(57)【要約】【課題】  木材は非圧縮性であり、圧縮しても直ぐに戻ろうとする性質を有している。前段の加圧ロールで必要な圧縮量をかけ、スプリングバックにより木材が戻ろうとする際に木材を保持し整形することができれば、良好な圧密材を連続して提供できる。【解決手段】  所定の圧入角になるように選択された、加圧大径ロールと複数の小径ロールとを一つの軸受箱に配設することで、必要な圧縮量を一度でかけるとともに所定圧縮量を保持することで、圧密加工材を連続的に製造する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧大径ロールと複数の小径整形ロールとを一つの軸受箱に配設し、それらを一対となし、送り込まれた木材を加圧大径ロールで一度に所定圧縮量まで加圧すると共に複数の小径整形ロールで所定圧縮量を保持し、整形することを特徴とする木材の連続圧密加工方法。
【請求項２】
上下一対の軸受箱に一体に配設された加圧大径ロールと複数の小径整形ロールの上又は下側のみ、あるいは上下両側が加熱ロールであり、該加熱ロールでもって木材を加圧、保持することを特徴とする請求項１記載の木材の連続圧密加工方法。
【請求項３】
木材を圧縮する加圧大径ロールと圧縮後の木材を保持し整形する複数の小径ロールとを一つの軸受箱に配設してなる木材の連続圧密加工装置。
【請求項４】
一対の軸受箱に配設された加圧大径ロールと複数の小径整形ロールのうち、加圧大径ロールを駆動し、複数の小径整形ロールは従動駆動であることを特徴とする請求項３記載の木材の連続圧密加工装置。
【請求項５】
加圧大径ロールと小径ロールの側部に拘束部材を設けたことを特徴とする請求項３及び請求項４記載の木材の連続圧密加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールを用いた木材の連続圧密加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材の圧密加工とは、木材に水と熱を加えて軟化し、圧縮したまま固定するとその状態で形状を維持することを利用した加工法である。
ロールを用いた木材の圧密加工法は従来から種々試みられており、例えば一対の加圧ロールを木材の進行方向に複数組配設して、木材が送り込まれるにつれ、一対の加圧ロールで順次加圧圧縮して、所定厚みの圧密加工材を得る方法及び装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平０４−３７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に木材は非圧縮性であり、圧縮しても直ぐに戻ろうとする性質を有している。一度に必要な圧縮量をかけようとすれば、木材の繊維が切れるなどの損傷を与える。また、ロールから離れた後のスプリングバックも大きくなり、木材の送り方向にロールの数を増加させる必要がある。
以上のようなことから、特許文献１では木材を多段ロールで少しずつ段階的に圧縮していく方式を採用している。この方式では圧縮しては戻ることの繰り返しで、後段のロール径も大きく取る必要があり、圧縮の為の駆動装置も必要とする。所定の圧縮量を確保するのに非効率であると共に装置が大型化し高価となる問題があった。
【０００５】
この発明は、上記木材を段階的に圧縮していく方式の欠点を解消し、木材を加圧圧縮すると共に圧縮後の木材の保持を一度にできる連続圧密加工方法及び加工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】
本発明は、上記の課題を解決するため、以下に示す手段を採用する。請求項１記載の発明は加圧大径ロールと複数の小径整形ロールとを一つの軸受箱に配設し、それらを一対となし、送り込まれた木材を加圧大径ロールで一度に所定圧縮量まで加圧すると共に複数の小径整形ロールで所定圧縮量を保持し、整形する木材の連続圧密加工方法を特徴とする。
【０００７】
木材を送り込みながら、一対の大径ロールで一度に所定の圧縮量まで加圧すると共に複数の小径ロールで保持、整形するので木材のスプリングバックをなくし所定厚さの圧密加工された木材を効率よく製造することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上下一対の軸受箱に一体に配設された加圧大径ロールと複数の小径整形ロールの上又は下側のみあるいは上下両側が加熱ロールであり、該加熱ロールでもって木材を加圧、保持することを特徴とする。
【０００９】
一対の各ロールのうち、片側のみあるいは両側が加熱ロールであり、この加熱ロールをもって木材に圧縮を加えるので加熱ロール側の表層のみが圧密された加工材を製造することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、木材を圧縮する加圧大径ロールと圧縮後の木材を保持し整形する複数の小径ロールとを一つの軸受箱に配設してなる木材の連続圧密加工装置を特徴とする。
【００１１】
大径加圧ロールと複数の小径整形ロールが、一つの軸受箱に配設されており、これらは一体で調整する構造となっている。従って、個々のロールの隙間調整機構や駆動装置が不要なため構造がシンプルで安価である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、一対の軸受箱に配設された加圧大径ロールと複数の小径整形ロールのうち、加圧大径ロールを駆動し、複数の小径整形ロールが従動駆動であることを特徴とする。
【００１３】
木材を所定の圧縮量まで圧縮する加圧大径ロールを回転駆動方式とし、後段の複数の小径ロールは従動駆動方式であるため、シンプルで安価な装置となる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、加圧大径ロールと小径ロールの側部に拘束部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
ロールの側部に拘束材を設けているので、飽水材などの木材を圧縮加工する場合、木材が幅方向に割裂するのを防止し、良好な圧密材を製造することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したような手段、作用を有するから以下に示すような効果を奏する。
１段目の加圧大径ロールで必要な圧縮量を一度にかけると共に、後段の複数の小径整形ロールで木材が戻ろうとするのを保持し、所定の圧縮量を維持固定化できるので効率よく良好な圧密加工材を得ることができる。
前段では木材が損傷しないような圧入角に設定した加圧大径ロールを採用し、後段ロールは保持時間を確保するための複数の小径ロールを採用しているので、後段の複数の小径ロールは個々に隙間を調整する必要がない。従って、加圧大径ロールと複数の小径整形ロールは一体で一つの軸受箱に納められており、個々のロールの隙間調整機構や駆動装置が不要で全体として構造がシンプルで且つ安価である。
前段の加圧大径ロールは、回転駆動する必要があるが、後段の小径整形ロールは、加圧後の木材を保持するだけで良いので、従動駆動で良く、コンパクトな構造にできる。
ロール側部に木材拘束部材を設けているので、飽水材の加工の場合であっても幅方向への割裂を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に図面を参照して、本発明における木材の連続圧密加工方法及び加工装置の一実施形態について説明する。
図１はこの発明に係る木材圧密加工の原理を示す説明図、図２は木材を圧縮した場合の圧縮量と戻りの関係を示す説明図、図３は加圧大径ロールで木材を圧縮した場合の木材の戻りと複数の小径整形ロールで木材を保持し、整形する状態を模式化した説明図である。
図４、図５は本発明の一実施例に係る木材の連続圧密加工装置で、図４は正面図、図５は側面図を表す。
図６は含水状態の木材、いわゆる飽水材が幅方向へ割裂する場合の状態を表す説明図、図７は木材が幅方向へ割裂するのを防止するために、ロール幅方向に設けられたリング状の拘束材が取り付けられた加圧大径ロールを示す説明図である。
【００１８】
図２、図３に示されるように、加熱したロールで木材を圧縮すると、圧縮量が大きいほど加熱ロール通過後のスプリングバックは大きいが、このスプリングバックが起きる前に小径のロールでこれを押さえ保持できれば、木材は圧密された所定の厚さのままでその形状を確保することができる。
木材に一度に大きな圧縮量を加えると木材の繊維が切れるなどの損傷を与えることとなる。説明は省略するが木材がロールに接触し、ロールと木材との圧入角がある程度小さいと、このような繊維切れなどの損傷が起こらないことが分ってきており、このため、加圧大径ロールで一度に大きな圧縮量を与えて、直に小径の整形ロールで圧密した木材を保持することができれば、効率的に圧密材を加工できる。
【００１９】
図１はこれらの原理を採用したもので、上部加圧大径ロール１ａ、小径の整形ロール２ａ、３ａ、４ａ、５ａは共に一つの軸受箱６ａに取り付けられている。下部加圧大径ロール１ｂ及び小径の整形ロール２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂは下部軸受箱６ｂに取り付けられ、矢印Ｑ，Ｑに示されるように軸受箱６ａ、６ｂを押し込むことで、木材Ｐに対し一度で必要な圧縮量をかけると共にその後の木材のスプリングバックを押さえながら所定寸法、形状の圧密材を加工するものである。
【００２０】
次に図４、図５を用いて本発明の一実施例である木材圧密装置の概要について説明する。上部加圧大径ロール１１ａと整形ロール１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａは一つの軸受箱１６ａにとりつけられ、ガイドフレーム１７ａに案内されて上下方向に摺動可能となっている。１８は上部軸受箱１６ａを上下動させる駆動用モータで、シャフト１９と歯車を介して係合っている昇降ガイド２０ａ、２０ｂを介して軸受箱１６ａを上下に駆動させることができる。
【００２１】
下部加圧大径ロール１１ｂ及び小径整形ロール１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂは下部軸受箱１６ｂに取り付けられ、下部軸受箱保持台２１及び架台２２に固定されている。
【００２２】
また図５に示されるように、軸受箱に取り付けられた上部ロールは、回転駆動モータ２３により、ユニバーサルジョイントを２４及び歯車２５，２６により回転可能且つ上下動可能となっている。Ｐは木材を示している。また上部加圧大径ロール１１ａ及び複数の小径整形ロール１２ａ、１３ａ，１４ａ，１５ａ、あるいは１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂは加熱ロールを採用している。
【００２３】
このような装置は、加圧大径ロール径、２５０〜３５０ｍｍ、複数の小径整形ロールは一律１００〜２００ｍｍを採用している。加熱ロールの温度は２３０〜２７０℃、木材の送り速度は２０００〜５０００ｍｍ/ｍｉｎで板厚１５〜３０ｍｍの木材を加圧圧縮したところ、圧縮率２０〜３０％においても、繊維切れやスプリングバックによる板厚の増加も起こらず、良好な圧密加工材を得られることが分った。
【００２４】
しかしながら、図６に示すように飽水材の圧密加工を行うに際し、幅方向へ木材が割裂する場合があったので、その防止策として図７に示すように加圧大径ロール１１ａの両側部にリング状の拘束部材２７，２８を設けた。これにより幅方向への木材の割裂を防止できる。
なお、生産性を上げたい場合には、後段の小径ロールを増やすことで簡単に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る木材圧密加工の原理を示す説明図。
【図２】木材を圧縮した場合の圧縮量と戻りの関係を示す説明図。
【図３】加圧大径ロールで木材を圧縮した場合の戻りと、小径の整形ロールで保持する木材とロールの関係を示す説明図。
【図４】本発明の一実施例に係る木材の連続圧密加工装置の概略を示す正面図。
【図５】同側面図。
【図６】飽水材が幅方向へ割裂する状態を表す説明図。
【図７】木材の幅方向割裂防止拘束リングを取り付けた加圧大径ロールの説明図。
【符号の説明】
【００２６】
Ｐ：木材
１ａ、１ｂ：加圧大径ロール
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ：小径整形ロール
１１ａ：上部大径加圧ロール
１１ｂ：下部大径加圧ロール
１２ａ，１３ａ、１４ａ、１５ａ：上部小径整形ロール
１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ：下部小径整形ロール 
１６ａ：上部軸受箱
１６ｂ：下部軸受箱
１７ａ、１７ｂ：ガイドフレーム
１８：駆動モータ
１９：シャフト
２０ａ：昇降軸
２０ｂ：昇降ガイド
２１：下部軸受箱保持台
２２：架台
２３：上部ロール駆動モータ 
２４：ユニバーサルジョイント
２５、２６：歯車
２７，２８：拘束リング
【図１】
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【図２】
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【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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