JP3205792U

JP3205792U - 木材熱圧縮装置の加熱ローラー

Info

Publication number: JP3205792U
Application number: JP2016002564U
Authority: JP
Inventors: 章嗣大元
Original assignee: 株式会社シンセラ
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2016-08-12
Anticipated expiration: 2026-06-03

Abstract

【課題】安価、小型であり、木材に対して均一な加熱を与えることができる木材熱圧縮装置の加熱ローラーを提供する。【解決手段】板状の木材を上下一対のローラーで挟み圧縮しながら加熱して繰り出す木材熱圧縮装置の前記一対のローラーのうちの一方を構成する加熱ローラーであって、加熱ローラー１が、木材に当接し熱伝動性や蓄熱性を有し前記圧縮で変形しない剛性を有する材質や厚みからなる肉厚パイプ１０と、肉厚パイプの内周壁の略全面に密着するように張着されたバンドヒーター１０と、肉厚パイプの一端側ｍから肉厚パイプ内に空気を注入させて肉厚パイプ内の内部滞留空気２０を排出させる空気流動手段と、を備える。【選択図】図４

Description

本考案は、加熱と加圧により、スギ材等の柔らかい木材の表面に浮造り加工する木材熱圧縮装置の加熱ローラーに関する。

特許文献１には、木質材料の熱圧縮処理装置の加熱ローラーが記載され、前記加熱ローラーの構造として鋼材Ｓ３０Ｃのパイプ状のロールの環状の部位に円周上で均等間隔に長尺状の長穴が穿孔され、その長穴に棒状の埋込式電熱ヒータを挿入した構造が開示されている。

特許第３４２３４２９号公報

特許文献１の発明は、棒状の埋込式電熱ヒータの外周面とパイプ状のロールの穿孔した長穴の内周壁面との密着性を高めるために、前記長穴の加工精度の穴交差としてＪＩＳ規格でＨ７の高精度が要求され、前記長尺状の長穴加工を深穴専用機で加工するために高加工コストになり、熱圧縮処理装置が極めて高価になるという問題があった。そのため従来の熱圧縮処理装置は大手企業には備えられているが小規模企業には普及困難という問題があった。

また、木材と接するパイプ状のロールの外周壁において、円周上に均等間隔で配設した６カ所の埋込式電熱ヒータである棒ヒータの直近部位と各埋込式電熱ヒータの棒ヒータ間の部位とでは、埋込式電熱ヒータの棒ヒータ部位近傍が温度が高く、各棒ヒータ間の部位は温度が低くなりやすいことから、木材の表面に与える温度に差が生じて狙いの浮造り加工ができにくく、木材の表面の硬度にバラツキが出やすいという問題があった。

また、加熱ローラーが、パイプ状のロールと、そのロールに穿孔した長穴に挿入した６カ所の埋込式電熱ヒータを備えるために重量的に重くなり、木質材料の熱圧縮処理装置の移動が容易にはできないという問題があった。

本考案はこうした問題に鑑み創案されたもので、従来の木材熱圧縮装置の構成要素で最も価格的に高い構成要素が加熱ローラーであり、浮造り加工の品質に最も影響を与えるのが加熱ローラーであるので、安価化、小型化、木材に対して均一な加熱を与えることができる加熱ローラーを提供することを課題とする。

請求項１に記載の木材熱圧縮装置５０の加熱ローラー１は、板状の木材７を上下一対のローラー１、２ａで挟み圧縮しながら加熱して繰り出す木材熱圧縮装置５０の前記一対のローラー１、２ａのうちの一方を構成する加熱ローラー１であって、前記加熱ローラー１が、前記木材７に当接し熱伝導性や蓄熱性を有し前記圧縮で変形しない剛性を有する材質や厚みからなる肉厚パイプ１ａと、前記肉厚パイプ１ａの内周壁の略全面に密着するように張着されたバンドヒーター１０と、前記肉厚パイプ１ａの一端側から前記肉厚パイプ１ａ内に空気を注入させて前記肉厚パイプ１ａ内の内部滞留空気２０を排出させる空気流動手段４０と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の木材熱圧縮装置５０の加熱ローラー１は、肉厚パイプ１ａの内周壁面の略全面に密着するようにバンドヒーター１０を張着させた構造なので構造が極めて簡易であり細長状の超精密精度を要する穴加工を必要としないので製造コストを低コスト化でき、木材熱圧縮装置５０の価格を大幅に安価化させることができる。例えば、従来の木材熱圧縮装置に比較して本発明の加熱ローラー１を備えた木材熱圧縮装置５０は加熱ローラー１構造を極めて簡易構造にすることができ小型化が容易に可能となるので約１／５の価格を実現できるという効果を奏する。

また、本発明の加熱ローラー１を備えた木材熱圧縮装置５０は小型化できることから軽量化でき、これにより例えば車輪を付けることにより容易に移動可能にすることができる。

さらに、肉厚パイプ１ａの内周壁面の略全面にバンドヒーター１０を張着させるので、肉厚パイプ１ａの表面温度を全周に亘って均一化でき、これにより木材７の表面に与える温度がどの部位であっても均一化されるので木材７の浮造りに対して加熱の温度差による影響を抑制させることができる。

肉厚パイプ１ａの外周壁面の温度が木材７の浮造りに適する温度１５０℃〜２００℃を超えると浮造り品質上悪影響を及ぼすことから、前記肉厚パイプ１ａの温度を温度センサー４で検知し制御装置により前記適温を維持することができる。

本考案の加熱ローラーを備えた木材熱圧縮装置の概要図である。図１におけるＡ部の拡大図である。図２におけるＢ部の拡大図であり、本考案の加熱ローラーの側面図である。図３におけるＣ−Ｃ断面図であり、本考案の加熱ローラーの長軸方向の断面図である。本考案の加熱ローラーを備えた一対のローラーの側面説明図である。図５における本考案の加熱ローラーの長軸方向の略中央部における前後方向の断面説明図である。

本考案である加熱ローラー１を備えた木材熱圧縮装置５０について図１及び図２で説明する。木材熱圧縮装置５０は、スギ材などの年輪のある木材で、爪で簡単に凹みができるほど柔らかく、物を落としたり、家具を動かしたりしたときに簡単にキズがついてしまう木材を、床材などの内装材として利用可能な表面が硬化した浮造り加工材とするために、圧縮及び加熱をかけて木材７から浮き出た油によりワックス効果を生み出し、かつ夏目を凹ませ冬目を浮き出させた浮造り加工を行う装置である。

したがって、木材熱圧縮装置５０は、板状の木材７を上下に配置した一対のローラーである圧縮用ローラー２ａ及び加熱ローラー１で木材７を挟んで圧縮と加熱を同時にする装置である。加熱ローラー1に接触する木材７の面に浮造りが形成される。

木材熱圧縮装置５０は、図１及び図２に示すように、加熱ローラー１は固定されており、昇降装置３で木材７の種類や厚みに応じて圧縮装置２（圧縮用ローラー２ａ）を降下させて案内ローラー８上に載置された木材７を加熱ローラー１及び圧縮装置２（圧縮用ローラー２ａ）により上下方向で挟んで圧縮する。圧縮装置２内に配設された圧縮コイルバネ２ｂにより約１０００ｋｇの圧縮荷重を木材７に負荷させることができる。また、加熱ローラー１及び圧縮装置２は、駆動源であるモーター装置９の回転を、チェーン６を介して加熱ローラー１のスプロケット１６及び圧縮装置２のスプロケット２ｃに伝動し、加熱ローラー１及び圧縮装置２（圧縮用ローラー２ａ）の回転速度を同一にするとともに回転方向を逆にして木材７をＳ方向に向けて案内ローラー８上を送り出す。

加熱ローラー１は、板状の木材７を上下一対のローラー１、２ａで挟み圧縮しながら加熱して繰り出す木材熱圧縮装置５０の前記一対のローラー１、２ａのうちの一方を構成する加熱ローラー１であって、前記加熱ローラー１が、前記木材７に当接し熱伝導性や蓄熱性を有し前記圧縮で変形しない剛性を有する材質や厚みからなる肉厚パイプ１ａと、前記肉厚パイプ１ａの内周壁の略全面に密着するように張着されたバンドヒーター１０と、前記肉厚パイプ１ａの一端側から前記肉厚パイプ１ａ内に空気を注入させて前記肉厚パイプ１ａ内の内部滞留空気２０を排出させる空気流動手段４０と、を備える。

肉厚パイプ１ａは、例えばＳ３０Ｃ等の鋼材のように加熱のエネルギー効率を高めるために熱伝導性や蓄熱性を有し木材を圧縮する圧縮力に耐える剛性を有するように材質や肉厚を考慮して設定する。肉厚パイプ１ａは市販品の流用でよく、従来の加熱ローラーに実施されていた超精密加工を要する長穴加工を必要としない。

肉厚パイプ１ａの両側には断熱パッキン１１を介在させてフランジ１２ａ、１２ｂがボルト等の締結手段４３で固設されている。前記断熱パッキン１１は例えば耐熱温度が３００℃のものを使用する。前記耐熱パッキン１１により肉厚パイプ１ａの熱がフランジ１２ａ、１２ｂに伝わるのを抑制している。前記フランジ１２ａ、１２ｂの温度は例えば前記肉厚パイプ１ａの外周面の温度が２００℃の場合に約８０℃になる。そしてフランジ１２ａ、１２ｂは耐熱軸受１３で回動可能に軸支されている。これにより、肉厚パイプ１ａが回動自在となる。

前記フランジ１２ａの耐熱軸受１３で軸支された先端側には、スプロケット１６が配設され、前記スプロケット１６は駆動源であるモーター装置９からチェーン６で伝動された回動力により回動され、これによって肉厚パイプ１ａが回動する。

加熱ローラー１には、図２乃至図４に示すように、一端側であるｍ側からコンプレッサーなどの空気供給手段（図示なし）により送給された空気を、エア減圧弁５により減圧した空気を供給する。なお、ブロア等の送風機による供給でもよい。供給された空気をエアカプラ１８や注入流路１９ａを通過させて肉厚パイプ１ａの内部に注入し、その注入により滞留して加熱により高温になった内部滞留空気２０を、排出流路１９ｂを流動させて他端側であるｎ側から排出させる空気流動手段４０が備えられ、加熱ローラー１の内部の過剰温度を防止することができる。エアカプラ１８は、回動自在のフランジ１２ａとはベアリング１７を介して回転することなく一定の取付姿勢を保持している。

肉厚パイプ１ａの内周壁面には略全域にバンドヒーター１０を張着させている。バンドヒーター１０は、一般的に用いられているバンドヒーターの形態からなり、例えば可撓性を有する薄板状のステンレス鋼を含むバンドヒーターでもよい。前記張着手段３０は薄板状のバンドヒーター１０の両端間の隙間３５を拡張するものであり、前記隙間３５を拡げることによりバンドヒーター１０の外周面を前記肉厚パイプ１ａの内周壁面に張着させることにより密着性を高めることができる。

バンドヒーター１０には内周壁面にヒーター配線１５が接続され、前記ヒーター配線１５は排気流路１９ｂ内を挿通されて前記フランジ１２ｂの他端側（ｎ側）までに配線され、他端側に設けられたスリップリング１４を介して電源（図示なし）とつながっている。これにより、バンドヒーター１０が回動していても外部の電源からの通電が可能になる。この通電により、バンドヒーター１０が加熱され肉厚パイプ１ａに熱伝導されて、この熱が木材７を加熱する。

また、バンドヒーター１０に通電させることにより、肉厚パイプ１ａを加熱し前記肉厚パイプ１ａの外周面の温度を浮造りに適する温度に加熱する。そして適する温度を維持するように温度センサー４からの温度情報を受けて制御装置（図示なし）でバンドヒーター１０への通電を制御する。

一方、バンドヒーター１０に通電させることにより、肉厚パイプ１ａを加熱し前記肉厚パイプ１ａの内周面に囲まれた内部空間に滞留した内部滞留空気２０の温度が上昇する。この内部滞留空気２０の温度が過剰に上昇することを防止するために、前記空気流動手段４０により加熱ローラー１の内部の過剰温度を防止する。前記空気流動手段４０は、常時作動させることによりヒーター配線１５やバンドヒーター１０の保護をすることができる。

ここで、本発明の加熱ローラー１の構成の概要を簡易に説明すると、図５や図６に示すように、加熱ローラー１は、上下動せずに設けられ、圧縮装置２の下降により木材７を挟み、圧縮コイルバネ２ｂによる圧力Ｐを受け木材７を圧縮する。そして、加熱ローラー１は、肉厚パイプ１ａの内周壁面の略全面にバンドヒーター１０を張着させた構造を備えている。そして、前記バンドヒーター１０に囲まれた内部に滞留している高温の内部滞留空気２０を強制的に排出可能に空気流動手段４０が備えられている。このように本発明の加熱ローラー１の構造は極めて簡易であり、製造コストを大幅に低減でき、本発明の加熱ローラー１を組み込んだ木材熱圧縮装置５０は安価化できるという有利な効果を奏する。

１加熱ローラー
１ａ肉厚パイプ
２圧縮装置
２ａ圧縮用ローラー
２ｂ圧縮コイルバネ
３昇降装置
４温度センサー
５エア減圧弁
６チェーン
７木材
８案内ローラー
９モーター装置
１０バンドヒーター
１１断熱パッキン
１２フランジ
１３耐熱軸受
１４スリップリング
１５ヒーター配線
１６スプロケット
１７ベアリング
１８エアーカプラ
１９ａ注入流路
１９ｂ排気流路
２０内部滞留空気
３０拡張手段
３５隙間
４０空気流動手段
４３締結手段
５０木材熱圧縮装置

Claims

板状の木材を上下一対のローラーで挟み圧縮しながら加熱して繰り出す木材熱圧縮装置の前記一対のローラーのうちの一方を構成する加熱ローラーであって、
前記加熱ローラーが、
前記木材に当接し熱伝動性や蓄熱性を有し前記圧縮で変形しない剛性を有する材質や厚みからなる肉厚パイプと、
前記肉厚パイプの内周壁の略全面に密着するように張着されたバンドヒーターと、
前記肉厚パイプの一端側から前記肉厚パイプ内に空気を注入させて前記肉厚パイプ内の内部滞留空気を排出させる空気流動手段と、を備えたことを特徴とする木材熱圧縮装置の加熱ローラー。