JP2011126265A - 原木の切削方法及びベニヤレース - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1バックアップロール27の外周面と第1バックアップ体61の上側端面61aとにより支持されつつ、円盤状回転体111により回転させられ、刃物105により切削されることで原木Wが小径となっても、原木Wの軸中心線方向で間隔をおいて隣り合う各第1バックアップロール27の空間に第1バックアップ体61が移動進入することで、原木Wは両部材27、61により支持され続け、切削が継続され単板Yが得られる。
【選択図】図14
Description
このベニヤレースにおいて、原木が切削時に受ける力により撓むことを防ぎつつ歩留まりを向上させるために、原木を可能な限り小さな直径となるまで切削することが必要となっている。
そのための出願人は特許第2796799号公報に記載されているベニヤレースを提案した。
即ち、101は原木107を切削する刃物105等を備えた鉋台である。
鉋台101は、公知のベニヤレースと同様に、鉋台101に設けた雌ねじ(図示せず)に合致する第1雄ねじ103が挿入されている。
この第1雄ねじ103にはこれを回転させるためのサーボモータ(図示せず、以下第1サーボモータという)が連結されている。
第1は、後述するように制御器(図示せず)からの信号を受けて第1雄ねじ103を正転・逆転させ、このことにより鉋台101が原木107の回転中心に対し矢印方向に往復移動可能となっている。
尚、第1サーボモータには、第1サーボモータの正転・逆転により移動させられる部材の、任意に設定した基準位置に対する位置を検出するためにアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。
このアブソリュートロータリーエンコーダにより、鉋台101に備えた刃物105の刃先と、原木107の回転中心(スピンドルで原木を支持する場合はスピンドルの回転中心)との間の距離を検出することができる。
105は鉋台101に備えられた刃物で、107は原木、109は原木107から刃物105で切削された単板である。
111は刃物105の直前位置に備えられ、周囲に、原木107の外周面を突刺する突刺体を多数備えた円盤状回転体で、後述するように回転する原木107の軸中心線方向に多数並べて配置してある。
この円盤状回転体111は、第2サーボモータ113の動力がチェーン115により伝達され一定速さで回転駆動させられ、後述するように前記突刺体が突刺された原木107を矢印方向に回転させる。
117は、刃物105による原木107の切削時に、単板109に生じる裏割などの割れを少なくするために、刃物105の直前位置で原木107の外周面を加圧するノーズバーである。
該保持体は、上記第1雄ねじ103の回転により鉋台101が移動することと同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第3サーボモータという)で回転させられる第2雄ねじ121により、水平方向に後述するように制御されながら移動する。
第3サーボモータには、原木107の回転中心と、第1ロール119の外周面で刃物105による原木107の切削時に、原木107の外周面と接触する箇所(以下、接触箇所と言う)との間の距離を検出するために、第1サーボモータと同様にアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。
この別の保持体は、第1ロール119と同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第4サーボモータという)が連結されることで回転する第3雄ねじ125により、垂直方向に後述するように制御されながら移動させられる。
第4サーボモータにはアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されていて、第1ロール119と同様に、原木107の回転中心と、第2ロール123の接触箇所との間の距離を検出する。
更には、原木107の回転に従って回転する第2ロール123の周速を計測するためのロータリーエンコーダー(図示せず)も備え、その情報を制御器に伝えている。
第1サーボモータに連結されたアブソリュートロータリーエンコーダにより原木107の回転中心と刃物105の刃先との間の距離rが分かり、また第2ロール123に備えたロータリーエンコーダにより原木107の周速xが分かる。
これらr及びxから制御器で原木107の単位時間当りの回転数(以下、回転数と言う)nを算出する。
尚、円盤状回転体111が前記のように一定の速さで回転駆動させられるので、原木107の周速xはほぼ一定となる。
次いで制御器では回転数nの値から、原木107の1回転当りに鉋台101が原木107に向かって移動する距離が一定となるように、第1雄ねじ103のサーボモータに信号を出し作動させる。
その結果、鉋台101は移動し当然に距離rの値も順次小さくなるが、前記のように原木107の周速xが一定であるため、この変化する距離rの値に対応して鉋台101の移動速さは速くなる。
即ち、第1ロール119の接触箇所が、原木107を挟んで刃物105の刃先と対称となる位置、言い換えれば図28において原木107の回転中心から左側へ距離r離れた位置、正確には図9を用いて後述するアルキメデスのスパイラル曲線(以下、曲線と言う)上にあるように、しかも鉋台101が原木107に向かって移動することに対応して第1ロール119も前記刃先に対する位置関係を保ちながら原木107に向かって水平移動するように、第3サーボモータを作動させる。
その結果、第1ロール119は刃物105により切削されることで原木107の直径が順次小さくなっても、第1ロール119は原木107の周面に当たり続けるように移動する。
この様なベニヤレースでは、原木が切削により受ける力で撓むことが防止され希望する厚さの単板が得られると共に、原木の両木口をスピンドルで支持して回転させる場合に比べて、小さな直径まで原木を切削することができ歩留まりが向上する。
そのため歩留まりを更に向上させることができない問題があった。
及びこれら2個の当接部材を、原木切削開始時から、又は切削が進み原木の直径が所定の値になってから、前記進入した状態として原木を支持する。
これらもことを最も主要な特徴とする。
図1において101は、図19で説明した鉋台と同じ鉋台であって、第1雄ねじ103、刃物105、円盤状回転体111、モータ113、チェーン115及びノーズバー117を同様に備えている。
3は、油圧シリンダ(図示せず)の作動により、後述するように刃物105が二点鎖線で示す原木Wの回転中心に接近しても当たらない原木Wから離れた待機位置と、原木Wの両木口に各々圧接される支持位置との間を往復動自在とした一対のスピンドルである。
一対のスピンドル3は、支持位置にあるとき原木Wを回転自在に支持し、また後述するようにサーボモータ(図示せず、以下第5サーボモータという)により原木Wを回転駆動することも可能であり、この回転駆動時には回転数を変更自在となっている。
更には、一対のスピンドル3の一方には、時間当たりの回転数を検出するためのロータリーエンコーダ(図示せず)が連結され、回転数の情報は後述する制御器79に入力されている。
尚、刃物105の、スピンドル3の軸中心線方向と平行な方向の長さは、原木Wの繊維方向の長さより若干長くなるように形成されている。
7は図2の左右方向の両側に間隔をあけて各々配置された第1基台であって、各第1基台7上に第6サーボモータ9が固定されている。
第6サーボモータ9にもアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。
11は各第6サーボモータ9に連結された第4雄ねじで、第4雄ねじ11を定位置に保持するために同じく各第1基台7上に固定された第1軸受13に回転自在に挿入されている。
15は、第4雄ねじ11と合致するようにねじを形成された雌ねじである。
17は、図2の左右方向の両側に間隔をあけて各々配置された第2基台19上に、固定部21a及びスライド部21bからなる第1リニア軸受21のスライド部21bに固定された第1支持台17である。このことにより、第1支持台1が第2基台19に対し水平移動自在となっている。
雌ねじ15は第4雄ねじ11が挿入された状態で、図2の左右方向で各第1支持台17の外側の側面に、各々固定されている。
両第1支持台17の間には、図5に示すように、垂直な第1鋼板17aと水平な第2鋼板17bとを各々2枚を互いに直角で断面が長方形となるように固定して形成した箱型取付部18を、図2の左右方向での両端を各々第1支持台17に各々固定した状態で設ける。
これら軸受け23の、図3の左側第1支持台17の軸受23と中央部左側の軸受23との間、同じく右側第1支持台17の軸受23と中央部右側の軸受23との間に、各々直径を小さくした両端部25aを各軸受23に挿入し回転自在に保持した2個の第1軸25を配置する。
第1軸25には、後述する第1バックアップ体61が相対する箇所に第1バックアップ体61が進入可能となる凹部を形成するように、後述するように切削中の回転する原木Wの軸中心線方向となる図2,3の左右方向で間隔をおいて且つ原木Wの軸中心線と軸中心線が同一平面上となる位置に、複数の第1バックアップロール27を配置する。
各第1バックアップロール27と第1軸25とは公知のキーとキー溝とにより固定し、このことにより各第1バックアップロール27は、第1軸25と一体で回転自在となる。
また2個の第1軸25の一方側、図2では左側の第1軸25の右側端部付近に、従動回転自在とするために軸受(図示せず)を介して設けた、第1バックアップロール27と同じ直径で且つ幅の狭いリング状部材29と、リング状部材29より直径が小さくリング状部材29と一体で回転する第1歯車31を設ける。
第1歯車31には、図2に示すように第1歯車31とかみ合う第2歯車33を介しリング状部材29の時間当たりの回転数を検出し、後述する制御器79に信号を送るためのロータリーエンコーダ35を設ける。
尚、図3において二点鎖線Y−Yは、一対のスピンドル3の回転中心を通る仮想線である。
また第1鋼板17aの下部には、図8に示すように、モータ39を固定し、モータ39の回転軸に前記と同様に固定した第2スプロケット41と第1スプロケット37との間に第1チェーン43を掛け渡す。
モータ39は、第1チェーン43を介し第1バックアップロール27を図8の矢印方向に、第1バックアップロール27の周速が後述するように円盤状回転体111の周速と同じになるように設定されて、回転駆動させておく。
これら構成において、第6サーボモータ9により第4雄ねじ11を正転・逆転させることで、第1支持台17及び箱型取付部18を第2基台19に対し図1の矢印で示す水平方向に往復移動させることができる。
またこの移動における第1支持台17の前記水平方向での位置(正確には図9に示すように、第1バックアップロール27の同方向での接触箇所Pの位置)を検出するためのアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が第6サーボモータ9に連結されている。
更にこの位置の情報は、後述する制御器79に入力されている。
第2支持台49には、水平方向でスピンドル3側に突出する載置台53が図2の左右方向で間隔をおいて複数個固定され、各載置台53の下面には図5に示すように下方に向かう力が受けた時に載置台53が撓みをにくくなるように、リブ55を固定してある。
また各載置台53の上面には、図2及び図5に示すように、第3リニア軸受57の固定部57aを固定する。また各第3リニア軸受57のスライド部57bには、図2に示すようにすべてのスライド部57bに渡る長さであって且つ図5の左右方向での幅が図示するような幅の1個のプレート59を設ける。このことにより、プレート59は前記左右方向で移動自在となっている。
プレート59のスピンドル3と反対側には、図5、6に示すように、垂直に側板59aを固定し、側板59aには水平方向に、後述する第5雄ねじ63aに合致する雌ねじ(図示せず)が形成されている。
各第1バックアップ体61の形状は、図5に示すように上側端面61aが水平で且つ図2の左右方向での幅が同方向で隣り合う各第1バックアップロール27の間隔より若干小さく、また図5で上側端面61aに対しスピンドル3側端面61bは垂直に形成され、更にはスピンドル3と反対側では斜面61cが斜め左下方に傾斜するように形成されている。
これら第1バックアップ体61の図2の左右方向での位置は、同方向で隣り合う各第1バックアップロール27の各間隔に相対する位置とし、後述するように第1支持台17に対し第1バックアップ体61が上昇した際に、前記各間隔内に、各第1バックアップ体61が進入可能となるように、図2の左右方向で間隔を開けた位置とする。
63aは第7サーボモータ63に接続され回転・停止自在の第5雄ねじである。
第5雄ねじ63aは側板59aの前記雌ねじに挿通されている。
これら構成で、後述するように設定された制御器79からの第7サーボモータ63への回転・停止作動信号及び制御器79に伝達されるアブソリュートロータリーエンコーダから得られる第1バックアップ体61の位置の信号により、雄ねじ63aが正転・反転・停止させられる。
その結果、載置台53に対しプレート59即ち第1バックアップ体61を、図5で左右方向へ移動及び希望する位置で停止自在とすることができる。
67は図7に示すように、後述するようにその両端が各々接続され、またその中間部は、後述するように設けたスプロケット75に掛け渡されている第2チェーンである。
即ち第2チェーン67の一端は、図2の左右方向の両端の下方部が各々第1基台7に固定され且つ図1で右側の面で同じく下方部が、図4に示すように、第2基台19にも固定されている取付台77の上部に、固定されている。
一方前記第2チェーン67の他端は、図7に示すように第2支持台49の上端に固定されている。
スプロケット75は、第2鋼板17bの上面に設けられた保持部材69に固定された第2軸71に、第2軸受73を介して従動回転自在に支持されている。
後述するように、原木Wを刃物105により切削し厚さTの単板を得る際、図1において制御器79からの信号を受けて予め決められた移動速さで第2基台19上を第1支持台17がスピンドル3側に移動する。
そこで図7において、取付台77から第1支持台17と共に箱型取付部18が右方向に遠ざかることになる。
一方第2チェーン67の長さは一定であるため、上記第1支持台17及び箱型取付部18の移動により、第2チェーン67に張力が働き第2リニア軸受51を介して第1鋼板17aに上下動自在に設けられた第2支持台49は、第1支持台17の移動距離と等しい距離だけ、上昇することになる。
即ち厚さTの単板Yを得るべく回転する原木Wを刃物105により切削している時、刃物105の刃先が原木Wを通過する軌跡は、原木を木口側から見たとき、主要部材との位置関係を模式的に表した図9において、二点鎖線で示すように仮想されるアルキメデスのスパイラル曲線(以下、前記と同様に曲線と言う)となる。
尚図9で、曲線の最も外側の実線がこの時点での原木Wの外周を示し、また各曲線の外側の線と内側の線との間隔が単板の厚さTとなる。またQは原木Wの回転中心を示す。
この原木Wの外周を示す曲線上に、第1バックアップロール27の接触箇所P及び第1バックアップ体61の上側端面61aが位置するように、第2チェーン67の長さを調整する。
尚、この位置関係は、単板の厚さを変更する場合は、第2チェーン67で結ばれている距離を変更することが必要で、そのために適宜手段により該距離を変更自在とする。
例えば取付台77に雌ねじを形成し、第2チェーン67の取付台77側の端部に該雌ねじと合致するねじが形成された雄ねじを回転自在に取付け、雄ねじの該雌ねじへの回転による挿入量により該距離を調整すれば良い。
以上のように、木口から見て原木Wを囲む状態に、鉋台101と、第1バックアップロール27及び第1バックアップ体61とを配置する。
尚、制御器79は以下説明するように、各情報が入力されそれに基づき各部材を作動させるように、構成されている。
最初に運転者が、原木Wが刃物105により切削され得られる単板の厚さTの情報を制御器79に入力しておく。
また初期状態として、前記のように第2チェーン67の長さを調整しておく。
一方、一対のスピンドル3の間に図1の二点鎖線で示す原木Wの両木口のほぼ中央部を挟持しておく。
この状態で一対のスピンドル3を回転させて刃物105により切削を開始するが、原木Wの形状は1本毎に異なるため、前記各部材が回転させ始めた原木Wに当たらない十分に離れた位置にあるように、例えば次のように設定しておく。
即ち、目視による手作業で刃物105の位置が切削する原木から十分に離れた位置に至るまで、第1サーボモータを作動させる信号を制御器79に送り、鉋台101を図1で右側に移動させ待機させる。
また鉋台101の作動に連動して制御器79から第6サーボモータ9及び第7サーボモータ63を作動させる信号が出されることで、図9に示した場合と同様に、前記移動した後での刃物105の刃先の位置から原木Wの回転方向における前記曲線上に、第1バックアップロール27の外周面の接触箇所P、第1バックアップ体61の上側端面61aが常に位置する。
この作動による第2チェーン67の作用と、同様に前記連動して制御器79から信号が出され第7サーボモータ63を作動させることで、第1バックアップ体61もスピンドル3の回転中心のほぼ真下で且つ前記曲線の前記線上であって原木の外周面より十分に離れた位置に至る。
上記状態から、原木Wの切削を開始するべく、運転者が手作業による作動信号を制御器79に送ると、制御器79はスピンドル3のサーボモータ、第1サーボモータ、第6サーボモータ9及び第7サーボモータ63を作動させる信号を出す。
その結果、スピンドル3即ち原木Wは回転させられ、第1雄ねじ103の回転で鉋台101をスピンドル3に向けて、また第4雄ねじ11の回転で第1バックアップ装置5をスピンドル3に向けて各々移動させる。
この鉋台101の移動において、制御器79には、第1サーボモータ備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより、順次変化する刃物105の刃先とスピンドル3の回転中心との間の距離の値(以下、距離L1と言う)の情報が常に入力されている。
距離L1の情報が入力された制御器79からは、前記のようにスピンドル3により回転させられる原木Wの、刃物105により切削される箇所での周速が、円盤状回転体111の周速と等しくなるように、スピンドル3の回転数を変化させる作動信号を、スピンドル3のサーボモータに出している。
この情報により制御器79ではスピンドル3の1回転に要する時間S1を算出し、原木Wを刃物105により切削して得られる単板の厚さを希望する値Tとするべく、時間S1当たりに、鉋台101図1においてスピンドル3で支持され回転する原木Wに向かって距離Tだけ移動するように、第1サーボモータを作動させる信号を出す。
その結果、鉋台101は移動するが、その移動距離は第1サーボモータに設けたアブソリュートエンコーダにより確認しその情報を制御器79に伝達することにより制御することができる。
一方制御器79からは、第6サーボモータ9にも第1バックアップ装置5がスピンドル3の1回転当たりに原木Wに向かって距離Tだけ移動するように作動させる信号を出す。
その結果、第1バックアップ装置5が移動するが、その移動距離は第6サーボモータ9に備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより確認しその情報を制御器79に伝達することにより制御することができる。
更には、前記のように第1支持台17が図1で右方向に移動する結果、そのままでは第1バックアップ体61はスピンドル3のほぼ真下の位置から右方向にずれてしまう。
しかし第6サーボモータ9に備えたアブソリュートロータリーエンコーダの情報が制御器79に伝達されることにより、第1支持台17の図1で右方向への移動距離と等しい距離だけ左側へ第1バックアップ体61を移動させるべく、第7サーボモータ63を作動させ第5雄ねじ63aを回転させる。
この移動距離も第7サーボモータ63に備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより確認する。
その結果、原木Wの切削中に移動し続ける刃物105の刃先、第1バックアップロール27の接触箇所P、第1バックアップ体61の上側端面61aは、互いに近づきながら常に、図9に示した曲線上にあることになる。
原木Wは自然物である形状が各々異なりしかも外周部には凹凸がある。
そのため切削開始直後では、原木Wはスピンドル3でその木口を支持された状態で、円盤状回転体111及びスピンドル3から伝達される力を受けて回転させられ、刃物105により断続的に切削され、一定の厚さで不連続状の単板Yが得られる。
この時の原木Wの外周は、図9で原木Wの外周として示した実線と異なっている。即ち、実線の回転方向で部分的に内側に凹んだ箇所が複数ある状態となっている。
そのため第1バックアップロール27及び第1バックアップ体61は、回転する原木Wの外周面に断続的に当りつつ原木Wを支持することになる。
この状態では前記構成のため、第1バックアップロール27の接触箇所Pは原木Wに対しほぼ水平となる位置で、また第1バックアップ体61は原木Wに対しほぼ真下の位置で各々原木Wの外周面に当り続ける。
尚、図10乃至図14では便宜上、鉋台101に備えた部材では刃物105、ノーズバー117及び円盤状回転体111だけを示してある。
そこで制御器79は、スピンドル3の油圧シリンダ(図示せず)に対しスピンドル3が各々原木Wから離れた待機位置に移動するよう作動させる信号を出す。
その結果、原木Wは、円盤状回転体111、第1バックアップロール27及び第1バックアップ体61だけにより支持されて、円盤状回転体111からの力により回転させられ、刃物105による切削が継続される。
切削の継続にしたがって、同様に図11において原木Wの回転中心に向かって右側から鉋台101即ち刃物105と円盤状回転体111とが、左側から第1バックアップロール27が、下側から第1バックアップ体61が各々移動する。
この時も、刃物105の刃先、第1バックアップロール27の接触箇所P、第1バックアップ体61の上側端面61aは、互いに更に近づきながら常に図9に示した曲線上にある。
またこの段階での切削では、スピンドル3が原木Wから離れているので、原木Wの1回転に要する時間を、スピンドル3を用いて検出することはできない。
そこでスピンドル3に代えて、前記のように原木の外周面に当たり従動回転するリング状部材29を用い、前記時間を検出するのである。
即ち、ロータリーエンコーダ35により検出されるリング状部材29の単位時間当たりの回転数と、第6サーボモータ9に連結されたアブソリュートロータリーエンコーダから得られる第1バックアップロール27の原木Wと当たる箇所と原木Wの回転中心との間の距離とが制御器79に入力される。
制御器79では前記回転数から原木Wの周速を算出し、該距離から原木Wの外周の長さを算出し、外周の長さを周速で除することにより原木Wが1回転するための時間S2を計算する。
この時間S2は原木Wの切削が進むにつれて小さくなるが、制御器79からは時間S2に応じて前記と同様に原木Wの1回転当りに鉋台101及び第1支持台17が原木Wに向かって移動する距離が一定となるように、各サーボモータに信号を出す。
それ故、継続して前記厚さの単板Yが得られるのである。
勿論この段階でも、原木Wの回転中心のほぼ真下の位置に第1バックアップ体61があるように、制御器79からの作動信号により第7サーボモータ63を作動させ制御し続けている。
そのため切削につれて順次小径化する原木Wに応じて第1バックアップロール27及び第1バックアップ体61が前記のように移動し、やがて図12において第1バックアップロール27の外周面と、第1バックアップ体61の斜面61cとが重なり合うような直径に原木Wがなる。
尚、この重なり合う時の原木Wの直径(前記のように連続帯状の単板が得られている時の原木Wの木口の外周の形状は、正確には真円ではなく前記曲線の一部であるが便宜上直径と言う)は、第1バックアップロール27の直径及び原木Wの回転中心に対する位置、更には第1バックアップ体61の上側端面61aと斜面61cの形状により決定される。
そのため原木Wは、第1バックアップロール27の外周面と第1バックアップ体61の上側端面61aとにより支持され続け、切削されることになる。
また第1バックアップ体61の上側端面61aに対し鉋台側端面61bが垂直に形成されているので、図14に示すように原木Wがより小径となっても、第1バックアップ体61が刃物105等鉋台101に設けた各部材に当たることがない。
その結果、これまで切削することが不可能であった小さな直径、例えば10mm程度となるまで原木Wを第1バックアップロール27と第1バックアップ体61とにより支持しつつ、良好に切削し続けることができる。
その結果、原木Wの切削が終了する。
次いで、運転者の入力信号により第1サーボモータ、第6サーボモータ9及び第7サーボモータ63を前記と逆に回転させる信号を出し、鉋台101、第1バックアップ装置5を初期位置へ後退待機させる。
尚、この第1バックアップ装置5の後退時には、図5において、第2支持台49に対し第2チェーン67から働いていた上方への力が無くなり第2エアシリンダ65の第2ピストンロッド65aから下方へ押す力だけが働く。
そのため、前記原木Wの切削終了時に、箱型取付部18の上方へ移動していた第2支持台49は容易に下降し、同様に初期位置へ移動する。
その際、第2エアシリンダ65からの力により第2チェーン67には張力が働いているため、第2チェーン67がスプロケット75からはずれることがない。
以下これら動作の繰り返すことにより、原木Wを1本毎に切削する。
1. 前記実施例では、第1バックアップ体61を原木Wと摺動する部材としたが、軸受を介して従動回転自在に支持された回転体としても良い。この場合、原木Wを可能な限り小さな直径まで切削できるように、回転体の直径はできるだけ小さくする。
しかしこのような2個の部材を、予め互いに一方側の凹部に他方側を進入させ且つ両部材の位置関係が変わらぬように一体化して構成しても良い。
即ち、要部だけの側面説明図である図15、図15の一点鎖線H―Hより矢印方向を見た図で原木Wを取り去った状態の正面説明図である図16に示すように構成する。
81は、第3軸83に、後述する切削中の回転する原木Wの軸中心線方向に間隔をおいて、第1バックアップロール27と同様の構造で固定された第2バックアップロールである。
また85は、同じく第4軸87に、原木Wの軸中心線方向に間隔をおいて同様に固定された第3バックアップロールである。
第2バックアップロール81と第3バックアップロール85とは、図16に示すように一方側の隣り合うロール同士の間に、他方側の各ロールが進入できるような形状・間隔で構成してある。
即ち、両ロール81,85は、図示はしないが第1支持台17と同様の支持部材(以下、支持部材Rと言う)に軸受を介して回転自在に保持され且つモータ39により回転させられ、更に両ロール81,85の一方に原木Wの周速を計算するためのリング状部材29、ロータリーエンコーダ35等と同様の構成を備えている。
一方、原木Wに回転する力を与える円盤状回転体111や刃物105は、同じく図示はしないが前記実施例と同様に鉋台101に備える。
このように、木口から見て原木Wを囲む状態に、鉋台101と、第2バックアップロール81と第3バックアップロール85とを配置する。
尚、支持部材Rは、第1支持台17と同様に、鉋台の移動に対応して移動するように制御されている。
このような構成において、最初に図1を用いて説明した場合と同様に、原木Wをスピンドル3で保持して回転させた状態で、鉋台及び支持部材Rを前記のように原木Wに向かって移動させ、前記実施例と同様に刃物105により原木Wを切削する。
この時、ロール81,85は原木Wが円柱状、同じく正確には原木Wの外周が前記曲線の一部となるまでは、原木Wの外周面に断続的に当たる。
また原木Wが円柱状となるとロール81,85は図15に示すように、原木Wの外周面に連続的に当たり、原木Wの小径化に伴い、ロール81,85の原木Wと当たる位置が互いに徐々に接近する。
この状態で切削が継続すると、図17に示すように原木Wのロール81,85とが当たる箇所が更に接近した位置に変化しながら、原木Wの直径がより小さくなるまでロール81,85により支持し続けることができ、歩留まりが向上する。
尚、ロール81,85の位置関係及び直径は、図17の状態で原木Wの直径が希望する最小値となったとすると、原木Wの回転中心を通る垂線である一点鎖線K−Kより刃物105側に、ロール81,85の外周面が至らないような値に決定すれば良い。
この場合、スピンドル3を公知の多重スピンドル、例えば小径のスピンドルの外側に大径のスピンドルを備え、且つ各々原木Wの木口に対し往復移動自在とした二重スピンドルとする。
原木Wの直径が大きい時は、この二重スピンドルの大径及び小径の両方のスピンドルで前記実施例のように原木Wを支持して回転させ、切削につれて原木Wが小径となると大径のスピンドルを原木Wから離して切削を継続する。
勿論、小径のスピンドルの直径より小さい直径となるまで原木Wを切削することはできないが、前記のように第1バックアップロール27と第1バックアップ体61、又はロール81,85により原木Wを支持するため、原木Wが切削により受ける力で撓むことが防止され希望する厚さの単板が得られる。
しかし予めほぼ円柱状に加工した原木Wであると、スピンドル3を用いず円盤状回転体111と、第1バックアップロール27及び第1バックアップ体61、又はロール81,85とだけにより原木Wを支持して切削を開始しても良い。
5.前記実施例や変更例では、原木Wの切削時は、鉋台101と、第1バックアップ装置5またはロール81,85とを共に原木Wの回転中心に向けて移動させたが、鉋台101は移動させず定位置に待機させておき、第1バックアップ装置5またはロール81,85を同じ方向に移動させても良い。逆に鉋台101を移動させ、第1バックアップ装置5またはロール81,85を定位置に待機させる様にしても良い。
これらの場合、原木Wの1回転に対する移動させる側の部材の移動距離を、前記実施例での移動距離の2倍とすれば良い。
即ち例えば図18に示すように、図15でのロール85に代えて、当接部材87をロール81及び第3軸83と一体として第2バックアップ体89を構成する。
当接部材87には、図示するように上端部付近が第3軸83の軸中心線方向に間隔をおいて、ロール81が進入できるように多数の切欠部が形成されている。
また逆に当接部材87の切欠部以外の上端部は、前述したロール81の軸中心線方向での隣り合うロール同士の間に進入した状態となっている。
この当接部材87は、原木Wの外周面に当たる傾斜面87aが設けられている。
この場合も、原木の1回転に対し鉋台101と、第2バックアップ体89の少なくとも一方側を前記原木に向かう方向に所定量移動させることで、ロール51及び傾斜面87aを原木Wの外周面に当て続けて刃物により原木Wを切削することができる。
尚、原木Wを支持したスピンドル3を原木Wから離す時期や、原木Wを予めほぼ真円状とした場合の対応は、図15,15で示したロール81,85を用いて原木Wを切削する場合と同様に行えば良い。
8. 以上示した実施例及び変更例において、回転駆動体として円盤状回転体111を示し、また原木Wの刃物105による切削時に発生する単板の裏割を少なくするために刃物105の直前で原木外周面を加圧するノーズバー117を用いた場合を示した。
しかし円盤状回転体111及びノーズバー117に代えて、原木Wを回転駆動させる回転駆動体としての機能と、ノーズバーとしての機能とを兼ねて、例えば要部だけを示す図19のように、モータ(図示せず)により回転駆動されるローラーバー91を刃物105の直前に備えても良い。
この場合、原木へ伝達する回転力を高めるためにローラーバー91外周面に凹凸を形成しても良い。
本変更例では、原木の外周面に当たる当接面を有する2個の当接部材を、互いに独立して支持し且つ移動可能としたものである。
本変更例での構成は、前記実施例において図1で示した構成で、スピンドル3と、スピンドル3より右側の鉋台101等の部材は、第1雄ねじ103を回転させるためのアブソリュートロータリーエンコーダを有する第1サーボモータも含め同様に備える。
また前記実施例における第1バックアップ装置5において、第1基台7、アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結された第6サーボモータ9、第4雄ねじ11、第1軸受13、雌ねじ15、第1支持台17、両第1支持台17に両端を固定された水平な第2鋼板17b、取付部17c、第2基台19、第1リニア軸受21、軸受23、第1軸25、第1バックアップロール27、リング状部材29と、第1歯車31、第2歯車33ロータリーエンコーダ35は、本変更例でも各々同様の状態で配置し用いる。
図20は、図1の第1バックアップ装置5に相当する本変更例の第2バックアップ装置131だけの側面説明図である。
図21は、図20の一点鎖線L−Lより矢印方向を見た説明図である。図22は、図21の一点鎖線M−Mより矢印方向を見た、後述する第2バックアップ体133及びこれに関連する各部材を示した平面説明図である。図23は、図22の一点鎖線N−Nより矢印方向を見た一部断面説明図である。図24は、図23の状態から後述する第2バックアップ体133が上昇した状態を示す作動説明図である。図25は、図21の一点鎖線S−Sより矢印方向を見た一部断面説明図である。昇降台135が最上位置にある状態の。図26は、本変更例での原木Wの切削開始時を示す説明図である。図27は、本変更例での原木Wの切削終了時を示す説明図である。
各第2バックアップ体133は、その上側端面に形成された切欠部に磨耗しにくい材質からなるチップ133aが埋め込まれて固定され、且つ上側端面が水平で平坦に形成されている。
また第2バックアップ体133は、図23に示すように、その鉋台101側端面133bが上側端面61aに対し垂直に形成されている
更にこれら第2バックアップ体133は、前記実施例での第1バックアップ体61と同様に、図21において、前記実施例と同じ位置関係で設けられた第1バックアップロール27の、隣合う第1バックアップロール27の間に進入可能となるような位置及び大きさで設けてある。
昇降台135の、図21の左右両端部には、図22で左側だけを示すが、後述する雄ねじ141の回転による上下動の力を昇降台135に伝達するための第1連結部材137が固定されている。
各第1連結部材137の、図23でスピンドル3から離れた側の端部には、各々上下に貫通した雌ねじ139が、図23に示した状態で、垂直方向に対し上方に向かうに従って左に5度傾斜して形成されている。
各雌ねじ139には、雌ねじ139と合致する雄ねじ141が挿通されている。
各雄ねじ141の下端には、基台143上に固定された第8サーボモータ145が連結されており、雄ねじ141は後述する第2制御器からの信号により両第8サーボモータ145は設定された回転数で、互いに同期して正・逆転及び停止が可能となっている。尚、第8サーボモータ145には、後述するように第2バックアップ体133の上側端面とスピンドル3の回転中心との間の距離を検出するためにアブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)を備えている。
一方、各第1連結部材137の、図23でスピンドル3側には、図21及び図22に示すように、第2連結部材147を、昇降台135と各第1連結部材137とに固定して設ける。
各支柱149のスピンドル3側の面149aは、図20に示した状態で、上方に向かうに従って左に5度傾斜して形成されている。
面149aには、図20及び図22に示すように、第4リニア軸受151を設け、そのスライド部151bを第2連結部材147と固定する。
これら構成により、各第8サーボモータ145は、後述するように制御器170からの制御信号を受けて前記のように回転することで、各雄ねじ141が同期して正・逆転及び停止する。
この各雄ねじ141が作動することによる各雄ねじ141が挿通されている雌ねじ139の作用で、各第1連結部材137と一体の昇降台135が上下動及び停止する。
またこの各第1連結部材137と一体の昇降台135の移動は、前記第4リニア軸受151の作用により、各支柱149の面149aのスライド部151bと平行に案内されて行なわれる。
即ち昇降台135は、図23において矢印で示す方向であって上方に向かうに従って左に5度傾斜する経路を、上下動及び停止する。
更に、第2バックアップ体133の大きさや配置位置は、次のように構成する。
図23は昇降台135が最も下方に移動した際の位置を示しているが、この状態で図23においてスピンドル3の回転中心の真下に、第2バックアップ体133のチップ133aの上側端面の右側角部から例えば30mm程左側の箇所が位置する。
一方、図24は、昇降台135が最も上昇した状態を示しているが、便宜的に黒丸Qとして示すスピンドル3の回転中心の真下の位置に、第2バックアップ体133のチップ133aの上側端面の右側角部が位置する。
勿論、図23でチップ133aの左右方向の長さをより大きくし、雄ねじ141の下方への長さを大きくして昇降台135を、図示する位置から更に下降させるようにすれば、前記最大半径をより大きくすることができる。
また第1軸25の左端端部25aだけで説明するが、前記実施例と同様の周速で第1バックアップロール27を駆動回転させるためのモータ153を、図25に示すように、第2鋼板17bの下面に固定する。
モータ153の回転軸153aには、前記実施例と同様の方法で第3スプロケット155を固定する。
また第1軸25の左端端部25aには、前記実施例と同様に、第1スプロケット37を固定する。
これら両スプロケット37、155には、図25に示すように、第3チェーン157を掛け渡すことにより、モータ153の動力を第1バックアップロール27に伝え回転させる。
図21に示すように、第1軸25の右端端部25aにも、モータ153を設け、前記第1軸25の左端端部25a側でのモータ153と同調して第1バックアップロール27を回転させるように構成する。
更には、後述するように移動する各部材が設定した位置にあるようにアブソリュートロータリーエンコーダにより検出しながら、各サーボモータに、各々の対応する部材の位置を検出して作動信号を送る制御器159を設ける。
即ち前記実施例と同様に予め単板の厚さTを設定すると、制御器159から、スピンドル3の1回転に対し距離Tだけスピンドル3側に鉋台101が移動するように、第1雄ねじ103が第1サーボモータにより回転させる信号が出る。
また第1雄ねじ103に備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより、前記移動している鉋台101に備えた刃物105の刃先の位置と、スピンドル3の回転中心との間の距離が検出され、この情報が制御器159に伝えられる。
また制御器159には、第6サーボモータ9及び第8サーボモータ145に各々備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより、スピンドル3の回転中心からの第1バックアップロール27の接触箇所P及び第2バックアップ体133のチップ133a上側端面までの各距離の情報も伝えられる。
これら情報により制御器159は、第6サーボモータ9及び第8サーボモータ145に、各部材が次のように制御されつつ作動するような信号を出す。
即ち回転中心Qに対する刃物105の刃先の位置が順次変化しても、前記実施例の図9で説明した場合と同様に、前記Tにより決定されるアルキメデスのスパイラル曲線(以下、前記実施例と同様に曲線と言う)であって、前記刃先を通り原木Wの回転方向に連続するほぼ半回転分の前記曲線上において、回転中心Qに対し前記刃先と反対側に第1バックアップロール27の接触箇所Pが、また回転中心Qのほぼ真下の位置に、即ち図9の第1バックアップ体61の上側端面61aと同じ位置に第2バックアップ体133のチップ133a上側端面が位置し続ける。
最初に前記実施例と同様に運転者が、原木Wが刃物105により切削され得られる単板の厚さTの情報を制御器159に入力しておくこと、また一対のスピンドル3の間に図1の二点鎖線で示す原木Wの両木口のほぼ中央部を挟持しておくことを行う。
この状態で前記実施例と同様に、一対のスピンドル3を回転させて原木Wを回転させ始めた際に各部材が原木Wに当たらない位置まで、鉋台101、第1バックアップロール27及び第2バックアップ体133を、前記曲線上の位置を保持しつつ各々移動待機させておく。
次いで前記実施例と同様に、運転者が手作業による作動信号を制御器159に送りスピンドル3を回転させると、鉋台101、第1バックアップロール27及び第2バックアップ体133が、前記曲線上の位置を保持しつつ各々スピンドル3即ち原木Wの回転中心に向かって移動する。
前記切削が進むと、スピンドル3で支持された原木Wはほぼ円柱状となり、連続して帯状となった単板Yが得られるようになる。
更に切削が継続し、スピンドル3に刃物105が当るほどの値に近づくと前記実施例と同様に、制御器159は、スピンドル3の油圧シリンダ(図示せず)に対しスピンドル3が各々原木Wから離れた待機位置に移動する信号を出す。
その結果、原木Wは、円盤状回転体111、第1バックアップロール27及び第2バックアップ体133だけにより支持されて、円盤状回転体111からの力により回転させられ、刃物105による切削が継続されることになる。
この場合の原木Wの回転数は、前記実施例と同様に、第1雄ねじ103に備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより得られる、刃物105の刃先の位置とスピンドル3の回転中心との間の距離と、及び原木Wの外周面に当たり回転させられるリング状部材29の単位時間当たりの回転数とから、制御器159で求められる。
そのため原木Wは、第1バックアップロール27の外周面と第2バックアップ体133のチップ133aの上面とにより支持され続け、小径となるまで切削されることになる。
以下、切削の終了、次の原木の切削開始などは前記実施例と同様に行われる。
そのため、第2バックアップ体133は切削が進み原木Wの直径が小さくなるにしたがって、図23において、上昇しながら左側へ移動することになる。
この移動させる理由は、前記実施例と同様である。
10.以上説明した実施例及び変更例において、鉋台及び当接部材を共に原木の回転中心に向けて移動させ刃物により原木を切削したが、いずれか一方を定位置に固定し、他方を前記回転中心に向けて移動させるようにしても良い。
3・・・スピンドル
5・・・第1バックアップ装置
7・・・第1基台
17・・・第1支持台
27・・・第1バックアップロール
49・・・第2支持台
61・・・バックアップ体
67・・・第2チェーン
91・・・ローラーバー
101・・・鉋台
111・・・円盤状回転体
131・・・第2バックアップ装置
133・・・第2バックアップ体
135・・・昇降台
139・・・雌ねじ
141・・・雄ねじ
143・・・基台
149・・・支柱
Claims (8)
- 次の工程を含む、原木の切削方法。
回転する回転駆動体と刃物とを設けた鉋台と、
原木の外周面に当たる当接面を有する2個の当接部材であって前記2個の当接部材の各々には前記原木の軸中心線方向に間隔をおいて前記当接面から内方に向かう適宜深さの凹部が、一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が相対し且つ進入可能となるような形状で設けられており、このような2個の当接部材とを、木口側から見て原木を囲む状態に配置する工程、
前記2個の当接部材と回転駆動体とを各々前記原木に向けて移動させることにより、前記2個の当接部材と回転駆動体とにより前記原木を保持しつつ、回転駆動体により前記原木を回転させると共に、前記移動は、原木の1回転に対する移動距離を一定とすることで前記刃物により前記原木を切削する工程、
前記切削により原木の直径が所定の値になると、前記移動する前記2個の当接部材が、互いに、一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が進入することで、前記2個の当接部材が前記原木と当たる状態を保ち続け、前記原木の切削を継続する工程。 - 次の工程を含む原木の切削方法。
一対のスピンドルにより原木の両木口を回転自在に支持する工程、
回転する回転駆動体と刃物とを設けた鉋台と、
原木の外周面に当たる当接部を有する2個の各々単独移動自在の当接部材であって前記2個の当接部材の各々には、前記原木の繊維方向に間隔をおいて前記当接部から当接部材の内方に向かう適宜深さの凹部が、一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が相対し且つ進入可能となるような形状で設けられており、このような2個の当接部材とを、木口側から見て原木を囲む状態に配置する工程、
一対のスピンドルを所定の単位時間当たりの回転数で回転させることにより前記原木を前記回転数で回転させる工程、
回転する前記原木の1回転に要する時間を検出する工程、
前記時間に対し設定された距離だけ鉋台を前記スピンドルに向けて移動させると共に、前記距離及び回転数により決定されるところの、前記刃物の刃先が原木を通過する軌跡であるアルキメデスのスパイラル曲線であって、原木の木口側から見たときに前記刃物の刃先の位置から仮想される前記曲線に沿って原木の回転方向に連続し1回転するまでの間の前記曲線上に、前記2個の当接部材の前記原木と当たる箇所が位置する状態を保ちつつ、前記2個の当接部材を前記スピンドルに向けて各々移動させることにより回転駆動体及び前記2個の当接部材により原木を支持しつつ回転させ刃物により原木を切削する工程、
前記切削により原木の直径が所定の値になると、前記原木の回転中心へ向かって移動する前記2個の当接部材が、互いに、一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が進入することで、前記2個の当接部材の前記原木と当たる箇所が前記位置する状態を保ち続け、前記原木の切削を継続する工程。 - 次の工程を含む原木の切削方法。
一対のスピンドルにより原木の両木口を回転自在に支持する工程、
回転する回転駆動体と刃物とを設けた鉋台と、
原木の外周面に当たる当接部を有する一体化した2個の当接部材であって前記2個の当接部材の各々には、前記原木の繊維方向に間隔をおいて前記当接部から当接部材の内方に向かう適宜深さの凹部が、一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が相対し且つ進入した状態で設けられた2個の当接部材とを、木口側から見て原木を囲む状態に配置する工程、
一対のスピンドルを所定の回転数で回転させることにより前記原木を前記回転数で回転させる工程、
回転する前記原木の1回転に要する時間を検出する工程、
前記時間に対し設定された距離だけ鉋台を前記スピンドルに向けて移動させると共に、前記距離及び回転数により決定されるところの、前記刃物の刃先が原木を通過する軌跡であるアルキメデスのスパイラル曲線であって、原木の木口側から見たときに前記刃物の刃先の位置から仮想される前記曲線に沿って原木の回転方向に連続し1回転するまでの間の前記曲線上に、前記2個の当接部材の前記原木と当たる箇所が位置する状態を保ちつつ、前記2個の当接部材を前記スピンドルに向けて移動させることにより回転駆動体及び前記2個の当接部材により原木を支持しつつ回転させ刃物により原木を切削する工程。 - 次の構成を含むベニヤレース。
原木の両木口を回転自在に支持する一対のスピンドルと、
一対のスピンドルの少なくとも一方を希望する回転数で回転駆動させ又は停止させる駆動装置と、
一対のスピンドルの一方の該スピンドル側から他方の該スピンドルを見て、該スピンドルを囲む位置で且つ相対する位置に各々設けられた鉋台と2個の当接部材とであって、
前記鉋台には、前記原木を切削するための刃物と、前記鉋台で前記刃物の近傍で前記原木に当接する位置に保持され、前記原木を回転させるための希望する周速で回転する回転駆動体とが設けられ、且つ前記鉋台を前記原木に向けて希望する速さで移動させる第1移動部材を備えており、
一方前記2個の当接部材は、前記スピンドルの回転方向で間隔をおいて設けられ、更にこれら当接部材には、各々前記スピンドルの軸中心線方向に間隔をおいて前記当接面から内方に向かう適宜深さの凹部が、両当接部材が接近した時に一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が進入可能となるような位置に設けられ、また前記2個の当接部材を各々希望する速さ及び方向で移動させる第2移動部材及び第3移動部材を備えており、このような鉋台と2個の当接部材と、
前記スピンドルの軸中心線と、前記刃物の刃先との第1距離を検出する第1検出部材と、
回転する前記原木の1回転に要する時間を検出する第2検出部材と、
前記第2検出部材より検出される時間に対し予め設定された第2距離だけ鉋台を前記スピンドルに支持された原木に向けて移動させるように第1移動部材を作動させ、
前記第2距離と、前記時間から求められる単位時間当たりの前記原木の回転数とにより決定されるところの、前記刃物の刃先が原木を通過する軌跡であるアルキメデスのスパイラル曲線であって、原木の木口側から見たときに前記刃物の刃先の位置から仮想される前記曲線に沿って原木の回転方向に連続し1回転するまでの間の前記曲線上に、前記2個の当接部材の前記原木と当たる箇所が位置する状態を保ち続けるように、前記第2移動部材及び第3移動部材を作動させ、2個の当接部材を前記原木に向けて各々移動させるように信号を出す制御部材。 - 第2検出部材が、前記スピンドルの単位時間当たりの回転数を検出する検出部材である請求項4に記載のベニヤレース。
- 第2検出部材が、前記原木に直接当てられることで従動回転する回転体から前記原木の単位時間当たりの回転数を検出する検出部材である請求項4に記載のベニヤレース。
- 2個の当接部材の一方の当接部材がスピンドルの軸中心線のほぼ真下の位置に配置されていて、該当接部材の上側端面が、原木W外周面に下方から当たる位置に設けられ、また前記一方の当接部材の、他方の当接部材に対する面は実質的に下方に向かって鉋台から遠ざかる傾斜面であり、更には同じく鉋台側の面は実質的に垂直な面で構成されている請求項4乃至6のいずれかに記載されたベニヤレース。
- 次の構成を含むベニヤレース。
鉋台、
前記鉋台と間隔をおいて且つ相対して配置された支持台、
鉋台及び支持台が接近するように、少なくとも一方を原木に向かう方向に移動させる第1移動部材、
前記鉋台に保持され、回転する原木を切削するための刃物、
前記鉋台で前記刃物の近傍で原木に当接する位置に保持され、前記原木を回転させるための回転駆動体、
前記支持台に、前記原木回転方向で間隔をおいてその当接面が前記原木外周面に当たる位置に設けられた少なくとも2個の当接部材であって、前記2個の当接部材には、各々前記回転する原木の軸中心線方向に間隔をおいて前記当接面から内方に向かう適宜深さの凹部が、両当接部材が接近した時に一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が進入可能となるような位置に、設けられた前記少なくとも2個の当接部材、
前記支持台上において前記2個の当接部材が、互いに離れた位置と、前記一方の当接部材の前記凹部に他方の当接部材の前記凹部が形成されていない箇所が進入した位置との間を適宜選択できるように、両当接部材の少なくとも一方に設けた第2移動部材、
前記回転駆動体により回転させられる前記原木を前記刃物で切削することにより、順次直径が減少する前記原木の直径を検出する直径検出部材、
前記直径検出部材から得られる前記直径の値に応じて、前記原木外周面に追従して前記回転駆動体及び各当接部材が当たり続けるように、第1移動部材及び第2移動部材を作動させ、更には前記直径の値が予め定められた値より小さくなると、互いに離れた位置にあった前記2個の当接部材が前記進入した位置へ順次移動させるように信号を出す制御部材、
からなるベニヤレース。
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