JP2000153502A - 木造建築用のほぞ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】両端木口部と側面部にほぞ加工を行うほぞ加工
装置の構成を合理化し、小形化、操作性の向上を図り、
併せて排塵手段の簡素化を図る。 【解決手段】水平面で旋回する旋回体Ｄに切削ヘッドＥ
を設け、切削ヘッドＥに備えたカッター２４ａ（２４
ｂ、２４ｃ）を左右方向および前後方向に換向設定する
にあたって、上記の旋回体Ｄの旋回中心位置にカッター
２４ａ（２４ｂ、２４ｃ）の刃先位置を合わせて設定す
る。切削ヘッドＥをカッターの回転軸２３方向と直交す
る水平方向と垂直方向の二軸方向に制御移動して切削加
工を行う。カッターを囲う切屑飛散防止カバー３２から
立ち上る排塵筒３４ａを上記の旋回中心位置に合わせて
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、木造建築用構造
材の長手方向端部(木口部)と幅方向端部(側面部)に種々
のほぞ加工を行う木造建築用のほぞ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】在来の軸組建築工法においては、構造材
として用いる土台、柱材、横架材などに各種のほぞ加工
を行う必要があり、例えば上記の横架材の木口部には図
１１、図１２の継手加工(ほぞ加工)を行い、また側面部
には、図１３の仕口加工(ほぞ加工)を行う。

【０００３】しかして、これらのほぞ加工は、本出願人
の提案した特開平９−２３９７０４号公報に係るほぞ加
工装置あるいは他の公知の機械装置により一般的に行わ
れている。上記の例示した発明では、左右一対のクラン
プ手段を用いて加工材をクランプ固定すると共に、加工
材の上方位置に水平面で旋回作動する切削ヘッドを設
け、この切削ヘッドに備えたカッターを前後または左右
方向に換向して前記図１１〜図１３のほぞ加工を行った
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のほぞ加
工装置は、平面視したとき切削ヘッドの旋回中心に対し
てカッター位置が大きく離れており、このため、同公報
の図２に見られるようにカッターを換向作動したとき、
切削加工位置が大きく変動してしまう。従って、二つの
クランプ手段を大きな空所を隔てて配設しなければなら
ず、全体構成の大形化を引き起すという問題点が指摘さ
れた。

【０００５】また同公報の図２と図３に見られるよう
に、切削ヘッドを前後方向に換向したときと、左右方向
に換向したときとでは加工材の供給位置が前後方向で大
きく異なるため、作業の煩雑さを生じ、これらの加工に
対応するためには、クランプ手段を上記前後方向におい
て移動調整しなければならないなど構造的が複雑になる
という問題点があった。

【０００６】また、この種の加工機械においては、切削
加工時に発生する切屑の飛散防止カバーがカッターを囲
うように配置され、このカバーには上方へ立ち上る排塵
用のダクトホースが取りつけられる。従って、このダク
トホースが換向時にヘッド外回りに大きく膨出して旋回
移動することになり、図示省略の集塵配管への接続が難
しいという問題があった。さらにこの配管構造では、巻
き付きによって切削ヘッドを３６０度の範囲で自在に換
向することができないという問題もあった。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の問題点に着
目してなされたものであり、合理的な構成により全体構
成を簡単化することができ、併せて操作性を向上するこ
とができる木造建築用のほぞ加工装置を提供しようとす
るものである。

【０００８】上記の目的を達成するために、本発明に係
るほぞ加工装置は次のように構成したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、その要旨とす
るところは、切削ヘッドを水平面で旋回動作し、この切
削ヘッドに備えたカッターを前後または左右方向に換向
すると共に、上記切削ヘッドをカッターの回転軸心方向
と直交する水平方向および垂直方向の二軸方向に移動制
御して加工材の両端木口部および側面部にほぞ加工を行
う加工機械において、上記切削ヘッドの旋回中心位置
を、カッター位置付近に設定すると共に、カッターを囲
繞する切屑飛散防止カバーを設けて、このカバーから立
ち上る排塵筒の中心位置を上記の旋回中心位置に合わせ
て配置したことにある。

【００１０】切削ヘッドを旋回作動したとき、カッター
位置が前後方向および左右方向において大きく変動する
ことがない。カッターが前方または後方に向くとき、切
削ヘッドを左右方向および垂直方向に制御移動して加工
材の木口部にほぞ加工を行う。またカッターが左方また
は右方に向くとき、切削ヘッドを前後方向および垂直方
向に制御移動して加工材の側面部にほぞ加工を行う。

【００１１】切削ヘッドの旋回動作と共に、一緒に切屑
飛散防止カバーと排塵筒が同方向に旋回移動する。両者
は切削ヘッドの旋回中心位置に配置されているので、そ
れらが外回りに大きく膨出することがない。また排塵筒
においては、巻き付くこともなく３６０度の範囲で自在
に旋回することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る木造建築用
のほぞ加工装置を一実施例について具体的に説明する。
図１は全体構成を示す正面図 図２は旋回作動して示す
平面図 図３は同じく側面図である。なお説明の便宜
上、図１の紙面表裏方向(図２の上下方向)を前後方向と
し、同図の左右方向を左右方向、上下方向を昇降または
垂直方向として最初に決めておく。

【００１３】上記の図１〜図３において、１はベースフ
レーム ２はベースフレーム１の前側上部に配設した左
右方向のガイドレール ３はガイドレール２に移動自在
に配設した移動ベース Ａは移動ベース３の上部に備え
たクランプ手段 このクランプ手段Ａは、一対のバイス
片４、４と、このバイス片４、４を求心的に開閉する送
りねじ手段（図示省略）および送りねじ手段を回転操作
するハンドル車５によって構成する。

【００１４】７はガイドレール２に対して移動ベース３
を締め付け、クランプ手段Ａの左右のスライド移動を停
止する固定ハンドル ７ａ、７ｂはクランプ手段Ａの左
右移動位置を規制するストッパ片 ８はクランプ手段Ａ
における両バイス片４、４の間に配設した加工材Ｗの受
けロール ９、１０はベースフレーム１の左右両側に接
続したローラテーブルである。また上記のクランプ手段
Ａは、前後スライド機構(図示省略)を介して移動ベース
３に配設されており、その移動量はハンドル車６の回転
操作で行われる。

【００１５】１１はベースフレーム１の後側上部に樹立
した左右一対の垂直コラム Ｂはスライド筒１２を垂直
コラム１１に係合すると共に、取付プレート１３を前方
に張り出して設けた昇降体 Ｃは垂直コラム１１の上方
に設けた下向きのサーボモータ１４、サーボモータ１４
に回転駆動される送りねじ軸１５、送りねじ軸１５に螺
合する昇降体B側の受動ナット２６によって構成した昇
降送り手段 この昇降送り手段Ｃは昇降体Ｂを昇降方向
に制御移動する。

【００１６】１７は昇降体Ｂにおける取付プレート１３
の先端部に設けた中空の垂直支軸 Ｄは水平面で旋回で
きるように垂直支軸１７に配設した旋回体 この旋回体
Ｄは、ベアリング１７ａを介して垂直支軸１７に取りつ
けた旋回盤１８と、この旋回盤１８に取りつけた下向き
の取付フレーム１９によって構成する。２０は取付フレ
ーム１９の下端部に設けた水平方向のガイドロッド ２
１はスライド筒を上記ガイドロッド２０に係合して移動
自在とした支持板 １８ａは旋回盤１８の中心部に空け
た通孔である。

【００１７】Ｅは支持板２１の下部に固定して設けた切
削ヘッド この切削ヘッドＥは、駆動モータ２２、駆動
モータ２２における回転軸２３の先端部に交換自在に取
りつけたカッター２４ａ(２４ｂ、２４ｃ)によって構成
する。上記の回転軸２３は、前記のガイドロッド２０と
直交する向きにして水平に配設する。切削ヘッドＥは、
取付フレーム１９の一側に設けたサーボモータ２５、サ
ーボモータ２５によって回転駆動される送りねじ軸など
から構成した水平送り手段Ｆによって制御移動される。

【００１８】図２に示すように、回転軸２３の軸心と旋
回体Ｄの旋回中心Ｐ（垂直支軸１７の中心）とが一致す
る位置を切削ヘッドＥの原点位置とする。カッター２４
ａ(２４ｂ、２４ｃ)は、加工すべきほぞ形状に対応して
種々のものを用意し、これを回転軸２３に取り替えて使
用する。

【００１９】２８は旋回体Ｄにおける旋回盤１８の外周
部に突出して設けた旋回操作用のレバーハンドル ２９
は９０度の角度単位をもって旋回盤１８の外周部に設け
た切欠孔 ３０は切欠孔２９に対応して取付プレート１
３側に設けたストッパねじである。上記のストッパねじ
３０が切欠孔２９に嵌合する位置にあるとき、切削ヘッ
ドＥの回転軸２３は左右方向および前後方向のうち何れ
か一方向に設定される。

【００２０】３１は旋回体Ｄにおける取付フレーム１９
に設けた昇降方向のガイドレール ３２はスライドベア
リング３３を介してガイドレール３１に昇降自在に配設
した切屑飛散防止カバー この防止カバー３２は、常時
はその重量によってガイドレール３１の下端位置に垂下
し、カッター２４ａ(２４ｂ、２４ｃ)の外周部を囲繞す
る。防止カバー３２の下端は、垂下位置にあってカッタ
ー２４ａ(２４ｂ、２４ｃ)より下方に位置する。

【００２１】３４は防止カバー３２の上部に開口した排
塵口 ３４ａは下端を排塵口３４に取りつけ、上端を旋
回盤１８の通孔１８ａを通して上方に開口した伸縮ホー
スからなる排塵筒 この排塵筒３４ａの上端にはロータ
リ継手を介して集塵ダクト（共に図示省略）を連結す
る。

【００２２】次に図４において、Ｓは取付ステイを介し
て防止カバー３２に取りつけたリミットスイッチ ３５
は取付フレーム１９に取りつけたスイッチ作動片であ
り、これら両者によって加工材Ｗの上面位置を検出する
検出手段Ｈを構成する。この検出手段Ｈは、切削ヘッド
Ｅの継続した下降動作の中でカバー体３２が加工材Ｗの
上面に当接して停止し、続いてこのカバー体３２に対し
て切削ヘッドＥが相対動作するとき、スイッチ接点を閉
じて検出信号を出力する。

【００２３】上記の検出信号を基点として二つのサーボ
モータ１４、２５が所定のＮＣプログラムに従って制御
駆動される。この運転プログラムは、加工対象となるほ
ぞ形状によって個別に用意されるものであり、図示省略
の制御盤に配置したセレクトスイッチによって選択設定
する。一例として、木口部の雄ほぞ加工の場合は図８、木
口部の雌ほぞ加工の場合は図９、側面部の雌ほぞ加工の
場合は図１０に示すプログラム運転を行う。

【００２４】上記の図８〜図１０において、Ｐ１はカッ
ター２４ａ〜２４ｃの原点位置 Ｐ２は検出手段Ｈによ
る上面検出信号の出力位置 Ｐ３はカッター２４ａ〜２
４ｃによる加工材Ｗの切削開始基準位置である。Ｐ１〜
Ｐ２間は加工材Ｗの高さ寸法などによって一定ではない
が、Ｐ２〜Ｐ３間は常に一定であり、Ｐ３〜Ｐ４間およ
びそれ以降は設定値によって与えられる。なお、図にお
いての切削加工時以外は、カッター２４ａ〜２４ｃを早
送りして作業時間の短縮を図るようにする。

【００２５】一実施例に係る木造建築用のほぞ加工装置
の構成は上記の通りであり、次のようにしてほぞの切削
加工を行う。一例として両端木口部のうち、左端へ雄ほ
ぞ(図１１参照)を、右端へ雌ほぞ(図１２参照)を加工
し、続いて長手方向側面部へ雌ほぞ(図１３参照)加工を
行う場合について順に説明する。

【００２６】それには、まず切削ヘッドＥに付いている
カッターの種類と向きおよびクランプ手段Ａの配設位置
を確認する。左端への雄ほぞ加工の場合は、図５のよう
にそれに適合するカッター２４ａを回転軸２３に取りつ
ける。そして、旋回体Ｄを旋回操作してカッター２４ａ
の向きを右向きに換向する。この設定状態において、カ
ッター２４ａは昇降および同図に矢印で示す前後の二軸
方向への制御移動が可能である。

【００２７】また他方においては、クランプ手段Ａを右
方位置へ移動して固定し、カッター２４ａに対向して配
置する。そして、この状態において右側のローラテーブ
ル９に供給した加工材Ｗの左端をクランプ手段Ａから切
削加工位置に適宜に突出して位置決めする。この加工材
Ｗの位置決めにあたっては、加工材Ｗに描いた返り墨を
使用するか、或いは加工材Ｗの先端ストッパ定規を使用
するかなど周知の手法によって適切に行う。

【００２８】またクランプ手段Ａにより求心的に保持さ
れた加工材Ｗの中心とカッター２４ａにおける回転軸心
が幅方向において一致していることを確認する。この確
認操作にあたっては、上記の回転軸心位置を照射光線に
よって表示するレーザマーキング装置（周知につき図示
省略）を用いるのが好適である。心ズレがあるときは、
ハンドル車６により加工材Ｗごとクランプ手段Ａを前後
方向に移動して調整する。

【００２９】このようにして切削加工の準備がなされた
ならば、図示省略のセレクトスイッチによって木口部の
雄ほぞ加工に適合する運転プログラムを選定し、切削加
工を実行する。カッター２４ａは昇降と前後の二軸方向
において制御移動し、図８のように最初に原点位置Ｐ１
から左方向（後方向）に早送りされ、続いて加工材Ｗの
中心位置に対して所定値に達するとき下方へ早送りされ
る。

【００３０】下方への早送りは切削ヘッドＥの下降動作
によって行われ、その下降途中に切屑飛散防止カバー３
２の下端が加工材Ｗの上面に当接する。そして、これ以
降検出手段Ｈの上面検出信号を基点として所定の切削送
りが行われる。切削送りは、上下動作および上下前後動
作を補間した半円弧動作によって与えられるものであ
り、加工材Ｗの左端に図１１の雄ほぞを削成することが
できる。

【００３１】この切削加工中において、切削ヘッドＥは
ベースフレーム１の上部に接近する位置にまで下降する
が、干渉するものがないので、加工作業を支障なく行う
ことができる。なお、切削加工が終了すると、カッター
２４ａは上昇して原点位置Ｐ１に早戻しされる。加工済
の製品または半製品は、クランプ手段Ａの固定を開放す
ることにより取り出すことができる。

【００３２】上記の左端加工に引き続いて右端加工を行
う場合について説明する。このときは、図６のようにク
ランプ手段Ａを右方から左方位置に移動して設置し、切
削ヘッドＥを１８０度旋回してカッターを左向きに換向
する。カッターは、雌ほぞ加工用のもの（２４ｂ）に交
換する。切削ヘッドＥが旋回動作するとき、切屑飛散防
止カバー３２と排塵筒３４ａも一緒に１８０度旋回する
が、排塵筒３４ａが旋回中心にあるので、操作の支障に
ならずスムーズに行うことができる。

【００３３】この状態において、加工材Ｗを左側のロー
ラテーブル１０から供給し、右端を切削加工位置に臨ま
せた状態で位置決めし、クランプ固定する。このように
して切削加工の準備がなされたならば、所要の雌ほぞ加
工に適合する運転プログラムを選択して切削加工を開始
する。

【００３４】この雌ほぞ加工は、図９のようにして行わ
れるものであり、原点位置Ｐ１から早送りを経て下降方
向の切削送りが行われる。運転中における検出手段Ｈの
動作などは前記した雄ほぞ加工と同様にして行われるも
のであり、ここでは詳細な説明を省略する。

【００３５】次に加工材Ｗにおける側面部に雌ほぞ加工
を行う場合について説明する。それには、まず図７のよ
うに切削ヘッドＥを旋回操作し、カッターを前向きに換
向設定する。カッターは雌ほぞ加工用のもの（２４ｃ）
に交換する。カッター交換が済んだならば、切削加工位
置に接近してクランプ手段Ａを横移動して配置し、両側
のローラテーブル９、１０に跨って加工材Ｗを供給す
る。上記の旋回動作時において排塵筒３４ａは支障なく
回動する。

【００３６】この加工材Ｗの長手方向の位置決めは、前
述のレーザマーキング装置（図示省略）から照射される
表示光線を目視して行い、終了後にクランプ手段Ａによ
ってクランプ固定する。また加工材Ｗにおける幅方向の
調整はハンドル車６によってクランプ手段Ａを前後動作
して行う。このようにして加工準備が済んだならば、雌
ほぞ加工に適合する運転プログラムを実行して切削加工
を行う。カッター２４ｃは上下と左右の二軸方向に制御
移動し、図１０の動作によって加工材Ｗに所要のほぞ加
工を行う。

【００３７】以上のようにして側面部への雌ほぞ加工が
終了したならば、クランプ手段Ａを開放して加工済の製
品または半製品を搬出する。搬出後は最初に戻って、次
の加工材Ｗに対応するカッターの選定、運転プログラム
の選択、クランプ手段の移動操作などを行うようにす
る。

【００３８】なお、上記の一実施例では加工材Ｗの一側
面部だけに雌ほぞ加工を行ったが、切削ヘッドを旋回し
てカッター２４ｃを後向きに換向設定すれば、他側面部
へのほぞ加工を行うことができる。排塵筒３４ａは旋回
中心に位置しているので、この場合も巻き付き、外側へ
の膨出などの問題がなく、従って、切削ヘッドＥを３６
０度の範囲において支障なく旋回し、カッター２４ａ〜
２４ｃを換向設定することができる。

【００３９】また一実施例では、クランプ手段Ａを一基
だけ配設して、これを左右方向に移動設定して両端木口
部のほぞ加工に対応したものであるが、切削加工位置の
左右に各別に配設しても良い。この場合には、何れか使
用しない側のものと切削ヘッドとの干渉を生じないよう
に、退避手措置を講ずることが必要である。

【００４０】また一実施例では、旋回体Ｄおよびクラン
プ手段Ａを手動操作によって移動設定したものである
が、電動モータあるいは空圧シリンダなどによって自動
的に行うようにすることは設計上容易であり、適宜に採
択することができる。

【００４１】また一実施例では、排塵筒３４ａを伸縮性
としているが、単なる円筒体または角筒体であっても良
いことは勿論である。この場合は、その上端に可撓性ホ
ース或いはロータリ継手を介して集塵ダクトを接続す
る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明に係る木造建築用の
ほぞ加工装置は、旋回操作によりカッターを左右および
前後に換向設定としたとき、そのカッターの位置が大き
く変動しないものである。このため、従来のものと比較
して大幅な構成の小形化を図ることができる。また加工
位置が常に一定であり、作業性を向上するという優れた
効果を発揮することができる。

【００４３】加えて、切屑を排出する排塵筒を旋回中心
に配置したので、旋回作動によっても位置が変動せず、
集塵配管への接続を容易に行うことができる。また旋回
に伴う巻き付き、膨出などがないので旋回体を３６０度
の範囲で支障なく旋回設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る木造建築用のほぞ加工装置の一
実施例を示す正面図である。

【図２】同じく、このほぞ加工装置の動作状態を示した
平面図である。

【図３】同じく、動作状態を示した側面図である。

【図４】ほぞ加工装置の要部の構成を示す一部縦断側面
図である。

【図５】木口部の左端へ雄ほぞ加工を行う場合の説明図
である。

【図６】木口部の右端へ雌ほぞ加工を行う場合の説明図
である。

【図７】側面部へ雌ほぞ加工を行う場合の説明図であ
る。

【図８】木口部の左端へ雄ほぞ加工を行う場合の制御動
作の説明図である。

【図９】木口部の右端へ雌ほぞ加工を行う場合の制御動
作の説明図である。

【図１０】側面部へ雌ほぞ加工を行う場合の制御動作の
説明図である。

【図１１】木口部に削成した雄ほぞの形状を示す説明図
である。

【図１２】木口部に削成した雌ほぞの形状を示す説明図
である。

【図１３】側面部に削成した雌ほぞの形状を示す説明図
である。

【符号の説明】

Ａ クランプ手段 Ｂ 昇降体 Ｃ 昇降送り手段 Ｄ 旋回体 Ｅ 切削ヘッド Ｆ 水平送り手段 Ｈ 検出手段 ３ 移動ベース ４ バイス片 ５ ハンドル車 ６ ハンドル車 １４ サーボモータ １７ 垂直支軸 １８ 旋回盤 １８ａ 通孔 ２２ 駆動モータ ２３ 回転軸 ２４ａ カッター ２４ｂ カッター ２４ｃ カッター ３２ 切屑飛散防止カバー ３４ａ 排塵筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削ヘッドを水平面で旋回動作し、この
   切削ヘッドに備えたカッターを前後または左右方向に換
   向すると共に、上記切削ヘッドを少なくともカッターの
   回転軸心方向と直交する水平方向および垂直方向の二軸
   方向に移動制御して加工材の両端木口部および側面部に
   ほぞ加工を行う加工機械において、 上記切削ヘッドの旋回中心位置を、カッター位置付近に
   設定すると共に、カッターを囲繞する切屑飛散防止カバ
   ーを設けて、このカバーから立ち上る排塵筒の中心位置
   を上記の旋回中心位置に合わせて配置するようにしたこ
   とを特徴とする木造建築用のほぞ加工装置。