JP3876298B2 - 木材伐採機及び木材伐採機のための送り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、木材伐採機に関し、特に、木材伐採機のための木材送り装置に関する。この木材伐採機は、互いに対向して連結された２つの送り装置と、ストリッピングブレードと、切断装置（鋸）を備えている。送り装置のフレームは、関節連結アームに取り付けられている。この木材伐採機に用いられる送り装置は、駆動歯車、転回部材及び駆動歯車と転回部材の間に踏面側の長手に沿って延設されたスライドガイドの周りに走行するように構成された２列又はそれ以上の複数列のリンクから成るローラチェーンを備えている。（「踏面」とは、通常、自動車のタイヤや、トラクターのキャタピラ即ち無限軌道等の地面に接触する接地面即ち踏面のことをいうが、ここでは、被処理木の表面に接触する面のことをいう。）
【０００２】
発明の背景
ＰＣＴ出願公告ＷＯ８５／０５５８９（ＥＰ２１８５８４）、フィンランド特許８４００９及びフィンランド特許８３８３１は、木材伐採機、特にグラブ型木材伐採機(つり上げられたときヒンジにより開閉する1対のスコップを半割りにした形のグラブ即ち掴みを備えた伐採機）のための送り軌道装置を開示している。永年の経験から、これらの装置のうちの最善のものは、ＷＯ８５／０５５８９の送り装置であることが判明している。この送り装置では、少くとも踏面側のスライドガイドによって指示されたローラチェーンが、クローラー軌道（スプロケットで駆動するエンドレスチェーン）として用いられている。中央列のチェーンリンクとその両側に互い違いに配置された外側列のチェーンリンクの３列のチェーンリンクから成る３列型ローラチェーンを用いることが好ましいとされている。又、１列のチェーンリンク、即ち中央列のチェーンリンクだけを駆動する駆動歯車が用いられており、外側のスライドガイドは、駆動歯車の車軸の中心線にまで、好ましくはクローラー軌道が転回する（方向転換する、折り返す）領域にまで延長させる。この構成では、クローラー軌道の点応力の大部分が直接スライドガイドに向けられる。短い遷移領域では、スライドガイドと駆動歯車の間の外側列のチェーンリンクが中央列のチェーンリンクを搬送する。
【０００３】
上記ＷＯ８５／０５５８９の送り軌道装置は、木が伐採機に対して正確に平行に送られていない場合、被処理樹木の送り方向に応じて僅かに捻ることができるような態様に連結されている。この送り運動によって惹起されるモーメントが、出口端の負荷圧力を増大させる。
【０００４】
一般に、駆動歯車に相対して作動する転回部材はアイドラーホイールであるが、別法として、簡単なスライドガイド表面を転回部材として機能させることもできる。
【０００５】
従来から、送り軌道装置は、送りローラ装置と競合関係をなして用いられてきた。長い踏面を有する無限に大きいホイールに相当するクローラー軌道は、小さい面圧力を用いて木との確実な安定した接触を設定する。これに対して、送りローラ装置のローラの問題点は、被処理樹木の表面を把持する把持力を高めるいろいろな表面部材が施されているにもかかわらず、点状の接触になるので、木材の表面に不規則な、無秩序な損傷を与えやすいことである。ローラに付設されるチェーン及び面板は、最初は把持力を高める機ｒきをするが、木材から剥がれた樹皮で詰まるようになる。この種の詰まりは、送り軌道装置には起こらない。なぜなら、軌道は回転するにつれてその曲率が漸次変化していくので、自動的に軌道が清掃されるからである。
【０００６】
発明の概要
本発明は、送り軌道装置を用いるタイプの木材伐採機と、送り軌道装置自体の両方を簡略化することを目的とする。
【０００７】
本発明の木材伐採機の特徴は、請求項１に記載されている通りであり、本発明の送り軌道装置は、請求項６に記載されている通りである。
【０００８】
本発明の送り軌道装置においては、従来の軌道の無限の曲率半径が有限の値に設定され、それによって軌道の特性が変えられる。本発明によるクローラー軌道は、１つには点接触の曲面に従って、即ち、大径の送りローラのような態様で動作するが、本発明の場合はその曲率半径が１回の回転中に大きく変化するので、軌道が自浄能力を持つ。更に、クローラー軌道を駆動するのに要する駆動歯車のモーメントは小さくてすむ。いずれにしても、クローラー軌道の曲率半径が大きいので、踏面が非常に長くなる。
【０００９】
一方、本発明による送り軌道装置は、関節（枢動自在に）連結された駆動アームに固定することが好ましい。この送り軌道装置の曲面は、被処理樹木の送り角のわずかな相違を吸収することができる。送り軌道の湾曲した、特に凸面状の構造が、スライド表面を効率的に作動させ、ニップ（送り軌道の被処理木材に対する接触部）に最大の荷重を集中させる。駆動歯車、従って、アイドラーホイールの近傍には、荷重がかからない。
【００１０】
以下に、本発明による木材伐採機及びそれに用いられる送り装置を示す添付図を参照して本発明を説明する。
【００１１】
好ましい実施形態の説明
今日最も一般的に使用されている木材伐採機は、図１に示されるグラブ型木材伐採機１０である。その主要構成部品は、フレーム１１と、キャリア装置１２と、送り装置１４，１４及びそれらの関節連結アーム１３と、切断装置として用いられる鋸１６である。送り装置１４及び切断ブレード又はストリッピングブレード１５は、油圧シリンダーによって作動され、それらのジョー（顎部）内に被処理樹木１を握り締める。送り装置１４は、樹木１をジョーを通して引張りこむ。
【００１２】
送り装置１４の基本的構造は、上述したＷＯ８５／０５５８９に開示されたものと同じであり、図２及び３に示される。即ち、３列のチェーンリンクから成る３列型クローラー軌道１７が、駆動歯車２４、スライドガイド２２，２３及びアイドラーホイール２５の周りに回転するようになされている。アイドラーホイール２５には、クローラー軌道１７の張力を調節するための張力調節装置２６が連結されている。
【００１３】
駆動歯車２４は、３列型クローラー軌道１７の中央列のチェーンリンク１７．１を駆動し、外側列のチェーンリンク１７．２，１７．３は、アイドラーローラによって指示されている。駆動歯車側では、外側列のチェーンリンのための外側スライドガイド２２，２２が駆動歯車２４の車軸の中心線（車軸線）にまで、あるいはそれを超える位置にまで延長しており、一方、アイドラーホイール側では、中央列のチェーンリンクのための中央スライドガイド２３がアイドラーホイール２５の車軸線を覆って延長している。この構成によって、遷移区域におけるクローラー軌道１７の負荷が十分に制御されるので、その問題は、上記ＷＯ８５／０５５８９による構成におけるほど重大な要素ではなくなる。なぜなら、本発明においてはクローラー軌道の凸面形状が、負荷をニップ踏面の長手の中央部に集中させるからである。ただし、この構成においてもやはり、互い違いの３列型クローラー軌道を用いることが好ましい。駆動歯車のための駆動モータ１９及びその軸受２０は、部分的にクローラー軌道１７の内側に嵌合している。
【００１４】
クローラー軌道１７の踏面側の凸面形状は、凸面状のスライドガイド２２，２３によって画定される。スライドガイド２２，２３の形状は、その全長の大部分に亙って特性中心間距離Ｌ（即ち、駆動歯車２４の中心とアイドラーホイール２５の中心との間の距離）の０．８〜１．２倍の曲率半径を有する曲面とすることが最も好ましい。一般には、この凸面形状によって与えられる突部は、少くとも１ｃｍ、好ましくは３〜６ｃｍとする。
【００１５】
更に、スライドガイド２２，２３は、踏面側に、駆動歯車２４及びアイドラーホイール２５に対して接線関係をなすような曲線Ｒ_inとＲ_outの間の領域に配置する。Ｒ_outは、式Ｒ_out＝０．６×Ｌによって規定され、Ｒ_inは式Ｒ_in＝２．５×Ｌによって規定される。Ｌは、特性中心間距離、即ち、駆動歯車２４の中心とアイドラーホイール２５の中心との間の距離である。
【００１６】
図２に示されるように、クローラー軌道１７の把持スパイク１８は、木１の樹皮に食い込む。クローラー軌道１７の曲率半径が大きいので、ニップ（クローラー軌道の、木に接触する点）が長くなり、木に対する表面損傷が抑制され、均一にされる（均される）。把持スパイク１８の長さが、表面損傷の深さ及び性質を決定する。
【００１７】
図示の実施例のグラブ型木材伐採機では、中心距離Ｌを３００ｍｍとし、スライドガイド２２，２３の曲率半径も、直径６００ｍｍのホイールに対応して、３００ｍｍとした。油圧モータの駆動歯車の直径は１２０ｍｍとし、従って、ホイールに対する駆動歯車の直径比を５とした。このクローラー軌道の場合、油圧モータの車軸はクローラー軌道を駆動することに起因する力だけによって荷重を受ける。これに対して、送りローラの車軸は、圧縮力をも担持しなければならない。
【００１８】
図４に示されるように、本発明の凸面状クローラー軌道は、送り装置１４を回転継手の介在なしで直接関節連結アーム１３に取り付けることを可能にする。図示の実施例では、不等辺四辺形のアーム１３．１及び１３．２の一端が直接送り装置１４のフレーム２１に連結されている。それらのアームの他端は、グラブ型木材伐採機１０のフレーム１１に周知の態様で連結されている。互いに対向したアーム１３．１が油圧シリンダー１５によって駆動され、イクオライザーアーム（釣り合いアーム）１６が周知の態様でそれらのアームの運動を対称的にする。グラブ型木材伐採機のその他の構成部品は、図４からは削除されている。
【００１９】
本発明による送り装置は、厚い樹皮を有する丸太や繊維木材に特に好適である。本発明は、グラブ型木材伐採機全体の重量を軽量化し、その構造を簡略化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、斜め後方からみた本発明の木材伐採機の透視図である。
【図２】 図２は、付設の鋸ユニットを除去して示す本発明の送り装置の一部断面による側面図である。
【図３】 図３は、図２に示された送り装置を、クローラー軌道を除去して示す上からの平面図である。
【図４】 図４は、本発明の木材伐採機が木材を把持した状態を示す概略図であり、一方の送り軌道装置を断面図で示す。
【符号の説明】
１ 木、樹木、被処理樹木
１０ グラブ型木材伐採機
１１ フレーム
１２ キャリア装置
１３ 関節連結アーム
１４ 送り装置
１５ 切断ブレード、ストリッピングブレード
１５ 油圧シリンダー
１６ 鋸、切断装置
１７ ３列型クローラー軌道
１７．１ 中央列のチェーンリンク
１７．２ 外側列のチェーンリンク
１８ 把持スパイク
１９ 駆動モータ
２０ 軸受
２１ フレーム
２２，２２ 外側スライドガイド
２３ 中央スライドガイド
２４ 駆動歯車
２５ 転回部材、アイドラーホイール
２６ 張力調節装置

Claims (8)

1. ２つの対向して連結された送り装置（１４）と、ストリッピングブレード（１５）と、切断装置（１６）とから成り、該送り装置（１４）のフレーム（２１）は、関節連結アーム（１３）に取り付けられており、該送り装置（１４）は、駆動歯車（２４）、転回部材（２５）、及び該駆動歯車（２４）と転回部材（２５）との間の長手距離の大部分に亘って該送り装置の踏面側に延設されたスライドガイド（２２，２３）の周りを回転する１列又は複数列のリンクから成るローラチェーン（１７）である木材伐採機（１０）において、
   前記スライドガイド（２２，２３）は、踏面側に突出した凸面状であり、該凸面によって形成される突部は、少くとも１ｃｍ、好ましくは３〜６ｃｍであり、該スライドガイド（２２，２３）は、前記駆動歯車（２４）及び転回部材（２５）に対して接線関係をなすような曲線Ｒ_inとＲ_outの間の領域に配置されており、Ｒ_outは、式Ｒ_out＝０．６×Ｌ、Ｒ_inは、式Ｒ_in＝２．５×Ｌ（ここで、Ｌは、駆動歯車（２４）の中心と転回部材（２５）の中心との間の距離である特性中心間距離）によってそれぞれ規定されており、該スライドガイド（２２，２３）は、そのニップを被処理樹木（１）に向けることによって樹木に対する把持作用を発揮することを特徴とする木材伐採機。
2. 前記スライドガイド（２２，２３）は、その全長の大部分に亘って前記特性中心間距離Ｌの０．８〜１．２倍の曲率半径を有する曲面とされていることを特徴とする請求項１に記載の木材伐採機。
3. 前記ローラチェーン（１７）は、３列のチェーンリンクを有し、中央列のチェーンリンク（１７．１）は、その両側の外側列のチェーンリンク（１７．２）に対して互い違い関係をなしており、前記駆動歯車（２４）は、該中央列のチェーンリンク（１７．１）を駆動するように該中央列のチェーンリンクに係合されていることを特徴とする請求項１に記載の木材伐採機。
4. 前記スライドガイド（２２，２３）は、バーによって形成されており、該各バーは、その中心部において前記送り装置（１４）のフレーム（２１）に取り付けられ、両端は自由にされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の木材伐採機。
5. 前記前記送り装置（１４）の関節連結は、該送り装置がその長手軸線の周りにのみ回転することを可能にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の木材伐採機。
6. フレーム（２１）と、駆動歯車（２４）、転回部材（２５）及び該駆動歯車（２４）と転回部材（２５）との間の長手距離の大部分に亘って該送り装置の踏面側に延設されたスライドガイド（２２，２３）の周りを回転する１列又は複数列のリンクから成るローラチェーン（１７）と、から成る木材送り装置（１４）において、
   該送り装置（１４）の前記スライドガイド（２２，２３）は、踏面側に突出した凸面状であり、該凸面によって形成される突部は、３〜６ｃｍであり、該スライドガイド（２２，２３）は、前記駆動歯車（２４）及び転回部材（２５）に対して接線関係をなすような曲線Ｒ_inとＲ_outの間の領域に配置されており、Ｒ_outは、式Ｒ_out＝０．６×Ｌ、Ｒ_inは、式Ｒ_in＝２．５×Ｌ（ここで、Ｌは、駆動歯車（２４）の中心と転回部材（２５）の中心との間の距離である特性中心間距離）によってそれぞれ規定されていることを特徴とする木材送り装置。
7. 前記スライドガイド（２２，２３）は、その全長の大部分に亘って前記特性中心間距離Ｌの０．８〜１．２倍の曲率半径を有する曲面とされていることを特徴とする請求項６に記載の木材送り装置。
8. 前記ローラチェーン（１７）は、３列のチェーンリンクを有し、中央列のチェーンリンク（１７．１）は、その両側の外側列のチェーンリンク（１７．２）に対して互い違い関係をなしており、前記駆動歯車（２４）は、該中央列のチェーンリンク（１７．１）を駆動するように該中央列のチェーンリンクに係合されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の木材送り装置。

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