(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに、樹幹に当接して回転する車輪と、樹幹から突出する枝を切断するチェンソーと、エンジンとを取り付け、エンジンの動力で車輪を駆動して樹幹を上昇し、チェンソーを駆動して途中の枝を切断する自動枝打機であり、エンジンの回転数を検出し、この回転数が一定以下になる回転数低下を所定時間続けると、エンジンの回転数を所定の低回転数に下げる自動枝打機の過負荷防止装置において、所定の低回転数に下げるにつき、自動枝打機が駆動輪を正転させての上昇中のみであり、且つ、エンジンが所定の高回転数で回転している作業時とこの回転数よりも低い回転数で回転している非作業時とでは、回転数低下の持続時間を作業時が長く、非作業時が短く設定してあることを特徴とする自動枝打機の過負荷防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、植林等した木の不必要な枝を切り払う自動枝打機の過負荷防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フレームに、樹幹に当接して回転する車輪と、樹幹から突出する枝を切断するチェンソーと、駆動原であるエンジンとを取り付け、エンジンの動力で車輪を駆動して樹幹を上昇し、チェンソーを駆動して途中の枝を切断する自動枝打機は知られている（例えば、実開昭６２−０８６８６６号等）。ところが、この枝打機では、作業中（枝打ち中）にチェンソーが何らかの拍子で枝に強く食い込んで止まり、枝打機自体も、上にも下にも動かない状態となることがある（これを枝噛みという）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
枝打機が枝噛みに遭遇すると、エンジンには過負荷がかかり、エンストしてしまう。自動枝打機が上昇途中でエンストしてしまうと、その引き下ろしが大変厄介である。このため、過負荷時には、エンジンの出力軸に組み込んである遠心クラッチが滑ることでエンストの事態を避けるようにしている。しかし、この状態は長くは続かないし、それが過ぎると、遠心クラッチは破損する。
【０００４】
この事態を避けようとすれば、作業者がエンジンの回転数を下げたり、車輪への動力系を遮断したりすることであるが、そのためには、作業者は常に作業の状態を監視していなければならず、大変な労力負担を強いられる。
そこで、本発明は、枝噛み等に伴う過負荷が生じたときには、エンジンの回転数を遠心クラッチが作動しない範囲の低回転数に自動的に下げ、上記事態を回避するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、フレームに、樹幹に当接して回転する車輪と、樹幹から突出する枝を切断するチェンソーと、エンジンとを取り付け、エンジンの動力で車輪を駆動して樹幹を上昇し、チェンソーを駆動して途中の枝を切断する自動枝打機であり、エンジンの回転数を検出し、この回転数が一定以下になる回転数低下を所定時間続けると、エンジンの回転数を所定の低回転数に下げる自動枝打機の過負荷防止装置において、所定の低回転数に下げるにつき、自動枝打機が駆動輪を正転させての上昇中のみであり、且つ、エンジンが所定の高回転数で回転している作業時とこの回転数よりも低い回転数で回転している非作業時とでは、回転数低下の持続時間を作業時が長く、非作業時が短く設定してあることを特徴とする自動枝打機の過負荷防止装置を提供する。
【０００６】
枝打機に枝噛み等の過負荷状態が生ずると、当然にエンジンの回転数は低下する。従って、その回転数低下と持続時間を検出することでこの異常事態を判別できる。異常事態と判断したなら、エンジン回転数を下げる等の措置をとれば、クラッチの破損やエンストを回避できる。これにおいて、回転数低下と持続時間を作業時と非作業時とで区別することにより、実情に即したものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は枝打機の側面図、図４は平面図であるが、この枝打機は、樹幹１０を取り囲む形態で設けられたフレーム１２に内燃機関型のエンジン１４を取り付け、エンジン１４の動力をミッション１６を介して樹幹１０に当接するように設けられた車輪１８と、樹幹１０に平行に沿うよう設けられたチェンソー２０に伝えるものである。
【０００８】
この場合、フレーム１２は、主フレーム１２ａと従フレーム１２ｂとからなり、エンジン１４やミッション１６及びチェンソー２０は主フレーム１２ａに取り付けられている。車輪１８は、樹幹１０に対して斜めに向けられた上下二段の強制駆動される駆動輪１８ａと樹幹１０を転動するのみの遊動輪１８ｂとに分けられており、駆動輪１８ａは主フレーム１２ａに、遊動輪１８ｂは従フレーム１２ｂに取り付けられている。従フレーム１２ｂは、主フレーム１２ａに対して回動できるようになっており、開いて樹幹１０を中に取り込み、閉じて樹幹１０を取り囲む。
【０００９】
図５は動力系統図であるが、エンジン１４の動力は遠心クラッチ２２を介してミッション１６に入力され、駆動輪１８ａを駆動する駆動軸２４とチェンソー２０を駆動する伝動軸２６とに振り分けられる。駆動輪１８ａは正逆転する必要があるから、駆動軸２４には正逆切換機構２８が挿設されている。本例の正逆切換機構２８は、駆動軸２４に正逆に回転して遊嵌されている二枚の輪体３０、３２の間に駆動軸２４に固嵌してスライドするスライダ３４を設け、このスライダ３４をどちらかの輪体３０、３２に係合することで正逆回転を得るものである。
【００１０】
更に、本例では、スライダ３４を遠隔操作でスライドできるようにしている。枝打機は、作業者から離れて樹幹１０に対して昇降するものであるため、マニュアル操作では操作し難いからである。具体的には、サーボモータ３６を用意し、その出力軸にスライダ３４に係合する回動アーム３８を取り付け、回動アーム３８の回動でスライダ３４をスライドさせるようにしている。そして、このサーボモータ３６をラジコン電波で制御できるようにしている。これにより、送信器（図示省略）から所定の電波を送れば、駆動輪１８ａは正転又は逆転する。
【００１１】
マニュアル操作で一々操作でき難いのはエンジン１４の回転数調整も同様である。そこで、これも遠隔操作できるようにしている。図６はその例の説明図であるが、ラジコン電波で制御できるサーボモータ４０を用い、これに回動アーム４２を取り付けるとともに、アクセルレバー４４から引っ張ったアクセルワイヤ４６をスプリング４８を介して連結しておくのである。これにより、送信器から所定の電波を送れば、アクセルレバー４４を動かしてエンジン１４の回転数を調整できる。
【００１２】
以上により、エンジン１４を作動させて駆動輪１８ａを駆動すると、枝打機は、駆動輪１８ａの向きに沿って樹幹１０の周囲を螺旋形に回りながら上昇する。従って、この間、チェンソー２０を駆動すれば、途中に存在する枝を切断する。そして、枝打機が予め設定された高さを上昇し終わると、ミッション１６の正逆切換機構２８が切り換わり、枝打機は下降する。尚、本例における正逆切換機構２８は、設定された高さまで上昇すると自動的に切り換わるようになっているが、その詳細はここでは省略する。
【００１３】
ところで、この枝打ち中、チェンソー２０が枝噛みすると、エンジン１４の出力軸に組み込まれた遠心クラッチ２２が滑って枝打機はその場で止まり、エンジン１４は過負荷の状態のままで作動し続ける。そして、この状態が長時間続けば、クラッチ２２は破損してエンストすることは前述した。このため、本発明では、これを防止するために、次のような手段をとる。
【００１４】
まず、エンジン１４の回転数を検出して電気的信号に変換する回転数検出手段５０を設ける。この回転数検出手段５０は新設してもよいが、この種の枝打機は、電源として用いる蓄電池に充電する発電機を備えているのが通常であるから、そのチャージコイルを用いれば、ソフトのみの対応で対処できる。
【００１５】
図１はその場合のブロック図であるが、チャージコイルにはエンジン１４の回転数に対応したパルスが発生しているから、その間隔の逆数をとって回転数を計算し（必要ならその前に−を＋に変換する波形整形する）、これを過負荷判別手段５２に入力する。過負荷判別手段５２には予め設定した敷居値が記憶されているから、入力された回転数が敷居値を超えており、且つ、それが所定時間持続することを条件に、この旨をサーボモータ駆動手段５４に送る。
【００１６】
サーボモータ駆動手段５４がこの信号を受けると、その信号をサーボモータ４０に送り、アクセルレバー４４を操作して所定の低回転数に低下させる。尚、この低回転数としては、遠心クラッチ２２が作動しないアイドル回転数（安全回転数という）程度で十分である。
【００１７】
このようなエンジン１４の回転数の安全回転数への低下は、枝噛みの可能性がある上昇中のみ行えば十分である。そこで、この枝打機が上昇しているときのみ上記の措置をとるようにしているが、更に、このとき、枝打機が作業しているかしていないかで、作動している回転数も異なる筈である。
【００１８】
具体的には、作業しているとき（枝打ちしている）ときは高い回転数で回転させられており、作業していないとき（単に上昇走行しているとき）はそれよりも低い回転数で回転させられている。従って、上記の措置をとる条件となる低下回転数や持続時間の判別には異なるものが要求される。
【００１９】
図２はこの処理を行う過負荷判別手段５２のフローチャートであるが、作業中であるか、単に走行中であるかを判別し、それぞれに応じて危険と判断する低下回転数の設定値（敷居値）を変えてある。低下回転数が設定した範囲内であれば、そこからそれぞれ別の時間を設定したタイマーをスタートさせ、タイマーがタイムアップすると、サーボモータ駆動手段５４を作動させて安全回転数に落とすようにしている。尚、安全回転数に落とした後は、再度の受信を待つ。
【００２０】
この場合の低下回転数や所定時間の具体例を挙げるとすれば、作業中の場合は、５５００ｒｐｍ、１０ｓｅｃ程度、走行中の場合は、３８００ｒｐｍ、３ｓｅｃ程度である。
【００２１】
【発明の効果】
以上、本発明は、枝打機が枝噛み等して過負荷がかかると、所定の回転数で所定の時間持続することを条件にエンジンの回転数を安全回転数まで落とすものであるから、クラッチの破損及びそれに基づく上昇途中のエンストといった事態を防ぐことができる。そして、エンジン回転数の検出を発電機に備えられたチャージコイルで行えば、ソフトのみの対応でできることになり、低コストでできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一例を示す過負荷判別手段の処理のフローチャートである。
【図２】  本発明の一例を示す過負荷防止装置のブロック図である。
【図３】  本発明の一例を示す自動枝打機の正面図である。
【図４】  本発明の一例を示す自動枝打機の平面図である。
【図５】  本発明の一例を示す駆動系の説明図である。
【図６】  本発明の一例を示すエンジン回転数の遠隔制御の説明図である。
【符号の説明】
１０  樹幹
１２  フレーム
１４  エンジン
１８  車輪
１８ａ駆動輪
２０  チェンソー
２２  遠心クラッチ
４０  サーボモータ
４４  アクセルレバー
【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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