JP2013217169A

JP2013217169A - ロータリ除雪車

Info

Publication number: JP2013217169A
Application number: JP2012098180A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hino; 毅日野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】オーガを経てブロア内に吸い込まれた雪が、また前方のオーガ側に流出することを防止し、動力ロスを削減することができるロータリ除雪車を提供する。
【解決手段】雪Ｓを取り込むオーガと、このオーガの後方に設けられ、オーガで取り込んだ雪Ｓを吸い込んで加速し、装置の外部へ放出するブロアとを備え、ブロアの回転駆動軸２５に放射状に設けた複数の羽根２１とを有するロータリ除雪車１において、羽根２１の外周側前部に隣合う羽根２１、２１間の前側開口を塞ぐ仕切り部材５１を設ける。仕切り部材５１によりオーガ側への雪の流出を防止できる。この前方へ流出していた雪はブロア回転動力により運動エネルギーを与えられた雪であり、流出は運動エネルギーの消失となっていたが、仕切り部材５１により流出を防止することで、ブロア及びオーガにおける動力ロスを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般道路や鉄道線路などの雪を遠方に放出するロータリ除雪車に関する。

一般に、ロータリ除雪車の除雪装置は、装置の前位置に雪を掻き寄せるオーガを備え、除雪車の前進によってオーガが積雪に進入し、該オーガが積雪を切削しながら取り込んで、左右の雪を中央部へと導く。このように中央部に導かれた雪は、その後に位置するブロアに吸い込まれ、ブロアの回転遠心力によって加速され、装置の外部に高速度で放出することで除雪作業が行われる。

ここで従来のロータリ除雪車を図６〜図９を用いて説明する。図６はロータリ除雪装置を備えたロータリ除雪車の側面図であり、図７は正面図である。図８はオーガ、ブロア、ケーシングの構成を側面からの断面としてみた断面説明図であり、図９はブロア、ケーシングを前面から見た説明図である。

ロータリ除雪車１の車体２は、運転室３、原動機４、走行駆動手段（図示せず）などを備え、前記原動機４及び走行駆動手段により駆動する前輪５及び後輪６を備える。
また、前記車体２の前方には、オーガ７とブロア８を備えた除雪装置９が装着されている。前記オーガ７は回転軸１１にヘリカルリボン形状をしたブレード１２を取付けたものであり、軸方向の中央に関して左右対称に配置されている。すなわち、オーガ７のブレード１２の捩れ方向は左右逆方向とされている。そして、オーガ７及びブロア８は車体２の原動機４から伝達されてきた動力によって回転する。また、オーガ７は矢印Ｕに示す方向に回転し、左右逆方向のヘリカルリボンのブレードにより、路上の雪Ｓがオーガ７の中央部に搬送されるようになっている。

前記ブロア８は、動力により回転する羽根２１と、この羽根２１を囲っているケーシング２２で構成され、このケーシング２２は、略円筒状の外周部２２Ａと、この外周部２２Ａの後部を塞ぐ板状の後閉塞部２２Ｂとを備える。前記ケーシング２２は前記オーガ７の後方中央に設けられ、その円筒中心を前後方向にして除雪装置９に配置されている。また、前記ケーシング２２の外周部２２Ａの左右方向の側上部には、放出口２３が略垂直に立設され、この放出口２３の上部にシュート２４が接続されている。尚、放出口２３とケーシング２２との間の連通開口部２７は、ケーシング２２の中心に対して略６０度の角度で開口している。
前記ブロア８は、前記ケーシング２２の後閉塞部２２Ｂの中心に、前後方向の回転駆動軸２５を回転可能に設け、前記後閉塞部２２Ｂ後方には前記回転駆動軸２５を回転駆動する動力伝達歯車機構２６が設けられ、前記原動機４を動力源として動力伝達歯車機構２６が前記回転駆動軸２５を回転駆動する。また前記回転駆動軸２５には通常４〜６枚の前記羽根２１が放射状に取り付けられており、この例では５枚の羽根２１を備える。

前記ケーシング２２の構造は、羽根２１の前面側は仕切りはなく全て開放されているが、羽根２１の後面側とラジアル外周部２２Ａは覆ってあり閉塞している。但し、外周部２２Ａの覆いは、雪を装置外部に放出するために、一部を開口した連通開口部２７を設け、この連通開口部２７に前記放出口２３を立設している。

前記ブロア８の羽根２１は前後方向の板材からなり、外周部に位置する外周側前縁部３１を略上下方向に形成し、この外周側前縁部３１の内端から前記回転駆動軸２５に至る略円弧状の中央側前縁部３２を有し、この中央側前縁３２により羽根２１の前後寸法は外周側より中央側が短く形成されている。また、羽根２１の外周側後縁部３３は略上下方向に形成され、この外周側後縁部３４の内端から前記回転駆動軸２５に至る斜めの中央側後縁部３４が設けられている。そして、前記羽根２１の後部は閉塞板３５により仕切られていて閉塞しているが、隣り合う羽根２１外周側前部の間は前側開口３７により開放されている。尚、前記閉塞板３５は前記外周側後縁部３３、中央側後縁部３４及び回転駆動軸２５に固定されている。また、前記外周側前縁部３１には、その板材を矢印Ｖで示す回転方向に略９０度の屈曲、または緩やかな円弧状の屈曲部３６が設けられている。

前記連通開口部２７の開口範囲の角度θｋは、全周３６０度のうち約６０度の範囲で、他の約３００度の範囲は羽根２１の外周より僅かな隙間を設けて閉塞している。

この約３００度範囲の閉塞理由は、空気、水などの流体の遠心ブロアでは対象が流動性があるため、羽根２１の外周よりラジアル方向に渦巻状にケーシング内周を徐々に膨らませ、この羽根外形とケーシングとの間の空間を、加圧された流体が流れて放出口に至るように構成されている。

これに対して、雪は流動性がないため、羽根２１の外周よりケーシング内周を膨らませて空間を造ると、この空間に雪が詰まり、抵抗が増大して回転動力が過大となり、ついには回転不能となる。よって除雪装置のケーシング２２の外周部２２Ａは、回転する羽根２１の先端とケーシング２２の接触を防ぐ僅かな隙間を設けただけで閉塞している。

前記ブロア８は雪Ｓを吸い込み、加速し、放出を行う機構であるが、吸い込みは負圧の発生しているブロア８の回転中心付近で吸い込まれる。そこで吸い込まれた雪Ｓは羽根２１の回転による遠心力によって、矢印ｂに示すように中心付近より外周方向へと加速されながら移動し外周部２２Ａに到達し、矢印ｃに示すように連通開口部２７から放出口２３及びシュート２４を通って外部に放出される。即ち、ブロア８は放出口２３から雪Ｓを放出する矢印Ｖの方向に回転する。

ここで外周部２２Ａに到達した雪は、約３００度の閉塞範囲では、矢印ｃのごとくラジアル方向に出て行くことができず、そこに蓄積する。しかし、羽根２１、２１間の前側は仕切りがなく開放されているので、安息角θより小さい角度内の雪Ｓはケーシング２２内に堆積されたまま留まるが、安息角θより大きい範囲にある雪Ｓはケーシング２２内に留まることはできず、矢印ｄに示すように安息角θの傾斜を滑り落ちて前方のオーガ７側に流出する。この場合、前記羽根２１の前端には屈曲部３６が設けられているが、この屈曲部３６と隣り合う羽根２１との間が、前記前側開口３７により開口しているため、ここから雪Ｓが前方のオーガ７側に流出する。尚、前記安息角とは、崩れずに安定して蓄積する角度であって、遠心力なども加わった動的な安息角である。

この斜面を滑り落ちさせる作用力は羽根２１の回転による遠心力であり、すなわちブロア８の回転動力を消費する力である。

上述した構成となる従来技術のロータリ除雪車では、２つの動力ロスが発生していた。即ち１つはブロア８の動力ロスであり、もう１つはオーガ７の動力ロスである。

ブロア８の動力ロスに係り、ブロア８により加速され、放出口２３から高速度で装置の外部へ放出された雪質量は、除雪した雪質量であり、これに要した動力は有効動力として働いたことになる。

しかし、上述したようにオーガ７からブロア８に送られ、再び前方のオーガ７側に流出した雪Ｓは除雪の作業を全く果たしていない。しかも、オーガ７側に流出した雪Ｓは、再びオーガ７に拾われてブロア８へと戻され吸い込まれ、再度動力を消費して加速されることになる。すなわち、前方に流出し、再びブロア８に戻る雪Ｓの動きは、全く必要性の無い繰り返し運動であり、これに要したブロア動力は、全てロス動力である。この流出している範囲は全周３６０度の内の約３００度の閉塞区間となる。

オーガ７の動力ロスについても、一度ブロア８に送った雪Ｓが、また戻ってきて、それを再度ブロア８に送ることは、その繰り返し運動分が動力ロスとなる。
ここで更に動力的に不利なこととして、静止状態の積雪と異なりブロア８から流出してくる雪Ｓは速度を有してオーガ７に衝突してくる。よってオーガ７はこの衝突圧力を押し返してブロア８に雪Ｓを送らねばならず、更にオーガ７の動力ロスを増大させていた。

ただ除雪装置９の内部でこのような雪Ｓの動きがあったものの、実際の除雪作業においては、オーガ７とブロア８がセットになっている構成から、ブロア８より前方に雪Ｓが流出していても、その前に位置するオーガ７がその雪を拾っていたため、除雪装置９の外部前方に雪Ｓが流出することはなく、実作業における支障はなかった。しかし、除雪装置９内に大きな動力ロスが存在していたため、ロータリ除雪車１のエネルギー効率は低い状態にあった。

そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、ブロアの雪が前方のオーガに流出することを防止し、動力ロスを削減できるロータリ除雪車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、雪を装置内に取り込むオーガと、このオーガの後方に設けられ、前記オーガで取り込んだ雪を装置外部に放出するブロアとを備え、前記ブロアが回転駆動軸とこの回転駆動軸に結合している放射状に設けた複数の羽根を有するロータリ除雪車において、前記羽根の外周側前部に隣り合う前記羽根間の前側開口を塞ぐリング状をなす仕切り部材を設けたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記仕切り部材の前面の内端側を中央後向きに形成したことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のロータリ除雪車によれば、仕切り部材によりオーガ側への雪の流出を防止できる。この前方へ流出していた雪はブロア回転動力により運動エネルギーを与えられた雪であり、流出は運動エネルギーの消失となっていたが、仕切り部材により流出を防止することで、ブロアにおける動力ロスを防止できる。

また、前方に流出した雪はオーガと衝突し、それをオーガが動力を消費して再度ブロアへと押し戻していたが、外周リングにより前方流出は防止されるので、このオーガの動力ロスも防止できる。

また、本発明の請求項２に記載のロータリ除雪車によれば、オーガからの雪をブロアの中央側に円滑に吸い込むことができる。

本発明の実施例１を示す仕切り部材を設けたブロアの要部の正面図である。同上、仕切り部材を設けたブロアの要部の縦断面図である。本発明の実施例２を示す仕切り部材を設けたブロアの要部の正面図である。本発明の実施例３を示す仕切り部材を設けたブロアの要部の縦断面図である。本発明の実施例４を示す仕切り部材を設けたブロアの要部の縦断面図である。ロータリ除雪車の側面図である。ロータリ除雪車の正面図である。オーガ、ブロア、ケーシング部分の断面説明図である。ブロア、ケーシングを前面から見た説明図である。

以下、図面を参照して、本発明のロータリ除雪車の実施例１について説明する。尚、上記図６〜図９と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図１〜図２は本発明の実施例１を示し、図１はブロア８を前方から見たもので、同心円の帯状のリングからなる仕切り部材５１を羽根２１の外周先端に取り付けた形態を示す。図２はブロア８の要部の一部を断面にした縦断面図であり、本実施例のブロア８では、前記回転駆動軸２５を中心としたリング状の仕切り部材５１を板材から形成し、この仕切り部材５１を前記複数の羽根２１の外周側前縁部３１に固着し、全ての前側開口３７を閉塞している。この場合、仕切り部材５１を前記屈曲部３６に固着している。また、仕切り部材５１の外周縁部５２と内周縁部５３は前記回転駆動軸２５を中心とした同心円をなし、前記外周縁部５２は羽根２１の略外端位置にあり、前記内周縁部５３は前記屈曲部３６の先端縁の略内端位置にあり、仕切り部材５１の中央は開口している。そして、前記外周縁部５２とケーシング２２の外周部２２Ａとの間には、該ケーシング２２との接触を防ぐ僅かな隙間が設けられている。また図２に示すように、仕切り部材５１の断面は略上下方向に向いている。

このように本実施例では、請求項１に対応して、雪Ｓを取り込むオーガ７と、このオーガ７の後方に設けられオーガ７で取り込んだ雪Ｓを所定方向へ放出するブロア８とを備え、ブロア８が回転駆動軸２５とこの回転駆動軸２５に放射状に結合している放射状に設けた複数の羽根２１とを有するロータリ除雪車１において、羽根２１の外周側前部に隣り合う前記羽根２１、２１間の前側開口３７を塞ぐ仕切り部材５１を設けることで、仕切り部材５１によりオーガ７側への雪Ｓの流出を防止できる。この前方へ流出していた雪Ｓはブロア回転動力により運動エネルギーを与えられた雪であり、流出は運動エネルギーの消失となっていたが、仕切り部材５１により流出を防止することで、ブロア８における動力ロスの防止となる。

更に、ブロア８からオーガ７側への前方流出は、オーガからブロアへと送られる所定の雪の移動とは逆方向の流れであり、オーガからブロアへの雪の移動を撹乱し阻害する働きをしていたが、前方流出を防止することで、オーガからブロアへの雪の移動が円滑になる。

また、従来は前方に流出した雪Ｓはオーガ７と衝突し、それをオーガ７がまた動力を消費して再度ブロア８へと押し戻していたが、仕切り部材５１により前方流出は防止されるので、このオーガ７の動力ロスも防止できる。

このように本発明の仕切り部材５１は、ブロア８およびオーガ７が内部に抱えていた動力ロスを排除する効果がある。動力ロスを排除することは省エネルギーでもある。除雪車１の能力としては動力ロスが減少すれば、その分が有効投雪動力として活用されることになり、同一除雪車の時間当りの処理除雪量が増加することになる。すなわち、同一区間の道路、線路の除雪に要する時間が短縮され、降雪期の交通網維持の迅速化に寄与する効果がある。

以下、本発明の実施例２を添付図面を参照して説明する。尚、上記図６〜図９及び実施例１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３に示すように、この例の仕切り部材５１は、実施例１と同様に前記外周縁部５２は前記回転駆動軸２５と同心円であり、一方、羽根２１、２１間において、仕切り部材５１の内外幅は回転方向前側が狭く、回転方向後側が広くなるように前記内周縁部５３Ａを形成している。

そして、ブロア８が雪Ｓを放出する方向に回転すると、羽根２１の回転方向前面２１Ｆ側が雪Ｓを抱え込み、羽根２１の回転方向後面２１Ｂ側が負圧となるので、同回転方向後面２１Ｂ側の開口を大きくすることにより、雪Ｓの吸い込みが容易となる。
このように本実施例では、請求項１及び２に対応して、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。

また、実施例上の効果として、仕切り部材５１の外周縁部５２は回転中心である回転駆動軸２５と略同心円で、仕切り部材５１は、羽根２１の回転方向前面２１Ｆ側より回転方向後面２１Ｂ側を幅狭になるように内周縁部５３Ａを形成することで、回転により負圧が生じる羽根２１の回転方向後面２１Ｂ側の中央開口部が、羽根２１の回転方向前面２１Ｆ側の中央開口部より広くなるため、ブロア８内への雪Ｓの吸い込みを円滑に行うことができる。

以下、本発明の実施例３を添付図面を参照して説明する。尚、上記図６〜９図及び各実施例と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この例では、図４に示すように、仕切り部材５１の内周縁部５３をブロア８の中央後向きに斜設しており、仕切り部材５１は、外周縁部５２側が上下方向をなし、前面５１Ｍの内周縁部５３側がブロア８の中央後向きに向き、前面５１Ｍの垂直方向に対する角度θｍは、１〜４５°、好ましくは１０〜３５°程度である。また、前面５１Ｍは全周に渡って斜設されているが、少なくとも一部が斜設されていればよい。
尚、図２では、前記角度θｍは０度であるから、前記角度θｍを０〜４５度にすることができる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、上記実施例１及び２と同様な作用効果を奏し、また、この例では、請求項２に対応して、仕切り部材５１の前面５１Ｍの内側端を中央後向きに形成したから、オーガ７からの雪Ｓをブロア８の中央側に円滑に吸い込むことができる。

以下、本発明の実施例４を添付図面を参照して説明する。尚、上記図６〜９図及び各実施例と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この例では、図５に示すように、仕切り部材５１全体を同一角度で斜めに配置することにより、仕切り部材５１の前面５１Ｍをブロア８の中央後向きに斜設しており、各請求項に対応して、上記各実施例と同様な作用・効果を奏する。

１ロータリ除雪車
７オーガ
８ブロア
９除雪装置
Ｓ雪
θ 安息角
２１羽根
２２ケーシング
３７前側開口
５１仕切り部材
５１Ｍ前面
５２外周縁部
５３内周縁部

Claims

雪を装置内に取り込むオーガと、このオーガの後方に設けられ、前記オーガで取り込んだ雪を装置外部に放出するブロアとを備え、前記ブロアが回転駆動軸とこの回転駆動軸に結合している放射状に設けた複数の羽根を有するロータリ除雪車において、前記羽根の外周側前部における隣り合う前記羽根間の前側開口を塞ぐリング状をなす仕切り部材を設けたことを特徴とするロータリ除雪車。
前記仕切り部材の前面の内端側を中央後向きに形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータリ除雪車。