(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に間隔を開けた複数のシャフト、該シャフトのそれぞれの上に設けられ、半径方向に延び、軸方向に間隔を開けた複数のディスク及び塞ぎ板手段により構成される配向機であって、前記ディスクは、略垂直に延びる配向通路の側壁を形成し、前記複数のディスクは、それぞれ異なるシャフト上にあって前記略垂直に延びる配向通路の側壁の一方を形成し、前記塞ぎ板手段は前記通路の前記側壁の同じ側を形成する前記一対の隣り合うディスクの間に延び、前記隣り合うディスクの隣り合う周縁部下部の間に形成される隙間を塞いでいる配向機。
【請求項２】
前記各塞ぎ板は、該塞ぎ板が塞いでいる隙間を形成する隣り合うディスクのそれぞれとほぼ同一垂直面内にある請求項１に記載の配向機。
【請求項３】
前記各ディスクの周囲には溝が周方向に延びて形成され、隣り合うディスクの各ディスクの溝は前記塞ぎ板の側縁を受け、側縁と溝は協同して、塞ぎ板を隣り合うディスクと一直線上に保つ請求項２に記載の配向機。
【請求項４】
各溝は、前記各ディスクを構成している一対の外側ディスク間に形成されている、請求項３に記載の配向機。
【請求項５】
前記各ディスクを構成している前記外側ディスクの間に配備した環状のスペーサによって、前記各溝中に底部が形成されている、請求項４に記載の配向機。
【請求項６】
ワイパー手段が各シャフト上に設けられ、隣り合う塞ぎ板の上縁部から上へ突出して、ストランドを取り除くことができるようにしている請求項１〜５のうち何れか１つに記載の配向機。
【請求項７】
前記各ディスクの周囲には、所定の間隔を開け、半径内向きに所定の長さで延びる切込みが設けられており、前記塞ぎ板（30）の下縁（34）は、前記平行なシャフト（20A）（20B）を含む平面（19）より下方にディスクの半径よりも短い長さ分だけ延びている請求項１〜６のうち何れか１つに記載の配向機。
【請求項８】
全てのディスクは、本質的に同じ半径長さである請求項１〜７のうち何れか１つに記載の配向機。
【請求項９】
各通路の一方の壁を形成している隣り合うディスクは、複数のシャフトのうち１つおきのシャフト上に設けられ、前記１つおきのシャフトの間に配置される中間シャフト上のディスクは、前記１つおきのシャフト上のディスクの軸方向の中間になるように間隔を開けて設けられている請求項１から８のうち何れか１つに記載の配向機。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は配向機に関するものであり、より具体例には、ディスクを組み合わせて運搬するタイプの配向機に関する。
発明の背景
各種ディスクタイプの配向機が用いられてきた。
その様な装置の１つはストークス等に1963年12月24日発行された米国特許第3,115,431号に示されている。この装置は、一平面内に略平行に並んで配置される複数のシャフト上に取り付けられ、互いに噛み合っている複数の回転ディスクを具えている。シャフト上のディスクは、その隣接するシャフト上のディスクの中間に規則正しく配置される。前記特許に記載された配置では、隣り合うシャフト上のディスクは、一連のディスクの最後のディスク以外は同じ方向に回転し、該最後のディスクはそれとは逆の方向に回転する。この形式の配置（以下、ストークス配置と呼ぶ）は、特に長いストランドに使用したとき、満足できるものであることが分かった。ストークス等の特許の開示はこの引用を以て本願への記載加入とする。
別の同様な装置が1987年５月19日にバークナーに発行された米国特許第4,666,029号に記載されているが、該特許では、隣り合うシャフト上のディスクは、互いに対をなして並んで配置され、ある対をなすディスクが、配向通路（orienting passage）の一方の側面を形成し、軸方向に間隔をあけて次の対をなしているディスクが、該通路の他方の側面を形成している。この配置（以後、バークナー配置と呼ぶ）もまた満足できるが、ストークス配置の方が複雑でなく、且つストランドを配列する際に、バークナー配置とほぼ同じぐらい効果的であると思われる。バークナー等の特許の開示は、この引用を以て本願への記載加入とする。
1983年４月19日にバークナーに発行された米国特許第4,380,285号及び1986年11月18日にポッシエーに発行された米国特許第4,623,058号は何れも、平行に間隔を開けたシャフト上に設けられた一組のディスク及び該ディスクの中間の上方に固定された略垂直な案内壁を示しており、該壁は配向通路を挟んで向かい合う壁であり、その間をストランドが落下し、配向される。このタイプの配向機もまた、要求される配向性と強度を具えた最終製品を製造するのに特に満足のいくものではないことが分った。
1973年２月６日にターナー等に発行されたカナダ特許第920,529号は、更に別の形式の配向機を示しており、該配向機では、仕切り壁がつまりを防ぐように設計されている。
1974年４月30日にウッド等へ発行された米国特許第3,807,931号には別形式の配向機が記載されており、該配向機は、垂直に積み重ねた多数のデッキを用いている。各デッキは、固定垂直フィンにより形成され、各垂直フィンにはその間の材木片の移動を向上する振動キャップが設けられている。各デッキは多数のフィンを有し、該フィンの数は、その真上のデッキのフィン数の倍数であり、その結果、上部デッキ上のフィンは下部デッキ上の対応するフィン上に直接横たわり、ストランドの流れは上部デッキにより分割され、該分割により形成される区分は、次の下部デッキにより更に細分化する。この装置では、最上部のデッキ上のフィンの間隔は、配向されるべきストランドの平均の長さの略半分であり、上部デッキと下部デッキの間隔は、ストランドの平均の長さよりも長い距離に形成される。この特許の配向システムは、長いウエハーには効果的でないことは明らかであり、且つ従来の長さ（３〜４インチ）のストランドに関してもうまく機能しないであろう。
1985年１月22日にヌドソン等に発行された米国特許第4,494,919号は、ストランドを配向する別の形式の装置を記載しており、該装置は、長いストランドを配向・分配するのに特に適している。
クリッテンデン等に発行された米国特許第5,325.954号に記載されるように、前置配向機を用いることも知られている。該特許では、２つの配向デッキが上下に積み重ねられて、最上段デッキ上のディスクの軸方向の間隔は、その下のデッキ上にあるディスクの間隔よりも僅かに広い。
バーンズにより発明され、本願と同時期に出願され、係属中の「短ストランドの配向機」には、サイズ（幅）に対する軸方向の固有の空間即ち通路壁の間隔及び或るデッキ中の通路を、そのすぐ上段のデッキ中の通路に対応させて位置決めする点についての考え方が記載されている。また、上方のデッキの通路が次の下方のデッキで２つの通路に分割する配列のときに著しく向上した成果が得られることが示されている。
配向機の底部と、形成されつつあるマット又はレイアップ上面との間の垂直方向の間隔は、非常に重要である。多段配向システムの最下段において、ストランドが配向通路の壁によって拘束されるレベルの間で、ストランドが制約無く自由に横向きに落ちるレベルもまた、配向機中でストランドに与えられた配向性を保つために重要であると分った。ディスクが用いられるときは、１つの配向通路の同じ壁を形成する隣り合うディスクの周縁下部間の隙間もまた配向の垂直方向の間隔及び配向性の損失の原因となる。何故なら隙間によって、通路の底縁部はディスク周囲の最下点の底縁部より著しく上げられるからである。これが、塞ぎ板を配向通路の壁に用いたときの問題点である。
当初、ディスクは詰まりを減少させ、異なる長さのストランドを分離するために用いられた。長さの異なるストランドを製品の太さによって配置させた結果、集められた複合製品の強度特性は異なっていた。長めのウエハーを表面の近傍に置くと、パネル製品の屈曲強度は向上する。
塞ぎ板を用いると、配向通路の壁に回転ディスクを用いるときと比較してスループット（throughput）が著しく低下する。同様に、配向通路の壁に回転ディスクが用いられていても、配向性を高めるために隙間を狭くした配向デッキを単独で使用すると、スループットは比較的低くなることが分った。そこで、スループットを高めるためには、より長い配向機を作り、回転ディスクの間の隙間を開くことが必要である。
発明の簡単な説明
本発明の目的は、材木ストランド等の向きを揃えて、従来のディスク型配向機を用いて得られる配向性より優れた配向性をもつ配向機を提供することである。
広義には、本発明は配向機であって、間隔を空けて複数本平行に並べた軸と、該軸の各々へ軸方向に間隔を空けて取り付けられ、半径方向に延びている複数のディスクと、一対の隣り合うディスクの中間から延び、通路の同じ側壁を構成し、隣り合うディスク下方の隣接周縁に形成されるギャップを塞ぐ塞ぎ板手段とから成る。前記ディスクは、略垂直の延びる配向通路の側壁を構成し、複数の前記ディスクは、前記軸とは別な軸上にあって、略垂直な前記配向通路の１つの通路の側壁を構成している。
前記各塞ぎ板は、該塞ぎ板が塞いでいる隙間を形成する隣り合うディスクのそれぞれとほぼ同一垂直面内にあることが望ましい。
前記各ディスクの周囲には溝が突設され、該溝が前記塞ぎ板を受けて塞ぎ板を前記隣り合うディスクと一直線上に保つことが望ましい。
前記各溝は、協同する一対のディスク組立て部品の間に形成されることが望ましい。
底部は各ディスクのディスク部品の間に設けられた環状のインサートによって各溝に形成されることが望ましい。
前記各ディスクの周囲には、所定の間隔を開け、半径内向きに所定の長さで延びる切込みが設けられており、前記塞ぎ板の下線は、前記平行なシャフトを含む平面より僅かに、つまりディスクの半径よりも短い長さ分だけ下に延びていることが望ましい。
全てのディスクの半径は本質的に同じ長さであることが望ましい。
各通路の一方の壁を形成している隣り合うディスクは、複数のシャフトのうち、１つおきのシャフト上に設けられ、前記１つおきのシャフトの間に配置される中間シャフト上のディスクは、前記１つおきのシャフト上のディスクの軸方向の中間になるように間隔を開けて設けられていることが望ましい。
ワイパー手段は、隣り合う塞ぎ板の上縁部を上へ向けてストランドを取り除くことができるように、各シャフト上に設けられていることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
本発明の更なる特徴、目的及び利点は、以下に述べる望ましい実施例の詳細な説明及び添付の図面により明らかとなるであろう。
図１は、本発明に従って作られた配向機の塞ぎ板を組み込んだ部分を示す概略等角分解図である。但し、考えをより明確にするために、ディスクの間隔を実際よりも広く描いている。
図２は、配向機の小さい部分の側面図であり、ディスクの１つを破断して、塞ぎ板が所定位置にある様子を示している。
図３は、図２の３−３線に沿って断面した断面図である。
図４は、本発明を取り入れて作られた多段階型配向機の概略図である。
図５は、ディスク又は塞ぎ板の最下部のマット上方からの高さと平均偏差角の関係を示すグラフである。
望ましい実施例の説明
図１に示す如く、ストランド等（12）はインフィード（infeed）コンベヤー（14）及び分配ロール（16）（スパイクされていることが望ましい）から配向機（10）に供給され、該分配ロールは（16）、材木ストランドの流れ（18）を配向機（10）の上端に向けて分配する。
本発明の配向システムでは、任意の手頃な長さの材木ストランドを用いてもよいが、約12インチよりも短いのが一般的である。厚さは約0.25インチよりも薄く、通常は0.05インチよりも薄い。幅は一般的には約1/2インチ以上、約３インチ未満で、長さは幅の２倍以上のものを用いる。
図示の配列による配向機は、交互に配置される複数のシャフト及び該シャフトの中間でほぼ同一平面内に配置される複数の中間シャフトにより形成され、全てのシャフトは互いに略平行に延びている。交互に配置されるシャフトには図面の左端から（20A）（20B）（20C）（20D）と番号を付してあり、中間シャフトには図面の左端の隣りから始まって（22A）（22B）（22C）と番号を付してある。つまり、中間シャフト（22A）は交互のシャフト（20A）（20B）の間に、中間シャフト（22B）は交互のシャフト（20B）（20C）の間に、中間シャフト（22C）は交互のシャフト（20C）（20D）間にくるようにそれぞれ配置されている。図１では、本発明をより明確に説明するために、ディスクの軸方向の間隔は誇張されている。
シャフトが保持される平面は、点線（19）で大まかに示されている。
交互のシャフト（20A）（20B）（20C）（20D）上のディスク（22A）は、組み合わされて垂直の通路（26A）の一方の壁を形成する。平面（19）に略垂直な一平面内で回転するディスクを指定し、第１の（図面では前方の）垂直通路又は配向通路（26A）の一方の壁の主要部を明らかにするために文字Ａが用いられている。
図示の配列では、２組目のディスク（24B）は、中間シャフト（22A）（22B）（22C）上に設けられている。これらのディスク（24B）は、ディスク（24A）で形成される通路（26A）の第１の壁に対して略平行な第２の壁を形成し、同時に次の通路（26B）、つまり図面の前方から２番目の通路の壁も形成している。その通路の反対側には、交互のシャフト（20A）（20B）（20C）（20D）上にディスク（24C）が設けられ、前述のように、これらのディスクは組み合わされて次の垂直な配向通路（26C）の壁を形成する。その通路の反対側にはディスク（24D）が設けられ、というふうに配向機（10）の幅方向に沿って続く。
通路（26A）（26B）（26C）の両側の壁は、隣り合うシャフト上のディスクによって主に形成されていることは明らかであろう。
中間シャフト上のディスクは、交互のシャフトの上のディスクの軸方向でほぼ中間に間隔を空けて配置されている。つまり、ディスク（24B）は、ディスク（24A）とディスク（24C）の中間に、ディスク（24C）は、ディスク（24B）とディスク（24D）の中間に、という工合である。
図示の配列は、ストークスの配列として説明されたものである。つまり、前述のストークス特許に開示されるディスクの配列を採用している。バークナーのタイプの配列を採用しても、同様の構造にすることができることは明らかであろう。
複数のシャフト（20A）（20B）（20C）（20D）上のディスク（24A）と同一シャフト上のディスク（24C）との間、及びシャフト（22A）（22B）（22C）（22D）上のディスク（24B）と同一シャフト上のディスク（24D）の間に隙間Ｇがあることは明らかである。つまり、垂直の配向通路（26A）（26B）（26C）等の壁を形成する隣り合うディスクの間に隙間が形成される。
隙間Ｇは、塞ぎ板又は塞ぎ板部材（30）により塞がれ、完全に閉じられる。図示の配列では、シャフト（20A）（20B）上のディスク（24A）のように隣り合うディスクの間に配置された塞ぎ板部材は、シャフト（22A）上の適当な軸受け（図示せず）上に取り付けられ、後述するように、隣り合うディスク（24A）と関係し合って隙間Ｇをほぼ完全に塞ぎ、塞ぎ板部材を支えているシャフト（22A）より上の距離まで延びる。
各塞ぎ板部材（30）の上表面／縁（32）はほぼ凹状であることが望ましく、略直線の底表面／縁（34）はシャフトの軸を含む平面（19）に略平行であることが望ましい。塞ぎ板の最上部で詰まりが起こる傾向にあれば、上表面を凹状の代りに傾斜させてもよい。その上表面は、ストランドをディスクで移動させる方向に傾いている。しかしながら、上縁（32）の形に関係なく、該縁は軸方向に間隔を空けた隣り合うディスクの上縁よりも十分下がっていなければならない。
図２の配列では、実線で示すように、分離した要素（30）が用いられており、該要素（30）は各ディスク（24A）の間に配置され、その底縁は、ディスク（24A）の半径方向の最も低い位置よりもやや高いとことまで延びる。つまり、高さＨはディスク（24A）の半径Ｒ（およそ1/4インチ）よりもやや短いことが望ましい。
希望であれば、点線（36）で示すように、塞ぎ板（30）を半径Ｒよりもはるかに下の方まで延ばしてもよい。図示の配列では、点線（38）は分離した各要素（30）が結合されている位置を示している。しかし、該要素（30）は配向機（10）とほぼ同じ長さに切れ目なく延びていてもよい。
取付けに関しては、分割線で示すように塞ぎ板を上部（40）と下部（42）に分けることが望ましく、その分割線は、塞ぎ板（30）を取り付けるシャフトと交わり、２つの部分に分けられた塞ぎ板（30）の着脱を容易にする。
塞ぎ板の上縁（32）は、図に於てはほぼ凹状に作られているが、ストランドが引っ掛かる可能性を減らすために変形させてもよい。各ディスク（24）には溝又は切込み（46）が設けられ、上縁（32）上でストランドが支えられることがあれば、必ず取り除くようにする。また、各シャフト上で塞ぎ板（30）に隣接してワイパー（48）が取り付けられ、該ワイパー（48）はスパイク等（50）を具えており、該スパイク等（50）もまた、上縁（32）をきれいにし、ストランドがシャフトを超えて通路内でひっかからないようにしている。
図１及び図２では、塞ぎ板（30）はディスク（24A）（24B）（24C）（24D）のうちの、どのディスクと協同して通路の壁を形成するかによって、更に参照文字Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤで識別される。
図３に示すように、望ましい構造では、各ディスク（24）は比較的薄い一対の外側ディスク（52）（54）及び内側ディスク又はスペーサー（56）により構成され、該スペーサー（56）は外側ディスク（54）の間を空け、各ディスク（24）の周溝（58）の底部を形成する。外側ディスク（52）（54）の隣接する面同士の間隔によって周溝（58）の幅が決まり、その幅は塞ぎ板（30）を収容できるように該塞ぎ板（30）の幅より僅かに広い。溝（58）の深さは通常約1/2インチより深く、約1.5インチを超えない。つまり、半径Ｒは、半径ｒよりも3/4インチから1.5インチ長い（図２を参照）。溝（58）の深さは、塞ぎ板を正しい位置に保持することができ、且つストランドが溝を通って引っ掛かるほどは深くならないように設定される。
切込み（46）の深さ、つまりディスク（20）又は（22）の外周と切込み（46）の最下部の距離は、通常はＲ−ｒの差より大きくない。
運転中、全てのディスク又はシャフトは、図２に矢印で示すように望ましくは同じ方向に動き、ワイパー（48）は、夫々のシャフトに取り付けられて回転されることは明らかである。塞ぎ板の底縁（34）の高さによって、配向機の底部と、形成されつつあるマット（82）の表面（80）の間の距離を比較的均一にすることができ（図４を参照）、この結果、その間を通過するストランドの配向性は著しく向上する。つまり、隙間Ｇの高さへの追加分は、本質的に排除される。
図４は本発明の変形であり、出願人の同時に継続している出願「短ストランドの配向機」に記載される配向機と類似の配向機、つまり複数のデッキが上下に積み重ねられた配向機を用いている。この配列では、最下部シャフト（60A）は、実質上、最下部デッキを形成し、中間部シャフト（60B）は、中間部デッキを形成し、上部シャフト（60C）は最上部デッキを形成する。これらのシャフト（60A）（60B）（60C）は夫々、複数のシャフト（20A）（20B）（20C）（20D）（22A）（22B）（22C）等を表し、各レベルで配向機を形成している。ディスク（62A）及びシャフト（60A）は比較的狭い間隔で設定され、（64A）（64B）（64C）（64D）で示される最下部の配向通路の幅、つまりストランドが必要な配向性を得るのに十分な通路の幅を定める。通路（64A）（64B）は、シャフト（60B）上のディスク（62B）の間の通路（70A）又は（70B）を実質的に２分割し、該通路（70A）又は（70B）は同様に、シャフト（60C）上のディスク（62C）の間の通路（68）を２分割する。
図４に於て、各ディスク（62C）の下方に比較的長い塞ぎ板（66）（（66A）（66B）で示される）がぶら下がっている。該塞ぎ板（66）は比較的広い通路（68）を形成する。この広い通路は、上述のように、ディスク（62B）と、それから下方へ延びている塞ぎ板（74）によって、一対の望ましくは幅の等しい通路（70A）（70B）に分割されている。上述のように、通路（70A）はディスク（62A）によって通路（64A）（64B）（64C）（64D）に分割される。塞ぎ板（76A）（76B）はディスク（62A）から下方に延び、塞ぎ板（66A）（66B）（74）（76A）（76B）の全ての底縁は、略同一平面（78）内に位置する。該平面（78）は、ベルト等の収集手段（84）上に形成されつつあるマット（82）の表面（80）に略平行である。つまり、コンベヤー（84）の表面と、縁又は平面（78）の間の距離は、ほぼ一定に保たれる。
図４に示す上記実施例によって、前記出願で記載のようにスループットが改善された配向機を形成することができる。
図４の実施例では、スパイク（50）を具えたワイパー（48）は示されていないが、様々な塞ぎ板及びシャフトの上縁をきれいに保ち、詰まりを実質的に避けることができるように該ワイパー（40）を必要に応じて設けてもよい。
例
単独のデッキ又は上下に積み重ねた複数のデッキを用い、各デッキでは、ストークスの配列のように２インチ直径のシャフト上に16インチ直径のディスクを設けた。全ての場合に於て、最下部ディスクの間の間隔（通路幅）は1.5インチであった。６インチのストランドの混合物を配向機に送り、異なる数のデッキを用いて運転したときの配向性が計算された。
図５に示すように、１つのディスク（最下部デッキ）のみを用いたときの配向性が最も劣り、２つのデッキを用い、最下部のディスクが本願で説明した塞ぎ板を具えていたときに、他のどの数のデッキを用いたときと比べても非常に優れた配向性が見られた。
全ての実施例に於て、塞ぎ板は比較的薄く、平らな部材、つまりより平面的な部材であって、塞ぎ板が協同作用するディスクの平面と同一平面内に含まれることが望ましいことは明らかである。
粘着性のものが付着したストランドを用いる場合には、粘着剤が蓄積する傾向があるので、塞ぎ板を受ける周辺の溝からこの粘着剤を取り除くために、例えばへら、粘着しないコーティング等の手段を加えてもよい。
以上が本発明の説明であるが、当該分野の専門家であれば、添付の請求の範囲に記載の本発明の精神から逸脱することなく種々の変形を行なうことが可能であることは明らかである。
【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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