除雪機
【課題】硬く締まった雪に対しても除雪効果を高めることができる除雪機を提供する。
【解決手段】機体フレーム９の前方に車輌前後方向に対して略垂直に沿った掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａを有するオーガ部４８が配設されており、オーガ部４８が揺動機構７により揺動軸４８ｄの軸線回りに揺動される。
ここで、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、オーガ部４８を揺動軸４８ｄの軸線回り一方側（右回転）および他方側（左回転）に交互に揺動させるべく、揺動機構７が制御される。
【解決手段】機体フレーム９の前方に車輌前後方向に対して略垂直に沿った掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａを有するオーガ部４８が配設されており、オーガ部４８が揺動機構７により揺動軸４８ｄの軸線回りに揺動される。
ここで、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、オーガ部４８を揺動軸４８ｄの軸線回り一方側（右回転）および他方側（左回転）に交互に揺動させるべく、揺動機構７が制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除雪機に関し、特に、硬く締まった雪に対しても除雪効果を高めることができる除雪機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機体フレームと、前記機体フレームの前部に配設されたオーガ部とを有し、オーガ部の掻き取りオーガにより積雪を掻き取った上で、排雪シューターから排雪する除雪機が公知である。
また、オーガ部を地面（積雪面）に対して可及的に平行に配置すべく、オーガ部を車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動させることにより、機体フレームに対して傾けて配設可能とする構成も公知となっている（例えば、特許文献１参照）。このように、オーガ部を地面に対して可及的に平行に配置させることによって、オーガ部と地面（積雪面）との接触領域を大きくして、掻き取り効率を高めることができる。
【０００３】
しかしながら、上記のようにオーガ部と地面との接触面積を大きくしても、硬く締まった雪に対しては、掻き取りオーガによる掻き取りが困難となり、オーガ部が積雪面上に乗り上げてしまう結果、除雪が十分に行えない問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１０８１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、硬く締まった雪に対しても除雪効果を高めることができる除雪機の提供を、一の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る除雪機は、機体フレームと、前記機体フレームに配設されたエンジンと、前記エンジンによって作動的に駆動される走行装置と、前記機体フレームの前部に配設され、掻き取りオーガの回転軸が車輌前後方向に対して略垂直に沿い且つ前記回転軸が車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動可能なように機体フレームに支持されたオーガ部と、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回りに揺動させる揺動機構と、前記揺動機構による前記オーガ部の前記揺動軸回りの揺動を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードを実行し得ることを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成の除雪機によれば、機体フレームの前方に車輌前後方向に対して略垂直に沿った掻き取りオーガの回転軸を有するオーガ部が配設されており、オーガ部が揺動機構により揺動軸の軸線回りに揺動される。
ここで、制御部によりオーガ揺動除雪モードが実行されると、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるべく、揺動機構が制御される。
【０００７】
このように、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部の回転軸に軸支される掻き取りオーガの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
【０００８】
好ましくは、前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角を検知する角度検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、前記角度検知手段の検知結果に基づいて、前記傾斜角が所定角度以上となることである。
【０００９】
この場合、角度検知手段により、前記オーガ揺動除雪モード開始時におけるオーガ部の開始位置からのオーガ部の傾斜角が検知される。そして、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、角度検知手段の検知結果に基づいて、制御部により揺動機構を介してオーガ部が制御され、前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
したがって、予め地面に対して掻き取りオーガの回転軸が略平行となるように、オーガ部を位置させておくことにより、掻き取りオーガの回転軸が地面に対して所定の傾斜角となるまでオーガ部を揺動することができ、実際の地面に合わせた除雪作業を容易に行うことができる。
【００１０】
より好ましくは、前記揺動軸の軸線回りの揺動による前記オーガ部の負荷量を検知する揺動負荷検知手段を具備し、前記制御部は、前記揺動負荷検知手段が所定値以上の負荷量を検出した場合、前記切替条件に関わらず、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える。
【００１１】
この場合、揺動負荷検知手段により、揺動軸の軸線回りの揺動によるオーガ部の負荷量が検知される。そして、当該検知結果に基づいて、オーガ部に所定値以上の負荷がかかった場合には、前記切替条件を満たしていなくても、制御部により揺動機構を介してオーガ部が制御され、オーガ部の揺動軸の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
これにより、揺動途中であっても、障害物や地形変化により地面に直接接触した場合に、オーガ部への負荷量が増大したことをもって検知し、オーガ部の押し付け力の超過を防止し、障害物や地面の破損を防止するとともに、負荷量の増大によるオーガ部および揺動機構の変形や破損を防止することができる。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記走行装置の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジンを制御する。
【００１３】
この場合、制御部によりオーガ揺動除雪モードが実行されると、走行装置の速度が所定速度以下に制限される。したがって、通常時より低速で除雪作業が行われることとなり、硬く締まった雪に対して掻き取りオーガが雪を掻き取る回数を相対的に増やすことにより、除雪効果をより高めることができる。
【００１４】
好ましくは、前記走行装置は、左右一対のクローラを有し、それぞれのクローラが独立して駆動可能に構成されており、前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラを上方に位置する端部側のクローラに比べて増速させる。
【００１５】
この場合、走行装置は、左右一対のクローラであり、それぞれのクローラが独立して駆動される。そして、オーガ揺動除雪モードにおいて、制御部により走行装置が制御されて、オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラが上方に位置する端部側のクローラに比べて増速される。
したがって、オーガ部において接地圧が高められた側のクローラのトルクを上昇させて、オーガ部の当該端部における押し付け力を向上させることができ、除雪効果をより高めることができる。その一方で、オーガ部が雪を掻き取る際の負荷による当該接地側のクローラにおけるスリップの発生および回転力の低下を防止し、除雪機の直進安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る除雪機によれば、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部の回転軸に軸支される掻き取りオーガの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る除雪機の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１は除雪機の全体側面図、図２は図１の除雪機のオーガ部を示す正面図、図３は図１の除雪機の伝動系統を示す側面図、図４は図１の除雪機の伝動系統を示す上面図、図５はギヤボックスのカバーを取り外した状態の、除雪機の揺動機構の斜視図、図６は除雪機の揺動機構の上面図、図７は図６のギヤボックス部分の拡大上面図、図８は除雪機の揺動機構の背面図、図９はギヤボックス部分の断面背面図、図１０は除雪部と機体フレームの取り付けを示す側面図である。
【００１８】
図１において、除雪機の全体構成から説明する。機体フレーム９の前部には除雪部１が配設されている。除雪部１は、機体フレーム９の前端に連設したブロアハウジング４６内にブロアが収納される。ブロアハウジング４６の上部の進行方向左側には、雪吹上口４６ａが配設され、当該雪吹上口４６ａ上に左右回動可能に投雪シュート４７が突出されている。一方、ブロアハウジング４６前部には、後述するオーガ入力軸４８ｄに略垂直且つ通常時において車輌方向左右に沿った回転軸４８ａと、当該回転軸４８ａ回りに回転可能な掻き込みオーガ４８ｂと、前記回転軸４８ａの両端を軸支した状態で前記掻き込みオーガ４８ｂを収納したオーガカバー４８ｃとで構成されるオーガ部４８が配置されている。
オーガ部４８は、機体フレーム９に対して前記オーガ入力軸４８ｄ回りに揺動可能に構成されている。本実施形態においては、除雪部１全体が機体フレーム９に対しオーガ入力軸４８ｄ回りに揺動可能に構成されることにより実現されている。
前記掻き込みオーガ４８ｂと前記ブロアとは同時に駆動されて、該掻き込みオーガ４８ｂの回転軸４８ａ回りの回動によって雪を砕いて中央側へ掻き込み、ブロアによって上方へ吹き飛ばし、投雪シュート４７によってガイドされて任意の方向へ排出されるように構成されている。
【００１９】
前記投雪シュート４７の下部には王冠状に形成された旋回座４９が一体的に設けられており、該旋回座４９の側方に図示しない旋回モータが取り付けられている。該旋回モータの出力軸上にはギヤを備えており、該ギヤと旋回座４９の外周下部に形成した歯部を噛合させている。そして、操作ボックス１４上のシュート調整レバーを操作することにより、ギヤが回動してギヤと噛合する旋回座４９が回動し、投雪シュート４７が回動し、投雪方向が変更される。
なお、旋回モータを用いずに、手動で投雪シュート４７を回動する構成としてもよい。この場合は、運転操作部４０の側部に投雪シュート回動用ハンドルを配設する。投雪シュート４７は、該ハンドルの回動に連動して回動し、投雪方向が変更される。
【００２０】
投雪シュート４７の上端には、投雪キャップ４５が設けられている。該投雪キャップ４５の下端は、投雪シュート４７の上端に、回動可能に枢支されており、操作ボックス上のシュート調整レバーを操作することによって、投雪キャップ４５が上下方向に回動し、投雪角度が変更され、投雪距離を調節することができる。
【００２１】
図１に示すように、前記オーガカバー４８後部両側下部より左右対称位置に突設されるステー６の下部には、そり８が固設されており、該そり８の底面が地面と接するようにして、前記除雪部１が安定して接地するようにしている。そり８のステー６への取付位置の変更により、除雪部１の高さを微調整することも可能である。
【００２２】
なお、本除雪機は、そり８の代わりに、ローラを前記ブロアハウジング４６下端に枢設する構成としてもよい。この場合は、除雪部１の安定性が向上すると同時に、機体走行時の抵抗が減少して、除雪作業時に機体が滑らかに走行を行うことができるようになる。
なお、前記ローラを除雪部１に配設する場合にも、ローラの取付位置を上下調節可能に構成することが可能である。
【００２３】
前記機体フレーム９の両側後部より後上方に、左右一対のハンドル１０が突出されており、該ハンドル１０の下部に運転操作部４０が形成されている。該ハンドル１０の上部間には、操作ボックス１４が配置される一方、両側のハンドル１０上に後述する走行系伝動機構を操作する走行クラッチレバー５１と後述する作業機系伝動機構を操作する作業クラッチレバー５２とがそれぞれ配設されている。前記走行クラッチレバー５１および作業クラッチレバー５２は握っているときのみ作動し、手を放すと停止するデッドマンクラッチレバーとして構成されている。
また、前記操作ボックス１４上には図１に示すように、除雪部１のオーガ部４８を揺動操作するための揺動操作レバー１６と、オーガ部４８の制御モードを断続的に揺動させるオーガ揺動除雪モード（後述）に切り替えるモード切替スイッチ（レバー）１７と、一定時間オーガ揺動除雪モードを実行させるモード実行スイッチ（ボタン）１８とが配設されている。詳しくは後述する。
さらに、操作ボックス１４上には、走行変速レバー、エンジン回転レバーおよびシュート調整レバー等が配設され、操作ボックス１４下方には、駐車ブレーキも兼用するサイドクラッチレバー５３が配設されている。
【００２４】
前記機体フレーム９上には、図３に示すように、車輌前方側に出力軸６００が突出されたエンジン６０が載置される。前記エンジン６０の下方には、車輌前方側に入力軸６３１が突出された状態でＨＳＴ式変速装置（図示せず）およびデファレンシャル機構（図示せず）等の伝達機構を内部に有するトランスミッション６３０が配設されている。トランスミッション６３０の入力軸６３１からの動力は、ＨＳＴ式変速装置およびデファレンシャル機構等を介してトランスミッション６３０の左右から突出された出力軸６３２に伝達される。トランスミッション６３０の左右には、機体フレーム９に取り付けられたクローラフレーム４２に軸支された左右一対のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを有し、それぞれのクローラ５０Ｒ，５０Ｌが独立して駆動可能なクローラ式走行装置５０が配設されている。
より詳しくは、クローラ５０Ｒ，５０Ｌは、前記クローラフレーム４２に軸支され、トランスミッション６３０の出力軸６３２と最終伝達機構６４０を介して作動連結された駆動スプロケット２と、前記クローラフレーム４２に軸支され、前記駆動スプロケット２の後方に配設された従動スプロケット３と、前記駆動スプロケット２および前記従動スプロケット３の間に巻回され、駆動スプロケット２の回転に伴って前記従動スプロケット３に動力を伝達するクローラベルト５とを具備している。駆動スプロケット２の回転に伴ってクローラベルト５が回転することにより、除雪機が走行可能となる。
エンジン６０の出力軸６００と、前記掻き込みオーガ４８ｂの回転軸４８ａを回転させるオーガ入力軸４８ｄとは、作業機系伝動機構６１０により作動連結されるとともに、エンジン６０の出力軸６００と、トランスミッション６３０の入力軸６３１とは、走行系伝動機構６２０により作動連結される。
【００２５】
より詳しく説明する。作業機系伝動機構６１０は、前記エンジン６０の出力軸６００に相対回転不能に支持された作業駆動プーリ６１１と、前記オーガ入力軸４８ｄに相対回転不能に支持された作業従動プーリ６１２と、前記作業駆動プーリ６１１および前記作業従動プーリ６１２の間に巻回されたベルト６１３とを具備する。また、走行系伝動機構６２０は、前記エンジン６０の出力軸６００に相対回転不能に支持された（作業駆動プーリ６１１と同軸の）走行駆動プーリ６２１と、前記トランスミッション６３０の入力軸６３１に相対回転不能に支持された走行従動プーリ６２２と、前記走行駆動プーリ６２１および前記走行従動プーリ６２２の間に巻回されたベルト６２３とを具備する。
また、作業機系伝動機構６１０および走行系伝動機構６２０には、駆動プーリ６１１，６１２および従動プーリ６２１，６２２の間に配設されたベルト６１３，６２３に、ロッドを介して押圧可能なテンションローラ（図示せず）が設けられており、各クラッチレバー５１，５２の操作に応じて前記テンションローラがベルト６１３，６２３を押圧して、ベルト６１３，６２３にテンションを与えることにより、エンジン６０からの動力が駆動プーリ６１１，６２１から従動プーリ６１２，６２２に伝動される結果、除雪部１（オーガ部４８）およびクローラ式走行装置５０に伝動される。
なお、作業機系伝動機構６１０および走行系伝動機構６２０は、ベルトカバー４３により被覆されている。
【００２６】
また、機体フレーム９の左側面中央よりやや前方側に、バッテリー搭載台２５が突設され、該バッテリー搭載台２５にバッテリー２６が搭載されている。該バッテリー２６は、支持部材とバッテリーカバーとによって固定されている。なお、本実施例では機体フレーム９の左側面中央よりやや前方側に該バッテリー２６を配置しているが、機体後方などに配置することもでき、バッテリーを配設する場所は限定されるものではない。
また、図１に示すように、機体フレーム９の後方内部には、除雪部１の高さを調節するための電動リフティング機構８０が配置されている。該電動リフティング機構８０は、後述する電動揺動機構と同じく、モータ、歯車機構およびリンク機構を有し、該リンク機構をクローラ式走行装置５０に連結し、前記モータの駆動でリンク機構を回動して除雪部１の高さ調節を可能としている。
【００２７】
次に、本発明の除雪部１を前記オーガ入力軸４８ｄ回り一方側および他方側（左右）に揺動させる電動の揺動機構について図５〜図１０を用いて説明する。
前記電動揺動機構７は、アクチュエータとしてのモータ２１と、前記モータ２１の出力を減速する減速歯車機構を備えたギヤボックス２０と、ギヤボックス２０の出力である駆動軸６４の回転を前記揺動軸としての前記オーガ入力軸４８ａ回りの揺動に変換するリンク機構とを具備する。ここでは、モータ２１およびギヤボックス２０がオーガ部４８（除雪部１）側に設けられ、リンク機構のギヤボックス２０とは反対側の端部が機体フレーム９側に取り付けられている。
また、前記減速歯車機構は、前記モータ２１の出力軸２２に相対回転不能に支持されたウォーム３１と、前記ウォーム３１に噛合した状態で前記モータ２１の出力軸２２に対し略垂直な駆動軸６４に相対回転不能に支持されたウォームホイル３２とを具備する。
さらに、前記リンク機構は、前記駆動軸６４の端部に相対回転不能に取り付けられたアーム３３と、前記アームの前記駆動軸６４の軸線から偏心した位置に一端が取り付けられたリンクロッド５５と、機体フレーム９に固着され、前記リンクロッド５５の他端が軸線回り相対回転自在に取り付けられた固定軸５７とを具備する。
【００２８】
順に説明する。除雪部１のブロアハウジング４６の側面には、ギヤボックス取付座６１が固着されており、その取付座６１にギヤボックス２０が固設されている。つまり、雪吹上口４６ａと左右逆側にギヤボックス２０が配置されて、ブロアハウジング４６上部の空間を有効利用し、ギヤボックス２０がブロアハウジング４６の上部に位置することで、作業時に巻き上げる泥や水等ができるだけかからないようにしている。
【００２９】
前記ギヤボックス２０の前面には、アクチュエータとしてモータ２１が固設される。該モータ２１の出力軸２２は、右側方に突出されており、ギヤボックス２０の内側に挿通された状態で、後述するように除雪部１から減速歯車機構及びリンク機構を介して機体フレーム９と連結する構成としている。前記ギヤボックス２０内には、ウォーム３１とウォームホイル３２とを有する減速歯車機構が収納支持されている。前記出力軸２２の先端は、継手２３内に挿入された状態で、ジョイントピン２４で回転軸２９の一端と固定され、モータ出力軸２２と回転軸２９とが連結されている。なお、モータ２１は油圧モータとすることも可能である。
【００３０】
前記回転軸２９は、ベアリング６２と段付のカラー６３を介してギヤボックス２０に回転自在に支持され、該回転軸２９の中央部にウォーム３１が固設されている。なお、前記段付のカラー６３の内径部にはブッシュが取り付けられている。該ウォーム３１はウォームホイル３２と噛合され、該ウォームホイル３２は歯車機構の出力側歯車として、その出力軸となる駆動軸６４に固設されている。該駆動軸６４は、前後方向に沿った状態でギヤボックス２０に回転自在に支持されている。該駆動軸６４の後側端は、ギヤボックス２０より後方に突出しており、当該端部上にアーム３３が固設される。駆動軸６４の前側端は、平座金６５を介してボルト６６で固定され、アーム３３がウォームホイル３２と一体的に回動するように構成されている。ここでは、アーム３３の先端は、通常時（機体フレーム９に対し除雪部１が水平である状態）において略水平方向右側に位置している。なお、ギヤボックス２０に設けられた軸穴の内径部にはブッシュ等の軸受が取り付けられ、ウォームホイル３２の回動による駆動軸６４への焼き付きが防止されている。
【００３１】
また、前記アーム３３の先端にはピン５４が固設され、リンクロッド５５の一端が前記ピン５４に回転自在に支持されている。
また、前記機体フレーム９の前面の右側下方に平面視Ｕ字形状のリンクロッド受座５６が固設されている。該リンクロッド受座５６には固定軸５７が挿通されている。前記リンクロッド５５の他端には、当該固定軸５７を挿通可能とする取付穴を有し、固定軸５７の軸線方向に延出された固定パイプ６７が固着されている。そして、リンクロッド受座５６および固定パイプ６７が固定軸５７に挿通された状態で、平座金を介して割りピン等で固定されることにより、リンクロッド５５が固定軸５７回り回動可能に支持されている。
【００３２】
このように構成された揺動機構７において、前記操作レバー１６を操作して、モータ２１を駆動させると、ウォーム３１が回転し、該ウォーム３１に噛合したウォームホイル３２も回転する。
例えば、モータ２１を駆動して前記ウォームホイル３２を背面視において右回転させると、アーム３３も同方向に回転し、該アーム３３の先端が下方に下がるように回転する。このとき、リンクロッド５５は、自身が下方に下がることにより、機体フレーム９を下方に押し下げ、その反力で除雪部１が相対的に揺動軸４８ａ回り一方側（背面視左回転方向、言い換えるとオーガ部４８が左下がりになる状態）に揺動される。
また、ウォームホイル３２を背面視において左回転させると、アーム３３も同方向に回転し、アーム３３の先端が上方に上がるように回転する。このとき、リンクロッド５５は、自身が上方に上がることにより、機体フレーム９を上方に引き上げ、その反力で除雪部１が相対的に揺動軸４８ａ回り他方側（背面視右回転方向、言い換えるとオーガ部４８が右下がりになる状態）に揺動される。
【００３３】
このように、電動で除雪部１の傾きを容易に調整することができ、また、作業者の操作力を軽減することができる。また、ウォーム３１とウォームホイル３２を用いているため、小型のモータ２１を用いて左右揺動ができるとともに、任意位置で停止させてもウォームホイル３２は惰性や重量等により回転することがなく、除雪部１を任意の傾きで停止させることができ、微調整も容易にできる。なお、前記アーム３３の先端にリンクロッド５５を支承するためのピン穴を複数個設け、リンクロッド５５を異なるピン穴の位置で回転自在に支持することによって、除雪部１の傾きを調節する範囲を変えることとしてもよい。
また、ギヤボックス２０の故障時等の非常時には、アーム３３およびリンクロッド受座５６からリンクロッド５５を外して、手動で傾きを調節することも可能である。
【００３４】
前記ギヤボックス２０は、上方から下方に向けて開放されており、カバー１５により覆われる。図９に示すように、本実施例におけるカバー１５は、上部カバー１５ａと下部カバー１５ｂとで構成されている。上部カバー１５ａにより、ギヤボックス２０の上部から側部の一方側が被装され、下部カバー１５ｂにより、前記側部の一方側から底部が被装されている。
カバー１５ａ，１５ｂを外すと、図５に示すように、前記ウォーム３１とウォームホイル３２が剥き出しとなり、メンテナンス作業等を行うことができる。このように、前記ウォーム３１とウォームホイル３２とは、ギヤボックス２０に着脱可能に取り付けられたカバー１５で覆われているため、ウォーム３１とウォームホイル３２とが雨や雪などで濡れて錆びたり、石などを噛み込み故障することを防止することができるとともに、作業者の安全を確保することができる。さらに、カバー１５は着脱可能であるため、グリス注油等のメンテナンス作業等を容易に行うことができる。また、旋回モータのカバーを一体化し、ギヤボックス２０と兼用することにより、雨や雪などの侵入を効果的に防止することができる。
また、ギヤボックス２０の底面に位置する下部カバー１５ｂには、図９に示すように、複数個の水抜き穴２０ａが設けられている。これにより、ギヤボックス２０内に水が万一浸入した場合、水はギヤボックス２０の底面に向かって流れ、水抜き穴２０ａから排出される結果、ギヤボックス２０内に溜まらない。水抜き穴２０ａの数は、ギヤボックス２０から水が十分に排出できる数であれば限定されるものではない。さらに、水抜き穴２０ａは作業者の指が入らない程度の大きさとして、安全を確保している。
【００３５】
また、図８および図１０に示すように、機体フレーム９の前端面上には上ガイドプレート６８が固設されている。上ガイドプレート６８は、側面視Ｌ字状且つ後面視略三日月状に構成されている。また、機体フレーム９の前端下には、下ガイドプレート６９が固設されている。下ガイドプレート６９は、側面視Ｕ字状且つ後面視略三日月状に構成されており、開放側を下に向けて固設されている。上ガイドプレート６８の上部と下ガイドプレート６９の下部とは、曲率半径及び中心が同一の円弧状に配置されている。そして、この円弧状部は除雪部１の後端の上下に固設されたスペーサ７０とカバー受け７１とによりガイドされ、オーガ部４８の傾倒時にはカバー受け７１が前記上ガイドプレート６８の下部に形成した水平平面部６８ａと当接することで、除雪部１の揺動が制限される。
【００３６】
前記カバー受け７０，７１は、ブロアハウジング４６後面の上下に略対称に固設されている。スペーサ７０の厚さは、ガイドプレート６８，６９と略同じであり、スペーサ７０の内側の円弧状部は、ガイドプレート６８，６９の外側円弧状部と略同じ形状となるように、ガイドプレート６８の外周外側にスペーサ７０が配置される。カバー受け７１は、後面視でスペーサ７０とガイドプレート６８，６９の一部と重複するように配置された状態で固定されている。
このような構成によれば、除雪部１を左右揺動操作して、最大揺動角度に達すると、スペーサ７０の側面が上ガイドプレート６８の下部に形成した水平平面部６８ａと当接することになり、除雪部１がそれ以上同じ方向に揺動しないように規制される。
【００３７】
以上のような除雪機において、前記オーガ部４８を制御するための本発明に係る制御方法について説明する。図１１は図１の除雪機における制御装置を示すブロック図、図１２は図１１の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
本実施形態の除雪機は、上記構成に加えて、図１１に示すように、前記揺動機構７を介して機体フレーム９に対して前記オーガ部４８（除雪部１）の前記揺動軸（オーガ入力軸４８ｄ）回りの揺動を制御する制御部Ｃ１を具備し、前記制御部Ｃ１は、前記モード切替スイッチ（ここではレバー）１７またはモード実行スイッチ（ここではボタン）１８の操作に応じて、前記オーガ部４８を前記揺動軸４８ｄの軸線回り一方側（ここでは、オーガ部４８が右下がりとなる方向であり、以下、右回りと言う。図２の矢符Ｒ方向参照）および他方側（ここでは、オーガ部４８が左下がりとなる方向であり、以下、左回りと言う。）に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードＰ２を実行し得るものである。
前記モード切替レバー１７は、通常除雪モードＰ１とオーガ揺動除雪モードＰ２とを切り替え可能な操作レバーであり、前記モード実行スイッチ１８は、人為操作された際に、所定時間、前記オーガ揺動除雪モードＰ２が実行されるように構成される。
【００３８】
前記制御部Ｃ１は、制御プログラムＰを実行するマイコン等のコンピュータで構成され、適宜、メモリ、外部記憶装置および入出力手段等（図示せず）が組み込まれており、記憶手段に記憶された情報を読み出すとともに前記制御プログラムＰを実行することができる。また、制御部Ｃ１は、モード実行ボタン１８等の操作時からの時間を計測可能なタイマーＣ２を有している。このタイマーＣ２は、コンピュータに内蔵されたものでもよいし、別途外部から接続されたものであってもよい。
本実施形態の制御プログラムＰは、オーガ部４８を機体フレーム９に対して固定した状態で掻き込みオーガ４８ｂを回転軸４８ａ回りに回転させて除雪作業を行う通常除雪モードＰ１と、オーガ部４８を機体フレーム９に対して揺動させた状態で掻き込みオーガ４８ｂを回転軸４８ａ回りに回転させて除雪作業を行うオーガ揺動除雪モードＰ２とを有している。
【００３９】
また、本実施形態の除雪機は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２開始時における前記オーガ部４８の開始位置に対する前記オーガ部４８の傾斜角Δθを検知する角度検知手段Ｃ３を具備している。具体的には、基準位置（ここでは、オーガ部４８の回転軸４８ａが機体フレーム９に対して水平な位置）からの角度θが角度検知手段Ｃ３により検知可能に構成され、前記オーガ揺動除雪モードＰ２の開始位置における開始角度θ０と現在位置における現在角度θとの差を演算することにより、前記傾斜角Δθを検知する。
なお、本実施形態における現在角度θは、前記基準位置から前記右回りに正の値、前記左回りに負の値をとるものとする。すなわち、現在角度θは、右回りに増大し、左回りに減少する。
ここで、角度検知手段Ｃ３は、揺動機構７のアクチュエータであるモータ２１の回転角を検知するポテンショセンサ等とすることにより実現可能である。また、モータ２１をステップモータとして、制御パルスをモニタすることとしてもよい。また、実際に揺動軸４８ｄ回りの回転角をポテンショセンサにより検知することとしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態の除雪機は、前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動による前記オーガ部４８の負荷量を検知する揺動負荷検知手段Ｃ４を具備している。具体的には、前記モータ２１の負荷量を計測するロードセルやモータ２１の電流変化により検知可能である。また、地面と接触するオーガ部４８の車両幅方向両端部に直接的にロードセル等を設けることとしてもよい。
【００４１】
続いて、制御部Ｃ１の制御に基づいた前記除雪機の制御モードＰ１，Ｐ２について図１２のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態の制御モードＰ１，Ｐ２においては、[モード]、[開始角度]、[現在角度]、[傾斜角]、[揺動角]および[揺動方向]の６つのパラメータを用いてオーガ部４８の制御が行われる。[モード]は、現在の制御モード（図１２において、通常除雪モードＰ１は「通常」で表し、オーガ揺動除雪モードＰ２は「揺動」で表す）を示し、[開始角度]は、オーガ揺動除雪モードＰ２開始時において角度検知手段Ｃ３にて検知された角度θ０を示し、[現在角度]は、現在の角度検知手段Ｃ２により検知される角度θを示し、[傾斜角]は、前記現在角度と前記開始角度との差Δθを示し、[揺動角]は、開始角度位置である揺動中心から揺動可能な最大の角度θｓを示し、[揺動方向]は、オーガ部４８の揺動している方向（前記左または右回転。図１２においては単に「左」または「右」で表す）を示している。
【００４２】
まず、通常除雪モードＰ１においては、パラメータ[モード]は、「通常」となっている（ステップＳ１）。そして、作業クラッチレバー５２が操作された（ＯＮとなった）場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、掻き込みオーガ４８ｂが回転軸４８ａ回りに回転する。この状態で走行クラッチレバー５１を操作してクローラ式走行装置５０を走行させることにより、除雪作業が行われる。この際、地面の形状に合わせて、適宜、揺動操作レバー１６を操作して機体フレーム９に対するオーガ部４８の角度を変化させることが可能である。
除雪作業中、制御モードに変更がなければ（ステップＳ５においてＮｏ）、パラメータ[モード]を「通常」に維持し（ステップＳ６でＮｏおよびステップＳ７）、除雪作業制御を繰り返す。
除雪作業中において、作業クラッチレバー５２が操作されなくなる（ＯＦＦとなった）場合（ステップＳ２でＮｏ）、前記作業機系伝動機構６１０のテンションローラがベルト６１３へのテンションが弱まる方向に動き、掻き込みオーガ４８ｂの回転が停止される（ステップＳ４）。
【００４３】
ここで、モード切替レバー１７またはモード実行ボタン１８が操作されると、制御部Ｃ１は、制御モードをオーガ揺動除雪モードＰ２に移行させる（ステップＳ５においてＹｅｓ）。現時点では、パラメータ[モード]は、「通常」であるので（ステップＳ８においてＹｅｓ）、パラメータ[開始角度]を角度検知手段Ｃ３にて検知された現在角度に設定する（ステップＳ９）とともにパラメータ[揺動方向]を「右」に初期設定（ステップＳ１０）した上で、パラメータ[モード]を「揺動」に変更する（ステップＳ１１）。
なお、モード実行ボタン１８が押下操作された際は、当該操作時からタイマーＣ２により時間計測が行われる。
【００４４】
本実施形態のオーガ揺動除雪モードＰ２の開始時においては、揺動機構７のモータ２１をアクチュエータとして駆動して、オーガ部４８を揺動軸４８ｄ回り一方側（背面視右回転）させる制御を行う（ステップＳ１２でＹｅｓおよびステップＳ１３）。このとき、後述するようにモータ２１の回転が角度検知手段Ｃ３により監視される（ステップＳ１４）。
さらに、オーガ部４８の現在角度θは、角度検知手段Ｃ３により検知され、検知された値がパラメータ[現在角度]の値に設定される（ステップＳ１５）。加えて、傾斜角Δθ＝θ−θ０が演算され、パラメータ[傾斜角]の値が設定される（ステップＳ１６）。さらに、オーガ部４８の前記開始位置（揺動中心）からの最大傾斜角が揺動角θｓとして設定される（ステップＳ１７）。揺動角θｓは、予め機械的に定められていてもよいし、場合に応じて複数の揺動角θｓの中から人為操作により選択可能としてもよい。揺動角θｓを人為的に選択可能とすることにより、掻き込みオーガ４８ｂの押し付け力を場合に応じて任意に調整して、除雪効果を調整することができる。
【００４５】
そして、設定された前記揺動角θｓと演算された傾斜角Δθとが比較され（ステップＳ１８）、傾斜角Δθが揺動角θｓを超えるまで、ステップＳ２からステップＳ１７までが繰り返される（ステップＳ１８でＮｏ）。この際、パラメータ[現在角度]および[傾斜角]の値は、ともに増大しながら順次更新される。
前記傾斜角Δθが揺動角θｓを超えると（ステップＳ１８でＹｅｓ）、揺動方向を切り替えるべく、パラメータ[揺動方向]を「左」に更新する（ステップＳ１９）。
これにより、次回の制御ループにおいて、揺動機構７のモータ２１を逆回転させて、オーガ部４８を揺動軸４８ｄ回り他方側（背面視左回転）させる制御に切り替える（ステップＳ１２でＮｏおよびステップＳ２０）。
なお、前述のように、オーガ部４８の右回転制御中においては、角度検知手段Ｃ３によって前記モータ２１の回転が監視されるが、前記モータ２１が回転していない場合（ステップＳ１４でＮｏ）にはすぐに揺動方向を変更すべくステップＳ１９へと移行する。モータ２１が回転していないことは、例えば、角度検知手段Ｃ３において検知される値（現在角度θ）が所定時間変化しない（動かない）ことをもって検知可能である。このようにして、モータ２１が回転しなくなったことをもってオーガ部４８が地面等に接触したことを検知し、それ以上同方向に揺動させないようにする。地面等の保護および除雪機の保護のためである。
【００４６】
左回転制御においては、右回転の場合と同様に、パラメータ[現在角度]、[傾斜角]、[揺動角]が設定される（ステップＳ２２からステップＳ２４）。そして、設定された前記揺動角θｓと演算された傾斜角Δθとが比較され（ステップＳ２５）、傾斜角Δθが揺動角θｓを超えるまで、ステップＳ２からステップＳ１２およびステップＳ２０からステップＳ２５までが繰り返される（ステップＳ２５でＮｏ）。ただし、前述の通り、本実施形態においては、左回転によりパラメータ[現在角度]は単調減少するため、傾斜角Δθ＝θ−θ０と定義する（ステップＳ２３）ことにより、傾斜角Δθを右回転と同様に単調増加させている。
【００４７】
こうして、前記傾斜角Δθが揺動角θｓを超えると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、揺動方向を切り替えるべく、パラメータ[揺動方向]を「右」に更新する（ステップＳ２６）。
なお、オーガ部４８の左回転制御中においても、角度検知手段Ｃ３によって前記モータ２１の回転が監視され（ステップＳ２１）、前記モータ２１が回転していない場合（ステップＳ２１でＮｏ）にはすぐに揺動方向を変更すべく後述するステップＳ２６へと移行する。
このようにして、交互に揺動方向が切り替えられることにより、オーガ部４８が往復揺動される。
そして、モード切替レバー１７の操作により制御モードが通常除雪モードＰ１に戻されるまたはモード実行ボタン１８を操作してから所定の時間経過後に自動的に通常除雪モードＰ１に復帰すると（ステップＳ５においてＮｏおよびステップＳ６においてＹｅｓ）、オーガ部４８の位置をパラメータ[開始位置]の位置に復帰させた上で（ステップＳ２７）、パラメータ[モード]が「通常」に切り替えられる（ステップＳ７）。オーガ揺動除雪モードＰ２の終了後、オーガ部４８を開始位置に復帰させることにより、再調整を不要とし、作業の効率化を図ることができる。
【００４８】
以上のように、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、揺動機構７がこれに基づいて制御され、オーガ部４８が揺動軸４８ｄの軸線回り一方側および他方側に交互に揺動される。
【００４９】
このように、オーガ部４８を揺動軸４８ｄの軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部４８の回転軸４８ａに軸支される掻き取りオーガ４８ｂの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部４８の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
また、モード切替レバー１７とは別に、所定時間だけオーガ揺動除雪モードＰ２に切り替えられ、所定時間経過後通常除雪モードＰ１に自動的に復帰するモード実行ボタン１８を設けることにより、一時的に除雪効果を挙げたい場合に、作業者の手間を省いて迅速かつ効率的にオーガ揺動除雪モードＰ２を実行させることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、前述のように、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件を前記傾斜角Δθが所定角度（揺動角θｓ）以上となることとしている。これにより、前記オーガ揺動除雪モードＰ２の開始時における前記オーガ部４８の開始位置に対する前記オーガ部４８の傾斜角Δθが所定の揺動角θｓとなる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
したがって、予め地面に対して掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａが略平行となるように、オーガ部４８を位置させておくことにより、掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａが地面に対して所定の傾斜角（揺動角θｓ）となるまでオーガ部４８を揺動することができ、実際の地面に合わせた除雪作業を容易に行うことができる。
【００５１】
本実施形態においては、前記揺動負荷検知手段Ｃ４により、揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動によるオーガ部４８の負荷量が検知される。そして、当該検知結果に基づいて、オーガ部４８に所定値以上の負荷がかかった場合には、前記切替条件を満たしていなくても、制御部Ｃ１により揺動機構７を介してオーガ部４８が制御され、オーガ部４８の揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。具体的には、図１２のフローチャートにおいて、前記所定地位上の負荷を検知した場合、強制的にステップＳ１９またはステップＳ２６まで制御工程をスキップさせる。
これにより、揺動途中であっても、障害物や地形変化により地面に直接接触した場合に、オーガ部４８への負荷量が増大したことをもって検知し、オーガ部４８の押し付け力の超過を防止し、障害物や地面の破損を防止するととともに、負荷量の増大によるオーガ部４８および揺動機構７の変形や破損を防止することができる。
なお、揺動方向を変更する負荷量の基準値は、操作レバー（図示せず）により変更可能に構成されることとしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態において、前記制御部Ｃ１は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記走行装置５０の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジン５０を制御する。具体的には、例えば、走行装置５０の速度を検知する速度検知手段を設け、所定の速度を超えたら、エンジン５０の回転数を下げる制御を行ったり、ブレーキを掛けたり、クラッチを切ったり等の制御を行うことにより実現可能である。
【００５３】
この場合、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、走行装置５０の速度が所定速度以下に制限される。したがって、通常時より低速で除雪作業が行われることとなり、硬く締まった雪に対して掻き取りオーガ４８ｂが雪を掻き取る回数を相対的に増やすことにより、除雪効果をより高めることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態において、前記制御部Ｃ１は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記オーガ部４８の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを上方に位置する端部側のクローラ５０Ｌ,５０Ｒに比べて増速させるように制御する。片側のみクローラ５０Ｒ，５０Ｌを増速させる態様は、前記トランスミッション６３０のＨＳＴ変速装置やデファレンシャル機構を制御すること等により実現可能である。また、エンジン６０からの動力とは別にクローラ５０Ｒ，５０Ｌのそれぞれに増速用モータを設け、これを作動制御することによりいずれか一方のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを増速させることとしてもよい。
【００５５】
この場合、オーガ揺動除雪モードＰ２において、制御部Ｃ１により走行装置５０が制御されて、オーガ部４８の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する（接地する）端部側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌが上方に位置する（接地しない）端部側のクローラ５０Ｌ，５０Ｒに比べて増速される。
したがって、オーガ部４８において接地圧が高められた側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌのトルクを上昇させて、オーガ部４８の当該端部における押し付け力を向上させることができ、除雪効果をより高めることができる。その一方で、オーガ部４８が雪を掻き取る際の負荷による当該接地側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌにおけるスリップの発生および回転力の低下を防止し、除雪機の直進安定性を向上させることができる。
【００５６】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【００５７】
例えば、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、他の態様を取り得る。
例えば、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、所定時間の経過であることとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、所定時間経過毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
また、例えば、前記オーガ部４８の地面に対する傾斜角を検知する絶対角検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、前記絶対角検知手段の検知結果に基づいて、前記地面に対する前記オーガ部４８の傾斜角が所定角度以上となることであるとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記絶対角検知手段の検知結果に基づいて、前記地面に対する前記オーガ部の傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
また、例えば、前記オーガ部４８の機体フレーム９に対する傾斜角を検知する相対角検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、前記相対角検知手段の検知結果に基づいて、前記機体フレーム９に対する前記オーガ部４８の傾斜角が所定角度となることとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記機体フレーム９に対する傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】除雪機の全体側面図である。
【図２】図１の除雪機のオーガ部を示す正面図である。
【図３】図１の除雪機の伝動系統を示す側面図である。
【図４】図１の除雪機の伝動系統を示す上面図である。
【図５】ギヤボックスのカバーを取り外した状態の、除雪機の揺動機構の斜視図である。
【図６】除雪機の揺動機構の上面図である。
【図７】図６のギヤボックス部分の拡大上面図である。
【図８】除雪機の揺動機構の背面図である。
【図９】ギヤボックス部分の断面背面図である。
【図１０】除雪部と機体フレームの取り付けを示す側面図である。
【図１１】図１の除雪機における制御装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
７…揺動機構
９…機体フレーム
４８…オーガ部
４８ａ…回転軸
４８ｂ…掻き取りオーガ
４８ｄ…オーガ入力軸（揺動軸）
５０…クローラ式走行装置
５０Ｒ，５０Ｌ…クローラ
６０…エンジン
Ｃ１…制御部
Ｃ３…角度検知手段
Ｃ４…揺動負荷検知手段
Ｐ２…オーガ揺動除雪モード
Δθ…傾斜角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除雪機に関し、特に、硬く締まった雪に対しても除雪効果を高めることができる除雪機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機体フレームと、前記機体フレームの前部に配設されたオーガ部とを有し、オーガ部の掻き取りオーガにより積雪を掻き取った上で、排雪シューターから排雪する除雪機が公知である。
また、オーガ部を地面（積雪面）に対して可及的に平行に配置すべく、オーガ部を車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動させることにより、機体フレームに対して傾けて配設可能とする構成も公知となっている（例えば、特許文献１参照）。このように、オーガ部を地面に対して可及的に平行に配置させることによって、オーガ部と地面（積雪面）との接触領域を大きくして、掻き取り効率を高めることができる。
【０００３】
しかしながら、上記のようにオーガ部と地面との接触面積を大きくしても、硬く締まった雪に対しては、掻き取りオーガによる掻き取りが困難となり、オーガ部が積雪面上に乗り上げてしまう結果、除雪が十分に行えない問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１０８１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、硬く締まった雪に対しても除雪効果を高めることができる除雪機の提供を、一の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る除雪機は、機体フレームと、前記機体フレームに配設されたエンジンと、前記エンジンによって作動的に駆動される走行装置と、前記機体フレームの前部に配設され、掻き取りオーガの回転軸が車輌前後方向に対して略垂直に沿い且つ前記回転軸が車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動可能なように機体フレームに支持されたオーガ部と、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回りに揺動させる揺動機構と、前記揺動機構による前記オーガ部の前記揺動軸回りの揺動を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードを実行し得ることを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成の除雪機によれば、機体フレームの前方に車輌前後方向に対して略垂直に沿った掻き取りオーガの回転軸を有するオーガ部が配設されており、オーガ部が揺動機構により揺動軸の軸線回りに揺動される。
ここで、制御部によりオーガ揺動除雪モードが実行されると、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるべく、揺動機構が制御される。
【０００７】
このように、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部の回転軸に軸支される掻き取りオーガの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
【０００８】
好ましくは、前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角を検知する角度検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、前記角度検知手段の検知結果に基づいて、前記傾斜角が所定角度以上となることである。
【０００９】
この場合、角度検知手段により、前記オーガ揺動除雪モード開始時におけるオーガ部の開始位置からのオーガ部の傾斜角が検知される。そして、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、角度検知手段の検知結果に基づいて、制御部により揺動機構を介してオーガ部が制御され、前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
したがって、予め地面に対して掻き取りオーガの回転軸が略平行となるように、オーガ部を位置させておくことにより、掻き取りオーガの回転軸が地面に対して所定の傾斜角となるまでオーガ部を揺動することができ、実際の地面に合わせた除雪作業を容易に行うことができる。
【００１０】
より好ましくは、前記揺動軸の軸線回りの揺動による前記オーガ部の負荷量を検知する揺動負荷検知手段を具備し、前記制御部は、前記揺動負荷検知手段が所定値以上の負荷量を検出した場合、前記切替条件に関わらず、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える。
【００１１】
この場合、揺動負荷検知手段により、揺動軸の軸線回りの揺動によるオーガ部の負荷量が検知される。そして、当該検知結果に基づいて、オーガ部に所定値以上の負荷がかかった場合には、前記切替条件を満たしていなくても、制御部により揺動機構を介してオーガ部が制御され、オーガ部の揺動軸の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
これにより、揺動途中であっても、障害物や地形変化により地面に直接接触した場合に、オーガ部への負荷量が増大したことをもって検知し、オーガ部の押し付け力の超過を防止し、障害物や地面の破損を防止するとともに、負荷量の増大によるオーガ部および揺動機構の変形や破損を防止することができる。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記走行装置の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジンを制御する。
【００１３】
この場合、制御部によりオーガ揺動除雪モードが実行されると、走行装置の速度が所定速度以下に制限される。したがって、通常時より低速で除雪作業が行われることとなり、硬く締まった雪に対して掻き取りオーガが雪を掻き取る回数を相対的に増やすことにより、除雪効果をより高めることができる。
【００１４】
好ましくは、前記走行装置は、左右一対のクローラを有し、それぞれのクローラが独立して駆動可能に構成されており、前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラを上方に位置する端部側のクローラに比べて増速させる。
【００１５】
この場合、走行装置は、左右一対のクローラであり、それぞれのクローラが独立して駆動される。そして、オーガ揺動除雪モードにおいて、制御部により走行装置が制御されて、オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラが上方に位置する端部側のクローラに比べて増速される。
したがって、オーガ部において接地圧が高められた側のクローラのトルクを上昇させて、オーガ部の当該端部における押し付け力を向上させることができ、除雪効果をより高めることができる。その一方で、オーガ部が雪を掻き取る際の負荷による当該接地側のクローラにおけるスリップの発生および回転力の低下を防止し、除雪機の直進安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る除雪機によれば、オーガ部を揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部の回転軸に軸支される掻き取りオーガの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る除雪機の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１は除雪機の全体側面図、図２は図１の除雪機のオーガ部を示す正面図、図３は図１の除雪機の伝動系統を示す側面図、図４は図１の除雪機の伝動系統を示す上面図、図５はギヤボックスのカバーを取り外した状態の、除雪機の揺動機構の斜視図、図６は除雪機の揺動機構の上面図、図７は図６のギヤボックス部分の拡大上面図、図８は除雪機の揺動機構の背面図、図９はギヤボックス部分の断面背面図、図１０は除雪部と機体フレームの取り付けを示す側面図である。
【００１８】
図１において、除雪機の全体構成から説明する。機体フレーム９の前部には除雪部１が配設されている。除雪部１は、機体フレーム９の前端に連設したブロアハウジング４６内にブロアが収納される。ブロアハウジング４６の上部の進行方向左側には、雪吹上口４６ａが配設され、当該雪吹上口４６ａ上に左右回動可能に投雪シュート４７が突出されている。一方、ブロアハウジング４６前部には、後述するオーガ入力軸４８ｄに略垂直且つ通常時において車輌方向左右に沿った回転軸４８ａと、当該回転軸４８ａ回りに回転可能な掻き込みオーガ４８ｂと、前記回転軸４８ａの両端を軸支した状態で前記掻き込みオーガ４８ｂを収納したオーガカバー４８ｃとで構成されるオーガ部４８が配置されている。
オーガ部４８は、機体フレーム９に対して前記オーガ入力軸４８ｄ回りに揺動可能に構成されている。本実施形態においては、除雪部１全体が機体フレーム９に対しオーガ入力軸４８ｄ回りに揺動可能に構成されることにより実現されている。
前記掻き込みオーガ４８ｂと前記ブロアとは同時に駆動されて、該掻き込みオーガ４８ｂの回転軸４８ａ回りの回動によって雪を砕いて中央側へ掻き込み、ブロアによって上方へ吹き飛ばし、投雪シュート４７によってガイドされて任意の方向へ排出されるように構成されている。
【００１９】
前記投雪シュート４７の下部には王冠状に形成された旋回座４９が一体的に設けられており、該旋回座４９の側方に図示しない旋回モータが取り付けられている。該旋回モータの出力軸上にはギヤを備えており、該ギヤと旋回座４９の外周下部に形成した歯部を噛合させている。そして、操作ボックス１４上のシュート調整レバーを操作することにより、ギヤが回動してギヤと噛合する旋回座４９が回動し、投雪シュート４７が回動し、投雪方向が変更される。
なお、旋回モータを用いずに、手動で投雪シュート４７を回動する構成としてもよい。この場合は、運転操作部４０の側部に投雪シュート回動用ハンドルを配設する。投雪シュート４７は、該ハンドルの回動に連動して回動し、投雪方向が変更される。
【００２０】
投雪シュート４７の上端には、投雪キャップ４５が設けられている。該投雪キャップ４５の下端は、投雪シュート４７の上端に、回動可能に枢支されており、操作ボックス上のシュート調整レバーを操作することによって、投雪キャップ４５が上下方向に回動し、投雪角度が変更され、投雪距離を調節することができる。
【００２１】
図１に示すように、前記オーガカバー４８後部両側下部より左右対称位置に突設されるステー６の下部には、そり８が固設されており、該そり８の底面が地面と接するようにして、前記除雪部１が安定して接地するようにしている。そり８のステー６への取付位置の変更により、除雪部１の高さを微調整することも可能である。
【００２２】
なお、本除雪機は、そり８の代わりに、ローラを前記ブロアハウジング４６下端に枢設する構成としてもよい。この場合は、除雪部１の安定性が向上すると同時に、機体走行時の抵抗が減少して、除雪作業時に機体が滑らかに走行を行うことができるようになる。
なお、前記ローラを除雪部１に配設する場合にも、ローラの取付位置を上下調節可能に構成することが可能である。
【００２３】
前記機体フレーム９の両側後部より後上方に、左右一対のハンドル１０が突出されており、該ハンドル１０の下部に運転操作部４０が形成されている。該ハンドル１０の上部間には、操作ボックス１４が配置される一方、両側のハンドル１０上に後述する走行系伝動機構を操作する走行クラッチレバー５１と後述する作業機系伝動機構を操作する作業クラッチレバー５２とがそれぞれ配設されている。前記走行クラッチレバー５１および作業クラッチレバー５２は握っているときのみ作動し、手を放すと停止するデッドマンクラッチレバーとして構成されている。
また、前記操作ボックス１４上には図１に示すように、除雪部１のオーガ部４８を揺動操作するための揺動操作レバー１６と、オーガ部４８の制御モードを断続的に揺動させるオーガ揺動除雪モード（後述）に切り替えるモード切替スイッチ（レバー）１７と、一定時間オーガ揺動除雪モードを実行させるモード実行スイッチ（ボタン）１８とが配設されている。詳しくは後述する。
さらに、操作ボックス１４上には、走行変速レバー、エンジン回転レバーおよびシュート調整レバー等が配設され、操作ボックス１４下方には、駐車ブレーキも兼用するサイドクラッチレバー５３が配設されている。
【００２４】
前記機体フレーム９上には、図３に示すように、車輌前方側に出力軸６００が突出されたエンジン６０が載置される。前記エンジン６０の下方には、車輌前方側に入力軸６３１が突出された状態でＨＳＴ式変速装置（図示せず）およびデファレンシャル機構（図示せず）等の伝達機構を内部に有するトランスミッション６３０が配設されている。トランスミッション６３０の入力軸６３１からの動力は、ＨＳＴ式変速装置およびデファレンシャル機構等を介してトランスミッション６３０の左右から突出された出力軸６３２に伝達される。トランスミッション６３０の左右には、機体フレーム９に取り付けられたクローラフレーム４２に軸支された左右一対のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを有し、それぞれのクローラ５０Ｒ，５０Ｌが独立して駆動可能なクローラ式走行装置５０が配設されている。
より詳しくは、クローラ５０Ｒ，５０Ｌは、前記クローラフレーム４２に軸支され、トランスミッション６３０の出力軸６３２と最終伝達機構６４０を介して作動連結された駆動スプロケット２と、前記クローラフレーム４２に軸支され、前記駆動スプロケット２の後方に配設された従動スプロケット３と、前記駆動スプロケット２および前記従動スプロケット３の間に巻回され、駆動スプロケット２の回転に伴って前記従動スプロケット３に動力を伝達するクローラベルト５とを具備している。駆動スプロケット２の回転に伴ってクローラベルト５が回転することにより、除雪機が走行可能となる。
エンジン６０の出力軸６００と、前記掻き込みオーガ４８ｂの回転軸４８ａを回転させるオーガ入力軸４８ｄとは、作業機系伝動機構６１０により作動連結されるとともに、エンジン６０の出力軸６００と、トランスミッション６３０の入力軸６３１とは、走行系伝動機構６２０により作動連結される。
【００２５】
より詳しく説明する。作業機系伝動機構６１０は、前記エンジン６０の出力軸６００に相対回転不能に支持された作業駆動プーリ６１１と、前記オーガ入力軸４８ｄに相対回転不能に支持された作業従動プーリ６１２と、前記作業駆動プーリ６１１および前記作業従動プーリ６１２の間に巻回されたベルト６１３とを具備する。また、走行系伝動機構６２０は、前記エンジン６０の出力軸６００に相対回転不能に支持された（作業駆動プーリ６１１と同軸の）走行駆動プーリ６２１と、前記トランスミッション６３０の入力軸６３１に相対回転不能に支持された走行従動プーリ６２２と、前記走行駆動プーリ６２１および前記走行従動プーリ６２２の間に巻回されたベルト６２３とを具備する。
また、作業機系伝動機構６１０および走行系伝動機構６２０には、駆動プーリ６１１，６１２および従動プーリ６２１，６２２の間に配設されたベルト６１３，６２３に、ロッドを介して押圧可能なテンションローラ（図示せず）が設けられており、各クラッチレバー５１，５２の操作に応じて前記テンションローラがベルト６１３，６２３を押圧して、ベルト６１３，６２３にテンションを与えることにより、エンジン６０からの動力が駆動プーリ６１１，６２１から従動プーリ６１２，６２２に伝動される結果、除雪部１（オーガ部４８）およびクローラ式走行装置５０に伝動される。
なお、作業機系伝動機構６１０および走行系伝動機構６２０は、ベルトカバー４３により被覆されている。
【００２６】
また、機体フレーム９の左側面中央よりやや前方側に、バッテリー搭載台２５が突設され、該バッテリー搭載台２５にバッテリー２６が搭載されている。該バッテリー２６は、支持部材とバッテリーカバーとによって固定されている。なお、本実施例では機体フレーム９の左側面中央よりやや前方側に該バッテリー２６を配置しているが、機体後方などに配置することもでき、バッテリーを配設する場所は限定されるものではない。
また、図１に示すように、機体フレーム９の後方内部には、除雪部１の高さを調節するための電動リフティング機構８０が配置されている。該電動リフティング機構８０は、後述する電動揺動機構と同じく、モータ、歯車機構およびリンク機構を有し、該リンク機構をクローラ式走行装置５０に連結し、前記モータの駆動でリンク機構を回動して除雪部１の高さ調節を可能としている。
【００２７】
次に、本発明の除雪部１を前記オーガ入力軸４８ｄ回り一方側および他方側（左右）に揺動させる電動の揺動機構について図５〜図１０を用いて説明する。
前記電動揺動機構７は、アクチュエータとしてのモータ２１と、前記モータ２１の出力を減速する減速歯車機構を備えたギヤボックス２０と、ギヤボックス２０の出力である駆動軸６４の回転を前記揺動軸としての前記オーガ入力軸４８ａ回りの揺動に変換するリンク機構とを具備する。ここでは、モータ２１およびギヤボックス２０がオーガ部４８（除雪部１）側に設けられ、リンク機構のギヤボックス２０とは反対側の端部が機体フレーム９側に取り付けられている。
また、前記減速歯車機構は、前記モータ２１の出力軸２２に相対回転不能に支持されたウォーム３１と、前記ウォーム３１に噛合した状態で前記モータ２１の出力軸２２に対し略垂直な駆動軸６４に相対回転不能に支持されたウォームホイル３２とを具備する。
さらに、前記リンク機構は、前記駆動軸６４の端部に相対回転不能に取り付けられたアーム３３と、前記アームの前記駆動軸６４の軸線から偏心した位置に一端が取り付けられたリンクロッド５５と、機体フレーム９に固着され、前記リンクロッド５５の他端が軸線回り相対回転自在に取り付けられた固定軸５７とを具備する。
【００２８】
順に説明する。除雪部１のブロアハウジング４６の側面には、ギヤボックス取付座６１が固着されており、その取付座６１にギヤボックス２０が固設されている。つまり、雪吹上口４６ａと左右逆側にギヤボックス２０が配置されて、ブロアハウジング４６上部の空間を有効利用し、ギヤボックス２０がブロアハウジング４６の上部に位置することで、作業時に巻き上げる泥や水等ができるだけかからないようにしている。
【００２９】
前記ギヤボックス２０の前面には、アクチュエータとしてモータ２１が固設される。該モータ２１の出力軸２２は、右側方に突出されており、ギヤボックス２０の内側に挿通された状態で、後述するように除雪部１から減速歯車機構及びリンク機構を介して機体フレーム９と連結する構成としている。前記ギヤボックス２０内には、ウォーム３１とウォームホイル３２とを有する減速歯車機構が収納支持されている。前記出力軸２２の先端は、継手２３内に挿入された状態で、ジョイントピン２４で回転軸２９の一端と固定され、モータ出力軸２２と回転軸２９とが連結されている。なお、モータ２１は油圧モータとすることも可能である。
【００３０】
前記回転軸２９は、ベアリング６２と段付のカラー６３を介してギヤボックス２０に回転自在に支持され、該回転軸２９の中央部にウォーム３１が固設されている。なお、前記段付のカラー６３の内径部にはブッシュが取り付けられている。該ウォーム３１はウォームホイル３２と噛合され、該ウォームホイル３２は歯車機構の出力側歯車として、その出力軸となる駆動軸６４に固設されている。該駆動軸６４は、前後方向に沿った状態でギヤボックス２０に回転自在に支持されている。該駆動軸６４の後側端は、ギヤボックス２０より後方に突出しており、当該端部上にアーム３３が固設される。駆動軸６４の前側端は、平座金６５を介してボルト６６で固定され、アーム３３がウォームホイル３２と一体的に回動するように構成されている。ここでは、アーム３３の先端は、通常時（機体フレーム９に対し除雪部１が水平である状態）において略水平方向右側に位置している。なお、ギヤボックス２０に設けられた軸穴の内径部にはブッシュ等の軸受が取り付けられ、ウォームホイル３２の回動による駆動軸６４への焼き付きが防止されている。
【００３１】
また、前記アーム３３の先端にはピン５４が固設され、リンクロッド５５の一端が前記ピン５４に回転自在に支持されている。
また、前記機体フレーム９の前面の右側下方に平面視Ｕ字形状のリンクロッド受座５６が固設されている。該リンクロッド受座５６には固定軸５７が挿通されている。前記リンクロッド５５の他端には、当該固定軸５７を挿通可能とする取付穴を有し、固定軸５７の軸線方向に延出された固定パイプ６７が固着されている。そして、リンクロッド受座５６および固定パイプ６７が固定軸５７に挿通された状態で、平座金を介して割りピン等で固定されることにより、リンクロッド５５が固定軸５７回り回動可能に支持されている。
【００３２】
このように構成された揺動機構７において、前記操作レバー１６を操作して、モータ２１を駆動させると、ウォーム３１が回転し、該ウォーム３１に噛合したウォームホイル３２も回転する。
例えば、モータ２１を駆動して前記ウォームホイル３２を背面視において右回転させると、アーム３３も同方向に回転し、該アーム３３の先端が下方に下がるように回転する。このとき、リンクロッド５５は、自身が下方に下がることにより、機体フレーム９を下方に押し下げ、その反力で除雪部１が相対的に揺動軸４８ａ回り一方側（背面視左回転方向、言い換えるとオーガ部４８が左下がりになる状態）に揺動される。
また、ウォームホイル３２を背面視において左回転させると、アーム３３も同方向に回転し、アーム３３の先端が上方に上がるように回転する。このとき、リンクロッド５５は、自身が上方に上がることにより、機体フレーム９を上方に引き上げ、その反力で除雪部１が相対的に揺動軸４８ａ回り他方側（背面視右回転方向、言い換えるとオーガ部４８が右下がりになる状態）に揺動される。
【００３３】
このように、電動で除雪部１の傾きを容易に調整することができ、また、作業者の操作力を軽減することができる。また、ウォーム３１とウォームホイル３２を用いているため、小型のモータ２１を用いて左右揺動ができるとともに、任意位置で停止させてもウォームホイル３２は惰性や重量等により回転することがなく、除雪部１を任意の傾きで停止させることができ、微調整も容易にできる。なお、前記アーム３３の先端にリンクロッド５５を支承するためのピン穴を複数個設け、リンクロッド５５を異なるピン穴の位置で回転自在に支持することによって、除雪部１の傾きを調節する範囲を変えることとしてもよい。
また、ギヤボックス２０の故障時等の非常時には、アーム３３およびリンクロッド受座５６からリンクロッド５５を外して、手動で傾きを調節することも可能である。
【００３４】
前記ギヤボックス２０は、上方から下方に向けて開放されており、カバー１５により覆われる。図９に示すように、本実施例におけるカバー１５は、上部カバー１５ａと下部カバー１５ｂとで構成されている。上部カバー１５ａにより、ギヤボックス２０の上部から側部の一方側が被装され、下部カバー１５ｂにより、前記側部の一方側から底部が被装されている。
カバー１５ａ，１５ｂを外すと、図５に示すように、前記ウォーム３１とウォームホイル３２が剥き出しとなり、メンテナンス作業等を行うことができる。このように、前記ウォーム３１とウォームホイル３２とは、ギヤボックス２０に着脱可能に取り付けられたカバー１５で覆われているため、ウォーム３１とウォームホイル３２とが雨や雪などで濡れて錆びたり、石などを噛み込み故障することを防止することができるとともに、作業者の安全を確保することができる。さらに、カバー１５は着脱可能であるため、グリス注油等のメンテナンス作業等を容易に行うことができる。また、旋回モータのカバーを一体化し、ギヤボックス２０と兼用することにより、雨や雪などの侵入を効果的に防止することができる。
また、ギヤボックス２０の底面に位置する下部カバー１５ｂには、図９に示すように、複数個の水抜き穴２０ａが設けられている。これにより、ギヤボックス２０内に水が万一浸入した場合、水はギヤボックス２０の底面に向かって流れ、水抜き穴２０ａから排出される結果、ギヤボックス２０内に溜まらない。水抜き穴２０ａの数は、ギヤボックス２０から水が十分に排出できる数であれば限定されるものではない。さらに、水抜き穴２０ａは作業者の指が入らない程度の大きさとして、安全を確保している。
【００３５】
また、図８および図１０に示すように、機体フレーム９の前端面上には上ガイドプレート６８が固設されている。上ガイドプレート６８は、側面視Ｌ字状且つ後面視略三日月状に構成されている。また、機体フレーム９の前端下には、下ガイドプレート６９が固設されている。下ガイドプレート６９は、側面視Ｕ字状且つ後面視略三日月状に構成されており、開放側を下に向けて固設されている。上ガイドプレート６８の上部と下ガイドプレート６９の下部とは、曲率半径及び中心が同一の円弧状に配置されている。そして、この円弧状部は除雪部１の後端の上下に固設されたスペーサ７０とカバー受け７１とによりガイドされ、オーガ部４８の傾倒時にはカバー受け７１が前記上ガイドプレート６８の下部に形成した水平平面部６８ａと当接することで、除雪部１の揺動が制限される。
【００３６】
前記カバー受け７０，７１は、ブロアハウジング４６後面の上下に略対称に固設されている。スペーサ７０の厚さは、ガイドプレート６８，６９と略同じであり、スペーサ７０の内側の円弧状部は、ガイドプレート６８，６９の外側円弧状部と略同じ形状となるように、ガイドプレート６８の外周外側にスペーサ７０が配置される。カバー受け７１は、後面視でスペーサ７０とガイドプレート６８，６９の一部と重複するように配置された状態で固定されている。
このような構成によれば、除雪部１を左右揺動操作して、最大揺動角度に達すると、スペーサ７０の側面が上ガイドプレート６８の下部に形成した水平平面部６８ａと当接することになり、除雪部１がそれ以上同じ方向に揺動しないように規制される。
【００３７】
以上のような除雪機において、前記オーガ部４８を制御するための本発明に係る制御方法について説明する。図１１は図１の除雪機における制御装置を示すブロック図、図１２は図１１の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
本実施形態の除雪機は、上記構成に加えて、図１１に示すように、前記揺動機構７を介して機体フレーム９に対して前記オーガ部４８（除雪部１）の前記揺動軸（オーガ入力軸４８ｄ）回りの揺動を制御する制御部Ｃ１を具備し、前記制御部Ｃ１は、前記モード切替スイッチ（ここではレバー）１７またはモード実行スイッチ（ここではボタン）１８の操作に応じて、前記オーガ部４８を前記揺動軸４８ｄの軸線回り一方側（ここでは、オーガ部４８が右下がりとなる方向であり、以下、右回りと言う。図２の矢符Ｒ方向参照）および他方側（ここでは、オーガ部４８が左下がりとなる方向であり、以下、左回りと言う。）に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードＰ２を実行し得るものである。
前記モード切替レバー１７は、通常除雪モードＰ１とオーガ揺動除雪モードＰ２とを切り替え可能な操作レバーであり、前記モード実行スイッチ１８は、人為操作された際に、所定時間、前記オーガ揺動除雪モードＰ２が実行されるように構成される。
【００３８】
前記制御部Ｃ１は、制御プログラムＰを実行するマイコン等のコンピュータで構成され、適宜、メモリ、外部記憶装置および入出力手段等（図示せず）が組み込まれており、記憶手段に記憶された情報を読み出すとともに前記制御プログラムＰを実行することができる。また、制御部Ｃ１は、モード実行ボタン１８等の操作時からの時間を計測可能なタイマーＣ２を有している。このタイマーＣ２は、コンピュータに内蔵されたものでもよいし、別途外部から接続されたものであってもよい。
本実施形態の制御プログラムＰは、オーガ部４８を機体フレーム９に対して固定した状態で掻き込みオーガ４８ｂを回転軸４８ａ回りに回転させて除雪作業を行う通常除雪モードＰ１と、オーガ部４８を機体フレーム９に対して揺動させた状態で掻き込みオーガ４８ｂを回転軸４８ａ回りに回転させて除雪作業を行うオーガ揺動除雪モードＰ２とを有している。
【００３９】
また、本実施形態の除雪機は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２開始時における前記オーガ部４８の開始位置に対する前記オーガ部４８の傾斜角Δθを検知する角度検知手段Ｃ３を具備している。具体的には、基準位置（ここでは、オーガ部４８の回転軸４８ａが機体フレーム９に対して水平な位置）からの角度θが角度検知手段Ｃ３により検知可能に構成され、前記オーガ揺動除雪モードＰ２の開始位置における開始角度θ０と現在位置における現在角度θとの差を演算することにより、前記傾斜角Δθを検知する。
なお、本実施形態における現在角度θは、前記基準位置から前記右回りに正の値、前記左回りに負の値をとるものとする。すなわち、現在角度θは、右回りに増大し、左回りに減少する。
ここで、角度検知手段Ｃ３は、揺動機構７のアクチュエータであるモータ２１の回転角を検知するポテンショセンサ等とすることにより実現可能である。また、モータ２１をステップモータとして、制御パルスをモニタすることとしてもよい。また、実際に揺動軸４８ｄ回りの回転角をポテンショセンサにより検知することとしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態の除雪機は、前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動による前記オーガ部４８の負荷量を検知する揺動負荷検知手段Ｃ４を具備している。具体的には、前記モータ２１の負荷量を計測するロードセルやモータ２１の電流変化により検知可能である。また、地面と接触するオーガ部４８の車両幅方向両端部に直接的にロードセル等を設けることとしてもよい。
【００４１】
続いて、制御部Ｃ１の制御に基づいた前記除雪機の制御モードＰ１，Ｐ２について図１２のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態の制御モードＰ１，Ｐ２においては、[モード]、[開始角度]、[現在角度]、[傾斜角]、[揺動角]および[揺動方向]の６つのパラメータを用いてオーガ部４８の制御が行われる。[モード]は、現在の制御モード（図１２において、通常除雪モードＰ１は「通常」で表し、オーガ揺動除雪モードＰ２は「揺動」で表す）を示し、[開始角度]は、オーガ揺動除雪モードＰ２開始時において角度検知手段Ｃ３にて検知された角度θ０を示し、[現在角度]は、現在の角度検知手段Ｃ２により検知される角度θを示し、[傾斜角]は、前記現在角度と前記開始角度との差Δθを示し、[揺動角]は、開始角度位置である揺動中心から揺動可能な最大の角度θｓを示し、[揺動方向]は、オーガ部４８の揺動している方向（前記左または右回転。図１２においては単に「左」または「右」で表す）を示している。
【００４２】
まず、通常除雪モードＰ１においては、パラメータ[モード]は、「通常」となっている（ステップＳ１）。そして、作業クラッチレバー５２が操作された（ＯＮとなった）場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、掻き込みオーガ４８ｂが回転軸４８ａ回りに回転する。この状態で走行クラッチレバー５１を操作してクローラ式走行装置５０を走行させることにより、除雪作業が行われる。この際、地面の形状に合わせて、適宜、揺動操作レバー１６を操作して機体フレーム９に対するオーガ部４８の角度を変化させることが可能である。
除雪作業中、制御モードに変更がなければ（ステップＳ５においてＮｏ）、パラメータ[モード]を「通常」に維持し（ステップＳ６でＮｏおよびステップＳ７）、除雪作業制御を繰り返す。
除雪作業中において、作業クラッチレバー５２が操作されなくなる（ＯＦＦとなった）場合（ステップＳ２でＮｏ）、前記作業機系伝動機構６１０のテンションローラがベルト６１３へのテンションが弱まる方向に動き、掻き込みオーガ４８ｂの回転が停止される（ステップＳ４）。
【００４３】
ここで、モード切替レバー１７またはモード実行ボタン１８が操作されると、制御部Ｃ１は、制御モードをオーガ揺動除雪モードＰ２に移行させる（ステップＳ５においてＹｅｓ）。現時点では、パラメータ[モード]は、「通常」であるので（ステップＳ８においてＹｅｓ）、パラメータ[開始角度]を角度検知手段Ｃ３にて検知された現在角度に設定する（ステップＳ９）とともにパラメータ[揺動方向]を「右」に初期設定（ステップＳ１０）した上で、パラメータ[モード]を「揺動」に変更する（ステップＳ１１）。
なお、モード実行ボタン１８が押下操作された際は、当該操作時からタイマーＣ２により時間計測が行われる。
【００４４】
本実施形態のオーガ揺動除雪モードＰ２の開始時においては、揺動機構７のモータ２１をアクチュエータとして駆動して、オーガ部４８を揺動軸４８ｄ回り一方側（背面視右回転）させる制御を行う（ステップＳ１２でＹｅｓおよびステップＳ１３）。このとき、後述するようにモータ２１の回転が角度検知手段Ｃ３により監視される（ステップＳ１４）。
さらに、オーガ部４８の現在角度θは、角度検知手段Ｃ３により検知され、検知された値がパラメータ[現在角度]の値に設定される（ステップＳ１５）。加えて、傾斜角Δθ＝θ−θ０が演算され、パラメータ[傾斜角]の値が設定される（ステップＳ１６）。さらに、オーガ部４８の前記開始位置（揺動中心）からの最大傾斜角が揺動角θｓとして設定される（ステップＳ１７）。揺動角θｓは、予め機械的に定められていてもよいし、場合に応じて複数の揺動角θｓの中から人為操作により選択可能としてもよい。揺動角θｓを人為的に選択可能とすることにより、掻き込みオーガ４８ｂの押し付け力を場合に応じて任意に調整して、除雪効果を調整することができる。
【００４５】
そして、設定された前記揺動角θｓと演算された傾斜角Δθとが比較され（ステップＳ１８）、傾斜角Δθが揺動角θｓを超えるまで、ステップＳ２からステップＳ１７までが繰り返される（ステップＳ１８でＮｏ）。この際、パラメータ[現在角度]および[傾斜角]の値は、ともに増大しながら順次更新される。
前記傾斜角Δθが揺動角θｓを超えると（ステップＳ１８でＹｅｓ）、揺動方向を切り替えるべく、パラメータ[揺動方向]を「左」に更新する（ステップＳ１９）。
これにより、次回の制御ループにおいて、揺動機構７のモータ２１を逆回転させて、オーガ部４８を揺動軸４８ｄ回り他方側（背面視左回転）させる制御に切り替える（ステップＳ１２でＮｏおよびステップＳ２０）。
なお、前述のように、オーガ部４８の右回転制御中においては、角度検知手段Ｃ３によって前記モータ２１の回転が監視されるが、前記モータ２１が回転していない場合（ステップＳ１４でＮｏ）にはすぐに揺動方向を変更すべくステップＳ１９へと移行する。モータ２１が回転していないことは、例えば、角度検知手段Ｃ３において検知される値（現在角度θ）が所定時間変化しない（動かない）ことをもって検知可能である。このようにして、モータ２１が回転しなくなったことをもってオーガ部４８が地面等に接触したことを検知し、それ以上同方向に揺動させないようにする。地面等の保護および除雪機の保護のためである。
【００４６】
左回転制御においては、右回転の場合と同様に、パラメータ[現在角度]、[傾斜角]、[揺動角]が設定される（ステップＳ２２からステップＳ２４）。そして、設定された前記揺動角θｓと演算された傾斜角Δθとが比較され（ステップＳ２５）、傾斜角Δθが揺動角θｓを超えるまで、ステップＳ２からステップＳ１２およびステップＳ２０からステップＳ２５までが繰り返される（ステップＳ２５でＮｏ）。ただし、前述の通り、本実施形態においては、左回転によりパラメータ[現在角度]は単調減少するため、傾斜角Δθ＝θ−θ０と定義する（ステップＳ２３）ことにより、傾斜角Δθを右回転と同様に単調増加させている。
【００４７】
こうして、前記傾斜角Δθが揺動角θｓを超えると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、揺動方向を切り替えるべく、パラメータ[揺動方向]を「右」に更新する（ステップＳ２６）。
なお、オーガ部４８の左回転制御中においても、角度検知手段Ｃ３によって前記モータ２１の回転が監視され（ステップＳ２１）、前記モータ２１が回転していない場合（ステップＳ２１でＮｏ）にはすぐに揺動方向を変更すべく後述するステップＳ２６へと移行する。
このようにして、交互に揺動方向が切り替えられることにより、オーガ部４８が往復揺動される。
そして、モード切替レバー１７の操作により制御モードが通常除雪モードＰ１に戻されるまたはモード実行ボタン１８を操作してから所定の時間経過後に自動的に通常除雪モードＰ１に復帰すると（ステップＳ５においてＮｏおよびステップＳ６においてＹｅｓ）、オーガ部４８の位置をパラメータ[開始位置]の位置に復帰させた上で（ステップＳ２７）、パラメータ[モード]が「通常」に切り替えられる（ステップＳ７）。オーガ揺動除雪モードＰ２の終了後、オーガ部４８を開始位置に復帰させることにより、再調整を不要とし、作業の効率化を図ることができる。
【００４８】
以上のように、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、揺動機構７がこれに基づいて制御され、オーガ部４８が揺動軸４８ｄの軸線回り一方側および他方側に交互に揺動される。
【００４９】
このように、オーガ部４８を揺動軸４８ｄの軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させることにより、オーガ部４８の回転軸４８ａに軸支される掻き取りオーガ４８ｂの車輌幅方向両端部のうち下方に位置する側の端部において、オーガ部４８の接地圧が高まるため、除雪効果を高めることができる。したがって、硬く締まった雪に対しても効果的に除雪することができる。
また、モード切替レバー１７とは別に、所定時間だけオーガ揺動除雪モードＰ２に切り替えられ、所定時間経過後通常除雪モードＰ１に自動的に復帰するモード実行ボタン１８を設けることにより、一時的に除雪効果を挙げたい場合に、作業者の手間を省いて迅速かつ効率的にオーガ揺動除雪モードＰ２を実行させることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、前述のように、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件を前記傾斜角Δθが所定角度（揺動角θｓ）以上となることとしている。これにより、前記オーガ揺動除雪モードＰ２の開始時における前記オーガ部４８の開始位置に対する前記オーガ部４８の傾斜角Δθが所定の揺動角θｓとなる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
したがって、予め地面に対して掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａが略平行となるように、オーガ部４８を位置させておくことにより、掻き取りオーガ４８ｂの回転軸４８ａが地面に対して所定の傾斜角（揺動角θｓ）となるまでオーガ部４８を揺動することができ、実際の地面に合わせた除雪作業を容易に行うことができる。
【００５１】
本実施形態においては、前記揺動負荷検知手段Ｃ４により、揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動によるオーガ部４８の負荷量が検知される。そして、当該検知結果に基づいて、オーガ部４８に所定値以上の負荷がかかった場合には、前記切替条件を満たしていなくても、制御部Ｃ１により揺動機構７を介してオーガ部４８が制御され、オーガ部４８の揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。具体的には、図１２のフローチャートにおいて、前記所定地位上の負荷を検知した場合、強制的にステップＳ１９またはステップＳ２６まで制御工程をスキップさせる。
これにより、揺動途中であっても、障害物や地形変化により地面に直接接触した場合に、オーガ部４８への負荷量が増大したことをもって検知し、オーガ部４８の押し付け力の超過を防止し、障害物や地面の破損を防止するととともに、負荷量の増大によるオーガ部４８および揺動機構７の変形や破損を防止することができる。
なお、揺動方向を変更する負荷量の基準値は、操作レバー（図示せず）により変更可能に構成されることとしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態において、前記制御部Ｃ１は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記走行装置５０の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジン５０を制御する。具体的には、例えば、走行装置５０の速度を検知する速度検知手段を設け、所定の速度を超えたら、エンジン５０の回転数を下げる制御を行ったり、ブレーキを掛けたり、クラッチを切ったり等の制御を行うことにより実現可能である。
【００５３】
この場合、制御部Ｃ１によりオーガ揺動除雪モードＰ２が実行されると、走行装置５０の速度が所定速度以下に制限される。したがって、通常時より低速で除雪作業が行われることとなり、硬く締まった雪に対して掻き取りオーガ４８ｂが雪を掻き取る回数を相対的に増やすことにより、除雪効果をより高めることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態において、前記制御部Ｃ１は、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記オーガ部４８の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを上方に位置する端部側のクローラ５０Ｌ,５０Ｒに比べて増速させるように制御する。片側のみクローラ５０Ｒ，５０Ｌを増速させる態様は、前記トランスミッション６３０のＨＳＴ変速装置やデファレンシャル機構を制御すること等により実現可能である。また、エンジン６０からの動力とは別にクローラ５０Ｒ，５０Ｌのそれぞれに増速用モータを設け、これを作動制御することによりいずれか一方のクローラ５０Ｒ，５０Ｌを増速させることとしてもよい。
【００５５】
この場合、オーガ揺動除雪モードＰ２において、制御部Ｃ１により走行装置５０が制御されて、オーガ部４８の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する（接地する）端部側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌが上方に位置する（接地しない）端部側のクローラ５０Ｌ，５０Ｒに比べて増速される。
したがって、オーガ部４８において接地圧が高められた側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌのトルクを上昇させて、オーガ部４８の当該端部における押し付け力を向上させることができ、除雪効果をより高めることができる。その一方で、オーガ部４８が雪を掻き取る際の負荷による当該接地側のクローラ５０Ｒ，５０Ｌにおけるスリップの発生および回転力の低下を防止し、除雪機の直進安定性を向上させることができる。
【００５６】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【００５７】
例えば、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、他の態様を取り得る。
例えば、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、所定時間の経過であることとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、所定時間経過毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
また、例えば、前記オーガ部４８の地面に対する傾斜角を検知する絶対角検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、前記絶対角検知手段の検知結果に基づいて、前記地面に対する前記オーガ部４８の傾斜角が所定角度以上となることであるとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記絶対角検知手段の検知結果に基づいて、前記地面に対する前記オーガ部の傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８ｄの軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
また、例えば、前記オーガ部４８の機体フレーム９に対する傾斜角を検知する相対角検知手段を具備し、前記オーガ揺動除雪モードＰ２において、前記切替条件は、前記相対角検知手段の検知結果に基づいて、前記機体フレーム９に対する前記オーガ部４８の傾斜角が所定角度となることとしてもよい。この場合、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記機体フレーム９に対する傾斜角が所定角度となる毎に、前記オーガ部４８の前記揺動軸４８の軸線回りの揺動方向が切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】除雪機の全体側面図である。
【図２】図１の除雪機のオーガ部を示す正面図である。
【図３】図１の除雪機の伝動系統を示す側面図である。
【図４】図１の除雪機の伝動系統を示す上面図である。
【図５】ギヤボックスのカバーを取り外した状態の、除雪機の揺動機構の斜視図である。
【図６】除雪機の揺動機構の上面図である。
【図７】図６のギヤボックス部分の拡大上面図である。
【図８】除雪機の揺動機構の背面図である。
【図９】ギヤボックス部分の断面背面図である。
【図１０】除雪部と機体フレームの取り付けを示す側面図である。
【図１１】図１の除雪機における制御装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
７…揺動機構
９…機体フレーム
４８…オーガ部
４８ａ…回転軸
４８ｂ…掻き取りオーガ
４８ｄ…オーガ入力軸（揺動軸）
５０…クローラ式走行装置
５０Ｒ，５０Ｌ…クローラ
６０…エンジン
Ｃ１…制御部
Ｃ３…角度検知手段
Ｃ４…揺動負荷検知手段
Ｐ２…オーガ揺動除雪モード
Δθ…傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体フレームと、
前記機体フレームに配設されたエンジンと、
前記エンジンによって作動的に駆動される走行装置と、
前記機体フレームの前部に配設され、掻き取りオーガの回転軸が車輌前後方向に対して略垂直に沿い且つ前記回転軸が車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動可能なように機体フレームに支持されたオーガ部と、
前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回りに揺動させる揺動機構と、
前記揺動機構による前記オーガ部の前記揺動軸回りの揺動を制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードを実行し得ることを特徴とする除雪機。
【請求項２】
前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角を検知する角度検知手段を具備し、
前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、前記角度検知手段の検知結果に基づいて、前記傾斜角が所定角度以上となることであることを特徴とする請求項１記載の除雪機。
【請求項３】
前記揺動軸の軸線回りの揺動による前記オーガ部の負荷量を検知する揺動負荷検知手段を具備し、
前記制御部は、前記揺動負荷検知手段が所定値以上の負荷量を検出した場合、前記切替条件に関わらず、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替えることを特徴とする請求項２記載の除雪機。
【請求項４】
前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記走行装置の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除雪機。
【請求項５】
前記走行装置は、左右一対のクローラを有し、それぞれのクローラが独立して駆動可能に構成されており、
前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラを上方に位置する端部側のクローラに比べて増速させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除雪機。
【請求項１】
機体フレームと、
前記機体フレームに配設されたエンジンと、
前記エンジンによって作動的に駆動される走行装置と、
前記機体フレームの前部に配設され、掻き取りオーガの回転軸が車輌前後方向に対して略垂直に沿い且つ前記回転軸が車輌前後方向に沿った揺動軸の軸線回りに揺動可能なように機体フレームに支持されたオーガ部と、
前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回りに揺動させる揺動機構と、
前記揺動機構による前記オーガ部の前記揺動軸回りの揺動を制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、前記オーガ部を前記揺動軸の軸線回り一方側および他方側に交互に揺動させるオーガ揺動除雪モードを実行し得ることを特徴とする除雪機。
【請求項２】
前記オーガ揺動除雪モード開始時における前記オーガ部の開始位置に対する前記オーガ部の傾斜角を検知する角度検知手段を具備し、
前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替える切替条件は、前記角度検知手段の検知結果に基づいて、前記傾斜角が所定角度以上となることであることを特徴とする請求項１記載の除雪機。
【請求項３】
前記揺動軸の軸線回りの揺動による前記オーガ部の負荷量を検知する揺動負荷検知手段を具備し、
前記制御部は、前記揺動負荷検知手段が所定値以上の負荷量を検出した場合、前記切替条件に関わらず、前記オーガ部の前記揺動軸の軸線回りの揺動方向を切り替えることを特徴とする請求項２記載の除雪機。
【請求項４】
前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記走行装置の速度を所定速度以下に制限するべく前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除雪機。
【請求項５】
前記走行装置は、左右一対のクローラを有し、それぞれのクローラが独立して駆動可能に構成されており、
前記制御部は、前記オーガ揺動除雪モードにおいて、前記オーガ部の車輌幅方向両端部のうち下方に位置する端部側のクローラを上方に位置する端部側のクローラに比べて増速させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除雪機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２１５０４５（Ｐ２００８−２１５０４５Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５８１３８（Ｐ２００７−５８１３８）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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