柱体昇降作業装置
【課題】
樹幹が断面形状が変化した際に、揺動部材の両端に設けられた車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる柱体昇降作業装置を提供する。
【解決手段】
昇降作業装置２０は、揺動部材３１が樹幹の外周面へその両端が接近離間移動可能に、揺動部材３１の中間部にて環状機枠２１に対し揺動自在に支持するようし、該揺動部材３１の両端に下部主車輪７２Ａが取付けられている。昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材３１の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材３１が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材３１の両端に設けられた各下部主車輪７２Ａが同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
樹幹が断面形状が変化した際に、揺動部材の両端に設けられた車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる柱体昇降作業装置を提供する。
【解決手段】
昇降作業装置２０は、揺動部材３１が樹幹の外周面へその両端が接近離間移動可能に、揺動部材３１の中間部にて環状機枠２１に対し揺動自在に支持するようし、該揺動部材３１の両端に下部主車輪７２Ａが取付けられている。昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材３１の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材３１が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材３１の両端に設けられた各下部主車輪７２Ａが同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱体に沿って昇降動作する柱体昇降作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱体昇降作業装置は、人、荷物或いは作業を行う作業機構部等を搭載して種々の作業を行うためのものであり、代表的には、枝打ちを行う柱体昇降作業装置が公知である。
この種の柱体昇降作業装置の樹幹（柱体）に対する昇降の方法は、下記の（ａ）〜（ｃ）の３種類に大別できる。
【０００３】
（ａ） 螺旋運動による昇降（特許文献１〜５）、
（ｂ） 車輪による直動運動による昇降（特許文献６〜８）、
（ｃ） 尺取虫型の直動運動による昇降（非特許文献１）
螺旋運動による昇降は、昇降と同時に枝刈りが可能であり、枝打ち機構部をレール案内等を用いて樹幹の外周を回るための機構を必要としない。しかし、枝刈りが必要でないときにも螺旋運動するため昇降にかかる時間が大となり作業効率が良くなかった。又、車輪部が樹表面で滑らないようにするために、車輪部を強く樹幹にバネ等により強く押し付けている。能動的な作動する車輪部をバネ等の弾性受動部品を用いる方法は幹径の大きな変化に対応が困難のため対象とする幹径を制限せざるをえない。又、バネ等の伸縮時には手動で大きな力を働かせる必要があり、操作性が良くなかった。
【０００４】
車輪による直動運動による昇降は、枝刈りのための樹幹回りの回転運動機構を必要とするが、高速昇降ができる利点がある。しかし、螺旋運動による昇降と同様に、車輪部が樹表面で滑らないようにするために、車輪部を強く樹幹にバランス良く強く押し付ける方法を必要としている。この方法として、強力なバネや弾性部材を用いて押し付け力を発生させる方法（特許文献９，１０）があるが、この方法は幹径の大きな変化に対応が困難のため対象とする幹径を制限せざるをえない。
【０００５】
又、前記方法ではバネ等の伸縮時には手動で大きな力を働かせる必要があり、操作性が良くなかった。一方、ジャッキなどを用いて能動的に押し付け力を調整する方法（特許文献７）は、押し付け機構を必要とし、このため機構を複雑にし、かつ装置が重くなる弱点がある。
【０００６】
尺取虫型の直動運動による昇降は、上下にある腕で交互に樹幹に抱きつき、一方が抱きついているとき、他方が昇降機構により上下運動するため、昇降速度が他の方法と比較して遅いという問題がある。また、抱きつくために大きな腕の挟み力を必要とし、このために機構が複雑となっている。また、大きな曲がりにも対応が十分にできていない。
【０００７】
上記したいずれの昇降の方法においても、重力の影響により車輪部が樹表面で滑り落ちないようにするために、能動車輪部を強く樹幹に押し付けるための弾性部材あるいは能動機構を採用している。このため、能動車輪部を樹幹に対して押し付けるために弾性部材を用いる方法では、対応できる幹径に大きな制限があり、バネ力を発生させるときの操作性が良くなく、能動機構を用いる場合は、強い押し付け力を生じさせるために機構が複雑で重量化の問題がある。
【０００８】
又、直動運動と螺旋運動の両者の機能をもつ昇降がないため、直動運動のみでは樹幹の外周の運動案内機構を必要とし、螺旋運動のみでは、常に樹幹の外周を回るため高速化すると遠心力で樹幹が大きく揺さぶられ不安定となるため、低速な螺旋運動にせざるを得ない。
【０００９】
そこで、こうした問題の解決に向けて、本出願人は、弾性機構や能動機構を用いない「柱体昇降作業装置」（特許文献１１）を提案している。この提案した装置では、木径の変化に対応するため、樹幹の中心方向へ能動車輪を直動する直動案内機構がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２９０６３７号公報
【特許文献２】特開平１０−０５２１８１号公報
【特許文献３】実公昭６０−３３８１３号公報
【特許文献４】実公昭５９−３４２８７号公報
【特許文献５】特公平３−５２９２６号公報
【特許文献６】特開２００１−１２００８４号公報
【特許文献７】特開２００６−８７３２６号公報
【特許文献８】特開平８−３３１９８６号公報
【特許文献９】特開２００２−３１５４５３号公報
【特許文献１０】特開２０００−２９５９３１号公報
【特許文献１１】特開２００８−２５３１１６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】管裕樹 他５名，「森林作業支援のための木登り枝打ちロボットＷＯＯＤＹ−１の開発」，第６回システムインテグレーション部門講演会（Ｓ１２００５）予稿集（ＣＤ−ＲＯＭ），pp.1013-1014,2005 旋回運動と尺取り虫型昇降運動
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、樹幹の中心方向へ能動車輪を直動する前記直動案内機構を受動機構として構成すると昇降時の木の形状変化、例えば、コブ等が樹幹の外周に突出していると４つの能動車輪が同時に木表面で設置できなくなる問題がある。一方、前記直動案内機構を能動機構として構成すると、能動化のために駆動モータ等が必要となるため、重量化する問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、樹幹が断面形状が変化した際に、揺動部材の両端に設けられた車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる柱体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】
【００１４】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、柱体の外周面を取り巻くように配置可能であり、作業機を搭載する環状機枠と、該環状機枠の上方において配置されるとともに前記外周面を転動する上部主車輪と、前記環状機枠の下方において配置されるとともに前記上部主車輪とは前記柱体を挟んで反対側に位置するように設けられて前記外周面を転動する下部主車輪と、前記上部主車輪又は下部主車輪の少なくともいずれか一方（以下、駆動車輪という）に設けられて該駆動車輪を駆動する駆動機構及び駆動車輪を操舵する操舵機構とを含み、前記駆動車輪により前記柱体の周囲を回転して昇降する柱体昇降作業装置において、単数の揺動部材、又は互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材が前記柱体の外周面へその両端が接近離間移動可能に、該揺動部材の中間部にて前記環状機枠に対し揺動自在に支持され、前記単数の揺動部材の両端に前記下部主車輪又は上部主車輪が取付けられ、或いは一対の揺動部材のうち一方の揺動部材の両端に前記上部主車輪が取付けられるとともに他方の揺動部材の両端に前記下部主車輪が取付けられていることを特徴とする柱体昇降作業装置を要旨とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記駆動車輪は、前記柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構に支持されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記車輪位置調整機構には、前記上部主車輪の下方に位置して、又は下部主車輪の上方に位置して、柱体の外周面を転動する副車輪が装着され、該副車輪は、付勢部材により前記柱体の外周面にそれぞれ押圧されてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２において、前記車輪位置調整機構により前記柱体の直径方向に位置調整される可動支持体が設けられ、該可動支持体には、固定アームが取り付けられ、前記固定アームの先端部には前記駆動車輪が装着されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４において、前記車輪位置調整機構は、前記可動支持体を手動で移動する操作機構、又はモータによる操作機構を含むことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５において、前記固定アームの先端部には、駆動車輪の進行方向を変更する操舵機構が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項において、前記駆動機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪の車軸に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項において、前記操舵機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪を支持するフォーク部材に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項において、前記環状機枠には、作業機としての枝打ち機構が搭載され、該枝打ち機構は、枝打ちを行う枝打ち本体部と、前記柱体の直径方向において、該枝打ち本体部を第１駆動源の駆動により位置調整する枝打ち位置調整機構部と、第２駆動源により該枝打ち本体部を鉛直方向に対する角度（以下、姿勢という）を調整する姿勢調整機構部を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記枝打ち本体部には、反柱体側に該枝打ち本体部が傾斜した状態で枝打ち位置調整機構部により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、前記第１駆動源の駆動を停止させて、第２駆動源を駆動させる第１検出手段と、前記枝打ち本体部の姿勢が前記姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、前記第２駆動源を停止する第２検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項８乃至請求項１０のうちいずれか１項において、前記環状機枠には、枝打ち機構が枝打ちする際に、該枝打ち機構に働く反力に抗するための受動輪が柱体に対して接触可能に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材の両端に設けられた各上部主車輪、又は各下部主車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、柱体の直径寸法が変化した場合に、車輪位置調整機構により駆動車輪の位置を柱体の直径寸法に応じて位置調整することにより、柱体昇降作業装置を異なる直径の柱体に対して、昇降させることができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、車輪位置調整機構により、柱体昇降作業装置を柱体に取り付ける際に柱体の径方向において、副車輪の位置の調整を行うことができる。副車輪は付勢部材により付勢されて柱体の外周面に当接するため、昇降時に柱体の径の変化があっても、その径の変化に追従することができる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、車輪位置調整機構の位置調整により、固定アームを介して駆動車輪が柱体の直径寸法に応じて位置調整することができる。
請求項５の発明によれば、手動又はモータで動作する操作機構により可動支持体を介して車輪位置の調整ができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、操舵機構により、柱体に対して、上下方向に沿った直線走行、或いは螺旋走行のいずれかを選択的に行うことができる。
請求項７の発明によれば、サーボモータが停止された状態で、駆動車輪の回転が停止され、装置の自重によって、駆動車輪が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【００２８】
請求項８の発明によれば、サーボモータが停止された状態で、フォーク部材の回転が停止され、装置の自重によって、フォーク部材が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、操舵機構の構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【００２９】
請求項９の発明によれば、柱体の径の変化により、枝打ち本体部が柱体に対して傾いた際に、枝打ち位置調整機構部の位置調整及び姿勢調整機構部の角度調整により、枝打ち本体部の柱体に対する位置、姿勢（角度）を調整することができ、枝打ち本体部の作業を、行いやすくすることができる。例えば、柱体の外周面に枝打ち本体部の姿勢を平行にする等、柱体に対する枝打ち本体部の姿勢を一定にすることもできる。
【００３０】
請求項１０の発明によれば、枝打ち本体部は柱体に対して、所定距離離間した状態でしかも所定姿勢で枝打ちを行うことができる。
請求項１１の発明によれば、枝打ち機構が枝打ちする際に、受動輪が、樹幹（柱体）に接触して、該枝打ち機構に働く反力に抗することができ、この結果、前記反力による柱体昇降作業装置の姿勢の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態の昇降作業装置の斜視図。
【図２】一実施形態の昇降作業装置の平面図。
【図３】一実施形態の昇降作業装置側面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、一部構成を省略した環状機枠の斜視図。
【図５】ヒンジ機構の断面図。
【図６】連結機構の断面図。
【図７】揺動部材の支持構成の斜視図。
【図８】下部昇降機構部の斜視図。
【図９】第３車輪位置調整機構部の斜視図。
【図１０】（ａ）は上部副車輪ユニットの斜視図、（ｂ）は下部主車輪ユニットの斜視図。
【図１１】第５車輪位置調整機構部と受動輪の斜視図。
【図１２】第５車輪位置調整機構部と受動輪の側面図。
【図１３】枝打ち機構の斜視図。
【図１４】位置調節機構の斜視図。
【図１５】枝打ち機構の側面図。
【図１６】枝打ち機構の斜視図。
【図１７】柱体昇降作業装置の原理を示す正面図。
【図１８】図１７の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の柱体昇降作業装置の一実施形態を図面に従って説明する。
最初に、柱体としての樹幹１１を昇降する柱体昇降作業装置（以下、柱体昇降作業装置を単に昇降作業装置という）１２の原理を図１７及び図１８を参照して説明する。
【００３３】
この昇降作業装置１２は、前記樹幹１１の外周に取り外し可能に装着される環状機枠１３を備えている。この環状機枠１３は環状の上部フレーム１３ａと、その一部に下方に指向するように連結されたウエイト部１３ｂと、ウエイト部１３ｂの下端部に前記樹幹１１に向かって一体に形成されたアーム部１３ｃとにより構成されている。前記上部フレーム１３ａの一部（左側）には回転軸１４により前記樹幹１１の表面を転動する上部駆動輪１５が装着され、前記アーム部１３ｃの先端には回転軸１６により前記樹幹１１の表面を転動する下部駆動輪１７が装着されている。前記上部及び下部駆動輪１５，１７は、図示しない駆動機構により回転駆動されるようになっている。図２に示すように前記上部フレーム１３ａには、支持軸１８により従動輪１９ａ，１９ｂが１８０°隔てて装着され、前記上部及び下部駆動輪１５，１７と協働して昇降作業装置１２が樹幹１１に沿って安定して昇降することができるようにしている。
【００３４】
前記環状機枠１３には図示しないが、枝打ち装置としてのチェーンソーが樹幹１１の周りを旋回可能に装着されている。
次に、昇降作業装置１２が樹幹１１の表面に沿って昇降する原理について説明する。
【００３５】
昇降作業装置１２全体の重量中心（重心）Ｏは、前記樹幹１１の外部において前記下部駆動輪１７よりも外側の前記ウエイト部１３ｂに設定されている。昇降作業装置１２の重量Ｍ・ｇ（Ｍは質量、ｇは重力加速度）が前記重量中心Ｏに作用すると、樹幹１１と、上部及び下部駆動輪１５，１７との接触点で押付力の反力として、上部でＦ１、下部でＦ２が環状機枠１３に作用し、これにより、上部でμ１・Ｆ１、下部でμ２・Ｆ２の摩擦力が発生する。ここで、μ１，μ２は、摩擦係数である。このとき、力とモーメントの釣り合い式は、以下のようになる。
【００３６】
μ１・Ｆ１＋μ２・Ｆ２＝Ｍ・ｇ
Ｆ１＝Ｆ２
Ｆ１・ｈ−μ１・Ｆ１・Ｄ＝Ｍｇ・ｗ
ただし、Ｄは樹幹１１の直径、ｈは両駆動輪１５，１７の上下方向の距離、ｗは樹幹１１と前記重量中心Ｏとの水平方向の距離である。説明を簡素化するために、μ１＝μ２＝μとすると、μ＝ｈ／（Ｄ＋２ｗ）である。このμが上部駆動輪１５、下部駆動輪１７と樹幹１１の表面との摩擦係数より小さくなる設定としているので、昇降作業装置１２は重量Ｍ・ｇにより滑り落ちることなく、樹幹１１に沿って昇降することができる。
【００３７】
次に、前述の昇降作業装置１２の原理を応用した昇降作業装置２０の一実施形態を図１〜１６を参照して説明する。
昇降作業装置２０の概略構成について説明する。
【００３８】
（環状機枠２１）
図１、図２に示すように昇降作業装置２０は前記環状機枠１３に相当する環状機枠２１を有する。環状機枠２１は図４（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視円状に形成され、ヒンジ機構２２によって水平方向の開閉可能に連結された平面視半円状の第１フレーム２３及び第２フレーム２４により、樹幹１１の周囲に脱着可能に構成されている。なお、環状機枠１３の形状は、平面視円状に限定されるものてばなく、形状は環状に形成されていればよい。
【００３９】
第１フレーム２３及び第２フレーム２４のヒンジ機構２２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２５が設けられている。ヒンジ機構２２は、図５に示すように、第１フレーム２３に固定された連結部材２３ａ及び第２フレーム２４に固定された一対の連結部材２４ａが重ね合わされた状態で、連結軸２２ａが連結部材２３ａに対して回動自在に挿通されている。連結軸２２ａは、連結部材２４ａに対して固定されてて抜け止めされている。
【００４０】
図６に示すように、連結機構２５は、第１フレーム２３の端部に固定された筒体２６と、第２フレーム２４の端部に固定されて前記筒体２６の下面に重ね合わせて配置される連結体２７と、筒体２６内に上下動自在に挿通されるとともに連結体２７の下部の雌ネジ孔２７ａに上方へ螺退可能に螺合される軸体２８を備えている。軸体２８は、上部に一体に連結された操作ハンドル２９が連結されている。操作ハンドル２９の時計周り回転操作により、軸体２８は連結体２７に対して螺合して第１フレーム２３と第２フレーム２４とが連結状態となる。又、操作ハンドル２９の反時計回り方向の回転操作により、軸体２８は連結体２７から上方へ螺退して第１フレーム２３と第２フレーム２４との連結状態が解除される。又、連結体２７の外部表面には、ロック付キャッチクリップ３０が設けられていて、第１フレーム２３と第２フレーム２４とが連結状態でロック付キャッチクリップ３０が、筒体２６外部に設けられた図示しない爪に対して解除可能に掛け止め可能である。ロック付キャッチクリップ３０を前記図示しない爪から掛け止めを解除して、操作ハンドル２９を反時計方向に回転操作することにより、第１フレーム２３と第２フレーム２４との連結状態が解除される。
【００４１】
（揺動部材３１）
次に、揺動部材３１を図２、図７を中心に参照して説明する。
図７に示すように第２フレーム２４の円弧方向長さの中間部には、上下に一対の取付部材３２，３３が取付け固定され、取付部材３２，３３には環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）から放射方向（すなわち、外方）へ一対の軸受片３４が突出されている。なお、図７では取付部材３３に固定された下方に位置する軸受片３４は一部のみ図示されている。
【００４２】
揺動部材３１は、図２に示すように、平面視円弧状に形成され、図７に示すようにその中間部の上下には一対の軸受片３５が固定されている。一対の軸受片３５の内端は、環状機枠２１側へ突出され、該内端間には、回転軸３６が回転自在に挿通されて、該回転軸３６の上下両端は一対の軸受片３４に回転自在に軸支されている。揺動部材３１は、回転軸３６により、図１に示すように矢印方向に揺動可能であり、すなわち、両端のうち、一方の端部が、環状機枠２１側に接近すると、他方の端部は、環状機枠２１とは反対側に離間する方向に移動するように揺動する。
【００４３】
なお、揺動部材３１の長さは、揺動時に他の部材に干渉しない長さが好ましい。本実施形態では、揺動部材３１は、環状機枠２１の平面視円状の円と同心円となるように外側に配置され、該同心円の１／４円弧となる長さを有するが、１／４円弧の長さに限定されるものではない。
【００４４】
（車輪位置調整機構部）
次に、車輪位置調整機構部４１〜４４について説明する。
昇降作業装置２０は、図１、２に示すように環状機枠２１に取付けされた第１車輪位置調整機構部４１、及び第２車輪位置調整機構部４２、揺動部材３１の両端に取付けされた第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部、並びに、環状機枠２１に取付けされた第５車輪位置調整機構部４５を備えている。
【００４５】
図２に示すように第１車輪位置調整機構部４１と第３車輪位置調整機構部４３とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）をはさんで、互いに１８０°反対方向に位置するように配置されている。又、図２に示すように第２車輪位置調整機構部４２と第４車輪位置調整機構部４４とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）をはさんで、互いに１８０°反対方向に位置するように配置されている。
【００４６】
又、第１車輪位置調整機構部４１と第２車輪位置調整機構部４２とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）として互いに９０°（以下、第１車輪位置調整機構部４１と第２車輪位置調整機構部４２との離間角度が９０°という）離間するように配置されている。
【００４７】
又、第３車輪位置調整機構部４３及と第４車輪位置調整機構部４４とは、揺動部材３１が環状機枠２１と同心円の位置に位置した際に、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）として互いに９０°（以下、第３車輪位置調整機構部４３と第４車輪位置調整機構部４４との離間角度が９０°という）離間するように配置されている。なお、これらの離間角度は、９０°に限定されるものではないが、後述する上部主車輪７２Ｂと、下部主車輪７２Ａとが安定して、柱体（樹幹）の外周面に安定して転動可能な離間角度とすることが好ましい。
【００４８】
又、第５車輪位置調整機構部４５は、図１、図２に示すように、ヒンジ機構２２が設けている環状機枠２１に設けられている。
各車輪位置調整機構部は同様に構成されているため、揺動部材３１に取付けされた第３車輪位置調整機構部４３を図８、図９を参照して説明し、他の車輪位置調整機構部における同一構成、又は相当する構成については、第３車輪位置調整機構部４３の構成に付した同一符号を付す。
【００４９】
第３車輪位置調整機構部４３は、図７、図８に示すように、長板状のベース板５０と、ベース板５０の長手方向の一端に立設された端板５１と、環状機枠２１の中心ｎ側の他端より位置に立設された端板５２とを有する。端板５２には、環状機枠２１の中心ｎ側に向かって取付片５３がベース板５０と平行に延出されている。そして、該取付片５３とベース板５０の一端の間において、介在部材５４を介して図示しないボルト等を使用して揺動部材３１の一端を挟圧することにより、第３車輪位置調整機構部４３が揺動部材３１に対して取付け固定されるとともに、ベース板５０が略水平となるように配置されている。
【００５０】
端板５１、５２の上部間、及び中央部間には、ガイド棒５５と、ラック５６がそれぞれ互いに平行に架設されている。
ガイド棒５５には可動支持体５７がガイド棒５５の長手方向に沿って摺動自在に貫通されている。又、可動支持体５７はその下面がベース板５０の上面に対して摺動自在に配置されている。
【００５１】
可動支持体５７は、図９に示すようにラック５６を上から跨ぐように下部が凹設されており、ラック５６から下方へ突出した下部の部位間には、軸５８が架設されている。同軸５８には、前記凹部５７ａ内に位置するように、爪部材５９が回動自在に支持されている。爪部材５９は、前記軸５８に巻回された図示しないばねにより付勢されてラック５６の何れかの歯５６ａに噛み合い可能となっている。ベース板５０には、図９に示すように、長手方向に沿って長孔５０ａが透設されている。爪部材５９の操作端５９ａは、長孔５０ａを貫通して、ベース板５０の下方に突出しており、ベース板５０の下方から操作端５９ａ（図１１参照）が操作されることにより、爪部材５９のラック５６に対する噛合、及び噛合の解除が可能である。爪部材５９のラック５６に対する噛合が解除されることにより、可動支持体５７は、ベース板５０の長手方向、すなわち、後述する上部主車輪７２Ｂ及び下部主車輪７２Ａにおける柱体の直径方向に位置調整が可能である。ラック５６、可動支持体５７、軸５８、爪部材５９等により、手動の操作機構が構成されている。
【００５２】
第４車輪位置調整機構部４４の揺動部材３１に対する取付け構造は、第３車輪位置調整機構部４３と同様である。
第１車輪位置調整機構部４１の第１フレーム２３に対する取付けは、図１に示すようにベース板５０の一端と取付片５３間に挟着部材６０が取付け固定され、挟着部材６０の先端に設けられた一対の挟着片６１，６２間に第１フレーム２３を挟み込みしてボルト等により締付けされることにより行われている。第２車輪位置調整機構部４２の第１フレーム２３に対する取付けは、第１車輪位置調整機構部４１と同様であるため、説明を省略する。第５車輪位置調整機構部４５の第１フレーム２３に対する取付けは、図４に示すように、第１フレーム２３、又は第２フレーム２４のいずれか一方に対して、ベース板５０の一端及び取付片５３が固定されている。
【００５３】
第３車輪位置調整機構部４３、及び第４車輪位置調整機構部４４は、下部主車輪を柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構部に相当する。
（下部昇降機構部Ａ）
次に、第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部４４に取付けされた下部昇降機構部Ａを図８、図１０（ｂ）を参照して説明する。なお、第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部４４にそれぞれ取付けされた下部昇降機構部Ａは、同一構成のため、第３車輪位置調整機構部４３に設けられた下部昇降機構部Ａを中心に説明し、第４車輪位置調整機構部４４の下部昇降機構部Ａの構成部材については、第３車輪位置調整機構部４３の下部昇降機構部Ａの構成部材と同一符号を付す。
【００５４】
下部昇降機構部Ａは、可動支持体５７の両側部に一体に固定されて下方に延びる一対の固定アーム６４と、両固定アーム６４の先端間に固定された支持板６５と、支持板６５に設けられた操舵機構６６Ａと、操舵機構６６Ａにより操舵される下部主車輪ユニット６７Ａを備えている。なお、図９、図１０（ｂ）では、固定アーム６４は、説明の便宜上、一方を省略して図示している。
【００５５】
図８に示すように操舵機構６６Ａは、支持板６５に対して取付板６５ａを介して固定されたサーボモータ６８と、サーボモータ６８の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ６９と、支持板６５に回転自在に貫通された操舵軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ６９に噛合するウォームホイール７０とから構成されている。
【００５６】
操舵機構６６Ａは、サーボモータ６８が正逆回転駆動することにより、後述の下部主車輪ユニット６７Ａを操舵する。
下部主車輪ユニット６７Ａは、前記操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板６５に対して回転するフォーク部材７１と、該フォーク部材７１にて回転自在に支持された下部主車輪７２Ａと、該下部主車輪７２Ａの車軸（図示しない）を回転駆動する駆動機構７３を備えている。
【００５７】
駆動機構７３は、フォーク部材７１の外側面に固定されたサーボモータ７４と、サーボモータ７４の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ７５と、フォーク部材７１に回転自在に貫通された前記車軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ７５に噛合するウォームホイール７６とから構成されている。下部主車輪７２Ａは、サーボモータ７４の駆動により回転駆動する。
【００５８】
（上部副車輪８７及び上部副車輪８７の支持機構部７８）
次に、第３車輪位置調整機構部４３、及び第４車輪位置調整機構部４４に設けられた上部副車輪８７及び上部副車輪８７の支持機構部７８を図８〜図１０（ａ）を参照して説明する。なお、第４車輪位置調整機構部４４の上部副車輪及び支持機構は、第３車輪位置調整機構部４３の上部副車輪８７及び支持機構部７８と同一であるため、第３車輪位置調整機構部４３の上部副車輪８７及びその周辺構成について説明し、第４車輪位置調整機構部４４の上部副車輪８７及び支持機構部７８の説明は省略する。
【００５９】
支持機構部７８は、可動支持体５７の両側部から突出した軸５７ｂに対し固定アーム６４の外面側において揺動自在に支持され、柱体側へ向かって斜め上方に延びる一対の揺動アーム７９と、両揺動アーム７９の先端間に固定された支持板８０と、支持板８０に設けられた操舵機構８１と、操舵機構８１により操舵される上部副車輪ユニット８２を備える。なお、図９、図１０（ａ）では、揺動アーム７９は、説明の便宜上、一方を省略して図示している。
【００６０】
図８に示すように一対の固定アーム６４の側面には、ストッパ６４ａが固定されている。前記揺動アーム７９の揺動範囲は該ストッパ６４ａにより規制されている。なお、図８は、片方のストッパ６４ａのみ図示されている。前記揺動アーム７９は、揺動アーム７９を可動支持体５７に回動自在に軸支する軸に設けられた図示しない捻りコイルバネ等からなる付勢部材にて常時、環状機枠２１の中心ｎ側へ付勢されている。この付勢により、樹幹の外周面に上部副車輪８７を押圧して当接可能である。
【００６１】
図１０（ａ）に示すように操舵機構８１は、支持板８０に対して取付板８８を介して固定されたサーボモータ８３と、サーボモータ８３の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ８４と、支持板８０に回転自在に貫通された操舵軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ８４に噛合するウォームホイール８５とから構成されている。
【００６２】
操舵機構８１は、サーボモータ８３が正逆回転駆動することにより、後述の上部副車輪ユニット８２を操舵する。
上部副車輪ユニット８２は、支持板８０に回転自在に貫通された前記操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板８０に対して回転するフォーク部材８６と、該フォーク部材８６にて回転自在に支持された上部副車輪８７を備えている。
【００６３】
（上部昇降機構部Ｂ）
図１〜３に示すように、第１車輪位置調整機構部４１及び第３車輪位置調整機構部４３には、上部昇降機構部Ｂが設けられている。第１車輪位置調整機構部４１と、第３車輪位置調整機構部４３に設けられた上部昇降機構部Ｂは、同一構成のため、第１車輪位置調整機構部４１の上部昇降機構部Ｂについて説明する。
【００６４】
図１に示すように上部昇降機構部Ｂは、可動支持体５７の両側部に一体に固定されて上方に延びる一対の固定アーム８９と、両固定アーム８９の先端間に固定された支持板６５と、支持板６５に設けられた操舵機構６６Ｂと、操舵機構６６Ｂにより操舵される上部主車輪ユニット６７Ｂを備えている。
【００６５】
ここで、上部昇降機構部Ｂは、下部昇降機構部Ａの構成と下記の構成が異なり、他の残りの構成は同一である。すなわち、下部昇降機構部Ａの固定アーム６４が下方に延びている代わりに、固定アーム８９が上方に延びているところが異なるとともに、下部主車輪ユニット６７Ａの代わりに上部主車輪ユニット６７Ｂであることが異なるだけである。
【００６６】
上部主車輪ユニット６７Ｂは、下部主車輪ユニット６７Ａと構成が実質的に同一であり、下部主車輪７２Ａの代わりに、上部主車輪７２Ｂが設けられていることが異なり、他の構成は同一であるため、下部主車輪ユニット６７Ａの構成に相当する構成については同一符号を付して説明を省略する（図２参照）。
【００６７】
すなわち、上部主車輪ユニット６７Ｂは、操舵機構６６Ｂの操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板に対して回転するフォーク部材と、該フォーク部材にて回転自在に支持された上部主車輪７２Ｂと、該上部主車輪７２Ｂの車軸（図示しない）を回転駆動する駆動機構を備えている。
【００６８】
（枝打ち機構）
次に、枝打ち機構９０を図７、図１３〜１６を参照して説明する。
図７に示すように枝打ち機構９０は、環状機枠２１の揺動部材３１を軸支する近位の部位において、前記取付部材３２に固定されたベース板９１（図１４参照）を含む。ベース板９１の長手方向は、環状機枠２１の中心ｎに向かう方向と一致するように配置されている。ベース板９１上には、ベース板９１の上方空間を覆うように、略直方体をなす有蓋箱状のカバー体９２がベース板９１の長手方向に沿って摺動自在に載置されている。なお、図１４では、カバー体９２の一部が省略されて図示されている。カバー体９２の両側外面の下部には、ベース板９１に摺接する角柱状の摺動体９３が固定されている。
【００６９】
図１４に示すように、ベース板９１には、位置調節機構９４が設けられている。位置調節機構９４は、ベース板９１に固定されたサーボモータ９５と、サーボモータ９５の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ９６と、ウォームギヤ９６に噛合する入力歯車（図示しない）と出力歯車９７ａとを含む歯車機構９７と、カバー体９２の内頂面に固定されて長手方向に延出され、出力歯車９７ａに噛合するラック９８とを含む。サーボモータ９５は第１駆動源に相当する。
【００７０】
位置調節機構９４は、サーボモータ９５が正逆回転することにより、ウォームギヤ９６、出力歯車９７ａ、ラック９８を介して、カバー体９２をベース板９１の長手方向において、すなわち、柱体（樹幹）の直径方向において、環状機枠２１の中心ｎに対する接近又は離間の位置調整が可能である。位置調節機構９４は、枝打ち位置調整機構部に相当する。
【００７１】
カバー体９２の両側面には、一対のガイド棒９９が前記長手方向に沿って固定されている。両ガイド棒９９には、スライド１００がガイド棒９９に前記長手方向に沿って摺動自在に嵌合され、両スライド１００上には機構部基台１０１が固定されている。又、ガイド棒９９において、環状機枠２１の中心ｎとは反対側には、図１５，１６に示すようにコイルスプリング１０２ａを含む緩衝装置１０２が装着されており、スライド１００が、反中心ｎ側に移動したときに緩衝機能を発揮する。
【００７２】
図１３に示すように機構部基台１０１には、一対の軸受部１０３（図１３においては一方のみ図示）を介して支持軸１０４が回転自在に支持され、支持軸１０４には、歯車１０５が固定されている。機構部基台１０１には、第２駆動源としてのサーボーモータ１０６が固定され、サーボーモータ１０６の出力軸には前記歯車１０５に噛合するウォームギヤ１０７が固定されている。サーボーモータ１０６、歯車１０５、ウォームギヤ１０７、支持軸１０４からなる機構部は、姿勢調整機構部に相当する。
【００７３】
支持軸１０４には取付部材１１０ａを介して、図１３、１５、１６に示すように支持ユニット１１０が固定されている。支持ユニット１１０には、図１３に示すように、一対のガイドロッド１１２が上方へ延出されている。一対のガイドロッド１１２には、枝打ち本体部１２０が上下方向に移動自在に嵌合され、ガイドロッド１１２に沿って上下動可能となっている。ガイドロッド１１２には、枝打ち本体部１２０の下動時の緩衝を行う弾性部材１１３が装着されている。
【００７４】
支持ユニット１１０には、第１検出手段及び下部接触検出手段としての接触センサ１１６が設けられており、接触センサ１１６のアクチュエータ１１７が、支持ユニット１１０から環状機枠２１の中心ｎ側に突出されている。接触センサ１１６は、例えば、接触スイッチからなる。
【００７５】
接触センサ１１６は、枝打ち本体部１２０が反柱体側に傾いてる状態で、位置調節機構９４のサーボモータ９５を駆動させて、アクチュエータ１１７が柱体に当接した際に、サーボモータ９５を停止させて、枝打ち本体部１２０が柱体に対して所定距離迄接近させるためのものである。この所定距離は、後述するチェーンソー１２１が柱体（樹幹）に対して枝打ちを行う際の柱体と支持ユニット１１０間の離間距離である。
【００７６】
又、接触センサ１１６は、サーボモータ９５を停止させた後、サーボーモータ１０６を駆動させるためのものである。
枝打ち本体部１２０は、チェーンソー１２１を備えた枝払い機構１２２を備え、モータ１２３によりガイドバー１２４の周囲に設けられたチェーン１２１ａを周回駆動するようにしている。
【００７７】
チェーン１２１ａのガイドバー１２４において、上下方向の略中央部には、第２検出手段及び上部接触検出手段としての接触センサ１３０が設けられており、接触センサ１３０のアクチュエータ１３１が、ガイドバー１２４から環状機枠２１の中心ｎ側に突出されている。接触センサ１３０は、接触スイッチからなる。
【００７８】
接触センサ１３０は、枝打ち本体部１２０が前記所定距離に達した状態で、サーボーモータ１０６が駆動されて、アクチュエータ１３１が柱体（樹幹）に接触したとき、サーボーモータ１０６を停止させるためのものである。このサーボーモータ１０６の停止時に、枝打ち本体部１２０は、所定姿勢となる。この所定姿勢は、例えば、枝打ち本体部１２０全体が鉛直方向に立った姿勢（鉛直方向に対しては０°）が挙げられるが、この所定姿勢は、この姿勢に限定されるものではない。このアクチュエータ１１７の支持ユニット１１０からの突出量を適宜変更することにより、所定姿勢は変更可能である。
【００７９】
枝打ち本体部１２０全体が鉛直方向に立った姿勢（鉛直方向に対しては０°）では、樹幹に対して略平行となり、良好な枝打ち作業を期待できる。
図７に示すように、枝打ち機構９０の下方、すなわち、環状機枠２１の下方に位置するように取付部材３３には、ブラケット１３５が固定され、ブラケット１３５には、制御ボックス１３６が固定されている。制御ボックス１３６には、図示しない制御装置、及び該制御装置と前述した各サーボモータの電力源となる図示しないバッテリが収納されている。
【００８０】
この制御ボックス１３６は、下部主車輪７２Ａ間に位置するとともに、昇降作業装置２０全体の重心が、柱体（樹幹）の外部において図２に示すように下部主車輪７２Ａ（下部駆動輪１７に相当）よりも外側に位置させるようにして、前記原理で説明したウエイト部１３ｂの機能をさせている。
【００８１】
（反力対応の受動輪１４０）
次に、図４（ａ）、図１１、及び図１２を参照して、第５車輪位置調整機構部４５に設けられた反力対応の受動輪１４０を説明する。
【００８２】
第５車輪位置調整機構部４５の可動支持体５７に対する、反力対応の受動輪１４０の支持構造は、前述した上部副車輪８７の支持構造と実質的に同じであるため、上部副車輪８７で説明した各構成部材に相当する構成については、ストッパ６４ａを除いて上部副車輪８７で説明した各構成に付した符号にさらに「Ｃ」の符号を加えたものを付すことにして、詳細な説明を省略する。以下には、上記の理由により「Ｃ」を付した構成部材の名前のみを羅列する。
【００８３】
すなわち、受動輪１４０の支持構造では、支持機構部７８Ｃ、揺動アーム７９Ｃ、支持板８０Ｃ、操舵機構８１Ｃ、下部副車輪ユニット８２Ｃ、サーボモータ８３Ｃ、前記ウォームギヤ８４Ｃ、ウォームホイール８５Ｃ、及びフォーク部材８６Ｃを含む。
【００８４】
なお、揺動アーム７９Ｃは、揺動アーム７９と異なり、図１２に示すように、環状機枠２１の中心ｎに向かって、斜め下方へ延出されている。
又、第５車輪位置調整機構部４５には、固定アーム６４の代わりに固定部材６４Ｃが設けられており、固定部材６４Ｃの側面には、ストッパ１６４ａが固定されている。固定部材６４Ｃ前記揺動アーム７９Ｃの揺動範囲は該ストッパ１６４ａにより規制されている。
【００８５】
本実施形態では、第５車輪位置調整機構部４５、すなわち、受動輪１４０は、環状機枠２１の中心ｎを中心として、枝打ち機構９０から、略４５°離間して配置されているが、４５°に限定されるものではない。
【００８６】
（実施形態の作用）
次に、昇降作業装置２０の作用を説明する。
なお、説明の便宜上、第１〜第５車輪位置調整機構部４１〜４５の可動支持体５７は、十分に端板５１側へ近接位置しているものとし、枝打ち本体部１２０の姿勢は、反樹幹側へ傾いているものとする。
【００８７】
環状機枠２１を図示しない樹幹（柱体）に装着する場合には、ロック付キャッチクリップ３０を外して図４（ａ）に示す操作ハンドル２９を操作して、第１フレーム２３，第２フレーム２４の連結を解除してヒンジ機構２２を中心に第１フレーム２３及び第２フレーム２３を開放し、樹幹の外周に第１フレーム２３及び第２フレーム２３を装着して、第１フレーム２３及び第２フレーム２３を連結して、操作ハンドル２９を操作するとともに、ロック付キャッチクリップ３０を掛ける。
【００８８】
又、第１〜第５車輪位置調整機構部４１〜４５の各爪部材５９をラック５６から係合を解除操作して、各可動支持体５７を環状機枠２１の中心ｎに移動させて、一対の下部主車輪７２Ａ、一対の上部副車輪８７、一対の上部主車輪７２Ｂ、及び、受動輪１４０を樹幹の外周面に当接させた状態にし、各爪部材５９を各ラック５６に係合保持させた状態にする。
【００８９】
この状態で下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を起動して、下部主車輪７２Ａ、及び上部主車輪７２Ｂを回転させて上昇させる。
【００９０】
この場合、樹幹を単に上昇させる場合は、制御ボックス１３６内の制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置に位置させる。このことにより、昇降作業装置２０の樹幹の上昇が直線的になる。
【００９１】
樹幹の枝打ちを行う部位に到達した場合、制御装置（図示しない）は、下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を停止（又は減速）する。合わせて、制御装置は、位置調節機構９４のサーボモータ９５を駆動させて、接触センサ１１６のアクチュエータ１１７が樹幹に当接するまで枝打ち本体部１２０を環状機枠２１の中心ｎ側に移動させる。アクチュエータ１１７が樹幹に当接して接触センサ１１６が当接すると、制御装置は、サーボモータ９５を停止させ、次に、サーボーモータ１０６を駆動させる。チェーンソー１２１の姿勢が、変化して、接触センサ１３０のアクチュエータ１３１が樹幹に当接すると、制御装置は、サーボーモータ１０６を停止させる。
【００９２】
この後、制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置から、平面視した場合反時計回りになるように操舵して、該上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａ、上部副車輪８７、及び受動輪１４０の向きを変え、又、下部主車輪ユニット６７Ａ，上部主車輪ユニット６７Ｂのサーボモータ７４を起動して、下部主車輪７２Ａ、及び上部主車輪７２Ｂを回転させて螺旋状にして上昇させる。又、合わせて、制御装置は、モータ１２３を駆動して、チェーンソー１２１を作動させる。
【００９３】
このことにより、樹幹の枝打ちが樹幹を螺旋状に上昇しながら行われる。
枝打ち機構９０により、枝打ちが行われる際に、枝打ち機構９０及び環状機枠２１に反力が働き、昇降作業装置２０の姿勢が傾こうとするが、この反力に対して、環状機枠２１の下方に設けられた受動輪１４０が、樹幹に対して接触して抗することができるため、昇降作業装置２０の姿勢変化を抑制できる。
【００９４】
なお、昇降作業装置２０は樹幹の直径が上昇するにつれ、小径となった場合は、制御装置は、位置調節機構９４と、姿勢調整機構部を前述と同様に制御して、位置調整、及び姿勢調整を行う。
【００９５】
樹幹の枝の切り落とし動作が終了すると、モータ１２３を停止させるとともに、制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置に戻すように操舵し、下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を上昇時とは逆回転させる。この結果、昇降作業装置２０の樹幹での下降が直線的になり、速やかに下降することができる。
【００９６】
なお、昇降作業装置２０が樹幹を螺旋状に上昇回転（螺旋走行）している場合、コブ等が樹幹の外周にあって、下部主車輪７２Ａの一方が乗り上げた際、或いは、樹幹断面が平面視楕円形になっている場合、揺動部材３１が揺動する。このことによって、樹幹の径か変化した場合、この２つの能動車輪である下部主車輪７２Ａは、同程度の押し付け力で樹幹表面に接触することになる。
【００９７】
仮に、この場合、揺動部材３１が揺動せず環状機枠２１に固定されていると、一対の上部主車輪７２Ｂ、一対の下部主車輪７２Ａの樹幹に対する４つの接触点を通る平面を構成できないため、一対の下部主車輪７２Ａの樹幹に対する押し付け力は著しく変化し、この結果、下部主車輪７２Ａの滑りを生じさせる虞がある。
【００９８】
なお、前記サーボモータが停止している場合、駆動機構、操舵機構は、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合作用（すなわち、減速機構）の作用により、機構は動くことはない。このため、サーボモータへの電力供給が必要ではなくなり、省電力に適している。
【００９９】
なお、前述したサーボモータ等の起動又は停止動作は、制御装置により行っているが、地上から延長コードを用いて遠隔操作されるようしてもよく、或いは無線操作により遠隔操作するように構成してもよい。
【０１００】
上記実施形態の昇降作業装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、昇降作業装置２０は、揺動部材３１が柱体（樹幹）の外周面へその両端が接近離間移動可能に、揺動部材３１の中間部にて環状機枠２１に対し揺動自在に支持するようし、該揺動部材３１の両端に下部主車輪７２Ａが取付けられている。
【０１０１】
この結果、本実施形態によれば、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材３１の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材３１が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材３１の両端に設けられた各下部主車輪７２Ａが同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
【０１０２】
（２）本実施形態では、揺動部材３１には、下部主車輪７２Ａを柱体の直径方向に位置調整するために、車輪位置調整機構としての第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４が設けられている。又、環状機枠２１には、上部主車輪７２Ｂを柱体の直径方向に位置調整するために、車輪位置調整機構としての第１車輪位置調整機構部４１、第２車輪位置調整機構部４２が設けられている。この結果、取付け時において、柱体の直径寸法が変化した場合に、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４により上部主車輪、又は下部主車輪の位置を柱体の直径寸法に応じて位置調整することにより、柱体昇降作業装置を異なる直径の柱体に対して、昇降させることができる。
【０１０３】
（３） 本実施形態の昇降作業装置２０は、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４には、下部主車輪７２Ａの上方に位置して、柱体の外周面を転動する上部副車輪８７が装着され、上部副車輪８７は、捻りコイルバネ等からなる付勢部材により柱体の外周面にそれぞれ押圧される。この結果、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４により、昇降作業装置２０を柱体に取り付ける際に柱体の径方向において、上部副車輪８７の位置の調整を行うことができる。上部副車輪８７は付勢部材により付勢されて柱体の外周面に当接するため、昇降時に柱体の径の変化があっても、その径の変化に追従することができる。
【０１０４】
（４）本実施形態では、昇降作業装置２０は、第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４により柱体の直径方向に位置調整される可動支持体５７が設けられ、可動支持体５７には、固定アーム６４が取り付けられ、固定アーム６４の先端部には上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａがそれぞれ装着されている。この結果、第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４の位置調整により、固定アーム６４を介して下部主車輪７２Ａが柱体の直径寸法に応じて位置調整することができる。
【０１０５】
（５） 本実施形態では、昇降作業装置２０の第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４は、可動支持体５７を手動で移動する操作機構を含む。
この結果、手動で動作する操作機構により可動支持体５７を介して車輪位置の調整ができる。
【０１０６】
（６）本実施形態では、昇降作業装置２０は、固定アーム６４の先端部には、下部主車輪７２Ａの進行方向を変更する操舵機構６６Ａが設けられている。この結果、操舵機構６６Ａにより、柱体に対して、上下方向に沿った直線走行、或いは螺旋走行のいずれかを選択的に行うことができる。
【０１０７】
（７）本実施形態では、駆動機構７３は、サーボモータ７４により回転するウォームギヤ７５と、下部主車輪７２Ａの車軸に連結され、かつ、ウォームギヤ７５に噛合したウォームホイール７６を含む。この結果、サーボモータ７４が停止された状態で、下部主車輪７２Ａの回転が停止され、装置の自重によって、下部主車輪７２Ａが回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【０１０８】
（８） 本実施形態では、操舵機構６６Ａ、６６Ｂはサーボモータ６８は、サーボモータ６８により回転するウォームギヤ６９と、上部主車輪７２Ｂと、下部主車輪７２Ａ（駆動車輪）を支持するフォーク部材７１に連結され、かつ、前記ウォームギヤ６９に噛合したウォームホイール７０を含む。この結果、本実施形態では、
サーボモータ６８が停止された状態で、フォーク部材７１の回転が停止され、装置の自重によって、フォーク部材７１が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、操舵機構６６Ａ、６６Ｂの構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。又、操舵機構８１、８１Ｃに関しても、上記と同じ理由から上記と同様の効果を奏する。
【０１０９】
（９） 本実施形態では、昇降作業装置２０は、環状機枠２１には、作業機としての枝打ち機構９０が搭載されている。枝打ち機構９０は、枝打ちを行う枝打ち本体部１２０を備える。そして、柱体の直径方向において、枝打ち本体部１２０をサーボモータ９５（第１駆動源）の駆動により位置調整する位置調節機構９４（枝打ち位置調整機構部）と、サーボーモータ１０６（第２駆動源）により枝打ち本体部１２０を鉛直方向に対する姿勢を調整するサーボーモータ１０６、歯車１０５、ウォームギヤ１０７、支持軸１０４からなる（姿勢調整機構部）を備える。
【０１１０】
この結果、柱体の径の変化により、枝打ち本体部１２０が柱体に対して傾いた際に、位置調節機構９４の位置調整及び姿勢調整機構部の角度調整により、枝打ち本体部１２０の柱体に対する位置、姿勢（角度）を調整することができ、枝打ち本体部１２０の作業を、行いやすくすることができる。例えば、柱体の外周面に枝打ち本体部１２０の姿勢を平行にする等、柱体に対する枝打ち本体部１２０の姿勢を一定にすることもできる。
【０１１１】
（１０） 本実施形態では、枝打ち本体部１２０は、枝打ち本体部１２０には、反柱体側に枝打ち本体部１２０が傾斜した状態で位置調節機構９４（枝打ち位置調整機構部）により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、サーボモータ９５（第１駆動源）の駆動を停止させて、サーボーモータ１０６（第２駆動源）を駆動させる接触センサ１１６（第１検出手段）を備える。又、枝打ち本体部１２０の姿勢が姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、サーボーモータ１０６（第２駆動源）を停止する接触センサ１３０（第２検出手段）を備える。
【０１１２】
この結果、枝打ち本体部１２０は柱体に対して、所定距離離間した状態でしかも所定姿勢で枝打ちを行うことができる。
（１１） 本実施形態では、昇降作業装置２０は、環状機枠２１には、枝打ち機構９０が枝打ちする際に、該枝打ち機構９０に働く反力に抗するための受動輪１４０が柱体に対して接触可能に設けられている。この結果、枝打ち機構９０が枝打ちする際に、受動輪１４０が、樹幹（柱体）に接触して、該枝打ち機構９０に働く反力に抗することができ、この結果、前記反力による昇降作業装置２０の姿勢の変化を抑制することができる。
【０１１３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態において、一対の該上部主車輪７２Ｂを、一対の下部主車輪７２Ａと同様に環状機枠２１に、一対の下部主車輪７２Ａの揺動部材とは別に、或いは、一対の下部主車輪７２Ａの揺動部材を省略する代わりに、揺動自在に支持した揺動部材に設けるようにしてもよい。すなわち、互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材を設けて、各揺動部材に、一対の該上部主車輪７２Ｂ、及び一対の下部主車輪７２Ａを支持、或いは、別の揺動部材に、一対の該上部主車輪７２Ｂを支持するようにしてもよい。
【０１１４】
この場合、第１車輪位置調整機構部４１、第２車輪位置調整機構部４２を介して、該上部主車輪７２Ｂを、操舵機構６６Ｂ、上部主車輪ユニット６７Ｂを備えるようにしてそれぞれ同様に設けるようにする。
【０１１５】
又、上部主車輪７２Ｂの下方には、上部副車輪８７と同様の下部副車輪（揺動部材の下方に副車輪が位置することのみ異なる）を設けるようにしてもよい。このようにしても、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａにより、同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、安定して昇降ができる。
【０１１６】
・ 前記実施形態では、揺動部材３１を環状機枠２１の外方に設けたが、環状機枠２１の内方に揺動自在に設けるようにしてもよい。
・ 前記実施形態では、第１検出手段として、接触センサ１１６を接触スイッチにて構成したが、圧力センサとしてもよい。圧力センサとした場合、所定距離は圧力がかかって検出作動したときの距離となる。又、第１検出手段を、力センサとしてもよく、この場合、所定距離とは力センサが検出作動したときの、該センサと樹幹の外表面との距離となる。又、第１検出手段として距離センサとしても良く、距離センサの場合は、柱体との離間距離が予め設定された距離か否かを判定する機能をもてばよい。
【０１１７】
所定姿勢としては、第２検出手段が樹幹に対して検出する所定の距離離間したときの距離のときの姿勢でもよい。実前記施形態の場合、第２検出手段は、接触スイッチであるため、該接触スイッチが柱体に押圧されてオン動作する際に枝打ち本体部１２０が予め設定された姿勢（角度）になるように、該スイッチの位置柱体に接触した際のアクチュエータのオン動作の位置、スイッチの枝打ち本体部の表面からの突出量等を予め設定しておくものとする。
【０１１８】
なお、第２検出手段を、圧力センサ、又は力センサとしてもよい。或いは、距離センサであってもよい。
・ なお、下部主車輪７２Ａは、前記実施形態では説明していないが、リムホイールの外周側に設けられたリムに対してタイヤが装着されている。この場合、昇降作業装置２０が柱体（樹幹）を螺旋昇降する際、該装置の自重によりタイヤの側面が膨出することによる変形が大きくなり、リムに対するタイヤの内周側装着部分が外れる虞がある。このタイヤ変形を押さえるために、前記実施形態において、図１０（ｂ）に示すように、下部主車輪７２Ａのリムホイールの内周側にフランジｆを形成して、該フランジｆによりタイヤの側面を押さえるようにしてもよい。
【０１１９】
・前記実施形態では、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５では、可動支持体５７を手動の操作機構により、手動操作して位置調整を行うようにした。この構成の代わりに、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５おいて、端板５１、５２間に図示しないポールネジを架設し、該ボールねじに螺合されたボールねじナットを可動支持体５７に対して固定し、前記ボールねじの一端には、図示しないサーボモータの出力軸に固定されたウォームギヤと噛合するウォームホイールを固定するようにしてもよい。この場合、ボールねじ、ボールねじナットがモータ（前記サーボモータ）により動作する操作機構に相当する。
【０１２０】
このことにより、サーボモータを作動させてボールネジ等を動作させ、可動支持体５７を移動させることにより下部主車輪７２Ａ、上部主車輪７２Ｂ、上部副車輪８７、受動輪１４０の位置の調整ができる。又、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５において、各サーボモータを同期して制御すれば、同時に可動支持体５７を同時に移動させて、下部主車輪７２Ａ、上部主車輪７２Ｂ、上部副車輪８７、受動輪１４０の位置の調整ができる。
【符号の説明】
【０１２１】
２０…柱体昇降作業装置、２１…環状機枠、３１…揺動部材、
４３…第３車輪位置調整機構部（車輪位置調整機構）、
４４…第４車輪位置調整機構部（車輪位置調整機構）、
５７…可動支持体、６４，８９…固定アーム、
６６Ａ，６６Ｂ，８１…操舵機構、
６８，７４，８３，９５…サーボモータ、
６９，７５，８４，９６，１０７…ウォームギヤ、
７０，７６，８５…ウォームホイール、
７２Ａ…下部主車輪、７２Ｂ…上部主車輪、７３…駆動機構、９０…枝打ち機構、１２０…枝打ち本体部、１４０…受動輪。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱体に沿って昇降動作する柱体昇降作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱体昇降作業装置は、人、荷物或いは作業を行う作業機構部等を搭載して種々の作業を行うためのものであり、代表的には、枝打ちを行う柱体昇降作業装置が公知である。
この種の柱体昇降作業装置の樹幹（柱体）に対する昇降の方法は、下記の（ａ）〜（ｃ）の３種類に大別できる。
【０００３】
（ａ） 螺旋運動による昇降（特許文献１〜５）、
（ｂ） 車輪による直動運動による昇降（特許文献６〜８）、
（ｃ） 尺取虫型の直動運動による昇降（非特許文献１）
螺旋運動による昇降は、昇降と同時に枝刈りが可能であり、枝打ち機構部をレール案内等を用いて樹幹の外周を回るための機構を必要としない。しかし、枝刈りが必要でないときにも螺旋運動するため昇降にかかる時間が大となり作業効率が良くなかった。又、車輪部が樹表面で滑らないようにするために、車輪部を強く樹幹にバネ等により強く押し付けている。能動的な作動する車輪部をバネ等の弾性受動部品を用いる方法は幹径の大きな変化に対応が困難のため対象とする幹径を制限せざるをえない。又、バネ等の伸縮時には手動で大きな力を働かせる必要があり、操作性が良くなかった。
【０００４】
車輪による直動運動による昇降は、枝刈りのための樹幹回りの回転運動機構を必要とするが、高速昇降ができる利点がある。しかし、螺旋運動による昇降と同様に、車輪部が樹表面で滑らないようにするために、車輪部を強く樹幹にバランス良く強く押し付ける方法を必要としている。この方法として、強力なバネや弾性部材を用いて押し付け力を発生させる方法（特許文献９，１０）があるが、この方法は幹径の大きな変化に対応が困難のため対象とする幹径を制限せざるをえない。
【０００５】
又、前記方法ではバネ等の伸縮時には手動で大きな力を働かせる必要があり、操作性が良くなかった。一方、ジャッキなどを用いて能動的に押し付け力を調整する方法（特許文献７）は、押し付け機構を必要とし、このため機構を複雑にし、かつ装置が重くなる弱点がある。
【０００６】
尺取虫型の直動運動による昇降は、上下にある腕で交互に樹幹に抱きつき、一方が抱きついているとき、他方が昇降機構により上下運動するため、昇降速度が他の方法と比較して遅いという問題がある。また、抱きつくために大きな腕の挟み力を必要とし、このために機構が複雑となっている。また、大きな曲がりにも対応が十分にできていない。
【０００７】
上記したいずれの昇降の方法においても、重力の影響により車輪部が樹表面で滑り落ちないようにするために、能動車輪部を強く樹幹に押し付けるための弾性部材あるいは能動機構を採用している。このため、能動車輪部を樹幹に対して押し付けるために弾性部材を用いる方法では、対応できる幹径に大きな制限があり、バネ力を発生させるときの操作性が良くなく、能動機構を用いる場合は、強い押し付け力を生じさせるために機構が複雑で重量化の問題がある。
【０００８】
又、直動運動と螺旋運動の両者の機能をもつ昇降がないため、直動運動のみでは樹幹の外周の運動案内機構を必要とし、螺旋運動のみでは、常に樹幹の外周を回るため高速化すると遠心力で樹幹が大きく揺さぶられ不安定となるため、低速な螺旋運動にせざるを得ない。
【０００９】
そこで、こうした問題の解決に向けて、本出願人は、弾性機構や能動機構を用いない「柱体昇降作業装置」（特許文献１１）を提案している。この提案した装置では、木径の変化に対応するため、樹幹の中心方向へ能動車輪を直動する直動案内機構がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２９０６３７号公報
【特許文献２】特開平１０−０５２１８１号公報
【特許文献３】実公昭６０−３３８１３号公報
【特許文献４】実公昭５９−３４２８７号公報
【特許文献５】特公平３−５２９２６号公報
【特許文献６】特開２００１−１２００８４号公報
【特許文献７】特開２００６−８７３２６号公報
【特許文献８】特開平８−３３１９８６号公報
【特許文献９】特開２００２−３１５４５３号公報
【特許文献１０】特開２０００−２９５９３１号公報
【特許文献１１】特開２００８−２５３１１６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】管裕樹 他５名，「森林作業支援のための木登り枝打ちロボットＷＯＯＤＹ−１の開発」，第６回システムインテグレーション部門講演会（Ｓ１２００５）予稿集（ＣＤ−ＲＯＭ），pp.1013-1014,2005 旋回運動と尺取り虫型昇降運動
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、樹幹の中心方向へ能動車輪を直動する前記直動案内機構を受動機構として構成すると昇降時の木の形状変化、例えば、コブ等が樹幹の外周に突出していると４つの能動車輪が同時に木表面で設置できなくなる問題がある。一方、前記直動案内機構を能動機構として構成すると、能動化のために駆動モータ等が必要となるため、重量化する問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、樹幹が断面形状が変化した際に、揺動部材の両端に設けられた車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる柱体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】
【００１４】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、柱体の外周面を取り巻くように配置可能であり、作業機を搭載する環状機枠と、該環状機枠の上方において配置されるとともに前記外周面を転動する上部主車輪と、前記環状機枠の下方において配置されるとともに前記上部主車輪とは前記柱体を挟んで反対側に位置するように設けられて前記外周面を転動する下部主車輪と、前記上部主車輪又は下部主車輪の少なくともいずれか一方（以下、駆動車輪という）に設けられて該駆動車輪を駆動する駆動機構及び駆動車輪を操舵する操舵機構とを含み、前記駆動車輪により前記柱体の周囲を回転して昇降する柱体昇降作業装置において、単数の揺動部材、又は互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材が前記柱体の外周面へその両端が接近離間移動可能に、該揺動部材の中間部にて前記環状機枠に対し揺動自在に支持され、前記単数の揺動部材の両端に前記下部主車輪又は上部主車輪が取付けられ、或いは一対の揺動部材のうち一方の揺動部材の両端に前記上部主車輪が取付けられるとともに他方の揺動部材の両端に前記下部主車輪が取付けられていることを特徴とする柱体昇降作業装置を要旨とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記駆動車輪は、前記柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構に支持されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記車輪位置調整機構には、前記上部主車輪の下方に位置して、又は下部主車輪の上方に位置して、柱体の外周面を転動する副車輪が装着され、該副車輪は、付勢部材により前記柱体の外周面にそれぞれ押圧されてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２において、前記車輪位置調整機構により前記柱体の直径方向に位置調整される可動支持体が設けられ、該可動支持体には、固定アームが取り付けられ、前記固定アームの先端部には前記駆動車輪が装着されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４において、前記車輪位置調整機構は、前記可動支持体を手動で移動する操作機構、又はモータによる操作機構を含むことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５において、前記固定アームの先端部には、駆動車輪の進行方向を変更する操舵機構が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項において、前記駆動機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪の車軸に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項において、前記操舵機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪を支持するフォーク部材に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項において、前記環状機枠には、作業機としての枝打ち機構が搭載され、該枝打ち機構は、枝打ちを行う枝打ち本体部と、前記柱体の直径方向において、該枝打ち本体部を第１駆動源の駆動により位置調整する枝打ち位置調整機構部と、第２駆動源により該枝打ち本体部を鉛直方向に対する角度（以下、姿勢という）を調整する姿勢調整機構部を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記枝打ち本体部には、反柱体側に該枝打ち本体部が傾斜した状態で枝打ち位置調整機構部により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、前記第１駆動源の駆動を停止させて、第２駆動源を駆動させる第１検出手段と、前記枝打ち本体部の姿勢が前記姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、前記第２駆動源を停止する第２検出手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項８乃至請求項１０のうちいずれか１項において、前記環状機枠には、枝打ち機構が枝打ちする際に、該枝打ち機構に働く反力に抗するための受動輪が柱体に対して接触可能に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材の両端に設けられた各上部主車輪、又は各下部主車輪が同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、柱体の直径寸法が変化した場合に、車輪位置調整機構により駆動車輪の位置を柱体の直径寸法に応じて位置調整することにより、柱体昇降作業装置を異なる直径の柱体に対して、昇降させることができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、車輪位置調整機構により、柱体昇降作業装置を柱体に取り付ける際に柱体の径方向において、副車輪の位置の調整を行うことができる。副車輪は付勢部材により付勢されて柱体の外周面に当接するため、昇降時に柱体の径の変化があっても、その径の変化に追従することができる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、車輪位置調整機構の位置調整により、固定アームを介して駆動車輪が柱体の直径寸法に応じて位置調整することができる。
請求項５の発明によれば、手動又はモータで動作する操作機構により可動支持体を介して車輪位置の調整ができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、操舵機構により、柱体に対して、上下方向に沿った直線走行、或いは螺旋走行のいずれかを選択的に行うことができる。
請求項７の発明によれば、サーボモータが停止された状態で、駆動車輪の回転が停止され、装置の自重によって、駆動車輪が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【００２８】
請求項８の発明によれば、サーボモータが停止された状態で、フォーク部材の回転が停止され、装置の自重によって、フォーク部材が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、操舵機構の構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【００２９】
請求項９の発明によれば、柱体の径の変化により、枝打ち本体部が柱体に対して傾いた際に、枝打ち位置調整機構部の位置調整及び姿勢調整機構部の角度調整により、枝打ち本体部の柱体に対する位置、姿勢（角度）を調整することができ、枝打ち本体部の作業を、行いやすくすることができる。例えば、柱体の外周面に枝打ち本体部の姿勢を平行にする等、柱体に対する枝打ち本体部の姿勢を一定にすることもできる。
【００３０】
請求項１０の発明によれば、枝打ち本体部は柱体に対して、所定距離離間した状態でしかも所定姿勢で枝打ちを行うことができる。
請求項１１の発明によれば、枝打ち機構が枝打ちする際に、受動輪が、樹幹（柱体）に接触して、該枝打ち機構に働く反力に抗することができ、この結果、前記反力による柱体昇降作業装置の姿勢の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態の昇降作業装置の斜視図。
【図２】一実施形態の昇降作業装置の平面図。
【図３】一実施形態の昇降作業装置側面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、一部構成を省略した環状機枠の斜視図。
【図５】ヒンジ機構の断面図。
【図６】連結機構の断面図。
【図７】揺動部材の支持構成の斜視図。
【図８】下部昇降機構部の斜視図。
【図９】第３車輪位置調整機構部の斜視図。
【図１０】（ａ）は上部副車輪ユニットの斜視図、（ｂ）は下部主車輪ユニットの斜視図。
【図１１】第５車輪位置調整機構部と受動輪の斜視図。
【図１２】第５車輪位置調整機構部と受動輪の側面図。
【図１３】枝打ち機構の斜視図。
【図１４】位置調節機構の斜視図。
【図１５】枝打ち機構の側面図。
【図１６】枝打ち機構の斜視図。
【図１７】柱体昇降作業装置の原理を示す正面図。
【図１８】図１７の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の柱体昇降作業装置の一実施形態を図面に従って説明する。
最初に、柱体としての樹幹１１を昇降する柱体昇降作業装置（以下、柱体昇降作業装置を単に昇降作業装置という）１２の原理を図１７及び図１８を参照して説明する。
【００３３】
この昇降作業装置１２は、前記樹幹１１の外周に取り外し可能に装着される環状機枠１３を備えている。この環状機枠１３は環状の上部フレーム１３ａと、その一部に下方に指向するように連結されたウエイト部１３ｂと、ウエイト部１３ｂの下端部に前記樹幹１１に向かって一体に形成されたアーム部１３ｃとにより構成されている。前記上部フレーム１３ａの一部（左側）には回転軸１４により前記樹幹１１の表面を転動する上部駆動輪１５が装着され、前記アーム部１３ｃの先端には回転軸１６により前記樹幹１１の表面を転動する下部駆動輪１７が装着されている。前記上部及び下部駆動輪１５，１７は、図示しない駆動機構により回転駆動されるようになっている。図２に示すように前記上部フレーム１３ａには、支持軸１８により従動輪１９ａ，１９ｂが１８０°隔てて装着され、前記上部及び下部駆動輪１５，１７と協働して昇降作業装置１２が樹幹１１に沿って安定して昇降することができるようにしている。
【００３４】
前記環状機枠１３には図示しないが、枝打ち装置としてのチェーンソーが樹幹１１の周りを旋回可能に装着されている。
次に、昇降作業装置１２が樹幹１１の表面に沿って昇降する原理について説明する。
【００３５】
昇降作業装置１２全体の重量中心（重心）Ｏは、前記樹幹１１の外部において前記下部駆動輪１７よりも外側の前記ウエイト部１３ｂに設定されている。昇降作業装置１２の重量Ｍ・ｇ（Ｍは質量、ｇは重力加速度）が前記重量中心Ｏに作用すると、樹幹１１と、上部及び下部駆動輪１５，１７との接触点で押付力の反力として、上部でＦ１、下部でＦ２が環状機枠１３に作用し、これにより、上部でμ１・Ｆ１、下部でμ２・Ｆ２の摩擦力が発生する。ここで、μ１，μ２は、摩擦係数である。このとき、力とモーメントの釣り合い式は、以下のようになる。
【００３６】
μ１・Ｆ１＋μ２・Ｆ２＝Ｍ・ｇ
Ｆ１＝Ｆ２
Ｆ１・ｈ−μ１・Ｆ１・Ｄ＝Ｍｇ・ｗ
ただし、Ｄは樹幹１１の直径、ｈは両駆動輪１５，１７の上下方向の距離、ｗは樹幹１１と前記重量中心Ｏとの水平方向の距離である。説明を簡素化するために、μ１＝μ２＝μとすると、μ＝ｈ／（Ｄ＋２ｗ）である。このμが上部駆動輪１５、下部駆動輪１７と樹幹１１の表面との摩擦係数より小さくなる設定としているので、昇降作業装置１２は重量Ｍ・ｇにより滑り落ちることなく、樹幹１１に沿って昇降することができる。
【００３７】
次に、前述の昇降作業装置１２の原理を応用した昇降作業装置２０の一実施形態を図１〜１６を参照して説明する。
昇降作業装置２０の概略構成について説明する。
【００３８】
（環状機枠２１）
図１、図２に示すように昇降作業装置２０は前記環状機枠１３に相当する環状機枠２１を有する。環状機枠２１は図４（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視円状に形成され、ヒンジ機構２２によって水平方向の開閉可能に連結された平面視半円状の第１フレーム２３及び第２フレーム２４により、樹幹１１の周囲に脱着可能に構成されている。なお、環状機枠１３の形状は、平面視円状に限定されるものてばなく、形状は環状に形成されていればよい。
【００３９】
第１フレーム２３及び第２フレーム２４のヒンジ機構２２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２５が設けられている。ヒンジ機構２２は、図５に示すように、第１フレーム２３に固定された連結部材２３ａ及び第２フレーム２４に固定された一対の連結部材２４ａが重ね合わされた状態で、連結軸２２ａが連結部材２３ａに対して回動自在に挿通されている。連結軸２２ａは、連結部材２４ａに対して固定されてて抜け止めされている。
【００４０】
図６に示すように、連結機構２５は、第１フレーム２３の端部に固定された筒体２６と、第２フレーム２４の端部に固定されて前記筒体２６の下面に重ね合わせて配置される連結体２７と、筒体２６内に上下動自在に挿通されるとともに連結体２７の下部の雌ネジ孔２７ａに上方へ螺退可能に螺合される軸体２８を備えている。軸体２８は、上部に一体に連結された操作ハンドル２９が連結されている。操作ハンドル２９の時計周り回転操作により、軸体２８は連結体２７に対して螺合して第１フレーム２３と第２フレーム２４とが連結状態となる。又、操作ハンドル２９の反時計回り方向の回転操作により、軸体２８は連結体２７から上方へ螺退して第１フレーム２３と第２フレーム２４との連結状態が解除される。又、連結体２７の外部表面には、ロック付キャッチクリップ３０が設けられていて、第１フレーム２３と第２フレーム２４とが連結状態でロック付キャッチクリップ３０が、筒体２６外部に設けられた図示しない爪に対して解除可能に掛け止め可能である。ロック付キャッチクリップ３０を前記図示しない爪から掛け止めを解除して、操作ハンドル２９を反時計方向に回転操作することにより、第１フレーム２３と第２フレーム２４との連結状態が解除される。
【００４１】
（揺動部材３１）
次に、揺動部材３１を図２、図７を中心に参照して説明する。
図７に示すように第２フレーム２４の円弧方向長さの中間部には、上下に一対の取付部材３２，３３が取付け固定され、取付部材３２，３３には環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）から放射方向（すなわち、外方）へ一対の軸受片３４が突出されている。なお、図７では取付部材３３に固定された下方に位置する軸受片３４は一部のみ図示されている。
【００４２】
揺動部材３１は、図２に示すように、平面視円弧状に形成され、図７に示すようにその中間部の上下には一対の軸受片３５が固定されている。一対の軸受片３５の内端は、環状機枠２１側へ突出され、該内端間には、回転軸３６が回転自在に挿通されて、該回転軸３６の上下両端は一対の軸受片３４に回転自在に軸支されている。揺動部材３１は、回転軸３６により、図１に示すように矢印方向に揺動可能であり、すなわち、両端のうち、一方の端部が、環状機枠２１側に接近すると、他方の端部は、環状機枠２１とは反対側に離間する方向に移動するように揺動する。
【００４３】
なお、揺動部材３１の長さは、揺動時に他の部材に干渉しない長さが好ましい。本実施形態では、揺動部材３１は、環状機枠２１の平面視円状の円と同心円となるように外側に配置され、該同心円の１／４円弧となる長さを有するが、１／４円弧の長さに限定されるものではない。
【００４４】
（車輪位置調整機構部）
次に、車輪位置調整機構部４１〜４４について説明する。
昇降作業装置２０は、図１、２に示すように環状機枠２１に取付けされた第１車輪位置調整機構部４１、及び第２車輪位置調整機構部４２、揺動部材３１の両端に取付けされた第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部、並びに、環状機枠２１に取付けされた第５車輪位置調整機構部４５を備えている。
【００４５】
図２に示すように第１車輪位置調整機構部４１と第３車輪位置調整機構部４３とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）をはさんで、互いに１８０°反対方向に位置するように配置されている。又、図２に示すように第２車輪位置調整機構部４２と第４車輪位置調整機構部４４とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）をはさんで、互いに１８０°反対方向に位置するように配置されている。
【００４６】
又、第１車輪位置調整機構部４１と第２車輪位置調整機構部４２とは、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）として互いに９０°（以下、第１車輪位置調整機構部４１と第２車輪位置調整機構部４２との離間角度が９０°という）離間するように配置されている。
【００４７】
又、第３車輪位置調整機構部４３及と第４車輪位置調整機構部４４とは、揺動部材３１が環状機枠２１と同心円の位置に位置した際に、環状機枠２１の中心ｎ（図２参照）として互いに９０°（以下、第３車輪位置調整機構部４３と第４車輪位置調整機構部４４との離間角度が９０°という）離間するように配置されている。なお、これらの離間角度は、９０°に限定されるものではないが、後述する上部主車輪７２Ｂと、下部主車輪７２Ａとが安定して、柱体（樹幹）の外周面に安定して転動可能な離間角度とすることが好ましい。
【００４８】
又、第５車輪位置調整機構部４５は、図１、図２に示すように、ヒンジ機構２２が設けている環状機枠２１に設けられている。
各車輪位置調整機構部は同様に構成されているため、揺動部材３１に取付けされた第３車輪位置調整機構部４３を図８、図９を参照して説明し、他の車輪位置調整機構部における同一構成、又は相当する構成については、第３車輪位置調整機構部４３の構成に付した同一符号を付す。
【００４９】
第３車輪位置調整機構部４３は、図７、図８に示すように、長板状のベース板５０と、ベース板５０の長手方向の一端に立設された端板５１と、環状機枠２１の中心ｎ側の他端より位置に立設された端板５２とを有する。端板５２には、環状機枠２１の中心ｎ側に向かって取付片５３がベース板５０と平行に延出されている。そして、該取付片５３とベース板５０の一端の間において、介在部材５４を介して図示しないボルト等を使用して揺動部材３１の一端を挟圧することにより、第３車輪位置調整機構部４３が揺動部材３１に対して取付け固定されるとともに、ベース板５０が略水平となるように配置されている。
【００５０】
端板５１、５２の上部間、及び中央部間には、ガイド棒５５と、ラック５６がそれぞれ互いに平行に架設されている。
ガイド棒５５には可動支持体５７がガイド棒５５の長手方向に沿って摺動自在に貫通されている。又、可動支持体５７はその下面がベース板５０の上面に対して摺動自在に配置されている。
【００５１】
可動支持体５７は、図９に示すようにラック５６を上から跨ぐように下部が凹設されており、ラック５６から下方へ突出した下部の部位間には、軸５８が架設されている。同軸５８には、前記凹部５７ａ内に位置するように、爪部材５９が回動自在に支持されている。爪部材５９は、前記軸５８に巻回された図示しないばねにより付勢されてラック５６の何れかの歯５６ａに噛み合い可能となっている。ベース板５０には、図９に示すように、長手方向に沿って長孔５０ａが透設されている。爪部材５９の操作端５９ａは、長孔５０ａを貫通して、ベース板５０の下方に突出しており、ベース板５０の下方から操作端５９ａ（図１１参照）が操作されることにより、爪部材５９のラック５６に対する噛合、及び噛合の解除が可能である。爪部材５９のラック５６に対する噛合が解除されることにより、可動支持体５７は、ベース板５０の長手方向、すなわち、後述する上部主車輪７２Ｂ及び下部主車輪７２Ａにおける柱体の直径方向に位置調整が可能である。ラック５６、可動支持体５７、軸５８、爪部材５９等により、手動の操作機構が構成されている。
【００５２】
第４車輪位置調整機構部４４の揺動部材３１に対する取付け構造は、第３車輪位置調整機構部４３と同様である。
第１車輪位置調整機構部４１の第１フレーム２３に対する取付けは、図１に示すようにベース板５０の一端と取付片５３間に挟着部材６０が取付け固定され、挟着部材６０の先端に設けられた一対の挟着片６１，６２間に第１フレーム２３を挟み込みしてボルト等により締付けされることにより行われている。第２車輪位置調整機構部４２の第１フレーム２３に対する取付けは、第１車輪位置調整機構部４１と同様であるため、説明を省略する。第５車輪位置調整機構部４５の第１フレーム２３に対する取付けは、図４に示すように、第１フレーム２３、又は第２フレーム２４のいずれか一方に対して、ベース板５０の一端及び取付片５３が固定されている。
【００５３】
第３車輪位置調整機構部４３、及び第４車輪位置調整機構部４４は、下部主車輪を柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構部に相当する。
（下部昇降機構部Ａ）
次に、第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部４４に取付けされた下部昇降機構部Ａを図８、図１０（ｂ）を参照して説明する。なお、第３車輪位置調整機構部４３及び第４車輪位置調整機構部４４にそれぞれ取付けされた下部昇降機構部Ａは、同一構成のため、第３車輪位置調整機構部４３に設けられた下部昇降機構部Ａを中心に説明し、第４車輪位置調整機構部４４の下部昇降機構部Ａの構成部材については、第３車輪位置調整機構部４３の下部昇降機構部Ａの構成部材と同一符号を付す。
【００５４】
下部昇降機構部Ａは、可動支持体５７の両側部に一体に固定されて下方に延びる一対の固定アーム６４と、両固定アーム６４の先端間に固定された支持板６５と、支持板６５に設けられた操舵機構６６Ａと、操舵機構６６Ａにより操舵される下部主車輪ユニット６７Ａを備えている。なお、図９、図１０（ｂ）では、固定アーム６４は、説明の便宜上、一方を省略して図示している。
【００５５】
図８に示すように操舵機構６６Ａは、支持板６５に対して取付板６５ａを介して固定されたサーボモータ６８と、サーボモータ６８の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ６９と、支持板６５に回転自在に貫通された操舵軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ６９に噛合するウォームホイール７０とから構成されている。
【００５６】
操舵機構６６Ａは、サーボモータ６８が正逆回転駆動することにより、後述の下部主車輪ユニット６７Ａを操舵する。
下部主車輪ユニット６７Ａは、前記操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板６５に対して回転するフォーク部材７１と、該フォーク部材７１にて回転自在に支持された下部主車輪７２Ａと、該下部主車輪７２Ａの車軸（図示しない）を回転駆動する駆動機構７３を備えている。
【００５７】
駆動機構７３は、フォーク部材７１の外側面に固定されたサーボモータ７４と、サーボモータ７４の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ７５と、フォーク部材７１に回転自在に貫通された前記車軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ７５に噛合するウォームホイール７６とから構成されている。下部主車輪７２Ａは、サーボモータ７４の駆動により回転駆動する。
【００５８】
（上部副車輪８７及び上部副車輪８７の支持機構部７８）
次に、第３車輪位置調整機構部４３、及び第４車輪位置調整機構部４４に設けられた上部副車輪８７及び上部副車輪８７の支持機構部７８を図８〜図１０（ａ）を参照して説明する。なお、第４車輪位置調整機構部４４の上部副車輪及び支持機構は、第３車輪位置調整機構部４３の上部副車輪８７及び支持機構部７８と同一であるため、第３車輪位置調整機構部４３の上部副車輪８７及びその周辺構成について説明し、第４車輪位置調整機構部４４の上部副車輪８７及び支持機構部７８の説明は省略する。
【００５９】
支持機構部７８は、可動支持体５７の両側部から突出した軸５７ｂに対し固定アーム６４の外面側において揺動自在に支持され、柱体側へ向かって斜め上方に延びる一対の揺動アーム７９と、両揺動アーム７９の先端間に固定された支持板８０と、支持板８０に設けられた操舵機構８１と、操舵機構８１により操舵される上部副車輪ユニット８２を備える。なお、図９、図１０（ａ）では、揺動アーム７９は、説明の便宜上、一方を省略して図示している。
【００６０】
図８に示すように一対の固定アーム６４の側面には、ストッパ６４ａが固定されている。前記揺動アーム７９の揺動範囲は該ストッパ６４ａにより規制されている。なお、図８は、片方のストッパ６４ａのみ図示されている。前記揺動アーム７９は、揺動アーム７９を可動支持体５７に回動自在に軸支する軸に設けられた図示しない捻りコイルバネ等からなる付勢部材にて常時、環状機枠２１の中心ｎ側へ付勢されている。この付勢により、樹幹の外周面に上部副車輪８７を押圧して当接可能である。
【００６１】
図１０（ａ）に示すように操舵機構８１は、支持板８０に対して取付板８８を介して固定されたサーボモータ８３と、サーボモータ８３の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ８４と、支持板８０に回転自在に貫通された操舵軸（図示しない）に固定され、前記ウォームギヤ８４に噛合するウォームホイール８５とから構成されている。
【００６２】
操舵機構８１は、サーボモータ８３が正逆回転駆動することにより、後述の上部副車輪ユニット８２を操舵する。
上部副車輪ユニット８２は、支持板８０に回転自在に貫通された前記操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板８０に対して回転するフォーク部材８６と、該フォーク部材８６にて回転自在に支持された上部副車輪８７を備えている。
【００６３】
（上部昇降機構部Ｂ）
図１〜３に示すように、第１車輪位置調整機構部４１及び第３車輪位置調整機構部４３には、上部昇降機構部Ｂが設けられている。第１車輪位置調整機構部４１と、第３車輪位置調整機構部４３に設けられた上部昇降機構部Ｂは、同一構成のため、第１車輪位置調整機構部４１の上部昇降機構部Ｂについて説明する。
【００６４】
図１に示すように上部昇降機構部Ｂは、可動支持体５７の両側部に一体に固定されて上方に延びる一対の固定アーム８９と、両固定アーム８９の先端間に固定された支持板６５と、支持板６５に設けられた操舵機構６６Ｂと、操舵機構６６Ｂにより操舵される上部主車輪ユニット６７Ｂを備えている。
【００６５】
ここで、上部昇降機構部Ｂは、下部昇降機構部Ａの構成と下記の構成が異なり、他の残りの構成は同一である。すなわち、下部昇降機構部Ａの固定アーム６４が下方に延びている代わりに、固定アーム８９が上方に延びているところが異なるとともに、下部主車輪ユニット６７Ａの代わりに上部主車輪ユニット６７Ｂであることが異なるだけである。
【００６６】
上部主車輪ユニット６７Ｂは、下部主車輪ユニット６７Ａと構成が実質的に同一であり、下部主車輪７２Ａの代わりに、上部主車輪７２Ｂが設けられていることが異なり、他の構成は同一であるため、下部主車輪ユニット６７Ａの構成に相当する構成については同一符号を付して説明を省略する（図２参照）。
【００６７】
すなわち、上部主車輪ユニット６７Ｂは、操舵機構６６Ｂの操舵軸（図示しない）に固定されるとともに支持板に対して回転するフォーク部材と、該フォーク部材にて回転自在に支持された上部主車輪７２Ｂと、該上部主車輪７２Ｂの車軸（図示しない）を回転駆動する駆動機構を備えている。
【００６８】
（枝打ち機構）
次に、枝打ち機構９０を図７、図１３〜１６を参照して説明する。
図７に示すように枝打ち機構９０は、環状機枠２１の揺動部材３１を軸支する近位の部位において、前記取付部材３２に固定されたベース板９１（図１４参照）を含む。ベース板９１の長手方向は、環状機枠２１の中心ｎに向かう方向と一致するように配置されている。ベース板９１上には、ベース板９１の上方空間を覆うように、略直方体をなす有蓋箱状のカバー体９２がベース板９１の長手方向に沿って摺動自在に載置されている。なお、図１４では、カバー体９２の一部が省略されて図示されている。カバー体９２の両側外面の下部には、ベース板９１に摺接する角柱状の摺動体９３が固定されている。
【００６９】
図１４に示すように、ベース板９１には、位置調節機構９４が設けられている。位置調節機構９４は、ベース板９１に固定されたサーボモータ９５と、サーボモータ９５の出力軸（図示しない）に固定されたウォームギヤ９６と、ウォームギヤ９６に噛合する入力歯車（図示しない）と出力歯車９７ａとを含む歯車機構９７と、カバー体９２の内頂面に固定されて長手方向に延出され、出力歯車９７ａに噛合するラック９８とを含む。サーボモータ９５は第１駆動源に相当する。
【００７０】
位置調節機構９４は、サーボモータ９５が正逆回転することにより、ウォームギヤ９６、出力歯車９７ａ、ラック９８を介して、カバー体９２をベース板９１の長手方向において、すなわち、柱体（樹幹）の直径方向において、環状機枠２１の中心ｎに対する接近又は離間の位置調整が可能である。位置調節機構９４は、枝打ち位置調整機構部に相当する。
【００７１】
カバー体９２の両側面には、一対のガイド棒９９が前記長手方向に沿って固定されている。両ガイド棒９９には、スライド１００がガイド棒９９に前記長手方向に沿って摺動自在に嵌合され、両スライド１００上には機構部基台１０１が固定されている。又、ガイド棒９９において、環状機枠２１の中心ｎとは反対側には、図１５，１６に示すようにコイルスプリング１０２ａを含む緩衝装置１０２が装着されており、スライド１００が、反中心ｎ側に移動したときに緩衝機能を発揮する。
【００７２】
図１３に示すように機構部基台１０１には、一対の軸受部１０３（図１３においては一方のみ図示）を介して支持軸１０４が回転自在に支持され、支持軸１０４には、歯車１０５が固定されている。機構部基台１０１には、第２駆動源としてのサーボーモータ１０６が固定され、サーボーモータ１０６の出力軸には前記歯車１０５に噛合するウォームギヤ１０７が固定されている。サーボーモータ１０６、歯車１０５、ウォームギヤ１０７、支持軸１０４からなる機構部は、姿勢調整機構部に相当する。
【００７３】
支持軸１０４には取付部材１１０ａを介して、図１３、１５、１６に示すように支持ユニット１１０が固定されている。支持ユニット１１０には、図１３に示すように、一対のガイドロッド１１２が上方へ延出されている。一対のガイドロッド１１２には、枝打ち本体部１２０が上下方向に移動自在に嵌合され、ガイドロッド１１２に沿って上下動可能となっている。ガイドロッド１１２には、枝打ち本体部１２０の下動時の緩衝を行う弾性部材１１３が装着されている。
【００７４】
支持ユニット１１０には、第１検出手段及び下部接触検出手段としての接触センサ１１６が設けられており、接触センサ１１６のアクチュエータ１１７が、支持ユニット１１０から環状機枠２１の中心ｎ側に突出されている。接触センサ１１６は、例えば、接触スイッチからなる。
【００７５】
接触センサ１１６は、枝打ち本体部１２０が反柱体側に傾いてる状態で、位置調節機構９４のサーボモータ９５を駆動させて、アクチュエータ１１７が柱体に当接した際に、サーボモータ９５を停止させて、枝打ち本体部１２０が柱体に対して所定距離迄接近させるためのものである。この所定距離は、後述するチェーンソー１２１が柱体（樹幹）に対して枝打ちを行う際の柱体と支持ユニット１１０間の離間距離である。
【００７６】
又、接触センサ１１６は、サーボモータ９５を停止させた後、サーボーモータ１０６を駆動させるためのものである。
枝打ち本体部１２０は、チェーンソー１２１を備えた枝払い機構１２２を備え、モータ１２３によりガイドバー１２４の周囲に設けられたチェーン１２１ａを周回駆動するようにしている。
【００７７】
チェーン１２１ａのガイドバー１２４において、上下方向の略中央部には、第２検出手段及び上部接触検出手段としての接触センサ１３０が設けられており、接触センサ１３０のアクチュエータ１３１が、ガイドバー１２４から環状機枠２１の中心ｎ側に突出されている。接触センサ１３０は、接触スイッチからなる。
【００７８】
接触センサ１３０は、枝打ち本体部１２０が前記所定距離に達した状態で、サーボーモータ１０６が駆動されて、アクチュエータ１３１が柱体（樹幹）に接触したとき、サーボーモータ１０６を停止させるためのものである。このサーボーモータ１０６の停止時に、枝打ち本体部１２０は、所定姿勢となる。この所定姿勢は、例えば、枝打ち本体部１２０全体が鉛直方向に立った姿勢（鉛直方向に対しては０°）が挙げられるが、この所定姿勢は、この姿勢に限定されるものではない。このアクチュエータ１１７の支持ユニット１１０からの突出量を適宜変更することにより、所定姿勢は変更可能である。
【００７９】
枝打ち本体部１２０全体が鉛直方向に立った姿勢（鉛直方向に対しては０°）では、樹幹に対して略平行となり、良好な枝打ち作業を期待できる。
図７に示すように、枝打ち機構９０の下方、すなわち、環状機枠２１の下方に位置するように取付部材３３には、ブラケット１３５が固定され、ブラケット１３５には、制御ボックス１３６が固定されている。制御ボックス１３６には、図示しない制御装置、及び該制御装置と前述した各サーボモータの電力源となる図示しないバッテリが収納されている。
【００８０】
この制御ボックス１３６は、下部主車輪７２Ａ間に位置するとともに、昇降作業装置２０全体の重心が、柱体（樹幹）の外部において図２に示すように下部主車輪７２Ａ（下部駆動輪１７に相当）よりも外側に位置させるようにして、前記原理で説明したウエイト部１３ｂの機能をさせている。
【００８１】
（反力対応の受動輪１４０）
次に、図４（ａ）、図１１、及び図１２を参照して、第５車輪位置調整機構部４５に設けられた反力対応の受動輪１４０を説明する。
【００８２】
第５車輪位置調整機構部４５の可動支持体５７に対する、反力対応の受動輪１４０の支持構造は、前述した上部副車輪８７の支持構造と実質的に同じであるため、上部副車輪８７で説明した各構成部材に相当する構成については、ストッパ６４ａを除いて上部副車輪８７で説明した各構成に付した符号にさらに「Ｃ」の符号を加えたものを付すことにして、詳細な説明を省略する。以下には、上記の理由により「Ｃ」を付した構成部材の名前のみを羅列する。
【００８３】
すなわち、受動輪１４０の支持構造では、支持機構部７８Ｃ、揺動アーム７９Ｃ、支持板８０Ｃ、操舵機構８１Ｃ、下部副車輪ユニット８２Ｃ、サーボモータ８３Ｃ、前記ウォームギヤ８４Ｃ、ウォームホイール８５Ｃ、及びフォーク部材８６Ｃを含む。
【００８４】
なお、揺動アーム７９Ｃは、揺動アーム７９と異なり、図１２に示すように、環状機枠２１の中心ｎに向かって、斜め下方へ延出されている。
又、第５車輪位置調整機構部４５には、固定アーム６４の代わりに固定部材６４Ｃが設けられており、固定部材６４Ｃの側面には、ストッパ１６４ａが固定されている。固定部材６４Ｃ前記揺動アーム７９Ｃの揺動範囲は該ストッパ１６４ａにより規制されている。
【００８５】
本実施形態では、第５車輪位置調整機構部４５、すなわち、受動輪１４０は、環状機枠２１の中心ｎを中心として、枝打ち機構９０から、略４５°離間して配置されているが、４５°に限定されるものではない。
【００８６】
（実施形態の作用）
次に、昇降作業装置２０の作用を説明する。
なお、説明の便宜上、第１〜第５車輪位置調整機構部４１〜４５の可動支持体５７は、十分に端板５１側へ近接位置しているものとし、枝打ち本体部１２０の姿勢は、反樹幹側へ傾いているものとする。
【００８７】
環状機枠２１を図示しない樹幹（柱体）に装着する場合には、ロック付キャッチクリップ３０を外して図４（ａ）に示す操作ハンドル２９を操作して、第１フレーム２３，第２フレーム２４の連結を解除してヒンジ機構２２を中心に第１フレーム２３及び第２フレーム２３を開放し、樹幹の外周に第１フレーム２３及び第２フレーム２３を装着して、第１フレーム２３及び第２フレーム２３を連結して、操作ハンドル２９を操作するとともに、ロック付キャッチクリップ３０を掛ける。
【００８８】
又、第１〜第５車輪位置調整機構部４１〜４５の各爪部材５９をラック５６から係合を解除操作して、各可動支持体５７を環状機枠２１の中心ｎに移動させて、一対の下部主車輪７２Ａ、一対の上部副車輪８７、一対の上部主車輪７２Ｂ、及び、受動輪１４０を樹幹の外周面に当接させた状態にし、各爪部材５９を各ラック５６に係合保持させた状態にする。
【００８９】
この状態で下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を起動して、下部主車輪７２Ａ、及び上部主車輪７２Ｂを回転させて上昇させる。
【００９０】
この場合、樹幹を単に上昇させる場合は、制御ボックス１３６内の制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置に位置させる。このことにより、昇降作業装置２０の樹幹の上昇が直線的になる。
【００９１】
樹幹の枝打ちを行う部位に到達した場合、制御装置（図示しない）は、下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を停止（又は減速）する。合わせて、制御装置は、位置調節機構９４のサーボモータ９５を駆動させて、接触センサ１１６のアクチュエータ１１７が樹幹に当接するまで枝打ち本体部１２０を環状機枠２１の中心ｎ側に移動させる。アクチュエータ１１７が樹幹に当接して接触センサ１１６が当接すると、制御装置は、サーボモータ９５を停止させ、次に、サーボーモータ１０６を駆動させる。チェーンソー１２１の姿勢が、変化して、接触センサ１３０のアクチュエータ１３１が樹幹に当接すると、制御装置は、サーボーモータ１０６を停止させる。
【００９２】
この後、制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置から、平面視した場合反時計回りになるように操舵して、該上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａ、上部副車輪８７、及び受動輪１４０の向きを変え、又、下部主車輪ユニット６７Ａ，上部主車輪ユニット６７Ｂのサーボモータ７４を起動して、下部主車輪７２Ａ、及び上部主車輪７２Ｂを回転させて螺旋状にして上昇させる。又、合わせて、制御装置は、モータ１２３を駆動して、チェーンソー１２１を作動させる。
【００９３】
このことにより、樹幹の枝打ちが樹幹を螺旋状に上昇しながら行われる。
枝打ち機構９０により、枝打ちが行われる際に、枝打ち機構９０及び環状機枠２１に反力が働き、昇降作業装置２０の姿勢が傾こうとするが、この反力に対して、環状機枠２１の下方に設けられた受動輪１４０が、樹幹に対して接触して抗することができるため、昇降作業装置２０の姿勢変化を抑制できる。
【００９４】
なお、昇降作業装置２０は樹幹の直径が上昇するにつれ、小径となった場合は、制御装置は、位置調節機構９４と、姿勢調整機構部を前述と同様に制御して、位置調整、及び姿勢調整を行う。
【００９５】
樹幹の枝の切り落とし動作が終了すると、モータ１２３を停止させるとともに、制御装置は、操舵機構６６Ａ、６６Ｂ、８１、８１Ｃのサーボモータ６８、８３、８３Ｃを駆動して操舵位置を中立位置に戻すように操舵し、下部主車輪ユニット６７Ａの駆動機構７３のサーボモータ７４、上部主車輪ユニット６７Ｂの駆動機構のサーボモータ７４を上昇時とは逆回転させる。この結果、昇降作業装置２０の樹幹での下降が直線的になり、速やかに下降することができる。
【００９６】
なお、昇降作業装置２０が樹幹を螺旋状に上昇回転（螺旋走行）している場合、コブ等が樹幹の外周にあって、下部主車輪７２Ａの一方が乗り上げた際、或いは、樹幹断面が平面視楕円形になっている場合、揺動部材３１が揺動する。このことによって、樹幹の径か変化した場合、この２つの能動車輪である下部主車輪７２Ａは、同程度の押し付け力で樹幹表面に接触することになる。
【００９７】
仮に、この場合、揺動部材３１が揺動せず環状機枠２１に固定されていると、一対の上部主車輪７２Ｂ、一対の下部主車輪７２Ａの樹幹に対する４つの接触点を通る平面を構成できないため、一対の下部主車輪７２Ａの樹幹に対する押し付け力は著しく変化し、この結果、下部主車輪７２Ａの滑りを生じさせる虞がある。
【００９８】
なお、前記サーボモータが停止している場合、駆動機構、操舵機構は、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合作用（すなわち、減速機構）の作用により、機構は動くことはない。このため、サーボモータへの電力供給が必要ではなくなり、省電力に適している。
【００９９】
なお、前述したサーボモータ等の起動又は停止動作は、制御装置により行っているが、地上から延長コードを用いて遠隔操作されるようしてもよく、或いは無線操作により遠隔操作するように構成してもよい。
【０１００】
上記実施形態の昇降作業装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、昇降作業装置２０は、揺動部材３１が柱体（樹幹）の外周面へその両端が接近離間移動可能に、揺動部材３１の中間部にて環状機枠２１に対し揺動自在に支持するようし、該揺動部材３１の両端に下部主車輪７２Ａが取付けられている。
【０１０１】
この結果、本実施形態によれば、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、揺動部材３１の両端が柱体の外周面にそれぞれ接近離間可能に、揺動部材３１が環状機枠に対して取付けされているため、揺動部材３１の両端に設けられた各下部主車輪７２Ａが同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、このため、安定して昇降ができる。
【０１０２】
（２）本実施形態では、揺動部材３１には、下部主車輪７２Ａを柱体の直径方向に位置調整するために、車輪位置調整機構としての第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４が設けられている。又、環状機枠２１には、上部主車輪７２Ｂを柱体の直径方向に位置調整するために、車輪位置調整機構としての第１車輪位置調整機構部４１、第２車輪位置調整機構部４２が設けられている。この結果、取付け時において、柱体の直径寸法が変化した場合に、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４により上部主車輪、又は下部主車輪の位置を柱体の直径寸法に応じて位置調整することにより、柱体昇降作業装置を異なる直径の柱体に対して、昇降させることができる。
【０１０３】
（３） 本実施形態の昇降作業装置２０は、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４には、下部主車輪７２Ａの上方に位置して、柱体の外周面を転動する上部副車輪８７が装着され、上部副車輪８７は、捻りコイルバネ等からなる付勢部材により柱体の外周面にそれぞれ押圧される。この結果、第３車輪位置調整機構部４３、第４車輪位置調整機構部４４により、昇降作業装置２０を柱体に取り付ける際に柱体の径方向において、上部副車輪８７の位置の調整を行うことができる。上部副車輪８７は付勢部材により付勢されて柱体の外周面に当接するため、昇降時に柱体の径の変化があっても、その径の変化に追従することができる。
【０１０４】
（４）本実施形態では、昇降作業装置２０は、第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４により柱体の直径方向に位置調整される可動支持体５７が設けられ、可動支持体５７には、固定アーム６４が取り付けられ、固定アーム６４の先端部には上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａがそれぞれ装着されている。この結果、第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４の位置調整により、固定アーム６４を介して下部主車輪７２Ａが柱体の直径寸法に応じて位置調整することができる。
【０１０５】
（５） 本実施形態では、昇降作業装置２０の第１〜第４車輪位置調整機構部４１〜４４は、可動支持体５７を手動で移動する操作機構を含む。
この結果、手動で動作する操作機構により可動支持体５７を介して車輪位置の調整ができる。
【０１０６】
（６）本実施形態では、昇降作業装置２０は、固定アーム６４の先端部には、下部主車輪７２Ａの進行方向を変更する操舵機構６６Ａが設けられている。この結果、操舵機構６６Ａにより、柱体に対して、上下方向に沿った直線走行、或いは螺旋走行のいずれかを選択的に行うことができる。
【０１０７】
（７）本実施形態では、駆動機構７３は、サーボモータ７４により回転するウォームギヤ７５と、下部主車輪７２Ａの車軸に連結され、かつ、ウォームギヤ７５に噛合したウォームホイール７６を含む。この結果、サーボモータ７４が停止された状態で、下部主車輪７２Ａの回転が停止され、装置の自重によって、下部主車輪７２Ａが回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。
【０１０８】
（８） 本実施形態では、操舵機構６６Ａ、６６Ｂはサーボモータ６８は、サーボモータ６８により回転するウォームギヤ６９と、上部主車輪７２Ｂと、下部主車輪７２Ａ（駆動車輪）を支持するフォーク部材７１に連結され、かつ、前記ウォームギヤ６９に噛合したウォームホイール７０を含む。この結果、本実施形態では、
サーボモータ６８が停止された状態で、フォーク部材７１の回転が停止され、装置の自重によって、フォーク部材７１が回転することがなく、この結果、専用のブレーキ機構を設ける必要がないため、操舵機構６６Ａ、６６Ｂの構造を簡素化でき、軽量化を図ることができる。又、操舵機構８１、８１Ｃに関しても、上記と同じ理由から上記と同様の効果を奏する。
【０１０９】
（９） 本実施形態では、昇降作業装置２０は、環状機枠２１には、作業機としての枝打ち機構９０が搭載されている。枝打ち機構９０は、枝打ちを行う枝打ち本体部１２０を備える。そして、柱体の直径方向において、枝打ち本体部１２０をサーボモータ９５（第１駆動源）の駆動により位置調整する位置調節機構９４（枝打ち位置調整機構部）と、サーボーモータ１０６（第２駆動源）により枝打ち本体部１２０を鉛直方向に対する姿勢を調整するサーボーモータ１０６、歯車１０５、ウォームギヤ１０７、支持軸１０４からなる（姿勢調整機構部）を備える。
【０１１０】
この結果、柱体の径の変化により、枝打ち本体部１２０が柱体に対して傾いた際に、位置調節機構９４の位置調整及び姿勢調整機構部の角度調整により、枝打ち本体部１２０の柱体に対する位置、姿勢（角度）を調整することができ、枝打ち本体部１２０の作業を、行いやすくすることができる。例えば、柱体の外周面に枝打ち本体部１２０の姿勢を平行にする等、柱体に対する枝打ち本体部１２０の姿勢を一定にすることもできる。
【０１１１】
（１０） 本実施形態では、枝打ち本体部１２０は、枝打ち本体部１２０には、反柱体側に枝打ち本体部１２０が傾斜した状態で位置調節機構９４（枝打ち位置調整機構部）により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、サーボモータ９５（第１駆動源）の駆動を停止させて、サーボーモータ１０６（第２駆動源）を駆動させる接触センサ１１６（第１検出手段）を備える。又、枝打ち本体部１２０の姿勢が姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、サーボーモータ１０６（第２駆動源）を停止する接触センサ１３０（第２検出手段）を備える。
【０１１２】
この結果、枝打ち本体部１２０は柱体に対して、所定距離離間した状態でしかも所定姿勢で枝打ちを行うことができる。
（１１） 本実施形態では、昇降作業装置２０は、環状機枠２１には、枝打ち機構９０が枝打ちする際に、該枝打ち機構９０に働く反力に抗するための受動輪１４０が柱体に対して接触可能に設けられている。この結果、枝打ち機構９０が枝打ちする際に、受動輪１４０が、樹幹（柱体）に接触して、該枝打ち機構９０に働く反力に抗することができ、この結果、前記反力による昇降作業装置２０の姿勢の変化を抑制することができる。
【０１１３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態において、一対の該上部主車輪７２Ｂを、一対の下部主車輪７２Ａと同様に環状機枠２１に、一対の下部主車輪７２Ａの揺動部材とは別に、或いは、一対の下部主車輪７２Ａの揺動部材を省略する代わりに、揺動自在に支持した揺動部材に設けるようにしてもよい。すなわち、互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材を設けて、各揺動部材に、一対の該上部主車輪７２Ｂ、及び一対の下部主車輪７２Ａを支持、或いは、別の揺動部材に、一対の該上部主車輪７２Ｂを支持するようにしてもよい。
【０１１４】
この場合、第１車輪位置調整機構部４１、第２車輪位置調整機構部４２を介して、該上部主車輪７２Ｂを、操舵機構６６Ｂ、上部主車輪ユニット６７Ｂを備えるようにしてそれぞれ同様に設けるようにする。
【０１１５】
又、上部主車輪７２Ｂの下方には、上部副車輪８７と同様の下部副車輪（揺動部材の下方に副車輪が位置することのみ異なる）を設けるようにしてもよい。このようにしても、昇降時において柱体（樹幹）の径に変化があった場合、上部主車輪７２Ｂ、下部主車輪７２Ａにより、同時に柱体の外周面に強く押し付けて接触でき、安定して昇降ができる。
【０１１６】
・ 前記実施形態では、揺動部材３１を環状機枠２１の外方に設けたが、環状機枠２１の内方に揺動自在に設けるようにしてもよい。
・ 前記実施形態では、第１検出手段として、接触センサ１１６を接触スイッチにて構成したが、圧力センサとしてもよい。圧力センサとした場合、所定距離は圧力がかかって検出作動したときの距離となる。又、第１検出手段を、力センサとしてもよく、この場合、所定距離とは力センサが検出作動したときの、該センサと樹幹の外表面との距離となる。又、第１検出手段として距離センサとしても良く、距離センサの場合は、柱体との離間距離が予め設定された距離か否かを判定する機能をもてばよい。
【０１１７】
所定姿勢としては、第２検出手段が樹幹に対して検出する所定の距離離間したときの距離のときの姿勢でもよい。実前記施形態の場合、第２検出手段は、接触スイッチであるため、該接触スイッチが柱体に押圧されてオン動作する際に枝打ち本体部１２０が予め設定された姿勢（角度）になるように、該スイッチの位置柱体に接触した際のアクチュエータのオン動作の位置、スイッチの枝打ち本体部の表面からの突出量等を予め設定しておくものとする。
【０１１８】
なお、第２検出手段を、圧力センサ、又は力センサとしてもよい。或いは、距離センサであってもよい。
・ なお、下部主車輪７２Ａは、前記実施形態では説明していないが、リムホイールの外周側に設けられたリムに対してタイヤが装着されている。この場合、昇降作業装置２０が柱体（樹幹）を螺旋昇降する際、該装置の自重によりタイヤの側面が膨出することによる変形が大きくなり、リムに対するタイヤの内周側装着部分が外れる虞がある。このタイヤ変形を押さえるために、前記実施形態において、図１０（ｂ）に示すように、下部主車輪７２Ａのリムホイールの内周側にフランジｆを形成して、該フランジｆによりタイヤの側面を押さえるようにしてもよい。
【０１１９】
・前記実施形態では、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５では、可動支持体５７を手動の操作機構により、手動操作して位置調整を行うようにした。この構成の代わりに、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５おいて、端板５１、５２間に図示しないポールネジを架設し、該ボールねじに螺合されたボールねじナットを可動支持体５７に対して固定し、前記ボールねじの一端には、図示しないサーボモータの出力軸に固定されたウォームギヤと噛合するウォームホイールを固定するようにしてもよい。この場合、ボールねじ、ボールねじナットがモータ（前記サーボモータ）により動作する操作機構に相当する。
【０１２０】
このことにより、サーボモータを作動させてボールネジ等を動作させ、可動支持体５７を移動させることにより下部主車輪７２Ａ、上部主車輪７２Ｂ、上部副車輪８７、受動輪１４０の位置の調整ができる。又、第１車輪位置調整機構部４１〜第５車輪位置調整機構部４５において、各サーボモータを同期して制御すれば、同時に可動支持体５７を同時に移動させて、下部主車輪７２Ａ、上部主車輪７２Ｂ、上部副車輪８７、受動輪１４０の位置の調整ができる。
【符号の説明】
【０１２１】
２０…柱体昇降作業装置、２１…環状機枠、３１…揺動部材、
４３…第３車輪位置調整機構部（車輪位置調整機構）、
４４…第４車輪位置調整機構部（車輪位置調整機構）、
５７…可動支持体、６４，８９…固定アーム、
６６Ａ，６６Ｂ，８１…操舵機構、
６８，７４，８３，９５…サーボモータ、
６９，７５，８４，９６，１０７…ウォームギヤ、
７０，７６，８５…ウォームホイール、
７２Ａ…下部主車輪、７２Ｂ…上部主車輪、７３…駆動機構、９０…枝打ち機構、１２０…枝打ち本体部、１４０…受動輪。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱体の外周面を取り巻くように配置可能であり、作業機を搭載する環状機枠と、該環状機枠の上方において配置されるとともに前記外周面を転動する上部主車輪と、前記環状機枠の下方において配置されるとともに前記上部主車輪とは前記柱体を挟んで反対側に位置するように設けられて前記外周面を転動する下部主車輪と、前記上部主車輪又は下部主車輪の少なくともいずれか一方（以下、駆動車輪という）に設けられて該駆動車輪を駆動する駆動機構及び駆動車輪を操舵する操舵機構とを含み、前記駆動車輪により前記柱体の周囲を回転して昇降する柱体昇降作業装置において、
単数の揺動部材、又は互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材が前記柱体の外周面へその両端が接近離間移動可能に、該揺動部材の中間部にて前記環状機枠に対し揺動自在に支持され、
前記単数の揺動部材の両端に前記下部主車輪又は上部主車輪が取付けられ、或いは一対の揺動部材のうち一方の揺動部材の両端に前記上部主車輪が取付けられるとともに他方の揺動部材の両端に前記下部主車輪が取付けられていることを特徴とする柱体昇降作業装置。
【請求項２】
前記駆動車輪を、前記柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項３】
前記車輪位置調整機構には、前記上部主車輪の下方に位置して、又は下部主車輪の上方に位置して、柱体の外周面を転動する副車輪が装着され、該副車輪は、付勢部材により前記柱体の外周面にそれぞれ押圧されてなることを特徴とする請求項２に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項４】
前記車輪位置調整機構により前記柱体の直径方向に位置調整される可動支持体が設けられ、該可動支持体には、固定アームが取り付けられ、前記固定アームの先端部には前記駆動車輪が装着されていることを特徴とする請求項２に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項５】
前記車輪位置調整機構は、前記可動支持体を手動で移動する操作機構、又はモータによる操作機構を含むことを特徴とする請求項４に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項６】
前記固定アームの先端部には、駆動車輪の進行方向を変更する操舵機構が設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪の車軸に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項８】
前記操舵機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪を支持するフォーク部材に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項９】
前記環状機枠には、作業機としての枝打ち機構が搭載され、
該枝打ち機構は、
枝打ちを行う枝打ち本体部と、前記柱体の直径方向において、該枝打ち本体部を第１駆動源の駆動により位置調整する枝打ち位置調整機構部と、第２駆動源により該枝打ち本体部を鉛直方向に対する角度（以下、姿勢という）を調整する姿勢調整機構部を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項１０】
前記枝打ち本体部には、
反柱体側に該枝打ち本体部が傾斜した状態で枝打ち位置調整機構部により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、前記第１駆動源の駆動を停止させて、第２駆動源を駆動させる第１検出手段と、
前記枝打ち本体部の姿勢が前記姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、前記第２駆動源を停止する第２検出手段とを備えることを特徴とする請求項９に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項１１】
前記環状機枠には、枝打ち機構が枝打ちする際に、該枝打ち機構に働く反力に抗するための受動輪が柱体に対して接触可能に設けられていることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項１】
柱体の外周面を取り巻くように配置可能であり、作業機を搭載する環状機枠と、該環状機枠の上方において配置されるとともに前記外周面を転動する上部主車輪と、前記環状機枠の下方において配置されるとともに前記上部主車輪とは前記柱体を挟んで反対側に位置するように設けられて前記外周面を転動する下部主車輪と、前記上部主車輪又は下部主車輪の少なくともいずれか一方（以下、駆動車輪という）に設けられて該駆動車輪を駆動する駆動機構及び駆動車輪を操舵する操舵機構とを含み、前記駆動車輪により前記柱体の周囲を回転して昇降する柱体昇降作業装置において、
単数の揺動部材、又は互いに柱体を挟んだ反対側に一対の揺動部材が前記柱体の外周面へその両端が接近離間移動可能に、該揺動部材の中間部にて前記環状機枠に対し揺動自在に支持され、
前記単数の揺動部材の両端に前記下部主車輪又は上部主車輪が取付けられ、或いは一対の揺動部材のうち一方の揺動部材の両端に前記上部主車輪が取付けられるとともに他方の揺動部材の両端に前記下部主車輪が取付けられていることを特徴とする柱体昇降作業装置。
【請求項２】
前記駆動車輪を、前記柱体の直径方向に位置調整するための車輪位置調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項３】
前記車輪位置調整機構には、前記上部主車輪の下方に位置して、又は下部主車輪の上方に位置して、柱体の外周面を転動する副車輪が装着され、該副車輪は、付勢部材により前記柱体の外周面にそれぞれ押圧されてなることを特徴とする請求項２に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項４】
前記車輪位置調整機構により前記柱体の直径方向に位置調整される可動支持体が設けられ、該可動支持体には、固定アームが取り付けられ、前記固定アームの先端部には前記駆動車輪が装着されていることを特徴とする請求項２に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項５】
前記車輪位置調整機構は、前記可動支持体を手動で移動する操作機構、又はモータによる操作機構を含むことを特徴とする請求項４に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項６】
前記固定アームの先端部には、駆動車輪の進行方向を変更する操舵機構が設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪の車軸に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項８】
前記操舵機構は、サーボモータにより回転するウォームギヤと、前記駆動車輪を支持するフォーク部材に連結され、かつ、前記ウォームギヤに噛合したウォームホイールを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項９】
前記環状機枠には、作業機としての枝打ち機構が搭載され、
該枝打ち機構は、
枝打ちを行う枝打ち本体部と、前記柱体の直径方向において、該枝打ち本体部を第１駆動源の駆動により位置調整する枝打ち位置調整機構部と、第２駆動源により該枝打ち本体部を鉛直方向に対する角度（以下、姿勢という）を調整する姿勢調整機構部を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項１０】
前記枝打ち本体部には、
反柱体側に該枝打ち本体部が傾斜した状態で枝打ち位置調整機構部により柱体に対し所定距離接近した際に、該所定距離に達したことを検出し、前記第１駆動源の駆動を停止させて、第２駆動源を駆動させる第１検出手段と、
前記枝打ち本体部の姿勢が前記姿勢調整機構部により所定姿勢となったことを検出して、前記第２駆動源を停止する第２検出手段とを備えることを特徴とする請求項９に記載の柱体昇降作業装置。
【請求項１１】
前記環状機枠には、枝打ち機構が枝打ちする際に、該枝打ち機構に働く反力に抗するための受動輪が柱体に対して接触可能に設けられていることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の柱体昇降作業装置。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−９２０９０（Ｐ２０１１−９２０９０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９１９１（Ｐ２００９−２４９１９１）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【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５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【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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