JP5671352B2

JP5671352B2 - 原木の丸棒加工装置

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Publication number: JP5671352B2
Application number: JP2011004376A
Authority: JP
Inventors: 良昌永井
Original assignee: 良昌永井; 株式会社永井機械製作所
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: JP2012143972A

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で切削される丸棒Ｍ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た状態で、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た状態で、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

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)で切削される丸棒(M)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た状態で、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)を丸棒(M)の移送路外に移動させた状態で、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。
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。
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。