JP4836275B2 - 木材伐採装置 - Google Patents

Description

本発明は、木材伐採装置に係り、さらに詳しくは、密林地帯において木材を伐採し搬出する際に、伐採された木材を開けた場所にまで引くための自走機に関する。

先行技術における森林伐採方法、特に熱帯性密林地帯において木材を伐採する方法においては、台車ないしトラックやクレーンが通行できるように、密林地帯の地面は、草木が取り除かれ、見通しがきくように開かれる。伐採するために選択された木は、ベース部分において切断される。木は、通常、予め定められた一の方向に向けて倒れるように、伐採される。木が倒壊すると、地面上に生育している小さい木や若木を含むすべての成長に損傷を与える。それから、倒れた木の枝が切断され、樹幹は、さらに切断したり、輸送車両や手段に載せたりするために、密林地帯の開かれた区域ないしエリアまで引きずられる。地面に沿って木を引きずることにより、地面上の草木にさらなる損傷が与えられる。トラックやクレーンが倒れた木のところまで達することを可能にするため、台車やクレーンが移動する通路ないし軌道上のすべての草木が除去される。これによって、草木や密林地帯を覆っている植物のさらなる破壊が生じる。熱帯性密林地帯における木材を伐採したり搬送したりしているうちに、密林地帯のすべてのブロックないし区画が不毛になることは珍しいことではない。熱帯性密林地帯において木材を搬送する従来技術の方法では、密林地帯を覆っている植物の６０％以上が破壊されてしまうという結果になる。その破壊のレベルはまったく好ましいものではない。

若木や草木が破壊されるため、合理的な期間内において、密林地帯は自身を再生することができない。多くの熱帯性密林地帯のエリアで現在実施されている手順の下では、新しい木材の再度の伐採が考慮されるまでに、１００以上の年月を要する。

Ｌ．Ｏ．Ｂｒｕｕｍによる特許文献１は、森林伐採方法およびこの森林伐採方法を実行するための装置ないし機械を開示している。開示された方法および機械は、温暖地方の木材あるいは植林した森林の木材を伐採するためには有効な手法ではあるものの、大きい面積を伐採したり、枝分かれした熱帯性木材を伐採したりするための手法には適していない。

熱帯性地方における木材を伐採する他の方法には、ヘリコプタの使用を伴うものがある。ヘリコプタは、樹冠を切断すると共に丸太伐採搬出ヤードまで伐採した木を持ち上げるために使用されている。ヘリコプタを使用した方法によれば密林地帯を覆っている植物への損傷を１０％以下にまで減らすことができるものの、利益マージンが非常に減少するので、密林地帯区域の全体を伐採する際に使用を続けることは経済的でもないし実用的でもなく、経済的に興味をそそらない方法となる。

熱帯性密林地帯の熱帯性木材を伐採し搬出するためには、森林管理会議の原則および基準（Ｆｏｒｅｓｔ Ｓｔｅｗａｒｄｓｈｉｐ Ｃｏｕｎｃｉｌ’ｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｃｒｉｔｅｒｉａ， Ｐ＆Ｃ）により定められた基準に従う必要がある。さらに詳しくは、熱帯性木材を伐採するのに有効な方法であって、伐採していない木材や下生えないしヤブの破壊を最小限にくい止めるように、木材伐採搬出区域内の伐採した木材を引きずる際に車両を使用する方法を提案する必要がある。
米国特許第４１１４６６６号明細書

本発明の目的は、木材伐採搬出区域内の伐採した木材を引きずる際に使用する車両であって、伐採しない木材などの破壊を最小限にくい止めることが可能な木材伐採装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、立木の伐採に使用する木材伐採装置であって、
クローラにより走行する車台と、
前記車台に回転可能に取り付けられた回転上部構造と、
一端が前記回転上部構造に回動自在に設けられたブーム構造と、
一端が前記ブーム構造に回動自在に取り付けられ、他端に木材を把持自在なグリッパを備える折畳み自在なアーム構造と、
伐採した木材に接続されるウインチケーブルを備えるウインチ手段と、
前記ブーム構造の他端に取り付けられ前記ウインチケーブルが掛けられるローラガイド手段と、
前記ブーム構造に設けられ、折畳み自在な前記アーム構造の前記グリッパを含むスタビライザ部材と、を有し、
前記スタビライザ部材は、伐採した木材を前記ウインチ手段によって引き寄せるときに、前記グリッパによって把持した木材を地面上に保持することによって、当該木材伐採装置を安定させるために用いられてなる木材伐採装置である。

また、上記目的を達成するための本発明は、立木の伐採に使用する木材伐採装置であって、
クローラにより走行する車台と、
前記車台に回転可能に取り付けられた回転上部構造と、
一端が前記回転上部構造に回動自在に設けられたバックホーアームと、
前記バックホーアームの他端に回動自在に取り付けられ、一端に木材を把持自在なグリッパを備えるブーム構造と、
伐採した木材に接続されるウインチケーブルを備えるウインチ手段と、
前記ブーム構造の他端に取り付けられ前記ウインチケーブルが掛けられるローラガイド手段と、
前記ブーム構造に設けられ、前記ブーム構造の前記グリッパを含むスタビライザ部材と、を有し、
前記スタビライザ部材は、伐採した木材を前記ウインチ手段によって引き寄せるときに、前記グリッパによって把持した木材を地面上に保持することによって、当該木材伐採装置を安定させるために用いられてなる木材伐採装置である。

本発明によれば、密林地帯を覆っている植物への損傷を従来に比べて著しく低減し、経済的ないし実用的に、伐採しない木材などの破壊を最小限にくい止めることが可能となる。

本明細書において、発明者は、密林地帯の立木を伐採する方法であって、ブームを有するクローラクレーンを密林地帯のブロックに至らせる工程と、伐採される木をブームの掛け鎖に固定する工程と、木のベースを切断する工程と、伐採した木をブームを使用して除去し、伐採した木を地面に置く工程と、伐採した木の樹冠を切断する工程と、を有する密林地帯の木材伐採方法を開示する。

別の態様として、密林地帯の立木を伐採する方法であって、ブームを有するクローラクレーンを密林地帯のブロックに至らせる工程と、伐採される木の樹冠をブームの掛け鎖に固定する工程と、木の樹冠部分に作業者を至らせる工程と、木の樹冠を切断し、木から作業者を離間させる工程と、木の樹冠を除去する工程と、木のベースで冠樹のない木を切断する工程と、を有する密林地帯の木材伐採方法を開示する。

クローラクレーンは、好ましくは油圧式のクローラクレーンである。密林地帯においてクローラクレーンが移動できるようにするために、本道が密林地帯の大きい区域を横切って敷設され、支脈道路が本道から密林地帯のブロック内に定められたサブブロックの丸太降着区域まで通じて敷設され、丸太降着区域から放射状に延伸する多数の牽引通路が密林地帯の各々のサブブロックに敷設されている。

別の態様においては、本道は、密林地帯の大きい区域を横切って敷設され、間隔のあいた平行な多数の牽引通路は、本道から延伸して敷設され、隣接する牽引通路間の離間距離は、クレーンのブームの長さの２〜３倍の長さに実質的に等しい距離である。

樹冠にブームの掛け鎖を取り付け、伐採される立木の樹冠を切断することを可能にするために、クレーンのブームに取り付けられた金属製キャビンの中で、作業者が木の樹冠部分にまで持ち上げられる。クローラクレーンにおける作業者のキャビンは、金属製ケージにより強化されている。クレーンを使用する場所でブームの格子内に葉を巻き込むことを回避あるいは減じるために、クレーンのブームの側部は、金属板の板張りによって覆われている。

クローラクレーンのブームは、水平方向で３６０度、垂直方向で９０度の角度でスイング自在である。

一般的に、クローラクレーンがある地点に位置する場合、伐採される密林地帯の区域は、クレーンのブームの長さによってカバーされる円形の区域である。クレーンのブームの長さは、通常６０メートルである。しかしながら、伐採される木の円形の区域は、コネクタ掛け鎖を使用することによって拡張することができる。円形の区域は、１６メートルの付加的な径方向長さにより拡張することができる。

また、密林地帯の伐採した木を収穫する他の方法は、ブーム構造を有する木材伐採装置を密林地帯のあるブロックに至らせる工程と、ブーム構造上のウインチケーブルに伐採された木材を固定する工程と、木材伐採装置を安定させる工程と、伐採された木材が地面に対して傾いた角度をなすように、当該伐採された木材を木材伐採装置に向けて引く工程と、によってなされる。ウインチケーブルは、木材伐採装置に設けられた補助ウインチの補助ウインチケーブルに接続ないし取り付けられ、他の立木などの障害物に掛け止めしつつ補助ウインチケーブルを引き戻すことにより、伐採された木材の場所まで至る。ブーム構造の高さは、障害や損傷を減らすために、伐採された木材が地面に対してある傾斜角度をなすように、実質的に５メートルを超える。

密林地帯の伐採した木を収穫する方法において、本道は、密林地帯の大きい区域を横切って敷設されている。多数の滑り通路ないし滑り痕跡は、本道から通じて敷設され、隣接する滑り通路間の離間距離は、２００メートル〜３００メートルの間の距離である。

木材伐採装置は、ブーム構造と、ウインチ手段と、把持爪を備えると共にブーム構造に回動自在に取り付けられる折畳み自在なアーム構造と、を有している。折畳み自在なアーム構造は、伐採された木材を引いている間、木材伐採装置を安定させるために使用される。折畳み自在なアーム構造は、油圧手段により作動される。木材伐採装置は、折畳み自在なアーム構造によって、地面上に安定される。また、折畳み自在なアーム構造の把持爪によって把持した木材が地面上に保持される。木材伐採装置は、補助ウインチ手段をさらに含んでいる。

他の実施態様において、ブーム構造は、バックホーアームに回動自在に取り付けられている。ブーム構造の一端に爪が設けられ、ブーム構造の他端にローラガイド手段が設けられている。木材伐採装置は、補助ウインチ手段をさらに含んでいる。

以下、種々の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

伐採される木の種類や識別、直径の分類ないし等級分けおよび市場向きの木の高さを集めると共に、ヘクタール当たりの収量を予測するために、伐採搬出作業を開始する前には、所定のストリップラインを使用して、計画されたブロックのスケールに対して適切な事前伐採が行われる。これと同時に、伐採される木に対して、マーク付けがなされる。

木へのマーキングは、その木が伐採されるものであることをチェーンソー作業者に示すと共に、搬出の際に残りの木や若木の損傷を確実に最小限にすべく、木を倒壊させる方向を表す矢印をチェーンソー作業者に示したり案内したりするために、重要かつ必要なことである。

第１実施形態によれば、実質的に１００メートルトンの巻上能力を備える油圧式のクローラクレーン（例えば、モデル１Ｈ１−ＣＣＨ１０００）が、木材を持ち上げ、滑らせ、置くというすべての目的のために使用される。

好適な実施態様では、クレーンのブームは、６０メートル（１９７フィート）の長さであり、垂直面および水平面の両方で揺動ないしスイング自在である。作業者用のキャビンは、強化されている。図１に示すように、クレーンにおける作業者用コントロールステーションの周囲は、金属製ウェブ１０により囲繞されている。

図２および図３に示すように、樹冠や他の草木の枝がブーム１４の鋼製フレーム格子１２と絡み合うことを防止するために、クレーンのブームは、鋼板製のはめ板ないし板張り１６を使用して、覆われている。他の堅固な板もまた、はめ板として使用することができる。

図４に示すように、伐採される木の樹冠を作業者が切断し得るようにするため、鋼製のキャビン密閉箱１８が備えられている。鋼製キャビン密閉箱１８は、少なくとも一人の作業者を乗せて、クレーンのブーム１４によって樹冠領域にまで持ち上げられるように設計されている。

さらに、密林地帯の湿地あるいは軟かい地面へのクローラクレーンの進行を許可するため、適切なクレーン軌道スリッパが備えられている。これらクレーン軌道スリッパは、好ましくは、複数の堅い木材スラブから構成され、これらは、平らなスラブアセンブリを形成するために相互に連結されている。スラブアセンブリは、軌道の敷設が進行ないし前進するにつれて、再利用される。

台車ないしトラック用の通路を建設する先行技術の方法にあって、若木は、しばしば切断され、台車ないしトラックが進行するための土台ないし基礎を形成するために地面に敷かれている。軌道を敷設するための若木のこのような切断は、密林地帯の草木をさらに破壊することになり、好ましくない実行ないし実施である。

伐採した木材を引くために、油圧式のクローラクレーンを使用し得る。しかしながら、木材を引く前に、クローラクレーンを安定させることが必要である。クローラクレーンの安定は、クレーンのブーム１４にスタビライザ部材を固定したり、あるいは、クレーに設けられたバックホー５２の設備のようなこの技術分野に公知の他の手段を適用したりすることによって、実行される。

ブーム１４が鋼製フレーム格子からなる場合には、クローラクレーンは、重い木材を引くのに十分なほど強くはないであろう。しかしながら、そのクローラクレーンは、サイズが小さくて軽い木材を引くために使用することができる。したがって、油圧式クローラクレーンは、スタビライザ部材（図示せず）を使用することにより安定させると共に引かれる木材の重量がブーム１４の鋼製格子構造の骨組の安全限界内であるという条件の下で、伐採した木材を引くために使用することができる。

第２の実施形態における木材伐採装置としてのクローラクレーン２０の一般的な構造が図５に示される。クローラクレーン２０は、クローラにより走行する車台２４上に回転可能に取り付けられた回転上部構造２２を含んでいる。回転上部構造２２は、ブーム構造２６が接続されるフロントエンドを有している。ブーム構造２６は、油圧シリンダにより、垂直面で回動自在となっている。図５に示すように、前記ブーム構造２６の頂端には、巻き上げ用のローラガイド２８が設けられている。

図５に示すように、前記クローラクレーン２０はまた、折畳み自在なアーム構造３０を含んでいる。折畳み自在なアーム構造３０の後端は、ブーム構造２６に回動自在に連結されている。アーム構造３０は、当該アーム構造３０を回動するための油圧シリンダを含んでいる。アーム構造３０の他端は、グリッパ３２に接続されている。前記グリッパ３２は、相互に接近離反するようにスイング自在な一対の爪３４から構成されている。これらの爪３４は、アーム構造３０に取り付けられる油圧シリンダによって作動される。

クローラクレーン２０のブーム構造２６の高さは、実質的に５メートルより大きくなければならない。好適な実施態様においては、ブーム構造２６の高さは、トラックシューズ３６から当該ブーム構造２６の頂端まで、実質的に１４メートル（４６のフィート）である一方、アーム構造３０は好ましくは約６．５メートルの長さである。図示しないが、ブーム構造２６は、伸張可能なタイプでもよく、その伸張動作は油圧手段によって実行される。

クローラクレーン２０は、主ウインチシステム３８を備えている。好適な実施態様において、ウインチシステム３８は、１２２メートル（４００フィート）のウインチケーブル（主ケーブル）４０を備えている。前記ウインチケーブル４０は、好ましくは直径２．５ｃｍ（１インチ）である。図６に示すように、このウインチケーブル４０は、回転上部構造２２上に取り付けられたローラ４２に円筒状に巻回されている。

回転上部構造２２上にキャビン４４が配置され、このキャビン４４から作業者は掘削機を操作する。キャビン４４はまた、クローラクレーン２０を効率的に操作するために種々のコントロールを含んでいる。図５および図７に示すように、キャビン４４の部分は、安全性を確保する目的のために、強化された鋼製バー４６でカバーされている。

また、図７に示すように、補助ウインチ４８がクローラクレーン２０に備えられている。補助ウインチ４８は、補助ウインチケーブル５０を備えている。補助ウインチケーブル５０は、ウインチケーブル４０と比較して、小径のケーブルからなる。ウインチケーブル４０の重量は比較的大きいことから、図８に示すように、当該ウインチケーブル４０を所望の倒された木にまで引き出すために、補助ウインチケーブル５０が使用される。

図７に示すように、第３実施形態では、クローラクレーン２０はまた、バックホー５２の既存のアーム構造にブーム構造２６が回動自在に連結されるように構成することもできる。この構成の場合、ブーム構造２６の一端にグリッパ３２が取り付けられる一方、他の端部には巻き上げ用に使用されるローラガイド２８が設けられている。第３実施形態の作動機構は、第２実施形態のものと同じある。

図示を省略する第４実施形態では、バックホー５２を備える既存の車台２４上に、バックホーアーム５２から独立して、ブーム構造２６を回動自在に設けるように構成することもできる。バックホー５２のアーム構造３０は、依然として、スタビライザとして使用されている。グリッパ３２はアーム構造３０の一端に取り付けられ、ローラガイド２８はブーム構造２６の末端の部分に設けられている。換言すれば、クローラクレーン２０上に設けられる２つの別個の独立した構造があるということである。

第１実施形態を参照して、実質的に１００メートルトンの設計耐荷力を有すると共に６０メートルの長さのブームを有する油圧式クローラクレーンが使用される。伐採される密林地帯の特定のサブブロックのために、木材の伐採搬出が密林地帯の奥深くに進行するように、木材伐採搬出道路５６および支脈道路５８が段階的に構成ないし敷設される。提案された木材伐採搬出道路５６の軌道に沿った木や草木は、ここで記載される木を伐採する方法を使用して除去される。提案された木材伐採搬出道路５６に沿った他の草木は、一般的な方法を使用して除去されるが、木材伐採搬出道路５６の境界線を越える区域を損傷しないようにする。

さて、油圧式クローラクレーンが木材伐採搬出道路５６に入る。クレーンにより高い所にまで持ち上げられる作業者によって、切断される木の好ましくは樹冠領域に、クレーンフック６０が取り付けられる。作業者は、保護キャビンの中に収容されている。枝を切り払った後、木の切断を開始する前に、作業者は樹冠まで下げられる。それから、チェーンソー作業者が、根元領域で木を切断する。図９および図１０に示すように、木を切断した後、クレーンは、切られていない樹冠と一緒に、伐採した木を持ち上げ、当該伐採した木を丸太降着区域に置く。丸太降着区域で、作業者は、伐採した木の不必要な葉や枝を除去する。作業者はまた、伐採した木を所望の長さに切断する。この工程は、実質的に６１メートルのクレーン作業半径の半径長さを有するクレーンのブームによってカバーされる区域の至る所で繰り返される。

別の態様においては、伐採される木材を倒す前に、樹冠が切断される。図４に示すように、チェーンソー作業者は、クレーンにより、鋼製キャビン４４の中で樹冠領域まで持ち上げられる。索具ケーブル６２が、樹冠の枝に固定される。樹冠は、当該樹冠の基部部分で切断され、その後、クレーンのブームによって持ち上げられ、開けた区域に置かれる。その開けた区域で、枝がさらに切り落とされる。立木の樹冠を切断する目的は、残りの木や再生途上の若い葉への損傷を減らすために重要な要素である。さらに、クレーンにより運搬される最大荷重もまた、２つの段階、すなわち、樹冠の除去を伴う第１の段階と、木の幹の除去を伴う第２の段階とを経て木を伐採することによって、減少する。

さらに、別の態様においては、クレーンのブームの既存の掛け鎖ケーブルに樹冠や伐採した木の幹を固定するために、コネクタ掛け鎖ケーブル６４が使用される。図１１および図１２に示すように、コネクタ掛け鎖ケーブル６４の使用を採用することにより、クレーンの作業半径をさらに拡張することができる。クローラクレーンの位置から半径６１メートルを越える区域では、密林地帯においてすでに伐採が済んだ区域内に向けて倒れるように、木のベースで木が切断されて倒される。それから、掛け鎖が倒れた木に固定され、倒れた木は、クローラクレーンによって丸太降着区域まで引かれる。

しかしながら、第２、第３および第４実施形態において、ウインチシステム３８を使用する主たる理由の１つは、境界が定められた木材伐採搬出区域の内部に向けてクローラクレーン２０が移動することを制限することにある。クローラクレーン２０は、本道６６および滑り通路ないし滑り痕跡６８だけに存在ないしとどまり、ウインチシステム３８を使用して木材７０を外の方へ引き出すことになる。このようにするのは、伐採している間に、森林区域の破壊される割合を減らすためである。

第２、第３および第４実施形態のクローラクレーン２０を使用して伐採した木材を引く方法を説明する。木伐採者７２つまりチェーンソー作業者は、木材７０を倒す方向について訓練されている。図１３に示すように、滑り通路６８に対して「ヘリンボーン」パターンを呈するように木材７０を切るパターンや順序を調整することにより、伐採が実行される。このように伐採することにより、切断され地面上に倒れた木材７０を巻き上げる前に当該木材を整列させるための掘削機が必要にならない。このような実施は、倒された区域から滑り通路６８まで木材７０を巻き上げる工程の間、他の植物に与える衝撃を効率よく最小にすることができる。

図１４に示すように、木を伐採した後、木伐採者７２は、木材の頭ないし端部を、円錐体形状あるいは切頭円錐体形状に形成するために切断する。このような形状にするのは、図１５に示すように、巻き上げ操作の際の摩擦を減少させ、木材７０を滑らかに巻き上げることができるようにするためである。

但し、図１６に示すように、巻き上げ操作の際には、木材７０を運ぶために、荷物用そり７４を使用することもできる。この荷物用そり７４は、弓形ないし機首部分７６と、ベース部分７８とを備える。機首部分７６の末端の端部には、実質的にＣ字形状をなすＣ形フック８０が備えられている。図１７に示すように、Ｃ形フック８０は、荷物用そり７４がウインチケーブル４０の方向に動くようにガイド手段として機能している。

図１７に示すように、ベース部分７８は、好ましくは、ボートのベースのような曲線状をなし、また、多数の突出スパイク８２を含んでいる。突出スパイク８２により木材７０がグリップされ、巻き上げ工程の際に木材７０がベース部分７８から後方にスライドすることを回避できる。木材７０を荷物用そり７４上にさらに固定するため、ベース部分７６には、掛け鎖８４も備えられている。前記荷物用そり７４は、好ましくは、断面ボート形状を有している。

図１７に示すように、ウインチケーブル４０の末端部には、実質的にＳ字形状をなすＳ形フック８６が備えられている。Ｓ形フック８６の機能については後述する。

木材７０を巻き上げる前に、すでに先に伐採された他の木材８８が、クローラクレーン２０を安定させるスタビライザとして使用される。図５に示すように、前記他の木材８８は、グリッパ３２における一対の爪３４の間に把持され、地面上に水平に配列ないし置かれている。上述したように、クローラクレーン２０は、補助ウインチ４８を含んでおり、この補助ウインチ４８は、伐採された木材７０の近傍箇所までウインチケーブル４０を引き出すために使用される。図８に示すように、ウインチケーブル４０は、補助ウインチケーブル５０と、近くの木材７０に結びつけられたプーリ９０とを使用することによって引き出される。

外に巻き上げる木材７０に索具を装備した後、索具装備者９２は、切断区域からの木材７０の引き出し／巻き上げを開始するために、改変された油圧式掘削機の作業者と交信する。

鋼製荷物用そり７４が使用される場合には、木材７０は、鋼製荷物用そり７４のベース部分７８上に配置される。鋼製の突出スパイクないし針８２は、その上に木材７０が横たえられると、当該木材７０をグリップする。それから、ボルトとナットあるいは公知の他のあらゆる手段によって、掛け鎖８４が木材７０にしっかりと結びつけられる。図１８に示すように、その後、Ｓ形フック８６を使用することにより、ウインチケーブル４０が木材７０の周囲に結びつけられる。ウインチケーブル４０が引っ張られると、木材７０のまわりを把持する力が増大する。これにより、荷物用そり７４上の木材７０の位置がさらに固定されることになる。

ウインチケーブル４０は、伐採された木材７０が傾いた角度となるように、当該木材に装備される。このようにすることにより、図１５に示すように、移動経路に沿って位置するいかなる障害物をも乗り越えて伐採された木材７０が移動することから、当該伐採された木材７０を引くことが可能になる。この方法はまた、伐採された木を地面に沿って引きずるときに、地面に対する損傷を減らすという利点もある。

巻き上げたすべての木材７０は、滑り通路６８の両側に積み重ねられる。図１９に示すように、その後、他の掘削機（例えば、ＰＣ−１００モデル）が、本道６６まで外方に、木材７０を滑らせる。

第２、第３および第４実施形態においては、アーム構造３０は、改変された油圧掘削機１０を安定させるために使用される。しかしながら、アーム構造３０はまた、木材７０をトラックの上に持ち上げたり載せたりするためにも使用することができる。

丘陵あるいは山地の区域において木材を伐採する際には、まず、密林地帯の地形に合わせて、道路が敷設される。道路は、丘陵森林区域の頂上の稜線や側部の稜線上に、油圧掘削機を使用して敷設される。道路は、伐採搬出操作の際の油圧式クローラクレーンや搬出トラックに対応して、最大７．３２メートルの幅を有する。油圧トラクタの使用は森林を覆っている植物に大きな損傷を引き起こすので、油圧掘削機は、油圧トラクタを使用する場合に比べて好ましい。

密林地帯に道路を敷設するための先行技術の方法では、ブルドーザやトラクタが使用されている。トラクタやブルドーザの使用による掘削作業および道路の形成は、多くの過剰土壌を生む結果となる。この過剰土壌は、道路となる場所から処分したり除去したりしなければならない。この過剰土壌は、傾斜地にまさに押し出される。ブルドーザは、過剰土壌を固めるために使用することはできない。傾斜地の上に過剰土壌が処分されると、汚水土壌浸食（ｓｅｗａｇｅ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ）を招いたり、若い再生葉を覆ったり、残りの木に大きな損傷を与えたりするという結果になる。

しかしながら、クローラ掘削機を使用することによって、過剰の土壌は、道路車道の端ないし縁に、土手や土壌堤防（幅１．５×高さ１．０ｍ）などの形に建設される。掘削機のバケットの底部を用いて締固めないし突き固めすることにより、土手や堤防を固めることができる。車道や固められた堤防は、大雨の際にもほとんど洗い流されることがない。また、強く固めることは、油圧式クローラクレーン掘削機を使用することによっても減じられる。回転中心から９１メートル〜１２２メートル（３００〜４００フィート）の滑り距離を備える油圧式クローラクレーンが使用される。

最大耐荷力がブームの作業半径と相関関係にある物理学の法則に基づいて、丸太を持ち上げる作業が適切に計画される。最大作業半径は、通常、最大設計吊り上げ荷重内であるわずか６１メートル（２００フィート）までである。しかしながら、図２０に示すように、持ち上げる前には、１２２メートル（４００フィート）の作業半径から丸太を滑らせることが可能である。必要な場合には、切断した丸太を持ち上げるために、コネクタ掛け鎖ケーブルが使用される。より大きな重量の木材を伐採搬送するために、より大きい能力を有するクローラクレーンを使用することもできる。丘陵森林における各々のサブブロックの面積は、１５エーカーである。

図２１を参照して、２０６．４ヘクタール（約５１０エーカー）である未開墾密林地帯のブロックの道路網に関する第１実施形態のレイアウトが示される。大きいブロック９６は、それぞれ１０エーカーのより小さい仮想の矩形状サブブロックによって、境界が定められている。本道９４は、大きいブロック９６の中ほどを横切って配置されている。この提案された本道９４に沿った木材は、前述した方法に従って、あるいは、先行技術の方法によって、伐採される。本道９４の幅は、実質的に７．３２メートルである。本道９４から、一対の平行な木材伐採搬出道路５６が、大きいブロック９６を６個のブロックに分けるように、敷設されている。これら６個のブロックの各々は、１０エーカーの矩形形状のサブブロックにさらに細分化されている。

各々のサブブロックでは、支脈道路５８が、木材伐採搬出道路５６に対して直角に横断して切り開かれている。支脈道路５８は、サブブロックの範囲の中央で終わるように切り開かれている。各サブブロックの中央領域は、丸太降着ヤードないし丸太降着区域として機能している。丸太降着ヤードから、多数の放射状に伸びる牽引通路９８が敷設されている。

図２２に示すように、クレーンブーム１４の長さが６１メートル（２００フィート）の場合、牽引通路９８は、木材伐採搬出区域のサブブロックの境界の約６１〜７６メートル（２００〜２５０フィート）まで、拡張できる。したがって、このような本道９４、支脈道路５８および牽引通路９８のレイアウトによって、必要であればコネクタ掛け鎖ケーブル６４をさらに用いることによって、伐採するサブブロック内のあらゆる木にクレーンブームを到達させることが可能となる。

この伐採方法の使用により損傷が与えられる総面積の割合は、先行技術による方法では損傷が与えられる割合が６０％以上であったことと比較して、１０％未満となる。下記の表１は、上記のパターンを利用した、５１０エーカーのブロックにおける区域の使用例を示している。

一つのサブブロックにおける伐採の後、クローラクレーンは隣り合うサブブロックまで移動して、ここで伐採工程が繰り返される。伐採された丸太は、一般的な運搬台車により、丸太伐採搬出ヤードから運搬される。

図２３は、本道９４および牽引通路９８の他のレイアウトパターンを示している。牽引通路９８は、互いに平行に配置され、本道９４から伸びている。２つの隣接する牽引通路９８の離間距離は、実質的に１８２メートル（６００フィート）である。このような本道９４および牽引通路９８のレイアウト形状の採用によって、５０メートル（１６５フィート）のブームを有するクローラクレーンは、２つの隣接する牽引通路９８間のあらゆる木に達することが可能となる。表２は、上記のパターンを利用した、２１６．７４ヘクタールのブロックにおける区域の使用例を示している。

第２、第３および第４実施形態を参照して、実際の検討において、改変された油圧掘削機を利用した本道６６および滑り通路６８の敷設に起因した予期される森林損傷が、下記の表３に示される。損傷を計算するために、図２４に示される森林のブロック１０２を使用した。ブロック１０２は、本道６６と、本道６６の両側にある１０本の滑り通路６８とを含んでいる。滑り通路６８間の距離は、２００である。これは、丸太の巻き上げ境界ないし限界が、滑り通路６８の両側に１００メートルだからである。改変された油圧掘削機による丸太の巻き上げ境界ないし限界が大きくなるに応じて、滑り通路６８間の距離を大きくすることができる。敷設される本道６６および滑り通路６８の総面積は、２０３．２０ヘクタールの全ブロックの面積のうち５．０９５ヘクタールであり、破壊された面積の割合は２．５％である。

伐採された木材７０を引くことによって生じる損傷の面積は、巻き上げの際に丸太通路ごとに０．００７８ヘクタールのファクターを掛けることによって、推定ないし評価される。合計３，１５０本の木が巻き上げられるとすると、合計で２４．６９６ヘクタールの区域に損傷が加えられ、破壊された面積の割合は１２．１５％（２０３．２０ヘクタールのブロック１０２のうち）である。木材の伐採に起因して損傷する総面積は、２０３．２０ヘクタールのブロックのうちの２９．７９１ヘクタールであり、伐採される区域の１４．６６％となる。

第１実施形態の１０％以下の損傷と同じ結果を達成するため、さらには、第２、第３および第４実施形態の木材伐採搬出区域の地面に対する１５％以下の損傷を達成するために、道路および牽引通路／滑り通路の他のレイアウトパターンを考えることは可能である。

林業作業者の種々のカテゴリの間で、適当ないし適切な交信を容易にするため、信頼できる無線遠距離通信装置を備えることが好ましい。例えば、イヤホンを有する可搬式の両方向無線受信機を備えるのが好ましい。

地表に対する損傷をできるだけ最小限に維持しておくためには、道路ないし通路を、予め計画されたパターンレイアウトにしたがって敷設する必要があることがわかるであろう。密林地帯の道路／本道、牽引通路９８／滑り通路６８および支脈道路５８の最小の長さ／面積を使用して敷設することにより、地表に対する損傷を最小限に維持することが達成され、密林地帯を覆っている植物の約６０％が破壊される先行技術に係る伐採方法を改善することができる。

クレーン作業者のキャビンシールドを示す図である。 ブームにブーム用はめ板が取り付けられたクレーンを示す図である。 図２に示されるクレーンのブーム用鋼製はめ板を示す斜視図である。 伐採される木の樹冠を作業者が切り取っている状態を示す図である。 伐採した木材を引く第１実施形態に係る装置を示す斜視図である。 ケーブルがブームに固定されたウインチシステムの細部を示す図である。 伐採した木材を引く装置を安定させた実施形態を示す斜視図である。 主ケーブルの引き出しおよび引き戻しを示す図である。 伐採した木材をクレーンにより持ち上げている状態を示す図である。 伐採した木材をクレーンにより持ち上げている他の状態を示す図である。 伐採した木材を引いているクレーンを示す図である。 伐採した木材の幹をクレーンにより持ち上げている状態を示す図である。 木がヘリンボーンパターンに倒されている伐採区域を示す平面図である。 伐採した木材の前端を切頭円錐体状に切断している状態を示す図である。 木材を搬送している状態であって、搬送進路に沿って障害物を乗り越えて搬送するために木材が傾けられている状態を示す図である。 鋼製の荷物用そり上で木材を搬送している状態を示す図である。 鋼製の荷物用そりを示す斜視図である。 木材を鋼製の荷物用そり上に載せて搬送している状態であって、搬送進路に沿って障害物を乗り越えて搬送するために木材が傾けられている状態を示す図である。 油圧掘削機を使用することにより滑り通路に沿って滑っている丸太を示す図である。 山地あるいは丘が多い地形の森林で作動している第１実施形態のクレーンを示す側面図である。 木材伐採搬出区域のあるブロックにおけるクレーンの通路パターンを示す図である。 木材伐採搬出区域のサブブロック内で移動するクレーンの軌道を示す図である。 木材伐採搬出区域のあるブロックにおけるクレーンの他の通路パターンを示す図である。 木材伐採搬出区域のあるブロックにおけるクレーンのさらに他の通路パターンを示す図である。 急傾斜の地形で伐採した木材を引いている第２、第３および第４の実施形態を示す図である。

符号の説明

１４ ブーム、
１６ 金属板製の板張り、
１８ 金属製キャビン、作業者用キャビン、
２０ クローラクレーン（木材伐採装置）、
２２ 回転上部構造、
２４ 車台、
２６ ブーム構造、
２８ ローラガイド手段、
３０ アーム構造、
３２ グリッパ、
３４ 把持爪、
３８ ウインチ手段、
４０ ウインチケーブル、
４４ キャビン、
４６ 鋼製バー、
４８ 補助ウインチ、
５０ 補助ウインチケーブル、
５２ バックホーアーム、
５８ 支脈道路、
６４ コネクタ掛け鎖、
６６ 本道、
６８ 滑り通路、
７０ 伐採した木材、
７４ 荷物用そり、
７６ 機首部分、
７８ ベース部分、
８０ フック、
８２ スパイク、
８８ 木材、
９４ 本道、
９８ 牽引通路、
１０２ ブロック。

Claims (7)

1. 立木の伐採に使用する木材伐採装置であって、
   クローラにより走行する車台（２４）と、
   前記車台（２４）に回転可能に取り付けられた回転上部構造（２２）と、
   一端が前記回転上部構造（２２）に回動自在に設けられたブーム構造（２６）と、
   一端が前記ブーム構造（２６）に回動自在に取り付けられ、他端に木材（８８）を把持自在なグリッパ（３２）を備える折畳み自在なアーム構造（３０）と、
   伐採した木材（７０）に接続されるウインチケーブル（４０）を備えるウインチ手段（３８）と、
   前記ブーム構造（２６）の他端に取り付けられ前記ウインチケーブル（４０）が掛けられるローラガイド手段（２８）と、
   前記ブーム構造（２６）に設けられ、折畳み自在な前記アーム構造（３０）の前記グリッパ（３２）を含むスタビライザ部材と、を有し、
   前記スタビライザ部材は、伐採した木材（７０）を前記ウインチ手段（３８）によって引き寄せるときに、前記グリッパ（３２）によって把持した木材（８８）を地面上に保持することによって、当該木材伐採装置を安定させるために用いられてなる木材伐採装置。
2. 立木の伐採に使用する木材伐採装置であって、
   クローラにより走行する車台（２４）と、
   前記車台（２４）に回転可能に取り付けられた回転上部構造（２２）と、
   一端が前記回転上部構造（２２）に回動自在に設けられたバックホーアーム（５２）と、
   前記バックホーアーム（５２）の他端に回動自在に取り付けられ、一端に木材（８８）を把持自在なグリッパ（３２）を備えるブーム構造（２６）と、
   伐採した木材（７０）に接続されるウインチケーブル（４０）を備えるウインチ手段（３８）と、
   前記ブーム構造（２６）の他端に取り付けられ前記ウインチケーブル（４０）が掛けられるローラガイド手段（２８）と、
   前記ブーム構造（２６）に設けられ、前記ブーム構造（２６）の前記グリッパ（３２）を含むスタビライザ部材と、を有し、
   前記スタビライザ部材は、伐採した木材（７０）を前記ウインチ手段（３８）によって引き寄せるときに、前記グリッパ（３２）によって把持した木材（８８）を地面上に保持することによって、当該木材伐採装置を安定させるために用いられてなる木材伐採装置。
3. 前記ブーム構造（２６）の側部が、金属板製の板張り（１６）によって覆われている請求項１または請求項２に記載の木材伐採装置。
4. 前記ブーム構造（２６）が、水平方向で３６０度、垂直方向で９０度の角度でスイング自在である請求項１または請求項２に記載の木材伐採装置。
5. 前記回転上部構造（２２）上に設けられ、鋼製バー（４６）によって少なくとも一部が覆われた作業者用のキャビン（４４）をさらに含んでいる請求項１または請求項２に記載の木材伐採装置。
6. 前記グリッパ（３２）が、前記木材（８８）を保持する一対の把持爪（３４）を含んでいる請求項１または請求項２に記載の木材伐採装置。
7. 前記ウインチケーブル（４０）に接続され、伐採した木材（７０）を引き寄せるときに使用する荷物用そり（７４）をさらに含んでいる請求項１または請求項２に記載の木材伐採装置。