JP2019082007A

JP2019082007A - 除雪装置

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Publication number: JP2019082007A
Application number: JP2017208692A
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Inventors: 宏刈田; Hiroshi Karita
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Abstract

【課題】大きな屋根面であっても高価な設備を必要とせず、また、屋根面の形状に左右されずに満遍なく効率よく自動的に除雪する除雪装置を提供する。【解決手段】除雪装置１０ａは、屋根面４１の近くに形成した、回転機能及び屈折機能を有する第一関節機構部１１と、第一関節機構部１１の一端を連結した第一アーム２１と、第一アーム２１の他端に連結した、屈折機能を有する第二関節機構部１２と、第二関節機構部１２に一端を連結した第二アーム２２と、第二アーム２２の他端に連結した第二アームの軸心に対し、水平方向、垂直方向及び回転方向に動作する機能を有する第三関節機構部１３と、第三関節機構部１３に連結した、屋根面４１の積雪を除去する除雪作動機構部３０と、を備える。制御手段は、第一関節機構部１１、第二関節機構部１２、第三関節機構部１３が協働して、第一アーム２１、第二アーム２２、除雪作動機構部３０の各動作を制御することにより、除雪作動機構部３０を、屋根面４１の積雪を除雪する方向に移動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、屋根面上に積もった雪を除去するための除雪装置に関する。

従来、屋根面上に積もった雪を除去するには、人が屋根に上ってスコップなどの除雪具を使用して軒下へ放り投げたり、掻き出したりすることが行われている。しかし、この除雪作業は重労働且つ危険を伴い、屋根からの転落事故が多く起きている。
これを解消するために、特許文献１及び特許文献２に示すように、人力に頼ることなく自動的に除雪するための除雪装置が開発されている。

特許文献１記載の除雪装置は、屋内に備えた送風機による圧縮空気が、屋根の上の稜線部に設置したノズル装置へ送られる。ノズル装置には圧縮空気を噴出するノズルを回転させる回転装置が備えられている。ノズルから噴出する圧縮空気で、ノズルが回転するとともに屋根のほぼ全面に吹き付けて積雪を防止するものである。

特許文献２記載の除雪装置は、屋根又は構造体等に設置して圧縮空気の噴射により雪を飛散させる高圧空気消雪システムである。この高圧空気消雪システムは、市販されている一般業務用のコンプレッサと、複数のノズル孔を有するＬ字形のステンレスパイプノズルを備えている。前記コンプレッサから供給された圧縮空気は圧力タンクに蓄積され、この圧力タンクから電磁弁を介してＬ字形のステンレスパイプノズルへ送られる。圧縮空気は複数のノズル孔から屋根又は構造体面に対して噴出される。

特開２００８−１９０２９１公報特開２００１−３２３６８７公報

しかしながら、特許文献１記載の発明の場合、屋根面の面積が大きくなると、圧縮空気を噴出するノズルから屋根面の端までの距離が長くなる。例えば、仮に屋根面の大きさが、縦長さを５メートルで、横長さを１０メートルであると仮定すると、圧縮空気は５メートル先の雪を吹き飛ばす風力と風量が必要となる。そのために、強力な圧縮空気を送るための大型のコンプレッサが必要となる。

また、特許文献２記載の発明では屋根面の面積が大きくなると、圧縮空気を噴出するＬ字形のステンレスパイプノズルの長さが長くなる。さらに、ステンレスパイプノズルは複数のノズル孔を有しているので、前記のノズル孔の数が多くなれば、その数に比例して大きな風量と風力を必要とする。例えば、ステンレスパイプノズルが、仮に１０個のノズル孔を備えていると仮定すると、１個のノズル孔の場合に単純比較して、１０倍の風力と風量を供給する大型のコンプレッサが必要となる。

さらに、特許文献１及び特許文献２のいずれの発明においても、屋根面に集合煙筒などの設備があるような複雑な形状の場合は、これらの設備の影（死角）が生じるために除雪不能な部分が生じる。つまり、設備の死角部分に吹き溜まりができると、雪庇が成長するなどして落雪の危険性が高まる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、人力に頼ることなく自動的に除雪し、大きな屋根面であっても大型のコンプレッサなどの高価な設備を必要とせずに除雪することができ、しかも屋根面の形状に左右されずに満遍なく効率よく除雪することを可能とする除雪装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、屋根面の近くに位置する構造物に形成した、回転機能及び屈折機能を有する第一関節機構部と、前記第一関節機構部に一端を連結した第一アームと、前記第一アームの他端に連結した、屈折機能を有する第二関節機構部と、前記第二関節機構部に一端を連結した第二アームと、前記第二アームの他端に連結され、水平方向及び垂直方向のうち、少なくとも一つの方向に旋回可能な第三関節機構部と、前記第三関節機構部に連結され、屋根面の積雪を除去する除雪作動機構部と、前記第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部の動作を制御する制御手段と、を具備し、該制御手段は、前記の第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部を協働させながら、前記第一アーム、第二アーム及び除雪作動機構部の動作を制御して、該除雪作動機構部を、屋根面の積雪を除雪する方向へ動作させることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、上記１項において、前記第二アームの他端と、前記第三関節機構部を連結した除雪作動機構部との間に、回転機能及び屈折機能のいずれかの機能を有する補助関節機構部、若しくは補助アームのうち一方を交互に連結するとともに、前記制御手段は、前記の第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部、前記補助関節機構部を協働させながら、前記第一アームと第二アームと除雪作動機構部と前記の加えた補助アームの動作を制御して、前記除雪作動機構部を、屋根面の積雪を除雪する方向へ動作させることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、上記１項又は２項において、前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を除雪する方向に動作させて掻き出すためのスクレーパであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、上記１項又は２項において、前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を除雪する方向に吹き飛ばすためのエアを噴出するエア噴射装置であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、上記１項又は２項において、前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を吸引して除雪する除雪用吸引装置であることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、上記１項〜５項のうち、何れか１項において、前記制御手段は、前記除雪作動機構部が、屋根面から予め設定した一定の高さまでの積雪を残して除雪するよう制御することを特徴としている。

本発明によれば、除雪作動機構部としてスクレーパ、エア噴射装置、除雪用吸引装置のいずれかを用いることができ、いずれにおいても、いろいろな形状の屋根面の積雪に対応して屋根のほぼ全面を自動的に除雪することができる。

また、除雪作動機構部は、屋根面の積雪の高さに応じて雪の表面から一定の深さの雪を掻き出し、吹き飛ばし、吸引しながら繰り返し移動するので、積雪の多少にかかわらず除雪することができる。したがって、除雪作動機構部に対して過大な負荷がかからないので、第一関節機構部と第二関節機構部と第三関節機構部における各駆動装置に過大な負荷がかからない。従って、各駆動装置は大出力でなくてもよく、アームにしても小さい力に耐える部材で良いのでコストダウンを図ることができる。
また、除雪作動機構部は、予め屋根面から一定の高さの雪を残すことによって、屋根面や建造物に接触せずに移動するので、屋根面や建造物を損傷することを防止できる。

更に、除雪作動機構部は、屋根面における各点の小範囲を除雪してゆくので、大きな負荷がかかることなく効率よく除雪作業を行うことができる。しかも、エアを噴射することによって除雪する場合、小型のコンプレッサで十分に対応できるので、省力化やコストダウンを図ることができる。

また、積雪や降雪を検知するセンサを備え、このセンサの検知信号により制御手段の演算装置で積雪の高さを計算することができるので、除雪装置は自動的に作動したり、停止したりする自動制御が可能となり、無人化を図ることができる。

本発明の第一の実施形態に係る除雪装置を示す平面図である。図１の除雪装置の正面図である。図２の除雪装置の右側面図である。（ａ）は、除雪作動機構部であるスクレーパが平面において図の左右に回動する動作を示す平面図である。（ｂ）は、スクレーパが第二アームの軸心を中心に回動する動作を示す正面図である。（ｃ）は、スクレーパが上下方向に回動する動作を示す側面図である。除雪作動機構部であるスクレーパやエア噴射ノズルによる除雪動作の軌跡を示す屋根面の平面図である。本発明の第二の実施形態に係る除雪装置を示す平面図である。図６の除雪装置の正面図である。図７の除雪装置の右側面図である。（ａ）は、除雪作動機構部であるエア噴射ノズル又は吸引用ノズルが、平面において図の左右に回動する動作を示す平面図である。（ｂ）は、エア噴射ノズル又は吸引用ノズルが、第二アームの軸心を中心に回動する動作を示す平面図である。（ｃ）は、エア噴射ノズル又は吸引用ノズルが、図の上下方向に回動する動作を示す側面図である。（ｄ）は、エア噴射ノズルの噴射口又は吸引用ノズルの吸引口を下から見た図である。本発明の第三の実施形態に係る除雪装置を示す平面図である。図１０の除雪装置の正面図である。図１１の除雪装置の右側面図である。本発明の第四の実施形態に係る除雪装置を示す平面図である。図１３の除雪装置の正面図である。図１４の除雪装置の右側面図である。除雪作動機構部である吸引用ノズルによる除雪動作の軌跡を示す屋根面の平面図である。第三関節機構部の回転構造を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の第一の実施形態に係る除雪装置１０ａについて図面を参照して説明する。
図１は、建造物４０（建屋）の屋根面４１の上から視た平面図である。図２は、建造物４０（建屋）の正面図である。図３は、図２の側面図である。図４は、スクレーパ３１の動作を示した図である。

第一の実施形態の除雪装置１０ａは、図１〜図３に示すように、例えば建造物４０（建屋）の屋根面４１の近くに位置して、支柱となる構造物４２が形成されている。支柱４２の上端は、前記の屋根面４１とほぼ同じ高さであるが、この高さに限定されない。また、構造物４２としては、支柱でなくとも、建造物４０（建屋）の一部を利用してもよいので、特に限定されない。すなわち、構造物４２は建造物４０（建屋）の一部も含まれる。
また、支柱となる構造物４２の基礎には、融雪槽４４が形成されている。この融雪槽４４は除雪した雪を投入して融かすための槽であり、融かされた水は排水溝に排出したり、地下へ排出したりすることができるようになっている。構造や機能については、現在一般に提供されているものに準じている。

上記の構造物４２の上端には、回転機能及び屈折機能を有する第一関節機構部１１が設けられている。この第一関節機構部１１には、長尺の第一アーム２１の一端が連結されている。第一アーム２１は、例えば第一関節機構部１１の位置から屋根面４１の最も遠い端部までの距離（この場合、直線距離ではなく、屋根面に沿った距離）に対して半分以上の長さであることが望ましい。
したがって、第一アーム２１は、図１の二点鎖線に示すように旋回可能であり、しかも、図２の二点鎖線に示すように上下方向に屈折可能である。

また、建造物４０（建屋）は、図１及び図３に示すように、屋根面４１から外れる位置で第一アーム２１と第二アーム２２をと畳んだ状態にして、ほぼ水平に倒して保持するためのアーム保持部４３を備えている。このアーム保持部４３は、第一アーム２１をロック（固定）又はアンロック（解除）するロック機構を備えている。

第一アーム２１の他端には、屈折機能を有する第二関節機構部１２が連結されている。この第二関節機構部１２には、長尺の第二アーム２２の一端が連結されている。
第二アーム２２は、第一アーム２１と同じように、例えば第一関節機構部１１の位置から屋根面４１の最も遠い端部までの距離（この場合、直線距離ではなく、屋根面に沿った距離）に対して半分以上の長さであることが望ましい。
したがって、第二アーム２２は、図１及び図２の二点鎖線に示すように第一アーム２１の延長上で上下方向に屈折可能である。第二アーム２２の先端が、屋根面４１の最も遠い端部まで達するように形成している。

第二アーム２２の他端には、水平方向及び垂直方向のうち、一方向或いは双方向に旋回可能な構造にして、第二アーム２２の軸心に対して回転可能な構造を持つ第三関節機構部１３が連結されている。すなわち、第三関節機構部１３は、水平方向と垂直方向の両方、あるいは水平方向と垂直方向のいずれか一方に旋回可能な場合がある。
前記第三関節機構部１３には、屋根面４１の積雪を除去する除雪作動機構部３０が連結されている。第一の実施形態では、除雪作動機構部３０としては、屋根面４１の積雪を除雪する方向に掻き出すためのスクレーパ３１である。

また、第三関節機構部１３の回動動作を実施する基本的な構造は、図１７に示すように、第三関節機構部本体１３ａは、第二アームの軸心に対し直角方向、つまり、上フランジ１３ｃと下フランジ１３ｄとを上下に備えた断面コ字状に形成されている。第一の回転軸１３ｂは第三関節機構部本体１３ａの背面から後方へ延出し、第二アーム２２の先端に形成した軸孔２２ａに回転自在に嵌合支持されている。

さらに、第三関節機構部本体１３ａは、除雪作動機構部３０のスクレーパ３１や、エア噴射ノズル３４ａ及び吸引ノズル３５ａを第二アーム２２の軸心の延長線上で水平方向に旋回させるための第二の回転軸１３ｅが、上フランジ１３ｃと下フランジ１３ｄとによって、回転可能に支持されている。

加えて、図１７に示すように、第三関節機構部本体１３ａに取付けられた第二の回転軸１３ｅには、上フランジ１３ｃと下フランジ１３ｄのほぼ中間位置にボスが取付けられ、当該ボスに貫通した軸孔１３ｇを形成している。第三の回転軸１３ｆは、支持プレート１３ｉの背面に形成された孔部１３ｋ，１３ｋの間に、軸孔１３ｇを介して回転自在に挿入されている。この機構により、除雪差動機構３０は、第三の回転軸１３ｆの軸心を中心にして、図の上下方向に旋回することができる。これにより、スクレーパ３０は屋根面４１の傾斜角度に対して適切な傾きを形成し、効率的に除雪することが可能となっている。

なお、図１７では、スクレーパ３１，エア噴射ノズル３４ａ及び吸引用ノズル３５ａを二点鎖線で図示しているが、支持プレート１３ｉにはスクレーパ３１，エア噴射ノズル３４ａ及び吸引用ノズル３５ａの何れも取り付けられる構造となっている。

前述の第一関節機構部１１と第二関節機構部１２と第三関節機構部１３は、本実施形態では、一般に市販されている電動モータを駆動手段として使用しており、例えば「産業用ロボット」などで使われている駆動機構によって回転運動を屈曲動作や旋回動作に変換している。或いは、油圧シリンダ、油圧モータなど、他の駆動手段も利用することが可能である。

また、第一の実施形態の除雪装置１０ａでは、前述の第一関節機構部１１、第二関節機構部１２、第三関節機構部１３が協働して第一アーム２１と第二アーム２２と除雪作動機構部３０の動作を制御して、除雪作動機構部３０が屋根面４１の積雪を除雪する方向に移動させる制御手段が備えられている。
さらに、除雪装置１０ａには、屋根面４１や地上における積雪量を検知するセンサ（検知装置）を備えている。

また、制御手段は、屋根面４１の外形のデータ、屋根面４１を細かく区分したときの各区分点における高さ及び各区分点の差のデータ、並びに予め設定したスクレーパ３１の進行経路などのデータ、演算装置で計算したデータなどを記憶するメモリ（記憶装置）を備えている。
さらに、制御手段は、屋根面４１の各交点における高さに対して予め設定した所定の高さ位置を計算する演算装置を備えている。また、演算装置は、前述のセンサによる検知情報に基づき、積雪の上面から一定の深さの雪を除雪するスクレーパ３１の位置を計算することができるようになっている。

次に、第一の実施の形態の除雪装置１０ａの作用について説明する。
制御手段の演算装置では、センサによる積雪の検知信号によって積雪の高さが計算され、積雪の上面から予め設定した一定の深さの雪を除雪するように、第一関節機構部１１と第二関節機構部１２と第三関節機構部１３における各駆動装置である駆動モータに指令が与えられる。

その結果、第一関節機構部１１と第二関節機構部１２と第三関節機構部１３が互いに協働して第一アーム２１と第二アーム２２と除雪作動機構部３０であるスクレーパ３１の動作を制御する。例えば、スクレーパ３１は、図５の矢印で示すように、屋根面４１の稜線から斜め下方に向けて満遍なく除雪する。この時、スクレーパ３１の軌跡の間隔はスクレーパ３１の幅α以下の寸法にする必要がある。スクレーパ３１は、屋根面４１の傾斜角度に対して適切な傾きを形成するように制御されて移動する。スクレーパ３１が適切な傾きに制御されることで、効率よく除雪作業が行われる。

一方、除雪装置１０ａが運転休止している場合は、第一アーム２１及び第二アーム２２が水平方向に倒されてアーム保持部４３に支持されてロックされる、この位置を原位置とする。第一アーム２１及び第二アーム２２は、原位置に支持されてロックされることで、強風時にかかる風圧抵抗を少なくし、固定されるので、強風による破損の危険性を避けることができる。また、強風時は屋根や平地に積雪がないとされているので、除雪装置１０ａは風速計と連動して所定の風速以下の場合のみに作動するように設定することが望ましい。

除雪作業開始時、ロックを解除された第一アーム２１を、まず縦向きに作動させる。第一アーム２１が縦向きにされることで、第二アーム２２の自由度が向上する。その結果、たとえ屋根面４１に凹凸の構造物（例えば集合煙筒など）や、それによる雪の吹き溜まりがあっても、前記の構造物を避けながら、屋根面４１の積雪や吹き溜まりを効率よく除去することができる。

図１及び図５では屋根面４１の傾斜が四方向であるので、スクレーパ３１は、図１に示すように屋根面４１の各傾斜面ごとに除雪する方向に回動可能に設置されているとともに、各傾斜面に対して適切な傾きや角度に調整することができるように構成されている。
図５では、スクレーパ３１は、屋根面４１の各傾斜面ごとに端縁の直角方向に向けてほぼ平行に移動し、積雪を端縁から地上へ落下させている。しかし、スクレーパ３１の移動軌跡は、特に限定されない。例えばスクレーパ３１を各斜面ごとの稜線上の多点から、端縁の任意の一点に向かって繰り返し移動させる軌跡を取れれば、地上に落下した雪をトラックなどの運搬車両に積み込む際に、一地点で積み込むことができるので、集雪する労力を軽減することができる。

除雪作業の具体例としては、例えば、スクレーパ３１が１０ｃｍの積雪の上面から１ｃｍの深さで除雪するように移動し、しかも屋根面４１から３ｃｍの高さの雪を残した状態に除雪する場合、スクレーパ３１は上記の図５の矢印で示す動作を７回往復することになる。
したがって、スクレーパ３１に対し、過大な負荷がかからず、結果的に第一関節機構部１１、第二関節機構部１２、第三関節機構部１３における各駆動装置の駆動モータに、過大な負荷がかからない。これにより、各駆動装置における駆動源として、大出力の駆動モータを用いる必要がなくなることから、コストの低減を図ることができる。
また、上記のように、予め屋根面４１から一定の高さの雪を残すことによって、屋根を構成するトタンや瓦、並びにスクレーパ３１などが傷ついたり損傷したりすることを未然に防止することができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る除雪装置１０ｂについて図面を参照して説明する。なお、第二の実施形態は前述の第一の実施形態とほぼ同様であるので、同じ部材は同一の符号を付し、特に異なる箇所について説明する。
第二の実施形態の除雪装置１０ｂは、図６、図７及び図８に示すように、二階建ての建造物４０（建屋）であり、一階部分の屋根面４１ａと二階部分の屋根面４１ｂがある。支柱となる構造物４２は、一階部分の屋根面４１ａに比較的近い位置に形成している。もし一階部分の屋根面４１ａから遠い位置に形成すると、第一アーム２１と第二アーム２２が二階部分の屋根面４１ｂと干渉して、一階部分の屋根面４１ａの積雪の一部を除去できない可能性が出てくるからである。

また、第二アーム２２の先端のスクレーパ３１が建造物４０（建屋）の付近の地面に届く場合、図６及び図７に示すように、地面上の雪や屋根面４１ａ，４１ｂの雪を、融雪槽４４の近くまでかき集めることができる。
なお、第二の実施の形態の除雪装置１０ｂの作用は、前述の第一の実施形態とほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。

次に、本発明の第三の実施形態に係る除雪装置１０ｃについて図面を参照して説明する。なお、第三の実施形態は前述の第一の実施形態及び第二の実施形態とほぼ同様であるので、同じ部材は同一の符号を付し、特に異なる箇所について説明する。
図１０、図１１及び図１２に示すように、第三の実施形態の除雪装置１０ｃにおける支柱となる構造物４２は、前述の第一の実施形態における融雪槽４４に替え、地中に深く形成した基礎部４５の上に形成されている。

また、除雪作動機構部３０としては、屋根面４１の積雪を除雪する方向に吹き飛ばすためのエアを噴出するエア噴射ノズル３４ａを備えたエア噴射装置３４である。
エア噴射装置３４は、図９（ａ），（ｃ）に示すように、エア噴射ノズル３４ａが第二アーム２２の先端の第三関節機構部１３に固定されており、図１０、図１１及び図１２に示すように、エア噴射ノズル３４ａに圧縮空気を供給するためのエアホース３４ｃを介して地上に備えたコンプレッサ３４ｄと連結されている。
また、エア噴射ノズル３４ａは、図９（ｂ），（ｄ）に示すように、先端が扁平形状且つ楕円形の噴射口３４ｂを備えている。コンプレッサ３４ｄの圧縮空気は、エアホース３４ｃを経て、エア噴射ノズル３４ａに供給され、先端から噴射して雪を吹き飛ばすことが可能な圧力に調整されている。

なお、第三関節機構部１３の動作は、基本的に前述のスクレーパ３１と同様である。すなわち、スクレーパ３１に替えてエア噴射ノズル３４ａを取り付けた構造である。
エア噴射ノズル３４ａに供給する圧縮空気を作り出すコンプレッサ３４は、図１０、１１及び図１２に示すように、地上に設置されているとともに、エアホース３４ｃの一端が連結され、エアホース３４ｃの他端はエア噴射ノズル３４ａと接続されている。コンプレッサ３４ｄで作られた圧縮空気は、エアホース３４ｃを介しエア噴射ノズル３４ａの先端から噴射されて雪を吹き飛ばす構成である。

制御手段は、前述の第一関節機構部１１、第二関節機構部１２、第三関節機構部１３を協働させることにより、第一アーム２１、第二アーム２２、除雪作動機構部３０、各々の動作を制御し、エア噴射ノズル３４ａの噴射方向を、屋根面の傾斜角度に対して適切な傾きとなるよう保持して効率よく除雪を行うようになっている。

第三の実施の形態の除雪装置１０ｃの作用は、前述の第一の実施形態及び第二の実施形態とほぼ同様であり、違いはスクレーパ３１に替えてエア噴射ノズル３４ａを取り付けた構成であるので、詳しい説明は省略する。
エア噴射ノズル３４ａは、図５の矢印で示すように、屋根面４１の稜線から斜め下方に向けられ、これにより満遍なく屋根面４１上を除雪する。この時、エア噴射ノズル３４ａの軌跡の間隔は、エア噴射ノズル３４ａの噴射口３４ｂの幅β以下の寸法にする必要がある。エア噴射ノズル３４ａは、屋根面４１の傾斜角度に対して適切な傾きを形成するように制御されて移動する。エア噴射ノズル３４ａが適切な傾きに制御されることで、効率よく除雪作業が行われる。

次に、本発明の第四の実施形態に係る除雪装置１０ｄについて図面を参照して説明する。なお、第四の実施形態は前述の第一の実施形態、第二の実施形態及び第三の実施形態とほぼ同様であるので、同じ部材は同一の符号を付し、特に異なる箇所について説明する。
第四の実施形態の除雪装置１０ｄは、図１３，図１４及び図１５に示すように、支柱となる構造物４２の基礎には、融雪槽４４が形成されている。

また、除雪作動機構部３０としては、屋根面４１の積雪を吸引して除雪する除雪用吸引装置３５である。
図９（ａ），（ｃ）、図１７に示すように、除雪用吸引装置３５の吸引用ノズル３５ａは、第二アーム２２の先端の第三関節機構部１３の支持プレート１３ｉに固定されており、その取付構造は第三の実施形態におけるエア噴射ノズル３４ａとほぼ同様である。
また、除雪用吸引装置３５は、図１３，図１４及び図１５に示すように、吸引用ノズル３５ａに、負圧をかけて雪を吸引するための吸引ダクト３５ｃが連結されている。吸引ダクト３５ｃは、例えば支柱４２に取付けた送風機３５ｄに連結されている。送風機３５ｄは、送風ホース３５ｅを介して融雪槽４４に向けてエアを送風することにより、送風ホース３５ｅの反対側に連結した吸引ダクト３５ｃに負圧を生じさせる構成である。

また、吸引用ノズル３５ａの先端には、図９（ｂ），（ｄ）に示すように先端が扁平形状で楕円形の吸引口３５ｂが形成されている。したがって、送風機３５ｄが運転されると、屋根面４１の積雪の表面の雪が吸引用ノズル３５ａの吸引口３５ｂから吸引されて除雪される。吸引された雪は吸引ダクト３５ｃを経て送風機３５ｄへ吸引され、送風ホース３５ｅを経て融雪槽４４へ放出される。

なお、第三関節機構部１３による水平方向及び垂直方向に旋回する動作は、基本的に前述の第三の実施形態におけるエア噴射ノズル３４ａと同様である。すなわち、エア噴射ノズル３４ａに替えて吸引用ノズル３５ａを取り付けた構造である。その旋回動作は第三の実施形態の説明と同様であるので、詳しい説明は省略する。したがって、吸引用ノズル３５ａの吸引方向は、効率よく除雪するために、屋根面４１の傾斜角度に対して適切な傾きを形成することができる。

第四の実施の形態の除雪装置１０ｄの作用は、前述の第一の実施形態、第二の実施形態及び第三の実施形態とほぼ同様であり、違いはスクレーパ３１やエア噴射ノズル３４ａに替えて吸引用ノズル３５ａを取り付けた構造であるので、詳しい説明は省略する。
吸引用ノズル３５ａは、図１６の矢印で示すように、屋根面４１の稜線と端縁との間を交互に上下方向に移動して満遍なく除雪する。この時、吸引用ノズル３５ａの軌跡の間隔は吸引用ノズル３５ａの吸引口３５ｂの幅γ以下の寸法にする必要がある。吸引用ノズル３５ａは、屋根面４１の傾斜角度に対して適切な傾きを形成するように制御されて移動する。吸引用ノズル３５ａが適切な傾きに制御されることで、効率よく除雪作業が行われる。

本発明の実施形態に係る除雪装置１０は、前述の第一の実施形態ないしは第四の実施形態において複数の各アームと、各アーム間を連結する複数の各関節機構部の数を増やすことができる。
例えば、前述の除雪装置１０において、第二アーム２２の他端と、第三関節機構部１３を連結した除雪作動機構部３０との間に、補助関節機構部と補助アームとをそれぞれ一つ以上を交互に連結して構成する。補助関節機構部としては、回転機能と屈折機能の少なくともいずれかを有するものである。

制御手段は、第一関節機構部１１と、第二関節機構部１２と、第三関節機構部１３と、一つあるいは複数の補助関節機構部とが協働するように制御し、これによって、除雪作動機構部３０を、屋根面４１に積もった雪を除雪する方向に移動させる。
また、制御手段は、第一アーム２１と、第二アーム２２と、除雪作動機構部３０と、前述の一つ、或いは複数の補助アームの動作について、除雪作動機構部３０が屋根面４１に積もった雪を除雪する方向に移動させるように制御する。

したがって、除雪作動機構部３０は、より複雑な形状をした屋根面４１に積もった雪を除雪する方向へ移動させることができるので、例えば、屋根面４１では集合煙筒などの構造物がある場合、第一アーム２１及び第二アーム２２だけの構成では、死角となって取り除けなかった部分の雪も容易に除去することが可能となる。地上においても例えば物陰に堆積した雪の除去が可能となる。

以上のことから、本発明の実施形態の除雪装置１０は、以下に示すような効果を奏する。
（１）いろいろな形状の屋根面４１の積雪に対応して屋根のほぼ全面を自動的に除雪することができる。
（２）除雪作動機構部３０は屋根面４１の積雪に対して満遍なく積雪の深さに応じて何度でも移動するので、積雪の多少にかかわらず除雪することができる。したがって、除雪作動機構部３０に対して過大な負荷がかからないので、結果として第一関節機構部１１、第二関節機構部１２、第三関節機構部１３における各駆動装置にも過大な負荷がかからない。このため、各駆動装置は大出力でなくてもよいのでコストダウンを図ることができる。
（３）除雪作動機構部３０は、予め屋根面４１から一定の高さの雪を残すことによって、屋根面４１や建屋４０に接触せずに移動するので、屋根面４１や建屋４０の損傷を防止できる。
（４）除雪作動機構部３０は、屋根面４１における各点の小範囲を除雪してゆくので、大きな負荷がかかることなく、効率よく除雪作業を行うことができる。しかも、エアを噴射することによって除雪する場合、小型のコンプレッサ３４ｄで十分に対応できるので、省力化やコストダウンを図ることができる。
（５）積雪や降雪を検知するセンサを備え、このセンサの検知信号により制御手段の演算装置で積雪の高さを計算することができるので、除雪装置１０は自動的に作動したり、停止したりして省力化を図ることができる。

本発明は、建築業及びその関連事業、除雪事業及びその関連業務などにおいて、利用可能性を有する。

１０，１０ａ〜１０ｄ除雪装置１１第一関節機構部
１２第二関節機構部１３第三関節機構部
１３ａ第三関節機構部本体１３ｂ第一の回転軸
１３ｃ上フランジ１３ｄ下フランジ
１３ｅ第二の回転軸１３ｆ第三の回転軸
１３ｇ軸孔１３ｈ支持部材
１３ｉ支持プレート１３ｊフランジ部
１３ｋ孔部
２１第一アーム２２第二アーム
２２ａ軸孔
３０除雪作動機構部３１スクレーパ
３４エア噴射装置３４ａエア噴射ノズル
３４ｂ噴射口３４ｃエアホース
３４ｄコンプレッサ
３５除雪用吸引装置３５ａ吸引用ノズル
３５ｂ吸引口３５ｃ吸引ダクト
３５ｄ送風機３５ｅ送風ホース
４０建造物４１屋根面
４１ａ一階部分の屋根面４１ｂ二階部分の屋根面
４２構造物（支柱）４３アーム保持部
４４融雪槽４５基礎部

Claims

屋根面の近くに位置する構造物に形成した、回転機能及び屈折機能を有する第一関節機構部と、
前記第一関節機構部に一端を連結した第一アームと、
前記第一アームの他端に連結した、屈折機能を有する第二関節機構部と、
前記第二関節機構部に一端を連結した第二アームと、
前記第二アームの他端に連結され、水平方向及び垂直方向のうち、少なくとも一つの方向に旋回可能な第三関節機構部と、
前記第三関節機構部に連結され、屋根面の積雪を除去する除雪作動機構部と、
前記第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部の動作を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、前記の第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部を協働させながら、前記第一アーム、第二アーム及び除雪作動機構部の動作を制御して、該除雪作動機構部を、屋根面の積雪を除雪する方向へ動作させることを特徴とする除雪装置。
前記第二アームの他端と、前記第三関節機構部を連結した除雪作動機構部との間に、
回転機能及び屈折機能のいずれかの機能を有する補助関節機構部、若しくは補助アームのうち一方を交互に連結するとともに、
前記制御手段は、前記の第一関節機構部、第二関節機構部、第三関節機構部、前記補助関節機構部を協働させながら、前記第一アームと第二アームと除雪作動機構部と前記の加えた補助アームの動作を制御して、前記除雪作動機構部を、屋根面の積雪を除雪する方向へ動作させることを特徴とする請求項１に記載の除雪装置。
前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を除雪する方向に動作させて掻き出すためのスクレーパであることを特徴とする請求項１又は２に記載の除雪装置。
前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を除雪する方向に吹き飛ばすためのエアを噴出するエア噴射装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の除雪装置。
前記除雪作動機構部は、屋根面の積雪を吸引して除雪する除雪用吸引装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の除雪装置。
前記制御手段は、前記除雪作動機構部が、屋根面から予め設定した一定の高さまでの積雪を残して除雪するよう制御することを特徴とする請求項１項〜５項のうち、何れか１項に記載の除雪装置。