(57)【要約】      （修正有）【課題】多様な木取り計画に好適に対応させる製材方法と装置を提供する。【解決手段】左右に対向する一対の第１切削刃１１、１１と、上下に対向し、左右に並設する各一対の第２切削刃１２、１２…と、左右に対向する各二軸の丸鋸刃１３、１３…とを設け、各丸鋸刃１３、１３は、共通のベースフレーム２５上の第１可動フレーム２１のコラム２１ａの前面に搭載し、各第１切削刃１１は、第１可動フレーム２１上の第２可動フレーム２２に搭載し、各上下の第２切削刃１２、１２は、それぞれコラム２１ａの後面の第３可動フレーム２３に搭載する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の左右をチップ化しながら切削して鉛直面を形成する第１工程と、木材の上下左右をチップ化しながら切削して鉛直面、水平面を含む切欠きを形成する第２工程と、木材の左右を挽き割る第３工程とを実行する製材装置に対し、１台の送材車を使用して少なくとも１回の９０°回転動作を介在させながら芯出し済の木材を整数回往復送材し、往路において、前記第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行し、復路において、前記第１〜第３工程のいずれをも実行せず、または前記第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行することを特徴とする製材方法。
【請求項２】
左右に配置する一対の第１切削刃と、上下に対向し、左右に並設する各一対の第２切削刃と、左右に対向する一対の鋸刃とを備えてなり、前記鋸刃は、それぞれ左右に移動可能な左右のコラムの前面に搭載し、前記第１切削刃は、それぞれ左右に移動可能な左右の第２可動フレームに搭載し、上下の前記第２切削刃は、それぞれ前記各コラムの後面の上部、下部に上下に移動可能に設置する上下の第３可動フレームに搭載することを特徴とする製材装置。
【請求項３】
前記各コラム、各第２可動フレームは、左右に移動可能な第１可動フレームを介して共通のベースフレーム上に設置することを特徴とする請求項２記載の製材装置。
【請求項４】
上下の前記第３可動フレームは、それぞれ上下に移動可能な上下の補助フレーム上に左右に移動可能に設置することを特徴とする請求項２または請求項３記載の製材装置。
【請求項５】
前記各鋸刃は、二軸の丸鋸刃とすることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか記載の製材装置。
【請求項６】
左右の前記コラム上には、それぞれ前方に突出して水平に開閉する揺動アームを介して下向きの送りローラを付設することを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか記載の製材装置。
【請求項７】
左右の前記第２可動フレームの後面には、それぞれ左右に移動可能な第４可動フレームを介し、水平回転する丸鋸刃を搭載することを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか記載の製材装置。
【請求項８】
前記各第１切削刃には、同軸のチップソーを組み合わせることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか記載の製材装置。
【請求項９】
前記各第１切削刃は、二軸の横軸形とすることを特徴とする請求項２ないし請求項８のいずれか記載の製材装置。
【請求項１０】
前記各第１切削刃は、縦軸形とすることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか記載の製材装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、木取り計画に従って丸太材の木材から所定寸法の板材、角材を能率良く製材することができる製材方法と、その装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディメンションランバーと呼ばれる規格材を能率よく製材するために、さまざまな製材機械が開発され、実用されている（非特許文献１）。
【０００３】
たとえばクォードバンドソーは、帯鋸盤４基で構成され、チッピングスラバーヘッドは、従来背板となっていた部分をカッターで削り、直接チップにしながら平滑面を作る。また、チッパーキャンターは、互いに平行な対向する切削ヘッドを有し、丸太から直接チップを得ながら太鼓材を作り、ツイン帯鋸盤と組み合わせてキャンターツインとし、クォードバンドソーと組み合わせることも可能である。さらに、チッピングエッジャは、２つの対向する切削ヘッドを有し、耳付き板の丸身を削ってチップを作る。
【０００４】
なお、このような高能率の製材機械の一部は、国内でも開発が進んでいる（たとえば特許文献１）。
【非特許文献１】山崎亨史、カナダ林業機械展と製材工場、林産試だより（北海道立林産試験場）、１９９３年２月号、１６〜２３頁
【特許文献１】特開平１１−１７０２１３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、各製材機械は、径級が揃った大量の原木を極めて高能率に処理するために、シャープチェーンによる一方向の送材方式を採用するのが普通であり、そのために、広大な工場敷地を必要とするという問題があった。また、国産材のように、径級が揃わない場合には、原木ごとに最適の木取り計画を立て、それに従って製材することが必要であるが、各製材機械が単能機または２機能機に留まるため、原木ごとの細かい木取り計画に対応できず、却って生産効率が低くなりがちであるという問題もあった。
【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、木材の左右をチップ化しながら切削する第１工程、木材の上下左右をチップ化しながら木端取りする第２工程、木材の左右を挽き割る第３工程を備える製材装置に木材を複数回往復送材することによって、多様な木取り計画に対して好適に対応可能であり、全体として容易に高い生産効率を実現することができる製材方法と、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、木材の左右をチップ化しながら切削して鉛直面を形成する第１工程と、木材の上下左右をチップ化しながら切削して鉛直面、水平面を含む切欠きを形成する第２工程と、木材の左右を挽き割る第３工程とを実行する製材装置に対し、１台の送材車を使用して少なくとも１回の９０°回転動作を介在させながら芯出し済の木材を整数回往復送材し、往路において、第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行し、復路において、第１〜第３工程のいずれをも実行せず、または第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行することをその要旨とする。
【０００８】
第２発明（請求項２に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、左右に配置する一対の第１切削刃と、上下に対向し、左右に並設する各一対の第２切削刃と、左右に対向する一対の鋸刃とを備えてなり、鋸刃は、それぞれ左右に移動可能な左右のコラムの前面に搭載し、第１切削刃は、それぞれ左右に移動可能な左右の第２可動フレームに搭載し、上下の第２切削刃は、それぞれ各コラムの後面の上部、下部に上下に移動可能に設置する上下の第３可動フレームに搭載することをその要旨とする。ただし、左右とは、木材の送材経路の左右をいい、前後とは、木材の送材方向の前後をいうものとする。
【０００９】
なお、各コラム、各第２可動フレームは、左右に移動可能な第１可動フレームを介して共通のベースフレーム上に設置することができ、上下の第３可動フレームは、それぞれ上下に移動可能な上下の補助フレーム上に左右に移動可能に設置することができる。
【００１０】
また、各鋸刃は、二軸の丸鋸刃としてもよく、左右のコラム上には、それぞれ前方に突出して水平に開閉する揺動アームを介して下向きの送りローラを付設してもよく、左右の第２可動フレームの後面には、それぞれ左右に移動可能な第４可動フレームを介し、水平回転する丸鋸刃を搭載してもよい。
【００１１】
なお、各第１切削刃には、同軸のチップソーを組み合わせてもよく、各第１切削刃は、二軸の横軸形としてもよく、縦軸形としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
かかる第１発明の構成によるときは、製材装置の第１工程は、木材の左右をチップ化しながら切削して鉛直面を形成し、丸太材の木材から太鼓材を作り、太鼓材から角材を作ることができる。第２工程は、木材の上下左右をチップ化しながら切削して鉛直面、水平面を含む切欠きを形成し、上下左右の木端取りをすることができる。また、第３工程は、木材の左右を挽き割ることにより、木端取り後の太鼓材から板材を作り、角材から板材、角材を作ることができる。
【００１３】
ただし、第１〜第３工程は、送材車を介して芯出し済の木材を製材装置に前進送材する往路において、その少なくともいずれかを実行することができ、第１、第２工程は、送材車を介して木材を製材装置の後方に戻す復路において、その少なくともいずれかを実行することができる。ただし、復路において、第３工程のみを実行してもよい。また、往路と復路の間、復路と往路の間には、必要に応じて木材の９０°回転動作を介在させ、左右の加工面と上下の加工面とを入れ換えるものとする。
【００１４】
なお、製材装置には、１台の送材車を使用して木材を整数回往復送材するので、加工途中で木材を再芯出しする必要がなく、加工途中の板材、角材は、製材装置の前方に排出され、最終の芯材は、製材前の木材を供給する製材装置の後方に排出される。ただし、最終の復路において第３工程のみを実行すれば、芯材と、挽き割られた角材または板材との双方が製材装置の後方に排出される。また、第１〜第３工程は、製材装置の後方から前方にかけてこの順に配置するものとする。ただし、第１、第２工程は、逆順序に入れ換えて配置してもよい。
【００１５】
第２発明の構成によるときは、左右の第１切削刃は、丸太材の木材から太鼓材を作り、太鼓材から角材を作り、第１発明の第１工程を実行する。また、上下左右の第２切削刃は、木材の上下左右の木端取りをし、第１発明の第２工程を実行する。さらに、左右の鋸刃は、木材の左右を挽き割り、第１発明の第３工程を実行する。なお、各鋸刃は、左右に移動可能なコラムの前面に搭載することにより、挽割り位置を任意に設定可能であり、各第１切削刃は、左右に移動可能な第２可動フレームに搭載することにより、左右の鉛直面の形成位置を任意に設定可能であり、各上下の第２切削刃は、コラムの後面の第３可動フレームに搭載することにより、木端取りの鉛直方向の位置、深さを任意に設定可能である。ただし、各第１切削刃は、左右に対向する横軸形であってもよく、左右に並設する縦軸形であってもよい。また、各第２切削刃は、基本的に、外周の刃先面を各鋸刃による挽割り位置に合わせて配置すればよい。
【００１６】
第１可動フレームを介して各コラム、各第２可動フレームをベースフレーム上に設置すれば、第１切削刃は、第２可動フレームを介して第１可動フレームに間接的に搭載されるから、各鋸刃による挽割り位置を設定する第１可動フレームの設定位置を基準にして第２可動フレームを微調整すればよく、左右の設定移動量を必要最少に小さく抑えることができる。
【００１７】
各第３可動フレームは、上下に移動可能な補助フレーム上に左右に移動可能に設置することにより、第２切削刃を上下左右に移動設定し、木端取りの鉛直方向、水平方向の位置、深さを任意に設定することができる。
【００１８】
各鋸刃は、二軸の丸鋸刃とすることにより、大径材に対して十分滑らかな切断面を実現することができる。また、左右のコラム上の揺動アームを介して支持する左右の送りローラは、左右の鋸刃によって挽き割られる板材を把持して積極的に送材し、製材中の木材から板材が分離して姿勢が乱れたり、それによって板材が挑ねたりする事故を未然に防止する。ただし、各送りローラの周速は、送材車による木材の送材速度に同期させるものとする。
【００１９】
水平回転する丸鋸刃を各第２可動フレームの後面に搭載すれば、送材の往路または復路において、木材の左右に形成されている板材や角材を水平に挽き割り、さらに細分化することができる。なお、このときの丸鋸刃は、１枚であってもよく、間隔を調節設定可能な複数枚であってもよい。
【００２０】
各第１切削刃に組み合わせる同軸のチップソーは、第１切削刃によってチップ化しながら切削される鉛直面を美麗に仕上げることができる。一般に、第１切削刃は、木材チップのサイズによって送材速度に最適な回転数が設定されるから、切削面が粗く、切削面に欠け（逆目ぼれ）を生じることも稀ではないが、チップソーは、そのような切削面の欠点を効率よく修正することができる。なお、チップソーは、第１切削刃を駆動する中空の駆動軸と同心の２重軸形の駆動軸を介し、第１切削刃より十分高速に回転駆動するものとする。たとえば、第１切削刃の回転数９００〜１２００ｒｐｍのとき、チップソーの回転数２７００〜３２００ｒｐｍ程度に設定することが好ましい。ただし、このときの第１切削刃は、横軸形とし、チップソーは、第１切削刃用の駆動軸と２重軸を形成する別の駆動軸の先端に装着する。
【００２１】
各第１切削刃は、二軸の横軸形とすることにより、大径材であっても、切削中の木材にかかる切削力を小さく抑え、木材を安全に送材することができる。なお、二軸の各第１切削刃は、先端の刃先面を揃え、二軸の丸鋸刃と同様に、外周が上下に僅かに重なるように配置するものとする。
【００２２】
縦軸形の左右の第１切削刃は、送材中に左右に連動して移動させることにより、木材の左右に形成する鉛直面を木材の長さ方向に湾曲させ、曲りを生じている木材の芯を外すことなく均等厚さの角材に切削することができる。このような角材は、たとえば湾曲面に沿って製材可能なギャングソーによって板材に加工し、曲りを修正して乾燥することにより、正規の板材として有効利用することができる。なお、このときの第１切削刃は、たとえば回転胴の外周に切削刃を埋め込む縦軸の鉋胴形式とし、切削深さを調整する前後の定盤と組み合わせて使用することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
製材装置は、左右に対向する一対の横軸形の第１切削刃１１、１１、上下に対向し、左右に並設する各一対の縦軸形の第２切削刃１２、１２…、左右に対向する二軸の横軸形の丸鋸刃１３、１３…を備えてなる（図１、図２）。ただし、各二軸の丸鋸刃１３、１３は、左右に対向する一対の鋸刃の一方を形成している。また、図１、図２の各矢印Ｋは、図示しない送材車によって往復送材される木材の往路方向を示す。
【００２５】
各二軸の丸鋸刃１３、１３は、第１可動フレーム２１の前部に立設するコラム２１ａの前面に搭載されている。丸鋸刃１３、１３は、同一平面内においてそれぞれの外周が上下に僅かに重なるようにして、上の丸鋸刃１３が下の丸鋸刃１３よりやや後方に配置されており、コラム２１ａの前面には、各丸鋸刃１３をベルト駆動するモータ１３ａ、１３ａが併せて搭載されている。
【００２６】
左右の第１可動フレーム２１、２１は、共通のベースフレーム２５上に設置されている。各第１可動フレーム２１は、スライドレール２１ｂ、２１ｂ…を介してベースフレーム２５上に左右に移動可能に設置されており、位置決めモータ２１ｄによって回転駆動するボールねじ軸２１ｃを介して左右に移動設定することができる。なお、各スライドレール２１ｂには、第１可動フレーム２１の下面のスライダ２１ｂ1 、２１ｂ1 …が係合しており（図２、図３）、ボールねじ軸２１ｃは、ベースフレーム２５上の固定ブラケット２１ｃ2 を介して支持するねじ部材２１ｃ1 に螺合している。ただし、図３には、送材車５０を介して丸鋸刃１３、１３…の間に送材され、左右の板材Ｗ1 、Ｗ1 に挽き割られる木材Ｗが併せて図示されている。
【００２７】
各第１切削刃１１は、第１可動フレーム２１の後部に設置する第２可動フレーム２２に搭載されている（図１、図２）。第２可動フレーム２２上には、第１切削刃１１をベルト駆動するモータ１１ａが併せて段違いに搭載されている。第２可動フレーム２２は、第１可動フレーム２１上のスライドレール２２ａ、２２ａを介して左右に移動可能であり（図２、図４）、各スライドレール２２ａには、第２可動フレーム２２の下面のスライダ２２ａ1 、２２ａ1 …が係合している。また、第２可動フレーム２２は、位置決めモータ２２ｃによって回転駆動するボールねじ軸２２ｂを介して左右に移動設定することができ、ボールねじ軸２２ｂは、第１可動フレーム２１上の固定ブラケット２２ｂ2 を介して支持するねじ部材２２ｂ1 に螺合している。
【００２８】
そこで、第１切削刃１１、１１を適位置にまで接近させ、送材車５０を介して木材Ｗを第１切削刃１１、１１の間に送材すると、第１切削刃１１、１１は、木材Ｗの左右をチップ化しながら切削して鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を形成し、たとえば丸太材の木材Ｗから太鼓材を作ることができる。
【００２９】
各上下の第２切削刃１２、１２は、それぞれ第３可動フレーム２３を介し、コラム２１ａの後面に上下左右に移動可能に搭載されている（図１、図２）。ただし、各第３可動フレーム２３は、上下に移動可能な補助フレーム２４上に左右に移動可能に設置されている。また、第３可動フレーム２３上には、第２切削刃１２をベルト駆動するモータ１２ａが併せて搭載されている。
【００３０】
コラム２１ａの後面には、上下各一対の上下方向のスライドレール２４ａ、２４ａ…が配設されており（図５、図６）、各スライドレール２４ａには、補助フレーム２４の裏面のスライダ２４ａ1 、２４ａ1 が係合している。また、各補助フレーム２４上には、水平方向のスライドレール２３ａ、２３ａが配設され、各スライドレール２３ａには、第３可動フレーム２３の裏面のスライダ２３ａ1 、２３ａ1 が係合している（図１、図５）。なお、上下の補助フレーム２４、２４は、シリンダ２４ｂを介して連結され（図２、図６）、下の補助フレーム２４は、シリンダ２４ｃを介して第１可動フレーム２１に連結されている。また、第３可動フレーム２３は、補助フレーム２４上の水平方向のシリンダ２３ｂを介して補助フレーム２４に連結されている（図１、図６）。
【００３１】
そこで、各第２切削刃１２は、シリンダ２３ｂを伸縮させて左右に移動設定可能であり、上下に対向する第２切削刃１２、１２の間隔、高さは、それぞれシリンダ２４ｂを伸縮させて設定可能であり、シリンダ２４ｃを伸縮させて一括設定可能である。なお、図６には、送材車５０によって上下左右の第２切削刃１２、１２…の間に送材される木材Ｗが、右側の上下の第２切削刃１２、１２によって木端取りされる状況が模式的に図示されている。すなわち、各第２切削刃１２は、木材Ｗの上下左右をチップ化しながら切削し、鉛直面Ｗ3 、水平面Ｗ4 を含む切欠きを木材Ｗの上下左右に形成することができる。
【００３２】
左右のコラム２１ａ、２１ａ上には、それぞれ前方に突出する揺動アーム３１を介して下向きの送りローラ３２が設置されている（図１、図２）。
【００３３】
各揺動アーム３１の先端は、下向きに屈曲するとともに、シリンダ３３を介して連結されている。すなわち、揺動アーム３１、３１は、シリンダ３３を伸縮させることにより、水平に開閉することができる。また、各送りローラ３２は、モータ３２ａに連結され、下端にフランジ３２ｂを有する。送りローラ３２、３２は、丸鋸刃１３、１３…によって木材Ｗの左右を挽き割って板材Ｗ1 、Ｗ1 を作るとき（図７）、木材Ｗ、板材Ｗ1 、Ｗ1 を左右から挟み付けながら、送材車５０による木材Ｗの送材速度と同期させて木材Ｗ、板材Ｗ1 、Ｗ1 を積極的に前方に送材し、木材Ｗの後端に至るまで、挽き割られた板材Ｗ1 、Ｗ1 が木材Ｗから不用意に分離してしまうことを防止する。
【００３４】
製材装置に木材Ｗを送材する送材車５０は、連結フレーム５１を介して前後の台車５２、５３を連結して構成されている（図８）。前後の台車５２、５３は、それぞれ前後のテーブル５６、５７上を前後に移動走行可能である。なお、連結フレーム５１の前部、後部には、それぞれ芯出しされた木材Ｗの両木口を支持するために、前後の移動台５４ａ、５５ａを介して、相対向するチャック５４、５５が搭載されている。ただし、図３、図４、図６、図７の送材車５０は、製材装置を前後に貫通する連結フレーム５１のみを代表的に図示している。
【００３５】
前のチャック５４用の移動台５４ａは、連結フレーム５１上のスライドレール５４ｂと、スライドレール５４ｂに係合するスライダ５４ｃ、５４ｃ…とを介して連結フレーム５１上を前後に相対移動可能である（図８、図９）。ただし、図９（Ａ）は、図８の要部拡大図、図９（Ｂ）は、同図（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視相当図である。移動台５４ａは、製材装置を前後に貫通する長さを有し、移動台５４ａの前端は、連結フレーム５１の前端に搭載するシリンダ５４ｄに連結されている。また、チャック５４は、移動台５４ａと同長のシャフト５４ｅを介してロータリアクチュエータ５４ｆに連結されている。ロータリアクチュエータ５４ｆは、移動台５４ａの前端に搭載され、シャフト５４ｅを介し、チャック５４を９０°ごとに回転駆動することができる。
【００３６】
後のチャック５５用の移動台５５ａは、前の移動台５４ａと同様にして連結フレーム５１の後部に前後に相対移動可能に積載されている。なお、移動台５５ａは、移動台５４ａより短く、シリンダ５４ｄより長ストロークの連結フレーム５１上のシリンダ５５ｄに連結されている。また、移動台５５ａ上には、ロータリアクチュエータ５４ｆの作動時を除いてチャック５５の回転を阻止するロック５５ｆが搭載されている。
【００３７】
前のテーブル５６上には、台車５２用のガイドレール５２ａ、５２ａが敷設されている。テーブル５６には、ガイドレール５２ａ、５２ａに沿うようにして、無端のチェーン５８が前後のスプロケット５８ａ、５８ａ間に掛け渡されている。チェーン５８は、連結金具５２ｂを介して台車５２の前端に連結されており、チェーン５８用の前のスプロケット５８ａは、減速機５８ｂを介して駆動モータ５８ｃに連結されている。なお、前のテーブル５６の前端には、台車５２用のストッパ５２ｃが配設されている。後のテーブル５７上には、台車５３用のガイドレール５３ａ、５３ａが敷設されている。また、後のテーブル５７の後端には、台車５３用のストッパ５３ｃが配設されている。
【００３８】
そこで、前後のチャック５４、５５間には、あらかじめ芯出しされた木材Ｗの両木口を支持して木材Ｗをクランプすることができる。ただし、後のチャック５５は、木材Ｗの長さに応じて、シリンダ５５ｄ、移動台５５ａを介して適位置に移動させるものとし、木材Ｗのクランプ、アンクランプは、シリンダ５４ｄ、移動台５４ａを介して前のチャック５４を後のチャック５５に向けて前進させ、後退させることによる。また、クランプ中の木材Ｗは、必要に応じて、ロータリアクチュエータ５４ｆを介して９０°ごとに回転駆動することができ、木材Ｗの回転中は、ロック５５ｆを解放するものとする。
【００３９】
駆動モータ５８ｃを正逆に駆動すると、チェーン５８を介して前の台車５２を前後に駆動し、チャック５４、５５を介して送材車５０上にクランプする木材Ｗを製材装置内に往復送材することができる。ただし、図８は、送材車５０の後退限を示し、製材前の木材Ｗは、芯出し後、製材装置の後方の後退限の送材車５０上にチャック５４、５５を介してクランプされる。また、製材加工後の芯材も、後退限の送材車５０上からアンクランプされ、製材装置の後方に排出される。一方、送材車５０は、ストッパ５２ｃによって規制される前進限において、製材途中に発生する板材Ｗ1 などを製材装置の前方に排出する。
【００４０】
いま、丸太材の木材Ｗから段付きの板材Ｗ1 、Ｗ1 と平板状の板材Ｗ1 、Ｗ1 とを取り（図１０（Ａ））、芯材として角材Ｗ5 を取るときの製材手順は、たとえば図１１（Ａ）〜（Ｄ）のとおりである。ただし、以下の説明では、木材Ｗをクランプして送材車５０を前進させる往路、送材車５０を後退させて戻す復路において、第１切削刃１１、１１により木材Ｗの左右に鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を形成する工程（図４）を第１工程といい、第２切削刃１２、１２…により木材Ｗの上下左右に鉛直面Ｗ3 、水平面Ｗ4 を含む切欠きを形成する工程（図６）を第２工程といい、丸鋸刃１３、１３…により木材Ｗの左右を挽き割る工程（図３）を第３工程ということにする。
【００４１】
また、以下の説明において、第３工程用の各二軸の丸鋸刃１３、１３は、位置決めモータ２１ｄを介して所定位置にセットし、第１工程用の各第１切削刃１１は、位置決めモータ２１ｄに加えて、位置決めモータ２２ｃを介して所定位置にセットするものとする。さらに、第２工程用の各上下の第２切削刃１２、１２は、位置決めモータ２１ｄに加えてシリンダ２３ｂを介して水平方向の所定位置にセットし、シリンダ２４ｂ、２４ｃを介してそれぞれの間隔、高さを所定位置にセットするものとする。一方、送材車５０の往路、復路において、第３工程を実行しないときの各丸鋸刃１３、１３、第１工程を実行しないときの各第１切削刃１１、第２工程を実行しないときの各第２切削刃１２、１２は、それぞれ対応する位置決めモータ２１ｄ、２２ｃ、シリンダ２３ｂ、２４ｂ、２４ｃを介し、送材車５０上の木材Ｗから退避させるものとする。
【００４２】
図１０（Ａ）の木取り計画のときは、まず、芯出しされた木材Ｗを送材車５０上にクランプして製材装置に向けて送材し、１回目の往路において、第１工程、第２工程を実行する（図１１（Ａ）の（１）、（２））。つづいて、送材車５０を一旦製材装置の後方にまで戻した上、２回目の往路において、第２工程、第３工程を実行し（同図（Ｂ）の（１）、（２））、製材装置の前方に段付きの板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出する。次いで、送材車５０を戻した上、３回目の往路において、第２工程、第３工程を実行して（同図（Ｃ）の（１）、（２））、平板状の板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出する。次に、ロータリアクチュエータ５４ｆを介して送材車５０上の木材Ｗを９０°回転させた上（同図（Ｄ）の（１））、送材車５０を戻す復路において第１工程を実行すると（同図（Ｄ）の（２））、芯材の角材Ｗ5 を製材装置の後方にアンクランプして排出することができる（同図（Ｄ）の（３））。
【００４３】
なお、図１１（Ｄ）において、木材Ｗを９０°回転させてそのまま送材車５０を戻し（図１１（Ｄ）の（１））、４回目の往路において第１工程、第３工程を実行すると（同図（Ｄ）の（２）、（３）の一点鎖線）、角材Ｗ5 の長辺方向の両端に平板状の板材Ｗ1 、Ｗ1 を追加して取ることができる（図１０（Ｂ））。このとき、最後の板材Ｗ1 、Ｗ1 を製材装置の前方に排出したら、送材車５０を戻し、角材Ｗ5 を製材装置の後方に排出する。
【００４４】
丸太材の木材Ｗから、芯材の角材Ｗ5 の左右に各一対の平板状の板材Ｗ1 、Ｗ1 …を取るときは（図１０（Ｃ）、（Ｄ））、たとえば図１２の手順による。
【００４５】
まず、１回目の往路において第１〜第３工程を実行し（図１２（Ａ）の（１）〜（３））、最初の板材Ｗ1 、Ｗ1 を製材装置の前方に排出する。その後、送材車５０を戻して、２回目の往路において、第２、第３工程を実行して次の板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出し（同図（Ｂ）の（１）、（２））、木材Ｗを９０°回転させ（同図（Ｃ）の（１））、復路において第１工程を実行し（同図（Ｃ）の（２））、角材Ｗ5 を製材装置の後方に排出する（同図（Ｃ）の（３））。
【００４６】
芯材の角材Ｗ5 の四周に板材Ｗ1 、Ｗ1 …を取るときは（図１０（Ｅ）、（Ｆ））、たとえば図１３の手順による。
【００４７】
まず、１回目の往路において第１〜第３工程を実行して左右の板材Ｗ1 、Ｗ1 を作って排出する（図１３（Ａ）の（１）〜（３））。つづいて、木材Ｗを９０°回転させ（図１３（Ｂ）の（１））、送材車５０を戻し、２回目の往路において第１、第３工程を実行し、次の板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出する（図１３（Ｂ）の（２）、（３））。次いで、送材車５０を戻して角材Ｗ5 を排出する（図１３（Ｂ）の（４））。
【００４８】
芯材の角材Ｗ5 の四周に小幅の板材Ｗ1 、Ｗ1 …を取るときは（図１０（Ｇ）〜（Ｊ））、たとえば図１４の手順によればよい。
【００４９】
まず、１回目の往路において第１〜第３工程を実行して最初の板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出する（図１４（Ａ）の（１）〜（３））。つづいて、木材Ｗを９０°回転し（図１４（Ｂ）の（１））、送材車５０を戻した上、２回目の往路において第１〜第３工程を実行して次の板材Ｗ1 、Ｗ1 を排出する（図１４（Ｂ）の（２）〜（４））。その後、送材車５０を戻して角材Ｗ5 を排出すればよい（図１４（Ｂ）の（５））。
【００５０】
なお、図１０の木取り計画と、それに対応する図１１〜図１４の製材手順は、単なる一例であって、種々の変形が可能である。すなわち、製材装置は、少なくとも１回の９０°回転動作を介在させながら芯出し済の木材Ｗを１回または２回以上の整数回往復送材し、往路において、第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行し、復路において、第１〜第３工程のいずれをも実行せず、または第１〜第３工程の少なくともいずれかを選択的に実行することにより、たとえば図１５（Ａ）〜（Ｇ）に示すような複雑な木取り計画であっても、十分実用的に効率よく製材することができる。ただし、図１５（Ｂ）〜（Ｇ）のように、角材Ｗ5 の左右の板材をさらに細分して細かい板材や角材の最終製品を作る場合、この製材装置によって製材される左右の板材を乾燥処理した後、別の挽割工程を通して細分加工するものとし、このようにして一層安定な最終製品を得ることができる。なお、芯材の角材Ｗ5 は、角部を丸太材の木材Ｗの外周に一致させるに代えて、各面を第１工程または第３工程によって追加微修正し、規格材の規格寸法に適合させることも可能である。
【００５１】
以上の説明において、第３工程用の各二軸の丸鋸刃１３、１３は、１枚の丸鋸刃としてもよく、帯鋸刃としてもよい。また、左右の鋸刃は、木材Ｗの左右各１箇所を挽き割るに代えて、左右各複数箇所を挽割り可能とするために、互いに独立に位置設定可能な複数枚を左右にそれぞれ配置してもよい。なお、第１工程用の左右の第１切削刃１１、１１、第２工程用の上下左右の第２切削刃１２、１２…は、その配設位置を入れ換えてもよいものとする。
【００５２】
第１切削刃１１、１１は、木材Ｗの元口、末口の径ｄ1 、ｄ2 がｄ1 ≫ｄ2 であるとき、送材の途中において、相互の間隔Ｄを変化させることにより、木材Ｗの全長より短い板材Ｗ1a、Ｗ1aを作ることができる（図１６）。ただし、図１６において、矢印は、木材Ｗの送材方向を示し、一点鎖線は、送材中の木材Ｗに対する第１切削刃１１、１１の相対移動経路を模式的に示す。また、同図のハッチング部分は、第１切削刃１１、１１によりチップ化して切削される部分を示し、板材Ｗ1a、Ｗ1aは、丸鋸刃１３、１３…による第３工程により木材Ｗから分離させるものとする。
【００５３】
左右の第２可動フレーム２２、２２は、それぞれ左右の第１可動フレーム２１、２１を介することなく、ベースフレーム２５の後部に左右に移動可能に設置してもよい。このとき、左右の第１切削刃１１、１１は、それぞれねじ部材２２ｂ1 用の固定ブラケット２２ｂ2 をベースフレーム２５上に立設することにより、位置決めモータ２２ｃを介して所定位置にセットすることができる。また、このときの第１可動フレーム２１、２１は、それぞれコラム２１ａ、２１ａの一部とし、これを省略してもよい。
【００５４】
なお、製材装置は、第２工程用の上下左右の第２切削刃１２、１２…を省略し、第１工程用の第１切削刃１１、１１と第３工程用の左右の鋸刃とを備える構成としてもよい。すなわち、第２工程の木端取りは、別装置による別工程に分離してもよい。また、第１工程用の第１切削刃１１、１１と、ベースフレーム２５上の左右の第２可動フレーム２２、２２とを独立のキャンター装置として構成することも可能である。
【他の実施の形態】
【００５５】
各第１切削刃１１には、同軸のチップソー１４を組み合わせることができる（図１７、図１８）。
【００５６】
第１切削刃１１は、中空の駆動軸１１ｂの先端に固定されており、駆動軸１１ｂは、プーリ１１ｃ、ベルト１１ｄを介してモータ１１ａの軸端のプーリ１１ｅに連結されている。なお、駆動軸１１ｂは、ベアリング１１ｆ、１１ｆを介して第２可動フレーム２２の上部に回転自在に装着されている。一方、チップソー１４は、駆動軸１１ｂとともに同心の２重軸を形成する駆動軸１４ａの先端に固定されており、プーリ１４ｂ、ベルト１４ｃを介して、第１切削刃１１と共通のプーリ１１ｅに連結されている。なお、駆動軸１４ａは、ベアリング１４ｄ、１４ｄを介して駆動軸１１ｂに相対回転自在に内装されており、プーリ１４ｂは、プーリ１１ｃより小径である。また、ベルト１４ｃには、テンションプーリ１４ｅが付設されており、テンションプーリ１４ｅは、揺動ブラケット１４ｆを介してベルト１４ｃのテンションを適切に設定することができる。
【００５７】
チップソー１４は、第１切削刃１１より高速に回転駆動することにより、第１切削刃１１による切削面を美麗に仕上げることができる。ただし、第１切削刃１１は、図示しない切削用のナイフが円錐面上に付設されており、チップソー１４の刃先は、第１切削刃１１の最小径より僅かに小径であり、第１切削刃１１の先端面から軸方向に僅かに突出することにより、第１切削刃１１による切削面をはつり取ることができる。チップソー１４は、第１切削刃１１より高速回転するから、第１切削刃１１との間に木屑が入り込んだり、それによって焼き付いたりしないように、十分な配慮をすることが好ましい。なお、図１８において、チップソー１４は、第１切削刃１１の先端面に形成する段付きの収納部１１ｇ内に保持され、円板状のブラケット１４ｇを介して駆動軸１４ａの先端に交換自在に装着されている。
【００５８】
第１切削刃１１、１１用の第２可動フレーム２２、２２の後面には、それぞれ第４可動フレーム２６を介して、水平回転する丸鋸刃１５を搭載することができる（図１９、図２０）。
【００５９】
第２可動フレーム２２の後面には、スライドレール２６ａ、２６ａが上下２段に付設されており、各スライドレール２６ａには、第４可動フレーム２６の裏面のスライダ２６ａ1 、２６ａ1 …が係合している。また、第４可動フレーム２６は、シリンダ２６ｂを介して第２可動フレーム２２に連結されており、シリンダ２６ｂを伸縮させることにより左右に移動可能である。一方、丸鋸刃１５は、軸受１５ｃを介して第４可動フレーム２６上に上向きに支持する長い駆動軸１５ｂに装着されており、丸鋸刃１５、駆動軸１５ｂは、モータ１５ａによりベルト駆動されている。丸鋸刃１５の高さ位置は、駆動軸１５ｂに装着するスペーサカラー１５ｄ、１５ｄ…を介して調節設定することができる。
【００６０】
丸鋸刃１５、１５は、木材Ｗの往路または復路において、左右の板材Ｗ1 、Ｗ1 を上下に挽き割って板材Ｗ1b、Ｗ1bを作ることができる（図２１）。ただし、各丸鋸刃１５は、各駆動軸１５ｂごとに複数枚を装着することにより、たとえば図１５（Ｂ）〜（Ｇ）のように左右の板材をさらに細分して細かい板材や角材を作ることも可能である。また、丸鋸刃１５は、左右の各第２切削刃１２、１２に倣って、上下左右に移動可能な２組を第２可動フレーム２２の後面に装着することにより、相互間隔を自動設定可能としてもよい。
【００６１】
左右に対向する一対の第１切削刃１１、１１は、それぞれ二軸の横軸形に代えることができる（図２２、図２３）。
【００６２】
各二軸の第１切削刃１１、１１は、第２可動フレーム２２の前面側において、先端の刃先面を揃え、それぞれの外周が上下に僅かに重なるように配置するとともに、上の第１切削刃１１は、下の第１切削刃１１よりやや後方に配置されている。また、第２可動フレーム２２には、上下の第１切削刃１１、１１を個別にベルト駆動するモータ１１ａ、１１ａが併せて搭載されている。上下の第１切削刃１１、１１は、互いに反対方向に回転駆動することにより、大径の木材Ｗの左右を切削して共通の鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を形成しても（図２４）、切削中の木材Ｗに過大な切削力を及ぼすおそれがない。ただし、各第１切削刃１１は、図１７、図１８に倣って、同軸のチップソー１４を組み合わせてもよい。
【００６３】
なお、図２２〜図２４において、共通のベースフレーム２５は、前後のベースフレーム２５ａ、２５ｂに分割されており、左右の第１可動フレーム２１、２１は、省略されている。すなわち、丸鋸刃１３、１３…用の左右のコラム２１ａ、２１ａは、それぞれスライドレール２１ｂ、２１ｂ、スライダ２１ｂ1 、２１ｂ1 …を介して前のベースフレーム２５ａ上に左右に移動可能に搭載されており、第１切削刃１１、１１…用の左右の第２可動フレーム２２、２２は、それぞれスライドレール２２ａ、２２ａ、スライダ２２ａ1 、２２ａ1 …を介して後のベースフレーム２５ｂ上に左右に移動可能に搭載されている。
【００６４】
また、図２２〜図２４において、各上下の第２切削刃１２、１２は、それぞれ第３可動フレーム２３を介してコラム２１ａの後面に上下に移動可能に搭載され、補助フレーム２４が省略されている。ただし、上下の第２切削刃１２、１２は、外周の刃先面を対応する丸鋸刃１３、１３による挽割り位置に合致させている。一般に、第２切削刃１２、１２…による水平方向の木端取りの位置、深さは、直後の丸鋸刃１３、１３…による挽割り位置に一致するから、各上下の第２切削刃１２、１２は、共通のコラム２１ａを介して対応する丸鋸刃１３、１３と連動して左右に移動させれば十分である（たとえば図１１（Ｂ）、（Ｃ）の各（１）、（２）、図１２（Ａ）の（２）、（３）、同図（Ｂ）の（１）、（２）、図１３（Ａ）の（２）、（３）、図１４（Ａ）の（２）、（３）、同図（Ｂ）の（３）、（４））。
【００６５】
なお、各第３可動フレーム２３は、上下方向のスライドレール２４ａ、２４ａ、スライダ２４ａ1 、２４ａ1 …を介してコラム２１ａの後面に上下２段に搭載されている（図２２、図２３）。また、第３可動フレーム２３には、位置決めモータ２３ｄに連結する上下方向のボールねじ軸２３ｃが搭載されている。そこで、第３可動フレーム２３は、ブラケット２３ｃ2 を介してコラム２１ａに固定するねじ部材２３ｃ1 にボールねじ軸２３ｃを螺合させることにより、位置決めモータ２３ｄを介して第２切削刃１２を上下に移動設定することができる。
【００６６】
第１切削刃１１、１１は、左右に並設する縦軸形としてもよい（図２５、図２６）。
【００６７】
各第１切削刃１１は、第２可動フレーム２２に突設する上下の軸受１１ｈ、１１ｈを介して支持されており、第２可動フレーム２２上のモータ１１ａによってベルト駆動されている。また、第１切削刃１１は、縦軸の回転胴の外周に図示しない切削刃を埋設して構成されている。
【００６８】
各第１切削刃１１の前後には、第１切削刃１１による切削深さを設定するために、左右に移動可能な定盤１６、１６が配設されている。第２可動フレーム２２の前面、後面には、水平方向のスライドレール１６ａ、１６ａが上下２段に取り付けられており、各定盤１６は、裏面のスライダ１６ａ1 、１６ａ1 …をスライドレール１６ａ、１６ａに係合させることにより、第２可動フレーム２２の前面、後面に左右に移動可能に装着されている。また、定盤１６は、シリンダ１６ｂを介して第２可動フレーム２２に連結されている。なお、各定盤１６の先端部１６ｃは、第１切削刃１１に向けて、内側を斜めに切り欠いて突出している。
【００６９】
定盤１６、１６は、シリンダ１６ｂを介して駆動し、その先端部１６ｃ、１６ｃと第１切削刃１１の外周の刃先面との相対位置を任意に変更設定することができる。ただし、前後の定盤１６、１６は、木材Ｗを図２５の矢印Ｋ方向に前進送材するとき、第１切削刃１１の後方側（木材Ｗの進行方向手前側）を第１切削刃１１の外周から十分に離れるように退避させ、前方側（木材Ｗの進行方向奥側）の先端部１６ｃを第１切削刃１１の外周の刃先面とほぼ同一位置にセットして、木材Ｗをガイドし、振れ止めする。木材Ｗを矢印Ｋ方向と逆方向に後退送材するとき、定盤１６、１６は、第１切削刃１１の前方側（木材Ｗの進行方向手前側）を退避させ、後方側（木材Ｗの進行方向奥側）を所定位置にセットする。
【００７０】
縦軸形の第１切削刃１１、１１は、木材Ｗの送材中に、切削深さを設定する側を含む定盤１６、１６とともに第２可動フレーム２２、２２を介して左右に連動して移動させることにより、太鼓材の木材Ｗの左右に形成する鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を木材Ｗの曲りに合わせて湾曲させ、曲りを生じている木材Ｗの芯を外すことなく、均等厚さｔの角材Ｗ5 を作ることができる（図２７）。そこで、このような湾曲する鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を有する角材Ｗ5 は、たとえば湾曲面に沿って製材可能なギャングソーによって板材に追加工し（同図の二点鎖線）、各板材の曲りを修正して乾燥することにより、正規の板材として有効利用することができる。なお、図２７の角材Ｗ5 は、曲りを生じている丸太材の木材Ｗから、曲りを上下方向にして太鼓材を作り、それを９０°回転させ、湾曲する鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を左右に有する角材Ｗ5 を形成すればよい。
【００７１】
なお、揺動アーム３１、３１を介して支持する送りローラ３２、３２、第４可動フレーム２６を介して第２可動フレーム２２、２２に搭載する丸鋸刃１５、１５は、それぞれ図２２〜図２４、図２５〜図２６の各実施の形態においても適用可能である。また、図２２〜図２４の第１切削刃１１、１１…であっても、ベースフレーム２５ｂ上の第２可動フレーム２２、２２をそれぞれ図示しない垂直軸のまわりに回転させることにより、湾曲する鉛直面Ｗ2 、Ｗ2 を角材Ｗ5 の左右に形成することができる。なお、図２２〜図２４の第１切削刃１１、１１…、第２可動フレーム２２、２２、ベースフレーム２５ｂ、図２５〜図２６の第１切削刃１１、１１、定盤１６、１６付きの第２可動フレーム２２、２２、ベースフレーム２５も、それぞれ独立のキャンター装置として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】全体平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視相当断面模式図
【図３】図１のＢ矢視相当模式図
【図４】図１のＣ矢視相当模式図
【図５】図２の要部構成模式図
【図６】図１のＤ−Ｄ線矢視相当断面模式図
【図７】図１のＢ矢視相当動作説明模式図
【図８】使用状態説明図
【図９】図８の要部拡大説明図
【図１０】木取り計画説明図（１）
【図１１】製材手順説明図（１）
【図１２】製材手順説明図（２）
【図１３】製材手順説明図（３）
【図１４】製材手順説明図（４）
【図１５】木取り計画説明図（２）
【図１６】他の実施の形態を示す動作説明図
【図１７】他の実施の形態を示す図２相当要部拡大図
【図１８】図１７の縦断面相当拡大図
【図１９】他の実施の形態を示す図１相当要部拡大図
【図２０】図１９のＥ矢視相当拡大図
【図２１】木取り計画図
【図２２】他の実施の形態を示す図１相当図（１）
【図２３】他の実施の形態を示す図２相当図
【図２４】他の実施の形態を示す図４相当図（１）
【図２５】他の実施の形態を示す図１相当図（２）
【図２６】他の実施の形態を示す図４相当図（２）
【図２７】追加工図
【符号の説明】
【００７３】
Ｗ…木材
Ｗ2 、Ｗ3 …鉛直面
Ｗ4 …水平面
１１…第１切削刃
１２…第２切削刃
１３…丸鋸刃
１４…チップソー
１５…丸鋸刃
２１…第１可動フレーム
２１ａ…コラム
２２…第２可動フレーム
２３…第３可動フレーム
２５…ベースフレーム
２６…第４可動フレーム
３１…揺動アーム
３２…送りローラ
特許出願人          株式会社  共和キカイ
株式会社  富士製作所
代理人  弁理士            松  田  忠  秋
【図１】
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【図２】
2008149697.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008149697.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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