(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、積層面上に積層される細長い木材チップに高い配向性を与えることのできる木材チップの積層方法と配向装置を提供する。【解決手段】回転軸１１と該回転軸１１から先端縁１３が同心円を描くように放射状に延出する複数枚の羽根板１２とを有する回転搬送体１０と、該回転搬送体１０の上方に位置し回転搬送体１０の隣接する羽根板間である受け部１５に木質ストランド（木材チップ）Ｐを供給する供給手段（ホッパー）２とを備える。好ましくは、回転搬送体１０とその下方の積層面２１との間であって、回転搬送体１０の受け部１５に収容された木質ストランドＰが落下してくる領域に、回転搬送体１０の回転方向前方側を下位とする案内用斜板５を回転軸１１と平行に配置する。木質ストランドＰは受け部１５から落下するときに羽根板１２上を移動することで配向する。また、案内用斜板５を通過することで、配向を乱すことなく、積層面２１上に落下する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材チップを上方から落下させながら下方の積層面上に配向性を持つ状態で木材チップを積層する方法であって、木材チップの落下経路の途中に案内用斜板を配置し、木材チップを該案内用斜板上を滑るようにして移動させた後、前記積層面上に木材チップを落下させることを特徴とする木材チップの積層方法。
【請求項２】
上方から落下する木材チップを下方の積層面上に配向させながら積層していく木材チップの配向装置であって、回転軸と該回転軸から先端縁が同心円を描くように放射状に延出する複数枚の羽根板とを有する回転搬送体と、該回転搬送体の上方に位置し回転搬送体の隣接する羽根板間である受け部に木材チップを供給する供給手段とを少なくとも備えることを特徴とする木材チップ配向装置。
【請求項３】
前記回転搬送体とその下方の積層面との間であって、回転搬送体の前記受け部に収容された木材チップが落下してくる領域に、回転搬送体の回転方向前方側を下位とする案内用斜板が回転軸と平行に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の木材チップ配向装置。
【請求項４】
前記案内用斜板の前記積層面に対する傾斜角度は２５°〜３５゜の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の木材チップ配向装置。
【請求項５】
前記案内用斜板の回転搬送体の回転方向前方位置には、案内用斜板を通過した木材チップを下方に向けて案内する案内用板材が回転軸と平行に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の木材チップ配向装置。
【請求項６】
前記案内用板材は揺動可能に配置されており、前記回転搬送体は案内用板材に当接する当接部材を備えており、回転搬送体の回転によって当接部材が案内用板材に当接することにより案内用板材に揺動運動が与えられることを特徴とする請求項５に記載の木材チップ配向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクルボード、ウェハーボードあるいはストランドボードのように、細長い木材チップを素材とする木質ボードを製造するときに用いられる、配向した状態で木材チップを積層する方法とそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材チップの一種である木質ストランドを素材とする木質ボードは、接着剤を塗布した木質ストランドを一層または多層に積層（フォーミング）したものを熱圧することにより作られる。木質ストランドは、原木丸太からフレーカーを用いて直接加工されるものであり、通常、厚さ０．２〜０．７ｍｍ，幅１０〜３０ｍｍ，長さ５０〜１００ｍｍ程度の大きさである。加工された木質ストランドには、スプレッダー等で接着剤が塗布された後、所定厚さに積層される。木材は異方性材料であり、成形後の木質ボードの強度を向上させるために、積層時に、木質ストランドに繊維方向に沿うような配向性を与えながら積層することが行われる。配向性の高い木質ボードはＯＳＢ（Oriented Strand Board）と呼ばれている。このことは、木質ストランドに限らず、ウェハーのような他の木材チップを用いる場合も、同様に行われる。
【０００３】
積層するとき細長い木材チップに配向性を与えるための方法および装置が、特許文献１あるいは特許文献２等に記載されている。これらの方法および装置では、細長い木材チップを上方から落下させ下方の積層面上に積層する落下経路の途中に、多数の平行なスリットを有するスリット板を配置し、該スリットを通過させることによって細長い木材チップに配向性を与えるようにしている。他に、自由落下する細長い木材チップを、落下の途中で回転するディスク間を通過させることによって配向性を与えることも行われている。
【特許文献１】特開平９−８５７１８号公報
【特許文献２】特開平１１−７７６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の木質ストランドのような細長い木材チップに配向性を与える方法と装置において、スリット板を用いるものは、形状の大きい木材チップが混入しているような場合に、スリットを閉塞してしまう恐れがあるので、それを阻止するための何らかの手段を必要とする。また、回転するディスク間を通過させる形式のものは、構造的に複雑であり、かつディスク間を通過するときに不要な力を受けて細長い木材チップが不要に細片化してしまう恐れがある。
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でありながら落下する細長い木材チップに高い配向性を与えた状態で積層することのできる木材チップの積層方法、およびそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による木材チップの積層方法は、木材チップを上方から落下させながら下方の積層面上に配向性を持つ状態で木材チップを積層する方法であって、木材チップの落下経路の途中に案内用斜板を配置し、木材チップを該案内用斜板上を滑るようにして移動させた後、前記積層面上に木材チップを落下させることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
上記の積層方法では、落下の途中において、例えば木質ストランドである細長い木材チップは、その自重により案内用斜板上を滑るようにして移動する。本発明者らの実験では、その移動の過程で木材チップは所要に配向することが確認された。配向した木材チップは、高い配向性を保った状態で、案内用斜板から下方の積層面上に落下し、積層面上に積層する。この積層方法では、積層に至る過程で木材チップは単に案内用斜板上を自重により滑るようにして移動するだけであり、大きな外力が作用することはなく、木材チップが不要に細片化することはない。
【０００８】
また、本発明による木材チップ配向装置は、基本的に、上方から落下する木材チップを下方の積層面上に配向させながら積層していく木材チップの配向装置であって、回転軸と該回転軸から先端縁が同心円を描くように放射状に延出する複数枚の羽根板とを有する回転搬送体と、該回転搬送体の上方に位置し回転搬送体の隣接する羽根板間である受け部に木材チップを供給する供給手段とを少なくとも備えることを特徴とする（請求項２）。
【０００９】
本発明による木材チップ配向装置では、適宜の供給手段から供給される木材チップは、回転搬送体の隣接する羽根板間である受け部に入り込む。回転搬送体の回転により、該受け部が回転方向側に上位から下位に向けて移動するにつれて、受け部内に収容された木材チップは回転方向前方側の羽根板上を滑るようにして放射状に移動し、当該羽根板の先端縁から回転搬送体外に落下する。このとき羽根板は案内用斜板として機能し、羽根板上を滑るようにして移動する過程で木材チップは所要に配向し、下方の積層面上に高い配向性を保った状態で積層する。そこに至る過程で木材チップに大きな外力が作用することはなく、木材チップが不要に細片化することはない。また、上記の木材チップ配向装置は、主たる構成として回転する回転搬送体を備えるだけであり、装置としてきわめて簡素化される。
【００１０】
本発明による木材チップ配向装置において、回転搬送体から落下する木材チップを受け止める下方の積層面は、例えば、コンベアの搬送面であってもよく、コンベアの搬送面上に予め積層されている異なるまたは同じ配向方向の同種または異種の木材チップの積層体であってもよい。
【００１１】
本発明による木材チップ配向装置の好ましい態様では、前記回転搬送体とその下方の積層面との間であって、回転搬送体の前記受け部に収容された木材チップが落下してくる領域に、回転搬送体の回転方向前方側を下位とする案内用斜板が回転軸と平行に配置される（請求項３）。
【００１２】
本発明による木材チップ配向装置は回転搬送体を備えており、木材チップが回転搬送体から離れて自由落下を開始する高さ位置と、それを受け止める前記積層面の位置との間には、ある程度の距離が生じる。配向した木材チップがその間を自由落下するときに、木材チップに回転等が生じ配向が乱れる恐れがある。高い配向性を得るためには羽根板の長さが長い方が望ましいが、それに応じて回転搬送体の直径は大きくなり、結果として前記自由落下の距離は長くなるので、この配向の乱れも大きくなる。
【００１３】
上記請求項２に記載の木材チップ配向装置では、羽根板面を滑りながら木材チップが落下してくる領域に、回転搬送体の回転方向側を下位とした姿勢で案内用斜板が回転軸と平行に配置されており、配向した木材チップはこの案内用斜板の上を滑りながら、前記積層面上のごく近くまで移動するので、上記した配向の乱れを阻止することができる。
【００１４】
前記案内用斜板の前記積層面に対する傾斜角度は２５°〜３５゜の範囲であることが望ましい（請求項４）。傾斜角度が２５°より小さい角度では、木材チップの下方への移動が円滑に進行せず、案内用斜板上に木材チップの滞留が生じる恐れがあり好ましくない。３５゜より大きな角度では、実質的に木材チップは自由落下に近い状態となり、回転等による配向の乱れが生じるので好ましくない。実際に使用する木材チップの大きさや表面性状等により最適の傾斜角度は異なってくるので、仮運転等を通して最適な角度を求めることが望ましい。
【００１５】
前記した木材チップ配向装置において、前記案内用斜板の回転搬送体の回転方向前方位置には、案内用斜板を通過した木材チップを下方に向けて案内する案内用板材が回転軸とほぼ平行に配置されていることが望ましい（請求項５）。
【００１６】
この態様の木材チップ配向装置では、案内用斜板を通過した高配向の木材チップを、その配向を乱すことなく下方の積層面に案内することが可能となり、より高い配向性を持つ木材チップ層が得られる。
【００１７】
案内用斜板を通過した木材チップの量が多い場合等に、前記案内用斜板と案内用板材との間に木材チップの滞留が生じる恐れがある。それを回避するために、上記の木材チップ配向装置の好ましい態様において、前記案内用板材は揺動可能に配置され、前記回転搬送体は該案内用板材に当接する当接部材を備え、回転搬送体の回転によって当接部材が案内用板材に当接することにより案内用板材に揺動運動が与えられるように構成される（請求項６）。
【００１８】
この構成の木材チップ配向装置では、回転搬送体の回転に連動して案内用板材が揺動運動を行うので、前記した木材チップの滞留が生じるのを効果的に回避することができる。
【００１９】
なお、本発明において、木材チップとは、チップ、フレーク、ウェハー、ストランドのようなすべての木材チップを含むものとして用いているが、本発明は、特に、ウェハーやストランドのような細長い木材チップに対して有効に作用する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡単な構成でありながら、積層面上に積層される木材チップに高い配向性を与えるとのできる木材チップの積層方法と木材チップ配向装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を好ましい実施の形態を説明する。図１は本発明による積層方法を好適に実施することのできる木材チップ配向装置の一例を示す一部断面による側面図、図２はその斜視図である。
【００２２】
この木材チップ配向装置Ａは、機枠１に回転自在に支承された回転搬送体１０を備える。回転搬送体１０は回転軸１１を備え、該回転軸１１の両端が前記機枠１に回転自在に支承されている。図示しないモータ等の駆動源から回転軸１１に回転力が与えられ、回転搬送体１０は矢印ａ方向に一定の周速度で回転する。
【００２３】
回転軸１１には、そこから放射状に延出する複数枚（図示の例では８枚）の羽根板１２が等間隔で固定されており、各羽根板１２の軸線方向の両端は円盤１４，１４で閉鎖されている。各羽根板１２の放射方向の長さは等しく、その先端縁１３は同心円を描く。回転搬送体１０は、上記構成であり、隣接する２枚の羽根板１２，１２と左右の円盤１４，１４とで、同じ容積である複数個（図示のものでは８個）の受け部１５が形成される。必須のものではないが、円盤１４の周縁には複数個の当接部材１６が等間隔で取り付けられている。この作用については、後記する。
【００２４】
前記回転搬送体１０の上方には、排出口３が回転搬送体１０の直上になるようにしてホッパー２が機枠１を利用して取り付けてある。このホッパー２は本発明でいう「木材チップを供給する供給手段」の一部を構成する。また、回転搬送体１０の下方には、搬送コンベア２０が配置されており、該コンベア２０は、その搬送面２１の移動方向（矢印ｂ）を回転搬送体１０の回転方向（矢印ａ）と同じ方向となるように、機枠１に取り付けたモータ２２で駆動される。なお、コンベア２０の搬送面２１が本発明でいう「積層面」を構成する。
【００２５】
必須のものではないが、図示の木材チップ配向装置Ａでは、回転搬送体１０と搬送コンベア２０の前記積層面である搬送面２１との間であって、回転搬送体１０が下方に向けて回転する側には、回転搬送体１０の回転方向ａの前方側を下位とする案内用斜板４が、回転搬送体１０の回転軸１１と平行に、全幅にわたって配置されている。この例において、案内用斜板４は上面側が傾斜した案内面５となっており、該案内面５のコンベアの搬送面（積層面）２１に対する傾斜角度は２５°〜３５゜の範囲となっている。
【００２６】
必須のものではないが、前記案内用斜板４の回転搬送体１０の回転方向前方位置には、案内用板材６が、回転搬送体１０の回転軸１１と平行に、全幅にわたって配置されている。この例において、案内用板材６は垂直な板材であり、回転軸１１の直下に配置されている。図示されるように案内用板材６は、その下端側が支持点７により揺動可能に機枠１に固定されており、上端側は機枠１に一端を固定した２本のバネ８，８により支持されている。回転搬送体１０の円盤１４の周縁に取り付けた前記した複数個の当接部材１６は、前記案内用板材６の上端に当接できる寸法とされており、回転搬送体１０の回転によって当接部材１６が案内用板材６の上端側に当接すると、案内用板材６は下方の支持部７を支点として揺動し、バネ８，８の作用により再び原位置に復帰する。
【００２７】
上記の木材チップ配向装置Ａの作動を説明する。図示しないに適宜の搬送手段により、ホッパー２内に木材チップの一例としての木質ストランドＰが搬入される。ホッパー２内の木質ストランドは排出口３から自然落下して、回転搬送体１０の前記受け部１５内に収容される。回転搬送体１０が矢印ａ方向に回転につれて、木質ストランドＰを収容した前記受け部１５は、次第に下位に向けて移動する。その移動につれて、受け部１５内に収容された木質ストランドＰは回転方向前方側の羽根板１２上を滑るようにして放射方向に移動する。そして、当該羽根板１２の先端縁から回転搬送体１０の外に落下する。
【００２８】
羽根板１２上を滑るようにして移動する過程で、木質ストランドＰは所要に配向する。図１に示すように、配向した木質ストランドＰは、その姿勢を維持した状態で、案内用斜板４の案内面５に落下し、案内面５に沿ってさらに下方側に移動する。その過程で、木質ストランドＰの配向性が乱されることはなく、むしろ向上する。高配向性となった木質ストランドＰは、案内面５の先端からコンベア２０の搬送面（積層面）２１の上に落下し、コンベア２０の移動とともに、積層面２１上に帯状に積層されていく。
【００２９】
前記した案内用板材６は、案内面５の先端からコンベア２０の搬送面（積層面）２１に木質ストランドＰが移動するのを案内する。前記のように、案内用板材６は回転搬送体１０の回転により揺動するようにされており、案内用斜板４と案内用板材６との間で木質ストランドＰが滞留するのを防止する。
【００３０】
上記のようであり、本発明による木材チップ配向装置Ａを用いることにより、配向性の高い状態の木質ストランド積層体を積層面２１の上に形成することができる。なお、本発明による木材チップ配向装置Ａにおいて、回転搬送体１０から積層面２１上に直接木質ストランドＰを落下させても、所望の配向性が得られる場合には、前記した案内用斜板４および案内用板材６を省略することもできる。しかし、少なくとも案内用斜板４を設けることにより、より高い配向性を持つ積層体が得られる。
【００３１】
図３は、実際に木質ストランドＰを本発明による木材チップ配向装置Ａを用いて積層テストを行ったときの写真であり、図３ａは案内用斜板４と案内用板材６とを使用しないときのもの、図３ｂはそれらを使用したときのもの（図１，２に示した形態）である。なお、テスト条件は表１に示したとおりである。また、案内用斜板４と案内用板材６を使用する場合、案内用板材６として高さ５５ｍｍの平板を用い、それを回転搬送体１０の回転軸１１の真下に垂直状態に配置した。案内用斜板４のコンベア２０の搬送面２１に対する傾斜角度は３０°で、その案内面５と回転搬送体１０との最も近接した距離を２０ｍｍ、案内用斜板４の先端と案内用板材６の距離を３５ｍｍとした。さらに、案内用板材６の下端とコンベア２０の搬送面２１の距離をステージ高さと定義した。案内用斜板４と案内用板材６を使用しない場合には、回転搬送体１０の最下端位置とコンベア２０の搬送面２１の距離をステージ高さと定義した。
【００３２】
配向度の算出は、コンベア２０の搬送面２１上に落下した木質ストランドＰの画像を採取して、ＣＡＤにより３０個の木質ストランドＰの角度を求め、その平均値により配向度を求めた。案内用斜板４と案内用板材６とを使用しないときの平均配向度は５７°であり（図３ａ）、使用したときの配向度は７１°であった。角度が９０°に近い値を示すと横配向度が高いと判断されるので、本発明による木材チップ配向装置Ａは、いずれも高い配向度を示しており、特に、案内用斜板４と案内用板材６を使用することにより、より高い配向度のものが得られることがわかる。
【００３３】
【表１】
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＊：設定密度：３８ｃｍ×３８ｃｍの面積に対して木質ストランド２３０ｇを落下させることで設定密度とした。
【００３４】
なお、本発明者による実験によれば、案内用斜板４と案内用板材６を使用する場合、案内用斜板４の案内面５と回転搬送体１０との最も近接した距離、および、案内用斜板４の先端と案内用板材６の距離は、ともに、使用する木質ストランドの長さ（上記の例では５５ｍｍ）よりも短い距離であることが望ましかった。また、前記ステージ高さが長くなると一旦揃えた木質ストランドの配向度が低下するので、形成しようとする積層体に近い距離であることが望ましいことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による積層方法を好適に実施することのできる木材チップ配向装置の一例を示す一部断面による側面図。
【図２】図１に示す装置の斜視図。
【図３】本発明による木材チップ配向装置を用いて実際に木質ストランドを積層したときに写真であり、図３ａは案内用斜板と案内用板材を使用しないときのもの、図３ｂはそれらを使用したときのものである。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ…木材チップ配向装置、１…機枠、２…ホッパー（木材チップを供給する供給手段の一部）、３…排出口、４…案内用斜板、５…案内用斜板の案内面、６…案内用板材、１０…回転搬送体、１１…回転軸、１２…羽根板、１３…羽根板の先端縁、１４…円盤、１５…受け部、１６…当接部材、２０…搬送コンベア、２１…搬送面（積層面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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