特許 6684494 木材の破断方法及び丸太

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6684494

(24)【登録日】2020年4月1日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】木材の破断方法及び丸太

(51)【国際特許分類】

   A01G 23/08 20060101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   A01G23/08 A

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-21999(P2016-21999)

(22)【出願日】2016年2月8日

(65)【公開番号】特開2017-139972(P2017-139972A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2019年1月29日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年９月３日発行，第３３回日本ロボット学会学術講演会予稿集，３ Ｋ２−０４（表題：静的破砕剤を用いたロボットの安全を考慮した樹木伐倒），発行者：一般社団法人 日本ロボット学会

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年９月５日に開催された、第３３回日本ロボット学会学術講演会にて発表（表題：静的破砕剤を用いたロボットの安全を考慮した樹木伐倒）

(73)【特許権者】

【識別番号】504165591

【氏名又は名称】国立大学法人岩手大学

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100189717

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 貴章

(72)【発明者】

【氏名】金 天海

(72)【発明者】

【氏名】阿部 浩彬

(72)【発明者】

【氏名】沼倉 彬雄

(72)【発明者】

【氏名】小山 純平

【審査官】 川野 汐音

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０４６６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１４２８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１７８７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−０９４２７２９（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ ２３／００−２３／１４

Ｂ２７Ｋ １／００− ９／００

Ｂ２７Ｍ １／００− ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

立木である木材に形成した孔に、膨張力を発現できる膨張剤を配置し、前記膨張剤の前記膨張力によって前記木材を破断する木材の破断方法であって、
前記孔として、第１の孔と、第２の孔を形成し、
前記第１の孔と前記第２の孔とは前記立木の芯を貫通させ、
前記第２の孔を前記第１の孔より高い位置に形成し、
前記立木の樹皮部から前記第１の孔に至る第１の切り込みと、
前記立木の前記樹皮部から前記第２の孔の上方位置に至る第２の切り込みと
を形成することを特徴とする木材の破断方法。

【請求項2】

前記第１の孔と、前記第２の孔とは、前記木材の芯方向にずらして形成することを特徴とする請求項１に記載の木材の破断方法。

【請求項3】

生石灰又はエトリンガイトを有効成分とする膨張剤であって、水和反応後の前記膨張剤が端面に付着し、
前記端面が、
第１の切り込みによって形成される半月状の第１の切り込み面と、第２の切り込みによって形成される半月状の第２の切り込み面と、前記第１の切り込み面と前記第２の切り込み面との間に芯方向に形成される破断面とを有する
ことを特徴とする丸太。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に樹木の伐倒作業に適した木材の破断方法、このような木材の破断方法によって得られる丸太に関する。

【背景技術】

【0002】

日本の国土面積の約６６%にあたる２５００万ｈａほどが森林である。また樹木の幹の体積である森林蓄積は年々増加しており、２０１２年では約４９億ｍ^３となっている。その背景には人工林における森林蓄積の増加と木材自給率の低下があり、人工林の森林蓄積は１９６６年と比較し２０１２年では約５．５倍、木材自給率は１９６５年の７１．４%から２０１２年の２７．９%に減少している。それを鑑みて、林野庁は森林・林業基本計画において２０２０年までに木材自給率を５０%とすることを目標としている。
しかしながら、林業では平成２５年度に年間約１７００件の労働災害が発生しており、その約半数は倒木に巻き込まれるなどの伐倒作業により発生している。また１年間に発生した死傷者数は千人当たり２８．７と製造業の２．８や建設業の５．０と比較して高い。
こうした背景から作業従事者の安全を確保するために、高性能林業機械であるハーベスタを用いた伐倒やエンドミルを用いた伐倒装置による作業の遠隔化が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
また、枯殺すべき不要樹木の内部に樹木枯殺用薬剤成分を所要量埋入し、該薬剤成分を樹木組織内に溶解浸透せしめることによって不要樹を枯殺する方法や、樹木に穿孔し、穿孔中に含水爆薬を装填し、爆破切断することを特徴とする樹木の爆破伐採方法が提案されている（特許文献４、特許文献５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１８７８８４号公報

【特許文献2】特開２０１４−１８７８８５号公報

【特許文献3】特開２０１３−２４０９５９号公報

【特許文献4】特開平８−２５６５９９号公報

【特許文献5】特開平６−４６６９３号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ハーベスタは機械が大きく山間部での作業は難しいため使用範囲は限定的である。エンドミルを用いた装置は人が運べる大きさであり、特許文献１から特許文献３で提案されているように、遠隔操作で伐倒できれば人の安全は確保されるが、装置自体が倒木に巻き込まれることが考えられ、装置故障が伐倒コスト増加に繋がる。
また、特許文献４のように樹木枯殺用薬剤を用いる場合には、樹木が倒れるまでに長期間を要し、特許文献５のように爆破切断する場合には、爆破に対する安全性を確保する必要がある。

【0005】

こうした現状を踏まえ、本発明は、樹木の伐倒作業における作業者が安全であり、伐倒作業を機械化する際には大きな装置を必要とせず、装置が倒木に巻き込まれない伐倒方法とすることができる木材の破断方法を提供することを目的とする。
また本発明は、このような木材の破断方法によって得られ、端面での樹液の分泌や吸水を防止できる丸太を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の本発明の木材の破断方法は、立木である木材に形成した孔に、膨張力を発現できる膨張剤を配置し、前記膨張剤の前記膨張力によって前記木材を破断する木材の破断方法であって、前記孔として、第１の孔と、第２の孔を形成し、前記第１の孔と前記第２の孔とは前記立木の芯を貫通させ、前記第２の孔を前記第１の孔より高い位置に形成し、前記立木の樹皮部から前記第１の孔に至る第１の切り込みと、前記立木の前記樹皮部から前記第２の孔の上方位置に至る第２の切り込みとを形成することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の木材の破断方法において、前記第１の孔と、前記第２の孔とは、前記木材の芯方向にずらして形成することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の丸太は、生石灰又はエトリンガイトを有効成分とする膨張剤であって、水和反応後の前記膨張剤が端面に付着し、前記端面が、第１の切り込みによって形成される半月状の第１の切り込み面と、第２の切り込みによって形成される半月状の第２の切り込み面と、前記第１の切り込み面と前記第２の切り込み面との間に芯方向に形成される破断面とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、樹木の伐倒作業における作業者の安全を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施例による木材の破断方法の説明図

【図2】同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真

【図3】同破断方法によって破断された木材の端面を示す写真

【図4】本発明の第２実施例による木材の破断方法の説明図

【図5】立木に孔と切り込みを形成した状態を示す写真

【図6】孔に膨張剤を注入した状態を示す写真

【図7】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図8】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図9】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図10】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図11】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図12】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図13】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図14】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図15】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図16】伐倒後の立木の根元側端面を示す写真

【図17】伐倒後の立木の根元側端面を示す写真

【図18】伐倒した立木の端面を示す写真

【図19】本発明の第３実施例による木材の破断方法の説明図

【図20】木材に孔を形成した状態を示す写真

【図21】同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真

【図22】本発明の第４実施例による木材の破断方法の説明図

【図23】木材に孔を形成した状態を示す写真

【図24】同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真

【図25】本発明の第５実施例による木材の破断方法の説明図

【図26】立木に孔を形成する作業状態を示す写真

【図27】立木に孔を形成する作業状態を示す写真

【図28】立木に孔を形成した状態を示す写真

【図29】膨張剤を注入する作業状態を示す写真

【図30】膨張剤を注入する作業状態を示す写真

【図31】孔に膨張剤を注入した状態を示す写真

【図32】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図33】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図34】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図35】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図36】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図37】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図38】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図39】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図40】膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真

【図41】伐倒後の立木の根元側端面を示す写真

【図42】伐倒した立木の端面を示す写真

【図43】本発明の第６実施例による木材の破断方法の説明図

【図44】木材に孔と切り込みを形成した状態を示す写真

【図45】同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真

【図46】本発明の第１比較例による木材の破断方法の説明図

【図47】同比較例による木材の状態を示す写真

【図48】本発明の第２比較例による木材の破断方法の説明図

【図49】同比較例による木材の状態を示す写真

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の第１の実施の形態による木材の破断方法は、孔として、第１の孔と、第２の孔を形成し、第１の孔と第２の孔とは立木の芯を貫通させ、第２の孔を第１の孔より高い位置に形成し、立木の樹皮部から第１の孔に至る第１の切り込みと、立木の樹皮部から第２の孔の上方位置に至る第２の切り込みとを形成するものである。本実施の形態によれば、膨張剤の膨張力によって木材を破断するため、木材に形成した孔に膨張剤を配置した後に作業者は木材から離れることができる。また、第１の孔と第２の孔との間に芯方向の亀裂が発生し、この亀裂によって生じる破断面が、第１の切り込みによって形成される半月状の第１の切り込み面、及び第２の切り込みによって形成される半月状の第２の切り込み面とつながることで、立木を確実に伐倒できるとともに、予定された方向に伐倒することができる。

【0010】

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による木材の破断方法において、第１の孔と、第２の孔とは、木材の芯方向にずらして形成するものである。本実施の形態によれば、木材の芯方向にずらして形成される第１の孔と第２の孔に膨張力が働くことで、第１の孔と第２の孔との間に芯方向の亀裂を発生させることができる。

【0011】

本発明の第３の実施の形態による丸太は、生石灰又はエトリンガイトを有効成分とする膨張剤であって、水和反応後の膨張剤が端面に付着し、端面が、第１の切り込みによって形成される半月状の第１の切り込み面と、第２の切り込みによって形成される半月状の第２の切り込み面と、第１の切り込み面と第２の切り込み面との間に芯方向に形成される破断面とを有するものである。本実施の形態によれば、第１の切り込み面と第２の切り込み面との間に芯方向に破断面が形成されるため、この破断面を杭打ち面など、搬送作業 に利用することができる。

【実施例】

【0012】

以下本発明の実施例について図面とともに説明する。
本発明の木材の破断方法は、木材に形成した孔に、膨張力を発現できる膨張剤を配置し、膨張剤の膨張力によって木材を破断するものである。
ここで、木材破断に用いる膨張剤は、生石灰又はエトリンガイトを有効成分とし、水和反応によって膨張力を発現する物質である。膨張剤は、主たる膨張成分として遊離生石灰を用い、例えばカルボン酸やその塩等の遅延剤、例えばセメント等の水硬性剤、例えばデキストリンや澱粉等の多糖類の水和熱抑制剤を混合したものである。このような膨張剤は、接水することで、水との反応によって反応熱が発生する。膨張剤を孔内で水和反応させると、孔内の温度が上昇し、孔内の水が急激に気化することで膨張力を発現する。水和反応終了後には膨張しない。

【0013】

図１から図３を用いて本発明の第１実施例による木材の破断方法を説明する。
図１は同実施例による木材の破断方法の説明図、図２は同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真、図３は同破断方法によって破断された木材の端面を示す写真である。
本実施例では、長さ４００ｍｍ、径級１８０ｍｍのスギの丸太を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＭを用いた。

【0014】

本実施例による木材の破断方法では、木材（丸太）１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、第１の切り込み２１と、第２の切り込み２２とを形成する。
第１の孔１１と、第２の孔１２とは、木材１の芯方向にずらして形成し、孔径を３０ｍｍとして木材１を貫通している。本実施例では、第２の孔１２は第１の孔１１より７０ｍｍ高い位置にずらして形成している。
第１の切り込み２１は樹皮部から第１の孔１１に至るように形成し、第２の切り込み２２は樹皮部から第２の孔１２の上方位置に至るように形成する。第１の切り込み２１の始端２１ｓと、第２の切り込み２２の始端２２ｓとは、木材１の芯に対して対称な位置が好ましい。
本実施例では、第２の切り込み２２は第２の孔１２の上端１２ｔから上方に１５ｍｍの位置に形成している。第２の孔１２には木材１の繊維方向、すわなち、芯方向にせん断力が働くため、第２の切り込み２２の終端２２ｅは、第２の孔１２の鉛直方向の投影面に至ることが好ましく、第２の孔１２の上端１２ｔを越えて形成することがより好ましい。
本実施例による木材の破断方法では、木材１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、第１の切り込み２１と、第２の切り込み２２とを形成した後に、第１の孔１１と第２の孔１２とに膨張剤３０を注入する。第１の孔１１と第２の孔１２とに注入する膨張剤３０は、注入前に含水させている。なお、膨張剤３０を第1の孔１１と第2の孔に充填した後に注水して含水させ、水和反応させることでもよい。
膨張剤３０注入後２０〜３０分で木材が破断する。なお、膨張剤の注入から木材の破断に至る所用時間は、主に、膨張剤の成分、木材の直径及び穿孔数等によって変動する。
図２は、含水させた膨張剤３０を注入し、破断した後３時間程度経過した状態である。
図３に示すように、２つに破断した木材１ａ、１ｂの端面は、第１の切り込み２１によって形成される半月状の第１の切り込み面２１ｆと、第２の切り込み２２によって形成される半月状の第２の切り込み面２２ｆと、第１の切り込み面２１ｆと第２の切り込み面２２ｆとの間に芯方向に形成される破断面２とを有し、水和反応後の膨張剤３０が付着している。

【0015】

次に、図４から図１８を用いて本発明の第２実施例による木材の破断方法を説明する。本実施例は、木材を立木とした場合であり、図４は同実施例による木材の破断方法の説明図、図５は立木に孔と切り込みを形成した状態を示す写真、図６は孔に膨張剤を注入した状態を示す写真、図７から図１５は膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真、図１６及び図１７は伐倒後の立木の根元側端面を示す写真、図１８は伐倒した立木の端面を示す写真である。
本実施例では、破断位置での直径２３４ｍｍ、円周７３５ｍｍのスギの立木を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＬを用いた。

【0016】

本実施例による木材の破断方法では、木材（立木）１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、第１の切り込み２１と、第２の切り込み２２とを形成する。
第１の孔１１と、第２の孔１２とは、木材１の芯方向にずらして形成し、孔径を３０ｍｍとして木材１を貫通している。本実施例では、第２の孔１２は第１の孔１１より２１５ｍｍ高い位置にずらして形成している。
第１の切り込み２１は樹皮部から第１の孔１１に至るように形成し、第２の切り込み２２は樹皮部から第２の孔１２の上方位置に至るように形成する。第１の切り込み２１の始端２１ｓと、第２の切り込み２２の始端２２ｓとは、木材１の芯に対して対称な位置が好ましい。
本実施例では、第２の切り込み２２は第２の孔１２の上端１２ｔから上方に２０ｍｍの位置に形成している。
第１の切り込み２１と第２の切り込み２２とは、木材１の直径より大きな間隔とすることが好ましく、本実施例では第１の切り込み２１と第２の切り込み２２との間隔を２５０ｍｍとしている。

【0017】

図５に示すように、本実施例による木材の破断方法では、木材１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、第１の切り込み２１と、第２の切り込み２２とを形成した後に、図６に示すように、第１の孔１１と第２の孔１２とに膨張剤３０を注入する。第１の孔１１と第２の孔１２とに注入する膨張剤３０は、注入前に含水させている。
図６と比較して図７では、膨張剤３０が第１の孔１１及び第２の孔１２から噴き出し始めている。第１の孔１１及び第２の孔１２から噴き出した膨張剤３０は空気に触れて冷却されることで硬化する。従って、第１の孔１１及び第２の孔１２の開口は膨張剤３０で塞がれ、特に第２の孔１２内には内部圧力の上昇によって芯方向にせん断力が加わり、第２の孔１２と第２の切り込み２２との間に亀裂を生じる（図９参照）。
そして、図１０に示すように、第２の孔１２に加わる膨張力によって、第２の孔１２から下方に亀裂が発生する。図１１から図１３に示すように、第２の孔１２から下方に発生した亀裂が第１の孔１１に到達することで、木材１が伐倒する。
図１６から図１８に示すように、破断した木材１ａ、１ｂの端面は、第１の切り込み２１によって形成される半月状の第１の切り込み面２１ｆと、第２の切り込み２２によって形成される半月状の第２の切り込み面２２ｆと、第１の切り込み面２１ｆと第２の切り込み面２２ｆとの間に芯方向に形成される破断面２とを有し、水和反応後の膨張剤３０が付着している。

【0018】

次に、図１９から図２１を用いて本発明の第３実施例による木材の破断方法を説明する。
図１９は同実施例による木材の破断方法の説明図、図２０は木材に孔を形成した状態を示す写真、図２１は同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真である。
本実施例では、長さ４００ｍｍ、径級１８０ｍｍのスギの丸太を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＭを用いた。

【0019】

本実施例による木材の破断方法では、木材（丸太）１に、第１の孔１１、第２の孔１２、第３の孔１３・・・、及び第ｎの孔ｎを、木材１の芯方向にずらして形成し、孔径を３０ｍｍとして木材１を貫通している。本実施例では、それぞれの孔１１、１２、１３・・ｎの中心間の芯方向距離を５０ｍｍとし、第２の孔１２を第１の孔１１より高い位置、第３の孔１３を第２の孔１２より高い位置、・・・第ｎの孔ｎを第ｎ−１の孔ｎ−１より高い位置に形成している。
本実施例による木材の破断方法では、木材１に、第１の孔１１から第ｎの孔ｎを形成した後に、第１の孔１１から第ｎの孔ｎに膨張剤３０を注入する。注入する膨張剤３０は、注入前に含水させている。
図２１は、含水させた膨張剤３０を注入後３時間程度経過した状態である。
図２１に示すように、第１の孔１１から第ｎの孔ｎまでの間に、連続する破断面２が形成され、この破断面２には、水和反応後の膨張剤３０が付着している。

【0020】

次に、図２２から図２４を用いて本発明の第４実施例による木材の破断方法を説明する。
図２２は同実施例による木材の破断方法の説明図、図２３は木材に孔を形成した状態を示す写真、図２４は同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真である。
本実施例は、第３の実施例に加えて、最上段の第ｎの孔ｎに至る切り込み２３を形成している。切り込み２３を形成する以外は、第３の実施例と同一であるため説明を省略する。
本実施例のように、樹皮部から第ｎの孔ｎに至る切り込み２３を形成することで、第ｎの孔ｎから上方への亀裂を防止できる。

【0021】

次に、図２５から図４２を用いて本発明の第５実施例による木材の破断方法を説明する。本実施例は、木材を立木とした場合であり、図２５は同実施例による木材の破断方法の説明図、図２６及び図２７は立木に孔を形成する作業状態を示す写真、図２８は立木に孔を形成した状態を示す写真、図２９及び図３０は孔に膨張剤を注入する作業状態を示す写真、図３１は孔に膨張剤を注入した状態を示す写真、図３２から図４０は膨張剤の膨張力発現による伐倒状態を示す写真、図４１は伐倒後の立木の根元側端面を示す写真、図４２は伐倒した立木の端面を示す写真である。
本実施例では、破断位置での直径３７２ｍｍ、円周１１７０ｍｍのスギの立木を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＬを用いた。

【0022】

本実施例による木材の破断方法では、木材（立木）１に、第１の孔１１、第２の孔１２、第３の孔１３・・・、及び第ｎの孔ｎを、木材１の芯方向にずらして形成し、孔径を３１．８ｍｍとして木材１を貫通している。本実施例では、それぞれの孔１１、１２、１３・・ｎの間の距離を１５ｍｍとし、第２の孔１２を第１の孔１１より高い位置、第３の孔１３を第２の孔１２より高い位置、・・・第ｎの孔ｎを第ｎ−１の孔ｎ−１より高い位置に形成している。

【0023】

図２６から図２８に示すように、本実施例による木材の破断方法では、木材１に、第１の孔１１から第ｎの孔ｎを形成した後に、図２９から図３１に示すように、第１の孔１１から第ｎの孔ｎに膨張剤３０を注入する。注入する膨張剤３０は、注入前に含水させている。
図３１と比較して図３２では、膨張剤３０が一部の孔ｎから噴き出し始めている。図３３及び図３４は膨張剤３０の噴き出し状態の変化を示している。孔ｎから噴き出した膨張剤３０は空気に触れて冷却されることで硬化する（図３５参照）。従って、孔の開口は膨張剤３０で塞がれ、孔内には内部圧力の上昇によって芯方向にせん断力が加わり、孔と孔との間に亀裂を生じる（図３６参照）。
そして、図３７から図４０に示すように、孔に加わる膨張力によって、孔と孔との間に亀裂が発生し、亀裂が連続することで、木材１が伐倒する。
図４１及び図４２に示すように、破断した木材１ａ、１ｂの端面は、孔によって形成される凹面３と、複数の孔の間に形成される破断面２とを有し、水和反応後の膨張剤３０が付着している。

【0024】

次に、図４３から図４５を用いて本発明の第６実施例による木材の破断方法を説明する。
図４３は同実施例による木材の破断方法の説明図、図４４は木材に孔と切り込みを形成した状態を示す写真、図４５は同破断方法によって破断された状態の木材を示す写真である。
本実施例では、長さ４００ｍｍ、径級１８０ｍｍのスギの丸太を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＭを用いた。

【0025】

本実施例による木材の破断方法では、木材（丸太）１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、切り込み２４とを形成する。
第１の孔１１と、第２の孔１２とは、同一高さに形成し、孔径を３０ｍｍとして木材１を貫通している。
切り込み２４は樹皮部から第１の孔１１及び第２の孔１２を貫通させて形成する。
本実施例では、第１の孔１１と第２の孔１２との中心間距離を５０ｍｍとしている。
本実施例による木材の破断方法では、木材１に、第１の孔１１と、第２の孔１２と、切り込み２４とを形成した後に、第１の孔１１と第２の孔１２とに膨張剤３０を注入する。第１の孔１１と第２の孔１２とに注入する膨張剤３０は、注入前に含水させている。
図４５は、含水させた膨張剤３０を注入し、破断した後３時間程度経過した状態である。
図４５に示すように、２つに破断した木材１ａ、１ｂの端面は、切り込み２４によって形成される半月状の切り込み面２４ｆと、切り込み面２４ｆから樹皮部に至る破断面２とを有し、水和反応後の膨張剤３０が付着している。

【0026】

次に、図４６及び図４７を用いて本発明の第１比較例による木材の破断方法を説明する。
図４６は同比較例による木材の破断方法の説明図、図４７は同比較例による木材の状態を示す写真である。
本比較例では、長さ４００ｍｍ、径級１８０ｍｍのスギの丸太を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＭを用いた。

【0027】

本比較例による木材の破断方法では、木材（丸太）１に、放射状に複数本の孔１０１〜１０８を同一高さに、すなわち木材１の芯に垂直な平面上に形成する。図４７（ａ）は、膨張剤を注入した状態を示している。
本比較例では、図４７（ｂ）に示すように、孔１０１の上下方向、すなわち木材１の芯の方向に亀裂を生じるが、木材１を破断することはできなかった。
本比較例では、孔径１０ｍｍの孔を１０本、孔径２５ｍｍの孔を１０本、孔径４０ｍｍの孔を８本として行ったが、いずれも木材１を破断することはできなかった。
図４７（ｃ）は膨張剤を注入しない状態での木材１の断面を、図４７（ｄ）は本比較例による破断方法実施後の木材１の断面である。図４７（ｄ）に示すように孔１０１と孔１０２の終端側では孔径が拡張しているが、孔１０１と孔１０２との間は連通していない。

【0028】

次に、図４８及び図４９を用いて本発明の第２比較例による木材の破断方法を説明する。
図４８は同比較例による木材の破断方法の説明図、図４９は同比較例による木材の状態を示す写真である。
本比較例では、長さ４００ｍｍ、径級１８０ｍｍのスギの丸太を用い、膨張剤には、太平洋マテリアル株式会社製パワーブライスターＭを用いた。

【0029】

本比較例による木材の破断方法では、木材（丸太）１に、複数本の孔１１１〜１１３を同一高さに、すなわち木材１の芯に垂直な平面上に並行に形成する。図４９（ａ）は、膨張剤を注入した状態を示している。
本比較例では、図４９（ｂ）に示すように、孔１１２の上下方向、すなわち木材１の芯の方向に亀裂を生じるが、木材１を破断することはできなかった。
図４９（ｃ）は本比較例による破断方法実施後の木材１の断面である。図４９（ｃ）に示すように、孔１１１と、孔１１２と、孔１１３との間は連通していない。
なお、第１比較例及び第２比較例は、丸太を用いた実験であり、立木のように破断予定部分に大きな荷重が加わらないため、破断には至っていないが、立木に対して、十分な孔径や多数の孔数を形成することで伐倒は可能である。しかし、第１比較例及び第２比較例に対して、第１実施例から第６実施例に示すように、木材１の繊維方向、すなわち芯の方向を考慮することで容易に伐倒することができる。

【0030】

以上のように、本発明の実施例（以下、本実施例）によれば、膨張剤３０の膨張力によって木材１を破断するため、木材１に形成した孔に膨張剤３０を配置した後に作業者は木材１から離れることができ、樹木の伐倒作業における作業者の安全を確保できる。
また本実施例によれば、木材１の芯方向にずらして形成される第１の孔１１と第２の孔１２に膨張力が働くことで、第１の孔１１と第２の孔１２との間に芯方向（芯に沿った縦方向）の亀裂を発生させることができる。
また、本実施例によれば、更に切り込み２１、２２、２３、２４を有することで、木材１を破断させやすい。
また、本実施例によれば、第１の孔１１と、第２の孔１２を形成し、第１の孔１１と第２の孔１２とは木材（立木）１の芯を貫通させ、第２の孔１２を第１の孔１１より高い位置に形成し、木材１の樹皮部から第１の孔１１に至る第１の切り込み２１と、木材１の樹皮部から第２の孔１２の上方位置に至る第２の切り込み２２とを形成することで、第１の孔１１と第２の孔１２との間に芯方向の亀裂が発生し、この亀裂によって生じる破断面２が、第１の切り込み２１によって形成される半月状の第１の切り込み面２１ｆ、及び第２の切り込み２２によって形成される半月状の第２の切り込み面２２ｆとつながることで、木材１を確実に伐倒できるとともに、予定された方向に伐倒することができる。
また、本実施例によれば、少なくとも第１の孔１１と、第２の孔１２と、第３の孔１３とを形成し、第２の孔１２を第１の孔１１より高い位置に形成し、第３の孔１３を第２の孔１２より高い位置に形成し、第１の孔１１と第２の孔１２との間、及び第２の孔１２と第３の孔１３との間が破断面２となるように、第１の孔１１と、第２の孔１２と、第３の孔１３とが連鎖して伐倒することができ、傾斜した破断面２となるために、予定された方向に伐倒することができる。
また、本実施例によれば、膨張剤３０を、生石灰又はエトリンガイトを有効成分とし、木材１に形成した第１の孔１１に配置することで木材１の破断に用いることで、水和反応によって膨張力を発現でき、水和反応で木材１が破断に到るまでには２０〜３０分程度の所定の反応時間を要するため、作業者は木材１から離れることができる。
また、本実施例によれば、水和反応後の膨張剤３０が端面に付着しているので、端面での樹液の分泌や吸水を防止できる。
また、本実施例によれば、第１の切り込み面２１ｆと第２の切り込み面２２ｆとの間に芯方向に破断面２が形成されるため、この破断面２を杭打ち面など、搬送作業に利用することができる。
また、本実施例によれば、凹部３と破断面２とによって端面には凹凸面が形成されるため、この凹凸面を杭打ち面など、搬送作業に利用することができる。
なお、本実施例では、孔をドリルで形成し、孔形状が丸孔の場合で説明したが、複数の孔を連続的に形成することで、孔形状を、楕円形状、凹部が複数連続する形状、又は多角形状であってもよい。
また、本実施例では、全て貫通孔とした場合で説明したが、木材１の直径をＤとした時、２／３Ｄ以上の深さを有すれば良い。

【産業上の利用可能性】

【0031】

本発明の木材の破断方法は、特に立木の伐倒に適している。

【符号の説明】

【0032】

１ 木材
２ 破断面
３ 凹面
１１ 第１の孔
１２ 第２の孔
１３ 第３の孔
２１ 第１の切り込み
２１ｆ 第１の切り込み面
２２ 第２の切り込み
２２ｆ 第２の切り込み面
２３ 切り込み
２４ 切り込み
３０ 膨張剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】