に設けられている。
フラップ２２には、シュータ１５に対してフラップ２２が直角に曲げられていることを検出するフラップ状態検出スイッチ７１が設けられている。

図２（ｂ）において、操作バー２３をつかみ、フラップ２２をヒンジ軸５１を軸として、図矢印ｂ方向に移動させ、シュータ１５に対してフラップ２２が直角に曲げられている状態（横向き）が示されている。フラップ２２が横向きになった状態で、シュータ１５がシュータ角度スイッチ７１の検出部に当たり、シュータ１５が横向きであることが検出される。

図３は本発明に係る除雪機に備えられているオーガクラッチレバーの側面図およびその作用説明図である。
図３（ａ）において、ハンドル部１６の上端に、ハンドル部１６の構成要素であって作業者が運転時に把持する横アーム４１が水平に延びており、この横アーム４１に離間してオーガクラッチ４２の構成要素としてオーガクラッチを断接するオーガクラッチレバー１７が設けられ、このオーガクラッチレバー１７に近接してオーガクラッチ４２が接続されたことを検出するオーガクラッチスイッチ４３が設けられている。

オーガクラッチスイッチ４３は、ハンドル部１６に立設したブラケット４４に取り付けられている。オーガクラッチスイッチ４３には、リミットスイッチが利用されている。
オーガクラッチレバー１７は、軸部４６と、この軸部４６に揺動可能に取り付けクラッチの接断レバーとしてのレバー部４７と、軸部４６に設けレバー部４７を横アーム４１から離す方向に付勢するばね部４８とからなる。

図中、オーガクラッチ４２が切断されている状態（ＯＦＦ）が示されており、オーガクラッチスイッチ４３の検出部にオーガクラッチレバー１７が接触している。

図３（ｂ）において、オーガクラッチ４２が接続されている状態（ＯＮ）が示されている。作業者の操作によりオーガクラッチ４２が引きつけられて横アーム４１に近接されている。このとき、オーガクラッチスイッチ４３の検出部からオーガクラッチレバー１７は離間している。

図４は本発明に係る除雪機の構成を説明するブロック図である。
図１を併せて参照して説明すると、除雪機１０を構成する機体１１に、エンジン５４が設けられ、機体１１の前端にエンジン５４により駆動され雪を集めるオーガ１３が設けられ、このオーガ１３とエンジン５４の間に動力を断接するオーガクラッチ４２が設けられている。

オーガクラッチ４２は、クラッチ本体５６と、このクラッチ本体５６から延びているケーブルワイヤ５７と、このケーブルワイヤ５７に接続するオーガクラッチレバー１７とを主要な構成要素とする。オーガ１３とシュータ１５の間には、オーガ１３で集めた雪を吹き飛ばすブロア６１が設けられ、このブロア６１は、オーガ１３を駆動するオーガ駆動軸６２に接続されている。

エンジン５４には、その出力軸５４Ｊの回転速度を検出するエンジン回転センサ６３、供給する燃料の量を調整するスロットル弁６４、およびこのスロットル弁６４の開き量を調整するスロットル弁制御モータ６５を備えている。

また、オーガクラッチ４２が接続され、且つ、シュータ１５の先端に設けたフラップ２２の向きが横向きのときに、エンジン５４の回転速度を高速から中速にし、オーガクラッチ４２が接続され、且つ、シュータ１５の先端に設けたフラップ２２の向きが上向きのときに、エンジン５４の回転速度を中速から高速に切り換えるようにする制御部６６が設けられている。なお、制御部６６をエンジン５４に設けることは差し支えない。
図中、６８は制御部６６とスロットル弁制御モータ６５の間に介在させたドライバ、６９はスロットルの実際の開度を検出するスロットル開度センサである。

図５は本発明に係る除雪機の動作フロー図であり、図１〜図４に基づいて説明する。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１でエンジン５４を始動させ、機体１１を除雪が必要な位置まで移動させ、オーガクラッチレバー１７を引き、オーガクラッチ４２をオン（ＯＮ）にする（ＳＴ０２）。
ＳＴ０２でオーガクラッチ４２がオンになっていないとき、つまり、オーガクラッチスイッチ４３によって、オーガクラッチレバー１７が引きつけられていないという情報が制御部６６に入力されたときに、エンジン５４を低速（Ｎｉ）で回転させ（ＳＴ０３）、オーガクラッチスイッチ４３によって、オーガクラッチレバー１７が引きつけられているという情報が制御部６６に入力されたときに、オーガクラッチ４２がオンになっていると判断しＳＴ０４に進む。

ＳＴ０４でフラップ２２の向きが横向きか否かを判断する。フラップ２２の向きが横向きになっていれば、エンジン５４は中速（Ｎｍ）で回転し（ＳＴ０５）、フラップ２２の向きが横向きでなければ、エンジン５４は高速（Ｎｈ）で回転する（ＳＴ０６）。

すなわち、フラップ２２に、フラップ２２の向きを検出するフラップ状態検出スイッチ７１を配置した。そして、フラップ２２の向きに応じてエンジン５４の速度モードを切り換えるようにした。

本発明に係る除雪機の構成をまとめると次のようになる。
除雪機１０は、所定の低速とこの低速より回転速度の高い中速とこの中速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるエンジン５４で、機体１１の前部に設けたブロア６１およびオーガ１３を駆動することにより、このオーガ１３で集めた雪をブロア６１で加速し、シュータ１５を介して投雪する型式であって、エンジン５４の動力をブロア６１およびオーガ１３へ伝達する駆動系に動力を断接するオーガクラッチ４２を備え、このオーガクラッチ４２にオーガクラッチ４２の断接状態を検出するクラッチスイッチ４３（オーガクラッチスイッチ４３）を備え、シュータ１５の先端に投雪方向を略直角に折り曲げることができるフラップ２２を備え、このフラップ２２にフラップ２２が略直角に曲げられていること（横向き）を検出するフラップ状態検出スイッチ７１を備え、オーガクラッチ４２が接続されているとのクラッチスイッチ４３の情報を受け且つフラップ２２が直角に曲げられている（横向き）とのフラップ状態検出スイッチ７１の情報を受けたときにエンジン５４の回転速度を中速になるように制御し、オーガクラッチ４２が接続されているとのクラッチスイッチ４３の情報を受け且つフラップ２２が直角に曲げられていない（上向き）とのフラップ状態検出スイッチ７１の情報を受けたときにエンジン５４の回転速度を高速になるように制御し、オーガクラッチ４２が切断されているとのクラッチスイッチ４３の情報を受けときにエンジン５４の回転速度を低速になるように制御する制御部６６を備えている。

図６は除雪機の作用説明図であり、図４を併せて参照し説明を行う。
（ａ）において、オーガクラッチ４２が接続され、且つ、シュータ１５の先端に設けたフラップ２２の向きが上向きのときの投雪状態が示されており、投雪方向は、斜め上方である。この場合には、雪をより遠くに飛ばすことが必要になるため、ブロア６１の能力を高める必要がある。そこで、エンジン５４の回転速度は、高速モード（高速）とした。

（ｂ）において、オーガクラッチ４２が接続され、且つ、シュータ１５の先端に設けたフラップ２２の向きが横向きのときの投雪状態が示されており、フラップ２２の向きは横向きであって、投雪方向は、略水平方向である。この場合には、雪をより遠くに飛ばす必要はなく、ブロア６１の能力は、（ａ）の場合ほど高める必要はない。そこで、エンジン５４の回転速度は中速モード（中速）とした。

従来、エンジン５４からオーガ１３へ伝達する出力の切断・結合を行うオーガクラッチ４２が結合されたときには、エンジン５４の回転速度は、高速回転モードになり、オーガ１３を高速で回転させる。
この場合に、投雪距離が短いときにおいて、エンジン５４が高速回転モードであれば、エンジン５４の出力は過剰な出力となり、燃料消費量が増加することになる。

この点、本発明では、フラップ状態検出スイッチ７１でフラップ２２の向きを検出するようにした。フラップ２２の向きが水平のときには、エンジン５４の回転は中速モードになるようにした。投雪距離の長短によって、エンジン５４の回転速度を変化させたので、燃料消費を減らすことができ、除雪機１０の燃料消費を抑えることができる。加えて、騒音を低減することができる。騒音が低減されれば、作業の快適性を高めることができる。

図７は別実施例に係る除雪機に備えられているオーガ接地検出手段の側面図およびその作用説明図である。
機体１１の前下部に設けられているオーガ１３と車輪１１Ｌ、１１Ｒの間には、オーガ１３が地面２６に押し付けられたことを検出するオーガ接地検出手段２７が設けられている。つまり、オーガ１３の近傍に、オーガ１３が地面２６に押し付けられたことを検出するオーガ接地検出手段２７を設けた。

オーガ接地検出手段２７は、機体１１を覆うケース体１４に水平に延ばした支持軸３１と、この支持軸３１に揺動可能に設けたアーム部３２と、このアーム部３２の先端に設け地面２６と接触する接触片３３と、支持軸３１に設けアーム部３２を図下方に付勢するばね部材３４と、アーム部３２の斜め上方に設け接触片３３が上昇したことを検出するオーガ非接地スイッチ３５とからなる。

図７（ａ）において、オーガ１３が地面２６に接地せず、オーガ非接地スイッチ３５がオンになっている。このとき、機体１１は待機状態にある。

図７（ｂ）において、ハンドル部１６を持ち上げてオーガ１３を地面２６に押し付けたときに、オーガ非接地スイッチ３５がオフになるように構成した。オーガ非接地スイッチ３５には、リミットスイッチが利用されている。

図８は図４の別実施例図であり、図４と異なる点は、オーガ１３の近傍に、オーガ１３が地面に押し付けられたことを検出するオーガ接地検出手段２７としてのオーガ非接地スイッチ３５を設けた点と、制御部６６Ｂに、オーガクラッチ４２が接続され、且つ、オーガ１３が地面２６に押し付けられたときに、エンジン５４の回転速度を高速回転モードにする機能を付加した点にあり、その他大きく変わるところはない。

図９は図５の別実施例図であり、図５と異なる点は、ステップ０２とステップ０４の間に、オーガ１３が地面２６に接地しているか（オーガ非接地スイッチ３５がオフになっているか）を判断するステップ０２１を介在させた点にある。具体的には、オーガ非接地スイッチ３５がオフのときには、ＳＴ０４に進み、オーガ非接地スイッチ３５がオンのときには、エンジン５４の回転速度を低速（Ｎｉ）で回転させる。その他大きく変わるところはない。

オーガクラッチ４２がオンで、オーガ非接地スイッチ３５がオフで、且つ、フラップ２２の向きが横向きでなく上向きであるという３つの条件を満たすときに、エンジン５４が高速（Ｎｈ）で回転するようにした。なお、フラップ２２の向きが横向きのときには、エンジン５４は中速（Ｎｍ）で回転するものである。

従来、雪を集めて投雪する作業（除雪作業）の有無に関係なく、オーガクラッチ４２がオンであればエンジンは、高速回転モードで回転するものであった。具体的には、実際の除雪作業をしていない場合や、投雪距離の大小に関係なく、エンジンは、高速回転モードで回転するものであった。

この点、本発明に係る除雪機１０であれば、エンジン５４の燃料消費を一層低減させることができる上に、エンジン５４の騒音が抑えられ、一層快適な操作性を得ることができる。

本発明は、エンジンでオーガを駆動する形式の除雪機に好適である。

本発明に係る除雪機の左側面図である。 本発明に係る除雪機に備えられているシュータの側面図およびその作用説明図である。 本発明に係る除雪機に備えられているオーガクラッチレバーの側面図およびその作用説明図である。 本発明に係る除雪機の構成を説明するブロック図である。 本発明に係る除雪機の動作フロー図である。 除雪機の作用説明図である。 別実施例に係る除雪機に備えられているオーガ接地検出手段の側面図およびその作用説明図である。 図４の別実施例図である。 図５の別実施例図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…除雪機、１１…機体、１３…オーガ、１５…シュータ、２２…フラップ、２７…オーガ接地検出手段、４２…オーガクラッチ、４３…オーガクラッチスイッチ、５４…エンジン、６１…ブロア、６３…エンジン回転センサ、６４…スロットル弁、６５…スロットル弁制御モータ、６６…制御部、７１…フラップ状態検出スイッチ。

Claims (1)

1. 所定の低速とこの低速より回転速度の高い中速とこの中速より回転速度が高い高速に回転速度を設定することができるエンジンで、機体の前部に設けたブロアおよびオーガを駆動することにより、オーガで集めた雪をブロアで加速し、シュータを介して投雪する除雪機において、
   この除雪機は、前記エンジンの動力を前記ブロアおよびオーガへ伝達する駆動系に前記動力を断接するオーガクラッチを備え、このオーガクラッチにオーガクラッチの断接状態を検出するクラッチスイッチを備え、前記シュータの先端に投雪方向を略直角に折り曲げることができるフラップを備え、このフラップにフラップが略直角に曲げられていることを検出するフラップ状態検出スイッチを備え、
   前記オーガクラッチが接続されているとの前記クラッチスイッチの情報を受け且つ前記フラップが略直角に曲げられているとの前記フラップ状態検出スイッチの情報を受けたときに前記エンジンの回転速度を前記中速になるように制御し、
   前記オーガクラッチが接続されているとの前記クラッチスイッチの情報を受け且つ前記フラップが略直角に曲げられていないとの前記フラップ状態検出スイッチの情報を受けたときに前記エンジンの回転速度を前記高速になるように制御し、
   前記オーガクラッチが切断されているとの前記クラッチスイッチの情報を受けときに前記エンジンの回転速度を前記低速になるように制御する制御部を備え、
   ていることを特徴とする除雪機。

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