(57)【要約】【課題】木材の頭部切断工程と寸法切断工程を同時に行い、木材を所定の長さに正確に切断できる切断加工装置を提供する。【解決手段】長尺な木材Ａを所定寸法に切断する切断加工装置１であって、木材Ａの頭部を切断する切断鋸（頭部切断回転鋸３ａ）を有する頭部切断手段３と、木材Ａの材軸方向に移動可能に設けられ、木材Ａの材軸方向の所定位置を切断する切断鋸（寸法切断回転鋸４ａ）を有する寸法切断手段４と、木材切断時に、木材Ａを固定する固定手段（第１固定手段８、第２固定手段９）と、前記寸法切断手段４を、前記頭部切断手段３から所望の距離となるように木材Ａの材軸方向に移動させる移動制御手段５（サーボモータ５ａ、ボールネジ５ｂ）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な木材を所定寸法に切断する切断加工装置であって、
木材の頭部を切断する切断鋸を有する頭部切断手段と、
木材の材軸方向に移動可能に設けられ、木材の材軸方向の所定位置を切断する切断鋸を有する寸法切断手段と、
木材切断時に、木材を固定する固定手段と、
前記寸法切断手段を、前記頭部切断手段から所望の距離となるように木材の材軸方向に移動させる移動制御手段とを備えたことを特徴とする切断加工装置。
【請求項２】
前記固定手段は、前記頭部切断手段に対応する位置に設けられて、切断時において前記頭部切断手段の切断鋸の先端部を収納する凹部を備えた第１固定手段と、
前記寸法切断手段に対応する位置に設けられて、切断時において前記寸法切断手段の切断鋸の先端部を収納する凹部を備えた第２固定手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の切断加工装置。
【請求項３】
前記第１固定手段及び第２固定手段は、それぞれ前記切断鋸によって切断される切断位置の両側を固定する固定部を有していることを特徴とする請求項２に記載の切断加工装置。
【請求項４】
前記頭部切断手段の切断鋸によって切断された切断廃棄端材を搬出するコンベヤを備え、
前記第１固定手段には送風管が連結され、
前記第１固定手段は、木材に当接する面が開口した箱型に形成されており、この開口した面を除くいずれか一面に前記送風管が設けられ、
前記送風管を通して、第１固定手段内へと空気を送り込む空気供給手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の切断加工装置。
【請求項５】
前記寸法切断手段には、その切断鋸によって切断された切断端材を回収する回収手段が接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯材、梁材、及び柱材といった木材の切断加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレハブ住宅等の施工方法として、パネル工法が知られている。このパネル工法は、芯材によって構成された枠体に合板を接着することでパネルを構成し、このパネルを構造体として組み込んでいく方法であり、使用されるパネルは数種類に規格化され、工場で一括生産されてから施工現場へと搬送される。
【０００３】
しかし、近年、注文建築等住宅ニーズの多様化が進み、限られた種類のパネルだけでは対応が難しくなってきており、パネルを構成する芯材にも同様のことが言える。この問題を解決するために、自動的に設定された寸法に芯材を切断する切断加工装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の切断加工装置は、切断すべき木材を固定するための長尺な作業台を有し、この作業台には電動鋸が設けられている。また、作業台上には材軸方向に移動可能且つ木材の一端面の位置を決める位置決め手段が設けられており、この位置決め手段を制御するコントロールパネルに木材の切断寸法を入力すると、位置決め手段が電動鋸の切断位置から木材を切断する長さの距離まで移動する。その後、木材の端面が搬送手段によって位置決め手段に当接され、木材が所定の長さで切断される。
【０００５】
また、上述した方法の他に、木材を材軸方向に搬送するコンベヤ台に移動可能な電動鋸とストッパーを設け、コンベヤによって搬送された木材がストッパーによって静止され、ストッパーから所定の距離に移動した電動鋸によって、木材を切断する切断加工装置も知られている。
【特許文献１】特開平５−６９４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、芯材、梁材、及び柱材といった木材は、粗材の頭部を切断した後、所定寸法での切断をすることによって得られるため、上述した所定寸法での切断のみの切断加工装置では、別途頭部切断工程が必要となり、工場内に頭部切断工程用の装置が必要となる上、作業時間も長くなるという問題があった。また、コンベヤによって搬送される木材をストッパーによって静止させてから切断する切断加工装置では、コンベヤによる搬送速度を上げると、木材がストッパーに衝突した際にその反作用で跳ね返ってしまい、木材を所定の長さで正確に切断できない場合がある。
【０００７】
本発明の課題は、木材の頭部切断工程と所定寸法に切断する切断工程を同時に行い、木材を所定の長さに正確に切断できる切断加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、長尺な木材Ａを所定寸法に切断する切断加工装置１であって、
木材Ａの頭部を切断する切断鋸（例えば、頭部切断回転鋸３ａ）を有する頭部切断手段３と、
木材Ａの材軸方向に移動可能に設けられ、木材Ａの材軸方向の所定位置を切断する切断鋸（例えば、寸法切断回転鋸４ａ）を有する寸法切断手段４と、
木材切断時に、木材Ａを固定する固定手段（例えば、第１固定手段８、第２固定手段９）と、
前記寸法切断手段４を、前記頭部切断手段３から所望の距離となるように木材Ａの材軸方向に移動させる移動制御手段５とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、寸法切断手段４を、移動制御手段５によって頭部切断手段３から所望の距離となるように木材Ａの材軸方向に移動させ、つまり、切断して得られるべき木材Ａの寸法に合わせて移動させた後、木材Ａを固定手段によって固定し、その後、頭部切断手段３の切断鋸と、寸法切断手段４の切断鋸によって木材Ａを同時に切断することによって、木材Ａの頭部切断及び所定寸法での切断を同時且つ正確に行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、例えば図１及び図２（ａ）に示すように、請求項１に記載の切断加工装置１において、前記固定手段は、前記頭部切断手段３に対応する位置に設けられて、切断時において前記頭部切断手段３の切断鋸の先端部を収納する凹部８ａを備えた第１固定手段８と、
前記寸法切断手段に対応する位置に設けられて、切断時において前記寸法切断手段４の切断鋸の先端部を収納する凹部９ａを備えた第２固定手段９とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、木材Ａを切断する際に、頭部切断手段３が有する切断鋸は、木材Ａを固定する第１固定手段８の凹部８ａに収納され、寸法切断手段４が有する切断鋸は、木材Ａを固定する第２固定手段９の凹部９ａに収納される。これにより、切断鋸と第１固定手段８及び第２固定手段９が干渉することがない。従って、第１固定手段８及び第２固定手段９により木材Ａを固定したまま、切断鋸により木材Ａを確実に切断できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、例えば図１及び図２（ｃ）に示すように、請求項２に記載の切断加工装置１において、前記第１固定手段８及び第２固定手段９は、それぞれ前記切断鋸によって切断される切断位置の両側を固定する固定部８ｂ、９ｂを有していることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、木材Ａの切断位置の両側を固定部８ｂ、９ｂによって固定することによって、木材Ａの切断部分に最も近い部分を固定することができる。よって、確実に木材Ａを切断することができる。
また、第１固定手段８及び第２固定手段９は木材Ａが切断された後も木材Ａを固定し続けるため、所定寸法に切断された木材Ａは勿論のこと、切断廃棄端材Ｂ及び切断端材Ｃも固定される。従って、これら切断廃棄端材Ｂ及び切断端材Ｃが、切断後に飛ばされたり落ちたりすることを防ぐことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項２又は３に記載の切断加工装置１において、前記頭部切断手段３の切断鋸によって切断された切断廃棄端材Ｂを搬出するコンベヤ（例えば、切断廃棄端材コンベヤ１１）を備え、
前記第１固定手段８には送風管１０が連結され、
前記第１固定手段８は、木材Ａに当接する面が開口した箱型に形成されており、この開口した面を除くいずれか一面に前記送風管１０が設けられ、
前記送風管１０を通して、第１固定手段８内へと空気を送り込む空気供給手段（図示せず）を備えていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、切断廃棄端材Ｂは、木材切断後に第１固定手段８が切断廃棄端材Ｂから離れ、その後切断廃棄端材Ｂの下方に設けられたコンベヤによって一ヶ所に回収される。従って、切断廃棄端材Ｂを回収することができる。
また、木材Ａが切断されて、切断鋸を有する頭部切断手段３が移動して木材Ａから離れ、第１固定手段８が木材Ａから離れると、空気供給手段から送り込まれた空気が第１固定手段８の開口面から排出され、木材Ａの切断面と切断廃棄端材Ｂの切断面の間隙に入り込む。これにより、短尺な切断廃棄端材Ｂは木材Ａと逆方向の風圧を受け、コンベヤに載置される。従って、切断廃棄端材Ｂが、頭部切断手段３とコンベヤの間隙に留まり作業が止まることを防ぐことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１から４のいずれか一項に記載の切断加工装置１において、前記寸法切断手段４にはその切断鋸によって切断された切断端材Ｃを回収する回収手段１２が接続されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、回収手段１２によって切断端材Ｃを回収できるため、切断端材Ｃを無駄にすることがない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、寸法切断手段４を、移動制御手段５によって頭部切断手段３から所望の距離となるように木材Ａの材軸方向に移動させた後、木材Ａを固定手段によって固定し、その後、頭部切断手段３の切断鋸と、寸法切断手段４の切断鋸によって木材Ａを同時に切断することによって、木材Ａの頭部切断及び所定寸法での切断を同時且つ正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明に係る切断加工装置１は、頭部切断台２と、頭部切断手段３と、寸法切断手段４と、第１固定手段８と、第２固定手段９と、移動制御手段５とを備えている。
【００２０】
図１に示すように、切断時には、頭部切断台２が木材Ａの一端を支持し、後述する寸法切断手段４が有する寸法切断台４ｄが木材Ａの他端を支持する。また、この頭部切断台２に隣接して第１チェーンコンベヤ２ａが設けられ、寸法切断台４ｄに隣接して寸法切断手段４が有する第２チェーンコンベヤ４ｅが設けられており、これら第１チェーンコンベヤ２ａ及び第２チェーンコンベヤ４ｅによって搬送される木材Ａを所定位置で止めるように、上下動可能な第１ストッパー２ｂが頭部切断台２に、第２ストッパー４ｆが寸法切断台４ｄに設けられている。
【００２１】
図１に示すように、第１チェーンコンベヤ２ａ及び第２チェーンコンベヤ４ｅの前後には、木材Ａを搬入する搬入チェーンコンベヤ６と、木材Ａを搬出する搬出チェーンコンベヤ７が隣接している。これら搬入チェーンコンベヤ６及び搬出チェーンコンベヤ７と第１チェーンコンベヤ２ａ及び第２チェーンコンベヤ４ｅの上面は同高度に揃えてあり、これらの間の木材Ａ搬送は円滑に行われる。なお、搬入チェーンコンベヤ６の上面には、木材Ａの頭部切断がされる端面を揃える定規６ａが設けられている。
【００２２】
頭部切断手段３は、木材Ａの頭部を切断する頭部切断回転鋸３ａと、この頭部切断回転鋸３ａを回転させる第１モータ３ｂとを備えており、上下動可能で、頭部切断台２の外側に設けられている。
【００２３】
寸法切断手段４は、箱状に形成されたフレーム４ｃと、このフレーム４ｃ内に設けられ、木材Ａの材軸方向の所定位置を切断する寸法切断回転鋸４ａと、この寸法切断回転鋸４ａを回転させる第２モータ４ｂと、木材Ａの他端を支持する寸法切断台４ｄと、木材Ａを搬送する第２チェーンコンベヤ４ｅと、搬送される木材Ａを所定位置で止める第２ストッパー４ｆとを備えており、寸法切断回転鋸４ａは上下動可能且つ木材Ａの材軸方向にフレーム４ｃと共に移動可能で、寸法切断台４ｄの外側に設けられている。
【００２４】
図１に示すように、第１固定手段８及び第２固定手段９は、上下動可能で、木材切断時に木材Ａを固定するものであり、第１固定手段８は頭部切断回転鋸３ａの鉛直上方に、第２固定手段９は寸法切断回転鋸４ａの鉛直上方にそれぞれ設けられている。これら第１固定手段８及び第２固定手段９は、木材Ａの切断部分の両側を押圧する固定部８ｂ、９ｂと、切断時に回転鋸が収納される凹部８ａ、９ａを備えており、木材Ａに当接する面が開口した箱型に形成されている。
【００２５】
また、第１固定手段８の側面には、送風管１０が連結されている。送風管１０の他端は空気供給手段であるエアコンプレッサー（図示せず）に連結されており、このエアコンプレッサーから第１固定手段８内へ、送風管１０を通して空気が供給される。
【００２６】
図１に示すように、移動制御手段５は、寸法切断手段４を、頭部切断手段３から所望の位置となるように木材Ａの材軸方向へ移動させるもので、サーボモータ５ａとボールネジ５ｂとを備えている。サーボモータ５ａは木材データの入力手段であるＱＲリーダー（図示せず）と接続されており、木材データを受け取る。また、ボールネジ５ｂは、切断される木材Ａの材軸方向に対して平行に固定されたボルト５ｃと、ボルト５ｃに螺合されたナット５ｄから構成されており、このナット５ｄはサーボモータ５ａと連結され、サーボモータ５ａによって回転されるようになっている。また、サーボモータ５ａは寸法切断手段４のフレーム４ｃに固定されている。
【００２７】
図１に示すように、頭部切断台２には、頭部切断回転鋸３ａを挟んで、頭部切断回転鋸３ａによって切断された切断廃棄端材Ｂを搬出する切断廃棄端材コンベヤ１１が設けられており、寸法切断回転鋸４ａを挟んで、寸法切断回転鋸４ａによって切断された切断端材Ｃを回収する回収手段１２が接続されている。この回収手段１２は、寸法切断手段４のフレーム４ｃに固定された切断端材コンベヤ１２ａと、切断端材コンベヤ１２ａの終端に設けられたコロ１２ｂと、このコロ１２ｂに上端が接続された傾斜板１２ｃと、傾斜板１２ｃの下端に接続された切断端材回収コンベヤ１２ｄから構成されている。
【００２８】
次に、上述のように構成される木材Ａの切断加工装置１の使用方法について説明する。
まず、木材Ａに貼られたＱＲコード（図示せず）をＱＲリーダーで読み取り、木材データをサーボモータ５ａに伝達する。木材データを受け取ったサーボモータ５ａは、切断される木材Ａの材軸方向に対して平行に固定されたボルト５ｃに対してナット５ｄを回転させ、寸法切断手段４を所望の位置へと移動させる。その後、搬入チェーンコンベヤ６に切断したい木材Ａを載置し、頭部切断がされる端面を定規６ａに当接させた状態で、木材Ａを頭部切断台２及び寸法切断台４ｄ上へと搬送する。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、木材Ａが頭部切断台２及び寸法切断台４ｄへと搬送されると、頭部切断台２に設けられた第１ストッパー２ｂ及び寸法切断台４ｄに設けられた第２ストッパー４ｆが木材Ａに当接し、木材Ａが静止する。なお、この時木材Ａの一端は頭部切断台２からはみ出ており、他端は寸法切断台４ｄからはみ出ている。その後、図２（ｂ）に示すように、第１固定手段８及び第２固定手段９が下降して、固定部８ｂ、９ｂで木材上面を押圧し、木材Ａが固定される。この時、頭部切断される位置及び所定寸法に切断される位置の両側が、第１固定手段８及び第２固定手段９によって押圧される。そして、図２（ｃ）に示すように、頭部切断回転鋸３ａ及び寸法切断回転鋸４ａが同時に上昇し、木材Ａの頭部切断及び所定寸法での切断が行われる。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、木材切断後は、頭部切断回転鋸３ａは第１固定手段８の凹部８ａに、寸法切断回転鋸４ａは第２固定手段９の凹部９ａに収納された状態となる。この時に、エアコンプレッサーを作動させ、送風管１０を通して第１固定手段８へと空気を送り、このままの状態で、頭部切断回転鋸３ａ及び寸法切断回転鋸４ａを下降させ、略同時に第１固定手段８及び第２固定手段９を上昇させる。
【００３１】
図２（ｄ）に示すように、木材Ａの頭部切断によって発生した切断廃棄端材Ｂは、第１固定手段８から排出される空気によって切断廃棄端材コンベヤ１１へと後押しされ、頭部切断回転鋸３ａと切断廃棄端材コンベヤ１１の間隙に留まることなく、切断廃棄端材コンベヤ１１によって搬送される。切断廃棄端材コンベヤ１１によって回収された切断廃棄端材Ｂは、そのまま廃棄される。
【００３２】
また、木材Ａを所定の寸法に切断することによって発生した切断端材Ｃは、切断端材コンベヤ１２ａによって搬送され、切断端材コンベヤ１２ａの終端まで達し、コロ１２ｂに載せられる。コロ１２ｂは、切断端材Ｃの下面一端側に当接するため、切断端材Ｃが切断端材コンベヤ１２ａから完全に離れると、切断端材Ｃは他端側に傾き、傾斜板１２ｃへと滑り落ちる。その後、傾斜板１２ｃに当接した切断端材Ｃは、そのまま傾斜板１２ｃ上を下方に滑り落ち、切断端材回収コンベヤ１２ｄに載置される。その後、切断端材回収コンベヤ１２ｄによって回収された切断端材Ｃは、例えば、フィンガージョイントによって複数連結されることにより、元の長尺な木材Ａに再生された後、再び切断加工装置１によって所定寸法に切断される。
【００３３】
本実施形態の切断加工装置１によれば、寸法切断手段４を、移動制御手段５によって頭部切断手段３から所望の距離となるように木材Ａの材軸方向に移動させ、つまり、切断して得られるべき木材Ａの寸法に合わせて移動させた後、頭部切断台２及び寸法切断台４ｄに支持された木材Ａを第１固定手段８及び第２固定手段９によって頭部切断台２及び寸法切断台４ｄに押圧して固定し、その後、頭部切断手段３の頭部切断回転鋸３ａと、寸法切断手段４の寸法切断回転鋸４ａによって木材Ａを同時に切断することによって、木材Ａの頭部切断及び所定寸法での切断を同時且つ正確に行うことができる。
【００３４】
また、木材Ａを切断する際に、頭部切断手段３が有する頭部切断回転鋸３ａは、木材Ａを固定する第１固定手段８の凹部８ａに収納され、寸法切断手段４が有する寸法切断回転鋸４ａは、木材Ａを固定する第２固定手段９の凹部９ａに収納される。これにより、頭部切断回転鋸３ａと第１固定手段８、寸法切断回転鋸４ａと第２固定手段９が干渉することがない。従って、第１固定手段８及び第２固定手段９により木材Ａを固定したまま、頭部切断回転鋸３ａ及び寸法切断回転鋸４ａにより木材Ａを確実に切断できる。
【００３５】
また、木材Ａの切断位置の両側を固定部８ｂ、９ｂによって固定することによって、木材Ａの切断部分に最も近い部分を固定することができる。よって、確実に木材Ａを切断することができる。
さらに、第１固定手段８及び第２固定手段９は木材Ａが切断された後も木材Ａを固定し続けるため、所定寸法に切断された木材Ａは勿論のこと、切断廃棄端材Ｂ及び切断端材Ｃも固定される。従って、これら切断廃棄端材Ｂ及び切断端材Ｃが、切断後に飛ばされたり落ちたりすることを防ぐことができる。
【００３６】
また、切断廃棄端材Ｂは、木材切断後に第１固定手段８が切断廃棄端材Ｂから離れ、その後切断廃棄端材Ｂの下方に設けられた切断廃棄端材コンベヤ１１によって一ヶ所に回収される。従って、切断廃棄端材Ｂを回収することができる。
また、木材Ａが切断されて、頭部切断回転鋸３ａを有する頭部切断手段３が移動して木材Ａから離れ、第１固定手段８が木材Ａから離れると、エアコンプレッサーから送り込まれた空気が第１固定手段８の開口面から排出され、木材Ａの切断面と切断廃棄端材Ｂの切断面の間隙に入り込む。これにより、短尺な切断廃棄端材Ｂは木材Ａと逆方向の風圧を受け、切断廃棄端材コンベヤ１１に載置される。従って、切断廃棄端材Ｂが、頭部切断手段３と切断廃棄端材コンベヤ１１の間隙に挟まり作業が止まることを防ぐことができる。また、回収手段１２によって切断端材Ｃを回収できるため、切断端材Ｃを無駄にすることがない。
【００３７】
なお、以上の実施形態においては、エアコンプレッサーと接続した送風管１０を第１固定手段８にのみ連結したが、切断端材Ｃが短尺な端材になることが予想される場合は、第２固定手段９にも送風管１０を連結してもよい。
また、第１チェーンコンベヤ２ａ及び第２チェーンコンベヤ４ｅを上下動可能とし、木材Ａを第１ストッパー２ｂ及び第２ストッパー４ｆで静止させた後、木材Ａを切断する前に第１チェーンコンベヤ２ａ及び第２チェーンコンベヤ４ｅを下降させてもよい。
さらに、木材データの入力方法、寸法切断手段４の移動制御手段５、第１固定手段８及び第２固定手段９の上下動方法、頭部切断回転鋸３ａ及び寸法切断回転鋸４ａの上下動方法等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る切断加工装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る切断加工装置の工程を示す部分断面図で、木材が頭部切断台及び寸法切断台に載置された状態（ａ）、第１固定手段及び第２固定手段が木材を固定した状態（ｂ）、切断直後の状態（ｃ）、第１固定手段、第２固定手段、頭部切断鋸、寸法切断鋸が木材から離れた状態（ｄ）である。
【符号の説明】
【００３９】
１  切断加工装置
２  頭部切断台
２ａ  第１チェーンコンベヤ
２ｂ  第１ストッパー
３  頭部切断手段
３ａ  頭部切断回転鋸
３ｂ  第１モータ
４  寸法切断手段
４ａ  寸法切断回転鋸
４ｂ  第２モータ
４ｃ  フレーム
４ｄ  寸法切断台
４ｅ  第２チェーンコンベヤ
４ｆ  第２ストッパー
５  移動制御手段
５ａ  サーボモータ
５ｂ  ボールネジ
５ｃ  ボルト
５ｄ  ナット
６  搬入チェーンコンベヤ
６ａ  定規
７  搬出チェーンコンベヤ
８  第１固定手段
８ａ  凹部
８ｂ  固定部
９  第２固定手段
９ａ  凹部
９ｂ  固定部
１０  送風管
１１  切断廃棄端材コンベヤ
１２  回収手段
１２ａ  切断端材コンベヤ
１２ｂ  コロ
１２ｃ  傾斜板
１２ｄ  切断端材回収コンベヤ
Ａ  木材
Ｂ  切断廃棄端材
Ｃ  切断端材
【図１】
2006015549.tif 000003
【図２】
2006015549.tif 000004