JP2624437B2

JP2624437B2 - プロセッサヘッドのカッタブラケット構造

Info

Publication number: JP2624437B2
Application number: JP6490193A
Authority: JP
Inventors: 宏之物部; 雄彦吉田
Original assignee: 社団法人林業機械化協会
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH06276867A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサ（造材機）
におけるプロセッサヘッドのカッタブラケット構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】山土場に集積された全木材の枝払い、玉
切り等を専門的に行うプロセッサは、枝払いや玉切り等
の作業機能を有するプロセッサヘッドと、このプロセッ
サヘッドが装着されてクローラ式やホイール式等の足回
り機構を備えたベースマシンとから構成される。なお、
ベースマシンとしては油圧掘削機や油圧パワーショベル
等が一般的である。

【０００３】また、従来のプロセッサヘッドとして、例
えば図１４及び図１５に示すようなものがある。これ
は、シャックル０１やロータリジョイント０２を介して
図示しないベースマシンの起伏ブームに連結されるヘッ
ド本体０３に、前方から順に、材を把持するグラップル
０４、材を前後方向に送る送り機構としてのスパイクゴ
ムローラ０５、材の長さを計測するロータリエンコーダ
０６、材の切断機構としての油圧チェーンソ０７等が装
備される。

【０００４】そして、材の枝払いを行う枝払機構とし
て、ヘッド本体０３の前面下部に円弧状の一ケの固定カ
ッタ０８が設けられると共に、油圧シリンダの伸縮で開
閉されるグラップル０４の前側部に円弧状の二ケの移動
カッタ０９が付設される。

【０００５】従って、グラップル０４で把持した材をス
パイクゴムローラ０５により後方へ所定の速度で送るこ
とで、固定カッタ０８及び移動カッタ０９で枝払いが行
われる一方、ロータリエンコーダ０６で所定の送り量が
検知されて油圧チェーンソ０７で玉切りされることにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来のプロセッサヘッドの枝払機構にあっては、固
定カッタ０８は勿論、移動カッタ０９も機能的には固定
刃であり、これら固定刃で樹幹の長手方向に沿って枝を
削ぎ落とすようにして枝切断するため、枝切断と同時に
樹皮が剥離し、材の品質低下を招来するという問題点が
あった。

【０００７】そこで、本発明者等は、近年、回転刃を用
いて枝をなたで切断するが如く落せば樹皮の剥離が軽減
されることに着目して、回転カッタを備えた枝払機構を
開発した。そして、現在では、本発明者等は前記枝払機
構の実施化に向けて種々の技術改良を行っている。

【０００８】本発明はこのような実情に基づいて提案さ
れたもので、本発明の目的は、回転カッタを備えた枝払
機構を簡単な構造で、しかも高い切断能力で実現できる
プロセッサヘッドのブラケット構造を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の構成は、グラップルで把持した材を送り機
構で前後方向へ送りつつ枝払機構で枝払いを行うプロセ
ッサヘッドにおいて、前記材の外周を囲繞して回転可能
なリング状部材にくの字状のカッタブラケットを枢支
し、このカッタブラケットの一端側に枝払用カッタを取
着する一方他端側に前記カッタを遠心力で前記材の外周
面側に付勢するためのウェイトを付設したことを特徴と
する。また、前記カッタブラケットのカッタ近傍の材な
らい面に材表皮より軟らかい素材を貼付すると好適であ
る。

【００１０】

【作用】前記構成によれば、材径が変化してもカッタの
押付状況はこれに追従して不変となり、良好な切断能力
が保持される。

【００１１】また、軟らかい素材の介在により、材表皮
の損傷が未然に回避される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１及び図２に示すように、図示しない油
圧掘削機等ベースマシンの起伏ブームに、シャックル１
やロータリジョイント２を介して連結されるヘッド本体
３は、スライドフレームアウタ３Ａとスライドフレーム
インナ３Ｂとから成り、スライドフレームアウタ３Ａ内
に横，後向きに設けた送り油圧シリンダ３ａ₁のピスト
ンロッド先端がスライドフレームインナ３Ｂの前端部に
連結されて、材Ｗの送り機構を兼ねている。また、前記
送り油圧シリンダのシリンダ先端寄りには、ピストンロ
ッドの伸び量（換言すれば、材Ｗの送り量）を計測する
リニアパルスエンコーダ３ａ₂が装着される。

【００１３】そして、前記スライドフレームアウタ３Ａ
側に、材Ｗを把持するためのフロントグラップル４と、
このフロントグラップル４の前方に位置して枝払機構と
してのギアケースユニット５及びカッタドラムユニット
６とが組み付けられると共に、前記スライドフレームイ
ンナ３Ｂには、リアグラップル７と、このリアグラップ
ル７の後方に位置して切断機構としての油圧チェーンソ
８とが組み付けられる。

【００１４】また、前記スライドフレームアウタ３Ａ側
には、前記枝払機構と一体的に、材Ｗの外周面を円周を
３等分した３方向から押圧して枝払い中の材Ｗの振動を
抑えるための三つのローラ機構９Ａ〜９Ｃが組み付けら
れる。

【００１５】前記フロントグラップル４と本質的には同
一構成のリアグラップル７は、図３及び図４にも示すよ
うに、スライドフレームインナ３Ｂに取着された前後一
対の取付ブラケット１０に、左右のグラップルアーム１
１ａ，１１ｂが枢軸１２ａ，１２ｂを介して回動自在に
支持され、同取付ブラケット１０の上部に下向きでかつ
揺動自在に支持された左，右の把持油圧シリンダ１３
ａ，１３ｂの伸縮によって開閉し得るようになってい
る。

【００１６】また、前記両枢軸１２ａ，１２ｂの回動タ
イミングは、両枢軸１２ａ，１２ｂにそれぞれ固設され
た同一歯数の歯車１４ａ，１４ｂの噛合により同期さ
れ、両把持油圧シリンダ１３ａ，１３ｂ間の若干の作動
誤差を自動的に吸収し得るようにもなっている。

【００１７】そして、前記左，右のグラップルアーム１
１ａ，１１ｂの形状は、材Ｗの径が変化しても材Ｗのセ
ンターＯを変化させないで材Ｗを把持し得るように選択
されている。即ち、グラップルアーム１１ａ，１１ｂと
材Ｗとの接触を図中ａ〜ｄの左右対称な４点接触とし、
これら接触点が材Ｗの径の変化によって常にセンターＯ
を指向して変化する形状となっているのである（図３参
照）。

【００１８】なお、右側のグラップルアーム１１ｂは幅
広のものが一つ設けられるが、左側のグラップルアーム
１１ａは、前記右側のグラップルアーム１１ｂの前方と
後方とに位置をずらして前記左側のグラップルアーム１
１ａより幅の狭いものが二つ設けられる。

【００１９】前記油圧チェーンソ８は、スライドフレー
ムインナ３Ｂの後端部から斜め下方に垂設した支持ブラ
ケット１５の下部に鎖のこ部１６の基端部が枢支され、
同ブラケット１５の上部に斜め下向きに取り付けられた
押付油圧シリンダ１７の伸縮によって鎖のこ部１６の先
端側が同ブラケット１５に対し出入り可能となってい
る。そして、同ブラケット１５の鎖のこ部１６の枢支部
に駆動油圧モータ１８が組み付けられている。

【００２０】前記枝払機構のギアケースユニット５及び
カッタドラムユニット６は、略左右対称な半割構造とな
っており、フロント及びまたはリアグラップル４，７で
材Ｗを把持する以前では左右へ開き、材Ｗを把持した後
に閉じてリング状となし、後述する左，右両半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂに内装された半割ギア２１ａ，２１
ｂの回転により、同半割ギア２１ａ，２１ｂにそれぞれ
半割ドラム２２ａ，２２ｂを介して一体化されたカッタ
２４ａ，２４ｂ付きの半割バックプレート２３ａ，２３
ｂが回転して枝払いが行われるようになっている。

【００２１】即ち、ギアケースユニット５は図５及び図
６にも示すように、左，右両半割ギアケース２０ａ，２
０ｂの上端部が、スライドフレームアウタ３Ａに取着さ
れた前後一対の取付ブラケット２５の下部に、枢軸２６
ａ，２６ｂを介して回動自在に支持されると共に、両半
割ギアケース２０ａ，２０ｂはそれぞれの前記枢支部に
取着した同一歯数の歯車２７ａ，２７ｂの噛合によって
連係、同期されてなる。

【００２２】そして、前記取付ブラケット２５の上部に
下向きでかつ揺動自在に支持された開閉油圧シリンダ２
８のピストンロッド２８ａ先端が前記右半割ギアケース
２０ｂの上部寄りにピン２９結合され、当該開閉油圧シ
リンダ２８の伸縮によって左，右両半割ギアケース２０
ａ，２０ｂが開閉し得るようになっている。

【００２３】これら両半割ギアケース２０ａ，２０ｂ内
に、半割ギア２１ａ，２１ｂが回動自在でかつ、前記両
半割ギアケース２０ａ，２０ｂの開き時には、各々の半
割ギアケース２０ａ，２０ｂの割り面と一致した状態で
保持され得るようにそれぞれ収装される。

【００２４】そして、前記半割ギア２１ａ，２１ｂを駆
動する油圧モータ４０が前記左半割ギアケース２０ａの
後面部に取り付けられ、その出力軸上に固設された駆動
ギア４１が前記左半割ギア２１ａに噛合している。

【００２５】また、前記左，右半割ギアケース２０ａ，
２０ｂの後面部に前述したローラ機構９Ｃ，９Ｂが一つ
ずつ組み付けられると共に、前記取付ブラケット２５の
後面部にもう一つのローラ機構９Ａが組み付けられる。

【００２６】一方、カッタドラムユニット６は、図７〜
図９にも示すように、大径の左，右両半割バックプレー
ト２３ａ，２３ｂの後面内周部にそれぞれ小径の左，右
両半割ドラム２２ａ，２２ｂの前端面が溶接等により接
合され、これら両半割ドラム２２ａ，２２ｂの後端面が
それぞれ前記左，右両半割ギア２１ａ，２１ｂの前面内
周部に溶接等により接合されてなる。

【００２７】そして、前記両半割バックプレート２３
ａ，２３ｂの前面の点対称な位置には、それぞれカッタ
ブラケット５０ａ，５０ｂの中間部がピン５１ａ，５１
ｂにより回動自在に支持され、これら両カッタブラケッ
ト５０ａ，５０ｂの一端側にカッタ２４ａ，２４ｂがか
つ他端側にウェイト５２ａ，５２ｂがそれぞれ付設され
る。

【００２８】従って、図１０の原理図にも示すように、
両半割ドラム２２ａ，２２ｂ側が両半割ギア２１ａ，２
１ｂを介して前述した駆動ギア４１により回転させられ
ると、両カッタブラケット５０ａ，５０ｂのウェイト５
２ａ，５２ｂ部には遠心力が働き、これにより両カッタ
２４ａ，２４ｂが常に材Ｗの外周面側に押圧されること
になる。

【００２９】また、前記両カッタブラケット５０ａ，５
０ｂは、前記ピン５１ａ，５１ｂ周囲に配置したコイル
ばね５３により、常時、カッタ２４ａ，２４ｂが材Ｗの
外周面から離間する方向へ付勢されている。図７中５４
ａ，５４ｂがその規制ストッパである。

【００３０】また、前記両半割バックプレート２３ａ，
２３ｂの後面には、それぞれラチェット５５ａ，５５ｂ
がピン５６ａ，５６ｂにより回動自在に支持される一方
コイルばね５７ａ，５７ｂにより所定位置に弾性保持さ
れている。

【００３１】そして、これら両ラチェット５５ａ，５５
ｂに対し、両半割バックプレート２３ａ，２３ｂの正転
時（カッタ２４ａ，２４ｂ作動時）には係合しないで逆
転時に係合し得る係合ピン５８ａ，５８ｂが前記左，右
両半割ギアケース２０ａ，２０ｂの前面部から突出され
る。

【００３２】前記各ラチェット５５ａ，５５ｂと各係合
ピン５８ａ，５８ｂとの係合位置は、前記各半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂの割り面と前記各半割ギア２１ａ，
２１ｂの割り面とが一致する位置であるように、予め設
定されている。

【００３３】なお、図７，９中５９ａ，５９ｂ及び６０
ａ，６０ｂは各ラチェット５５ａ，５５ｂの正，逆両回
転方向の規制ストッパで、図７，８中６１は左，右両半
割バックプレート２３ａ，２３ｂを締め付ける締付ボル
トである。

【００３４】このように構成されるため、今フロントグ
ラップル４、リアグラップル７及び左，右両半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂを把持油圧シリンダ１３ａ，１３ｂ
及び開閉油圧シリンダ２８の収縮により開いた状態から
両グラップル４，７を閉じて材Ｗを把持した後、フロン
トグラップル４のみを開いてからスライドフレームアウ
タ３Ａからスライドフレームインナ３Ｂを送り油圧シリ
ンダ３ａ₁の伸長により押し出すことで、材Ｗを所定の
長さだけ後方へ送ることができ、以後両グラップル４，
７を交互に作動させつつ送り油圧シリンダ３ａ₁を伸縮
させることで、所謂尺取虫の如く材送りが行われる。

【００３５】この際の送り量は、送り油圧シリンダ３ａ
₁に付設したリニアパルスエンコーダ３ａ₂で正確に計
測される。因に、従来用いられていたロータリエンコー
ダでは、材表面の凹凸の影響（回転飛び等）を受けるの
で、正確な計測は期待できなかった。

【００３６】前記材送り中に、左，右両半割ギアケース
２０ａ，２０ｂを閉じて油圧モータ４０で駆動ギア４１
を介し左，右両半割ギア２１ａ，２１ｂを回転させるこ
とで、これら両半割ギア２１ａ，２１ｂとそれぞれ一体
の左，右両半割ドラム２２ａ，２２ｂ及び左，右両半割
バックプレート２３ａ，２３ｂが回転し、二つのカッタ
２４ａ，２４ｂにより材Ｗの枝払いが行われる。

【００３７】この枝払いは、回転するカッタ２４ａ，２
４ｂによりなたで切断する如く行われるので、従来のよ
うに枝を削ぎ落とすようなことがなく、樹皮の剥離が軽
減される（図１０参照）。

【００３８】また、カッタ２４ａ，２４ｂ等の周速は油
圧モータ４０により瞬時に上げられるので、従来のよう
にカッタに助走距離を設定することなく、材Ｗを把持し
た位置から即枝払いが行い得る。

【００３９】また、両カッタ２４ａ，２４ｂは遠心力で
常に材Ｗの外周面側に付勢されるので、材Ｗの径変化に
追従して幹から先端までカッタ２４ａ，２４ｂが材Ｗの
外周面に密接させられ、枝は常に根元より切断される
（図１０参照）。

【００４０】また、両カッタ２４ａ，２４ｂは、回転が
停止された場合、両カッタブラケット５０ａ，５０ｂを
付勢するスプリング５３により、材Ｗの外周面から離間
する方向へ退避されるので、新しく材Ｗを把持する時等
に邪魔にならないと共に、作業者の安全上からも好適で
ある。なお、カッタブラケットの取付位置や取付個数に
よっては、自由状態でもウェイトによりカッタを退避さ
せられるので、前記スプリング５３は特に設けなくても
良い。

【００４１】図１１はカッタブラケット５０ａ（５０
ｂ）の変形例を示すもので、ウェイト６３を別体に形成
して重さの異なるものと交換できるようにした例であ
る。これによれば、遠心力の大きさを変えることができ
る。

【００４２】図１２は本発明の別の実施例を示すもので
ある。これは、カッタブラケット５０ａ（５０ｂ）の材
ならい面に、材表皮より軟らかい合成樹脂等の当て材６
４を貼付し、材ならい面が遠心力で強く材表皮に押圧さ
れた際に、当て材６４自身が摩耗又は損傷し得るように
して材表皮を傷付けないようにした例である。

【００４３】図１３は図１２の変形例で、ウレタンゴム
等の小さなボール６６が多数突出したプレート６５をカ
ッタブラケットの材ならい面に貼付した例である。

【００４４】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
材Ｗの送り機構は、前述した尺取虫式に代えて、従来同
様ローラを用いても良い。また、ギアケースユニット５
及びカッタドラムユニット６は、半割構造で開閉するも
のではなく、リング状の一体構造として材Ｗの長手方向
に沿って嵌合するようにしても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、材
の外周面側に遠心力で付勢されて回転するカッタで枝を
切断するようにしたので、簡単な構造で回転カッタを備
えた枝払機構を実現でき、樹皮の剥離を少なくする一
方、材径の変化に効果的に追従できて高い切断能力が得
られる。また、カッタブラケットの材ならい面に軟らか
い素材を貼付した発明にあっては、材表皮を効果的に保
護することができるので、遠心力カッタによる前述した
利点を十分に発揮させられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプロセッサヘッドの全
体側面図である。

【図２】同じくプロセッサヘッドの全体背面図である。

【図３】同じくリアグラップルの背面図である。

【図４】同じくリアグラップルの底断面図である。

【図５】同じくギアケースユニットの正面図である。

【図６】同じくギアケースユニットの背面図である。

【図７】同じくカッタドラムユニットの正面図である。

【図８】同じくカッタドラムユニットの側断面図であ
る。

【図９】同じくカッタドラムユニットの背面図である。

【図１０】同じくカッタの作動原理図である。

【図１１】同じくカッタブラケットの変形例を示す正面
図である。

【図１２】本発明の別の実施例を示すカッタブラケット
の要部斜視図である。

【図１３】同じく図１２の変形例を示す要部斜視図であ
る。

【図１４】従来のプロセッサヘッドの背面図である。

【図１５】同じくプロセッサヘッドの側面図である。

【符号の説明】

３ヘッド本体３Ａスライドフレームアウタ３Ｂスライドフレームインナ３ａ₁ 送り油圧シリンダ４フロントグラップル５ギアケースユニット６カッタドラムユニット７リアグラップル２０ａ，２０ｂ半割ギアケース２１ａ，２１ｂ半割ギア２２ａ，２２ｂ半割ドラム２３ａ，２３ｂ半割バックプレート２４ａ，２４ｂカッタ４０油圧モータ４１駆動ギア５０ａ，５０ｂカッタブラケット５２ａ，５２ｂウェイト６３ウェイト６４当て材６６ボール

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】グラップルで把持した材を送り機構で前
後方向へ送りつつ枝払機構で枝払いを行うプロセッサヘ
ッドにおいて、前記材の外周を囲繞して回転可能なリン
グ状部材にくの字状のカッタブラケットを枢支し、この
カッタブラケットの一端側に枝払用カッタを取着する一
方他端側に前記カッタを遠心力で前記材の外周面側に付
勢するためのウェイトを付設したことを特徴とするプロ
セッサヘッドのカッタブラケット構造。
【請求項２】カッタブラケットのカッタ近傍の材なら
い面に材表皮より軟らかい素材を貼付した請求項１記載
のプロセッサヘッドのカッタブラケット構造。