(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向し、送材経路の左右に並設する各一対の切削刃と、送材経路の左右に対向する各二軸の丸鋸刃とを送材経路に沿って配設してなり、前記切削刃は、上下に対向する左右の各組ごとに、上側、下側を送材経路の前後方向に互いに逆方向にシフトさせ、送材経路の片側方向、上下方向に一括して位置決めするとともに上下方向の間隔を設定して木材の断面の４隅部に木端取り可能であり、上側、下側の各組ごとにそれぞれの外周の刃先が左右に重なるように同一高さ位置にセットして木材の上下に水平の平坦な基準面を形成可能であり、前記丸鋸刃は、左右に対向する左右の各組ごとに、送材経路の片側方向、上下方向に一括して位置決めすることを特徴とする製材装置。
【請求項２】
前記切削刃は、それぞれ複数の切削用の刃物を周面に設ける円筒体の片面に丸鋸形の刃物を組み合わせることを特徴とする請求項１記載の製材装置。
【請求項３】
前記丸鋸刃は、左右に対向する左右の各組ごとに、上側、下側を送材経路の前後方向に互いに同方向にシフトさせ、同一鉛直面内において、それぞれの外周の刃先が上下に重なるように配置することを特徴とする請求項１または請求項２記載の製材装置。
【請求項４】
前記丸鋸刃は、左右に対向する左右の各組ごとに、上下方向の軸間距離を変更可能とすることを特徴とする請求項３記載の製材装置。
【請求項５】
送材経路上の木材を左右方向に挟み込んでガイドする左右のガイドローラを前記切削刃、丸鋸刃の各前後に配設し、送材経路上の木材を上下方向に挟み込んでガイドする支持ローラ、押えローラを前記丸鋸刃の前後に配設することを特徴とする請求項１ないし請求項４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、適切な送材装置を前置することにより、木取計画に従って、丸太材の木材から板材、角材を能率よく製材することができる製材装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右一対の第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、左右に対向する各二軸の丸鋸刃とを備える製材装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
第１切削刃は、丸太材の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、第２切削刃は、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４隅部に形成して木端取りし、丸鋸刃は、木材の左右を挽き割ることができる。そこで、たとえば送材車を介し、少なくとも１回の９０°回転を介在させながら芯出し済の木材を往復送材することにより、木材を任意の木取計画に従って製材することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５００６６５８号公報
【発明の概要】
【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、木材をチップ化しながら切削する第１、第２切削刃と、丸鋸刃とを使用するから、全体構成が複雑化し、大形化する傾向が避けられず、全体コストも過大になりがちであるという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、上下左右の切削刃と左右の丸鋸刃とを組み合わせることによって、全体構成の簡素化、全体コストの低減化を図ることができる製材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発明の構成は、上下に対向し、送材経路の左右に並設する各一対の切削刃と、送材経路の左右に対向する各二軸の丸鋸刃とを送材経路に沿って配設してなり、切削刃は、上下に対向する左右の各組ごとに、上側、下側を送材経路の前後方向に互いに逆方向にシフトさせ、送材経路の片側方向、上下方向に一括して位置決めするとともに上下方向の間隔を設定して木材の断面の４隅部に木端取り可能であり、上側、下側の各組ごとにそれぞれの外周の刃先が左右に重なるように同一高さ位置にセットして木材の上下に水平の平坦な基準面を形成可能であり、丸鋸刃は、左右に対向する左右の各組ごとに、送材経路の片側方向、上下方向に一括して位置決めすることをその要旨とする。
【０００８】
なお、切削刃は、それぞれ複数の切削用の刃物を周面に設ける円筒体の片面に丸鋸形の刃物を組み合わせることができる。
【０００９】
また、丸鋸刃は、左右に対向する左右の各組ごとに、上側、下側を送材経路の前後方向に互いに同方向にシフトさせ、同一鉛直面内において、それぞれの外周の刃先が上下に重なるように配置してもよく、左右に対向する左右の各組ごとに、上下方向の軸間距離を変更可能としてもよい。
【００１０】
さらに、送材経路上の木材を左右方向に挟み込んでガイドする左右のガイドローラを切削刃、丸鋸刃の各前後に配設し、送材経路上の木材を上下方向に挟み込んでガイドする支持ローラ、押えローラを丸鋸刃の前後に配設することができる。
【発明の効果】
【００１１】
かかる発明の構成によるときは、上下左右の切削刃は、それぞれ木材をチップ化しながら切削することができる。そこで、上側の左右の切削刃、下側の左右の切削刃は、それぞれ下向き、上向きに設置されており、それぞれの外周の刃先が左右に重なるようにして上下方向の同一高さ位置にセットすることにより、木材の上下に水平の基準面を形成することができ、それぞれの外周の刃先を適切に離間させることにより、木材の断面の４隅部に垂直面、水平面を含む切欠きを形成して木端取りすることができる。ただし、左右の切削刃は、それぞれ上側、下側を一括して上下方向に位置決めするとともに、上下方向の間隔を任意に設定することにより、左右対称、左右非対称のいずれの形態の木端取りをも実現可能である。また、左右の丸鋸刃は、木材の左右を挽き割り、木端取り後の木材から板材を取ることができる。
【００１２】
切削刃は、左右の各組ごとに上側、下側を送材経路の前後方向に互いに逆方向にシフトさせることにより、木材の上下に水平の基準面を形成し、木材の断面の４隅部を木端取りする際に、切削抵抗が不当にアンバランスになる可能性を少なくすることができる。
【００１３】
丸鋸刃は、左右の各組ごとに、同一鉛直面内においてそれぞれの外周の刃先が上下に重なるようにして上下二軸に配置することにより、各丸鋸刃の挽割り深さの２倍に近い大きな挽割り幅を容易に実現することができる。また、上側、下側の上下方向の軸間距離を変更可能とすれば、木材の径変動に対して容易に対応することができる。
【００１４】
切削刃、丸鋸刃の各前後に左右のガイドローラを配置し、丸鋸刃の前後に支持ローラ、押えローラを配置することにより、送材車のような大形の送材機構を必要とせず、全体構成を一層コンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】全体構成模式平面図（１）
【図２】全体構成模式側面図
【図３】全体構成模式平面図（２）
【図４】動作説明図（１）
【図５】動作説明図（２）
【図６】動作説明図（３）
【図７】他の実施の形態を示す要部模式説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
製材装置は、製材前の木材の投入端Ａから、製材後の木材の排出端Ｂに至る一連の送材経路Ｃに沿って、上下左右の切削刃１１、１２…１４、左右各二軸の丸鋸刃２１、２２…２４の他、左右のガイドローラ３１、３１…、３２、３２…、上下の押えローラ４１、４１、支持ローラ４２、４２を配設してなる（図１、図２）。ただし、投入端Ａから排出端Ｂの間において、各部材は、図示しないフレームに対し、一直線状に配列して組み付けられている。
【００１８】
切削刃１１、１２…１４は、上下に対向する各一対が送材経路Ｃの左右に並設されている。切削刃１１、１２…１４は、それぞれ上下方向の偏平な円筒体の片面に設ける丸鋸形の刃物と、周面に設ける複数の切削用の刃物とを組み合せて構成されている。上側の切削刃１１、１３、下側の切削刃１２、１４は、それぞれ下向き、上向きに配置されている。また、送材経路Ｃの左側の上下の切削刃１１、１２は、互いに送材経路Ｃの前後方向にシフトされており、右側の上下の切削刃１３、１４は、逆方向にシフトされている。
【００１９】
切削刃１１、１２…１４は、それぞれ単独の立軸形の駆動モータ１１ａ、１２ａ…１４ａに連結されている。送材経路Ｃの左側の上下の切削刃１１、１２は、一括して送材経路Ｃの左側方向、上下方向に位置決め可能であり、上下方向の間隔が設定可能である。また、送材経路Ｃの右側の上下の切削刃１３、１４も、同様に、一括して送材経路Ｃの右側方向、上下方向に位置決め可能であり、上下方向の間隔が設定可能である。なお、左右の各前側の切削刃１１、１４には、それぞれチップの飛散防止用のカバー１１ｂ、１４ｂが付設されている。
【００２０】
丸鋸刃２１、２２…２４は、送材経路Ｃの左右に対向する各二軸に配置されている。下側の丸鋸刃２２、２４は、それぞれ上側の丸鋸刃２１、２３の前方側にシフトされている。丸鋸刃２１、２２…２４は、それぞれ図示しない単独の横軸形の駆動モータに直結されている。送材経路Ｃの左側の丸鋸刃２１、２２は、一括して送材経路Ｃの左側方向に位置決め可能であり、一括して上下方向に位置決め可能である。また、送材経路Ｃの右側の丸鋸刃２３、２４も、同様に、一括して送材経路Ｃの右側方向に位置決め可能であり、一括して上下方向に位置決め可能である。なお、左側の上下の丸鋸刃２１、２２、右側の上下の丸鋸刃２３、２４は、それぞれ同一鉛直面内において、それぞれの外周の刃先が上下に重なるように配置されている。
【００２１】
左右のガイドローラ３１、３１…、３２、３２…は、送材経路Ｃを挟むようにして左右一対ずつが上下方向に互いに平行に配置されている。ガイドローラ３１、３１…、３２、３２…は、切削刃１１、１２…１４の後方、切削刃１１、１２…１４と丸鋸刃２１、２２…２４との間、丸鋸刃２１、２２…２４の前方に、それぞれ前後二対ずつが配設されている。各対のガイドローラ３１、３２は、それぞれ図示しない単独の立軸形の駆動モータにより回転駆動され、図示しない共通のシリンダを介して送材経路Ｃの左右に対称的に位置決めするとともに、それぞれ内向きに付勢され、木材の表面の不整に追随しながら、木材を左右から挟み込んでガイドし、送材することができる。
【００２２】
上下の押えローラ４１、４１、支持ローラ４２、４２は、切削刃１１、１２…１４と丸鋸刃２１、２２…２４との間、丸鋸刃２１、２２…２４の前方において、それぞれ前後各一対の左右のガイドローラ３１、３１、３２、３２の間に上下一対ずつが水平方向に互いに平行に配置されている。各押えローラ４１、支持ローラ４２は、それぞれ図示しない単独の横軸形の駆動モータにより回転駆動されている。また、各支持ローラ４２は、所定の高さ位置となるようにして図示しないフレーム内に固定して配置されており、各押えローラ４１は、対応する支持ローラ４２の上方において、上下に位置決めされるとともに下向きに付勢され、木材の表面の不整に追随しながら、木材を上下に挟み込んでガイドし、送材することができる。
【００２３】
かかる製材装置は、木材の投入端Ａから排出端Ｂに向けて、送材経路Ｃに沿って木材を複数回送材することにより、任意の木取計画に従って木材を製材することができる。ただし、このときの製材装置は、たとえば特開２０１０−５２３５２号に記載の送材装置を使用し、丸太材の木材を所定の高さ位置、所定の製材姿勢に保ちながら、投入端Ａ側から切削刃１１、１２…１４の直近位置にまで搬入して送材するものとする。なお、製材装置の切削刃１１、１２…１４、丸鋸刃２１、２２…２４、左右のガイドローラ３１、３１…、３２、３２…、押えローラ４１、４１は、それぞれ送材装置において取得される木材の形状寸法データに適合する木取計画に基づいて、木材の投入に先き立って適切にセットされる。
【００２４】
そこで、たとえば丸太材の木材Ｗから大小の板材Ｗ1 、Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ2 、角材Ｗ3 を製材する場合を考える（図４（Ａ））。
【００２５】
第１回目の送材において、まず、上側の切削刃１１、１３、下側の切削刃１２、１４を上下方向の同一高さ位置にしてそれぞれの外周の刃先が左右に重なるようにセットすることにより（図３、図４（Ａ））、切削刃１１、１２…１４を介して木材Ｗの上下に水平の基準面Ｗａ、Ｗａを作り、その後、丸鋸刃２１、２２…２４を介して左右の背板Ｗｂ、Ｗｂを挽き割る（図４（Ｂ））。つづいて、第２回目の送材において、上下左右に適切に離間させた切削刃１１、１２…１４を介して４隅部の切欠きＷｃ、Ｗｃ…を形成して木端取りする（図５（Ａ））。なお、各切欠きＷｃは、垂直面、水平面を含む直角三角形状に形成されている。そこで、木材Ｗは、丸鋸刃２１、２２…２４を介し、左右の板材Ｗ1 、Ｗ1 を挽き割ることができる（図５（Ｂ））。次に、第３回目の送材において、切削刃１１、１２…１４を介して４隅部の切欠きＷｄ、Ｗｄ…を形成し（図６（Ａ））、丸鋸刃２１、２２…２４を介し、左右の板材Ｗ2 、Ｗ2 を挽き割るとともに角材Ｗ3 を作ることができる（図６（Ｂ））。
【００２６】
以上の説明において、角材Ｗ3 の左右の各板材Ｗ1 、Ｗ2 は、送材回数をさらに多くすることにより、３枚以上に増やすことができる。また、図６（Ｂ）の角材Ｗ3 は、たとえば９０°回転させてさらに単独送材することにより、丸鋸刃２１、２２…２４を介して両端部を切断し、２枚ずつの小さな板材を取ることができる。
【００２７】
なお、以上のように複数回の送材を繰り返すときは、排出端Ｂから排出される製材済みの木材Ｗと、背板Ｗｂ、Ｗｂ、板材Ｗ1 、Ｗ1 などとを分離させた上、木材Ｗのみを投入端Ａにまで戻して次の送材を実行する。ただし、このときの木材Ｗの戻し経路は、ガイドローラ３１、３１…、３２、３２…、押えローラ４１、４１、支持ローラ４２、４２を逆転させて製材装置の内部を逆行させてもよく、製材装置に併設する図示しない専用の戻し経路を利用してもよい。後者の場合には、丸鋸刃２１、２２…２４、切削刃１１、１２…１４などの退避動作が必要でないため、サイクルタイムが早くなり、製材効率を向上させることができる。
【００２８】
また、図４（Ａ）において、上下に基準面Ｗａ、Ｗａを形成した木材Ｗは、そのまま投入端Ａに戻し、９０°回転させて図４（Ａ）の切削工程を再度実行することにより、背板Ｗｂ、Ｗｂを作ることなく、木材Ｗを図４（Ｂ）の形状に整形することができる。ただし、図４（Ａ）の切削工程は、１回目、２回目において、切削刃１１、１２…１４の上下方向の間隔を当然に異ならせることができる。
【他の実施の形態】
【００２９】
上下の丸鋸刃２１、２２は、上下方向の軸間距離Ｌ1 、Ｌ2 を変更可能とすることができる（図７）。ただし、上下の丸鋸刃２３、２４についても全く同様であるので、以下、丸鋸刃２１、２２について説明する。
【００３０】
いま、丸鋸刃２１、２２の外径Ｄ1 、取付部２１ａ、２２ａの径ｄ、挽割り深さａ1 ＝（Ｄ1 −ｄ）／２とするとき（図７（Ａ））、それぞれの外周の刃先を上下の重ね代δ1 にセットすれば、上下方向の軸間距離Ｌ1 ＝Ｄ1 −δ1 、挽割り幅Ｙ1 ＝Ｌ1 −ｄ＝Ｄ1 −ｄ−δ1 ＝２ａ1 −δ1 を実現することができる。そこで、丸鋸刃２１、２２の外径Ｄ2 ＞Ｄ1 、挽割り深さａ2 ＝（Ｄ2 −ｄ）／２＞ａ1 とし（図７（Ｂ））、重ね代δ2 ≒δ1 とすれば、上下の軸間距離Ｌ2 ＝Ｄ2 −δ2 ＞Ｌ1 、挽割り幅Ｙ2 ＝Ｌ2 −ｄ＝Ｄ2 −ｄ−δ2 ＝２ａ2 −δ2 ＞Ｙ1 を実現することができる。すなわち、上下の丸鋸刃２１、２２は、その一方または双方の駆動モータを上下方向に移動してセットし得るように構成することにより、製材対象の木材Ｗの径に応じて丸鋸刃２１、２２の外径Ｄ、軸間距離Ｌを適切に設定して所要の挽割り幅Ｙを実現することができる。他の丸鋸刃２３、２４についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は、比較的小規模な高性能省力化設備としての製材システムに対し、殊に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｗ…木材
Ｗａ…基準面
Ｃ…送材経路
Ｌ1 、Ｌ2 …軸間距離
１１、１２…１４…切削刃
２１、２２…２４…丸鋸刃
３１、３２…ガイドローラ
４１…押えローラ
４２…支持ローラ
特許出願人      株式会社  共和キカイ
【図１】
0006676333.tif 000002
【図２】
0006676333.tif 000003
【図３】
0006676333.tif 000004
【図４】
0006676333.tif 000005
【図５】
0006676333.tif 000006
【図６】
0006676333.tif 000007
【図７】
0006676333.tif 000008