JP7652065B2 - 伐採装置および伐採方法 - Google Patents

Description

本開示は、伐採装置および伐採方法に関する。

従来、例えば山間部における樹木の伐採作業を行う伐採装置が知られている。特許文献１に記載の伐採装置は、チェーンソーと、チェーンソーが樹木の切り口に挟まれることを防止するための挟み込み防止装置と、を備えている。チェーンソーは、回転刃が回転刃用モータにより回転駆動され、チェーンソー全体が移動用モータにより駆動されて切断方向に回動する。挟み込み防止装置は、クサビと、クサビを切断方向へスライドさせるスライドモータと、を有している。そして、樹木を伐採する際には、チェーンソーによる挟み込みを防止するために、スライドモータの駆動により、クサビを切り口に挿入するようにしている。

特開２０１０－１１０２９２号公報

しかし、上記特許文献１の伐採装置では、チェーンソーを切断方向へ回動させるための駆動源（上記移動用モータ）と、クサビを切断方向へスライドさせるための駆動源（上記スライドモータ）とを別個に備えているため、装置構成が複雑となり、山林のような樹木が密集した環境において好ましくないという問題があった。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、伐採装置が提供される。この伐採装置は、樹木を切断する切断部と、前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、前記切断部の前記切断方向とは反対側に位置するスペーサと、前記スペーサを前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動可能にする弾性部材であって、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサが前記切り口内に留まった状態で、前記切断部のみが継続して前記切断方向へ駆動することを許容するように前記スペーサと前記切断部とを連結する弾性部材と、を備える。
上記形態の伐採装置において、前記弾性部材は、前記スペーサが前記樹木の前記切り口内で停止した後、伸張することにより前記切断部のみが前記切断方向へ駆動されるように許容するばねであってもよい。
本開示の他の形態によれば、伐採方法が提供される。この伐採方法は、樹木を切断する切断部と、前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、前記切断部の前記切断方向とは反対側に位置するスペーサと、前記スペーサを前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動可能にする弾性部材であって、前記切断部に追従して前記樹木の前記切り口に挿入された前記スペーサが前記切り口内に留まった状態で、前記切断部のみが継続して前記切断方向へ駆動することを許容するように前記スペーサと前記切断部とを連結する弾性部材と、を備えた伐採装置を用いた伐採方法であって、前記スペーサを、前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動する工程と、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサを前記切り口内に留まらせた状態で、前記弾性部材により、前記切断部のみを継続して前記切断方向へ駆動する工程と、を含む。

（１）本開示の一形態によれば、伐採装置が提供される。この伐採装置は、樹木を切断する切断部と、前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、前記切断部の前記切断方向とは反対側に連結され、前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動可能に構成されるスペーサと、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサが前記切り口内に留まった状態で、前記切断部のみが継続して前記切断方向へ駆動することを許容するように前記スペーサと前記切断部とを連結する調整部と、を備える。
この形態の伐採装置によれば、スペーサの駆動源と、切断部の駆動源とを共通の駆動部で構成しており同一にできるため、伐採装置の構造を単純化することができる。また、調整部を備えており、スペーサのみを切り口内に留まらせた状態で切断部のみを継続して切断方向へ駆動できるため、切断部の切り口内での挟み込みを抑制できる。すなわち、切断部の挟み込みを、簡易な装置構成により抑制可能な伐採装置を実現できる。
（２）上記形態において、前記調整部は、前記スペーサが前記樹木の前記切り口内で停止した後、伸張することにより前記切断部のみが前記切断方向へ駆動されるように許容するばねであってもよい。
この形態伐採装置によれば、切断部とスペーサとを、調整部としてのばねで連結することで、スペーサには駆動部の駆動力が切断部を介して間接的に作用するようにできる。このため、スペーサを切断部の回動動作に追従させることができるとともに、スペーサが切り口内で停止した後は、ばねの伸張作用により、切断部のみを継続して回動させることができる。すなわち、スペーサを切り口内に留まらせた状態で、切断部のみを継続して駆動する調整部を、ばねを設ける簡単な構成により好適に実現できる。
（３）上記形態において、前記スペーサにおける前記切断部側の端部は、前記切断方向へ向かうほど厚みが薄くなる勾配部として形成されてもよい。この形態の伐採装置によれば、切断時において、スペーサは、切断部により切断された切り口内を、厚みの薄い部分から徐々に切り口を押し広げるようにして切断部に円滑に追従できる。
（４）本開示の一形態によれば、伐採方法が提供される。この伐採方法は、樹木を切断する切断部と、前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、前記切断部の前記切断方向とは反対側に連結されるスペーサと、前記切断部および前記スペーサの前記切断方向への移動を調整する調整部と、を備えた伐採装置を用いた伐採方法であって、前記スペーサを、前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動する工程と、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサを前記切り口内に留まらせた状態で、前記調整部により、前記切断部のみを継続して前記切断方向へ駆動する工程と、を含む。
この形態の伐採方法によれば、スペーサの駆動源と、切断部の駆動源とを共通の駆動部で構成された簡易な装置構成による伐採装置により、切断部の切り口内での挟み込みを好適に抑制できる。
（５）上記形態において、前記樹木と連結される支持部材により前記樹木を立った状態に支持する工程、をさらに含み、前記樹木を立った状態に支持しつつ前記樹木を伐採してもよい。支持部材により樹木を支持できるため、伐倒方向の調整を不要にできる。

本開示の第１実施形態における伐採装置の概略構成を模式的に示す平面図である。 樹木の切断時において、伐採装置を樹木に固定し状態を模式的に示す図である。 伐採方法の手順を示すフローチャートである。 伐採装置の概略構成を模式的に示す平面図である。 伐採装置の概略構成を模式的に示す平面図である。 図５におけるＩＶ－ＩＶ線断面図である。 伐採装置の概略構成を模式的に示す平面図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．伐採装置の全体構成：
図１は、本開示の第１実施形態における伐採装置１の概略構成を模式的に示す平面図である。図２は、樹木２の切断時において、伐採装置１を樹木２に固定した状態を模式的に示す図である。なお、図１では、伐採装置１を樹木２に固定した状態であって切断開始前の状態を示しており、伐採装置１が備える後述するケース１６や固定ベルト１７については図示を省略している。また、図１は、使用時の伐採装置１を鉛直下方に見た平面図である。

図１に示すように、伐採装置１は、チェーンソー１１と、スペーサ１２と、回転刃用駆動部１３と、移動用駆動部１４と、ばね１５と、を備えている。さらに、図２に示すように、伐採装置１は、ケース１６と、固定ベルト１７と、を備えている。チェーンソー１１は、「切断部」に相当する。

チェーンソー１１は、回転刃としての図示しないチェーン状のブレードを有する周知のものであり、回転刃用駆動部１３によりブレードが回転駆動される。また、チェーンソー１１は、移動用駆動部１４により駆動されて、切断方向Ｒに回動（旋回）する。回転刃用駆動部１３および移動用駆動部１４は、具体的にはモータである。移動用駆動部１４は、「駆動部」に相当する。チェーンソー１１は、第１取付部材１８の先端に取り付けられており、第１取付部材１８を介して移動用駆動部１４としてのモータ（以下、「移動用モータ１４」ともいう）の回転軸１９に連結されている。このため、チェーンソー１１には、回転軸１９を介して、移動用モータ１４の回転駆動力が直接作用する。第１取付部材１８は、平面視矩形状をなす板状部材である。

スペーサ１２は、チェーンソー１１が駆動された際に、切断途中まではチェーンソー１１に追従して切断方向Ｒに回動し、樹木２の中心近傍まで到達して樹木２の荷重を上方から受けたとき、切り口内に留まることで、チェーンソー１１の切り口内での挟み込みを防止するためのものである。スペーサ１２は、チェーンソー１１に対して、切断方向Ｒ（回動方向）とは反対側に位置している。スペーサ１２は、平面視において略半円形状をなす板状部材である。スペーサ１２において、チェーンソー１１側の端部は、切断方向Ｒに沿って次第に厚みが薄くなる勾配部２１として形成されている。

本実施形態では、勾配部２１は、下方に向けて徐々に厚みが薄くなっている。スペーサ１２の最も厚みの大きい部分での厚みは、チェーンソー１１のブレードの上下方向の厚みより小さくなっている。また、スペーサ１２は取り外し可能であり、樹木２の径やチェーンソー１１のブレード幅に合わせて適宜変更可能である。

スペーサ１２は、第２取付部材２３を介して、回転軸１９に連結されている。第２取付部材２３は、平面視略Ｌ字形状をなす平板状部材である。第２取付部材２３は、第１取付部材１８の下方に位置している。第２取付部材２３は、長辺部２４と、短辺部２５と、を有し、長辺部２４と短辺部２５とが９０度をなすように、互いの一方の端部同士が接続されている。長辺部２４において、短辺部２５と接続される部位とは反対側の端部にスペーサ１２が固定されている。短辺部２５の平面視における略中央位置には、回転軸１９が挿通する挿通孔２７が形成されている。第２取付部材２３は、回転軸１９に対して、図示しないベアリングを介して回転軸１９の回りに摺動可能に連結されている。

ばね１５は、第１取付部材１８および第２取付部材２３を介して、チェーンソー１１とスペーサ１２と、を連結する。ばね１５の一端は、第２取付部材２３の短辺部２５において、長辺部２４と接続される部位とは反対側の先端近傍に接続されている。ばね１５の他端は、第１取付部材１８において、チェーンソー１１が取り付けられる部位とは反対側の端部近傍に接続されている。

スペーサ１２が樹木２の荷重を受けない状態において、移動用モータ１４が駆動されるときには、スペーサ１２は、チェーンソー１１およびばね１５を介して移動用モータ１４により回転駆動力を間接的に受ける。このため、チェーンソー１１に追従してチェーンソー１１と一体に回動する。すなわち、ばね１５は、チェーンソー１１とスペーサ１２とを連結する連結部材として機能する。

一方、切断が進み、スペーサ１２が切断方向Ｒへと回動して切り口内で樹木２の荷重を受けた状態において移動用モータ１４が駆動されるときには、かかる荷重が所定値よりも大きい場合には、スペーサ１２は切り口内に留まり、チェーンソー１１のみが切断方向Ｒへ回動する。これは、荷重がかかることによりスペーサ１２と樹木２との接触面に発生する切断方向Ｒとは逆向きの摩擦力が、ばね１５の復元力よりも大きくなるために、ばね１５が伸張するだけでスペーサ１２はその場に留まるからである。ばね１５は、スペーサ１２の停止後には、伸張してチェーンソー１１のみが切断方向Ｒへ継続して回動することを許容する調整部として機能する。ばね１５は、「調整部」に相当する。

なお、ばね１５は、上記のように、所定値以上の樹木２の荷重を受けない状態においては、スペーサ１２がチェーンソー１１と一体に回動するように両者を連結可能とし、スペーサ１２が樹木２の所定値以上の荷重を受けた状態においては、チェーンソー１１のみが切断方向Ｒへ回動可能に伸張する適度な剛性を有する。

図２に示すように、上記チェーンソー１１およびスペーサ１２は、ケース１６内の下部に配置される。また、移動用モータ１４を含む駆動ユニット３１は、ケース１６内の上部に配置される。切断時には、ケース１６に形成された図示しない開放部から、チェーンソー１１およびスペーサ１２が突出した状態で伐採が実施される。固定ベルト１７は、ケース１６から引き出された例えば周知のラチェット式ベルトであり、樹木２の外周に沿って巻き付けられ締め付けられることで、伐採装置１と樹木２とを連結する。

Ａ２．伐採装置１による伐採方法および装置動作：
次に、上記詳述した伐採装置１による伐採方法および、装置動作について説明する。ここでは、図２に示すように、樹木２をクレーン３２等の支持部材により連結し、樹木２を立った状態に支持した状態で伐採する。図３は、伐採方法の手順を示すフローチャートである。伐採方法は、クレーン３２により樹木２を支持する工程（Ｓ１０）と、伐採装置１と樹木２とを固定ベルト１７により連結して固定する工程（Ｓ２０）と、チェーンソー１１およびスペーサ１２を一体に回動駆動する工程（Ｓ３０）と、チェーンソー１１のみを回動駆動する工程（Ｓ４０）と、を順に含んでいる。以下、伐採方法の詳細について、伐採装置１の動作と併せて詳述する。

まず、クレーン３２が有するロープ３３（図２参照）を樹木２に巻き付けて、樹木２を切断中および切断後に無作為に倒れないように支持する（Ｓ１０）。そして、次に、切断時に伐採装置１が移動しないように、固定ベルト１７を樹木２に巻き付けた状態で強固に締め付けて、伐採装置１を樹木２の側に固定する（Ｓ２０）。樹木２の支持および、伐採装置１の樹木２へのセットが完了したら、回転刃用駆動部１３により回転刃を回転駆動するとともに、移動用モータ１４によりチェーンソー１１を切断方向Ｒへ駆動し、切断を開始する。

図４、図５、図７は、伐採装置１の概略構成を模式的に示す平面図である。図４は、チェーンソー１１が樹木２を切断し始めたときの状態を示しており、図５は、さらに切断が進み、スペーサ１２が樹木２の荷重を上方から受けたときの状態を示している。図６は、図５におけるＩＶ－ＩＶ線断面図である。図７は、切断終了時の状態を示している。なお、図４、図５、図７では、移動用モータ１４の図示を省略している。

前述したように、移動用モータ１４の駆動開始から、図５に示すようにスペーサ１２が樹木２の荷重を上方から受けるまでの暫くの間（図１，図４参照）は、スペーサ１２は、ばね１５によりチェーンソー１１と連結されているため、移動用モータ１４の駆動力を間接的に受けてチェーンソー１１に追従して一体に回動する（Ｓ３０）。換言すると、上記工程Ｓ３０は、スペーサ１２を、チェーンソー１１に追従するように、チェーンソー１１を介して移動用モータ１４により間接的に駆動する工程である。また、このとき、スペーサ１２のチェーンソー１１側の端部は勾配部２１として形成されているため、スペーサ１２は、チェーンソー１１により切断された切り口内を滑らかに追従できる。

切断が進むと、やがて、チェーンソー１１およびスペーサ１２は樹木２の中心近傍まで到達し、図５，図６に示す状態となる。より詳しくは、チェーンソー１１は、樹木２の中心を通過し、スペーサ１２は、樹木２の荷重を上方から受けて、切り口Ｓ内において中心に達する手前で停止する。

なお、このスペーサ１２の停止位置は一例であり、樹木２の径や、チェーンソー１１およびスペーサ１２のサイズにより異なるため、例えばスペーサ１２は中心を通過した先で停止する場合もある。いずれにしろ、切断途中において樹木２の荷重を上方から受けることにより、スペーサ１２は切り口Ｓ内の所定位置に留まる。

図５，図６に示すようにスペーサ１２が停止した状態から、さらに移動用モータ１４が駆動され続けると、ばね１５が伸張して、チェーンソー１１のみが切断方向Ｒへ回動し（Ｓ４０）、図７に示す状態となる。すなわち、スペーサ１２の停止後には、ばね１５の伸張により、スペーサ１２に対して相対的にチェーンソー１１のみが切断方向Ｒへ回動する。上記工程Ｓ４０は、チェーンソー１１に追従して樹木２の切り口Ｓに挿入されたスペーサ１２を切り口Ｓ内に留まらせた状態で、ばね１５により、チェーンソー１１のみを継続して切断方向Ｒへ駆動する工程である。

［効果］
（１）上記第１実施形態の伐採装置１によれば、スペーサ１２の駆動源と、チェーンソー１１の駆動源とを同一の移動用モータ１４および回転軸１９として構成できるため、伐採装置１全体の構造を単純化かつ小型化することができる。樹木２が密集するような森林において、好適な形態とできる。

（２）スペーサ１２を有さずチェーンソー１１のみで切断する場合には、一般的にはチェーンソー１１が樹木２の中心を通過する辺りから、樹木２の荷重を受けて、チェーンソー１１が通過した切り口Ｓが徐々に狭くなっていき、チェーンソー１１の切り口Ｓ内での挟み込みが生じる虞がある。しかし、上記第１実施形態の伐採装置１によれば、スペーサ１２が切断終了まで切り口Ｓ内に留まることで、切り口Ｓの隙間がスペーサ１２の厚み分維持されるため、切り口Ｓ内でのチェーンソー１１の挟み込みが抑制される。

（３）上記第１実施形態の伐採装置１では、チェーンソー１１とスペーサ１２とをばね１５で連結することで、スペーサ１２には移動用モータ１４の駆動力がチェーンソー１１を介して間接的に作用するようにしている。このため、スペーサ１２が樹木２の荷重を上方から受けるまでは、スペーサ１２をチェーンソー１１の回動動作に追従させることができるとともに、スペーサ１２が荷重を受けて停止した後は、ばね１５の伸張作用により、チェーンソー１１のみを継続して回動させることができる。すなわち、スペーサ１２を切り口Ｓ内に留まらせた状態で、チェーンソー１１のみを継続して切断方向Ｒへ駆動する調整部を、ばね１５を設ける簡単な構成により好適に実現できる。

（４）上記第１実施形態の伐採装置１のスペーサ１２において、チェーンソー１１側の端部は、切断方向Ｒへ向かうほど厚みが薄くなる勾配部２１として形成されている。このため、切断時において、スペーサ１２は、チェーンソー１１により切断された切り口Ｓ内を、厚みの薄い部分から徐々に切り口Ｓを上下方向に押し広げるようにしてチェーンソー１１に円滑に追従できる。

（５）上記第１実施形態の伐採方法では、クレーン３２により樹木２を立った状態に支持し、伐採するようにしている。すなわち、伐倒しないため、伐倒方向の調整が不要にできる。伐倒方向の調整とは、具体的には例えば、伐倒させる方向に受け口を設け、その反対側に追い口を設けたり、クサビを挿入したりといった処置である。クレーン３２により支持することで、さらに、切断後、そのまま樹木２をクレーン３２により運搬することも可能となる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記第１実施形態の伐採装置１において、駆動ユニット３１を駆動させるための信号を遠隔地から受信可能な遠隔駆動機構をさらに設けて、伐採装置１を樹木２にセットした後は、遠隔地に居る作業者のリモコン操作によってチェーンソー１１を駆動させてもよい。

（Ｂ２）上記第１実施形態の伐採装置１における第１取付部材１８および第２取付部材２３の形状は適宜変更可能である。例えば、第２取付部材２３は平面視Ｌ字形状でなくてもよい。

（Ｂ３）上記第１実施形態の伐採装置１において、スペーサ１２は平面視略半円形状をなすものとしたが、略半円形状でなくてもよく、四角形やその他適宜変更可能である。例えば樹木２の大きさに合わせて変更してもよい。ある程度の面積を有する面で樹木２の荷重を受けることで、切り口Ｓの隙間を確保するスペーサ１２としての機能を有することができればよい。

（Ｂ４）上記第１実施形態の伐採装置１では、チェーンソー１１は回転軸１９まわりに旋回する回動動作により樹木２を切断したが、回動動作に限らず、例えば平行移動により樹木２を切断するように構成してもよい。

（Ｂ５）上記第１実施形態の伐採装置１では、スペーサ１２は樹木２の荷重を受けて自然に停止するものとしたが、その他、物理的な構成により停止するようにしてもよい。例えば、スペーサ１２のみが係止するストッパを設けて、スペーサ１２が所定量回動したときに、ストッパにぶつかることで停止するようにしてもよい。

（Ｂ６）上記第１実施形態の伐採装置１において、切断する高さ位置を調整するため、チェーンソー１１およびスペーサ１２の高さ位置を調整可能な昇降装置を設けてもよい。

（Ｂ７）上記第１実施形態の伐採方法では、クレーン３２により樹木２を立った状態に支持して切断したが、支持しない状態で切断してもよい。また、支持する手段もクレーン３２に限られない。例えば、架線集材に設けられるキャッチャーにより支持してもよい。

（Ｂ８）上記第１実施形態の伐採装置１では、スペーサ１２の追従動作とチェーンソー１１の継続動作を調整する調整部として、ばね１５を設けたが、ばねでなくてもよい。例えば、ゴムなどの弾性体によっても構成できる。また、ばね１５の連結位置についても、上記調整部としての機能を奏することができればよく、例えば、ばね１５の一端は、第２取付部材２３の短辺部２５において長辺部２４と接続される部位に接続され、ばね１５の他端は、第１取付部材１８において、回転軸１９寄りの位置に接続されてもよい。

本開示は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１…伐採装置、２…樹木、１１…チェーンソー（切断部）、１２…スペーサ、１３…回転刃用駆動部、１４…移動用駆動部、１５…ばね、１６…ケース、１７…固定ベルト、１８…第１取付部材、１９…回転軸、２１…勾配部、２３…第２取付部材、２４…長辺部、２５…短辺部、２７…挿通孔、３１…駆動ユニット、３２…クレーン（支持部材）、３３…ロープ、Ｒ…切断方向

Claims (5)

1. 樹木を切断する切断部と、
   前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、
   前記切断部の前記切断方向とは反対側に位置するスペーサと、
   前記スペーサを前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動可能にする弾性部材であって、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサが前記切り口内に留まった状態で、前記切断部のみが継続して前記切断方向へ駆動することを許容するように前記スペーサと前記切断部とを連結する弾性部材と、
   を備える伐採装置。
2. 前記弾性部材は、
   前記スペーサが前記樹木の前記切り口内で停止した後、伸張することにより前記切断部のみが前記切断方向へ駆動されるように許容するばねである請求項１に記載の伐採装置。
3. 前記スペーサにおける前記切断部側の端部は、前記切断方向に沿って次第に厚みが薄くなる勾配部として形成されている請求項１または請求項２に記載の伐採装置。
4. 樹木を切断する切断部と、
   前記切断部を切断方向へ駆動する駆動部と、
   前記切断部の前記切断方向とは反対側に位置するスペーサと、
   前記スペーサを前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動可能にする弾性部材であって、前記切断部に追従して前記樹木の切り口に挿入された前記スペーサが前記切り口内に留まった状態で、前記切断部のみが継続して前記切断方向へ駆動することを許容するように前記スペーサと前記切断部とを連結する弾性部材と、
   を備えた伐採装置を用いた伐採方法であって、
   前記スペーサを、前記切断部が駆動される際に前記切断部に追従するように、前記切断部を介して前記駆動部により間接的に駆動する工程と、
   前記切断部に追従して前記樹木の前記切り口に挿入された前記スペーサを前記切り口内に留まらせた状態で、前記弾性部材により、前記切断部のみを継続して前記切断方向へ駆動する工程と、
   を含む伐採方法。
5. 前記樹木と連結される支持部材により前記樹木を立った状態に支持する工程、
   をさらに含み、前記樹木を立った状態に支持しつつ前記樹木を伐採する請求項４に記載の伐採方法。

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