| 【発明の名称】 |
除雪機 |
| 【発明者】 |
【氏名】花房 実美
【氏名】黒岩 堅治
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| 【要約】 |
【課題】オーガ等の除雪機構並びにクローラベルトを駆動する駆動源を見直すことにより、除雪機の操縦性を高めること。
【解決手段】除雪機１０は、車体１９の前部にオーガ等の除雪機構１３を配置し、車体１９の中央部に除雪機構１３を駆動するエンジン１４を配置し、車体１９の左右両側にクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを配置し、車体１９の後部に左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを駆動する左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを配置した、自力走行形式の歩行型除雪機である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車体の前部にオーガ等の除雪機構を配置し、車体の中央部に前記除雪機構を駆動するエンジンを配置し、車体の左右両側にクローラベルトを配置し、車体の後部に前記左右のクローラベルトを駆動する左右の電動モータを配置した除雪機。
【請求項２】 前記車体の後部から後方へ操作ハンドルを延し、この操作ハンドルに且つ前記クローラベルトよりも上位に、前記左右の電動モータを制御する制御部並びに前記左右の電動モータに電力を供給するバッテリを取付けたことを特徴とする請求項１記載の除雪機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クローラベルトで自力走行する形式の歩行型除雪機の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、狭いエリアでの除雪作業の労力軽減を図るために、動力で自力走行するとともに作業者が歩行しながら操作ハンドルを操縦する形式のオーガ式除雪機が、多く用いられるようになってきた。このようなオーガ式除雪機に関しては、例えば特開昭６３−２２３２０７号「小型除雪機」（以下、「従来の技術」と言う）が知られている。
【０００３】この従来の技術は、同公報の第７図及び第８図によれば、車体１（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）の前部にオーガ３及びインペラ９を備え、車体１の中央上部にエンジン４を備え、車体１の後部にハンドル３０を備え、車体１の左右両側にクローラ１５，１５を備えた、自力走行形式の歩行型除雪機である。
【０００４】さらに従来の技術は、エンジン４にてオーガクラッチ１１を介してオーガ３及びインペラ９（ブロワに相当）を駆動するとともに、エンジン４にて走行クラッチ４５、変速機１４、左右の駆動スプロケット１３，１３を介して左右のクローラ１５，１５を駆動するというものである。１台のエンジン４で、オーガ３及びインペラ９からなる除雪機構と、左右のクローラ１５，１５からなる走行機構とを、駆動することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自力走行形式の歩行型除雪機では、エンジン４の動力を１００％としたときに、一般に、除雪機構に約９０％（オーガ３に２０％、インペラ９に７０％）、走行機構としてのクローラ１５，１５に約１０％の動力を配分する。
【０００６】クローラ１５，１５の動力配分が全動力の１０％程度と少ないにもかかわらず、エンジン４からクローラ１５，１５に動力を伝達する走行動力伝達系は、メカニカルな走行クラッチ４５並びに左右輪用クラッチ付き変速機１４からなる比較的複雑な構造であり、しかも、走行クラッチ切換え操作、変速切換え操作、旋回操作をするのは面倒である。さらには、除雪機の重量バランスをできるだけ高めることで、除雪機の操縦性を高めるようにすることが求められている。除雪機の重量バランスを高めるには、動力源の配置が課題になる。このようなことから、走行動力伝達系を含めて動力源に改良の余地がある。
【０００７】そこで本発明の目的は、オーガ等の除雪機構並びにクローラベルトを駆動する駆動源を見直すことにより、除雪機の操縦性を高めることができる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１は、車体の前部にオーガ等の除雪機構を配置し、車体の中央部に除雪機構を駆動するエンジンを配置し、車体の左右両側にクローラベルトを配置し、車体の後部に左右のクローラベルトを駆動する左右の電動モータを配置した除雪機である。
【０００９】オーガ等の除雪機構を駆動する駆動源と左右のクローラベルトを駆動する駆動源とを、互いに分離独立させた。エンジンで除雪機構を駆動し、左の電動モータで左のクローラベルトを駆動し、右の電動モータで右のクローラベルトを駆動する。除雪機構の負荷状態にかかわらず、除雪機の走行が可能である。左右の電動モータの回転数を制御することで、除雪機の速度制御や旋回操作を行うことができる。
【００１０】請求項２は、車体の後部から後方へ操作ハンドルを延し、この操作ハンドルに且つクローラベルトよりも上位に、左右の電動モータを制御する制御部並びに左右の電動モータに電力を供給するバッテリを取付けたことを特徴とする。
【００１１】制御部やバッテリを雪害を受けにくい高さで、しかも、除雪機の前後の重量バランスをより高めるように車体よりも後方に配置した。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１３】図１は本発明に係る除雪機の左側面図である。除雪機１０は、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒ（この図では左のみを示す。以下同じ。）を備えた走行フレーム１２に、除雪機構１３並びにこの除雪機構１３を駆動するエンジン（原動機）１４を備えた車体フレーム１５を上下スイング可能に取付け、この車体フレーム１５の前部をフレーム昇降機構１６によって上下スイングするようにし、さらに、走行フレーム１２の後部から後方（より具体的には後上方）へ左右２本の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒを延したものである。
【００１４】この図は、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒの駆動源を左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒとし、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒの後部に左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒを配置し、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒの前部に左右の転動輪２４Ｌ，２４Ｒを配置したことを示す。
【００１５】除雪機構１３は、車体フレーム１５の前部に取付けたオーガ３１、ブロア３２並びにシュータ３３からなる。このような除雪機構１３は、オーガ３１で掻き集めた雪をブロア３２でシュータ３３を介して遠くへ飛ばすことで、除雪することができる。
【００１６】操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒは、除雪機１０に連れて歩行する作業者（図示せず）が握って除雪機１０を操作するものである。この図は、左右の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒ間に操作盤４１、制御部（制御盤）４２、バッテリ４３，４３を上からこの順に配列して取付けたものである。さらに左の操作ハンドル１７Ｌは、グリップ１８の近傍にクラッチレバー４４を備える。また、左右の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒは、グリップ１８，１８の近傍に除雪機旋回操作レバー４５，４５を備える。クラッチレバー４４は、電磁クラッチ１０１をオン・オフ切換えするレバーである。
【００１７】以上の説明から明らかなように、この除雪機１０は、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒで左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒが自力走行するとともに、作業者が歩行しながら操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒを操縦する形式の、自力走行式歩行型除雪機である。走行フレーム１２と車体フレーム１５との組合せ構造は、車体１９を構成するものである。図中、３５はオーガケース、３６はブロアケース、３７はスクレーパ、５１は充電用発電機、５２はランプ、５３はカバー、５４はベルト付勢部材である。
【００１８】以上の説明をまとめると、除雪機１０は、車体１９の前部に除雪機構１３を配置し、車体１９の長手中央部（走行方向中央部）に除雪機構１３を駆動するエンジン１４を配置し、車体１９の左右両側にクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを配置し、車体１９の後部に左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを駆動する左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを配置し、車体１９の後部から後方へ操作ハンドル１７を延し、操作ハンドル１７に且つクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒよりも上位に、操作盤４１、制御部４２、バッテリ４３，４３を取付けたものである。
【００１９】図２は本発明に係る走行フレーム、車体フレーム、フレーム昇降機構周りの分解斜視図である。走行フレーム１２は、前後に延びた左右一対のサイドメンバ６１，６１と、左右のサイドメンバ６１，６１の前部間に掛け渡した前部クロスメンバ６２と、左右のサイドメンバ６１，６１の後部間に掛け渡した後部クロスメンバ６３と、後部クロスメンバ６３の左右に取付けた一対のサイドブラケット６４，６４と、後部クロスメンバ６３の中央部（走行フレーム１２の幅中央）に取付けたセンタブラケット６５とからなる。
【００２０】左右のサイドメンバ６１，６１の後部は、左右の減速機付き電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを取付けるものである。左右のサイドメンバ６１，６１の前部は、前後に細長い支持溝６１ａ，６１ａを形成し、これらの支持溝６１ａ，６１ａにて転動輪用車軸２５を支持するとともに、転動輪用車軸２５を調節ボルト２６にて前後に移動させることで、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒ（図１参照）の張り具合を調節可能にしたものである。
【００２１】左右のサイドブラケット６４，６４は、上方へ延びた平面視略Ｕ字状部材であり、その外側の側面に左右の操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒの基部をボルト止めしたものである。さらに左右のサイドブラケット６４，６４は上部に、左右に貫通した支持孔６４ａ，６４ａを開けたものである。
【００２２】車体フレーム１５は、前後に延びた左右一対のサイドメンバ７１，７１と、左右のサイドメンバ７１，７１の後半部間に掛け渡した平板状の駆動部設置台７２と、駆動部設置台７２の前部中央に取付けたアーム７３とからなる。左右のサイドメンバ７１，７１は後部に、左右に貫通した２つの被支持孔７１ａ，７１ａを開けたものである。
【００２３】この図は、サイドブラケット６４，６４の上部に支持孔６４ａ，６４ａと、サイドメンバ７１，７１の被支持孔７１ａ，７１ａとに、２つの支持ピン７４（この図では１つのみ示す。）を嵌合することで、走行フレーム１２の後部に車体フレーム１５の後部を上下スイング可能に取付けるようにしたことを示す。
【００２４】フレーム昇降機構１６は、シリンダ８１からロッド８２が進退可能なアクチュエータであり、このアクチュエータは例えば電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータからなる。シリンダ８１の下部をセンタブラケット６５にピン８３にて上下スイング可能に取付けるとともに、ロッド８２の先端部をアーム７３にピン８４にて上下スイング可能に取付けることで、車体フレーム１５の前部をフレーム昇降機構１６によって上下スイングさせることができる。
【００２５】図３は本発明に係る除雪機の平面図であり、車体１９の中央部にエンジン１４を配置したことを示す。詳しくは、エンジン１４の出力軸中心ＥＬを車幅中心ＣＬから若干右寄りの位置に配置した。操作盤４１は、メインスイッチ（キースイッチ）４１ａと、フレーム昇降機構１６（図２参照）を操作する昇降操作レバー４１ｂと、シュータ３３の向きを変えるシュータ操作レバー４１ｃと、速度操作レバー４１ｄとを備える。速度度操作レバー４１ｄは、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの走行速度を操作するとともに、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを正逆転させることで前後進切換えをするレバーである。
【００２６】図４は本発明に係る除雪機のエンジン、電動モータ、除雪機構、クローラベルト周りの模式的平面図である。エンジン１４は、充電動力伝達系９０を介して充電用発電機５１に動力を伝達するとともに、除雪動力伝達系１００を介して除雪機構１３に動力を伝達するものである。充電動力伝達系９０は、エンジン１４の出力軸１４ａに取付けた第１駆動プーリ９１と、充電用発電機５１の軸５１ａに取付けた第１従動プーリ９２と、第１駆動プーリ９１と第１従動プーリ９２とに掛け渡した第１ベルト９３とからなる。エンジン１４の駆動力で、充電動力伝達系９０を介して充電用発電機５１を駆動することができる。充電用発電機５１は、バッテリ４３，４３（図３参照）に充電するものである。
【００２７】除雪動力伝達系１００は、エンジン１４の出力軸１４ａに電磁クラッチ１０１を介して取付けた第２駆動プーリ１０２と、第２駆動プーリ１０２に第２ベルト１０３を介して連結した第２従動プーリ１０４と、第２従動プーリ１０４を取付けた回転軸１０５と、回転軸１０５に連結したウォームギヤ式減速機構１０６とからなる。回転軸１０５は、ウォームギヤ式減速機構１０６を介してオーガ軸１０７に連結するとともに、カップリング１０８を介してブロア３２に連結したものである。オーガ軸１０７はオーガ３１を備える。エンジン１４の駆動力で、除雪動力伝達系１００を介してオーガ３１並びにブロア３２を駆動することができる。
【００２８】左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒは、走行動力伝達系１１１Ｌ，１１１Ｒを介して左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒに動力を伝達するものである。左の走行動力伝達系１１１Ｌは、左の電動モータ２１Ｌに一体的に組込んだ減速機であり、この減速機の出力軸を左の駆動輪用車軸２２Ｌとしたものである。左の電動モータ２１Ｌの駆動力で、左の走行動力伝達系１１１Ｌ並びに左の駆動輪２３Ｌを介して左のクローラベルト１１Ｌを駆動することができる。右の走行動力伝達系１１１Ｒは、右の電動モータ２１Ｒに一体的に組込んだ減速機であり、この減速機の出力軸を右の駆動輪用車軸２２Ｒとしたものである。右の電動モータ２１Ｒの駆動力で、右の走行動力伝達系１１１Ｒ並びに右の駆動輪２３Ｒを介して右のクローラベルト１１Ｒを駆動することができる。
【００２９】図５は本発明に係る除雪動力伝達系の側面断面図であり、除雪動力伝達系１００の具体的な構成を示す。なお、理解を容易にするために除雪動力伝達系１００を展開して示す。電磁クラッチ１０１は、車体１９に回転不能に取付けた電磁石１２１と、エンジン１４の出力軸１４ａに取付けたディスク１２２と、ディスク１２２の摩擦面に若干のエアギャップを有して対向したクラッチ板１２３とからなる。この電磁クラッチ１０１は、第２駆動プーリ１０２にクラッチ板１２３を連結することで、第２駆動プーリ１０２に組込んだクラッチであり、通電したときに電磁石１２１によってディスク１２２にクラッチ板１２３を吸引することで、クラッチオンとなるものである。
【００３０】第２駆動プーリ１０２並びに第２従動プーリ１０４はベルト２本掛けプーリである。回転軸１０５は、ブロアケース３６に回転自在に支持された軸である。１０９はテンションローラ、１２４は電磁石支持部である。
【００３１】図６は本発明に係る除雪機の各部品の配列関係を示す説明図である。除雪機１０を側面から見たときに、車体前部の転動輪用車軸２５の中心の位置をＡとし、車体後部の駆動輪用車軸２２Ｌ，２２Ｒの中心の位置をＢとし、エンジン１４の重心Ｇ１の位置をＣとし、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの重心Ｇ２の位置をＤとし、制御部４２の重心Ｇ３の位置をＥとし、前後２個のバッテリ４３，４３の重心Ｇ４の位置をＦとする。位置Ａと位置Ｂとの間に重心Ｇ１を配置し、位置Ｂのほぼ線上に重心Ｇ２を配置し、位置Ｂよりも後方に重心Ｇ３及び重心Ｇ４を配置した。さらには、クローラベルト１１Ｌ，１１Ｒよりも上位に重心Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４を配置した。
【００３２】以上の説明のように除雪機１０は、車体１９の前部に除雪機構１３を配置し、車体１９の中央部に重量物のエンジン１４を配置し、車体１９の左右両側にクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを配置し、車体１９の後部に左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを配置したことを特徴とする。従って、車体１９の重量バランスが良く、左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒに作用する重量バランスを最適な状態に設定することができる。このため、除雪機１０の操縦性が良い。さらに、車体１９の後部に左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒを配置したので、車体１９の前部に配置した除雪機構１３との前後の重量バランスを最適な状態に設定することができる。従って、クローラベルト１１Ｌ，１１Ｒにて雪面を走破する走破性能が高まる。
【００３３】このようにして、除雪機１０で必要な全動力のうち、■約９０％をしめる除雪機構１３を、動力効率（単位重量当りの発生動力の大きさ）のより高いエンジン１４で駆動するとともに、■約１０％をしめる左右のクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒを、より制御性の優れた左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒで各々独立して駆動するように、３つの駆動源に分離した。このようにすれば、２種類の動力源（エンジン１４と電動モータ２１Ｌ，２１Ｒ）の各長所を取入れることができる。
【００３４】従って、次の（１）〜（４）の作用を有する。
（１）除雪機１０の走行性能は、除雪機構１３の負荷状態（高負荷状態又は低負荷状態）に関係なく、独自に発揮させることができる。
（２）クローラ走行は低出力の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒで実施させることができる。低出力であれば電動モータ２１Ｌ，２１Ｒは小型になり、小型であれば、その配置は容易となり、電動モータ２１Ｌ，２１Ｒのレイアウトの自由度は増す。
【００３５】（３）エンジン出力を除雪系と走行系とに二分する従来の除雪機では、複雑で重い走行動力伝達系が必要になる。この点、本発明では走行動力伝達系が不要であるか、あったとしてもごく簡単なもので済ませることができる。この結果、除雪機１０の小型・軽量化を促すことができる。しかも、走行動力伝達系１１１Ｌ，１１１Ｒの機械的強度については、エンジン１４の動力に比べて小さい電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの動力を勘案して設定すればよく、走行動力伝達系１１１Ｌ，１１１Ｒを一層小型に且つ安価にすることができる。
【００３６】（４）左右の電動モータ２１Ｌ，２１Ｒの回転数を電気的に制御するだけで、除雪機１０の走行速度を変える変速制御や除雪機１０を旋回させる旋回制御をすることができるので、従来のエンジンによる走行駆動の場合に比べて、より制御性能が高まる。また、除雪機１０の走行速度を変える変速操作や除雪機１０を旋回させる旋回操作を容易に且つ小さい操作力で行うことができ、しかも、走行動力伝達系１１１Ｌ，１１１Ｒの構成を一層簡単にすることができる。
【００３７】さらに除雪機１０は、車体１９の後部から後方へ操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒを延し、操作ハンドル１７Ｌ，１７Ｒに且つクローラベルト１１Ｌ，１１Ｒよりも上位に、操作盤４１、制御部４２、バッテリ４３，４３を取付けたことを特徴とする。このようにして、車体１９よりも後方に制御部４２並びにバッテリ４３，４３を配置することができる。このため、除雪機１０の前後の重量バランスをより最適な状態に設定することができる。従って、クローラベルト１１Ｌ，１１Ｒにて雪面を走破する走破性能がより高まる。さらには、クローラベルト１１Ｌ，１１Ｒよりも上位に制御部並びにバッテリ４３，４３を配置したので、制御部４２やバッテリ４３，４３を雪害から守ることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮する。請求項１は、車体の中央部に除雪機構を駆動するエンジンを配置し、車体の後部に左右のクローラベルトを駆動する左右の電動モータを配置したことにより、除雪機で必要な全動力のうち、約９０％をしめる除雪機構をより動力効率の高いエンジンで駆動し、約１０％をしめる左右のクローラベルトをより制御性の優れた左右の電動モータで駆動するように、駆動源を分離することができる。このようにして、２種類の動力源の各長所を取入れることができる。従って、請求項１では走行動力伝達系が不要であるか、あったとしてもごく簡単なもので済ませることができる。この結果、除雪機の小型・軽量化を促すことができる。
【００３９】しかも、走行動力伝達系の機械的強度については、エンジンの動力に比べて小さい電動モータの動力を勘案して設定すればよく、走行動力伝達系を一層小型に且つ安価にすることができる。さらには、除雪機の走行性能は、除雪機構の負荷状態（高負荷状態又は低負荷状態）に関係なく、独自に発揮させることができる。従って、除雪機の操作性が高まるとともに作業性が高まる。さらにまた、左のクローラベルトを左の電動モータで駆動させるとともに、右のクローラベルトを右の電動モータで駆動させることができるので、左右の電動モータの回転数を制御するだけで、除雪機の変速操作や旋回操作を容易に行うことができ、しかも、走行動力伝達系の構成を一層簡単にすることができる。
【００４０】また、車体の前部にオーガ等の除雪機構を配置し、車体の中央部に除雪機構を駆動する重量物のエンジンを配置し、車体の左右両側にクローラベルトを配置し、車体の後部に左右のクローラベルトを駆動する左右の電動モータを配置したことにより、車体の重量バランスが良く、左右のクローラベルトに作用する重量バランスを最適な状態に設定することができる。このため、除雪機の操縦性が良い。さらに、車体の後部に左右の電動モータを配置したので、車体の前部に配置したオーガ等の除雪機構との前後の重量バランスを最適な状態に設定することができる。従って、クローラベルトにて雪面を走破する走破性能が高まる。
【００４１】請求項２は、車体の後部から後方へ操作ハンドルを延し、この操作ハンドルに且つクローラベルトよりも上位に、左右の電動モータを制御する制御部並びに左右の電動モータに電力を供給するバッテリを取付けたので、車体よりも後方に制御部並びにバッテリを配置することができる。このため、除雪機の前後の重量バランスをより最適な状態に設定することができる。従って、クローラベルトにて雪面を走破する走破性能がより高まる。さらには、クローラベルトよりも上位に制御部並びにバッテリを配置したので、制御部やバッテリを雪害から守ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２７日（２０００．３．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７３５６
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２７１３１７（Ｐ２００１−２７１３１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月５日（２００１．１０．５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８６４７１（Ｐ２０００−８６４７１） |
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