JP2014190053A - 雪下ろし装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラー間に掛け渡されて屋根を覆うシート材上の積雪の重量によるシート材の撓みを防止し、積雪から受ける荷重によってシート材を移動させてシート材上の積雪を落下させることができる雪下ろし装置を提供する。
【解決手段】一対の端部ローラーの間に配置されたローラー構造体を備える。ローラー構造体は端部ローラーの回転軸に平行な回転軸を有する複数の中間ローラーを備える。複数の中間ローラーはその頂部が一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡されたシート材の下面に接するかまたは近接して配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、屋根の雪下ろしを行うための雪下ろし装置に関する。

豪雪地帯で必要になる屋根の雪下ろしを手動あるいは自動で行う各種の装置が知られており、その一例が、特許文献１および２に記載されている。特許文献１および２に記載された装置は、屋根の棟と軒すなわち屋根の傾斜方向の上下に間隔をあけて配置されたローラーにシート材を掛け渡すことで、屋根の少なくとも一部をシート材によって覆っている。

特許文献１は、屋根の一方の軒に配置されたローラーから棟に配置されたローラーを経て他方の軒に配置されたローラーまで、シート材を無端状に巻回した装置を開示している。また、屋根の棟に２本のローラーを平行に配置し、一方の棟のローラーと一方の軒のローラーの間と、他方の棟のローラーと他方の軒のローラーの間に、それぞれシート材を無端状に巻回した装置が開示されている。前者の装置によれば、いずれかのローラーを駆動軸としてシート材を移動させ、シート材上の積雪を落下させることができるとされている。後者の装置によれば、シート材上の積雪をその自重で自然に移動運搬することができるとされている。

特許文献２は、無端状にシート材を巻回するのではなく、シート材の一端を巻き取る回転体を屋根の一方の軒下に配置し、シート材の他端を巻き取る回転体を屋根の他方の軒下に配置した装置を開示している。一方の軒下の回転体から巻き出されたシート材は、一方の軒に配置されたローラーから棟に配置されたローラーを経て他方の軒に配置されたローラーまで掛け渡され、他方の軒下の回転体によって巻き取られる。また、シート材の一端を巻回する回転体を屋根の棟に配置し、ローラーを軒に配置し、シート材の他端を巻回する回転体を軒下に配置した装置が開示されている。棟の回転体から巻き出されたシート材は軒のローラーに掛け渡されて軒下の回転体に巻き取られる。これらの装置によれば、シート材を屋根の表面に沿ってスムーズに移動させ、雪下ろしを円滑に行うことができるとされている。

特開平１０−１４０８７７号公報 特開２００７−９５３１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、シート材上の積雪を円滑に落下させることができない場合がある。例えば図８に示すように、屋根を覆うシート材Ｓ上に積雪Ｗがあると、積雪Ｗの重量と屋根の傾斜によりシート材Ｓに作用する荷重Ｆは、上方に配置されたローラーＲ１の近傍よりも下方に配置されたローラーＲ２の近傍において大きくなる。したがって、屋根の傾斜方向の上下に間隔をあけて配置されたローラーＲ１，Ｒ２に掛け渡されたシート材Ｓは、積雪Ｗから受ける荷重Ｆにより下方のローラーＲ２の近傍において下方に撓むことがある。

シート材ＳがローラーＲ２の近傍で下方に撓むと、積雪ＷをローラーＲ２の近傍で持ち上げてローラーＲ２の頂部を乗り越えさせなければならず、大きな駆動力が必要となる。さらに、下方に撓んだシート材ＳとローラーＲ２との間に作用する摩擦力によってもローラーＲ２の回転が妨げられる。そのため、シート材Ｓの移動が円滑に行われず、シート材Ｓ上の積雪Ｗを円滑に落下させられない虞がある。特許文献１の装置は、シート材に付与した張力を張力センサーによって測定することで積雪の重量を測定し、積雪が所定の重量に達したときにシート材を移動させてシート材の上の積雪を落下させている。これによりシート材の撓みを抑制できる可能性はあるが、張力によってシート材が伸長した場合には、シート材に撓みが生じてローラーの回転に支障を来すことが考えられる。

また、特許文献２の装置は、ローラーと屋根との間にシート材が配置されないため、屋根とシート材との擦過を抑制することができるが、図８に示すようなシート材Ｓの撓みを防止することはできない。また、シート材が回転体によって巻き取られているため、シート材を移動させるために回転体を回転させる電動モーター等による駆動力が必要になる。したがって、積雪から受ける荷重によってシート材を移動させてシート材上の積雪を落下させることはできない。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ローラー間に掛け渡されて屋根を覆うシート材が積雪から受ける荷重によって下方に撓むことを防止し、シート材を積雪から受ける荷重によって移動させ、シート材上の積雪を落下させることができる雪下ろし装置を提供することを課題とする。

本発明による雪下ろし装置は、屋根の高い位置から低い位置へ向かう傾斜方向に間隔をあけて配置され、前記傾斜方向に垂直でかつ前記屋根に平行な回転軸を有する一対の端部ローラーと、前記傾斜方向に沿って前記一対の端部ローラーに無端状に巻回されるシート材と、を備えた雪下ろし装置であって、前記一対の端部ローラーの間に配置されたローラー構造体を備え、前記ローラー構造体は前記端部ローラーの回転軸に平行な回転軸を有する複数の中間ローラーを備え、前記複数の中間ローラーはその頂部が前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材の下面に接するかまたは近接して配置されることを特徴とする。

本発明による雪下ろし装置の使用時には、前記シート材が屋根を覆うように配置され、降雪によって前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡されたシート材の上面に雪が積もる。シート材上の積雪量が増加するにつれて積雪の重量が増加し、シート材が積雪から受ける荷重が増加する。積雪前から前記複数の中間ローラーの頂部が前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材の下面と接している場合には、該シート材の下面が複数の中間ローラーの頂部によって下方から支持され、積雪の荷重によりシート材が下方へ撓むことが防止される。

積雪前に前記複数の中間ローラーの頂部が前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材の下面と接することなく近接して配置されている場合には、積雪の荷重によりシート材が僅かに下方に移動し、複数の中間ローラーの頂部が前記シート材の下面と接する。これにより前記シート材の下面が複数の中間ローラーの頂部によって下方から支持され、積雪の荷重によりシート材が下方へ撓むことが防止される。

また、前記一対の端部ローラーおよび前記複数の中間ローラーの回転軸は、前記屋根の傾斜方向に垂直でかつ屋根に平行であり、前記シート材は前記傾斜方向に沿って前記一対の端部ローラーに巻回されている。そのため、前記一対の端部ローラーの頂部に掛け渡された上側のシート材に積雪による荷重が作用すると、その荷重の傾斜方向の分力が上側のシート材に作用する。すると、上側のシート材の下面を支持する複数の中間ローラーの頂部が上側のシート材の下面から傾斜方向の摩擦力を受け、中間ローラーが回転して上側のシート材を傾斜方向へ移動させる。このシート材の移動に伴って一対の端部ローラーが回転し、シート材が一対の端部ローラー間で傾斜方向に沿って回転移動し、シート材上の積雪が傾斜方向に運搬されて屋根から落下する。

このように、本発明による雪下ろし装置によれば、前記一対の端部ローラーの頂部に掛け渡されたシート材が積雪から受ける荷重を複数の中間ローラーによって下方から支持することで、シート材の撓みを防止することができる。加えて、積雪から受ける荷重の前記傾斜方向の分力が複数の中間ローラーおよび一対の端部ローラーを回転させるために必要な力よりも大きくなると、シート材が自動的に回転移動してシート材上の積雪を屋根の下へ落下させることができる。また、シート材上の積雪が落下してシート材に作用する荷重が失われると、シート材の回転移動は自動的に停止する。したがって、本発明による雪下ろし装置によれば、前記一対の端部ローラー間に掛け渡された前記シート材が積雪から受ける荷重によって下方に撓むことを防止し、モーター等の駆動力を必要とすることなく、積雪から受ける荷重によってシート材を円滑に移動させてシート材上の積雪を円滑に落下させることができる。

ここで、前記屋根の傾斜方向は、屋根の傾きが最も大きくなる方向、例えば球が転がる方向あるいは水が流れる方向である所謂フォールラインに沿う方向であることが望ましい。しかし、屋根の形状、凹凸、傾きの変化、アンテナ等の構造物の設置状況など、雪下ろし装置の設置スペースに応じて屋根の高い位置から低い位置へ向かう任意の方向を前記傾斜方向として設定することができる。

本発明による雪下ろし装置において、前記端部ローラーの直径と前記中間ローラーの直径が異なっていてもよい。

例えば前記端部ローラーの直径が前記中間ローラーの直径よりも大きい場合には、一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された上側のシート材と一対の端部ローラーの底部の間に掛け渡された下側のシート材との間隔が、中間ローラーの直径よりも大きくなる。そのため、中間ローラーの底部と下側のシート材との間にスペースをあけて前記ローラー構造体の設置スペースを確保し、中間ローラーの底部およびローラー構造体と下側のシート材との接触を回避することができる。また、端部ローラーと比較して中間ローラーをより回転しやすくすることができる。

一方、前記端部ローラーの直径が前記中間ローラーの直径よりも小さい場合には、端部ローラーの頂部を中間ローラーの頂部よりも屋根に近づけることが可能になる。これにより、前記一対の端部ローラーの頂部に掛け渡された上側のシート材を、前記傾斜方向において前記各端部ローラーに近づくに従って屋根に近づくように傾斜させることができる。よって、前記一対の端部ローラーのうち前記傾斜方向の下方側の端部ローラーの近傍のシート材の傾きを屋根の傾きよりも大きくすることができる。したがって、前記傾斜方向の下方側の端部ローラーの近傍の落雪を生じやすくし、シート材上の積雪を低減することができる。

本発明による雪下ろし装置において、前記端部ローラーの直径と前記中間ローラーの直径が等しくてもよい。

この場合、上記同様に端部ローラーを中間ローラーよりも屋根に近づけて、中間ローラーの底部と下側のシート材との間に空間を形成することができる。あるいは、端部ローラーと中間ローラーが傾斜方向に一直線に並ぶように配置して、中間ローラーの頂部と底部をそれぞれ上側のシート材と下側のシート材に接触させることが可能になる。

本発明による雪下ろし装置において、前記ローラー構造体は、前記複数の中間ローラーを回転自在に支持する本体部を備えることが好ましい。この場合、前記本体部は、前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材との間および前記一対の端部ローラーの底部の間に掛け渡された前記シート材との間にそれぞれ間隙を有するように前記シート材の間に配置される。そして、前記複数の中間ローラーの少なくとも頂部が前記本体部の上面から上方に露出している。

これにより、前記シート材が積雪から受ける荷重が複数の中間ローラーの頂部および端部ローラーの頂部で支持され、前記本体部と前記シート材との接触が防止される。そのため、前記シート材を前記傾斜方向に移動させる際に、この移動を妨げる摩擦力を前記シート材が前記本体部から受けることがなく、前記各ローラーを回転させるための非常に小さい力でシート材を移動させることが可能になる。よって、僅かな積雪量であっても前記シート材を移動させて積雪を屋根から落下させることができ、シート材上の積雪量を常に少なくして積雪の重量による雪下ろし装置や屋根への負担を軽減することができるだけでなく、落雪による危険性を低減することができる。また、前記複数の中間ローラーが受けた積雪の荷重を、さらに前記本体部によって受けることができる。したがって、積雪の荷重による前記シート材の撓みを確実に防止し、シート材を円滑に移動させてシート材上の積雪を円滑に落下させることができる。

本発明による雪下ろし装置において、前記傾斜方向および前記端部ローラーの回転軸方向にそれぞれ複数の前記中間ローラーが設けられていてもよい。

この場合、中間ローラーの回転軸方向の長さを端部ローラーの回転軸方向の長さよりも短くすることができ、中間ローラーの曲げ強度を向上させ、中間ローラーが積雪の荷重によって撓むことを防止することができる。また、単位面積あたりの中間ローラーの数を増加させ、個々の中間ローラーが積雪から受ける荷重を必要に応じて小さくすることができる。したがって、個々の中間ローラーの回転抵抗を小さくすることが可能になり、シート材をより円滑に移動させてシート材上の積雪をより円滑に落下させることができる。

本発明による雪下ろし装置において、前記ローラー構造体は、前記一対の端部ローラーのうち少なくとも前記傾斜方向の下方側の端部ローラーの近傍に設けられることが好ましい。

前記シート材上に雪が積もると、シート材に作用する荷重は、積雪の重量と屋根の傾斜により、前記傾斜方向の上方側に配置された端部ローラーの近傍よりも前記傾斜方向の下方側に配置された端部ローラーの近傍において大きくなる。この荷重を下方側の端部ローラーの近傍に設けられたローラー構造体によって受けることができるので、シート材が積雪から受ける荷重により下方側の端部ローラーの近傍において下方に撓むことを防止できる。

本発明による雪下ろし装置によれば、一対の端部ローラー間に掛け渡されて屋根を覆うシート材が積雪から受ける荷重によって下方に撓むことを防止し、シート材を積雪から受ける荷重によって傾斜方向へ円滑に移動させ、シート材上の積雪を円滑に落下させることができる。

本発明の実施の形態に係る雪下ろし装置の設置状態を示す斜視図。 図１に示す雪下ろし装置の設置状態を示す側面図。 図１に示す雪下ろし装置のIII−III線に沿う断面図。 図１に示す雪下ろし装置のローラー構造体の一部を示す斜視図。 図１に示す雪下ろし装置の変形例１に係る中間ローラーの配置を示す斜視図。 (ａ)および（ｂ）は図１に示す雪下ろし装置の変形例２および３を示す断面図。 本発明の実施例に係る雪下ろし装置を設置する屋根の模型の側面図。 従来の装置のシート材の積雪から受ける荷重による撓みを示す断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１および図２に示すように、本実施形態の雪下ろし装置１００は、家屋ｈの屋根ｒの棟ｒ１から軒ｒ２までを覆うように屋根ｒの傾斜方向ｄに沿って棟ｒ１の両側に設置されている。ここで、屋根ｒの傾斜方向ｄとは屋根ｒの高い位置から低い位置へ向かう方向であって、屋根ｒに平行でかつ屋根ｒの傾きが最も大きくなる方向を意味している。雪下ろし装置１００は、例えばボルト、ナット等の締結部材１７ｂによって屋根ｒに固定される。本実施形態では、複数の雪下ろし装置１００が屋根ｒの棟ｒ１および軒ｒ２に平行な方向すなわち屋根ｒに平行で屋根ｒの傾斜方向ｄに垂直な方向に設置されている。棟ｒ１の上方には雪下ろし装置１００の上端部を覆う適宜のカバーｃを設けてもよい。

雪下ろし装置１００は、図３に示すように、両端部に設けられた一対の端部ローラー１１、１２と、一対の端部ローラー１１、１２の外周に無端状に巻回されたシート材１３と、一対の端部ローラー１１、１２の間に配置されたローラー構造体１４と、を備えている。なお、図１において、シート材１３が不透明の場合には、ローラー構造体１４がシート材１３に覆われて視認できないため、説明の都合上、シート材１３を透明に表している。

端部ローラー１１、１２は、図１から図３に示すように、雪下ろし装置１００が屋根ｒに設置された状態において傾斜方向ｄに間隔をあけて配置され、ローラー構造体１４の傾斜方向ｄの両側に回転自在に軸支され、回転軸１１ａ、１２ａが傾斜方向ｄと垂直でかつ屋根ｒに平行になっている。本実施形態においては、傾斜方向ｄの上方側の端部ローラー１１の直径Ｄ１および回転軸１１ａ方向の長さＬ１と、傾斜方向ｄの下方側の端部ローラー１２の直径Ｄ２および回転軸１２ａ方向の長さＬ２は、それぞれ等しくなっている。端部ローラー１１、１２は、例えばステンレス、アルミニウム等の金属材料、セラミック材料または樹脂材料等、屋根ｒに設置するのに必要な対候性を有し、強度および軽量性に優れた材料により構成することができる。

シート材１３は、雪下ろし装置１００が屋根ｒに設置された状態において傾斜方向ｄに沿って一対の端部ローラー１１、１２の外周に無端状に巻回され、屋根ｒとの間に所定の間隔ｇ１をあけた状態で屋根ｒの棟ｒ１から軒ｒ２までを覆っている。シート材１３の材料は、例えば端部ローラー１１、１２間に巻回して回転移動させるのに支障のない柔軟性、屋根ｒに設置するのに必要な対候性および水の浸透による凍結を防止するのに必要な防水性を有し、強度および軽量性に優れた材料により構成することが望ましい。シート材１３の材料としては、例えば塩化ビニル系樹脂などの樹脂材料により構成された防水シートまたはポリエステルターポリン、ポリオレフィンターポリン等の防水加工が施された布などを用いることができる。シート材１３の厚みは、例えば後述する中間ローラー１５の直径およびピッチを考慮して決定することができる。

本実施形態のローラー構造体１４は、図３および図４に示すように、複数のミニローラー構造体１４ｕにより構成されている。ミニローラー構造体１４ｕは、端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａに平行な回転軸１５ａを有する複数の中間ローラー１５と、これら複数の中間ローラー１５を回転自在に支持する本体部１６を備えている。中間ローラー１５および本体部１６は、例えばステンレス、アルミニウム等の金属材料、セラミック材料または樹脂材料等、屋根ｒに設置するのに必要な対候性を有し、強度および軽量性に優れた材料により構成することができる。

中間ローラー１５の直径Ｄ３は、端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２と異なり、例えば端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２よりも小さくされる。これにより、一対の端部ローラー１１、１２の頂部１１ｔ、１２ｔに掛け渡された上側のシート材１３と一対の端部ローラー１１、１２の底部１１ｂ、１２ｂに掛け渡された下側のシート材１３との間にローラー構造体１４を配置するスペースｓを確保し、下側のシート材１３とローラー構造体１４との間に空間または間隙ｇ２を形成している。

中間ローラー１５の頂部１５ｔは、本体部１６の上面１６ｔよりも上方に突出して本体部１６から露出し、一対の端部ローラー１１、１２の頂部１１ｔ、１２ｔに掛け渡された上側のシート材１３の上面１３ｔに積雪がない状態で、上側のシート材１３の下面１３ｂに接するかまたは僅かに間隙を有して近接して配置されている。これにより、上側のシート材１３の下面１３ｂと本体部１６の上面１６ｔとの間には間隙ｇ３が形成されている。

中間ローラー１５は、図１および図４に示すように雪下ろし装置１００が屋根ｒに設置された状態で、端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａ方向および傾斜方向ｄにそれぞれ複数が設けられている。すなわち、ローラー構造体１４は、回転軸１５ａ方向に所定の間隔ｇ４で一直線に整列した複数の中間ローラー１５からなる複数の行１５Ｌと、傾斜方向ｄに所定のピッチｐで整列した複数の中間ローラー１５からなる複数の列１５Ｃを有している。

中間ローラー１５の直径Ｄ３および傾斜方向ｄのピッチｐは、例えばシート材１３との関係で決定することができる。例えば、選定した厚みおよび材質のシート材１３上に雪が積もった場合に、複数の中間ローラー１５に支持されたシート材１３が傾斜方向ｄに隣接する中間ローラー１５、１５の間で撓んで本体部１６の上面１６ｔに接触しないように、中間ローラー１５の直径Ｄ３および傾斜方向ｄのピッチｐを決定する。例えば中間ローラー１５の直径Ｄ３を小さくしてピッチｐを狭くすることで、シート材１３を支持する単位面積当たりの中間ローラー１５の数を増加させ、傾斜方向ｄに隣接する中間ローラー１５、１５間のシート材１３の撓みを抑制することができる。中間ローラー１５の直径Ｄ３は、例えば端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２の１／１００以上１／２以下、１／５０以上１／５以下、または１／２０以上１／１０以下とすることができる。中間ローラー１５のピッチｐすなわち傾斜方向ｄに隣接する中間ローラー１５、１５の回転軸１５ａ、１５ａ間の距離は、例えば中間ローラー１５の直径Ｄ３の３倍以下または２倍以下とすることができる。

また、中間ローラー１５の回転軸１５ａ方向の長さＬ３は、例えば中間ローラー１５の回転抵抗、曲げ強度を考慮して決定することができる。中間ローラー１５の長さＬ３を短くすると回転軸１５ａ方向に配置する中間ローラー１５の数を増加させることができ、これにより個々の中間ローラー１５が受ける積雪の荷重を小さくして、中間ローラー１５の回転抵抗を小さくすることができる。また、中間ローラー１５の長さＬ３を短くすることで、中間ローラー１５の曲げ強度が向上する。これにより中間ローラー１５の撓みが防止され、中間ローラー１５の回転抵抗を小さくすることができる。中間ローラー１５の長さＬ３は、例えば直径Ｄ３の１００倍以下、５０倍以下、１０倍以下または５倍以下とすることができる。

ローラー構造体１４は、図３に示すように、複数のミニローラー構造体１４ｕを一体的に固定して上側のシート材１３と下側のシート材１３との間に支持する支持部材１７を備えている。支持部材１７は、図１に示すように、雪下ろし装置１００が屋根ｒに設置された状態で傾斜方向ｄの両端部に設けられた軸受け１７ｃによって一対の端部ローラー１１、１２を回転自在に支持している。支持部材１７は、屋根ｒと平行に配置される例えば板状または枠状の部材であり、屋根ｒに垂直に伸びる複数の脚部１７ａによって屋根ｒとの間に間隔ｇ５をあけて支持される。また、支持部材１７と下側のシート材１３との間には、空間または間隙ｇ２が形成されている。

脚部１７ａの屋根ｒに垂直な方向の長さＬ４は、下側のシート材１３と屋根ｒとの間に所定の間隔ｇ１をあけることができる長さに調整される。脚部１７ａは、例えばボルト、ナット等の締結部材１７ｂによって屋根ｒに固定される。支持部材１７および脚部１７ａは、例えばステンレス、アルミニウム等の金属材料、セラミック材料または樹脂材料等、屋根ｒに設置するのに必要な対候性およびシート材１３上の積雪の重量に耐え得る強度を有し、軽量性に優れた材料により構成することができる。また、脚部１７ａの数は、雪下ろし装置１００の重量および想定されるシート材１３上の積雪の重量により屋根ｒを損傷しないように、屋根ｒの強度を考慮して適宜決定することができる。

以下、本実施形態の雪下ろし装置１００の作用について説明する。雪下ろし装置１００の使用時には、図１および図２に示すようにシート材１３が屋根ｒを覆うように配置され、降雪によって一対の端部ローラー１１、１２の頂部１１ｔ、１２ｔの間に掛け渡された上側のシート材１３の上面１３ｔに雪が積もる。上側のシート材１３上の積雪量が増加するにつれて積雪の重量が増加し、シート材１３が積雪から受ける荷重Ｆ（図２参照）が増加する。

ここで、積雪前から上側のシート材１３の下面１３ｂに複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔが接している場合には、上側のシート材１３の下面１３ｂが複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔによって下方から支持される。また、積雪前に上側のシート材１３の下面１３ｂが複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔと接することなく近接して配置されている場合には、積雪の荷重Ｆの屋根ｒに垂直な分力Ｆ１によりシート材１３が中間ローラー１５に向けて僅かに移動し、上側のシート材１３の下面１３ｂが複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔと接して下方から支持される。このように、上側のシート材１３の下面１３ｂが複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔによって下方から支持されることで、積雪の荷重Ｆによるシート材１３の下方への撓みが防止される。

また、上側のシート材１３には、積雪による荷重Ｆの傾斜方向ｄの分力Ｆ２が作用する。ここで、一対の端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａおよび複数の中間ローラー１５の回転軸１５ａは、屋根ｒの傾斜方向ｄに垂直でかつ屋根ｒに平行であり、シート材１３は傾斜方向ｄに沿って一対の端部ローラー１１、１２に巻回されている。そのため、上側のシート材１３に傾斜方向ｄの分力Ｆ２が作用すると、上側のシート材１３の下面１３ｂを支持する複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔがシート材１３の下面１３ｂから傾斜方向ｄの摩擦力を受け、中間ローラー１５が回転して上側のシート材１３を傾斜方向ｄへ移動させる。このシート材１３の移動に伴って一対の端部ローラー１１、１２が回転し、シート材１３が一対の端部ローラー１１、１２間で傾斜方向ｄに沿って回転移動し、シート材１３上の積雪が傾斜方向ｄに運搬されて屋根ｒから落下する。

このように、本実施形態の雪下ろし装置１００によれば、上側のシート材１３が積雪から受ける荷重Ｆの屋根ｒに垂直な分力Ｆ１を複数の中間ローラー１５によって下方から支持することで、シート材１３の下方への撓みを防止することができる。加えて、積雪から受ける荷重Ｆの傾斜方向ｄの分力Ｆ２が複数の中間ローラー１５および一対の端部ローラー１１、１２を回転させるために必要な力よりも大きくなると、シート材１３が自動的に回転移動してシート材１３上の積雪を屋根ｒの下へ落下させることができる。また、シート材１３上の積雪が落下してシート材１３に作用する荷重Ｆが失われると、シート材１３の回転移動は自動的に停止する。

さらに、本実施形態の雪下ろし装置１００は、図１および図４に示すように、傾斜方向ｄおよび端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａ方向にそれぞれ複数の中間ローラー１５が設けられている。そのため、中間ローラー１５の回転軸１５ａ方向の長さＬ３を端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａ方向の長さＬ１、Ｌ２よりも短くすることができ、中間ローラー１５の直径Ｄ３と長さＬ３との関係で曲げ強度を向上させ、中間ローラー１５が積雪の荷重Ｆによって撓むことを防止することができる。

また、単位面積あたりの中間ローラー１５の数を増加させ、個々の中間ローラー１５が受ける積雪の荷重Ｆを必要に応じて小さくすることができる。これにより、個々の中間ローラー１５の回転抵抗を小さくすることが可能になり、シート材１３をより円滑に移動させてシート材１３上の積雪をより円滑に落下させることができる。そのため、シート材１３上の積雪量が少ない場合や水分が少ない軽い雪が積もった場合など、積雪の重量が比較的小さい場合であっても積雪から受ける荷重Ｆによってシート材１３を移動させ、シート材１３上の積雪を落下させることができる。したがって、落下させる積雪の重量を低減し、落雪の危険性をより低減することができる。

また、本実施形態の雪下ろし装置１００は、端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２が中間ローラー１５の直径Ｄ３よりも大きいため、中間ローラー１５の底部１５ｂと下側のシート材１３との間にスペースｓを形成してローラー構造体１４の設置スペースを確保し、中間ローラー１５の底部１５ｂおよびローラー構造体１４と下側のシート材１３との接触を回避することができる。また、中間ローラー１５の直径Ｄ３を端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２よりも小さくすることで、中間ローラー１５を軽量化し、端部ローラー１１、１２と比較して中間ローラー１５をより回転しやすくすることができる。

また、本実施形態の雪下ろし装置１００は、ローラー構造体１４が複数のミニローラー構造体１４ｕにより構成されている。そのため、例えば一部の中間ローラー１５の回転に不具合が生じた場合に、不具合が生じた中間ローラー１５を有するミニローラー構造体１４ｕのみを取り外して交換あるいは修理を行うことができる。したがって、ローラー構造体１４が単体で形成されている場合よりも、雪下ろし装置１００のメンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施形態の雪下ろし装置１００は、中間ローラー１５が本体部１６に回転自在に支持され、中間ローラー１５の頂部１５ｔが本体部１６の上面１６ｔから上方に露出し、本体部１６および支持部材１７がシート材１３との間に空間または間隙ｇ２、ｇ３を有するように支持されている。これにより、シート材１３が積雪から受ける荷重Ｆを複数の中間ローラー１５の頂部１５ｔおよび端部ローラー１１、１２の頂部１１ｔ、１２ｔで支持し、本体部１６とシート材１３との接触を防止することができる。そのため、シート材１３が傾斜方向ｄに移動する際にこの移動を妨げる摩擦力を本体部１６から受けることがなく、複数の中間ローラー１５および一対の端部ローラー１１、１２を回転させるための非常に小さい力でシート材１３を移動させることが可能になる。

したがって、僅かな積雪量であっても積雪の荷重Ｆによりシート材１３を移動させて積雪を屋根ｒから落下させ、シート材１３上の積雪量を常に少なくして積雪の重量による雪下ろし装置１００や屋根ｒへの負担を軽減し、落雪による危険性をさらに低下させることができる。また、複数の中間ローラー１５が受けた積雪の荷重Ｆの屋根ｒに垂直な分力Ｆ１を、本体部１６、支持部材１７および脚部１７ａによって受けることができる。したがって、ローラー構造体１４によって積雪の荷重Ｆによるシート材１３の撓みを確実に防止しつつ、シート材１３を円滑に移動させてシート材１３上の積雪を円滑に落下させることができる。

以上説明したように、本実施形態の雪下ろし装置１００によれば、一対の端部ローラー１１、１２間に掛け渡されたシート材１３が積雪から受ける荷重Ｆによって下方に撓むことを防止し、電力等の駆動力を必要とすることなく、シート材１３を積雪から受ける荷重Ｆによって円滑に移動させ、シート材１３上の積雪を円滑に落下させることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を用いて詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

例えば、複数の中間ローラー１５の配列は上述の実施形態において説明した配列に限定されない。上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００の変形例１を図５に示す。変形例１の雪下ろし装置は、ローラー構造体１４’の複数の中間ローラー１５が千鳥状に配列されている。すなわち、回転軸１５ａ方向に隣接する中間ローラー１５は傾斜方向ｄにずれた位置に配置されている。図５に示す例では、中間ローラー１５の列１５Ｃ１において傾斜方向ｄに隣接する中間ローラー１５、１５の回転軸１５ａ、１５ａの間に、隣の列１５Ｃ２の中間ローラー１５の回転軸１５ａが位置するようになっている。これにより、傾斜方向ｄにおける中間ローラー１５のピッチｐ’を中間ローラー１５の直径Ｄ３よりも小さくしてシート材１３と本体部１６とをより接触し難くすることができ、円滑なシート材１３の移動に寄与する。

また、本発明の雪下ろし装置は、上述の実施形態において説明した端部ローラー１１、１２の直径Ｄ１、Ｄ２が中間ローラー１５の直径Ｄ３よりも大きい場合に限定されない。

上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００の変形例２を図６（ａ）に示す。変形例２の雪下ろし装置２００は、端部ローラー２１、２２とローラー構造体２４の構成および配置が上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００と異なっている。その他の点は同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。

雪下ろし装置２００は、ローラー構造体２４の両側に回転自在に支持された一対の端部ローラー２１、２２の直径Ｄ４、Ｄ５が、ローラー構造体２４の本体部２６に回転自在に支持された複数の中間ローラー２５の直径Ｄ６よりも小さくなっている。これにより端部ローラー２１、２２の頂部２１ｔ、２２ｔを中間ローラー２５の頂部２５ｔよりも屋根ｒに近づけることが可能になる。そのため、一対の端部ローラー２１、２２の頂部２１ｔ、２２ｔに掛け渡されたシート材１３が、傾斜方向ｄに各端部ローラー２１、２２に近づくに従って屋根ｒに近づくように傾斜する。よって、一対の端部ローラー２１、２２のうち傾斜方向ｄの下方側の端部ローラー２２の近傍のシート材１３の傾きが屋根ｒの傾きよりも大きくなる。したがって、傾斜方向ｄの下方側の端部ローラー２２の近傍の落雪を生じやすくして、シート材１３上の積雪を低減することができる。

上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００の変形例３を図６（ｂ）に示す。変形例３の雪下ろし装置３００は、端部ローラー３１、３２とローラー構造体３４の構成および配置が上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００と異なっている。その他の点は同様であるので、同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。

雪下ろし装置３００は、ローラー構造体３４の両側に回転自在に支持された端部ローラー３１、３２の直径Ｄ７、Ｄ８と、ローラー構造体３４の本体部３６に回転自在に支持された複数の中間ローラーの直径Ｄ９が等しくなっている。これにより、端部ローラー３１、３２と中間ローラー３５を傾斜方向ｄに一直線に並ぶように配置して、中間ローラー３５の頂部３５ｔと底部３５ｂをシート材１３に接触させることが可能になる。また、図６（ａ）に示す変形例２と同様に、端部ローラー３１、３２を中間ローラー３５よりも屋根ｒに近づけて、中間ローラー３５の底部３５ｂとシート材１３との間に空間を形成することもできる。

また、上述の実施形態において説明した雪下ろし装置１００は、一対の端部ローラー１１、１２の間の全域に亘ってローラー構造体１４を設置したが、ローラー構造体１４は少なくとも下方側の端部ローラー１２の近傍に設けられていればよい。シート材１３上に雪が積もると、シート材１３に作用する荷重Ｆは、積雪の重量と屋根ｒの傾斜により、上方に配置された端部ローラー１１の近傍よりも下方に配置された端部ローラー１２の近傍において大きくなる。この荷重Ｆを下方側の端部ローラー１２の近傍に設けられたローラー構造体１４によって受けることができるので、シート材１３が積雪の荷重Ｆにより下方の端部ローラー１２の近傍において下方に撓むことを防止できる。

また、屋根ｒの傾斜方向ｄは、屋根ｒに平行でかつ屋根ｒの傾きが最も大きくなる方向に限定されない。例えば屋根ｒの形状、屋根ｒの凹凸、傾きの変化、アンテナ等の構造物の設置状況など、雪下ろし装置１００の設置スペースの制約により端部ローラー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａを上記の傾斜方向ｄと垂直に配置することが困難な場合がある。このような場合には、屋根ｒの高い位置から低い位置へ向かう任意の一方向を傾斜方向ｄとして定義することができる。この際、屋根ｒの棟ｒ１から軒ｒ２に向かう方向のうち、できるだけ傾きが大きくなる方向を傾斜方向ｄとすることが好ましい。

また、上述の実施形態では複数の雪下ろし装置１００によって屋根ｒ全体を覆う場合について説明したが、屋根ｒ全体を覆うように１つの雪下ろし装置１００を設置してもよい。また、上述の実施形態のようにローラー構造体１４を複数のミニローラー構造体１４ｕにより構成するのではなく、ローラー構造体１４を単体で構成してもよい。この場合、ローラー構造体１４の本体部１６が上述の実施形態の支持部材１７の機能を兼ねるため、支持部材１７を省略することができる。

（実施例）
以下、本発明の雪下ろし装置の実施例について説明する。図７に示す木製の屋根の模型は、棟から軒までの傾斜方向の長さｌが０．９ｍ、傾斜方向に垂直で屋根の棟および軒に平行な方向の幅ｗは１ｍ、傾斜方向における屋根の傾斜角度αは２０°であり、屋根の表面は凹凸を有さない平面であった。この屋根の模型に上述の実施形態で説明した雪下ろし装置１００と同様の構成を有する本実施例の雪下ろし装置を、一対の端部ローラーが屋根の模型の最上部（棟）と最下部（軒）に位置するように設置した。

具体的には、傾斜方向の寸法が８４．５ｃｍ、端部ローラーの回転軸方向の寸法が４１．５ｃｍのミニローラー構造体を屋根の模型の幅ｗ方向に２つ並べて配置し、支持部材および脚部を介して屋根の模型に固定し、その傾斜方向の両端に一対の端部ローラーを回転自在に支持した。一対の端部ローラーは、軸方向の長さが９０ｃｍ、直径が５ｃｍの円柱状であり、回転軸間の距離は９０ｃｍであった。この一対の端部ローラーの外周にシート材として幅８５ｃｍの藤森工業株式会社製のポリオレフィンターポリンを無端状に巻回し、一対の端部ローラーの頂部に掛け渡された上側のシート材の下面をローラー構造体の中間ローラーによって下方から支持した。

この雪下ろし装置のシート材上に、雪の密度（０．１ｇ／ｃｍ³〜０．５ｇ／ｃｍ³）と同程度の密度に調整した１ｋｇの重量の土を載せたところ、シート材が傾斜方向に移動して土が屋根の模型から落下した。シート材上に載せる土の重量を０．５ｋｇ、２ｋｇにしたところ、同様にシート材が傾斜方向に移動して土が屋根の模型から落下した。いずれの場合も下方の端部ローラーの近傍においてシート材に撓みや弛みは発生せず、端部ローラーは円滑に回転することが確認された。

（比較例）
上述の実施例の雪下ろし装置からローラー構造体を取り外した比較例の雪下ろし装置を用意した。この比較例の雪下ろし装置の一対の端部ローラーを屋根の模型上に回転自在に支持し、その外周にシート材を無端状に巻回した。この比較例の雪下ろし装置のシート材上に雪の密度と同等の密度に調整した１ｋｇの重量の土を載せたところ、図８に示す従来例と同様に傾斜方向の下方側の端部ローラーの近傍でシート材が下方に撓み、シート材が傾斜方向に移動せず、土を屋根の模型から落下させることができなかった。シート材が太陽の熱や経時変化によって伸長した場合には、シート材の撓みはさらに大きくなるため、上記の現象がより顕著に表れることが予想される。すなわち、比較例の雪下ろし装置においては、シート材の撓みや弛みがローラーの回転を妨げ、シート材の回転移動を妨げ、シート材上の雪の落下を妨げる要因となることが確認された。

１００…雪下ろし装置、１１、１２…端部ローラー、１１ａ、１２ａ…回転軸、１１ｂ、１２ｂ…底部、１１ｔ、１２ｔ…頂部、１３…シート材、１３ｂ…下面、１４、１４’…ローラー構造体、１５…中間ローラー、１５ａ…回転軸、１５ｔ…頂部、１６…本体部、１６ｔ…上面、ｄ…傾斜方向、Ｄ１、Ｄ２…端部ローラーの直径、Ｄ３…中間ローラーの直径、ｇ２…本体部と一対の端部ローラーの底部に掛け渡されたシート材との間隙、ｇ３…本体部と一対の端部ローラーの頂部に掛け渡されたシート材との間隙、ｒ…屋根
２００…雪下ろし装置、２１、２２…端部ローラー、２１ｂ、２２ｂ…底部、２１ｔ、２２ｔ…頂部、２４…ローラー構造体、２５…中間ローラー、２６…本体部、２５ｔ…頂部、Ｄ４、Ｄ５…端部ローラーの直径、Ｄ６…中間ローラーの直径
３００…雪下ろし装置、３１、３２…端部ローラー、３１ｂ、３２ｂ…底部、３１ｔ、３２ｔ…頂部、３４…ローラー構造体、３５…中間ローラー、３５ｔ…頂部、３６…本体部、Ｄ７、Ｄ８…端部ローラーの直径、Ｄ９…中間ローラーの直径

Claims (6)

1. 屋根の高い位置から低い位置へ向かう傾斜方向に間隔をあけて配置され、前記傾斜方向に垂直でかつ前記屋根に平行な回転軸を有する一対の端部ローラーと、前記傾斜方向に沿って前記一対の端部ローラーに無端状に巻回されるシート材と、を備えた雪下ろし装置であって、
   前記一対の端部ローラーの間に配置されたローラー構造体を備え、
   前記ローラー構造体は前記端部ローラーの回転軸に平行な回転軸を有する複数の中間ローラーを備え、
   前記複数の中間ローラーはその頂部が前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材の下面に接するかまたは近接して配置されることを特徴とする雪下ろし装置。
2. 前記端部ローラーの直径と前記中間ローラーの直径が異なることを特徴とする請求項１に記載の雪下ろし装置。
3. 前記端部ローラーの直径と前記中間ローラーの直径が等しいことを特徴とする請求項１に記載の雪下ろし装置。
4. 前記ローラー構造体は、前記複数の中間ローラーを回転自在に支持する本体部を備え、
   前記本体部は、前記一対の端部ローラーの頂部の間に掛け渡された前記シート材との間および前記一対の端部ローラーの底部の間に掛け渡された前記シート材との間にそれぞれ間隙を有するように前記シート材の間に配置され、
   前記複数の中間ローラーの少なくとも頂部が前記本体部の上面から上方に露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雪下ろし装置。
5. 前記傾斜方向および前記端部ローラーの回転軸方向にそれぞれ複数の前記中間ローラーが設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の雪下ろし装置。
6. 前記ローラー構造体は、前記一対の端部ローラーのうち少なくとも前記傾斜方向の下方側の端部ローラーの近傍に設けられる
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の雪下ろし装置。

Images