森林総合研究所

平成 22 年版

研究成果選集生産性の向上に向けた作業システムの開発
林業工学研究領域		

岡勝、中澤 昌彦

北海道支所 			佐々木 尚三

背景と目的
わが国の素材生産性は皆伐で 5m3/ 人日、間伐で 3m3/ 人日（林野庁、H19 年度）であり、近年増加傾向にあるものの、北欧など林業先進林業国に比べ大きく立ち遅れています。こうした中、林野庁では低コストで生産性 10m3/ 人日を目標にした高効率の作業システムを開発するため、平成 19 ～ 21 年度の 3 ヵ年にわたり耐久性のある路網と高い生産能力を持つ林業機械を組み合わせ、全国 12 箇所にモデル林を設定し、作業システムの開発・実証、OJT 研修を通じた担い手育成に関する事業を実施しました。森林総合研究所では釧路モデル林、静岡モデル林、鹿児島モデル林の３箇所の間伐林において高効率な作業システムの開発試験を行いました。

成 果
対象とした作業システムたりの丸太積載量などが大きく影響します。そこで、現生産性は、人・機械・路網・地形・対象区域などの条場の作業条件などを把握しシステムに応じた目標が必要件に影響を受けることから、これらの条件に応じた機械のとなります（図３）。傾斜地で安全に作業を行うために組合せ、路網の整備を進めることが大切です。ここでは、 は、路網は欠かせない生産基盤です。近年、間伐推進な
これまでの高性能林業機械をさらに改良した機械を用いどにより路網整備が進められていること、小旋回型のベて、種々の条件をもとにした作業の機能性という指標に着ースマシン開発などから、林道や作業道などの道端で使目し対象システムを選定しました。

われていたプロセッサが、林内の作業路上網でも実施可

釧路モデル林では、素材運搬として「輸送力」に着目し、 能となりました。プロセッサやハーベスタ、フォワーダ
中～大規模事業地、緩傾斜地に対応可能なフェラーバンなどの機械質量は 6 ～ 15 ﾄﾝありますが、フォワーダでチャ、ハーベスタ、スキッダ、フォワーダによる大型機械丸太を満車状態にしますと 10 ﾄﾝ近くなります。路網、システムを対象としました。

機械、システム運用を改善した結果、生産性は各モデル

静岡モデル林では、機械やシステムの小回り・融通性と林でいずれも目標とした 10m3/ 人日が達成され、作業して「機動力」および路網から林内までの「到達力」に着

日報による実績調査では 15 ～ 20m3/ 人日を達成した

目し、中規模事業地、中～急傾斜地に対応可能なチェーン例もありました。これは、背景と目的で述べた皆伐の値

ソー、スーパーロングリーチグラップル、プロセッサ、フの 2 ～ 4 倍、間伐の値 3 ～ 6 倍にあたります。３ヵ年

ォワーダによる中～大型機械システムを対象としました。の研究成果をもとに、各モデルに対応した作業マニュア

鹿児島モデル林では、機械・システムの小回りや融通ルを作成しましたが、生産性の向上を図るにはさらなる性として「機動力」に着目し、小～中規模事業地、中傾検証・工夫・改善が必要となるでしょう。また、コスト斜地に対応可能なハーベスタ（チェーンソー併用）、フォ縮減のためには、年間を通じた高い生産性を持続するこワーダによる中型機械システムを対象とし、機械台数の縮とが不可欠であり、事業量の安定確保に向けた取り組み、減のためハーベスタにウインチを搭載しました。

諸条件に応じた路網整備、路網と一体となった機械作業

低コスト作業システムの開発例として鹿児島モデル林を図１に、各モデル林で中核となる林業機械を図２に示しまシステムの定着・普及などの課題を連携して解明していくことが重要となります。

す。
本研究は、政府外受託研究課題「低コスト作業システ生産性はどの程度向上できたか？
生産性は、材の大きさ、木寄距離、集材距離、１回あ38ム構築のための実証試験」による成果です。

FFPRI

改良型フェラーバンチャ （釧路モデル林）
改良型フェラーバンチャ （釧路モデル林）
改良型フェラーバンチャ（釧路モデル林）

作業路

伐倒
木寄集材

木寄集材
（ウインチ）

造材（ハーベスタ）（ウインチ）

造材（ハーベスタ）（ハーベスタ） 木寄集材
造材

伐倒

伐倒

木寄集材

（ハーベスタ）（ハーベスタ）（ウインチ）

改良型フェラーバンチャ （釧路モデル林）

作業路
作業路
作業路

（ハーベスタ）（ウインチ）

作業路
作業路

伐倒 作業路伐倒（チェーンソー）

造材（チェーンソー）

集搬（ハーベスタ）

改良型フェラーバンチャ （釧路モデル林）

作業路

伐倒（ハーベスタ）

集搬 フォワーダ

伐倒

■
（伐倒）
■ 改良型フェラーバンチャ
改良型フェラーバンチャ（伐倒）
油圧シリンダによる本体回転機能が付加されている。
■ 改良型フェラーバンチャ （伐倒）
油圧シリンダによる本体回転機能が付加されそのため、伐倒方向エリアが左右90度まで拡大し作業フォワーダ
油圧シリンダによる本体回転機能が付加されている。ている。そのため、伐倒方向エリアが左右90（チェーンソー）■
改良型フェラーバンチャ （伐倒）
性が向上。
山土場
集搬
そのため、伐倒方向エリアが左右90度まで拡大し作業度まで拡大し作業性が向上。
油圧シリンダによる本体回転機能が付加されている。
作業道
フォワーダ
スーパーロングリーチグラップル（静岡モデル林）
性が向上。
そのため、伐倒方向エリアが左右90度まで拡大し作業
山土場■ 改良型フェラーバンチャ （伐倒）
性が向上。
山土場
作業道
油圧シリンダによる本体回転機能が付加されている。
作業道
スーパーロングリーチグラップル（静岡モデル林）
そのため、伐倒方向エリアが左右90度まで拡大し作業
スーパーロングリーチグラップル（静岡モデル林）
スーパーロングリーチグラップル（静岡モデル林）性が向上。
図１ 低コスト作業システムの開発例（機動力の向上・鹿児島モデル林）
山土場

フォワーダ

（チェーンソー）

集搬

伐倒

作業道

スーパーロングリーチグラップル （静岡モデル林）
図１ 低コスト作業システムの開発例 （機動力の向上・
図１ 低コスト作業システムの開発例（機動力の向上・鹿児島モデル林）
図１
低コスト作業システムの開発例（機動力の向上・鹿児島モデル林）
急傾斜地
中傾斜地
緩傾斜地
鹿児島モデル林）
地形条件（１５度以下）（１５～３０度）（３０度以上）

図１ 低コスト作業システムの開発例 （機動力の向上・鹿児島モデル林）
中傾斜地

緩傾斜地

地形条件

急傾斜地

１）既設路網に近い急傾斜地（３０度以上）（１５～３０度） １）既設路網から遠い
中傾斜地（１５度以下）
緩傾斜地
急傾斜地
中傾斜地
緩傾斜地
２）既設路網に近くても
２）既設路網から遠くても（３０度以上）（１５～３０度）（１５度以下）（３０度以上）（１５～３０度）（１５度以下）作業路新設が困難
作業路新設が可能

地形条件
地形条件

地理的条件

急傾斜地
中傾斜地
緩傾斜地
１）既設路網に近い （１５～３０度） １）既設路網から遠い（３０度以上）（１５度以下）地理的条件
２）既設路網に近くても
２）既設路網から遠くても
１）既設路網から遠い
１）既設路網に近い
１）材の大きさ（中径木）、２）材の形状（通直、曲がり等）
作業路新設が困難
作業路新設が可能
１）既設路網から遠い
１）既設路網に近い
３）事業量（①小規模・分散）
地理的条件
２）既設路網に近くても
２）既設路網から遠くても林分条件
地理的条件
２）既設路網に近くても
２）既設路網から遠くても
１）既設路網から遠い
１）既設路網に近い作業路新設が困難
作業路新設が可能
３）事業量（②中規模（①、③中間）、③大規模・集中）
作業路新設が困難
地理的条件 作業路新設が可能
２）既設路網に近くても
２）既設路網から遠くても
１）材の大きさ（中径木）、２）材の形状（通直、曲がり等）
作業路新設が困難
作業路新設が可能
３）事業量（①小規模・分散）
林分条件
林内
林内
作業道、林道１）材の大きさ（中径木）、２）材の形状（通直、曲がり等）
主な作業地点３）事業量（②中規模（①、③中間）、③大規模・集中）（自由走行）（路上作業）（土場造材）
１）材の大きさ（中径木）、２）材の形状（通直、曲がり等）
３）事業量（①小規模・分散）
１）材の大きさ（中径木）、２）材の形状（通直、曲がり等）
林分条件
３）事業量（①小規模・分散）
３）事業量（①小規模・分散）
林分条件
林分条件
３）事業量（②中規模（①、③中間）、③大規模・集中）
林内
林内
作業道、林道
主な作業地点３）事業量（②中規模（①、③中間）、③大規模・集中）
高中低３）事業量（②中規模（①、③中間）、③大規模・集中）
路網密度（自由走行）（路上作業）（土場造材）（200～ ha/m）（100～200ha/m）（～100ha/m）
地形条件

主な作業地点林内

林内

高（自由走行）
主な作業地点作業システム林内 （自由走行）
路網密度
車両系（200～ha/m）（機械系）（自由走行）

主な作業地点高作業システム
路網密度 路網密度高
木寄集材距離車両系（200～ m/ha）（機械系）（200～ ha/m）

路網密度高（200～集搬距離ha/m）

木寄集材距離作業システム作業システム車両系 車両系（機械系） （機械系）
生産性

作業システム（機械系）

林内
中（路上作業）
林内林内

作業道、林道作業道、林道
低（土場造材）
作業道、林道（路上作業）（土場造材）

車両＋ｳｲﾝﾁ（路上作業）（100～200ha/m）

中中
20～ 40 ｍ
車両＋ｳｲﾝﾁ（100～200m/ha）（100～200ha/m）

中（100～200ha/m）
150 ～ 300 ｍ
20 ～ 40 ｍ
車両＋ｳｲﾝﾁ
車両＋ｳｲﾝﾁ
10 ～ 12 ｍ3／人日
150 ～ 300 ｍ
車両＋ｳｲﾝﾁ

架線系（土場造材）（～100ha/m）■ スーパーロングリーチグラップル （木寄集材）
山側・谷側共に車体の中心から20m届く設計。ブーム先端に木寄用のウインチを装着すれば、さらに遠方の木■
スーパーロングリーチグラップル （木寄集材）■寄集材が可能。
スーパーロングリーチグラップル（木寄集材）
山側・谷側共に車体の中心から20m届く設計。ブーム先
山側・谷側共に車体の中心から20m 届く設計。
ウインチ付きハーベスタ （鹿児島モデル林）
端に木寄用のウインチを装着すれば、さらに遠方の木ブーム先端に木寄用のウインチを装着すれば、さスーパーロングリーチグラップル（木寄集材）寄集材が可能。
■■
スーパーロングリーチグラップル（木寄集材）
山側・谷側共に車体の中心から20m届く設計。ブーム先らに遠方の木寄集材が可能。
山側・谷側共に車体の中心から20m届く設計。ブーム先
ウインチ付きハーベスタ（鹿児島モデル林）
端に木寄用のウインチを装着すれば、さらに遠方の木端に木寄用のウインチを装着すれば、さらに遠方の木寄集材が可能。
寄集材が可能。

ウインチ付きハーベスタ （鹿児島モデル林）

ウインチ付きハーベスタ（鹿児島モデル林）
ウインチ付きハーベスタ（鹿児島モデル林）

低低架線系（～100m/ha）（～100ha/m）

低（～100ha/m）
架線系
架線系

集搬距離
架線系
車両系
注） 図中の生産性は列状間伐を想定したものであり、目標値である
木寄集材距離20～40ｍ3
木寄集材距離 生産性
20 ～40 12ｍｍ ／人日
10 ～■ ウインチ付きハーベスタ （伐倒、木寄集材、造材）
伐倒、造材用のハーベスタにウインチ（リモコン機能付
図３ 作業システムの目標設定と適用条件の例 （鹿児島モデル林）
き）を装着し、ウインチ付きグラップル（木寄集材）の集搬距離
15040～ ｍ
300 ｍ
木寄集材距離20 ～～代用として、システムの機械削減が可能。
注） 図中の生産性は列状間伐を想定したものであり、目標値である■
ウインチ付きハーベスタ （伐倒、木寄集材、造材）
集搬距離
150300 ｍ
伐倒、造材用のハーベスタにウインチ（リモコン機能付
3
生産性
10 ～ 12ｍ ／人日 （鹿児島モデル林）
図３ 作業システムの目標設定と適用条件の例
図２ き）を装着し、ウインチ付きグラップル（木寄集材）の各モデル林の作業システムで中核となる林業機械
3集搬距離～ｍ300ｍ
生産性
10 150～ 12／人日代用として、システムの機械削減が可能。
注） 図中の生産性は列状間伐を想定したものであり、目標値である■ ウインチ付きハーベスタ（伐倒、木寄集材、造材）■ ウインチ付きハーベスタ（伐倒、木寄集材、造材）
2
注） 図中の生産性は列状間伐を想定したものであり、目標値である
伐倒、造材用のハーベスタにウインチ（リモコン機能付生産性
図２
各モデル林の作業システムで中核となる林業機械
10 ～ 12 ｍ3／人日
伐倒、造材用のハーベスタにウインチ（リモコン機能
図３ 作業システムの目標設定と適用条件の例 （鹿児島モデル林）
き）を装着し、ウインチ付きグラップル（木寄集材）の付き）を装着し、ウインチ付きグラップル（木寄集材）代用として、システムの機械削減が可能。
注） 図中の生産性は列状間伐を想定したものであり、目標値である■ ウインチ付きハーベスタ （伐倒、木寄集材、造材）
図３
作業システムの目標設定と適用条件の例

2の代用として使用すれば、システムの機械削減が可能。

伐倒、造材用のハーベスタにウインチ（リモコン機能付（鹿児島モデル林）
図２ 各モデル林の作業システムで中核となる林業機械
図３ 作業システムの目標設定と適用条件の例 （鹿児島モデル林）
き）を装着し、ウインチ付きグラップル（木寄集材）の代用として、システムの機械削減が可能。
図２ 各モデル林の作業システムで中核となる林業機械
2

図２ 各モデル林の作業システムで中核となる林業機械

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