JPH06166004A - 木材接合部のほぞ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に切削部付近をクランプ固定することによ
り、ビビリのない高精度のほぞ切削加工を行うこと。 【構成】 ワークＷをクランプするクランプ手段Ａ、Ｂ
を加工ヘッドＥが侵入して移動する加工空間Ｃを隔て一
対配設する。クランプ手段Ａ、Ｂにはそれぞれ油圧シリ
ンダ８ａ、８ｂを関連し、前後位置を調整できるように
する。クランプ手段Ａ、Ｂの何れか一方を使用して、ワ
ークＷの長手方向端部にほぞ加工を行うときは、上記の
クランプ手段Ａ、Ｂの間隔を開く。またクランプ手段
Ａ、Ｂの両方を使用して、ワークＷの長手方向中間部に
ほぞ加工を行うときは、クランプ手段Ａ、Ｂの間隔を狭
くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一台の機械でワーク
の長手方向端部と長手方向中間部とにほぞ加工を行うこ
とができる装置に係り、特に切削加工を順調に行うこと
ができる木材接合部のほぞ加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】在来建築工法においては、各木材接合部
に継手・仕口と呼ばれる種々のほぞ加工を行う必要があ
る。この種ほぞ加工は、近年の熟練技能者の不足と共に
次第に機械化されて来ている。切削加工された継手・仕
口の一例としては、次のようなものが挙げられる。すな
わち図８に示す腰掛けかまほぞ、図９に示す大入りあり
掛けほぞ、図１０に示す腰掛けありほぞなどがあり、雄
ほぞｍと雌ほぞｎを対として土台、大引、母屋の接合、
胴差と根太の接合など目的に応じて適宜に使用してい
る。

【０００３】上記の継手・仕口加工は、大別してワーク
の長手方向端部に行うもの（図８、図１０参照）と、長
手方向中間部に行うもの（図９参照）とがある。これら
の加工は、従来それぞれ専用の加工機を二台以上ライン
接続して行っていたが、構成が複雑で大型化するという
問題があるため、小規模事業所などにおいては、導入を
見合わせるケースが多かった。

【０００４】そこで本発明者は、特開平４−２５１７０
６号に係るコンパクトな「木材接合部のほぞ加工装置」
を市場に提供したものである。このほぞ加工装置は、ワ
ークの端部の加工の際には、何れか一方のクランプ手段
を使用し、加工ヘッドを加工空間内で移動制御して加工
を行ったものであり、また中間部に加工を行う際には、
両方のクランプ手段を使用し、これに跨って保持された
ワークを加工空間の側方において移動制御される加工ヘ
ッドで加工したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の加工
機においては、加工ヘッドが加工空間内に入って移動す
る関係上、一対のクランプ手段の間隔を相当大きく開け
て設定する必要があった。このためワークの中間部にほ
ぞ加工するときは、保持スパンが大きく伸びてクランプ
力が弱くなり、ビビリを生ずるという欠点が見られた。
このビビリは、加工精度の低下、刃先の異常摩耗を発生
する原因となる。

【０００６】本発明は、上記した従来技術の問題点を着
目してなされたもので、常に切削部付近をクランプでき
るようにすることで、ビビリがなく高精度のほぞ加工を
行うことができる木材接合部のほぞ加工装置を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係るほぞ加工装置は次のように構成し
たものである。すなわち、その要旨とするところは、前
後方向に供給されるワークをクランプ固定するクランプ
手段を、加工空間を隔てて一対配設すると共に、上記加
工空間に対応して前後、左右及び上下の三軸方向に移動
制御される加工ヘッドを配設し、この加工ヘッドに放射
状に備えた切削工具を少なくとも前後又は左右方向に換
向して設定できるようにしたものにおいて、前記クラン
プ手段に、その前後方向の配設位置を調整する間隔調整
手段を設けたことにある。

【０００８】

【作用】ワークの長手方向端部にほぞ加工を行うときに
は、両クランプ手段の間隔を開いて設定する。そして、
一方のクランプ手段によりワークをクランプして加工を
行う。上記のクランプ手段の開放により、加工ヘッドが
移動する加工空間が広がるので、干渉の恐れがなく作業
を順調に行うことができる。また、ワークの長手方向中
間部にほぞ加工を行うときには、両クランプ手段の間隔
を閉じて設定する。これによりワークの保持スパンが小
さくなり、切削部付近をクランプ保持することができ、
ビビリがない高精度の加工を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明に係る木材接合部のほぞ加工
装置を一実施例について具体的に説明する。図１は全体
構成を示す一部切欠き正面図 図２は同じく側面図であ
り、図中に記したＸ矢印方向を左右方向、Ｙ矢印方向を
前後方向さらにＺ矢印方向を上下方向として最初に設定
する。

【００１０】図において、１はベース ２ａ及び２ｂ
は、ベース１の前後に配設した取付フレーム ３ａ及び
３ｂは、スライドレール４、４に係合して取付フレーム
２ａ、２ｂ上に設け移動ベース Ａ及びＢは移動ベース
３ａ、３ｂに設けたクランプ手段で、各々左右一対のバ
イス片５、５、このバイス片５、５を求心的に開閉作動
するねじ軸６、ねじ軸６を正逆駆動するモータ７によっ
て構成する。

【００１１】上記の移動ベース３ａ、３ｂにはワークＷ
の下面を受ける受面ａ（図１参照）を構成する。なお、
この受面ａはクランプ手段Ａ、Ｂに備えた従来周知の転
動コロに代えても良い。次に８ａ及び８ｂは、取付フレ
ーム２ａ、２ｂにそれぞれ前向き及び後向きに取りつけ
た油圧シリンダ 一方の油圧シリンダ８ａは、ピストン
ロッドを前部の移動ベース３ａに連結し、クランプ手段
Ａを前後に位置調整する。また他方の油圧シリンダ８ｂ
は、移動ベース３ｂに連係しクランプ手段Ｂを前後位置
調整する。

【００１２】上記のクランプ手段Ａ、Ｂが互いに接近移
動するとき、両者間に形成される加工ヘッド（後で詳述
する）の侵入空間、すなわち加工空間Ｃは狭くなり、ま
た互いに離反移動するとき、加工空間Ｃは広くなる。９
は上記加工空間Ｃの下部位置において昇降自在に設けた
取付フレーム この取付フレーム９は、最も下位の没入
位置（図２参照）と、二つのクランプ手段Ａ、Ｂを連結
する連結位置（図３参照）及びクランプ手段Ａ、Ｂに対
応する対応位置（図４参照）の三つの位置に設定され
る。

【００１３】図３及び図４において、１０は取付フレー
ム９の昇降動作を案内する昇降ガイド １１は取付フレ
ーム９を連結位置に作動するように上向きに設けた第１
の昇降シリンダ １２は取付フレーム９を対応位置に作
動するように第１の昇降シリンダ１１に連結した第２の
昇降シリンダ Ｄは取付フレーム９の上面に配設した遊
転コロ式のコンベヤ手段で、連結位置において、二つの
クランプ手段Ａ、Ｂを連結する。

【００１４】１３ａ及び１３ｂは取付フレーム９の両端
部に設けたストッパー手段で、図４のようにクランプ手
段Ａ又はＢに保持されるワークＷの先端に当接し、この
先端位置を規制する。なお、前記クランプ手段Ａ、Ｂの
受面ａ、ａの外方にはワークＷの搬送コンベヤＦ、Ｆを
備えるものとする。この搬送コンベヤＦ、Ｆは遊転コロ
によって構成する。

【００１５】次に１７はベース１の四隅部に樹立したコ
ラム １８はコラム１７、１７を連結して構成した枠状
の上部フレーム １９は上部フレーム１８の上面部に設
けた左右方向のレール ２０はベアリングを介してレー
ル１９にスライド自在に配設したＸ軸移動ベース ２１
はＸ軸移動ベース２０に関連した送りねじ軸 ２２は送
りねじ軸２１を制御駆動するＸ軸サーボモータである。

【００１６】２３はＸ軸移動ベース２０の上部に設けた
前後方向のレール ２４はベアリングを介してレール２
３にスライド自在に配設したＹ軸移動ベース ２５はＹ
軸移動ベース２４に関連した送りねじ軸 ２６は送りね
じ軸２５を制御駆動するＹ軸サーボモータ ２７はＹ軸
移動ベース２４の内側に取りつけた上下方向のベアリン
グ ２８はレール２９を上記ベアリング２７に係合して
上下動自在としたＺ軸移動ベース ３０はＺ軸移動ベー
ス２８に関連した送りねじ軸 ３１は送りねじ軸３０を
制御駆動するＺ軸サーボモータ ３２はＺ軸移動ベース
２８のバランス用シリンダである。

【００１７】上記移動ベース２８の下部に配設した加工
ヘッドＥの構成を図５〜図７を参照して説明する。３３
はＺ軸移動ベース２８の下端に、ベアリング３４を介し
て取りつけたフランジ状の旋回体 上記の旋回体３３
は、上下すなわち垂直軸線回りを回動するようになって
いる。３５は旋回体３３に固定したギヤ ３６はギヤ３
５に噛み合うピニオンで、Ｚ軸移動ベース２８に設けた
旋回用モータ３７の出力軸に固定する。

【００１８】３８はギヤ３５の周面部に設けた４つの受
孔で、この受孔３８は同一円周上に等ピッチ（９０°の
単位）で配設される。３９はＺ軸移動ベース２８に下向
きに配設した位置決め用シリンダで、ピストンロッド端
に上記受孔３８に挿入する嵌合ピン４０を設ける。４１
は旋回体３３の下部に設けたギヤボックス ４２はギヤ
ボックス４１の下端に垂直軸線回りを回動するように配
設したタレットヘッドである。

【００１９】上記のタレットヘッド４２には放射状に多
数（実施例では６基）の主軸ヘッド４３を突設するもの
で、このヘッド４３にチャックを介して種々の切削工具
Ｔ１〜Ｔ６を取りつける。４４はタレットヘッド４０を
所定の回転角度（実施例では６０°単位）で旋回操作す
る割出し用モータ ４５はギヤボックス４１内のギヤ手
段（図示省略）を介して上記切削工具を回転する駆動用
モータ 上記の切削工具Ｔ₁〜Ｔ₆は、前記した嵌合ピン
４０が何れかの受孔３８に嵌合するとき、前後方向又は
左右方向の何れかに設定されるもので、この切削工具が
唯一回転駆動するようになっている。

【００２０】一実施例に係るほぞ加工装置の構成は上記
の通りであり、次のようにして種々のほぞ加工を行う。
まず、ワークＷの長手方向端部に図８の雌ほぞ加工を行
う場合は、油圧シリンダ８ａ、８ｂによりクランプ手段
Ａ、Ｂを互いに離反する方向に作動し、加工空間Ｃを広
げて設定する。そして、図４のように第１及び第２の昇
降シリンダ１１、１２を動作して、取付フレーム９を最
上位の対応位置に設定する。これにより、ストッパー手
段１３ａ、１３ｂがクランプ手段Ａ、Ｂに対応して前側
に突出する。

【００２１】このようにしたならば、例えば搬送コンベ
ヤＦ上のワークＷを後部のクランプ手段Ｂのバイス間隔
を通して供給し、先端を上記のストッパー手段１３ｂに
当接して位置決めする。ワークＷの位置決め後は、バイ
ス片５、５を閉じてワークＷを中心基準として固定す
る。また取付フレーム９は、第１及び第２の昇降シリン
ダ１１、１２の動作により没入位置に設定する。

【００２２】一方加工ヘッド側においては、割出しモー
タ４４を駆動し、所要の切削工具Ｔ１を所定位置へ回動
し、駆動用モータ４５に連係して回転する。選択された
切削工具Ｔ１が後部のワークＷに対応する場合はそのま
まで良いが、他の左右方向又は前方に向く場合は、嵌合
ピン４０を受孔３８から抜去して旋回用モータ３７を操
作し、切削工具Ｔ１の換向制御を行う。

【００２３】次にＸ軸サーボモータ２２及びＹ軸サーボ
モータ２６をそれぞれ制御駆動して、切削工具Ｔ１をワ
ークＷの幅方向中心に合わせ、さらに長手方向の切削位
置を設定する。そしてＺ軸サーボモータ３１により切削
工具Ｔ１を下降移動して切削加工を行う。切込み深さは
ワークＷの上面を基準とするもので、これは上面を予め
検出するセンサー手段（図示省略）によって適宜に設定
される。なお上記の雌ほぞ加工は、切削工具Ｔ１のＺ軸
方向の運動だけで行うことができる。

【００２４】上記の加工の際に、図２のようにタレット
ヘッド４２を含む加工ヘッドＥが一対のクランプ手段
Ａ、Ｂの間に侵入するが、両者間隔は開いており充分な
スペースがあるので、干渉などの心配がない。なおワー
クＷは、後部のクランプ手段Ｂに限らず前部のクランプ
手段Ａに取りつけても良い。この場合、旋回用モータ３
７によりタレットヘッド４２を１８０°換向し、切削工
具を前向きにして行えば良い。さらに上記の例では雌ほ
ぞ加工について説明しているが、切削工具にＵ字形のプ
ログラム運動を与えれば、図８〜図１０の雄ほぞ加工を
行うことがことができる。

【００２５】次に、ワークＷの長手方向中間部に図９の
雌ほぞ加工を行う場合は、図３のように油圧シリンダ８
ａ、８ｂによりクランプ手段Ａ、Ｂを接近する方向に作
動し、加工空間Ｃを狭く設定する。そして、同図のよう
に第１の昇降シリンダ１１により取付フレーム９を連結
位置に設定し、上部のコンベヤ手段Ｄをクランプ手段
Ａ、Ｂに一致して連結する。

【００２６】このようにしたならば、一方の搬送コンベ
ヤＦからワークＷを送り込み、このワークＷを両方のク
ランプ手段Ａ、Ｂに跨って保持する。このワークＷの位
置決めは、ワークＷの上面に記した墨付線（図示省略）
と、投光器によって照射される光線（図示省略）によっ
て行う。ワークＷの位置決め後は、両方のクランプ手段
Ａ、ＢによりワークＷをクランプ固定する。またコンベ
ヤ手段Ｄは、取付フレーム９の下降により退避する。

【００２７】加工ヘッドＥ側においては、割出し用モー
タ３７により切削工具を選択し、旋回用モータ４４によ
りこの切削工具Ｔ₄を右向きに設定する。（図１参照）
そして、Ｘ軸サーボモータ２２及びＹ軸サーボモータ２
６をそれぞれ制御して、切削工具Ｔ４の中心位置を設定
する。この後にＺ軸サーボモータ３１により切削工具Ｔ
４を下降移動する。この場合の切込み深さ基準の取り方
は、前述した端部のほぞ加工と同様に上面を基準として
行うようにする。

【００２８】このようにして中間側面の一側の加工が終
了したならば、旋回用モータ３７により旋回体３３を１
８０°回動操作して切削工具Ｔ４を左向きに設定する。
そして、図１の仮想線のようにＸ軸サーボモータ２２に
よりタレットヘッド４２をワークＷの右側に移して設定
し、切削工具Ｔ４を下降して切削加工を行う。このよう
にすることで、ワークＷの両側に所要の雌ほぞ加工を行
うことができる。

【００２９】上記の中間部の加工の場合においては、加
工ヘッドＥが加工空間Ｃ内へ侵入しないので両クランプ
手段Ａ、Ｂの間隔を可及的に接近することができる。こ
のため、切削部付近をクランプ保持してビビリのない切
削加工を行うことができる。なお上記の加工時におい
て、切削工具がコンベヤ手段Ｄに干渉しないようであれ
ば、取付フレーム９をわざわざ没入位置に退避する必要
はない。

【００３０】なお上記の一実施例では、ワークＷの上面
を基準として切削加工を行ったものであるが、下面を基
準とすることもできる。この場合、下面位置はワークの
大きさに関係なく常に一定であるので、基準位置の検出
用センサー手段を不要とすることができる。またタレッ
トヘッド４２の工具数を６本として説明したが、加工域
での干渉のない範囲でそれ以上のものを使用することが
できる。さらに一実施例では、両方のクランプ手段Ａ、
Ｂをそれぞれ移動できるようにしたが、一方を固定し他
方を移動できる構成としてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明に係るほぞ加工装置
によれば、クランプ手段の配設間隔を調整することによ
って、常に切削部付近に接近した強固なワーククランプ
を行うことができる。このため、ビビリのない高精度の
切削加工を行うことができるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るほぞ加工装置を一部縦断して示
す正面図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】クランプ手段の構成を示す側面図である。

【図４】同じくクランプ手段の構成を示す側面図であ
る。

【図５】加工ヘッドの構成を示す一部縦断側面図であ
る。

【図６】同じく一部横断平面図である。

【図７】切削工具の取付状態を示す底面図である。

【図８】腰掛かまほぞの構成を示す斜視図である。

【図９】大入れありほぞの構成を示す斜視図である。

【図１０】腰掛ありほぞの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

３ａ 移動ベース ３ｂ 移動ベース Ａ クランプ手段 Ｂ クランプ手段 ５ バイス片 ８ａ 油圧シリンダ（間隔調整手段） ８ｂ 油圧シリンダ（間隔調整手段） Ｃ 加工空間 Ｄ コンベヤ手段 １３ａ ストッパー手段 １３ｂ ストッパー手段 Ｗ ワーク ２０ Ｘ軸移動ベース ２２ Ｘ軸サーボモータ ２４ Ｙ軸移動ベース ２６ Ｙ軸左サーボモータ ２８ Ｚ軸移動ベース ３１ Ｚ軸左サーボモータ Ｅ 加工ヘッド ３７ 旋回用モータ ４２ タレットヘッド ４４ 割出し用モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前後方向に供給されるワークをクランプ固定するクラン
   プ手段を、加工空間を隔てて一対配設すると共に、上記
   加工空間に対応して前後、左右及び上下の三軸方向に移
   動制御される加工ヘッドを配設し、この加工ヘッドに放
   射状に備えた切削工具を少なくとも前後又は左右方向に
   換向して設定できるようにした加工機械において、前記
   クランプ手段に、その前後方向の配設位置を調整する間
   隔調整手段を設けたことを特徴とする木材接合部のほぞ
   加工装置。