JP4450685B2 - 簡易搬送用索道装置およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、山林などの斜面の上部から下部へ積荷を搬出するために好適で、設置が容易で、しかも、積荷の位置のエネルギーを回生制動装置を介して電気エネルギーとして蓄え、資機材の荷揚げ等に有効活用することができる簡易搬送用索道装置およびシステムに関する。

従来、山や丘に建築物を構築したり，木材の切り出しを行う場合、建築材料などの重量物を搬送や木材の搬出のために、種々の索道装置が考案され、実際に使用されている。これらの多くは、主として、トラックなどの輸送路がない場所において重量物を高所へ搬送または高所からの搬出のために考案されたものであり、概して大掛かりで複雑な構造を備え、コストの高いものである。

特開平５−２２８９８号公報 特開平９−１１８２２１号公報 特開平９−１１８２２２号公報 特開平９−１１８２２３号公報

一方、山林では、主要な木の生育を維持するために、雑木や間伐材などを山の裾野の集積場所まで降ろす作業が要求される。この作業は、送電線などを山林に設置する場合にも必要とされる。しかしながら、雑木や間伐材は付加価値の低い重量物であるため、大掛かりで複雑な索道装置を用いると採算が合わない。
しかし、雑木や間伐材などはバイオマスとしての利用価値があり、低コストで山林から搬出することができれば、これらの有効利用が促進され、延いては、山林の環境改善にも貢献できる。
そこで、本発明は、構造が簡単であるため設置が容易で、山林などの斜面の上部から下部へ積荷をバイオマスとして利用可能な２,０００〜３,０００円／トン程度以下の低コストで搬出できる簡易搬送用索道装置およびシステムを提供することを目的とする。

本発明の一つの局面によれば、斜面の上下方向に吊り下げた状態で設けられた索道軌道と、この索道軌道に案内されて移動する移動体と、該移動体に連結された積荷収容手段と、前記索道軌道に沿ってループ状に配置されるとともに前記移動体が固定される牽引ワイヤーと、該牽引ワイヤーへ駆動可能に連結された電動機と蓄電用電池とを備え、前記移動体が前記積荷収容手段とともに自重により前記索道軌道に沿ってその上部から下部へ移動する際の位置エネルギーの変化を、前記牽引ワイヤーを介した前記電動機の回生制動によって電気エネルギーとして回収・蓄電するようにしたことを特徴とする簡易搬送用索道装置が提供される。この積荷収容手段は、上記移動体に着脱自在に取り付けておくと好都合である。また、この移動体は、上記牽引ワイヤーに着脱自在に固定すると好都合である。

さらに、本発明の別の局面によれば、上記簡易搬送用索道装置を幹線として備え、さらに、該幹線から分岐して設けられた一条ないし複数の支線を備え、各支線は、索道軌道と、この索道軌道に案内されて移動する移動体と、該移動体に連結された積荷収容手段とを備えてなることを特徴とする簡易搬送用索道システムが提供される。上記支線の積荷収容手段は、上記幹線の移動体に移し換え可能に設けておくと好都合である。
なお、上記のように、同時に施設する支線の数は一条でも複数でもよく、要は作業の段取り次第で最も効率的な条数に設定すればよい。

本発明によれば、移動体が積荷を積載した積荷収容手段とともに索道軌道の上部から下部へ自重で移動する際、該移動体に連結されたループ状の牽引ワイヤーを移動させて、牽引ワイヤーに連結された電動機の回生制動作用を生じさせるようにしたため、簡易な構成で斜面からの積荷の安定した搬出が可能となると同時に、積荷の位置エネルギーを電気エネルギーとして回収できることから山腹への必要な資機材の荷揚げや制御用の電力として利用できるほか、全体として設置が容易で、エネルギーを有効活用した低コストの簡易搬送用索道装置およびシステムが得られる。

以下、本発明を図示の具体例に基づいて説明するが、本発明は該具体例のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の簡易搬送用索道システムを山林の斜面に適用した概略図を示すものである。この山林の中腹に谷、川および林道が存在している。図１から明らかなように、本発明の簡易搬送用索道システムは、山林のほぼ頂上から川に向けて一つ、そして、山林のほぼ頂上から林道に向けてもう一つ設けられている。何れの簡易搬送用索道システムも同様の構成を備えており、山林のほぼ頂上から斜面の上下方向に沿って川または林道に至るまで設けられた幹線１と、該幹線１から分岐して魚の骨状に配置された複数の支線２を備えている。幹線１は、切り出し地点の近辺に林道が設置されている場合はその地点に向け、林道が近辺になく川がある場合は川に向けて設置するとよい。幹線１は、通常、切り出す木材の最も集積しやすい場所を通過するように配置され、山頂から山すそなどの搬出拠点６にほぼ直線的に設置されるが、多少の屈曲は許容される。

図２に示されるように、幹線１は、斜面の上下方向に設けられた索道軌道１０と、この索道軌道に案内されて移動する移動体２０と、索道軌道１０の全長に沿ってベルト−プーリーの形態で配置されたループ状の牽引ワイヤー３０を備えている。
索道軌道１０は、移動体２０を滑動可能に案内するものであれば、いかなる材料で構成されてもよく、例えば、一本のロープ、ワイヤー、レールなどの少なくとも１つから構成できる。これらの材料を用いた場合、索道軌道１０は、山林に隣接して植生している一対の立ち木１１，１１を支柱として利用し、その間に延在させることができる。例えば、図２及び図３に示されるように、隣接する一対の立ち木１１，１１の間にロープ１２を架け渡し、このロープ１２に索道軌道１０を吊り下げることができる。索道軌道１０は、通常、斜面に沿って直線的に設置されるが、多少屈曲してもよい。しかし、多数の立ち木が密集していて索道軌道１０を直線的に設置できない場合、一部、立ち木を伐採することは許容される。また、ロープ１２を架け渡す適当な一対の立ち木１１，１１が無い場合は、一部、間伐材などを用いた支柱１３，１３を補強用支線で補強するなど工夫して設置してもよい。何れの場合も、一度に搬出する木材が短尺・軽量であるがゆえに立ち木を最大限に利用して索道軌道１０を設置することができ、立ち木の伐採や支柱の設置による自然環境の改変は最小限に止めることができる。このようなロープ１２を斜面に沿って所定の間隔で多数配置することにより、索道軌道１０は吊り下げた状態で設置される。
なお、立ち木を利用して支持させる場合は、立ち木にロープを巻きつける部分が損傷しないよう当て木等で保護するとよい。

移動体２０は、図４ａ乃至図４ｃなどに示されるような各種の方法で、索道軌道１０に案内された状態で斜面の上下方向に滑動可能に配置できる。図４ａ−１は、索道軌道１０としてワイヤーを用いた例を示し、索道軌道１０は連結金具１５を介してロープ１２に吊り下げられている。連結金具１５は上端でロープ１２を挟持し、下端で索道軌道１０を挟持するように構成されている。移動体２０は、２つのネジ孔が開いた板状の下端部２１とその上方に延びる湾曲形状の顎部２２とからなる線対称形状の一対の半部からなり、この２つの半部を相互に対向させて組み合わせ、下端部２１のネジ孔にネジを挿入して両者を固定して組み立てられている。その結果、相互に対向する顎部２２の間には連結金具１５を通過させるスリット２３が形成される。なお、移動体２０は、上記半部の両者を組み立てた形状に一体成形したものであってもよい。そして、顎部２２の上部内方にはローラ２４が配置される。下端部２１には、積荷収容手段４０を着脱可能に連結できるように、フック２６が取り付けられている。かくして、移動体２０は、顎部２２の内方空間に索道軌道１０を挿通させ、ローラ２４を索道軌道１０の上面に載置させることにより、索道軌道１０に沿って斜面の上下方向に移動できる。移動体２０は通常は索道軌道１０を抱き込んだ形で使用し、その下部のフック２６の上方に索引ワイヤー捕縛具を備え、この捕縛具によって移動体２０は牽引ワイヤー３０に着脱可能に固定される。図４ａ−２に示されるように、捕縛具は、上記下端部２１に回転可能に取り付けられた概略T字形の留め金２５と、このT字形留め金２５の頭部を収容するように鉤状に張り出したワイヤーキャビン２９とからなり、ワイヤーキャビン２９に牽引ワイヤー３０を収容した状態でT字形留め金２５を回転させてその頭部をワイヤーキャビン２９に収容させることにより、牽引ワイヤー３０を固定できる（図４ａ−１（１）参照）。そして、T字形留め金２５を回転させて、その頭部をワイヤーキャビン２９から離脱させることにより、ワンタッチで牽引ワイヤー３０を移動体２０から外すことができる（図４ａ−１（２）参照）。例えば、支線２を移動して小集積場へ到着した積荷収容手段４０は、幹線１へ積み替えられるが、この場所となる積渡し台がやや小高く設定されていれば、移動体２０のフック２６へ積荷収容手段４０を受け渡し、T字形留め金２５を回転させることにより、ワンタッチで捕縛具に牽引ワイヤー３０を固定でき、移動体２０は牽引ワイヤー３０の速度に従って自動的に移動し、積荷は集積場へと搬送される。集積場に到着後、T字形留め金２５を回転させることにより、ワンタッチで牽引ワイヤー３０の捕縛を解除することができるが、外し遅れなどの場合も考慮して、T字形留め金２５が牽引ワイヤー３０の折り返し地点手前に設置されたストッパー（図示せず）に接触することで回転せしめられ、自動的に牽引ワイヤー３０の捕縛を解除する構造としてもよい。ループ状の牽引ワイヤー３０は、図２に示されるように、ベルト−プーリーの関係で配置され、具体的には、山頂のプーリーと、山林のふもとの箇所で回生制動発電可能な電動機５０のプーリーとに係合することにより、電動機５０によって駆動されるように配置されている。また、電動機５０は、その回生制動により発生した電気を蓄電する蓄電池（図示せず）を備えるとよい。また、移動体２０に対向する牽引ワイヤー３０の戻り部分は、連結金具１５の上端に設けられた環状のガイド１４（図４ａ−１参照）に挿通されて案内されている。

別法として、移動体２０は、図４ｂに示されるような方法で、索道軌道１０に配置できる。なお、図４ｂ中、図４ａ−１と同様の符号で示す部分は、図４ａ−１と同様の構成を備えることを意味する。図４ｂでは、索道軌道１０として断面が逆Ｔ字形のレール１１０が用いられている。このレール１１０は連結金具１１５を介してロープ１２に吊り下げられている。連結金具１１５の上端は図４ａ−１の連結金具１５と同様の形式でロープ１２に連結し、連結金具１１５の下端は二股のフォーク状に形成され、この下端の二股部分の間にレールの上端部を挿入させてピン止めされている。移動体２０は、図４ａ−１と略同一の形状を有し、顎部２２の内方に対向した一対のローラ２４を備えている。かくして、移動体２０は、顎部２４の内方空間にレール１１０を挿通させ、ローラ２４をレール１１０の下端の水平張出部に載置させることにより、索道軌道１０に沿って斜面の上下方向に移動する。

図４ｃは、図４ｂの変形例を示すものであり、索道軌道１０として、図４ｂの断面が逆Ｔ字形のレール１１０の代わりに、カーテンレールのようなＣ型の部材２１０を用いた例を示している。この場合、移動体２０の一対のローラ２２４は、移動体２０の上端から突出した板状片２２７に挿通させたピン２２８の各端部に固定された形式とされる。かくして、移動体２０は、一対のローラ２２４をレール２１０に挿通させ、ローラ２２４をレール２１０の内方の水平部に載置させることにより、索道軌道１０に沿って上下方向に移動する。

移動体２０のフック２６には、積荷収容手段４０が吊り下げられるが、積荷収容手段４０は、縄、網、箱、篭などの何れであってもよい。図３には、伐採木を縄で束ね、縄をフック２６に連結した例が示されている。この場合、積荷収容手段４０は縄である。また、図２および図５に示されるように、積荷収容手段４０をボート状の容器としてもよい。この場合、図１に示されるように、川に隣接した集積拠点から、容器ごと積荷を川に流して下流の回収場に搬送することができ、そこからトラックで運搬するのに好都合である。

図１に示される支線２は、幹線１の途中から幹線１と分岐して設けられ、通常、魚の骨状に複数設けられる。そして、支線２が幹線１から分岐する箇所に小集積拠点３を設置し、支線２から幹線１への積荷の受け渡し場所とする。各支線２は、基本的には、索道軌道と、この索道軌道に案内されて移動する移動体と、該移動体に連結された積荷収容手段とから構成される。支線２の索道軌道、移動体、積荷収容手段は、いずれも、幹線１で説明したものと同様の構成とすることができる。移動体の移動は、人力で行うことを基本とし、したがって、支線２はほとんど水平近くの穏やかな斜面に設けるのがよく、たとえば、積荷収容手段を連結させた移動体を小集積拠点３の方向に人力で押した時、小集積拠点３の付近で自動的に静止する程度の傾斜の斜面、または、途中で止まっても手で少し補助すれば大きな力を使用しなくても小集積拠点３まで運べる程度の傾斜の斜面に設けるのがよい。しかしながら、支線２を、牽引ワイヤーや電動機を備えた幹線１と同様の構成とすることを妨げるものではない。何れの場合も、小集積拠点３に達した積荷収容手段は、支線２の移動体のフックから取り外し、幹線の移動体２０のフック２６に取り付けて簡単に移し変えることができる。幹線１の移動体２０に移し変える際、小さなチェンブロックかシメラーのようなもので所定の長さに調整できるようにすることが望ましく、移し変えには大きな肉体労働を伴わない対策を適宜採用することが望ましい。

次に、上記した具体例の動作を説明する。山林から雑木や間伐材を搬出する際、通常、支線２から雑木や間伐材が小集積拠点３に集められ、幹線１の簡易搬送用索道装置を用いて、最終的に山すその集積拠点６に搬出される。幹線１の簡易搬送用索道装置は、搬出に先立ち、空の積荷収容手段４０が取り付けられた状態で移動体２０を山頂まで移動させる。この移動に際して、伐採に必要なチェンソーや搬出木の積み出しに使用する資機材を積荷収容手段４０に載せて運ぶこともできる。この移動は、手動で行っても良いが、通常は、ループ状の牽引ワイヤー３０を駆動させる電動機５０を用いて行われる。そして、山頂付近の雑木や間伐材を積荷収容手段４０に収容させた後、積荷収容手段４０及び移動体２０は自重で索道軌道１０に沿ってその上部から下部へ移動する。各小集積拠点３を通過する際に、そこに集められた雑木や間伐材を積荷収容手段４０に積み込むことにより、各小集積拠点３からの搬出が可能になる。

積荷収容手段４０及び移動体２０が自重で索道軌道１０に沿ってその上部から下部へ移動する間、ループ状の牽引ワイヤー３０は、前述の山頂に移動する場合と逆の方向に移動し、その際、電動機５０も同様に逆回転する。このとき、電動機５０は回生制動によって牽引ワイヤー３０を制動する作用を発揮するため、積荷収容手段４０及び移動体２０の移動が安定化されるとともに、この電動機５０が発電機として働き、積荷収容手段４０及び移動体２０の位置エネルギーの変化を電気エネルギーに変換した発電が行われる。この電力は、索道装置周辺の夜間照明に利用しても良いし、適当な蓄電池に蓄積させて、積荷収容手段４０及び移動体２０を再び山頂へ移動させる際の電動機５０の電力あるいは制御電源として利用しても良いし、その他の用途に利用しても良い。なお，付近に滝などの落差の稼げる地点があれば、可搬式の小水力を設置して木材を集積場所においてチップ化してもよい。

山すその集積拠点６は、林道のトラック等による搬送が可能な地点か、渓谷または河川のほとりに設置すると好都合である。渓谷や河川のほとりに設置した場合、山中から伐採・搬出された木材を、この集積拠点６で河川に流すのに最適な大きさに細切れにして自然乾燥させ、軽量化すると好都合である。そして、細切れの木材を強靭な搬送網で一定単位の大きさに包み込み、これを河川増水時等の好条件を見計らって河川に投入し、下流のトラック等による搬出可能な回収場で回収して搬送することにより、本発明の索道システムと併せ、経済的に適用可能な輸送システムが構築できる。

細切れの木材の皮などが河川に流出して汚染の問題となる場合や、皮を資源として利用したい場合、上記搬送網の代わりに、河川に浮いて流れやすい形状の強靭且つ軽量の搬送袋、例えば、ラグビーボール状の袋や、図５に示されるようなボート状の袋に木材を包み込んで河川に流すことも可能である。この場合、搬送袋は、空気や発泡剤などで浮力を付加することも可能である。上記の搬送網や搬送袋は、黄色等の目立ちやすい色彩とするとともに、回収フックなどを取り付けて河川からの回収の容易な構造とすることが好ましい。

本発明の簡易搬送用索道装置及びシステムは、自然環境に大きな変更を加えることなく軽量な資材を用いて簡単に設置することができ、しかも、雑木や間伐材などの積荷を山頂から降ろす際の位置エネルギーの変化を電気エネルギーに変化させて利用することもできるので、バイオマスの有効利用に貢献し、山林の環境の保全にも貢献するだけでなく、省エネルギーも達成することができ、バイオマス事業に大いに役立つものである。とりわけ、本発明の簡易搬送用索道装置及びシステムは、主として山林の雑木や間伐材をバイオマスなどに利用する場合に、小サイズの木材を低コストで搬出する方法として利用価値の高いものであり、短尺で５０〜１００ｋｇ程度の積荷の運搬に好ましい。

本発明の簡易搬送用索道システムの全体を示す概略図である。 本発明の簡易搬送用索道装置の全体を示す概略図である。 図２の簡易搬送用索道装置の一部を拡大して示す概略図である。 図３の簡易搬送用索道装置の索道軌道と移動体の取り付け部を拡大して示す一部断面図である。 図３に示される移動体の索引ワイヤー捕縛具の構成及び動作を示す側面図であり、（１）は牽引ワイヤーを固定した状態、（２）は牽引ワイヤーを外した状態を示す。 図４ａ−１の変形例を示す図４ａと同様の図である。 図４ｂの変形例を示す図である。 図２の簡易搬送用索道装置で用いられる積荷収容手段の一例を示す概略図であり、(a)は表面を示し、（ｂ）は裏面を示す。

符号の説明

１…幹線、２…支線、３…小集積拠点、６…集積拠点、１０…索道軌道、１１…立ち木、１２…ロープ、１３…支柱、１４…ガイド、１５…連結金具、２０…移動体、２１…下端部、２２…顎部、２３…スリット、２４…ローラ、２５…T字形留め金、２６…フック、２９…ワイヤーキャビン、３０…牽引ワイヤー、４０…積荷収容手段、５０…電動機、１１０…レール、１１５…連結金具、２１０…Ｃ型の部材、２２４…ローラ、２２７…板状片、２２８…ピン。

Claims (6)

1. 斜面の上下方向に吊り下げた状態で設けられた索道軌道（１０）と、この索道軌道（１０）に案内されて移動する移動体（２０）と、該移動体（２０）に連結された積荷収容手段（４０）と、前記索道軌道（１０）に沿ってループ状に配置されるとともに前記移動体（２０）が固定される牽引ワイヤー（３０）と、該牽引ワイヤー（３０）へ駆動可能に連結された電動機（５０）と蓄電用電池とを備え、前記移動体（２０）が前記積荷収容手段（４０）とともに自重により前記索道軌道（１０）に沿ってその上部から下部へ移動する際の位置エネルギーの変化を、前記牽引ワイヤー（３０）を介した前記電動機（５０）の回生制動によって電気エネルギーとして回収・蓄電するようにしたことを特徴とする簡易搬送用索道装置。
   
2. 前記移動体（２０）は、前記牽引ワイヤー（３０）に着脱自在に固定される請求項１に記載の装置。
3. 前記積荷収容手段（４０）は、前記移動体（２０）に着脱自在に取り付けられている請求項１に記載の装置。
4. 請求項１乃至３に何れか１項に記載の簡易搬送用索道装置を幹線（１）として備え、さらに、該幹線（１）から分岐して設けられた一条または複数の支線（２）を備え、各支線（２）は、索道軌道と、この索道軌道に案内されて移動する移動体と、該移動体に連結された積荷収容手段とを備えてなることを特徴とする簡易搬送用索道システム。
5. 前記支線の積荷収容手段は、前記幹線の移動体（２０）に移し換え可能に設けられている請求項４に記載のシステム。
6. さらに、前記幹線（１）または支線（２）に隣接して設けられた小水力を備え、該小水力が発電した電気エネルギーを回収・蓄電する請求項４に記載のシステム。
   
   

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