JP2012143972A - 原木の丸棒加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】太い原木も細い原木も一定の丸棒に切削加工して有効に使用する。原木の太さによって切削加工される丸棒の外径を変更して有効に利用する。
【解決手段】原木の丸棒加工装置は、原木Gを挟着して水平方向に移送する原木Gの移送機構1と、この移送機構1で移送される原木Gを回転刃5で所定の外径の丸棒Mに切削する第1の切削機構2と、この第1の切削機構2の原木供給側に配設されて、移送機構1で移送される原木Gを第1の切削機構2よりも太い円柱状に加工する第2の切削機構3と、第1の切削機構2を、丸棒Mの移送路と移送路外とに移動させる進退機構4とを備えている。丸棒加工装置は、進退機構4が第1の切削機構2を丸棒Mの移送路に移動させる状態で、原木Gを第2の切削機構3と第1の切削機構2とで切削して丸棒Mに加工し、第1の切削機構2を丸棒Mの移送路外に移動させる状態で、原木Gを第2の切削機構3のみで切削して丸棒Mに加工する。
【選択図】図4

Description

本発明は、原木を丸棒に切削加工する装置に関し、とくに、太い原木も細い原木も能率よく一定の外径の丸棒に切削加工できる原木の丸棒加工装置に関する。
山林に多量にある間伐材は、丸棒に加工して種々の用途に有効に利用できる。本発明者は、原木を円柱状に切削する丸棒加工装置を開発した。(特許文献1参照)
この丸棒加工装置は、図1に示すように、原木Gを移送手段91で水平方向に移送して、移送路に設けている回転刃95で一定の太さに切削して丸棒Mに加工する。間伐材を丸棒に加工する装置は、原木を一定の外径の丸棒に加工する必要がある。用途に適した外径が特定されるからである。しかしながら、原木は自然に山で生育したものであるから、太いものと細いものとが混在している。とくに間伐材は、特定の木を大きく生育させるために、余分な木材を伐採して除去するために発生する原木であるから、種々の太さのものが混在している。太さが異なる原木を一定の太さに加工する丸棒加工装置は、細い原木の切削量が少なく、太い原木の切削量が多くなる。
回転して原木を丸棒に切削する回転刃は切削量に制限があり、たとえば、一度に約5cmを越える厚さに切削するのは難しい。本発明者は、太い原木も細い原木も丸棒に加工できるように、回転刃が切削する丸棒の内径を変更できる丸棒加工装置を開発した。(特許文献2参照)
特開平5−245803号公報 特開平7−32316号公報
特許文献2の丸棒加工装置は、原木を丸棒に切削しながら丸棒の外径を変更できるので、原木をテーパー状の丸棒に切削して、原木を有効に利用できる。原木は根本が太く先端に向かって次第に細くなっているからである。この丸棒加工装置は、原木をテーパー状に加工できるので、太い原木を太い丸棒に、細い原木を細い丸棒に加工できる。したがって、この丸棒加工装置を使用して、原木を有効に利用できる。ただ、加工された丸棒の外径が異なると、全ての丸棒を有効に使用するのが難しくなる。丸棒は、原木を一定の太さに加工して便利に使用できるが、この加工は原木の太さで切削量が大幅に変化するので切削加工が難しい。特許文献2に記載する丸棒加工装置でもって、原木の太さに合わせた丸棒に切削すると、加工はできるが便利に使用できない欠点がある。
本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、太い原木も細い原木も一定の丸棒に切削加工して、切削された丸棒を有効に使用できると共に、必要であれば、原木の太さによって切削加工される丸棒の外径を変更することで、太い原木と細い原木を有効に利用できる原木の丸棒加工装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
本発明の原木の丸棒加工装置は、原木Gを挟着して水平方向に移送する原木Gの移送機構1と、この移送機構1で移送される原木Gを回転刃5で所定の外径の丸棒Mに切削する第1の切削機構2と、この第1の切削機構2の原木供給側に配設されて、移送機構1で移送される原木Gを第1の切削機構2よりも太い円柱状に加工する第2の切削機構3と、第1の切削機構2を、丸棒Mの移送路と移送路外とに移動させる進退機構4とを備えている。丸棒加工装置は、進退機構4が第1の切削機構2を丸棒Mの移送路に移動させる状態で、原木Gを第2の切削機構3と第1の切削機構2とで切削して丸棒Mに加工し、第1の切削機構2を丸棒Mの移送路外に移動させる状態で、原木Gを第2の切削機構3のみで切削して丸棒Mに加工する。
以上の丸棒加工装置は、太い原木も細い原木も一定の丸棒に切削加工することで、切削加工された丸棒を有効に使用できると共に、必要であれば、原木の太さによって切削加工される丸棒の外径を変更することで、太い原木と細い原木を有効に利用できる特徴がある。太い原木も細い原木も一定の丸棒に切削加工できるのは、原木を第1の切削機構で一定の太さの丸棒に加工すると共に、この第1の切削機構の供給側に、第1の切削機構よりも太い丸棒に加工する第2の切削機構を設けて、細い原木は第2の切削機構で丸棒に切削することなく、あるいは切削量を少なくして、太い原木は第2の切削機構でもって第1の切削機構で切削されるよりも太い丸棒に切削し、第2の切削機構で切削された丸棒を第1の切削機構でさらに切削して所定の太さの丸棒に加工するからである。また、原木の太さによって切削加工される丸棒の外径を変更して、太い原木と細い原木を有効に利用できるのは、第1の切削機構を丸棒の移送路外に移動することで、第2の切削機構で加工された丸棒を、第1の切削機構で切削することなく排出することで、太い原木を太い丸棒に切削加工できるからである。
原木の丸棒加工装置は、移送機構1が、第2の切削機構3の供給側に配置してなる原木Gを挟着して第2の切削機構3に供給する供給側の移送機構11と、第1の切削機構2と第2の切削機構3との間とに設けられて丸棒Mを供給して第1の切削機構2に移送する中間の移送機構12と、第1の切削機構2の排出側に設けられて第1の切削機構2で切削された丸棒Mを強制的に排出する排出側の移送機構13とを備えることができる。
以上の丸棒加工装置は、供給側の移送機構でもって原木が第2の切削機構に供給され、第2の切削機構で切削された丸棒が中間の移送機構で第1の切削機構に供給され、さらに、第1の切削機構で切削された丸棒を排出側の移送機構で強制的に排出するので、太さが異なる原木を、第2の切削機構と第1の切削機構の回転刃で安定して丸棒に切削して排出できる特徴がある。とくに、第1の切削機構を丸棒の移送路外に移動させる状態においても、第2の切削機構で切削された丸棒を中間の移送機構から排出側の移送機構に移送することで、丸棒をスムーズに安定して排出できる特徴がある。
原木の丸棒加工装置は、進退機構4が、丸棒Mの移送方向に対して直交する水平方向に第1の切削機構2を移動して、丸棒Mの移送路と移送路外とに移動させることができる。
以上の丸棒加工装置は、簡単な機構で第1の切削機構を丸棒の移送路と移送路外とに移動し、かつ、第1の切削機構を移送路の正確な位置に配置して、丸棒を無理なく安全に丸棒に切削できる。
従来の丸棒加工装置の側面図である。 本発明の一実施例にかかる原木の丸棒加工装置の側面図である。 図2に示す原木の丸棒加工装置の平面図であって、第1の切削機構を丸棒の移送路に移動させる状態を示す図である。 図2に示す原木の丸棒加工装置の平面図であって、第1の切削機構を丸棒の移送路外に移動させる状態を示す図である。 図2に示す原木の丸棒加工装置の供給側の移送機構を示す垂直断面図である。 図2に示す原木の丸棒加工装置の拡大側面図である。 切削機構の一例を示す垂直断面図である。 切削機構の回転刃の一例を示す概略斜視図である。 図8に示す回転刃と丸棒の位置関係を示す拡大正面図である。 図8に示す回転刃と丸棒の位置関係を示す拡大断面図である。 進退機構のストッパを示す拡大斜視図である。
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原木の丸棒加工装置を例示するものであって、本発明は原木の丸棒加工装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、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」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。
図2ないし図4に示す原木の丸棒加工装置は、原木Gを挟着して水平方向に移送する原木Gの移送機構1と、この移送機構1で移送される原木Gを回転刃5で所定の外径の丸棒Mに切削する第1の切削機構2と、この第1の切削機構2の原木供給側に配設されて、移送機構1で移送される原木Gを第1の切削機構2よりも太い円柱状に加工する第2の切削機構3と、第1の切削機構2を丸棒Mの移送路と移送路外とに移動させる進退機構4とを備えている。
移送機構1は、原木Gと丸棒Mを移送する方向に、供給側の移送機構11と、中間の移送機構12と、排出側の移送機構13とを設けて、これらの移送機構1でもって原木Gと丸棒Mとを直線上に移送する。
供給側の移送機構11は、第2の切削機構3の供給側に配置されて、原木Gを挟着して第2の切削機構3に供給する。この供給側の移送機構11は、原木Gを上下から挟着して移送する挟着部材14と、この挟着部材14を原木Gの軸方向に移送するガイド15と、ガイド15に沿って挟着部材14を移送させる減速モーター16とを備える。挟着部材14は、図5に示すように原木Gを上下で挟着する挟着板17を有する。挟着板17は、原木Gの挟着部分にV溝17Aを有する。V溝17Aで原木Gを挟着すると、原木Gを中心に挟着できる。挟着板17はシリンダー18に駆動されて、互いに上下の反対方向に移動する。シリンダー18が挟着板17を駆動して、原木Gを挟着する。2条のガイド15は平行に水平に基台20に固定される。挟着部材14にはチェーン19を連結している。チェーン19は、ガイド15に沿って張設され、このチェーン19を減速モーター16で駆動して、挟着部材14をガイド15に沿って移動させる。
中間の移送機構12は、第1の切削機構2と第2の切削機構3との間とに設けられて、第2の切削機構3で切削された丸棒Mを第1の切削機構2に向かって移送する。中間の移送機構12は、第2の切削機構3で切削された丸棒Mを、先端に設けたロール21で上下から挟んで移送する一対の押圧アーム22を有する。この押圧アーム22は、先端のロール21で丸棒Mを弾性的に挟着して、ロール21をモータ(図示せず)で回転させて丸棒Mを一定の速度で移送する。図6に示す中間の移送機構12は、2組の押圧アーム22を設けている。一方の押圧アーム22Aは、先端のロール21を第2の切削機構3側に接近するように配置して、第2の切削機構3から排出される丸棒Mを上下で挟着して移送する。他方の押圧アーム22Bは、先端のロール21を第1の切削機構2側に接近するように配置して、丸棒Mを第1の切削機構2に供給する。
排出側の移送機構13は、第1の切削機構2の排出側に設けられて、第1の切削機構2で切削された丸棒Mを挟着して強制的に送り出しする。この排出側の移送機構13は、先端にロール23を設けている3組の押圧アーム24を備える。各々の押圧アーム24は、先端のロール23で丸棒Mを挟着し、ロール23をモータ(図示せず)で回転させて、第1の切削機構2で切削された丸棒Mを排出する方向に移送する。
第1の切削機構2と第2の切削機構3は、原木Gや丸棒Mの周囲を回転して切削する回転刃5を有する。回転刃5を回転する機構を図7に示している。この図において、回転刃5は、中心に円柱状の貫通孔30Aを設けている回転台30に固定している。回転台30は、外周にプーリー溝33を有する回転筒31の端面に固定されて、垂直面内で回転される。回転筒31は、軸受34を介して固定筒32の外周に回転自在に支承されている。固定筒32は、円柱状に切削された原木Gや丸棒Mが接触しないで通過できるように、切削される原木Gや丸棒Mの外径よりも大きな貫通孔32A、例えば、内径を150〜300mmφとする貫通孔32Aを設けている。第2の切削機構3は、この固定筒32をフレーム40に固定して、供給される原木Gを切削し、第1の切削機構2は、この固定筒32を進退機構4で丸棒Mの移送路と移送路外に移動できるようにフレーム40に連結している。
回転筒31のプーリー溝33には、図6の鎖線で示すようにVベルト35が掛けられ、このVベルト35とプーリー36を介して駆動手段であるモーター37に連結している。このVベルト35がモーター37で駆動されて、回転台30が回転される。
回転台30に固定された回転刃5は、図7に示すように、回転して原木Gや丸棒Mを円柱状に切断するもので、原木Gや丸棒Mを所定の太さに切削する粗削刃部分5Aと、粗削刃部分5Aで切削された木材の表面を平滑に仕上げる仕上刃部分5Bとからなっている。
図7ないし図10は、回転台30に固定された粗削刃部分5Aと、仕上刃部分5Bとを示している。これ等の図に示す回転刃5は、粗削刃部分5Aと仕上刃部分5Bとを2枚に分割して別の回転刃としている。粗削刃部分5Aは、仕上刃部分5Bよりも木材の供給側に配設されている。この部分で原木Gや丸棒Mを所定の太さに切削加工する。このため、図8と図10に示すように、刃先である粗削刃先縁5aを、木材の移送方向に向かって、外周から中心に接近して配設している。
さらに、粗削刃部分5Aと仕上刃部分5Bは、刃先である粗削刃先縁5aと仕上刃先縁5bを、木材の中心線mに対して立体的に傾斜して配置している。粗削刃部分5Aと仕上刃部分5Bが、丸棒Mに対して傾斜する状態を図9と図10に示している。
粗削刃部分5Aの粗削刃先縁5aは、図9に示すように、丸棒Mとの接触点における軸方向に伸びる表面ラインnと、接触点における接線hとを含む正面平面内において、丸棒Mの表面ラインnと粗削刃先縁5aとがなす送り方向傾斜角α1が、0よりも大きく、90度よりも小さく設計される。好ましくは、送り方向傾斜角αは、3〜45度の範囲に設計される。さらに、粗削刃部分5Aの粗削刃先縁5aは、図10に示すように、正面平面に垂直で丸棒Mの中心線mと表面ラインnを含む垂直平面内において、丸棒Mの中心線mと粗削刃先縁5aとがなす半径方向傾斜角β1が、0よりも大きく45度よりも小さく設計される。好ましくは、半径方向傾斜角β1は、5〜40度の範囲に設計される。このように、粗削刃先縁5aが丸棒Mの中心線mに対して立体的に傾斜する粗削刃部分5Aは、図8と図9に示すように、その中間部分が丸棒Mの中心に最も接近して切削する。
また、仕上刃部分5Bの仕上刃先縁5bは、図9に示すように、丸棒Mとの接触点における軸方向に伸びる表面ラインnと、接触点における接線gとを含む正面平面内において、丸棒Mの表面ラインnと仕上刃先縁5bとがなす送り方向傾斜角α2が、0よりも大きく、90度よりも小さく設計される。好ましくは、送り方向傾斜角α2は、3〜45度の範囲に設計される。さらに、仕上刃部分5Bの仕上刃先縁5bは、図10に示すように、正面平面に垂直で丸棒Mの中心線mと表面ラインnを含む垂直平面内において、丸棒Mの中心線mと仕上刃先縁5bとがなす半径方向傾斜角β2が、0よりも大きく45度よりも小さく設計される。好ましくは、半径方向傾斜角β2は、3〜30度の範囲に設計される。このように、仕上刃先縁5bが丸棒Mの中心線mに対して立体的に傾斜する仕上刃部分5Bは、図8と図9に示すように、その中間部分が丸棒Mの中心に最も接近して切削する。
以上の回転刃5は、仕上刃先縁5bが丸棒Mを切削する最小外径D2を、粗削刃先縁5aが丸棒Mを切削する最小外径D1よりも小さく設計している。これにより、この回転刃5は、原木Gや丸棒Mを粗削刃部分5Aで所定の太さに切削し、粗削刃部分5Aで切削された木材の表面を仕上刃部分5Bで平滑に仕上げている。
以上の回転刃5は、粗削刃部分5Aと仕上刃部分5Bで構成しているが、回転刃は、必ずしもこの形状とする必要はなく、回転して原木や丸棒を所定の太さの円柱状に切削する他の全ての構造とすることができる。
第1の切削機構2と第2の切削機構3は、原木Gや丸棒Mを異なる外径に切削加工する。第1の切削機構2と第2の切削機構3は、回転刃5を回転台30に固定する位置で切削する丸棒Mの外径を調整する。第2の切削機構3は、第1の切削機構2が切削する丸棒Mの外径よりも太い円柱状に原木Gを切削する。丸棒加工装置は、最初に原木Gを第2の切削機構3で太い丸棒Mに切削し、さらに第1の切削機構2で所定の外径の細い丸棒Mに切削する。第2の切削機構3よりも細い丸棒Mに加工する第1の切削機構2は、第2の切削機構3で切削された丸棒Mを常に切削するのではない。原木Gを太い丸棒Mに切削する使用状態にあっては、第1の切削機構2は丸棒Mの移送路外に移動されて、丸棒Mを切削することなく、排出側の移送機構13で排出する。
第1の切削機構2は、図3と図4に示すように、進退機構4でもって、丸棒Mの移送路と移送路外とに移動できるように移動される。図3に示すように、進退機構4で丸棒Mの移送路に配置される第1の切削機構2は、第2の切削機構3で切削された丸棒Mを所定の外径に切削する。移送路にある第1の切削機構2は、回転刃5の中心を、移送機構1で移送される丸棒Mの中心軸に一致させる。図4に示すように、移送路外にある第1の切削機構2は、移送機構1で長手方向に移送される丸棒Mの移送に邪魔にならず、丸棒Mに接触しない位置に配置される。
第1の切削機構2は、進退機構4でもって、丸棒Mの移送方向に対して直交する水平方向に移動されて、丸棒Mの移送路と移送路外とに移動される。移送機構1は、水平方向に往復運動されるようにフレーム40に連結している移動台41と、この移動台41を進退させるガイド機構42と、このガイド機構42に沿って移動台41を移動させる往復運動機構43とを備えている。
移動台41は、回転刃5を固定している回転筒31を回転できるように連結している固定筒32と、回転筒31にプーリ36とVベルト35を介して連結しているモーター37とを固定しており、モーター37と固定筒32とを一体構造として、移送路と移送路外とに移動させる。
ガイド機構42は、ガードレール44と、このガードレール44に沿って移動するスライダー45とを備えており、ガードレール45をフレーム40に、スライダー45を移動台41に固定している。図6の進退機構4は、移動台41の底部と上部とにガイド機構42を設けている。底部のガイド機構42は、ガードレール44をフレーム40の上面に固定して、上部のガイド機構42は、ガードレール44を排出側の移送機構13の外装ケース51の上面に固定している。2組のガイド機構42のガードレール44は互いに平行であって、丸棒Mの移送方向に直交する水平姿勢に固定されている。
さらに、ガイド機構42は、第1の切削機構2を移送路に配置するストッパ46を設けている。ストッパ46は、フレーム40に設けているストッパ片47である。ストッパ片47は、移送路に位置する第1の切削機構2の移動台41に接触する位置に固定している。このストッパ片47は、貫通孔47Aを設けており、この貫通孔47Aに挿入する止ネジ48を挿入する雌ねじ孔49を移動台41に設けている。このストッパ46は、ストッパ片47の貫通孔47Aに止ネジ48を挿入し、この止ネジ48を移動台41にねじ込んで、第1の切削機構2を移送路の定位置に固定する。
往復運動機構43は、油圧シリンダ50で、この油圧シリンダ50の本体部を移動台41に、ロッド40Aの先端を、フレーム40に固定された排出側の移送機構13の外装ケース51に連結している。この往復運動機構43は、油圧シリンダ50のロッド50Aを伸縮させて、移動台41でもって、第1の切削機構2を移送路と移送路外とに移動させる。ただし、往復運動機構は、油圧シリンダに限らず、移動台を進退できる全ての機構、たとえば、ネジ棒とこれにねじ込んでいるナット、モータで回転されるスプロケットにかけているチェーンなども使用できる。
以上の原木の丸棒加工装置は、進退機構4でもって、第1の切削機構2を丸棒Mの移送路に配置し、第1の切削機構2と第2の切削機構3の両方の回転刃5を回転する状態で、原木Gを移送機構1で移送して、第2の切削機構3と第1の切削機構2の両方で切削して丸棒Mに加工する。この状態は、太い原木と細い原木を分別することなく、丸棒加工装置に供給して、第1の切削機構2で特定される一定の太さの丸棒Mに加工する。また、太い原木を太い丸棒に加工する状態にあっては、進退機構4でもって、第1の切削機構2を丸棒の移送路外に配置して、原木Gを第2の切削機構3のみで丸棒Mに切削する。この状態で、第2の切削機構3で切削された丸棒Mは、第1の切削機構2で切削することなく中間の移送機構12と排出側の移送機構13とで外部に排出される。
1…移送機構
2…第1の切削機構
3…第2の切削機構
4…進退機構
5…回転刃 5A…粗削刃部分
5a…粗削刃先縁
5B…仕上刃部分
5b…仕上刃先縁
11…供給側の移送機構
12…中間の移送機構
13…排出側の移送機構
14…挟着部材
15…ガイド
16…減速モーター
17…挟着板 17A…V溝
18…シリンダー
19…チェーン
20…基台
21…ロール
22…押圧アーム
23…ロール
24…押圧アーム
30…回転台 30A…貫通孔
31…回転筒
32…固定筒 32A…貫通孔
33…プーリー溝
34…軸受
35…Vベルト
36…プーリー
37…モーター
40…フレーム
41…移動台
42…ガイド機構
43…往復運動機構
44…ガイドレール
45…スライダー
46…ストッパ
47…ストッパ片 47A…貫通孔
48…止ネジ
49…雌ネジ孔
50…油圧シリンダ 50A…ロッド
51…外装ケース
91…移送手段
95…回転刃
G…原木
M…丸棒
m…中心線
n…表面ライン
g…接線
h…接線

Claims (3)

  1. 原木(G)を挟着して水平方向に移送する原木(G)の移送機構(1)と、この移送機構(1)で移送される原木(G)を回転刃(5)で所定の外径の丸棒(M)に切削する第1の切削機構(2)と、この第1の切削機構(2)の原木供給側に配設されて、前記移送機構(1)で移送される原木(G)を第1の切削機構(2)よりも太い円柱状に加工する第2の切削機構(3)と、前記第1の切削機構(2)を、丸棒(M)の移送路と移送路外とに移動させる進退機構(4)とを備えており、
    前記進退機構(4)が第1の切削機構(2)を丸棒(M)の移送路に移動させる状態で、原木(G)が第2の切削機構(3)と第1の切削機構(2)とに切削されて丸棒(M)に加工され、前記第1の切削機構(2)が丸棒(M)の移送路外に移動させる状態で、原木(G)が第2の切削機構(3)のみに切削されて丸棒(M)に加工されるようにしてなる原木の丸棒加工装置。
  2. 前記移送機構(1)が、第2の切削機構(3)の供給側に配置してなる原木(G)を挟着して第2の切削機構(3)に供給する供給側の移送機構(11)と、第1の切削機構(2)と第2の切削機構(3)との間とに設けられて第2の切削機構(3)で切削された丸棒(M)を第1の切削機構(2)に移送する中間の移送機構(12)と、第1の切削機構(2)の排出側に設けられて第1の切削機構(2)で切削された丸棒(M)を挟着して強制的に送り出しする排出側の移送機構(13)とを備える請求項1に記載される原木の丸棒加工装置。
  3. 前記進退機構(4)が、丸棒(M)の移送方向に対して直交する水平方向に前記第1の切削機構(2)を移動して、丸棒(M)の移送路と移送路外とに移動させる請求項1又は2に記載される原木の丸棒加工装置。
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