JP2008000948A - 住宅用構造材の加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造材に反りや曲がりが発生していても、接合金具を取付けるための加工を、所定の箇所に正確に施すことのできる加工装置を提供する。
【解決手段】 土台や大引などの住宅用構造材Ｍを接合金具で接合するために、当該構造材Ｍに孔や溝などの接合部Ｊを加工形成するための装置であって、構造材Ｍを上載するローラーテーブル１と、ローラーテーブル１に上載された構造材Ｍを、上方から押圧してローラーテーブル１との間で固定するクランプ機構２と、固定された構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の下面または上面である基準面Ｂの高さ位置を計測する計測機構３と、基準面Ｂを基準として、所定位置に接合部Ｊを加工形成する加工機構４と、で構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、土台、大引、柱、梁などの住宅用構造材に、接合金具を取り付けるための加工を施す加工装置に関するものである。

近年、住宅用構造材である、例えば、土台と大引、あるいは柱と梁は、それぞれ接合金具を使用して接合している。そのため、これらの構造材は、接合に先立って、接合金具が取付けられる部分に接合部（孔や溝など）の加工を施している。

こうした加工は、通常、構造材をローラーテーブルに上載した状態で、エアーシリンダーや油圧シリンダーをクランプして固定し、当該構造材の下面や側面を基準面として行っている。また、こうした加工は、ドリル、タップ、ルーター、カッター等の加工刃物を有する側面加工機や上下面加工機で行っている。

しかし、こうした従来の加工装置では、構造材に反りや曲がりが発生している場合には、所定箇所に正確に加工を施すことができないといった問題がある。すなわち、例えば、孔を穿設する場合、構造材の下面や側面を基準面とし、そこから所定距離の箇所に孔を形成するが、当該構造材に反りや曲がりや発生しているとその基準面が正確でないために、所定箇所から外れた箇所に孔を形成してしまうことになる。

例えば、上下面加工機で構造材の下面に孔を穿設する加工を行う場合において、構造材に中央部が上方に湾曲した反りがあると、エアーシリンダーや油圧シリンダーでクランプで上から押圧しても、当該構造材の材厚によっては、その下面がローラーテーブルに接触しないため、当該下面が正確な基準面とならない。従って、その状態で加工すると加工深さが浅くなり、住宅の組立て不良が発生してしまう。こうした傾向は、天然木材に限らず、寸法精度の高いとされている集成材においても発生する。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、構造材に反りや曲がりが発生していても、接合金具を取付けるための接合部の加工を、所定の箇所に正確に施すことのできる加工装置を提供することを課題とする。

図１および図２を参照して説明する。請求項１に記載の住宅用構造材の加工装置は、土台、大引、梁、柱などの住宅用構造材Ｍを接合金具で接合するために、当該構造材Ｍに孔や溝などの接合部Ｊを加工形成するための装置であって、前記構造材Ｍを上載するローラーテーブル１と、前記ローラーテーブル１に上載された構造材Ｍを、上方から押圧して該ローラーテーブル１との間で固定するクランプ機構２と、前記固定された構造材Ｍの前記接合部Ｊを形成する部分の下面または上面である基準面Ｂの高さ位置を計測する計測機構３と、前記基準面Ｂを基準として、所定位置に前記接合部Ｊを加工形成する加工機構４と、からなるものである。

請求項２に記載の住宅用構造材の加工装置は、土台、大引、梁、柱などの住宅用構造材Ｍを接合金具で接合するために、該構造材Ｍに孔や溝などの接合部Ｊを加工形成するための装置であって、前記構造材Ｍを上載するローラーテーブル１と、前記ローラーテーブル１に上載された構造材Ｍを、左右から挟持して固定するクランプ機構２と、前記固定された構造材Ｍの前記接合部Ｊを形成する部分の側面である基準面Ｂの左右位置を計測する計測機構３と、前記基準面Ｂを基準として、所定位置に前記接合部Ｊを加工形成する加工機構４と、からなるものである。

請求項３に記載の住宅用構造材の加工装置は、請求項１または２に記載の発明において、基準面Ｂに代えて、構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の中心であるセンター基準面Ｃを計測機構３で計測して割り出し、当該センター基準面Ｃを基準として、加工機構４で接合部Ｊを加工形成してなるものである。

この場合、請求項１に記載の発明では、材高さｈの中心がセンター基準面Ｃとなり、請求項２に記載の発明では、板厚ｔの中心がセンター基準面Ｃとなる。

請求項１に記載の住宅用構造材の加工装置は、ローラーテーブル１に上載した構造材Ｍを、その上方からクランプ機構２で押圧してローラーテーブル１との間で固定し、その基準面Ｂとなる下面または上面の高さ位置を計測機構３で計測した後、その基準面Ｂを基準として加工機構４で接合部Ｊを加工形成するので、当該構造材Ｍに上下方向に反りが発生していても、所定箇所に正確に接合部Ｊを形成することができる。

すなわち、例えば、図１に示すように、中央部分が上方に湾曲した反りのある構造材Ｍに、下面を基準面Ｂとして材高さｈの中間点であるＸ地点に達する接合部（孔）Ｊを穿設するとした場合、当該接合部Ｊを形成する部分の下面（基準面Ｂ）の高さ位置を計測機構３で計測し、その基準面Ｂを基準として、反りがないとした場合の接合部Ｊの基準位置を補正（オフセット）して、適正な形成箇所を設定するので、正確な箇所に接合部Ｊを形成することができる。これにより、住宅の組立て不良が発生するといった事態を未然に防止することができる。

ちなみに、計測機構３を持たない従来技術では、ローラーテーブル１の上面を基準として接合部Ｊの形成箇所を割り出すので、材高さｈの中間点であるＸ地点より低い箇所のＸ’地点に達するに留まる接合部Ｊを形成してしまうことなる。

請求項２に記載の住宅用構造材の加工装置は、ローラーテーブル１に上載した構造材Ｍを、その左右からクランプ機構２で挟持して固定し、その基準面Ｂとなる側面の左右位置を計測機構３で計測した後、その基準面Ｂを基準として加工機構４で接合部Ｊを加工形成するので、当該構造材Ｍに左右方向の曲がりが発生していても、所定箇所に正確に接合部Ｊを形成することができる。

すなわち、例えば、図２に示すように、中央部分が左右一方方向に湾曲した曲がりのある構造材Ｍに、その左右一方側面を基準面Ｂとして材厚ｔの中間点であるＹ地点まで達する接合部Ｊ（孔）を穿設するとした場合、当該接合部Ｊを形成する部分の側面（基準面Ｂ）の左右位置を計測機構３で計測し、その基準面Ｂを基準として接合部Ｊの形成箇所を割り出すので、正確な箇所に接合部Ｊを形成することができる。従って、住宅の組立て不良が発生しない。

この場合、計測機構３を持たない従来技術では、ローラーテーブル１の中心線などを基準として接合部Ｊの形成箇所を割り出すので、材厚ｔの中間点であるＹ地点に届かないＹ’地点に達するに留まる接合部Ｊを形成してしまうことなる。

請求項３に記載の住宅用構造材の加工装置は、基準面Ｂに代えて、構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の中心であるセンター基準面Ｃを計測機構３で計測して割り出し、当該センター基準面Ｃを基準として、加工機構４で接合部Ｊを加工形成するので、請求項１および２に記載の発明と同様に、接合部Ｊを所定箇所に正確に形成することができる。

本発明に係る住宅用構造材の加工装置の第一実施形態を、図１に示す。これは、土台、大引、梁、柱などの木造住宅用の構造材Ｍを接合金具で接合するために、当該構造材Ｍに孔や溝などの接合部Ｊを加工形成するための装置であり、ローラーテーブル１、クランプ機構２、計測機構３および加工機構４を備える。なお、加工の対象となる構造材Ｍの寸法は限定されないが、例えば、１０５ｍｍ（材厚ｔ）×４５０ｍｍ（材高さｈ）×６ｍ（長さ）程度のものを加工することができる。

ローラーテーブル１は、多数のローラー体１ａを水平に並べて構成したものであり、モーターによって回転し、構造材Ｍを上載して間欠的に移送する。クランプ機構２は、ローラーテーブル１の上位に設けられ、シリンダー２ａとピストン２ｂとで構成され、ローラーテーブル１に上載された構造材Ｍを、ピストン２ｂで押圧してローラーテーブル１との間で挟持して固定する。

計測機構３は、固定された構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の下面である基準面Ｂの高さ位置を計測する。この計測機構３は、レーザー測長器や、シリンダーとパルス発生器とで構成される装置などで構成することができる。加工機構４は、基準面Ｂを基準として、所定位置に接合部Ｊを加工形成するものであり、ドリル、タップ、ルーター、カッターなどで構成される。なお、基準面Ｂは、構造材Ｍの上面とすることもできる。

本実施形態に係る加工装置の作用について、中央部分が上方に湾曲した反りのある構造材Ｍを加工する場合について説明する。まず、構造材Ｍをローラーテーブル１に上載して加工機構４が配置されている場所まで移送する。ここで、ローラーテーブル１を停止し、クランプ機構２のピストン２ｂを降下させて構造材Ｍの上面を押圧する。これによって、当該クランプ機構２とローラーテーブル１とで構造材Ｍを固定する。

次に、計測機構３で、構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の下面（基準面Ｂ）の高さ位置を計測する。続いて、この計測結果に基づき、計測機構３からの信号によって、加工機構４が当該基準面Ｂを基準として、そこから所定距離の部分に接合部Ｊを加工形成する。これにより、構造材Ｍに反りがあっても、常に正確な部分に接合部Ｊを形成することができる。

本発明に係る住宅用構造材の加工装置の第二実施形態を、図２に示す。この加工装置も、土台、大引、梁、柱などの住宅用構造材Ｍを接合金具で接合するために、当該構造材Ｍに孔や溝などの接合部Ｊを加工形成するためのものであり、ローラーテーブル１、クランプ機構２、計測機構３、および加工機構４を備える。

ローラーテーブル１は、多数のローラー体１ａを水平に並べて構成される。クランプ機構２は、構造材Ｍの左右両側に設けられたクランパー２Ａで構成され、ローラーテーブル１に上載された構造材Ｍを、左右から挟持して固定する。本実施形態ではクランパー２Ａを二対設け、接合部Ｊの前後両側を挟持して固定するようにしている。

計測機構３は、構造材Ｍの左右両側のそれぞれに設けられた二つの測定器３ａで構成され、それぞれがクランプ機構２によって固定された構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の側面までの距離を計測することによって、構造材Ｍの材厚ｔを算出し、それを基にセンター基準面Ｃを割り出す。そして、加工機構４は、センター基準面Ｃを基準として、そこから所定距離の部分に接合部Ｊを加工形成する。

なお、この計測機構３は、一つの測定器３ａのみで構成することもできる。また、センター基準面Ｃを基準とする代わりに、構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の側面を基準面Ｂとし、その基準面Ｂを基準として接合部Ｊを加工形成することもできる。

本実施形態に係る加工装置の作用について、中央部分が左右方向に湾曲した曲がりのある構造材Ｍを加工する場合について説明する。まず、構造材Ｍをローラーテーブル１に上載して加工機構４が配置されている場所まで移送する。次に、ローラーテーブル１を停止し、二対のクランパー２Ａを作動して構造材Ｍの左右側面を二箇所において挟持し、固定する。

この状態で、二つの測定器３ａ（計測機構３）で、構造材Ｍの接合部Ｊを形成する部分の左右両側面の左右位置を計測し、それを基に構造材Ｍのセンター基準面Ｃを割り出す。続いて、計測結果に基づく計測機構３からの信号によって、加工機構４が当該センター基準面Ｃを基準として、そこから所定距離の部分に接合部Ｊを加工形成する。こうすることによって、構造材Ｍの所定箇所に接合部Ｊを正確に形成することができる。

なお、本実施形態では、構造材Ｍの側面をクランプ機構２で挟持して、当該側面を加工するため、クランプ機構２と加工機構４との干渉を回避する必要があり、従って、クランプ機構２を、当該加工機構４から離れた位置に設けている。クランプ機構２と加工機構４は、所定の位置関係で配置されているため、両者が離れていると接合部Ｊの形成箇所に誤差が生じ易いが、本実施形態に係る加工装置は計測装置を設けているため、そうした誤差を補正することができる。よって、常に、正確な位置に接合部Ｊを形成することができる。

本発明に係る住宅用構造材の加工装置の第一実施形態を示す側面構成図である。 本発明に係る住宅用構造材の加工装置の第二実施形態を示す平面構成図である。

符号の説明

１ ローラーテーブル
１ａ ローラー体
２ クランプ機構
２Ａ クランパー
２ａ シリンダー
２ｂ ピストン
３ 計測機構
３ａ 測定器
４ 加工機構
Ｂ 基準面
Ｃ センター基準面
Ｊ 接合部
Ｍ 構造材
ｈ 材高さ
ｔ 材厚

Claims (3)

1. 土台，大引，梁，柱などの住宅用構造材（Ｍ）を接合金具で接合するために，該構造材に孔や溝などの接合部（Ｊ）を加工形成するための加工装置であって、前記構造材を上載するローラーテーブル（１）と、前記ローラーテーブルに上載された構造材を，上方から押圧して該ローラーテーブルとの間で固定するクランプ機構（２）と、前記固定された構造材の前記接合部を形成する部分の下面または上面である基準面（Ｂ）の高さ位置を計測する計測機構（３）と、前記基準面を基準として，所定位置に前記接合部を加工形成する加工機構（４）と、からなる住宅用構造材の加工装置。
2. 土台，大引，梁，柱などの住宅用構造材（Ｍ）を接合金具で接合するために，該構造材に孔や溝などの接合部（Ｊ）を加工形成するための加工装置であって、前記構造材を上載するローラーテーブル（１）と、前記ローラーテーブルに上載された構造材を，左右から挟持して固定するクランプ機構（２）と、前記固定された構造材の前記接合部を形成する部分の側面である基準面（Ｂ）の左右位置を計測する計測機構（３）と、前記基準面を基準として，所定位置に前記接合部を加工形成する加工機構（４）と、からなる住宅用構造材の加工装置。
3. 基準面（Ｂ）に代えて、構造材（Ｍ）の接合部（Ｊ）を形成する部分の中心であるセンター基準面（Ｃ）を計測機構（３）で計測して割り出し、該センター基準面を基準として、加工機構（４）で接合部（Ｊ）を加工形成してなる請求項１または２に記載の住宅用構造材の加工装置。
   

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