JPH05228904A - 木工用深孔穿孔機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長寸法の被加工物に、能率的に貫通孔のような
深孔を両端から能率的に加工することができる木工用深
孔穿孔機を得ること、および長さの異なる被加工物に対
しても容易に対応することができるものとすることを目
的とする。 【構成】長寸法の被加工物を固定するワーク固定部２の
左右にワーク固定部２に向けて進退し、その先端がワー
ク固定部の中心位置まで移動するドリル３，3'を設け、
このドリルは後端部をガイド杆４に沿って移動する主軸
台５上のモータ６によって回転駆動するものとし、先端
部は固定軸受台７に支持されるものとする。固定軸受台
７は、被加工物の長さに応じてワーク固定部２へ向けて
移動させその任意位置で固定できるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】近年、間伐材を有効に利用するた
めに、比較的細い丸太の四面を切除して角材として利用
することが行われている。このような角材、角材や丸太
材である一般の柱材、あるいは床柱などの柱材では、柱
材の中心部分と周辺部分の含水率や収縮率の違いなどか
ら乾燥によってひび割れを生じることが知られている。
このようなひび割れを防止し、また被加工物の内部を乾
燥させるため、芯挽と称し柱の一側面にほぼ中心部にま
で達する切り込みを長手方向に加工することが行われて
いる。このような芯挽きは、木質の収縮率の違いを切り
込み部分が広がることによって吸収し、柱の表面にひび
割れが生じるのを防止するものではあるが、柱材の用途
によっては表面に切り込みが現れること、切り込み部分
が広がると柱材として変形するという欠点があった。

【０００２】芯挽加工を施さないで柱材のひび割れを防
止するには、柱材の中心に貫通孔を穿ち木質の収縮を吸
収するのが有効な手段である。ところが、このような柱
材は長寸法であって、非常に深い孔を穿つ必要がある。
本発明は、上記場合のように長寸法の被加工物に対し深
い孔を穿つための穿孔機であって、異なる長さの被加工
物に対して両端から途中までの深孔や貫通孔を能率的に
穿孔することができる木工用深孔穿孔機に関する発明で
ある。なお、深孔を穿孔する長寸法の被加工物は、例え
ば長手方向に金属芯を通して補強したり接続するといっ
た目的の他、種々の目的に利用することができるもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来の一般的な木工用穿孔機、木工用ボ
ール盤は、主軸台によってドリルを片持ち式に支持し被
加工物を回転させるのが普通であった。従来のドリルを
回転させるものでは芯振れを生じるため深孔を穿孔する
ことができなかった。本出願人は、回転する長寸法のド
リルを柱材の一端から進退させて深い孔を加工する穿孔
機（特開平１−２４７１０２号，特開平１−２４９４０
２号）を開発している。この穿孔機では、一本のドリル
の長さで足りる被加工物に対しては一工程で加工するこ
とができるが、より長い柱材に貫通孔を穿孔するには、
被加工物のセット位置を１８０度反転させ別工程として
両端から加工することができるようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の片持ち式の穿孔
機は、長尺の柱材に貫通孔を加工するといった深孔加工
を想定していない。仮に、従来の穿孔機に長寸法のドリ
ルを装着できるように変更しても、長寸法のドリルのセ
ンターを正確に合わせて装着することが難しいととも
に、自重による撓みなどによって芯振れを生じ易く長寸
法の深孔を正確に穿つことが困難である。本出願人の先
の出願に係る深孔穿孔機では、上記従来技術の欠点を解
消することができる。本発明はこれを改良し、より長尺
の被加工物に対し貫通孔などの深孔を両端から能率的に
加工することができるとともに、異なる長さの被加工物
に対しても適応することができる穿孔機を得ることを目
的とする発明である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る木工用深孔
穿孔機は、柱材など長寸法の被加工物Ａを固定するワー
ク固定部２の左右長手方向に、被加工物に向けて進退す
るドリル３，3'を配置する。この、左右長手方向に設け
られた長寸法のドリル３，3'は、それぞれ後端部を長手
方向に移動する主軸台５，5'に保持しモータ６，6'によ
って回転駆動させ、先端部は被加工物の端面に近接させ
て固定した固定軸受台７，7'によって支受し、左右のド
リル３，3'は少なくとも一方のドリルの先端の前進位置
と他方のドリルの先端の前進位置とがワーク固定部２の
中間位置で合致する位置まで前進し得るものとする。固
定軸受台７，7'は、被加工物の長さに応じてワーク固定
部２へ向けて前進させ、その任意位置において固定でき
るようにする。

【０００６】

【作用】ワーク固定部２に被加工物を固定した状態で、
一方のドリル３を回転させながら主軸台５を前進させる
と、先端部が固定軸受台７に支受されていたドリルは、
固定軸受台７を摺動して先方に押し出され、その先端は
被加工物の一方の端面から中心に向けて穿孔して行き、
被加工物の中間位置まで穿孔する。同じようにもう一方
のドリル３によって、被加工物の他端から被加工物の中
間位置まで穿孔することができ、両端からの孔が被加工
物の中間位置でつながることによって、貫通孔となる。
貫通孔とせず途中までの深孔を穿孔する場合は、被加工
物の両端からそれぞれ所望の深さとなるように穿孔を行
う。

【０００７】被加工物に対する穿孔の開始位置と固定軸
受台７との距離が大きく離れていると、その間のドリル
３は片持ち状態となり芯振れを生じる可能性が高いた
め、固定軸受台７はなるべく被加工物の端面と接近して
固定されるのが望ましい。そして、被加工物は常に同じ
寸法であるとは限らない。そこで、被加工物の寸法が変
わる場合は固定軸受台７を、被加工物の端面になるべく
接近する位置まで移動させて固定すると、芯振れを生じ
ることなく穿孔を開始できるものとなる。穿孔が開始さ
れると、ドリルが押し出されても穿孔位置が一つの支点
となり自由端のようには芯振れを生じない。このとき、
固定軸受台７と主軸台５との間にあってドリルの中間位
置を支受する１または２以上の移動軸受台８を設ける
と、ドリルの芯振れがより確実に防止されることにな
る。左右のドリル３，3'は片方ずつ駆動させ、一方のド
リルによる穿孔が終了したのち他方のドリルによる穿孔
を開始するようにすることもできるが、両端から同時に
穿孔を開始し、先端がワーク固定部の中心位置に達する
直前の最終段階において一方のドリルを待機させ穿孔作
用の時間的なずれを生じさせると、ドリルどうしが衝突
することなく、かつより短時間に穿孔作業を行うことが
できるものとなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明木工用深孔穿孔機の実施例を添
付の図面に基づいて説明する。本体フレーム１は長手方
向の中間位置をワーク固定部２とし、ワーク固定部を挟
んでその左右には対向させて対称的な二つのドリル３，
3'を配置する。二つのドリル３，3'はそれぞれ基端部が
本体フレーム１の左右２か所の長手方向に設けたガイド
杆４，4'に沿って移動する主軸台５，5'に支持され、モ
ータ６，6'によって回転駆動されるとともに、先端部は
固定軸受台７，7'によって支受される。ドリル３及び3'
はモータ６及び6'によって駆動されるスピンドル6a，6
a' に着脱自在としている。このように、ドリル３及び
これを駆動するための構造は、ドリル3'及びこれを駆動
するための構造と同じである。

【０００９】主軸台５は、図１(b) に示すようにドリル
３の先端がワーク固定部２の中心を僅かに越える位置に
達するまで前進させることができるようにし、ワーク固
定部２に装着される被加工物Ａは左右両端からの加工に
よって貫通孔が加工されるものとする。もっとも、被加
工物が一本のドリルで加工することができる長さのもの
であるときは、被加工物をワーク固定部２の左右いずれ
か一方に寄せてセットし、左右いずれか一方のドリル３
または3'によって加工することもできる。ワーク固定部
２には、その複数位置に被加工物を固定するため、図示
実施例では四つのバイス９，９を設けている。

【００１０】主軸台５のガイド杆４は、図４に示すよう
にドリル３の移動方向である長手方向に一対として本体
フレーム１上に平行に設置し、主軸台５がこのガイド杆
４，４の上を摺動可能なものとする。この主軸台５を移
動させるには、図４及び図５から理解されるように本体
フレーム１内の長手方向に、モータ10によって回転駆動
される送りネジ11を設け、この送りネジ11と主軸台５に
固定した雌ネジ12とを螺合させている。主軸台５の移動
手段は、図示実施例の送りネジ以外にもラックとピニオ
ンの組合せやシリンダーによる駆動など種々変更可能で
ある。

【００１１】図示実施例においては、固定軸受台７と主
軸台５の間に主軸台と同様ガイド杆４に沿って移動し、
ドリルの中間位置を支受する二つの移動軸受台８を設け
ている。本発明において、移動軸受台８は必ずしも必要
なものではないが、ドリルが長寸法である場合、主軸台
５と固定軸受台７間でのドリル３の芯振れを防止するた
め移動軸受台８を設けるのが好ましい。この移動軸受台
８は主軸台５と同様にガイド杆４，４上を摺動する。移
動軸受台８は、なるべく主軸台５と固定軸受台７の間に
等間隔で位置するように、エアーシリンダーなどで強制
的に移動させるものであってもよいが、固定軸受台７と
主軸台５の間を自由に移動可能とし、少なくとも主軸台
と固定軸受台の間でドリル３の中間位置を支持すれば、
ドリル３の芯振れを防止する効果がある。

【００１２】ドリル３の先端部を支受する固定軸受台７
は、先方すなわちワーク固定部２に向けて移動させ、任
意位置において固定可能なものとする。また、ワーク固
定部にほぼ等間隔に配置してあるバイス９もワーク固定
部２の任意位置に移動させ、移動させた位置で固定する
ることができるものとする。固定軸受台７及びバイス９
をワーク固定部２において移動可能とし、かつこれを固
定するには、図４に示すようにワーク固定部２の本体フ
レーム１に、一定ピッチで螺子孔13，13を穿設してお
き、バイス９及び固定軸受台７をセットボルト14で螺子
孔13に固定するようにする。

【００１３】図示実施例では、固定軸受台７が本体フレ
ーム１に固定されるようにしているが、ガイド杆４を延
長しその上を固定軸受台７が移動可能とし、移動した任
意位置において固定できるようにしてもよい。また、ガ
イド杆４を本体フレーム１の全長に亘って設け、被加工
物の固定手段すなわちバイス９もガイド杆に沿って移動
し、移動した任意位置で固定できるようにしてもよい。

【００１４】図１(a) に示すようにワーク固定部２を挟
んで左右にドリル３，3'を最も後退させた定位置に配置
する状態では、図１(b) に示すように左右の端面がそれ
ぞれドリル３，3'の先端に接近する状態で長さＬの被加
工物Ａをバイス９，９によって固定し、ドリル３，3'を
先方に押し進めることによって被加工物Ａの両端から貫
通孔を穿設することができる。これに対し、図２(a),
(b) に示すようにワーク固定部２にあるバイス９，９を
中心方向に移動させるとともに、固定軸受台７，7'を中
心方向に移動させ、その移動位置において長さＬ’の被
加工物Ａ’を固定すると、この被加工物Ａ’に貫通孔を
穿設することができる。

【００１５】図１(a) に示す定位置では、二つのドリル
３，3'を支持している主軸台５，5'が本体フレーム１の
左右両端部にあって、これが図１(b) に示すようにワー
ク固定部の中心方向へ向けて移動する。これに対し、図
２(a) に示す状態では、主軸台５，5'が前方に移動して
おり、この位置を基準として図２(b) に示すようにドリ
ル３，3'を支持している主軸台５，5'がワーク固定部２
の中心方向に向けて移動する。ドリル３，3'の前進位置
は、装着したドリルの先端がワーク固定部の中心位置に
達するものとし、被加工物の長さが変更され固定軸受台
７を先方へ移動しても主軸台５の前進位置を変更する必
要はない。つまり、主軸台５の移動は後退位置が変更さ
れるものであり、前方への移動位置はいずれの場合も同
じとしている。そのため、ガイド杆４，４及び送りネジ
11は上記主軸台５の最大の移動範囲に設け、後退位置は
リミットスイッチの制御によって行うようにしている。

【００１６】図３に示すように、本実施例では主軸台５
に三つのリミットスイッチ15，16，17，を設けるととも
に、本体フレームの側面にはこれらリミットスイッチに
よって感知される当り片18，19を、主軸台５の後退位置
と前進位置の二カ所に設けている。そして、当り片18，
19はレール状の取付台20，21に沿って移動自在とし、主
軸台５の移動範囲を変更することができるようにしてい
る。リミットスイッチ15，16，17のいずれかと、その当
り片18，19の組合せによって、主軸台５の前進位置と後
退位置を設定することは容易に理解されるが、このリミ
ットスイッチと当り片の組合せは単に主軸台の移動範囲
を設定するだけでなく、より効率的な穿孔作業の制御に
利用することができる。

【００１７】図１(a) や図３に示すように、左右両端部
に後退している主軸台５，5'を同時に先方へ移動させる
と、左右のドリル３，3'によってワーク固定部２の被加
工物Ａに対し両端から同時に穿孔加工を行う。穿孔作業
が進行して行くと、穿孔の最終段階において主軸台５，
5'に装着されたリミットスイッチ15，15' が当り片18，
18' を感知する。このとき、いずれか先に当り片を感知
した主軸台５または5'のいずれか一方は前進を継続させ
るとともに、後に当り片を感知した主軸台5'または５の
いずれか他方の前進を停止して待機させる。前進を継続
する主軸台５または5'は、第２番目のリミットスイッチ
16または16' が当り片18または18' を感知したところで
後退を始める。すなわちリミットスイッチ16または16'
は、ドリル先端がワーク固定部の中心を通過した位置を
検出するものとする。

【００１８】主軸台５または5'のいずれか一方が後退を
始めた時点で、停止させていた主軸台5'または５を第２
番目のリミットスイッチ16' または16が、当り片18' ま
たは18を感知するまで前進させる、しかる後主軸台５を
後退させると貫通孔の加工が完了する。第３番目のリミ
ットスイッチ17及び17' は後退位置を検出するものであ
る。つまり、主軸台５または5'が後退して行きリミット
スイッチ17または17'が当り片19または19' を検出する
と停止するようにしている。

【００１９】なお、ドリル３を支受する固定軸受台や移
動軸受台には、一般的なメタル軸受を利用してもよい
が、このような固定軸受ではドリルの切削刃が接触した
ときに軸受そのものを磨滅させる可能性がある。これを
回避するために、本発明者はボールベアリングやローラ
ーベアリングのような回転軸受を利用している。このよ
うにすると、ドリルが接触し接触抵抗が発生したときに
ドリルと一緒に回転を始め、軸受そのものの損傷をなる
べく回避できる。

【００２０】本出願人は、先に発明をした特開平１−２
４９４０２号において、ドリルに作用する切削抵抗によ
って主軸台に転倒モーメントが作用するのを回避するた
め、主軸台が支受されるガイド杆と、ドリルとを同一平
面上に位置させることを提案している。本発明を実施す
るに際してはこの思想を利用するものであってもよい
が、図示実施例ではガイド杆４よりも高い位置にドリル
３を位置させている。ガイド杆とドリルを同一平面上に
位置させるには、設計上機器の配置に多少の困難を伴う
が、本願実施例では、ガイド杆の上を摺動する主軸台の
上にドリルの駆動機構を設置することができるというよ
うに、組立てや補修を容易なものとすることができる。
なお、穿孔作業中のドリルに対する反力も、固定軸受台
の存在によってある程度芯振れが防止され実用に耐え
る。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、一度セ
ットした被加工物を動かすことなく両端から深孔を穿孔
することができ、より長寸法の柱材に貫通孔を加工する
ことができるとともに、異なる長さの柱材に対しても自
由に対応することができる効果がある。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、より長寸法
のドリルを使用するものであってもドリルの芯振れを効
果的に回避することができる。

【００２３】請求項３記載の発明によれば、長寸法の柱
材に対し、より能率的に貫通孔の加工を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である木工用深孔穿孔機全体の
正面図、

【図２】本発明の実施例である木工用深孔穿孔機であっ
て、やや短い被加工物を加工する状態を示す全体の正面
図

【図３】木工用深孔穿孔機の右半部のみの正面図、

【図４】木工用深孔穿孔機の右半部のみの平面図、

【図５】図３のＸ−Ｘ線断面図。

【符号の説明】

１─本体フレーム、 ２─ワーク固定部、 ３，3'─ド
リル、 ４，4'─ガイド杆、 ５，5'─主軸台、 ６，
6'─モータ、 ７，7'─固定軸受台、 ８─移動軸受
台、 ９─バイス、 10─モータ、 11─送りネジ、
13─ネジ孔、14─セットボルト、 15〜17─リミットス
イッチ、 18，19─当り片。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長寸法の被加工物を固定するワーク固定部
   ２の左右長手方向に、被加工物に向けて進退するドリル
   ３，3'を配置し、 この、左右長手方向に設けられた長寸法のドリル３，3'
   は、それぞれ後端部を長手方向に移動する主軸台５，5'
   に固定されたモータによって回転駆動し、先端部は被加
   工物の端面に近接させて固定した固定軸受台７，7'によ
   って支受するとともに、 左右のドリル３，3'は少なくとも一方のドリル３の先端
   の前進位置と他方のドリル3'の先端の前進位置とがワー
   ク固定部２の中間位置で合致する位置まで前進し得るも
   のとし、 固定軸受台７，7'はワーク固定部２へ向けて前進させ、
   その任意位置において固定できるようにしたことを特徴
   とする木工用深孔穿孔機。
2. 【請求項２】固定軸受台７，7'と主軸台５，5'との間に
   あってドリルの中間位置を支受し、主軸台の移動にとも
   なって固定軸受台と主軸台との間を移動する移動軸受台
   ８，8'を設けてなる請求項１記載の木工用深孔穿孔機。
3. 【請求項３】左右のドリル３，3'は、被加工物の両端か
   ら同時に前進するものとし、その先端位置が一致する前
   に一方のドリルを停止し、他方のドリルが最先の前進位
   置から後退した後、停止させていたドリルを前進させる
   ようにしてなる請求項１記載の木工用深孔穿孔機。