JPH07195310A

JPH07195310A - 丸太材の圧縮成形装置

Info

Publication number: JPH07195310A
Application number: JP33666393A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mochizuki; 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【目的】所定温度に加熱された状態の丸太材等の被加工
木材(G) を複数の加圧板(P)(P)により圧縮して多角形断
面の柱状体に成形するようにした丸太材の圧縮成型装置
において、成形後の製品に亀裂が生じたりせず、又、各
加圧板の加圧駆動力を低減できるようにすること。【構成】各加圧板(P) の加圧面(P₁)に低摩擦係数素材層
(R) を形成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【利用分野】本発明は、所定温度に加熱された状態の丸
太材を、これの側方に配置した複数の加圧板で圧縮する
ことにより、所定の略多角形断面の柱状体に成形する圧
縮成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】丸太材は、特公平3-2956
05号等に開示される方法、即ち、所定温度（例えば、11
0℃〜 110℃）に加熱された状態で、これの側方に配置
した複数の加圧板で圧縮変形させることにより、又、こ
の後の冷却処理により、例えば、正方形断面の角材等に
成形される。

【０００３】そして、上記圧縮に使用する成形装置とし
て、特開平4- 14404号に開示されるものがある。このも
のは、図１に示すように、被加工木材(G) としての丸太
材より少し長く設定され且つ断面Ｌ字状に形成された一
対の加圧型板(P₀)(P₀)を対向配置したものであり、この
ものでは、これら加圧型板(P₀)(P₀)間に被加工木材(G)
を介在させた後、これら加圧型板(P₀)(P₀)を対向近接方
向に加圧駆動することによって、前記被加工木材(G)
は、初期の丸形断面から次第に圧縮変形されて、図２に
示すように、断面積が少し縮小（６０〜７０％）されて
初期的に略正方形状となった状態を経過した後、さらに
圧縮されて、最終的に、加圧型板(P₀)(P₀)の加圧面(P₁)
(P₁)に一致した正方形断面（初期断面の４０〜６０％の
断面積）に成形される。

【０００４】上記加圧工程に於いて、被加工木材(G) に
は、各加圧型板(P₀)に加圧変形されてこれに対接する成
形面(G₁)が形成され、この成形面(G₁)は前記加圧変形に
伴って大きくなるが、このとき成形面(G₁)が加圧面(P₁)
に対して相対摺動することとなる。ところが、この成形
面(G₁)と前記加圧面(P₁)との間の摩擦抵抗が大きいこと
から、前記加圧工程では成形面(G₁)の近傍部分には応力
が集中して亀裂が生じる場合がある。

【０００５】特に、上記加圧方法のものでは、成形面(G
₁)と加圧面(P₁)との間の強制的な摺動が大きくなるか
ら、上記応力集中も一層大きく、図３に示すように、被
加工木材(G) の断面において加圧型板(P₀)の断面の屈曲
部に臨むコーナー部分に亀裂が生じ易い。更に、上記摩
擦抵抗があることから、各加圧型板(P₀)の加圧駆動力を
大きくする必要がある。

【０００６】

【技術的課題】本発明は、このような点に鑑みてなされ
たものであり、『所定温度に加熱された状態の丸太材等
の被加工木材(G) を複数の加圧板(P)(P)により圧縮して
多角形断面の柱状体に成形するようにした丸太材の圧縮
成型装置』において、成形後の製品に亀裂が生じたりせ
ず、又、各加圧板の加圧駆動力を低減できるようにする
ことをその課題とする。

【０００７】

【技術的手段】上記課題を解決するために講じた本発明
の技術的手段は、『各加圧板(P) の加圧面(P₁)に低摩擦
係数素材層(R) を形成した』ことである。

【０００８】

【作用】本発明の上記技術的手段は次のように作用す
る。このものでは、各加圧板(P) を加圧駆動すると、こ
れの加圧面(P₁)により被加工木材(G) が圧縮されて、各
加圧面(P₁)の対接する部分には成形面(G₁)が形成され
る。そして、前記圧縮に伴って成形面(G₁)が次第に拡大
していくこととなり、被加工木材(G) の構成組織と加圧
面(P₁)とが既述したように相対的に摺動することとなる
が、加圧面(P₁)には低摩擦係数素材層(R) 形成されてい
ることから、前記相対摺動部分の摩擦抵抗が低減され
る。従って、成形面(G₁)が拡大することによる既述の応
力集中が生じにくいものとなる。

【０００９】また、上記のように加圧面(P₁)と被加工木
材(G) の構成組織との摺動摩擦抵抗が低減されるから、
加圧成形の際の加圧力が比較的少なくなる。

【００１０】

【効果】本発明は上記構成であるから次の特有の効果を
有する。このものでは、加圧面(P₁)によって加圧変形さ
れる被加工木材(G) の構成組織に応力集中が生じにくい
から、この部分に亀裂が生じたりすることがない。又、
各加圧板(P) の加圧駆動に際して、被加工木材(G) の構
成組織との相対摺動がスムーズであるから、前記加圧駆
動力が少なくてよい。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。この実施例は、加圧面(P₁)の表面全体に弗素樹脂シ
ートを添設固定して低摩擦係数素材層(R) を具備させた
４つの加圧板(P)(P)によって、被加工木材(G) としての
丸太材を正方形断面の角材に圧縮成形する場合に実施し
たものであり、図４及び図５に示すように、所定間隔で
複数の支持板(11)(11)が配置されてこれらが連結一体化
された支持フレーム(1) に、前記支持板(11)(11)を貫通
する態様で前記加圧板(P)(P)を収容配置すると共に、こ
れら加圧板(P)(P)を、各支持板(11)にこれらに対応させ
て設けたリンク機構(K₁)(K₁)の出力部により保持させた
構成となっている。

【００１２】前記支持フレーム(1) は、複数の略正方形
状の支持板(11)(11)の四隅に連結棒(12)(12)を貫通させ
てこれらを一体化した構成となっており、支持板(11)(1
1)の中央には、加圧板(P)(P)を貫通させるための開口(1
3)(13)が設けられ、その直径は、加圧板(P)(P)の後述の
所定移動を可能とする大きさに設定されている。そし
て、各支持板(11)の片面には、後述のリンク機構(K₁)(K
₁)が前記(13)の周縁部における上下左右の４箇所（開口
(13)と同心の円周を４等分した位置）に装着され、その
装着姿勢は、開口(13)の中心に対して点対称となる姿勢
となっている。尚、この支持フレーム(1) の長手方向の
大きさは、加圧板(P)(P)のそれとほぼ同じ大きさに設定
されている。

【００１３】そして、前記支持板(11)に装着される各リ
ンク機構(K₁)は、図５〜図９に示すように、支持板(11)
に回動自在に軸支され且つ加圧板(P) を保持する揺動腕
(2)と、この揺動腕(2) の先端部を被加工木材(G) 側に
加圧駆動するクランク機構(3) とからなり、このクラン
ク機構(3) のクランクロッド(4) の先端を前記揺動腕
(2) の先端部に回動自在に連結した構成としている。

【００１４】前記揺動腕(2) は、全体としてＬ字状に構
成され、自由端側の長辺となる支持主体(22)に加圧板
(P) が添設されている。そして、短辺側の直立片(21)
が、支持フレーム(1) における全ての支持板(11)(11)を
貫通するように配置された支持軸(L) に軸支され、これ
によって、この揺動腕(2) が支持軸(L) を中心に回動可
能となっている。

【００１５】上記クランク機構(3) は、全ての支持板(1
1)(11)を貫通させた駆動軸(31)に設けられる偏心軸部(3
2)に、クランクロッド(4) の入力端側がまわり対偶状態
に外嵌された構成となっている。そして、４つの駆動軸
(31)(31)が共通の駆動源(K₀)によって同期回転するよう
に伝動されている。上記構成のリンク機構(K₁)では、図
９の二点鎖線に示す状態から、同図の時計回りの方向に
駆動軸(31)を回転駆動すると、クランクロッド(4) 及び
揺動腕(2)が被加工木材(G) 側に移動する。このとき、
加圧板(P)(P)つまり支持主体(22)(22)がその初期状態で
相互に直角となるように支持軸(L) の位置が設定されて
いるから、又、駆動軸(31)の同期回転によって、クラン
クロッド(4)(4)の出力端が同じ距離だけ移動するから、
隣り合う加圧板(P)(P)が常時直角となった姿勢で移動す
る。更に、クランクロッド(4) が最進出状態の死点を僅
かに越えた位置で、クランクロッド(4) の直立片(21)側
の側部と対接するストッパー(5) が支持板(11)に設けら
れ、クランクロッド(4) は、前記死点を僅かに越えた位
置以上には変位しないようになっている。

【００１６】更に、上記揺動腕(2)(2)に取り付けられる
各加圧板(P) は、細長い板状に形成され、これの長さ
は、被加工木材(G) の長さより少し大きく設定され、
又、これの横幅は、図５及び図１０に示すように、被加
工木材(G) の直径よりも少し大きくなる程度に設定され
ている。そして、各加圧板(P) を支持板(11)(11)の揺動
腕(2)(2)に保持させるために、一方の加圧板(P) には、
支持主体(22)(22)との対接部にこれらに沿って台形断面
の蟻溝(P₃)(P₃)を形成すると共に、他方の支持主体(22)
(22)には、前記蟻溝(P₃)(P₃)に一致する断面形状の凸条
(24)(24)を各別に設け、各蟻溝(P₃)に凸条(24)を嵌入さ
せることによって、これら加圧板(P) と揺動腕(2)(2)と
を加圧板(P) の横幅方向にすすみ対偶させている。

【００１７】又、各加圧板(P) の加圧面(P₁)には、これ
に一致する大きさで且つ厚さ５０〜２００μｍ程度の弗
素樹脂シートが接着等により添設され、これが既述の低
摩擦係数素材層(R) となっている。更に、前記揺動腕
(2) の基端部には、加圧板(P) の取付側に突出する受け
部(26)が形成され、この受け部(26)から加圧板(P) の横
幅方向にピン(25)が突設されている。このピン(25)は、
加圧板(P) に横幅方向に形成された孔部(P₂)内に挿入さ
れ、又、このピン(25)に外嵌された押しバネ(S) が、前
記受け部(26)と加圧板(P) の側端との間に介在された構
成となっている。これによって、加圧板(P) は、揺動腕
(2) の自由端側に付勢されている。従って、各加圧板
(P) は、隣り合う加圧板(P) の加圧面に所定の付勢力で
対接した構成となっている。

【００１８】尚、この実施例では、上記支持フレーム
(1) は、蒸気式の加熱炉（図示せず）内に収容され、こ
の支持フレーム(1) 内に保持させた被加工木材(G) を所
定温度（例えば、80℃〜120 ℃）に加熱する方式として
いる。［圧縮成形の実際について］次に、上記構成の装置を用
いて被加工木材(G) としての丸太材を正方形断面の柱状
体に成形する実際について以下に説明する。

【００１９】先ず、支持フレーム(1) の下方に位置する
加圧板(P) 上に被加工木材(G) を載置する。この後、各
駆動軸(31)を同期駆動させて揺動腕(2)(2)を被加工木材
(G)側に移動させ、加圧板(P)(P)が軽く被加工木材(G)
を加圧した状態とすると、被加工木材(G) が位置決めさ
れる（図１０ーａの状態）。このとき、各加圧板(P)の
横幅が被加工木材(G) の直径よりも少し大きくなる程度
に設定され且つ各加圧板(P) の端縁が隣接する加圧板
(P) の加圧面に直角に対接する関係に配置されているか
ら、これら加圧板(P)(P)の内側の空間がこれらにより閉
じられた正方形空間となる。

【００２０】この後、上記加熱炉内に導入した高温蒸気
により被加工木材(G) が所定温度に加熱された状態と
し、さらに、揺動腕(2)(2)を加圧駆動して、加圧板(P)
(P)によって被加工木材(G) を圧縮すると、各加圧板(P)
は、揺動腕(2) によって横幅方向にスライド自在に保
持されているから、各加圧板(P) が隣接する加圧板(P)
の加圧面から押されてスライドする。これによって、上
記正方形空間が縮小されつつ各加圧面によって前記被加
工木材(G) の断面が縮小され、図１０ーｂに示すよう
に、元の丸形断面から断面積が少し縮小された略正方形
断面となった後、さらに圧縮されて、最終的に、各加圧
板(P) が最終成形位置に達した時点で、正方形断面の成
形材(G₂)に仕上げられることとなる（図１０ーｃの状
態）。

【００２１】この後、成形材(G₂)を冷却すると、前記正
方形断面が固定化される。尚、冷却装置を使用せずに放
置する方法もあり、この場合には、積極的に冷却する必
要はなく、加熱炉から取り出すだけでよい。このもので
は、加圧板(P) の表面全体に低摩擦係数素材層(R) が形
成されていることから、加圧板(P) の加圧面(P₁)とこれ
に加圧される被加工木材(G) の成形面(G₁)との間の摩擦
抵抗が低減されている。従って、被加工木材(G) が圧縮
されて成形面(G₁)が拡大するに際して、又、上記スライ
ドによって成形面(G₁)に対して加圧面(P₁)が強制摺動す
るに際して、成形面(G₁)の近傍部分には、応力が集中し
にくく、成形材(G₂)の断面に亀裂が生じる等の不都合が
ない。又、上記摩擦抵抗の低減によって、クランク機構
(3)(3)の駆動力は少なくてよい。

【００２２】更に、このものでは、加圧板(P)(P)によっ
て閉じられた正方形空間内で上記圧縮が行われるから、
成形材(G₂)の一部が加圧板境界部からはみ出すことなく
正確な正方形断面に仕上げられる。尚、上記加圧工程の
終了した被加工木材(G) を取り出した後、各リンク機構
(K ₁)を初期状態に復帰駆動させると、各加圧板(P) は、
上記付勢手段によって、揺動腕(2) の先端側に自動復帰
することとなる。［変形例について］上記実施例では、加圧面(P₁)の表面全体に弗素樹脂
性のシートを接着等によって添設することにより低摩擦
係数素材層(R) を形成しているが、これを、加圧面(P₁)
に前記素材をコーティングする構成としてもよい。低摩
擦係数素材としては、上記弗素樹脂に限定されるもので
はなく、耐熱性があり被加工木材(G) の構成組織の摩擦
係数を低減できるかぎり他の構成のものも採用可能であ
る。

【００２３】また、図１１のように、加圧面(P₁)に
セラミック層(7) を形成して、このセラミック層(7) の
微細凹凸表面に弗素樹脂層(R₁)を形成して低摩擦係数素
材層(R) とし、この低摩擦係数素材層(R) とその下地層
との結合強度を高めると、当該層の耐久性が向上する。上記実施例では、加圧工程に於いて被加工木材(G)
に対して各加圧板(P)がスライドする構成となっている
が、このようなスライドのない構成の加圧板(P) であっ
ても、上記低摩擦係数素材層(R) を形成すれば、成形面
(G₁)の近傍部分での応力集中が低減されるから、これに
よる亀裂の発生が防止される。

【００２４】上記実施例では、被加工木材(G) を正
方形断面の成形材(G₂)としているが、これを、他の多角
形断面の成形材(G₂)としてもよいことはいうまでもな
い。上記実施例では、蒸気式の加熱炉によって被加工木
材(G) を加熱するようにしているが、これを、他の公知
の加熱方式によって加熱するようにしてもよい。又、上
記圧縮装置と加熱炉とを別体としてもよい。

【００２５】．上記実施例では、成形材(G₂)の各面に
対応するように加圧板(P) を設けたが、従来例のように
隣り合う一対の面を一つの加圧板(P) によって成型する
場合等にも本発明が採用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例における圧縮成形装置の説明図

【図２】これの加圧工程の途中の状態を示す説明図

【図３】これの加圧工程の最終成形状態を示す説明図

【図４】本発明実施例における支持フレーム(1) の斜視
図

【図５】本発明実施例における加圧装置の要部説明図

【図６】これのＸ−Ｘ断面図

【図７】これのＹ−Ｙ断面図

【図８】加圧板(P) の付勢手段を示す要部断面図

【図９】各リンク機構(K₁)の動作説明図

【図１０】被加工木材(G) の加圧工程を示す説明図

【図１１】低摩擦係数素材層(R) を形成する場合の他の
例の説明図

【符号の説明】

(G) ・・・被加工木材 (P) ・・・加圧板 (P₁)・・・加圧面 (R) ・・・低摩擦係数素材層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定温度に加熱された状態の丸太材等の
被加工木材(G) を複数の加圧板(P)(P)により圧縮して多
角形断面の柱状体に成形するようにした丸太材の圧縮成
形装置において、各加圧板(P) の加圧面(P₁)に低摩擦係
数素材層(R) を形成した丸太材の圧縮成形装置。