枝打ち装置及び昇降作業装置
【課題】樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行うことができる枝打ち装置及び、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる昇降作業装置を提供する
【解決手段】
枝打ち装置は、ガイドバー７１の部位には枝噛み防止部材９０を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持するガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８を備える。枝噛み防止部材９０は、チェーン歯７２の刃幅よりも幅が狭い枝打ち方向側の端部を備えている。枝打ち方向側の端部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下でチェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。
【解決手段】
枝打ち装置は、ガイドバー７１の部位には枝噛み防止部材９０を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持するガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８を備える。枝噛み防止部材９０は、チェーン歯７２の刃幅よりも幅が狭い枝打ち方向側の端部を備えている。枝打ち方向側の端部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下でチェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枝打ち装置及び該枝打ち装置を備えて樹幹に沿って昇降動作して、枝打ち作業を行うことができる昇降作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹木の枝打ち作業は、人が枝打ちを手作業で行うか、或いは、枝打ち装置で枝打ちが行われるようにしている。これらの枝打ち装置では、枝打ち手段としてチェーンソー（特許文献１）、リーマ（非特許文献１参照）、丸鋸（特許文献２参照）、或いはレシプロソー等や、或いは一対の刃体が挟み型に設けられた枝打ち装置が使用されている。挟み型の枝打ち装置では、枝打ちの対象の枝を一対の刃体で挟むようにして切断することから、枝噛みの問題は生じない。
【０００３】
しかし、枝に対して一方の方向から切断するタイプの枝打ち装置では、枝切りが進むと、枝ぶりにより、例えばチェーンソーの場合には、チェーン歯をガイドするガイドバーを枝の切断面部分間で噛んだりすることがある。このように刃体又は刃体を支持するガイドバーに枝噛みが生じると、刃体が動かなかったり、或いは、枝に対してガイドバーの進方向への移動ができなくなって、結果的に、切断が出来なくなるため、切断作業を中断し、枝噛み状態を作業者は直す必要がある。
【０００４】
又、樹幹を昇降自在に自動的に移動する昇降作業装置に枝打ち装置を備えたものにあっては、前述のように切断動作を行っている枝打ち装置に枝噛み状態が生ずると、作業者は樹幹に上って該枝打ち装置の枝噛み状態を枝噛みしていない状態に直す必要があり、枝打ちの作業効率が著しく低下する問題がある。
【０００５】
このような枝打ち装置の枝噛みを防止するために、チェーンソーのガイドバーに対して可動できる枝噛み防止部材を取り付けた構成の枝打ち装置が提案されている（特許文献３）。この技術によれば、枝噛み時に、枝噛み防止部材が枝に噛まれても、枝噛み防止部材とガイドバーは、ガイドバーは枝打ちの方向である進行方向とは逆方向に移動自在となっている。このため、枝噛み防止部材が枝により噛み込みされても、ガイドバーは進行方向に進むことができるため、枝を切ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７８９８３４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２００８４号公報
【特許文献３】特開２００９−２６１３７５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】向井、ルーター刃による枝打機の試作、機械化林業 No.439, pp.43-47,1990
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３は、直線的に枝を切る場合は有効であるが、樹幹の周面の周方向に沿って枝打ち装置を周回させながら枝打ちをする際、平面のガイドバーにより、切断している枝を押し広げながら進行する必要がある。この場合、ガイドバーが樹幹の周方向に移動しようとすると、直線的にしか移動できない前記枝噛み防止部材を介して該枝噛み防止部材に噛み込みしている枝を押すことになるため、前記枝打ち装置を樹幹の周面を周回させるためには、多大な推力を必要とする問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行うことができる枝打ち装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる昇降作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、支持手段と、前記支持手段により切断動作可能に支持された刃体と、前記刃体に切断動作を付与する駆動手段とを備え、枝打ち時に前記駆動手段により前記刃体が切断動作している状態で、前記支持手段が枝打ち方向へ移動することにより、枝打ちをする枝打ち装置において、前記刃体を基準として反枝打ち方向側に位置する前記支持手段の部位には枝噛み防止部材を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持する支持機構を備え、前記枝噛み防止部材は、前記刃体の刃幅よりも幅が狭い挿入部を備えるとともに該挿入部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下で前記刃体の切断動作及び前記支持手段の枝打ち方向への動作が可能にされていることを特徴とする枝打ち装置を要旨としている。
【００１２】
なお、本明細書において、枝打ち方向とは、枝打ち装置が枝打ちのために移動する方向である。又、本明細書において、樹幹の周面に沿ってとは、周方向に旋回する際に、該周面に平行に移動する場合の他、平行移動ではないが、該周面の周りを概ね円弧状に移動するものを含む趣旨である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記支持機構は、前記枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる支持機構と取り替え可能に前記支持手段に対して設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記支持機構が、さらに、前記枝噛み防止部材を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持していることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項において、前記支持機構は、許容されている移動方向に前記枝噛み防止部材が移動した際に、該枝噛み防止部材をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる付勢手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記刃体が該支持手段の周部を周回するチェーン歯であることを特徴とする。
請求項６の発明は、昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降部には、樹幹を囲むように配置される軌道部が設けられ、前記軌道部に対して請求項１、請求項３、請求項４、請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置を要旨としている。
【００１７】
請求項７の発明は、昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降機構は、自走する駆動機構と、樹幹の周面の周方向に沿って旋回可能に操舵する操舵機構を含み、前記昇降部に対して請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置を要旨としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行うことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、支持機構は、枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる他の支持機構と取り替え可能になっているため、径の異なる樹幹に応じて、支持機構を交換することにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、枝を切るときに、枝噛み防止部材をこの移動自在に許容されている方向に移動させることができる。この結果、枝噛み防止部材が移動自在に移動できない場合に比して、枝打ちの進行が妨げられることがなく、枝打ち装置の枝打ちを確実に行うことができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、枝打ち作業時に切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態の枝噛み防止部材が支持手段に対して移動しても、切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態が解除されると、付勢手段により、枝噛み防止部材を移動した方向とは反対方向に復帰移動させ、次の枝打ち作業に対応させることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、チェーンソーを枝打ち装置として使用する場合に、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の効果を実現することができる。
請求項６の発明によれば、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる。そして、軌道部において自走する自走機構を備えた枝打ち装置において、請求項１の効果を容易に実現することができる。又、推力の軽減ができるため、自走機構の駆動源の推力を小さなものとすることも可能となる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、駆動機構の推力の軽減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】枝打ち装置全体を示す斜視図。
【図２】昇降作業装置に具体化した一実施形態を示す略体正面図。
【図３】図２の略体平面図。
【図４】第１車輪位置調整機構、第１上部固定アーム、第１下部揺動アーム及び第１上部駆動輪を示す正面図。
【図５】図４の右側面図。
【図６】第１〜第４車輪位置調整機構の斜視図。
【図７】樹幹に枝打ち装置を装着する動作を説明する斜視図。
【図８】樹幹に枝払い機構を省略した枝打ち装置を装着した状態を示す斜視図。
【図９】（ａ）はチェーンソー６７の概略斜視図、（ｂ）は枝噛み防止部材の移動した状態を示すチェーンソー６７の概略斜視図。
【図１０】（ａ）はチェーンソー６７の要部斜視図、（ｂ）は要部断面図。
【図１１】（ａ）はチェーンソー６７のガイドバーの背面図、（ｂ）は、同じくガイドバーの側面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は枝噛み防止部材の作用の説明図。
【図１３】第２実施形態を示す斜視図。
【図１４】図１２の枝打ち装置の操舵機構を示す斜視図。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１４の操舵機構の部分略体説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した枝打ち装置としての図１に示すチェーンソー６７及び自走機構６０を備える昇降作業装置の一実施形態を図面に従って説明するが、まず、本実施形態における樹幹１１を昇降する昇降作業装置１２Ａを図２及び図３を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図２及び図３においては、自走機構６０及びチェーンソー６７は省略されている。
【００２６】
昇降作業装置１２Ａは、昇降部Ｓと該昇降部Ｓを昇降させる昇降機構ＳＫとからなる。まず、昇降機構ＳＫについて説明する。昇降機構ＳＫは、図３に示すように、平面視正四角環状の環状機枠１３の四隅部に対し対して装着された第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄを備えている。前記第１及び第２車輪位置調整機構２１Ａ，２１Ｂは、図２に示すように前記隅部に対して固定された第１及び第２上部固定アーム２２Ａ，２２Ｂを有するとともに、両アーム２２Ａ，２２Ｂの先端部に第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂが装着されている。
【００２７】
前記第３及び第４車輪位置調整機構２１Ｃ，２１Ｄには、第１及び第２下部固定アーム２３Ａ，２３Ｂが装着されるとともに、両アーム２３Ａ，２３Ｂの先端部に第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが装着されている。前記第１及び第２車輪位置調整機構２１Ａ，２１Ｂには、第１及び第２下部揺動アーム２５Ａ，２５Ｂが上下方向の揺動可能に装着されるとともに、両アーム２５Ａ，２５Ｂの先端部に第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂが装着されている。前記第３及び第４車輪位置調整機構２１Ｃ，２１Ｄには、第１及び第２上部揺動アーム２４Ａ，２４Ｂが上下方向の揺動可能に装着されるとともに、両アーム２４Ａ，２４Ｂの先端部に第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂが装着されている。
【００２８】
図２に示すように前記第１及び第２上部揺動アーム２４Ａ，２４Ｂ、第１及び第２下部揺動アーム２５Ａ，２５Ｂは、コイルバネ２６によりそれぞれ樹幹１１に接近する方向に付勢されている。図３に示すように前記環状機枠１３には、前記第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂと対応するようにウエイト部１３ｂ（後述の制御ボックス６８）が設けられている。従って、前記ウエイト部１３ｂによって前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂが樹幹１１の表面に押し付けられるとともに、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが樹幹１１の表面に押し付けられ、昇降作業装置１２Ａが樹幹１１から滑り落ちないようにしている。この昇降作業装置１２Ａが落ちない原理は、すでに特許文献３で公知であるため、その説明は省略する。
【００２９】
次に、昇降作業装置１２Ａの具体的構成を図１、図４〜図８を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図７及び図８においては、自走機構６０及びチェーンソー６７が省略されている。前記環状機枠１３は図７及び図８に示すように、ヒンジ機構２７によって水平方向の開閉可能に連結された平面視コ字状の第１及び第２フレーム２８，２９によって、樹幹１１の周囲に脱着可能に構成されている。
【００３０】
前記第１及び第２フレーム２８，２９の前記ヒンジ機構２７と反対側の両端部には、該両端部を互いに連結するための連結機構３０が設けられている。この連結機構３０は、第１フレーム２８の端部に形成されたネジ孔２８ａに対して、第２フレーム２９の端部に設けられた蝶ボルト３０Ａを螺合又は螺退することにより第１フレーム２８と、第２フレーム２９を連結又は連結解除するように構成されている。
【００３１】
次に、第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄについて説明する。
各調整機構２１Ａ〜２１Ｄは同様に構成されているので、図４〜図６を参照して第１車輪位置調整機構２１Ａについて説明する。図４に示すように、前記環状機枠１３の隅部には、取付台座３１を介して案内ロッド３２が水平に支持固定されるとともに、この案内ロッド３２と平行にボールねじ３３が前記取付台座３１に回転可能に支持されている。前記ボールねじ３３の先端部は、前記案内ロッド３２の先端に固定した連結板３４によって回転可能に支持されている。前記案内ロッド３２及びボールねじ３３には、該ボールねじ３３に螺合されたボールねじナットを有する可動支持体３５が水平方向の往復移動可能に支持されている。前記可動支持体３５には支持軸３６が貫通固定されるとともに、この支持軸３６に前記第１上部駆動輪１５Ａを装着した第１上部固定アーム２２Ａが連結されている。前記支持軸３６には、前記第１下部従動輪２０Ａを装着した第１下部揺動アーム２５Ａが上下方向の往復揺動可能に装着されるとともに、図５に示すコイルバネ２６によって前記樹幹１１に接近するように付勢されている。
【００３２】
前記環状機枠１３の隅部には、ウォーム３７が回転軸３８によって回転可能に支持されている。前記ボールねじ３３の基端部には前記ウォーム３７に噛み合わされたウォームホィール３９が連結されるとともに、前記回転軸３８には上下二段にプーリ４０が嵌合固定されている。そして、前記プーリ４０が回転されると、ウォーム３７、ウォームホィール３９及びボールねじ３３が回転されるとともに、前記可動支持体３５が水平方向に往復移動されて、前記第１上部駆動輪１５Ａ及び第１下部従動輪２０Ａの水平方向の位置が調整されるようにしている。図６に示すように、前記ヒンジ機構２７には前記プーリ４０を回転するための操作機構４１が設けられている。操作機構４１とヒンジ機構２７に共通の回転軸４２には第１及び第２タイミングプーリ４３，４４が嵌合されるとともに、操作ハンドル４５によって回動可能になっている。前記第１タイミングプーリ４３と前記第１車輪位置調整機構２１Ａの上部のプーリ４０との間には、第１タイミングベルト４６が掛装されるとともに、第１車輪位置調整機構２１Ａのプーリ４０を回転するようになっている。
【００３３】
又、前記第１車輪位置調整機構２１Ａの下部のプーリ４０と、第２車輪位置調整機構２１Ｂのプーリ４０との間には、第２タイミングベルト４７が掛装されるとともに、該プーリ４０を回転するようになっている。同様に、前記第２タイミングプーリ４４と第３車輪位置調整機構２１Ｃの下部のプーリ４０とに掛装された第３タイミングベルト４８によって、該プーリ４０が回転されるようになっている。さらに、第３車輪位置調整機構２１Ｃの上部のプーリ４０と、第４車輪位置調整機構２１Ｄのプーリ４０とに掛装されたタイミングベルト４９によって該プーリ４０が回転されるようになっている。
【００３４】
操作ハンドル４５が手動により回転されると、第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれの可動支持体３５が同期して移動されるとともに、図１に示す駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、１７Ａ，１７Ｂ及び従動輪１９Ａ，１９Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの位置が調整される。図４に示すように、第１上部固定アーム２２Ａの先端部には取付台座５１が設けられ、取付台座５１に回転軸５２が回転自在に支持されている。該回転軸５２は、取付台座５１に設けられたサーボモータ５４により回転駆動されるとともに、その外周面にはウォーム５３が嵌合固定されている。そして、前記第１上部駆動輪１５Ａは、前記回転軸１４に嵌合固定されて、かつ前記ウォーム５３に噛み合わされたウォームホィール５５によって回転されるようになっている。
【００３５】
次に、図１を参照して、上記のように構成された昇降機構ＳＫに搭載される昇降部Ｓについて説明する。
前記環状機枠１３を構成する第１及び第２フレーム２８，２９の上面には、複数の支持ロッド６１に対して取付け取り外し可能に支持された上下二段の軌道部としての円形をなす環状リング６２を備えている。環状リング６２の支持ロッド６１に対する取付取り外し可能な方法は、例えば、ビス等の螺退することにより取り外しが可能な締め付け手段を使用することにより可能である。この環状リング６２は半円状に分割されるとともに、ヒンジ機構６３により前記第１及び第２フレーム２８，２９の開閉動作に同期して開閉されるようになっている。本実施形態では、前記環状機枠１３、軌道部としての環状リング６２により昇降部Ｓが構成されている。
【００３６】
次に、前記環状機枠１３に装着された自走機構６０及びチェーンソー６７について説明する。
昇降部Ｓを構成する前記両環状リング６２には、旋回支持体６４が自走機構６０により、環状リング６２に沿って円周方向に枝打ち方向に旋回可能となっている。すなわち、自走機構６０は、旋回支持体６４に装着された駆動源及び駆動手段としてのサーボモータ６５と、サーボモータ６５の図示しない出力軸に設けられた歯車と、環状リング６２上において、環状リング６２の環状形状に沿って設けられたラック（図示しない）とにより構成されている。そして、サーボモータ６５により旋回支持体６４が環状リング６２を枝打ち方向に旋回可能である。なお、旋回支持体６４は、環状リング６２に対する装着及び取り外しが可能な構成になっている。又、サーボモータ６５には枝打ち装置としてのチェーンソー６７が装着されている。図１、図９（ａ）、（ｂ）に示すようにチェーンソー６７は、機構部ケース７０と、該機構部ケース７０から突出して配置された平板状のガイドバー７１と、ガイドバー７１の外周部を滑走するチェーン歯７２等を備えている。機構部ケース７０内には前記サーボモータ６５からの出力軸に作動連結された機構部（図示しない）が設けられ、サーボモータ６５の出力トルクが該機構部を介してチェーン歯７２に伝達されることにより該チェーン歯７２をガイドバー７１の外周部において滑走駆動するようになっている。ガイドバー７１は支持手段に相当する。
【００３７】
機構部ケース７０から露出したガイドバー７１には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように四角形状の貫通孔７３が形成されている。本実施形態では貫通孔７３はガイドバー７１の長手方向に沿って長孔状に形成されている。
【００３８】
ガイドバー７１の樹幹側側面であって、貫通孔７３の長手方向の両端（図９において、上下両端）の縁部には、一対のガイドレール部材７４，７５が取付けられている。上部のガイドレール部材７４は、取付板部７６と、取付板部７６の樹幹側側縁部から垂下して延出されるとともに一定の厚みを有するレール部７７を備えている。ガイドレール部材７４は、ガイドバー７１に対して、ガイドバー７１の反樹幹側側面から取付板部７６に対し螺合されたビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。レール部７７は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、樹幹１１の周面に沿う曲率半径を有するように湾曲されている。又、下部のガイドレール部材７５は、取付板部７９と、取付板部７９の樹幹側側縁部から上方に延出されるとともに一定の厚みを有するレール部８０を備えている。ガイドレール部材７５は、ガイドバー７１に対して、ガイドバー７１の反樹幹側側面から取付板部７９に対し螺合されたビス等の取付固定部材８１（図１１（ａ）参照）を介して取付けされている。レール部８０は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、樹幹１１の周面に沿う曲率半径を有するように湾曲されている。すなわち、レール部８０は、ガイドレール部材７４のレール部７７と同じ曲率半径を有する。ガイドレール部材７４，７５間には、枝噛み防止部材９０が設けられている。枝噛み防止部材９０は、図１０（ａ）に示すように、略四角板状の第１湾曲板９１、略四角板状の第２湾曲板９２と、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２間の間隔を保持する間隔保持部材９３とを備えている。第１湾曲板９１、第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３は、前記レール部７４，８０の曲率半径と同じ曲率半径を有するように湾曲形成されるとともに、第１湾曲板９１及び第２湾曲板９２は、間隔保持部材９３に対してビス等の締め付け手段により取付固定されている。
【００３９】
又、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３の湾曲の曲率中心は、前記環状リング６２の中心と一致又は略一致するように設けられている。又、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３は、その湾曲の曲率が、枝打ちを行う樹幹の周面に沿うようにあらかじめ設定されている。枝噛み防止部材９０において、間隔保持部材９３の上方及び下方は、第１湾曲板９１と第２湾曲板９２とにより挟まれた空間を有している。前記空間に前記レール部７４，８０が挿入されるとともに、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２，間隔保持部材９３に対してそれぞれ摺接自在に配置されている。本実施形態では、レール部７４，８０の長さは、枝噛み防止部材９０の後述する待機位置からの枝で打ち方向とは反足す方向への移動量が、このチェーンソー６７が通常の枝打ちの対象としている枝で想定されている最大直径よりも若干長い同程度の量となるように、設定されている。
【００４０】
又、枝噛み防止部材９０は、図９（ａ）に示すように枝打ち方向側に最も位置した際、第１湾曲板９１が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接可能である。なお、本実施形態では、枝打ち方向とは、チェーンソー６７において、ガイドバー７１が枝打ちのために移動する方向である。この枝打ち方向側に最も位置する位置を以下では、枝打ち方向側位置という。なお、第１湾曲板９１が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接する代わりに、間隔保持部材９３が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接するように配置してもよい。
【００４１】
枝噛み防止部材９０が枝打ち方向側位置に位置している状態では、第１湾曲板９１が貫通孔７３から、反樹幹側に突出しないように、ガイドバー７１の反樹幹側側面と面一、或いは、貫通孔７３内に位置するように配置されている。
【００４２】
第１湾曲板９１は、その上下高さが貫通孔７３の長手方向の長さ（上下高さ）よりも短くされ、貫通孔７３に第１湾曲板９１が入った際にも、貫通孔７３の側面が許容する範囲で上下方向に移動自在となっている。
【００４３】
又、枝噛み防止部材９０が枝打ち方向側位置に位置している状態では、第２湾曲板９２の枝打ち方向側の端部は、図９（ａ）に示すように、ガイドバー７１の枝打ち方向側の側面から突出しない位置であって、側面と面一となる位置若しくは反枝打ち方向側に若干後退した位置に位置するように配置される。なお、第２湾曲板９２の枝打ち方向側の端部の位置は、後述する枝噛み防止部材９０が待機位置に位置している際、チェーン歯７２が枝に切り込みしたときに、チェーン歯７２が形成した直後の枝の切り口に挿入される位置が好ましい。
【００４４】
枝噛み防止部材９０の厚みは、図１０（ｂ）に示すように、刃体（チェーン歯７２）の幅よりも若干短くなるように設定されるとともに、枝打ち方向側の端部から反枝打ち方向の端部まで、一定、又は略一定の厚みを備える。枝噛み防止部材９０の枝打ち方向側の端部は挿入部に相当する。間隔保持部材９３は、図１０（ａ）に示すように、一対の横行部材９４，９５と上下方向に延びる縦部材９６とを備えて、逆Ｆ字状に形成されている。なお、間隔保持部材９３の形状は、限定されるものではない。上部の横行部材９４と、前記レール部７４の枝打ち方向側よりの部位間には、引っ張りばねとしてのコイルバネ９７が掛け止めされている。又、横行部材９４，９５間の縦部材９６と貫通孔７３の枝打ち方向側の側面間には、引っ張りばねとしてのコイルバネ９８が単数又は、複数の掛け止めされている。コイルバネ９７，９８は付勢手段に相当する。
【００４５】
コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０は、枝打ち方向側位置であって、かつ、第１湾曲板９１が貫通孔７３の上部側面に係止する位置に位置（以下、この位置を待機位置という）するようにされている。
【００４６】
レール部７４，８０を備えるガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８は、支持機構に相当する。又、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持している。
【００４７】
図１に二点鎖線で示すように、前記環状機枠１３の第１フレーム２８には、前記サーボモータ５４、６５を駆動する蓄電池や制御機器を収容した制御ボックス６８が設けられている。この制御ボックス６８の重量は、図３に示すウエイト部１３ｂの機能を有するものである。そして、前記旋回支持体６４が図１に示すように制御ボックス６８から最も離隔された状態においても図２において、両駆動輪１５Ａ，１５Ｂ及び駆動輪１７Ａ，１７Ｂが樹幹１１に適度に押し付けられるようにしている。前述したサーボモータ５４，６５の起動又は停止動作は、地上から延長コードを用いて遠隔操作されるようになっているが、無線交信により遠隔操作するように構成してもよい。
【００４８】
次に、前記のように構成された昇降作業装置１２Ａの動作について説明する。
図１に示す状態となるように、樹幹１１に対して昇降作業装置１２Ａを取付けし、この状態でサーボモータ５４を起動して、回転軸５２及びウォーム５３を回転する。すると、前記ウォームホィール５５及び回転軸１４を介して、第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ回転されて、昇降作業装置１２Ａが樹幹１１に沿って上方に移動される。この昇降作業装置１２Ａの上昇動作と同期して、サーボモータ６５が作動されて、チェーンソー６７が作動されるとともに、旋回支持体６４が環状リング６２に沿って円周方向に旋回される。従って、昇降作業装置１２Ａの上昇の動作が行われると共に、チェーンソー６７によって、樹幹１１から張り出した枝が枝打ちされる。この枝打ち作業のとき、図１２（ａ）から図１２（ｂ）に示すように、チェーンソー６７の枝打ち方向側のチェーン歯７２が枝１１Ａに切り込まれると、枝１１Ａには切り口１１Ｂが形成される。枝打ち方向側のチェーン歯７２が切り進むと待機位置に位置する枝噛み防止部材９０の枝打ち側の部位が形成された切り口１１Ｂ内に挿入される。
【００４９】
チェーンソー６７は、図１２（ｂ）に示すように、環状リング６２に沿って円周方向に（すなわち、樹幹１１の周面に沿って）旋回していく。このとき、枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１及び第２湾曲板９２は、枝ぶりによって枝１１Ａの切り口１１Ｂにより挟み込まれる。しかし、前記チェーンソー６７が樹幹１１の周面に沿って旋回することによって、枝噛み防止部材９０は、従来技術（特許文献３）の場合と異なり、枝１１Ａの切り口１１Ｂを押し広げることなく、枝噛み防止部材９０はコイルバネ９７，９８の付勢力に抗して反枝打ち方向側に相対的に円弧状の軌跡を描いて移動する。この円弧状の軌跡は、樹幹１１の周面に沿った軌跡となる。なお、この枝打ち時において、昇降作業装置１２Ａが上昇を伴ってチェーンソー６７が旋回している場合には、枝噛み防止部材９０は下方への移動も伴う。なお、実際は、枝噛み防止部材９０は、前記挟み込みによりその場で押し止められるが、ガイドバー７１は枝打ち方向に移動することから相対的に反枝打ち方向側に移動することになる。枝噛み防止部材９０の待機位置からの移動量が、このチェーンソー６７が通常の枝打ちの対象としている枝で想定されている最大直径よりも長い量となるように設定されていることから、切断が完了するまで挟み込みの状態が継続する。このため、刃体であるチェーン歯７２の枝噛みが防止される。
【００５０】
枝噛み防止部材９０は、切断中の枝１１Ａの切断面間（切り口１１Ｂ）に挟まれた状態が解除されると、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を移動した方向とは反対方向に復帰移動させる。すなわち、枝噛み防止部材９０は待機位置に復帰する。以後同様に、枝打ちが行われ、樹幹１１の枝打ち作業が終了すると、サーボモータ６５が停止されるとともに、サーボモータ５４が逆方向に回転されて、前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが逆方向に回転されて、昇降作業装置１２Ａは、樹幹１１に沿って下方に移動される。
【００５１】
上記実施形態の昇降作業装置１２Ａによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の枝打ち装置では、チェーン歯７２（刃体）を基準として反枝打ち方向側に位置するガイドバー７１（支持手段）の部位には枝噛み防止部材９０を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持するガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８（支持機構）を備える。又、枝噛み防止部材９０は、チェーン歯７２の刃幅よりも幅が狭い枝打ち方向側の端部（挿入部）を備えている。そして、枝打ち方向側の端部が切断中の枝の切り口１１Ｂに挟まれた状態の下でチェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。この結果、本実施形態によれば、枝打ち時に、ガイドバー７１が樹幹１１の周方向に沿って移動すると、切断動作するチェーン歯７２により枝が切られてゆくが、枝噛み防止部材９０が切断中の枝の切断面間（すなわち、切り口）に挟まれた状態の下においても、チェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。すなわち、枝噛み防止部材９０が枝１１Ａの切り口で挟まれるため、チェーン歯７２或いはガイドバー７１が枝の切り口に挟まれることがなくなる。
【００５２】
又、枝噛み防止部材９０は、樹幹の周面に沿うように円弧状の軌跡を持って往復移動自在に設けられている。このため、ガイドバー７１が樹幹の周方向に沿って移動した際に、枝の切り口に接している枝噛み防止部材９０は、周方向に沿った状態で、枝によりそのまま停止保持するため、従来の直線的にしか移動できない枝噛み防止部材に比して接している枝を凹圧する推力は少なくてすむ。この結果、チェーン歯７２又はガイドバー７１に対する枝噛みの発生が防止されて枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００５３】
（２） 本実施形態の枝打ち装置では、前記ガイドレール部材７４，７５をビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。このことにより、樹幹１１の径に応じて曲率半径の異なるレール部７７，８０を有するガイドレール部材７４，７５を取付けることも可能となる。この交換により、前記枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１，第２湾曲板９２の湾曲における曲率半径の異なる枝噛み防止部材９０も交換可能となっている。
【００５４】
又、この場合、環状リング６２も支持ロッド６１から取り外すことができるため、径の異なる樹幹１１に対しては、当該樹幹１１の径に応じた大きさの環状リング６２に付け替え、チェーンソー６７を備える旋回支持体６４を新たに付け替えた環状リング６２に対して自走可能に装着する。
【００５５】
そして、チェーンソー６７において、新たに枝打ちを行う樹幹１１の径に応じて、すなわち、樹幹周面の曲率に沿って移動できる枝噛み防止部材９０、及び、枝噛み防止部材９０の移動をガイドするガイドレール部材７４，７５を交換して取付けることにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００５６】
（３） 本実施形態の枝打ち装置では、コイルバネ９７，９８（支持機構）が、さらに、枝噛み防止部材９０を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持している。この結果、枝を切るときに、枝噛み防止部材９０を移動自在に許容されている方向に移動させることができるとともに、枝噛み防止部材９０が移動自在に移動できない場合に比して、枝打ちの進行が妨げられることがなく、枝打ち装置の枝打ちを確実に行うことができる。
【００５７】
（４） 本実施形態の枝打ち装置では、コイルバネ９７，９８（付勢手段）により、許容されている移動方向に枝噛み防止部材９０が移動した際に、枝噛み防止部材９０をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる。この結果、枝打ち作業時に切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態の枝噛み防止部材９０がガイドバー７１に対して移動しても、切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態が解除されると、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を移動した方向とは反対方向に復帰移動させ、次の枝打ち作業に対応させることができる。
【００５８】
（５） 本実施形態の枝打ち装置では、チェーンソーに具体化したことにより、上記（１）から（４）の効果を実現することができる。
（６） 本実施形態の昇降作業装置は、上記（１）〜（５）に記載の枝打ち装置を備えている。この結果、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる。
【００５９】
（７） 本実施形態の昇降作業装置は、昇降部Ｓが、樹幹を囲むように配置される環状リング６２（軌道部）と、環状リング６２に対してチェーンソー６７（枝打ち装置）を自走させる自走機構６０を備える。この結果、上記（６）の効果を容易に実現できるとともに、推力の軽減ができるため、自走機構６０の駆動源（すなわち、サーボモータ６５）の推力を小さなものとすることも可能となる。
【００６０】
（第２実施形態）
第２実施形態を図１３〜図１５を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同一構成又は相当する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。特に、本実施形態では、チェーンソー６７の取付の対象部材が異なるため、支持ロッド６１、環状リング６２等は省略されている。本実施形態では、前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂ、第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂ、第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂの進行方向を変更する操舵機構１００をそれぞれ設けたものである。
【００６１】
この操舵機構１００のうち、第２上部駆動輪１５Ａ，第２下部従動輪２０Ａの操舵機構１００を代表として、図１４、図１５（ａ）、（ｂ）を参照して説明するが、他の操舵機構１００についても同様に構成されている。前記第１上部固定アーム２２Ａの先端部には、前記取付台座５１に連結された回動軸１０１が図１５（ａ）に示すように回転可能に支持されている。この回動軸１０１にはホィール１０２が嵌合されている。前記第１上部固定アーム２２Ａの先端部には、前記ホィール１０２に噛み合わされるウォーム１０３を支持する回転軸１０４が支持されている。回転軸１０４，ウォーム１０３，ホィール１０２、及び回動軸１０１によりウォーム伝動機構が構成されている。図１４に示すように前記可動支持体３５にはサーボモータ１０５が取り付けられ、その回転軸１０６と前記回転軸１０４との間には、タイミングベルト１０７を備えたベルト伝動機構１０８が設けられている。図１５（ｂ）に示すように前記第１下部揺動アーム２５Ａの先端部には、前記第１下部従動輪２０Ａを装着した回動支持体１１０が回転支持軸１１１によって往復回動可能に装着されている。前記回転支持軸１１１には図１５（ｂ）に示すようにウォームホィール１１２が取り付けられている。前記第１下部揺動アーム２５Ａの先端部には、前記ウォームホィール１１２に噛み合わされるウォーム１１３が回転軸１１４によって回転可能に支持されている。前記回転軸１１４と前記サーボモータ１０５の回転軸１０６との間には、タイミングベルト１１５を備えたベルト伝動機構１１６が設けられている。回転軸１１４，ウォーム１１３，ウォームホィール１１２，及び回転支持軸１１１により、ウォーム伝動機構が構成されている。
【００６２】
図１３に示すように前記チェーンソー６７は、環状機枠１３の第１フレーム２８側の所定位置に装着されている。第１実施形態の操作ハンドル４５に代えて、サーボモータ１２０が設けられ、前記回転軸４２（図６参照）を回転するようになっている。
【００６３】
従って、第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂ、第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂ、第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂの各サーボモータ１０５が駆動されると、ベルト伝動機構１０８，１１６及びウォーム伝動機構によって、第１上部駆動輪１５Ａ及び第１下部従動輪２０Ａの傾き角度が互い平行状態で変更されて操舵される。このため、昇降作業装置１２Ａは旋回しながら樹幹１１に沿って昇降可能である。
【００６４】
本実施形態では、サーボモータ５４、ウォーム５３、回転軸１４は駆動機構に相当する。
本実施形態では、前記ガイドレール部材７４，７５をビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。そして、ガイドレール部材７４，７５がガイドバー７１に対して取り替え可能になっていることにより、樹幹１１の径に応じて曲率半径の異なるレール部７７，８０を有するガイドレール部材７４，７５を取付けることも可能となる。この交換により、前記枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１，第２湾曲板９２の湾曲における曲率半径の異なる枝噛み防止部材９０も交換可能となっている。
【００６５】
従って、樹幹１１の径に応じて、すなわち、樹幹周面の曲率に沿って移動できる枝噛み防止部材９０、及び、枝噛み防止部材９０の移動をガイドするガイドレール部材７４，７５を交換して取付けることにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００６６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、昇降作業装置１２Ａに自走機構６０を付設したチェーンソー６７を設けたが、昇降作業装置１２Ａ及び自走機構６０を省略し、枝打ち装置としてチェーンソー６７単独で構成してもよい。この場合は、作業員が高所作業車や、リフター等に作業員が搭乗して枝打ち装置としてのチェーンソー６７を持って枝打ちを行うことになるが、これでもよい。
【００６７】
・ 前記実施形態において、付勢手段の構成を省略してもよい。この場合、枝噛み防止部材を、枝打ち方向へ復帰させる場合は、ソレノイド等を使用して、所定の位置（前記実施形態では貫通孔７３において、枝打ち方向側に寄った位置）へ復帰させるようにしてもよい。
【００６８】
・ 前記実施形態では、ガイドレール部材７４，７５を個別に設けたが、ガイドレール部材７４，７５を互いに一体に連結して構成してもよい。例えば、前記ガイドレール部材７４，７５のレール部７７，８０の枝打ち方向側（図）の部位間と、反枝打ち方向側の部位間を連結して枠状に形成したり、いずれか一方の部位間を連結部材にて連結したコ字状に連結して一体に形成する。
【００６９】
・ 自走機構の駆動源をサーボモータ６５の代わりに内燃機関としてもよい。
・ 前記実施形態の引っ張りばねの代わりに、圧縮ばねに代えてもよい、この場合は、前記各引っ張りばねを設ける場所は、前記実施形態とは反対側の位置に設ければよい。
【００７０】
・ 前記実施形態では、枝噛み防止部材９０に負荷がかかっていない場合には、コイルバネ９７，９８により、枝打ち方向側位置であって、第１湾曲板９１が貫通孔７３の上部側面に係止する位置（最上位置）に位置するようにした。しかし、枝打ち方向側位置は、貫通孔７３の枝打ち方向の側面と当接させる位置に限定するものではない。例えば、枝噛み防止部材９０に負荷がかかっていない状態では、貫通孔７３の枝打ち方向の側面から離間して引っ張りばねで宙づり状態となるようにしてもよい。そして、枝打ち時に、枝噛み防止部材９０が反枝打ち方向に移動させるようにしてもよい。
【００７１】
・ 前記環状機枠１３はを平面視正四角環状に形成しているが、円形環状にしてもよく、或いは、正多角形環状にしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
Ｓ…昇降部、ＳＫ…昇降機構、１１…樹幹、１１Ａ…枝、６０…自走機構、
６２…環状リング（軌道部）、６５…サーボモータ（駆動手段、駆動源）、
６７…チェーンソー（枝打ち装置）、７１…ガイドバー（支持手段）、
７２…チェーン歯（刃体）、７３…貫通孔、
７４，７５…ガイドレール部材（支持機構）、
９７，９８…コイルバネ（支持機構、付勢手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枝打ち装置及び該枝打ち装置を備えて樹幹に沿って昇降動作して、枝打ち作業を行うことができる昇降作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹木の枝打ち作業は、人が枝打ちを手作業で行うか、或いは、枝打ち装置で枝打ちが行われるようにしている。これらの枝打ち装置では、枝打ち手段としてチェーンソー（特許文献１）、リーマ（非特許文献１参照）、丸鋸（特許文献２参照）、或いはレシプロソー等や、或いは一対の刃体が挟み型に設けられた枝打ち装置が使用されている。挟み型の枝打ち装置では、枝打ちの対象の枝を一対の刃体で挟むようにして切断することから、枝噛みの問題は生じない。
【０００３】
しかし、枝に対して一方の方向から切断するタイプの枝打ち装置では、枝切りが進むと、枝ぶりにより、例えばチェーンソーの場合には、チェーン歯をガイドするガイドバーを枝の切断面部分間で噛んだりすることがある。このように刃体又は刃体を支持するガイドバーに枝噛みが生じると、刃体が動かなかったり、或いは、枝に対してガイドバーの進方向への移動ができなくなって、結果的に、切断が出来なくなるため、切断作業を中断し、枝噛み状態を作業者は直す必要がある。
【０００４】
又、樹幹を昇降自在に自動的に移動する昇降作業装置に枝打ち装置を備えたものにあっては、前述のように切断動作を行っている枝打ち装置に枝噛み状態が生ずると、作業者は樹幹に上って該枝打ち装置の枝噛み状態を枝噛みしていない状態に直す必要があり、枝打ちの作業効率が著しく低下する問題がある。
【０００５】
このような枝打ち装置の枝噛みを防止するために、チェーンソーのガイドバーに対して可動できる枝噛み防止部材を取り付けた構成の枝打ち装置が提案されている（特許文献３）。この技術によれば、枝噛み時に、枝噛み防止部材が枝に噛まれても、枝噛み防止部材とガイドバーは、ガイドバーは枝打ちの方向である進行方向とは逆方向に移動自在となっている。このため、枝噛み防止部材が枝により噛み込みされても、ガイドバーは進行方向に進むことができるため、枝を切ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７８９８３４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２００８４号公報
【特許文献３】特開２００９−２６１３７５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】向井、ルーター刃による枝打機の試作、機械化林業 No.439, pp.43-47,1990
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３は、直線的に枝を切る場合は有効であるが、樹幹の周面の周方向に沿って枝打ち装置を周回させながら枝打ちをする際、平面のガイドバーにより、切断している枝を押し広げながら進行する必要がある。この場合、ガイドバーが樹幹の周方向に移動しようとすると、直線的にしか移動できない前記枝噛み防止部材を介して該枝噛み防止部材に噛み込みしている枝を押すことになるため、前記枝打ち装置を樹幹の周面を周回させるためには、多大な推力を必要とする問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行うことができる枝打ち装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる昇降作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、支持手段と、前記支持手段により切断動作可能に支持された刃体と、前記刃体に切断動作を付与する駆動手段とを備え、枝打ち時に前記駆動手段により前記刃体が切断動作している状態で、前記支持手段が枝打ち方向へ移動することにより、枝打ちをする枝打ち装置において、前記刃体を基準として反枝打ち方向側に位置する前記支持手段の部位には枝噛み防止部材を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持する支持機構を備え、前記枝噛み防止部材は、前記刃体の刃幅よりも幅が狭い挿入部を備えるとともに該挿入部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下で前記刃体の切断動作及び前記支持手段の枝打ち方向への動作が可能にされていることを特徴とする枝打ち装置を要旨としている。
【００１２】
なお、本明細書において、枝打ち方向とは、枝打ち装置が枝打ちのために移動する方向である。又、本明細書において、樹幹の周面に沿ってとは、周方向に旋回する際に、該周面に平行に移動する場合の他、平行移動ではないが、該周面の周りを概ね円弧状に移動するものを含む趣旨である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記支持機構は、前記枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる支持機構と取り替え可能に前記支持手段に対して設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記支持機構が、さらに、前記枝噛み防止部材を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持していることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項において、前記支持機構は、許容されている移動方向に前記枝噛み防止部材が移動した際に、該枝噛み防止部材をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる付勢手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記刃体が該支持手段の周部を周回するチェーン歯であることを特徴とする。
請求項６の発明は、昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降部には、樹幹を囲むように配置される軌道部が設けられ、前記軌道部に対して請求項１、請求項３、請求項４、請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置を要旨としている。
【００１７】
請求項７の発明は、昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降機構は、自走する駆動機構と、樹幹の周面の周方向に沿って旋回可能に操舵する操舵機構を含み、前記昇降部に対して請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置を要旨としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行うことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、支持機構は、枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる他の支持機構と取り替え可能になっているため、径の異なる樹幹に応じて、支持機構を交換することにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、枝を切るときに、枝噛み防止部材をこの移動自在に許容されている方向に移動させることができる。この結果、枝噛み防止部材が移動自在に移動できない場合に比して、枝打ちの進行が妨げられることがなく、枝打ち装置の枝打ちを確実に行うことができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、枝打ち作業時に切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態の枝噛み防止部材が支持手段に対して移動しても、切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態が解除されると、付勢手段により、枝噛み防止部材を移動した方向とは反対方向に復帰移動させ、次の枝打ち作業に対応させることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、チェーンソーを枝打ち装置として使用する場合に、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の効果を実現することができる。
請求項６の発明によれば、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる。そして、軌道部において自走する自走機構を備えた枝打ち装置において、請求項１の効果を容易に実現することができる。又、推力の軽減ができるため、自走機構の駆動源の推力を小さなものとすることも可能となる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、駆動機構の推力の軽減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】枝打ち装置全体を示す斜視図。
【図２】昇降作業装置に具体化した一実施形態を示す略体正面図。
【図３】図２の略体平面図。
【図４】第１車輪位置調整機構、第１上部固定アーム、第１下部揺動アーム及び第１上部駆動輪を示す正面図。
【図５】図４の右側面図。
【図６】第１〜第４車輪位置調整機構の斜視図。
【図７】樹幹に枝打ち装置を装着する動作を説明する斜視図。
【図８】樹幹に枝払い機構を省略した枝打ち装置を装着した状態を示す斜視図。
【図９】（ａ）はチェーンソー６７の概略斜視図、（ｂ）は枝噛み防止部材の移動した状態を示すチェーンソー６７の概略斜視図。
【図１０】（ａ）はチェーンソー６７の要部斜視図、（ｂ）は要部断面図。
【図１１】（ａ）はチェーンソー６７のガイドバーの背面図、（ｂ）は、同じくガイドバーの側面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は枝噛み防止部材の作用の説明図。
【図１３】第２実施形態を示す斜視図。
【図１４】図１２の枝打ち装置の操舵機構を示す斜視図。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１４の操舵機構の部分略体説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した枝打ち装置としての図１に示すチェーンソー６７及び自走機構６０を備える昇降作業装置の一実施形態を図面に従って説明するが、まず、本実施形態における樹幹１１を昇降する昇降作業装置１２Ａを図２及び図３を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図２及び図３においては、自走機構６０及びチェーンソー６７は省略されている。
【００２６】
昇降作業装置１２Ａは、昇降部Ｓと該昇降部Ｓを昇降させる昇降機構ＳＫとからなる。まず、昇降機構ＳＫについて説明する。昇降機構ＳＫは、図３に示すように、平面視正四角環状の環状機枠１３の四隅部に対し対して装着された第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄを備えている。前記第１及び第２車輪位置調整機構２１Ａ，２１Ｂは、図２に示すように前記隅部に対して固定された第１及び第２上部固定アーム２２Ａ，２２Ｂを有するとともに、両アーム２２Ａ，２２Ｂの先端部に第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂが装着されている。
【００２７】
前記第３及び第４車輪位置調整機構２１Ｃ，２１Ｄには、第１及び第２下部固定アーム２３Ａ，２３Ｂが装着されるとともに、両アーム２３Ａ，２３Ｂの先端部に第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが装着されている。前記第１及び第２車輪位置調整機構２１Ａ，２１Ｂには、第１及び第２下部揺動アーム２５Ａ，２５Ｂが上下方向の揺動可能に装着されるとともに、両アーム２５Ａ，２５Ｂの先端部に第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂが装着されている。前記第３及び第４車輪位置調整機構２１Ｃ，２１Ｄには、第１及び第２上部揺動アーム２４Ａ，２４Ｂが上下方向の揺動可能に装着されるとともに、両アーム２４Ａ，２４Ｂの先端部に第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂが装着されている。
【００２８】
図２に示すように前記第１及び第２上部揺動アーム２４Ａ，２４Ｂ、第１及び第２下部揺動アーム２５Ａ，２５Ｂは、コイルバネ２６によりそれぞれ樹幹１１に接近する方向に付勢されている。図３に示すように前記環状機枠１３には、前記第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂと対応するようにウエイト部１３ｂ（後述の制御ボックス６８）が設けられている。従って、前記ウエイト部１３ｂによって前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂが樹幹１１の表面に押し付けられるとともに、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが樹幹１１の表面に押し付けられ、昇降作業装置１２Ａが樹幹１１から滑り落ちないようにしている。この昇降作業装置１２Ａが落ちない原理は、すでに特許文献３で公知であるため、その説明は省略する。
【００２９】
次に、昇降作業装置１２Ａの具体的構成を図１、図４〜図８を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図７及び図８においては、自走機構６０及びチェーンソー６７が省略されている。前記環状機枠１３は図７及び図８に示すように、ヒンジ機構２７によって水平方向の開閉可能に連結された平面視コ字状の第１及び第２フレーム２８，２９によって、樹幹１１の周囲に脱着可能に構成されている。
【００３０】
前記第１及び第２フレーム２８，２９の前記ヒンジ機構２７と反対側の両端部には、該両端部を互いに連結するための連結機構３０が設けられている。この連結機構３０は、第１フレーム２８の端部に形成されたネジ孔２８ａに対して、第２フレーム２９の端部に設けられた蝶ボルト３０Ａを螺合又は螺退することにより第１フレーム２８と、第２フレーム２９を連結又は連結解除するように構成されている。
【００３１】
次に、第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄについて説明する。
各調整機構２１Ａ〜２１Ｄは同様に構成されているので、図４〜図６を参照して第１車輪位置調整機構２１Ａについて説明する。図４に示すように、前記環状機枠１３の隅部には、取付台座３１を介して案内ロッド３２が水平に支持固定されるとともに、この案内ロッド３２と平行にボールねじ３３が前記取付台座３１に回転可能に支持されている。前記ボールねじ３３の先端部は、前記案内ロッド３２の先端に固定した連結板３４によって回転可能に支持されている。前記案内ロッド３２及びボールねじ３３には、該ボールねじ３３に螺合されたボールねじナットを有する可動支持体３５が水平方向の往復移動可能に支持されている。前記可動支持体３５には支持軸３６が貫通固定されるとともに、この支持軸３６に前記第１上部駆動輪１５Ａを装着した第１上部固定アーム２２Ａが連結されている。前記支持軸３６には、前記第１下部従動輪２０Ａを装着した第１下部揺動アーム２５Ａが上下方向の往復揺動可能に装着されるとともに、図５に示すコイルバネ２６によって前記樹幹１１に接近するように付勢されている。
【００３２】
前記環状機枠１３の隅部には、ウォーム３７が回転軸３８によって回転可能に支持されている。前記ボールねじ３３の基端部には前記ウォーム３７に噛み合わされたウォームホィール３９が連結されるとともに、前記回転軸３８には上下二段にプーリ４０が嵌合固定されている。そして、前記プーリ４０が回転されると、ウォーム３７、ウォームホィール３９及びボールねじ３３が回転されるとともに、前記可動支持体３５が水平方向に往復移動されて、前記第１上部駆動輪１５Ａ及び第１下部従動輪２０Ａの水平方向の位置が調整されるようにしている。図６に示すように、前記ヒンジ機構２７には前記プーリ４０を回転するための操作機構４１が設けられている。操作機構４１とヒンジ機構２７に共通の回転軸４２には第１及び第２タイミングプーリ４３，４４が嵌合されるとともに、操作ハンドル４５によって回動可能になっている。前記第１タイミングプーリ４３と前記第１車輪位置調整機構２１Ａの上部のプーリ４０との間には、第１タイミングベルト４６が掛装されるとともに、第１車輪位置調整機構２１Ａのプーリ４０を回転するようになっている。
【００３３】
又、前記第１車輪位置調整機構２１Ａの下部のプーリ４０と、第２車輪位置調整機構２１Ｂのプーリ４０との間には、第２タイミングベルト４７が掛装されるとともに、該プーリ４０を回転するようになっている。同様に、前記第２タイミングプーリ４４と第３車輪位置調整機構２１Ｃの下部のプーリ４０とに掛装された第３タイミングベルト４８によって、該プーリ４０が回転されるようになっている。さらに、第３車輪位置調整機構２１Ｃの上部のプーリ４０と、第４車輪位置調整機構２１Ｄのプーリ４０とに掛装されたタイミングベルト４９によって該プーリ４０が回転されるようになっている。
【００３４】
操作ハンドル４５が手動により回転されると、第１〜第４車輪位置調整機構２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれの可動支持体３５が同期して移動されるとともに、図１に示す駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、１７Ａ，１７Ｂ及び従動輪１９Ａ，１９Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの位置が調整される。図４に示すように、第１上部固定アーム２２Ａの先端部には取付台座５１が設けられ、取付台座５１に回転軸５２が回転自在に支持されている。該回転軸５２は、取付台座５１に設けられたサーボモータ５４により回転駆動されるとともに、その外周面にはウォーム５３が嵌合固定されている。そして、前記第１上部駆動輪１５Ａは、前記回転軸１４に嵌合固定されて、かつ前記ウォーム５３に噛み合わされたウォームホィール５５によって回転されるようになっている。
【００３５】
次に、図１を参照して、上記のように構成された昇降機構ＳＫに搭載される昇降部Ｓについて説明する。
前記環状機枠１３を構成する第１及び第２フレーム２８，２９の上面には、複数の支持ロッド６１に対して取付け取り外し可能に支持された上下二段の軌道部としての円形をなす環状リング６２を備えている。環状リング６２の支持ロッド６１に対する取付取り外し可能な方法は、例えば、ビス等の螺退することにより取り外しが可能な締め付け手段を使用することにより可能である。この環状リング６２は半円状に分割されるとともに、ヒンジ機構６３により前記第１及び第２フレーム２８，２９の開閉動作に同期して開閉されるようになっている。本実施形態では、前記環状機枠１３、軌道部としての環状リング６２により昇降部Ｓが構成されている。
【００３６】
次に、前記環状機枠１３に装着された自走機構６０及びチェーンソー６７について説明する。
昇降部Ｓを構成する前記両環状リング６２には、旋回支持体６４が自走機構６０により、環状リング６２に沿って円周方向に枝打ち方向に旋回可能となっている。すなわち、自走機構６０は、旋回支持体６４に装着された駆動源及び駆動手段としてのサーボモータ６５と、サーボモータ６５の図示しない出力軸に設けられた歯車と、環状リング６２上において、環状リング６２の環状形状に沿って設けられたラック（図示しない）とにより構成されている。そして、サーボモータ６５により旋回支持体６４が環状リング６２を枝打ち方向に旋回可能である。なお、旋回支持体６４は、環状リング６２に対する装着及び取り外しが可能な構成になっている。又、サーボモータ６５には枝打ち装置としてのチェーンソー６７が装着されている。図１、図９（ａ）、（ｂ）に示すようにチェーンソー６７は、機構部ケース７０と、該機構部ケース７０から突出して配置された平板状のガイドバー７１と、ガイドバー７１の外周部を滑走するチェーン歯７２等を備えている。機構部ケース７０内には前記サーボモータ６５からの出力軸に作動連結された機構部（図示しない）が設けられ、サーボモータ６５の出力トルクが該機構部を介してチェーン歯７２に伝達されることにより該チェーン歯７２をガイドバー７１の外周部において滑走駆動するようになっている。ガイドバー７１は支持手段に相当する。
【００３７】
機構部ケース７０から露出したガイドバー７１には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように四角形状の貫通孔７３が形成されている。本実施形態では貫通孔７３はガイドバー７１の長手方向に沿って長孔状に形成されている。
【００３８】
ガイドバー７１の樹幹側側面であって、貫通孔７３の長手方向の両端（図９において、上下両端）の縁部には、一対のガイドレール部材７４，７５が取付けられている。上部のガイドレール部材７４は、取付板部７６と、取付板部７６の樹幹側側縁部から垂下して延出されるとともに一定の厚みを有するレール部７７を備えている。ガイドレール部材７４は、ガイドバー７１に対して、ガイドバー７１の反樹幹側側面から取付板部７６に対し螺合されたビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。レール部７７は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、樹幹１１の周面に沿う曲率半径を有するように湾曲されている。又、下部のガイドレール部材７５は、取付板部７９と、取付板部７９の樹幹側側縁部から上方に延出されるとともに一定の厚みを有するレール部８０を備えている。ガイドレール部材７５は、ガイドバー７１に対して、ガイドバー７１の反樹幹側側面から取付板部７９に対し螺合されたビス等の取付固定部材８１（図１１（ａ）参照）を介して取付けされている。レール部８０は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、樹幹１１の周面に沿う曲率半径を有するように湾曲されている。すなわち、レール部８０は、ガイドレール部材７４のレール部７７と同じ曲率半径を有する。ガイドレール部材７４，７５間には、枝噛み防止部材９０が設けられている。枝噛み防止部材９０は、図１０（ａ）に示すように、略四角板状の第１湾曲板９１、略四角板状の第２湾曲板９２と、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２間の間隔を保持する間隔保持部材９３とを備えている。第１湾曲板９１、第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３は、前記レール部７４，８０の曲率半径と同じ曲率半径を有するように湾曲形成されるとともに、第１湾曲板９１及び第２湾曲板９２は、間隔保持部材９３に対してビス等の締め付け手段により取付固定されている。
【００３９】
又、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３の湾曲の曲率中心は、前記環状リング６２の中心と一致又は略一致するように設けられている。又、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２及び間隔保持部材９３は、その湾曲の曲率が、枝打ちを行う樹幹の周面に沿うようにあらかじめ設定されている。枝噛み防止部材９０において、間隔保持部材９３の上方及び下方は、第１湾曲板９１と第２湾曲板９２とにより挟まれた空間を有している。前記空間に前記レール部７４，８０が挿入されるとともに、第１湾曲板９１，第２湾曲板９２，間隔保持部材９３に対してそれぞれ摺接自在に配置されている。本実施形態では、レール部７４，８０の長さは、枝噛み防止部材９０の後述する待機位置からの枝で打ち方向とは反足す方向への移動量が、このチェーンソー６７が通常の枝打ちの対象としている枝で想定されている最大直径よりも若干長い同程度の量となるように、設定されている。
【００４０】
又、枝噛み防止部材９０は、図９（ａ）に示すように枝打ち方向側に最も位置した際、第１湾曲板９１が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接可能である。なお、本実施形態では、枝打ち方向とは、チェーンソー６７において、ガイドバー７１が枝打ちのために移動する方向である。この枝打ち方向側に最も位置する位置を以下では、枝打ち方向側位置という。なお、第１湾曲板９１が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接する代わりに、間隔保持部材９３が貫通孔７３の枝打ち方向側側面に当接するように配置してもよい。
【００４１】
枝噛み防止部材９０が枝打ち方向側位置に位置している状態では、第１湾曲板９１が貫通孔７３から、反樹幹側に突出しないように、ガイドバー７１の反樹幹側側面と面一、或いは、貫通孔７３内に位置するように配置されている。
【００４２】
第１湾曲板９１は、その上下高さが貫通孔７３の長手方向の長さ（上下高さ）よりも短くされ、貫通孔７３に第１湾曲板９１が入った際にも、貫通孔７３の側面が許容する範囲で上下方向に移動自在となっている。
【００４３】
又、枝噛み防止部材９０が枝打ち方向側位置に位置している状態では、第２湾曲板９２の枝打ち方向側の端部は、図９（ａ）に示すように、ガイドバー７１の枝打ち方向側の側面から突出しない位置であって、側面と面一となる位置若しくは反枝打ち方向側に若干後退した位置に位置するように配置される。なお、第２湾曲板９２の枝打ち方向側の端部の位置は、後述する枝噛み防止部材９０が待機位置に位置している際、チェーン歯７２が枝に切り込みしたときに、チェーン歯７２が形成した直後の枝の切り口に挿入される位置が好ましい。
【００４４】
枝噛み防止部材９０の厚みは、図１０（ｂ）に示すように、刃体（チェーン歯７２）の幅よりも若干短くなるように設定されるとともに、枝打ち方向側の端部から反枝打ち方向の端部まで、一定、又は略一定の厚みを備える。枝噛み防止部材９０の枝打ち方向側の端部は挿入部に相当する。間隔保持部材９３は、図１０（ａ）に示すように、一対の横行部材９４，９５と上下方向に延びる縦部材９６とを備えて、逆Ｆ字状に形成されている。なお、間隔保持部材９３の形状は、限定されるものではない。上部の横行部材９４と、前記レール部７４の枝打ち方向側よりの部位間には、引っ張りばねとしてのコイルバネ９７が掛け止めされている。又、横行部材９４，９５間の縦部材９６と貫通孔７３の枝打ち方向側の側面間には、引っ張りばねとしてのコイルバネ９８が単数又は、複数の掛け止めされている。コイルバネ９７，９８は付勢手段に相当する。
【００４５】
コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０は、枝打ち方向側位置であって、かつ、第１湾曲板９１が貫通孔７３の上部側面に係止する位置に位置（以下、この位置を待機位置という）するようにされている。
【００４６】
レール部７４，８０を備えるガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８は、支持機構に相当する。又、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持している。
【００４７】
図１に二点鎖線で示すように、前記環状機枠１３の第１フレーム２８には、前記サーボモータ５４、６５を駆動する蓄電池や制御機器を収容した制御ボックス６８が設けられている。この制御ボックス６８の重量は、図３に示すウエイト部１３ｂの機能を有するものである。そして、前記旋回支持体６４が図１に示すように制御ボックス６８から最も離隔された状態においても図２において、両駆動輪１５Ａ，１５Ｂ及び駆動輪１７Ａ，１７Ｂが樹幹１１に適度に押し付けられるようにしている。前述したサーボモータ５４，６５の起動又は停止動作は、地上から延長コードを用いて遠隔操作されるようになっているが、無線交信により遠隔操作するように構成してもよい。
【００４８】
次に、前記のように構成された昇降作業装置１２Ａの動作について説明する。
図１に示す状態となるように、樹幹１１に対して昇降作業装置１２Ａを取付けし、この状態でサーボモータ５４を起動して、回転軸５２及びウォーム５３を回転する。すると、前記ウォームホィール５５及び回転軸１４を介して、第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ回転されて、昇降作業装置１２Ａが樹幹１１に沿って上方に移動される。この昇降作業装置１２Ａの上昇動作と同期して、サーボモータ６５が作動されて、チェーンソー６７が作動されるとともに、旋回支持体６４が環状リング６２に沿って円周方向に旋回される。従って、昇降作業装置１２Ａの上昇の動作が行われると共に、チェーンソー６７によって、樹幹１１から張り出した枝が枝打ちされる。この枝打ち作業のとき、図１２（ａ）から図１２（ｂ）に示すように、チェーンソー６７の枝打ち方向側のチェーン歯７２が枝１１Ａに切り込まれると、枝１１Ａには切り口１１Ｂが形成される。枝打ち方向側のチェーン歯７２が切り進むと待機位置に位置する枝噛み防止部材９０の枝打ち側の部位が形成された切り口１１Ｂ内に挿入される。
【００４９】
チェーンソー６７は、図１２（ｂ）に示すように、環状リング６２に沿って円周方向に（すなわち、樹幹１１の周面に沿って）旋回していく。このとき、枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１及び第２湾曲板９２は、枝ぶりによって枝１１Ａの切り口１１Ｂにより挟み込まれる。しかし、前記チェーンソー６７が樹幹１１の周面に沿って旋回することによって、枝噛み防止部材９０は、従来技術（特許文献３）の場合と異なり、枝１１Ａの切り口１１Ｂを押し広げることなく、枝噛み防止部材９０はコイルバネ９７，９８の付勢力に抗して反枝打ち方向側に相対的に円弧状の軌跡を描いて移動する。この円弧状の軌跡は、樹幹１１の周面に沿った軌跡となる。なお、この枝打ち時において、昇降作業装置１２Ａが上昇を伴ってチェーンソー６７が旋回している場合には、枝噛み防止部材９０は下方への移動も伴う。なお、実際は、枝噛み防止部材９０は、前記挟み込みによりその場で押し止められるが、ガイドバー７１は枝打ち方向に移動することから相対的に反枝打ち方向側に移動することになる。枝噛み防止部材９０の待機位置からの移動量が、このチェーンソー６７が通常の枝打ちの対象としている枝で想定されている最大直径よりも長い量となるように設定されていることから、切断が完了するまで挟み込みの状態が継続する。このため、刃体であるチェーン歯７２の枝噛みが防止される。
【００５０】
枝噛み防止部材９０は、切断中の枝１１Ａの切断面間（切り口１１Ｂ）に挟まれた状態が解除されると、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を移動した方向とは反対方向に復帰移動させる。すなわち、枝噛み防止部材９０は待機位置に復帰する。以後同様に、枝打ちが行われ、樹幹１１の枝打ち作業が終了すると、サーボモータ６５が停止されるとともに、サーボモータ５４が逆方向に回転されて、前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂが逆方向に回転されて、昇降作業装置１２Ａは、樹幹１１に沿って下方に移動される。
【００５１】
上記実施形態の昇降作業装置１２Ａによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の枝打ち装置では、チェーン歯７２（刃体）を基準として反枝打ち方向側に位置するガイドバー７１（支持手段）の部位には枝噛み防止部材９０を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持するガイドレール部材７４，７５、及びコイルバネ９７，９８（支持機構）を備える。又、枝噛み防止部材９０は、チェーン歯７２の刃幅よりも幅が狭い枝打ち方向側の端部（挿入部）を備えている。そして、枝打ち方向側の端部が切断中の枝の切り口１１Ｂに挟まれた状態の下でチェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。この結果、本実施形態によれば、枝打ち時に、ガイドバー７１が樹幹１１の周方向に沿って移動すると、切断動作するチェーン歯７２により枝が切られてゆくが、枝噛み防止部材９０が切断中の枝の切断面間（すなわち、切り口）に挟まれた状態の下においても、チェーン歯７２の切断動作及びガイドバー７１の枝打ち方向への動作が可能にされている。すなわち、枝噛み防止部材９０が枝１１Ａの切り口で挟まれるため、チェーン歯７２或いはガイドバー７１が枝の切り口に挟まれることがなくなる。
【００５２】
又、枝噛み防止部材９０は、樹幹の周面に沿うように円弧状の軌跡を持って往復移動自在に設けられている。このため、ガイドバー７１が樹幹の周方向に沿って移動した際に、枝の切り口に接している枝噛み防止部材９０は、周方向に沿った状態で、枝によりそのまま停止保持するため、従来の直線的にしか移動できない枝噛み防止部材に比して接している枝を凹圧する推力は少なくてすむ。この結果、チェーン歯７２又はガイドバー７１に対する枝噛みの発生が防止されて枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００５３】
（２） 本実施形態の枝打ち装置では、前記ガイドレール部材７４，７５をビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。このことにより、樹幹１１の径に応じて曲率半径の異なるレール部７７，８０を有するガイドレール部材７４，７５を取付けることも可能となる。この交換により、前記枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１，第２湾曲板９２の湾曲における曲率半径の異なる枝噛み防止部材９０も交換可能となっている。
【００５４】
又、この場合、環状リング６２も支持ロッド６１から取り外すことができるため、径の異なる樹幹１１に対しては、当該樹幹１１の径に応じた大きさの環状リング６２に付け替え、チェーンソー６７を備える旋回支持体６４を新たに付け替えた環状リング６２に対して自走可能に装着する。
【００５５】
そして、チェーンソー６７において、新たに枝打ちを行う樹幹１１の径に応じて、すなわち、樹幹周面の曲率に沿って移動できる枝噛み防止部材９０、及び、枝噛み防止部材９０の移動をガイドするガイドレール部材７４，７５を交換して取付けることにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００５６】
（３） 本実施形態の枝打ち装置では、コイルバネ９７，９８（支持機構）が、さらに、枝噛み防止部材９０を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持している。この結果、枝を切るときに、枝噛み防止部材９０を移動自在に許容されている方向に移動させることができるとともに、枝噛み防止部材９０が移動自在に移動できない場合に比して、枝打ちの進行が妨げられることがなく、枝打ち装置の枝打ちを確実に行うことができる。
【００５７】
（４） 本実施形態の枝打ち装置では、コイルバネ９７，９８（付勢手段）により、許容されている移動方向に枝噛み防止部材９０が移動した際に、枝噛み防止部材９０をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる。この結果、枝打ち作業時に切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態の枝噛み防止部材９０がガイドバー７１に対して移動しても、切断中の枝の切断面間（切り口）に挟まれた状態が解除されると、コイルバネ９７，９８により、枝噛み防止部材９０を移動した方向とは反対方向に復帰移動させ、次の枝打ち作業に対応させることができる。
【００５８】
（５） 本実施形態の枝打ち装置では、チェーンソーに具体化したことにより、上記（１）から（４）の効果を実現することができる。
（６） 本実施形態の昇降作業装置は、上記（１）〜（５）に記載の枝打ち装置を備えている。この結果、樹幹を周回をしながら枝打ち作業を行う場合、枝噛みの発生を抑制して樹幹の周回に要する推力の軽減を行うことができ、円滑に枝打ちを行いながら、上昇することができる。
【００５９】
（７） 本実施形態の昇降作業装置は、昇降部Ｓが、樹幹を囲むように配置される環状リング６２（軌道部）と、環状リング６２に対してチェーンソー６７（枝打ち装置）を自走させる自走機構６０を備える。この結果、上記（６）の効果を容易に実現できるとともに、推力の軽減ができるため、自走機構６０の駆動源（すなわち、サーボモータ６５）の推力を小さなものとすることも可能となる。
【００６０】
（第２実施形態）
第２実施形態を図１３〜図１５を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同一構成又は相当する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。特に、本実施形態では、チェーンソー６７の取付の対象部材が異なるため、支持ロッド６１、環状リング６２等は省略されている。本実施形態では、前記第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂ、第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂ、第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂの進行方向を変更する操舵機構１００をそれぞれ設けたものである。
【００６１】
この操舵機構１００のうち、第２上部駆動輪１５Ａ，第２下部従動輪２０Ａの操舵機構１００を代表として、図１４、図１５（ａ）、（ｂ）を参照して説明するが、他の操舵機構１００についても同様に構成されている。前記第１上部固定アーム２２Ａの先端部には、前記取付台座５１に連結された回動軸１０１が図１５（ａ）に示すように回転可能に支持されている。この回動軸１０１にはホィール１０２が嵌合されている。前記第１上部固定アーム２２Ａの先端部には、前記ホィール１０２に噛み合わされるウォーム１０３を支持する回転軸１０４が支持されている。回転軸１０４，ウォーム１０３，ホィール１０２、及び回動軸１０１によりウォーム伝動機構が構成されている。図１４に示すように前記可動支持体３５にはサーボモータ１０５が取り付けられ、その回転軸１０６と前記回転軸１０４との間には、タイミングベルト１０７を備えたベルト伝動機構１０８が設けられている。図１５（ｂ）に示すように前記第１下部揺動アーム２５Ａの先端部には、前記第１下部従動輪２０Ａを装着した回動支持体１１０が回転支持軸１１１によって往復回動可能に装着されている。前記回転支持軸１１１には図１５（ｂ）に示すようにウォームホィール１１２が取り付けられている。前記第１下部揺動アーム２５Ａの先端部には、前記ウォームホィール１１２に噛み合わされるウォーム１１３が回転軸１１４によって回転可能に支持されている。前記回転軸１１４と前記サーボモータ１０５の回転軸１０６との間には、タイミングベルト１１５を備えたベルト伝動機構１１６が設けられている。回転軸１１４，ウォーム１１３，ウォームホィール１１２，及び回転支持軸１１１により、ウォーム伝動機構が構成されている。
【００６２】
図１３に示すように前記チェーンソー６７は、環状機枠１３の第１フレーム２８側の所定位置に装着されている。第１実施形態の操作ハンドル４５に代えて、サーボモータ１２０が設けられ、前記回転軸４２（図６参照）を回転するようになっている。
【００６３】
従って、第１及び第２上部駆動輪１５Ａ，１５Ｂ、第１及び第２下部駆動輪１７Ａ，１７Ｂ、第１及び第２上部従動輪１９Ａ，１９Ｂ、第１及び第２下部従動輪２０Ａ，２０Ｂの各サーボモータ１０５が駆動されると、ベルト伝動機構１０８，１１６及びウォーム伝動機構によって、第１上部駆動輪１５Ａ及び第１下部従動輪２０Ａの傾き角度が互い平行状態で変更されて操舵される。このため、昇降作業装置１２Ａは旋回しながら樹幹１１に沿って昇降可能である。
【００６４】
本実施形態では、サーボモータ５４、ウォーム５３、回転軸１４は駆動機構に相当する。
本実施形態では、前記ガイドレール部材７４，７５をビス等の取付固定部材７８（図１１（ａ）参照）により取り替え可能に取付けされている。そして、ガイドレール部材７４，７５がガイドバー７１に対して取り替え可能になっていることにより、樹幹１１の径に応じて曲率半径の異なるレール部７７，８０を有するガイドレール部材７４，７５を取付けることも可能となる。この交換により、前記枝噛み防止部材９０の第１湾曲板９１，第２湾曲板９２の湾曲における曲率半径の異なる枝噛み防止部材９０も交換可能となっている。
【００６５】
従って、樹幹１１の径に応じて、すなわち、樹幹周面の曲率に沿って移動できる枝噛み防止部材９０、及び、枝噛み防止部材９０の移動をガイドするガイドレール部材７４，７５を交換して取付けることにより、枝打ち作業を効率的に行うことができる。
【００６６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、昇降作業装置１２Ａに自走機構６０を付設したチェーンソー６７を設けたが、昇降作業装置１２Ａ及び自走機構６０を省略し、枝打ち装置としてチェーンソー６７単独で構成してもよい。この場合は、作業員が高所作業車や、リフター等に作業員が搭乗して枝打ち装置としてのチェーンソー６７を持って枝打ちを行うことになるが、これでもよい。
【００６７】
・ 前記実施形態において、付勢手段の構成を省略してもよい。この場合、枝噛み防止部材を、枝打ち方向へ復帰させる場合は、ソレノイド等を使用して、所定の位置（前記実施形態では貫通孔７３において、枝打ち方向側に寄った位置）へ復帰させるようにしてもよい。
【００６８】
・ 前記実施形態では、ガイドレール部材７４，７５を個別に設けたが、ガイドレール部材７４，７５を互いに一体に連結して構成してもよい。例えば、前記ガイドレール部材７４，７５のレール部７７，８０の枝打ち方向側（図）の部位間と、反枝打ち方向側の部位間を連結して枠状に形成したり、いずれか一方の部位間を連結部材にて連結したコ字状に連結して一体に形成する。
【００６９】
・ 自走機構の駆動源をサーボモータ６５の代わりに内燃機関としてもよい。
・ 前記実施形態の引っ張りばねの代わりに、圧縮ばねに代えてもよい、この場合は、前記各引っ張りばねを設ける場所は、前記実施形態とは反対側の位置に設ければよい。
【００７０】
・ 前記実施形態では、枝噛み防止部材９０に負荷がかかっていない場合には、コイルバネ９７，９８により、枝打ち方向側位置であって、第１湾曲板９１が貫通孔７３の上部側面に係止する位置（最上位置）に位置するようにした。しかし、枝打ち方向側位置は、貫通孔７３の枝打ち方向の側面と当接させる位置に限定するものではない。例えば、枝噛み防止部材９０に負荷がかかっていない状態では、貫通孔７３の枝打ち方向の側面から離間して引っ張りばねで宙づり状態となるようにしてもよい。そして、枝打ち時に、枝噛み防止部材９０が反枝打ち方向に移動させるようにしてもよい。
【００７１】
・ 前記環状機枠１３はを平面視正四角環状に形成しているが、円形環状にしてもよく、或いは、正多角形環状にしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
Ｓ…昇降部、ＳＫ…昇降機構、１１…樹幹、１１Ａ…枝、６０…自走機構、
６２…環状リング（軌道部）、６５…サーボモータ（駆動手段、駆動源）、
６７…チェーンソー（枝打ち装置）、７１…ガイドバー（支持手段）、
７２…チェーン歯（刃体）、７３…貫通孔、
７４，７５…ガイドレール部材（支持機構）、
９７，９８…コイルバネ（支持機構、付勢手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持手段と、前記支持手段により切断動作可能に支持された刃体と、前記刃体に切断動作を付与する駆動手段とを備え、枝打ち時に前記駆動手段により前記刃体が切断動作している状態で、前記支持手段が枝打ち方向へ移動することにより、枝打ちをする枝打ち装置において、
前記支持手段の部位には枝噛み防止部材を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持する支持機構を備え、
前記枝噛み防止部材は、前記刃体の刃幅よりも幅が狭い挿入部を備えるとともに該挿入部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下で前記刃体の切断動作及び前記支持手段の枝打ち方向への動作が可能にされていることを特徴とする枝打ち装置。
【請求項２】
前記支持機構は、前記枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる支持機構と取り替え可能に前記支持手段に対して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の枝打ち装置。
【請求項３】
前記支持機構が、さらに、前記枝噛み防止部材を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の枝打ち装置。
【請求項４】
前記支持機構は、許容されている移動方向に前記枝噛み防止部材が移動した際に、該枝噛み防止部材をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置。
【請求項５】
前記刃体が該支持手段の周部を周回するチェーン歯であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置。
【請求項６】
昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降部には、樹幹を囲むように配置される軌道部が設けられ、前記軌道部に対して請求項１、請求項３、請求項４、請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置。
【請求項７】
昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降機構は、自走する駆動機構と、樹幹の周面の周方向に沿って旋回可能に操舵する操舵機構を含み、前記昇降部に対して請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置。
【請求項１】
支持手段と、前記支持手段により切断動作可能に支持された刃体と、前記刃体に切断動作を付与する駆動手段とを備え、枝打ち時に前記駆動手段により前記刃体が切断動作している状態で、前記支持手段が枝打ち方向へ移動することにより、枝打ちをする枝打ち装置において、
前記支持手段の部位には枝噛み防止部材を、樹幹の周面に沿って円弧状の軌跡を描いて移動自在に支持する支持機構を備え、
前記枝噛み防止部材は、前記刃体の刃幅よりも幅が狭い挿入部を備えるとともに該挿入部が切断中の枝の切り口に挟まれた状態の下で前記刃体の切断動作及び前記支持手段の枝打ち方向への動作が可能にされていることを特徴とする枝打ち装置。
【請求項２】
前記支持機構は、前記枝噛み防止部材の前記円弧状の軌跡が異なる支持機構と取り替え可能に前記支持手段に対して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の枝打ち装置。
【請求項３】
前記支持機構が、さらに、前記枝噛み防止部材を、枝打ち方向と反枝打ち方向に延びる軸とは直交する上下方向に延びる軸に移動自在に支持していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の枝打ち装置。
【請求項４】
前記支持機構は、許容されている移動方向に前記枝噛み防止部材が移動した際に、該枝噛み防止部材をその移動した方向とは反対方向に復帰移動させる付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置。
【請求項５】
前記刃体が該支持手段の周部を周回するチェーン歯であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置。
【請求項６】
昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降部には、樹幹を囲むように配置される軌道部が設けられ、前記軌道部に対して請求項１、請求項３、請求項４、請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置。
【請求項７】
昇降機構により昇降する昇降部を備え、前記昇降機構は、自走する駆動機構と、樹幹の周面の周方向に沿って旋回可能に操舵する操舵機構を含み、前記昇降部に対して請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の枝打ち装置が設けられていることを特徴とする昇降作業装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１６７１２７（Ｐ２０１１−１６７１２７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４５７２（Ｐ２０１０−３４５７２）
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年２月１５日 国立大学法人 岐阜大学主催の「平成２１年度 人間情報システム工学専攻 修士論文公聴会」において文書をもって発表
【出願人】（３９６０２４９０１）
【出願人】（５０７１０６２７２）株式会社 生物資源研究所 (4)
【出願人】（５０４３３１３９２）株式会社丸富精工 (11)
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年２月１５日 国立大学法人 岐阜大学主催の「平成２１年度 人間情報システム工学専攻 修士論文公聴会」において文書をもって発表
【出願人】（３９６０２４９０１）
【出願人】（５０７１０６２７２）株式会社 生物資源研究所 (4)
【出願人】（５０４３３１３９２）株式会社丸富精工 (11)
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