JP2005288807A - 木材の生産方法及び生産装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原木から歩留まりのよい丸棒状やパイプ状の木材を生産することのできる方法及び装置を提供することである。
【解決手段】原木を上下方向に起立した状態で支持すると共に、原木とコアカッターの軸線を一直線に合わせた状態で原木の下方にコアカッターを配置し、原木をその軸線方向を中心にして回転させながら、原木に対してコアカッターを相対的に昇降させることによって、原木を筒状に切削した後に原木からコアカッターを抜き出し、続いて口径の大きな別のコアカッターを原木に対して相対的に昇降させることによって原木を同心円状に切削し、原木から丸棒状、パイプ状の木材を生産する。切削時にコアカッターの外部からコアカッターの下側内部を吸引して、切り屑を吸引する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原木から丸棒状、パイプ状の木材を生産する方法及び生産する装置に関する。

原木から所望の太さの丸太を生産する場合は、そのまま外側を切削して所望の径にする仕方か、一旦、角材に切ってからその角材の外側を切削して所望の径にする仕方が使われている。

ところが、このような仕方では、原木の切削量が多く、歩留まりが悪くなる。また、丸太はむくであるため、乾燥によって割れが生じやすく、特に太くなるほどその傾向が強く、これによっても歩留まりが悪くなっている。

そこで本発明者は、原木から歩留まりのよい丸太を生産するために、原木をコアカッターで切削することを思い付いた。コアカッターであれば、円筒状に切削できるので、原木を同心円状に切削することによって、丸棒状、パイプ状の木材を生産できると考えた。また、丸棒状やパイプ状の木材にすれば、乾燥しやすく、乾燥による割れも減少する。

ところで、通常の金属の切削機械は、切削工具（コアカッター）が回転しながら真横か真下に進むものが大半である。また、原木はある程度の長さがあるため、縦置き（上下方向に起立させる）するよりは、横置きする（横に寝かせる）方が容易であることから、原木を横に寝かせた状態で、コアカッターを回転させながら真横に移動させて、原木を切削しようと試みた。

ところが、コアカッターを回転させて切削した際に発生する切り屑がその自重によって原木の内部に残留し、外部に排出されないため、切り屑によってコアカッターが回転不能となり、切削を中断せざるを得なかった。

本発明は上記実情を考慮して開発されたもので、その目的とするところは、原木から歩留まりのよい丸棒状やパイプ状の木材を生産することのできる方法及び装置を提供することである。

請求項１の発明は、原木を上下方向に起立した状態で支持すると共に、原木とコアカッターの双方の軸線方向を一直線に合わせた状態で原木の下方にコアカッターを配置し、原木をその軸線方向を中心にして回転させながら、原木に対してコアカッターを相対的に昇降させることによって、原木を筒状に切削した後に原木からコアカッターを抜き出し、続いて口径の大きな別のコアカッターを原木に対して相対的に昇降させることによって原木を同心円状に切削し、原木から丸棒状、パイプ状の木材を生産することを特徴とする木材の生産方法である。

原木に対してコアカッターを相対的に上昇させて切削する際に、原木を回転不能に支持しながらコアカッターを回転させると、機械的にはコアカッターを上下方向に上昇させているにも関わらず、コアカッターが原木の内部では僅かに傾いて進入していき、切削された丸棒状、パイプ状の木材がいびつな形になるが、その昇降させる際にコアカッターを回転不能に支持しながら原木を回転させると、コアカッターが原木の内部では上下方向に正確に進入していき、木材が綺麗な丸棒状、パイプ状となる。

コアカッターは、その先部の刃部が円筒状のコアカッター本体に対して内外に突出した形状であるので、コアカッターによって切削すると、コアカッターの内周側と外周側には、切り屑が落下する内周空間と外周空間が形成される。切り屑は、内周空間及び外周空間があるので、重力で自然と落下する。単に重力だけで自然と落下させてもよいが、切り屑が内周空間及び外周空間に詰まる可能性を排除するには、請求項２の発明のように、切削時にコアカッターの外部からコアカッターの内部を吸引して、切り屑を吸引することが望ましい。

請求項３の発明は、原木を上下方向に起立した状態で支持するクランプと、原木をその軸線方向を中心にしてクランプごと回転させる回転装置と、原木の軸線方向の下方に配置すると共に原木を筒状に切削するコアカッターと、原木に対してコアカッターを相対的に昇降させる昇降装置とからなり、コアカッターで原木を筒状に切削することを特徴とする木材の生産装置である。

本発明の木材の生産方法は、原木の外周側を削らずに、原木の内側を同心円状に切削することによって、丸棒状、パイプ状の木材が生産されることから、従来の方法よりも原木から所望の径の丸棒状、パイプ状の木材を生産する際の歩留まりが向上する。また、原木を切削するコアカッターを、順番に口径の大きなものにすることによって、原木を上下に起立する状態で一回支持すれば、一本の原木から外径の小さな丸棒状の木材と、外径の大きなパイプ状の木材を連続して生産できるので、生産速度が向上する。なお、丸棒状やパイプ状の木材は、乾燥しやすく、乾燥による割れが殆ど生じないことによっても、歩留まりが向上する。

また、切削時にコアカッターの外部からコアカッターの内部を吸引して、切り屑を吸引すれば、粘性の高い樹種の原木の場合のように切り屑が落下しにくいものであっても、強制的に切り屑を回収できることから、切り屑が原木内に詰まることによる生産の中断を回避でき、その結果、生産スピードが向上する。

本発明の木材の生産装置であれば、原木の外周側を削らずに、所望の径の丸棒状の木材を生産でき、また、昇降装置に口径の大きなコアカッターを付け替えて同心円状に原木を切削すれば、丸棒状の木材より大径のパイプ状の木材も生産できるので、歩留まりが向上する。

本発明の木材の生産装置は図１に示すように、作業テーブル１の上には、ベアリング２を介して円筒状のクランプ３を回転可能に支持し、クランプ３によって丸太の原木４を上下方向に起立する状態で支持し、原木４を支持している状態のクランプ３を回転装置５によって、原木４の軸線方向を中心にして回転させる。また、コアカッター６を上下動させる昇降装置７を原木４の下方に配置し、昇降装置７の上部に付いたチャック８によってコアカッター６を起立状態で支持すると共に、その支持状態では原木４とコアカッター６の軸線方向を一致させる。そして、昇降装置７によってコアカッター６を上昇させて原木４を切削し、切削後にコアカッター６を下降させて、コアカッター６内に丸棒状やパイプ状の木材９を回収するものである（図２参照）。

作業テーブル１は図１に示すように地下室２７の上面を覆う天板であって、図示しないフレームによって下方から支持してある。また、作業テーブル１には、コアカッター６を出入りさせる抜穴２８があけてある。なお、作業テーブル１は、地上とほぼ面一に設置してあるので、原木４をクランプ３の内部に移動させやすい。

クランプ３は図１又は図４に示すように、円筒状のケース１０の上部を開閉可能に設け、ケース１０の上部に有する留め具１１によって閉状態を保持すると共に、ケース１０の円周方向に沿って複数の締付け具１２を取り付けてある。ケース１０は、その下部を円筒体１３で形成してある。一方、ケース１０の上部は、断面半円状の二つの半割体１４を蝶番１５を介して開閉可能に連結したもので、円筒体１３の上部に一方の半割体１４を連続してある。原木４をケース１０の内部で支持する場合には、両方の半割体１４を開いて内部に原木４を投入し、両方の半割体１４を閉じて円筒状に突き合わせ、両方の半割体１４を留め具１１で止めて円筒状に保持する。また、双方の半割体１４には締付け具１２を円周方向に均等にねじ込んであり、締付け具１２の先部を原木４の外側に押し付けることによって、原木４の軸線方向をケース１０の軸線方向と一致させ且つ原木４を作業テーブル１から浮かせて支持する。

回転装置５は図１に示すように、ケース１０の下部の円筒体１３の外周に沿って大歯車１６を鍔状に形成し、大歯車１６の内周側下面をベアリング２で支持してある。また、作業テーブル１の上にブラケット１７を起立させ、ブラケット１７にモーター１８を固定し、モーター１８の先部の小歯車１９を、大歯車１６に噛み合わせることによって、クランプ３を回転可能に設けてある。

コアカッター６は図２，図３に示すように、円筒状のコアカッター本体２０の先部に刃部２１を有するもので、刃部２１がコアカッター本体２０よりも内周側及び外周側に突出している。従って、コアカッター６で原木４を切削すると、コアカッター本体２０の内周側及び外周側には切り屑が落下する内周空間２２、外周空間２３が形成される。

昇降装置７は図１に示すようにシリンダ２４を用いたもので、コアカッター６を挟持するチャック８を、ピストンロッド２５の先部に固定してある。また、コアカッター６の下部からエアを吸引させるためにチャック８にはホース２６が付いており、このホース２６は図示しないエア吸引装置に導かれている。そして、コアカッター６の内部とホース２６を連絡する通路（図示省略）がチャック８にはあけてあり、エア吸引装置でエアを吸引すると、コアカッター６の内部が負圧になる。従って、コアカッター６で原木４を切削しながらエアを吸引すると、コアカッター本体２０の内周側と原木４との間の内周空間２２が負圧になることから、コアカッター本体２０の外周側と原木４との間の外周空間２３から空気が入ってきて、切り屑が内周空間２２を落下して排出され、エア吸引装置に回収される。なお、切削時の衝撃がコアカッター６からチャック８に伝わるので、正確な上下動を確保するために、ガイドレール２９が図示しないフレームによって上下に沿って固定してあり、ガイドレール２９に沿って移動するスライダー（図示省略）がチャック８には付いている。

上述した木材の生産装置は以下の要領で使用する。まず、図１に示すように原木４をクランプ３によって上下方向に起立した状態で支持する。ここで、原木４とコアカッター６の双方の軸線方向を一直線にする。そして、原木４に対して内側から外側に向かって同心円状に順番に切削するが、図４には、一点鎖線でその切削予定箇所を明示してある。まず、昇降装置７及び回転装置５を駆動させて、図２に示すように最も小径のコアカッター６を上昇させて、回転中の原木４に突入させると、原木４が筒状に切削されて、図５（イ）に示すように、コアカッター６内に丸棒状の木材９が収容されていく。切削中は、エア吸引装置を吸引させて、切り屑を回収する。切削後、コアカッター６を下降させて、原木４からコアカッター６を引き抜いて、チャック８からコアカッター６を取り外して、丸棒状の木材９をコアカッター６から引き抜く。次に、図３に示すように二番目に小径のコアカッター６をチャック８に取り付けて、同様に切削すると、図５（ロ）に示すようにパイプ状の木材９がコアカッター６内に収容される。以後、順番に口径の大きなコアカッター６をチャック８に取り付けて同様に切削することによって、図５（ハ）（ニ）に示すように径の異なるパイプ状の木材９が生産される。

上述した方法で生産した丸棒状やパイプ状の木材は、色々な用途に使用できる。例えば、小径のものであれば、遊具の材料としても良いし、大径のものであれば、樽としても使用できる。また、消音性のあるダクト配管、温泉を導く管、魚礁、家具等にも利用できる。さらには、大型のドームや大型スパンのトラス部材としても使用できる。

本発明の木材の生産装置を示す正面図である。 原木をコアカッターで切削する状態を示す断面図である。 原木を大径のコアカッターで切削する状態を示す断面図である。 原木の支持状態、切削予定箇所を示す平面図である。 （イ）（ロ）（ハ）（ニ）図は、原木から木材を生産する手順を示す断面図である。

符号の説明

３ クランプ
４ 原木
５ 回転装置
６ コアカッター
７ 昇降装置
９ 木材

Claims (3)

1. 原木（４）を上下方向に起立した状態で支持すると共に、原木（４）とコアカッター（６）の双方の軸線方向を一直線に合わせた状態で原木（４）の下方にコアカッター（６）を配置し、原木（４）をその軸線方向を中心にして回転させながら、原木（４）に対してコアカッター（６）を相対的に昇降させることによって、原木（４）を筒状に切削した後に原木（４）からコアカッター（６）を抜き出し、続いて口径の大きな別のコアカッター（６）を原木（４）に対して相対的に昇降させることによって原木（４）を同心円状に切削し、原木（４）から丸棒状、パイプ状の木材（９）を生産することを特徴とする木材の生産方法。
2. 切削時にコアカッター（６）の外部からコアカッター（６）の内部を吸引して、切り屑を吸引することを特徴とする請求項１記載の木材の生産方法。
3. 原木（４）を上下方向に起立した状態で支持するクランプ（３）と、原木（４）をその軸線方向を中心にしてクランプ（３）ごと回転させる回転装置（５）と、原木（４）の軸線方向の下方に配置すると共に原木（４）を筒状に切削するコアカッター（６）と、原木（４）に対してコアカッター（６）を相対的に昇降させる昇降装置（７）とからなり、コアカッター（６）で原木（４）を筒状に切削することを特徴とする木材の生産装置。

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