(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-07
(45)【発行日】2025-01-16
(54)【発明の名称】屋根の雪下し装置
(51)【国際特許分類】
E04H 9/16 20060101AFI20250108BHJP
【FI】
E04H9/16 D
(21)【出願番号】P 2023036026
(22)【出願日】2023-03-08
【審査請求日】2024-04-01
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】519387070
【氏名又は名称】安間 昌幸
(74)【代理人】
【識別番号】100097700
【氏名又は名称】増田 恒則
(72)【発明者】
【氏名】安間 昌幸
【審査官】須永 聡
(56)【参考文献】
【文献】特開2021-071043(JP,A)
【文献】実開昭62-176319(JP,U)
【文献】特開2007-332754(JP,A)
【文献】特開2007-211549(JP,A)
【文献】実開昭62-009622(JP,U)
【文献】特開2008-190305(JP,A)
【文献】実開平01-010162(JP,U)
【文献】実開昭54-121631(JP,U)
【文献】実開昭62-110418(JP,U)
【文献】登録実用新案第3115939(JP,U)
【文献】特開2014-237995(JP,A)
【文献】登録実用新案第3115231(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04H 9/16
E04D 13/00
E04D 15/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
棟側に配置される棟側歯車と軒側に配置される軒側歯車との間にチェーンを掛け回したチェーン巻き掛け機構を幅方向に間隔を隔てて一対設け、該一対のチェーン巻き掛け機構のチェーン間の対応位置に雪押し板を固着するとともに、該雪押し板をチェーンの移動方向に所定のピッチで複数固着した雪押しユニットを基板上に設け、棟側歯車の回転軸及び軒側歯車の回転軸はそれぞれ雄ネジ軸とし、その内一方を正ネジ他方を逆ネジとし、棟側回転軸又は軒側回転軸のいずれか一方に原動モータを接続し、棟側の左右一対の歯車間及び軒側の左右一対の歯車間にそれぞれ長ナットを介在させ、原動モータ接続側長ナットは原動モータ接続側歯車とは独立させ前記基板側に固定され、左右一対の原動モータ接続側歯車は原動モータ接続側回転軸に供回りしつつ軸方向にスライド自在に設けられ、原動モータ非接続側回転軸は回転不能に屋根側に固定されるとともに、原動モータ非接続側の左右一対の歯車は原動モータ非接続側長ナットと一体回転させるようにしたことを特徴とする屋根の雪下し装置。
【請求項2】
原動モータ接続側回転軸に軸方向に延びるスライド溝を形成し、原動モータ接続側歯車の軸穴には前記スライド溝にスライド自在に係合するキーを装着してなる請求項1に記載の屋根の雪下し装置。
【請求項3】
棟側回転軸と軒側回転軸の一方を正ネジ他方を逆ネジとするのに替えて両者正ネジとし、回転伝達ギヤを介して棟側回転軸又は軒側回転軸に接続してなる請求項1又は2に記載の屋根の雪下し装置。
【請求項4】
棟側歯車と軒側歯車との間に掛け回されるチェーンの下側に該チェーンの移動を支持するレールを敷設した請求項1
又は2に記載の屋根の雪下し装置。
【請求項5】
棟側歯車と軒側歯車との間に掛け回されるチェーンの下側に該チェーンの移動を支持するレールを敷設した請求項3に記載の屋根の雪下し装置。
【請求項6】
棟側歯車の回転軸に棟側歯車より大径の係合歯車を固着し、請求項1
又は2に記載の屋根の雪下し装置が切り妻屋根の一方の屋根上と他方の屋根上とにそれぞれ配置され、各係合歯車同士が噛合わされるようにした屋根の雪下し装置。
【請求項7】
棟側歯車の回転軸に棟側歯車より大径の係合歯車を固着し、請求項3に記載の屋根の雪下し装置が切り妻屋根の一方の屋根上と他方の屋根上とにそれぞれ配置され、各係合歯車同士が噛合わされるようにした屋根の雪下し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屋根に積もった雪を自動的に雪下しすることができる屋根の雪下し装置に関する。
【背景技術】
【0002】
積雪の多い地方では、屋根に積もった雪の雪下しが必要であるが、従来は、人が屋根に上りシャベルなどを用いて雪下し作業を行っている。しかし、重労働で、足場も悪く、危険を伴う。そこで、このような問題を解決するため、屋根に積もった雪を自動的に雪下しできるようにした屋根の雪下し装置として、ベルトコンベア式のものが知られている(特許文献1、特許文献2)。
【0003】
しかし、これらベルトコンベア式のものでは、暴風雪や台風など強風が吹いた際に、ベルトコンベア(シート)が吹き上げられて装置を傷めてしまうおそれがあるなどの問題があった。
そこで、強風でシート状コンベアが吹き上げられることもなく、雪下し作業を行うことができる屋根の雪下し装置として、本発明者は、棟側歯車と軒側歯車との間にチェーンを掛け回したチェーン巻き掛け機構を幅方向に間隔を隔てて一対設け、該一対のチェーン巻き掛け機構のチェーン間の対応位置に雪押し板を固着するとともに、該雪押し板をチェーンの移動方向に所定のピッチで複数固着した雪押しユニットを設け、該雪押しユニットは屋根の幅方向に並列に配列されるとともに、該並列に配列された各雪押しユニットにおける各棟側歯車の回転軸と各軒側歯車の回転軸とをそれぞれ共通の回転軸とし、棟側回転軸又は軒側回転軸のいずれか一方に原動モータを接続する屋根の雪下し装置、を提案している(特許文献3)。
ただ、屋根全体に雪押しユニットを配置するのは、装置が大型となり、重さも重くなるため、屋根への負荷が大きくなり、またコストもかかることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2014-237995号公報
【文献】実用新案登録第3115231号公報
【文献】特開2021-71043号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで、本発明は、屋根への負荷を軽減し、またコストの低減にも資する屋根の雪下し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1に係る屋根の雪下し装置は、棟側に配置される棟側歯車と軒側に配置される軒側歯車との間にチェーンを掛け回したチェーン巻き掛け機構を幅方向に間隔を隔てて一対設け、該一対のチェーン巻き掛け機構のチェーン間の対応位置に雪押し板を固着するとともに、該雪押し板をチェーンの移動方向に所定のピッチで複数固着した雪押しユニットを基板上に設け、棟側歯車の回転軸及び軒側歯車の回転軸はそれぞれ雄ネジ軸とし、その内一方を正ネジ他方を逆ネジとし、棟側回転軸又は軒側回転軸のいずれか一方に原動モータを接続し、棟側の左右一対の歯車間及び軒側の左右一対の歯車間にそれぞれ長ナットを介在させ、原動モータ接続側長ナットは原動モータ接続側歯車とは独立させ前記基板側に固定され、左右一対の原動モータ接続側歯車は原動モータ接続側回転軸に供回りしつつ軸方向にスライド自在に設けられ、原動モータ非接続側回転軸は回転不能に屋根側に固定されるとともに、原動モータ非接続側の左右一対の歯車は原動モータ非接続側長ナットと一体回転させるようにしたこと、を特徴としている。
請求項2に係る発明は、原動モータ接続側回転軸に軸方向に延びるスライド溝を形成し、原動モータ接続側歯車の軸穴には前記スライド溝にスライド自在に係合するキーを装着してなるものである。
請求項3に係る発明は、棟側回転軸と軒側回転軸の一方を正ネジ他方を逆ネジとするのに替えて両者正ネジとし、回転伝達ギヤを介して棟側回転軸又は軒側回転軸に接続してなるものである。
請求項4に係る発明は、請求項1又は2において、棟側歯車と軒側歯車との間に掛け回されるチェーンの下側に該チェーンの移動を支持するレールを敷設したものである。
請求項5に係る発明は、請求項3において、棟側歯車と軒側歯車との間に掛け回されるチェーンの下側に該チェーンの移動を支持するレールを敷設したものである。
請求項6に係る発明は、棟側歯車の回転軸に棟側歯車より大径の係合歯車を固着し、請求項1又は2に記載の屋根の雪下し装置が切り妻屋根の一方の屋根上と他方の屋根上とにそれぞれ配置され、各係合歯車同士が噛合わされるようにしたものである。
請求項7に係る発明は、棟側歯車の回転軸に棟側歯車より大径の係合歯車を固着し、請求項3に記載の屋根の雪下し装置が切り妻屋根の一方の屋根上と他方の屋根上とにそれぞれ配置され、各係合歯車同士が噛合わされるようにしたものである。
【発明の効果】
【0007】
請求項1に係る発明によれば、棟側に配置される棟側歯車と軒側に配置される軒側歯車との間にチェーンを掛け回したチェーン巻き掛け機構を幅方向に間隔を隔てて一対設け、該一対のチェーン巻き掛け機構のチェーン間の対応位置に雪押し板を固着するとともに、該雪押し板をチェーンの移動方向に所定のピッチで複数固着した雪押しユニットを基板上に設け、棟側歯車の回転軸及び軒側歯車の回転軸はそれぞれ雄ネジ軸とし、その内一方を正ネジ他方を逆ネジとし、棟側回転軸又は軒側回転軸のいずれか一方に原動モータを接続し、棟側の左右一対の歯車間及び軒側の左右一対の歯車間にそれぞれ長ナットを介在させ、原動モータ接続側長ナットは原動モータ接続側歯車とは独立させ前記基板側に固定され、左右一対の原動モータ接続側歯車は原動モータ接続側回転軸に供回りしつつ軸方向にスライド自在に設けられ、原動モータ非接続側回転軸は回転不能に屋根側に固定されるとともに、原動モータ非接続側の左右一対の歯車は原動モータ非接続側長ナットと一体回転させるようにしたので、雪押しユニットの雪押し板で積もった雪を棟側から軒側へ押し出しつつ雪押しユニットが棟側回転軸と軒側回転軸との間を左方向又は右方向に移動することになる。このため、1つの雪押しユニットがあれば足り、屋根全体に雪押しユニットを配置する必要がなくなる。したがって、屋根への負荷を大きく軽減できることになり、また、コストも大きく低減できる。
請求項2に係る発明によれば、原動モータ接続側回転軸に軸方向に延びるスライド溝を形成し、原動モータ接続側歯車の軸穴には前記スライド溝にスライド自在に係合するキーを装着してなるので、原動モータ接続側歯車は原動モータ接続側回転軸の回転に伴って回転しつつ、軸方向にスライド自在となる。
請求項3に係る発明によれば、棟側回転軸と軒側回転軸の一方を正ネジ他方を逆ネジとするのに替えて両者正ネジとし、回転伝達ギヤを介して棟側回転軸又は軒側回転軸に接続してなるので、逆ネジの回転軸がない場合でも対応できることになる。
請求項4、5に係る発明によれば、棟側歯車と軒側歯車との間に掛け回されるチェーンの下側に該チェーンの移動を支持するレールを敷設したので、チェーンによる移動が円滑になる。
請求項6、7に係る発明によれば、棟側歯車の回転軸に棟側歯車より大径の係合歯車を固着し、請求項1~3のいずれか1項に記載の屋根の雪下し装置が切り妻屋根の一方の屋根上と他方の屋根上とにそれぞれ配置され、各係合歯車同士が噛合わされるようにしたので、1つの原動モータで、同時に切り妻屋根の両方の屋根上の雪下しを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図2】屋根上に雪押しユニットを配置した様子を示す平面図である。
【
図4】棟側歯車(棟側スプロケット)の回転軸部を示す概略側面図である。
【
図5】雪押しユニットの変形例を示す要部概略図で、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)はA視図である。
【
図6】切り妻屋根上に雪押しユニットを設置した様子を示す要部概略図で、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)はA視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。本発明による屋根の雪下し装置1は、チェーン巻き掛け機構2を幅方向に間隔を隔てて一対設け、この一対のチェーン巻き掛け機構2,2のチェーン3,3間に雪押し板4を所定のピッチで複数固着した雪押しユニット5を設け、この雪押しユニット5を屋根の幅方向に移動させて屋根上に積もった雪の雪下しを行う装置である。
【0010】
チェーン巻き掛け機構2は、棟側に配置される棟側歯車(棟側スプロケット)6と軒側に配置される軒側歯車(軒側スプロケット)7との間にチェーン3を掛け回したものである。このチェーン巻き掛け機構2を幅方向に間隔を隔てて一対設ける。そして、この左右一対のチェーン巻き掛け機構2,2のチェーン3,3間の対応位置に雪押し板4を固着する。この雪押し板4をチェーン3の移動方向に所定のピッチで複数固着して雪押しユニット5とする。この雪押しユニット5は、その幅が、例えば、30~50cm程度とするが、この範囲に限定されるわけではない。
【0011】
以下は、後述する原動モータを棟側回転軸に接続した場合を例に説明する。
雪押しユニット5における左右一対の棟側歯車(棟側スプロケット)6,6間には、棟側回転軸8の外周に形成された雄ネジに螺合する棟側長ナット9を介在させてある。このように棟側回転軸8は雄ネジ軸としてある。左右一対の棟側歯車6,6と棟側長ナット9とは独立させてあり、棟側長ナット9は、連結具(ブラケット)10を介して基板11側に固定されたレール12(上側レール12a)に連結固定してある。
棟側回転軸8の外周には軸方向に延びるスライド溝13を形成してある。そして、棟側歯車6の軸穴14には棟側回転軸8が挿通され、棟側回転軸8に形成したスライド溝13にゆるく係合するキー15を装着してある(
図4)。これにより、棟側歯車6は棟側回転軸8の回転に供回りしつつ、棟側回転軸8の軸方向にスライド自在となっている。
【0012】
一方、雪押しユニット5における左右一対の軒側歯車(軒側スプロケット)7,7間には、軒側回転軸16の外周に形成された雄ネジに螺合する軒側長ナット17を介在させてある。このように軒側回転軸16は雄ネジ軸としてある。軒側長ナット17は左右一対の軒側歯車7,7に固定されており、軒側歯車7,7の回転に伴って軒側長ナット17も一体回転する。軒側回転軸16は屋根側に固定されており回転しない。軒側歯車7,7と軒側長ナット17は軒側回転軸16の回りを一体回転し、この回転によって、軒側長ナット17と左右一対の軒側歯車7,7(雪押しユニット5における軒側部)は軒側回転軸16の軸方向にゆっくり移動することになる。
【0013】
棟側回転雄ネジ軸8に螺合する棟側長ナット9と軒側回転雄ネジ軸16に螺合する軒側長ナット17とを屋根上を同一方向に移動させるため、棟側回転軸8と軒側回転軸16の内一方の回転軸に形成する雄ネジを正ネジ(右ネジ)とし、他方の回転軸に形成する雄ネジを逆ネジ(左ネジ)としてある。棟側回転軸8は屋根の棟側に、軒側回転軸16は屋根の軒側に互いに平行に配置される(
図2)。
【0014】
棟側回転軸8と軒側回転軸16の両方とも正ネジを用いる場合には、回転伝達ギヤを介して原動モータ接続側回転軸又は原動モータ非接続側回転軸に接続するようにする。
図5においては、回転伝達ギヤ18,18を介して原動モータ非接続側回転軸(軒側回転軸16)に接続してある。回転伝達ギヤ18,18を介することにより、回転方向が逆方向となるので、棟側回転軸8と軒側回転軸16の一方を正ネジ、他方を逆ネジとした場合と同様となる。なお、回転伝達ギヤ18は軒側歯車7、軒側長ナット17にそれぞれ固着されている。
図5においては簡略化のため雪押し板は略している。
【0015】
棟側回転軸8又は軒側回転軸16のいずれか一方に原動モータ20を接続して回転軸に駆動力を伝える。
図2においては、棟側回転軸8に原動モータ20を接続したものを示した。したがって、
図2においては、棟側回転軸8が原動モータ接続側回転軸、棟側歯車が原動モータ接続側歯車、棟側長ナット9が原動モータ接続側長ナットとなり、軒側回転軸16が原動モータ非接続側回転軸、軒側歯車が原動モータ非接続側歯車、軒側長ナット17が原動モータ非接続側長ナットとなる。
原動モータ20は、回転軸8(16)の一端側に1カ所設けてもよいが、左右両端側の2カ所に設け、左右2カ所の原動モータ20を同期させて回転軸8(16)に駆動力を伝えるようにしてもよい。
【0016】
チェーン巻き掛け機構におけるチェーン3,3間の雪押し板4の取付けは、チェーン3のピンリンクプレート21に取付けアーム22の端部を溶接固着し、この取付けアーム22に雪押し板4を取付け固定する。雪押し板4は、チェーン3の移動方向に対し直角に取付けてある。
雪押し板4はチェーン3の移動方向に所定ピッチで複数設置され、複数の雪押し板4で屋根に積もった雪を押して移動させるので、各雪押し板4に係る負荷を小さくできる。
【0017】
雪押し板4は、チェーン3に対して外側4a及び内側4bに設けてある。図においては、外側4aの方が内側4bより上下幅を大きくしてあるが、同じ上下幅としてもよい。外側4a及び内側4bの雪押し板4で積もった雪を移動させることができる。外側4aだけに雪押し板4を設けた場合に比べて、より多くの雪を移動させることができる。また、チェーン3の棟側歯車6及び軒側歯車7の径を小さくしても、外側4a及び内側4bの雪押し板4の全体を使って雪を移動させることができるので、装置をコンパクトにできる。また、外側4aだけに設けた場合より、チェーン3にかかる負荷のバランスがよくなり、チェーン3の円滑な移動が可能となる。ただ、場合によっては外側4aだけに設けることもできる。
【0018】
図1、
図3に示すように、チェーン巻き掛け機構2における棟側歯車6と軒側歯車7との間に掛け回されるチェーン3の下側には、チェーン3の移動を支持するレール12(上側レール12aと下側レール12b)を敷設してある。レール12(12a,12b)は基板11上に起立固定された支柱23に支持されている。
図1、
図3中、符号24は上側レール固定軸、下側レール固定軸である。こうしてレール12(12a,12b)は基板11側に支持固定される。このようにレール12を敷設することにより、チェーン3に負荷がかかった状態でもチェーン3の移動が円滑になる。
【0019】
上側レール12aには連結具10を介して棟側長ナット9が固定されており、棟側長ナット9は上側レール12aを介して基板11側に固定され回転しない。これにより、棟側回転軸8が回転すると棟側長ナット9は棟側回転軸8の軸方向に移動することになる。これに伴って雪押しユニット5における棟側部(棟側歯車6,6と棟側長ナット9)も棟側回転軸8の軸方向に移動する。一方、雪押しユニット5における軒側部(軒側歯車7,7と軒側長ナット17)も軒側歯車7,7の回転に伴って軒側回転軸16の軸方向に移動する。
これにより、雪押しユニット5は、回転軸8の回転により棟側歯車6,6と軒側歯車7,7が回転して雪押し板4が棟側から軒側に移動しながら雪下ししつつ、棟側回転軸8、軒側回転軸16に沿って屋根上を左方向又は右方向に移動することになる。
【0020】
屋根上に積もった雪の深さを検知するセンサー(図示せず)を備えてある。所定の深さ(例えば、15~20cm程度)の雪が積もった際に、センサーが検知して、雪下し装置1を自動で作動させるようにすることができる。これにより、大量の雪が積もる前に雪下し装置1を作動させることができるので、雪下し装置1への負荷を軽減して、効率よく雪下し作業を行わせることができる。
雪下し装置1が稼働しているときは、安全のため雪下し作業中であることを知らせる警報ランプ(図示せず)を点灯させるとよい。
【0021】
図6は切り妻屋根に雪下し装置1を設置する際の様子を示す概略図で、左右の棟側歯車6,6には該棟側歯車6,6より大径の係合歯車19を固着してあり、屋根の雪下し装置1が切り妻屋根の一方(左側)の屋根上と他方(右側)の屋根上にそれぞれ配置され、各係合歯車19,19同士が噛合わされるようにしてある。
このとき、チェーン3の移動に伴って移動する雪押し板4,4同士(
図6では図示せず)が、同時に同じ位置で接触しないように各係合歯車19,19同士を噛合わせるようにする。このようにすれば、係合歯車19の径を余り大きくすることなく両係合歯車19,19同士を噛合わせることができる。なお、係合歯車19の径を大きくして、雪押し板4の先端同士が同じ位相で接近した場合でも接触しないようにすることもできる。
図6においては、左側屋根の棟側回転軸8と軒側回転軸16、右側屋根の軒側回転軸16をいずれも正ネジ軸としてあり、回転伝達ギヤ18,18を介して左側屋根の軒側回転軸16に、また、回転伝達ギヤ18,18を介して左側屋根の原動モータ接続側の棟側回転軸8に連結してある。棟側の各係合歯車19,19が回転伝達ギヤ18,18に相当することになる。
【0022】
このように、各係合歯車19,19同士を噛合わせることにより、
図6において左側の棟側歯車6を右方向に回転させると、右側の棟側歯車6は左回転する。これにより、切り妻屋根の両方の屋根に積もった雪を同時に雪下しすることができる。また、1つの原動モータ20で、同時に、切り妻屋根の両方の屋根の雪下しを行うことができる。
なお、原動モータ20を回転軸8の左右両端側に設け、左右2カ所の原動モータ20を同期させて回転軸8に駆動力を伝えるようにしてもよい。左右2カ所の原動モータ20で回転軸8を回転させるようにすれば、回転軸8の回転が安定する。
【0023】
本発明による屋根の雪下し装置1の動作を説明する。所定の積雪量(例えば、15~20cm)を検知センサーが検知すると、原動モータ20のスイッチが入り、原動モータ20の出力が回転軸8に伝わり棟側歯車6が回転し、チェーン3が矢印方向に移動する。これに伴い、雪押し板4もゆっくり棟側から軒側に移動するので、この雪押し板4に押されて積雪25は棟側から軒側に運ばれ、軒先から落下する(
図3)。
そして、雪押しユニット5は、雪押し板4の移動に伴って棟側回転軸8及び軒側回転軸16に沿って右から左へ(又は左から右へ)ゆっくり移動する(
図2)。これによって、屋根26上に積もった雪を押し出しながら軒下に落下させる。回転軸8,16の端部まで達して屋根26上の全ての雪下しが完了したならば、原動モータ20を逆回転させて雪押しユニット5を元の位置まで戻して、運転を終了する。なお、
図2において、符号27は、棟側回転軸8及び軒側回転軸16を屋根26上に支持する軸受である。
【0024】
上述は、原動モータ接続側を棟側、原動モータ非接続側を軒側として説明したが、逆に、軒側を原動モータ接続側、棟側を原動モータ非接続側とすることも可能である。その場合、軒側回転軸にスライド溝を形成し、軒側歯車が軒側回転軸に供回りしつつ軸方向にスライドし、棟側回転軸は屋根側に固定されて回転せず、棟側歯車と棟側長ナットが棟側回転軸の回りを一体回転して軸方向に移動することになる。
【0025】
また上述は、伝動部材としてチェーン3を用いたものについて説明したが、チェーン3に換えてタイミングベルトを用いることもできる。その場合、チェーン巻き掛け機構2はタイミングベルト巻き掛け機構に置き換わる。なお、タイミングベルトは耐寒性、耐水性のものを用いることになる。
【符号の説明】
【0026】
1 雪下し装置
2 チェーン巻き掛け機構
3 チェーン
4 雪押し板
4a 外側
4b 内側
5 雪押しユニット
6 棟側歯車(棟側スプロケット)
7 軒側歯車(軒側スプロケット)
8 棟側回転軸
9 棟側長ナット
10 連結具
11 基板
12 レール
12a 上側レール
12b 下側レール
13 スライド溝
14 棟側歯車の軸穴
15 キー
16 軒側回転軸
17 軒側長ナット
18 回転伝達ギヤ
19 係合歯車
20 原動モータ
21 ピンリンクプレート
22 取付けアーム
23 支柱
24 レール固定軸
25 積雪
26 屋根