JP2004042566A

JP2004042566A - 木材の曲げ加工方法と曲げ装置

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Publication number: JP2004042566A
Application number: JP2002206145A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kanekawa; 金川　靖; Masahito Hirai; 平井　雅人
Original assignee: Yamamoto Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Engineering Works Co Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP3665793B2

Abstract

【課題】曲げ加工する木材を平面状に特定することなく、種々の断面形状の木材を種々の形状に曲げ加工する。木材の伸び量を正確に制御しながら曲げ加工して破断を有効に防止する。極めて能率よく安価に多量生産しながら木材を曲げ加工する。
【解決手段】木材の曲げ加工方法は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材Ｗを、推進機構３で押圧して曲げ金型１の成形路２に挿入し、成形路２で木材Ｗを曲げ加工する。さらに、本発明の曲げ加工方法は、湾曲される木材Ｗの伸び側の破断を防止するために、木材Ｗの先端を移動制限機構４で押圧して成形路２の移動を制限する。後端が押されて先端の移動量が制限される木材Ｗは、圧縮されて曲げ加工される木材Ｗの外周の伸び側の伸び量を制限して破断を防止する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材を曲げ加工する方法と装置に関し、とくに、木材を曲げ金型の成形路に挿入して曲げ加工する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２次元あるいは３次元に曲げた木材は、優れたデザインの工業製品として使用されている。たとえば、木製椅子等の家具、仏壇仏具・ドアノブ・ハンドル等の自動車部品・家電部品・各種介護器具等さまざまに曲げた木材が使用される。
【０００３】
木材を曲げ加工する方法として、図１に示す方法が開発されている。この方法は、曲げ型２１の表面に木材Ｗを沿わせて曲げ加工する。この方法は、曲げ加工する木材Ｗの表面側が伸びるので割れやすい欠点がある。それは、木材Ｗの繊維方向における最大許容伸び量は、わずかに１〜２％と極めて少ないからある。木材は、繊維方向の最大圧縮量が約３０％程度と大きいが、伸びに対しては極めて破断しやすい性質がある。木材は、繊維方向の圧縮が最大圧縮限界を越えると、部分割裂して座屈が発生する可能性が高くなる。
【０００４】
この欠点を解消するために、図２と図３に示す方法が開発されている。図２と図３に示す方法は、曲げ加工する木材Ｗの外側に帯鉄２２を沿わせて固定する。この状態で木材Ｗの外側が伸びないようにして、図２の方法は一対のローラー２３間に内型２４を押し込んで内型２４で木材Ｗを曲げ加工し、図３の方法は雌型２５と雄型２６とで木材Ｗを挟着して曲げ加工する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これ等の図に示す方法は、以下の欠点がある。
▲１▼　木材の帯鉄と接する面を平面にする必要があり、曲げ加工する木材の断面形状に制限がある。このため、たとえば、円柱状の木材を曲げ加工できない。
▲２▼　帯鉄は木材と一緒に湾曲する必要があり、すなわち柔軟に湾曲できる可撓性が要求されるので必要以上に厚くできない。このため、曲げ加工するときに帯鉄が伸びて、木材を破断させる弊害がある。伸びないよう厚い帯鉄を使用すると、木材と一緒に曲げ加工できない。
▲３▼　木材と帯鉄とをズレないようにしっかりと確実に固定するのが極めて難しい。帯鉄は両端が木材に連結されるが、曲げ加工するときに連結部分が破損して、帯鉄と木材とがずれやすい。帯鉄がしっかりと連結されないと、帯鉄が曲げ加工する木材の伸びを制限できず、割れの原因となる。
▲４▼　帯鉄を沿わせて伸びないようにするので、木材を３次元に曲げることができず、曲げ加工の形状が制約される。このため、種々の形状に能率よく曲げ加工できない。
▲５▼　木材を１本づつ加工するので、能率よく連続的に曲げ加工できない。このため、処理コストが高く、安価に多量生産するのが難しい。
【０００６】
以上の理由により、従来の曲げ加工方法は、曲げ加工する形状の自由度が著しく制限され、生産能率からして工業的に多量生産が難しく、いわゆる椅子等のように手工芸的な方法で製造されているのが実状である
【０００７】
本発明は、従来の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、曲げ加工する木材が平面状に特定されずに種々の断面形状の木材を種々の形状に曲げ加工でき、木材の伸び量を正確に制御しながら曲げ加工して破断を有効に防止し、さらに極めて能率よく安価に多量生産しながら木材を曲げ加工できる木材の曲げ加工方法と曲げ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の木材の曲げ加工方法は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材Ｗを、推進機構３で押圧して曲げ金型１の成形路２に挿入し、成形路２で木材Ｗを曲げ加工する。さらに、本発明の曲げ加工方法は、湾曲される木材Ｗの伸び側の破断を防止するために、木材Ｗの先端を移動制限機構４で押圧して成形路２での移動を制限する。後端が押されて先端の移動量が制限される木材Ｗは、圧縮されて曲げ加工される木材Ｗの外周の伸び側の伸び量を制限して破断を防止する。
【０００９】
曲げ金型１の成形路２に挿入される木材Ｗは、好ましくは可塑化処理される。可塑化処理された木材Ｗは、曲がりやすく、曲げ金型１の成形路２でスムーズに曲げ加工される。木材Ｗは、加熱されて可塑化処理することができる。さらに、曲げ金型１に挿入される木材Ｗを加熱しながら成形路２に挿入することもできる。
【００１０】
本発明の木材の曲げ装置は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材Ｗを挿入して曲げ加工する成形路２を有する曲げ金型１と、この曲げ金型１の成形路２に木材Ｗを押圧して挿入させる推進機構３と、この推進機構３で曲げ金型１の成形路２に挿入される木材Ｗの先端を押圧して、木材Ｗの成形路２での移動を制限する移動制限機構４とを備える。推進機構３が木材Ｗを曲げ金型１の成形路２に押し込むと共に、移動制限機構４が木材Ｗの先端を押圧して、曲げ加工される木材Ｗの伸び側の伸び量を制限しながら成形路２から排出させる。
【００１１】
本発明の曲げ装置は、移動制限機構４を、推進機構３に同期して木材Ｗの移動を制限することができる。また、成形路２を移動する木材Ｗの先端を所定の圧力で押出する移動制限機構４で木材Ｗの移動を制限することもできる。推進機構３には、成形路２を挿入して木材Ｗを押圧する推進ピストン６を使用することができる。また、曲げ金型１の成形路２を、推進ピストン６が木材Ｗを挿入する部分を直線状とすることができる。曲げ金型１の成形路２は、木材Ｗを円弧状に成形する円弧部分を有する形状とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための木材の曲げ加工方法と曲げ装置を例示するものであって、本発明は方法と装置を下記に特定しない。
【００１３】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１４】
本発明の木材の曲げ加工方法は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材を、推進機構で押圧して曲げ金型の成形路に挿入し、成形路で木材を曲げ加工する。成形路を移動する木材は、先端を押圧する移動制限機構で移動量が制限され、圧縮されて、曲げ加工される木材の外周の伸び量を制限して、伸びによる破断を防止する。
【００１５】
本発明の曲げ加工方法は、処理する木材として、横断面形状がほぼ一定である棒状あるいは板状の木材を用いる。木材の横断面形状は、正方形、長方形、円形、楕円形、ひし形等どのような形状でも良い。また、断面形状をほぼ一定とする木材は、たとえば曲げ内周にあたる方向に沿って縦溝を設けて、曲げやすくすることもできる。曲げ加工する木材は、ブナ、ナラ、タモ、ニレ、ハリギリ、カラマツ、カシ、ホワイトオーク、レッドオーク、アッシュ、ハックルベリー、ウォールナット、ゴム、タウン、チーク、マホガニー、コクタン、シタン、メイプル、スギ、ヒノキ等で曲げ加工可能な全ての木材が使用できる。
【００１６】
加工される木材は、可塑化処理してよりスムーズに曲げ加工できる。可塑化処理は、木材を１００〜１８０℃に加熱して可塑化させる。木材は、水蒸気、高周波、マイクロ波等により加熱して可塑化処理することができる。加熱による可塑化処理は、木材を軟化させて曲げ加工しやすくするためであるが、常温で化学処理する等の方法で、加熱するのと同様に可塑化できる方法も使用できる。木材は、可塑化処理した後に曲げ金型に挿入し、あるいは曲げ金型で可塑化処理させることもできる。加熱して可塑化処理された木材は、成形路に挿入して曲げ加工される。成形路で成形された木材は、成形路で冷却して成形状態に保持できる。また、成形路から押し出して別の保形用金型に入れて冷却し、成形状態に保形することもできる。
【００１７】
可塑化処理された木材、あるいは可塑化処理されない木材は、推進機構で繊維方向に押圧されて曲げ金型の成形路に挿入される。推進機構は、木材を後方から押圧する推進ピストンが使用できる。ただ、曲げ金型の成形路にアーム先端の押圧部を入れ、アームの押圧部で木材を押圧して成形路に挿入させる機構等、木材を押圧して成形路に挿入できる全ての機構とすることができる。本発明は、推進機構で木材を押圧しながら、木材の先端を移動制限機構で押圧して押出量を制限する。このため、推進機構は、移動制限機構で押し出しを制限しながら、木材を繊維方向に圧縮しながら曲げ金型の成形路を挿入できる押圧力のものが使用される。
【００１８】
推進機構は、木材を縦方向に押圧して、曲げ金型の成形路に挿入する。曲げ金型は、木材の横断面形状と同じ横断面積としている。この曲げ金型は、成形路に挿入される木材の横方向への部分割裂による座屈を防止することからできる。ただし、木材の樹種、可塑化状態、形状等により曲げ加工の条件が変わるので、木材の横断面形状と成形路の横断面形状は、必ずしも同じではない。成形路の横断面形状を木材の横断面形状よりも大きく、あるいは小さくすることもある。
【００１９】
推進機構は、成形路を移動しながら木材を後端から押圧する推進ピストンが使用される。推進ピストンは、木材後端の全面を均一に押圧して、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。推進ピストンを押して成形路に移動させる駆動機構機を特定するものではないが、駆動機構は、油圧シリンダーや電動シリンダー、あるいはラックとピニオンの組合せ、あるいはネジ棒とナットを組み合わせた機構などとすることができる。ラックとピニオンを組み合わせた駆動機構は、ラックの一端を推進ピストンに連結し、ピニオンでラックを縦方向に移動し、縦方向に移動するラックで推進ピストンを成形路に沿って移動させる。ネジ棒とナットを組み合わせた駆動機構は、ネジ棒の一端に推進ピストンを連結し、ナットをモーター等で回転させてネジ棒を縦方向に移動させる。縦方向に移動するネジ棒が推進ピストンを成形路に沿って移動させる。
【００２０】
以上の推進機構は、直線状の成形路に木材を押し込むのに適している。ただし、推進機構は、湾曲する成形路に木材を押し込むこともできる。この推進機構は、成形路に沿って移動する推進ピストンを、たとえば駆動アームを備える駆動機構で移動させる。駆動機構の駆動アームは、成形路に沿って設けた縦スリットから成形路の内部に挿入されて、先端部で推進ピストンを移動させる。この駆動アームは、成形路の外部に設けてアームを回転させる駆動機構に駆動されて、先端で推進ピストンを移動させる。
【００２１】
さらに、本発明は、木材をたとえば螺旋状のように、３次元形状に曲げ加工することもできる。この曲げ金型は、木材を挿入させる成形路を３次元の立体形状としている。３次元の立体形状である成形路に木材を押し込む推進ピストンは、木材を押し込む部分を直線状とし、あるいは３次元の立体形状とする。直線状の成形路は、前述したシリンダー、ラック、ネジ棒等を備える推進機構で木材を押し込むことができる。３次元の立体形状の成形路は、スリットから成形路に挿入しているアームの先端で推進ピストンを移動させる構造の推進機構で木材を押し込むことができる。この推進機構は、アームを回転させながら、さらに螺旋の軸方向に移動されて先端を成形路に沿って移動させる。
【００２２】
さらに、推進機構は、木材を両側から挟着する状態で駆動されて、木材を成形路に押し込む送りローラーや送りベルトも使用できる。送りローラーを備える推進機構は、複数の送りローラーを、木材の両側に平行に並べて配設する。複数の送りローラーは、木材を成形路に移動できる向きに並べて配設される。複数の送りローラーは、木材を両側から挟着する状態で回転駆動されて、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。送りベルトを備える推進機構は、無限軌道のベルトをローラーで駆動する構造の送りベルトを、木材の両側に対向して配設する。一対の送りベルトは、無限軌道のベルトの直線部が木材の側面に密着されると共に、移動するベルトで木材を成形路に移送できる向きに配設される。一対の送りベルトは、木材を両側から挟着する状態で対向するベルトが駆動されて、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。さらに、推進機構は、推進ピストンや送りローラーや送りベルトを組み合わせた構造とすることもできる。
【００２３】
移動制限機構は、成形路を移動する木材先端の移動を制限するプッシャー部を成形路に移動できるように設けている。プッシャー部は、木材の先端を押圧しながら成形路に沿って移動して、木材の移動を制限する。プッシャー部で押圧されながら成形路を移動する木材は、変形されるすべての部分で伸長させることなく圧縮され、あるいは破断しない程度に伸長量が制限される。この状態で木材を成形路に移動させて、曲げ加工された木材の外周側の伸びによる破断を防止する。したがって、木材の破断を解消しながら効率的に曲げ加工ができる。この方法は、木材の横断面形状と金型の横断面形状を種々の形状として、多彩な形状に木材を曲げ加工できる。また表面を平滑面とする成形路を摺動させることにより、木材の表面性状および寸法精度の高い曲げ木の製造が可能となる。
【００２４】
移動制限機構は、プッシャー部の移動を推進機構が木材を押し込むのに同期させることにより、最も効果的に木材の曲げ外周方向に伸長を抑制できる。推進機構に同期して移動される移動制限機構は、プッシャー部の移動量を推進ピストンの移動量と同等以下にする。ただし、プッシャー部は、曲げ加工される木材の外側が伸長されない状態に保持しながら、推進ピストンと一緒に移動して、木材を圧縮状態に保持しながら成形路に挿入する。このため、推進ピストンが木材を成形路に押し込んで、曲げ加工される木材の外周が伸長されない圧縮率に圧縮されるまではプッシャー部を移動させず、この圧縮状態となった後に、推進ピストンと同等以下の移動量となるようにプッシャー部を移動させる。
【００２５】
具体的な数値で説明すると、横断面の縦横を４０ｍｍ×４０ｍｍとし長さを４００ｍｍとする棒状の木材を、中心半径２００ｍｍで曲げ加工する場合、中心半径部を中心として、その外周側に伸びが、そして内周側に圧縮が作用すると仮定すると、外周部では１０％近い伸びが発生して木材の伸び限界を遥かに越えて破断する。ちなみに、木材の伸び限界は１〜２％であるから、これよりも伸びると破断する。木材の先端部の移動を移動制限機構で制限して、曲げ加工している木材外周が伸びないようにすると、外周の伸びが木材の限界以下になって破断しなくなる。曲げ加工される木材の外周が伸びないように、移動制限機構が木材先端の移動量を制限して木材を圧縮すると、木材の内周は圧縮される。外周が伸びないように圧縮された木材は、曲げ加工される内周部が最大約２０％程度に圧縮されるが、この範囲では圧縮限界を超えないので問題ない。木材の繊維方向の最大圧縮限界は約３０％である。したがって、木材の内周が最大圧縮限界をこえることがなく、かつ、外周が伸びない曲率半径で木材を破断しないように曲げ加工できる。移動制限機構が、推進機構に同期して木材の圧縮量を制御できる方法は、木材の内周が最大圧縮限界を越えないように圧縮して木材を曲げ加工できる特長がある。
【００２６】
また、移動制限機構が、推進機構の移動に同期して制御する方式ではなく、曲げ加工される木材の移動状態、すなわち木材先端の移動位置で木材の圧縮を制御し、あるいは木材の先端を所定の圧力で押圧して、木材を圧縮する状態を制御することもできる。また、曲げ金型の成形路と木材との摩擦抵抗を考慮して、移動制限機構が木材先端の移動を制御する状態を調整することもできる。
【００２７】
【実施例】
図４と図５は、木材の曲げ装置の概略概念図を示している。この曲げ装置は、横断面形状を同じとする棒状の木材Ｗを、曲げ金型１の成形路２に押し込む推進機構３と、木材Ｗを所定の形状に曲げ加工する曲げ金型１と、曲げ加工される木材Ｗの伸びを制限するように木材Ｗの移動を制限する移動制限機構４と、推進機構３と移動制限機構４を制御する制御回路５とを備える。
【００２８】
推進機構３は、曲げ金型１の成形路２の直線部２Ａを移動して木材Ｗの後端を押圧して、木材Ｗを成形路２に挿入する推進ピストン６と、この推進ピストン６を駆動する駆動機構７とを備える。駆動機構７は、推進ピストン６を成形路２に移動させる駆動シリンダー８を備える。駆動シリンダー８は、油圧シリンダーで、油圧シリンダーに供給される作動油の流量を制御して、推進ピストン６の移動量を制御する。この推進機構３は、駆動シリンダー８のロッド８Ａを伸長させて、ロッド８Ａの先端に連結している推進ピストン６を曲げ金型１の成形路２に押し込んで、推進ピストン６で木材Ｗを成形路２に押し込む。制御回路５は、推進機構３の推進ピストン６が木材Ｗの後端を押して移動する変位量を検出して、移動制限機構４の動作を制御する。
【００２９】
推進機構３は、図６に示すように複数の送りローラー１３で構成することもできる。複数の送りローラー１３は、木材Ｗの両側に平行に並べて配設されており、駆動機構（図示せず）で回転されて木材Ｗを移送する。複数の送りローラー１３は、木材Ｗの進行方向に対して直交する姿勢であって、木材Ｗを成形路に移動できる向きに配設されている。木材Ｗの両側に対向して配設される送りローラー１３の間隔は、木材Ｗの太さにほぼ等しく、あるいはやや小さくなるように調整される。この推進機構３は、複数の送りローラー１３で木材Ｗを両側から挟着する状態で、すなわち対向する送りローラー１３で木材Ｗの側面を押圧する状態で、それぞれの送りローラー１３を図の矢印で示す方向に回転させて、木材Ｗを曲げ金型の成形路に押し込む。制御回路は、木材Ｗの後端の変位量を検出して、移動制限機構の動作を制御する。
【００３０】
さらに、推進機構３は、図７に示すように、一対の送りベルト１４で構成することもできる。図に示す送りベルト１４は、無限軌道のベルト１５をローラー１６で駆動させる構造のもので、木材Ｗの両側に対向して配設している。一対の送りベルト１４は、駆動されるベルト１５で木材Ｗを成形路に移送できる向きに配設している。さらに、一対の送りベルト１４は、ローラー１６に張設されたベルト１５の直線部を木材Ｗの側面に密着させている。したがって、対向して配設される送りベルト１４の間隔は、木材Ｗの太さにほぼ等しく、あるいはやや小さく調整される。一対の送りベルト１４は、対向するベルト１５で木材Ｗを両側から挟着する状態でベルト１５が駆動されて、木材Ｗを曲げ金型の成形路に押し込む。制御回路は、木材Ｗの後端の変位量を検出して、移動制限機構の動作を制御する。
【００３１】
以上のように、送りローラー１３や送りベルト１４で木材Ｗを成形路に押し込む構造は、木材Ｗの側面の複数箇所あるいは広い領域をローラーやベルトで押圧しながら木材Ｗを移動させるので、木材Ｗを無理なくスムーズに成形路に押し込みできる特長がある。
【００３２】
さらに、推進機構は、推進ピストンや送りローラーや送りベルトを組み合わせた構造とすることもできる。図８に示す推進機構は、図６に示す送りローラー１３で構成される推進機構３と、図７に示す一対の送りベルト１４で構成される推進機構３を一直線上に配置すると共に、木材Ｗの後端側には、木材Ｗの後端を押圧する推進ピストン６を配設している。この推進ピストン６は、駆動機構７である駆動シリンダー８のロッド８Ａを伸長させて木材Ｗの後端を押圧する。図の推進機構３は、送りローラー１３を成形路（図示せず）側に配設しているが、送りベルトを成形路（図示せず）側に配設することもできる。この推進機構３は、成形路に挿入される木材Ｗの後端を推進ピストン６で押圧すると共に、送りローラー１３と送りベルト１４を駆動させてこれらのローラーとベルトで木材Ｗを両側から挟着する状態で移送して木材Ｗを成形路に押し込む。この構造の推進機構３は、より理想的に木材Ｗを成形路に挿入できる特長がある。
【００３３】
曲げ金型１は、木材Ｗを挿入する成形路２を備える。図４と図５に示す成形路２は、直線部２Ａと、木材Ｗを所定の曲率半径で曲げ加工する湾曲成形部２Ｂとからなる。成形路２に直線部２Ａを有する曲げ金型１は、この直線部２Ａに推進ピストン６を挿入させて、木材Ｗを成形路２に押し込むことができる。図４の曲げ金型１は、湾曲成形部２Ｂの曲率半径を一定としている。図５の曲げ金型１は、湾曲成形部２Ｂの曲率半径を部分的に異なる形状としている。図４と図５の曲げ金型１は、湾曲成形部２Ｂに挿入された木材Ｗを、一定の時間ここに静置して曲げ加工された形状に硬化させることができる。図４の曲げ金型１は、木材Ｗを湾曲成形部２Ｂから押し出して曲げ加工することもできる。湾曲成形部２Ｂから押し出された木材Ｗは、保形用金型に一定時間入れられて成形された形状に保形される。成形路２に曲げ加工された木材Ｗを入れて、変形しないように硬化させる方法は、木材Ｗを種々の形状に曲げ加工できる。
【００３４】
推進機構を送りローラーや送りベルトで構成する木材の曲げ装置は、必ずしも曲げ金型の成形路に直線部を設ける必要はない。それは、送りローラーや送りベルトを曲げ金型の湾曲成形部の入り口付近に配置して、木材を直接に湾曲成形部に押し込むことができるからである。ただ、木材の曲げ装置は、曲げ金型の成形路に直線部を設けて、送りローラーや送りベルトで、木材を成形路の直線部に押し込むこともできる。
【００３５】
移動制限機構４は、木材Ｗの先端を押圧して圧縮するプッシャー部９を備える。図の移動制限機構４は、プッシャー部９を制動アーム１０の先端に設けており、制動アーム１０を制動機構１１に連結している。プッシャー部９は、木材Ｗの先端面を押圧できるように、成形路２の内形と同じ形状であるが内面をスムーズに摺動して移動できるように、成形路２の内形よりもわずかに小さい外形としている。プッシャー部９の外形は、成形路２との間に、木材Ｗが押し出される隙間を設けない。ここに広い隙間があって、木材Ｗが隙間に押し出されると、木材Ｗの先端が破断するからである。プッシャー部９と成形路２との隙間は、好ましくは０．２〜５ｍｍとする。この程度の隙間では、押圧される木材Ｗが隙間に押し出されることはない。
【００３６】
制動アーム１０は、曲げ金型１の成形路２の内側に沿って設けている縦スリット１２から、先端を成形路２に挿入している。制動機構１１は、制御回路５に制御されて制動アーム１０の回転を制御する。この制動機構１１は、制御回路５に制御されるサーボモーター又は油圧機構で、制動アーム１０を推進機構３に同期して回転させる。この移動制限機構４は、推進機構３に同期して木材Ｗの移動を制限する。制御回路５は、湾曲成形部２Ｂに挿入される木材Ｗが、外周側で伸びないように制動アーム１０の回転を制御して、プッシャー部９で木材Ｗの先端を押圧して圧縮する。
【００３７】
図５の曲げ金型１は、成形路２の湾曲成形部２Ｂを部分的に異なる曲率半径としているので、制動アーム１０を軸方向に伸縮できる構造としている。制動アーム１０が伸縮してプッシャー部９を曲率半径が異なる湾曲成形部２Ｂに沿って移動させる。
【００３８】
制御回路５は、推進機構３と移動制限機構４とを同期して駆動させる。たとえば、制御回路５は、推進機構３の推進ピストン６を一定の速度で移動させて、その変位量に同期させるようにして移動制限機構４のプッシャー部９の移動を制御する。この際、木材Ｗの全ての部分が伸長されないように、移動制限機構４のプッシャー部９の移動量を制御する。以上の曲げ装置は、曲げ金型１の成形路２に挿入される木材Ｗの伸びを確実に阻止できるように、プッシャー部９の移動距離を制御できる。
【００３９】
ただし、本発明の曲げ装置は、移動制限機構４でもって、成形路２を移動する木材Ｗの先端を所定の圧力で押圧して、木材Ｗの移動を制限して、伸びないように曲げ加工することもできる。この移動制限機構４は、制動アーム１０の回転を制動して、プッシャー部９が木材Ｗの先端を押圧してその木材先端の移動を制限する。プッシャー部９が木材先端を押圧する圧力を強くすると木材Ｗの伸びが少なくなり、押圧する圧力を小さくすると木材Ｗの伸びが大きくなる。制動アーム１０の回転の制動力を大きくすると、プッシャー部９が木材先端を押圧する圧力は強くなる。したがって、制動機構１１が制動アーム１０の回転制動力を制御して、プッシャー部９が木材先端を押圧する圧力を制御して、木材Ｗが伸びないように調整することができる。
【００４０】
プッシャー部９が、木材先端を所定の圧力で押圧して、木材先端の移動を制限する移動制限機構４は、制動アーム１０の回転制動力を部分的に変更することができる。プッシャー部９は、最初に強い圧力で木材先端を押圧し、その後には押圧する圧力を低くすることができる。それは、木材Ｗが湾曲成形部２Ｂに挿入されるにしたがって、木材Ｗと湾曲成形部２Ｂとの摩擦抵抗が増加するからである。木材Ｗと湾曲成形部２Ｂとの摩擦抵抗は、木材Ｗの移動を制限する。このため、木材Ｗが湾曲成形部２Ｂに深く挿入されるにしたがって、木材Ｗの移動が制限される。木材Ｗは、湾曲成形部２Ｂとの摩擦抵抗と、プッシャー部９で押圧される圧力の両方で、先端の移動が制限される。このため、摩擦抵抗の小さい最初にプッシャー部９が強い圧力で木材Ｗを押圧し、摩擦抵抗が増加するにしたがって、プッシャー部９が木材Ｗを押圧する圧力を低くして、木材Ｗを全ての部分、すなわち曲げ加工される外側が伸びないように圧縮しながら湾曲成形部２Ｂに挿入することができる。
【００４１】
以上の曲げ装置は、以下の工程で木材Ｗを曲げ加工する。
曲げ金型１に挿入する木材Ｗを、前工程として１００〜１８０℃に加熱して可塑化処理する。木材Ｗは、気密に密閉された加圧室で加熱する方法、すなわちオートクレーブして１００℃以上に加熱できる。
【００４２】
プッシャー部９を湾曲成形部２Ｂの先端部に配置し、推進機構３で可塑化処理された木材Ｗを曲げ金型１の成形路２に挿入する。木材先端が移動制限機構４のプッシャー部９に当接すると、プッシャー部９が木材先端を所定の圧力で押圧しながら、あるいはプッシャー部９の移動を制限しながら、推進機構３で木材Ｗをさらに押し込んで湾曲成形部２Ｂに挿入させる。このとき、移動制限機構４は、曲げ加工される木材Ｗの外周が伸びないように、プッシャー部９の移動量、あるいは木材押圧力を制御する。木材Ｗは、曲げ加工される外周が伸びないように、いいかえると全ての部分が伸びないように、移動制限機構４のプッシャー部９で圧縮されながら湾曲成形部２Ｂに挿入される。移動制限機構４は、木材Ｗを曲げ加工されても外周が伸びないように圧縮した後、プッシャー部９を移動させて木材Ｗを湾曲成形部２Ｂに挿入することもできる。
【００４３】
湾曲成形部２Ｂに挿入された木材Ｗは、ここで曲げ加工される。湾曲成形部２Ｂに挿入された木材Ｗは、湾曲成形部２Ｂに静置して冷却され、曲げ加工した状態に保形される。ただし、木材Ｗを圧縮しながら湾曲成形部２Ｂから押し出し、押し出される木材Ｗを保形用金型に入れて冷却、保形することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の木材の加工方法は、曲げ加工する木材を平面状に特定せず、種々の断面形状の木材を種々の形状に曲げ加工できる。また、木材の伸び量を正確に制御しながら曲げ加工して破断を有効に防止できる。また、曲げ加工した木材を極めて能率よく安価に多量生産できる特長がある。それは、本発明の木材の加工方法が、棒状または板状の木材を、推進機構で押して曲げ金型の成形路に挿入し、この成形路で木材を曲げ加工すると共に、木材の先端を移動制限機構で押圧して成形路の移動を制限し、曲げ加工される木材を圧縮して、木材外周の伸び側の伸び量を制限して曲げ加工するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図２】従来の他の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図３】従来の他の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図４】本発明の一実施例にかかる木材の曲げ装置の概略概念図
【図５】本発明の他の実施例にかかる木材の曲げ装置の概略概念図
【図６】推進機構の他の一例を示す概略断面図
【図７】推進機構の他の一例を示す概略断面図
【図８】推進機構の他の一例を示す概略断面図
【符号の説明】
１…曲げ金型
２…成形路　　　　　　　２Ａ…直線部　　　　　　２Ｂ…湾曲成形部
３…推進機構
４…移動制限機構
５…制御回路
６…推進ピストン
７…駆動機構
８…駆動シリンダー　　　８Ａ…ロッド
９…プッシャー部
１０…制動アーム
１１…制動機構
１２…縦スリット
１３…送りローラー
１４…送りベルト
１５…ベルト
１６…ローラー
２１…曲げ型
２２…帯鉄
２３…ローラー
２４…内型
２５…雌型
２６…雄型
Ｗ…木材

Claims

横断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材（Ｗ）を、推進機構（３）で押圧して曲げ金型（１）の成形路（２）に挿入し、成形路（２）で木材（Ｗ）を曲げ加工する木材の曲げ加工方法であって、
木材（Ｗ）の先端を移動制限機構（４）で押圧して成形路（２）での移動を制限し、曲げ加工される木材（Ｗ）を圧縮して、木材外周の伸び側の伸び量を制限して成形する木材の曲げ加工方法。
木材（Ｗ）を可塑化処理して曲げ金型（１）の成形路（２）に挿入する請求項１に記載される曲げ加工方法。
木材（Ｗ）を加熱して可塑化処理する請求項２に記載される曲げ加工方法。
曲げ金型（１）に挿入される木材（Ｗ）を加熱しながら成形路（２）に挿入する請求項１に記載される曲げ加工方法。
断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材（Ｗ）を挿入して曲げ加工する成形路（２）を有する曲げ金型（１）と、この曲げ金型（１）の成形路（２）に木材（Ｗ）を押圧して挿入させる推進機構（３）と、この推進機構（３）で曲げ金型（１）の成形路（２）に挿入される木材（Ｗ）の先端を押圧して、木材（Ｗ）の成形路（２）での移動を制限する移動制限機構（４）とを備え、
推進機構（３）が木材（Ｗ）を曲げ金型（１）の成形路（２）に押し込むと共に、移動制限機構（４）が木材（Ｗ）の先端を押圧して、曲げ加工される木材（Ｗ）の伸び側の伸び量を制限しながら成形路（２）から排出させるようにしてなる木材の曲げ装置。
移動制限機構（４）が、推進機構（３）に同期して木材（Ｗ）の移動を制限する請求項５に記載される木材の曲げ装置。
移動制限機構（４）が、成形路（２）を移動する木材先端を所定の圧力で押圧して、木材（Ｗ）の移動を制限する請求項５に記載される木材の曲げ装置。
推進機構（３）が推進ピストン（６）を備え、曲げ金型（１）の成形路（２）が、推進ピストン（６）で木材（Ｗ）が挿入される部分を直線状としている請求項５に記載される木材の曲げ装置。
成形路（２）が、木材（Ｗ）を円弧状に成形する円弧部分を有する請求項５に記載される木材の曲げ装置。