JP7303073B2

JP7303073B2 - 圧雪装置、及びこれを備えた車両

Info

Publication number: JP7303073B2
Application number: JP2019160457A
Authority: JP
Inventors: 純白樫; 規利榎本
Original assignee: 新潟トランシス株式会社
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: JP2021038568A

Description

本発明は、圧雪装置、及びこれを備えた車両に関する。

従来、道路や線路における除雪作業においては、車両（自動車の他、鉄道車両も含む）の前方に排雪板を装着し、車両の進行方向の片側又は両側に雪を掻き分けるラッセル車や、車両の前方に設置した回転羽根の回転により雪を掻き集め、掻き集めた雪を道路脇や線路脇に吹き飛ばすロータリ除雪車などの除雪車両が用いられる。このような除雪車両を用いた除雪作業により、道路や線路上の降雪は、道路や線路の脇に堆積される。豪雪地帯では除雪作業を頻繁に行う必要があることから、道路や線路の脇に堆積された雪が大きな壁になる。その結果、道路を走行する車両の運転者や線路上を走行する鉄道車両を運転する運転者の視界が遮られ、危険である。

例えば、除雪作業を行う車両として、例えば除雪される雪を取り入れるホッパーと、ホッパーから取り入れた雪を油圧シリンダ等により駆動される押圧板により圧縮する圧縮機と、圧縮した雪を一定長さでカットする切断機と、切断した雪を後続する運搬車に積み込むためのベルトコンベアとを備えた排雪運搬車が提案される（特許文献１参照）。特許文献１に開示される排雪運搬車では、油圧シリンダにより一方向から押して雪を圧縮するため、圧縮時に非常に大きな力が必要となる。また、作業が順番に進行するので、連続処理が難しい。

したがって、圧縮時に非常に大きな力を必要せずに圧縮する装置として、例えば回転方向が異なるスクリュー対を複数配置し、取り入れた雪を複数のスクリュー対の回転により一方向に送り出しながら反力板に押し付けて送り出す雪を圧縮していき、スクリュー対を回転させるモータのトルクが閾値を超える毎に反力板を有する移動トレイを後退させていくことで、移動トレイ上に雪ブロックを形成し、さらに形成した雪ブロックを一定の長さで切断し、切断したブロック単体を積み重ねて保管する圧縮装置も提案される（特許文献２参照）。

特開平９－４１３３６号公報特開２００６－３２６６７４号公報

特許文献２に開示される装置は、スクリュー対により送り込んだ雪を反力板に向けて送り出しながら圧縮する構成であることから、油圧シリンダにより一方向から押して雪を圧縮する装置に比べて簡易な構成で雪を圧縮することが可能となる。しかしながら、このような圧縮装置は、装置自体が大掛かりになり、また、除雪作業を頻繁に行う地域では、圧縮装置を用いた除雪作業に莫大な費用が掛かり、財政を圧迫するものである。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、簡易な構成で除雪作業を行うことができる技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の圧雪装置は、雪を取り入れるホッパーと、前記ホッパーの送出口に対応し前記ホッパーに取り入れた雪を一方向に移動させる第１のコンベヤ部と、前記第１のコンベヤ部により前記一方向に移動される雪を圧縮しながら移動させる前記第１のコンベヤ部よりも短い第２のコンベヤ部とを有するスクリューコンベヤと、前記ホッパーの下方に位置して前記スクリューコンベヤを収納するとともに、前記スクリューコンベヤの回転により前記スクリューコンベヤにより送り出される雪を排出する排出口を有する筒部材と、前記スクリューコンベヤを回転駆動する駆動装置と、を備える。また、前記スクリューコンベヤは、少なくとも前記第２のコンベヤ部において、前記排出口に向けてスクリュー羽根のピッチが狭くなる可変スクリュー羽根を有することを特徴とする。

また、本発明の圧雪装置は、雪を取り入れるホッパーと、前記ホッパーの送出口に対応し前記ホッパーに取り入れた雪を一方向に移動させる第１のコンベヤ部と、前記第１のコンベヤ部により前記一方向に移動される雪を圧縮しながら移動させる前記第１のコンベヤ部よりも短い第２のコンベヤ部とを有するスクリューコンベヤと、前記ホッパーの下方に位置して前記スクリューコンベヤを収納するとともに、前記スクリューコンベヤの回転により前記スクリューコンベヤにより送り出される雪を排出する排出口を有する筒部材と、前記スクリューコンベヤを回転駆動する駆動装置と、前記スクリューコンベヤの内部に設けられ、前記スクリューコンベヤの内部の雪を加熱するヒータと、を備えることを特徴とする。

また、前記スクリューコンベヤの前記第１のコンベヤ部は、前記第２のコンベヤ部におけるスクリュー羽根のピッチよりも広いピッチを有するスクリュー羽根を有することを特徴とする。

また、本発明の車両は、上述した圧雪装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で、除雪する雪を投入し続けたときに連続で圧縮することができ、また、道路や線路の脇に堆積する雪を圧縮することで、視界を確保できる期間を長くすることができ、その結果、除雪作業に係る費用を削減することが可能である。

本実施形態の圧雪装置を有する除雪車両の一例を示す側面図である。（ａ）は圧雪装置の上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。（ａ）、（ｂ）は除雪作業における雪の流れを示す説明図である。

以下、本実施形態の圧雪装置を搭載した除雪車両について説明する。なお、本実施形態では、自動車が通行する道路又は道路脇に堆積した雪を除雪する際に用いる圧雪装置を有する除雪車両を一例として取り上げるが、鉄道の線路又は線路脇に堆積した雪を除雪する際に用いる圧雪装置を有する除雪用の鉄道車両であってもよい。

図１及び図２に示すように、除雪車両１０は、シャシー１５の前端上部に配置されるキャビン１６と、キャビン１６の後方に配置される架台１７とを含む。架台１７は、圧雪装置２０を設置する。

圧雪装置２０は、ホッパー２１、排出筒（請求項に記載の筒部材に相当）２２、スクリューコンベヤ２３、駆動モータ（請求項に記載の駆動装置に相当）２４を有する。

ホッパー２１は、上面と下面とが各々開口され、上下方向に直交する断面積が上面から下面に向けて小さくなる筒状の部材である。つまり、図２（ａ）に示すホッパー２１の上面視において、ホッパー２１の４つの側板２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、ホッパー２１の中心Ｑ側に下り傾斜している。ホッパー２１は、側板２５ａの下面に支持板２６ａ，２６ｂを固着し、側板２５ｂの下面に支持板２６ｃ，２６ｄを固着する。また、ホッパー２１は、側板２５ｃの下面に支持板２６ｅを、側板２５ｄの下面に支持板２６ｆを固着する。ここで、支持板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆは、ホッパー２１を架台１７に固定した際に、ホッパー２１を下方から支持する部材である。

上述したように、ホッパー２１の上面及び下面は各々開口される。ホッパー２１の上面の開口２１ａは、雪を取り入れる投入口として機能する。また、ホッパー２１の下面の開口２１ｂは、ホッパー２１の内部に投入された雪をスクリューコンベヤ２３に送り出す送出口として機能する。以下、投入口に対して符号２１ａを、送出口に対して符号２１ｂを付して説明する。

排出筒２２は、例えば長手方向の一端が閉口された円筒状の部材である。排出筒２２は、外周面の一部がホッパー２１の送出口２１ｂに沿って開口される。以下、排出筒２２が有する開口２２ａを送込口２２ａと称する。排出筒２２は、送込口２２ａとホッパー２１の送出口２１ｂとを連通した状態となるようにホッパー２１の下部に固着される。なお、ホッパー２１の上面視において、送出口２１ｂと送込口２２ａとの位置が一致していればよいので、排出筒２２をホッパー２１に固着せずに、個別に架台１７に固定してもよい。

排出筒２２は、長手方向（軸方向）における両端のうち、駆動モータ２４側の一端が閉口され、該一端とは反対側となる他端が開口される。排出筒２２の長手方向における他端の開口部分（図２（ｂ）中、符号２２ｂ）は、スクリューコンベヤ２３の回転により移動する雪が送り出される排出口として機能する。なお、符号２８ａ、２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、排出筒２２を架台１７に固定したときに支持する支持板である。

スクリューコンベヤ２３は、排出筒２２の内部に設けられ、その回転時に、ホッパー２１の送出口２１ｂ、排出筒２２の送込口２２ａを介して、排出筒２２の内部に送り込まれた雪を排出筒２２の排出口２２ｂに向けて押圧する。

スクリューコンベヤ２３は、コンベヤ軸２３ａと、コンベヤ軸２３ａの外周面に設けられるスクリュー羽根２３ｂとを有する。コンベヤ軸２３ａは、軸方向における一端が排出筒２２の長手方向の一端の閉口部分に設けた挿通孔（図示省略）を介して外部に突出される。なお、排出筒２２の外部に突出したコンベヤ軸２３ａの一端は、カップリング３０を介して、駆動機構３５の従動側スプロケット（図示省略）を固着した回転軸に連結される。

スクリュー羽根２３ｂは、スクリューコンベヤ２３を図２（ａ）中Ｒ方向に回転させたときに、排出筒２２に送り込まれた雪を排出筒２２の軸方向に沿って一方向（図２（ａ）中Ｓ方向）に移動させる。また、スクリュー羽根２３ｂは、雪を一方向に移動させる過程で圧縮して、排出筒２２の排出口２２ｂから送り出す。ここで、スクリュー羽根２３ｂは、ホッパー２１の送出口２１ｂに対応する位置（図中範囲Ｃ１）に設けられた羽根部のピッチがＰ１で、排出筒２２の排出口２２ｂに近づくにつれて、ピッチＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）、ピッチＰ３（Ｐ３＜Ｐ２）となるように、言い換えればスクリュー羽根２３ｂのピッチが排出筒２２の排出口２２ｂに向けて徐々に狭くなるように形成される。排出筒２２の排出口２２ｂの近傍におけるスクリュー羽根２３ｂのピッチＰ３は、一例としてＰ３＝Ｐ１／２である。スクリュー羽根２３ｂのピッチが排出筒２２の排出口２２ｂに向けて徐々に狭くなることで、排出筒２２に送り込まれた雪は、スクリューコンベヤ２３の回転により排出筒２２の排出口２２ｂに向けて移動しながら圧縮される。つまり、スクリュー羽根２３ｂのうち、図２（ｂ）中範囲Ｃ１に位置する部分（請求項に記載の第１のコンベヤ部に相当）が雪を排出筒２２の排出口２２ｂに向けて移動させる機能を有し、図２（ｂ）中範囲Ｃ２に位置する部分（請求項に記載の第２のコンベヤ部に相当）が、雪を排出筒２２の排出口２２ｂに向けて移動させながら雪を圧縮する機能を有する。

なお、本実施形態では、スクリューコンベヤ２３のスクリュー羽根２３ｂにおいて、図２（ｂ）中範囲Ｃ１の部分におけるピッチを同一ピッチとし、図２（ｂ）中範囲Ｃ２のピッチを、排出筒２２の排出口２２ｂに向けて徐々に狭くなるように形成しているが、範囲Ｃ１においても、スクリューコンベヤのスクリュー羽根のピッチを、排出筒２２の排出口２２ｂに向けて徐々に狭くなるように形成してもよい。

また、本実施形態では、範囲Ｃ２におけるスクリュー羽根２３ｂのピッチを、ピッチＰ２及びピッチＰ３としているが、範囲Ｃ２におけるスクリュー羽根２３ｂを、さらに多段階に設定することも可能である。

駆動モータ２４は、図示を省略したドライブチェーン及び２つのスプロケットを含む駆動機構３５を介して、駆動モータ２４の駆動力をスクリューコンベヤ２３に伝達する。なお、駆動機構３５が有する２つのスプロケットのうちの一方のスプロケットは、駆動モータ２４の回転軸に固定され、他方のスプロケットは、カップリング３０に連結される回転軸に固定される。ここで、駆動モータ２４は、図示を省略した操作ボタンの操作により、駆動又は駆動停止される。

本実施形態においては、スクリューコンベヤ２３におけるスクリュー羽根２３ｂの巻き方向を左巻きとしているため、スクリューコンベヤ２３を図２（ａ）中Ｒ方向に回転させて、雪を排出筒２２の排出口２２ｂに向けて（図２（ａ）中Ｓ方向に）送り出している。しかしながら、スクリューコンベヤにおけるスクリュー羽根の巻き方向が右巻きの場合には、スクリューコンベヤをスクリューコンベヤ２３を設置した時とは逆方向（図２（ａ）中Ｒ方向とは反対方向）に回転させて、雪を排出口に向けて送り出せばよい。

次に、本実施形態における圧雪装置を用いた圧雪作業について説明する。図３（ａ）に示すように、雪は、ラッセル車などによりホッパー２１に取り入れられる。ホッパー２１に取り入れられた雪のうち、最下端の雪は、ホッパー２１の送出口２１ｂ、排出筒２２の送込口２２ａを介して排出筒２２の内部に送り込まれる。操作ボタンを操作して駆動モータ２４を駆動させると、スクリューコンベヤ２３が図３中（ｂ）中Ｒ方向に回転する。スクリューコンベヤ２３のＲ方向への回転により、雪は、スクリュー羽根２３ｂに押圧されて排出筒２２の排出口２２ｂに向けて（図３（ａ）中Ｓ方向に）移動する。上述したように、スクリュー羽根２３ｂは、排出口２２ｂに向けてピッチが狭くなるように形成される。したがって、雪は、排出筒２２の内部をスクリュー羽根２３ｂに押圧されながら、図３（ａ）又は図３（ｂ）中Ｓ方向に移動する過程で、雪はスクリュー羽根２３ｂの間で圧縮される。そして、圧縮された雪は、排出筒２２の排出口２２ｂから排出される。なお、排出筒２２の排出口２２ｂから排出される圧縮された雪は、例えば道路の脇に集積、又は台車などに集積されて空き地などに排雪される。ここで、排出筒２２の排出口２２ｂから排出される雪は、圧縮された状態であることから、堆積されても、その堆積量はラッセル車等の除雪車両を用いた除雪作業時の堆積量よりも少なくなる。したがって、道路を走行する車両の運転者の視界が遮られることを防止することができる。

本実施形態では、ホッパー２１に取り入れられた雪を一方向に移動させながら圧縮するスクリューコンベヤ２３について例示しているが、例えばスクリューコンベヤ２３のコンベヤ軸２３ａの内部にヒータなどの加熱手段を設置し、ホッパー２１に取り込まれた雪をスクリューコンベヤにて圧縮しながら移動させる際に、雪の一部を溶かすようにしてもよい。

本実施形態では、同一ピッチからなる羽根部と、排出口に向けてピッチが狭くなる羽根部とを有する１つのスクリュー羽根有するスクリューコンベヤを例に挙げているが、同一ピッチからなるスクリュー羽根を有するスクリューコンベヤと、一方向に向けてピッチが狭くなる羽根部とを有する１つのスクリュー羽根を有するスクリューコンベヤとを、同軸となるように配置した圧雪装置であってもよい。

また、この他に、複数のスクリューコンベヤを排出筒の内部に並置して、雪を圧縮しながら排出する圧雪装置であってもよい。この場合、各スクリューコンベヤにより、雪を移動しながら圧縮した状態で排出口から排出できればよいので、各スクリューコンベヤにおけるスクリュー羽根の巻き方向は、左方向であってもよいし、右方向であってもよい。

１０…除雪車両、２０…圧雪装置、２１…ホッパー、２２…排出筒、２２ｂ…排出口、２３…スクリューコンベヤ、２３ａ…コンベヤ軸、２３ｂ…スクリュー羽根、２４…駆動モータ

Claims

雪を取り入れるホッパーと、
前記ホッパーの送出口に対応し前記ホッパーに取り入れた雪を一方向に移動させる第１のコンベヤ部と、前記第１のコンベヤ部により前記一方向に移動される雪を圧縮しながら移動させる前記第１のコンベヤ部よりも短い第２のコンベヤ部とを有するスクリューコンベヤと、
前記ホッパーの下方に位置して前記スクリューコンベヤを収納するとともに、前記スクリューコンベヤの回転により前記スクリューコンベヤにより送り出される雪を排出する排出口を有する筒部材と、
前記スクリューコンベヤを回転駆動する駆動装置と、
を備え、
前記スクリューコンベヤは、少なくとも前記第２のコンベヤ部において、前記排出口に向けてスクリュー羽根のピッチが狭くなる可変スクリュー羽根を有することを特徴とする圧雪装置。
雪を取り入れるホッパーと、
前記ホッパーの送出口に対応し前記ホッパーに取り入れた雪を一方向に移動させる第１のコンベヤ部と、前記第１のコンベヤ部により前記一方向に移動される雪を圧縮しながら移動させる前記第１のコンベヤ部よりも短い第２のコンベヤ部とを有するスクリューコンベヤと、
前記ホッパーの下方に位置して前記スクリューコンベヤを収納するとともに、前記スクリューコンベヤの回転により前記スクリューコンベヤにより送り出される雪を排出する排出口を有する筒部材と、
前記スクリューコンベヤを回転駆動する駆動装置と、
前記スクリューコンベヤの内部に設けられ、前記スクリューコンベヤの内部の雪を加熱するヒータと、
を備えることを特徴とする圧雪装置。
請求項１又は２に記載の圧雪装置において、
前記スクリューコンベヤの前記第１のコンベヤ部は、前記第２のコンベヤ部におけるスクリュー羽根のピッチよりも広いピッチを有するスクリュー羽根を有することを特徴とする圧雪装置。
請求項１又は２に記載の圧雪装置を有することを特徴とする車両。