JP6085045B1 - 脱着式除雪機 - Google Patents

Abstract

【課題】重機に対して一定の範囲内で自由移動が可能なように除雪装置を接続することが可能な手段を提供すること。【解決手段】重機のアームと脱着自在に取付け可能な、脱着式除雪機であって、前記アームの前方に接続する、取付具と、前記取付具の前方に接続する、除雪装置と、を少なくとも有し、前記取付具を、前記アームに対して、前記除雪装置を所定の範囲内で三次元的に相対移動自在となるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、バックホウなどの重機のアームに脱着自在な、脱着式除雪機に関する。

鉄道の線路上での除雪作業は、以下の特許文献１に記載した軌道用の除雪車両を用いて除雪を行う。
このような専用車両は、降雪量の多い地方に配備されていることが一般的である。

一方、近年では、比較的降雪量が少ないとされた地方（少雪地方）においても、急激な天候の変化により大雪に見舞われる場合があり、これらの除雪車両を配備していない現場では、鉄道作業員による人力での除雪作業に迫られ、鉄道ダイヤの大きな乱れの要因となっている。

これらの問題を回避するには、
［１］降雪量の多い地方と同じように、専用の除雪車両を予め配備しておく、
あるいは、
［２］必要時に除雪車両をレンタル業者からレンタルする、
等の対策が考えられる。
しかし、前記［１］の対策では、前記専用車両の製造コストが高いため、一定以上の稼働率が見込めない少雪地方での配備に難がある、という問題がある。
また、前記［２］の対策では、降雪日に限って、集中的に多くのレンタル注文が入ることが予想され、レンタル業者は多くの専用車両を確保しなければならない一方で、降雪日以外はこれらが全て待機在庫となり、稼働率が下がるため効率が悪い、という問題があった。

そこで、出願人は、軌陸用バックホウなどの重機のアーム先端に、除雪装置を脱着自在に取り付ける形式の除雪車両の開発を着想した。
この着想によれば、既存の重機を流用できるため、専用車両の導入も不要であるため、コストの低減が期待できる。

特開２０１１−２３６５８６号公報

しかし、これらの重機のアームに除雪装置を取り付けて使用するにあたり、以下に記載する観点のうち、少なくとも何れか１つの観点で改良の余地があった。
（１）上下方向に対する自由度の確保。
除雪装置を走行面（地面や軌道など）の不陸や勾配などに追従させるために、アームと除雪装置との間で上下方向への自由度を持たせる必要がある。
（２）左右方向に対する自由度の確保。
軌道のカントに除雪装置を追従させたり、雪からの反力で除雪装置等の破壊を防止したりするために、アームと除雪装置との間で左右方向への除雪装置の自由度を持たせる必要がある。
（３）前後方向に対する自由度の確保。
除雪作業時に除雪装置が受ける力がそのまま重機のアームまで伝達されてアームの破壊に繋がらないよう、アームと除雪装置との間において前後方向に自由度を持たせる必要がある。
（４）クリアランスの調整。
走行面の不陸や勾配に応じて、除雪装置とレールとの間のクリアランスを調整自在とする必要がある。

以上の通り、本願発明は、重機に対して一定の範囲内で自由移動が可能なように除雪装置を接続することが可能な手段の提供を目的の一つとする。

上記した課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、重機のアームと脱着自在に取付け可能な、脱着式除雪機であって、前記アームの前方に接続する、アタッチメントと、前記取付具の前方に接続する、除雪装置と、を少なくとも有し、前記取付具は、アタッチメント、スライドフレームおよびメインフレームを少なくとも具備し、前記アタッチメントは、前記アームと前記メインフレームとを、前記アームの前進移動によって前記メインフレームを牽引動作するように接続し、前記スライドフレームは、前記アタッチメントに対して、所定の範囲内で、前後方向および左右方向に相対移動自在に接続し、前記メインフレームは、前記除雪装置と接続し、かつ、前記スライドフレームに対して、上下方向に相対移動自在に接続して、前記取付具を、前記アームに対して、前記除雪装置を所定の範囲内で三次元的に相対移動自在な構成としたことを特徴とするものである。
また、本願の第２発明は、前記第１発明に記載の脱着式除雪機であって、前記アタッチメントと前記メインフレームとの間をワイヤ接続とし、前記アタッチメント側のワイヤ接続部を、前記メインフレーム側のワイヤ接続部よりも前方に配置してあることを特徴とするものである。
また、本願の第３発明は、前記第１または第２発明に記載の脱着式除雪機であって、前記アタッチメントが、前記スライドフレームに収容するシャフト、を有し、前記スライドフレームが、前記シャフトを前後方向から把持可能であり、前後方向および左右方向への移動長を調整可能とする、把持部と、を有する、ことを特徴とするものである。
また、本願の第４発明は、前記第３発明に記載の脱着式除雪機であって、前記把持部を、上下方向及び左右方向に間隔を設けて計四箇所配置してあることを特徴とするものである。
また、本願の第５発明は、前記第１乃至第４発明のうち何れか１つの発明に記載の脱着式除雪機であって、前記アタッチメントが、前記スライドフレームに設けて、前記メインフレームとの間で上下方向への弾性変形を許容する、弾性変形部と、を有する、ことを特徴とするものである。
また、本願の第６発明は、前記第５発明に記載の脱着式除雪機であって、前記弾性変形部を、前記スライドフレームの両側面にそれぞれ配置してあることを特徴とするものである。

本発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか１つの効果を奏する。
（１）走行面の不陸等に対する追従性が向上する。
除雪装置とアームとの間を、取付具でもって上下方向および左右方向に相対移動可能に構成することで、走行面の不陸や勾配等に追従することができる。
（２）雪からの反力に対する追従性が向上する。
除雪装置とアームとの間を、取付具でもって、三次元的に相対移動可能に構成することで、雪からの反力に対して適切な緩衝機能を発揮することができる。
（３）クリアランスの微調整が可能となる。
取付具に対して、さらに除雪装置自体の相対位置を変更可能に構成することで、走行面と除雪装置との間のクリアランス等を微調整することができる。

本発明に係る脱着式除雪機を軌陸用重機に取り付けた軌道用除雪車両の概略側面図。 取付具周辺の概略平面図。 アタッチメントの構造を示す概略図。 アタッチメントとスライドフレームとの接続関係を示した概略断面図。 スライドフレームの構造を示す概略図。 把持部の動作イメージを示す一部断面図。 弾性変形部の構造を示す一部断面図。 メインフレームの構造を示す概略図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成。
図１は、本発明に係る脱着式除雪機を軌陸用重機に取り付けた軌道用除雪車両の全体を示す概略側面図である。
図１に示すように、本発明に係る軌道用除雪車両は、主として軌陸用重機Ａと、除雪装置Ｂと、取付具Ｃと、からなる。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜２＞軌陸用重機。
軌陸用重機Ａは、軌道上で除雪装置Ｂを移動するための装置である。
本発明では、軌陸用重機Ａを、アームＡ１を備えた公知の装置を用いるものとする。
本実施例では、軌陸用重機Ａに、アームＡ１の先端からバケットを取り外した状態の軌陸用バックホウを用いている。
軌陸用重機Ａは、通常備えているアームＡ１の先端への油圧供給手段を用いて除雪装置Ｂの駆動源として使用することもできる。

＜３＞除雪装置。
除雪装置Ｂは、走行路上の雪を除去するための装置である。
除雪装置Ｂは、公知の除雪装置を用いることができる。
本実施例における除雪装置Ｂは、雪を掻き込むオーガＢ１と、掻き込んだ雪を排出するシュートＢ２と、を備えた除雪装置を用いている。
なお、除雪装置Ｂは、駆動源を装備して単独で駆動可能に構成してもよいし、別途軌陸用重機Ａから油圧供給を受けて駆動可能に構成してもよい。

＜３．１＞その他の手段。
その他、除雪装置Ｂには、以下の各手段を設けておいてもよい。

［三軸回り調整手段］
前記オーガＢ１を左右方向軸回り（ピッチ）、上下方向軸回り（ヨー）、前後方向軸回り（ロール）のうち、少なくとも何れかの軸回りで旋回可能な手段を設けることができる。
本実施例では、図１に示すように、取付具Ｃに接続したハンドルＢ４を介して、オーガＢ１を左右方向軸回り（ピッチ）に旋回可能に構成している。

［緩衝手段］
前記オーガＢ１の下端に取り付けて、オーガＢ１が軌道に接触することを防止する手段を設けることができる。
本実施例では、図１に示すように、弾性材で構成した緩衝体Ｂ３を、除雪装置Ｂの下端に設置して緩衝手段としている。

［スライド手段］
前記オーガＢ１を、上下方向、左右方向、前後方向のうち、少なくとも何れかの方向にスライド可能な手段を設けることができる（図示せず）。

＜４＞取付具。
図２は、取付具周辺の概略平面図である。
取付具Ｃは、前記軌陸用重機Ａに、前記除雪装置Ｂを取り付けるための介在部材である。
本実施例に係る取付具Ｃは、大別して、アタッチメントＣ１と、スライドフレームＣ２と、メインフレームＣ３と、からなる。
以下、各部材の概要とこれらの接続関係について説明する。

＜５＞アタッチメント。
図３は、アタッチメントの構造を示す概略図である。
アタッチメントＣ１は、前記アームＡ１との接続部分として機能するための部材である。
アタッチメントＣ１は、アームＡ１との取付機構を有する基部１０と、前記基部１０と結合し、前記スライドフレームＣ２内に収容されるシャフト２０と、前記基部１０から下側に伸びるブラケット３０と、を少なくとも具備する。

＜５．１＞基部。
基部１０は、前記アームＡ１との取付機構の本体部分として機能する部材である。
基部１０の上部には、固定ピンを挿入可能な、前記アームＡ１との取付孔１１を設けている。
基部１０の前方には、略水平方向に伸びる一対のプレート１２を、上下方向に間隔を設けて二箇所配置している。この一対のプレート１２間を架け渡すように、シャフト２０を結合する。

＜５．２＞シャフト。
シャフト２０は、左右方向に間隔を設けて二箇所設けている。
前記シャフト２０は、上下方向に独立した上軸部２１と下軸部２２とに分かれており、上軸部２１および下軸部２２は、それぞれ前記各一対のプレート１２に接続されている。
そして、前記上軸部２１および下軸部２２は、それぞれ前記スライドフレームＣ２へと収容するように構成する。

＜５．２．１＞アタッチメントとスライドフレームとの接続関係。
図４は、アタッチメントＣ１とスライドフレームＣ２との接続関係を示した概略断面図である。
アタッチメントＣ１の上軸部２１は、ネジによる締結機構でもってその全長を伸縮可能に構成している。
この上軸部２１をスライドフレーム内へと収容した状態を図４に示す。
図４（ａ）は、通常状態を示す図である。上軸部２１は、その全長を縮めて、スライドフレームＣ２の内部に余空間Ｄを設けた状態であり、余空間Ｄの分だけ、上軸部２１がスライドフレームＣ２内を上下方向に相対移動自在となる状態を呈している。
なお、必要に応じて、図４（ｂ）のように、上軸部２１の全長を伸ばして、スライドフレームＣ２内を突っ張り棒のように押圧することで、スライドフレームＣ２に対してアタッチメントＣ１が固定された状態とすることもできる。

＜５．３＞ブラケット。
再度、図３を参照する。
ブラケット３０は、アタッチメントＣ１と、メインフレームＣ３とを連結する際において、アタッチメントＣ１側の連結部を構成する部材である。
本実施例では、ブラケット３０に二箇所の貫通孔３１を設け、この貫通孔３１にそれぞれワイヤ３２の前端を挿通して固定可能に構成している。

＜６＞スライドフレーム。
図５は、スライドフレームの構造を示す概略図である。
スライドフレームＣ２は、前記アタッチメントＣ１に対して、所定の範囲内で、前後方向および左右方向に相対移動可能に機能するための部材である。
図５に示すスライドフレームＣ２は、大別して、本体部４０と、把持部５０と、弾性変形部６０と、から構成している。

＜６．１＞本体部。
本体部４０は、前記アタッチメントと接続するための部材である。
本体部４０は、例えば、空洞からなる内部空間４１を設けておく。

＜６．１．１＞内部空間。
内部空間４１は、前記アタッチメントＣ１のシャフト２０を差し入れて収容可能とするための部材である。
内部空間４１は、前記本体部４０を構成する前壁および後壁と、該前後壁を繋ぐ側壁とで覆った空間によって形成することができる。

＜６．２＞把持部。
把持部５０は、前記内部空間４１内での、前記シャフト２０の前後左右の相対移動長を制御するための部材である。
把持部５０は、前記本体部４０を構成する前壁および後壁に対し、それぞれ前記シャフト２０に対応する位置に設けたクランプ５１によって構成することができる。
前記内部空間４１内で前記クランプ５１の締付けや開放を行うことで、前記シャフト２０を把持して固定したり、前記シャフト２０の前後左右の相対移動長を任意の幅に調整したりすることができる。

［ピッチ・ヨーの調整機構］
図６は、把持部の動作イメージを示す一部断面図である。
また、把持部５０は、前記シャフト２０の上軸部２１、下軸部２２と対応するように上下左右方向に間隔を設けて四箇所設置されている。
そこで、各把持部５０の前記シャフト２０の前後左右の相対移動長を個別に調整することで、アームＡ１に対するスライドフレームＣ２の左右方向軸回り（ピッチ）、および上下方向軸回り（ヨー）の許容幅を設定することができる。

＜６．３＞弾性変形部。
弾性変形部６０は、前記スライドフレームＣ２に対して、前記メインフレームＣ３を上下方向に相対移動可能とするための部材である。
弾性変形部６０は、スプリングや油圧ダンパーなどの弾性部材６１から構成する。
本実施例では、弾性部材６１の上端は、前記スライドフレームＣ２の本体部４０の側面から張り出した鍔部４２と接する状態であり、弾性部材６１の下端は前記メインフレームＣ３へと接する状態である。

［ピッチ・ロールの調整機構］
図７は、弾性変形部の構造を示す一部断面図である。
弾性部材６１は、本体部４０の左右側面に配置され、計二箇所配置されている。
それぞれの弾性部材６１の変形量の差異によって、スライドフレームＣ２に対するメインフレームＣ３の前後方向軸回り（ロール）に対する姿勢制御が可能となる。
また、除雪装置Ｂに対して、アームＡ１に対するスライドフレームＣ２の左右方向軸回り（ピッチ）に対する姿勢制御も可能である

＜７＞メインフレーム。
メインフレームＣ３は、前記除雪装置ＢとスライドフレームＣ２との間の接続部として機能するための部材である。
図８は、メインフレームの構造を示す概略図である。
図８に係るメインフレームＣ３は、大別して、底部７０と、側部８０および骨組み部９０と、から構成している。

＜７．１＞底部。
底部７０は、メインフレームＣ３の底部分を構成する部材である。
底部７０は、メインフレームＣ３の下面を構成する部材の後端において、前記鋼板の平面方向と直交するように立設してある接続プレート７１と、軌道と接する接触部７２と、から構成することができる。

＜７．１．１＞接続プレート。
接続プレート７１は、前記アタッチメントＣ１と前記メインフレームＣ３とを接続するための部材である。
接続プレート７１には、該接続プレート７１よりも前方に位置する前記アタッチメントＣ１のブラケット３０から伸びるワイヤ３２の他端を接続する。
なお、ワイヤ３２の延伸方向は、取付具Ｃを軌道上に設置して除雪作業が開始できる状態において、略水平方向となるように構成しておくことが望ましい。
このワイヤ３２による接続によって、前記メインフレームＣ３は、アームＡ１の前進によって、前記アタッチメントＣ１によって牽引されて前進するように動作する。

＜７．１．２＞接触部。
接触部７２は、取付具Ｃ全体を走行面に載せるための部材である。
本実施例では、接触部７２を、前記底部７０に四箇所設けた軌陸用車輪で構成し、軌道上を走行可能としている。
接触部７２は、前記軌陸用車輪による四輪での走行形式での走行のほかにも、一般形状の車輪を配置したものや、左右方向に連続する長手状のローラを前後方向に複数配置した態様や、そり形状によって前記軌道上を滑走する態様など、種々の形状を採用することができる。

＜７．２＞側部。
側部８０は、前記メインフレームＣ３を前記スライドフレームＣ２と接続するための部材である。
側部８０は、前記底部７０の左右側面から、底部７０の平面方向と直交するように立設し、内側を開口してある略箱形状を呈している。
側部８０の内部には、スライドフレームＣ２の側部に設けた弾性変形部６０を収容する。
その他にも、側部８０には、弾性変形部６０の弾性変形を規制するように、スライドフレームＣ２とメインフレームＣ３とを固定する固定部を設けておくこともできる。

＜７．３＞骨組み部。
骨組み部９０は、前記メインフレームＣ３の剛性を確保するための部材である。
骨組み部９０の形状、構造は特段限定せず、任意の形状を採用することができる。本実施例では、骨組み部９０を、底部７０から鉛直に伸びる縦材と、前記支柱部の上端側から、後方に伸びて前記側部８０の前面に接続する横材と、を、左右方向に間隔を設けて一組配置して構成している。

＜８＞作動例。
前記した各構成要素の接続関係に基づく、軌道用除雪車両の作動例について、再度各図面を参照しながら説明する。

＜８．１＞通常時。
図５（ａ）に示すように、アタッチメントＣ１と、スライドフレームＣ２との間の固定関係は、前後側全て緩めておく。
また、図５（ｂ）に示すように、スライドフレームＣ２とメインフレームＣ３との間も、弾性変形部６０を介して、上下方向に相対移動自在な状態としておく。

＜８．２＞軌道への載置時。
軌道用除雪車両でもって除雪を開始する際には、アームＡ１の動作によって取付具Ｃを前記軌道上に載置する。
取付具Ｃを軌道に乗せると、アタッチメントＣ１やスライドフレームＣ２の自重により、弾性変形部６０は圧縮して縮んだ状態を呈する。
この状態で、図８に示すように、前記アタッチメントＣ１と前記メインフレームＣ３を繋ぐワイヤ３２が、略水平方向を呈するようにしておくと、牽引効率が良くなる点で好ましい。

＜８．３＞走行開始時。
前記軌道用除雪車両が前進をはじめると、アームＡ１と固定されているアタッチメントＣ１に牽引される形で、前記メインフレームＣ３および前記除雪装置Ｂが前進をはじめる。
この牽引状態において、前記アタッチメントＣ１のシャフト２０は、前記スライドフレームＣ２の内部空間４１内で、前記把持部５０で規制された範囲で前後方向および左右方向に相対移動自在な状態を呈する。
また、前記スライドフレームＣ２の弾性変形部６０により、前記メインフレームＣ３は、前記スライドフレームＣ２、ひいては前記アタッチメントＣ１に対して、上下方向に相対移動自在な状態を呈する。
上記の状態を維持することで、軌道の不陸やカント、勾配の変化に対しても、取付具ＣがアームＡ１との間で適切な姿勢制御を行うことができる。

＜８．４＞除雪時。
軌道上に積もった雪を、軌道用除雪車両が掻き込みはじめると、前方の除雪装置Ｂは、雪から反力を受ける状態となる。
この反力の向きは、積雪の状態や、軌道の向きなどによって様々である。
しかし、前記した取付具Ｃによれば、前記アームＡ１と前記除雪装置Ｂとの間を、所定の範囲内で三次元的に相対移動可能とすることで、前記反力を取付具Ｃで緩衝し、適切な姿勢制御を行うことができる。
よって、雪からの反力による一部の部材への応力集中を抑止して、軌道用除雪車両の故障を防止することができる。

＜９＞その他の実施例。
本発明に係る脱着式除雪機は、軌道用の除雪用途に限らず、その他の重機に取り付けて、その他の場所でも使用可能な除雪車を構成するために用いることもできる。
このとき、取付具Ｃの接触部７２を走行面上で移動可能な状態で除雪作業を行っても良いし、前記接触部７２の有無を問わず、取付具Ｃを走行面から浮かせた状態で除雪作業を行っても良い。

Ａ 軌陸用重機
Ａ１ アーム
Ｂ 除雪装置
Ｂ１ オーガ
Ｂ２ シュート
Ｂ３ 緩衝体
Ｂ４ ハンドル
Ｃ 取付具
Ｃ１ アタッチメント
Ｃ２ スライドフレーム
Ｃ３ メインフレーム
Ｄ 余空間
１０ 基部
１１ 取付孔
１２ プレート
２０ シャフト
２１ 上軸部
２２ 下軸部
３０ ブラケット
３１ 貫通孔
３２ ワイヤ
４０ 本体部
４１ 内部空間
４２ 鍔部
５０ 把持部
５１ クランプ
６０ 弾性変形部
６１ 弾性部材
７０ 底部
７１ 接続プレート
７２ 接触部
８０ 側部
９０ 骨組み部

Claims (6)

1. 重機のアームと脱着自在に取付け可能な、脱着式除雪機であって、
   前記アームの前方に接続する、取付具と、
   前記取付具の前方に接続する、除雪装置と、を少なくとも有し、
   前記取付具は、アタッチメント、スライドフレームおよびメインフレームを少なくとも具備し、
   前記アタッチメントは、前記アームと前記メインフレームとを、前記アームの前進移動によって前記メインフレームを牽引動作するように接続し、
   前記スライドフレームは、前記アタッチメントに対して、所定の範囲内で、前後方向および左右方向に相対移動自在に接続し、
   前記メインフレームは、前記除雪装置と接続し、かつ、前記スライドフレームに対して、上下方向に相対移動自在に接続して、
   前記取付具を、前記アームに対して、前記除雪装置を所定の範囲内で三次元的に相対移動自在な構成としたことを特徴とする、
   脱着式除雪機。
2. 前記アタッチメントと前記メインフレームとの間をワイヤ接続とし、
   前記アタッチメント側のワイヤ接続部を、前記メインフレーム側のワイヤ接続部よりも前方に配置してあることを特徴とする、
   請求項１に記載の脱着式除雪機。
3. 前記アタッチメントが、
   前記スライドフレームに収容するシャフト、を有し、
   前記スライドフレームが、
   前記シャフトを前後方向から把持可能であり、前後方向および左右方向への移動長を調整可能とする、把持部と、を有する、
   ことを特徴とする、
   請求項１または２に記載の脱着式除雪機。
4. 前記把持部を、上下方向及び左右方向に間隔を設けて計四箇所配置してあることを特徴とする、
   請求項３に記載の脱着式除雪機。
5. 前記アタッチメントが、
   前記スライドフレームに設けて、前記メインフレームとの間で上下方向への弾性変形を許容する、弾性変形部と、を有する、
   ことを特徴とする、
   請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の脱着式除雪機。
6. 前記弾性変形部を、前記スライドフレームの両側面にそれぞれ配置してあることを特徴とする、
   請求項５に記載の脱着式除雪機。

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