JP2013215096A - 伐採装置及び吊り治具 - Google Patents

Abstract

【課題】より複雑な作業を行うことが可能な伐採装置及び吊り治具を提供すること。
【解決手段】樹木を上方から枝打ちするための伐採装置であって、クレーンで懸吊し、重力方向を回転軸として回転する、吊り治具と、前記吊り治具に設ける、剪定具と、を有する。前記吊り治具は、載置台と、前記載置台に搭載する、複数の送風機と、前記載置台の方位を検出可能な、方位センサと、前記送風機の稼働を制御する、制御部と、を含む。前記方位センサは、少なくとも二つのＧＰＳからなり、該ＧＰＳの測定値から前記載置台の現在方位を検出する。前記制御部は、検出した現在方位に基づいて、前記載置台が所望の方位へ遷移するように、前記送風機の風量を制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンで吊りあげて、樹木を上方から枝打ちするための伐採装置、及び該伐採装置で使用可能な吊り治具に関する。

樹木を上方から枝打ちする方法として、以下の特許文献１に記載の枝打ち機がある。
この枝打ち機は、樹木の幹を取り囲むように設けた載置台に、チェーンソーを水平に設け、樹木上を昇降移動することで、枝打ちを行っている。

特開２００２−１５３１４８号公報

しかし、前記した従来の枝打ち機では、以下のような問題が生じうる。
（１）特許文献１に記載の枝打ち機は、樹木の枝を全て伐採する場合には適しているもの、特定の枝のみを切除することを想定していない。したがって、剪定対象とする枝のみを絞り込んだ伐採作業が困難である。
（２）特許文献１に記載の枝打ち機は、枝に対して、チェーンソーの入刃角度を細かく制御することが困難であるため、切除後の枝を任意の方向・箇所に落下させるような複雑な作業に不向きである。

したがって、本発明は、より複雑な作業を行うことが可能な伐採装置及び吊り治具を提供することを少なくとも目的の一つとする。

前記課題を解決すべく、本願の第一発明は、樹木を上方から枝打ちするための伐採装置であって、クレーンで懸吊し、重力方向を回転軸として回転する、吊り治具と、前記吊り治具に設ける、剪定具と、を少なくとも有し、前記吊り治具は、載置台と、前記載置台に搭載する、複数の送風機と、前記載置台の方位を検出可能な、方位センサと、前記送風機の稼働を制御する、制御部と、を含み、前記方位センサは、少なくとも二つのＧＰＳからなり、該ＧＰＳの測定値から前記載置台の現在方位を検出し、前記制御部は、検出した現在方位に基づいて、前記載置台が所望の方位へ遷移するように、前記送風機の風量を制御することを特徴とする、伐採装置を提供する。

また、本願の第二発明は、前記吊り治具において、前記回転軸と前記送風機との間の距離を拡縮可能に構成したことを特徴とする。

また、本願の第三発明は、前記剪定具は、少なくとも一つのチェーンソーと、該チェーンソーを前記吊り治具に対して回動可能なモータと、を含むことを特徴とする。

また、本願の第四発明は、クレーンで懸吊し、重力方向を回転軸として回転自在な吊り治具であって、載置台と、前記載置台に搭載する、複数の送風機と、前記載置台の方位を検出可能な、方位センサと、前記送風機の稼働を制御する、制御部と、を含み、前記方位センサは、少なくとも二つのＧＰＳからなり、該ＧＰＳの測定値から前記載置台の現在方位を検出し、前記制御部は、検出した現在方位に基づいて、前記載置台が所望の方位へ遷移するように、前記送風機の風量を制御することを特徴とする。

また、本願の第五発明は、前記第四発明において、前記回転軸と前記送風機との間の距離を拡縮可能に構成したことを特徴とする。

前記した発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか一つを得ることができる。
（１）吊り治具を介して、伐採装置を任意の方位に移動及び維持することができる。その結果、剪定具の入刃角度を調整することができるため、複雑な伐採作業を行うことができる。
（２）送風機の風量を制御することにより、より高精度な方位設定が可能となる。
（３）クレーンと吊り治具との間の回転軸と、送風機との間の距離を拡縮することにより、送風機によって生じる回転モーメントの調整が可能となる。
（４）剪定具を、吊り治具とは別に回転自在とすることにより、剪定具の入刃角度をさらに調整することができるため、より複雑な伐採作業を行うことができる。

本発明の第１実施例に係る伐採装置の全体概要図。 本発明の伐採装置における吊り治具の回転動作を示す平面概要図。 本発明の第２実施例に係る伐採装置における吊り治具の一部概略図。 本発明の第３実施例に係る伐採装置における剪定具の一部概略図。 本発明の第４実施例に係る伐採装置における剪定具の一部概略図。 本発明の第５実施例に係る伐採装置における剪定具の一部概略図。

以下、各図面を参照しながら、本発明に係る伐採装置及び吊り治具の実施例について説明する。

＜１＞全体構成
本発明の伐採装置は、クレーンで懸吊し、樹木をその上方から枝打ちする為の装置である。
本発明の伐採装置は、クレーンＣで水平に懸吊し重力方向を回転軸として回転する吊り治具Ａと、前記吊り治具Ａに設ける剪定具Ｂと、を少なくとも有する。

＜２＞吊り治具
吊り治具Ａは、少なくとも、前記剪定具Ｂを搭載又は設置するための部材である。
吊り治具Ａは、クレーンＣで水平に懸吊するとともに、平面視してクレーンＣの懸吊箇所である回転軸Ａ１を中心に回動自在に構成する。
吊り治具Ａは、載置台１と、前記載置台１に搭載する複数の送風機２と、前記載置台１の方位を検出可能な方位センサ３と、前記送風機２の風量を制御する制御部４と、を少なくとも含む。
以下、吊り治具Ａの主要部材とその他の部材の詳細について説明する。

［載置台］
載置台１は、吊り治具Ａを構成する各部材を搭載又は設置するための部材である。
載置台１は、クレーンＣから直接的或いは間接的に懸吊することができる。本実施例での載置台１は、ビーム１１を介して間接的にクレーンＣで懸吊している。
載置台１の形状は、前記した各部材を搭載できる形状であればよく、特段限定しない。

［送風機］
送風機２は、前記載置台１に重力方向を回転軸とする回転力を付与する部材である。
送風機２は、略水平方向に風力を与えることができれば如何なる台数及び配置態様であっても良いが、望ましくは、平面視して一軸線上であって且つ回転軸Ａ１から等間隔の距離だけ離隔した状態で、載置台１の両端に送風機２ａ、２ｂを配置する構成が望ましい。これは、吊り治具Ａの重量バランスを整えるためである。
また、送風機２の送風方向は、両者とも同じ方向であることが望ましい。これは、平面視したときの吊り治具Ａの回転方向において、各送風機を、時計回りに回転する場合と、反時計回りに回転する場合に稼働する場合とで役割分担するためである。

［方位センサ］
方位センサ３は、前記載置台の方位を検出する部材である。
本発明での方位センサ３は少なくとも二つのＧＰＳ３１で構成する。各ＧＰＳ３１は、離間した状態で配置しておく。そして、各ＧＰＳ３１の測定値を後述する制御部４へと送信可能に構成する。

［制御部］
制御部４は、大別して、前記方位センサ３に基づいて載置台１の方位（現在方位）を検出する機能と、前記現在方位と所望の方位（目標方位）との偏差に基づいて前記送風機２の稼働を制御する機能の、二つの機能を少なくとも有する。
制御部４は、制御盤４１と、送風機２（２ａ、２ｂ）の風量を制御するインバータ４２（４２ａ、４２ｂ）とによって構成することができる。
まず、制御部４は、前記方位センサ３から取得した各ＧＰＳ３１の測定値の差分を元に載置台１の現在方位を算出する。
そして、オペレータから設定された目標方位と、現在方位とを比較して、稼働する送風機２の選択、送風機の風量等を決定する。

なお、制御部４は、前記した二つの機能に加えて、後述する剪定具Ｂの稼働の切替機能を付与してもよい。

＜２．２＞その他の部材
［発電機］
載置台１には、前記送風機２、方位センサ３及び制御部４に電力を供給する発電機を備えておくこともできる。この場合、外部からの電力供給が不要となるため、クレーンＣでの懸吊にあたって、給電ケーブルが邪魔になることもない。

［無線機構］
また、前記制御部４に、周知の無線機構を加えて遠隔操作可能に構成してもよい。この場合、周囲に作業員を配置しておく必要がなく、急峻な場所や、放射線量の高い場所などの危険な現場でも安全性を確保しながら作業を行うことができる。

＜３＞剪定具
剪定具Ｂは、樹木を枝打ちするための装置である。
剪定具Ｂは、剪定に用いる公知の装置としてもよいし、これら公知の装置の組合せとすることができる。

例えば、図１の剪定具は、フレーム６と、モータ７と、チェーンソー８から構成している。
フレーム６は、上下方向の回転軸Ｂ１としたモータ７を介して前記吊り治具Ａに対して独立して回動可能に構成する。
チェーンソー８は、フレーム６に公知の方法で取り付けておく。
上記構成により、送風機２による吊り治具Ａの回動動作とは別に、剪定具Ｂ自体が前記モータ７によって回転することができる。
上記構成によれば、吊り治具Ａである程度の方位を特定・維持しつつ、前記モータ７でもって、樹木に対するチェーンソー８の入刃角度を微調整することが可能となる。

［その他の構成］
そのほか、剪定具Ｂには、チェーンソー８の刃先や、伐採装置の周辺を撮影可能なカメラ９を設けても良い。このカメラ９の映像を有線或いは無線にてオペレータに送信することによって、伐採装置周辺の環境を確認したり、前記チェーンソー８の入刃角度を視認しながら伐採作業を行うことが可能となる。

＜４＞使用方法
次に、本発明の伐採装置の使用方法の一例について説明する。

（１）吊り上げ
本発明の伐採装置をクレーンＣで吊り上げ、対象樹木の上方へと移動する。

（２）吊り治具の回転
次に、吊り治具Ａを目標方位へと回転する。図２を参照しながら、回転動作の詳細について以下に説明する。
（２．１）目標方位の設定
制御部４への目標方位の設定方法は、クレーンＣでの懸吊前に予め制御部４に設定しておいても良いし、リアルタイムに入力してもよい。また、送信方式は有線でも無線でもよい。

（２．２）方位の比較
制御部４は、随時、方位センサ３の測定値から現在方位を割り出している。そして、現在方位Ｘと目標方位Ｙとを比較して、稼働する送風機２の選択、送風機２の風量等を決定する。

（２．３）送風機の稼働
現在方位Ｘから目標方位へと移動するにあたり、時計回りに吊り治具Ａを回転させる必要がある場合には、一端側の送風機２ａを稼働させる。一方、反時計回りに吊り治具Ａを回転させる必要がある場合には、他端側の送風機２ｂを稼働させる。
図２では、反時計回りに吊り治具Ａを回転するため、他端側の送風機２ｂを稼働している。

（２．４）送風機の風量制御
図２において、稼働した送風機２ｂの風量は、インバータ４２ｂによる制御によって、現在方位Ｘと目標方位Ｙとの偏差に応じて適宜調整することができる。
例えば、現在方位Ｘと目標方位Ｙの偏差が大きい場合には、風量を大きく設定しておき、現在方位Ｘと目標方位Ｙの偏差が小さくなるにつれて風量を漸次小さくしていくように設定することができる。
このようにすれば、目標方位Ｙへの位置決め及び維持を精度良く行うことができる。
また、送風機２ａと送風機２ｂとをともに稼働させ、二台の送風機２ａ、２ｂの風量に違いがでるようにインバータ４２ａ，４２ｂで調整することで吊り治具Ａを目標方位Ｙへ位置決めすることもできる。

（２．５）目標方位の維持
吊り治具Ａが目標方位Ｙに到達した後は、この状態を保つよう、方位センサ３で現在方位を測定しながら適宜送風機を稼働させる。

（３）剪定作業
クレーンＣを下降して、剪定具Ｂにより伐採作業を行う。このとき、剪定具Ｂにモータ７を設けている場合には、前記モータ７でもって、フレーム６を回転させて、樹木に対するチェーンソー８の入刃角度を微調整することもできる。

図３に、本発明の伐採装置の第２実施例を示す。
本発明の伐採装置では、吊り治具Ａに設けた送風機２ａ，２ｂ間の距離を拡縮可能な構成とすることもできる。
例えば、載置台１に、該載置台１に対して摺動自在な収縮部１２を設けておき、該収縮部１２に送風機２を載置しておく方法がある。収縮部１２の拡縮機構は、自動又は手動の何れであっても良い。
本実施例によれば、必要に応じて、吊り治具Ａの回転軸Ａ１から前記送風機２までの距離を拡縮することで、送風機２による吊り治具Ａへの回転モーメントを簡易に調整することができる。

図４に、本発明の伐採装置の第３実施例を示す。
本発明の伐採装置では、剪定具Ｂを構成するチェーンソー８を個別に首振り運動可能に構成することができる。
フレーム６の底部に設けたブラケット６１は、中央近傍に設けた回転穴６１１を介して、チェーンソー８を回動可能に連結している。
さらに、フレーム６にはシリンダ６２の一端を連結し、該シリンダ６２の他端をチェーンソー８と連結しておく。
シリンダ６２の稼働は、遠隔操作によって行っても良いし、予め自動で行われるように設定してもよい。
上記構成により、シリンダ６２の伸縮動作でもって、チェーンソー８を左右に首振り運動させることができる。

本実施例によれば、クレーンＣや吊り治具Ａを停止した状態でチェーンソー８のみを動かして樹木を伐採することができる。

図５に、本発明の伐採装置の第４実施例を示す。
本発明の伐採装置では、剪定具Ｂを構成するチェーンソー８を複数設けて鋏型を呈するように配置することもできる。
フレーム６の底部に設けたブラケット６１は、中央近傍に設けた回転穴６１１と、円弧軌跡に沿って設けた複数の固定穴６１２を設けている。
二つのチェーンソー８ａ，８ｂは、回転穴６１１を介して回動自在に連結するとともに、前記複数の固定穴６１２のうち、何れかの穴でボルト留めされることによって、所定の開口角度で位置決めされる。
この開口角度は、現場の条件に応じて適宜変更すればよい。

図６に、本発明の伐採装置の第５実施例を示す。
図６（ａ）は剪定具の正面概略図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に係るＩ−Ｉ断面図である。
本発明の伐採装置では、前記剪定具Ｂを、複数のチェーンソー８（８ａ，８ｂ）を水平に複数配した構成とすることができる。
チェーンソー８の把持部分は、フレーム６の両端に設けた箱形フレームの内部に固定する。

前記二つのチェーンソー８の前後には櫛部６３（６３ａ，６３ｂ）を設けておく。なお、櫛部６３は外側に折曲しておくこともできる。
この櫛部６３によって、樹木の枝を櫛目ごとに区分けした状態でチェーンソー８に導くことができ、伐採効率を向上することができる。

また、櫛部６３の側面には、枝の抜け出しを防止する為の突起部（図示せず）を設けておくこともできる。このとき、突起部をテーパ状にしておけば、一度導入した枝の抜け出しをより確実に防止することができる。

また、フレームには、接地用の脚部６４を設けておいても良い。
なお、脚部６４は、伸縮可能な構成としておくことが望ましい。
これは、脚部６４を縮長することにより、伐採時に該脚部６４が樹木に干渉することを防止するためである。

また、前記箱形フレームの底部には、逆三角形状を呈するガイド６５を設けておいても良い。
このガイド６５により、前記箱形フレームの下方に存する樹木の一部はチェーンソー８側へと誘導されて、効率的な伐採が可能となる。
他方、前記箱形フレームの下方に存するその他の樹木は、剪定具Ｂの外周側へと誘導されて、伐採装置の移動に際して、樹木が干渉するおそれを低減することができる。
なお、ガイド６５の形状は、本実施例の形状に限られるものではなく、少なくとも樹木をチェーンソー８側へと誘導する斜面を有している形状であれば、如何なる形状であってもよい。

なお、本発明の伐採装置に用いる吊り治具Ａは、伐採用途だけでなく、その他の用途にも転用が可能である。
例えば、運搬対象が常に一定の方位を維持した状態で運搬を行う必要がある場合には、本発明の吊り治具Ａに、運搬対象に適した公知の運搬機構を別途付与することで、当該目的を簡便に達成することができる。

Ａ 吊り治具
Ｂ 剪定具
Ｃ クレーン
１ 載置台
１１ ビーム
１２ 伸縮部
２ 送風機
３ 方位センサ
３１ ＧＰＳ
４ 制御部
４１ 制御盤
４２ インバータ
５ 発電機
６ フレーム
６１ ブラケット
６１１ 回転穴
６１２ 固定穴
６２ シリンダ
６３ 櫛部
６４ 脚部
６５ ガイド
７ モータ
８ チェーンソー
９ カメラ

Claims (5)

1. 樹木を上方から枝打ちするための伐採装置であって、
   クレーンで懸吊し、重力方向を回転軸として回転する、吊り治具と、
   前記吊り治具に設ける、剪定具と、を少なくとも有し、
   前記吊り治具は、
   載置台と、
   前記載置台に搭載する、複数の送風機と、
   前記載置台の方位を検出可能な、方位センサと、
   前記送風機の稼働を制御する、制御部と、を含み、
   前記方位センサは、少なくとも二つのＧＰＳからなり、該ＧＰＳの測定値から前記載置台の現在方位を検出し、
   前記制御部は、検出した現在方位に基づいて、前記載置台が所望の方位へ遷移するように、前記送風機の風量を制御することを特徴とする、伐採装置。
2. 前記吊り治具において、前記回転軸と前記送風機との間の距離を拡縮可能に構成したことを特徴とする、請求項１に記載の伐採装置。
3. 前記剪定具は、少なくとも一つのチェーンソーと、該チェーンソーを前記吊り治具に対して回動可能なモータと、を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の伐採装置。
4. クレーンで懸吊し、重力方向を回転軸として回転自在な吊り治具であって、
   載置台と、
   前記載置台に搭載する、複数の送風機と、
   前記載置台の方位を検出可能な、方位センサと、
   前記送風機の稼働を制御する、制御部と、を含み、
   前記方位センサは、少なくとも二つのＧＰＳからなり、該ＧＰＳの測定値から前記載置台の現在方位を検出し、
   前記制御部は、検出した現在方位に基づいて、前記載置台が所望の方位へ遷移するように、前記送風機の風量を制御することを特徴とする、吊り治具。
5. 前記回転軸と前記送風機との間の距離を拡縮可能に構成したことを特徴とする、請求項４に記載の吊り治具。

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