樹木切断機

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【発明の名称】	樹木切断機
【発明者】	【氏名】坂戸誠一【氏名】坂戸正幸【氏名】橋本友之【氏名】戸嶋利文【氏名】中野穰
【要約】	【課題】樹木及びその切り株，根っこ等の伐採，さらに伐採された樹木を細かく切断して運搬に適した状態にする作業を極めて効率的に行うことができ、特に切断作業における樹木の掴み具合を良好にすること。【解決手段】切断本体部５に形成された直線状刃部６と弧状刃部７とを有する回動切断刃Ａと、固定顎２と、該固定顎２に形成され前記弧状刃部７の刃先形状に対応する凹み形状とした弧状凹部１３ａを有する弧状刃先受け部１３とからなること。前記弧状刃部７は、前記直線状刃部６の直線状刃先縁６ａから前記固定顎２側に向かって弧状に突出してなること。

【特許請求の範囲】
【請求項１】切断本体部に形成された直線状刃部と弧状刃部とを有する回動切断刃と、固定顎と、該固定顎に形成され前記弧状刃部の刃先形状に対応する凹み形状とした弧状凹部を有する弧状刃先受け部とからなり、前記弧状刃部は、前記直線状刃部の直線状刃先縁から前記固定顎側に向かって弧状に突出してなることを特徴とする樹木切断機。
【請求項２】請求項１において、前記弧状凹部は、前記弧状刃部との対向する縁箇所が凹み状刃先縁として形成されてなることを特徴とする樹木切断機。
【請求項３】請求項１において、前記弧状凹部は、前記弧状刃部の刃先が挿入する弧状刃挿入溝が形成されてなることを特徴とする樹木切断機。
【請求項４】請求項１において、前記弧状刃先受け部の長手方向両側端より、前記直線状刃部と対応する直線状刃受け部が形成されてなることを特徴とする樹木切断機。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹木及びその切り株，根っこ等の伐採，さらに伐採された樹木を細かく切断して運搬に適した状態にする作業を極めて効率的に行うことができ、特に切断作業における樹木の掴み具合を良好なものとした樹木切断機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、山間部における道路建設，宅地造成及びその他の建設，土木工事等の開発工事において、まず樹木が伐採される。その伐採された樹木を他の場所へ搬出するために、運搬車両の荷台の大きさに合わせて、適宜の長さとなるように切断する必要がある。この樹木の伐採と、その伐採された樹木を運搬に適した長さに切断する作業は、チェーンソーにより行われる。チェーンソーは、切断作業に時間がかかり、また切断するにつれて、樹木側の抵抗も増加し、作業効率が次第に低下してゆくことになる。
【０００３】さらに、最近では、油圧ショベル等の建設土木車両のブーム先端に装着されるタイプのものが存在する。この種のものは、可動顎と固定顎とが相対的且つ挟み状に可動する仕組みで、いずれかの側（主に可動顎側）に回動切断刃が装着され、両顎の挟持動作により、樹木の伐採が行われたり、伐採された樹木が適宜の長さとなるように切断される。この種の切断機では、固定顎と可動顎本体との挟持力が回動切断刃に伝わり、該回動切断刃が樹木に食い込むときの剪断により切断作業が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】固定顎と可動顎本体との挟持力は、油圧出力等を強化すれば、切断力を強力なるものにできるが、回動切断刃が樹木を切断するために食い込むと、その食い込む深さが深くなるにつれて樹木側からの切断抵抗が次第に増加する。即ち、切断しようとする回動切断刃の両側面に樹木側からの押圧力が切断作業とともに同時にかかり、これが切断時における摩擦となり、さらに切断抵抗となる。この切断抵抗は極めて大きく、伐採しようとする樹木又は伐採された樹木の直径が太いものであればあるほど、その切断抵抗は増加し、やがては、回動切断刃が進まず停止し、それ以上は切断ができなくなることがある。
【０００５】上記の点を克服するために、切断機の油圧機構における出力をより一層大きくしなければならないが、これによって、油圧ショベル車両も大型のものが必要となる。ところが、山中，森林における伐採現場は、地形が劣悪であり、また、周囲に伐採されていない樹木が多数散在しているために、油圧ショベル車両に与えられた作業スペースが極めて小さく限定される。また、機動性の観点からしても、大型の車両を持ち込むことは到底できないものである。
【０００６】また、多少の無理をしてでも、大型車両を持ち込むことは、必要以上に時間がかかるし、また同時に環境の破壊にもつながりかねない。また、樹木を切断する作業では、まず樹木を切断機の固定刃と可動刃で挟み、切断するものであるが、その外形が略円形状である樹木は、掴みにくく場合によっては切断する際に両切断刃から樹木が抜け出してしまい作業効率を低下させることもありうる。本発明は、このような樹木の切断時における切断抵抗が次第に大きくなって、回動切断刃の進行を停止させ、ひいては切断不可能になることや、挟持力を大きくして切断圧力を増加するために油圧ショベルが大型のものとなってしまうことや、或いは樹木を切断機で掴むときに、樹木が両切断刃から脱落する等の問題点を解消することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、切断本体部に形成された直線状刃部と弧状刃部とを有する回動切断刃と、固定顎と、該固定顎に形成され前記弧状刃部の刃先形状に対応する凹み形状とした弧状凹部を有する弧状刃先受け部とからなり、前記弧状刃部は、前記直線状刃部の直線状刃先縁から前記固定顎側に向かって弧状に突出してなる樹木切断機としたことにより、切断作業において樹木を掴むときに、樹木が両切断刃から脱落することを防止し、伐採された樹木を極めて効率的に切断することができ、上記課題を解決したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の樹木切断機は、主に本体枠部１と，固定顎２と，回動部材３と，回動切断刃Ａとから構成されている。さらに、該回動切断刃Ａは、補強部材４，切断本体部５，直線状刃部６，弧状刃部７及び楔状部材８，縦割り刃９等とから構成されている。前記固定顎２は、本体枠部１に固着されている。また、前記回動部材３は、枢支連結部３ａが形成されており、該枢支連結部３ａが本体枠部１の枢支部Ｔに回動自在に枢支されている。前記回動部材３には、回動切断刃Ａが固着され、前記回動部材３が回動することにより回動切断刃Ａを固定顎２に対して相対的に開閉させる構造となっている。
【０００９】前記本体枠部１に対する回動部材３の回動動作は、油圧シリンダ１２によって行われる。具体的には、本体枠部１に油圧シリンダ１２のシリンダ部１２ａとが回動自在に枢支部Ｓ₁にて枢支されている。また、前記回動部材３には、シリンダ連結部３ｂが形成され、該シリンダ連結部３ｂには前記油圧シリンダ１２のピストン１２ｂ側が枢支部Ｓ₂にて枢支されている。そして、前記油圧シリンダ１２のシリンダ部１２ａからピストン１２ｂが突出入し、前記本体枠部１に対して前記回動部材３とが回動する。
【００１０】次に、前記回動切断刃Ａは、切断本体部５，直線状刃部６，弧状刃部７等から構成され、必要に応じて楔状部材８或いは縦割り刃９が装着される。直線状刃部６には、長手方向に沿って直線状に形成された直線状刃先縁６ａが形成されている。前記切断本体部５は、略半円状の板材であり、その弧状外周箇所には、補強部材４が装着され、回動切断刃Ａの力学的強度を増加させている。該補強部材４は、前記切断本体部５の外周形状と略同一形状となる略弓形状に形成されたものである。
【００１１】該補強部材４は、左右対称形状とした左右一対となる２部材からなり、前記切断本体部５の外周部分の両側面に前記２つの補強部材４，４が略サンドイッチ構造で挟持固着される。そして、補強部材４と切断本体部５とが前記回動部材３に固着される。また、補強部材４は、１つの部材から構成され、該補強部材４に前記切断本体部５の弧状外周形状と略同一形状とした弧状凹部が形成され、該弧状凹部に前記切断本体部５が溶接手段等で固着される実施例も存在する。
【００１２】前記切断本体部５の切断作業部位には、直線状刃部６及び弧状刃部７が形成されている。前記直線状刃部６は、その刃渡り方向に直線状に形成されたものであり、切断を行う先端部位は、直線状刃先縁６ａと称する。前記直線状刃部６は、切断本体部５と一体的に形成されたものであり、前記切断本体部５の切断部位を先端が先鋭となるように加工することによって形成される。また、直線状刃部６を切断本体部５とは別部材からなるものとし、着脱可能且つ交換可能としてもよい。
【００１３】次に、弧状刃部７は、平面的に見て略斧形状又はまさかり形状をなしており、前記直線状刃部６と刃渡り方向において小さく形成されたものである。前記弧状刃部７は、刃先が刃渡り方向に沿って略半円形状に形成され、その先端部位は弧状刃先縁７ａと称する。前記弧状刃部７は、前記直線状刃部６の長手方向の適宜の箇所に形成されるもので、具体的には、長手方向の略中間付近に形成されている。
【００１４】前記弧状刃部７は、弧状刃先縁７ａの長手方向の両側端の位置が前記直線状刃部６の直線状刃先縁６ａと一致して両刃先縁が連続し、その弧状刃部７の弧状刃先縁７ａが前記固定顎２側に向かって前記直線状刃部６の直線状刃先縁６ａから円弧状に突出した形状である。また、弧状刃部７は、前述したように、斧又はまさかり又は半割り算盤玉形状のように形成されており、その弧状中心側部７ｂから弧状刃先縁７ａに向かうに従い次第に肉厚が薄くなるように形成され、その先端は先鋭に形成されている。
【００１５】次に、前記弧状刃部７の上方には、楔状部材８が形成されている。該楔状部材８は、切断本体部５に装着され、切断本体部５の面に直交する方向に沿って外方上向きの傾斜面が形成されたものである。具体的には、前記弧状刃部７の傾斜に略連続するようにして形成される。また、前記楔状部材８は、弧状刃部７の上方で且つその中央より両側に形成されることもある。
【００１６】次に、弧状刃部７の上方には縦割り刃９が形成されている。該縦割り刃９は、前記切断本体部５の両側面から直交する方向に突出形成されている。前記縦割り刃９は、縦割り先端刃９ａと縦割り本体部９ｂとから構成されている。縦割り先端刃９ａは、その断面形状がテーパー状をなしている。また、前記縦割り先端刃９ａの刃先は、切断本体部５から外方に離れるにしたがって下方、即ち固定顎２側に向かって近づくように傾斜している。
【００１７】また、縦割り刃９の刃先がいずれの方向にも傾斜しないで、水平状とした実施例も存在する。その縦割り刃９の縦割り先端刃９ａの位置は、前記回動切断刃Ａの弧状刃部７先端を越えない位置にあり、また縦割り刃９の高さは前記弧状刃部７の長手方向の略半分の長さを有している。また、前述した傾斜方向と反対にしたもので、即ち縦割り先端刃９ａの刃先が切断本体部５から外方に離れるにしたがって前記固定顎２から離れるように傾斜することもある。
【００１８】前記固定顎２が前記回動切断刃Ａ及び弧状刃部７とともに樹木Ｗを挟持且つ切断するにおいて、固定顎２側の樹木Ｗを支持する範囲における面を樹木支持面２ａと称する。該樹木支持面２ａには、弧状刃先受け部１３が装着されている。該弧状刃先受け部１３は、前記弧状刃部７と対応する位置に装着され、回動切断刃Ａが固定顎２に閉じた状態で、弧状刃部７と弧状刃先受け部１３とが当接又は近接する状態となる。
【００１９】その弧状刃先受け部１３は、前記樹木支持面２ａの表面から立ち上がるようにして形成されたものであり、その頂部は、前記弧状刃部７と略同等形状の弧状凹部１３ａが形成されている。さらに、具体的には、弧状凹部１３ａは、長手方向に沿って凹み円弧状に形成されたものであり、その長手方向とは、前記固定顎２の長手方向に一致したものである〔図２（Ａ）等参照〕。
【００２０】その弧状凹部１３ａの先端縁部分の形状は、種々のものが存在する。まず弧状刃先受け部１３の第１タイプとしては、弧状凹部１３ａの頂部が鋭利に形成された凹み状刃先縁１３ａ₁として形成されたものであって〔図７（Ａ）参照〕、前記弧状刃部７の弧状刃先縁７ａに対応する形状の刃先となっており、弧状刃先縁７ａとともに、凹み状刃先縁１３ａ₁側でも樹木Ｗに切り込み、樹木Ｗをより一層強力に切断するものである〔図７（Ｂ）参照〕。実際には、回動切断刃Ａと固定顎２とが閉じた状態で弧状凹部１３ａと弧状刃先縁７ａとの間にクリアランスＣが存在し、弧状刃先縁７ａと弧状凹部１３ａとが相互に干渉しないようにしている〔図３（Ｂ）参照〕。
【００２１】次に、弧状凹部１３ａの第２タイプとして、弧状刃挿入溝１３ａ₂が形成されるものが存在する〔図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参照〕。該弧状刃挿入溝１３ａ₂は、弧状凹部１３ａの長手方向に直交する断面形状が略Ｖ又はＵ字形状等に形成されたもので、前記回動切断刃Ａと固定顎２とが閉じた状態で、前記弧状刃部７の弧状刃先縁７ａがその弧状刃挿入溝１３ａ₂に挿入するようになっている。その弧状凹部１３ａの幅方向両側端の対向する溝壁頂部は平坦状に形成されている。
【００２２】この弧状刃挿入溝１３ａ₂により、弧状刃部７とともに切断作業で、樹木Ｗを完全に切断することができるとともに、使用しないときには、弧状刃部７を弧状刃挿入溝１３ａ₂に挿入した状態にしておくことで、弧状刃部７の保護ができる。弧状刃挿入溝１３ａ₂の幅方向両側の対向する溝壁頂部は刃先状に形成されることもある〔図８（Ｄ）参照〕。その弧状凹部１３ａの第３タイプでは、頂部が狭幅で且つ平坦状に形成されたものである〔図４（Ｃ）参照〕。そして、回動切断刃Ａと固定顎２とが閉じた状態で、前記弧状刃部７の弧状刃先縁７ａと弧状凹部１３ａとは近接又は略当接した状態となる。
【００２３】次に、本発明の第２実施形態として、前記弧状刃先受け部１３に直線状刃受け部１４が設けられたものが存在する〔図９，図１０等参照〕。この第２実施形態において、その直線状刃受け部１４は弧状刃先受け部１３の長手方向両端と連続して形成されたものであって、前記直線状刃受け部１４は、前記直線状刃部６と近接又は略当接するものである〔図１１（Ａ），（Ｂ）参照〕。この場合でも直線状刃受け部１４と直線状刃部６との間にはクリアランスＣが設けられる。
【００２４】その直線状刃受け部１４には、頂部が鋭利な直線刃先縁１４ａ₁として形成されたり〔図１１（Ｂ）参照〕、その直線状刃受け部１４の頂部が平坦状に形成されたり〔図１２（Ａ）参照〕、或いは直線状刃挿入溝１４ａ₂として形成されることもある〔図１２（Ｂ）参照〕。
【００２５】また、前記固定顎２の先端には、固定側先端爪部１０が形成され、また回動切断刃Ａの長手方向先端には前記固定顎２側の固定側先端爪部１０に対向する可動側先端爪部１１がそれぞれ形成されている。前記固定側先端爪部１０の幅方向中央箇所には、切欠溝１０ａが形成されている。該可動側先端爪部１１は、前記直線状刃部６の刃渡り方向と同一方向に形成され、前記直線状刃部６及び弧状刃部７とともに切断することができ、前記切欠溝１０ａに遊挿可能となっている。さらに、前記本体枠部１には、油圧ショベルのブーム先端箇所に装着するための連結部１ａ，１ａが形成されている。
【００２６】
【作用】本発明は、本体枠部１に形成され連結部１ａ，１ａを介して、油圧ショベルのブームに装着され、油圧ショベルの操縦席から操作する。樹木Ｗを切断するには、固定顎２と回動切断刃Ａとで樹木Ｗを挟持し、固定顎２と回動切断刃Ａとを閉じるようにして、弧状刃部７と回動切断刃Ａとで、樹木Ｗの伐採及び、伐採された樹木Ｗのさらなる切断を行い細かくして運搬に適したサイズにする。
【００２７】その樹木Ｗの切断状態を示すと、樹木Ｗが固定顎２と回動切断刃Ａとで挟持される。油圧シリンダ１２を介して回動切断刃Ａを固定顎２側に閉じる方向に動作させると、まず、最初に弧状刃部７の弧状刃先縁７ａが樹木Ｗに食い込み、その弧状刃先縁７ａのテーパ部分により樹木Ｗの切断部が分布荷重となる押圧力にて押し拡げられる。さらに、回動切断刃Ａを閉じると、回動切断刃Ａの直線状刃先縁６ａが樹木Ｗに食い込む。
【００２８】このとき、直線状刃部６は、前記弧状刃部７により押し拡げられた切断箇所に入り込むことになる。これによって、回動切断刃Ａの直線状刃部６は、前記弧状刃部７の働きにより、回動切断刃Ａは、樹木Ｗの切断面との接触が少なくなり、したがって切断抵抗が小さく、比較的少ない力で切断を行うことができる。また、回動切断刃Ａが樹木Ｗに食い込むに従い、前記楔状部材８が荷重ｐ，ｐ，…にて樹木Ｗの切断面を押し拡げ切断効率を向上させることができるものである。
【００２９】これは、前述したように、前記弧状刃部７の弧状刃先縁７ａの長手方向（刃渡り方向）の両側端の位置が前記直線状刃部６の直線状刃先縁６ａと一致して両刃先縁が連続しているので、弧状刃部７と直線状刃部６との境目に樹木Ｗのささくれ等が引っ掛かることがないため、回動切断刃Ａが樹木Ｗから容易に抜け出せるものである。また、は樹木Ｗを切断する一連の工程を示している。
【００３０】また、縦割り刃９が装着された実施形態では、回動切断刃Ａが閉じると、縦割り刃９の縦割り先端刃９ａが樹木Ｗの切断箇所に食い込む。このときは、縦割り先端刃９ａは前記直線状刃部６と直交しており、直線状刃先縁６ａによる切断方向と直交する方向に切断することになり、樹木Ｗを縦割りすることができる〔図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。その樹木Ｗを伐採する場合においても、上述した伐採された樹木Ｗの切断工程と同様であり、固定顎２と回動切断刃Ａとを略水平状となるように設定し、垂直方向の樹木Ｗを切断してゆく。
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明は、切断本体部５に形成された直線状刃部６と弧状刃部７とを有する回動切断刃Ａと、固定顎２と、該固定顎２に形成され前記弧状刃部７の刃先形状に対応する凹み形状とした弧状凹部１３ａを有する弧状刃先受け部１３とからなり、前記弧状刃部７は、前記直線状刃部６の直線状刃先縁６ａから前記固定顎２側に向かって弧状に突出してなる樹木切断機としたことにより、第１に樹木Ｗの切断作業を極めて効率的に行うことができるし、第２に樹木Ｗの切断をより一層確実にできる等の効果を奏する。
【００３２】上記効果を詳述すると、回動切断刃Ａの長手方向略中間付近に弧状刃部７が形成され、該弧状刃部７の弧状刃先縁７ａは、前記回動切断刃Ａの刃先から前記固定顎２側に向かって突出したものである。また、固定顎２側には、前記弧状刃部７に対して、対応する凹み形状とした弧状凹部１３ａを有する弧状刃先受け部１３が装着されている。これによって、樹木Ｗを切断する作業で、回動切断刃Ａと固定顎２とで樹木Ｗをくわえるようにしたときに、樹木Ｗは固定顎２側において弧状刃先受け部１３の弧状凹部１３ａにて支持され、切断作業では、樹木Ｗが回動切断刃Ａと固定顎２とから抜け出すことを防止できる。
【００３３】また、前記弧状刃部７は、略斧形状又はまさかり形状とすることにより、樹木Ｗの切断作業において弧状刃部７が樹木Ｗに対して円弧状軌跡を描いて切断を行う場合に、樹木Ｗに対する切断角度がどのような角度であっても樹木Ｗにさしこみやすく、切れ味が切断開始から終了までに大きく変化することなく均一な切れ味とすることができる。
【００３４】次に、請求項２の発明は、請求項１において、前記弧状凹部１３ａは、前記弧状刃部７との対向する縁箇所が凹み状刃先縁１３ａ₁として形成されてなる樹木切断機としたことにより、その凹み状刃先縁１３ａ₁は、樹木Ｗの切断時には、前記弧状刃部７のみでなく、固定顎２側からの切断も行われ、切断効率をより一層向上させるものである。
【００３５】次に、請求項３の発明は、請求項１において、前記弧状凹部１３ａは、前記弧状刃部７の刃先が挿入する弧状刃挿入溝１３ａ₂が形成されてなる樹木切断機としたことにより、樹木Ｗの切断時には、弧状刃部７が前記弧状刃挿入溝１３ａ₂内に挿入することで、樹木Ｗの切断が略完全に行われるし、また本装置が使用されないときには、回動切断刃Ａと固定顎２とを閉じた状態で、弧状刃部７の弧状刃先縁７ａが弧状刃挿入溝１３ａ₂に挿入された状態にすることで、現地搬入、装着作業等で弧状刃部７の破損を防止することができる。
【００３６】次に、請求項４の発明は、請求項１において、前記弧状刃先受け部１３の長手方向両側端より、前記直線状刃部６と対応する直線状刃受け部１４が形成されてなる樹木切断機としたことにより、切断作業で、弧状刃部７が樹木Ｗに食い込むにしたがい、固定顎２側で樹木Ｗは弧状刃先受け部１３とともに直線状刃受け部１４も樹木Ｗを支持しつつ、切断作業を進め、切断作業の効率をより一層向上させるものである。

【出願人】	【識別番号】５９１０１３９４２【氏名又は名称】株式会社坂戸工作所
【出願日】	平成１３年４月２日（２００１．４．２）
【代理人】	【識別番号】１０００８００９０【弁理士】【氏名又は名称】岩堀邦男
【公開番号】	特開２００２－２９１３５４（Ｐ２００２－２９１３５４Ａ）
【公開日】	平成１４年１０月８日（２００２．１０．８）
【出願番号】	特願２００１－１０３９２１（Ｐ２００１－１０３９２１）