(57)【要約】【課題】  樹皮を傷めることがなく、樹幹の外径が昇降中に変化しても外径変化に応ずることができ、装置の荷重を軽減するという課題を解決する。【解決手段】  内壁面に方向自在の複数のキャスター２が設けられた環状体１と、該環状体の外壁面に連結部１０を介して設けられた垂直乃至水平方向に向き可変の複数の推進器９とからなる柱状体の昇降装置であり、前記環状体は、開環部を有して、開環部４のところで開環することができ、かつ環状体は追加または減数できる複数の環構成体３からなる。互に隣接する環構成体間は弾性機能を有する手段を介して連結されて、環状体の環径は拡縮が可能である。前記複数の各推進器の間隔は略等間隔に配置されている。複数の環構成部の上部の内周面側には、円弧形の弧周縁に沿って鋸歯を有する鋸部材が取付け可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に方向自在の複数のキャスターが設けられた環状体と、該環状体の外壁面に連結部を介して設けられた垂直乃至水平方向に向き可変の複数の推進器とからなる柱状体の昇降装置であって、
前記環状体は、開環部を有しかつ環径の拡縮が可能であり、
前記複数の各推進器は、それぞれの間隔が略等間隔に配置されていることを特徴とする柱状体の昇降装置。
【請求項２】
前記環状体は、追加又は減数可能な複数の環構成部から成り、隣接する該各構成部は互いに伸縮可能な弾性機能を有する手段により連結されていることを特徴とする請求項１記載の柱状体の昇降装置。
【請求項３】
前記弾性機能を有する手段は、隣接する環構成体３の間を連結している円形または楕円形に形成された環状板バネからなり、
該環状板バネは、隣接する環構成体の両端面と接触する箇所にそれぞれ着脱可能な固定手段により固定されていることを特徴とする請求項２記載の柱状体の昇降装置。
【請求項４】
前記複数の環構成部の上部の内周面側には、円弧形の弧周縁に沿って鋸歯を有する鋸部材が取付け可能であることを特徴とする請求項１記載の柱状体の昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、例えば、杉、檜、ラジアータパイン等の枝打ち作業や樹木の高所への薬剤噴霧等の作業に用いられる柱状体の昇降装置に関する。
【背景技術】
【０００２】      柱状体の昇降装置は、樹幹の高所からの殺虫剤などの薬剤を噴霧する作業の他、ポール上部からの写真撮影や縄掛け作業などに使用されることがある。しかしながら、杉、檜等の枝打ち作業が多く求められることから、主に枝打ち作業について説明することとする。【０００３】      枝打ち作業は、第一に樹木の商品価値を確保するために必要な作業である。すなわち、樹木の枝の部分は製材した際に節として現れるが、この節の部分が生じないように、たとえ生じたとしても抜け落ち（抜け節）たりしないように、あらかじめ下層の枝を切り落とし、製材した際の商品価値を高めるという重要な作業である。仮に、枝打ちを怠り、抜け節や腐朽（腐った枝を幹が巻き込み生じる）が生じた場合、どんなに太く成長した樹木でも商品価値は大きく損なわれる。特にニュージーランドでは植林地の９０％を本種が占めるラジアータパインでは輪生枝が欠点となるために入念な枝打ちが行われる。【０００４】      第二に、枝打ち作業は以下のような社会的要請から必要とされる。すなわち、商品価値の視点ばかりでなく、杉や檜については花粉症対策に効果があるものとして、補助制度の拡充が行われているなど、必要な森林整備の一つとして重要視されるようになった。
また、間伐と同じく林宋の下層植生の生育を通じ土壌流出にも効果があることから劣悪な状態の保安林などにおいて公共事業としても実施されている。【０００５】      しかしながら、上述のように枝打ち作業の重要性は認識されているものの、これまで作業者が木の幹に昇りながら高所で枝打ち作業を行っていたので、作業者の手間と過酷な労力が必要とされている。また国土面積の６７％が森林面積を占め、しかも３０度から４０度の急傾斜の森林の多い日本の森林事情において広く普及しているとは言い難い。特に森林事業に従事する若年者の減少、後継者不足から、山林の荒廃が心配されるのが現状である。【０００６】  かかる枝打ち作業の困難な現状に鑑み、従来から、枝打ち機として使用される柱状体の昇降装置が、幾つか提案されている。例えば、木の幹の周りを正又は逆回転させながら木の幹に沿って旋回しながら昇降する枝打ち機が提案されている（特公昭４４−５４１０号、特開平１０−５２１８１号）。また、柱状体の外表面を上下方向に走行する２台以上の駆動車を含む走行台を設けた昇降装置が提案されている（特開２００７−１５９４８８号、特開２００８−２５３１１６号）。【０００７】  更に、管状フレームに複数のチェンソーを水平に取付け、チェンソー回転駆動用油圧モータを設けた枝打ち機（特開２００２−１５３１４号）が、複数の駆動輪と遊動輪とにより、樹幹の外周を当接把持し、駆動輪を駆動して樹幹の周囲を螺旋状に上昇する枝打ち機本体と該枝打ち機本体に対して上下方向に昇降する円盤カッターとから構成される自動枝打ち機（特開平１０−１９１８１１号）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】  特公昭４４−５４１０号公報
【特許文献２】  特開平１０−５２１８１号公報
【特許文献３】  特開２００７−１５９４８８号公報
【特許文献４】  特開２００８−２５３１１６号公報
【特許文献５】  特開２００２−１５３１４８号公報
【特許文献６】  特開平１０−１９１８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】    しかしながら、これらの提案された従来の自動枝打ち装置は、いずれも枝打ち作業の困難さを大幅に軽減するのに寄与するものであるが、木の幹の外表面を車輪との摩擦力を利用して昇降するものであるから、剥がれ落ちやすい樹皮を傷めるものであった。【００１０】    また、枝打ちはチェンソーまたは丸ノコにより行うものであるため、昇降の駆動装置とは別にチェンソー等のための駆動装置を備える必要があり、その分装置に加重が加わることになる。そのため多くの昇降装置全体の荷重が３０Ｋｇを超えるもので、軽量化には限度があった。かかる重い自動枝打ち機を急峻な地形の山林の奥地まで運搬するだけでも至難であり、かかる装置を樹幹に着脱する作業自体も困難である。そのため、装置の着脱を省力するための装置を別途提案せざるを得ない（例えば、特開２０００−２７９０４０号公報）。枝打ち作業現場にも、当然、従来の装置のほか着脱装置も搬送する必要も生じることになる。【００１１】    また、チェンソーの刃や丸ノコが枝の切断途上で枝を噛んで機械自体が停止してしまう「枝噛み」が生じる。特に枝が太い場合に枝の自重が切断箇所に集中し、切断箇所にあるチェンソーの刃や丸ノコを締め付ける作用となって働き、枝噛みが起きやすい。枝噛みが自動枝打ち機のエンストの主な原因とされている。エンストしたエンジンを再始動するには装置本体を手元まで降下させる必要があり、作業を最初からやり直さなければならなかった。
更に、エンジン等の駆動装置からの飛び散るオイルが作業者にかかるという問題もあり、その解決が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】    本発明は、上記の課題を解決するために、内壁面に方向自在の複数のキャスターが設けられた環状体と、該環状体の外壁面に垂直乃至水平方向に向き可変の複数の推進器とからなる柱状体の昇降装置であって、
前記環状体は、開環部を有しかつ環径の拡縮が可能であり、
前記複数の各推進器の間隔は略等間隔に配置されている柱状体の昇降装置である。
【発明の効果】
【００１３】      本発明は、環状体の複数の推進器が環状体の外周に設けられている構造を持つので、遠隔操作によって最適な角度で向いた推進器が駆動すると、樹幹等の柱状体の周囲を環状体が垂直に回転しながら上昇する。その回転で発生した遠心力で環径の拡縮が可能な環状体は拡径するので、その内壁面にキャスターが設けられていても、木の幹の表面を強く押すことはない。これにより、本発明は、第一の課題である樹皮を傷めるという課題を解決できるとともに、樹幹の外径が昇降中に変化しても外径変化に応じて環状体の環径が拡縮することができる。【００１４】  本発明は、また、第二の課題、すなわち装置の荷重を軽減するという課題を解決する。それは、複数の推進器が環状体の外周に設けられているので、最適な角度で向いた推進器が駆動する。例えば、柱状体に沿って上昇或いは下降する場合には、推進器の推進方向に向け、樹幹等の柱状体の周囲を回転する場合には、遠隔操作によって推進器の向きを環状体が落下しない程度の角度を維持しながら回転する。【００１５】  枝打ち作業をする場合には、鋸部材を環状体の上部方向に向けて設置すると、枝打ち作用を行うことができる。したがって、チェンソーまたは丸ノコの駆動のために別途駆動装置を備える必要がなく、たとえ複数の推進器と各推進器の付属装置が荷重に加わったとしても、更なる軽量化を図ることができる。【００１６】  本発明は、枝打ちに使用される場合には、更に、第三の課題、すなわち「枝噛み」を解決することができる。本発明は複数の鋸部材を環構成体に設置することが可能である。このことは、複数の鋸部材が環状体の周に沿って分かれて設けられること意味する。一つの鋸部材によって途中まで削り切られた枝の付け根部分が枝の自重により塞がれる前に、次の鋸部材が通過して更に深く枝を削り切ることになるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明に係る柱状体の昇降装置の概観図である。
【図２】  開環部の一つの例の開いた状態を示す拡大部分斜視図である。
【図３】  連結部内部の例を示す断面概略図である。
【図４】  環状体を構成する各環構成体の互に隣接する環構成体を連結する手段の例を示す部分断面図である。
【図５】  互に隣接する環構成体を連結する手段の他の例を示す部分概略図である。
【図６】  環構成体を連結する手段の他の例を示す部分概略図である。
【図７】  環構成体を連結する手段の別の例を示す部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  本発明の柱状体の昇降装置は、図１に示されるように、柱状体、例えば、樹木の幹の周囲に装着される環状体１を有し、その環状体１の内壁面には方向自在のキャスター２が設けられている。環状体１は、着脱が可能な互に連結された複数の環構成体３から構成されている。環構成体３の少なくとも一つには開環部４が設けられており、本発明の昇降装置は樹幹等の柱状体の周囲を巻くように装着するときは、この開環部４を開いて、柱状体の周囲を囲んだ後に開環部４を再び閉じる。
【００１９】  図２は、開環部４を開いたときの状態を示す一例の斜視図である。図２において、一つの環構成体３が環状体１の周方向と垂直方向に分割されており、一方の分割面には他方の分割面に向かって突出する舌片５が設けられている。他方の分割面には舌片５が挿入される舌片挿入孔６が設けられており、一方と他方の分割面を結合するときは、舌片５を舌片挿入孔６に挿入する。舌片挿入孔６の内部には鉤（図示せず）を有し、その鉤が舌片５の先端近傍に設けられているロック穴７に掛かって強固に結合する。その結合を解いて環状体１の開環部４を開くときは、ロック外し押しボタン８を押すことによりロック穴７に掛かっている鉤を外す。
【００２０】  図１において、環状体１の外壁面には前記柱状体の中心軸に対し垂直方向すなわち放射方向を軸として回転して任意の方向に設定し得る推進器９、例えば、プロペラ式推進器又はジェット式推進器が設けられている。図１は推進器としてプロペラ式推進器を使用した例である。
環状体１の外周に設けられた複数の各推進器９は、遠隔操作により同時に駆動することが可能である。
１０はプロペラ式推進器９を環状体１の外壁面に連結する連結部であり、該連結部１０の環状体１の外周からの長さは当然にプロペラ式推進器９のプロペラ１１の回転を妨げない長さである。
【００２１】  図３は、推進部９がその先端に設けられる連結部１０の内部の例を示す断面図で、連結部１０は環状体１と推進器９を連結するとともに、推進器９を環状体１の周方向すなわち放射方向を軸として水平方向から垂直方向にまたはその逆向きに任意に回転し一定の回転位置に設定することができる。該連結部１０内では、電源１１、モーター１２、該モーター回転軸および推進器９の方向回転軸棒１３とを駆動連結するウォームギヤ１４、更に無線受信装置が設けられている。操作発信機からの電波を受信した無線受信装置から信号に基づいて、連結部１０内のモーター１２の回転は、ウォームギヤ１４を介して方向回転軸棒１３に連動し、さらに方向回転軸棒１３と連結されている推進器９の推進の向きを設定する。
【００２２】  図３におけるウォームギヤ１４は、遠隔操作によりサーボモータ１２の回転方向を制御して方向回転軸棒１３を介して推進器３の向きに変換できる。
すなわち、昇降装置を柱状体に沿って垂直に昇降する場合には、方向回転軸棒１３を推進器９の推進方向を柱状体の軸方向に対して平行になるように回転させて設定することによって可能である。また、昇降装置を一定の高さを維持しながら回転したり、昇降装置を回転しながら昇降する場合には、昇降機が自重で落下しない程度または上昇する程度の角度をもって、推進器９の柱状体の軸に対し一定の角度を保つことによって可能となる。
降下する場合には、推進器９の向きを柱状体の軸方向に平行にして、降下速度をコントロールしながら降下させ、降下終了の高さに近づくところで、地表との衝突を避けるために逆推進させてソフトランディングさせる。
【００２３】  図１は、推進器９としてプロペラ式推進器の例を示したが、ジェット式推進器も使用することができる。プロペラ式推進器として、例えば、エンジン形式がレシプロ式でもよく、レシプロ式よりも軽であるが馬力が１．５倍程度あるとされるロータリー式エンジン（例えば、日東工作所製ＮＲ−１２Ｐ）が推奨される。日東工作所製ＮＲ−１２Ｐを用いると、重量１．５Ｋｇで実用回転数２０００〜１００００ｒｐｍ、燃費５００ｃｃの燃料で約１７分のホバリングが可能である。
【００２４】  推進器９がジェット式の場合には、例えば、ドイツＬａｍｂｅｒｔ製のマイクロタービンエンジンＫｏｌｉｂｒｉを使用することができる。このエンジンは、最大推力が１．５ｋｇｆ  ａｔ  ２４３，０００ｒｐｍ、ダイヤ径５５ｍｍ、全長１１１ｍ、質量２００ｇであり、環状体に３個設置したとしても合計重量が６００ｇに過ぎない。燃料は５％タービンオイル混合の灯油を用いるので、安価であり、５００ｃｃの燃料タンクで約５，６分のホバリングが可能である。
【００２５】  図１において、環状体１は追加または減数可能な複数の環構成体３からなり、図４に示すように、隣接する環構成体を連結する弾性機能を有する手段の例として、それぞれ環構成体３の一方側端面１５から突出する結合突起１６が隣接する他の環構成体の端面１７に設けられた突起挿入穴１８に挿入される。該結合突起１６の先端と該突起挿入穴１８の底部との間の空間には内部圧縮バネ１９が設けられて連結されている。
または、内部圧縮バネ１９に代わって、または共に設けて、図１に示すように、各環構成体３の隣接する端面同士が外部圧縮バネ２０により連結してもよい。
【００２６】  また、隣接する環構成体を連結する弾性機能を有する手段の他の例として、各環構成体３は、図５に示すように、隣接する環構成体同士がパンタグラフ２１を介して連結しても良い。パンタグラフ２１は、４本のパンタグラフ要素棒２２から構成されており、２本のパンタグラフ要素棒２２は環構成体３の端部近傍に設けられた交差支軸２４において角度自在に互に交差している。該２本のパンタグラフ要素棒２２の一端２３同士の間に伸長バネ２４が架かっている。該２本のパンタグラフ要素棒２２の他端２５は、他の２本のパンタグラフ要素棒２２の他端と変角可能に連結されている。他の２本のパンタグラフ要素棒２２の一端同士も同様に別の伸長バネが架かっている。
パンタグラフ１４の両端部分は、交差支軸２４を含め、隣接する環構成部の互に対峙する端面に設けられた切込み２６内にある。
【００２７】  互に交差しあう２本のパンタグラフ要素棒２２のそれぞれの一端２３の間には、伸長バネ２４が架かってので、その伸長バネ２４が延びることによって、交差支軸２４で互に交差しあう２本のパンタグラフ要素棒２２の他端間の距離が開こうとする力が働く。その開こうとする力はパンタグラフ２１全体は縮もうとする力となる。その結果、隣接する環構成部同士は近づこうとする力、すなわち、環状体１の環径を縮小する力となる。
【００２８】  隣接する環構成体３の間の伸縮可能な他の例として、図６に示すように、中央部がＶ字にまたは半円弧に形成された２つの板バネ２７が向き合って設けられて、隣接する環構成体３の間を連結している。
２つの板バネ２７の両端は、それぞれ隣接する環構成体３の端面に着脱自在に装着される板バネ取付け板２８に結合されている。板バネ取付け板２８の環構成体３への装着は、板バネ取付け板２８から環構成体３に到達するボルト等の着脱可能な固定手段２９によって強固に行うことができる。
環構成体３の一つから板バネ取付け板２８を外すことによって、環状体１を開環することができる。すなわち、図６において、板バネ取付け板２８と環構成体３との装着面が開環部４としての役割を担うことになる。
【００２９】  隣接する環構成体３の間の伸縮可能な更なる他の例として、図７に示すように、円形または楕円形に形成された環状板バネ３０が、隣接する環構成体３の間を連結されている。
環状板バネ３０は、隣接する環構成体３の両端面と接触する箇所に、それぞれボルト等の着脱可能なボルト等の固定手段２９によって固定される。この固定手段２９によって着脱自在に装着される環状板バネ３０と環構成体３の端面との間が開環部４としての役割を担う。
【００３０】  隣接する環構成体３が、図４ないし図７のいずれかの手段により互に連結していれば、複数の環構成部から構成された環状体１は、環径の拡縮が可能になる。その結果、環状体１の中を通る柱状体の径が変化しても、その変化に応じて拡縮することができる。
径が大きく異なる柱状体を対象とする場合には、複数の環構成部に別の環構成部を追加したり、あるいは複数の環構成部から環構成部を減数させることによって、径の大きく異なる柱状体に対しても適応することができる。
【００３１】  環構成体３は、材質として軽量かつ高靭な材料を用いるのが好ましく、例えば硬質プラスチックの他、アルミニウム、チタン又はこれらの合金を用いることもできる。またセラミックス（例えば、かさ密度０．２ｇ／ｃｍ３以下の超軽量セラミックス成形体（東ソー・セラミックス社製）、炭化ホウ素セラミックス（独立法人産業技術総合研究所））、シリコン合金（例えば、焼結合成シリコン合金（（株）イスマンジェイ製登録商標「メラミックス」））を用いても良い。
【００３２】  本発明において、図１に示すように、環構成体３の上部の柱状体側すなわち内周面側に円弧状の周囲に鋸歯を有するの鋸部材３１を設けると、本発明の柱状体の昇降機は枝打ち機として用いることが可能である。
鋸部材３１が環状体を構成する環構成部に一定間隔で分かれて設けられているので、枝の切断中において別の鋸部材３１が順次切断部を通過しながら切断に係ることになる。したがって、切断途中で枝の自重により切断部にあるチェンソーの刃や丸ノコを噛んで、エンストを起こすという心配はない。
【符号の説明】
【００３３】１：環状体
２：キャスター
３：環構成体
４：開環部
５：舌片
６：舌片挿入孔
７：ロック穴
８：ロック外し押しボタン
９：推進器
１０：連結部
１１：電源
１２：モーター
１３：方向回転軸棒
１４：ウォームギヤ
１５：環構成体３の一方側端面
１６：結合突起
１７：他の環構成体の端面
１８：突起挿入穴
１９：内部圧縮バネ
２０：外部圧縮バネ
２１：パンタグラフ
２２：パンタグラフ要素棒
２３：パンタグラフ要素棒２２の一端
２４：交差支軸
２５：パンタグラフ要素棒２２の他端
２６：切込み
２７：板バネ
２８：板バネ取付け板
２９：固定手段
３０：環状板バネ
３１：鋸部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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