(57)【要約】【課題】従来の方法の欠点をなくし、機能的には振動や衝撃に耐え、さらに木材の膨張・収縮にも耐える木材接合であり、コスト的に安く、極めて短時間に容易に任意の角度での木材接合が可能となる実用的な木材接合の方法及び装置が強く求められていた。【解決手段】木材は予備加工工程を経た後、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ接合金具を用いて木材を接合する。木材を切断する工程により木材を切断し、切断された前記木材の１方の切断面を１８０回転させて他方の切断面に密着させる工程により２つの木材の密着を行い、前記切断面を跨いで２個の穴を同時に加工する加工工程により２個の穴を穿ち、前記２個の穴を繋ぐ溝を形成させる溝加工工程によって溝を加工する。次に前記穴及び前記溝に接続金具を圧入する圧入工程によって木材接合を行い、前記課題を解決した。前記全ての工程はコンピューター制御により全自動で行われる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有することを特徴とする木材接合の方法。
【請求項２】
木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有することを特徴とする自動木材接合装置。
【請求項３】
木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有すると供にこれらの工程がコンピューターにより制御されていることを特徴とする木材接合の方法。
【請求項４】
木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有すると供にこれらの工程がコンピューターにより制御されていることを特徴とする自動木材接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は木材の接合方法及び接合装置に関するものである。特に定められた角度で木材を接合する方法及び接合する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】木材は世界の各地で古代より使用されてきた建築資材である。特にわが国においては木材が豊富で縄文時代の昔から建築材料として広く用いられてきた。木材を用いて建造物や家具などの日用品をつくるには、いくつかの木材加工の基本技術を組み合わせて用いる必要がある。木材を繋ぎ合わる技術は、切断する、穴を穿つなどと共に木材加工の基本技術の１つである。【０００３】木材接合技術も時代を経ると共に発達してきた。木材の接合の方法は古くは蔓草などで縛るなどの方法で行われてきたが、時代を経ると共に木組みを用いる方法や、金属の発明によって釘や鎹などが用いられるようになった。特に木組みによる方法は華麗でしかも強度に優れた方法であり、多くの優れた昔の建造物にこれを見ることが出来る。これらの高度の木材加工技術を支えてきたのは宮大工と言われる技能集団である。この技術を習得するには長い年月の修行が必要であり。この技術を継承する人が年々減少している。【０００４】現在では釘を用いる方法、ボルトとナットを用いる方法、鎹を用いる方法、木組みを用いる方法、及び近年特に発達してきた接着剤を用いる方法が用いられている。これらの方法１長１短であり、用途に応じて使い分けられている。応用範囲の広い、優れた木材接合技術が開発されれば木材の利用分野が更に広がることが期待される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】釘による方法は、簡便であるが接合が緩む可能性をもっている。ボルトとナットを用いる方法は非常に強固な接合が可能であるが、コストが高くなると共に美観的に劣る。鎹を用いる方法は簡便で強固であるがこの方法も美観的に劣る。木組みを用いる方法は強度にすぐれ、美観的にも優れた接合法であるが、既に述べたように高度の技術と多くの加工工数（時間と労力）必要とされコスト高になる。スピードを要求される現代においては特別のものを除いて中々採用しがたい技術である。接着剤を用いる方は美観的に優れ、強度も年々向上しているが、接合に時間がかかると言う難点がる。特に定められた角度で木材を接合することはより高い技能が必要とされていた。本発明はこれら従来の方法の欠点を除いた新しい木材接合方法及び装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】本発明では木材の接合に当たって、木材は予備加工工程を経た後、専用の接合金具を用いて木材を接合する。その方法は木材を切断する工程により木材を切断し、切断された前記木材の１方の切断面を１８０回転させて他方の切断面に密着させる工程により２つの木材の密着を行い、前記切断面を跨いで２個の穴を同時に加工する加工工程により２個の穴を穿ち、前記２個の穴を繋ぐ溝を形成させる溝加工工程によって溝を加工する。この状態で予備加工工程は完了する。次に前記穴及び前記溝に切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ接合金具を圧入する圧入工程を行う。この接続金具の圧入により２つの木材は強固に接合される。これらの加工工程を全てコンピューターで制御することによって、自動的に接合が完了する。【０００７】図１は本発明の木材を切断する工程を示す図である。図において１は木材、２は丸鋸である。木材１を斜めに切断することによって、木材１は１Ｒ、１Ｌの２つに分断される。木材の切断には丸鋸のほか、前後運動によって木材を切断するレシプロ型の鋸、チエンソー、バンドソーなどを用いることが出来ることが言うまでもない。【０００８】図２は本発明において切断された前記木材の１方の切断面を１８０回転させて他方の切断面に密着させる工程を示す図である。図において３は切断面を示している。切断された一方の木材、たとえば１Ｒを固定しておいて、他方１Ｌを１８０度回転させた後、１Ｒの切断面と１Ｌの切断面とを密接させる。【０００９】図３は本発明において切断面３を跨いで２個の穴を同時に加工する加工工程を示す図である。図において４Ｒ、４Ｌはそれぞれ木工用のドリル、５Ｒ，５Ｌはそれぞれ１Ｒ、１Ｌに穿たれた穴である。木工用のドリル４Ｒ，４Ｌは同時に木材に向かって下降し、２つの穴、５Ｒ、５Ｌを同時に穿つ。【００１０】図４は本発明において前記２個の穴を繋ぐ溝を形成させる溝加工工程を示す図である。図において６は丸鋸の刃、７は穿たれた溝である。丸鋸の刃の部分を接合部を中心に下方に移動させることによって２つの穴を繋ぐ溝７が形成される。溝の形成には丸鋸を利用する他、ジグソー、チエンソーなどを用いることが出来ることが言うまでもない。【００１１】図５は本発明において前記穴及び前記溝に金具を圧入する圧入工程を示す図である。図において８は専用の金具である。圧入に当たっては、機械的なプレスを始めとして、油圧式プレス、エアー式プレスなど、一般にプレスと呼ばれるものを幅広く用いる事が出来る。【００１２】図６、図７は接続金具を示す図である。図６は平面図、図７は正面図を表す。図６、図７において８は接続金具、８Ｒは接続金具の切り欠きのある右側円筒部、８Ｌは接続金具の切り欠きのある左側円筒部、９は円筒部８Ｒ，８Ｌの側面に連結する板状連結部である。金具はこれらの部分が一体的に成形されている。この接合具については出願されている。
【発明の効果】
【００１３】本発明は以下の優れた効果を持つ。
１    振動や衝撃に耐える強固な木材接合を可能にする。
２    木材の膨張。収縮に耐える木材接合を可能にする。
２    任意の角度での木材接合を可能にする。
３    短時間での木材接合を可能にする。
４    美的に優れた木材接合を可能にする（側面からは金具は見えない）。
５    低コストの木材接合を可能にする。
６    建材として使用可能な木材の範囲は広がる。
７    木材の利用分野がひろがる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】本発明の第一の最良の実施の形態は木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有することを特徴とする木材接合の方法に関するものである。【００１５】本発明の第二の最良の実施の形態は木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有することを特徴とする自動木材接合装置に関するものである。【００１６】本発明の第三の最良の実施の形態は木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ２本の円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有すると供にこれらの工程が、コンピューターにより制御されていることを特徴とする木材接合の方法に関するものである。【００１７】本発明の第四の最良の実施の形態は木材の軸に直角な面となす角度αで、前記木材を自動的に斜めに切断する工程と、切断された前記木材の１方の切断面を１８０°回転させて他方の切断面に自動的に密着させて前記切断された木材のなす角度を２αとする工程と、前記切断面を跨いで２個の穴を自動的に加工する加工工程と、前記２個の穴を繋ぐ溝を自動的に形成させる溝加工工程と前記穴及び前記溝に、切り欠きを持つ円筒部と前記２本の円筒部の側面に連結する板状連結部をもつ金具を、自動的に圧入する圧入工程を順次有すると供にこれらの工程が、コンピューターにより制御されていることを特徴とする自動木材接合装置に関するものである。
【実施例】
【００１８】図８は本発明の１実施例を示した正面図である。図９は本発明の１実施例を示した平面図である。図８、図９においてに１０は切断ユニット、１１は穴加工ユニット、１２は溝加工ユニット、１３は金具圧入ユニット、１４は丸鋸。１５は電動ドリル、１６はジグソー、１７はプレス、１８は移動レール、１９はスライドガイド及び位置決め部、２０は制御ボックス、２１は角度出しチャック部、２２は木材チャック部、２３は木材である。【００１９】切断ユニット１０は保持された木材２３を任意の角度で切断するユニットである。まず、木材２３を木材固定チャック２２で固定し、丸鋸１４で切断する。切断の後、木材２３の一方の切断面を軸方向に移動させ、これを１８０度回転させて、再び元に戻して接合面を密着させ、角度だしチャック部２１、で固定する。切断は任意の角度で可能であるが、本実施例では切断角は２２．５度／６７．５度（八角形の隅角に対応）に固定した。【００２０】穴加工ユニット１１はドリル１５（２連ドリル）により同時に２個の穴を木材の接合面をまたいであける。穴の直径はドリルの交換により任意の径が可能であるが、本実施例では直径３４ｍｍΦとした。穴の深さは本実施例では木材２３の厚みの２／３とした。【００２１】溝加工ユニット１２前記２つの穴を繋ぐ溝を加工するユニットである。本実施例では溝加工はジグソー１６を用いて行った。既に加工されている一方の穴に刃を挿入し、刃を他方の穴に向かって移動させ穴と穴を繋ぐ溝を穿つ。溝の幅、深さは刃の交換によって任意に変える事が出来るが、本実施例では幅２ｍｍとした。【００２２】金具圧入ユニット１３は専用の接続金具８を前記２つの穴及び前記溝に圧入するユニットである。前記接合金具８を前記穴及び前記溝の上部に置き、これを穴及び溝に圧入する。本実施例においては圧入には手動プレスを使用した。各ユニットの加工位置への移動及び上下運動は制御ボックス２０により自動的に行われる。加工位置に来たユニットは位置決めピンにより正確に位置決めされる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】本発明は機能的には振動や衝撃に耐えるだけでなく、木材の膨張・収縮にも耐える木材接合を可能にする。特定の角度で木材の接合を行う事はかなり高度の技術と時間を要するが本発明を持ちうれば、極めて短時間に容易に任意の角度での木材接合が可能となる。特に建物の隅角を構成する木材接合には有用である。接合部は美しく見栄えも良い。本発明は極めて短時間での木材接合を可能にし、コスト的にも安い木材接合を可能にする実用的な発明である。本発明によって建材として使用可能な木材の範囲が拡大される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】    本発明の木材を切断する工程を示した図である。
【図２】    本発明において切断された前記木材の１方の切断面を１８０回転させて他方の切断面に密着させる工程を示した図である。
【図３】    本発明において切断面３を跨いで２個の穴を同時に加工する加工工程を示した図である。
【図４】    本発明において前記２個の穴を繋ぐ溝を形成させる溝加工工程を示した図である。
【図５】    本発明において前記穴及び前記溝に金具を圧入する圧入工程を示した図である。
【図６】    接続金具を示した平面図である。
【図７】    接続金具を示した正面図である。
【図８】    本発明の一実施例を示す平面図である。
【図９】    本発明の一実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２５】１      木材。
１Ｒ    分断された木材の右部分。
１Ｌ    分断された木材の左部分。
２      丸鋸。
３      切断面。
４Ｒ    右側の木工用のドリル。
４Ｌ    左側の木工用のドリル。
５Ｒ    １Ｒに穿たれた穴。
５Ｌ    １Ｌに穿たれた穴。
６      丸鋸の刃。
７      ５Ｒ，５Ｌを結ぶ溝。
８      接続金具。
８Ｒ    接続金具の切り欠きのある右側円筒部。
８Ｌ    接続金具の切り欠きのある左側円筒部。
９      円筒部８Ｒ，８Ｌの側面に連結する板状連結部。
１０    切断ユニット。
１１    穴加工ユニット。
１２    溝加工ユニット。
１３    金具圧入ユニット。
１４    丸鋸。
１５    電動ドリル。
１６    ジグソー。
１７    プレス。
１８    移動レール。
１９    スライドガイド及び位置決め部。
２０    制御ボックス。
２１    角度出しチャック部。
２２    木材チャック部。
２３    木材。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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