(57)【要約】【課題】作業性と直線精度と精度に優れた加工設備及びそれに使用する姿勢調整装置並びに基準面形成装置を提供する。【解決手段】断面長方形木材の少なくとも前後両端部を押圧機構１１によって上下から挟持して、断面長方形木材の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、その姿勢をクランプ機構１２で保持すると共に、クランプ機構によって断面長方形木材の送り方向の姿勢を調整した後、前方に送り込む姿勢調整装置１０と、姿勢調整装置から送られた前記断面長方形木材の少なくとも一方側端面を、部分的に垂直に加工して垂直基準面２を形成すると共に、底面を部分的に水平に加工して水平基準面３を形成し、垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させると共に、水平基準面３を水平定盤２２に当接させながら前方に送り込む基準面形成装置２０と、基準面形成装置２０から送られた断面長方形木材の上下左右の四面を仕上げ加工する四面かんな盤３０とで構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面長方形木材（１）を前方に自動的に送りながら，その上下左右の四面を加工する設備に使用する装置であって、前記断面長方形木材の少なくとも前後両端部を押圧機構（１１）によって上から挟持して，前記断面長方形木材の捻りや反りを水平基準レベル（Ｌ）に対して均等化し，その姿勢をクランプ機構（１２）で保持すると共に，該クランプ機構を左右方向に移動させて前記断面長方形木材の削切姿勢や削切量を調整した後，前方の装置に送り込むことを特徴とする断面長方形木材の姿勢調整装置。
【請求項２】
断面長方形木材（１）を前方に自動的に送りながら，その上下左右の四面を加工する設備に使用する装置であって、前記断面長方形木材の少なくとも一方側端面を部分的に垂直に加工して垂直基準面（２）を形成すると共に，底面を部分的に水平に加工して水平基準面（３）を形成し，前記垂直基準面を垂直定盤（２１）に当接させると共に，前記水平基準面を水平定盤（２２）に当接させながら前方の装置に送り込むことを特徴とする断面長方形木材の基準面形成装置。
【請求項３】
断面長方形木材（１）を前方に自動的に送りながら，その上下左右の四面を加工する設備であって、前記断面長方形木材の少なくとも前後両端部を押圧機構（１１）によって上から挟持して，前記断面長方形木材の捻りや反りを水平基準レベル（Ｌ）に対して均等化し，その姿勢をクランプ機構（１２）で保持すると共に，該クランプ機構を左右方向に移動させて前記断面長方形木材の削切姿勢や削切量を調整した後，前方に送り込む姿勢調整装置（１０）と、前記姿勢調整装置から送られた前記断面長方形木材の少なくとも一方側端面を，部分的に垂直に加工して垂直基準面（２）を形成すると共に，底面を部分的に水平に加工して水平基準面（３）を形成し，前記垂直基準面を垂直定盤（２１）に当接させると共に，前記水平基準面を水平定盤（２２）に当接させながら前方に送り込む基準面形成装置（２０）と、前記基準面形成装置から送られた断面長方形木材の上下左右の四面を仕上げ加工する四面かんな盤（３０）とからなることを特徴とする断面長方形木材の加工設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、木造住宅用の板材や柱或いは桁材等の断面長方形木材を加工するための加工設備、及びそれに使用する断面長方形木材の姿勢調整装置並びに基準面形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木造住宅の構造材として、含水率の高い断面長方形木材（未乾燥材）が使用されたことによって、建築後に、当該断面長方形木材に割れ、曲がり、捻り、反りなどが発生して、いわゆる欠陥住宅となり、それが社会問題化していた。近年、こうした問題を是正するために瑕疵保証制度が定着しつつあり、一般に含水率の低い断面長方形木材（乾燥材）が使用されるようになっている。
【０００３】
こうした断面長方形木材（乾燥材）は、その上下左右の四面を四面かんな盤によって仕上げ加工するが、乾燥によって捻りや反り或いは曲がりが発生しているため、そのままの状態で四面かんな盤に送って仕上げ加工を施すことができない。そのため、あらかじめ帯鋸や丸鋸によって、断面長方形木材の二面または四面を切削して粗加工を施し、それを四面かんな盤によって仕上げ加工したり、また、断面長方形木材を固定し、二枚の鋸を走行させ二面を粗加工する工程を二回にわたって行って直線性を出した後、四面かんな盤によって仕上げ加工を施している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、こうした従来技術においては、断面長方形木材を四面かんな盤によって仕上げ加工するに先立って、当該四面かんな盤とは別個の装置で粗加工を施し、それを四面かんな盤まで運び、そこで仕上げ加工を行うと行った複数の作業を必要としている。そのため、作業が面倒であると共に、加工精度が十分でなく、また、広い作業スペースを必要とし、作業時間とコストも嵩むといった多くの問題がある。
【０００５】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、作業性と直線精度及び平行精度を重視したところの加工精度に優れ、作業スペースを節減でき、さらに、作業時間とコストを削減することのできる断面長方形木材の加工設備及びそれに使用する姿勢調整装置並びに基準面形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１乃至図１０を参照して説明する。請求項１に記載の姿勢調整装置は、断面長方形木材１を前方に自動的に送りながら、その上下左右の四面を加工する設備に使用する装置であって、前記断面長方形木材の少なくとも前後両端部を押圧機構１１によって上から挟持して、前記断面長方形木材の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、その姿勢をクランプ機構１２で保持すると共に、当該クランプ機構を左右方向に移動させて前記断面長方形木材の削切姿勢や削切量を調整した後、前方の装置に送り込むことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の基準面形成装置２０は、断面長方形木材１を前方に自動的に送りながら、その上下左右の四面を加工する設備に使用する装置であって、前記断面長方形木材の少なくとも一方側端面を部分的に垂直に加工して垂直基準面２を形成すると共に、底面を部分的に水平に加工して水平基準面３を形成し、前記垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させると共に、前記水平基準面３を水平定盤２２に当接させながら前方の装置に送り込むことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の木材の加工設備は、断面長方形木材１を前方に自動的に送りながら、その上下左右の四面を加工する設備であって、前記断面長方形木材の少なくとも前後両端部を押圧機構１１によって上から挟持して、前記断面長方形木材の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、その姿勢をクランプ機構１２で保持すると共に、当該クランプ機構を左右方向に移動させて前記断面長方形木材の削切姿勢や削切量を調整した後、前方に送り込む姿勢調整装置１０と、前記姿勢調整装置から送られた前記断面長方形木材の少なくとも一方側端面を、部分的に垂直に加工して垂直基準面２を形成すると共に、底面を部分的に水平に加工して水平基準面３を形成し、前記垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させると共に、前記水平基準面３を水平定盤２２に当接させながら前方に送り込む基準面形成装置２０と、前記基準面形成装置２０から送られた断面長方形木材の上下左右の四面を仕上げ加工する四面かんな盤３０とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の断面長方形木材の姿勢調整装置は、断面長方形木材１の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、また、クランプ機構１２によって断面長方形木材１の削切姿勢や削切量を自動的に調整するので、直線加工精度を高めることができる。同時に、断面長方形木材１の削切時の姿勢を正確に決定することができるので、当該断面長方形木材１の有効部分１ａを削り落とすことなく効果的に加工することができる。
【００１０】
請求項２に記載の断面長方形木材の基準面形成装置２０は、垂直基準面２と水平基準面３を形成し、その垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させると共に、水平基準面３を水平定盤２２に当接させた状態で、それをガイドとして前方の装置に送り込むので、加工精度を高めることができる。また、作業時間とコストを削減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の断面長方形木材の加工設備は、断面長方形木材１を自動的に送りながら、姿勢調整装置１０によって断面長方形木材の捻れや反りを均等化すると共に、曲がりや反りを自動で検知し削り代を調整し、また、基準面形成装置２０によって垂直基準面２と水平基準面３を形成し、その垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させると共に、水平基準面３を水平定盤２２に当接させた状態で、それをガイドとして前方に送りながら、四面かんな盤３０によって上下左右の四面に仕上げ加工を施すので、作業性と加工精度に優れる。また、作業スペースを節減でき、作業時間とコストを削減することができる。
【００１２】
すなわち、断面長方形木材１を姿勢調整装置１０に投入するのみで、その断面長方形木材１は、自動的に、基準面形成装置２０を経て、四面かんな盤３０に送り込まれ、そこで正確に仕上げ加工が施されるので、従来のように、例えば、まず、帯鋸で粗加工した後、四面かんな盤３０まで運んで、当該四面かんな盤３０に投入するといった複数の個別の作業を必要としない。従って、作業性に優れる。
【００１３】
また、姿勢調整装置１０によって、断面長方形木材１の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、また、そのクランプ機構１２によって断面長方形木材１の削切姿勢や削切量を自動的に調整するので、加工精度を高めることができる。同時に、断面長方形木材１の削り代を正確に決定することができ、当該断面長方形木材１の有効部分１ａを削り落とすことなく効果的に加工することができる。
【００１４】
また、基準面形成装置２０で形成した垂直基準面２と水平基準面３を、その垂直定盤２１および水平定盤２２に当接させた状態で四面かんな盤３０に送り込むので、加工精度に狂いが生じない。
【００１５】
さらに、姿勢調整装置１０と基準面形成装置２０と四面かんな盤３０を連続的に設けているので、作業スペースを節減することができる。また、断面長方形木材１を連続的に加工するので、作業時間とコストを削減することができる。さらに、既存の四面かんな盤をそのまま使用することができるので、きわめて実用的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る板材や柱或いは桁材等の断面長方形木材の加工設備の実施形態を、図１乃至図１０に示す。この加工設備には、同じく本発明に係る断面長方形木材の姿勢調整装置１０と基準面形成装置２０が使用されている。
【００１７】
この加工設備は、断面長方形木材（乾燥材）１を前方に自動的に送りながら、その上下左右の四面を加工するシステムであり、姿勢調整装置１０、基準面形成装置２０および四面かんな盤３０とで構成される。
【００１８】
姿勢調整装置１０は、断面長方形木材１の前後両端部を押圧機構１１によって上から挟持して、断面長方形木材１の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して、その前端と後端で均等化し、その姿勢をクランプ機構１２で保持すると共に、断面長方形木材１の長手方向の曲がりを測定器（図示せず）によって測定し、その測定値に基づきテーブル１１ａを昇降し水平基準面の削り代を決定し、クランプ機構１２を左右方向に移動させて断面長方形木材１の削切姿勢や削切量を調整した後、基準面形成装置２０へ送るものである。クランプ機構１２の左右方向の移動は、後述する位置決め用サーボモータ１３ｍ及びエアーシリンダー１３ｆに関連する装置により行う。
【００１９】
姿勢調整装置１０の押圧機構１１は、図１乃至図３に示すように、昇降動自在に設けたテーブル１１ａと、その直上に同じく昇降動自在に設けた押圧バー１１ｂを、前端部と後端部に設けて構成しており、テーブル１１ａに上載した断面長方形木材１を押圧バー１１ｂで押し付けて挟持し、当該断面長方形木材１の捻りや反りを水平基準レベルＬ（ここではテーブル１１ａの上面）に対して、その前端と後端で均等化させる。
【００２０】
なお、前端部のテーブル１１ａと押圧バー１１ｂとの間隔と、後端部のテーブル１１ａと押圧バー１１ｂとの間隔は等しく設定し、また、各押圧バー１１ｂの押圧力も等しく設定している。これにより、断面長方形木材１の捻りや反りを正確に均等化できる。
【００２１】
そして、この状態で、断面長方形木材１の削り代を決定するために、当該断面長方形木材１とテーブル１１ａとの間隙Ｍを測定器（図示せず）で計測し、それに応じてテーブル１１ａ（および押圧バー１１ｂ）を昇降動させる。例えば、図１０に示すように、断面長方形木材１の幅方向の中央部分が湾曲状に反っている場合には、当該断面長方形木材１の中央下面とテーブル１１ａとの間隙Ｍを測定器で測定し、その測定値（＋α）分だけテーブル１１ａを下降させ、断面長方形木材１の削り代を決定する。
【００２２】
クランプ機構１２は、図１及び図４に示すように、三組の保持機能部１３によって構成され、各保持機能部１３は、断面長方形木材１の左右側端面を挟持して保持する基準ピン１３ａと移動ピン１３ｂを有し、フレーム１３ｈを介して、走行台１３ｇに取り付けられている。走行台１３ｇはラック１３ｉを備えており、そのラック１３ｉをモーター１３ｊの歯車１３ｋと噛み合せ、当該モーター１３ｊによって前後方向に移動させる。なお、本実施形態における各保持機能部１３の基準ピン１３ａと移動ピン１３ｂは、それぞれ上下に二つ設けている。
【００２３】
基準部材１３ｃはサーボモータ１３ｍとボールねじ１３ｎによって左右方向の位置調節可能に走行台１３ｇに取り付けられ、移動部材１３ｄは走行台１３ｇに設けたレール１３ｅに沿って左右方向に移動自在に取り付けられている。移動部材１３ｄは、基準部材１３ｃに取り付けたエアーシリンダー１３ｆによって左右方向に移動する。そして、保持機構１３の基準ピン１３ａは基準部材１３ｃに、移動ピン１３ｂは移動部材１３ｄにそれぞれ固定されている。
【００２４】
また、各保持機能部１３は、それぞれ単独で断面長方形木材１を保持し、そのままの状態で基準面形成装置２０を通過し、そこで側面刃物２１によって断面長方形木材１の一方側側面を切削して垂直基準面２を形成した後、底面刃物２２によって断面長方形木材１の底面両側端部を切削して水平基準面３を形成する。なお、垂直基準面２と水平基準面３の形成位置は、これに限定されない。
【００２５】
各保持機能部１３は、基準面形成装置２０を通過した後、当該断面長方形木材１を四面かんな盤３０に案内し、その直後、当該断面長方形木材１を解放する。すなわち、図５に示すように、断面長方形木材１を四面かんな盤３０に送り込むときは、断面長方形木材１の前端部を保持している保持機能部１３が最初に断面長方形木材１を解放し、次に、断面長方形木材１の中間部を保持している保持機能部１３、そして最後に、断面長方形木材１の後端部を保持している保持機能部１３がそれぞれ断面長方形木材１から離脱する。
【００２６】
基準面形成装置２０は、図１および図６に示すように、姿勢調整装置１０から送られてきた断面長方形木材１の一方側端面の下端部を、側面刃物２３によって垂直に加工して垂直基準面２を形成し、底面の左右両端部を底面刃物２３によって水平に加工して水平基準面３を形成する。なお、これとは逆に、水平基準面３を形成した後、垂直基準面２を形成することもできる。
【００２７】
四面かんな盤３０は、図１および図７に示すように、基準面形成装置２０から送られてきた断面長方形木材１の垂直基準面２を垂直定盤２１に当接させてガイドすると共に、水平基準面３を水平定盤２２に当接させてガイドし、その状態で、断面長方形木材１を前方に送りながら、その上下左右の四面を仕上げ加工する。なお、断面長方形木材１の上面は、上面加工刃物３１と上面仕上げ刃物３２で加工し、下面は下面加工刃物３３と下面仕上げ刃物３４で加工する。また、左側面は左側面仕上げ刃物３５で加工し、右側面は右側面仕上げ刃物３６で、それぞれ加工する。また、断面長方形木材１は、複数の回転する送りローラー３７で上下から挟み、前方へ送る。仕上げ加工を施された断面長方形木材１はそのまま自動的に搬出され、製品１Ａとなる。
【００２８】
なお、上面加工刃物３１、上面仕上げ刃物３２、下面加工刃物３３、下面仕上げ刃物３４、左側面仕上げ刃物３５、および右側面仕上げ刃物３６は、それぞれ断面長方形木材１に対して接離自在に設定されており、加工する断面長方形木材１の大きさに応じて自動的に移動する。
【００２９】
本実施形態における断面長方形木材の加工設備は、断面長方形木材１を姿勢調整装置１０に投入するのみでその上下左右の四面が、自動的に四面かんな盤３０に送り込まれて仕上げ加工されるので、従来のような複数の作業を必要としない。従って、作業性に優れる。
【００３０】
また、基準面形成装置２０で形成した垂直基準面２と水平基準面３を、そのまま連続的に四面かんな盤３０の垂直定盤２１および水平定盤２２に当接させて四面を加工するので、加工精度が高い。
【００３１】
さらに、姿勢調整装置１０、基準面形成装置２０および四面かんな盤３０を連続的に設けているので、作業スペースを節減することができる。また、断面長方形木材１を連続的に加工するので、作業時間とコストを削減することができる。
【００３２】
なお、本実施形態に係る断面長方形木材の加工設備は、断面長方形木材１を、基準面形成装置２０に送るに先立って、姿勢調整装置１０によって断面長方形木材１の捻りや反りを水平基準レベルＬに対して均等化し、また、そのクランプ機構１２によって断面長方形木材１の削切姿勢や削り代を自動的に調整するので、加工精度をさらに高めることができる。同時に、断面長方形木材１の削り代を正確に決定することができ、当該断面長方形木材１の有効部分１ａを削り落とすことなく効果的に加工することができる。
【００３３】
従って、この断面長方形木材の加工設備により、例えば、図８に示すような捻りのある断面長方形木材や、図９に示すような反りのある断面長方形木材を、正直方体形状の断面長方形木材に加工することができる。
【００３４】
断面長方形木材１の反り、捻り、あるいは曲がりを検知する測定機器は、以下の構成とすることができる。
【００３５】
（甲）反りの検知
断面長方形木材を送る際に、反り測定用ステージに可動式ストッパーを用いて停止させ、下面よりパルス検知式の測定機構の付いたエアーシリンダーを使用して両端付近及び中央を計測し、その数値をもとに表裏を反転するか否かの判断をシーケンス制御により行い、必要に応じ、前方に設けた反転アーム付きのステージで反転または通過させる。
【００３６】
（乙）捻りの検知
リニアレールを使用した上下スライド機構をボールネジとサーボモーターを使用して制御する。これは、サーボモーターの電流を検知し、付加を図りながら回動する方法で、サーボモーターにはエンコーダーが内蔵されており、位置及び負荷を監視しながら制御が可能で、一定の負荷数値を設定しておけば良い。また、端部との寸法差を計測するのは前述のエアーシリンダーを使用する。
【００３７】
（丙）曲がりの検知
クランプ装置で基準位置に断面長方形木材を保持し、曲がりの測定を行う。この検知についても前述のエアーシリンダーを使用し、両端の位置に対するセンター付近の数値を計測する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る断面長方形木材の加工設備の全体を示す簡略構成図である。
【図２】本発明における押圧機構を示す簡略構成図である。
【図３】押圧機構の作用を示す説明図である。
【図４】本発明におけるクランプ機構を示す簡略正面図である。
【図５】クランプ機構の作用を示す簡略平面図である。
【図６】本発明における基準面形成装置の作用を示す簡略正面図である。
【図７】本発明における四面かんな盤を示す概略側面図である。
【図８】本発明に係る断面長方形木材の加工設備によって加工される断面長方形木材を示す斜視図である（捻りのある断面長方形木材）。
【図９】本発明に係る断面長方形木材の加工設備によって加工される断面長方形木材を示す斜視図である（反りのある断面長方形木材）。
【図１０】断面長方形木材とテーブルとの間に生じる間隙を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１        断面長方形木材
１ａ      断面長方形木材の有効部分
１Ａ      断面長方形木材製品
２        垂直基準面
３        水平基準面
１０      姿勢調整装置
１１      押圧機構
１１ａ    テーブル
１１ｂ    押圧バー
１２      クランプ機構
１３      保持機能部
１３ａ    基準ピン
１３ｂ    移動ピン
１３ｃ    基準部材
１３ｄ    移動部材
１３ｅ    レール
１３ｆ    エアーシリンダー
１３ｇ    走行台
１３ｈ    フレーム
１３ｉ    ラック
１３ｊ    モーター
１３ｋ    歯車
１３ｍ    サーボモータ
１３ｎ    ボールねじ
２０      基準面形成装置
２１      垂直定盤
２２      水平定盤
２３      側面刃物
２４      底面刃物
３０      四面かんな盤
３１      上面加工刃物
３２      上面仕上げ刃物
３３      下面加工刃物
３４      下面仕上げ刃物
３５      左側面仕上げ刃物
３６      右側面仕上げ刃物
３７      送りローラー
Ｌ        水平基準レベル
Ｍ        間隙
【図１】
2006159487.tif 000003
【図２】
2006159487.tif 000004
【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】
2006159487.tif 000009
【図８】
2006159487.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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