JP2000313002A - 木材の割裂細片の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度良くきれいな割裂細片を得ることができ
ると共に、スコアーナイフの寿命を飛躍的に延ばすこと
ができる木材の割裂細片の製造装置及び製造方法を提供
する。 【解決手段】 上下に所定間隔をあけて平行に設けられ
た一対の上軸１１及び下軸１２と、上軸１１に、軸方向
に所定ピッチで軸着固定された複数又は多数のスコアー
ナイフ１３と、下軸１２に軸着固定され、その外周面に
円周方向に形成された溝１４をスコアーナイフ１３の刃
先とそれぞれ軸心を同一にし、しかも下軸１２の軸方向
に複数又は多数備えた溝付きロール１５とを有し、溝１
４内に発生する木屑２１を保持した状態で木材１９を割
裂して、スコアーナイフ１３の刃先を保護する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スコアーナイフと
溝付きロールとを上下に組み合わせることによって、木
材を繊維方向に割裂する木材の割裂細片の製造装置及び
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】梁や柱等の木質系構造用材として用いら
れてきた製材品は、鋸等によって所定の形状、寸法等に
加工される為、多くの鋸屑や背板等が発生して歩留りが
低く、また、製材品には節等の欠陥が存在するため強度
上の性能のばらつきがあるという問題がある。そこで、
木材を繊維方向に割裂してストランドと称する割箸状の
木質材（割裂細片）を得、これにフェノール樹脂等の熱
硬化性樹脂を塗布して多数積層し、スチームインジェク
ションプレスやその他のホットプレス等で熱圧締成形す
ることによって、大きな面積を持つ板状の割裂片積層材
を製造する方法が利用されている。この方法において
は、原材料として小径木等を用いることができ、製材品
に比し歩留りが向上すると共に、ストランド同士は繊維
方向が一様に整列しているため、ばらつきの小さな安定
した強度を持つ木質材料（割裂片積層材）を得ることが
できる効果がある。

【０００３】そして、このようなストランドの製造に使
用する木材の割裂装置の従来技術としては、特開昭５７
−８４８１１号公報の第９図や、特開平１−２７１１９
３号公報の第１図、特開平７−１９５３１３号公報の図
７及び図９、及び特開平１０−１５６８０９号公報の図
２に示されているもの等がある。以下、それぞれの装置
について簡単に説明する。特開昭５７−８４８１１号公
報の第９図に示されている装置は、互いに離間した回転
円板の上列と互いに離間した回転円板の下列を有し、下
列の回転円板と上列の回転円板が上下で互い違いに噛み
合い、上下が逆向きに回転して木材を引き込みながら所
定の幅に切断する、いわゆるギャング方式のスリッター
で木材をその木目に沿ってクラックを入れて分割する装
置である。特開平１−２７１１９３号公報の第１図に示
されている装置は、フラットロールと、木材をそのフラ
ットロールに押し付けて切断するカッター付きロールと
を上下に相対峙させ、フラットロールにカッター付きロ
ールの先端を接触させて、板材を切断する装置である。
また、これと同様に、フラットロールの幅を広くして一
体ロールとし、相対峙する複数のカッター付きロールを
受ける、いわゆるアンビルロールを利用した切断装置も
考えられる。

【０００４】特開平７−１９５３１３号公報の図７に示
されている装置は、回転筒と、この全周に所定間隔をお
いて多段に並列され、両刃からなる円形刃とにより構成
された一対の回転刃をその円形刃の刃先が互いに相手方
の刃先で形成される隙間にやや突出するように上下に設
置され、互いに逆方向に回転されて木材を割裂する装置
である。特開平７−１９５３１３号公報の図９に示され
ている装置は、前記図７に示されている割裂装置と同様
に上下に設置されて互いに向かい合う円形刃の刃先は片
刃とされ、互いの刃先が鋏と同様に接触するようになっ
ていて木材を鋏み切ることにより割裂するようにした装
置である。特開平１０−１５６８０９号公報の図２に示
されている装置は、上下に相対向する一対の回転刃物の
複数対を互いに平行に所定ピッチで配列した回転刃物群
に被割裂材を通すことにより、被割裂材の表裏に押し切
り割れ目を入れると共に、各回転刃物対間に配置した規
制部材により、押し切り割れ目が入れられた被割裂材の
各部の進行方向を規制して、各押し切り割れ目で区切ら
れた各部分が、互いに隣接するものどうし上下に分かれ
て進行するように誘導することにより、被割裂材を分離
するようにした装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来技術にはそれぞれ未だ解決すべき以下の問題点が
あった。 （１）特開昭５７−８４８１１号公報の第９図に示され
ている装置の問題点 相対向する回転円板群を相互に噛み合わせて逆向きに回
転させ、その間にスラブ状の木材を引き込むことによっ
て割裂する際、回転円板の噛み合い面における木材にか
かる圧力が強く、その木材は割裂するまでには到らず、
つぶされた状態となることが多いことが確認されてい
る。また、木目に沿ってクラックを入れて分割すること
により、各割裂材は一様な形状とならないので、加熱圧
締する前に各割裂材を接着材塗布して整列するのに手間
がかかるという問題がある。

【０００６】（２）特開平１−２７１１９３号公報の第
１図に示されている装置の問題点 この切断機により木材の割裂を行おうとする場合には、
カッター付きロールは２〜３ｍｍの薄い刃物とすること
が求められる。その結果、フラットロールが金属製で硬
質の場合にはカッター付きロールの刃先の寿命は短いも
のとなってしまう。また、数十条並ぶカッター付きロー
ルの刃先を一定の圧力でフラットロールに押し付けるた
めには上下軸の平行度等をはじめとして軸まわりの加工
組立精度が厳しく要求される。この欠点を解決する目的
でフラットロール表面を合成樹脂等の軟質材で被覆した
フラットロールとしてカッター付きロールの刃先の保護
を図った場合には、カッター付きロールの刃先をフラッ
トロールに２〜３ｍｍ食い込ませて割裂することになる
ので割裂の初期段階での切れ味は良好になるが、割裂処
理数が進むにつれてカッター付きロールの刃先でフラッ
トロール表面は削られ、その幅が拡大し、切れ味不良や
カッター付きロール刃先の刃欠けが多くなるのでフラッ
トロールを頻繁に交換することが必要になる。

【０００７】（３）特開平７−１９５３１３号公報の図
７に示されている割裂装置の問題点 相対向する円形刃の対を多数並べているが、個々の円形
刃の加工精度の微妙な差により、相対向する円形刃の先
端部を互いに若干量だけ重ね合わせた場合、刃先間に微
小ではあるが空隙が発生しやすく、特に両刃の円形刃を
用いているので、その先端形状から繊維の切断性が悪
く、そのため割裂材が分離されずに木繊維によって繋が
れたままとなりやすい。 （４）特開平７−１９５３１３号公報の図９に示されて
いる割裂装置の問題点 片刃の円形刃を用いた場合には、相対向する円形刃の先
端部を重ね合わせることにより、鋏のように剪断する切
断作用が加わることから、両刃を用いる場合に比して切
断性は向上するが、その先端形状ゆえに割裂時の圧力が
刃先に対して一方向から作用するため、刃先どうしを押
しつけ合う状態になり刃先の破損が生じやすい。特に、
片刃の刃物では、節等の硬質部分を割裂した場合、刃先
の破損が発生しやすく、刃物の耐久性は良好であるとは
いいがたい。

【０００８】（５）特開平１０−１５６８０９号公報の
図２に示されている割裂材製造装置の問題点 回転刃物群により完全には分離しないものをその進行方
向を規制して互いに隣接するものどうしを上下に分けて
進行するようにして未分離部を引き裂くように分離する
ので、その部分には毛羽立ちが生じる。本発明は、かか
る事情に鑑みてなされたもので、精度良くきれいな割裂
細片を得ることができると共に、スコアーナイフの寿命
を飛躍的に延ばすことができる木材の割裂細片の製造装
置及び製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る木材の割裂細片の製造装置は、上下に所定間隔をあ
けて平行に設けられた一対の上軸及び下軸と、前記上軸
に、軸方向に所定ピッチで軸着固定された複数又は多数
のスコアーナイフと、前記下軸に軸着固定され、その外
周面に円周方向に形成された溝を前記スコアーナイフの
刃先とそれぞれ軸心を同一にし、しかも前記下軸の軸方
向に複数又は多数備えた溝付きロールとを有し、前記溝
内には発生する木屑が保持されて前記スコアーナイフの
刃先を保護している。

【００１０】本発明に係る木材の割裂細片の製造装置に
おいては、溝付きロールの溝内に木屑が入り込んで詰ま
り、溝内をコルク状となって塞ぎこれがスコアーナイフ
の刃先を保護する。また、この溝内の木屑は研摩作用を
もち、長時間スコアーナイフの切れ味を維持する。そし
て、溝から木屑が脱落しても連続的（又は断続的）に次
の木屑で溝内は充填される。ここで、スコアーナイフの
刃先形状は主刃先角が５〜２０度、好ましくは８〜１５
度の両刃であって、溝付きロールの外周面に備えられた
リング状の溝は、幅が２〜３ｍｍ、深さが５〜８ｍｍの
断面コ字形状であって、該溝の底部と該溝に挿入（嵌
入）される前記スコアーナイフの刃先先端部との距離が
０．５〜５．０ｍｍであることが望ましい。この条件と
するのは、種々の実験の結果、この条件を満たせば木材
の割裂中に溝内に木屑を保持できることが判明したから
である。

【００１１】また、前記目的に沿う本発明に係る木材の
割裂細片の製造方法は、上軸に軸方向に所定ピッチで軸
着固定された複数又は多数のスコアーナイフと、下軸に
軸着固定され、その外周面に円周方向に形成された溝を
前記スコアーナイフの刃先とそれぞれ軸心を同一にし、
しかも前記下軸の軸方向に複数又は多数備えた溝付きロ
ールをそれぞれ反対方向に回転させてその間に木材を導
入し、発生する木屑を前記溝内に保持した状態で前記木
材を割裂している。本発明に係る木材の割裂細片の製造
方法においては、木材の割裂時に、溝付きロールの溝内
に木屑が入り込んでコルク状となって保持されるので、
スコアーナイフの刃先を保護しながら木材を割裂するこ
とができる。また、この溝内の木屑は研摩作用をもつの
で、長時間スコアーナイフの切れ味を維持することもで
きる。なお、溝から木屑が脱落しても木材の割裂中に連
続的（又は断続的）に次の木屑によって溝内が充填され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る木材の割裂細片の製造装置の側面図、図２は同
木材の割裂細片の製造装置の要部正面図、図３（Ａ）〜
（Ｃ）は同木材の割裂細片の製造装置に使用する溝付き
ロールの変形例を示す説明図である。

【００１３】以下、図１を参照しつつ、本発明の一実施
の形態に係る木材の割裂細片の製造装置（以下、割裂細
片製造装置という。）１０について説明する。割裂細片
製造装置１０は、上下に所定の間隔をあけて平行に設け
られた一対の上軸１１及び下軸１２を有しており、上軸
１１には軸方向に複数又は多数の例えば鋼、ステンレス
等からなる円盤状のスコアーナイフ１３（断面Ｖ字形
状）が、下軸にはその外周面に円周方向に形成されたリ
ング状の溝１４を軸方向に所定間隔をあけて複数又は多
数備えた例えば鋼製の溝付きロール１５がキー等の回り
止め手段によってそれぞれ軸着固定されている。本実施
の形態の場合、この上軸１１及び下軸１２は、図示しな
い回転駆動源によってそれぞれ反時計回り、時計回りに
回転（３０〜７０ｒｐｍ程度）する。

【００１４】上軸１１に軸着固定されたスコアーナイフ
１３はそれぞれ、図２に示すように、その間にスペーサ
１６を有してスコアーナイフ１３間の距離を所定距離
（４〜６ｍｍ程度）に保持している。ここで、この間隔
はスコアーナイフ１３の刃先が溝付きロール１５の溝１
４にそれぞれ軸心を合わせて（各スコアーナイフ１３の
厚さ方向の中心と溝付きロール１５の各溝１４の中心と
が一致するように）挿入されるように考慮して決定され
る。また、各スコアーナイフ１３間には中央部にスぺー
サ１６に対する逃げが設けられた平板状のスクレーパ１
８が図示せぬ固定手段によって複数又は多数軸方向に並
列に設けられ、隣り合う２枚のスコアーナイフ１３の間
に挟み込まれた割裂細片をスコアーナイフ１３の外に排
出する役目をもつ。そして、上軸１１に軸着固定された
スコアーナイフ１３の刃先形状は両刃であり、その主刃
先角θは５〜２０度、好ましくは８〜１５度であり、下
軸１２に軸着固定された溝付きロール１５の溝１４は、
幅が２〜３ｍｍ、深さが５〜８ｍｍの断面コ字形状であ
る。また、この溝１４に挿入されるスコアーナイフ１３
の先端部２０と溝１４の底部２７との距離は、０．５〜
５．０ｍｍとなるように調節している。スコアーナイフ
１３の主刃先角θを５〜２０度の範囲としたのは、主刃
先角θが５度未満では刃先部の剛性が不足し、割裂細片
の切り口の直線性が維持できず、また２０度を超えた場
合には木材に接触する刃先部が厚くなり、割裂細片の切
り口が斜めになってしまうからである。なお、スコアー
ナイフ１３の先端角βは主刃先角θより大きくなって、
刃の強度が保たれている。

【００１５】次に、この割裂細片製造装置１０を使用し
た割裂細片の製造方法を説明する。割裂される木材１９
は、例えば図示しない木材送り手段によって、それぞれ
反対方向に回転するスコアーナイフ１３及び溝付きロー
ル１５間に導入される。この導入された木材１９は、ス
コアーナイフ１３によって割裂される。このとき、割裂
される木材１９は溝付きロール１５の外周面（溝１４で
ない部分）上に位置し、スコアーナイフ１３の刃は溝付
きロール１５の溝１４内まで行き渡っている（挿入して
いる）ので木材は確実に割裂される。この割裂の際、木
屑２１が発生するが、この木屑２１は前記した溝１４の
大きさ（幅、深さ）やスコアーナイフ１３との関係等を
調整したことにより溝１４内に入り、保持されることと
なる。また、この木屑２１の一部は溝１４の外部に排出
されるが、新しい木屑２１が連続的（又は断続的）に溝
１４内に導入され溝１４内は常に木屑２１が充填された
状態（コルク状となって塞がれた状態）となっている。
これにより、スコアーナイフ１３の刃先は、この木屑２
１により保護されることとなり、その寿命を飛躍的に延
ばすことができる。また、この木屑２１が研摩材として
の役目を果たし、切れ味を維持することができる。ま
た、溝付きロール１５は、スコアーナイフ１３によって
傷つけられることがないので半永久的に使用することが
できる。

【００１６】以上のような割裂細片製造装置１０におい
て、使用可能な溝付きロールの変形例を以下に示す。 （１）図３（Ａ）に示すような、所定幅の段付き受け刃
２２を連設軸着することにより所定寸法の溝１４ａを形
成した溝付きロール１５ａ。 （２）図３（Ｂ）に示すような、段付き受け刃２３とそ
の段付き受け刃２３の小径リング部と同一径とされたス
ペーサ２４とを交互に連設軸着することにより所定寸法
の溝１４ｂを形成した溝付きロール１５ｂ。 （３）図３（Ｃ）に示すような、径の異なる２種のリン
グ２５、２６を交互に連設軸着することにより所定寸法
の溝１４ｃを形成した溝付きロール１５ｃ。

【００１７】

【実施例】前記実施の形態と同様の木材の割裂細片の製
造装置を使用して木材（幅２５０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、長
さ６００ｍｍ）から幅５ｍｍの割裂材を製造した。な
お、このとき使用した溝付きロールに形成されている溝
寸法は幅２．５ｍｍ、深さ５ｍｍとし、スコアーナイフ
の刃先と溝の底部との距離は１ｍｍ、隣接する溝間に形
成される凸部の幅は２．５ｍｍとした。また、スコアー
ナイフの刃厚ｔ（図２参照）は２．４ｍｍとし主刃先角
θは７．５度とした。新しいスコアーナイフを装着し、
交換が必要となるまでの間に５０万枚の木材を処理（割
裂）することができ、この割裂材はいずれも非常にきれ
いなものであった。これは、割裂中に溝内に保持された
木屑により、スコアーナイフが保護され、また研摩され
たことによるものであり、本発明は非常に有用なもので
あることが判明した。

【００１８】以上、本発明を一実施の形態を参照して説
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、前記実施の形態
において溝の形状は断面コ字形状としたが、溝内に木屑
を保持できる範囲内で断面Ｖ字状、又は断面円弧状等と
することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】請求項１及び２記載の木材の割裂細片の
製造装置においては、溝付きロールの溝内に木屑が入り
込んで詰まり、溝内をコルク状となって塞ぎこれがスコ
アーナイフの刃先を保護するので、スコアーナイフの寿
命を飛躍的に延ばすことができ、ランニングコストの低
減が可能となる。また、この溝内の木屑は研摩作用をも
ち、長時間スコアーナイフの切れ味を維持するので、精
度良くきれいな割裂細片を製造することができる。特
に、請求項２記載の木材の割裂細片の製造装置において
は、溝は、幅が２〜３ｍｍ、深さが５〜８ｍｍの断面コ
字形状であって、溝の底部と該溝に挿入されるスコアー
ナイフの先端部の距離が０．５〜５．０ｍｍであるの
で、確実に木屑を溝付きロールの溝内に保持することが
できる。

【００２０】請求項３に係る木材の割裂細片の製造方法
においては、スコアーナイフの刃先形状は両刀で、その
主刃先角を５〜２０度、好ましくは８〜１５度とするこ
とにより、木材の割裂時に、溝付きロールの溝内に木屑
が入り込んでコルク状となって保持されるので、スコア
ーナイフの刃先を保護しながら木材を割裂することがで
き、スコアーナイフの寿命を飛躍的に延ばすことができ
る。また、この溝内の木屑は研摩作用をもつので、長時
間スコアーナイフの切れ味を維持することもでき、精度
良くきれいな割裂細片を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る木材の割裂細片の
製造装置の側面図である。

【図２】同木材の割裂細片の製造装置の要部正面図であ
る。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、同木材の割裂細片の製造装
置に使用する溝付きロールの変形例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０：割裂細片製造装置、１１：上軸、１２：下軸、１
３：スコアーナイフ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ：
溝、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：溝付きロール、１
６：スペーサ、１８：スクレーパ、１９：木材、２０：
先端部、２１：木屑、２２：段付き受け刃、２３：段付
き受け刃、２４：スペーサ、２５：リング、２６：リン
グ、２７：底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 俊雄 福岡県北九州市小倉北区東港２丁目５番12 号 段谷産業株式会社内 (72)発明者 矢上 純二 福岡県北九州市小倉北区東港２丁目５番12 号 段谷産業株式会社内 (72)発明者 新見 隆征 福岡県北九州市小倉北区東港２丁目５番12 号 段谷産業株式会社内 (72)発明者 矢部 邦彦 福岡県北九州市八幡東区西本町１丁目14番 地 東洋刃物株式会社九州営業所内 Ｆターム(参考） 2B241 DA01 DA11 DA21 DA32 DB26

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に所定間隔をあけて平行に設けられ
   た一対の上軸及び下軸と、前記上軸に、軸方向に所定ピ
   ッチで軸着固定された複数又は多数のスコアーナイフ
   と、前記下軸に軸着固定され、その外周面に円周方向に
   形成された溝を前記スコアーナイフの刃先とそれぞれ軸
   心を同一にし、しかも前記下軸の軸方向に複数又は多数
   備えた溝付きロールとを有し、前記溝内には発生する木
   屑が保持されて前記スコアーナイフの刃先を保護するこ
   とを特徴とする木材の割裂細片の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の木材の割裂細片の製造装
   置において、前記溝は、幅が２〜３ｍｍ、深さが５〜８
   ｍｍの断面コ字形状であって、該溝の底部と該溝に挿入
   される前記スコアーナイフの先端部の距離が０．５〜
   ５．０ｍｍであることを特徴とする木材の割裂細片の製
   造装置。
3. 【請求項３】 上軸に軸方向に所定ピッチで軸着固定さ
   れた複数又は多数のスコアーナイフと、下軸に軸着固定
   され、その外周面に円周方向に形成された溝を前記スコ
   アーナイフの刃先とそれぞれ軸心を同一にし、しかも前
   記下軸の軸方向に複数又は多数備えた溝付きロールをそ
   れぞれ反対方向に回転させてその間に木材を導入し、発
   生する木屑を前記溝内に保持した状態で前記木材を割裂
   することを特徴とする木材の割裂細片の製造方法。