JP7554246B2 - 伐採作業機 - Google Patents

Description

本発明は、山林等の木を切断するために移動機体に取り付けられた伐採作業機に関するものである。

従来から山林等の木を伐採（伐倒）し、この伐採した木を材木とするために所定の長さに切断する作業（玉切り）が行われているが、近年では切断作業の効率化を図るため、また林業作業者の高齢化や作業者不足により、木の切断作業の機械化が求められている。

機械化の例として、重機や建機と呼ばれる移動機体のアームの先端部に伐採作業機を取り付け、この伐採作業機で伐採した木を掴み、木を掴んだ状態のまま切断するものがある。このような移動機体に取り付けられた伐採作業機として、特許文献１に示す伐採作業機が知られている。

特許文献１の技術は、ショベル型掘削機である移動機体のアームの先端部に伐採作業機が取りけられており、伐採作業機は、土などを掘削するバケットと、このバケットの側部に設けられ木を切断する切断装置とを備えている。切断装置は、バケットの側部の外側面に沿って揺動可能に設けられたチェーンソーと、このチェーンソーを揺動させるシリンダとを備え、木を切断する際は、バケットの縁とチェーンソーとで木を挟み、シリンダを前進させてチェーンソーを木に押し付ける方向に移動させて木を切断する。

木を切断する際は、チェーンソーだけを木に押し付けたのでは木が逃げてしまい切断することができないため、木を掴む（押さえる）部品が必要になる。この木を掴む部品が、特許文献１の伐採作業機ではバケットになるところ、バケットは木を掴む以外に主に土を掘削する作業にも使用される。

しかし、バケットで土を掘削したり、バケットを移動させたりする際に、バケットの側部の外側に切断装置（チェーンソーユニット）が設けられているため、切断装置が土や障害物等に当たるため邪魔になり作業効率が低下してしまう。

特許第４８３６７５９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、移動機体に取り付けられ木を切断する伐採作業機であって、伐採作業機自体の移動や木の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニットが邪魔にならず、作業性を向上させることができる伐採作業機を提供することを課題とする。

本発明の実施例によれば、移動機体に取り付けられ木を切断する伐採作業機であって、
前記移動機体に装着され前記木を掴むグラップルユニットと、前記グラップルユニットに格納可能に設けられ前記木をチェーンソーで切断するチェーンソーユニットとを備え、
前記チェーンソーユニットは、格納するときに前記木の切断位置から格納位置に移動させる格納移動機構を備え、
前記格納移動機構は、前記チェーンソーユニットを前記グラップルユニットの幅方向に移動させることを特徴とする。

かかる構成によれば、伐採作業機は、移動機体に装着され木を掴むグラップルユニットと、グラップルユニットに格納可能に設けられ木をチェーンソーで切断するチェーンソーユニットとを備えている。グラップルユニットにより木を掴む作業を行い、木を掴んだ状態でチェーンソーユニットにより木を切断することができる。チェーンソーユニットは、格納するときに木の切断位置から格納位置に移動させる格納移動機構を備え、格納移動機構は、チェーンソーユニットを前記グラップルユニットの幅方向に移動させるので、格納移動機構により、木の切断作業のときにチェーンソーユニットを切断位置に移動させ、伐採作業機自体の移動や木の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニットを格納位置に移動させることができる。これにより、移動機体に取り付けられ木を切断する伐採作業機であって、伐採作業機自体の移動や木の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニットが邪魔にならず、作業性を向上させることができる。

好ましくは、前記グラップルユニットは、掘削用のバケットを備えている。

かかる構成によれば、グラップルユニットは、掘削用のバケットを備えている。木の伐倒を行う場所においては地面の掘削作業を伴うことが多いところ、グラップルユニットに掘削用のバケットが備えられているので、木の切断作業の他に地面の掘削作業を行うこともできる。掘削作業時にチェーンソーユニットを格納することでバケット移動のときにチェーンソーユニットが邪魔にならず、掘削作業の作業性をより向上させることができる。

好ましくは、前記チェーンソーユニットは、格納時に前記チェーンソーが切断方向に移動することを防止するチェーンソー移動防止機構を備えている。

かかる構成によれば、チェーンソーユニットは、格納時にチェーンソーが切断方向に移動することを防止するチェーンソー移動防止機構を備えているので、仮にチェーンソーユニットの格納時にチェーンソーが切断方向に移動しようとしても移動が防止され、チェーンソーユニット、グラップルユニット及びバケットの破損を防止することができる。

移動機体に取り付けられ木を切断する伐採作業機であって、伐採作業機自体の移動や木の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニットが邪魔にならず、作業性を向上させることができる伐採作業機を提供することができる。

実施例に係る伐採作業機が取り付けられた移動機体の側面図である。 実施例に係る伐採作業機の斜視図である。 実施例に係る伐採作業機の右側面図である。 実施例に係る伐採作業機の背面図である。 実施例に係る伐採作業機の平面図である。 実施例に係る伐採作業機の左側面図である。 実施例に係るチェーンソーユニット及び機械式のチェーンソー移動防止機構の説明図である。 実施例に係るチェーンソーユニット及びセンサ式のチェーンソー移動防止機構の説明図である。 実施例に係るチェーンソーユニットの作用図である。 実施例に係る伐採作業機の作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、作用図は、伐採作業機を概念的（模式的）に示すものとする。

図１に示されるように、移動機体１０に伐採作業機３０が取り付けられており、その一例として、移動機体１０は建設機械である。移動機体（建設機械）１０は、下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回軸１２を介して旋回可能に設けられた上部旋回体１３と、上部旋回体１３に設けられた作業装置１４とを備えている。上部旋回体１３の前部には操作室（キャブ）１５が搭載され、上部旋回体１３の後部には機械室１６に配置されたエンジンやカウンタウエイト１７が搭載されている。

上部旋回体１３には、ブーム２１及びこのブーム２１を回動するブームシリンダ（アクチュエータ）２２が回動可能に軸支されている。ブームシリンダ２２の先端部はピンを介してブーム２１に回動可能に連結されている。ブーム２１の先端には、アーム２３がアームシリンダ（アクチュエータ）２４により回動されるように軸支されている。作業装置１４は、ブーム２１と、アーム２３とを含んでいる。アーム２３には、アタッチメントである伐採作業機３０がリンク部２５を介してアタッチメントシリンダ（アクチュエータ）２７により回動されるように軸支されている。

次に伐採作業機３０について説明する。
図１～図６に示されるように、伐採作業機３０は、移動機体１０に装着され木を掴むグラップルユニット３１と、このグラップルユニット３１に設けられ山の傾斜面や平地の地面の土砂等を掘削する掘削用のバケット４１と、グラップルユニット３１に格納可能に設けられ木をチェーンソー５２で切断するチェーンソーユニット５１とを備えている。

なお、実施例では、グラップルユニット３１に掘削用のバケット４１を設けたが、これに限定されず、掘削用のバケット４１を設けずにグラップルユニット３１をトング３６や固定部材で構成しても差し支えない。

次にグラップルユニット３１について説明する。
グラップルユニット３１は、アーム２３及びリンク部２５に設けられたブラケット３２と、このブラケット３２に旋回ベアリング３３を介して旋回可能に設けられたベースフレーム３４と、このベースフレーム３４に軸３５を介して揺動可能に設けられたトング３６と、このトング３６に設けられたトング用リンク部３７と、このトング用リンク部３７に接続され進退することでトング３６を揺動させるトングシリンダ（アクチュエータ）３８と、ベースフレーム３４にトング３６と対向する位置に設けられたバケット４１とを備えている。実線で示すトング３６を矢印（１）のように移動させ、想像線で示すトング３６とバケット４１とで木８０を挟んで掴むことができる。

ブラケット３２及びベースフレーム３４内には、ブラケット３２に対してベースフレーム３４を旋回又は停止させる旋回機構（不図示）が設けられている。トング３６は、左右２つの内方に湾曲した側板部３６ａと、これら２つの側板部３６ａの先端部分を掛け渡すように連結する連結板３６ｂと、２つの湾曲した側板部３６ａの基端部を掛け渡すように連結するトング用リンク部３７とを備えている。なお、実施例ではトング３６の形状を湾曲した形状としたが、これに限定されず、トング３６の形状はストレート形状や、山谷が連続した所謂ノコギリ歯形状など、木８０を掴むことができれば形状はいずれの形状であってもよい。

バケット４１は、土砂を掘削して積み上げることができるように容器状に形成されており、２つのバケット側面部４２、４３と、これら２つのバケット側面部４２、４３の奥側を接続するするとともにバケット４１の底を形成するバケット底面部４４と、バケット底面部４３の端部に設けられた掘削爪４５とを備えている。

また、ベースフレーム３４は、旋回ベアリング３３のスラスト方向の面（軸軌道盤）と対向するように設けられたベース上部３４ａと、このベース上部３４ａから垂直に延びるリブ壁３４ｂと、リブ壁３４ｂの途中に設けられバケット底面部４３と連続してバケット４１の底の一部を形成するベース底部３４ｃとを備えている。

リブ壁３４ｂはベース上部３４ａの略中央部（または、中央より一方側寄り）に設けられており、一方側のバケット側面部４２はベース底部３４ｃの一方側の端部に設けられており、他方側のバケット側面部４３はベース上部３４ａの他方側の端部に設けられている。グラップルユニット３１の一方側には、ベース上部３４ａ、リブ壁３４ｂ及びベース底部３４ｃからなる窪みにより、チェーンソーユニット５１が格納される格納スペース５０が形成されている。

次にチェーンソーユニット５１について説明する。
図２～図５、図７、図８に示されるように、チェーンソーユニット５１は、木を切断するチェーンソー５２と、チェーンソーユニット５１を格納スペース５０に格納するときに木の切断位置から格納位置に移動させる格納移動機構６１と、チェーンソーユニット５１の格納時にチェーンソー５２が切断方向に移動することを防止するチェーンソー移動防止機構７１とを備えている。

次に格納移動機構６１について説明する。
格納移動機構６１は、チェーンソーユニット５１を格納スペース５０に移動して格納する機構であり、具体的にはチェーンソーユニット５１を使用するときに格納位置から木の切断位置に移動させ、チェーンソーユニット５１を格納するときに木の切断位置（想像線で示すチェーンソーユニット５１）から格納位置（格納スペース５０内の実線で示すチェーンソーユニット５１）に移動させるものである。

格納移動機構６１は、ベースフレーム３４に平行リンク部６２を介して移動可能に設けられチェーンソー５２を支持する格納移動フレーム６３と、平行リンク部６２を動かして格納移動フレーム６３をグラップルユニット３１の幅方向に移動させる格納移動シリンダ（アクチュエータ）６４とを備えている。

平行リンク部６２は、ベースフレーム３４のベース底部３４ｃと、このベース底部３４ｃに設けられた軸６２ａを介して回転するリンク部材６２ｂと、このリンク部材６２ｂに軸６２ｃを介して回転可能に設けられた格納移動フレーム６３とを備えている。格納移動シリンダ６４は、一端がリンク部材６２ｂに接続され、他端がバケット側面部４３に接続されている。格納移動フレーム６３は、チェーンソー５２の外方（グラップルユニット３１の幅方向外側）を覆うように形成されている。

また、実施例では平行リンク部６２を使用しているところ、これによりリンク部材６２ｂが上死点または上死点を若干越えた位置であってチェーンソー５２を使用する切断位置にあるときに、格納移動フレーム６３が外力を受けても、機械的な構造体で外力を受け止めて格納移動フレーム６３が内側に移動してチェーンソー５２が破損することを防止できる。

なお、実施例ではバケット４１を設けたが、バケット４１を設けない場合は、格納移動シリンダ６４の他端をベースフレーム３４に接続してもよい。また、実施例では平行リンク部６２を使用したが、これに限定されず、シリンダ等で直接格納移動フレーム６３をチェーンソー５２の外方（グラップルユニット３１の幅方向外側）に移動させる構成としてもよい。

チェーンソー５２は、格納移動フレーム６３に回転可能に設けられチェーンソー５２自体を支持するチェーンソー支持部材５３と、このチェーンソー支持部材５３に設けられチェーン５６を駆動する駆動部５４と、この駆動部５４に設けられたガイドバー５５と、このガイドバー５５の外縁に移動可能に設けられ駆動部５４により移動して木を切断するチェーン５６、チェーンソー支持部材５３を回転させてチェーンソー５２を切断位置に移動させるチェーンソーシリンダ（アクチュエータ）５７とを備えている。

次にチェーンソー移動防止機構７１について説明する。
チェーンソー移動防止機構７１は、機械式でチェーンソー５２の移動を防止するものと、センサ式でチェーンソー５２の移動を防止するものと、機械式及びセンサ式を併用してチェーンソー５２の移動を防止するものがある。

図７に示されるように、機械式のチェーンソー移動防止機構７１は、チェーンソーユニット５１の格納時の状態で、チェーンソー支持部材５３の下部にベース底部３４ｃに対向するように突出した突出部７２と、ベースフレーム３４のベース底部３４ｃとを備えている。

機械式のチェーンソー移動防止機構７１があることで、チェーンソーユニット５１の格納時の状態で、仮にチェーンソーシリンダ５７が作動してもチェーンソー５２を矢印（２）のように下方に回転移動させようとしても突出部７２がベース底部３４ｃに当接してチェーンソー５２がベースフレーム３４（ベース底部３４ｃ）に接触することを防止できる。なお、突出部７２がベースフレーム３４に当接しない位置（チェーンソーユニット５１が格納位置以外にある状態）においてはどこでもチェーンソー５２で木を切断できる。

図８に示されるように、センサ式のチェーンソー移動防止機構７１は、ベースフレーム３４のリブ壁３４ｂに設けられたセンサ部７３と、軸６２ａに設けられリンク部材６２ｂの回転と一体に回転する検知片７４とを備えている。

センサ式のチェーンソー移動防止機構７１があることで、図８（Ａ）のチェーンソーユニット５１の格納時の状態では検知片７４がセンサ部７３から離れており検知片７４の移動が検知されないためチェーンソーシリンダ５７が可動とならず、チェーンソーユニット５１を矢印（３）のように移動させ、図８（Ｂ）のチェーンソーユニット５１が切断位置に移動する状態では検知片７４がセンサ部７３に近づき検知されるためチェーンソーシリンダ５７が可動となり、さらにチェーンソーユニット５１を矢印（４）のように移動させ、図８（Ｃ）チェーンソーユニット５１が展開して切断位置に移動した状態では検知片７４がセンサ部７３に近づき検知されるためチェーンソーシリンダ５７が可動となる。このように図８（Ｂ）と図８（Ｃ）の範囲において、チェーンソーシリンダ５７が可動でき、チェーンソー５２で木を切断できる。

次に実施例のチェーソーユニット５１の作用を説明する。
図９（Ａ）に示されるように、チェーンソーユニット５１は格納スペース５０に格納され格納位置にあり、格納移動フレーム６３がグラップルユニット３１の側方へ突出していない。この状態であれば、チェーンソーユニット５１が邪魔にならず、グラップルユニット３１による木を掴む作業や、バケット４１による土の掘削作業を容易に行うことができる。切断作業を行うときは、格納位置からチェーンソーユニット５１を矢印（５）のように切断位置に移動させる。

図９（Ｂ）に示されるように、チェーンソーユニット５１は格納スペース５０から移動し切断位置にあり、格納移動フレーム６３がグラップルユニット３１の側方へ突出し、さらにチェーンソー５２が下方に回転移動している。側方へ突出した状態であれば、グラップルユニット３１で木を掴み、チェーンソー５２で掴んだ木を切断することができる。

次に比較例の伐採作業機１００と実施例の伐採作業機３０の作用を説明する。
図１０（Ａ）は平面視における比較例の伐採作業機１００であり、伐採作業機１００は、木を掴むグラップルユニット１０１と、土を掘削するバケット１０２と、グラップルユニット１０１の左側方に突出して設けられ木を切断するチェーンソーユニット１０３とを備えている。

比較例の伐採作業機１００において、例えばバケット１０２による土の掘削作業の際、グラップルユニット１０１及びバケット１０２を矢印（６）のように移動すると、チェーンソーユニット１０３が矢印（７）のように移動して障害物１０５に衝突する。このため、掘削作業の邪魔になり作業効率が低下する。

図１０（Ｂ）は平面視のおける実施例の伐採作業機３０であり、伐採作業機３０のグラップルユニット３１の格納スペース５０にチェーンソーユニット５１が格納されている。このため、チェーンソーユニット５１がグラップルユニット３１の左側方に突出していない。

実施例の伐採作業機３０において、例えばバケット４１による土の掘削作業の際、グラップルユニット３１及びバケット４１を矢印（８）のように移動すると、チェーンソーユニット５１が矢印（９）のように移動して障害物１０５に衝突せずにスムーズにすり抜ける。このため、掘削作業の邪魔にならずに作業効率が向上する。

次に以上に述べた実施例の伐採作業機３０の作用、効果を説明する。
本発明の実施例は、伐採作業機３０は、移動機体１０に装着され木８０を掴むグラップルユニット３１と、グラップルユニット３１に格納可能に設けられ木８０をチェーンソー５２で切断するチェーンソーユニット５１とを備えている。グラップルユニット３１により木８０を掴む作業を行い、木８０を掴んだ状態でチェーンソーユニット５１により木８０を切断することができる。チェーンソーユニット５１は、格納するときに木８０の切断位置から格納位置に移動させる格納移動機構６１を備えているので、格納移動機構６１により、木８０の切断作業のときにチェーンソーユニット５１を切断位置に移動させ、伐採作業機３０自体の移動や木８０の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニット５１を格納位置に移動させることができる。これにより、移動機体１０に取り付けられ木８０を切断する伐採作業機３０であって、伐採作業機３０自体の移動や木８０の切断作業以外の作業のときにチェーンソーユニット５１が邪魔にならず、作業性を向上させることができる。

さらに、グラップルユニット３１は、掘削用のバケット４１を備えている。木８０の伐倒を行う場所においては地面の掘削作業を伴うことが多いところ、グラップルユニット３１に掘削用のバケット４１が備えられているので、木８０の切断作業の他に地面の掘削作業を行うこともできる。掘削作業時にチェーンソーユニット５１を格納することでバケット４１移動のときにチェーンソーユニット５１が邪魔にならず、掘削作業の作業性をより向上させることができる。

さらに、チェーンソーユニット５１は、格納時にチェーンソー５２が切断方向に移動することを防止するチェーンソー移動防止機構７１を備えているので、仮にチェーンソーユニット５１の格納時にチェーンソー５２が切断方向に移動しようとしても移動が防止され、チェーンソーユニット５１、グラップルユニット３１及びバケット４１の破損を防止することができる。

尚、実施例では、グラップルユニット３１にチェーンソーユニット５１を設けたが、木８０を切断する手段としてチェーンソー５２だけでなく、鉈のような刃を採用してもよく、木８０を切断できれば切断手段は問わない。

また、実施例では、伐採作業機３０を移動機体１０としての建設機械に装着したが、これに限定されず、トラクターのような車両に装着してもよく、伐採作業機３０が装着できれば移動機体１０の形式は問わない。

即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の技術は、山林等の木を切断するために移動機体に取り付けられた伐採作業機に好適である。

１０…移動機体（建設機械、車両）、３０…伐採作業機、３１…グラップルユニット、３６…トング、４１…バケット、４２…格納位置側のバケット側面部、５０…格納スペース、５１…チェーンソーユニット、５２…チェーンソー、６１…格納移動機構、７１…チェーンソー移動防止機構、８０…木。

Claims (3)

1. 移動機体に取り付けられ木を切断する伐採作業機であって、
   前記移動機体に装着され前記木を掴むグラップルユニットと、前記グラップルユニットに格納可能に設けられ前記木をチェーンソーで切断するチェーンソーユニットとを備え、
   前記チェーンソーユニットは、格納するときに前記木の切断位置から格納位置に移動させる格納移動機構を備え、
   前記格納移動機構は、前記チェーンソーユニットを前記グラップルユニットの幅方向に移動させることを特徴とする伐採作業機。
2. 請求項１記載の伐採作業機であって、
   前記グラップルユニットは、掘削用のバケットを備えていることを特徴とする伐採作業機。
3. 請求項１又は請求項２記載の伐採作業機であって、
   前記チェーンソーユニットは、格納時に前記チェーンソーが切断方向に移動することを防止するチェーンソー移動防止機構を備えていることを特徴とする伐採作業機。
   

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