JPH0781251B2 - 除雪機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、雪を取り上げ且つ投げるための回転可能なパ
ドル形式の羽根車を有する単一段の除雪機に係る。一層
詳細には、本発明は、このような除雪機に対する改良さ
れた羽根車及び改良された羽根車／ハウジング組合わせ
に係る。

発明の背景 動力除雪機はよく知られており、一般に単一段又は二段
である。典型的な単一段の除雪機は米国特許第3,359,66
1号明細書に示されている。このような除雪機は、弧状
の下側部分を含む背壁により互いに結合されている間隔
をおいた側壁を有する正面でほぼ開いているハウジング
を含んでいる。投雪羽根車は背壁の下側部分に座するべ
く側壁の間に回転可能に支えられている。羽根車は雪を
取り上げ且つ投げるための半径方向に延びている可撓性
のパドルを含んでいる。ハウジングの背壁の上側部分は
横方向に間隔をおいた複数個の雪そらせ羽根を含んでい
る。羽根車が回転するにつれて、パドルは雪を取り上
げ、また雪を背壁の弧状の下側部分に向けて運ぶ。背壁
の上側部分が開始する正接点に於いてパドルが弧状の下
側部分から離れる時、雪に作用する力により雪はパドル
から釈放され、またほぼ背壁の上側部分に沿って上方且
つ外方に投げられる。羽根の方向に関係して、雪は前方
もしくは左方又は右方に投げられる。

上記の除雪機は、雪を取り上げ且つ除雪機から外方に投
げるためにただ一つの羽根車を利用しているので、単一
段除雪機と呼ばれている。単一段除雪機は、雪を連続的
に扱うために二つの別々の手段を利用する二段除雪機と
対照的である。ミネソタ州、ミネアポリスのザ・トロ・
カンパニーにより製造販売されている521型除雪機のよ
うな従来の二段除雪機には、同じく開いた正面部分を有
するハウジングが存在する。しかし、パドル形式の羽根
車ではなく雪集めオーガーが正面部分に支えられてい
る。オーガーは、雪を集めて内方にハウジングの中央に
向けて供給するほぼ向かい合った左及び右らせんフライ
トを有する。オーガーをその後方に置かれたチャンバに
結合する背壁の中央に開口が存在する。このチャンバは
動力により駆動される第二の要素、すなわち高速回転可
能なファンを含んでおり、このファンはオーガーにより
集められた雪を取って、スタックを通して垂直に上方に
投げる。スタックの頂は、正面又はそれぞれ左及び右を
向くように歯車及びハンドル配置により回転され得る回
転可能なシュートを含んでいる。

両形式の除雪機は固有の利点及び欠点を有する。単一段
除雪機は一般に二段除雪機よりも軽く且つコストが低く
てすむが、一般に二段除雪機のようには雪を遠くに投げ
得ず、又は投げられる雪の方向を制御し得ない。二段除
雪機は、スタックの頂に回転可能なシュートが設けられ
ているので、精密な位置に雪を向ける能力を有するが、
雪が種々の方向に動かされるので、効率が低い。雪は先
ず“チョップ・アップ”され、オーガーにより内方に動
かされ、次いで後方にファンチャンバ内へ動かされ、次
いで上方にスタックを通して投げられ、また最後にシュ
ートの方向に関係して左、右又は前方に向けられる。雪
はこのような曲がりくねった経路では一層容易に詰まり
得る。さらに、二つの別々の雪接触及び移動要素、すな
わちオーガー及びファンを必要とすることから、二段除
雪機はコストが高くなり、また複雑さが増す。

近年、単一段と二段との間の中間モデル又は折衷物と呼
ばれ得る除雪機の開発が試みられている。米国特許第4,
322,896号明細書に示されているような除雪機では、オ
ーガー・フライトと同一の軸上で回転する中央部に雪を
供給する向かい合うオーガー・フライトを含んでいる単
一の回転可能な羽根車のみが使用される。単に平らで比
較的短いパドルであるこの中央部はオーガーから内方へ
運動する雪を取り、また二段除雪機に見出されるものと
若干渉類似しているスタック及びシュートを通して雪を
垂直に上方に投げる。このような除雪機は、伝えられる
ところによれば、単一段除雪機の利点、すなわち一つの
能動的投雪要素しか設けられていないという利点を犠牲
にすることなく、たとえば一層精密な方向制御が可能で
あるという利点が得られる。

上記の除雪機は単一段及び二段の除雪機を成功裡に組み
合わせるべく試みられてきたが、いくつかの欠点を有す
る。その一つとして、出願人は、オーガー部がしばしば
雪を羽根車部に過剰に供給することを見出している。換
言すれば、除雪機の使用者の通常の前方歩行速度で、オ
ーガー部は羽根車部が雪をスタックを通して投げ上げる
ことにより雪をハウジングから除く速度よりも一般に速
い速度で羽根車に雪を供給する。このことは羽根車部に
雪が詰まる原因となり、明らかに望ましくない。さら
に、オーガー部の比較的長い長さ及びその高い回転速度
は、オーガー部が雪を内方にオーガーするよりもかなり
の量の雪を上方に半径方向に投げることを許す。従っ
て、羽根車部が詰まらない時にも、少なからざる量の雪
がこの除雪機によりきれいに投げられる代わりに再循環
される。このことの物理的な現われは、雪が羽根車のオ
ーガー部から前方に広がってばらばらに又はぼたぼたと
落ちることであり、使用中の除雪機の美的外観を損な
い、また除雪機が前方に押され得る速度を減ずる。

発明の概要 本発明は、単一の回転可能な投雪羽根車のみを有するこ
とにより上記の中間モデルの除雪機に類似の改良された
単一段除雪機を提供するものである。改良は、雪を取り
上げ且つ投げるため外方に延びている少なくとも一つの
パドルを有する羽根車に係る。このパドルは少なくとも
パドルの全長の中央の二分の一を越えて延びている中央
投雪部を含んでいる、この中央部は、雪が中央部から上
昇するにつれて内方に先細りになる流れで投げられるよ
うに、前方に中央点からその各側へほぼ凹面をなして湾
曲している。さらにパドルは、中央部の各側に位置し、
パドルの残りの長さにわたり延びている二つの端部を含
んでいる。各端部はパドルの長さに対して比較的小さい
ピッチを有する１ターンのらせんオーガーの比較的小さ
い部分を含んでいる。

本発明の他の局面は、除雪機ハウジングから上方に雪を
投げる中央除雪部を有する羽根車である。二つの端部は
中央部の各側に位置し、パドルの残りの長さにわたり延
びている。各端部は内方に中央投雪部に雪を供給するた
めのオーガー手段を含んでいる。中央部及び端部は、除
雪機により接触される雪の任意の単位体積に対して端部
によりオーガーされる雪の体積が中央部により投げられ
る雪の体積よりも少ないように、互いに相対的に割り振
られており、それにより端部による中央部の過剰供給が
最小化される。

本発明のさらに他の局面は、ハウジング上の改良された
雪捕集チャンバと組み合わされた凹面形状の中央部を有
する羽根車である。ハウジングの開いている正面の背壁
は、パドルへの背壁の正接点にほぼ隣接する下縁を有す
る逆さにされた漏斗状の捕集チャンバを含んでいる。こ
の捕集チャンバの内方テーパーは、雪が羽根車の湾曲し
た中央部から投げられる先細りの流れにマッチするよう
な形状にされている。

最後に、本発明の他の重要な特徴は、上記の形状の羽根
車を可撓性の材料から製作することである。このような
場合、羽根車はこの可撓性材料を必要な湾曲形状に保つ
ための支え手段を含んでいる。パドルは、良好な摩耗特
性を有するように、しかもその曲げられた形状で雪を投
げるために必要な剛固さを有するように、比較的軟らか
いゴム材料から製作され得る。

実施例の詳細な説明 先ず第１図を参照すると、本発明による改良された除雪
機が全体として参照符号２を付して示されている。除雪
機２は、動力により駆動される単一の投雪羽根車30を利
用している点で、トロＳ−200又はＳ−620のような既存
の単一段除雪機に類似している。加えて、除雪機２は、
投げられた雪の方向を精密に制御するために回転可能な
方向性シュート80を利用している点で、トロ521のよう
な既存の二段除雪機に類似している。除雪機２に於ける
一つの主要な改良は、単一段除雪機がそれよりもはるか
に大きい二段除雪機の性能を近似することを許す改良さ
れた投雪羽根車30の使用である。

除雪機２は、間隔をおいた二つの車６（第１図及び第４
図には一つしか示されていない）により大地に沿って転
がって進むべく支えられたハウジング４を含んでいる。
上方に延びているＵ字形のハンドル組立体８がハウジン
グ４の背に取り付けられており、使用者がつかむのに便
利な地上からの高さで終端している。ハンドル組立体８
は使用者が除雪機２を操縦し且つそれを羽根車30により
呈される自己推進作用に沿って前方に押すことを許す。
内燃機関10又は任意の他の適当な動力源が羽根車30を駆
動するためハウジング４の内側に含まれている。第４図
には、常時は内燃機関10を囲んでいる取り外し可能な頂
カバーが図解の目的で取り外されている状態で内燃機関
10が示されている。種々の列の空気口12が、燃焼及び冷
却空気が内燃機関10に到達するのを許すためカバー11に
設けられている。内燃機関の正確な型式、ハウジング４
の内側に於ける内燃機関の支持の仕方及び内燃機関の特
定の構成要素（キャブレター、マフラーなど）は本発明
にとって重要ではなく、任意の適当な型式であってよ
い。同様に、内燃機関10を囲むハウジング４の部分は、
カバー11を含めて、任意の適当な設計であってよい。

さて第１図ないし第３図を参照すると、ハウジング４は
開いている正面部分14を含んでおり、そのなかに雪と接
触するため羽根車30が収容されている。正面部分14は二
つの側壁16及び一つの背壁18を含んでいる。背壁18は半
円筒状の下側弧状部分19及びそれに一体に結合された上
側部分20を含んでいる。上側部分20は上方及び前方に、
好ましくは羽根車30の回転により描かれる円筒への接線
に沿って、ハウジング４の正面部分14の頂をほぼ郭定す
る上縁21で終端するまで延びている。

特に改良された羽根車30と組み合わせてのハウジング４
の正面部分14の一つの重要な特徴は、逆さにさた漏斗状
の捕集チャンバ22が背壁18の上側部分20の中央に置かれ
ていることであり、それを通して羽根車により取り上げ
られた雪が上方に投げられる。捕集チャンバ22は背壁23
と、捕集チャンバ22が垂直に立ち上がるにつれて漸次に
幅が増大する二つの三角形側壁24と、背壁23及び側壁24
が結合されているほぼ円形の上側カラー又はリング25と
により郭定されている。第２図及び第３図を参照された
い。カラー25は捕集チャンバ22の上端を郭定し、また正
面部分14の上縁21の背に隣接してハウジング４の頂カバ
ー11の開口26のなかに位置している。第２図中に示され
ているように、捕集チャンバ22は頂幅よりも底幅が広
く、上方に先細りとなっている。さらに、少なくともそ
の長さの下側部分、すなわちカラー25の下側の部分にわ
たり、捕集チャンバ22は正面に開いており、カラー25に
達するまで囲まれてはいない。捕集チャンバ22の他の重
要な特徴は、その下縁27が背壁18の下側部分19と上側部
分20との間の接合個所にほぼ隣接して、すなわち背壁18
と羽根車30との間の接線に位置していることである。捕
集チャンバ22の目的は後で一層詳細に説明する。

改良された羽根車30の構造の説明に移ると、羽根車30は
単一段除雪機２内で雪を集め且つ投げるための特に有効
な手段を含んでいる。羽根車30は、その周縁の周りに互
いに180゜ずらされており外方に延びている好ましくは
同一形状の二つのパドル32を含んでいる。各パドル32
は、オーガーとして機能する比較的短い端部36により囲
まれている比較的長い中央の投雪部34を含んでいる。中
央部34はその各端の間でほぼ凹面形状である。すなわ
ち、第２図中に矢印Ａにより示されているように、中央
点から各側へ羽根車30の回転の方向に前方に湾曲してい
る。こうして、中央部34の中央点から各側へ外方に進む
につれて、雪は徐々に増大する内向き角度で中央部34の
正面に投げ出される。このことは第２図中に、中央部34
の正面のその点に於ける雪粒子に作用する合力を表すベ
クトル矢印Ｂにより示されている。この配置の結果とし
て、羽根車30の定常状態作動の間に雪は上方に先細りの
流れとして、すなわち上昇するほど幅が減少する流れと
して投げられる。

各パドル32は、中央部34のように雪を上方に投げること
ではなく、中央部34の外側に位置する雪を取って内方に
中央部34へ供給することを主機能とする二つの端部36を
含んでいる。この主機能に適するように、各端部36は、
中央部34の各側から前方に延びており縁のすぐ上から見
た時に少し内方に傾いて見える“犬の耳”状の部分を含
んでいる。実際、各端部36は、パドル32の長さにくらべ
て比較的小さいピッチを有する内向きのらせんオーガー
の１ターンの比較的小さい部分を含んでいる。第８図に
は、このオーガーが羽根車30の周囲の周りに連続するこ
とを可能にするらせん形状であることと、オーガーのピ
ッチ、すなわち隣接するフライトの間の距離を示すＸが
パドルの長さよりもかなり短いこととが示されている。
しかし、各端部36はこのようにぐるりと連続しておら
ず、雪を中央部34に滑らかに供給するように中央部34の
隣接側に一体に接合されている。

各端部36は中央部34と比較的異なるものとして描かれて
いるが、各端部36の軸線方向に最も内側の部分は端部の
形状がその側に於ける中央部の形状に調和する移行部で
あるとみなされてよい。しかし、もしこのような移行部
が実際に存在しなければ、それはここで定義の目的で端
部の部分とみなされる。

羽根車30の一つの重要な特徴は種々のパドル部の互いに
相対的な割り振りである。出願人は、凹んだ中央部34が
羽根車の全長の少なくとも中央の50％を越えて、好まし
くは75％まで延びている時に特に有効な羽根車が得られ
ることを見出した。このような場合、端部36は中央部34
の各側のパドルの長さの残りの部分を満たす。加えて、
中央部34及び端部36の双方は周縁長さがほぼ等しい。例
えば、第１図中に示されているパドル32は羽根車30の周
縁の約180゜を越えて延びており、中央部34は約90゜、
すなわち羽根車周縁の０゜から90゜まで延びており、ま
た端部36は残りの90゜、すなわち約90゜から180゜まで
延びている。しかし、ここに示されているように180゜
延びている二つのパドル32の使用は本発明にとって臨界
的ではない。

各パドル32は、大きなストックピースからスタンプ又は
カットされ得る繊維強化ゴムのような弾性材料の単一ピ
ースから製作され、又は第７図中に示されているような
予成形されたピースとして用意されるようにモールドさ
れることが好ましい。このような予成形されたパドル32
は次いでここに図示且つ説明される形状に曲げられ、ま
た二つの異なる金属スタンピング40及び42を使用するこ
とにより羽根車30の部分を含む中央貫通軸38上でその形
状に保たれる。第一のスタンピング40は、中央部34のほ
ぼ凹んだ形状を郭定するのを助けるほぼ凹んだスタンピ
ングであり、ここでは中央スタンピングと呼ばれる。第
二のスタンピング42は、パドル32のオーガー状端部36を
郭定するのを助けるので、端スタンピングと呼ばれる。

中央スタンピング40は、その各側にほぼ半径方向に延び
ている二つの面又はフランジ46を有する半円形のハブ部
分を含んでおり、フランジ46は中央部34の凹んだ形状を
郭定するべく凹面に湾曲している。第２図、第５図及び
第６図を参照すると、二つの同一の中央スタンピング40
が、それらのハブ部分44が軸38の両側に雌雄結合され且
つそれに結合ねじ48により取り付けられた状態で使用さ
れる。中央スタンピングン40は、軸38の所与の側に突出
しているフランジ46が雌雄結合する凹面形状を有し、ま
た小さい間隙が両側のフランジの間に生ずるように取り
付けられる。次いで、パドル32を含む材料がこの間隙内
へ挿入され、またパドルがそれに、整合するフランジ46
の開口と予成形されたゴムパドル32内の種々の孔53とを
通るボルト50のようなねじを切られたファスナにより取
り付けられる。パドルがこうして拘束される時、その可
撓性材料はもちろん所望の凹面形状に曲げられる。第２
図を参照すると、中央スタンピング40により郭定される
中央部34の長さに関して、出願人は、約18インチ（44c
m）の全長を有するパドル32に対して中央スタンピング4
0のハブ部分44の長さが約14インチ（36cm）である時
に、受容可能な結果を生ずるパドルが得られることを見
出した。この特定の場合に、こうして郭定される中央部
34はほぼパドル32の長さの中央の75％を越えて延びてい
る。

中央スタンピング40の使用にもかかわらず、パドル32の
端部36はさもなければ自由に運動するので、それらを固
定するために端スタンピング42の使用を必要とする。特
に第５図に示されているように、各端スタンピング42
は、ほぼ半径方向に延びている二つの耳部56及び58を有
する円形のハブ54を含んでいる。耳部の各々は、端部36
がオーガーとして機能する時に端部36の内方に傾けられ
た方向を郭定するべく、ハブ54の軸線に対して相対的に
斜角に傾けられている。各端部36はねじを切られたファ
スナ60により端スタンピング42上の隣接する耳56又は58
に取り付けられている。パドル32の可撓性ゴム材料をそ
の必要な形状に取り付けるために金属スタンピング40及
び42を使用することは羽根車30の経済的な製造を可能に
すると共に、必要に応じてパドルの容易な交換を可能に
する。

好ましくは、各パドル32は、中央部34がスタンピングの
間に組み立てられる時に中央部34が少し前向きの角度を
有するように、すなわち中央部34が回転の軸線から延び
ている半径線に関して羽根車30の回転の方向に前方に傾
けられているように特に予成形された形状で用意されて
いる。前向きの角度を示す第６図中のαを参照された
い。中央部34の中央点に於ける前向きの角度の大きさが
５゜から20゜までであり、次いで中央点から中央部34の
各側へ移行するにつれて次第に約０゜に減少することは
好ましい。このことは、好ましくは半径線に沿っている
端部36への中央部34の移行を助ける。中央部34の少し前
方への傾斜がここに説明されてきたが、この傾斜をなし
ですませ、中央部34が単に直線半径線に沿っていてもよ
い。これは、予成形されたゴムパドルがスタンピング内
へ組み立てられる前に、ゴムパドルがその凹んだ形状に
曲げられるにつれて純粋な半径線から変形されないよう
に、その形状を少し調節することにより行われ得る。も
し中央部34の前方への傾斜がなしですませられれば、少
し前方への傾斜を有する羽根車30ほどに良好ではないけ
れども、羽根車30はなお従来の羽根車よりも良好な性能
を呈する。

最後に、出願人は、パドル32の材料の選択が重要であ
り、また適当に製造された時にはるかに良好な摩耗特性
を有するパドルが得られることを見出している。パドル
32は中央の投雪部34を越えて凹んだ形状を有するので、
はるかに軟らかいゴム材料がパドル32に使用され得る
が、パドル32は凹んだ形状にパドルを曲げる作用により
与えられる剛性のゆえに投雪の間に後方に曲げられない
ように十分に堅くなる。いくつかの従来の除雪機のパド
ルに使用されるゴム材料、例えばトロＳ−620型除雪機
に使用されるゴム材料は一般に、雪の負荷のもとに曲げ
に抵抗するように、より堅く、ショアＡスケールで75な
いし85のジュロメーター定格により測定された硬度を有
する。出願人は、ショアＡスケールで55ないし65の範囲
内のゴム材料により、その湾曲形状によりそれに与えら
れる付加的な剛性のゆえに本発明による満足なパドル32
が得られることを見出している。さらに、出願人は、ゴ
ム材料の内側に、ゴム材料の伸びを阻止するのに十分な
大きな引張強さを有する織物で強化した材料の一つ又は
それ以上の層59を使用するのが好ましいことを見出して
いる。パドル32の受容可能な材料の一例は、SBRゴムの
二つの等厚の層によりカバーされた一つの中心に置かれ
たポリエステル織物層を含んでいるユニローヤルU.S.Fl
ex C 175として知られておりユニローヤル（Uniroyal）
により製造されているゴムコンベヤベルトの材料であ
る。

さて第１図及び第２図を参照すると、羽根車30は背壁18
の正面にハウジング４の正面部分14のなかに水平に置か
れており、また任意の適当な軸受又はブシュ60を使用し
てハウジング４の側壁16に回転可能に支えられている通
し軸38を有する。軸38の一端は側壁16の一つを通って、
その側壁のすぐ外側に置かれ又は側壁の部分として形成
されている駆動伝達チャンバ64のなかへ延びている。チ
ャンバ64は常時は、チャンバ64内に収容されている駆動
伝達機構68を雪及び他の破片が汚すのを防止するため、
取り外し可能なサイドカバー66により囲まれている。伝
達機構68は選択的に羽根車30を内燃機関10の駆動軸に連
結する。

サイドカバー66を取り外した状態でチャンバ64を示す第
４図を参照すると、伝達機構68は、通し軸38の端に取り
付けられた被駆動プーリー70と、その周りに支えられて
いる駆動ベルト71、好ましくはポリＶベルトとを含んで
いる。駆動ベルト71は内燃機関10の駆動軸９の上に置か
れた駆動プーリー72の周りに延びている。アイドラプー
リー73が、内燃機関10から羽根車30へ駆動力を伝達する
べく駆動ベルト71を選択的に引張るために使用されてい
る。アイドラプーリー73は、端に取り付けれらたブレー
キローラー75を有するベルクランクレバー74の一つの腕
の中央に取り付けられている。ブレーキローラー75は、
伝達機構68が係合解除された時に羽根車30の回転を迅速
に停止させるべく、固定されたブレーキパッド76と協同
作用する。ベルクランクレバー74の他の腕は適当なリン
ク仕掛け77により、ハンドル組立体８の頂に置かれた制
御ハンドル78に連結されている。引張ばねは、制御ハン
ドル78が常時は第４図中に示されている位置を占めるよ
うにリンク仕掛け77の一部分を形成する。この位置で、
ベルクランクレバー74は、ブレーキローラー75がブレー
キパッド76と係合し且つアイドラプーリー73が駆動ベル
ト71にたるみを生じさせる位置に置かれるまで回転され
ている。

羽根車30の作動を開始したい時、使用者は手を制御ハン
ドル78の上に置いて、それをハンドル組立体８に向けて
引くだけでよい。この作用はリンク仕掛77を介して伝達
され、ベルクランクレバー74を、ブレーキローラ75がブ
レーキパッド76との係合を解除し且つアイドラープーリ
ー73が駆動ベルト71を引張る方向に下方に動かされる方
向に回転させる。これにより動力が内燃機関10から羽根
車30へ伝達され、羽根車30が回転し始める。ハンドル78
が釈放される時、ばねの引張力が各要素を第４図中に示
されている位置へリセットし、ブレーキローラとブレー
キパッドとの係合により羽根車30は迅速に停止する。

一つの特定の形式の伝達機構78をここに示してきたが、
任意の他の適当な伝達機構が動力を内燃機関10から羽根
車30へ選択的に伝達するために使用され得る。例えば、
ブレーキローラ75と協同作用する固定されたブレーキパ
ッド76の代わりに、揺動ブレーキ腕（図示せず）がほぼ
同一の位置に使用され得る。ベルクランクレバー74が、
ブレーキローラ75が駆動ベルト71の下側に向けて押し上
げられている駆動（係合解除）位置へ揺動される時、ブ
レーキ腕も揺動されて、小さいブレーキパッドを下方に
被駆動プーリー70の頂の駆動ベルト71と係合する位置へ
もたらす。これにより先に特に説明したものよりも一層
有効なブレーキ機構が得られる。

さて第１図及び第９図を参照すると、雪集めチャンバ22
の上端を郭定する円形リング25は回転可能なシュート80
の開いた下端に密に嵌合している。シュート80はほぼ通
常の設計であり、上方に延びており頂に揺動フード84を
有するＵ字形の排出とい82を含んでいる。とい82はほぼ
カバー11の開口26のなかに置かれている駆動歯車リング
86にボルト85などにより固定連結されている。駆動歯車
リング86は、駆動歯車リング86の上に横たわっており駆
動歯車リング86がハウジング４内の回転可能な指示構造
から上方に引かれるのを阻止する半円形のフランジ87に
よりハウジング４のなかに回転可能に拘束されている。
第９図を参照されたい。駆動歯車リング86の周縁は、駆
動歯車リング86、従ってまたシュート80を回転させるた
め、改良されたクランク機構又は手段90と係合するため
の直線歯車歯88の組を含んでいる。

さて特に第４図、第９図及び第10図を参照すると、クラ
ンク手段90は、駆動歯車リング86のすぐ後ろに置かれた
Ｕ字形ハウジング96のなかに収容されている歯車列94に
連結された正面端を有する長手方向に延びているクラン
クハンドル92を含んでいる。クランクハンドル92の後端
は、ハンドル組立体８の横材の中央に置かれたブラケッ
ト98のなかに回転可能に支えられている。第１図を参照
されたい。クランクハンドル92の外端は、使用者がハン
ドル組立体８の後ろに立っている時にいずれかの手でつ
かんでいずれかの方向に回転させ得るグリップ100なか
で終端している。このことは、大抵の従来の除雪機で典
型的であるように、クランクハンドル92は直線的に後方
にシュート80からハンドル組立体８の中央へ延びてお
り、一方又は他方の側へ延びていないので真である。従
って、左利きの使用者も右利きの使用者も容易にクラン
クハンドル92をつかんで操作し得る。

さて第９図及び第10図に転ずると、歯車列94は、水平横
軸104に回転可能に取り付けられており且つらせん歯103
が駆動歯車リング86の歯88と係合するように配置されて
いるウォーム102を含んでいる。ウォーム102の重要な特
徴は、歯103が約12゜の比較的浅い進み角を有すること
である（進み角とは、第９図中に角度βにより示されて
いるように、ウォーム102の回転軸線に対して直角な線
に対して相対的に歯103がなす角度をいう）。中間駆動
歯車106がウォーム102と同一の横軸104に置かれてお
り、ウォーム102とその一方の側で一体に形成されてい
る。駆動歯車106と類似の形状のスペーサ歯車108がウォ
ーム102の他方の側で横軸104に緩く支えられている。駆
動歯車106及びスペーサ歯車108はいずれも正面歯車110
に連結されており、正面歯車110が作動中にびんと立つ
ことはスペーサ歯車108により阻止されている。正面歯
車110は、ハウジング96の背壁を通って延びている中央
の円形ハブ112を有する。ハブ112は、クランクハンドル
92の正面端を受け入れるための凹み114を有する。この
正面端はクランクハンドル92を凹み114のなかに回転不
可能に固定するための平らなキー部分116を含んでい
る。ばね（図示せず）が、歯車列94と係合する位置へク
ランクハンドル92をしっかり偏倚させる方向にブラケッ
ト98のような除雪機の部分を押し付けるべくクランクハ
ンドル92に連結されていることは好ましい。歯車列94の
一つの重要な特徴は、正面歯車110からウォーム102へ少
なくとも１対２の速度増大が生ずるように歯車比が選定
されていることである。歯車列94の作動については後で
説明する。

さて除雪機２の作動の説明に転ずると、引張ロープ又は
電気的始動器のような任意の適当な手段が内燃機関10を
始動させるために設けられていてよい。使用者がハンド
ル組立体８の後ろに立っている状態で、簡単にハンドル
78をハンドル組立体８の上端に向けて閉じる操作により
任意の時点で羽根車30の作動が開始し得る。この操作に
より動力が内燃機関10から羽根車30へ伝達され、第３図
中に矢印Ｃの向きにより示されているように羽根車30が
回転する。次いで使用者は大地に沿う除雪機２の推進を
助けるのに羽根車30の回転を用い得る。これは、ゴムパ
ドル32を大地と接触する位置へもたらすように除雪機２
を前方に少し傾けることにより行われる。各パドル32の
複雑な湾曲形状のゆえに、少なくとも一つのパドル32の
一つ又はそれ以上の点が大地と接触して、大地に沿う除
雪機２の推進を助ける役割をする。例えば、第１図を参
照すると、大地は参照符号Ｙを付されている二つの接触
点で最も下側のパドル32により接触されている羽根車30
の特定の位置を結ぶ線として示され得る。羽根車30の回
転が矢印Ｃの向きに継続するにつれて、接触点Ｙは、最
も下側のパドル32が湾曲した中央投雪部34のほぼ中央点
でのみ大地と接触する状態に至るまで互いに接近する。
しかし、この中央点が大地との接触から離れる以前に、
上側パドル32の最も外側の端部36が既に大地と接触して
いるので、直線パドルを有する除雪機により呈されるス
ラッピング形式の自己推進作用ではなく連続的な自己推
進作用が羽根車30により呈される。自己推進作用が望ま
れない場合には、使用者は除去機２をその車６上に載せ
るだけでよく、この場合パドル32は大地との接触から離
れる。

羽根車30が回転するにつれて、羽根車30のすぐ正面の任
意の所与の単位体積の雪と接触する各パドル32の第一の
部分はパドル32の外端部36である。これらの外端部は雪
のなかへ食い込む傾向があり、また中央部34の外に位置
する比較的小さい体積の雪を内方に中央部34に向けて移
動させる。回転が継続し且つパドル32が一層深く雪のな
かへ食い込むにつれて、中央部34は端部36から内方へ移
動する雪だけでなく、端部36が到達し得ない中央部34の
すぐ正面の他の主な体積の雪とも接触し始める。次いで
中央部34はこの雪のすべてをすくい上げて、後方に背壁
18の弧状下側部分19に向けて運ぶ。この下側部分19は、
背壁18とパドル32との間の正接点すなわちパドル32が捕
集チャンバ22の下縁27に隣接する点が到達されるまで、
パドル32上に雪を閉じ込める。この点で、パドル32上の
雪は上方に直接に捕集チャンバ22のなかへ投げられる。
捕集チャンバ22は、パドル32の中央部を去るにつれて先
細りとなる雪の流れ、すなわち垂直に上昇するにつれて
幅が減少する雪の流れの寸法及び形状をよく近似するよ
うな形状にされている。雪は上方に捕集チャンバ22とそ
の頂を郭定する円形リング25とを通して回転可能なシュ
ート80のなかへ投げられる。次いで雪は、シュート80が
どの方向に回転されているかに関係して、種々の異なる
方向に投げられ得る。

羽根車30と、羽根車30及び雪捕集チャンバ22の組み合わ
せは下記のような多くの利点を有する。

1.羽根車30の形状及び捕集チャンバ22の形状及び配置に
より、はるかに大きい二段除雪機の性能に近づき始める
性能を有する単一段除雪機が得られる。この点に関し
て、出願人は中央投雪部30の形状が、その少し前向きの
傾斜の大きさを含めて、雪を集め且つ投げるのに従来の
直線パドルよりも効率的である、すなわちパドル上の滑
りが少なくチャンバ22のなかへ釈放されるまで雪が中央
部34によりしっかりすくわれ且つ保持されるように見え
ると信ずる。さらに、本発明による羽根車30は多数の方
向転換又は変化なしに雪をすくい且つ雪の経路内に移動
させる。加えて、捕集チャンバ22は中央部34からの雪の
流れの寸法及び形状と一致する寸法及び形状にされてお
り、また羽根車30が雪を釈放する正接点で始まる。こう
して、羽根車30及びチャンバ22のこの配置は最小の擾乱
で、また雪の動きを妨げる鋭い非効率的な方向又は面の
変化なしに、雪を移動させる。加えて、捕集チャンバ22
は正面で円形リング25のレベルまで開いているので、雪
が湿っており重い場合にも、閉塞しない。これらの因子
のすべては、従来の単一段除雪機とくらべての実質的な
性能改善に寄与するものと信ぜられる。

2.羽根車30は、雪が前方にばらばらと又はぼたぼたと落
ちることがほとんどないように割り振られた種々の部分
を有する。短い中央羽根車に対して相対的に長いオーガ
ー部を有する従来の多くの除雪機と異なり、出願人は、
羽根車がまさに逆の形状にされているべきこと、すなわ
ち長い中央部はオーガーとして機能する短い端部とを有
する形状にされているべきことを見出した。この関係は
本出願明細書に二通りに記述されている。すなわち、端
部36に関連して中央投雪部34の長さに対する物理的パラ
メータが記述されており、また中央投雪部34が端部36か
ら内方へ運動する雪の合同した体積よりも大きい体積の
雪をすくって移動させることが記述された。従って、こ
のような羽根車30は端部36から中央部34への雪の過剰供
給をしない。すなわち中央部34は端部36から受けた雪の
すべてを移動させ、再循環される雪を最小限にとどめる
ことができる。従って、購入者によっては非常に重要で
ある作動中の美観が改善され、除雪機から前方にばらば
らと又はぼたぼたと落ちる雪ははるかに少なくなる。中
央部34への供給以前に端部36から上方へ逃げる雪は雪捕
集チャンバ22の各側で背壁18の上側部分20に置かれてい
る二つの下向きの出張りまたはキッカー120により迅速
にたたき落とされる。

3.パドル32の形状に曲げられ且つ保たれる可撓性材料の
使用は多数の利点に寄与すると思われる。その一つとし
て、除雪機２が前方に傾けられ、またパドル32が大地と
接触し得る時に、連続的自己推進作用が除雪機により呈
される。加えて、パドル32を製作するゴム材料は、本発
明による形状にゴム材料を曲げる作用により堅くなるの
で、比較的軟らかいゴム材料から選ばれ得る。これらの
パドルが摩耗する時、第６図中に示されているパドルの
一つに示されているように、パドルはその背部から小さ
いリップを押し出す。出願人は、ここに図示且つ説明て
たような形状のパドル32は従来の形状の平らな半径方向
のパドルよりも長い作動時間にわたり雪を投げる能力を
保つことを見出した。これは、雪をすくって投げる剛固
なカップとして作用する中央部34に対して凹んだ形状を
有する可撓性材料を使用しているので、中央部34と背壁
18の弧状下側部分19との間の間隙が増大する時にも、そ
の能力が劣化しないことによるものと信ぜられる。加え
て、軟らかいゴム材料をパドルに使用することも、この
長寿命に寄与するものと信ぜられる。摩耗の間に押し出
されているパドル32の背部に於けるリップの存在はパド
ルの先端と背壁18の弧状下側部分19との間の間隙をより
一定な値に保つが、これは、長い作動時間にわたり効率
的に雪を投げるパドルの能力への寄与は比較的小さい、
少なくとも形状自体及び軟らかいゴム材料の使用という
推定される主因子にくらべて小さいと信ぜられる。

従って、本発明による羽根車30によれば、上記のような
多くの利点が得られる。本発明による除雪機の種々の変
形が可能であることは当業者に明らかであろう。例え
ば、羽根車30はここに示されている形式の逆さにされた
漏斗状に捕集チャンバと組み合わせて最も効率的に使用
され得るが、改善された性能を有する除雪機２に対して
羽根車30をこのような捕集チャンバと組み合わせて使用
することは不可欠ではない。例えば、トロＳ−200又は
Ｓ−620のような既存の単一段除雪機に、現在設けられ
ている羽根車の代わりに羽根車30を取り付けることも可
能である。このような置換によっても、羽根車30により
改善された除雪機の構造によって、投げられる雪の高さ
に関する改善、雪の流れの凝縮力に関する改善、雪が前
方にばらばら又はぼたぼた落ちることが少ないという改
善及びパドルの作動寿命に関する改善が得られると思わ
れる。

加えて、シュート80を回転するためのここに開示した特
別なクランク手段は類似の従来の配置にくらべて明確且
つ独特な利点を有すると思われる。これらの利点は主と
して、何ターンがクランクハンドル92に必要とされるか
に関係してシュート80の回転をスピードアップするため
の手段を歯車列94が形成し、また歯車列94がシュート80
への雪の負荷に起因する逆回転を受けないという事実に
関係する。本発明では、ウォーム102の進み角βが十分
に小さいので、ウォーム102が戻り止め配置を近似す
る。すなわち、進み角がウォーム102の逆回転を許さな
いので、駆動歯車リング86へのトルクがウォーム102の
逆回転を生じさせ得ない。しかし、ウォーム102が駆動
歯車リング86をゆっくり回転させる傾向を補償するた
め、出願人は、クランクハンドル92からウォーム102へ
の少なくとも２対１の速度増大を行う速度増大用正面歯
車110を利用した。さらに、クランクハンドル92上のグ
リップ100がハンドル組立体８の中央点に置かれるよう
に、配置全体が回転可能なシュート80から後方へ延びる
ように設計されている。それにより左手による操作も右
手による操作も容易に可能であり、使用者がクランクハ
ンドル92を操作するために除雪機２の一方又は他方の側
に位置する必要はない。すべてのこれらの改善された特
性がクランク手段90に見出され得る。このようなクラン
ク手段は、除雪機がここに示された形式の回転可能なシ
ュート配置80を利用しているかぎり、任意の設計の除雪
機２に使用され得る。

他の変形が可能であることは当業者に明らかである。従
って、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定
されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良された除雪機の斜視図であ
り、特に二つのオーガー形状の端部により囲まれた凹ん
だ中央部を含む外方に延びているパドルを有する改良さ
れた羽根車を示している。 第２図は第１図に示されている除雪機の正面立面図であ
り、特に改良された羽根車と除雪機ハウジング上の逆さ
漏斗状の捕集チャンバとを示している。 第３図は第２図中の線２−２に沿う除雪機ハウジングの
断面図であり、特に第２図中に示されている逆さ漏斗状
の捕集チャンバを示している。 第４図は第１図中に示されている除雪機の側立面図であ
り、特に羽根車を駆動するための駆動伝達機構を示して
いる。 第５図は第１図中に示されている除雪機の改良された羽
根車の部分的に分解された斜視図であり、特にその組立
の方法を示している。 第６図は第５図中の線２−２に沿う、第５図中に示され
ている羽根車の断面図であり、特に新しい状態での一つ
のパドル及び比較的摩耗した状態での一つのパドルを示
している。 第７図は、曲げられて第１図中に示されている羽根車の
形状内へ組立てられる以前の予形成されたパドルの平面
図である。 第８図は第１図中に示されている羽根車の斜視図であ
り、特に端部により郭定されるオーガーが羽根車の周囲
の周りに連続することを可能にするらせん形状を示して
いる。 第９図は第１図中に示されている除雪機の一部分の平面
図であり，特に実質的に垂直な軸線の周りに導雪シュー
トを回転させるために使用される改良されたクランク機
構を示している。 第10図は第９図中に示されているクランク機構内に使用
される歯車列の拡大された断面図である。 ２……除雪機、４……ハウジング、６……車、８……ハ
ンドル組立体、10……内燃機関、11……カバー、12……
空気口、14……開放正面部分、16……側壁、18……背
壁、19……下側弧状部分、20……上側部分、22……逆さ
漏斗形捕集チャンバ、23……背壁、24……三角形側壁、
25……カラー、30……投雪羽根車、32……パドル、34…
…中央投雪部、36……端部、40、42……スタンピング、
44……半円形ハブ部分、46……フランジ、48、50……ボ
ルト、53……孔、56、58……耳部、60……ファスナー、
64……駆動伝達チャンバ、66……サイドカバー、68……
駆動伝達機構、70……被駆動プーリー、71……駆動ベル
ト、72……駆動プーリー、73……アイドラプーリー、74
……ベルクランクレバー、75……ブレーキローラ、76…
…ブレーキパッド、78……制御ハンドル、77……リンク
仕掛、78……制御ハンドル、80……シュート、82……と
い、85……ボルト、86……駆動歯車リング、88……直線
歯車歯、90……クランク手段、92……クランクハンド
ル、94……歯車列、96……ハウジング、98……ブラケッ
ト、100……グリップ、102……ウォーム、103……らせ
ん歯、104……軸、106……中間駆動歯車、108……スペ
ーサ歯車、110……正面歯車、112……ハブ、114……凹
み、116……キー部分、120……出張り

フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・エム・ホワイト・ザ・サード アメリカ合衆国ミネソタ州、チャンハッセ ン、ダコタ・アヴェニュー 8028 (56)参考文献 実開 昭55−131322（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭41−21509（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭47−5147（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭51−46250（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な投雪羽根車（30）と、前記投雪
   羽根車を内部に収容するハウジング（４）と、エンジン
   （10）とを有する単段式除雪機にして、 前記投雪羽根車（30）は作動時に雪の層に対しほぼ平行
   に配置される中心軸線の周りに互いに径方向反対側に装
   備された一対のパドル（32）を有し、前記パドルの各々
   はその全長に亙って滑かに湾曲し且その両端部にて前記
   中心軸線に対し比較的急角度に傾斜することによって該
   両端部に雪を内向きに掻き寄せる一対のオーガー部（3
   6）を形成すると共に該投雪羽根車の全長の少なくとも
   半分を占める中央部に比較的緩やかに湾曲した凹状の中
   央投雪部（34）を形成しており、前記一対のパドルの各
   々に於ける前記一対のオーガー部を形成する端部は前記
   中心軸線の延在方向に沿って該投雪羽根車を横方向から
   見た側面形状に於て前記中心軸線の周りにほぼ180゜に
   亙って該投雪羽根車の回転方向に湾曲して延在し、前記
   端部の先端は前記中心軸線の延在方向に沿って該投雪羽
   根車を横方向から見た側面形状に於て該一対のパドルの
   他方のものの中央部にある前記中央投雪部の側面形状上
   の位置にほぼ到達する側面形状上の位置にあるように構
   成されており、 前記ハウジングは前方及び下方にて開いていて内部に収
   容された前記投雪羽根車（30）を前方及び下方にて露呈
   させる室空間を郭定し、該投雪羽根車の後方且下方の部
   分に沿ってこれに近接して延在する湾曲した下方の壁部
   （19）とこれに続いてほぼ垂直方向に延在する壁部（2
   3）とを含む後壁（18）にて前記投雪羽根車の後方部を
   覆い、更に前記投雪羽根車の中央部の上方に前記のほぼ
   垂直方向に延在する壁部と実質的に連続した後壁を有し
   上方へ向けて開いている雪捕集チャンバ（22）を形成し
   ており、 前記エンジン（10）は前記ハウジングに装着され、前記
   一対のパドル（32）が交互に前方を向いた位置より下方
   を向いた位置を経て後方を向いた位置へ移動するような
   回転方向に前記投雪羽根車（30）を回転させるようにな
   っている ことを特徴とする単段式除雪機。