JP7596985B2 - 移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、架線を利用して空中で移動する移動装置に関する。

特許文献１には、複線式索道の線路中おいて支索及びえい索を支承する支索サドルであって、支索が脱索したときにこの支索を受ける脱索受けを側方に備える支索サドルが開示されている。

特開２０１６－１４１１７７号公報

主索の全長が長くなると、主索にかけた主索滑車が脱索する可能性が高くなる。そこで、主索滑車の脱索を抑えるため、主索滑車に対する主索の移動を規制する手段を設けると、その規制手段が主索と摩耗するおそれがある。

本発明の目的は、主索の摩耗を抑えつつ、主索滑車が主索から脱索することを抑える技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、両端を固定された主索と主索に移動可能に支持される作業索とによって空中で移動可能に設けられる移動装置であって、主索に上方から係合する凹部を外周に有する主索滑車と、主索滑車を挟むように対向して配置され、主索滑車を回転可能に支持する一対の支持壁部と、主索滑車の回転軸方向に主索が移動することを規制する第１規制ローラーと、一対の支持壁部に回転可能に支持され、主索が凹部から出る方向の移動を下方から規制する第２規制ローラーと、を備える。

本発明によれば、主索の摩耗を抑えつつ、主索滑車が主索から脱索することを抑える技術を提供できる。

架線利用システムについて説明するための図である。 架線利用システムに取り付けた状態の移動装置の斜視図である。 第１主索に沿う方向から見た第１移動装置の部分拡大図である。 下側から見た第１移動装置の部分拡大図である。 ジョイント部の動作を説明するための図である。

図１は、架線利用システム１について説明するための図である。架線利用システム１は、第１支柱１０ａ、第２支柱１０ｂ、第３支柱１０ｃ、第４支柱１０ｄ（これらを区別しない場合「支柱１０」という）、第１主索１２ａ、第２主索１２ｂ（これらを区別しない場合「主索１２」という）、第１作業索１４ａ、第２作業索１４ｂ（これらを区別しない場合「作業索１４」という）、第１巻上索１５ａ、第４巻上索１５ｂ（これらを区別しない場合「巻上索１５」という）、第１移動装置１６ａ、第２移動装置１６ｂ（これらを区別しない場合「移動装置１６」という）、吊り下げ装置１８、把持装置１９、ガイド滑車２２および巻き上げ装置２４を備える。

架線利用システム１は、いわゆるＨ型の架線利用システムであって、森林にて伐採された樹木２０を、空中に張った主索１２、作業索１４および巻上索１５（これらの索を架線という）で吊り上げ、集材場所２６付近に搬送することが可能である。これにより、道路を作成しなくても、森林から樹木２０を搬送できる。

４つの支柱１０は、立木の配置や集材場所２６の位置をもとに定められた架設に適した位置に立設される。支柱１０は、架線利用システム１の大きさ等に応じて５メートルから１０メートル程度の大きさに設定される。

主索１２、作業索１４および巻上索１５は、架線として支柱１０に固定され、または支柱１０の滑車に掛けられる。第１主索１２ａは、第１支柱１０ａおよび第２支柱１０ｂに固定され、第２主索１２ｂは、第３支柱１０ｃおよび第４支柱１０ｄに固定され、空中でのレールとして機能する。なお、主索１２の固定位置は、支柱１０を介して支柱１０の近傍の地面に固定されてもよい。第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂは交差しないように設けられる。主索１２の長さは、３００メートルから２０００メートル程度である。

作業索１４および巻上索１５は、巻き上げ装置２４により巻き上げられる動索として機能し、移動装置１６および吊り下げ装置１８を移動させる。作業索１４は、移動装置１６を移動させるために用いられ、巻上索１５は、吊り下げ装置１８を主索１２の間を移動させるために用いられる。

第１作業索１４ａおよび第２作業索１４ｂは、支柱１０に設けられた滑車に掛けられ、一端が移動装置１６に連結され、他端が巻き上げ装置２４に連結される。第１作業索１４ａは、巻き上げ装置２４から、第２支柱１０ｂと第１移動装置１６ａと第１支柱１０ａとを介して第１移動装置１６ａに連結される作業索と、第２支柱１０ｂを介して第１移動装置１６ａに連結される作業索とを含む。つまり、第１作業索１４ａの一方は第２支柱１０ｂから第１移動装置１６ａを通って第１支柱１０ａで折り返して第１移動装置１６ａに固定され、第１作業索１４ａの他方は第２支柱１０ｂからそのまま第１移動装置１６ａに固定される。

第２作業索１４ｂは、巻き上げ装置２４から、第４支柱１０ｄと第２移動装置１６ｂと第３支柱１０ｃとを介して第２移動装置１６ｂに連結される作業索と、第４支柱１０ｄを介して第２移動装置１６ｂに連結される作業索を含む。つまり、第２作業索１４ｂの一方は、第４支柱１０ｄから第２移動装置１６ｂを通って第３支柱１０ｃで折り返して第２移動装置１６ｂに固定され、第２作業索１４ｂの他方は第４支柱１０ｄからそのまま第２移動装置１６ｂに固定される。

第１巻上索１５ａは、巻き上げ装置２４から第２支柱１０ｂと第１移動装置１６ａと吊り下げ装置１８と第１移動装置１６ａとを介して第１支柱１０ａに固定される。つまり、第１巻上索１５ａは、第２支柱１０ｂから第１移動装置１６ａで屈曲して吊り下げ装置１８で折り返して第１移動装置１６ａで再び屈曲して第１支柱１０ａに連結される。第４巻上索１５ｂは、巻き上げ装置２４から第４支柱１０ｄと第２移動装置１６ｂと吊り下げ装置１８と第２移動装置１６ｂとを介して第３支柱１０ｃに固定される。つまり、第４巻上索１５ｂは、第４支柱１０ｄから第２移動装置１６ｂで屈曲して吊り下げ装置１８で折り返して第２移動装置１６ｂで再び屈曲して第２支柱１０ｂに連結される。

一対の移動装置１６は、一対の主索１２にそれぞれ支持され、主索１２に沿って移動可能である。吊り下げ装置１８は、昇降用のワイヤによって把持装置１９に連結し、把持装置１９を吊り下げる。吊り下げ装置１８には、衛星測位システムを用いて吊り下げ装置１８の位置情報を検出する位置検出装置が設けられてよい。把持装置１９は、樹木２０を把持可能である。ガイド滑車２２は、掛けられた作業索１４の方向を変える。

巻き上げ装置２４は、作業索１４および巻上索１５をそれぞれ巻き上げるウインチとして機能し、それぞれの作業索１４および巻上索１５を巻き上げまたは巻き下げるドラムと駆動源を有する。

架線利用システム１の動作について説明する。巻き上げ装置２４は、第１作業索１４ａの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第１移動装置１６ａを第１主索１２ａに沿って移動させる。また、巻き上げ装置２４は、第２作業索１４ｂの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第２移動装置１６ｂを第２主索１２ｂに沿って移動させる。これにより、吊り下げ装置１８が主索１２に沿う方向に変位する。

次に、第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂの対向方向における、吊り下げ装置１８の移動について説明する。巻き上げ装置２４が、第１巻上索１５ａおよび第４巻上索１５ｂの一方を巻き上げて他方を巻き下げると、第１移動装置１６ａから吊り下げ装置１８までの距離、および第２移動装置１６ｂから吊り下げ装置１８までの距離が変化し、吊り下げ装置１８が第１移動装置１６ａおよび第２移動装置１６ｂの間を変位する。このように作業索１４および巻上索１５の巻き上げおよび巻き下げを組み合わせることで、吊り下げ装置１８が、４つの支柱１０に囲まれた領域内を水平方向に移動できる。

なお、図１に示す架線利用システム１の態様では、作業索１４および巻上索１５がまとめられて巻き上げ装置２４によって巻き上げているが、この態様に限られない。例えば、各支柱１０毎に１本の作業索１４を巻き上げる巻き上げ装置が設けられてよい。これにより、作業索１４を折り返して巻き上げ装置２４まで延在させなくてよいため、作業索１４の全長を短くでき、支柱１０にかかる荷重を小さくできる。また、第３支柱１０ｃおよび第４支柱１０ｄの近くに巻き上げ装置がそれぞれ設けられてよい。このように、巻き上げ装置は、一体でもよく、別体であってもよい。また、架線のアレンジはこの態様に限られず、作業索１４および巻上索１５を共通化することも可能であり、作業索１４および巻上索１５の本数を６本で構成するだけでなく、４本で構成することも可能である。

巻き上げ装置２４、吊り下げ装置１８および把持装置１９を遠隔で制御可能にする制御装置（不図示）は、制御室に設けられる。移動装置１６、巻き上げ装置２４、吊り下げ装置１８および把持装置１９は、制御装置と通信可能である。制御装置には、作業員の操作を受け付けるタッチパネルや機械式のコントローラーなどの入力部が設けられる。移動装置１６および吊り下げ装置１８を移動させる制御、把持装置１９を下降させる制御、樹木２０を把持させる制御は、予め設けられたプログラムによって実行されてよく、または作業員が制御装置を操作して実行されてよい。また、架線利用システム１の制御は、プログラムと、作業員の操作との組み合わせであってもよい。例えば、移動装置１６および吊り下げ装置１８を目標位置に移動させる制御は、プログラムによって実行され、把持装置１９を下降させて樹木２０を把持させる制御は、作業員の操作によって実行されてよい。例えば作業員は、吊り下げ装置１８および把持装置１９などに設けられたカメラから送信された画像を見ながら制御する。

図２は、架線利用システム１に取り付けた状態の第１移動装置１６ａの斜視図である。
第１移動装置１６ａは、垂下装置３２、主索滑車３４、支持壁部３６、第１規制ローラー３８、フレーム４０、作業索支持部４２、ジョイント部４４、作業索固定部４６および第２規制ローラー（不図示）を備える。フレーム４０は、略水平方向に延在する平板状の座面を有する。

主索滑車３４は、一対設けられ、第１主索１２ａの上側から第１主索１２ａに係合する。支持壁部３６は、フレーム４０から立設し、主索滑車３４のそれぞれに一対設けられ、主索滑車３４を挟むように対向して配置される。支持壁部３６は、主索滑車３４を回転可能に軸支する。支持壁部３６が主索滑車３４を挟むように配置されることで、主索滑車３４の軸ブレを抑えることができる。一対の主索滑車３４が第１主索１２ａに上方から係合することで、第１移動装置１６ａの荷重を第１作業索１４ａにかけることなく、第１主索１２ａにかけることができる。主索滑車３４は、第１移動装置１６ａの移動時に第１主索１２ａ上を回転して、第１移動装置１６ａをスムーズに移動させる。

第１規制ローラー３８は、第１主索１２ａを一対のローラーで挟んで、第１主索１２ａを主索滑車３４に案内する。第１規制ローラー３８は、フレーム４０から立設し、第１主索１２ａによる主索滑車３４の回転軸方向の動きを規制する。第１規制ローラー３８によって第１主索１２ａが主索滑車３４の溝から外れ難くできる。第１規制ローラー３８は、第１主索１２ａに沿う方向において、一対の主索滑車３４の外側、すなわち第１移動装置１６ａの外側にそれぞれ配置される。

作業索支持部４２は、折り返される第１作業索１４ａ１を移動可能に支持する。作業索支持部４２は一対のローラーで第１作業索１４ａ１を挟んで、第１作業索１４ａの上下の動きを規制する。作業索固定部４６は、折り返された第１作業索１４ａ１を固定する。なお、第１作業索１４ａ２は、巻き上げ装置２４から第２支柱１０ｂを通って第１支柱１０ａを介さずに第１移動装置１６ａに固定される。

垂下装置３２は、一対の滑車を有し、第１巻上索１５ａに係合して、第１巻上索１５ａの方向を転換する。第１巻上索１５ａは、第２支柱１０ｂから延出した第１巻上索１５ａを第１主索１２ａに直交する方向に転換させ、吊り下げ装置１８から折り返された第１巻上索１５ａを第１支柱１０ａに向かって転換させる。

ジョイント部４４は、フレーム４０と垂下装置３２を連結する。ジョイント部４４は、垂下装置３２を揺動可能に支持する。ジョイント部４４は、垂下装置３２を２方向に揺動可能にする第１回転軸部４４ａおよび第２回転軸部４４ｂを有する。

図３は、第１主索１２ａに沿う方向から見た第１移動装置１６ａの部分拡大図である。図３では、主索滑車３４に係合する第１主索１２ａを示す。主索滑車３４は、支持壁部３６の回転軸３６ａに回転可能に支持される。

主索滑車３４は、外周に凹んで形成された凹部３４ａと、凹部３４ａの両側に位置する外周端３４ｂとを有する。一対の外周端３４ｂは、径方向外向きに張り出しており、環状に亘って形成される。凹部３４ａは、一対の外周端３４ｂの間で、回転軸に向かって凹むように形成される。

第１主索１２ａは、主索滑車３４の下側で、凹部３４ａに入り込んでおり、外周端３４ｂより径方向外側に出ないように位置する。第２規制ローラー４８は、支持壁部３６に設けられた回転軸３６ｂに回転可能に支持され、主索滑車３４の回転軸３６ａと平行な回転軸３６ｂに支持される。第２規制ローラー４８は、主索滑車３４の下側に位置し、第１主索１２ａに当接または近接する。第２規制ローラー４８は、凹部３４ａに入り込み、外周端３４ｂよりも主索滑車３４の径方向内側に入り込む。これにより、第１主索１２ａが主索滑車３４の径方向外側に移動することを規制することができ、第１主索１２ａが主索滑車３４の凹部３４ａから出る方向の動きを規制することができる。また、第２規制ローラー４８と凹部３４ａとで、第１主索１２ａの鉛直方向と回転軸３６ａ方向の動きを規制できる。また、第２規制ローラー４８が回転可能であるため、第１主索１２ａとの摩耗を抑えることができる。

図４は、下側から見た第１移動装置１６ａの部分拡大図である。図３ではフレーム４０を除いて、下側から第１主索１２ａが主索滑車３４に係合している状態を示す。第１規制ローラー３８は、回転可能な一対のローラー部３８ａを有する。ローラー部３８ａの回転軸は、第１主索１２ａに沿う方向に直交し、主索滑車３４の回転軸に直交するように配置される。ローラー部３８ａは回転可能であるため、第１主索１２ａが当たった際の摩耗を抑えることができる。

第１規制ローラー３８は、主索滑車３４の近傍に配置され、主索滑車３４との距離は主索滑車３４の半径よりも短くなるように配置される。第１主索１２ａは、一対のローラー部３８ａに挟まれており、主索滑車３４の回転軸方向への移動が規制されている。これにより、主索滑車３４に向かう第１主索１２ａの角度を制限することができ、凹部３４ａに斜めに第１主索１２ａが入ることを抑えることができる。第１規制ローラー３８と凹部３４ａとで、主索滑車３４の回転軸方向の荷重を分散することができる。

図５は、ジョイント部４４の動作を説明するための図である。ジョイント部４４は、互いに直交する第１回転軸部４４ａおよび第２回転軸部４４ｂを有し、垂下装置３２を２方向に揺動可能にしている。

図５（ａ）では、垂下装置３２が第１回転軸部４４ａで揺動している様子を示す。第１回転軸部４４ａは、第１主索１２ａに沿う方向の回転軸であり、第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂの対向方向内向きに垂下装置３２を傾斜させられる。

把持装置１９が樹木２０を持ち上げた状態では、吊り下げ装置１８に大きな荷重が加わり、移動装置１６は、第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂの対向方向内向きに引っ張られる。このとき、垂下装置３２が第１回転軸部４４ａによって回転することで、主索滑車３４が傾斜することを抑えることができる。これによって、吊り下げ装置１８の引っ張り荷重によって、主索滑車３４が主索１２から外れることを抑えることができる。

図５（ｂ）では、垂下装置３２が第２回転軸部４４ｂで揺動している様子を示す。第２回転軸部４４ｂは、第１主索１２ａおよび第２主索１２ｂが対向する方向に沿う回転軸であり、主索滑車３４の回転軸３６ａに沿う。主索１２の全長は非常に長いため、主索１２は直線の状態にはならず、湾曲して撓んだ状態になる。そのため、移動装置１６は、主索１２の位置によって傾斜角を変え、吊り下げ装置１８の荷重変化によっても傾斜角を変える。一方で、移動装置１６は吊り下げ装置１８に引っ張られるため、主索滑車３４の脱索や第１規制ローラー３８および第２規制ローラー４８の損傷の要因となるが、第１回転軸部４４ａおよび第２回転軸部４４ｂが垂下装置３２を傾けることで、主索滑車３４の脱索を抑え、第１規制ローラー３８および第２規制ローラー４８にかかる荷重を低減することができる。

垂下装置３２が揺動可能に設けられることで、第１規制ローラー３８および第２規制ローラー４８が主索１２に強く当てられることを抑え、主索１２の摩耗を低減できる。また、第１規制ローラー３８および第２規制ローラー４８に必要な強度を低減できるため、移動装置１６を軽量化できる。なお、第２移動装置１６ｂも第１移動装置１６ａと同様の構成を有するため説明を省略する。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例では、把持装置１９が樹木を把持する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、吊り下げ装置１８に樹木の状態を検出する検査装置が吊り下げられてよい。また、吊り下げ装置１８に樹木を切断する切断装置が吊り下げられてもよい。このように、吊り下げ装置に吊り下げられる作動装置は、把持装置１９に限られず、所定の動作を実行する装置であり、用途に応じて取り替えられる。

１ 架線利用システム、 １０ａ 第１支柱、 １０ｂ 第２支柱、 １０ｃ 第３支柱、 １０ｄ 第４支柱、 １２ａ 第１主索、 １２ｂ 第２主索、 １４ａ 第１作業索、 １４ｂ 第２作業索、 １５ａ 第１巻上索、 １５ｂ 第４巻上索、 １６ａ 第１移動装置、 １６ｂ 第２移動装置、 １８ 吊り下げ装置、 １９ 把持装置、 ２２ ガイド滑車、 ２４ 巻き上げ装置、 ３２ 垂下装置、 ３４ 主索滑車、 ３４ａ 凹部、 ３４ｂ 外周端、 ３６ 支持壁部、 ３６ａ，３６ｂ 回転軸、 ３８ 第１規制ローラー、 ３８ａ ローラー部、 ４０ フレーム、 ４２ 作業索支持部、 ４４ ジョイント部、 ４４ａ 第１回転軸部、 ４４ｂ 第２回転軸部、 ４６ 作業索固定部、 ４８ 第２規制ローラー。

Claims (3)

1. 両端を固定された主索と前記主索に移動可能に支持される作業索とによって空中で移動可能に設けられる移動装置であって、
   前記主索に上方から係合する凹部を外周に有する主索滑車と、
   前記主索滑車を挟むように対向して配置され、前記主索滑車を回転可能に支持する一対の支持壁部と、
   前記主索滑車の回転軸方向に前記主索が移動することを規制する第１規制ローラーと、
   一対の前記支持壁部に回転可能に支持され、前記主索が前記凹部から出る方向の移動を下方から規制する第２規制ローラーと、を備えることを特徴とする移動装置。
2. 一対の前記支持壁部が立設するフレームをさらに備え、
   前記第１規制ローラーは、前記フレームから立設することを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
3. 巻上索に係合する滑車を有する垂下装置と、
   前記フレームと前記垂下装置を連結するジョイント部と、を備え、
   前記ジョイント部は、前記垂下装置を２方向に揺動可能にする第１回転軸部および第２回転軸部を有することを特徴とする請求項２に記載の移動装置。

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