(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枝についている葉を枝から分離させる枝葉分離装置において、
上側搬送部と下側搬送部とによって枝を押えた状態で当該枝を搬送する搬送ユニットが搬送方向に対して水平直交方向に複数並設され、
搬送方向に対して直交する方向に隣接する上側搬送部の間、および下側搬送部の間には、枝搬送時に駆動ユニットにより回転駆動されて枝と葉を分離する回転ブラシがそれぞれ配設されていることを特徴とする枝葉分離装置。
【請求項２】
前記搬送ユニットは、前部搬送ユニットと後部搬送ユニットとにより構成され、
前部搬送ユニットと後部搬送ユニットとは、上下方向から枝の一部を挟んで保持する位置が搬送方向に対して水平直交方向にオフセットして配置され、
前記前部搬送ユニットに隣接して配設された回転ブラシと前記後部搬送ユニットに隣接して配設された回転ブラシとは、搬送方向に対して水平直交方向にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の枝葉分離装置。
【請求項３】
前記搬送ユニットを支持するフレーム部材をさらに備え、
前記搬送ユニットの上側搬送部は、上下方向に移動可能に前記フレーム部材に取付けられ、
前記回転ブラシは、前記上側搬送部と同期して上下方向に移動可能なように上側搬送部の間に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の枝葉分離装置。
【請求項４】
前記回転ブラシは、回転ドラムと、回転ドラムの外周面に取付けられたループ状のワイヤロープとを備え、
前記ワイヤロープは前記回転ドラムの回転時に回転ドラムの径方向に起立するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の枝葉分離装置。
【請求項５】
前記駆動ユニットは、前記回転ブラシを枝の搬送方向と同方向に回転させ、且つ枝の搬送速度よりも前記回転ブラシの回転速度の方が早くなるように回転させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の枝葉分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枝についている葉を枝から分離する枝葉分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、松や杉などの針葉樹の葉を枝から分離させる作業を行うことができる枝葉分離装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この枝葉分離装置では、枝の基端部分をチェーンコンベヤと転動用チェーンで保持して横向き水平状で搬送し、枝の葉付き部分を上下の脱葉ブラシ間を通過させ、各脱葉ブラシの回転により、葉をこそぎ取るようにして枝から分離させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、投入された枝は基端部分のみを片持ち保持されて搬送されるため、脱葉ブラシによるこそぎ取りにより枝の姿勢が不安定となり、取り残しが発生する等、脱葉作業を安定して実施できないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、安定した脱葉作業が実施可能な枝葉分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上側搬送部と下側搬送部とによって枝を押えた状態で当該枝を搬送する搬送ユニットを搬送方向に対して水平直交方向に複数並設した。そして、搬送方向に対して直交する方向に隣接する上側搬送部の間、および下側搬送部の間には、枝搬送時に駆動ユニットにより回転駆動されて枝と葉を分離する回転ブラシをそれぞれ配設している。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、投入された枝は、複数の搬送ユニットにより上下から複数個所で支持して搬送されるため、安定して搬送でき、回転ブラシによる脱葉作業を自動化でき安定して実施できる。結果として、葉のついている枝の運搬と枝からの葉の分離とが自動化でき、枝葉分離の作業時間を短縮できる。また、枝は搬送され、葉は落下するため、枝と葉が混入しにくい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態を示す枝葉分離装置の側面図である。
【図２】枝葉分離装置の平面図である。
【図３】枝葉分離装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の枝葉分離装置を実施形態に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明を適用した枝葉分離装置の第１実施形態を示す側面図、平面図および斜視図である。
【００１１】
図１〜図３に示すように、枝葉分離装置１は、葉のついた枝を搬送する複数の搬送ユニット４，５からなる搬送装置２と、駆動ユニット６により回転駆動されて、搬送される枝から葉を掻き取り分離させる複数の回転ブラシ３と、を備える。
【００１２】
搬送装置２の複数の搬送ユニット４，５は、搬送方向の上流側に配置された複数の前部搬送ユニット４と、搬送方向の下流側に配置された複数の後部搬送ユニット５と、からなる。複数の前部搬送ユニット４は、搬送方向に対して直交する方向に並設され、複数の後部搬送ユニット５も搬送方向に対して直交する方向に並設されている。
【００１３】
また、複数の前部搬送ユニット４と複数の後部搬送ユニット５とは、搬送方向に対して直交する方向にそれぞれ位置をずらして配置されている。例えば、枝の投入側から見て、前部搬送ユニット４の配列位置の間に、後部搬送ユニット５がそれぞれ位置するように交互に配列されている。そして、搬送方向において、複数の前部搬送ユニット４の搬送範囲の下流側（後端）と後部搬送ユニット５の搬送範囲の上流側（前端）とは、搬送範囲が互いに重なるように、配列されている。
【００１４】
前部搬送ユニット４および後部搬送ユニット５は、葉のついた枝を下から支える下側搬送部と、葉のついた枝を上から押える上側搬送部と、から構成される。以下では、前部搬送ユニット４の上側搬送部を「前上側搬送部４Ｂ」とし、下側搬送部を「前下側搬送部４Ａ」とする。また、後部搬送ユニット５の上側搬送部を「後上側搬送部５Ｂ」とし、下側搬送部を「後下側搬送部５Ａ」とする。また、前部搬送ユニット４および後部搬送ユニット５の上側搬送部を総称する場合には、単に「上側搬送部４Ｂ，５Ｂ」とし、前部搬送ユニット４および後部搬送ユニット５の下側搬送部を総称する場合には、単に「下側搬送部４Ａ，５Ａ」とする。
【００１５】
前部および後部の搬送ユニット４，５の下側搬送部４Ａ，５Ａは、一対のスプロケット４１，４１および４２，４２と、一対のスプロケット４１，４１および４２，４２に巻掛けられたチェーン４３，４４と、を備える。一対のスプロケット４１，４１および４２，４２のそれぞれを、フレーム部材１０に回転自在に支持された一対の軸４５，４６および４６，４７に固定することで、チェーン４３，４４が同期して循環移動する。
【００１６】
前下側搬送部４Ａの搬送方向下流側のスプロケット４１（後端）と後下側搬送部５Ａの搬送方向上流側のスプロケット４２（前端）とは、共通する軸４６（共通軸）に固定され、駆動ユニット４８により回転駆動される。したがって、駆動ユニット４８により共通軸４６を回転駆動すると、共通軸４６に固定されたスプロケット４１，４２が回転して、前下側搬送部４Ａと後下側搬送部５Ａとが同時に駆動されて、葉のついた枝をそれぞれのチェーン４３，４４により下側から支持して上流側から下流側に搬送する。
【００１７】
前部および後部の搬送ユニット４，５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂは、揺動アーム５１，５２と、各揺動アーム５１，５２に回転自在に配置された一対のスプロケット５３，５３および５４，５４と、一対のスプロケット５３，５３および５４，５４に巻掛けられたチェーン５５，５６と、を備える。前上側搬送部４Ｂの揺動アーム５１の搬送方向後端部と後上側搬送部５Ｂの揺動アーム５２の前端部とは、共通軸５７により支持されている。また、共通軸５７には、前上側搬送部４Ｂの搬送方向下流側のスプロケット５３と後上側搬送部５Ｂの搬送方向上流側のスプロケット５４とが固定され、駆動ユニット５８により回転駆動されるようにしている。
【００１８】
このため、駆動ユニット５８により共通軸５７を回転駆動すると、共通軸５７に固定されたスプロケット５３，５４が回転して、前上側搬送部４Ｂと後上側搬送部５Ｂが同時に駆動されて、葉のついた枝をそれぞれのチェーン５５，５６により押えて上流側から下流側に搬送する。各搬送ユニット４,５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂは、例えば、揺動アーム５１，５２の重量を比較的大きくするか、若しくは揺動アーム５１，５２に重りを付加することにより、自重を大きくしてチェーン５５，５６を介して枝を押えるようにしている。なお、チェーン５５，５６を介して枝を押える別の方法として、ばねにより揺動アーム５１，５２を下方へ押付けるようにしてもよい。
【００１９】
前上側搬送部４Ｂは、前下側搬送部４Ａに対して短く形成され、揺動アーム５１の先端は斜め上方に延設される延長部５１Ａを備えている。揺動アーム５１の延長部５１Ａと前下側搬送部４Ａの前端部とは、葉のついた枝の投入口を構成する。このため、前下側搬送部４Ａの前端部に葉のついた枝を置くと、先ず、前下側搬送部４Ａが葉のついた枝を下流側に搬送する。次いで、前上側搬送部４Ｂにおける揺動アーム５１の延長部５１Ａが葉のついた枝を押えつつ上下搬送部４Ａ，４Ｂ間に迎え入れて、上下搬送部４Ａ，４Ｂ間で当該枝を挟み込み下流側に搬送する。
【００２０】
フレーム部材１０には、ピン１１を介して、第１支持アーム１２が設けられている。第１支持アーム１２は、ピン１１により上下方向に揺動自在にとなっている。第１支持アーム１２の中途部には、軸３３を介して第２支持アーム１３が設けられている。第２支持アーム１３は、軸３３により上下方向に揺動自在となっている。共通軸５７は、第２支持アーム１３の先端部に回転自在に支持されて、共通軸５７自体もフレーム部材１０に対して上下方向に揺動可能となっている。第１支持アーム１２はフレーム部材１０の両端に設けられ、第１支持アーム１２同士はロッド１２Ａにより連結されている。
【００２１】
このため、前下側搬送部４Ａのチェーン４３上に載せられた枝が太い場合には、枝を押える前上側搬送部４Ｂが共通軸５７を中心として上方へ揺動して追従する。そして、枝の搬送方向下流への移動に伴い、当該前上側搬送部４Ｂは前端を下降させると共に共通軸５７および後上側搬送部５Ｂの前端を上昇させて追従する。この場合には、共通軸５７の上昇により全ての前上側搬送部４Ｂの後端と全ての後上側搬送部５Ｂの前端とが上昇するので、太い枝であっても安定して押えることができる。枝が後上側搬送部５Ｂの下流までされると、後上側搬送部５Ｂの後端を上昇させつつ前端（共通軸５７）を下降させて追従する。
【００２２】
また、前後の搬送ユニット４，５における上側搬送部４Ｂ，５Ｂは、第１支持アーム１２を上昇させると、第２支持アーム１３と共に共通軸５７が上昇するので、下側搬送部４Ａ，５Ａとの接触状態を解除して上方へ離間させることができる。この上方への離間の際に、前部搬送ユニット４と後部搬送ユニット５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂが共通軸５７から下側に垂れる状態となることを防止するために、前部および後部搬送ユニット４，５における上側搬送部４Ｂ，５Ｂの揺動アーム５１，５２同士が所定角度以下とならないように、ストッパを設けることが望ましい。このように、上側搬送部４Ｂ，５Ｂを上方へ離間させることにより、メンテナンスを実施できる空間を形成することができ、搬送中の枝が搬送ユニット４，５に絡まっても、修復することができる。
【００２３】
以上のように、搬送装置２を構成する各前部搬送ユニット４および各後部搬送ユニット５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂと下側搬送部４Ａ，５Ａとは、葉のついた枝の基端部から先端部にかけての複数個所を、上下方向から挟んで搬送する。また、前部搬送ユニット４と後部搬送ユニット５とは、搬送方向に対して直交する方向に、それぞれオフセットして配置され、前後搬送ユニット４，５で異なる位置を挟むようにしている。このため、搬送される枝は、前部搬送ユニット４で挟んだ部分が、後部搬送ユニット５の搬送中には、後部搬送ユニット５間に露出した状態で搬送されることとなる。
【００２４】
また、上側搬送部４Ｂ，５Ｂは、上下方向に移動可能にフレーム部材１０に第１、２支持アーム１２，１３を介して取付けられているため、投入された枝の太さがばらついても確実に保持することができ、安定して搬送できる。しかも、上側搬送部４Ｂ，５Ｂを上昇させた際には、下側搬送部４Ａ，５Ａとの間に充分なメンテナンス空間を形成することができる。
【００２５】
次に、枝から葉を分離するための回転ブラシ３について説明する。回転ブラシ３は、回転ドラム３１と、回転ドラム３１の外周面に取付けられたワイヤロープ３２とから形成されている。ワイヤロープ３２は両端が回転ドラム３１に固定されて、ループ状となっている。ワイヤロープ３２は回転ドラム３１の回転時に遠心力により回転ドラム３１の径方向に起立するように構成されている。
【００２６】
回転ブラシ３は、図１及び図２に示すように、隣接する前上側搬送部４Ｂの間および隣接する後上側搬送部５Ｂの間に、それぞれ枝と葉を分離するための上側回転ブラシ３Ｂとして配置される。また、回転ブラシ３は、隣接する前下側搬送部４Ａの間および隣接する後下側搬送部５Ａの間にも、それぞれ枝と葉を分離するための下側回転ブラシ３Ａとして配置される。
【００２７】
図１に示すように、前部搬送ユニット４の間に配置された上側回転ブラシ３Ｂの回転ドラム３１および後部搬送ユニット５の間に配置された上側回転ブラシ３Ｂの回転ドラム３１は、それぞれ軸３３に固定され、各軸３３は第１支持アーム１２に回転可能に支持されている。同様に、前部搬送ユニット４の間に配置された下側回転ブラシ３Ａの回転ドラム３１および後部搬送ユニット５の間に配置された下側回転ブラシ３Ａの回転ドラム３１が、それぞれ軸３４に固定され、各軸３４は下側搬送部４Ａ，５Ａの下方に位置するフレーム部材１０に回転可能に支持されている。
【００２８】
上側回転ブラシ３Ｂおよび下側回転ブラシ３Ａは、回転ドラム３１が回転駆動されワイヤロープ３２が径方向に起立した際に、ワイヤロープ３２が搬送されている枝に接触するように、第１支持アーム１２およびフレーム部材１０に位置決めされている。
【００２９】
上側回転ブラシ３Ｂおよび下側回転ブラシ３Ａの各軸３３，３４は、その軸端に配置したプーリ３５およびベルト３６よりなる巻掛け伝動装置を介してモータ等の駆動ユニット６のプーリ３７に連結されている。従って、駆動ユニット６により巻掛け伝動装置を介して各軸３３，３４を回転駆動すると、枝の搬送方向と同方向に各回転ブラシ３Ａ，３Ｂが回転する。回転ブラシ３Ａ，３Ｂの回転速度は、枝の搬送速度よりも早くなるように設定されている。なお、回転ブラシ３の回転方向は、搬送ユニット４，５による搬送方向と同方向となるものに限定されるものでなく、搬送ユニット４，５による搬送方向とは逆方向に回転させるものであってもよい。
【００３０】
また、上側回転ブラシ３Ｂは、第１支持アーム１２に軸３３介して支持されているため、上側搬送部４Ｂ，５Ｂを上方へ上昇させた時には、上側搬送部４Ｂ，５Ｂとともに上昇し、下側搬送部４Ａ，５Ａおよび下側回転ブラシ３Ａとの間に、メンテナンスを実施できる空間を形成することができる。
【００３１】
以上の構成の枝葉分離装置１の動作について以下に説明する。枝葉分離装置１の運転時においては、駆動ユニット４８，５８により各搬送ユニット４，５を作動させて、上側搬送部４Ｂ，５Ｂおよび下側搬送部４Ａ，５Ａの各チェーン４３，４４，５５，５６を循環移動させる。また、駆動ユニット６により軸３３，３４を回転駆動させ、各回転ブラシ３を回転させる。
【００３２】
ついで、樹木から切り取られ所望長さに切断された針葉樹の枝を、ほぼ横向き水平状にし、投入口である前下側搬送部４Ａの複数のチェーン４３の前端部に載せて投入する。投入された葉のついた枝は、前下側搬送部４Ａの複数のチェーン４３に載って下流側に搬送される。次いで、前上側搬送部４Ｂの複数の揺動アーム５１の延長部５１Ａが葉のついた枝を押えつつ前上下搬送部４Ａ，４Ｂの複数のチェーン４３，５５間に迎え入れ、前上下搬送部４Ａ，４Ｂのチェーン４３，５５間に当該枝が挟み込まれる。葉のついた枝は、複数個所で前部搬送ユニット４のチェーン４３，５５により上下から挟まれてほぼ横向き水平状で下流へ搬送される。
【００３３】
次いで、葉のついた枝は、前部搬送ユニット４のチェーン４３，５５により上下から挟まれた状態で、回転ブラシ３が存在する領域を通過する。この領域を通過することにより、葉のついた枝は、回転ブラシ３のワイヤロープ３２により繰り返し叩かれることにより、その領域の葉が枝から掻き取られる。このように枝から分離された葉は、下方に落下して図示しない集積部に集められる。
【００３４】
その後、枝は、前部搬送ユニット４のチェーン４３，５５により複数の箇所が上下から挟まれている状態において、後部搬送ユニット５のチェーン４４，５６により異なる複数の箇所で上下から挟まれ、次いで、前部搬送ユニット４から外れて後部搬送ユニット５により下流側へ搬送される。
【００３５】
後部搬送ユニット５により搬送される枝は、後部搬送ユニット５のチェーン４４，５６により上下から挟まれた状態で、回転ブラシ３が存在する領域を通過する。この領域を通過することにより、葉のついた枝は、ワイヤロープ３２により繰り返し叩かれることにより、前部搬送ユニット４により挟まれていた領域の葉が枝から掻き取られる。このように、枝から分離された葉は、下方に落下して図示しない集積部に集められる。
【００３６】
本実施形態の枝葉分離装置１によれば、人手をほとんど介することなく、且つ人手による場合と同程度の品質を保ちながら、枝から効率良く葉を分離することができる。搬送装置２の複数の搬送ユニット４，５間の上下に回転ブラシ３が配置されているため、複数の搬送ユニット４，５により搬送するのみで、投入された枝の全領域の葉を枝から分離させることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、搬送装置２として、前部搬送ユニット４と後部搬送ユニット５とを備えるものについて説明した。しかし、搬送装置２は、搬送方向に３つ以上の搬送ユニットを備え、これら搬送ユニットを互いにオフセットさせて配列するものであってもよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、搬送ユニット４，５を回転駆動する駆動ユニット４８，５８と回転ブラシ３を回転駆動する駆動ユニット６とをそれぞれ備えるものについて説明した。しかし、搬送ユニット４，５を回転駆動する駆動ユニットと回転ブラシ３を回転駆動する駆動ユニットとを一体化させて、一個の駆動ユニットにより回転駆動するものであってもよい。この場合には、駆動経路に配置する搬送ユニット４，５と回転ブラシ３との減速機の減速比を、変更することにより、搬送ユニット４，５の搬送速度よりも回転ブラシ３の回転速度が速くなるようにする。
【００３９】
また、上記実施形態において、回転ブラシ３の回転方向を搬送ユニット４，５による搬送方向と同方向となるものについて説明した。しかし、回転ブラシ３の回転方向を搬送ユニット４，５による搬送方向とは逆方向とするものであってもよい。
【００４０】
以上説明した本実施形態の枝葉分離装置１においては、上側搬送部４Ｂ，５Ｂと下側搬送部４Ａ，５Ａとによって枝を押えた状態で当該枝を搬送する搬送ユニット４，５を搬送方向に対して水平直交方向に複数並設している。そして、搬送方向に対して直交する方向に隣接する上側搬送部４Ｂ，５Ｂの間、および下側搬送部４Ａ，５Ａの間には、枝搬送時に駆動ユニット６により回転駆動されて枝と葉を分離する回転ブラシ３をそれぞれ配設している。このため、投入された枝は、複数の搬送ユニット４，５により上下から支持された状態で搬送されるため、安定して搬送でき、回転ブラシ３による脱葉作業を自動化でき安定して実施できる。結果として、葉のついている枝の運搬と枝からの葉の分離とが自動化でき、枝葉分離の作業時間を短縮できる。また、枝は搬送され、葉は落下するため、枝と葉が混入しにくい。
【００４１】
搬送ユニット４，５は、前部搬送ユニット４と後部搬送ユニット５とにより構成され、前部搬送ユニット４と後部搬送ユニット５とは、上下方向から枝の一部を挟んで保持する位置が搬送方向に対して水平直交方向にオフセットして配置されている。このため、前部搬送ユニット４で保持されて脱葉できなかった枝部分の葉が、後部搬送ユニット５で回転ブラシ３に臨ませることができ、投入された枝の全領域を残すことなく脱葉させることができる。
【００４２】
搬送ユニット４，５を支持するフレーム部材１０をさらに備え、搬送ユニット４，５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂは、上下方向に移動可能にフレーム部材１０に取付けられ、上側回転ブラシ３Ｂは、上側搬送部４Ｂ，５Ｂと同期して上下方向に移動可能なように上側搬送部４Ｂ，５Ｂの間に取付けられている。即ち、各搬送ユニット４，５の上側搬送部４Ｂ，５Ｂは上下方向に移動可能であり、下部搬送部４Ａ，５Ａに押付けられているため、投入された枝の太さがばらついても確実に保持することができ、安定して搬送できる。また、各搬送ユニット４，５の上部搬送部４Ｂ，５Ｂおよび上側回転ブラシ３Ｂは、上方へ離間可能となっているため、枝が搬送ユニット４，５や回転ブラシ３に絡まっても、修復することができる。
【００４３】
回転ブラシ３は、回転ドラム３１と、回転ドラム３１の外周面に取付けられたループ状のワイヤロープ３２とを備え、ワイヤロープ３２は回転ドラム３１の回転時に回転ドラム３１の径方向に起立するように構成されている。このため、ワイヤロープ３２の内側に枝が入った状態でワイヤロープ３２がしなり、その枝についている葉をワイヤロープ３２で掻き取るようにして枝から分離することが可能となる。
【００４４】
駆動ユニット６は、回転ブラシ３を枝の搬送方向と同方向に回転させ、且つ枝の搬送速度よりも回転ブラシ３の回転速度の方が早くなるように回転させる。このため、回転ブラシ３は搬送される枝に対して繰返して掻き取り動作を行わせることができ、枝についている葉を確実に掻き取ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  枝葉分離装置
２  搬送装置
３  回転ブラシ
３Ａ  下側回転ブラシ
３Ｂ  上側回転ブラシ
４  前部搬送ユニット
４Ａ  前下側搬送部
４Ｂ  前上側搬送部
５  後部搬送ユニット
５Ａ  後下側搬送部
５Ｂ  後上側搬送部
６，４８，５８  駆動ユニット
１０  フレーム部材
１２  第１支持アーム
１３  第２支持アーム
３１  回転ドラム
３２  ワイヤロープ
【図１】
0005926994.tif 000002
【図２】
0005926994.tif 000003
【図３】
0005926994.tif 000004