JP7166145B2 - grapple device - Google Patents
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Description
本発明は、架線集材システムに備えられたグラップル装置に関する。 The present invention relates to a grapple device provided in an overhead wire collection system.
従来、材木の伐採を行う材木伐採地から材木の集材を行う材木集材地へ伐採された材木を搬送する架線集材システムが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、搬器を索条（ワイヤ）に沿って移動させることによって、この搬器に吊り下げた材木を材木集材地まで搬送することが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an overhead wire logging system that transports felled lumber from a lumber felling site to a lumber logging site (see, for example, Patent Literature 1). This
ところで、架線集材システムにおいて、材木伐採地での人手による荷掛け作業を不要にするために、材木を機械的に掴むことが可能な一対のグラップルアームを備えたグラップル装置（例えば特許文献２参照）を用いて、材木を搬送することも検討されている。この場合、一対のグラップルアームを駆動するための駆動源（例えばバッテリー等）をグラップル装置に搭載することも検討されている。しかし、一対のグラップルアームによって材木を掴む際、一対のグラップルアームの動作時間が長くなると、駆動源の消費エネルギーが大きくなることが懸念される。 By the way, in an overhead wire logging system, a grapple device (see, for example, Patent Document 2) having a pair of grapple arms capable of mechanically gripping lumber in order to eliminate the need for manual loading work at a lumber logging site ) to transport timber. In this case, it is also being considered to mount a drive source (for example, a battery or the like) for driving the pair of grapple arms on the grapple device. However, when the pair of grapple arms grips a timber, there is a concern that if the operation time of the pair of grapple arms increases, the energy consumption of the drive source increases.
本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、一対のグラップルアームを駆動するための駆動源の消費エネルギーを低減することが可能なグラップル装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a grapple apparatus capable of reducing energy consumption of a drive source for driving a pair of grapple arms. there is
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、材木伐採地から材木集材地へ伐採された材木を搬送する架線集材システムに備えられたグラップル装置であって、架線集材システムのワイヤに沿って移動可能な搬器に吊下げられた本体部と、前記本体部に対し旋回機構を介して旋回可能に設けられたアーム部とを備え、前記アーム部には、材木を掴むための一対のグラップルアームと、前記一対のグラップルアームの開閉動作を行うための油圧シリンダとが設けられ、前記一対のグラップルアームにより材木を掴む際、前記油圧シリンダの油圧が予め設定された閾値以上になった場合には、前記油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合に比べて、前記油圧シリンダの動作速度が高速から通常の速度に変更されることを特徴としている。 The present invention constitutes means for solving the above-described problems as follows. That is, the present invention relates to a grapple device provided in an overhead wire lumber system for transporting felled timber from a lumber logging site to a lumber yard, wherein It comprises a suspended main body and an arm which is rotatable with respect to the main body via a turning mechanism. The arm includes a pair of grapple arms for gripping lumber and the pair of A hydraulic cylinder is provided for opening and closing the grapple arms, and when the lumber is gripped by the pair of grapple arms, if the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder exceeds a preset threshold value, the hydraulic cylinder is operated. The operation speed of the hydraulic cylinder is changed from high speed to normal speed compared to when the hydraulic pressure is less than the threshold value.
上記構成によれば、油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダの油圧が閾値以上になるまでの間は、油圧シリンダの動作速度が高速に維持されるようになっている。これにより、一対のグラップルアームにより材木を掴む際、一対のグラップルアームの動作時間を短縮することができ、一対のグラップルアームを駆動するための駆動源の消費エネルギーを低減することができる。 According to the above configuration, when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold, the operating speed of the hydraulic cylinder is maintained at a high speed until the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder reaches or exceeds the threshold. As a result, when a lumber is gripped by the pair of grapple arms, the operation time of the pair of grapple arms can be shortened, and the energy consumption of the drive source for driving the pair of grapple arms can be reduced.
本発明において、前記一対のグラップルアームにより材木を掴む際、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の一方に油圧ポンプから作動油が供給され、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の他方から作動油が排出される構成になっており、前記油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の他方から排出された作動油が、油圧ポンプからの作動油と合流して、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の一方に供給されることが好ましい。この構成によれば、油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダのロッド側およびピストン側の他方から排出された作動油が、油圧ポンプからの作動油と合流して、油圧シリンダのロッド側およびピストン側の一方に供給されるので、油圧ポンプの吐出量を増量しなくても、油圧シリンダに供給される作動油を増量させることができる。したがって、油圧ポンプを駆動するための駆動源の消費エネルギーを低減することができる。 In the present invention, when a lumber is gripped by the pair of grapple arms, hydraulic oil is supplied from a hydraulic pump to one of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder, and hydraulic oil is supplied from the other of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder. is discharged, and when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold value, the hydraulic oil discharged from the other of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder merges with the hydraulic oil from the hydraulic pump and supplied to one of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder. According to this configuration, when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold value, the hydraulic fluid discharged from the other of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder joins the hydraulic fluid from the hydraulic pump, and the hydraulic fluid is discharged from the hydraulic cylinder. Since the oil is supplied to one of the rod side and the piston side, the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder can be increased without increasing the discharge amount of the hydraulic pump. Therefore, energy consumption of the drive source for driving the hydraulic pump can be reduced.
本発明において、前記本体部には、電力を充電可能な蓄電器が搭載され、前記蓄電器の電力で前記油圧ポンプが作動されることによって、前記一対のグラップルアームが駆動されることが好ましい。この構成によれば、油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダの動作速度が高速に維持されるので、一対のグラップルアームにより材木を掴む際、一対のグラップルアームの動作時間を短縮することができ、蓄電器の消費電力を低減することができる。 In the present invention, it is preferable that the body portion is equipped with an electric storage device capable of being charged with electric power, and the pair of grapple arms is driven by operating the hydraulic pump with the electric power of the electric storage device. According to this configuration, when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold value, the operating speed of the hydraulic cylinder is maintained at a high speed, so that the operating time of the pair of grapple arms is shortened when the pair of grapple arms grips the lumber. and the power consumption of the battery can be reduced.
本発明において、前記蓄電器の電力で前記油圧ポンプが作動されることによって、前記旋回機構が駆動されることが好ましい。この構成によれば、蓄電器の電力で旋回機構を駆動して、アーム部を本体部に対して旋回させることによって、一対のグラップルアームの向きを、伐採された材木を左右両側から掴めるような向きに変更することができる。このように、材木伐採地で伐採された材木の向きに応じて一対のグラップルアームの向きを容易に変更することができ、一対のグラップルアームによって材木を容易に掴むことができる。 In the present invention, it is preferable that the turning mechanism is driven by operating the hydraulic pump with electric power of the capacitor. According to this configuration, the turning mechanism is driven by the electric power of the battery to turn the arm portion with respect to the main body portion, so that the pair of grapple arms are oriented so that the felled lumber can be grasped from both left and right sides. can be changed to In this way, the orientation of the pair of grapple arms can be easily changed according to the orientation of the lumber felled at the logging site, and the lumber can be easily gripped by the pair of grapple arms.
本発明において、前記架線集材システムが、スカイライン、エンドレスライン、およびリフティングラインを少なくとも有するエンドレスタイラー式の架線集材システムとして構成されており、前記搬器が、前記スカイラインのワイヤに沿って移動可能に設けられていることが好ましい。 In the present invention, the overhead wire collection system is configured as an endless tier type overhead wire collection system having at least a skyline, an endless line, and a lifting line, and the carrier is movable along the wire of the skyline. is preferably provided.
本発明によれば、油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダの油圧が閾値以上になるまでの間は、油圧シリンダの動作速度が高速に維持されるようになっている。これにより、一対のグラップルアームにより材木を掴む際、一対のグラップルアームの動作時間を短縮することができ、一対のグラップルアームを駆動するための駆動源の消費エネルギーを低減することができる。 According to the present invention, when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold, the operating speed of the hydraulic cylinder is maintained at a high speed until the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder reaches or exceeds the threshold. As a result, when a lumber is gripped by the pair of grapple arms, the operation time of the pair of grapple arms can be shortened, and the energy consumption of the drive source for driving the pair of grapple arms can be reduced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るグラップル装置３の概略構成を示す図である。図２は、図１のグラップル装置３のグラップルアーム３ｃ，３ｃの開閉動作を示す図である。図３は、図１のグラップル装置３の増速機構３ｅを示す斜視図である。図４は、図１のグラップル装置３の油圧回路の概略構成を示す図である。図５は、図１のグラップル装置３を備えた架線集材システム１００の概略構成を示す図である。図６は、図５の架線集材システム１００の集材範囲Ｒ１の一例を示す平面図である。図７は、図５の架線集材システム１００に備えられた架線集材機１を示す斜視図である。図８は、図７の架線集材機１の油圧回路の概略構成を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
まず、架線集材システム１００の概略構成について、図５、図６を参照して説明する。本実施形態では、架線集材システム１００は、エンドレスタイラー式の架線集材システムとして構成されている。図５、図６に示すように、架線集材システム１００は、架線集材機１、搬器（キャリッジ）２、グラップル装置３、スカイライン（主索）ＳＫＬ、エンドレスライン（エンドレス索）ＥＬＬ、リフティングライン（巻上索）ＬＦＬ、ホールバックライン（引戻索）ＨＢＬ等から構成されている。
First, a schematic configuration of the overhead
スカイラインＳＫＬは、材木集材地Ｐ１と、材木伐採地Ｐ３よりも遠い位置に設けられた先柱位置Ｐ２との間に架け渡されている。スカイラインＳＫＬは、略一直線状に延びており、例えば、スカイラインＳＫＬの一端が材木集材地Ｐ１の樹木等に連結され、スカイラインＳＫＬの他端が先柱位置Ｐ２の樹木等に連結されている。 The skyline SKL spans between a lumber harvesting site P1 and a leading pole position P2 provided at a position farther than a lumber logging site P3. The skyline SKL extends in a substantially straight line, and for example, one end of the skyline SKL is connected to trees or the like at the lumber dumping site P1, and the other end of the skyline SKL is connected to the trees or the like at the front pillar position P2.
スカイラインＳＫＬには、搬器２が滑車Ｓを介して走行可能に取り付けられている。搬器２には、無限軌道を構成するエンドレスラインＥＬＬの両端部が連結されている。エンドレスラインＥＬＬは、複数の滑車Ｅ、および架線集材機１のエンドレスライン用ウインチ１０Ｅのウインチドラム１１Ｅに掛け渡されている。この場合、滑車Ｅは、材木集材地Ｐ１の近傍や、先柱位置Ｐ２の近傍、架線集材機１の近傍等に設置されている。
A
架線集材機１に備えられたエンドレスライン用ウインチ１０ＥによってエンドレスラインＥＬＬを走行させることにより、搬器２をスカイラインＳＫＬに沿って移動させることが可能になっている。具体的には、エンドレスラインＥＬＬをＥ１方向へ繰り出すように、エンドレスライン用ウインチ１０Ｅのウインチドラム１１Ｅを駆動することにより、搬器２がスカイラインＳＫＬに沿ってＳ１方向へ移動する。逆に、エンドレスラインＥＬＬをＥ２方向へ繰り出すように、ウインチドラム１１Ｅを駆動することにより、搬器２がスカイラインＳＫＬに沿ってＳ２方向へ移動する。
By causing the endless line ELL to run by the
搬器２には、一対の滑車Ｌａ，Ｌａがワイヤ等の連結部材を介して吊り下げられており、これら一対の滑車Ｌａ，Ｌａ間には、架線集材機１から引き出されたリフティングラインＬＦＬの中間部分が架け渡されている。一対の滑車Ｌａ，Ｌａ間に位置するリフティングラインＬＦＬの中間部分には、グラップル装置３が設けられている。グラップル装置３は、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂを介してリフティングラインＬＦＬに吊り下げられている。
A pair of pulleys La, La is suspended from the
リフティングラインＬＦＬの一端は、例えば材木伐採地Ｐ３の樹木等に連結されている。リフティングラインＬＦＬの他端は、架線集材機１のリフティングライン用ウインチ１０Ｌのウインチドラム１１Ｌに巻回されている。リフティングラインＬＦＬは、上述した一対の滑車Ｌａ，Ｌａ、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂ、材木集材地Ｐ１の近傍に設けられた滑車Ｌ、架線集材機１の近傍に設けられた滑車Ｌ等に掛け渡されている。
One end of the lifting line LFL is connected to, for example, trees in the lumber logging site P3. The other end of the lifting line LFL is wound around the
架線集材機１に備えられたリフティングライン用ウインチ１０Ｌのウインチドラム１１ＬへのリフティングラインＬＦＬの巻き取り・繰り出しを行うことにより、グラップル装置３を昇降させることが可能になっている。具体的には、リフティングラインＬＦＬをウインチドラム１１ＬからＬ１方向へ繰り出すように、ウインチドラム１１Ｌを駆動することにより、一対の滑車Ｌａ，Ｌａ間に位置するリフティングラインＬＦＬの中間部分の長さが大きくなってグラップル装置３が下降する。逆に、リフティングラインＬＦＬをウインチドラム１１Ｌに巻き取るように、ウインチドラム１１Ｌを駆動することにより、上述したリフティングラインＬＦＬの中間部分の長さが小さくなってグラップル装置３が上昇する。
The grapple
グラップル装置３の側面には、架線集材機１から引き出されたホールバックラインＨＢＬの一端が連結されている。ホールバックラインＨＢＬの他端は、架線集材機１のホールバックライン用ウインチ１０Ｈのウインチドラム１１Ｈに巻回されている。ホールバックラインＨＢＬは、スカイラインＳＫＬから離れた位置に設けられた滑車Ｈａ、この滑車Ｈａの近傍に設けられた滑車Ｈ、架線集材機１の近傍に設けられた滑車Ｈ等に掛け渡されている。ここで、上述した一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂがグラップル装置３の上側部分（本体部）３ａに設けられており、ホールバックラインＨＢＬがグラップル装置３の下側部分（アーム部）３ｂに連結されている。グラップル装置３の上側部分３ａとグラップル装置３の下側部分３ｂとは、十字継手（自在継手）３ｄを介して連結されており、下側部分３ｂが上側部分３ａに対して旋回可能に設けられている。グラップル装置３の下側部分３ｂには、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが設けられており、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを閉じることによって材木を左右両側から掴みとり、この状態で材木集材地Ｐ１へ搬送することが可能になっている。また、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを開くことによって掴んだ材木を放して、材木集材地Ｐ１へ降ろすことが可能になっている。グラップル装置３およびこのグラップル装置３を駆動するためのグラップル駆動装置の詳細については後述する。
One end of the haulback line HBL pulled out from the
架線集材機１に備えられたホールバックライン用ウインチ１０Ｈのウインチドラム１１ＨへのホールバックラインＨＢＬの巻き取り・繰り出しを行うことにより、グラップル装置３をスカイラインＳＫＬの架け渡し方向に交差する横方向に移動させることが可能になっている。この場合、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈのウインチドラム１１Ｈの駆動を、上述したリフティングライン用ウインチ１０Ｌのウインチドラム１１Ｌの駆動に同調して行うことによって、グラップル装置３が吊り下げられているリフティングラインＬＦＬの張力が調整されるようになっている。
A
具体的には、リフティングラインＬＦＬをウインチドラム１１ＬからＬ１方向へ繰り出すように、ウインチドラム１１Ｌを駆動することにより、一対の滑車Ｌａ，Ｌａ間に位置するリフティングラインＬＦＬの中間部分の長さが大きくなって、グラップル装置３がスカイラインＳＫＬから離れた横方向へ移動可能になる。この場合、ホールバックラインＨＢＬをウインチドラム１１Ｈに巻き取るように、ウインチドラム１１Ｈを同調して駆動することにより、グラップル装置３が上述した滑車Ｈａへ近づく方向に引っ張られ、スカイラインＳＫＬから離れた横方向へグラップル装置３が移動する。
Specifically, by driving the
逆に、リフティングラインＬＦＬをウインチドラム１１Ｌに巻き取るように、ウインチドラム１１Ｌを駆動することにより、上述したリフティングラインＬＦＬの中間部分の長さが小さくなって、グラップル装置３がスカイラインＳＫＬへ近づく方向へ引っ張られるようになる。この場合、ホールバックラインＨＢＬをウインチドラム１１ＨからＨ１方向へ繰り出すように、ウインチドラム１１Ｈを同調して駆動することにより、スカイラインＳＫＬへ近づく方向にグラップル装置３が移動する。
Conversely, by driving the
このようなホールバックラインＨＢＬの繰り出し・巻き取りにより、グラップル装置３をスカイラインＳＫＬの真下だけではなく、スカイラインＳＫＬから離れた横方向へ移動させることが可能になっている。そして、このようなグラップル装置３の移動により、例えば、図６に示すような集材範囲Ｒ１の材木を集材することが可能になっている。この場合、集材範囲Ｒ１は、上述した滑車Ｈａの設置位置を調整することによって、材木伐採地Ｐ３を含むような任意の範囲に変更することが可能になっている。なお、ホールバックラインＨＢＬの繰り出し・巻き取りは、上述したエンドレスラインＥＬＬの走行による搬器２の移動時や、リフティングラインＬＦＬの繰り出し・巻き取りによるグラップル装置３の昇降時にも同調して行うことが可能になっている。
By extending and winding the haulback line HBL in this manner, it is possible to move the grapple
架線集材機１は、図５、図７、図８に示すように、３つのウインチ（エンドレスライン用ウインチ１０Ｅ、リフティングライン用ウインチ１０Ｌ、およびホールバックライン用ウインチ１０Ｈ）と、これら３つのウインチ１０Ｅ，１０Ｌ，１０Ｈの駆動源であるエンジン２１とを備えた３胴型油圧集材機として構成されている。つまり、架線集材機１には、エンドレスラインＥＬＬの巻き取り・繰り出しを行うエンドレスライン用ウインチ１０Ｅ、リフティングラインＬＦＬの巻き取り・繰り出しを行うリフティングライン用ウインチ１０Ｌ、およびホールバックラインＨＢＬの巻き取り・繰り出しを行うホールバックライン用ウインチ１０Ｈが搭載されている。各ウインチ１０Ｅ，１０Ｌ，１０Ｈを回転駆動するためのウインチ駆動装置の構成部品が、ウインチ本体であるフレームＡＳＳＹ（フレームアッセンブリ）１２に搭載されている。フレームＡＳＳＹ１２は、エンジン２１を内蔵するエンジンフレーム２１ａと一体的に設けられている。フレームＡＳＳＹ１２およびエンジンフレーム２１ａは、地上に設置されるベースフレーム１６上に設けられている。また、リフティングライン用ウインチ１０Ｌおよびホールバックライン用ウインチ１０Ｈの側方には、ウインチカバー１７が取り付けられている。
As shown in FIGS. 5, 7, and 8, the
ホールバックライン用ウインチ１０Ｈは、架線集材機１の前端部に設けられている。ホールバックライン用ウインチ１０Ｈは、ウインチドラム１１ＨがフレームＡＳＳＹ１２に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム１１Ｈの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈのウインチドラム１１Ｈが、フレームＡＳＳＹ１２を構成する一対の壁部間に回転自在に支持されている。フレームＡＳＳＹ１２の一対の壁部は、左右方向に所定の間隔を隔てて互いに平行に配置されている。ホールバックライン用ウインチ１０Ｈは、ウインチドラム１１Ｈの回転軸方向の両端に、一対の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂが対向して配置された構成になっており、一対の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂによって、ウインチドラム１１Ｈを駆動する構成になっている。
A haulback line winch 10</b>H is provided at the front end of the
ホールバックライン用ウインチ１０Ｈの後方側にリフティングライン用ウインチ１０Ｌが設けられている。リフティングライン用ウインチ１０Ｌは、ウインチドラム１１ＬがフレームＡＳＳＹ１２に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム１１Ｌの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、リフティングライン用ウインチ１０Ｌのウインチドラム１１Ｌが、フレームＡＳＳＹ１２を構成する一対の壁部間に回転自在に支持されている。リフティングライン用ウインチ１０Ｌは、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈと同様、ウインチドラム１１Ｌの回転軸方向の両端に、一対の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂが対向して配置された構成になっており、一対の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂによって、ウインチドラム１１Ｌを駆動する構成になっている。
A lifting
リフティングライン用ウインチ１０Ｌの後方側にエンドレスライン用ウインチ１０Ｅが設けられている。エンドレスライン用ウインチ１０Ｅは、ウインチドラム１１ＥがフレームＡＳＳＹ１２に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム１１Ｅの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、エンドレスライン用ウインチ１０Ｅのウインチドラム１１Ｅが、フレームＡＳＳＹ１２を構成する一対の壁部のうち、一方の壁部の側方に設けられている。エンドレスライン用ウインチ１０Ｅは、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈおよびリフティングライン用ウインチ１０Ｌとは異なり、上記一方の壁部に支持された油圧モータ１３によって、ウインチドラム１１Ｅを駆動する構成になっている。本実施形態では、油圧モータ１３は、３連モータによって構成されている。
An
架線集材機１は、例えば図８に示すような油圧回路２０を備えている。この油圧回路２０を介して、３つのウインチ１０Ｅ，１０Ｌ，１０Ｈの油圧モータ１３、第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂに供給する作動油を制御することによって、３つのウインチ１０Ｅ，１０Ｌ，１０Ｈの駆動制御が行われるようになっている。本実施形態では、図示しない操作レバー等を操作することによって、３つのウインチ１０Ｅ，１０Ｌ，１０Ｈの駆動制御をそれぞれ独立して行うことが可能になっている（単独制御）。また、図示しない操作レバー等を操作することによって、上述したように、エンドレスライン用ウインチ１０Ｅや、リフティングライン用ウインチ１０Ｌと同調して、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈの駆動制御を行うことが可能になっている（同調制御）。
The
油圧回路２０には、主に、作動油を貯留する作動油タンク２２、エンジン２１によって駆動される油圧ポンプ部２３、各ウインチ１０Ｅ，１０Ｌ、１０Ｈを駆動するウインチ駆動部２４、切換制御部２５、同調制御部２６、張力制御部２７等が備えられている。油圧ポンプ部２３には、３つの油圧ポンプ（エンドレスライン用ポンプ２３Ｅ、リフティングライン用ポンプ２３Ｌ、およびホールバックライン用ポンプ２３Ｈ）が備えられている。油圧ポンプ部２３は、これら３つの油圧ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈが、エンジン２１の出力軸に直結されている３連直結型油圧ポンプとして構成されている。本実施形態では、エンジン２１側から順に、ホールバックライン用ポンプ２３Ｈ、エンドレスライン用ポンプ２３Ｅ、およびリフティングライン用ポンプ２３Ｌが、直列に配置されている。
The
油圧ポンプ部２３の各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈは、例えば斜板の傾斜角度を調整することによってポンプ流量（吐出量）を変更可能な可変容量型油圧ポンプとして構成されており、エンジン２１の駆動力によって、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈをそれぞれ駆動可能になっている。この場合、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈに内蔵された斜板の傾斜角度を調整することによって、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈの吐出量をそれぞれ独立して制御することが可能になっている。具体的には、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈの斜板の傾斜角度を０°（中立状態）とすることによって、エンジン２１が駆動していたとしても、作動油を吐出しない空転状態に、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。また、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈの斜板の傾斜角度を正側（プラス側）に制御することによって、正側の油路へ作動油を吐出する正転状態に、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。逆に、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈの斜板の傾斜角度を負側（マイナス側）に制御することによって、負側の油路へ作動油を吐出する逆転状態に、各ポンプ２３Ｅ，２３Ｌ，２３Ｈをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。
Each of the
油圧ポンプ部２３は、切換制御部２５、同調制御部２６、張力制御部２７等を介して、ウインチ駆動部２４に接続されている。切換制御部２５には、油圧回路２０の油路の切り換えを行うためのバルブ等が備えられている。同調制御部２６には、上述したホールバックライン用ウインチ１０Ｈの同調制御を行うためのバルブ等が備えられている。張力制御部２７には、エンドレスラインＥＬＬ、リフティングラインＬＦＬ、およびホールバックラインＨＢＬの張力を所定値に保持するためのバルブ等が備えられている。
The
ウインチ駆動部２４は、３つのウインチ駆動部（エンドレスライン用ウインチ駆動部２４Ｅ、リフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌ、およびホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈ）が備えられている。エンドレスライン用ウインチ駆動部２４Ｅは、エンドレスライン用ポンプ２３Ｅに接続されており、エンドレスライン用ポンプ２３Ｅから吐出された作動油がエンドレスライン用ウインチ駆動部２４Ｅの油圧モータ１３へ供給されるようになっている。エンドレスライン用ポンプ２３Ｅの駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）に応じて、油圧モータ１３の駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）が切り換えられる。また、エンドレスライン用ポンプ２３Ｅの吐出量に応じて、油圧モータ１３の回転速度が制御される。
The
リフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌは、リフティングライン用ポンプ２３Ｌに接続されており、リフティングライン用ポンプ２３Ｌから吐出された作動油がリフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂへ同時に供給されるようになっている。リフティングライン用ポンプ２３Ｌの駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）に応じて、リフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）が同時に切り換えられる。また、リフティングライン用ポンプ２３Ｌの吐出量に応じて、リフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの回転速度が同時に制御される。つまり、リフティングライン用ウインチ駆動部２４Ｌの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂが、同一方向、且つ同一の回転速度で回転し、この第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの回転によって、リフティングライン用ウインチ１０Ｌのウインチドラム１１Ｌが駆動するように構成されている。
The lifting line
ホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈは、ホールバックライン用ポンプ２３Ｈに接続されており、ホールバックライン用ポンプ２３Ｈから吐出された作動油がホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂへ同時に供給されるようになっている。ホールバックライン用ポンプ２３Ｈの駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）に応じて、ホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの駆動状態（正転状態、中立状態、および逆転状態）が同時に切り換えられる。また、ホールバックライン用ポンプ２３Ｈの吐出量に応じて、ホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの回転速度が同一に制御される。つまり、ホールバックライン用ウインチ駆動部２４Ｈの第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂが、同一方向、且つ同一の回転速度で回転し、この第１、第２の油圧モータ１３Ａ，１３Ｂの回転によって、ホールバックライン用ウインチ１０Ｈのウインチドラム１１Ｈが駆動するように構成されている。
The haul-back line
本実施形態では、グラップル装置３に搭載されたバッテリー３ｊに充電された電力により油圧シリンダ３ｐを作動させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを駆動するようにしている。以下、グラップル装置３およびこのグラップル装置３を駆動するためのグラップル駆動装置について、図１～図５を参照して説明する。
In this embodiment, a pair of grapple
グラップル装置３においては、上述したように、本体部である上側部分３ａが、十字継手３ｄを介して、アーム部である下側部分３ｂに連結されている。グラップル装置３の上側部分３ａには、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂ、増速機構３ｅ、ラジコン受信機３ｆ、オルタネータ（発電機）３ｈ、バッテリー（蓄電器）３ｊ、パワーユニット（油圧駆動装置）３ｋ等が搭載されている。パワーユニット３ｋには、電動モータ３ｌ、油圧ポンプ３ｍ、リザーバ３ｓ等が備えられている。また、グラップル装置３の下側部分３ｂには、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃ、油圧シリンダ３ｐ、リンク機構３ｑ等が搭載されている。グラップル装置３の上側部分３ａと下側部分３ｂとの間には、十字継手３ｄ、ローテータ（旋回機構）３ｒ等が設けられている。さらに、グラップル装置３には、例えば図４に示すような油圧回路３０が備えられており、この油圧回路３０には、上述したパワーユニット３ｋ、バルブユニット３ｎ、油圧シリンダ３ｐ、ローテータ３ｒ等が組み込まれている。
In the grapple
グラップル装置３の上側部分３ａに設けられたオルタネータ３ｈは、発電リレー３ｉを介して、バッテリー３ｊに電気的に接続されており、オルタネータ３ｈによって発電された電力がバッテリー３ｊに充電されるようになっている。本実施形態では、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂの回転エネルギーをオルタネータ３ｈによって電気的エネルギーに変換する回生発電を行うようにしている。詳細には、グラップル装置３がリフティングラインＬＦＬに沿って移動すると、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂが回転し、この回転が増速機構３ｅによって増速される。そして、増速機構３ｅによって増速された回転が、オルタネータ３ｈに伝達されることによって、オルタネータ３ｈによる発電が行われる。オルタネータ３ｈは、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂが一方向側へ回転する場合にも発電可能であり、その反対方向側へ回転する場合にも発電可能になっている。例えば、上述したようにグラップル装置３の上昇時および下降時の両方の場合に、オルタネータ３ｈによる発電が可能になっている。オルタネータ３ｈによって発電された電力は、発電リレー３ｉを介してバッテリー３ｊに充電される。
The
バッテリー３ｊは、ラジコン受信機３ｆ、バルブユニット３ｎおよび電動モータ３ｌに電気的に接続されており、バッテリー３ｊの電力が、ラジコン受信機３ｆ、バルブユニット３ｎおよび電動モータ３ｌにそれぞれ供給される。
The
ラジコン受信機３ｆは、無線通信を介してラジコン送信機３ｇに通信可能に接続されている。また、ラジコン受信機３ｆは、発電リレー３ｉ、バッテリー３ｊ、および電動モータ３ｌに接続されている。ラジコン送信機３ｇは、グラップル装置３から離れた位置にある操作装置（図示省略）に設けられており、例えば材木集材地Ｐ１付近の作業者が、この操作装置を操作することによって、グラップル装置３の遠隔操作が可能になっている。この場合、材木集材地Ｐ１付近の作業者が操作装置を操作すると、その操作信号がラジコン送信機３ｇから送信される。そして、ラジコン送信機３ｇから送信された操作信号が、ラジコン受信機３ｆによって受信されると、その操作信号に応じて、発電リレー３ｉ、バッテリー３ｊ、および電動モータ３ｌが作動されるようになっている。これにより、バッテリー３ｊの充電制御や、パワーユニット３ｋによるグラップルアーム３ｃ，３ｃの駆動制御、パワーユニット３ｋによるローテータ３ｒの駆動制御を、遠隔操作によって行うことが可能になっている。なお、ラジコン受信機３ｆおよびラジコン送信機３ｇ以外の通信手段によって、グラップル装置３の遠隔操作を行ってもよい。
The
グラップル装置３の下側部分３ｂに設けられた一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃは、油圧シリンダ３ｐによって開閉駆動される。バッテリー３ｊの電力によってパワーユニット３ｋの電動モータ３ｌが駆動され、油圧ポンプ３ｍが作動することで、油圧シリンダ３ｐに作動油が供給される。これにより、油圧シリンダ３ｐが伸縮動作し、この油圧シリンダ３ｐの伸縮動作がリンク機構３ｑを介して伝達されることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開閉動作する。具体的には、油圧シリンダ３ｐのロッド側に作動油が供給されると、油圧シリンダ３ｐの収縮動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開く方向に動作する。逆に、油圧シリンダ３ｐのピストン側に作動油が供給されると、油圧シリンダ３ｐの伸張動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作する。本実施形態では、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃは、図２の実線で示す開放位置と、２点鎖線で示す閉鎖位置との間で動作可能になっている。
A pair of grapple
そして、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開いており、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃ間に材木が位置している状態で、油圧シリンダ３ｐを伸張動作させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが徐々に閉じていき、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより左右両側から材木が掴まれる（挟み込まれる）。一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃで材木を掴んだ状態で、架線集材機１を駆動することによって材木を上方へ持ち上げ、さらには、材木を材木集材地Ｐ１まで搬送することが可能になっている。また、材木集材地Ｐ１まで搬送した材木を一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃで掴んだ状態で、架線集材機１を駆動することによって材木を下方へ降下させることが可能になっている。
In a state where the pair of grapple
逆に、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃで材木を掴んだ状態で、油圧シリンダ３ｐを収縮動作させると、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが徐々に開いていき、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃから材木が解放される。これにより、材木集材地Ｐ１まで搬送された材木を所定位置で降ろすことが可能になっている。
Conversely, when the
グラップル装置３の上側部分３ａと下側部分３ｂとの間に設けられたローテータ３ｒは、バッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動することによって駆動される。ローテータ３ｒは、例えば旋回ベアリングやスィブルジョイントとして構成されており、油圧モータ３ｔ（図４）によって回転駆動されるようになっている。詳細には、バッテリー３ｊの電力によってパワーユニット３ｋの電動モータ３ｌが駆動され、これにより、油圧ポンプ３ｍが作動することで、油圧モータ３ｔに作動油が供給される。そして、油圧モータ３ｔの駆動によって、ローテータ３ｒが回転動作し、ローテータ３ｒの回転動作に応じて、グラップル装置３の上側部分３ａに対し、下側部分３ｂが旋回される。
A
本実施形態では、増速機構３ｅは、図３に示すように、３段階の増速機構として構成されている。つまり、増速機構３ｅは、一対の第１増速機構３１，３１、第２増速機構３２、および第３増速機構３３を備えている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the
一対の第１増速機構３１，３１は、ともに同様の構成になっており、各第１増速機構３１は、滑車Ｌｂと同軸上に設けられた大径ギヤ３１ａと、小径ギヤ３１ｃとが、増速用チェーン３１ｂによって連結された構成になっている。増速用チェーン３１ｂには、アイドラスプロケット３１ｄによって所定の張力が付与されている。各第１増速機構３１によって、滑車Ｌｂの回転が、大径ギヤ３１ａおよび小径ギヤ３１ｃのギヤ比に応じて増速される。
The pair of first
第２増速機構３２は、各第１増速機構３１の小径ギヤ３１ｃと同軸上に設けられた大径プーリ３２ａ，３２ａと、小径プーリ３２ｃとが、増速用ベルト３２ｂによって連結された構成になっている。増速用ベルト３２ｂには、オートテンショナ３２ｄによって所定の張力が付与されている。第２増速機構３２によって、第１増速機構３１の小径ギヤ３１ｃの回転が、大径プーリ３２ａおよび小径プーリ３２ｃのプーリ比（径比）に応じて増速される。また、第２増速機構３２によって、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂのそれぞれの回転が、１つの小径プーリ３２ｃの回転として合成されるようになっている。
The second
第３増速機構３３は、第２増速機構３２の小径プーリ３２ｃと同軸上に設けられた大径プーリ３３ａと、オルタネータ３ｈの入力軸上に一体的に設けられた小径プーリ３３ｃとが、増速用ベルト３３ｂによって連結された構成になっている。第３増速機構３３によって、第２増速機構３２の小径プーリ３２ｃの回転が、大径プーリ３３ａおよび小径プーリ３３ｃのプーリ比（径比）に応じて増速される。このように、増速機構３ｅの第１～第３増速機構３１～３３によって、一対の滑車Ｌｂ，Ｌｂの回転が、３段階に増速されてオルタネータ３ｈに入力されるようになっている。このように、増速機構３ｅが、第１～第３増速機構３１～３３を有する３段階の増速機構として構成されているので、オルタネータ３ｈによる回生発電を効率よく行うことができる。
The third
本実施形態では、上述したように、グラップル装置３にオルタネータ３ｈおよびバッテリー３ｊの両方を搭載しているので、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを駆動するための駆動源として、大容量のバッテリー３ｊを搭載しなくてもよくなる。これにより、バッテリー３ｊの小型化および軽量化を図ることができ、バッテリー３ｊを搭載したグラップル装置３をリフティングラインＬＦＬに沿って円滑に移動させることができる。
In this embodiment, as described above, the grapple
詳細には、グラップル装置３に搭載されたバッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動し、パワーユニット３ｋの油圧により油圧シリンダ３ｐを作動させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが駆動される。つまり、バッテリー３ｊの電力がパワーユニット３ｋによって油圧に変換され、パワーユニット３ｋによって変換された油圧により一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが駆動されるように構成されている。そして、材木伐採地Ｐ３において、グラップル装置３に搭載されたバッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動することによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを駆動し、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃによって材木を左右両側から機械的に容易に掴むことができる。そして、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃによって材木を掴んだ状態で、材木伐採地Ｐ３から材木集材地Ｐ１まで容易に搬送することができる。また、材木集材地Ｐ１において、バッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動することによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを駆動し、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃによって掴まれた材木を解放して、材木集材地Ｐ１の所定の位置に容易に降ろすことができる。これにより、材木伐採地Ｐ３での人手による荷掛け作業、および材木集材地Ｐ１での人手による荷降ろし作業を不要とすることができ、架線集材システム１００によって材木伐採地Ｐ３から材木集材地Ｐ１へ材木を容易に搬送することができる。この場合、荷掛け作業を行うために、例えば険しい山道等を登って材木伐採地まで行く必要がなくなり、作業者にとって煩わしく危険な作業である荷掛け作業を行わなくてもよくなる。
Specifically, the
ここで、グラップル装置３に備えられた油圧回路３０について、図４を参照して説明する。油圧回路３０には、上述したパワーユニット３ｋ、油圧シリンダ３ｐ、ローテータ３ｒ、油圧モータ３ｔに加えて、バルブユニット３ｎの電磁切換弁３ｕ、切換弁３ｖ、ポペット弁３ｗ，３ｘ、パイロットチェック弁３ｙ等が設けられている。油圧回路３０は、パワーユニット３ｋを駆動して作動油を油圧シリンダ３ｐに供給することによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの開閉動作を行うように構成されている。また、油圧回路３０は、パワーユニット３ｋを駆動して作動油を油圧モータ３ｔに供給することによって、ローテータ３ｒの回転動作が行われ、グラップル装置３の下側部分３ｂの旋回動作を行うように構成されている。
Here, the
まず、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの開閉動作について説明する。一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開く方向に動作する場合、バッテリー３ｊの電力によってバルブユニット３ｎのソレノイドが駆動され、電磁切換弁３ｕが中立位置（図４では中央位置）から開き位置（図４では左側位置）に切り換えられる。そして、バッテリー３ｊの電力によって電動モータ３ｌが駆動され、油圧ポンプ３ｍが作動することで、リザーバ３ｓの作動油が、油圧シリンダ３ｐのロッド側に供給される。また、作動油が、油圧シリンダ３ｐのピストン側から排出される。このような油圧シリンダ３ｐへの作動油の供給（給排）によって、油圧シリンダ３ｐが収縮動作する。この油圧シリンダ３ｐの収縮動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開く方向に動作する。
First, the opening and closing operation of the pair of grapple
一方、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作する場合、バッテリー３ｊの電力によってソレノイドが駆動され、電磁切換弁３ｕが中立位置から閉じ位置（図４では右側位置）に切り換えられる。そして、バッテリー３ｊの電力によって電動モータ３ｌが駆動され、油圧ポンプ３ｍが作動することで、リザーバ３ｓの作動油が、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される。また、作動油が、油圧シリンダ３ｐのロッド側から排出される。このような油圧シリンダ３ｐへの作動油の供給（給排）によって、油圧シリンダ３ｐが伸張動作する。この油圧シリンダ３ｐの伸張動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作する。
On the other hand, when the pair of grapple
次に、ローテータ３ｒの回転動作について説明する。ローテータ３ｒが一方向側（例えば時計回り）に回転動作する場合、バッテリー３ｊの電力によってバルブユニット３ｎのソレノイドが駆動され、一方のポペット弁３ｗが中立位置からオン位置に切り換えられる。そして、バッテリー３ｊの電力によって電動モータ３ｌが駆動され、油圧ポンプ３ｍが作動することで、リザーバ３ｓの作動油が、油圧モータ３ｔに供給され、油圧モータ３ｔが一方向側に回転駆動する。これにより、ローテータ３ｒが一方向側に回転動作し、このローテータ３ｒの回転動作に応じて、グラップル装置３の下側部分３ｂが、上側部分３ａに対し一方向側に旋回される。
Next, the rotation operation of the
一方、ローテータ３ｒが他方向側（例えば反時計回り）に回転動作する場合、バッテリー３ｊの電力によってバルブユニット３ｎのソレノイドが駆動され、他方のポペット弁３ｘが中立位置からオン位置に切り換えられる。そして、バッテリー３ｊの電力によって電動モータ３ｌが駆動され、油圧ポンプ３ｍが作動することで、リザーバ３ｓの作動油が、油圧モータ３ｔに供給され、油圧モータ３ｔが他方向側に回転駆動する。これにより、ローテータ３ｒが他方向側に回転動作し、このローテータ３ｒの回転動作に応じて、グラップル装置３の下側部分３ｂが、上側部分３ａに対し他方向側に旋回される。
On the other hand, when the
上述したように、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作する場合、作動油が、油圧シリンダ３ｐのロッド側から排出される。本実施形態では、油圧シリンダ３ｐのロッド側から排出された作動油をリザーバ３ｓへ戻すのではなく、油圧ポンプ３ｍから油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される作動油に合流させるようにしている。具体的には、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油をバルブユニット３ｎの油路３ｚを通じて排出し、電磁切換弁３ｕの入り口側で、油圧ポンプ３ｍから送られる作動油に合流させるようにしている。これにより、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される作動油が増加し、油圧シリンダ３ｐの収縮動作の動作速度（ストローク量）が増大するため、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる動作の動作速度が増大される。
As described above, when the pair of grapple
また、本実施形態では、上述した油路３ｚの途中に切換弁３ｖが設けられており、切換弁３ｖがリザーバ３ｓに接続されている。切換弁３ｖは、油路３ｚの油圧（言い換えれば、油圧シリンダ３ｐのピストン側の油圧）が予め設定された設定圧力（閾値）未満の場合、遮断位置（図４では下側位置）に切り換えられ、この遮断位置では、上述したように、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油が、油圧ポンプ３ｍからの作動油と合流され、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される。閾値は、切換弁３ｖのスプリングの弾性力に応じて設定される。一方、切換弁３ｖは、油圧シリンダ３ｐのピストン側の油圧が設定圧力以上の場合には、連通位置（図４では上側位置）に切り換えられ、この連通位置では、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油が、リザーバ３ｓに戻され、油圧ポンプ３ｍからの作動油とは合流されない。また、油路３ｚの油圧が、油圧シリンダ３ｐのピストン側に連通する油路に設けられたパイロットチェック弁３ｙに作用するように構成されており、油路３ｚの油圧が所定圧力以上の場合、油路３ｚの油圧によってパイロットチェック弁３ｙが開放されるようになっている。
Further, in the present embodiment, a switching
本実施形態では、グラップル装置３の下側部分３ｂには、材木を掴むための一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃと、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの開閉動作を行うための油圧シリンダ３ｐとが設けられ、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木を掴む際、油圧シリンダ３ｐの油圧（この場合、ロッド側の油圧）が予め設定された閾値以上になった場合には、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合に比べて、油圧シリンダ３ｐの動作速度が高速から通常の速度に変更されることを特徴としている。本実施形態によれば、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値以上になるまでの間は、油圧シリンダ３ｐの動作速度が高速に維持されるようになっている。これにより、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木を掴む際、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの動作時間を短縮することができ、バッテリー３ｊの消費電力を低減することができる。
In this embodiment, the
具体的には、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木を掴む際、グラップル装置３に搭載されたバッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動することによって、油圧ポンプ３ｍが作動して油圧シリンダ３ｐのピストン側に作動油が供給され、油圧シリンダ３ｐが伸張動作する。この油圧シリンダ３ｐの伸張動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作し、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木が掴まれる。一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木が掴まれるまでの間は、油圧シリンダ３ｐの油圧（この場合、ロッド側の油圧）が比較的低く、閾値未満になっている。油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合、切換弁３ｖが遮断位置に切り換えられており、この状態では、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油が、油圧ポンプ３ｍからの作動油と合流され、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される。
Specifically, when a lumber is gripped by the pair of grapple
次に、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木が掴まれ始めると、油圧シリンダ３ｐの油圧が徐々に上昇していく。そして、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値以上になると、切換弁３ｖが遮断位置から連通位置に切り換えられ、この連通位置では、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油が、リザーバ３ｓに戻される。このように、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値以上になると、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合に比べて、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される作動油が増量されないので、油圧シリンダ３ｐの動作速度が高速から通常の速度に変更される。
Next, when the lumber begins to be gripped by the pair of grapple
以上のように、本実施形態では、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値以上になるまでの間は、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される作動油が増量されることによって、油圧シリンダ３ｐの動作速度が高速に維持されるようになっている。つまり、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木が掴まれるまでの間は、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの動作速度が高速に維持される。これにより、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃにより材木を掴む際、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの動作時間を短縮することができ、バッテリー３ｊの消費電力を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, when the hydraulic pressure of the
また、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダ３ｐのロッド側の作動油が、油圧ポンプ３ｍからの作動油と合流して油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給されるので、油圧ポンプ３ｍの吐出量を増量しなくても、油圧シリンダ３ｐのピストン側に供給される作動油を増量させることができる。したがって、油圧ポンプ３ｍを駆動するバッテリー３ｊの消費電力を低減することができる。
Further, when the hydraulic pressure of the
また、本実施形態では、バッテリー３ｊに充電された電力によりパワーユニット３ｋが駆動され、パワーユニット３ｋによってバッテリー３ｊの電力が油圧に変換され、パワーユニット３ｋの油圧によりローテータ３ｒが駆動される。これにより、材木伐採地Ｐ３において、グラップル装置３に搭載されたバッテリー３ｊの電力でパワーユニット３ｋを駆動することによって、ローテータ３ｒを駆動して、下側部分３ｂを上側部分３ａに対して旋回させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの向きを、伐採された材木を左右両側から掴めるような向きに変更することができる。このように、材木伐採地Ｐ３で伐採された材木の向きに応じて一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃの向きを容易に変更することができ、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃによって材木を容易に掴むことができる。
Further, in this embodiment, the
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and are not grounds for restrictive interpretation. The technical scope of the present invention is not to be interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. In addition, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and range of equivalence to the claims.
上記実施形態では、油圧シリンダ３ｐの収縮動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開く方向に動作し、また、油圧シリンダ３ｐの伸張動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作した。しかし、これとは逆に、油圧シリンダ３ｐの収縮動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる方向に動作し、また、油圧シリンダ３ｐの伸張動作により、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが開く方向に動作する構成であってもよい。この場合、油圧シリンダ３ｐのロッド側に作動油を供給して、油圧シリンダ３ｐを収縮動作させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを閉じる方向に動作させればよい。また、油圧シリンダ３ｐのピストン側に作動油を供給して、油圧シリンダ３ｐを伸張動作させることによって、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃを開く方向に動作させればよい。さらに、油圧シリンダ３ｐの油圧が閾値未満の場合には、油圧シリンダ３ｐのピストン側から排出された作動油が、油圧ポンプ３ｍからの作動油と合流して油圧シリンダ３ｐのロッド側に供給されることによって、油圧シリンダ３ｐのロッド側に供給される作動油を増量させ、一対のグラップルアーム３ｃ，３ｃが閉じる動作の動作速度を高速にさせればよい。
In the above embodiment, the retraction of the
上記実施形態では、グラップル装置３の上側部分（本体部）に、増速機構３ｅ、ラジコン受信機３ｆ、オルタネータ３ｈ、バッテリー３ｊ、パワーユニット３ｋ等の構成部品を配置したが、これに限らず、これらの構成部品のうち一部または全部を、グラップル装置３の下側部分（アーム部）に設ける構成としてもよい。
In the above-described embodiment, components such as the
上記実施形態では、増速機構３ｅが、第１～第３増速機構３１～３３を有する３段階の構成であったが、これに限らず、増速機構３ｅは、１段階の構成であってもよいし、２段階の構成であってもよいし、あるいは、４段階以上の構成であってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、エンドレスタイラー式の架線集材システム１００に備えられたグラップル装置３に本発明を適用した場合について説明した。しかし、これに限らず、上記以外の方式の架線集材システムに用いられるグラップル装置３に本発明を適用してもよい。例えば架線集材システムが、リフティングラインＬＦＬ以外のワイヤに沿ってグラップル装置３が移動可能な構成であってもよい。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the grapple
本発明は、架線集材システムに備えられたグラップル装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a grapple device provided in a wire collection system.
１ 架線集材機
２ 搬器
３ グラップル装置
３ａ 上側部分（本体部）
３ｂ 下側部分（アーム部）
３ｃ グラップルアーム
３ｊ バッテリー（蓄電器）
３ｍ 油圧ポンプ
３ｐ 油圧シリンダ
３ｒ ローテータ（旋回機構）
３０ 油圧回路
１００ 架線集材システム
REFERENCE SIGNS
3b Lower part (arm part)
3c grapple
3m
30
Claims (4)
架線集材システムのワイヤに沿って移動可能な搬器に吊下げられた本体部と、
前記本体部に対し旋回機構を介して旋回可能に設けられたアーム部とを備え、
前記アーム部には、材木を掴むための一対のグラップルアームと、前記一対のグラップルアームの開閉動作を行うための油圧シリンダとが設けられ、
前記一対のグラップルアームにより材木を掴む際、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の一方に油圧ポンプから作動油が供給され、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の他方から作動油が排出される構成になっており、
前記油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合には、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の他方から排出された作動油が、油圧ポンプからの作動油と合流して、前記油圧シリンダのロッド側およびピストン側の一方に供給され、
前記一対のグラップルアームにより材木を掴む際、前記油圧シリンダの油圧が予め設定された閾値以上になった場合には、前記油圧シリンダの油圧が閾値未満の場合に比べて、前記油圧シリンダの動作速度が高速から通常の速度に変更されることを特徴とするグラップル装置。 A grapple device provided in an overhead wire logging system for transporting felled timber from a logging site to a logging site,
a main body hung on a carriage movable along wires of an overhead wire collection system;
an arm portion that is rotatable via a turning mechanism with respect to the main body portion,
The arm portion is provided with a pair of grapple arms for gripping lumber and a hydraulic cylinder for opening and closing the pair of grapple arms,
When a lumber is gripped by the pair of grapple arms, hydraulic oil is supplied from a hydraulic pump to one of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder, and hydraulic oil is discharged from the other of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder. It is configured
When the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold value, the hydraulic fluid discharged from the other of the rod side and the piston side of the hydraulic cylinder joins the hydraulic fluid from the hydraulic pump to supplied to one side of the piston,
When the pair of grapple arms grips a timber, if the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is equal to or greater than a preset threshold, the operating speed of the hydraulic cylinder is higher than when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is less than the threshold. is changed from high speed to normal speed.
前記本体部には、電力を充電可能な蓄電器が搭載され、
前記蓄電器の電力で前記油圧ポンプが作動されることによって、前記一対のグラップルアームが駆動されることを特徴とするグラップル装置。 The grapple device of claim 1 , wherein
The main body is equipped with an electric storage device capable of charging electric power,
A grapple device, wherein the pair of grapple arms are driven by operating the hydraulic pump with electric power of the capacitor.
前記蓄電器の電力で前記油圧ポンプが作動されることによって、前記旋回機構が駆動されることを特徴とするグラップル装置。 3. The grapple device of claim 2 , wherein
The grapple device, wherein the turning mechanism is driven by operating the hydraulic pump with electric power of the capacitor.
前記架線集材システムが、スカイライン、エンドレスライン、およびリフティングラインを少なくとも有するエンドレスタイラー式の架線集材システムとして構成されており、
前記搬器が、前記スカイラインのワイヤに沿って移動可能に設けられていることを特徴とするグラップル装置。 In the grapple device according to any one of claims 1 to 3 ,
The overhead wire collection system is configured as an endless tiler-type overhead wire collection system having at least a skyline, an endless line, and a lifting line,
A grapple device, wherein the carrier is movably mounted along a wire of the skyline.
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