JP4193208B2

JP4193208B2 - トルクレリーサのリセット装置。

Info

Publication number: JP4193208B2
Application number: JP2004088281A
Authority: JP
Inventors: 勝博更科
Original assignee: 新潟トランシス株式会社
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP2005273290A

Description

本発明は、ロータリ除雪車のオーガ駆動系に用いるトルクレリーサのリセット装置に関する。

ロータリ除雪車１は、図１および図２に示すように、車体２の前部にオーガ３、ブロワ４、シュート５等からなる除雪装置６を有し、オーガ３を回転することによりオーガ３中央部に集積した雪を、ブロワ４により発生させた空気流に乗せてシュート５から路外の適宜の場所に投雪するものである。

除雪装置６への動力の伝達には、機械的伝達装置を用いる場合と油圧機器を用いる場合とがあるが、代表例として動力伝達に油圧機器を用いたロータリ除雪車１を例にとり説明する。

図９は、除雪装置６への動力伝達に油圧機器を用いたロータリ除雪車１のオーガ３及びブロワ４の駆動系を示す略図である。エンジン12と油圧ポンプ13は車体２に搭載され、油圧モータ14や伝動機15等は除雪装置６に搭載されている。そして、油圧ポンプ13と油圧モータ14とは油圧ホース18により接続されている。すなわち、エンジン12で発生した動力は油圧ポンプ13により高圧の油圧エネルギーに変換され、この高圧の油圧をホース18により除雪装置６に設置した油圧モータ14に導いて軸の回転動力に再変換している。油圧モータ14の回転動力は伝動機15によりブロア４の駆動に供するとともに、ユニバーサルジョイントなどの連結軸継手16を介してチェーン伝動機17に伝達され、さらに、チェーン伝動機17を経てオーガ軸3aに伝達されるようになっている。

このような駆動系において、オーガ３が例えば石や氷塊などを噛み込んだ場合、異常に大きなトルクが発生し、エンジン12や伝動機15などに大きな力が作用して故障の原因となる。そのため、通常、オーガ軸3aに伝達トルクの上限を制限するトルク制限装置50を備えている。

従来、ロータリ除雪車１のオーガ軸3aに装着されるトルク制限装置50としては、構成が簡単なことから周知技術であるシャーピン方式が広く採用されている。トルク制限装置50は、図９に示すように、オーガ軸3aへ動力を伝達するチェーン伝動機17の出力軸17bとオーガ軸3aとの間に装着され、所定の制限トルクを越えた場合にシャーピンが剪断されるようにして伝達トルクを制限するものである。

しかし、シャーピンによるトルク制限装置50は安価である利点を有するものの、上記したようにシャーピンがチェーン伝動機17の出力軸17bとオーガ軸3aとの間に設置されていることから、トルクが制限値を超えてシャーピンが折れてしまうと復旧作業が煩雑であった。また、除雪車１を再稼動させるまでの時間が長くかかってしまうという欠点があった。そこで、シャーピンによることなく、リセット可能なトルク制限装置を用いた除雪車も提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平０８−１５９２３４号公報

上述したように、トルク制限装置としてのシャーピンは構成が簡単で安価であるという利点を有するものの、いったんシャーピンが切断した場合には、シャーピンの交換作業に手間が掛かるという問題があった。特に、ロータリ除雪車のオーガ駆動軸にシャーピンを使用した場合には、除雪車の活動時期は雪の多い厳冬期であり、シャーピンの交換作業は周辺に積もった雪を除去して行なう必要があり、野外における寒さにより作業が困難であり、指先も不自由なため作業能率が低下するという欠点がある。また、あらかじめ予備のシャーピンやスパナ等の作業工具を準備しておかなければならないという欠点もある。

一方、特開平０８−１５９２３４号公報に開示されたトルク制限装置によれば、制限トルク作動後のリセット操作に要する時間は、シャーピン交換に必要なほど多くは要しないものの、手動によりオーガを回転させてリセット操作を行う必要がある。厳冬期の野外作業を余儀なくされる点において、なお改善の余地を有していた。

本発明は、上記の従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、オーガ軸に所定の制限トルクを超えた負荷が作用した場合には確実にトルク制限がされる一方、いったんトルクレリーサが作動した後においても、トルクレリーサのリセットを手動操作によることなく、運転席からの遠隔操作により行うことができるトルクレリーサのリセット装置を提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして除雪する除雪車において、前記オーガの駆動系統にトルクレリーサを装着し、前記トルクレリーサのトルク制限動作後のリセット操作を運転席から操作可能としたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、トルクレリーサのリセット装置において、オーガ軸に動力を伝達するためのチェーン伝動機の入力軸と連結軸継手との間にトルクレリーサを装着し、前記連結軸継手の外周外側においてドラムを除雪装置のハウジングに設けた支持体に枢支し、前記ドラムの外周面に設けられた環状溝内にヨークを配設し、前記ヨークの揺動軸を除雪装置のハウジングに設けた軸受に枢支するとともに前記ヨークの揺動軸に第一レバーの一端を固着し、前記第一レバーの他端を運転席からの操作により動作可能とし、前記ヨークの側面に連結棒の一端を回動自在に装着し、前記連結棒の他端を除雪装置のハウジングに支点が枢支された第二レバーの一端に枢支し、前記第二レバーの他端に固定した押圧体をトルクレリーサの被動側フランジに押圧することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のトルクレリーサのリセット装置において、前記第一レバーの操作を伝動ケーブルにより行うことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のトルクレリーサのリセット装置において、前記第一レバーの操作を油圧シリンダにより行うことを特徴とするものである。

請求項１記載のトルクレリーサのリセット装置によれば、トルクレリーサのリセット操作を運転席から遠隔操作できるので、野外に出ることなくトルクレリーサのリセット操作を行うことができる。したがって、安全確実で作業性に優れた除雪車を提供することができる。また、トルクレリーサのリセット操作に要する時間が短縮されるので、除雪作業の能率が向上する。

請求項２記載のトルクレリーサのリセット装置によれば、簡易な操作機構によりトルクレリーサのリセット装置を実現できるので、安価なトルクレリーサのリセット装置を提供できる。

請求項３記載のトルクレリーサのリセット装置によれば、トルク容量の大きなトルクレリーサであっても油圧駆動により大きな操作力が得られ、リセット操作が可能となるため大型の除雪車に対しても適用できる。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るトルクレリーサのリセット装置を装着したロータリ除雪車の外観側面図であり、図２は本発明に係るトルクレリーサのリセット装置を装着したロータリ除雪車の外観平面図である。また、図３は本発明に係るトルクレリーサ11のリセット装置10を適用したロータリ除雪車1のオーガ3およびブロア4の駆動系を示す図面である。

ロータリ除雪車１は、図１〜図３に示すように、車体２の前部にオーガ３、ブロワ４およびシュート５等からなる除雪装置６を有し、オーガ３を回転させて路上に積もった雪をオーガ３中央部にかき集め、ブロワ４により発生させた空気流に乗せてシュート５から路外の適宜の場所に投雪するものである。

本発明によるトルクレリーサ11のリセット装置10は、ヘリカルリボン形状のオーガ３を回転することにより集積した雪をブロア４による空気流によって吹き飛ばして除雪する除雪車１において、前記オーガ３の駆動系統にトルクレリーサ11を装着し、前記トルクレリーサ11のトルク制限動作後のリセット操作を運転席７から操作可能とするために供するものである。

除雪装置６は車体２とは別体として製作され、油圧シリンダなどの保持機器８により車体２に取り付けられる。このように除雪装置６と車体２とを別体として構成することにより、車体として汎用性のある車体を用いることができるし、冬季以外で除雪を必要としない時期においては、車体を他の用途に転用して資材の有効活用を図ることができるというメリットがある。

図３に示したオーガ3およびブロア4の駆動系は、従来例として示した図９の駆動系に対応するものである。エンジン12とエンジン12により駆動される油圧ポンプ13は車体2に搭載される。一方、油圧モータ14、伝動機15、ブロア４、連結軸継手16、トルクレリーサ11、チェーン伝動機17およびオーガ３は、除雪装置６に装着される。油圧ポンプ13と油圧モータ14とは高圧油圧ホース18aで接続され、油圧モータ14からの戻り油も油圧ホース18bにより車体に搭載されたオイルリザーバ（図示せず）に接続され、油圧作動油は油圧回路を構成する機器内を循環するようになっている。もっとも、本実施例のように車体２と除雪装置６との動力伝達に油圧機器を用いることなく、機械的伝動装置を用いることもできる。しかし、本実施例のように油圧モータ14を用いて構成した方が車体２と除雪装置６の位置関係における自由度が大きく、取り扱い上の利便性が向上するという利点がある。

油圧ポンプ13により発生された高圧の油圧エネルギーは、油圧モータ14によって軸の回転運動に変換される。この油圧モータ14の軸には伝動機15が接続され、伝動機15に伝えられた回転駆動力は伝動機15内部で二つの軸15a,15bに動力分配される。そして、二つの回転軸のうちの一つ15aは、ブロア4の駆動に供せられる。また、他の回転軸15bはミスアラインメントを吸収可能な連結軸継手16を介してトルクレリーサ11が装着された一対のフランジ継手19の原動側19aに接続される。そして、前記一対のフランジ継手19のうち、被動側フランジ19bはチェーン伝動機17の入力軸17aに接続される。このような構成により、オーガ３に障害物が挟まった場合等においても機器に過負荷が作用するのを防止して機器の保護を図ることができる。なお、伝動機15の内部には変速歯車列が内蔵されており、二つの出力軸15a,15bの回転数はブロア４およびオーガ３の適正回転数に変速されるようになっている。

チェーン伝動機17は、オーガ3設置に要する軸間距離を隔てたオーガ軸3aを駆動するための伝動装置であり、チェーンで連結される二つの軸間距離が長くなる場合には、適宜チェーンの張力を調整するためのチェーン張力調整機構が設けられる。また、除雪装置６は雪国における冬季に使用するものであることから、チェーン伝動機17のハウジングは、チェーンが外部に露出しないよう密閉箱構造とされている。

オーガ３は一本のオーガ軸3a上に捩れ方向を異にする一対のヘリカルリボン状の回転体を軸方向対称形にして装着したものであり、オーガ軸3aを回転させると路面上の雪はオーガ３の回転により除雪装置６の中央部に集められる。そして、集められた雪はブロア４により発生された空気流によってシュート５から放出される。

トルクレリーサ11のトルク設定値は、通常の除雪に必要な動力を満たし、オーガ駆動系機器に損傷を与えない程度の値に設定される。トルク設定値が低すぎると、オーガ駆動系機器に損傷を与える恐れは低下するが、オーガ３の駆動に必要な動力に対して余りにも低すぎると、トルクリレーサ11が作動する頻度が多くなり、取り扱い上の煩雑さが生じることは避けられない。一方、トルク設定値が高すぎると、トルクリレーサ11が作動する頻度は低下するが、駆動系機器に損傷を与えるリスクは高まる。したがって、トルクリレーサ11のトルク設定値はオーガ３の駆動に必要とされる動力と駆動系機器の強度余裕を勘案して設定される。

次に、本発明によるトルクレリーサ11のリセット装置10の実施例について、図４乃至図８に基づいて説明する。図４はトルクレリーサ11のリセット装置10の要部を示す外観図、図５はトルクレリーサ11の装着状態を示す構造図、図６は本実施例において用いるトルクリレーサ11の構造図、図７は図４中のＡ−Ａ矢視図、図８は図４中のＢ−Ｂ矢視図である。

本発明によるトルクレリーサ11のリセット装置10は、オーガ軸3aに動力を伝達するためのチェーン伝動機17の入力軸17aと連結軸継手16との間にトルクレリーサ11を装着し、前記連結軸継手16の外周外側においてドラム21を除雪装置６のハウジングに設けた支持体22に枢支し、前記ドラム21の外周面に設けられた周状溝21a内にヨーク22を配設し、前記ヨーク22の揺動軸22aを除雪装置６のハウジングに設けた軸受23に枢支するとともに前記ヨーク22の揺動軸22aに第一レバー24の一端を固着し、前記第一レバー24の他端24bを運転席７からの操作により操作可能とし、前記ヨーク22の側面に連結棒25の一端25aを回動自在に装着し、前記連結棒25の他端25bを除雪装置６のハウジングに支点が枢支された第二レバー26の一端26aに枢支し、前記第二レバー26の他端26bに固定した押圧体27をトルクレリーサ11の被動側フランジ19bに押圧してトルクレリーサ11のリセットを行うものである。

図４に示すように、伝動機15からの動力を伝達する連結軸継手16とチェーン伝動機17の入力軸17aとの間には、トルクレリーサ11が装着された一対のフランジ継手19が組み込まれている。トルクレリーサ11の具体的装着状況は図５および図６に示すように、対面する一対のフランジ継手19のうちトルクレリーサ11を原動側フランジ19aに取り付け、被動側フランジ19bとは皿ばね31により付勢された球体32を介して動力伝達が行われる。ここで、原動側フランジ19aから被動側フランジ19bに伝達されるトルクは、球体32を押圧する皿ばね31の付勢力によって任意に設定することができるようになっている。そして、設定値を超えるトルクが作用すると球体32は皿ばね31の付勢力に負けて押し戻され、二つのフランジ間のトルク伝達は遮断される。

トルクレリーサ11の構造は図６に詳細を示すように、トルクリレーサハウジング33内に、スラスト軸受34、プランジャ35、皿ばね31、調整ナット37、ブッシュ38、球体32を組み込んだものであり、これらは一体として原動側フランジ19aに装着される。また、前記球体32を押圧する押圧体39は被動側フランジ19bに装着される。このような構成において、被動側フランジ19bに過負荷トルクが作用すると、球体32は皿ばね31を圧縮する方向に移動して設定トルク限界を超えた段階で球体32と押圧体39との係合は解除されることになる。このようにして一対のフランジ継手19a,19b間のトルク伝達は遮断される。

また、本実施例に用いるトルクレリーサ11は、オーガ軸3aに過負荷トルクが作用してトルク伝達が遮断されると、トルクレリーサ11のプランジャ35の先端部35aが軸方向に突出する。その後、トルクレリーサ11をリセットするには、球体32が押圧体39と係合する位置に二つのフランジ19a,19bの回転角を変化させ、トルクレリーサ11のプランジャ35の先端部35aを押し戻して球体32を所定位置に収納する必要がある。本発明はこのようなトルクレリーサ11のリセット操作を車体２上の運転席７からの操作により行うことを課題とするものである。

すなわち、連結軸継手16の外周外側には、トルクレリーサ11のプランジャ35の先端部35aに対向するようにしてドラム21が設けられている。このドラム21は除雪装置６のハウジングに設けられた支持体20とは滑り軸受41を介して回動自在に支持されている。また、このドラム21の側面にはトルクレリーサ11のプランジャ35の先端35aが当接して摺動する機会があるため、トルクレリーサ11のプランジャ35と対向する側面には低摩擦材料でライニングされた側板42が取り付けられている。また、ドラム21の外周面には環状溝21aが形成されており、該環状溝21aにはヨーク22が遊嵌されている。また、該ヨーク22の揺動軸22aは除雪装置６のハウジングに支持され、揺動自在にされている。さらに、該揺動軸22aには第一レバー24の一端24aが固着され、前記第一レバー24の他端24bは伝動ケーブル43に接続されている。したがって、伝動ケーブル43を運転席７から第一レバー24を操作することにより引くと、ヨーク22が動作する構造となっている。また、前記ヨーク22の側面には連結棒25の一端25aが回動自在に装着され、連結棒25の他端25bは除雪装置６のハウジングに支点が回動自在に支持された第二レバー26の一端と回動自在に連結されている。さらに、前記第二レバー26の他端にはトルクレリーサ11の被動側フランジ19bを押圧する押圧体27が装着されている。したがって、運転席７から伝動ケーブル43を引くと、伝動ケーブル43の動きは、第一レバー24、ヨーク22、連結棒25、第二レバー26を介して押圧体27を動作させ、押圧体27は被動側フランジ19bを押圧する。

次に、トルクリレーサ11のリセット方法について説明する。オーガ３に過負荷トルクが作用してトルクレリーサ11が作動した場合、先ず、油圧モータ14による回転を停止してオーガ３に挟まった氷塊等の障害物を除去する。その後、上述した要領で運転席７から伝動ケーブル43を操作して第一レバー24を図４に示す矢印方向に動作させる。そうすると、第一レバー24の動作によりヨーク22は矢印方向に揺動し、ドラム21を矢印方向に移動させる。その結果、ドラム21に取り付けられた摺動板42によりトルクレリーサ11のプランジャ先端部35aは押し込まれる方向に押されることになる。しかし、この状態ではトルクレリーサ11内の球体32は被動側フランジ19aの端面に当接しているので、プランジャの先端部35aは押圧されても移動することができない。一方、ヨーク22が揺動するとヨーク22の側面に連結された連結棒25、第二レバー26の動作を介して、押圧体27は被動側フランジ19bを押圧する。この状態で油圧モータ14をゆっくりと回転させて連結軸継手16により原動側フランジ19aをターニングさせる。そうすると、トルクレリーサ11により二つのフランジ19a,19b間の接続は解除されているので、原動側フランジ19aは回転するが、被動側フランジ19bは押圧体27により押圧されてブレーキが掛かった状態になるので回転することなく、そのままの位置に留まることになる。したがって、二つのフランジ19a,19b間の相対回転角度は徐々に変化し、少なくとも二つのフランジ19a,19b間の相対回転角度が３６０度変化すれば、必ずトルクレリーサ11の球体32が被動側フランジ19bに設けられた球体収納穴を有するブッシュ39の位置に到達する。すなわち、球体32がブッシュ39の収納穴に収納されてトルクレリーサ11はリセットされることになる。また、トルクレリーサ11がリセットされると、トルクレリーサ11のプランジャ35の先端部35aも移動することから、ドラム21も軸方向に移動することになる。したがって、ドラム21の移動を近接スイッチ等（図示せず）により検出することによりトルクレリーサ11がリセットされたことを容易に認識することができる。

フランジ19上にトルクレリーサ11を１８０度の間隔で２個装着した場合には、連結軸継手16を約１／２回転することにより必ずリセット可能なフランジ相対位置が実現するので、トルクレリーサ11のリセット操作に要する時間は極めて短時間で終了することができる。リセットが完了したら運転席７から伝動ケーブル43を緩めて押圧体27を被動側フランジ19bから離れた位置になるようにし、通常の運転モードに移行する。なお、第一レバー24が伝動ケーブル43の動作に対応して確実に揺動運動を行うようにするため、第一レバー24には、図示しないが適宜ストッパーおよび付勢力を付与するスプリング等が装着されている。

以上説明したように本実施例によれば、トルクレリーサ11のリセット操作を運転席７から遠隔操作できるので、野外に出ることなくトルクレリーサ11のリセット操作を行うことができる。したがって、安全確実で作業性に優れた除雪車１を提供することができる。また、トルクレリーサ11のリセット操作に要する時間が短縮されるので、除雪作業の能率が向上する。

上記実施例では、運転席７から伝動ケーブル43により第一レバー24の揺動操作を行っているが、伝動ケーブル43に替えて油圧機器により第一レバー24の揺動操作を行うこともできる。すなわち、油圧源と電磁弁と油圧シリンダ等により構成された油圧装置を用い、油圧シリンダのロッドの往復運動により第一レバー24を揺動操作すれば、上記実施例と同様にしてトルクリレーサ11のリセット操作を行うことができる。この場合、運転席７からの操作は伝動ケーブル43に替えて電磁弁の切換え操作を行うことになる。この場合、油圧駆動により大きな操作力が得られ、トルク容量の大きなトルクレリーサ11であっても容易にリセット操作が可能なため、大型の除雪車に対しても適用できる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で種々の変形実施をすることができる。たとえば、上記実施例では除雪装置６と車体２とが別体となった除雪車１を挙げて説明したが、除雪装置６と車体２とが一体で構成された除雪車１にも適用できることは言うまでもない。また、オーガ軸3aの駆動にチェーン伝動機17を用いた例について説明したが、チェーン伝動機17に替えて歯車伝動装置を用いることもできる。

ロータリ除雪車の外観側面図である。ロータリ除雪車の外観平面図である。本発明によるトルクレリーサのリセット装置を適用したロータリ除雪車の駆動系を示す図面である。本発明によるトルクレリーサのリセット装置の実施例を示す外観図である。本発明によるトルクレリーサのリセット装置の実施例を示す構造断面図である。図５におけるトルクレリーサの詳細を示す構造断面図である。図４におけるＡ−Ａ矢視図である。図４におけるＢ−Ｂ矢視図である。従来技術であるシャーピンによるトルク制限装置を用いたロータリ除雪車の駆動系を示す図面である。

符号の説明

３オーガ
3a オーガ軸
４ブロア
６除雪装置
10 リセット装置
11 トルクリレーサ
16 連結軸継手
17 チェーン伝動機
19a 被動側フランジ
21 ドラム
21a 環状溝
22a 揺動軸
23 軸受
24 第一レバー
25 連結軸
26 第二レバー
27 押圧体
43 伝動ケーブル

Claims

オーガを回転することにより集積した雪をブロアによって発生させた空気流とともに吹き飛ばして除雪する除雪車に用いられ、前記オーガの駆動系統にトルクレリーサを装着し、前記トルクレリーサのトルク制限動作後のリセット操作を運転席から操作可能としたトルクレリーサのリセット装置において、オーガ軸に動力を伝達するためのチェーン伝動機の入力軸と連結軸継手との間にトルクレリーサを装着し、前記連結軸継手の外周外側においてドラムを除雪装置のハウジングに設けた支持体に枢支し、前記ドラムの外周面に設けられた環状溝内にヨークを配設し、前記ヨークの揺動軸を除雪装置のハウジングに設けた軸受に枢支するとともに前記ヨークの揺動軸に第一レバーの一端を固着し、前記第一レバーの他端を運転席からの操作により動作可能とし、前記ヨークの側面に連結棒の一端を回動自在に装着し、前記連結棒の他端を除雪装置のハウジングに支点が枢支された第二レバーの一端に枢支し、前記第二レバーの他端に固定した押圧体をトルクレリーサの被動側フランジに押圧することを特徴とするトルクレリーサのリセット装置。
前記第一レバーの操作を伝動ケーブルにより行うことを特徴とする請求項１記載のトルクレリーサのリセット装置。
前記第一レバーの操作を油圧シリンダにより行うことを特徴とする請求項１記載のトルクレリーサのリセット装置。