JP6632590B2 - 木材プレカット加工装置、及び、木材加工装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、木材プレカット加工装置、及び、木材加工装置の制御装置に関する。

従来の木材加工装置として、複数種類の刃物（例えば、カッター，キリ，鋸，ルータビットなど）が予め設定された置き場にストック（配備）され、加工の内容に適した刃物を多関節ロボットに装着することによって複数種類の刃物を交換しつつ木材を加工する装置が知られている。この木材加工装置は、例えば、木造住宅に用いられる木材のプレカット加工を行う木材プレカット加工装置の一部として使用されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１７８１７２号公報

従来の木材加工装置において、多関節ロボットに装着される刃物は１つの軸を中心に回動することで木材を加工するものであり、加工対象物としての木材（ワーク）に対して加工が可能な位置、大きさ、形状などが限られている。このため、加工が必要な位置、大きさ、形状に応じて刃物を選択したり、刃物を交換して加工を行う順序を決定したりするなどの設定が難しかったり、刃物の交換回数が多くなってしまって加工の時間が長くかかってしまう場合があるという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、木材を加工する自由度を向上させることが可能であって加工の精度を一定以上に維持し易い木材プレカット加工装置、及び、木材加工装置の制御装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１に記載の木材プレカット加工装置は、
複数の刃部が設けられたチェーンが回動することによって木材を加工可能な木材加工用装置であって、前記チェーンを回動させるための駆動力を発生する駆動手段の駆動力によって回動する第１軸と、その第１軸を回動可能に支持する第１軸支持部を有し、他の部材に取り付け可能に構成された被取付体と、前記第１軸とは別に設けられて前記第１軸から出力される駆動力が伝達されて前記第１軸と共に回動する第２軸と、その第２軸に設けられて当該第２軸と一体的に回動し、前記チェーンに回動力を伝達する回動力伝達部材と、前記第２軸の軸方向に沿った方向側に厚みを有する板状に形成され、前記第２軸に近い側を基端側として前記第２軸から離間する第１の方向側に先端側が位置し、当該第１の方向が長手方向となるように連続し、前記チェーンが外周縁部分に掛けられるガイド部材と、前記第２軸を回動可能に支持する部材であって、前記被取付体に対して前記第２軸が前記第１の方向に沿った所定の範囲内で移動可能となるように、回動可能に設けられる第２軸支持部材と、前記第１の方向とは逆の方向に前記第２軸が向かうことで前記チェーンが張った状態となるように前記第２軸支持部材が回動する方向側への力を生じさせるチェーン張力付加手段とを備える木材加工用装置と、その木材加工用装置の前記被取付体を介して前記ガイド部材の位置及び角度の少なくとも一方を変化させて前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を変化させることが可能に動作する変位動作部と、を備える木材加工装置と、その木材加工装置の変位動作部の動作を制御する制御装置とを備え、その制御装置によって前記変位動作部の動作を制御して前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を制御する場合に、前記ガイド部材の先端位置またはガイド部材の先端側における所定の位置を前記木材加工用装置の基準位置として前記変位動作部の動作が制御されることを特徴とする。

この請求項１に記載の木材プレカット加工装置によれば、ガイド部材の長手方向に沿った外周縁部分に掛けられたチェーンの一部分によって、直線的な長さを利用した切断を可能とし、また、ガイド部材の先端側に掛けられたチェーンの一部分によって曲率半径が小さな形状による加工を行うなど、木材を様々な形状に加工することができる。また、狭い幅しかない加工スペースに対して奥側へ深くチェーンの先端側を進行させることによって局所的な加工を行うこともできる。すなわち、ガイド部材に掛けられたチェーンの刃部によって木材を様々な形状に加工したり、狭い幅しかないスペースに対しての加工を可能とするなど、木材を加工する自由度を向上させることができる。

また、チェーンが伸びた場合、ガイド部材の先端側の位置を移動させることなく当該先端側の端部から第２軸が離間する方向（第１の方向とは逆の方向）側への力が生じるように、チェーン張力付加手段が第２軸支持部材に作用し、チェーンが張った状態で回動し易く構成されている。このため、他の部材（例えば、多関節ロボットのアームの先端部分）に取り付けられる被取付体の取付部分と、ガイド部材の先端側に位置するチェーン先端側の位置との相対的な位置関係を一定に維持し易くすることができる。よって、被取付体の取付部分を介してチェーンの位置や姿勢を制御して木材を加工する場合に、チェーンを精度良く位置決めすることができる。従って、チェーンを利用して木材を加工する場合の精度を一定以上に維持し易くすることができる。

請求項２に記載の木材プレカット加工装置は、請求項１に記載の木材プレカット加工装置において、前記制御装置は、前記ガイド部材の先端位置に対して前記チェーンの厚み分、前記ガイド部材の長手方向における先端側にずれた前記チェーンの加工位置を前記基準位置として、前記変位動作部の動作を制御することを特徴とする。

請求項３に記載の木材加工装置の制御装置は、請求項１又は２に記載の木材加工装置の制御装置であって、前記変位動作部の動作を制御して前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を制御することを特徴とする。

請求項１及び２に記載の木材プレカット加工装置、並びに、請求項３に記載の木材加工装置の制御装置によれば、木材を様々な形状に加工したり、狭い幅しかないスペースに対しての加工を可能とするなど、木材を加工する自由度を向上させることが可能であって加工の精度を一定以上に維持し易くすることができるという効果がある。

また、木材加工用装置のガイド部材の先端位置又はガイド部材の先端側における所定の位置を基準として、変位動作部の動作が制御装置によって制御される。ガイド部材の先端は、木材加工用装置の取付位置から遠くに位置する部位であるので、この部位を基準位置にして加工を行うことによって、チェーンの先端部を利用した細かな加工（例えば、スリット加工など）を実行し易くすることができ、加工をするために必要となる設定作業を簡易に行い易くすることができるという効果がある。

木材プレカット加工装置の平面図である。 図１の木材プレカット加工装置を側面側から見た図である。 木材加工装置の一部を拡大して示した図である。 チェーン加工装置を分解して示した斜視図である。 チェーン加工装置の動力伝達部分を示した断面図である。 （ａ）は、軸回動体が基準位置に位置した状態におけるチェーンの配置を示した図であり、（ｂ）は、図６（ａ）よりチェーンが張る方向側に軸回動体が回動した状態を示した図であり、（ｃ）は、図６（ａ）よりチェーンが弛む方向側に軸回動体が回動した状態を示した図である。 （ａ）は、モータ側回動部材とチェーン側回動部材の回動によってチェーンに動力が伝達する状態を示した図であり、（ｂ）は、チェーンのカッターに抵抗力が負荷された状態を示した図であり、（ｃ）は、チェーンのカッターに抵抗力が負荷された場合において軸回動体が回動している状態を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、実施例としての木材プレカット加工装置１０の平面図であり、図２は、図１の木材プレカット加工装置１０を側面側から見た図である。

木材プレカット加工装置１０は、木造住宅に使用される柱や梁、羽柄材などの木材を加工する装置であり、例えば、木造住宅の平面図や立面図等をＣＡＤにより製図することで生成される加工データを利用して木材の機械加工が行われる。この木材プレカット加工装置１０は、木材加工装置２０と、複数種類の刃物を備えた複数の木材加工用装置１１，１１・・・を保管するツールストッカ１２と、加工対象物としての木材（ワーク）を搬送する搬送装置３０と、木材加工装置２０および搬送装置３０の動作を制御する制御装置１３とを備えている。

木材加工装置２０は、１つの木材加工用装置１１（チェーン加工装置１００）と、その木材加工用装置１１の位置及び姿勢を制御する多関節ロボット２０Ａとを備えている。多関節ロボット２０Ａには、チェーン１０１を刃物とするチェーン加工装置１００や、ツールストッカ１２に備えられるチェーン１０１とは別の刃物を有する木材加工用装置１１が先端部に取り付けられる。この刃物の種類を選択することで、木材加工装置２０によって、加工内容に適した大きさ、形状の刃物を用いて木材を加工可能に構成されている。

多関節ロボット２０Ａは、木材加工用装置１１の位置及び角度（姿勢）を変化させることが可能に動作する変位動作部としての複数のアーム２１〜２３と回動部２４とを備えている。複数のアーム２１〜２３および回動部２４は、床面に設置されるベース体２５に対して複数の回動軸（本実施例では回動軸Ｒａ〜Ｒｆの６軸であり、一点鎖線と黒点で示した箇所）を中心に回動可能に連結され、これにより、３次元空間における木材加工用装置１１の位置と姿勢とが自在に制御可能に構成されている。

木材加工装置２０は、モータ等の電気制御や油圧、空圧等の流体が通過する電磁弁の制御等によって動作し、この動作制御は、木材加工装置２０を制御する制御装置１３によって行われる。なお、木材加工装置２０は、必ずしも、木材加工用装置１１の位置と姿勢とを、複数の軸によって回動自在に動作する機構を含む構成とする必要はなく、１つの回動軸を中心に木材加工用装置１１の姿勢を変化可能にしてもよく、回動軸を中心にした回動動作する構成に代えて、又は、回動動作する構成に加えて、木材加工用装置１１が直線的にスライド移動する機構を含むように構成してもよい。また、木材プレカット加工装置１０は、１つの木材加工装置２０を備える構成に限らず、２以上の木材加工装置を備える構成としてもよく、この場合には、木材加工用装置１１の交換をすることなく複数種類の刃物を用いた異なる加工を可能とするなど、加工時間の短縮を図ることができる。

ツールストッカ１２は、多関節ロボット２０Ａに装着可能な複数種類の刃物（例えば、カッター，キリ，鋸，ルータビットなど）に各々対応した複数種類の木材加工用装置１１，１１・・・を、予め設定された待機位置に並んで支持された状態で保管するための装置である。多関節ロボット２０Ａは、制御装置１３の制御によって動作が制御され、多関節ロボット２０Ａに対して、ツールストッカ１２に保管された複数の木材加工用装置１１，１１・・・の中から木材の加工内容に対応した木材加工用装置１１が選択されて装着される。なお、木材プレカット加工装置１０が必ずしもツールストッカ１２を備える必要はなく、必要に応じて作業者が手作業で、木材加工用装置１１を取り替える構成としてもよい。

搬送装置３０は、木材加工装置２０によって加工可能な加工位置に加工前の木材を移送し、加工が終了した後には、加工位置から木材を移送する装置である。この搬送装置３０として、図１及び図２には、ワークの移動する進行方向に沿って床面に配置された複数の枕木部材３１，３１・・・の上に２条のガイドレール３２，３２が設置され、ガイドレール３２，３２の上には、進行方向に沿って移動可能な複数台のサドル３３，３３，・・・が設けられる構成を例示している。

各サドル３３は、図２に示すように、ガイドレール３２，３２に沿った搬送方向に移動可能な支持体３４と、支持体３４に対して傾斜動作が可能な木材載置用のテーブル３５と、テーブル３５の上に載置された木材を挟み込む２つのクランプ３６と、クランプ３６を動作させるモータ３７とを備え、制御装置１３の制御によって、支持体３４、テーブル３５およびクランプ３６の動作が制御される。複数のサドル３３，３３，・・・を利用して木材のクランプ位置を変化させつつ木材を搬送することにより、木材加工装置２０に対して、加工前の木材の加工位置への搬送、加工中における木材の移動、加工後における木材の取出位置への搬送などが行われる。

ここで、搬送装置３０のサドル３３を含む動作部分は、モータ等の電気的な制御によって動作するようにしてもよいし、油圧、空圧等の流体が通過する電磁弁の制御等によって動作するようにしてもよい。また、搬送装置３０は、図示した１つの装置に限らず、２以上のものを組み合わせて構成してもよく、また、一方向への搬送に限らず、上方側への移動などを含む他の方向への搬送を含む構成としてもよい。

制御装置１３は、木材プレカット加工装置１０を制御する装置であり、木造住宅を設計して生成された木材の加工データを入力する入力部（例えば、記憶媒体としてのＣＤ−ＲＯＭのデータを読み出し可能なドライブ装置）や作業者によって操作される操作部等を備えている。制御装置１３は、入力部を介して入力された加工データに基づいて作業者の指示に従った順序で木材が加工されるように、木材加工装置２０と搬送装置３０とを含む各部位の動作を制御し、必要な木材加工を木材プレカット加工装置１０に行わせる。制御装置１３には、木材加工用装置１１の刃物やアーム２１〜２３、回動部２４、搬送装置３０の動作部などを含む複数の動作部の駆動力を発生する複数のモータやエアシリンダ、動作部の位置を検出する多数のセンサなどが接続され（図１には、矢印を付加した線で模式的に表示）、センサの位置検出によって動作部の位置や角度を制御する等して、必要な木材加工の制御を実行する。なお、木造住宅を設計して生成されたＣＡＤデータを制御装置１３が読み出し、木材の加工データを生成する機能を制御装置１３が備え、制御装置１３によってＣＡＤデータから加工データを生成する構成としてもよい。

木材プレカット加工装置１０による木材の加工は、例えば、次のようにして行われる。まず、搬送装置３０のサドル３３の内の２つ以上によって加工前の木材がクランプされるように、木材を加工前の初期位置にセットする。このセット作業は、図示しない別の搬送装置や作業者の手によって実行される。このセット作業の後に、木材加工装置２０の前に設定された加工位置へとサドル３３が進行し、木材の進行方向における先端側の加工、途中部分の加工、後端側の加工が順に行われる。木材加工装置２０による加工の終了後には、木材をクランプしたサドル３３が加工位置から更に進行し、木材加工装置２０の前側から一定以上離れた取出位置へとサドル３３が移動する。取出位置へサドル３３が移動した後には、サドル３３による木材のクランプが解除され、図示しない別の搬送装置や作業者の手によって、加工終了後の木材が木材加工装置２０から取り出される。

次に、木材加工装置２０における多関節ロボット２０Ａの構成と、多関節ロボット２０Ａに装着される木材加工用装置１１の取付部分の構成について、図２及び図３を参照して説明する。図３は、チェーン加工装置１００を備えた木材加工装置２０の一部を拡大して示した図である。

多関節ロボット２０Ａには、図２に示すように、ベース体２５に対して、回動部２４と複数のアーム２１〜２３とが連結された先端部分に、木材加工用装置１１が取付可能に構成されている。多関節ロボット２０Ａのアーム２１の先端側には、木材加工用装置１１を回動させる駆動力を発生させる駆動手段としての電動モータ４１が固定されている。電動モータ４１は、図３に示すように、そのケース４２からアーム２１側に延びる連結部４３の端面がアーム２１の先端部に設けられる取付面２１Ａに対面するように接触し、この端面と取付面２１Ａとが、例えば、固定手段としての複数のボルトによってネジ止めして固定されている。

電動モータ４１のケース４２の内側には、図３に示すように、制御装置１３の制御によって回動方向および速度が制御される出力軸４４が設けられている。出力軸４４は、例えば、アーム２１に接続される方向（図３の左右方向）と略直交する方向（図３の上下方向）を回動中心軸（図３の一点鎖線）として回動可能に設けられている。

電動モータ４１に対してアーム２１とは別の方向側であって電動モータ４１の出力軸４４に沿った一方側には、装着部４５が設けられている。装着部４５は、木材加工用装置１１が設置される一方側が開口した略円筒状のケース４６を備え、このケース４６の中に、木材加工用装置１１を交換可能とする装着機構が収容されている。装着部４５のケース４６は、電動モータ４１のケース４２に一体化され、例えば、固定手段としての複数のボルトをネジ止めすることによって一体化されている。

装着部４５の装着機構は、木材加工用装置１１の固定状態と、固定解除状態とが切り替え可能に構成される。例えば、木材加工用装置１１の一部を内部に収容した状態で外周側から締め込み固定して木材加工用装置１１を電動モータ４１に連結した固定状態と、締め込み固定を解除して木材加工用装置１１を電動モータ４１から離間可能にした固定解除状態とに切り替える動作を行うロック体（図示せず）が、装着機構の一部としてケース４６に収容されている。

装着部４５の装着機構としては、種々の機構を用いることができ、例えば、油圧や空圧によって移動可能なロック体の動作によって、木材加工用装置１１の一部をクランプする（締め込む）ように固定される構成としてもよいし、これに代えて、又は、これに加えて、電磁力を用いて装着する機構を含むようにしてもよいし、螺旋状のおねじとめねじとによって一方側を回動させることによる締結や、ボルトなどの他の締結部材を用いた締結の少なくともいずれかを含む構成としてもよい。また、木材加工装置２０として、必ずしも複数種類の木材加工用装置１１が多関節ロボット２０Ａに対して交換可能な装着機構を有する構成とする必要はなく、１種類の木材加工用装置１１が固定手段としてのボルトや溶接などによって多関節ロボット２０Ａに固定されて取り付けられてもよい。装着部４５の装着機構の状態を切り替える制御は、モータ等の駆動手段の電気的な制御や油圧、空圧等の流体が通過する電磁弁の制御等によって制御され、この動作制御は、例えば、木材プレカット加工装置１０を制御する制御装置１３によって制御される。

なお、木材加工用装置１１の駆動手段（例えば、電動モータ４１）は、必ずしも木材加工用装置１１とは別に設けられる必要はなく、木材加工用装置１１が駆動手段を含んで一体化されてツールストッカ１２に配備される構成とし、駆動手段とアーム２１との間に、装着部４５が設けられて複数種類の刃物を交換可能に構成してもよい。

次に、木材加工用装置１１の１つであるチェーン加工装置１００の構成について、図３に加えて、図４および図５を参照して説明する。図４は、チェーン加工装置１００を分解して示した斜視図であり、図５は、チェーン加工装置１００の動力伝達機構を示した断面図である。なお、装着部４５の装着機構の具体的な構成については図示を省略し、また、平歯車１５４，１５６、スプロケット１５８およびチェーン１０１等の一部の形状は外形のみを模式的に図示している。

チェーン加工装置１００は、複数の刃部１０２が設けられたチェーン１０１が回動することによって木材を加工可能な木材加工用装置１１である。チェーン加工装置１００は、他の部材としての多関節ロボット２０Ａと一体化される装着部４５に取り付け可能に構成されたベース体１１０と、ベース体１１０に対して回動可能に設けられる軸回動体１２０と、ベース体１１０に固定されてチェーン１０１が外周縁部分に掛けられるチェーンガイド１３０と、軸回動体１２０を一方側へ回動させる付勢力を発生する付勢力発生機構１４０と、チェーン１０１を駆動する側の一部を覆う薄板金属製のチェーンケース１０３と、電動モータ４１の駆動力によって回動するチェーン１０１と、チェーン１０１に電動モータ４１の駆動力を伝達する動力伝達機構としてのモータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２とを備えている。

ベース体１１０は、複数の部材を組み合わせて構成された金属製の部材であり、電動モータ４１側の装着部４５に固定される被固定部１１１と、被固定部１１１に取り付けられるモータ側回動支持部１１２と、モータ側回動支持部１１２とチェーンガイド１３０との間を連結する連結部１１３およびガイド側回動支持部１１４とを備え、これらが図示しないボルト等の固定手段によって一体化されている。なお、ベース体１１０は、必ずしも上記した複数の部材の組合せとする必要はなく、一体成形して構成してもよいし、２以上の部材を組み合わせて構成してもよい。

モータ側回動部材１５１は、図５に示すように、ベース体１１０の被固定部１１１の内部に設けられる複数の円環状のベアリング１１５，１１６を介して被固定部１１１に回動可能に支持されている。また、モータ側回動部材１５１は、電動モータ４１の出力軸４４の端部に係合して電動モータ４１の駆動力をモータ側回動部材１５１に伝達する出力軸連結部材１５３と、出力軸連結部材１５３が一端側に設けられて他端側に平歯車１５４が固定されたモータ連結軸１５５とを備え、出力軸連結部材１５３と平歯車１５４とモータ連結軸１５５とが一体化されている。このため、モータ側回動部材１５１は、電動モータ４１の出力軸４４と一体的に、同一の回動中心軸（図３の一点鎖線）を基準に回動する。従って、電動モータ４１の出力軸４４が回動すると、その回動に同期（一致）して出力軸連結部材１５３が回動し、出力軸連結部材１５３の回動動作がモータ連結軸１５５を介して平歯車１５４に伝達されて平歯車１５４も回動する。なお、平歯車１５４と、後述する平歯車１５６は、円柱状の回動部の周面に多数の歯を設けて構成されるものであり、図４及び図５では、その外形を円柱形状によって模式的に示している。

ここで、ベース体１１０の被固定部１１１は、モータ側回動部材１５１のモータ連結軸１５５の周囲を全周で囲う筒状に形成され、被固定部１１１の周囲が装着部４５の装着機構によってクランプされることで、被固定部１１１と装着部４５のケース４６とが一体化されている。また、電動モータ４１および装着部４５のケース４２，４６についても、電動モータ４１の出力軸４４が内側に位置し、電動モータ４１の出力軸４４を囲う筒状に形成されている。このため、電動モータ４１のケース４２と、装着部４５と、被固定部１１１とによって、電動モータ４１の出力軸４４とモータ側回動部材１５１とが一体化された駆動軸の外周を囲う筒状の部位を構成することとなり、これにより、チェーン加工装置１００のチェーン１０１に木材を加工する際の抵抗力が作用してチェーン１０１の回動が一時的に阻害されても、回動する駆動軸の全周を囲う構造によって剛性を高く維持し、多関節ロボット２０Ａを制御して木材を加工するチェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

また、被固定部１１１と、電動モータ４１及び装着部４５のケース４２，４６は、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸（図３及び図５の一点鎖線）を中心とした円筒状の部位が当該出力軸４４の連続する方向に沿った形状に形成されている。このため、被固定部１１１と、電動モータ４１及び装着部４５のケース４２，４６とを、電動モータ４１の出力軸４４とモータ側回動部材１５１との外形に対して外形の大型化を抑えつつ、剛性を高く確保可能とすることができる。これにより、小型で軽量に構成し易いチェーン加工装置１００によって高速移動や加工可能な位置の自由度を高めつつ、チェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

被固定部１１１と装着部４５とが対面する部分は、電動モータ４１の出力軸４４の軸方向に略垂直な平面状に形成されて取付面を構成している。装着部４５の取付面４７には、電動モータ４１の出力軸４４の回転軸を中心として、回動方向側における位置を定めるための位置決め部４８が設けられている。この位置決め部４８は、一例として、一方側である装着部４５の取付面４７において出力軸４４の軸方向に突出し、他方側（被固定部１１１）の取付面において、その突出部分より僅かに大きく凹んだ部分が形成され、これらが嵌まり合うことで位置決めされる構成としている。

被固定部１１１および装着部４５の取付面４７と、位置決め部４８とによって、装着部４５と、チェーン加工装置１００との相対位置（電動モータ４１の出力軸４４の軸方向に沿った相対位置と、回動中心軸周りの相対位置）が位置決めされる。これにより、多関節ロボット２０Ａの変位動作部の位置及び角度を制御することによって、チェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

ここで、多関節ロボット２０Ａからチェーン１０１に対しては、オイルを供給することが好ましく、このオイルを供給するためのオイル供給穴（図示せず）を、装着部４５の取付面４７に設け、被固定部１１１の取付面におけるオイル供給穴に対面する位置には、オイル注入穴を設け、オイル注入穴からチェーンガイド１３０が設けられる位置まで、屈曲可能なオイルチューブを接続するなどして、チェーン１０１にオイルを供給可能とすることが好ましい。これにより、装着部４５へのチェーン加工装置１００の装着により、チェーン１０１へのオイルの供給を可能とすることができる。

チェーン側回動部材１５２は、図５に示すように、軸回動体１２０の内部に設けられる円環状のベアリング１２１と回動支持部１２２とによって、軸回動体１２０に回動可能に支持されている。また、チェーン側回動部材１５２は、モータ側回動部材１５１の平歯車１５４と噛み合ってモータ側回動部材１５１の駆動力をチェーン側回動部材１５２に伝達する平歯車１５６と、平歯車１５６が一端側に設けられるチェーン回動軸１５７と、チェーン回動軸１５７の他端側に設けられてチェーン１０１が掛けられるスプロケット１５８と、を備え、これら平歯車１５６とチェーン回動軸１５７とスプロケット１５８とが一体化されて一体的に回動可能に構成されている。このため、電動モータ４１の出力軸４４の回動と共にモータ側回動部材１５１が回動すると、その回動に同期してチェーン側回動部材１５２が回動し、チェーン側回動部材１５２のスプロケット１５８の回動によってチェーン１０１が回動する。

ここで、電動モータ４１の出力軸４４、モータ側回動部材１５１、および、チェーン側回動部材１５２の間で動力を伝達する機構は、上記した構成に限らず、他の機構を用いてもよい。例えば、モータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２との間で、平歯車１５４，１５６によって駆動力を伝達する機構に代えて、かさ歯車などの他の機構を用いてもよく、モータ側回動部材１５１と、チェーン側回動部材１５２との回動中心軸の軸方向が異なるようにしてもよい。また、歯車に代えてベルト等の他の機構を用いてもよいし、また、駆動力を伝達する部分を、１カ所に限らず、他の回動軸を介在させた複数箇所に設けてもよい。すなわち、３つ以上の回動中心軸を中心として回動する部材を通じて電動モータ４１からチェーン１０１に駆動力が伝達されるようにしてもよい。

軸回動体１２０は、モータ側回動部材１５１の平歯車１５４側の一部分と、チェーン側回動部材１５２の平歯車１５６側の部分とを内部に収容可能な収容空間を内部に形成し、モータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２との動力伝達部分の外形形状を一回り大きくした外形形状に形成されている。このため、チェーン側回動部材１５２とモータ側回動部材１５１との動力伝達部分に対しては、切削により飛散する切り屑の進入が軸回動体１２０によって阻止される。

また、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸（図３及び図５の一点鎖線）に一致する回動中心軸を基準にして、軸回動体１２０は、回動可能に、ベース体１１０に支持されている。電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸は、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）の回動中心軸と同一直線上に位置するものであるので、軸回動体１２０は、モータ側回動部材１５１にも回動中心軸が一致する構成とされている。なお、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸と、モータ側回動部材１５１の回動中心軸とは、必ずしも同一直線上に配置される構成とする必要はなく、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸とモータ側回動部材１５１の回動中心軸とが所定の角度で交わるように配置し、自在継手（例えば、フック自在継手など）を介して動力が伝達されるようにしてもよく、この場合に、軸回動体１２０は、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）の回動中心軸を基準にして回動可能にベース体１１０に支持され、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸とは異なる回動中心軸を基準にして回動する構成としてもよい。

一方、チェーン側回動部材１５２（チェーン回動軸１５７）の回動中心軸は、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）の回動中心軸と略平行となるように設けられている。すなわち、チェーン回動軸１５７とモータ連結軸１５５とは略同一の方向側が軸方向となるようにして、チェーン側回動部材１５２が軸回動体１２０に支持されている。このため、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸を基準にして、軸回動体１２０が回動しても、チェーン回動軸１５７とモータ連結軸１５５との距離は変わらず、チェーン回動軸１５７とモータ連結軸１５５とに設けられる２つの平歯車１５４，１５６は噛み合った状態を維持し、動力を伝達可能な状態が維持される。

ベース体１１０のモータ側回動支持部１１２は、モータ側回動部材１５１の軸方向を厚み方向とする板状に形成され、モータ側回動部材１５１が挿通される挿通穴を有している。その挿通穴の周りには、軸回動体１２０を回動可能に連結するためのベアリング１１７が設けられている。ベアリング１１７は、円環状に形成され、断面略円形状の内面部分に軸回動体１２０の一端側から突出する円筒状のフランジ部が嵌め込み固定され、外周面側がモータ側回動支持部１１２に圧入されて嵌め込み固定されている。ベアリング１１７は、内周面側と外周面側とが別部材によって各々円環状に構成され、それらの間部分がころがり軸受によって相対移動可能に構成されている。これにより、軸回動体１２０は、モータ側回動支持部１１２によって、電動モータ４１の出力軸４４の回動中心軸を基準に、周方向に回動可能に支持される。なお、軸回動体１２０がモータ側回動支持部１１２によって回動可能に支持される構成は、上記構成に限らず、他の機構によって回動可能に支持してもよく、例えば、すべり軸受を利用して回動可能に支持しても良い。

軸回動体１２０は、ベース体１１０のモータ側回動支持部１１２によって一方側（電動モータ４１側）が支持され、他方側（チェーン１０１側）がベース体１１０のガイド側回動支持部１１４によって回動可能に支持されている。具体的には、ガイド側回動支持部１１４には、軸回動体１２０の回動中心軸に一致するように、軸支持部としてのボルト１０４の軸部分が挿通可能な挿通穴１１８が設けられ、このボルト１０４の先端部分が軸回動体１２０の回動中心軸に沿って設けられる固定穴１２３に固定されている。これにより、軸回動体１２０は、モータ側回動支持部１１２と、ガイド側回動支持部１１４とによって両端側が支持され、チェーン１０１による木材加工の際に、チェーン１０１を通じて軸回動体１２０に抵抗力が伝達されても変位量を少なく抑えて、チェーン１０１を精度良く位置決めし易くすることができる。なお、必ずしも、軸回動体１２０を、ベース体１１０によって両側で回動可能に支持する構成とする必要はなく、モータ側回動支持部１１２とガイド側回動支持部１１４とのうち一方側のみによって軸回動体１２０を回動可能に支持するようにしてもよい。

チェーンガイド１３０は、図４に示すように、ベース体１１０のガイド側回動支持部１１４の固定穴１１９に、固定手段としての複数のネジ１０５によって固定される。チェーンガイド１３０は、チェーン側回動部材１５２の回動中心軸の軸方向に沿った方向側に厚みを有する板状に形成されている。また、チェーンガイド１３０は、チェーン側回動部材１５２のスプロケット１５８に近い側（駆動側）を基端側としてチェーン側回動部材１５２から離間する方向側（図４のｘ方向側）に先端側が位置し、ｘ方向側が長手方向となるように連続している。チェーンガイド１３０の外周縁部分には、スプロケット１５８の外周の一部と共に、チェーン１０１が掛けられ、スプロケット１５８が回動することによってチェーンガイド１３０の外周に沿ってチェーン１０１が回動する。

チェーンガイド１３０の外周縁部分の形状は、先端側の曲率半径が小さく、長手方向に沿った中央側の外周縁部分に向かって曲率半径が徐々に大きくなるように、すなわち、複数の曲率半径を有するように形成されている。また、チェーンガイド１３０の外周縁部分の形状は、その長手方向に交差する幅（図４のｙ方向の長さ）に比べて長手方向に大きく突出するように連続して構成されている。このため、チェーンガイド１３０の先端側の縁部分を利用して幅の狭い部分の加工や曲率半径の小さな加工をしたり、チェーンガイド１３０の長手方向に沿った縁部分を利用して直線に近い形で長い範囲に対しての加工をするなど、必要に応じた形状および大きさの異なる種々の加工を、１つのチェーン加工装置１００を利用して行うことができる。よって、回動軸を中心とする略円形の外形部分で木材を加工する丸鋸などと比べて加工の自由度を高くすることができ、木材加工用装置１１の交換回数を少なくして木材の加工を効率よく行うことができる。

チェーン１０１には、その外周側において一定距離離間した複数箇所に複数の刃部１０２が設けられている（図４においては、一部のみを模式的に表示）。複数の刃部１０２は、図４に示すように、木材を加工する加工方向Ｋがチェーン１０１の周方向の一方側となるように構成されている。この刃部１０２の加工方向（すなわち、木材を切削加工するための回動方向）は、チェーン側回動部材１５２のスプロケット１５８に対して軸回動体１２０の回動中心軸に近い側（図４の下側）において木材が加工される向きとなるように設定され、この向きとなるように、チェーン１０１がチェーンガイド１３０に掛けて取り付けられる。

ここで、チェーンガイド１３０、スプロケット１５８およびチェーン１０１は、チェーンを用いて木材加工を行うチェーンソーに用いられる種々の構成を適用することができる。例えば、チェーンガイド１３０は、その外周縁部分に溝が設けられ、その溝に、チェーン１０１の内周側に突出する一部分（ドライブリンク）が入り込んだ状態でチェーンガイド１３０にチェーン１０１が掛けられる構成が例示される。また、チェーン１０１についても、従来のソーチェーンを適用することができ、チェーン１０１の刃部１０２を板状のトッププレートとサイドプレートとを組み合せた略Ｌ字状の断面形状としたり、刃部１０２による加工量を設定するためのデプスゲージを刃部１０２と一体的に設ける構成などが例示される。

チェーンガイド１３０には、ベース体１１０との相対位置を調整可能な調整機構が設けられている。具体的には、チェーンガイド１３０を取り付けるためのネジ１０５の軸部分が挿通される長穴が、チェーンガイド１３０の長手方向に沿ってネジ１０５の取り付けに必要な長さより長く形成され、その長く形成した長さ分は、チェーンガイド１３０の位置を移動することができる。これにより、チェーンガイド１３０から外側に突出する高さが異なる別のチェーン１０１をチェーンガイド１３０に取り付けた場合でも、チェーン１０１のｘ方向における先端側の位置を調整可能としたり、チェーン１０１の張りや弛みを調整可能とすることができる。このチェーンガイド１３０とベース体１１０との相対位置を調整する構成としては、上記に限らず、他の構成を適用してもよく、例えば、位置調整の方向をｘ方向に限らず、ｙ方向にも一定範囲内で移動可能となるようにしてもよく、例えば、長穴のｙ方向における幅を、ネジ１０５の軸部分よりも広げて構成してもよいし、ネジの締め込み量によってベース体１１０との距離（すなわち、図４のｚ方向における位置）が調整可能となるようにするスペーサーを介在させるなど、他の機構を組み合わせて構成してもよい。

ベース体１１０の連結部１１３には、付勢力発生機構１４０が設けられている。付勢力発生機構１４０は、軸回動体１２０をチェーン１０１が張る方向となる一方側へ回動させる付勢力を発生するものである。具体的には、付勢力発生機構１４０として、金属製の作用ピン１４１と、コイルバネ１４２とを備えている。

作用ピン１４１は、軸回動体１２０の回動中心軸からずれた高さに接触可能な先端部を有する略円柱状の外形を有して連結部１１３が位置する一方側が開口した筒状に形成されている。この作用ピン１４１の開口部分に、コイルバネ１４２が内挿される。コイルバネ１４２は、連結部１１３に対して軸回動体１２０が位置する方向側（図４の左上側）に作用ピン１４１を突出させる付勢力を発生するようにして取り付けられる。

作用ピン１４１は、連結部１１３の厚み方向に沿って移動可能となるように、作用ピン１４１の外周を支持する略筒状の支持部材１４３に装着されている。作用ピン１４１には、作用ピン１４１の一定量以上の突出を制限するストッパネジ１４４が係合する溝１４５が設けられ、このストッパネジ１４４が溝１４５の縁部分に引っ掛かって作用ピン１４１が支持部材１４３から抜け出さないように取り付けられている。この支持部材１４３は、作用ピン１４１の移動方向に沿って、一定の範囲内で移動可能に、例えば、支持部材１４３の外形を円柱状にし、その外周の一部におねじを設け、支持部材１４３の取り付けられる連結部１１３の穴部分にめねじを設けて、ネジ込み量によって取付位置を異ならせるようにしてもよく、これにより、コイルバネ１４２による付勢力の大きさを変化させることができる。

付勢力発生機構１４０によって軸回動体１２０が連結部１１３から離間する方向側に移動すると、軸回動体１２０に支持されるチェーン側回動部材１５２のスプロケット１５８がチェーンガイド１３０から離間するように移動し、これにより、チェーン１０１が掛けられた内周部分の長さが長くなることでチェーン１０１が張られた状態となる。これにより、チェーン１０１が回転することによる遠心力やチェーン１０１の伸びなどによって外側（チェーンガイド１３０から離れる側）へチェーン１０１の外周部分が移動してしまう事態を抑制し、チェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

また、付勢力発生機構１４０として、支持部材１４３の位置を変化させることなく、作用ピン１４１が軸回動体１２０に付加する付勢力を調整可能とする調整機構が設けられている。この調整機構の例として、支持部材１４３の内部には、コイルバネ１４２を支える面を構成するバネ支持面が作用ピン１４１の移動する方向に沿って移動可能とされ、そのバネ支持面の位置は、エアチューブ１４６によって供給される空気の圧力が一定以上に高められると、作用ピン１４１が突出する方向側へ移動（進行）する。空圧の圧力は、制御装置１３の制御によって制御され、例えば、チェーン１０１の回動速度が一定以上の高速になった場合に、空気の圧力が高められてバネ支持面が進行し、その分、チェーン１０１の張力が高められるように制御される。また、チェーン１０１の回動速度が予め設定された圧力低下速度まで低下すると空気の圧力が低く調整されてバネ支持面が移動（後退）し、その分、チェーン１０１が弛む状態となるように制御される。これにより、チェーン１０１が高速に回転しても、チェーンガイド１３０の先端に掛けられたチェーン１０１が遠心力やチェーンの伸びなどによって外側（チェーンガイド１３０から離れる側）へ移動してしまう事態を抑制し、高速回転中のチェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

なお、付勢力発生機構１４０は、チェーンが張った状態となるように軸回動体１２０が回動する方向側へ作用する力（以下、軸回動体１２０への作用力ともいう）を生じさせる機構であれば、必ずしも上記した構成とする必要はなく、制御装置１３に制御されるモータによって軸回動体１２０への作用力を発生させるなど他の機構を用いてもよい。また、必ずしも２種の組合せとする必要はなく、３種以上の機構の組合せにしてもよいし、コイルバネ１４２と空気の圧力とによる２つの機構のうちの一方の機構のみとするなど１つの機構によって構成してもよい。

この場合において、少なくともいずれか１つの機構は、制御装置１３の制御によらず軸回動体１２０への作用力を生じさせることが可能なバネに代表される機構とすることが好ましく、また、少なくともいずれか１つの機構はチェーン１０１の回動速度に応じて軸回動体１２０への作用力を変化させるなど軸回動体１２０への作用力を変動可能な構成とすることが好ましい。軸回動体１２０への作用力を変動可能な構成とした場合には、上記した作用力の調整の制御に限らず、チェーン１０１の回動速度に比例して当該作用力を制御するなど、他の制御により軸回動体１２０への作用力を調整する制御を行ってもよい。

軸回動体１２０とベース体１１０には、軸回動体１２０の回動範囲を制限するための回動範囲制限機構が設けられている。回動範囲制限機構は、ベース体１１０によって回動可能に支持される軸回動体１２０の回動可能な範囲を一定範囲に制限したり、軸回動体１２０が回動しないようにベース体１１０と軸回動体１２０とを一体化させる。

図４には、回動範囲制限機構の一例として、ベース体１１０のガイド側回動支持部１１４に、軸回動体１２０の回動中心軸を中心とする円弧状の長穴１６１が設けられ、軸回動体１２０におけるガイド側回動支持部１１４に対面する側面には、回動範囲を制限するためのボルト１０６の先端部が螺入されるボルト孔１２４が設けられ、そのボルト孔１２４に、ボルト１０６の軸部分が長穴１６１に挿通された状態で固定される機構を例示している。これにより、軸回動体１２０の回動可能な範囲は、ボルト１０６の軸部分が長穴１６１の形成された範囲内に限って回動可能となり、長穴１６１の両端にボルト１０６が当接することで回動位置が制限される。また、ボルト１０６を一定以上のトルクで締め込み固定した場合には、ボルト１０６の頭部と軸回動体１２０とによってガイド側回動支持部１１４が挟み込まれた状態で固定され、その固定位置からは、軸回動体１２０がいずれの方向にも回動しない状態とすることができる。

なお、回動範囲制限機構としては、上記構成に限るものでなく、他の機構を適用してもよく、例えば、必ずしも位置決め固定する機能を付加する必要はなく、位置決め固定する機能は省略してもよいし、また、軸回動体１２０の回動可能な範囲を変化可能に構成してもよく、例えば、円弧状の長穴１６１の端部位置を変化させることが可能な板状の部材を長穴１６１に重なるように設置し、その重なり量を調整することで回動範囲を変化させるようにしてもよい。

ベース体１１０の連結部１１３は、軸回動体１２０に対してチェーンガイド１３０が連続して設けられる一方側（図４の右下側）に設けられている。すなわち、連結部１１３は、電動モータ４１の出力軸４４、モータ側回動部材１５１および軸回動体１２０の回動中心軸に対して、チェーンガイド１３０が連続して設けられる側に位置し、チェーン１０１による加工の際に、チェーン１０１およびチェーンガイド１３０に入力される抵抗力などの作用する位置に近い部分でチェーンガイド１３０を支持し易くしている。これにより、連結部１１３に作用する回転力（回転モーメント）を抑制し、チェーン１０１の位置ずれを少なくすることができる。

なお、連結部１１３は、軸回動体１２０の周りの全周を囲う筒状に形成してもよい。この場合には、剛性は高くすることができるが、その分、連結部１１３を含めたベース体１１０の重量が嵩んでチェーン加工装置１００の移動可能な速度が制限されたり、狭い箇所への加工が困難となる可能性がある。本実施例のように、連結部１１３を、軸回動体１２０の一方側のみに形成することで、チェーン加工装置１００の軽量化と小型化を可能としチェーン１０１の高速移動や加工可能な位置の自由度を高めることができる。

また、軸回動体１２０の周りの一部に連結部１１３が設けられる場合、連結部１１３は、チェーンガイドの連続する方向側に位置するように設けられることが好ましく、また、軸回動体１２０の外形に沿った方向側へ連続する形状とすることが好ましい。本実施例では、軸回動体１２０に対して一方側（図４の右下側）にて、軸回動体１２０が回動中心に対して大きく形成されるチェーン側回動部材１５２の設けられる方向側（図４の上下方向側）に連続する形状とされており、これにより、チェーン１０１が駆動する駆動側に相当するスプロケット１５８を中心としてチェーン１０１に回動力が伝達され、チェーンガイド１３０が回転する方向側に木材の抵抗力が作用しても、変形する量を抑えつつ、外形を小型に形成することができる。

ここで、チェーン加工装置１００の位置および姿勢を制御装置１３によって制御するための基準位置（加工基準位置）について説明する。木材加工装置２０の制御装置１３は、木材加工用装置１１としての多関節ロボット２０Ａの変位動作部としての複数のアーム２１〜２３および回動部２４（図２参照）を制御し、チェーンガイド１３０の位置及び角度を変化させることで、チェーン１０１の位置及び角度を変化させる。この場合に、チェーンガイド１３０の長手方向に沿った先端位置（図４の座標配置位置）か、チェーンガイド１３０の先端側における所定の位置（例えば、チェーンガイド１３０の先端位置に対して、チェーン１０１の厚み分、さらに、チェーンガイド１３０の長手方向（図４のｘ方向）にずれたチェーンの加工位置を加工基準位置として多関節ロボット２０Ａの変位動作部の動作を制御することが好ましい。

具体的な設定例としては、図２に示すように、多関節ロボット２０Ａのベース体２５における所定の位置（例えば、ベース体２５が回動部２４を支持する面における回動中心位置Ｗ）に、制御装置１３の制御における絶対的な座標系（ワールド座標系）を設定する。そして、このワールド座標系に対して、チェーン加工装置１００が取り付けられる位置、または、最も先端側に設けられるアーム２１の先端側における所定の位置（例えば、電動モータ４１の取付面におけるアーム２１先端の回動中心位置Ｍ）に第１の座標系（メカニカルインタフェース座標系）を設定し、この第１の座標系に対してチェーンガイド１３０の長手方向に沿った先端位置Ｔまたは先端位置側の所定の位置を加工基準位置とし、その加工基準位置に第２の座標系（ツール座標系）を設定する。これら３つの座標系を制御装置１３に設定し、チェーン１０１による加工位置の制御に利用することで、チェーン加工装置１００を用いた木材加工の制御を好適に行うことができる。

次に、軸回動体１２０の回動範囲と、軸回動体１２０の回動動作とについて、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、軸回動体１２０が回動範囲内の基準位置（回動基準位置）に位置した状態におけるチェーン１０１の配置を示した図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）よりチェーンが張る方向側に軸回動体１２０が回動した状態を示した図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）よりチェーン１０１が弛む方向側に軸回動体１２０が回動した状態を示した図である。なお、図６の各図においては、チェーン１０１の内周側における基準線と、スプロケット１５８の基準となる外形（ピッチ円）と、モータ側回動部材１５１およびチェーン側回動部材１５２の平歯車１５４，１５６の基準となる外形（ピッチ円）とを一点鎖線で示し、チェーンガイド１３０の外形の一部と、軸回動体１２０と、付勢力発生機構１４０を構成する作用ピン１４１を実線で示し、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）とチェーン側回動部材１５２（チェーン回動軸１５７）を回動中心軸の位置のみ黒点で示している。また、図６（ａ）には、チェーンケース１０３の外形と、回動範囲制限機構を構成する長穴１６１とボルト１０６の軸部分とを実線で示している。

図６（ａ）に示すように、軸回動体１２０の回動基準位置は、チェーンガイド１３０の長手方向（図６のｘ方向）と、モータ側回動部材１５１に対してチェーン側回動部材１５２の中心が位置する方向とが略直交する位置としている。これにより、軸回動体１２０の回動動作を、チェーンガイド１３０の長手方向に一致し易くすることができ、チェーンガイド１３０に適切にチェーン１０１が掛けられた状態を維持し易くすることができる。すなわち、当該回動基準位置となるように、チェーンガイド１３０の位置、チェーン１０１の長さ、スプロケット１５８の外形などを設定することが好ましい。なお、図６（ａ）から図６（ｃ）には、回動基準位置を示す線として、モータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２の回動中心軸を結んだ直線を図示している。

図６（ａ）に示すように、軸回動体１２０には、作用ピン１４１によって軸回動体１２０がチェーン１０１を張る方向側（図６のモータ側回動部材１５１を基準とした左回り方向）への付勢力が作用している。チェーン１０１の伸びが使用によって生じた場合には、図６（ｂ）に示すように、軸回動体１２０がチェーン１０１が張る方向に回動することとなる。このため、チェーン１０１が張った状態を長い期間にわたって維持し易くすることができる。

また、図６（ａ）に示すように、回動範囲制限機構を構成する長穴１６１とボルト１０６は、チェーンケース１０３の外形より外側に位置するように配置されている。これは、回動範囲制限機構の回動範囲を調整するためのボルト１０６の頭部を、チェーン加工装置１００において外面に露出する位置に配置するためである。これにより、チェーン１０１による加工の途中で、軸回動体１２０をベース体１１０に固定したり、固定を解除したりする必要が生じた場合に、チェーンケース１０３を取り外すなどの他の操作を行うことなく容易にボルト１０６のネジ込み量を調整し、回動範囲の設定変更をすることができる。

チェーン１０１を新規で取り付ける場合や、チェーン１０１のメンテナンスの目的でチェーン１０１の取り外しや取り付け作業を必要とする場合には、図６（ｃ）に示すように、チェーン１０１が弛む方向側へ軸回動体１２０を移動する。この移動の際には、付勢力発生機構１４０による作用ピン１４１の付勢力が弱まるようにすることで、軸回動体１２０を容易に移動することができる。この付勢力の調整は、作用ピン１４１を支持する支持部材１４３（図４参照）を軸回動体１２０から離間するように移動したり、付勢力発生機構１４０に作用する空圧を低くする操作を行うことで実現することができ、これにより、チェーン１０１のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。

次に、チェーン１０１の回動する位置と、チェーン側回動部材１５２およびモータ側回動部材１５１の回動する位置との関係について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は、モータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２の回動によってチェーン１０１に動力が伝達する状態を示した図であり、図７（ｂ）は、チェーン１０１の刃部１０２に抵抗力（反力）が負荷された状態を示した図であり、図７（ｃ）は、チェーン１０１の刃部１０２に抵抗力が負荷された場合において軸回動体１２０が回動している状態を示した図である。なお、図７の各図においては、チェーン１０１の模式的な形状と、スプロケット１５８の基準となる外形（ピッチ円）と、チェーンガイド１３０の外形を実線で示し、モータ側回動部材１５１およびチェーン側回動部材１５２の平歯車１５４，１５６の基準となる外形（ピッチ円）を一点鎖線で示し、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）とチェーン側回動部材１５２（チェーン回動軸１５７）を回動中心軸の位置のみ黒点で示し、チェーン１０１の先端側に設定される加工基準位置の座標を例示している。

電動モータ４１の駆動力は、図７（ａ）に示すように、モータ側回動部材１５１とチェーン側回動部材１５２の平歯車１５４，１５６を通じて、チェーン側回動部材１５２のスプロケット１５８を介してチェーン１０１に伝達される。これにより、チェーン１０１は、図７の矢印で示す加工方向Ｋに沿って回動する。

チェーンガイド１３０の外周縁部分には、チェーンガイド１３０の長手方向に沿った方向側に連続する外縁部Ｇ１，Ｇ２が、チェーンガイド１３０の幅方向における両側に設けられている。これら外縁部Ｇ１，Ｇ２のうち、図７（ａ）の下側の外縁部Ｇ１に掛けられているチェーン１０１は、加工方向Ｋに沿った回動によってスプロケット１５８に近づくように移動（図７（ａ）の左側へ移動）する。また、図７（ａ）の上側の外縁部Ｇ２に掛けられているチェーン１０１は、スプロケット１５８から離間するように移動（図７（ａ）の右側へ移動）する。

ここで、外縁部Ｇ２に掛けられている部分は、スプロケット１５８がチェーン１０１を引く力がチェーンガイド１３０の先端側を経由して伝達される。このため、外縁部Ｇ２を利用してチェーン１０１で加工を行うと、スプロケット１５８がチェーン１０１を引く力がチェーンガイド１３０の先端部分に作用し、チェーンガイド１３０を座屈させる方向の力が生じてしまう。よって、外縁部Ｇ２を利用した加工では、チェーンガイド１３０の変形や破損を考慮することが好ましい。

チェーン１０１による加工に際しては、加工基準位置に近いチェーンガイド１３０の先端部分を利用して幅の狭いスリットなどを加工する。一方、加工の長さが大きく取りやすい長手方向に沿った位置であって、チェーン１０１がスプロケット１５８に近づくように引っ張って加工可能な範囲（図７（ａ）の下側の外縁部Ｇ１に掛けられるチェーン１０１の一部）では、チェーンガイド１３０の先端側を経由させることなく、チェーン１０１をスプロケット１５８で直接的に引っ張るように加工することができる。このため、大きな範囲の加工を効率よく行うことができる。

この場合において、木材の加工範囲が大きくなる（すなわち、加工される長さが長くなる）と、加工される部分の堅さなどによって大きな抵抗力が発生する可能性が高くなり、その場合には、チェーン１０１の刃部１０２が木材に一時的に引っ掛かってしまう状況が生じ得る。この状況においては、電動モータ４１の駆動力によってチェーン加工装置１００に回転する方向側への抵抗力が作用し、加工位置がずれてしまう可能性がある。

この場合に、チェーン加工装置１００においては、電動モータ４１の出力軸４４およびモータ側回動部材１５１の回動中心軸からずれた位置にチェーン側回動部材１５２の中心位置が配置されている。そして、そのずれた分だけ、チェーン１０１の刃部１０２が木材と接触してチェーン加工装置１００を引っ張るように作用する反力Ｆのベクトルは、電動モータ４１の駆動力によって回動するモータ側回動部材１５１のモータ連結軸１５５に近い位置を通過することとなる。

図７（ｂ）に示すように、チェーンガイド１３０の外周縁部分として、チェーンガイド１３０の長手方向に沿った両側の外縁部Ｇ１，Ｇ２のうち一方の外縁部Ｇ１は、チェーンガイド１３０の長手方向における略中央部に位置するチェーンの連続する方向に沿った仮想線Ｖ１が他方の外縁部Ｇ２における仮想線Ｖ２よりもモータ連結軸１５５（詳細には、モータ連結軸１５５の回動中心）に近くなる。よって、反力Ｆがチェーン１０１を通じてチェーン加工装置１００に作用しても、モータ連結軸１５５を中心にしてチェーン加工装置１００が回転する方向側への回転力を小さくすることができる。従って、モータ連結軸１５５を中心にした回転方向への変位量（変形量）を小さくし、高精度の加工を短時間で実行し易くすることができる。特に、多関節ロボット２０Ａのアーム２１に対して電動モータ４１と装着部４５とを介してチェーン加工装置１００が接続される場合に、モータ連結軸１５５および電動モータ４１の出力軸４４の周りを筒状の部位で連結する構成によって、チェーン加工装置１００、装着部４５および電動モータ４１を小型に構成しつつ、回転方向への変位量（変形量）は小さく抑えることができて好ましい。

また、上記したように、チェーン１０１が木材に引っ掛かってしまう状況が生じた場合、スプロケット１５８とチェーン１０１とが一時的に動作を止められそうになる可能性がある。この場合であっても、図７（ｃ）に示すように、モータ側回動部材１５１（モータ連結軸１５５）の回動中心軸を中心にして、チェーン側回動部材１５２を支持する軸回動体１２０が回動可能に構成されているので、モータ側回動部材１５１の回動力（図７（ｃ）の矢印Ｓ１の方向への回動力）は、図７（ｃ）の矢印Ｓ２の方向に、軸回動体１２０と共にチェーン側回動部材１５２を回動させるように作用する。すなわち、図７（ｃ）のチェーン１０１に沿って付した矢印Ｃ１の方向側へチェーン１０１を引く方向にモータ側回動部材１５１の回動力が作用する。この引っ張り力は、スプロケット１５８の外形を平歯車１５６の外形より大きく設定したり、チェーン側回動部材１５２の回動中心近くをチェーン１０１が経由する配置に設定するほど大きな力を発生させることができる。これにより、一時的に刃部１０２が木材へ引っ掛かってしまう状況を容易に解消可能とすることができる。

以上説明したように、本実施形態のチェーン加工装置１００を多関節ロボット２０Ａに取り付けることによって、木材を様々な形状に加工したり、狭い幅しかないスペースに対しての加工を可能とする等、木材を加工する自由度を向上させることができる。

また、チェーン回動軸１５７を回動可能に支持する軸回動体１２０は、チェーンガイド１３０が固定されるベース体１１０に対して、チェーン回動軸１５７がチェーンガイド１３０の長手方向に沿った所定の範囲内で移動可能となるように回動可能に設けられ、付勢力発生機構１４０は、チェーンガイド１３０の突出方向とは逆の方向にチェーン回動軸１５７が向かうことでチェーンが張った状態となるように軸回動体１２０が回動する方向側への力を生じさせる。

このため、チェーン１０１が伸びた場合、チェーンガイド１３０の先端側の位置を移動させることなく当該先端側の端部からモータ連結軸１５５が離間する方向側への力が生じるように、付勢力発生機構１４０が軸回動体１２０に作用し、チェーンが張った状態で回動し易く構成されている。このため、他の部材に取り付けられるベース体１１０の被固定部１１１と、チェーンガイド１３０の先端側に位置するチェーン１０１先端側の位置との相対的な位置関係を一定に維持し易くすることができる。よって、ベース体１１０の被固定部１１１を介してチェーン１０１の位置や姿勢を制御して木材を加工する場合に、チェーン１０１を精度良く位置決めすることができる。

また、複数の刃部１０２を有するチェーン１０１を、長手方向に沿って連続するチェーンガイド１３０で支持して木材加工を行う場合には、チェーン加工装置１００が取り付けられる位置（取付位置）から、木材加工が行われ得る最も遠い位置（チェーン１０１の先端部）は、他の刃物（例えば、丸鋸）と比べて遠くに位置し易い。また、チェーン１０１に伸びが生じた場合には、チェーン加工装置１００の取付位置から木材加工が行われ得るチェーン１０１の先端部（ガイド部材の先端部に掛けられた部分）までの距離が変化することとなって、チェーン１０１の先端部における加工を高精度で実行することが難しい。この場合において、従来では、チェーンガイドの先端側を駆動軸から離れる側に移動することでチェーンを張るように対応する場合があるが、その移動分、チェーン加工装置の基準位置（加工基準位置）を再設定しなければならず、木材加工以外の調整時間や設定時間が多く必要となり易い。

この点について、本実施形態に係るチェーン加工装置１００が取り付けられた多関節ロボット２０Ａ（木材加工装置２０）の制御装置１３においては、チェーン加工装置１００のチェーンガイド１３０の先端位置又はチェーンガイド１３０の先端側における所定の位置を基準位置として、複数のアーム２１〜２３および回動部２４の動作が制御される。チェーンガイド１３０の先端は、チェーン加工装置１００の取付位置から遠くに位置する部位であるので、この部位を基準位置にして加工を行うことによって、チェーンの先端部を利用した細かな加工（例えば、スリット加工など）を実行し易くすることができ、加工をするために必要となる設定作業を簡易に行い易くすることができる。

また、チェーン１０１に伸びが生じた場合、付勢力発生機構１４０によってチェーン回動軸１５７が移動することによりチェーン１０１を張るようにすることができるので、チェーン１０１による木材の加工位置は、チェーン１０１に伸びが生じるような長い期間においても変化し難く、長期にわたって高い加工精度を維持し易くすることができる。よって、木材加工に伴ってチェーン１０１が伸びても、多関節ロボット２０Ａの動作を制御するためのチェーン加工装置１００の基準位置は再度の設定を行う必要を少なくし、多関節ロボットの制御を簡易にしつつ高い加工精度を有するものとすることができる。

また、チェーン１０１の長手方向に沿った部分を利用して大きな範囲で木材加工する場合において過大な抵抗力（反力）がチェーン１０１に作用する状況であっても、チェーン１０１とモータ連結軸１５５との位置関係と、チェーン１０１の加工方向との設定によって、チェーン加工装置１００がモータ連結軸１５５を中心にして回転する方向側への回転力を小さくすることを可能としている。よって、チェーン１０１が掛けられるチェーンガイド１３０の先端位置又はチェーンガイド１３０の先端側における所定の位置は変化し難くすることができ、チェーンガイド１３０の先端側に基準位置を設定しても、設定した位置と実際の位置とのずれを少なくすることができ、高い加工精度を有するものとすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、例えば、以下に記載するように変形して実施してもよく、この場合に、以下に記載する各構成を上記実施形態に対して適用してもよく、以下に記載する複数の構成を組み合わせて上記実施形態に対して適用してもよい。

例えば、軸回動体１２０は、必ずしも電動モータ４１の出力軸４４の回動中心と一致するようにして回動可能に構成する必要はなく、チェーン１０１の張る方向へ移動可能であれば、他の位置を回動中心にして回動可能にベース体１１０に支持される構成としてもよい。また、軸回動体１２０が回動する範囲の中に、必ずしもチェーンガイド１３０の長手方向と軸回動体１２０の回動する方向とが一致する区間が含まれるように構成する必要はない。チェーンガイド１３０の長手方向の成分を含む方向側に軸回動体１２０が回動可能であればよく、チェーンガイド１３０の長手方向に対して傾いた方向側のみに軸回動体１２０が回動する構成としてもよい。

また、チェーンガイド１３０は、必ずしも先端側にて曲率半径が小さく、長手方向に沿った部分に近づくほど曲率半径が大きくなるように構成する必要はなく、先端側に曲率半径の大きな部位を含むようにしてもよいし、長手方向に沿った部分において一部に直線の区間が設けられるなど、他の形状を含む外形によってチェーンガイド１３０を構成してもよい。

また、チェーン１０１の加工方向は、必ずしも上記した実施形態と同一の方向とする必要はなく、逆方向に設定してもよく、この場合であっても、チェーン１０１が付勢力発生機構１４０によって張った状態で回動し易くすることができる。

以上説明したように、この発明は、木材プレカット加工装置、及び、木材加工装置の制御装置に適している。

１０：木材プレカット加工装置、１３：制御装置、２０：木材加工装置、２０Ａ：多関節ロボット、２１〜２３：アーム（変位動作部）、２４：回動部（変位動作部）、１００：チェーン加工装置（木材加工用装置）、１０１：チェーン、１１０：ベース体（被取付体）、１２０：軸回動体（第２軸支持部材）、１３０：チェーンガイド（ガイド部材）、１４０：付勢力発生機構（チェーン張力付加手段）、１５５：モータ連結軸（第１軸）、１５７：チェーン回動軸（第２軸）、１５８：スプロケット（回動力伝達部材）

Claims (3)

1. 複数の刃部が設けられたチェーンが回動することによって木材を加工可能な木材加工用装置であって、
   前記チェーンを回動させるための駆動力を発生する駆動手段の駆動力によって回動する第１軸と、
   その第１軸を回動可能に支持する第１軸支持部を有し、他の部材に取り付け可能に構成された被取付体と、
   前記第１軸とは別に設けられて前記第１軸から出力される駆動力が伝達されて前記第１軸と共に回動する第２軸と、
   その第２軸に設けられて当該第２軸と一体的に回動し、前記チェーンに回動力を伝達する回動力伝達部材と、
   前記第２軸の軸方向に沿った方向側に厚みを有する板状に形成され、前記第２軸に近い側を基端側として前記第２軸から離間する第１の方向側に先端側が位置し、当該第１の方向が長手方向となるように連続し、前記チェーンが外周縁部分に掛けられるガイド部材と、
   前記第２軸を回動可能に支持する部材であって、前記被取付体に対して前記第２軸が前記第１の方向に沿った所定の範囲内で移動可能となるように、回動可能に設けられる第２軸支持部材と、
   前記第１の方向とは逆の方向に前記第２軸が向かうことで前記チェーンが張った状態となるように前記第２軸支持部材が回動する方向側への力を生じさせるチェーン張力付加手段とを備える木材加工用装置と、
   その木材加工用装置の前記被取付体を介して前記ガイド部材の位置及び角度の少なくとも一方を変化させて前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を変化させることが可能に動作する変位動作部と、を備える木材加工装置と、
   その木材加工装置の変位動作部の動作を制御する制御装置とを備え、
   その制御装置によって前記変位動作部の動作を制御して前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を制御する場合に、前記ガイド部材の先端位置またはガイド部材の先端側における所定の位置を前記木材加工用装置の基準位置として前記変位動作部の動作が制御されることを特徴とする木材プレカット加工装置。
2. 前記制御装置は、前記ガイド部材の先端位置に対して前記チェーンの厚み分、前記ガイド部材の長手方向における先端側にずれた前記チェーンの加工位置を前記基準位置として、前記変位動作部の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の木材プレカット加工装置。
3. 請求項１又は２に記載の木材加工装置の制御装置であって、前記変位動作部の動作を制御して前記チェーンの位置及び角度の少なくとも一方を制御することを特徴とする木材加工装置の制御装置。