JP2003118976A - 集材装置を備えた単軌条運搬機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 林道より遠方の急峻な森林への通勤と、森林
内のあらゆる傾斜地でもクレーンの架台を水平に固定す
ると共に、多関節アウトリガーを鉛直方向に張出し、ク
レーン台車の安定を図り、安全に能率よく作業ができる
ようにした集材装置を備えた単軌条運搬機を提供する。 【解決手段】 主レールを把持して、レールに設けたラ
ックに噛合してレール上を走行する単軌条運搬機の台車
であって、台車上にはグラップルクレーンを備え、進行
方向にこのクレーン架台を角度自在に操作するチルト機
構を設けると共に、台車の安定を保つため多関節アウト
リガーを台車の四隅に設けたものである。また、単軌条
運搬機の走行油圧系よりクレーン系（アウトリガー含
む）へ分岐配管し、油圧発生部を共用し、コスト低減を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明に係る集材装置を備え
た単軌条運搬機は、急傾斜地の森林内の地表面に沿って
設置した主レールとそれに添設した副レール上を走行移
動して間伐材の集材，積み込み，集積地への搬出作業を
行う林業機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、伐出作業を行う林業機械のう
ち、伐倒した木材を集積地である土場まで搬送するには
索道（キャリア）が一般的であるが、林道が整備されて
いるところで、車両系の作業機械が入り込める場合に
は、簡易索道としてトラックやクローラ台車等の荷台上
に人工支柱とウインチを搭載した移動式集材機であるタ
ワーヤーダ成るものを用い、その他の機械類と組み合わ
せた一連の作業を行うことにより、木材の搬出を行って
いる。またこの搬出に至るまでの伐採、整木、集材に用
いる林業機械には、 プロセッサ：林道や土場まで集められた伐倒木の枝を切
り落とし、指示した長さの丸太に切る機械。 フォワーダ：集材された木材を積み込み，荷おろし用の
装置を備えた丸太運搬用作業車。 ハーベスタ：チェーンソーで行っていた立木の伐倒，枝
払い，丸太に切る作業が行える機械。 等の重機械があり、それらを組み合わせて木材の伐出作
業を行うものであった。上記のような林業機械は、あく
までもある程度の平坦さをもつ地域で、林道が整備さ
れ、集積地である土場があり、車両系林業機械が入り込
めるところで使用される機械で、あくまでも単機能であ
り、状況により組み合わせて作業を行うものであった。

【０００３】以上のような各種林業機械の導入により林
業作業の機械化，省力化が進められているが、我が国に
おいてはいまだ自走車両系林業機械が入り込めず、費用
対効果の面からあるいは地形的に林道開設が困難な森林
が数多く残っている。このような地域で行われる林業作
業は人力に頼らざるを得ず、重労働かつ危険を伴い、ま
た現場での移動やその場所への通勤に多大な労力と時間
が費やされているのが現状である。よって、効率の悪い
作業を余儀なくされ、採算性の悪化等の課題も生じてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように本来的に
危険性をもった木材の伐採、整木、搬出等の作業を急峻
な地形で行うにおいての安全については早急に改善され
るべきものであり、また同時に作業の効率化も改善され
る必要があった。本願は、以上のような背景の中で、車
両系林業機械が入り込めない地域の傾斜地において伐
採、整木された木材を集積地まで搬出する手段を開示す
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願では、農業用等で急
傾斜地に用いられて既に実績のある単軌条運搬機を採用
し、その架台上に木材を把持し後続の台車上へ回動積載
する、いわゆるグラップルクレーンを装置して、急傾斜
地における移動、集材を可能とするものである。このグ
ラップルクレーンを急傾斜地の、文字通り単軌条、一本
のレール上で回動、伸縮させるにはその安定性が求めら
れるため、アウトリガー、傾斜に対応するチルト機構を
採用して作業の安全を図るものである。

【０００６】

【実施例】本願に係る集材装置を備えた単軌条運搬機の
実施例を詳記する。図１は正面図であり、前方に動力車
１、後方にクレーン台車２を配し、それぞれ下部に駆動
輪11，21を複数個設け、動力車１が発生する圧油を分岐
配管し、駆動輪11，21に直結した油圧モーターＭに送油
して走行する単軌条運搬機の構成を有する。後方のクレ
ーン台車２には２本の爪を圧油で操作するリンク機構を
介して動作させるグラップル４を先端に有するグラップ
ルクレーン３を搭載し、グラップルクレーン３の架台51
は、傾斜地において水平を保てるようチルト機構５が装
備されている。さらに、クレーン台車２の四隅には、多
関節アウトリガー６を設けて、台車の支持点をレール上
２点、アウトリガー４点の６点として作業時の安定を図
るものである。

【０００７】図２はクレーン台車２の拡大図で、グラッ
プルクレーン３の取付位置を後方に寄せたタイプのもの
であり、構造，採用する機構は図１の中央に取付けたも
のと同等であり、クレーン運転席部の余裕が生まれ、小
物の積載が可能になる。グラップルクレーン３の架台51
には、チルト機構５が装備されており、前後に油圧シリ
ンダ52を設け、パワーユニット７より発生する圧油によ
り油圧シリンダ52が伸縮するものであり、傾斜地に合わ
せてグラップルクレーン３の架台を台車と傾斜の関係に
おいて正負両方向へ回動して水平にすると共に、架台51
側面に設けたロックピン53をクレーン台車２側に設けた
支持板22の最適な穴23に嵌入し、軌条の傾斜に応じて水
平となる位置に固定する構造である。なお、この穴23
は、正負方向へ３５度づつ計７０度の間を５度づつに穿
孔しておりいずれか水平方向に近いものを選択し、ロッ
クピン53を嵌入し回動阻止するものである。ロックピン
53の穴23への嵌脱操作は、図４に示すように、ロックピ
ンの基部にはリンク先端が回動自在に軸着されており、
回動フレームに設けたスライド溝内のレバー54をスライ
ド移動することにより行うものである。

【０００８】クレーンの架台を回動させる専用のパワー
ユニット７は、動力車１の運転席後部にバッテリーと、
電動モータ，ポンプ，作動油タンクが一体になった小型
のパワーユニット７が設置されており、ＤＣ２４Ｖによ
り電動モーターを回転し圧油を発生する構造で、少量送
油のものでロックピン53の穴位置合わせに必要になる微
小な動作には適したものである。このパワーユニット７
はクレーンの操作や、後で述べるアウトリガー動作用の
油圧が動力車より得られるのとは別系統に構成して、微
妙な操作に対応するものである。グラップルクレーン３
は、油圧シリンダによりクレーンの旋回，グラップル４
の旋回は、全旋回可能であり、アームの伸縮，グラップ
ル４の把持動作も油圧によって行われる。

【０００９】多関節アウトリガー６は、図５乃至図８に
示すような折畳式のアウトリガーで、各脚を角パイプに
より構成している。構造は、取付基部の下部に回動脚69
の基端を軸止し、上部に油圧シリンダ68の一端を回動自
在に軸止すると共に、回動脚69の他端のプレートに油圧
シリンダ68の他端を軸止し、上部の油圧シリンダ68が伸
縮することにより、回動脚69が上下方向へ回動するもの
である。その回動脚69の他端に収納脚66を内臓した折畳
脚64の基端を回動自在に同じく軸止し、ロックピン65に
より回動脚69との所定開放角度で固定するものである。
さらに、折畳脚64に内臓した収納脚66を引出し、ロック
ピン67を嵌入して所定長さに固定すると共に、収納脚66
先端の接地板70に嵌脱自在なスパイク８を取付け急傾斜
地での滑り防止を図り確実な接地圧を得ることができる
ものである。スパイク８は、図７に示すように、鉄板を
コ字状に折曲し底辺に接地板70を配置し、その接地板70
上にボルト81を対向片に貫通して設ける取付部82と、底
辺下部に設ける４突起を設けたスパイク部83とより成る
ものである。

【００１０】多関節アウトリガー６の取付部は、それぞ
れ鉛直方向と水平方向に回動する旋回機構を有してい
る。この旋回機構は図９に示すように、クレーン台車２
の四隅に略鼓形状の取付板25を溶着し、中央に支軸26を
溶着して設け、その支軸26を中心にして上部に止め穴27
を正負方向へ３５度づつ計７０度の間を７．５度づつに
複数個設け、下部に円弧状スライド長穴28を設けたもの
である。多関節アウトリガー６を取付ける基台部62を支
軸26に嵌入し、ナット29で取付板25に回動自在に止める
と共に、下部の円弧状スライド長穴28にボルト，ナット
30によりスライド位置変更可能に止める。基台部62は鉛
直方向になるよう回動し、上部二段に設けた穴621と対
応する止め穴27にロックピン61を嵌入し固定するもので
ある。多関節アウトリガー６の水平方向の固定位置は、
多関節アウトリガー６の脚を支軸26と同方向に位置した
ところより、台車の前後方向９０度の位置と、前後方向
６０度までは１５度づつの固定が回動止めピン63により
可能である。これは基台部62には４５度間隔で３穴設
け、取付基部には３０度間隔で４穴設けているためであ
る。

【００１１】多関節アウトリガー６を採用した利点は、
森林内の木立の間を走行する単軌条運搬機の構造上小さ
く収納できる点、また、展開した場合は図６に示すよう
に台車の面積よりはるかに大きな面積位置に接地が可能
で、グラップルクレーンにより木材を中央位置でないと
ころを掴んで吊上げた場合、偏心荷重が加わっても台車
の転覆が起こらない点であり、ペアで林内作業を行う後
方に配置した木材運搬機の荷台上に積み込みするには最
良最適なものである。

【００１２】図１０は、本願油圧回路概略図であり、走
行系の油圧回路より分岐配管し、クレーン系（アウトリ
ガーの駆動を含む）にも送油するものである。なお、切
替弁Ｖは電磁式、手動式を選択して採用できるものであ
る。

【００１３】図１１は、本願軌条の構成であり、土中に
打ち込んだ太径の支柱上端部一側には、角パイプ下面に
ラック部を固定してなる主レールＲを固定し、所定距離
をおいて同じく太径の補助支柱を打ち込み、支柱と連結
して一体となる支柱体を設け、支柱体の補助支柱側には
長尺板材よりなる補助レールＳＲを連結固定して添設し
たものである。この軌条構成により、駆動力に対する抗
力は主レールＲが受け持ち、重量物の集材装置を備えた
単軌条運搬機や木材運搬機の荷重は、主レールと副レー
ルで分散して受け持ちレールの耐久性を得ると共に、単
軌条でありながら安定した乗架を行える特性を備えてい
る。また、副レールＳＲに板材を用いたのは、現場での
加工性が容易なことと嵩が低く押えられ工事時の運搬が
容易なことである。

【００１４】図１２は、本願集材装置を備えた単軌条運
搬機の使用状態図であり、後方に配置したものは林内作
業をペアで行う木材運搬機で、前方に荷台、後方に動力
車を設けたものであり、本願と同じ油圧駆動方式もので
あり、グラップルクレーンにより吊上げられた木材の積
み込みを容易にした配置のものである。

【００１５】本願の集材装置を備えた単軌条運搬機の使
用方法は、先ず動力車のエンジンＥをかければ、油圧ポ
ンプＰが回転し、それによって圧油を発生し、走行準備
ができる。続いて走行切替のレバーを前進位置に倒すこ
とにより油圧切替弁が作動し、駆動輪11，21に直結した
油圧モーターＭに送油され、駆動輪11，21が回転して走
行し、急傾斜地ではエンジンＥのスロットを少し上げる
ぐらいの操作で良い。そして森林内の作業位置に到着し
たなら走行切替のレバーを停止位置に倒し（戻し）て停
止させる。そして油圧発生部より、走行油圧系とクレー
ン系に分岐配管しているクレーン系の切替弁Ｖにより、
グラップルクレーンと多関節アウトリガーへ送油切替を
行う。更に、切替弁により四個所の多関節アウトリガー
６に送油する。

【００１６】次に多関節アウトリガー６の展開を行うの
であるが、先ず図８の収納状態より、鉛直方向に回動し
てロックピン61を嵌入し基台部62を固定する。次に張出
方向（水平方向）を決めて回動し、所定穴に回動止めピ
ン63を嵌入し固定する。この張出方向は傾斜地の状況に
もよるが、台車と直角を形成することがバランスの上で
好ましい。立木などがあり邪魔になる場合は、少し前進
あるいは後進して、安定した地盤を選択するものであ
る。そして、多関節アウトリガー６の折畳脚64を開き所
定位置の穴にロックピン65を嵌入する。続いて、収納脚
66を引き出し所定位置の穴にロックピン67を嵌入する。
また、急傾斜地では、収納脚66先端の接地板70に嵌脱自
在なスパイク８を取付ける。そして、油圧シリンダ68を
作動させて収納脚66先端を地表面に接するまで開脚支持
する。この一連の油圧操作はラジオコントロールにより
操作する。なお、折畳脚64を開く時また、収納脚66を引
き出す場合、油圧シリンダ68を作動させ、ある程度回動
脚69を回動させ、他端のプレート部を下げておく方が作
業しやすいものである。以上、同様にして４個所の多関
節アウトリガー６の張り出しおよび固定を行う。

【００１７】続いて、グラップルクレーン３の架台51を
水平方向に回動するのであるが、先ずパワーユニット７
のスイッチをＯＮする。次に前方か後方かに回転するス
イッチを押している間は、電動モーターが回転し、圧油
を発生し、油圧シリンダ52が作動して架台が回動し、ス
イッチより手を離すと停止するものであり、水準器を見
ながら概略水平位置まで起す。そして、架台51側面に設
けたロックピン53をクレーン台車２に設けた支持板22の
穴23に嵌入し、回動止めを行いセット完了となる。

【００１８】続いて、作業者がクレーン台車２の運転席
も水平方向に回動した後、コントロールパネルに設けら
れた油圧切替弁のレバー操作を行い、グラップルクレー
ンを自由自在に動かして傾斜地に横たわる木材をグラッ
プルで確実に把持し、後続の木材運搬機の荷台に積み込
む等の林業作業を行うものである。積み込みの終わった
木材運搬機は下山を開始し、集積地に至って荷降ろしを
終了後、再度登山し積み込み作業にかかるものである。

【００１９】

【発明の効果】本願の集材装置を備えた単軌条運搬機は
走行油圧系よりグラップルクレーンと多関節アウトリガ
ーのクレーン系へ分岐配管し、油圧発生動力部を共用し
たことにより、コスト低減に寄与している。

【００２０】また、本願の集材装置を備えた単軌条運搬
機の操縦は、前進，後進の切替のレバー操作と、スロッ
トルレバーの操作のみで行えるので初心者でも簡単に操
縦可能なものである。また、グラップルクレーンの先端
部に装着したグラップル４は、油圧により旋回自在で、
傾斜面に横たわる木材を確実に掴むことができる。ま
た、クレーンに油圧ウインチを設け、遠方の木材にワイ
ヤーを取付けての引き寄せ等も行えるものであり、この
油圧ウインチの駆動も走行系より分岐配管により可能で
ある。

【００２１】また、クレーン台車２の四隅に設けた多関
節アウトリガー６は、それぞれ鉛直方向、水平方向に支
持できる旋回機構を有し、軌条の傾斜に関係なく張り出
しができ、さらに接地板に適時傾斜状況に応じて取付け
たスパイク８により確実な接地圧を得ることができると
共に、広範囲な位置に接地することができ、木材を吊上
げた場合に偏心荷重が加わっても台車が転覆することは
ない。また、多関節アウトリガー６は、トラック等のア
ウトリガーでは真横にしか張出すことができないが、自
由な位置に接地が可能で、木立の間を走行する本願集材
装置を備えた単軌条運搬機の場合、停止位置を限定する
ことなく効率の良い作業位置に停止させることができ、
林内作業の能率が向上する。また、作業終了後、林道際
の集積場では、木材の荷おろし及びトラックへの積み替
え作業にも使用可能である。

【００２２】また、本願の動力車は、前方にディーゼル
エンジンＥを配置し、そのエンジンＥの回転により油圧
ポンプＰを回転し、その油圧ポンプＰが発生する圧油を
動力車１とクレーン台車２下部の駆動輪11，21に直結し
た油圧モーターＭに送油し、駆動輪11，21が主レールＲ
のラックと噛合して駆動力を得て走行するものであり、
クレーン台車２のクレーン系への油圧分岐配管の変更は
あるものの従来送電線鉄塔建設工事に採用した機種をそ
のまま利用できるものである。

【００２３】以上、本願の集材装置を備えた単軌条運搬
機の使用により、林道より離れた奥深い森林の急傾斜地
における集材，積み込み，搬出作業の林内作業を一連作
業化することができ省人化と、コスト低減が図れ、木材
の安定供給が可能となると共に、重労働かつ危険をとも
ない、また現場での移動や通勤のための時間と労力が軽
減され、労働安全性の向上と経済効率を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願集材装置を備えた単軌条運搬機の正面図。

【図２】本願台車部の一部切欠したところの正面図。

【図３】本願チルト機構部の一部切欠したところの正面
図。

【図４】本願チルト機構部上に設けたロックピン部の斜
視図。

【図５】本願多関節アウトリガーの張出状態正面図。

【図６】本願多関節アウトリガーの張出状態平面図。

【図７】本願多関節アウトリガーの接地板にスパイクを
取付けたところの正面図。

【図８】本願多関節アウトリガーの収納状態図。

【図９】本願多関節アウトリガーの旋回機構の分解斜視
図。

【図１０】本願の油圧回路概略図。

【図１１】本願軌条の斜視図。

【図１２】本願集材装置を備えた単軌条運搬機の作業状
態図。

【符号の説明】

１ 動力車 ２ クレーン台車 ３ クレーン ４ グラップル ５ チルト機構 ６ 多関節アウトリガー ７ パワーユニット ８ スパイク 11 駆動輪 21 駆動輪 22 支持板 23 穴 25 取付板 26 支軸 27 止め穴 28 円弧状スライド長穴 29 ナット 30 ボルト，ナット 51 架台 52 油圧シリンダ 53 ロックピン 54 レバー 61 ロックピン 62 基台部 621 穴 63 回動止めピン 64 折畳脚 65 ロックピン 66 収納脚 67 ロックピン 68 油圧シリンダ 69 回動脚 70 接地板 81 ボルト 82 取付部 83 スパイク部 Ｅ エンジン Ｍ 油圧モーター Ｐ 油圧ポンプ Ｒ 主レール ＳＲ 補助レール Ｖ 切替弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６６Ｃ 23/78 Ｂ６６Ｃ 23/78 Ａ (72)発明者 山口 浩和 茨城県稲敷郡茎崎町松の里１番地 独立行 政法人 森林総合研究所 内 (72)発明者 大内 晃 岐阜県美濃市曽代88 岐阜県立森林文化ア カデミー 内 (72)発明者 古川 邦明 岐阜県美濃市曽代1128−１ 岐阜県森林科 学研究所 内 (72)発明者 波多野 隆美 岐阜県岐阜市薮田南二丁目１番１号 岐阜 県林業課 内 (72)発明者 佐竹 利昭 兵庫県加東郡滝野町上滝野1573番地の２ 藤井電工株式会社内 (72)発明者 蓬莱 圭司 兵庫県加東郡滝野町上滝野1573番地の２ 藤井電工株式会社内 Ｆターム(参考） 3F205 AA09 AA20 BA10 CA03 CB02 FA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主レールと副レールを備えた単軌条に乗
   架し、主レールに設けたラックに噛合してレール上を移
   動する単軌条運搬機の台車上中央に、旋回機能とアーム
   伸縮機能と把持機能を有するグラップルクレーンを設
   け、該グラップルクレーンの架台と台車間に油圧シリン
   ダを前後に設けて軌条の傾斜に関係せずクレーン架台の
   水平状態を保持するチルト機構を設け、クレーン台車四
   隅には鉛直方向と水平方向に回動自在な多関節アウトリ
   ガーを設けたことを特徴とする集材装置を備えた単軌条
   運搬機。
2. 【請求項２】 単軌条運搬機の駆動輪を回動し走行する
   走行油圧系統より分岐配管してクレーン系へ送油し、そ
   のクレーン系は切替弁により、グラップルクレーンと多
   関節アウトリガーを切り替えて送油してそれぞれを駆動
   し、チルト機構は別に設けたパワーユニットにより油圧
   駆動することを特徴とする請求項１に記載の集材装置を
   備えた単軌条運搬機。
3. 【請求項３】 多関節アウトリガーは、クレーン台車の
   四隅に旋回機構を介して設け、軌条の傾斜に関係せず鉛
   直方向と水平方向に回動自在とすると共に、任意の角度
   位置でロック可能であり、アウトリガー取付基部の下部
   に回動脚の基端を軸止し、上部に油圧シリンダの一端を
   回動自在に軸止すると共に、回動脚の他端のプレートに
   油圧シリンダの他端を軸止し、上部の油圧シリンダが伸
   縮することにより、回動脚が上下方向へ回動し、該回動
   脚の他端のプレート間に収納脚を内臓した折畳脚の基端
   を回動自在に軸止し、回動脚との所定開放角度で固定
   し、収納脚を折畳脚より引出して所定長さに固定し、該
   収納脚先端の接地板に嵌脱自在なスパイクを有する構造
   を特徴とする請求項１に記載の集材装置を備えた単軌条
   運搬機。