(57)【要約】【課題】木材Ｗの基準面Ｄを効率よく自動加工する。【解決手段】木材Ｗの捻れｂの計測データに基づいて、木材Ｗの前端の浮上り側をｂ／２だけ押し下げて上下方向に位置決めし、木材の前端の切削量を設定して下面を平面切削する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の修正加工用の基準面を形成するに際し、木材の捻れの計測データに基づいて、木材の前端の浮上り側を捻れの１／２だけ押し下げて上下方向に位置決めし、木材の切削量を設定して下面を平面切削することを特徴とする木材の基準面の形成方法。
【請求項２】
切削量を捻れの１／３〜１／２に設定することを特徴とする請求項１記載の木材の基準面の形成方法。
【請求項３】
切削量を捻れの１／２以上に設定することを特徴とする請求項１記載の木材の基準面の形成方法。
【請求項４】
木材を鉋盤に送材する搬入コンベヤと、該搬入コンベヤの前端に付設する定盤と、該定盤の片側に付設する可動定盤とを備えてなり、該可動定盤は、前記搬入コンベヤの前端部の押えローラとともに、木材の捻れの計測データに基づいて木材の前端の浮上り側を上下方向に位置決めし、前記搬入コンベヤは、前記定盤とともに昇降して前記鉋盤による切削量を設定することを特徴とする木材の基準面の形成装置。
【請求項５】
前記定盤には、副可動定盤を組み込むことを特徴とする請求項４記載の木材の基準面の形成装置。
【請求項６】
前記副可動定盤の上面には、前記搬入コンベヤによる木材の送材方向と平行な複数の段差を設けることを特徴とする請求項５記載の木材の基準面の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、木質の板材、柱材、梁材など（以下、単に木材という）の捻れを正しく修正加工するための木材の基準面の形成方法と、その装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材は、使用中の過大な歪みを防止するために、原木を板材、柱材、梁材などに粗加工した後、さらに十分な乾燥処理をすることが推奨される。しかし、木材は、乾燥処理中にも歪みを発生することが避けられないため、乾燥処理後、各面を適切に修正加工し、歪みを除去することが必要不可欠である。なお、木材の歪みは、一般に、反り、曲り、捻れがランダムに組み合わされている。
【０００３】
木材の修正加工は、任意の一面を適量だけ切削して最初の基準面を形成し、基準面に対して各面を正しく直角または平行に切削して歪みを除去する。しかし、木材に生じている歪みを正しく把握することが難しいため、最初の基準面を形成する際の切削量の適量を設定することは、熟練技術者であっても容易ではなく、複数回の切削加工を繰り返して決定せざるを得ないのが実状である。
【０００４】
そこで、出願人は、木材の後端側を押圧するときの前端側の浮上り量を測定して木材の捻れを把握し、最適の切削量を自動設定することにより木材を歩留りよく修正加工する方法と、その装置とを先きに提案した（特許文献１）。なお、木材の捻れは、木材を鉋盤に送材する搬入コンベヤ上において、搬入コンベヤの前端に設けるセンサを介して計測する。
【特許文献１】特開２００４−１２２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来技術によるときは、木材の捻れの計測と、それに基づく切削量の設定は、いずれも木材を鉋盤に送材する搬入コンベヤ上で行われるから、計測時間、設定時間を要することにより搬入コンベヤの稼働効率が低下しがちであり、高効率な連続加工を実現することが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、木材の捻れの計測と切削量の設定とを分離することによって、基準面を効率よく自動加工することができる木材の基準面の形成方法と、その装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、木材の修正加工用の基準面を形成するに際し、木材の捻れの計測データに基づいて、木材の前端の浮上り側を捻れの１／２だけ押し下げて上下方向に位置決めし、木材の切削量を設定して下面を平面切削することをその要旨とする。
【０００８】
なお、切削量を捻れの１／３〜１／２または１／２以上に設定することができる。
【０００９】
第２発明（請求項４に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、木材を鉋盤に送材する搬入コンベヤと、搬入コンベヤの前端に付設する定盤と、定盤の片側に付設する可動定盤とを備えてなり、可動定盤は、搬入コンベヤの前端部の押えローラとともに、木材の捻れの計測データに基づいて木材の前端の浮上り側を上下方向に位置決めし、搬入コンベヤは、定盤とともに昇降して鉋盤による切削量を設定することをその要旨とする。
【００１０】
なお、定盤には、副可動定盤を組み込むことができ、副可動定盤の上面には、搬入コンベヤによる木材の送材方向と平行な複数の段差を設けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
かかる第１発明の構成によるときは、捻れを有する木材は、前端、後端の対角線上の各左右の一方が浮き上がり、他方が接地する。そこで、前端の浮上り側を捻れの１／２だけ押し下げて位置決めし、たとえば捻れの１／２相当の切削量を設定して下面を平面切削すると、木材は、前後の各浮上り側の切削量がゼロとなり、各接地側の切削量が捻れの１／２相当になるように幅方向に全面切削され、前後の浮上り側を結ぶ対角線の両側が対称的に切削される結果、最も歩留りよく一挙に基準面を形成することができる。なお、木材の捻れは、あらかじめ計測しておき、木材ごとの計測データとして記憶しておくものとする。また、木材の捻れは、木材の長手方向に均一に変化し、したがって、木材の前端、後端において同一に表われるものとする。
【００１２】
木材の切削量を捻れの１／３に設定すると、木材の前後の各浮上り側から幅方向に約１／３だけ残して各接地側が切削されるが、このような幅方向に未切削部分が残る基準面であっても、木材を平面上に安定に置くことができるから、その後の修正加工に支障を生じるおそれがなく、切削余裕が少ない場合に有益である。ただし、切削量を捻れの１／３未満にすると、木材の幅方向に残る未切削部分が過大となり、実用的ではない。また、木材の切削量を捻れの１／２以上に設定すれば、前後の各浮上り側の切削量が捻れの１／２を超える分相当となり、切削余裕が大きい場合に、木材の上面側、下面側の切削量を合理的に配分することができる。
【００１３】
第２発明の構成によるときは、定盤の片側に付設する可動定盤は、搬入コンベヤの前端部の押圧ローラとともに、木材の捻れの計測データに基づいて木材の前端の浮上り側を上下方向に位置決めし、搬入コンベヤは、定盤とともに昇降して鉋盤による切削量を設定することができ、したがって、全体として第１発明を円滑に実施することができる。なお、一般に、北半球産の木材は、前端または後端の木口から見て左側が浮き上がり、右側が接地する方向に捻れを生じる。そこで、可動定盤は、搬入コンベヤの前端から見て定盤の左側に付設することが好ましく、搬入コンベヤには、木材の送材位置を規制する定規を同方向から見て左側に設けることが好ましい。また、木材の捻れは、搬入コンベヤに木材を搬入するに先き立って計測して木材ごとに記憶し、木材が搬入コンベヤ上に供給された時点で読み出して可動定盤による位置決め動作、搬入コンベヤによる切削量の設定動作に反映させるものとする。
【００１４】
定盤に組み込む副可動定盤は、木口から見て右側が浮き上がり、左側が接地する逆方向の捻れの木材に対し、可動定盤に代えて使用し、可動定盤と同様にして浮上り側を上下方向に位置決めする。ただし、このとき、副可動定盤と組み合わせる押えローラは、可動定盤と組み合わせるものを共用使用してもよく、専用のものを用意してもよい。なお、副可動定盤は、木材の幅の大小に対応させるために、木材の幅方向に長く形成することが好ましいが、このとき、送材方向と平行な左下がりの複数の段差を上面に設けることにより、大きな幅の木材であっても、前端の右側に生じる浮上り側のみを正しく支持させ、幅方向の中間部分に不用意に接触しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
木材の基準面の形成装置は、搬入コンベヤ１０、鉋盤２０、定盤３１を主要部材としてなる（図１、図２）。なお、鉋盤２０は、搬入コンベヤ１０の前方に配設されており、定盤３１は、搬入コンベヤ１０のフレーム１１を利用して搬入コンベヤ１０の前端に付設されている。また、以下の説明において、左側、右側とは、それぞれ搬入コンベヤ１０の前端から搬入コンベヤ１０の上流側（図１、図２の右側）を見て左側、右側をいうものとする。
【００１７】
搬入コンベヤ１０は、フレーム１１の前部、後部のスプロケット１２ａ、１２ｂにキャタピラチェーン１２を巻き掛けて構成するキャタピラコンベヤである。搬入コンベヤ１０の左側には、定規１３が付設されており、搬入コンベヤ１０の上面には、搬入コンベヤ１０上の木材を定規１３に押し付ける押えレバー１４、１４が配設されている。各押えレバー１４の先端には、ローラ１４ａが付設されており、押えレバー１４は、搬入コンベヤ１０の上面と平行に水平揺動して作動位置（図２の実線）、退避位置（同図の二点鎖線）をとることができる。
【００１８】
搬入コンベヤ１０上の前端部、中間部、後部には、それぞれ押えローラ１５、補助押えローラ１５ａ、１５ａが配設されている。搬入コンベヤ１０は、フレーム１１に付設するリンク１１ａ、１１ａを介し、図示しない駆動機構を介し、定盤３１とともに上下に平行に昇降させることができる。
【００１９】
定盤３１の左側には、可動定盤３２が付設され、定盤３１の中央部には、副可動定盤３３が組み込まれている（図２、図３）。定盤３１は、フレーム１１の前端部のブラケット板１１ｂを介し、キャタピラチェーン１２による搬入コンベヤ１０の搬送面とほぼ同一高さに固定されている。
【００２０】
可動定盤３２は、フレーム１１に対し、シリンダ３２ａを介して昇降自在に組み付けられている（図３、図４）。可動定盤３２は、フレーム１１の外側においてＬ字状に垂下し、フレーム１１の外面のガイドレール３２ｂと、ガイドレール３２ｂに摺動自在に係合するスライダ３２ｃとを介し、上下方向にガイドされている。そこで、可動定盤３２は、シリンダ３２ａを伸縮させることにより、定規１３の下方において、定盤３１の上面に出没し、定規１３に沿って搬入コンベヤ１０上を送材される木材Ｗの左側に対応することにより、木材Ｗの上面左側を押圧する押えローラ１５とともに木材Ｗの左側を定盤３１より高く上下方向に位置決めすることができる（図４の実線）。なお、シリンダ３２ａは、両側の回転ブラケット３２ａ1 、３２ａ1 を介して垂直面内で左右に揺動可能に支持されており、シリンダ３２ａの上向きのロッドは、リンク３２ａ2 を介して可動定盤３２に連結されている。
【００２１】
副可動定盤３３は、定盤３１の中央部に開口する長方形の孔３１ａに適合するように形成されている。副可動定盤３３の下側には、ブラケット板１１ｂ上のシリンダ３３ａが連結され、副可動定盤３３には、ブラケット板１１ｂ上のガイドレール３３ｂ、３３ｂに摺動自在に係合するスライダ３３ｃ、３３ｃが付設されている。また、副可動定盤３３の上面には、搬入コンベヤ１０による木材Ｗの送材方向と平行な複数の段差３３ｄ、３３ｄ…が左下がりに形成されている。
【００２２】
そこで、副可動定盤３３は、シリンダ３３ａを伸縮させることにより、定盤３１の上面に部分的または全体的に出没させることができ（図４の一点鎖線、二点鎖線）、木材Ｗの直近右側の段差３３ｄの下の平面部分を介し、上方の押えローラ１５とともに木材Ｗの右側を上下方向に位置決めすることができる。ただし、押えローラ１５は、可動定盤３２、副可動定盤３３のいずれを使用するかによって、押圧位置を木材Ｗの左側、右側に移動させるものとする。なお、副可動定盤３３用のシリンダ３３ａは、両側の回転ブラケット３３ａ1、３３ａ1を介して垂直面内で前後に揺動可能に支持されており、シリンダ３３ａの上向きのロッドは、フレキシブルカップリング３３ａ2 を介して副可動定盤３３に連結されている。
【００２３】
鉋盤２０は、水平に配設する鉋胴２１に対し、排出側のテーブル２２、押えローラ２３を組み合わせて構成されている（図１、図２）。なお、搬入コンベヤ１０の前端の定盤３１は、鉋盤２０の供給側のテーブルを形成している。押えローラ２３は、図示しないシリンダを介し、排出側のテーブル２２上に昇降させることができ、図示しない駆動モータを介して積極駆動することができる。また、鉋胴２１は、図示しない別の駆動モータを介して回転駆動されている。
【００２４】
定盤３１の後端縁、前端縁は、それぞれ搬入コンベヤ１０の前端のスプロケット１２ａ上、鉋盤２０の鉋胴２１上にオーバハングしている（図１、図５）。なお、定盤３１に組み込む副可動定盤３３の上面は、後半部が斜め下向きに傾斜している。また、可動定盤３２の後端縁は、定盤３１の後端縁とほぼ同長に延長され（図６）、副可動定盤３３の上面とほぼ同様に斜め下向きに傾斜しており、前端縁は、定盤３１の前端縁とほぼ同長同形に形成されている。
【００２５】
鉋盤２０の前方には、送りローラ４１、４１…、押えローラ４２、４２…、定規４３、４３による送りコンベヤ４０が形成されている（図１、図２）。ただし、送りコンベヤ４０の中途には、木材Ｗの上面切削用の鉋胴４４、左右の端面切削用の鉋胴４５、４６が配設され、鉋胴４４の下には、テーブル４４ａが配設されている。
【００２６】
木材Ｗは、たとえば前端部、後端部を支持する搬送チェーンＣ1 、Ｃ1 を介し、搬入コンベヤ１０の後部に供給される（図２、図７の矢印Ｃ方向）。なお、木材Ｗは、木口から見て左側が浮き上がり、右側が接地する方向の捻れを有するものとする（図７の矢印Ｋ1 、Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ2 方向）。そこで、一方の搬送チェーンＣ1 の近傍には、木材Ｗの一端の下面までの距離を精密測定するたとえばレーザ方式のセンサＳ1 、Ｓ2 が配設されており、センサＳ1 、Ｓ2 の測定値ａ1 、ａ2 に基づき、木材Ｗの捻れｂ＝ａ1 −ａ2 ≧０を把握し、計測データとして木材Ｗごとに記憶することができる。ただし、捻れｂ＝ａ1 −ａ2 ＜０のとき、木材Ｗの捻れの方向が逆である。センサＳ1 、Ｓ2 は、搬送チェーンＣ1 上の木材Ｗの一端の左右の隅角部について、図示しない基準の水平面からの距離に相当する測定値ａ1 、ａ2 を計測する。ただし、センサＳ1 、Ｓ2 は、搬送チェーンＣ1 、Ｃ1 を介して搬送中の木材Ｗに対し、１個のセンサを時系列的に使用して測定値ａ1 、ａ2 を計測してもよい。
【００２７】
定盤３１付きの搬入コンベヤ１０は、可動定盤３２、鉋盤２０を使用することにより、捻れｂ≧０の木材Ｗに対し、図８のプログラムフローチャートに従って最初の基準面を切削加工することができる。
【００２８】
いま、任意の木材Ｗが搬送チェーンＣ1 、Ｃ1 を介して搬入コンベヤ１０の後部に供給されると、その木材Ｗの捻れｂ≧０の計測データが読み出され（図８のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）、可動定盤３２が上昇するとともに、搬入コンベヤ１０、定盤３１が一体に下降して鉋盤２０による木材Ｗの切削量を設定する（２）。ただし、このときの可動定盤３２は、定盤３１よりｂ／２だけ高く上昇させ、搬入コンベヤ１０、定盤３１は、鉋胴２１の上縁よりｂ／２だけ低くして切削量をｂ／２に設定する。
【００２９】
つづいて、押えレバー１４、１４を介して木材Ｗを定規１３に押し付けながら補助押えローラ１５ａ、１５ａ、押えローラ１５、キャタピラチェーン１２を介して木材Ｗを送材すると、木材Ｗの前端は、搬入コンベヤ１０の前端において、左の浮上り側が可動定盤３２、押えローラ１５を介してｂ／２だけ押し下げられて上下方向に位置決めされる（図９の二点鎖線、（３））。なお、このとき、木材Ｗの前端の右側は、定盤３１上に接地する。
【００３０】
そこで、そのまま木材Ｗを前進させると（３）、木材Ｗは、鉋盤２０に供給され、鉋盤２０の鉋胴２１は、図９の一点鎖線の位置において木材Ｗの下面を全面切削し、基準面Ｄを形成することができる。ただし、このときの木材Ｗの切削量は、左の浮上り側においてゼロであり、右の接地側において最大ｂ／２である。なお、図９において、矢印３２、１５、１４は、それぞれ可動定盤３２による木材Ｗの支持方向、押えローラ１５、押えレバー１４による木材Ｗの押圧方向を示している。すなわち、木材Ｗは、同図の実線のフリー姿勢から、二点鎖線の切削姿勢に姿勢変更された上、鉋盤２０に供給されて基準面Ｄが切削加工される。なお、図９の二点鎖線の切削姿勢は、図４の実線としても図示されている。
【００３１】
木材Ｗの前端が鉋胴２１を越えて排出側のテーブル２２上に到達したら（４）、押えローラ２３を下降させて木材Ｗを拘束するとともに、可動定盤３２を解放する（５）。すなわち、可動定盤３２用のシリンダ３２ａのエア圧を十分小さくし、または、シリンダ３２ａを介して可動定盤３２を定盤３１より低く退避させ、そのまま木材Ｗを前進させて下面の全長を平面切削して基準面Ｄの切削を完了する（６）。
【００３２】
搬入コンベヤ１０による木材Ｗの送材速度は、木材Ｗの前端が定盤３１、可動定盤３２に到達するまでは、可動定盤３２の上昇設定、定盤３１、搬入コンベヤ１０の下降設定後に前端が到達するように調節設定すればよい。また、木材Ｗの前端が鉋盤２０の排出側のテーブル２２に到達するまでは、低速前進させることが好ましく、その後、鉋盤２０の切削性能によって決まる最高速前進が可能である。なお、鉋盤２０から送りコンベヤ４０上に排出された木材Ｗは、鉋盤２０によって形成された基準面Ｄを基準にして、鉋胴４４によって上面を切削し、鉋胴４５、４６によって左右の側端面を切削して、四面の修正加工を完了することができる。
【００３３】
木材Ｗの捻れｂ＜０のときは、可動定盤３２に代えて、副可動定盤３３を使用する（図４の二点鎖線）。このとき、可動定盤３２は、定盤３１と同一高さに保持し、副可動定盤３３は、木材Ｗの右端に対応する平面部分３３ｅをｂ／２だけ定盤３１上に上昇させることにより、押えローラ１５を介して木材Ｗの右の浮上り側をｂ／２だけ押し下げて上下方向に位置決めすればよい。なお、可動定盤３２、副可動定盤３３のいずれを使用するかは、図８のプログラムステップ（１）において、捻れｂの計測データの符号によって選択すればよく、副可動定盤３３により木材Ｗを上下方向に正しく位置決めするために、たとえばプログラムステップ（１）の実行直後において、図示しないセンサを介して木材Ｗの幅を計測するものとする。また、押えローラ１５は、捻れｂ＜０が判明し、木材Ｗの幅が計測されたら、それらのデータに基づいて右側に移動させ、木材Ｗの右側を押圧させるものとする。ただし、押えローラ１５は、木材Ｗの左右を専用に押圧する２組を設け、その一方を選択的に使用してもよい。
【００３４】
以上の説明において、搬入コンベヤ１０、定盤３１を下降させることによって設定する鉋盤２０の切削量は、ｂ／２に設定するに代えて、（１／３〜１／２）ｂに設定してもよい。このとき、鉋盤２０によって形成される木材Ｗの基準面Ｄは、木材Ｗの浮上り側に未切削部分が残る可能性があるが、鉋盤２０以降の送材時において、木材Ｗの安定性が損われない限り、また、製品に多少の未切削部分が残っても構わないことを条件にして、実用上差し支えがない。逆に、鉋盤２０の切削量をｂ／２以上に設定すると、ｂ／２を超える分相当だけ木材Ｗの浮上り側を余計に切削することができ、木材Ｗの上面、下面に大きな切削余裕がある場合、上下の切削量を合理的に配分することができる。
【００３５】
また、木材Ｗが反りｃを伴う場合（図１０（Ａ））、鉋盤２０の切削量をｂ／２、ｃの大きい方に設定することにより、木材Ｗの捻れｂ、反りｃの双方を一挙に除去する基準面Ｄを形成することができる。なお、このときの木材Ｗは、搬入コンベヤ１０のキャタピラチェーン１２上において上方に凸となるように供給し、搬入コンベヤ１０によって送材しながら図示しないセンサにより反りｃを計測するものとする。
【００３６】
木材Ｗが曲りｄを伴う場合（図１０（Ｂ））、定規１３、４３、４３側の鉋胴４５は、曲りｄ以上の切削量を設定することにより、曲りｄを除去することができる。なお、このときの木材Ｗは、前後の両端が定規１３、４３に当接する方向にして搬入コンベヤ１０上に供給し、搬入コンベヤ１０によって送材しながら図示しないセンサにより曲りｄを計測することができる。ただし、図１０（Ａ）、（Ｂ）の矢印は、搬入コンベヤ１０のキャタピラチェーン１２による木材Ｗの送材方向を示す。
【００３７】
搬入コンベヤ１０の後方には、木材Ｗの捻れｂ、反りｃ、曲りｄを計測するために、計測コンベヤ５０を配設してもよい（図１１）。計測コンベヤ５０は、たとえばキャタピラチェーンまたは送りローラによる搬送面５１の片側に定規５２を付設して構成され、搬送チェーンＣ1 、Ｃ1 …を介して長短の木材Ｗ、Ｗ…を横方向から受け入れ（図１1 の矢印Ｃ方向）、前方の搬入コンベヤ１０に供給することができる。ただし、搬送チェーンＣ1 、Ｃ1 …は、各一対により長短の木材Ｗ、Ｗ…の各両端部を支持するものとし、ストックヤードＣ2 上の木材Ｗ、Ｗ…は、それぞれの中心位置を合わせるようにして計測コンベヤ５０に搬入されると、計測コンベヤ５０上において、捻れｂ、反りｃが計測され、定規５２に押し当てて曲りｄが計測される。
【００３８】
なお、木材Ｗは、図示の板材に限らず、柱材、梁材などであってもよい。また、定盤３１には、可動定盤３２だけを付設し、副可動定盤３３を省略してもよい。なお、木材Ｗの大部分が南半球産であるときは、定規１３、可動定盤３２を搬入コンベヤ１０、定盤３１の右側に配設する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】全体構成側面図
【図２】全体構成平面図
【図３】要部拡大平面図
【図４】図３のＸ矢視相当説明図
【図５】図４のＹ−Ｙ矢視相当拡大断面図
【図６】図４のＺ−Ｚ矢視相当拡大断面図
【図７】木材の模式斜視図
【図８】プログラムフローチャート
【図９】動作説明図
【図１０】他の実施の形態を示す模式説明図
【図１１】他の実施の形態を示す要部平面図
【符号の説明】
【００４０】
Ｗ…木材
ｂ…捻れ
Ｄ…基準面
１０…搬入コンベヤ
１５…押えローラ
２０…鉋盤
３１…定盤
３２…可動定盤
３３…副可動定盤
３３ｄ…段差
特許出願人          株式会社  共和キカイ
代理人  弁理士            松  田  忠  秋
【図１】
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【図２】
2006256211.tif 000004
【図３】
2006256211.tif 000005
【図４】
2006256211.tif 000006
【図５】
2006256211.tif 000007
【図６】
2006256211.tif 000008
【図７】
2006256211.tif 000009
【図８】
2006256211.tif 000010
【図９】
2006256211.tif 000011
【図１０】
2006256211.tif 000012
【図１１】
2006256211.tif 000013