JP6359785B1 - 木軸製耐力面材の加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】木軸製耐力面材の直線移動工程において、両端側の木口付近を切り揃えると共に、実形状を整形する新規な加工装置を提供する。
【解決手段】直線上に配置した搬入口２２と搬出口２３との間に耐力面材Ｗを載置可能とする平面域２１を有する作業台２と、作業台の上位置に載置した耐力面材を所定位置で一時的に固定する複数のシリンダ４、５と、搬入口と搬出口の外側付近に設置し、載置した耐力面材の長手側両端に位置する木口付近を木口面に沿って切断する切断手段６と、平面域の長手方向の側面付近に設置して、耐力面材の木端面を切削する切削手段７と、から構成する。作業台には、載置した耐力面材を長手方向へ移動させる昇降機能を備えたローラーユニット３を搬入口と搬出口付近の２箇所に配設する。このユニットは、上記平面域の短手方向を回転軸とする複数個のローラーを軸平行に長手方向に配列して構成する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、複数本の角柱状の木軸を互いに側面接合して面状に形成した木軸製耐力面材を規定の寸法に形成するための加工装置に関する。

複数本の角柱状の木軸を互いに側面接合して面状に形成した木軸製耐力面材は、住宅建築における木造軸組構法に用いることができる進取な建築用構造材として着目され、次第にその需要が高まり普及しつつある。この木軸製耐力面材は、木軸の接合後において、素材間の寸法や乾燥状態のバラツキ、接合時のズレ、等の理由によって互いに木軸方向に若干のズレが生じ、木口面に凹凸が生じることがあった。この木口面の凹凸は、当該面材を建築物の軸組柱の間への装着した場合、他の柱と間に隙間を生じさせていた。また幅寸法の誤差は、基礎に立設させた柱間に天井側から挿入する際に柱との隙間や挿入の障害が発生する原因となっていた。そのため、予め木口面（こぐちめん）を切り揃えておくと共に、木端面（こばめん）に凸条を形成した実（さね）の整形が必要であった。

このような木材の切断加工を目的とした切断装置の例としては、特許文献１において開示されている。この装置は、木材加工における素材木の切断加工に関するものである。移動装置上に複数本の木軸を平行に並べて載置した木軸群の所定位置に、切断線の目安となる基準線を設け、これに沿って木軸の先端部側を切り揃えるものであった。当該装置においては、木軸一方側の先端部を切り揃えた後に、全体を反転させて、反対側の先端部を切断する構成のものである。

また、この木軸製耐力面材の形成においては、軸組工法の柱の間に取り付けた場合に接合する木軸どうしの密着性や面一性を確保するため、木端の対向する側面（木端面）には長さ方向に沿って一連に続く凹条と凸条を形成している。この形成部分を、通称「実（さね）」と称している。

このような実を形成するには、例えば、特許文献２に開示されるような木材加工装置が利用されていた。当該装置は、テーブルに載置した面材を固定し、回転する刃物を木端面に沿って移動させて行う構成であった。

特開２００１−２６００７号公報 特開２００２−１７８３０６号公報

上記の本発明の対象とする面材は、建築物の構造材であるため各寸法の規格は定められていた。また、単なる面材としてではなく、耐力のある耐力面材として機能させるため寸法精度の確保と共に、今後の需要の拡大を見越した大量にかつ迅速な加工を可能とする加工装置が要望されていた。

このような要望に対応するためには、既存装置のみを用いる対応では難しい面があった。例えば、特許文献１の装置では、切断手段が一方側のみの配置であるため、木口面の両方を切り揃える場合には、木軸製耐力面材を一旦左右の向きを変えて再度固定して他方の木口面を切断する必要があった。また、実を形成する際には、木軸製耐力面材を引用文献２のような装置に再セットして加工する必要があった。そのため、新規な木軸製耐力面材を今後大量に製造するためには、従来装置の利用では不十分であり、これに適した専用装置の開発が課題となっていた。

そこで、本願発明は、これらの課題の解決を目的として発明されたものであり、木軸製耐力面材の製造ラインにおいて、木軸製耐力面材の製造装置（本出願人において、別に特許取得済み。）に連ねることができる木軸製耐力面材の加工装置であることを前提として、被加工面材（製造した木軸製耐力面材）が直線上を一方向に移動する工程において、両端側の木口付近を切り揃えると共に、実の形状の整形を行うことを目的とした新規な木軸製耐力面材の加工装置を提供するものである。

上記の課題を解決するため本願発明に係る木軸製耐力面材（以下、「耐力面材」と略称する。）の加工装置（以下、「本装置」という。）は、以下のように構成している。

すなわち、本装置は、直線上に配置した搬入口と搬出口との間に前記耐力面材を載置可能とする平面域を有して成る所定高さに設置した作業台と、該作業台の上位置に配設して載置した前記耐力面材を所定の位置で一時的に固定するための固定手段と、前記作業台の搬入口と搬出口の外側付近にそれぞれ設置して、載置した前記耐力面材の長手方向の両端に位置する木口付近を長手方向と直角方向に切断するための切断手段と、前記作業台の平面域の長手方向の側面付近に設置して、載置した前記耐力面材の木端面を切削するための切削手段と、から成ることを特徴としている。

また、前記作業台には、載置した前記耐力面材を長手方向へ移動させるための滑動手段を配設している。この滑動手段としては、前記作業台の平面域に短手方向を回転軸とする複数個のローラーを軸平行にして長手方向に配列構成したローラーユニットとすることが好ましいものである。この場合、ローラーユニットには、載置した耐力面材を上下動させる昇降手段を配設することがより好ましいものである。

上記の固定手段は、前記作業台に載置した前記耐力面材の上面に押下力を作用させる上抑え機構と、耐力面材の木端面に短手方向の水平力を作用させる引込み機構と、から構成している。

これにより、作業台に載置した状態にある耐力面材は、上抑え機構により上下方向の移動を阻止され、引込み機構により短手方向（水平方向）の移動が阻止されて、固定されることとなる。この状態で長手方向の両端付近を適宜の寸法で切断するようにしている。

また、上記の切断手段は、前記作業台に載置した前記耐力面材の長手方向に対して直角の短手方向に移動して切断する丸鋸であることが好ましい。

本願発明は、上記構成により、加工対象の耐力面材を搬入口から作業台の平面域に搬入し、この作業台にて適宜移動と停止して載置した耐力面材の長さを揃えるように木口面の切断と木端面の実の切削整形を行い、その後、作業台の上面を滑動手段によって、搬出口から無理なく滑らかに搬出することができる。

また、加工対象である耐力面材を、作業台の搬入口、平面域、そして、搬出口と直線移動させることによって行う加工処理工程の構成であるため、他の製造装置（木軸製面材の製造装置、等）と一連に配置した製造ラインを形成することができる。これにより、短時間で迅速に処理することができ、製造コストの低減を図ることができる。

さらに、切断手段において丸鋸を用いて切断した場合は、耐力面材の木口面が面一に揃った平滑かつ直角な面を形成することができる。

本実施例装置の全体を概略して示す正面図である。 本実施例装置の全体を概略して示す上面図である。 図２のＡ―Ａ線位置でのローラーユニットの昇降作動状態を示した断面図であり、（Ａ）はローラーユニットの上昇状態、（Ｂ）はローラーユニットが下降した状態を示す断面図である。 図２のＡ―Ａ線位置での上抑えシリンダ及び引込みシタンダの作動状態を示した断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は作動した状態を示す断面図である。 （Ａ）は図２のＢ―Ｂ線位置で切断手段の作動状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ矢視図である。 図２のＡ―Ａ線位置で切削手段の作動状態を示す断面図である。

以下に、本願発明にかかる耐力面材の本装置の実施例（以下、「本実施例」という。）について図面参照のもとに説明する。

＜本装置の主要構成＞
本装置は、アルミ材等の金属棒状材を立体状に構築して枠組みして成る支持枠体１によって全体が支持されており、作業台、この作業台に配設した滑動手段、該作業台上で耐力面材Ｗを一時固定するための固定手段、及び該作業台に配設した切断手段と切削手段とを、主要構成要素として成るものである。以下に、これら主要構成要素毎に分けて説明する。

＜作業台について＞
図面符号２で示す作業台は、前記耐力面材Ｗを載置可能とする平面域２１（本実施例では、約３５００ｍｍ×約８５０ｍｍ程度）をもって、支持枠体１の所定高さ位置（約１１００ｍｍ度）に形成している。この作業台２は、長手方向（図面１、２の正面視の左右方向）に所定平行間隔で延びる複数本の長尺棒状部材と、所定の間隔で短手方向（長手方向と直角方向）に延びる複数本の棒材部材と、を水平格子状に組み立てて形成している。該作業台２には、平面域２１を挟んで加工前の耐力面材Ｗを搬入させための搬入口２２と、加工済みの耐力面材Ｗを搬出させるための搬出口２３を配置している。別言すると、搬入口２２と平面域２１と搬出口２３とは、前記作業台２上で長手方向直線上に並んだ位置関係にあると言うことができる。

上記構成により、水平状態に維持しつつ耐力面材Ｗを搬入口２２から作業台２に平行移動させ、作業台２上で加工処理した後、搬出口２３から搬送して外部保管されることとなる。

＜滑動手段について＞
前記作業台２には、耐力面材Ｗを滑らか摺動させるための滑動手段としてのローラーユニット３を配設している。このローラーユニット３は、作業台２の短手方向を軸方向にして複数個のローラー３１を適宜の間隔で長手方向に並べて構成したものである。各ローラー３１は、保持枠３２にそれぞれ回転自在に軸支されており、耐力面材Ｗが作業台２に載置された際にその下面に当接し、耐力面材Ｗが移動する際には、その下面との接触摩擦により従動回転することとなる。

前記保持枠３２には、作業台２の下部に位置する支持枠体１の脚柱枠１１に配設された昇降シリンダ３３が取り付けられている。この昇降シリンダ３３は、外部操作によって、適宜に上下方向に進退して、ローラーユニット３を昇降及び下降させるためのものである。

かかる構成による滑動手段は、ローラーユニット３が耐力面材Ｗの下面への接触状態にあるときに作動して、耐力面材Ｗの長手方向への水平移動を円滑にするものである。逆に、離れた状態にあるときは、耐力面材Ｗは作業台２と接触して移動が困難な状態となる。

＜固定手段について＞
また、作業台２の上方位置には、載置した耐力面材Ｗを位置決めして固定するための上抑え機構、及び引込み機構が配設されている。

この上抑え機構は、空圧で垂直方向に進退力を作用させるピストン・シリンダ機構（「上抑えシリンダ」という。）４であり、支持枠体１の天枠１２の適宜の複数箇所に配置している。この上抑えシリンダ４のピストンロッドの先端部には、ブッシュ４１が取り付けられており、その進出長さは載置した耐力面材Ｗの上面に当接してある程度の押圧力（又は押下力）を生じさせる長さに設定している。この上抑えシリンダ４の配置位置は、耐力面材Ｗを水平に維持しつつ略均等に分散した押下力を作用させる位置に設置している。本実施例では、５箇所に配置している。

また、引込み機構は、空圧で水平短手方向（載置面材の幅方向）に作用力を発生させるピストン・シリンダ機構（「引込みシリンダ」という。）５であり、前記天枠１２に適宜の間隔をもって複数箇所に配設している。本実施例では、正面視で３等分の位置に配設している。この引込みシリンダ５には、ピストンロッドの先端に所定長さの棒状のアーム５１を、その略中間長さ位置で回動可能に軸支している。該アーム５１は、適宜回転（回転面は垂直）させて縦向きにした時に、載置した前記耐力面材Ｗの木端面（長手方向に沿った側面）に当接する長さに設定している。

かかる構成により固定手段としての上抑えシリンダ４は、前記ローラーユニット３が降下して、作業台２の枠部材に載置された状態にある耐力面材Ｗを、切断時にズレが生じないように固定保持するためのものであり、ピストンロッドが進出して先端のブッシュ４１を介して押下力を耐力面材Ｗに作用させることによって、停止状態をより強固に維持するものである。

これに加えて、引込みシリンダ５のアーム５１を縦向きにして耐力面材Ｗの木端面Ｗａに当接させ、引込みシリンダ５の引込み力によって、耐力面材Ｗを支持枠体１の天枠支柱１３に押し当てることによって、全体を固定させる。

この固定状態において、後述の切断手段６を作動させて、耐力面材Ｗの木口面Ｗｂ付近（長手方向の両端面）の切断作業を行う。

また、後述の切削手段７を作動させて耐力面材Ｗの実Ｗｃの切削整形作業を行うときは、引込みシリンダ５のアーム５１を横向きにして耐力面材Ｗの木端面Ｗａとの当接を解除し、引込みシリンダ５の引込みによってアーム５１を引込み、切削手段７の移動時の干渉を回避するようにする。

＜切断手段について＞
次に、前記作業台２の長手方向の両側（図面１において左右方向）の搬入口２２及び搬出口２３から所定距離だけ離隔した位置には、それぞれに切断手段６を配設している。この切断手段６は、前記支持枠体１の天枠１２の上端部から両側に張り出した仕様の張出支持枠６１と、該張出支持枠６１の下側に取り付けられて水平かつ短手方向に延びる平行２本のガイドレール６２と、該ガイドレール６２に支持されて回転軸を耐力面材Ｗの長手方向かつ水平にした駆動モータ６３と、該駆動モータ６３の出力軸に取り付けた丸鋸６４と、から構成している。この丸鋸６４は、その回転面が載置した耐力面材Ｗの上下面及び側面（木端面）と直角になるようにして取り付けられており、木軸断面形が略１５０ｍｍ角の耐力面材Ｗの切断に対応させるため、その直径を約４７０ｍｍに設定している。

かかる構成の切断手段６は、前ガイドレール６２に支持案内されて移動することにより耐力面材Ｗの木口面Ｗｂ（長手方向両端面）付近を耐力面材Ｗの長手方向の面と直角面となるように切断するものである。

＜切削手段について＞
さらに、前記支持枠体１の長手方向に沿った側面側には、前記作業台２の脇位置に切削手段７を配置している。この切削手段７は、作業台２の側面側の長手方向に敷設した平行な２本の軌道レール７１上に載置した台車７２と、該台車７２に立設固定した取付板７３を介して保持したモータ７４と、該モータ７４の下向き回転軸に取付けた回転刃７５と、から構成している。この回転刃７５は、円筒体を上中下３つ領域に分け、それぞれの領域に切削に適合した複数枚の刃を周回状に取り付けている。その回転時の外観は、いわば堤太鼓状を呈したものとなっている。

かかる構成の切削手段７は、前記回転刃７５を回転させながら作業台２の側面側で耐力面材Ｗの木端面Ｗａに沿って移動し、既に木軸に形成されている実Ｗｃの部分をさらに切削して整形していくこととなる。

切削手段７の移動は、作業員の手動作業でも良いが、動力源（図示は省略するが、）を用いて自動作業としても良い。また、この切削手段７は、既に形成されている耐力面材Ｗの凸状の実Ｗｃの部分をさらに切削してより平滑な面の形成を目的としたものである。いわば、カンナによる仕上げ削り作業とみることができる。

＜実施例の効果＞
本装置の加工対象物としているのは、一般的な木製の面材ではなく、軸組柱と断面同一の木軸材を面状に接合して製造した耐力面材Ｗである。そのため、柱間への組み付け作業は、壁側から取り付けるのではなく、天井側から基礎に立設させた２本柱間に挿入するようして耐力壁を形成していくものである。したがって、その適合密着性を図るためには、耐力面材Ｗの幅寸法の精度確保と共に実Ｗｃの断面形状を正確に整形する必要がある。このための作業を一つの作業台２で流れ作業工程にて行うことができる顕著な効果を有する。

また、新規な木軸製耐力面材の製造と整形加工を一連とする製造ラインを構成することができ、結果として製造コストの低減という経済的効果を発揮することかできるものである。

１ 支持枠体
１１ 脚柱枠
１２ 天枠
１３ 天枠支柱
２ 作業台
２１ 平面域
２２ 搬入口
２３ 搬出口
３ ローラーユニット
３１ ローラー
３２ 保持枠
３３ 昇降シリンダ
４ 上抑えシリンダ
４１ ブッシュ
５ 引込みシリンダ
５１ アーム
６ 切断手段
６１ 張出支持枠
６２ ガイドレール
６３ 駆動モータ
６４ 丸鋸
７ 切削手段
７１ 軌道レール
７２ 台車
７３ 取付板
７４ モータ
７５ 回転刃
Ｗ 耐力面材
Ｗａ 木端面
Ｗｂ 木口面
Ｗｃ 実

Claims (6)

1. 同一複数本の角柱木軸材を互いに側面接合して平面状に形成した長方形状の木軸製耐力面材の加工装置であって、
   搬入口と搬出口の間に前記耐力面材を載置可能とする平面域を有して成る所定高さに設置した作業台と、
   該作業台の上位置に配設して、載置した前記耐力面材を所定の位置で一時的に固定するための固定手段と、
   前記作業台の搬入口と搬出口の外側付近にそれぞれ設置して、載置した前記耐力面材の長手方向の両端に位置する木口付近を長手方向と直角方向に切断するための切断手段と
   前記作業台の平面域の長手方向の側面付近に設置して、載置した前記耐力面材の木端面を切削するための切削手段と、
   から成ることを特徴とする木軸製耐力面材の加工装置。
2. 前記作業台が、
   載置した前記耐力面材を長手方向へ移動させるための滑動手段を備えて成ることを特徴とする請求項１記載の木軸製耐力面材の加工装置。
3. 前記固定手段が、
   前記作業台に載置した耐力面材の上面に押下力を作用させる上抑え機構と、
   この耐力面材の木端面に短手方向の水平力を作用させる引込み機構と、
   から成ることを特徴とする請求項１、又は２記載の木軸製耐力面材の加工装置。
4. 前記切断手段が、
   前記作業台に載置した前記耐力面材の長手方向に対して直角の短手方向に移動して切断する丸鋸であることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の木軸製耐力面材の加工装置。
5. 前記滑動手段が、
   前記作業台の平面域に短手方向を回転軸とする複数個のローラーを配列させて構成したローラーユニットであることを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の木軸製耐力面材の加工装置。
6. 前記ローラーユニットが、
   前記作業台に載置した耐力面材を上下動させる昇降手段を備えていることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の木軸製耐力面材の加工装置。

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