JP2011079317A - ベニヤ板同士の接合方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベニヤ板同士の縁継手部における接合方法及びその装置に関する。
【解決手段】ベニヤ１ａ，１ｂを互いの接合すべき縁が合わさるようにまず位置決めし、その後ベニヤ間の接合部の縦方向に互いに離隔した接続ポイント７においてベニヤ同士の接合を行う。接合されるベニヤ中に少なくとも３つからなる一列の貫通穴部を接続ポイントにおいて形成する工程を備え、前記一列の穴部は接合されるベニヤの当接縁に形成される接合部に交差するように並び、穴部の一つは実質的に接合部と一致し、その後穴部に取り付けられる接続手段によってベニヤ同士を接合する工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はベニヤ板同士の縁継手部における接合の方法に関するものであり、本発明に係る方法においては、最初にベニヤを互いの接合すべき縁が合わさるように位置決めし、その後ベニヤ間の接合部の縦方向に互いに離隔した接続ポイントにおいて、ベニヤ同士の接合作業を行う。また、本発明はベニヤ板同士を接合するための装置にも関する。

ベニヤ板は、例えば合板パネルや単板積層材（ＬＶＬ）の製造に使用される。ベニヤは通常、ベニヤ用旋盤で一塊の木材をスライスすることで生成される。その結果として、比較的長いストリップになるとともに、そのストリップの長手方向に実質的に交差して伸びる繊維状のものを備える。所望の使用に従って、前記ベニヤストリップからベニヤシートが切り取られて、例えば合板パネルの製造などに使用される。一般的な合板パネルのサイズは８×４フィート（あるいは４×８フィート）で、前の数字は合板パネルにおける木目方向のサイズを表している。一般的に一塊の木材の全長は、製造する合板パネルの木目方向サイズよりも約８インチ大きく、そして乾燥工程における８×４フィート合板の収縮に備えて、ベニヤシートは最終合板パネルの全幅よりもほんの少しだけ（一般的には約９インチ）大きいサイズに切断される。一般的に、ベニヤの厚さはおおよそ１ｍｍ−４ｍｍの範囲内である。

ベニヤストリップには様々な固有の欠陥、例えば節穴、裂け目、端の丸み、などが現れるが、これらの欠陥のせいでベニヤストリップを最終合板パネルの所望サイズよりも小さいシートに切断せねばならないことがある。合板の製造においては、おおよそ５％−１０％のベニヤが標準よりもサイズが小さいということが一般的であるから、合板パネルの工業生産において十分な生産量を確保する為にも、ほとんど常にそのようなサイズの小さいベニヤ同士を接合しなくてはならない。接合はベニヤの接合すべき縁同士を位置合わせすることにより行い、その際にはベニヤ間の接合部がベニヤの木目方向に対して実質的に横方向に広がるようにする。標準よりも小さいベニヤを互いに接合して作ったベニヤウェブは、ベニヤシート状に切断されて、フルサイズのベニヤに適合し主として合板パネルのコア層となるようなベニヤシートとなる。ベニヤは、乾燥工程後であって接合工程に運ぶ前に、高精度で所望の使用に従って分類される。接合工程へ運ぶものとして選んだベニヤを、早ければ湿った状態のまま分類しても良い。従来技術には標準よりも小さいベニヤの接合方法について様々な接着テープや縫製技術を用いて行う方法が開示されているが、それでもなお乾燥工程後まではこれらの従来技術を適用することはできない。特許文献１には、接着剤による接合を利用してベニヤの表面同士を接着する一つの方法が開示されている。昨今使用されている方法として、ベニヤ間の接合部に対し交差する方向に伸びる接着用フィラメントを用いて乾燥工程後にベニヤを接着する方法もある。この方法においては、接着されたベニヤ同士の接合部にスポット型の接着ポイントを作ることを特徴とする。接着スポットを作る目的は、以降の工程中における合板パネルのオーバーラップを抑制することであり、接着用フィラメントを用いる目的は、接合部の縦方向強度を増加させることである。特許文献２には、接着剤を用いたベニヤの組立方法の一つが開示されている。特許文献３には、縫い付けによるベニヤの組立方法が開示されており、この方法では個々の穴を開けることにより、ベニヤの全幅にわたって伸びる連続した縫い目を生成している。これらの特許文献に係るベニヤの組立方法における問題の一つは、接合されたベニヤが乾燥工程後に脆弱性を増すことであり、その結果として縫製工程が難しくなるとともにベニヤが比較的裂けやすくなる。それだけでなく、このようにして生成された接合部は以降の工程で掛かる負荷に対して常に耐えられるとは限らない。また、最終的にベニヤが部分的にオーバーラップした関係になる可能性もあり、そのようなベニヤはもはや以降の工程において役に立たない不良品として戻さなくてはならない。これらの問題は、特許文献４、５で開示されている通り、ベニヤ間の接合部に交差するような縫い付けを確立し、ベニヤを互いに縫い付けるなどの様々な湿式の接合方法を改良することによって対処されていた。縫い付けの方法は特許文献６、７にも開示されている。湿式接合方法とは乾燥工程の前にベニヤ同士を接着する方法のことをいうが、ベニヤの含水量は乾燥したベニヤの重量の約４０％−１５０％の範囲内である。一般的に乾燥後のベニヤの含水量は、乾燥したベニヤの重量の約２％−１２％である。乾燥工程のうちに、ベニヤは繊維の横方向について概して５％−１０％の収縮を見せる。湿式接合方法の利点の一つは、例えば後で除外される材料を不必要に乾燥しないで済むといったエネルギーの節約である。別の利点としては、ベニヤのジャムを引き起こしやすい乾燥機を供給する必要がないことや、廃棄物がすぐに除去されることにより労力を低減できることが挙げられる。

国際公開第２０００／０３２３７０号 米国特許第４５４５８４５号明細書 米国特許第３７３２８３３号明細書 米国特許第３８５６６００号明細書 米国特許第３９１９９５４号明細書 欧州特許第０５２８７１７号明細書 英国特許第１１６６５７０号明細書

本発明の目的は、改良した接合方法及びその装置を提供し、それによって並んだベニヤを接合以降の全工程中において様々な方向の接続が維持できるよう強力に接合した状態で組立てることである。本発明に係る解決法は湿式接合法に利用することができ、そこで例えば乾燥工程によって掛かる負荷にも耐えうる接合をもたらすことができるが、一方で乾燥工程後に行うベニヤの接合に使用することも考えられる。

上記目的を達成するために、本発明に係る方法は、接合されるベニヤ中に少なくとも３つからなる一列の貫通穴部を接続ポイントにおいて形成する工程を備え、前記一列の穴部は接合されるベニヤの当接縁に形成される接合部に交差するように並び、穴部の一つは実質的に接合部と一致し、その後穴部に取り付けられる接続手段によってベニヤ同士を接合する工程とを備えることを特徴とする。

他方で、本発明に係る装置では、接合されるベニヤ中に少なくとも３つからなる一列の貫通穴部を接続ポイントにおいて形成する手段を備え、前記一列の穴部は接合されるベニヤの当接縁に形成される接合部に交差するように並び、穴部の一つは実質的に接合部と一致し、ベニヤ同士を接合するために穴部に取り付けられる接続手段とを備えることを特徴とする。

本発明による解決法がもたらす利点は、接合部が個々の強固な接続ポイントにより形成されること、及び、前記接続ポイントの配置を、ある程度の許容範囲内であれば例えばカメラ画像から供給される情報に基づいて移動させることが比較的容易なことである。また、それによって、節領域の接合に必要な一連の穴部であるが節領域がはがれて接合を維持できないような穴部の生成を回避すること、あるいは、一連の穴部が、適切な方法による接合形成を不可能にする節穴や他の隙間と一致するのを回避することが可能である。接合部に生成される穴部によって固定された接続を形成することができ、それによって、並んだベニヤはベニヤの縦方向、横方向及び垂直方向において効果的に強固に連結する。個々の接続は一つの作業ヘッドによって形成することができる。作業ヘッドは、各接続ポイントに必要な穴部を生成し、次に糸状のものや別の接続部材を用いてベニヤの組立を行い、その後、接合方向に進んで次の接続ポイントに向かう。接続作業は作業台を用いることで同時に行っても良く、その作業台は基本的に接合部の全長にわたって広がるとともに、多くの作業ヘッドを備える。前記作業ヘッドは、各接続ポイントで同時に必要な一連の穴部を生成し、同様に各接続ポイントで同時に次の接合作業を行う。後者の場合に、個々の作業ヘッドは例えばカメラ画像から供給される情報に基づき接合方向において特定の許容範囲内で移動可能である方が好ましく、そうすることで各接続ポイントの適切かつ正確な位置を確保することができる。作業ヘッドは、制御機構を有し、その制御機構によってパンチング用具による作業を節領域が過度に硬いことを理由に自動的に停止させても良い。前記制御機構は、パンチングの制御が成功しない場合のフィードバック機能を備え、制御が成功しなかった接続ポイントにおける接合工程をスキップさせることが可能である方が好ましい。

各接続ポイントに形成される穴部の数は３つ以上であることが好ましく、穴部の間隔は５ｍｍ−２０ｍｍの範囲内であるが、特に約１５ｍｍが好ましい。穴部が円形である場合には、穴部の有する直径の範囲は例えばおおよそ５ｍｍ−１０ｍｍ以内である。穴部の形状は円形以外でも良い。接続ポイント間の距離は、好ましくはおおよそ１５０ｍｍ−４００ｍｍの範囲内であるが、木の種類、ベニヤの寸法及び含水量、又はその他の事項によってこの数字は大きく変わることがある。

互いに組立てられる二つのベニヤを略図で表したものである。 わずかに拡大した接続ポイントを表す図である。 本発明における接合部材の一つをわずかに拡大した図で、固定されたベニヤシートを接続ポイントで切断して表している。 図３で示される接合部材をより詳細に表した図である。

本発明は添付の図面を参照することでより正確に表現される。

例として、いくつかの接合作業方法を以下に記述する。

組立てられたベニヤウェブの後縁とベニヤウェブに接合されるベニヤの前縁は、まず最初に、互いにぴったりと接触した状態で接合ユニットの下部に置かれる。接続ポイント７同士の間隔は必要に応じて（例えば１００ｍｍと）決められる。パンチング用具は接続ポイントに沿って例えば３つの並んだ穴部５にパンチングを行い、中央の穴部５’はそれぞれのベニヤに半々に分けられる。穴部の最適な形状は実験的に見出すことができ、例えば直径が約５ｍｍ−６ｍｍの円形であっても良い。パンチング用具は例えばダイカット型やドリル型でも良い。穴部の数は好ましくは３つであるが３つに制限される訳ではなく、また、その位置が接合部を軸にして左右対称である必要もない。穴部の役目としては特に、接合以降の工程におけるベニヤのクラックを防止すること、及び例えば節領域が過度に硬いせいでパンチングによる穴開けができないような場所で接合されないよう確保することである。パンチング工具は過負荷制御機構及びセンサーシステムを備えている方が好ましく、さらに、パンチングが失敗した場合に、その領域における接合作業を中止するような制御フィードバック機能も備えている方が好ましい。中央の穴部５’は、接合部６の結合を全方向で固定することが目的である。

穴部が形成されたら、接続手段（例えばひも状フィラメントのような形状でも良い）や、接続要素３とリンク要素４の２要素からなり穴部の間隔に適応するように特別設計された接続部材２によって、ベニヤ１ａ、１ｂが互いに接続される。一部あるいは全ての接続は、同一の接合ヘッドを用いて、ベニヤあるいは接合ヘッドを新しい接続位置に移動させることによって形成しても良い。最大生産能力は、各接続位置に個別の接合ヘッドを備え、かつ接続が同時に形成される場合において必然的に発揮される。

ひも状フィラメントによる接続を利用するとき、穴部５、５’は、ひも状フィラメントがベニヤに形成された穴部に適応する縫い付けツールとして結合部に縫い付けられるのを促進する。穴部がパンチングされるのと同時に、接続ポイントに形成されたフィラメントに好ましくはプレスによって凹部が生成する。凹部を生成するプレス作業は、必要であれば加熱可能な凹部生成用具を用いて実施しても良い。凹部の目的は、より少ない力で強固な結合を形成するのを促進すること、及び、フィラメントが凹部の中に位置することによって全ての方向に係る結合を強化することであり、それによってフィラメントがあまり簡単にずれないようにすることができる。加えて、凹部はひも状フィラメントが最終生産物において目で見えるようになることを防止する。必要であれば凹部生成ツールは、追加の切れ目を最外部の穴部においてフィラメントが締め付ける方向に形成するために用いられても良く、そうすることでフィラメントを締め付けた状態のままその切り込み部分の中に入れることができる。よって、ひも状フィラメントの固定がより強化される。

フィラメントによる結合は接着剤のあるなしにかかわらず、例えば既知のフィラメントを用いて行われても良い。フィラメントは、乾燥工程中の温度で例えば１０％−２０％ほど（好ましくは木材よりも）収縮するタイプである方が好ましく、それによって結合部をより強固に締め付けるとともに効率性が増す。

フィラメントによる結合は例えば以下のようにして行われる。
１．最初に、フィラメントは結合するのに十分な長さを有し、巻かれていない状態で一連の穴部上に置かれる。
２．フィラメントを用具によって中央の穴部を通るように押し出して、ベニヤの反対側に輪ができるようにする。そして、フィラメントの輪が他の穴部と直交する方向に向くように、前記用具によってフィラメントを保持する。
３．フィラメントを切断する。
４．フィラメントの両端を、それぞれ個別の用具を用いて押し出して最外部の穴部に通す。
５．グリッパーを、中央の穴部に形成したフィラメントの輪の中を通るように押し出す。
６．中央の穴部を通して動かされていた押し出し機を元の位置に引く。
７．各グリッパーで、反対側の穴部を通るように運ばれたフィラメント端をつかむ。
８．フィラメント端を掴んだ状態で、グリッパーを中央の穴部に形成したフィラメントの輪を通して引き抜いて、同時にフィラメントの結合を締め付ける。
９．グリッパーを互いの方に向かって引いて、その際にグリッパーと引き結び間にできた輪がフィラメント端に残るようにする。
１０．第２のグリッパーから第３のグリッパーへフィラメント端の保持を引き渡して、フィラメント端同士が交差するようにする。
１１．グリッパーは再度結合部から外側に向かって引き抜かれ、そうすることで中央の穴部において結合部が引き結び状になる。
１２．必要であれば、フィラメント端から余分な長さ分を切り取ることによって結合部を完成させても良い。

必要であれば上記項目９−１１は、例えば乾燥工程中の温度にも耐えられるＰＵＲ接着剤による接着によって結合部の結合信頼性を確保することに置き換えても良い。

接続（結合）は、ベニヤと分離した接続部材で行っても良く、その接続部材とは例えば複合材料からなり、その複合材料において採用された繊維は、例えば上述のフィラメント結合法で用いられるものと同種のフィラメントで構成される。前記接続部材は、そこに設けられた接続要素３を有し、関連する接続要素がベニヤ両面に完成した穴部においてパンチングによってはめ込まれ、パンチング後に接続要素は互いに確実にかみ合う。これにより、接続要素による細長いテープが構築され、そのテープから、各接続位置において必要とされる長さ、例えば接続要素３つなどの長さが取り除かれる。接続部材は、例えば鋳造によって、分離した一つの一体的な要素から製造された用具であっても良く、その用具において、穴部に適応する接続要素３の間にあるリンク要素４はフィラメントやテープのようなものとして生成される。接続要素３が有する高さは、ベニヤの製造用プレス工程中におけるベニヤの厚さを超えないように適度なものでなければならない。具体的には、例えばベニヤの厚さが３，２ｍｍの場合、接続要素３が有する厚さは約３ｍｍかそれより少し小さい。接続要素ができるだけ動かないようにするために、好ましくは接続要素の直径がベニヤ中の穴部５の直径よりもほんのわずかに大きくなくてはならない。接続部材の原材料は２００℃以上の融点を有するプラスチックあるいはその合成物である方が好ましい。

接続部材を用いるときは、例えば以下のようにしてベニヤ同士の接合を行う。
１．新しい接続部材をベニヤの両面上においてパンチング工具中に置く。
２．接続要素はベニヤの両面からパンチングされて、互いにそして接合部と強固に結合する。
３．同時に、必要であれば接続部材を接続要素で形成されるテープから解放しても良い。

前段落の方法を選択したときの利点の一つは、結合の形成スピード及び実際の接合工具のシンプルさである。

別の態様では、穴部間を通ってベニヤの両面に伸びる軟質フィラメントを用いてベニヤ同士の接合を行うことも考えられる。前記軟質フィラメントは、図４で示される接続要素３のような分離した接続要素によって各穴部に固定される。本態様では穴部間距離に関して、より幅広い許容範囲が得られる。

１ａ、１ｂ ベニヤ
２ 接続部材
３ 接続要素
４ リンク要素
５、５’ 穴部
６ 接合部
７ 接続ポイント

Claims (9)

1. ベニヤを互いの接合すべき縁が合わさるようにまず位置決めし、その後ベニヤ間の接合部（６）の縦方向に互いに離隔した接続ポイント（７）においてベニヤ同士の接合を行う、ベニヤ板（１ａ、１ｂ）同士の接合方法であって、
   接合されるベニヤ（１ａ、１ｂ）中に少なくとも３つからなる一列の貫通穴部（５、５’）を接続ポイント（７）において形成する工程を備え、
   前記一列の穴部は接合されるベニヤ（１ａ、１ｂ）の当接縁に形成される接合部（６）に交差するように並び、穴部の一つ（５’）は実質的に接合部（６）と一致し、
   その後穴部に取り付けられる接続手段によってベニヤ同士を接合する工程とを備えることを特徴とする、ベニヤ板（１ａ、１ｂ）同士の接合方法。
2. 接続手段がフィラメントを含み、前記フィラメントは穴部を貫通しており、前記フィラメントを締め付けた後に前記フィラメントに固定用引き結びが接合部に存在する穴部（５’）と一致するように形成される、請求項１に記載の方法。
3. 接続手段がフィラメントを含み、前記フィラメントは穴部を貫通しており、前記フィラメントを締め付けた後に前記フィラメントに接着剤が塗布され、前記接着剤が接合部に存在する穴部（５’）と一致するように固まることで接合部を固定する、請求項１に記載の方法。
4. 接続手段がフィラメントを含み、前記フィラメントは締め付け要素によって所定の位置に締め付けられて少なくとも穴部の一つに取り付けられる、請求項１に記載の方法。
5. 接続手段は特別な接続部材（２）を備え、前記接続部材（２）は一体的な接続要素からなり、前記接続要素は接合されるベニヤの両側に位置するとともに穴部の間隔に適応し、前記接続部材（２）が備える接続要素（３）はスナップ操作によって穴部内で互いに噛合う、請求項１に記載の方法。
6. 穴部（５、５’）の間に凹部が形成され、前記凹部は穴部間に伸びる接続手段の一部と適応する、請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
7. ベニヤ（１ａ、１ｂ）を互いの接合すべき縁が合わさるように位置決めする手段と、ベニヤ間の接合部（６）の縦方向に互いに離隔した接続ポイント（７）においてベニヤ同士の接合を行う手段とを備える、ベニヤ板同士の接合装置であって、
   接合されるベニヤ（１ａ、１ｂ）中に少なくとも３つからなる一列の貫通穴部（５、５’）を接続ポイント（７）において形成する手段を備え、
   前記一列の穴部は接合されるベニヤ（１ａ、１ｂ）の当接縁に形成される接合部（６）に交差するように並び、穴部の一つ（５’）は実質的に接合部（６）と一致し、
   ベニヤ同士を接合するために穴部に取り付けられる接続手段とを備えることを特徴とする、ベニヤ板（１ａ、１ｂ）同士の接合装置。
8. 接続手段がフィラメントを備える、請求項７に記載の装置。
9. 接続手段が特別な接続部材（２）を備え、前記接続部材（２）は一体的な接続要素からなり、前記接続要素は接合されるベニヤ（１ａ、１ｂ）の両側に位置するとともに穴部の間隔に適応し、前記接続部材（２）が備える接続要素（３）はスナップ操作によって穴部内で互いに噛合う、請求項７に記載の装置。

Images