(57)【要約】【課題】端部加工のみで中間部の加工を施さない横架材を最終加工工程まで搬送せず、端部加工の終了後、直ちに、加工ライン外に搬出することによって、加工装置の時間当たりの加工能力を向上させることができる。【解決手段】予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、加工データに、木材の含水率に適した切削加工条件を付加する。切削加工条件は、含水率が設定範囲内の場合には、切削加工速度を定常速度とし、含水率が設定範囲を超える場合には、切削加工速度を定常速度より速くし、含水率が設定範囲未満の場合には、切削加工速度を定常速度より遅くすることからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、
前記加工データに、木材の含水率に適した切削加工条件を付加することを特徴とする木材プレカット方法。
【請求項２】
予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、
前記加工データに、含水率が既知の樹種に適した切削加工条件を付加することを特徴とする木材プレカット方法。
【請求項３】
前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、切削加工速度を定常速度とし、前記含水率が前記設定範囲を超える場合には、前記切削加工速度を前記定常速度より速くし、前記含水率が前記設定範囲未満の場合には、前記切削加工速度を前記定常速度より遅くすることからなることを特徴とする、請求項１または２記載の木材プレカット方法。
【請求項４】
前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、木材への切削刃物の出入り角度を垂直にし、前記含水率が前記設定値未満の場合には、前記切削刃物の出入り角度を、木材面に対して斜めにすることを特徴とする、請求項１または２記載の木材プレカット方法。
【請求項５】
前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、１回の切削量を定常量とし、前記含水率が前記設定範囲を超える場合には、前記１回の切削量を、前記定常量より多くし、前記含水率が前記設定範囲未満の場合には、前記１回の切削量を前記定常量より少なくすることからなることを特徴とする、請求項１または２記載の木材プレカット方法。
【請求項６】
前記切削加工条件は、請求項３から５の少なくとも１つからなっていることを特徴とする、請求項１または２記載の木材プレカット方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、木材プレカット方法、特に、木材の自動切削加工による「バリ」、「割れ」あるいは「欠け」等の欠陥の発生を、木材に予備加工等を施すことなく、しかも、加工形状に無関係に確実に防止することができ、さらに、加工能率を向上させることができる木材プレカット方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット装置としては、図４に示すようなものがある。このプレカット装置は、長さ切断機２、中間部加工機３および端部加工機５を備えたものであり、以下のようにして、予め設定された加工データに基づいて、木材（Ｗ１）を自動的に切削加工するものである。
【０００３】
搬入機１から加工ライン（Ｌ）に搬入された木材（Ｗ１）は、長さ切断機２により所定の長さに切断された後、中間部加工機３に搬送され、ここで、縦加工、横加工および溝加工等が施される。中間部の加工が終了した木材（Ｗ１）は、中間搬出機４によって端部加工機５に搬入され、ここで、木口加工が施される。このようにして、全ての加工が終了した加工済み木材（Ｗ２）は、搬出機６によって加工ライン（Ｌ）外に搬出される。
【０００４】
このようなプレカット装置により切削加工される木材として、近年、エンジニアリングウッドと総称される、乾燥処理が施された木材が住宅の木造軸組工法に使用されることが多い。このような木材としては、米松、米栂、ホワイトウッド、レッドウッド、あるいは、米松と杉との混合集成材等、多くの樹種のものが使用されている。
【０００５】
以前の乾燥処理があまり施されていなかった場合には、含水率が多いので樹種にかかわらず、切削加工による「バリ」、「割れ」あるいは「欠け」等の欠陥（以下、単に欠陥という）の発生頻度は少なかった。
【０００６】
しかしながら、近年、原材料の多様化と共に、建築後の木材の乾燥によるひびや歪み等の建物の不具合の発生を防ぐために、上述した乾燥木材が住宅の木造軸組工法の構造材として使用されることが多くなってきた。
【０００７】
乾燥した木材は、乾燥していない木材に比べて弾性力がないために、切削加工による欠陥が発生しやすい。
【０００８】
なお、切削加工による欠陥は、図５（Ａ）に示すように、木材（Ｗ）の側部に雌ほぞを加工する場合、同図（Ｂ）に示すように、木材（Ｗ）の木口に雄ほぞを加工する場合、あるいは、同図（Ｃ）に示すように、木材（Ｗ）の木口に雌ほぞを加工する場合等において発生する。
【０００９】
すなわち、例えば、図５（Ａ）に示すように、木材（Ｗ）の側部に雌ほぞを加工する場合、刃物（Ｃ）は、図６に示すように、半時計方向に高速回転しながら上昇し、雌ほぞの幅分だけ水平移動あるいは円運動した後、下降するが、刃物（Ｃ）が下降し、木材（Ｗ）から抜け出る際に、例えば、「欠け」が発生する。同図中、「欠け」の発生箇所を黒塗り部分で示す。なお、刃物（Ｃ）が上昇し、木材（Ｗ）に食い込む際にも、刃物（Ｃ）が抜け出る場合より頻度は少ないが、前記欠陥が発生することがある。
【００１０】
従来、切削加工による欠陥の発生を防止する加工方法が特開２００３−３０５７０１号公報に開示されている。以下、この加工方法を従来加工法という。
【００１１】
従来加工法は、図７（Ａ）に示すような、継手仕口金物装着用のスリット付き凹溝７を、同図（Ｂ）に示すような、凹溝用カッター８とその両側に配された２枚のスリット用カッター９とからなる刃物１０により木材（Ｗ）の木口に施す場合、予め、同図（Ｃ）に示すような三日月状の浅い窪み１１を木材（Ｗ）の上面（または下面）に形成しておくことによって、切削加工時に凹溝７の底部分に欠陥が発生することを防止するものである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−３０５７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来加工法によれば、上述したように、木材（Ｗ）に三日月状の浅い窪み１１を予備加工することによって、切削加工による欠陥の発生を防止することができるが、以下のような問題があった。
【００１４】
（１）上記欠陥の発生の恐れがある全ての部分に予備加工を施す必要があるので、その分、加工数が増加し、プレカット装置全体の加工能率が低下する。木材（Ｗ）の含水率が高い場合、すなわち、木材（Ｗ）が乾燥していない場合には、予備加工を施さなくても欠陥が発生する可能性が低い。なお、木材（Ｗ）の含水率は、通常、８から２０％程度である。
（２）加工能率を向上させるために、切削加工速度を速めると、予備加工を施しても欠陥が発生する恐れがある。これは、特に、木材（Ｗ）が乾燥している場合に発生しやすい。
（３）上記予備加工を施すことによる欠陥の発生防止は、木材（Ｗ）の木口に継手仕口金物装着用のスリット付き凹溝７を加工する場合には有効であるが、例えば、木材（Ｗ）の側部に雌ほぞを加工するような場合には、欠陥発生の防止効果はない。
【００１５】
従って、この発明の目的は、木材の自動切削加工による欠陥の発生を、木材に予備加工を施すことなく、しかも、加工形状に無関係に確実に防止することができ、さらに、加工能率を向上させることができる木材プレカット方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明者は、上述の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた。この結果、以下のような知見を得た。
【００１７】
（ａ）木材が乾燥していない場合、すなわち、木材の含水率が高い場合には、木材に弾力性があるので、上記欠陥が発生する可能性が低い。
（ｂ）従って、木材プレカット装置により木材に自動的に切削加工を施す場合、予め、木材の含水率に適した切削加工速度を予め木材の加工データに付加しておき、木材の含水率に応じて、切削加工条件、例えば、加工速度を調整すれば、上記欠陥の発生を未然に防止することができる。
（ｃ）すなわち、乾燥木材に対しては加工速度を遅くし、一方、乾燥していない木材に対しては加工速度が速くなるように加工速度を調整すれば、上記欠陥の発生を確実に防止することができる。
（ｄ）しかも、乾燥していない木材に対しては加工速度を速くすることができるので、その分、加工能率を向上させることができる。
（ｅ）さらに、木材の含水率を基準にして切削加工条件を調整することによって、欠陥の発生を防止できるので、上記従来加工法のように木材にいちいち予備加工を施す必要がないばかりか、加工形状に無関係に有効である。
【００１８】
この発明は、上記知見に基づきなされたものであって、下記を特徴とするものである。
【００１９】
請求項１記載の発明は、予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、前記加工データに、木材の含水率に適した切削加工条件を付加することに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、前記加工データに、含水率が既知の樹種に適した切削加工条件を付加することに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、切削加工速度を定常速度とし、前記含水率が前記設定範囲を超える場合には、前記切削加工速度を前記定常速度より速くし、前記含水率が前記設定範囲未満の場合には、前記切削加工速度を前記定常速度より遅くすることからなることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、木材への切削刃物の出入り角度を垂直にし、前記含水率が前記設定値未満の場合には、前記切削刃物の出入り角度を、木材面に対して斜めにすることに特徴を有するものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記切削加工条件は、前記含水率が設定範囲内の場合には、１回の切削量を定常量とし、前記含水率が前記設定範囲を超える場合には、前記１回の切削量を、前記定常量より多くし、前記含水率が前記設定範囲未満の場合には、前記１回の切削量を前記定常量より少なくすることからなることに特徴を有するものである。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記切削加工条件は、請求項３から５の少なくとも１つからなっていることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、木材の自動切削加工による欠陥の発生を、木材に予備加工を施すことなく、しかも、加工形状に無関係に確実に防止することができ、さらに、加工能率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この発明の木材プレカット方法をさらに説明する。
【００２７】
この発明は、予め設定された加工データに基づいて木材を自動的に切削加工する、木造軸組工法に使用する木材のプレカット方法において、加工データに、木材の含水率に適した切削加工条件を付加するものである。
【００２８】
ここで、切削加工条件とは、切削加工速度、木材への切削刃物の出入り角度および１回の切削量の内の少なくとも１つの条件からなるものである。以下、各条件について説明する。
【００２９】
切削加工速度条件は、木材の含水率が設定範囲内の場合には、切削加工速度を定常速度とし、含水率が設定範囲を超える場合には、切削加工速度を定常速度より速くし、含水率が設定範囲未満の場合には、切削加工速度を前記定常速度より遅くすることからなっている。
【００３０】
なお、木材の含水率の測定は、木材に電流を流し、その時の通電電気抵抗を測定することによる公知の方法によって容易に求めることができる。
【００３１】
ここで設定範囲とは、上述したように、木材の含水率は、通常、８から２０％程度であるので、例えば、この範囲内の含水率とする。従って、含水率がこの設定範囲内では、切削加工速度を定常速度、例えば、４ｍ／分とし、含水率が２０％を超えた場合には、木材が乾燥していないので弾力性があり、欠陥が発生しにくいことから、切削加工速度を定常速度より速く、例えば、６ｍ／分とする。一方、含水率が８％未満の場合には、木材が乾燥していて弾力性がなく、欠陥が発生しやすいことから、切削加工速度を定常速度より遅く、例えば、２ｍ／分とする。
【００３２】
図１に示すように、上述した、木材の含水率に適した切削加工速度条件を、例えば、上述したプレカット装置の制御器に設定される加工データに予め付加しておき、プレカット装置本体側に、同じ加工形状でも加工速度の異なる加工プログラムを切削加工速度条件毎に持たせておき、加工形状の選択と同時に加工速度の選択を行えば、木材には、その含水率に適した切削加工速度により切削加工が施されるので、切削加工による欠陥の発生を、加工形状に無関係に確実に防止することができる。
【００３３】
しかも、木材の含水率が設定範囲を超える場合には、切削加工速度を定常速度より速くすることができるので、その分、加工能率を向上させることができる。
【００３４】
なお、木材の含水率は、予め測定しても、あるいは、加工時に測定しても良い。また、木材の含水率は、上述した樹種、あるいは、混合集成材の種類毎に異なり、その含水率は、おおよそ決まっているので、加工データに樹種、あるいは、混合集成材の種類を識別するコードを付加しておき、加工プログラムをコード毎に持たせておいても良い。
【００３５】
次に、木材への切削刃物の出入り角度条件であるが、これは、木材の含水率が上記設定範囲内の場合には、欠陥が発生しにくいことから、図２に示すように、木材への切削刃物（Ｃ）の出入り角度を、木材（Ｗ）の下面（Ｓ）に対して直角にし、含水率が上記設定値より小さい場合には、欠陥が発生しやすいことから、切削刃物（Ｃ）の出入り角度を、鋭角、すなわち、木材面（Ｓ）に対して斜めにすることからなっている。
【００３６】
上述した、木材への切削刃物の出入り角度条件を予め加工データに付加しておけば、木材には、その含水率に適した切削加工速度により切削加工が施されるので、切削加工による欠陥の発生を、加工形状に無関係に確実に防止することができる。
【００３７】
次に、切削刃物による１回の切削量条件であるが、これは、木材の含水率が上記設定範囲内の場合には、１回の切削量を定常量とし、含水率が上記設定範囲を超える場合には、１回の切削量を、定常量より多くし、含水率が上記設定範囲未満の場合には、前記１回の切削量を前記定常量より少なくする。
【００３８】
ここで、上記定常量とは、例えば、図３に示すように、例えば、切削刃物を２回移動させて木材（Ｗ）に雌ほぞ加工を施す場合の１回の切削量（深さ：Ｈ）である。含水率が上記設定範囲を超える場合には、欠陥が発生しにくいことから１回の切削量を、定常量より多く、例えば、２Ｈ、すなわち、１回で切削する。一方。含水率が上記設定範囲未満の場合には、欠陥が発生しやすいことから、１回の切削量を定常量（Ｈ）より少なく、例えば、Ｈ／２とする。
【００３９】
このように、上述した１回の切削量条件を予め加工データに付加しておけば、木材には、その含水率に適した切削量により切削加工が施されるので、切削加工による欠陥の発生を、加工形状に無関係に確実に防止することができる。しかも、木材の含水率が設定範囲を超える場合には、１回の切削量を定常量より多くすることができるので、その分、加工能率を向上させることができる。
【００４０】
なお、上記切削加工条件を組み合わせて加工データに付加しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の木材プレカット方法の構成を示すブロックである。
【図２】木材への切削刃物の出入り角度条件を説明する刃物の移動を示す正面図である。
【図３】切削刃物による１回の切削量条件を説明する切削量を示す概略斜視図である。
【図４】従来のプレカット装置を示す概略平面図である。
【図５】切削加工による欠陥が生じる加工形状を示す図であり、同図（Ａ）は、木材側部に加工された雌ほぞを示す斜視図、同図（Ｂ）は、木口に加工された雄ほぞを示す斜視図、同図（Ｃ）は、木口に加工された雄ほぞを示す斜視図である。
【図６】雌ほぞを加工する場合の刃物の移動を示す正面図である。
【図７】従来加工法を示す図であり、同図（Ａ）は、スリット付き凹溝を示す斜視図、同図（Ｂ）は、従来加工法による刃物を示す平面図、同図（Ｃ）は、従来加工法により予備加工された窪みを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：搬入機
２：長さ切断機
３：中間部加工機
４：中間搬出機
５：端部加工機
６：搬出機
７：凹溝
８：凹溝用カッター
９：スリット用カッター
１０：刃物
１１：窪み
【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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