JP5816402B2 - 不定形の球状木材塊の製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、木片を不定形球状に加工製造する方法および装置に関する。

遊具として木球が知られる。木球とは木片を球状に切削したもので、木の持つ自然の風合いに子供たちが触れることができる遊具として、人気がある。木球を作るには、木工旋盤等が用いられることが多い。その製造方法は、まず、木取りした角材を、荒削り加工で円柱にした上で木工旋盤により球状に仕上げてゆき、最後に余分なところを切り落とすことによって、木球を得るのである。また、別の製造方法としては、木工旋盤を用いずに、丸棒の先端を丸面ピットで削って半球を作り、同じ半球を二つ貼り合わせて木球を作ることもできる。また、丸く切り抜いた板をトリマーテーブルにセットし、ピットの出具合を調節しながら板を削って木球を作る方法もある。

しかし、上記方法では木球を量産することはできない。木球を量産する従来の製造装置については、肉厚な円筒内面にヤスリを貼り付け、該円筒の円形底面上にもヤスリを貼り付け、円筒と円形底面を分離した構造の装置がある。

一方、特許文献１では、密閉可能な切削ボックス内に端材としての木材塊を投入し、次いで該切削ボックス内で木材塊を回転させることにより切削ボックスの内部に設けてある多数の切削具と接触させ、該切削具によって木材塊を切削させながら順次球形状にする発明が開示されている。

特開２００６−３１５２０４号公報

従来の木工旋盤を使用した木球を作る方法では、木球を量産できないし、手指を切る等の事故につながりかねない。また、前述した木球の製造装置ならびに特許文献１による木球の製造方法においては、木球の製造に長い時間がかかるという問題と、切削により産出される大量のおがくずによりヤスリの目が詰まりやすくなり、木球成形の効率性が劣るという問題がある。

それゆえ、本発明の目的は、短時間で安全で簡易に不定形球状の木材塊を切削加工することができる製造方法及び装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、木取りされた木片から不定形球状の木材塊を製造する方法であって、円筒体の底面開口に対向するように配置された、表面に切削具が取り付けられた円形底板を、円筒体とは独立して回転させることにより、木片を回転する円形底板の切削具で切削しつつ弾き飛ばし、弾き飛ばされた木片を、円筒体の内周面により弾き返し、円形底板による弾き飛ばしと、円筒体による弾き返しの繰り返しにより木片を切削加工することを特徴とする、不定形球状の木材塊を製造する方法である。

円形底板は取り換え可能に装着されることが好ましい。なお、所定の時間ごとに、研磨の粗い切削具を装着した円形底板から、研磨の細かい切削具の装着した円形底板に順次取り換えられるようにするとよい。より丸みを帯びた不定形の木材塊を得ることができるからである。

さらに、切削具は、ヤスリ又はサンドペーパであるとよいが、切削が可能な治具であれば限定されない。なお、切削具は円形底板の周縁部に装着されることが好適である。木片は、遠心力により製造装置の内壁方向にはじかれ、円形底板の周縁側に落ちることが多いからである。

また、切削加工により生じたおがくずを円筒体から排出する集塵工程を含むとより生産効率が改善し、当該集塵工程は、切削工程と同時に行われると好適である。

本発明に係る木材塊は、上述の製造方法により製造される不定形球状の木材塊である。

本発明に係る製造装置は、木片から不定形球状の木材塊を製造する木材塊製造装置であって、円筒体と、円筒体の底面開口に対向する円形底板と、円形底板を回転させる回転駆動部とを備え、円形底板面の少なくとも一部領域に切削具を設けるとともに、円形底板を円筒体とは独立して回転可能とし、内部に投入された木片を切削具で切削して不定形球状の木材塊に加工することができる。

円形底板は取り換え可能に装着されることが好ましい。なお、所定の時間ごとに、研磨の粗い切削具を装着した円形底板から、研磨の細かい切削具の装着した円形底板に順次取り換えられるようにするとよい。より丸みを帯びた不定形の木材塊を得ることができるからである。なお、切削具は円形底板の周縁部に装着されることが好適である。木片は、遠心力により製造装置の内壁方向にはじかれ、円形底板の周縁側に落ちることが多いからである。

別の本発明に係る木材塊製造装置は、円形底板に対応する円板状の落とし蓋体を備えてもよい。木片を円筒体の内部に投入後に落とし蓋体を当該木片の上に載せおけば、切削具による切削を促進せしめることができる。

また本発明において、円形底板はすり鉢状の傾斜面を備えたものであってよい。当該木材塊製造装置においても、円形底板のすり鉢状の傾斜面に対応する凸状底面を備えた落とし蓋体を備えてもよい。

さらに別の本発明に係る木材塊製造装置は、円形底板が傘状の傾斜を備えたものであってよい。当該木材塊製造装置においても、円形底板の傘状の傾斜面に対応する凹状底面を備えた落とし蓋体を備えたものであってもよい。

切削加工の効率を上げるため、落とし蓋体は、円形底板に対向する面に切削具を備えることもできる。

さらに、切削具は、ヤスリ又はサンドペーパであるとよいが、切削が可能な治具であれば限定されない。

また、木材塊製造装置は、円筒体に、切削加工により生じるおがくずを排出するための排出口を備え、集塵機構をも備えると生産効率が改善し好適である。

本発明によれば、不定形状の木材塊を大量にかつ能率的に生産することができる。木材の種類により、味わいのある丸みを帯びた不定形の木材塊を生産することができる。

また、製造装置には、排出口があり集塵装置を装着することにより、ヤスリ等の目におがくずが挟まらず、作業能率が向上する。また、製造装置内の掃除も容易となる。

本発明のこれら、および他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

本発明の実施例１に係る木材塊製造装置１を模式的に示す部分破断斜視図である。 図１に係る木材塊製造装置１について、（ａ）は蓋部１１が円筒体１０から外れた状態の平面図であり、（ｂ）はＡ―Ａ線断面図である。 本発明の実施例に係る、不定形球状の木材塊を製造する方法を示す図である。 本発明の実施例１に係る不定形球状の木材塊を製造する方法の全体説明図であり、（ａ）は、木取りされた木片５０が木材塊製造装置１に投入される状態を示す図であり、（ｂ）は密閉された木材塊製造装置１内において、底板支持部材２０が回転して木片５０が切削されている状態を示す図である。 本発明の実施例２に係る木材塊製造装置１００について、集塵機１６０が取り付けられた状態を示し、図２（ｂ）に相当する断面図である。 本発明の実施例３に係る木材塊製造装置２００を示し、図２（ｂ）に相当する断面図である。 本発明の実施例４について、（ａ）は、実施例１の変形形態に係る木材塊製造装置３００を示す図であり、（ｂ）は、別の変形形態に係る木材塊製造装置４００を示す図である。 図７（ａ）及び（ｂ）に係る木材塊製造装置３００、４００は、それぞれ落とし蓋３６１を備えることを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施の形態に限られるものではない。

実施例１を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る木材塊製造装置１を模式的に示す部分破断斜視図である。該木材塊製造装置１により、本発明に係る不定形球状の木材塊５１を製造することができる。図１において、木材塊製造装置１は、円筒体１０の正面を破断して円筒体１０の内部が見えるように示されている。図１に示すとおり、木材塊製造装置１は、円筒体１０と蓋部１１と円形底板２１と回転駆動部４０（図に示されない）とを備える。

円筒体１０は好ましくは肉厚の円筒体であり、円筒支持体３０の上に戴置されている。円形底板２１は円筒体１０から分離した円盤状の部材であり、円筒体１０の底面内部で回転可能に配置されている。円形底板２１は、底板支持部材２０の上に戴置され、アダプタ２２が円形底板２１を底板支持部材２０に固定する。なお、底板支持部材２０の底面下側中央に回転駆動部４０（図に示されない）が取り付けられている。

図１において、円形底板２１の周縁部は網目で示しており、周縁部には切削具２３を備える。

蓋部１１は取り外し可能に円筒体１０の開口部を覆って、木材塊製造装置１を密閉する。これにより、後述する木片５０は飛び出ない。

次に図２を参照する。図１に係る木材塊製造装置１について、（ａ）は蓋部１１が円筒体１０から外れた状態の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ線断面図である。

図２（ａ）に示されるとおり、平面図において、円形底板２１は底板支持部材２０に戴置され、アダプタ２２により固定されている。また、円形底板２１の周縁部に切削具２３が装着されている。

次に、図２（ｂ）を参照する。前述したとおり、円形底板２１は円筒体１０から分離した部材であり、円筒体１０の底面内部で回転可能に配置されている。底板支持部材２０の底面下側中央に回転駆動部４０が取り付けられ、回転可能となっている。円形底板２１は、底板支持部材２０の上に戴置され、アダプタ２２が円形底板２１を底板支持部材２０に固定する。ここで、切削具２３が円形底板２１の周縁部に装着されているのは、木片５０が該木材塊製造装置１に投入された後に円形底板２１が回転すると、木片５０は該木材塊製造装置１の内部で回転しながら円形底板２１に接触するが、遠心力により円形底板２１の周縁部方向に落下することが多いことから、円形底板２１の周縁部に切削具２３を装着することで、切削の効率を高めることが可能になる。しかし、切削具２３は円形底板２１の全面に装着されてもよい。

切削具２３は、ヤスリ又はサンドペーパであるとよいが、切削が可能な治具であれば限定されない。なお、切削具２３は、円筒体１０の内面側部に備えてもよい。

図３と図４を参照する。図３は、本発明の実施例１に係る、不定形球状の木材塊を製造する工程を簡単に説明した図である。図４は、本発明の実施例１に係る不定形形状の木材塊を製造する方法の全体説明図であり、（ａ）は、木取りされた木片５０が木材塊製造装置１に投入される状態を示す図であり、（ｂ）は密閉された木材塊製造装置１内において、円形底板２１が回転して木片５０が切削されている状態を示す図である。

図３を参照すると、不定形球状の木材塊を製造する工程は、木取工程と切削工程からなる。さらに、該工程について、図４を参照しながら詳細に説明する。まず、木取工程において、任意の木材を木取りし、所定の大きさの多角体の木片５０を得る。次に、木取工程で得た該多角体の木片５０を、木材塊製造装置１内に投入する。実施例１において、多角体の木片５０を投入して蓋部１１を円筒体１０の開口部に置き密閉する。円形底板２１を回転させると、多角体の木片５０は木材塊製造装置１の内部で回転しながら切削具２３と接触し木片５０の角が切削される。その結果、不定形球状の木材塊５１が製造される。

実施例１において、切削具２３が装着された円形底板２１は、着脱自在に底板支持部材２０に取り付けることができる。したがって、木材の種類、木取りされた多角形の木片５０の大きさに応じて、所定の時間ごとに研磨の粗い切削具２３の装着された円形底板２１から細かい切削具２３の装着された円形底板２１に順次取り替えて使用すると効率よく、不定形球状の木材塊５１を製造することができる。また、木材塊製造装置１を複数並列し、各底板支持部材２０には、研磨の目の異なる切削具２３を装着した円形底板２１を戴置することにより、木片５０を切削すればより効率がよい。

次に、実施例１における実験例を示す。実験では、木材として、欅、えんじゅ、アユースを使用し、それぞれ好適な大きさに木取りして使用している。また、それぞれ５０個程度の木片５０を木材塊製造装置１に投入した。

まず、欅の場合を下記に示す。欅の場合、円形底板２１を３回、切削具２３の異なるものに取り替える。第１の円形底板２１は、荒削りをするため、目並は茨状の鬼目、形状は平形の普通鋼のヤスリを切削具２３として用いた。これに限定されず、炭素鋼のヤスリでもよいし、形状は丸形、半丸形であってもよい。本工程では、円形底板２１を２５ｒｐｍで１５分間回転する。次に第２の円形底板２１は、サンドペーパを切削具２３として用いた。該サンドペーパはペーパ番数２４で、円形底板２１を３８ｒｐｍで１５分間回転する。最後に、第３の円形底板２１は、ペーパ番数６０のサンドペーパを切削具２３として用い、円形底板２１を３８ｒｐｍで１５分間回転する。このように、欅を材料とした場合、切削時間は４５分間で所望の不定形球状の木材塊５１を得ることができた。

次に、アユースの場合を示す。アユースの場合も欅の場合と同様に、円形底板２１を３回、切削具２３の異なるものに取り替える。アユースの場合は、３つの切削具２３はすべてサンドペーパを用いた。第１の円形底板２１の切削具２３にはペーパ番数２４のサンドペーパ、第２の円形底板２１の切削具２３にはペーパ番数６０のサンドペーパ、第３の円形底板２１の切削具２３にはペーパ番数１８０のサンドペーパで各々円形底板２１を２５ｒｐｍで１５分間回転する。このように、アユースを材料とした場合、切削時間は４５分間で所望の不定形球状の木材塊５１を得ることができた。

最後に、えんじゅの場合を示す。えんじゅの場合、円形底板２１を４回、切削具２３の異なるものに取り替える。第１の円形底板２１の切削具２３には、荒削りをするため、目並は茨状の鬼目、形状は平形の普通鋼のヤスリを用いた。これに限定されず、炭素鋼のヤスリでもよいし、形状は丸形、半丸形であってもよい。本工程では、底板支持部材２０を２５ｒｐｍで１０分間回転する。次に第２の円形底板２１の切削具２３にはサンドペーパを用いた。該サンドペーパはペーパ番数２４で、円形底板２１を３８ｒｐｍで１５分間回転する。第３の円形底板２１の切削具２３にはペーパ番数６０のサンドペーパを用い、円形底板２１を３８ｒｐｍで１５分間回転する。最後に、第４の円形底板２１の切削具２３にはペーパ番数１８０のサンドペーパを用い、円形底板２１を３８ｒｐｍで１５分間回転する。このように、えんじゅを材料とした場合、切削時間は５５分間で所望の不定形球状の木材塊５１を得ることができた。

上述の実験において、欅、アユース、えんじゅの３種類の木材を使用した実施状況を説明したが、本発明は、これらの木材に限定されず、広葉樹、針葉樹のあらゆる種類の木材を使用することができる。また、廃材を使用することも可能である。なお、木材の硬さの程度に応じて、切削具２３を変更してよい。また、木材の硬さに応じて、切削工程の所要時間も変更されてよい。さらに、切削工程の後に、研磨工程を備えてもよい。

実施例２を図面を参照して詳細に説明する。

図５を参照する。本発明の実施例２に係る木材塊製造装置１００について、集塵機１６０が取り付けられた状態を示す、図２（ｂ）に相当する断面図である。

図５に示すとおり、本発明の実施例２に係る木材塊製造装置１００は、集塵機１６０の吸気部１６１が取り付けられる排出口１１１を除いて、実施例１に係る木材塊製造装置１の構造と同一であってよい。

上述したとおり、本発明の実施例２に係る木材塊製造装置１００は排出口１１１を備える。木片５０を切削する工程において、大量のおがくずが発生するため、切削具１２３の目を詰まらせることがあり、生産効率が劣化する可能性がある。したがって、木材塊製造装置１００は切削具１２３の目詰まりを防ぐため、おがくずを排出する排出口１１１を備える。排出口１１１には、集塵機１６０の吸気部１６１が取り付けられる。排出口１１１の寸法は、投入される木片５０が集塵機１６０によって吸い出されない寸法であればよい。なお、集塵効率を高めるために排出口１１１をより大きな寸法としてもよいが、大きな排出口１１１にはフィルタが装着されてもよい。

おがくずの排出は、円形底板１２１が回転する切削工程中に集塵工程も同時に行うとよい。円形底板２１の回転中に、木片５０は回転かつ移動するため木片５０が排出口１１１に詰まる可能性は少ないからである。しかし、集塵工程は、切削工程とは別に設けられてもよい。

実施例３を図面を参照して詳細に説明する。

図６を参照する。図６は、本発明の実施例３に係る木材塊製造装置２００を示し、図２（ｂ）に相当する断面図である。

図６に示すとおり、木材塊製造装置２００は、円形底板２２１に対応する円板状の落とし蓋２６１を備えてもよい。木片５０を円筒体２１０の内部に投入後に落とし蓋２６１を木片５０の上に載せ置いて、切削具２２３により切削を促進することができる。また、落とし蓋２６１は、円形底板２２１に対向する面に切削具２２３を装着してもよい。より切削を促進することができるからである。

実施例４を図面を参照して詳細に説明する。

図７を参照する。図７は、本発明の実施例４について、（ａ）は、実施例１の変形形態に係る木材塊製造装置３００を示す図であり、（ｂ）は、別の変形形態に係る木材塊製造装置４００を示す図である。なお、木材塊製造装置３００、４００は、円形底板３２１、４２１とアダプタ３２２、４２２と切削具３２３、４２３が異なるのみで、他の構成は同一であるため、同一の符号を付している。

図７（ａ）を参照すると、木材塊製造装置３００において、円形底板３２１はすり鉢状の傾斜面を備えた構成となっている。円筒体３１０の内周面に弾き飛ばされた木片５０は、すり鉢状の傾斜を有する円形底板３２１の中心方向に落下するため、効率よく切削加工をすることが可能になる。切削具３２３はすり鉢状の傾斜面の全面に装着されてもよいし、一部であってもよい。

図７（ｂ）を参照すると、木材塊製造装置４００において、円形底板４２１は傘状の傾斜を備えた構成となっている。円筒体３１０の内周面に弾き飛ばされた木片５０は、傘状の傾斜を有する円形底板４２１の周縁部に落下するため、効率よく切削加工をすることが可能になる。したがって、切削具４２３は円形底板４２１の周縁部に装着されると効率がよいが、限定されない。

図８を参照する。図８は、図７（ａ）及び（ｂ）に係る木材塊製造装置３００、４００は、それぞれ落とし蓋３６１を備える図である。

図８（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、木材塊製造装置３００、４００は、円形底板３２１、４２１に対応する円板状の落とし蓋３６１を備えてもよい。木片５０を円筒体３１０の内部に投入後に落とし蓋３６１を木片５０の上に載せ置いて、切削具３２３、４２３により切削を促進することができる。また、落とし蓋３６１は、円形底板３２１、４２１に対向する面に切削具を装着してもよい。より切削を促進することができるからである。

実施例３及び４において、図では示していないが、木材塊製造装置２００、３００、４００は、実施例２のような集塵機構を備えた構成としてもよい。

以上、本発明に係る不定形球状の木材塊を製造する方法及び装置における好ましい実施形態を図示して詳細に説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

本発明に係る不定形球状の木材塊を製造する方法は、効率よく大量の不定形球状の木材塊を製造することできる方法であり、製造された不定形球状の木材塊は木の自然の風合いを残しているので、幼児・子供用の木製玩具、神社仏閣のお守り・縁起物等に加工することができ、産業上広く利用することができる。

１、１００、２００、３００、４００ 木材塊製造装置
１０、１１０、２１０、３１０ 円筒体
１１ 蓋部
２１、１２１、２２１、３２１、４２１ 円形底板
２３、１２３、２２３、３２３、４２３ 切削具
４０、１４０、２４０、３４０ 回転駆動部
５０ 木片
５１ 不定形球状の木材塊
１６０ 集塵機

Claims (1)

1. 木片から不定形球状の木材塊を製造する木材塊製造装置であって、
   円筒体と、前記円筒体の底面開口に対向する、すり鉢状又は傘状の傾斜面を備えた円形底板と、前記円形底板を回転させる回転駆動部と、前記円形底板の傾斜面に対応する凸状又は凹状の底面を備えた落とし蓋体とを備え、
   前記円形底板の面の少なくとも一部領域に切削具を設けるとともに、前記円形底板を前記円筒体とは独立して回転可能とし、
   前記木片を前記円筒体の内部に投入後に前記落とし蓋体を当該木片の上に載せおいて、前記切削具による切削を促進せしめることを特徴とする、不定形球状の木材塊に加工する木材塊製造装置。

Images